JP4420484B2

JP4420484B2 - Sealed battery

Info

Publication number: JP4420484B2
Application number: JP08550899A
Authority: JP
Inventors: 拓磨森下; 雅統大木; 修一山下
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP2000277067A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に発電要素が収納された有底円筒状の外装缶と、この外装缶の開口部に外部ガスケットを介してかしめ固定された封口体とを有すると共に、この封口体は上記外装缶側から順に封止板と内部ガスケットとを有し、この内部ガスケットを介して上記封止板により端子キャップと防爆弁とが挟持される構造の密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬｉＣｏＯ₂等のリチウム含有複合酸化物を正極材料とする一方、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵、放出し得る合金又は炭素材料を負極材料とするリチウムイオン電池が、高容量化が可能な電池として注目されている。このようにリチウムイオン電池は優れた性能を有するということから、円筒型形状の密閉型電池等に用いられている。
【０００３】
ここで、上記リチウムイオン電池の具体的な構造は、図５に示すように、内部に発電要素３０が収納された有底円筒状の外装缶３１と、この外装缶３１の開口部に外部ガスケット３３を介してかしめ固定された封口体３２とを有すると共に、この封口体３２は上記外装缶３１側から順に封止板３４と内部ガスケット３５とを有し、この内部ガスケット３５を介して上記封止板３４により端子キャップ３６、防爆弁３７及びＰＴＣ素子３８が挟持される構造となっている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の電池では、封口体３２のかしめ固定時に外装缶３１の開口端部を電池内部方向（図中Ａ方向）に押圧する必要があり、これに伴って封止板３４も電池内部方向に押圧されるので、封止板３４が電池内部方向に変形し（たわみ）、封止板３４と内部ガスケット３５との間に隙間４０が形成される。このため、封止板３４に形成されたガス抜き孔４１から進入した電解液が、隙間４０を通って電池外に大量に排出されて、電池外に存在する保護回路等を破損するおそれがある。加えて、内部ガスケット３５と防爆弁３７との間にも隙間が形成されることがあるため、電解液がこの隙間を通って封口体３２内に進入して、封口体３２内のＰＴＣ素子３８を破損するおそれもある。このような不都合は、電池の保存温度が大きく変化するような場合に、特に生じやすくなる。なぜなら、低温では内部ガスケット３５は収縮し、高温では内部ガスケット３５は膨張するため、このようなことを繰り返すと、内部ガスケット３５が徐々に劣化するからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであって、例え電池の保存温度が大きく変化するような場合であっても、封止板と内部ガスケットとの間及び防爆弁と内部ガスケットとの間に隙間が形成されるのを抑制することにより、電解液が電池外に排出されたり、封口体内に進入したりするのを防止し、これによって、保護回路やＰＴＣ素子の破損を抑制することができる密閉型電池の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、内部に発電要素が収納された有底円筒状の外装缶と、この外装缶の開口部に外部ガスケットを介してかしめ固定された封口体とを有すると共に、この封口体は上記外装缶側から順に封止板と内部ガスケットとを有し、この内部ガスケットを介して上記封止板により端子キャップと防爆弁とが挟持される構造の密閉型電池において、上記封止板は、電池外部及び／又は内部方向に出っ張り、上記封止板の中心を囲む円周状の凸部を備え、上記内部ガスケットは、上記封止板の凸部が電池外部方向に出っ張る凸部である場合には、上記内部ガスケットの電池内部側に、この封止板の凸部と接する位置において、この凸部に対応した凹部が設けられ、上記封止板の凸部が電池内部方向に出っ張る凸部である場合には、上記内部ガスケットの電池内部側に、この凸部に対応した凸部が設けられ、上記封止板と上記内部ガスケットとの間に隙間が形成されないようになされていることを特徴とする
【０００７】
このように、封止板に電池外部及び／又は内部方向に出っ張る凸部が形成されていれば、封止板のたわみ強度が飛躍的に向上するので、封口体をかしめ固定する際に、封止板が電池内部方向に押圧された場合であっても、封止板が電池内部方向にたわむのが抑制される。したがって、例え電池の保存温度が大きく変化するような場合であっても、封止板と内部ガスケットとの間及び防爆弁と内部ガスケットとの間に隙間が形成されず、この結果、電解液が電池外に排出されたり、封口体内に進入したりするのを防止できるので、保護回路やＰＴＣ素子の破損が抑制される。
また、内部ガスケットが電池外部及び／又は内部方向に出っ張る封止板の凸部の形状に対応するように構成されていなければ、以下の不都合を生じる場合がある。
