JP4320513B2

JP4320513B2 - 密閉形電池

Info

Publication number: JP4320513B2
Application number: JP2001149390A
Authority: JP
Inventors: 禎弘片山; 貴浩板垣; 健次河野
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP2002343420A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子技術の大きな進歩により、携帯用の電子機器の小型化が進んでいる。これに伴い、高エネルギーで小型薄形の電池が求められ、この要求に応えるものとして扁平形の密閉形電池が各種提案されている。
図５に示すように、扁平形の密閉形電池１は、扁平形の発電要素11を備え、この発電要素11が金属樹脂複合フィルムで形成された密閉形電池用パッケージ12の収容凹部13に収容され、蓋部14を屈曲部15から屈曲することによって、発電要素11を密閉形電池用パッケージ12で収容封止するようになっている。
【０００３】
図６（Ａ）に示すように、発電要素11は、帯状に形成された負極16および正極17と、微多孔セパレータ18，18とが積層されて巻回されている。負極16および正極17には、それぞれ負極端子19，正極端子20が溶接等で固定されている。
【０００４】
そして、図６（Ｂ）に示すように、負極16，正極17および微多孔セパレータ18，18を巻回して発電要素11が形成される。
微多孔セパレータ18，18は、その両側端部が負極16および正極17からはみ出ている。また、負極16，正極17および微多孔セパレータ18の長手方向の端部は、粘着テープ21によって固定される。
【０００５】
これらの負極16，正極17および微多孔セパレータ18の端部は、図７に示すように、正極17が最も短く、２枚の微多孔セパレータ18，18が同一長さで正極17より長く、負極16が最も長くなっている。粘着テープ21は最外層の負極16の端部と一巻き前の負極16とに粘着され、両側の負極16，16の間に正極17および微多孔セパレータ18，18を挟んで押さえるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の密閉形電池１は、発電要素11自体の発熱や外的要因等によって、150℃以上の高温になると、図８に示すように、微多孔セパレータ18，18が熱変形して、その端部が正極17より短くなり、正極17と負極16，16とが接触して短絡する虞れがある。
【０００７】
本発明は、前述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高温になった場合でも、正極と負極とが短絡する虞れを回避できる密閉形電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、セパレータを介して負極および正極となる帯状電極が積層されて巻回された発電要素と、前記発電要素を収容封止する密閉形電池用パッケージとを有する密閉形電池であって、前記発電要素が、一対の直線部および一対の円弧部が連続する断面略扁平長円状に形成されているとともに、前記各帯状電極の長手方向端部が前記各直線部のうちの一方に配置され、前記セパレータに前記帯状電極の長手方向端部よりも前記発電要素の巻回方向に沿って突出する余長部が設けられ、前記余長部が、熱変形により長手方向端部位置が変位しても前記発電要素の巻回方向端部において前記各帯状電極が短絡不可能な余長寸法を有し、かつ、前記セパレータの長手方向端部が前記各直線部のうちの他方に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された密閉形電池においては、セパレータの余長部が熱変形したときに、その長手方向端部位置が負極および正極より外側にあるので、負極および正極が接触して短絡する虞れを回避できる。
【００１１】
この場合は、発電要素と密閉形電池用パッケージとは、発電要素の円弧部において最も強く接触しているのが一般的であり、セパレータの余長部が円弧部において、密閉形電池用パッケージと発電要素との間に強く挟まれているので、セパレータが熱変形しても、その端部が円弧部を越えて反対側の直線部まで移動することはなくなる。従って、負極および正極が短絡する虞れを回避できる。
【００１２】
さらに、本発明においては、請求項２に記載したように、前記余長部における断面積を円形換算した直径寸法が、前記余長部と前記密閉形電池用パッケージの内面との間の隙間寸法よりも大きいことを特徴としている。
