JPH06168711A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH06168711A JPH06168711A JP4318243A JP31824392A JPH06168711A JP H06168711 A JPH06168711 A JP H06168711A JP 4318243 A JP4318243 A JP 4318243A JP 31824392 A JP31824392 A JP 31824392A JP H06168711 A JPH06168711 A JP H06168711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode body
- electrode
- battery
- plate
- wound
- Prior art date
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- Pending
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- 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
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電極体の巻芯空間部の変形を防止することがで
き、過充電や短絡等による内圧上昇時の破裂を防止する
ことが可能な安全性の高い非水電解液電池を提供するこ
とを目的とする。 【構成】外装缶５内に収納され、正極１と負極２との間
にセパレータ３を介して渦巻状に捲回した電極体４と、
前記外装缶５内に収容された非水電解液と、安全弁機構
１４とを備えた非水電解液電池において、前記電極体４
は巻き始め部に金属又はプラスチックからなる薄板６を
介して捲回されたものであることを特徴とする。
き、過充電や短絡等による内圧上昇時の破裂を防止する
ことが可能な安全性の高い非水電解液電池を提供するこ
とを目的とする。 【構成】外装缶５内に収納され、正極１と負極２との間
にセパレータ３を介して渦巻状に捲回した電極体４と、
前記外装缶５内に収容された非水電解液と、安全弁機構
１４とを備えた非水電解液電池において、前記電極体４
は巻き始め部に金属又はプラスチックからなる薄板６を
介して捲回されたものであることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、防爆機構を備えた非水
電解液電池に関する。
電解液電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラや、ヘッドホンステ
レオなどの電子機器の高性能化、小型化には目覚ましい
ものがあり、これらの電子機器の電源となる二次電池の
重負荷性の改善やエネルギー高密度化の要求も強まって
きている。このため、リチウム金属、リチウム合金もし
くは、炭素質材料のようなリチウムを吸蔵，放出できる
物質を負極材料に使用する非水電解液電池の開発が活発
に行われるようになった。
レオなどの電子機器の高性能化、小型化には目覚ましい
ものがあり、これらの電子機器の電源となる二次電池の
重負荷性の改善やエネルギー高密度化の要求も強まって
きている。このため、リチウム金属、リチウム合金もし
くは、炭素質材料のようなリチウムを吸蔵，放出できる
物質を負極材料に使用する非水電解液電池の開発が活発
に行われるようになった。
【０００３】しかしながら、前記高密度化に伴い危険性
も増している。例えば前記非水電解液電池は、充電時に
通常よりも長い電流が供給されて過充電状態になった
り、あるいは放電時に誤使用や前記電池を使用する機器
の故障等により大電流が流れて短絡状態になったりする
と、電解液が分解しガスが発生し、電池内圧が上昇して
しまう。更に前記過充電あるいは前記短絡が続くと、前
記電解液の分解による発熱により電池温度が急激に上昇
し、電池が破裂してしまう場合がある。
も増している。例えば前記非水電解液電池は、充電時に
通常よりも長い電流が供給されて過充電状態になった
り、あるいは放電時に誤使用や前記電池を使用する機器
の故障等により大電流が流れて短絡状態になったりする
と、電解液が分解しガスが発生し、電池内圧が上昇して
しまう。更に前記過充電あるいは前記短絡が続くと、前
記電解液の分解による発熱により電池温度が急激に上昇
し、電池が破裂してしまう場合がある。
【０００４】そこで、前記内圧上昇や前記発熱による破
裂を未然に防ぐことが、前記電池の実用化には必須であ
る。このため、図５に示すような防爆用の安全弁機構を
備えたリチウム二次電池が、実公昭５９−１５３９８号
に開示されている。すなわち、正極４０と負極４１とを
セパレータ４２を介して捲回して作製した渦巻状の電極
体４３が外装缶４４内に収納されている。絶縁板４５は
前記電極体４３と前記外装缶４４との間に介装され、前
記電極体４３と前記外装缶４４とを互いに電気的に絶縁
している。非水電解液は、前記外装缶４４内に収容され
ている。封口体４６は、前記外装缶４４開口部に絶縁材
４７を介してかしめ固定により取付けられ、前記外装缶
４４を密閉している。前記封口体４６は、板状端子板４
８と帽子形の端子板４９との間に後述する安全弁機構の
一構成部材である可撓性薄板５０を介在させ、前記板状