即ち、凸部が電池外部方向に出っ張る場合には、内部ガスケットに対する押圧力が大き過ぎるため、内部ガスケットの弾性力が十分に発揮されず、しかも内部ガスケットが大きく変形して防爆弁の作動部と接触するため、防爆弁が誤作動するおそれがある。一方、凸部が電池内部方向に出っ張る場合には、内部ガスケットに対する押圧力が小さすぎるため（或いは、押圧力が全く働かないため）、内部ガスケットの弾性力が十分に発揮されない（或いは、弾性力が全く発揮されない）。これに対して、内部ガスケットが凸部の形状に対応するように構成されていれば、内部ガスケットに適切な押圧力が加えられるため、内部ガスケットの弾性力が十分に発揮されると共に、内部ガスケットが大きく変形しないので、防爆弁が誤作動することもない。したがって、安全性の向上を図りつつ、前記の効果が一層発揮される。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記封止板の厚みに対する上記凸部の高さ割合が５０％以上であることを特徴とする。
このように規制するのは、凸部の高さ割合が５０％未満になると、凸部が小さすぎて凸部形成効果が十分に発揮されないからである。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、上記凸部が複数個形成されていることを特徴とする。
このような構成であれば、上記の効果が一層発揮される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１〜図４に基づいて、以下に説明する。
図１は本発明の一例に係るリチウムイオン電池の分解斜視図、図２は本発明電池に用いる封口体の拡大半断面図、図３は本発明電池に用いる他の例に係る封口体の拡大半断面図、図４は本発明電池に用いる更に他の例に係る封口体の拡大半断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一例に係るリチウムイオン電池は、有底円筒状の外装缶５を有しており、この外装缶５内には、アルミニウムから成る芯体にＬｉＣｏＯ₂を主体とする活物質層が形成された正極１と、銅から成る芯体に黒鉛を主体とする活物質層が形成された負極２と、これら両電極１・２を離間するセパレータ３とから成る渦巻き状の発電要素４が収納されている。また、上記外装缶５内には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とが体積比で４：６の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆が１Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解された電解液が注入されている。更に、上記外装缶５の開口部には、ポリプロピレン（ＰＰ）から成る絶縁性の外部ガスケット２５を介して、封口体６がかしめ固定されており、これによって電池が封口される。
【００１４】
ここで、上記封口体６は、図２に示すように、アルミニウム合金から成り且つガス抜き穴２３を有する封止板９（厚みＬ₁＝０．４０ｍｍ）を有している。この封止板９におけるかしめ代１４と上記ガス抜き穴２３との間には、電池外部方向に出っ張る凸部９ａ（高さＬ₂＝０．０５ｍｍであり、封止板の厚みに対する凸部の高さ割合〔Ｌ₂／Ｌ₁×１００〕は１２．５％）が形成されており、これにより封止板９のたわみ強度を向上させている。
【００１５】
また、封止板９には、ＰＰから成る絶縁性の内部ガスケット１５を介して、アルミニウム合金から成ると共に中央部が略半円球状を成す防爆弁８と、ＰＴＣ素子１２と、ガス抜き穴２４が設けられた端子キャップ７とがかしめ固定されている。上記内部ガスケット１５における上記封止板９の凸部９ａに対応する位置では、当該凸部９ａの形状に対応するように、凹部１５ａが形成されている。この凹部１５ａにより、内部ガスケット１５に適切な押圧力が加えられて、内部ガスケット１５の弾性力が十分に発揮されると共に、内部ガスケット１５が大きく変形しないので、防爆弁８の誤作動を防止しうる。
【００１６】
上記防爆弁８は、封口体内部２０と電池本体部２６（発電要素４が収納されている部位）とを区切るものであり、通常状態では、封止板９と電気的に接続される一方（図中、実線で示す）、過充電時等の異常時に電池内部の圧力が所定値（１０〜２０ｋｇｆ／ｃｍ²）以上になった場合には、封止板９から剥がれて、これにより充電が中止される（図中、二点鎖線で示す）。
【００１７】
尚、前記外装缶５には、負極２と電気的に接続された負極集電タブ１３が接続される一方、前記封口体６の封止板９には正極集電タブ１０が接続され、これにより、電池内で生じる化学的エネルギーを電気的エネルギーに変換することができる。更に前記発電要素４の上下両端部近傍には、電池内でのショートを防止するための絶縁板１６・１７が配置されている。
【００１８】
ここで、上記構造の非水電解質電池を、以下のようにして作製した。
先ず、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ₂を９０重量％と、導電剤としてのカーボンブラックを５重量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５重量％と、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合してスラリーを調製した後、正極集電タブ１０の溶接部位を除き、上記スラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔（厚み：２０μｍ）の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで所定の厚みにまで圧縮した後、所定の幅及び長さになるように切断し、更にアルミニウム製の正極集電タブ１０（幅：３ｍｍ）を溶接した。