【００１３】
この場合は、セパレータの余長部が熱変形した場合には、余長部の端部が変形して発電要素と密閉形電池用パッケージ隙間よりも大きくなり、それ以上移動できなくなるので、端部が負極および正極の端部より内側に入りこむことがなくなるため、負極および正極が短絡する虞れを回避できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る密閉形電池の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る密閉形電池を示す断面図、図２は本発明に係る電池要素の形状を示す図、図３および図４は本発明に係るセパレータの余長部を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の密閉形電池５は、扁平形の発電要素51を備え、この発電要素51が金属樹脂複合フィルムで形成された密閉形電池用パッケージ52の収容凹部53に収容され、蓋部54で収容凹部53を覆うことによって、発電要素51が密閉形電池用パッケージ52により収容封止される。
発電要素51は、帯状に形成された負極56および正極57と、微多孔化されたPEまたはPETによって形成された微多孔セパレータ58，58とが積層されて巻回されている。負極56および正極57には、それぞれ負極端子，正極端子（いずれも図示せず）が溶接等で固定されている。
【００１６】
そして、負極56，正極57および微多孔セパレータ58，58を巻回して発電要素51が形成されている。負極56，正極57および微多孔セパレータ58，58の長手方向の端部は、粘着テープ61によって固定されている。
微多孔セパレータ58，58には、負極56および正極57の長手方向端部よりも発電要素51の巻回方向に沿って突出する余長部58ａ，58ａが設けられている。これらの余長部58ａ，58ａは、負極56および正極57より長くなっている。
【００１７】
これらの余長部58ａ，58ｂは、熱変形したときに、その長手方向端部58ｂ，58ｂの位置が変位しても発電要素51の巻回方向において、負極56および正極57が短絡不可能な余長寸法を有している。
すなわち、余長部58ａ，58ａが熱変形した場合でも、負極56および正極57より突出する長さ寸法になっている。
【００１８】
また、この密閉形電池５は、図２に示すように、発電要素51が、一対の直線部51ａ，51ａおよび一対の円弧部51ｂ，51ｂが連続する断面略扁平長円状に形成されている。
従って、この密閉形電池５は、収容凹部53に発電要素51を収容封止することにより、収容凹部53が発電要素51の外形状に対応した断面略扁平長円状に変形している。
そして、図１に示すように、負極56および正極57の長手方向端部が各直線部51ａ，51ａのうちの一方、図１では上側に配置され、かつ、微多孔セパレータ58，58の長手方向端部、すなわち、余長部58ａ，58ａの端縁58ｂ，58ｂが各直線部51ａ，51ａのうちの他方、図１では下側に配置されている。
【００１９】
さらに、この密閉形電池５は、微多孔セパレータ58，58の余長部58ａ，58ａが、図３に示すように、負極56または正極57のうち長い方、ここでは負極56より長さ寸法Ｌだけ長くなっている。そして、図４に示すように、余長部58ａ，58ａの断面積を円形換算した場合の直径寸法Ｄが、発電要素51と密閉形電池用パッケージ52の内面52ａとの間の隙間寸法ｄよりも大きくなるように設定されている。
【００２０】
本実施形態では、各余長部58ａ，58ａの体積が、発電要素51と密閉形電池用パッケージ52との間の隙間における所定の体積｛（ｄ/２）２×余長部58ａの幅寸法Ｗ｝の１．５倍以上になるように設定されている。
【００２１】
このように、本発明の密閉形電池５は、微多孔セパレータ58，58の余長部58ａ，58ａが熱変形したときに、その長手方向端部58ｂ，58ｂの位置が負極56および正極57より外側にあるので、負極56および正極57が接触して短絡する虞れを回避できる。
【００２２】
また、一般に、微多孔セパレータ58が熱変形する場合、余長部58ａ，58ａの端部58ｂ，58ｂが断面円形に変形し、かつ、端部58ｂ，58ｂの断面形状が拡大変形しながら変位する。そして、前述した密閉形電池５は、微多孔セパレータ58の余長部58ａ，58ａが、その断面積を円形換算した場合の直径寸法Ｄが、発電要素51と密閉形電池用パッケージ52の内面52ａとの間の隙間寸法ｄよりも大きくなるように設定されているので、微多孔セパレータ58における余長部58ａ，58ａの端部58ｂ，58ｂが拡大変形しながら変位しても、負極56および正極57の長手方向端部に対応する位置に到達する前に、余長部58ａ，58ａにおける端部58ｂ，58ｂの位置が規制される。従って、この密閉形電池５によれば、余長部58ａ，58ａの端部58ｂ，58ｂが負極56および正極57の端部より内側に入りこむことがなくなるため、負極56および正極57が短絡する虞れを回避できる。