端子板４８を前記帽子形の端子板４９の周縁上部に折り
曲げて一体化させた構造になっている。正極リード５１
は、その一端が前記正極４０に接続され、かつその他端
が前記板状端子板４８の下端に接続されている。
裂を未然に防ぐことが、前記電池の実用化には必須であ
る。このため、図５に示すような防爆用の安全弁機構を
備えたリチウム二次電池が、実公昭５９−１５３９８号
に開示されている。すなわち、正極４０と負極４１とを
セパレータ４２を介して捲回して作製した渦巻状の電極
体４３が外装缶４４内に収納されている。絶縁板４５は
前記電極体４３と前記外装缶４４との間に介装され、前
記電極体４３と前記外装缶４４とを互いに電気的に絶縁
している。非水電解液は、前記外装缶４４内に収容され
ている。封口体４６は、前記外装缶４４開口部に絶縁材
４７を介してかしめ固定により取付けられ、前記外装缶
４４を密閉している。前記封口体４６は、板状端子板４
８と帽子形の端子板４９との間に後述する安全弁機構の
一構成部材である可撓性薄板５０を介在させ、前記板状
端子板４８を前記帽子形の端子板４９の周縁上部に折り
曲げて一体化させた構造になっている。正極リード５１
は、その一端が前記正極４０に接続され、かつその他端
が前記板状端子板４８の下端に接続されている。
【０００５】前記安全弁機構５２は、前記板状端子板４
８の中央部に設けられた円形の穴５３と、前記帽子形の
端子板４９の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴５３と対向す
る刃５４と、前記刃５４の形成により前記帽子形の端子
板４９に開口された三角形の穴５５と、前記端子板４
８，４９間に介在された前記可撓性薄板５０とから構成
されている。前記可撓性薄板５０は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
８の中央部に設けられた円形の穴５３と、前記帽子形の
端子板４９の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴５３と対向す
る刃５４と、前記刃５４の形成により前記帽子形の端子
板４９に開口された三角形の穴５５と、前記端子板４
８，４９間に介在された前記可撓性薄板５０とから構成
されている。前記可撓性薄板５０は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
【０００６】このような構成の二次電池において、前記
過充電や前記短絡等により前記外装缶４４内で発生した
ガスは、前記セパレータ４２の表面に沿って前記外装缶
４４開口部の方へ移動するか、あるいは前記セパレータ
４２の表面に沿って前記外装缶４４底部へと流れ前記電
極体４３の中心部の巻芯空間部５６を通過して前記外装
缶４４開口部の方へ移動することにより、前記端子板の
前記穴５３を通して前記可撓性薄板５０に圧力を加え
る。その結果、前記可撓性薄板５０は前記圧力によって
膨らみ、前記帽子形の端子板４９から下方に向って突出
した前記刃５４と接触することにより破断される。した
がって、前記外装缶４４内に充満したガスは前記薄板５
０の破断箇所及び前記端子板の三角形の穴５５を通して
放出され、二次電池の破裂が防止される。
過充電や前記短絡等により前記外装缶４４内で発生した
ガスは、前記セパレータ４２の表面に沿って前記外装缶
４４開口部の方へ移動するか、あるいは前記セパレータ
４２の表面に沿って前記外装缶４４底部へと流れ前記電
極体４３の中心部の巻芯空間部５６を通過して前記外装
缶４４開口部の方へ移動することにより、前記端子板の
前記穴５３を通して前記可撓性薄板５０に圧力を加え
る。その結果、前記可撓性薄板５０は前記圧力によって
膨らみ、前記帽子形の端子板４９から下方に向って突出
した前記刃５４と接触することにより破断される。した
がって、前記外装缶４４内に充満したガスは前記薄板５
０の破断箇所及び前記端子板の三角形の穴５５を通して
放出され、二次電池の破裂が防止される。
【０００７】ところで、前記二次電池は、高容量化及び
高エネルギー化を図るために、前記正極４０と前記負極
４１との対向面積を増大させる必要があった。しかしな
がら、大きさの限られた電池内で前記正極４０及び前記
負極４１の比表面積を大きくするためには、これら電極
板の厚さを薄くする必要が生じ、これに伴って前記電極
板から構成された電極体４３の保形性が低下する。その
結果、前述した過充電等によりガスが前記外装缶４４内
に発生すると、前記ガス圧力は前記電極体４３の正極４
０、負極４１及びセパレータ４２の重ね合わせ方向に加
わるため、前記巻芯空間部５６がつぶれて前記ガスの通
路が塞さがれる。したがって、前記電極体４３の底部付
近に拡散したガスが閉じ込められ、電池内圧が局所的に
上昇するため、前記電極体自体が前記封口体４６に向っ
て押し上げられて外装缶が破裂するという問題点があっ
た。
高エネルギー化を図るために、前記正極４０と前記負極
４１との対向面積を増大させる必要があった。しかしな
がら、大きさの限られた電池内で前記正極４０及び前記
負極４１の比表面積を大きくするためには、これら電極
板の厚さを薄くする必要が生じ、これに伴って前記電極
板から構成された電極体４３の保形性が低下する。その
結果、前述した過充電等によりガスが前記外装缶４４内
に発生すると、前記ガス圧力は前記電極体４３の正極４