【００１９】
これと並行して、負極活物質としての黒鉛粉末を９５重量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５重量％と、溶剤としてのＮＭＰ溶液とを混合してスラリーを調製した後、負極集電タブ１３の溶接部位を除き、上記スラリーを負極集電体としての銅箔（厚み：１６μｍ）の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで所定の厚みにまで圧縮した後、所定の幅及び長さになるように切断し、更にニッケル製の負極集電タブ１３（幅：３ｍｍ）を溶接した。
【００２０】
次に、上記正極１と負極２とをポリエチレン製微多孔膜から成るセパレータ３（厚み：２５μｍ）を介して巻回して発電要素４を作製した後、この発電要素４を絶縁板１６と共に外装缶５内に挿入し、更に負極集電タブ１３を外装缶５の缶底に溶接した。
【００２１】
その後、防爆弁８、ＰＴＣ素子１２、及び端子キャップ７を、内部ガスケット１５を介して封止板９にかしめ固定して、封口体内部２０を封止した。しかる後、正極集電タブ１０を封口板６に溶接すると共に、ＥＣとＤＭＣとが体積比で４：６の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆が１Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解された電解液を外装缶５内に注入した後、外部ガスケット２５を介して、封口板６を外装缶５の開口端部にかしめ固定することにより、円筒形の電池を作製した。
【００２２】
尚、封止板９の凸部９ａは、上記実施の形態に示すように電池外部方向に出っ張るような形状に限定するものではなく、例えば、図３に示すように、電池内部方向に出っ張るような形状であっても良い。但し、この場合には、内部ガスケット１５における凸部９ａに対応する位置においては、当該凸部９ａの形状に対応するように、凸部１５ｂを形成するのが望ましい。
【００２３】
また、凸部９ａは１つに限定するものではなく、例えば、図４に示すように、２つ以上設けても良く、更に電池外部方向に出っ張るような形状のものと電池内部方向に出っ張るような形状のものとを並設しても良いことは勿論である。
加えて、封止板９の材質としては上記アルミニウム合金に限定するものではなく、金属アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることも可能である。
【００２４】
また、本発明は上記リチウムイオン電池に限定するものではなく、電解液の漏れを確実に防止する必要性のある電池であれば適用しうることは勿論である。
但し、本発明を上記リチウムイオン電池に適用する場合には、正極材料としては上記ＬｉＣｏＯ₂の他、例えば、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄或いはこれらの複合体等が好適に用いられ、また負極材料としては上記炭素材料の他、リチウム金属、リチウム合金、或いは金属酸化物（スズ酸化物等）等が好適に用いられる。更に、電解液の溶媒としては上記のものに限らず、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトンなどの比較的比誘電率が高い溶液と、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、２−メトキシテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等の低粘度低沸点溶媒とを適度な比率で混合した溶媒を用いることができる。また、電解液の電解質としては、上記ＬｉＰＦ₆の他、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃等を用いることができる。
【００２５】
【実施例】
〔実施例１〕
実施例１としては、上記発明の実施の形態に示す方法と同様の方法にて作製した電池を用いた。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池Ａ１と称する。
【００２６】
〔実施例２〕
封止板９の凸部９ａの高さＬ₂を０．１０ｍｍ（封止板の厚みに対する凸部の高さ割合〔Ｌ₂／Ｌ₁×１００〕は２５％）とした他は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池Ａ２と称する。
【００２７】
〔実施例３〕
封止板９の凸部９ａの高さＬ₂を０．２０ｍｍ（封止板の厚みに対する凸部の高さ割合〔Ｌ₂／Ｌ₁×１００〕は５０％）とした他は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池Ａ３と称する。
【００２８】
〔比較例〕
封止板９に凸部９ａを形成しない他は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池Ｘと称する。
【００２９】
〔実験〕
上記本発明電池Ａ１〜Ａ３及び比較電池Ｘについて、ヒートショック環境試験機にて１００サイクル保存した後、かしめ部からの電解液リーク数と封口体内部への電解液浸透数とを調べたので、それらの結果を表１に示す。
尚、ヒートショック環境試験は、１時間毎に１サイクル、高温側７０℃、低温側−３０℃という条件で、各電池を保存することにより行った。また、試料数は、各電池５０個とした。
【００３０】
【表１】

