JPH05190206A - 密閉型電池 - Google Patents
密閉型電池Info
- Publication number
- JPH05190206A JPH05190206A JP4002772A JP277292A JPH05190206A JP H05190206 A JPH05190206 A JP H05190206A JP 4002772 A JP4002772 A JP 4002772A JP 277292 A JP277292 A JP 277292A JP H05190206 A JPH05190206 A JP H05190206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- sealed
- lithium
- melting point
- conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リチウム２次電池等の密閉型電池の爆発を防
止する。 【構成】 電池の発電要素を収容した密閉部分の一部に
開口部を設け、該開口部１１を低融点の導電性物質から
なる封口材１２で封口するとともに、該導電性物質によ
って電池の少なくともいずれか一方の電極の導電接続手
段を形成したので、異常時の電池の内部圧力の上昇時、
温度の上昇時にも電池の爆発等を防止することができ
る。
止する。 【構成】 電池の発電要素を収容した密閉部分の一部に
開口部を設け、該開口部１１を低融点の導電性物質から
なる封口材１２で封口するとともに、該導電性物質によ
って電池の少なくともいずれか一方の電極の導電接続手
段を形成したので、異常時の電池の内部圧力の上昇時、
温度の上昇時にも電池の爆発等を防止することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、安全弁を有する密閉型
電池に関し、特に金属リチウム、リチウム化合物等を活
物質とした密閉型電池に関する。
電池に関し、特に金属リチウム、リチウム化合物等を活
物質とした密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電子機器の小型化とともに、電源
として用いられる電池の高出力化および小型化、軽量化
が要求されているとともに、充電によって繰り返し使用
することができる電池の２次電池化が進んでいる。金属
リチウムまたはリチウム化合物を活物質として用いるリ
チウム電池は出力電圧が高く、高エネルギー密度であ
り、また自己放電等の保存時の性能においても優れてい
るので、小型電子機器用の電源として注目されている。
として用いられる電池の高出力化および小型化、軽量化
が要求されているとともに、充電によって繰り返し使用
することができる電池の２次電池化が進んでいる。金属
リチウムまたはリチウム化合物を活物質として用いるリ
チウム電池は出力電圧が高く、高エネルギー密度であ
り、また自己放電等の保存時の性能においても優れてい
るので、小型電子機器用の電源として注目されている。
【０００３】リチウム２次電池において、金属リチウム
を負極として用いると、充放電サイクルを繰り返すと金
属表面に細かいデンドライトが発生し、セパレータを突
き破り電極の短絡や、電極表面積の増大によって有機電
解液との間での異常反応が起こったり、外部の電気回路
の短絡による異常電流等により、発火あるいは爆発等の
危険がある。
を負極として用いると、充放電サイクルを繰り返すと金
属表面に細かいデンドライトが発生し、セパレータを突
き破り電極の短絡や、電極表面積の増大によって有機電
解液との間での異常反応が起こったり、外部の電気回路
の短絡による異常電流等により、発火あるいは爆発等の
危険がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、リチウム電池
内での活性なリチウムと電解液との反応を抑制するため
に、金属リチウムを合金化したり、リチウムを炭素等と
結合した層間化合物としたり、あるいは有機電解液とし
てリチウムに対して安全な物質の開発が行われている。
内での活性なリチウムと電解液との反応を抑制するため
に、金属リチウムを合金化したり、リチウムを炭素等と
結合した層間化合物としたり、あるいは有機電解液とし
てリチウムに対して安全な物質の開発が行われている。
【０００５】しかしながら、さまざまな条件のもとで使
用されるリチウム電池の安全性の確保のためには、電池
内部での有機電解液の分解による可燃性の気体の発生、
あるいはリチウムと電解液との反応による気体の発生等
を防止することは困難である。そこで、リチウム電池の
異常発生時に反応を抑制したり、高まった内部の圧力を
減圧する等の対策が講じられている。
用されるリチウム電池の安全性の確保のためには、電池
内部での有機電解液の分解による可燃性の気体の発生、
あるいはリチウムと電解液との反応による気体の発生等
を防止することは困難である。そこで、リチウム電池の
異常発生時に反応を抑制したり、高まった内部の圧力を
減圧する等の対策が講じられている。
【０００６】例えば、電池内でのリチウムと電解液との