０、負極４１及びセパレータ４２の重ね合わせ方向に加
わるため、前記巻芯空間部５６がつぶれて前記ガスの通
路が塞さがれる。したがって、前記電極体４３の底部付
近に拡散したガスが閉じ込められ、電池内圧が局所的に
上昇するため、前記電極体自体が前記封口体４６に向っ
て押し上げられて外装缶が破裂するという問題点があっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題を
解決するためになされたもので、電極体の巻芯空間部の
変形を防止することができ、過充電や短絡等による内圧
上昇時の破裂を防止することが可能な安全性の高い非水
電解液電池を提供するものである。
解決するためになされたもので、電極体の巻芯空間部の
変形を防止することができ、過充電や短絡等による内圧
上昇時の破裂を防止することが可能な安全性の高い非水
電解液電池を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、外装缶内に収
納され、正極と負極との間にセパレータを介して渦巻状
に捲回した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電
解液と、安全弁機構とを備えた非水電解液電池におい
て、前記電極体は巻き始め部に金属又はプラスチックか
らなる薄板を介して捲回されたものであることを特徴と
する非水電解液電池である。本発明に係わる非水電解液
電池を図１及び図２を参照して説明する。
納され、正極と負極との間にセパレータを介して渦巻状
に捲回した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電
解液と、安全弁機構とを備えた非水電解液電池におい
て、前記電極体は巻き始め部に金属又はプラスチックか
らなる薄板を介して捲回されたものであることを特徴と
する非水電解液電池である。本発明に係わる非水電解液
電池を図１及び図２を参照して説明する。
【００１０】正極１、負極２及びセパレータ３から構成
されている電極体４が外装缶５内に収納されている。前
記電極体４は、図２に示すように前記セパレータ３を二
つ折りにし、その間に前記負極２を挟んだ積層物と前記
正極１とを巻き始め部に金属又はプラスチックからなる
薄板６を介して渦巻状に捲回して作製される。絶縁板７
は前記電極体４と前記外装缶５との間に介装され、前記
電極体４と前記外装缶５とを互いに電気的に絶縁してい
る。非水電解液は、前記外装缶５内に収容されている。
封口体８は、前記外装缶５開口部に絶縁材９を介してか
しめ固定により取付けられ、前記外装缶５を密閉してい
る。前記封口体８は、板状端子板１０と帽子形の端子板
１１との間に後述する安全弁機構の一構成部材である可
撓性薄板１２を介在させ、前記板状端子板１０を前記帽
子形の端子板１１の周縁上部に折り曲げて一体化させた
構造になっている。正極リード１３は、その一端が前記
正極１に接続され、かつその他端が前記板状端子板１０
の下端に接続されている。
されている電極体４が外装缶５内に収納されている。前
記電極体４は、図２に示すように前記セパレータ３を二
つ折りにし、その間に前記負極２を挟んだ積層物と前記
正極１とを巻き始め部に金属又はプラスチックからなる
薄板６を介して渦巻状に捲回して作製される。絶縁板７
は前記電極体４と前記外装缶５との間に介装され、前記
電極体４と前記外装缶５とを互いに電気的に絶縁してい
る。非水電解液は、前記外装缶５内に収容されている。
封口体８は、前記外装缶５開口部に絶縁材９を介してか
しめ固定により取付けられ、前記外装缶５を密閉してい
る。前記封口体８は、板状端子板１０と帽子形の端子板
１１との間に後述する安全弁機構の一構成部材である可
撓性薄板１２を介在させ、前記板状端子板１０を前記帽
子形の端子板１１の周縁上部に折り曲げて一体化させた
構造になっている。正極リード１３は、その一端が前記
正極１に接続され、かつその他端が前記板状端子板１０
の下端に接続されている。
【００１１】前記安全弁機構１４は、前記板状端子板１
０の中央部に設けられた円形の穴１５と、前記帽子形の
端子板１１の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴１５と対向す
る刃１６と、前記刃１６の形成により前記帽子形の端子
板１１に開口された三角形の穴１７と、前記端子板１
０，１１間に介在された前記可撓性薄板１２とから構成
されている。前記可撓性薄板１２は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
０の中央部に設けられた円形の穴１５と、前記帽子形の
端子板１１の中央付近に三角形の二辺を切り込み、かつ
前記切り込みにより形成された三角形部分を下方に向け
て屈曲させることにより形成された前記穴１５と対向す
る刃１６と、前記刃１６の形成により前記帽子形の端子
板１１に開口された三角形の穴１７と、前記端子板１
０，１１間に介在された前記可撓性薄板１２とから構成
されている。前記可撓性薄板１２は、金属層と合成樹脂
層との複合部材から構成されている。
【００１２】前記薄板６は、厚さを０．３ｍｍにして一
周巻くことによって形成した円筒において５０ｇｆ／ｍ
ｍ以上の圧縮強度を有する金属又はプラスチックから形
成されることが望ましい。このような金属又はプラスチ