【００３１】
上記表１から明らかなように、比較電池Ｘではかしめ部からの電解液リーク数と封口体内部への電解液浸透数とが多いのに対して、本発明電池Ａ１〜Ａ３ではかしめ部からの電解液リーク数と封口体内部への電解液浸透数とが減少しており、特に本発明電池Ａ３では極めて減少（或いは全く無い）ことが認められた。
【００３２】
したがって、封止板には、電池外部及び／又は内部方向に出っ張る凸部が設けられていることが望ましく、特に、封止板の厚みに対する凸部の高さ割合〔Ｌ₂／Ｌ₁×１００〕は５０％以上であることが望ましいことがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例え電池の保存温度が大きく変化するような場合であっても、封止板と内部ガスケットとの間及び防爆弁と内部ガスケットとの間に隙間が形成されるのを抑制することができるので、電解液が電池外に排出されたり、封口体内に進入したりするのを防止でき、これによって、保護回路やＰＴＣ素子の破損を抑制することができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係るリチウムイオン電池の分解斜視図。
【図２】本発明電池に用いる封口体の拡大半断面図。
【図３】本発明電池に用いる他の例に係る封口体の拡大半断面図。
【図４】本発明電池に用いる更に他の例に係る封口体の拡大半断面図。
【図５】従来電池に用いる封口体の拡大半断面図。
【符号の説明】
４：発電要素
５：外装缶
６：封口体
７：端子キャップ
８：防爆弁
９：封止板
９ａ：凸部
１２：ＰＴＣ素子
１５：内部ガスケット
１５ａ：凹部
２５：外部ガスケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a bottomed cylindrical outer can in which a power generation element is housed, and a sealing body fixed by caulking to an opening of the outer can via an external gasket. The present invention relates to a sealed battery having a structure in which a sealing plate and an internal gasket are provided in order from the can side, and a terminal cap and an explosion-proof valve are sandwiched by the sealing plate via the internal gasket.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a lithium-ion battery using a lithium-containing composite oxide such as LiCoO ₂ as a positive electrode material, and using an alloy or a carbon material capable of occluding and releasing metal lithium or lithium ions as a negative electrode material can increase the capacity. It is attracting attention as. Thus, since lithium ion batteries have excellent performance, they are used for cylindrical sealed batteries and the like.
[0003]
Here, as shown in FIG. 5, the specific structure of the lithium ion battery includes a bottomed cylindrical outer can 31 in which a power generation element 30 is housed, and an external gasket at the opening of the outer can 31. The sealing body 32 includes a sealing plate 34 and an internal gasket 35 in order from the exterior can 31 side, and the sealing body 32 is caulked and fixed via the internal gasket 35. The terminal cap 36, the explosion-proof valve 37, and the