異常反応が１４０℃以上の高温度で起きることから、リ
チウム電池のセパレータとして用いる多孔性ポリエチレ
ンの溶融温度を１３５℃以下とし、異常反応の起きる前
にセパレータの微細な孔に目詰まりを生じさせてリチウ
ムイオンの移動を防止して異常反応の抑制を図ることが
行われている。また、電池内部の温度あるいは圧力の高
まりによって溶融あるいは破裂して内部の圧力を開放す
る非再密封型の部材を設けたり、あるいは内部の圧力を
開放した後は再度電池を密封することが可能な安全弁が
用いられている。
異常反応が１４０℃以上の高温度で起きることから、リ
チウム電池のセパレータとして用いる多孔性ポリエチレ
ンの溶融温度を１３５℃以下とし、異常反応の起きる前
にセパレータの微細な孔に目詰まりを生じさせてリチウ
ムイオンの移動を防止して異常反応の抑制を図ることが
行われている。また、電池内部の温度あるいは圧力の高
まりによって溶融あるいは破裂して内部の圧力を開放す
る非再密封型の部材を設けたり、あるいは内部の圧力を
開放した後は再度電池を密封することが可能な安全弁が
用いられている。
【０００７】リチウム電池の有機電解液には、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート等の高誘電率を有する有機化合物に導電性を付
与する物質として過塩素酸塩類、ヘキサフルオロ燐酸リ
チウム（ＬｉＰＦ6 ）、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、
（Ｃn Ｘ2n+1 Ｙ）2 Ｎ- Ｍ+ （ただし、Ｘ：ハロゲ
ン、Ｙ：ＣＯあるいはＳＯ2 、Ｍ：アルカリ金属、ｎは
１〜４）を使用することが行われているが、このような
場合には約７０℃程度で異常反応が起こることがあり、
連鎖反応的に反応が進行して急激な昇温および昇圧を招
くので、従来の安全弁では不十分であった。
カーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート等の高誘電率を有する有機化合物に導電性を付
与する物質として過塩素酸塩類、ヘキサフルオロ燐酸リ
チウム（ＬｉＰＦ6 ）、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、
（Ｃn Ｘ2n+1 Ｙ）2 Ｎ- Ｍ+ （ただし、Ｘ：ハロゲ
ン、Ｙ：ＣＯあるいはＳＯ2 、Ｍ：アルカリ金属、ｎは
１〜４）を使用することが行われているが、このような
場合には約７０℃程度で異常反応が起こることがあり、
連鎖反応的に反応が進行して急激な昇温および昇圧を招
くので、従来の安全弁では不十分であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウム電池
内部での異常現象に先だって電池内部での温度が上昇
し、その後内部の圧力が上昇することから、電池の密閉
容器に設けた小孔部を導電性の低融点物質よって封孔す
ると共に、導電性の低融点物質を電池の端子への導電部
材としたものである。
内部での異常現象に先だって電池内部での温度が上昇
し、その後内部の圧力が上昇することから、電池の密閉
容器に設けた小孔部を導電性の低融点物質よって封孔す
ると共に、導電性の低融点物質を電池の端子への導電部
材としたものである。
【０００９】すなわち、電池の発電要素を収容した容器
の蓋体に設けた開口部に導電性の低融点物質を充填して
気密に封孔し、通常時は開口部からの気体あるいは液体
の出入りを防止するとともに、低融点物質を発電要素と
電池の端子部との間の電流の導電体として使用したの
で、異常時には温度の上昇によって低融点物質の溶融に
よって、電池の出力回路が切断されるとともに低融点物
質による封口部分が開放されて内部の圧力が開放され
る。その結果、電池反応の進行が抑制されるとともに、
機器内へ電池内部から可燃性の気体がながれ流れ込んだ
場合でも、機器の動作が停止しているので発火等の現象
も防止することが可能となるので、リチウム電池の安全
性を高めることができる。
の蓋体に設けた開口部に導電性の低融点物質を充填して
気密に封孔し、通常時は開口部からの気体あるいは液体
の出入りを防止するとともに、低融点物質を発電要素と
電池の端子部との間の電流の導電体として使用したの
で、異常時には温度の上昇によって低融点物質の溶融に
よって、電池の出力回路が切断されるとともに低融点物
質による封口部分が開放されて内部の圧力が開放され
る。その結果、電池反応の進行が抑制されるとともに、
機器内へ電池内部から可燃性の気体がながれ流れ込んだ
場合でも、機器の動作が停止しているので発火等の現象
も防止することが可能となるので、リチウム電池の安全
性を高めることができる。
【００１０】本発明に使用することができる低融点物質
には、ビスマス、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ガ
リウム、水銀等の２成分以上の共晶もしくは共晶付近の
組成を有する可融合金と称されている合金を用いること
ができる。合金の溶融温度は電池の使用条件によって決