ックからなる前記薄板６を前記電極体４の巻芯空間部に
捲回物として存在させると、過充電や短絡等に起因した
内圧上昇時に前記外装缶５内で発生したガスの圧力が加
わった場合、前記捲回物の変形を効果的に防止すること
が可能になる。前記金属としては、例えばステンレス、
鉄、ニッケル等を挙げることができる。
周巻くことによって形成した円筒において５０ｇｆ／ｍ
ｍ以上の圧縮強度を有する金属又はプラスチックから形
成されることが望ましい。このような金属又はプラスチ
ックからなる前記薄板６を前記電極体４の巻芯空間部に
捲回物として存在させると、過充電や短絡等に起因した
内圧上昇時に前記外装缶５内で発生したガスの圧力が加
わった場合、前記捲回物の変形を効果的に防止すること
が可能になる。前記金属としては、例えばステンレス、
鉄、ニッケル等を挙げることができる。
【００１３】更に、前記プラスチックは、前記内圧上昇
時に発生する熱により前記捲回物が変形することを防止
する観点から、耐熱性を有することが望ましく、例えば
ポリイミドなどの耐熱性プラスチック等を挙げることが
できる。
時に発生する熱により前記捲回物が変形することを防止
する観点から、耐熱性を有することが望ましく、例えば
ポリイミドなどの耐熱性プラスチック等を挙げることが
できる。
【００１４】前記圧縮強度を有する金属又はプラスチッ
クからなる薄板６の肉厚は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの
範囲にすることが望ましい。前記肉厚を０．１ｍｍ未満
にすると、前記捲回物の強度が低下するため、前記ガス
の圧力が前記捲回物にかかった際に、前記捲回物が変形
し、これに伴い前記電極体４が変形する恐れがある。一
方、前記肉厚が０．５ｍｍを越えると、電池の容量が低
下する恐れがある。
クからなる薄板６の肉厚は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの
範囲にすることが望ましい。前記肉厚を０．１ｍｍ未満
にすると、前記捲回物の強度が低下するため、前記ガス
の圧力が前記捲回物にかかった際に、前記捲回物が変形
し、これに伴い前記電極体４が変形する恐れがある。一
方、前記肉厚が０．５ｍｍを越えると、電池の容量が低
下する恐れがある。
【００１５】前記圧縮強度を有する金属又はプラスチッ
クからなる薄板６から形成された捲回物の巻数は、０．
５周〜２周の範囲にすることが望ましい。前記巻数を
０．５周未満にすると、前記電極体４の変形を防止する
ことが困難になる。一方、前記巻数が２周を越えると、
電池の容量が低下する恐れがある。
クからなる薄板６から形成された捲回物の巻数は、０．
５周〜２周の範囲にすることが望ましい。前記巻数を
０．５周未満にすると、前記電極体４の変形を防止する
ことが困難になる。一方、前記巻数が２周を越えると、
電池の容量が低下する恐れがある。
【００１６】前記正極１は、例えばリチウムマンガン複
合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物のようなカルコ
ゲン化合物、有機バインダ及び導電材を混合し、シート
化したものを集電体に圧着した構成になっている。前記
有機バインダとしては、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等を用いることができる。前記導電材としては、例
えばアセチレンブラック、グラファイト等を用いること
ができる。
合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物のようなカルコ
ゲン化合物、有機バインダ及び導電材を混合し、シート
化したものを集電体に圧着した構成になっている。前記
有機バインダとしては、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等を用いることができる。前記導電材としては、例
えばアセチレンブラック、グラファイト等を用いること
ができる。
【００１７】前記集電体としては、大きさの限られた電
池内で前記正極１の比表面積を大きくして前記二次電池
の高容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚
さが１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望
ましい。前記金属板としては、例えばアルミニウム箔、
ステンレス箔、ニッケル箔等を用いることができる。前
記負極２としては、リチウムイオンを吸蔵，放出する炭
素質物質及び有機バインダからなる混合物を集電体に塗
布して被覆した構成になっている。前記有機バインダと
しては、例えばエチレンプロピレン共重合体等を用いる
ことができる。
池内で前記正極１の比表面積を大きくして前記二次電池
の高容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚
さが１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望
ましい。前記金属板としては、例えばアルミニウム箔、
ステンレス箔、ニッケル箔等を用いることができる。前
記負極２としては、リチウムイオンを吸蔵，放出する炭
素質物質及び有機バインダからなる混合物を集電体に塗