PTC element

38 are sandwiched by the stop plate 34.
[0004]
However, in the conventional battery described above, it is necessary to press the opening end of the outer can 31 in the inner direction of the battery (A direction in the figure) when the sealing body 32 is fixed by caulking. Since the sealing plate 34 is pressed in the direction, the sealing plate 34 deforms (bends) toward the inside of the battery, and a gap 40 is formed between the sealing plate 34 and the internal gasket 35. For this reason, there is a possibility that the electrolyte that has entered from the vent hole 41 formed in the sealing plate 34 is discharged in large quantities outside the battery through the gap 40 and damages the protection circuit or the like existing outside the battery. . In addition, since a gap may also be formed between the internal gasket 35 and the explosion-proof valve 37, the electrolyte enters the sealing body 32 through this gap, and the

PTC element

38 in the sealing body 32. May be damaged. Such inconvenience is particularly likely to occur when the storage temperature of the battery changes greatly. This is because the internal gasket 35 contracts at a low temperature and the internal gasket 35 expands at a high temperature, and thus the internal gasket 35 gradually deteriorates when this is repeated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and even if the storage temperature of the battery is greatly changed, between the sealing plate and the internal gasket and between the explosion-proof valve and the internal gasket. By suppressing the formation of gaps between them, the electrolyte is prevented from being discharged out of the battery or entering the sealing body, thereby preventing damage to the protective circuit and the PTC element. It is an object to provide a sealed battery that can be used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a bottomed cylindrical outer can in which a power generation element is housed, and an opening in the outer can via an external gasket. The sealing body has a sealing plate and an internal gasket in order from the outer can side, and a terminal cap and an explosion-proof valve are connected to the sealing plate by the sealing plate via the internal gasket. in the sealed battery of the structure is sandwiched, the sealing plate ledge outside the battery and / or internal direction, provided with a circumferential projection portion surrounding the center of the sealing plate, the inner gasket, the sealing When the convex portion of the stop plate is a convex portion protruding in the battery external direction, a concave portion corresponding to the convex portion is provided on the inner side of the battery of the internal gasket at a position in contact with the convex portion of the sealing plate. The convex part of the sealing plate is inside the battery. When the protrusion protrudes in the direction, a protrusion corresponding to the protrusion is provided on the battery inner side of the inner gasket so that no gap is formed between the sealing plate and the inner gasket. It is characterized by being made. [0007]
In this way, if the sealing plate is formed with a protruding portion that protrudes outside and / or inside the battery, the bending strength of the sealing plate is dramatically improved. Even when the stop plate is pressed in the battery inner direction, the sealing plate is suppressed from being bent in the battery inner direction. Therefore, even if the storage temperature of the battery changes greatly, no gap is formed between the sealing plate and the internal gasket and between the explosion-proof valve and the internal gasket. Since it is possible to prevent the battery from being discharged outside the battery or entering the sealed body, damage to the protective circuit and the PTC element is suppressed.
Further, if the internal gasket is not configured to correspond to the shape of the convex portion of the sealing plate protruding in the battery external and / or internal direction , the following inconvenience may occur.
That is, when the convex part protrudes toward the outside of the battery, the pressing force against the internal gasket is too large, so that the elastic force of the internal gasket is not sufficiently exerted, and the internal gasket is greatly deformed and the operation part of the explosion-proof valve Because of contact, the explosion-proof valve may malfunction. On the other hand, when the convex portion protrudes toward the inside of the battery, the pressing force on the internal gasket is too small (or the pressing force does not work at all), so that the elastic force of the internal gasket is not fully exhibited (or the elastic force Is not demonstrated at all). On the other hand, if the internal gasket is configured to correspond to the shape of the convex portion, an appropriate pressing force is applied to the internal gasket, so that the elastic force of the internal gasket is sufficiently exerted, and the internal gasket Will not deform greatly, so the explosion-proof valve will not malfunction. Therefore, the above-described effects are further exhibited while improving safety.
[0011]
The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1 , the height ratio of the convex portion to the thickness of the sealing plate is 50% or more.
The reason for this restriction is that when the height ratio of the convex portion is less than 50%, the convex portion is too small to sufficiently exhibit the convex portion forming effect.
The invention according to claim 3 is the invention according to