定される温度によって適宜定めることができる。温度上
昇が小さい使用環境で使用する電池の場合には、溶融温
度を比較的低く設定し、安全性をより大きくすることが
できる。一方、使用時の温度が高い用途に使用する場合
には、比較的融点の高い低融点物質を用いる必要があ
る。低融点物質の溶融温度範囲としては、７０〜１２５
℃が適当である。
には、ビスマス、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ガ
リウム、水銀等の２成分以上の共晶もしくは共晶付近の
組成を有する可融合金と称されている合金を用いること
ができる。合金の溶融温度は電池の使用条件によって決
定される温度によって適宜定めることができる。温度上
昇が小さい使用環境で使用する電池の場合には、溶融温
度を比較的低く設定し、安全性をより大きくすることが
できる。一方、使用時の温度が高い用途に使用する場合
には、比較的融点の高い低融点物質を用いる必要があ
る。低融点物質の溶融温度範囲としては、７０〜１２５
℃が適当である。
【００１１】低融点物質として可融合金を使用する場合
には、例えば、ウッドメタル（ビスマス５０％、鉛２５
％、錫１２．５％、カドミウム１２．５％である溶融開
始温度６０℃、終了点７２℃）、リポウィッツ合金（ビ
スマス５０％、鉛２６．７％、錫１３．３％、カドミウ
ム１０．０％）、ビスマス４９．３％、鉛２６．３％、
錫１３．２％、カドミウム９．８０％、ガリウム１．４
０％を含む溶融開始温度６５℃、終了点６６℃）の合
金、ビスマス５７．５％、錫１７．３０％、インジウム
２５．２０％を含む溶融温度７８．８℃の共晶合金、ビ
スマス５７．６５％、鉛１５．４０％、錫１５．４０
％、カドミウム１１．５５％からなる融点８２℃の合
金、ビスマス５１．６５％、鉛４０．２０％、カドミウ
ム８．１５％からなる融点９１．５℃の共晶合金、ビス
マス５５．５％、鉛４４．５％を含む溶融温度１２４℃
の共晶合金、オニオン合金（ビスマス５０．０％、鉛３
０．０％、錫２０．０％、融点９２℃）、ダルセー合金
（ビスマス５０．０％、鉛２５．０％、錫２５．０％、
融点９３℃）、等を挙げることができる。
には、例えば、ウッドメタル（ビスマス５０％、鉛２５
％、錫１２．５％、カドミウム１２．５％である溶融開
始温度６０℃、終了点７２℃）、リポウィッツ合金（ビ
スマス５０％、鉛２６．７％、錫１３．３％、カドミウ
ム１０．０％）、ビスマス４９．３％、鉛２６．３％、
錫１３．２％、カドミウム９．８０％、ガリウム１．４
０％を含む溶融開始温度６５℃、終了点６６℃）の合
金、ビスマス５７．５％、錫１７．３０％、インジウム
２５．２０％を含む溶融温度７８．８℃の共晶合金、ビ
スマス５７．６５％、鉛１５．４０％、錫１５．４０
％、カドミウム１１．５５％からなる融点８２℃の合
金、ビスマス５１．６５％、鉛４０．２０％、カドミウ
ム８．１５％からなる融点９１．５℃の共晶合金、ビス
マス５５．５％、鉛４４．５％を含む溶融温度１２４℃
の共晶合金、オニオン合金（ビスマス５０．０％、鉛３
０．０％、錫２０．０％、融点９２℃）、ダルセー合金
（ビスマス５０．０％、鉛２５．０％、錫２５．０％、
融点９３℃）、等を挙げることができる。
【００１２】また、低融点物質として融点もしくは軟化
点が低い合成樹脂に導電性の物質を混合した導電性組成
物等を使用することもでき、低融点ポリオレフィン系樹
脂にカーボンブラック、あるいは銅等の微粉末を混合し
たものを挙げることができる。
点が低い合成樹脂に導電性の物質を混合した導電性組成
物等を使用することもでき、低融点ポリオレフィン系樹
脂にカーボンブラック、あるいは銅等の微粉末を混合し
たものを挙げることができる。
【００１３】
【作用】電池の発電要素を収容した密閉部分の一部に開
口部を設け、開口部を低融点の導電性物質で封口すると
ともに、該導電性物質によって電池の少なくともいずれ
か一方の電極の導電接続手段を形成したので、異常時の
電池の内部圧力の上昇時、温度の上昇時には電池の内部
圧力の開放と機器の電気回路を遮断することができるの
で電池の爆発事故等を防止することができる。
口部を設け、開口部を低融点の導電性物質で封口すると
ともに、該導電性物質によって電池の少なくともいずれ
か一方の電極の導電接続手段を形成したので、異常時の
電池の内部圧力の上昇時、温度の上昇時には電池の内部
圧力の開放と機器の電気回路を遮断することができるの
で電池の爆発事故等を防止することができる。
【００１４】
【実施例】以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。図１は、本発明の電池の１実施例を説明する
図である。
説明する。図１は、本発明の電池の１実施例を説明する
図である。
【００１５】密閉型電池１は、負極端子を兼ねた缶体２
内に電池の発電要素が収容されている。缶の壁面および
底面には、電池の発電要素を缶体と分離する保護部材３
が缶壁に設けられており、負極活物質４と正極活物質５
がセパレータ６を挟んで渦巻状に巻いた発電要素が電解
液とともに収容されており、負極活物質は負極導電線７
によって缶体と導電接続を形成されている。また、正極