布して被覆した構成になっている。前記有機バインダと
しては、例えばエチレンプロピレン共重合体等を用いる
ことができる。
【００１８】前記集電体としては、大きさの限られた電
池内で前記負極２の比表面積を大きくして前記二次電池
の高容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚
さが１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望
ましい。前記金属板としては、例えば銅箔、ステンレス
箔、ニッケル箔等を用いることができる。前記負極２に
は、金属リチウムシートからなるものも使用される。前
記セパレータ３としては、例えばポリプロピレン製多孔
質フィルム、ポリエチレン製マイクロポーラスフィルム
等を用いることができる。
池内で前記負極２の比表面積を大きくして前記二次電池
の高容量化及び高エネルギー化を図るために、例えば厚
さが１０μｍ〜３０μｍの薄い金属板を用いることが望
ましい。前記金属板としては、例えば銅箔、ステンレス
箔、ニッケル箔等を用いることができる。前記負極２に
は、金属リチウムシートからなるものも使用される。前
記セパレータ３としては、例えばポリプロピレン製多孔
質フィルム、ポリエチレン製マイクロポーラスフィルム
等を用いることができる。
【００１９】前記非水電解液は、例えば六フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ
4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）等の電解質を
例えばプロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの
混合溶媒や、プロピレンカーボネイトとγ−ブチルラク
トンとの混合溶媒などに溶解した組成からなるものであ
る。
リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ
4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）等の電解質を
例えばプロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの
混合溶媒や、プロピレンカーボネイトとγ−ブチルラク
トンとの混合溶媒などに溶解した組成からなるものであ
る。
【００２０】
【作用】本発明によれば、正極１と負極２との間にセパ
レータ３を介在し、この積層物の巻き始め部に薄板６を
介して渦巻状に捲回して電極体４を作製し、前記電極体
４を非水電解液電池に組み込むことによって、過充電又
は誤使用による短絡に起因した内圧上昇によって前記外
装缶５内でガスが発生し、前記ガス圧力が前記電極体４
の正極１、負極２及びセパレータ３の重ね合わせ方向及
び前記薄板６から形成された捲回物に加わる際、前記捲
回物の圧縮強度が高いために、前記捲回物は変形せず、
前記電極体４はその渦巻き形状を保持することができ
る。その結果、前記ガスが、前記電極体４内あるいは前
記外装缶５底部に閉じ込められることなく、前記捲回物
によって形成された円筒形の空間内を速やかに通過し前
記安全弁機構１４側に移動することができるため、電池
内圧が局所的に上昇することに伴う破裂を防止すること
ができる。ただし、前記薄板６を巻き始め部に介在して
捲回した際の巻数が１周未満の場合には、前記ガスは前
記薄板６及び前記電極体４の巻芯空間部によって形成さ
れた円筒形の空間内を速やかに通過し前記安全弁機構１
４側に移動することができる。
レータ３を介在し、この積層物の巻き始め部に薄板６を
介して渦巻状に捲回して電極体４を作製し、前記電極体
４を非水電解液電池に組み込むことによって、過充電又
は誤使用による短絡に起因した内圧上昇によって前記外
装缶５内でガスが発生し、前記ガス圧力が前記電極体４
の正極１、負極２及びセパレータ３の重ね合わせ方向及
び前記薄板６から形成された捲回物に加わる際、前記捲
回物の圧縮強度が高いために、前記捲回物は変形せず、
前記電極体４はその渦巻き形状を保持することができ
る。その結果、前記ガスが、前記電極体４内あるいは前
記外装缶５底部に閉じ込められることなく、前記捲回物
によって形成された円筒形の空間内を速やかに通過し前
記安全弁機構１４側に移動することができるため、電池
内圧が局所的に上昇することに伴う破裂を防止すること
ができる。ただし、前記薄板６を巻き始め部に介在して
捲回した際の巻数が１周未満の場合には、前記ガスは前
記薄板６及び前記電極体４の巻芯空間部によって形成さ
れた円筒形の空間内を速やかに通過し前記安全弁機構１
４側に移動することができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 実施例１
する。 実施例１
【００２２】リチウムとマンガンの複合酸化物であるＬ
ｉＭｎＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２５μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、前記正極と、負極である厚さが２０
０μｍの金属リチウムシートとの間に、セパレータとし
てのポリエチレン製マイクロポーラスフィルムを介在さ
せ積層物とし、前記積層物の巻き始めの１周に厚さが