claim

1 or 2 , wherein a plurality of the convex portions are formed.
With such a configuration, the above effects are further exhibited.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
1 is an exploded perspective view of a lithium ion battery according to an example of the present invention, FIG. 2 is an enlarged half sectional view of a sealing body used in the battery of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of a sealing body according to another example used in the battery of the present invention. FIG. 4 is an enlarged half sectional view of a sealing body according to still another example used in the battery of the present invention.
[0013]
As shown in FIG. 1, a lithium ion battery according to an example of the present invention has a bottomed cylindrical outer can 5, and in the outer can 5, LiCoO ₂ is mainly used as a core made of aluminum. A spiral composed of a positive electrode 1 on which an active material layer is formed, a negative electrode 2 in which an active material layer mainly composed of graphite is formed on a copper core, and a separator 3 that separates the

electrodes

1 and 2. The power generation element 4 is housed. Further, in the outer can 5, a ratio of 1 M (mol / liter) of LiPF ₆ to a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) are mixed at a volume ratio of 4: 6. The electrolytic solution dissolved in is injected. Furthermore, a sealing body 6 is caulked and fixed to the opening of the outer can 5 via an insulating external gasket 25 made of polypropylene (PP), thereby sealing the battery.
[0014]
Here, as shown in FIG. 2, the sealing body 6 has a sealing plate 9 (thickness L ₁ = 0.40 mm) made of an aluminum alloy and having a vent hole 23. Between the caulking allowance 14 in the sealing plate 9 and the gas vent hole 23, a convex portion 9a (height L ₂ = 0.05 mm, protruding in the direction of the outside of the battery, and the convex portion relative to the thickness of the sealing plate 9 The height ratio [L ₂ / L ₁ × 100] is 12.5%), which improves the flexural strength of the sealing plate 9.
[0015]
Further, the sealing plate 9 is provided with an explosion-proof valve 8 made of an aluminum alloy and having a substantially semispherical central portion, a PTC element 12 and a gas vent hole 24 through an insulating internal gasket 15 made of PP. The terminal cap 7 provided with is fixed by caulking. At the position corresponding to the convex portion 9a of the sealing plate 9 in the internal gasket 15, a concave portion 15a is formed so as to correspond to the shape of the convex portion 9a. Due to the recess 15a, an appropriate pressing force is applied to the internal gasket 15 so that the elastic force of the internal gasket 15 is sufficiently exerted and the internal gasket 15 is not greatly deformed. sell.
[0016]
The explosion-proof valve 8 separates the inside 20 of the sealing body from the battery body 26 (the part in which the power generation element 4 is housed), and is electrically connected to the sealing plate 9 in a normal state ( If the internal pressure of the battery exceeds a predetermined value (10 to 20 kgf / cm ² ) at the time of abnormality such as overcharging, the battery is peeled off from the sealing plate 9, and charging is thereby performed. Discontinued (indicated by a two-dot chain line in the figure).
[0017]
In addition, a negative electrode current collecting tab 13 electrically connected to the negative electrode 2 is connected to the outer can 5, while a positive electrode current collecting tab 10 is connected to the sealing plate 9 of the sealing body 6. Thus, chemical energy generated in the battery can be converted into electrical energy. Furthermore, insulating