【００２３】
さらに、このような密閉形電池５において、発電要素51の外形状に対応して変形した収容凹部53は、発電要素51の直線部51ａ，51ａに対応する側面（図１中、上下の平坦面）よりも発電要素51の円弧部51ｂ，51ｂに対応する側面（図１中、左右の円弧面）の方が外側に向かって膨らむような変形が生じ難い。
そして、この密閉形電池５によれば、負極56および正極57の長手方向端部が各直線部51ａのうちの一方に配置され、かつ、微多孔セパレータ58の端部58ｂ，58ｂが各直線部51ａのうちの他方に配置されているため、微多孔セパレータ58が変形するにあたって、外側に向かって膨らむような変形が生じ難い個所により端部58ｂ，58ｂの通過が阻止され、これにより負極56および正極57が短絡する虞れを回避できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の密閉形電池によれば、請求項１に記載したように、セパレータの余長部が熱変形したときに、その長手方向端部位置が負極および正極より外側にあるので、負極および正極が接触して短絡する虞れを回避できる。
【００２５】
さらに、このような発明において、発電要素の外形状に対応して変形した密閉形電池は、発電要素の直線部に対応する側面よりも発電要素の円弧部に対応する側面の方が外側に向かって膨らむような変形が生じ難い。これに対して、本発明においては、請求項１に記載したように、各帯状電極の長手方向端部が各直線部のうちの一方に配置され、かつ、セパレータの長手方向端部が各直線部のうちの他方に配置されているため、セパレータの端部が変形しながら変位するにあたって、外側に向かって膨らむような変形が生じ難い個所により端部の通過が阻止され、これにより負極および正極が短絡する虞れを回避できる。
【００２６】
さらに、本発明においては、請求項２に記載したように、余長部が、その断面積を円形換算した場合の直径寸法が、発電要素と密閉形電池用パッケージの内面との間の隙間寸法よりも大きくなるように設定されているので、セパレータが熱変形した場合には、その余長部の端部が変形して隙間よりも大きくなり、それ以上移動できなくなるので、端部が負極および正極の端部より内側に入りこむことがなくなるため、負極および正極が短絡する虞れを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉形電池を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電池要素の形状を示す図である。
【図３】本発明に係るセパレータの余長部を示す図である。
【図４】本発明に係るセパレータの余長部を示す図である。
【図５】一般的な密閉形電池を示す図である。
【図６】一般的な密閉形電池を示す図である。
【図７】従来例に係る密閉形電池を示す図である。
【図８】従来例に係る密閉形電池を示す図である。
【符号の説明】
５密閉形電池
51 発電要素
51ａ直線部
51ｂ円弧部
52 密閉形電池用パッケージ
56 負極
57 正極
58 微多孔セパレータ（セパレータ）
58ａ余長部

Claims

セパレータを介して負極および正極となる帯状電極が積層されて巻回された発電要素と、前記発電要素を収容封止する密閉形電池用パッケージとを有する密閉形電池であって、前記発電要素が、一対の直線部および一対の円弧部が連続する断面略扁平長円状に形成されているとともに、前記各帯状電極の長手方向端部が前記各直線部のうちの一方に配置され、前記セパレータに前記帯状電極の長手方向端部よりも前記発電要素の巻回方向に沿って突出する余長部が設けられ、前記余長部が、熱変形により長手方向端部位置が変位しても前記発電要素の巻回方向端部において前記各帯状電極が短絡不可能な余長寸法を有し、かつ、前記セパレータの長手方向端部が前記各直線部のうちの他方に配置されていることを特徴とする密閉形電池。
前記余長部における断面積を円形換算した直径寸法が、前記発電要素と前記密閉形電池用パッケージの内面との間の隙間寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載した密閉形電池。