０．３ｍｍのステンレス板を介して捲回し渦巻電極体を
作製した。
ｉＭｎＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２５μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、前記正極と、負極である厚さが２０
０μｍの金属リチウムシートとの間に、セパレータとし
てのポリエチレン製マイクロポーラスフィルムを介在さ
せ積層物とし、前記積層物の巻き始めの１周に厚さが
０．３ｍｍのステンレス板を介して捲回し渦巻電極体を
作製した。
【００２３】次いで、前記電極体を外径１７ｍｍ、高さ
５０ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量７００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水電
解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピレ
ンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒に１モ
ルのリンフッ化リチウム（ＬｉＰＦ6 ）の溶質を溶かし
たものを用いた。 比較例１ 巻き始め部に薄板を介さずに捲回したこと以外、実施例
１と同様な渦巻き電極体を用いて、実施例１と同様な非
水電解液電池を組み立てた。
５０ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量７００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水電
解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピレ
ンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒に１モ
ルのリンフッ化リチウム（ＬｉＰＦ6 ）の溶質を溶かし
たものを用いた。 比較例１ 巻き始め部に薄板を介さずに捲回したこと以外、実施例
１と同様な渦巻き電極体を用いて、実施例１と同様な非
水電解液電池を組み立てた。
【００２４】作製した実施例１及び比較例１の電池をそ
れぞれ２０個ずつ用意し、２Ａの電流を２４時間流し、
過充電試験を実施し、破裂した電池の個数を調べた。そ
の結果を下記表１に示す。 表１ 試料 破裂した電池の個数 実施例１ ０ 比較例１ １５
れぞれ２０個ずつ用意し、２Ａの電流を２４時間流し、
過充電試験を実施し、破裂した電池の個数を調べた。そ
の結果を下記表１に示す。 表１ 試料 破裂した電池の個数 実施例１ ０ 比較例１ １５
【００２５】表１から明らかなように、巻き始め部に薄
板を介して捲回した渦巻電極体を備えた電池（実施例
１）では、破裂した電池はなく、破裂を防止することが
可能であることがわかる。これは、前記薄板から形成さ
れた円筒形の捲回物がつぶれず前記電極体の形状が維持
され、過充電に起因して発生したガスが速やかに前記円
筒形の空間内を通過して前記安全弁機構から逃散できた
ためである。
板を介して捲回した渦巻電極体を備えた電池（実施例
１）では、破裂した電池はなく、破裂を防止することが
可能であることがわかる。これは、前記薄板から形成さ
れた円筒形の捲回物がつぶれず前記電極体の形状が維持
され、過充電に起因して発生したガスが速やかに前記円
筒形の空間内を通過して前記安全弁機構から逃散できた
ためである。
【００２６】一方、巻き始め部に薄板を介さずに捲回し
た渦巻電極体を備えた電池（比較例１）では、破裂した
電池の個数は１５個と著しく多いことがわかる。比較例
１の試験後の破裂した電池を分解したところ、前記電極
体の巻芯空間部がつぶれていた。これは、前記電極体の
保形性が低いためである。 実施例２
た渦巻電極体を備えた電池（比較例１）では、破裂した
電池の個数は１５個と著しく多いことがわかる。比較例
１の試験後の破裂した電池を分解したところ、前記電極
体の巻芯空間部がつぶれていた。これは、前記電極体の
保形性が低いためである。 実施例２
【００２７】リチウムとコバルトの複合酸化物であるＬ
ｉＣｏＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２５μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、リチウム又はリチウムを主体とする
アルカリ金属を担持した炭素質物質に、バインダを加え
てペーストを調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍ
の銅基板に塗布した後、乾燥させてシート状の負極板を
作製した。
ｉＣｏＯ2 に、導電材及びバインダを加えてペーストを
調製した。前記ペーストを厚さが２５μｍのアルミニウ
ム基板に塗布した後、乾燥させてシート状の正極板を作
製した。つづいて、リチウム又はリチウムを主体とする
アルカリ金属を担持した炭素質物質に、バインダを加え
てペーストを調製した。前記ペーストを厚さが２０μｍ
の銅基板に塗布した後、乾燥させてシート状の負極板を
作製した。
【００２８】次に、前記正極と、前記負極との間に、セ
パレータとしてのポリプロピレン製多孔質フィルムを介
在させ積層物とし、前記積層物の巻き始めの１周に厚さ