plates

16 and 17 for preventing a short circuit in the battery are disposed near the upper and lower ends of the power generating element 4.
[0018]
Here, the non-aqueous electrolyte battery having the above structure was produced as follows.
First, 90% by weight of LiCoO ₂ as a positive electrode active material, 5% by weight of carbon black as a conductive agent, 5% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and N-methyl-2- 2 as a solvent. After preparing a slurry by mixing with a pyrrolidone (NMP) solution, the above-mentioned slurry was applied to both surfaces of an aluminum foil (thickness: 20 μm) as a positive electrode current collector, except for the welded portion of the positive electrode current collector tab 10. Then, after drying the solvent and compressing to a predetermined thickness with a roller, it was cut so as to have a predetermined width and length, and an aluminum positive electrode current collecting tab 10 (width: 3 mm) was welded.
[0019]
In parallel with this, a slurry was prepared by mixing 95% by weight of graphite powder as a negative electrode active material, 5% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and an NMP solution as a solvent. The slurry was applied to both sides of a copper foil (thickness: 16 μm) as a negative electrode current collector, except for the welded portion of the current collecting tab 13. Thereafter, the solvent was dried, compressed to a predetermined thickness with a roller, cut to a predetermined width and length, and further, a nickel negative electrode current collecting tab 13 (width: 3 mm) was welded.
[0020]
Next, after the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are wound through a separator 3 (thickness: 25 μm) made of a polyethylene microporous film, a power generation element 4 is produced. The negative electrode current collecting tab 13 was further welded to the bottom of the outer can 5.
[0021]
Thereafter, the explosion-proof valve 8, the PTC element 12, and the terminal cap 7 were caulked and fixed to the sealing plate 9 via the internal gasket 15 to seal the sealing body inside 20. Thereafter, the positive electrode current collecting tab 10 is welded to the sealing plate 6, and LiPF ₆ is mixed at a ratio of 1 M (mol / liter) in a mixed solvent in which EC and DMC are mixed at a volume ratio of 4: 6. After injecting the dissolved electrolyte solution into the outer can 5, the sealing plate 6 was caulked and fixed to the opening end portion of the outer can 5 via the external gasket 25 to produce a cylindrical battery.
[0022]
In addition, the convex part 9a of the sealing plate 9 is not limited to a shape that protrudes toward the outside of the battery as shown in the above embodiment. For example, the protrusion 9a protrudes toward the inside of the battery as shown in FIG. It may be a simple shape. However, in this case, it is desirable to form the convex portion 15b at the position corresponding to the convex portion 9a in the internal gasket 15 so as to correspond to the shape of the convex portion 9a.
[0023]
Further, the number of the convex portions 9a is not limited to one. For example, as shown in FIG. 4, two or more convex portions 9a may be provided. Of course, it may be arranged in parallel.
In addition, the material of the sealing plate 9 is not limited to the above aluminum alloy, and metallic aluminum, iron, stainless steel, and the like can also be used.
[0024]
Further, the present invention is not limited to the above lithium ion battery, and it is needless to say that the present invention can be applied to any battery that needs to reliably prevent leakage of the electrolyte.
However, when the present invention is applied to the lithium ion battery, as the positive electrode material, for example, LiNiO ₂ , LiMn ₂ O _4, or a composite thereof is preferably used in addition to the LiCoO ₂ , and the negative electrode material In addition to the above carbon material, lithium metal, lithium alloy, metal oxide (such as tin oxide) or the like is preferably used. Further, the solvent of the electrolytic solution is not limited to the above, but a solution having relatively high relative dielectric constant such as propylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxy A solvent prepared by mixing a low-viscosity low-boiling solvent such as ethane, 1,3-dioxolane, 2-methoxytetrahydrofuran, and diethyl ether in an appropriate ratio can be used. In addition to LiPF ₆ , LiAsF ₆ , LiClO ₄ , LiBF ₄ , LiCF ₃ SO _3, etc. can be used as the electrolyte of the electrolytic solution.
[0025]
【Example】
[Example 1]
As Example 1, a battery manufactured by a method similar to the method described in the embodiment of the present invention was used.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery A1.
[0026]
[Example 2]
Except that the height L ₂ of the convex portion 9a of the sealing plate 9 is 0.10 mm (the height ratio of the convex portion to the thickness of the sealing plate [L ₂ / L ₁ × 100] is 25%). A battery was produced in the same manner as in Example 1.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery A2.
[0027]
Example 3
Except that the height L ₂ of the convex portion 9a of the sealing plate 9 is 0.20 mm (the height ratio of the convex portion to the thickness of the sealing plate [L ₂ / L ₁ × 100] is 50%). A battery was produced in the same manner as in Example 1.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery A3.
[0028]
[Comparative Example]
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the convex portion 9a was not formed on the sealing plate 9.
The battery thus produced is hereinafter referred to as comparative battery X.
[0029]
[Experiment]
About the present invention batteries A1 to A3 and comparative battery X, after storing 100 cycles in a heat shock environment tester, the number of electrolyte leaks from the caulking portion and the number of electrolyte penetration into the sealing body were examined. The results are shown in Table 1.
The heat shock environmental test was performed by storing each battery under the conditions of one cycle every hour, high temperature side 70 ° C., low temperature side −30 ° C. The number of samples was 50 batteries.
[0030]
[Table 1]