活物質は正極導電線８によって、ガスケット９で固定さ
れた電池の発電要素を外部と分離する蓋体１０と導電接
続が形成されている。蓋体１０には開口部１１が設けら
れており、開口部１１は低融点物質からなる導電性の封
口材１２で封止されるとともに、正極端子１３と導電接
続が形成されている。
内に電池の発電要素が収容されている。缶の壁面および
底面には、電池の発電要素を缶体と分離する保護部材３
が缶壁に設けられており、負極活物質４と正極活物質５
がセパレータ６を挟んで渦巻状に巻いた発電要素が電解
液とともに収容されており、負極活物質は負極導電線７
によって缶体と導電接続を形成されている。また、正極
活物質は正極導電線８によって、ガスケット９で固定さ
れた電池の発電要素を外部と分離する蓋体１０と導電接
続が形成されている。蓋体１０には開口部１１が設けら
れており、開口部１１は低融点物質からなる導電性の封
口材１２で封止されるとともに、正極端子１３と導電接
続が形成されている。
【００１６】密閉型電池を使用中に電池の内部での異常
な発熱あるいは圧力の上昇が起こると、内部の圧力によ
って開口部１１の封口材１２が破壊されて、電池内部の
圧力の開放が行われ、電池の爆発の防止と機器の回路の
防止される。また、温度の温度上昇の場合には、蓋体と
正極端子との間の導電接続を形成している導電性の封口
材が溶融して断線し、その結果電池反応の停止と機器の
回路の停止が行われる。
な発熱あるいは圧力の上昇が起こると、内部の圧力によ
って開口部１１の封口材１２が破壊されて、電池内部の
圧力の開放が行われ、電池の爆発の防止と機器の回路の
防止される。また、温度の温度上昇の場合には、蓋体と
正極端子との間の導電接続を形成している導電性の封口
材が溶融して断線し、その結果電池反応の停止と機器の
回路の停止が行われる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の密閉型電池は、電池の発電要素
を収容した密閉部分の一部に開口部を設け、該開口部を
低融点の導電性物質で封口するとともに、該導電性物質
によって電池の少なくともいずれか一方の電極の導電接
続手段を形成したので、異常時の電池の内部圧力の上昇
時、温度の上昇時にも電池の爆発等を防止することがで
きる。
を収容した密閉部分の一部に開口部を設け、該開口部を
低融点の導電性物質で封口するとともに、該導電性物質
によって電池の少なくともいずれか一方の電極の導電接
続手段を形成したので、異常時の電池の内部圧力の上昇
時、温度の上昇時にも電池の爆発等を防止することがで
きる。
【図１】本発明の電池の１実施例を説明する図である。
１…密閉型電池、２…缶体、３…保護部材、４…負極活
物質、５…正極活物質、６…セパレータ、７…負極導電
線、８…正極導電線、９…ガスケット、１０…蓋体、１
１…開口部、１２…封口材、１３…正極端子
物質、５…正極活物質、６…セパレータ、７…負極導電
線、８…正極導電線、９…ガスケット、１０…蓋体、１
１…開口部、１２…封口材、１３…正極端子
Claims (2)
- 【請求項１】 容器内の発電要素を密閉した密閉型電池
において、発電要素を密閉する部材に形成した開口部は
低融点物質からなる導電性部材によって密封されている
とともに、該導電性部材によって電池の発電要素と電池
端子の間の導電接続が形成されていることを特徴とする
密閉型電池。 - 【請求項２】 低融点物質が７０〜１２５℃で溶融する
ものであることを特徴とする請求項１記載の密閉型電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002772A JPH05190206A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002772A JPH05190206A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 密閉型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190206A true JPH05190206A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11538631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4002772A Pending JPH05190206A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 密閉型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190206A (ja) |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP4002772A patent/JPH05190206A/ja active Pending
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