が０．３ｍｍのステンレス板を介して捲回し、渦巻電極
体を作製した。
パレータとしてのポリプロピレン製多孔質フィルムを介
在させ積層物とし、前記積層物の巻き始めの１周に厚さ
が０．３ｍｍのステンレス板を介して捲回し、渦巻電極
体を作製した。
【００２９】次いで、前記電極体を外径１８ｍｍ、高さ
８３ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量１３００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水
電解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピ
レンカーボネイトとγ−ブチルラクトンの混合溶媒（体
積比率は５０：５０）に電解質として硼フッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）を溶かしたものを用いた。
８３ｍｍのステンレス製の外装缶に収容し、電解液を注
入した後、封口体を用いてかしめ密封することにより、
容量１３００ｍＡｈの前述した図１に示す円筒形の非水
電解液電池を組み立てた。なお、前記電解液は、プロピ
レンカーボネイトとγ−ブチルラクトンの混合溶媒（体
積比率は５０：５０）に電解質として硼フッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）を溶かしたものを用いた。
【００３０】作製した電池を２０個用意し、２Ａの電流
を２４時間流し、過充電試験を実施し、破裂した電池の
個数を調べた。その結果、破裂した電池はなく、実施例
１と同様な効果が得られた。
を２４時間流し、過充電試験を実施し、破裂した電池の
個数を調べた。その結果、破裂した電池はなく、実施例
１と同様な効果が得られた。
【００３１】なお、前記実施例１，２では図１に示す安
全弁機構を有する非水電解液電池を説明したが、本発明
はこれに限定されない。例えば、次に説明する図３及び
図４に示される安全弁機構を有する非水電解液電池にも
同様に適用できる。
全弁機構を有する非水電解液電池を説明したが、本発明
はこれに限定されない。例えば、次に説明する図３及び
図４に示される安全弁機構を有する非水電解液電池にも
同様に適用できる。
【００３２】負極端子を兼ねる外装缶２１には、前述し
た薄板を巻芯空間部に捲回物として存在させた電極体が
収納されている。中央に穴を有する封口体２２は、前記
外装缶２１に気密に取付けられている。正極ピン端子２
３は、その両端が前記封口体２２の上下面から突出する
ように前記封口体２２の中央部の穴にガラス製絶縁材２
４を介してハーメチックシールによって取付けられて、
前記外装缶２１と前記封口体２２との絶縁をはかってい
る。
た薄板を巻芯空間部に捲回物として存在させた電極体が
収納されている。中央に穴を有する封口体２２は、前記
外装缶２１に気密に取付けられている。正極ピン端子２
３は、その両端が前記封口体２２の上下面から突出する
ように前記封口体２２の中央部の穴にガラス製絶縁材２
４を介してハーメチックシールによって取付けられて、
前記外装缶２１と前記封口体２２との絶縁をはかってい
る。
【００３３】安全弁機構２５は、前記封口体２２に開口
された孔２６と、前記封口体２２外面に取付けられ、前
記孔２６に対応する箇所に設けられた溝２７によりその
底部に弁膜が形成された薄膜２８とから形成されてい
る。前記孔２６は、例えば前記封口体２２の中心と同心
円状に形成された３個の円弧形の孔からなる。前記溝２
７は、例えば前記孔２６と対応する箇所に設けられた円
形溝２９とこれと交わり前記封口体の中心から放射線状
に延びた線形溝３０とからなる。前記薄膜２８は例えば
リング状をなしている。
された孔２６と、前記封口体２２外面に取付けられ、前
記孔２６に対応する箇所に設けられた溝２７によりその
底部に弁膜が形成された薄膜２８とから形成されてい
る。前記孔２６は、例えば前記封口体２２の中心と同心
円状に形成された３個の円弧形の孔からなる。前記溝２
７は、例えば前記孔２６と対応する箇所に設けられた円
形溝２９とこれと交わり前記封口体の中心から放射線状
に延びた線形溝３０とからなる。前記薄膜２８は例えば
リング状をなしている。
【００３４】このような構造を有する二次電池におい
て、過充電や短絡等に起因して前記外装缶２１内で発生
したガスは前記捲回物によって形成された円筒形の空間
内を通過して前記安全弁機構２５側に移動し、前記封口
体２２に形成した前記円弧形の孔２６を通して前記薄膜
２８の前記弁膜部分に圧力を加え、前記弁膜を破断す
る。したがって、前記ガスは前記孔２６及び前記弁膜の
破断箇所から外部に逃散し、実施例１，２と同様に前記
電池の破裂を防止することが可能である。前記実施例
１，２では、円筒形非水電解液電池に適用して説明した
が、角形非水電解液電池にも同様に適用することができ
る。前記実施例１，２では、二次電池に適用して説明し
たが、一次電池にも同様に適用することができる。
て、過充電や短絡等に起因して前記外装缶２１内で発生
したガスは前記捲回物によって形成された円筒形の空間
内を通過して前記安全弁機構２５側に移動し、前記封口
体２２に形成した前記円弧形の孔２６を通して前記薄膜
２８の前記弁膜部分に圧力を加え、前記弁膜を破断す
る。したがって、前記ガスは前記孔２６及び前記弁膜の