[0031]
As is clear from Table 1 above, the comparative battery X has a large number of electrolyte leaks from the caulking portion and the number of electrolytes permeating into the sealing body, whereas the batteries A1 to A3 of the present invention have the number from the caulking portion. The number of electrolyte leaks and the number of electrolytes permeating into the sealing body decreased, and it was confirmed that the number of electrolyte leaks was extremely small (or not at all) particularly in the battery A3 of the present invention.
[0032]
Therefore, it is desirable that the sealing plate be provided with a convex portion protruding in the battery external and / or internal direction, and in particular, the height ratio of the convex portion to the thickness of the sealing plate [L ₂ / L ₁ × 100. ] Is preferably 50% or more.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is a gap between the sealing plate and the internal gasket and between the explosion-proof valve and the internal gasket even if the storage temperature of the battery changes greatly. Since formation can be suppressed, it is possible to prevent the electrolytic solution from being discharged out of the battery or entering the sealing body, thereby preventing damage to the protection circuit and the PTC element. There are excellent effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a lithium ion battery according to an example of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged half sectional view of a sealing body used in the battery of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged half sectional view of a sealing body according to another example used in the battery of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged half sectional view of a sealing body according to still another example used in the battery of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged half sectional view of a sealing body used in a conventional battery.
[Explanation of symbols]
4: Power generation element 5: Exterior can 6: Sealing body 7: Terminal cap 8: Explosion-proof valve 9: Sealing plate 9a: Convex part 12: PTC element 15: Internal gasket 15a: Concave part 25: External gasket

Claims

The bottomed cylindrical outer can in which the power generation element is housed, and a sealing body that is caulked and fixed to the opening of the outer can via an external gasket. The sealing body is in order from the outer can side. In a sealed battery having a structure having a sealing plate and an internal gasket, and the terminal cap and the explosion-proof valve are sandwiched by the sealing plate via the internal gasket,
The sealing plate, ledge outside the battery and / or internal direction, provided with a circumferential projection portion surrounding the center of the sealing plate,
When the convex portion of the sealing plate is a convex portion protruding in the battery external direction, a concave portion corresponding to the convex portion is provided on the battery inner side of the internal gasket at a position in contact with the convex portion of the sealing plate. Provided,
When the convex part of the sealing plate is a convex part protruding in the battery internal direction, a convex part corresponding to the convex part is provided on the battery inner side of the internal gasket,
A sealed battery, wherein no gap is formed between the sealing plate and the internal gasket .

The sealed battery according to claim 1, wherein a height ratio of the convex portion to a thickness of the sealing plate is 50% or more.

The sealed battery according to claim 1, wherein a plurality of the convex portions are formed.