破断箇所から外部に逃散し、実施例１，２と同様に前記
電池の破裂を防止することが可能である。前記実施例
１，２では、円筒形非水電解液電池に適用して説明した
が、角形非水電解液電池にも同様に適用することができ
る。前記実施例１，２では、二次電池に適用して説明し
たが、一次電池にも同様に適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
極体の巻芯空間部の変形を防止することができ、過充電
や短絡等による内圧上昇時の破裂を防止することが可能
な安全性の高い非水電解液電池を提供することができ
る。
極体の巻芯空間部の変形を防止することができ、過充電
や短絡等による内圧上昇時の破裂を防止することが可能
な安全性の高い非水電解液電池を提供することができ
る。
【図１】本発明の非水電解液電池を示す断面図。
【図２】図１の電池の電極体の巻き始め状態を示す斜視
図。
図。
【図３】本発明の他の非水電解液電池を示す斜視図。
【図４】図３の電池の要部を分解して示す斜視図。
【図５】従来例の非水電解液電池を示す断面図。
１…正極、２…負極、３…セパレータ、４…電極体、５
…外装缶、６…薄板、１４…安全弁機構。
…外装缶、６…薄板、１４…安全弁機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花房 聡一 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 松坂 英二郎 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１号 旭化成工業株式会社内 (72)発明者 井上 克彦 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１号 旭化成工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 外装缶内に収納され、正極と負極との間
にセパレータを介して渦巻状に捲回した電極体と、前記
外装缶内に収容された非水電解液と、安全弁機構とを備
えた非水電解液電池において、前記電極体は巻き始め部
に金属又はプラスチックからなる薄板を介して捲回され
たものであることを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318243A JPH06168711A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318243A JPH06168711A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168711A true JPH06168711A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18097032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4318243A Pending JPH06168711A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06168711A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080064A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417271A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-22 | Hitachi Chem Co Ltd | 二次電池およびその製法 |
| JPH04332481A (ja) * | 1991-05-02 | 1992-11-19 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP4318243A patent/JPH06168711A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417271A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-22 | Hitachi Chem Co Ltd | 二次電池およびその製法 |
| JPH04332481A (ja) * | 1991-05-02 | 1992-11-19 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080064A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
| US7666546B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-02-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| JP4611843B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2011-01-12 | 三星エスディアイ株式会社 | リチウム二次電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950523 |