JPH06187959A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH06187959A JPH06187959A JP4340225A JP34022592A JPH06187959A JP H06187959 A JPH06187959 A JP H06187959A JP 4340225 A JP4340225 A JP 4340225A JP 34022592 A JP34022592 A JP 34022592A JP H06187959 A JPH06187959 A JP H06187959A
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- pipe
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- 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
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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
- 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
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２内に収納され、正極７と負極６との間
にセパレータ５を介して渦巻状に捲回した電極体１と、
前記外装缶２内に収容された非水電解液と、安全弁機構
１５とを備えた非水電解液電池において、スリット３を
有するパイプ４を前記電極体１の巻芯空間部に配置した
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２内に収納され、正極７と負極６との間
にセパレータ５を介して渦巻状に捲回した電極体１と、
前記外装缶２内に収容された非水電解液と、安全弁機構
１５とを備えた非水電解液電池において、スリット３を
有するパイプ４を前記電極体１の巻芯空間部に配置した
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、過充
電や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４８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５０の
破断箇所及び前記端子板４９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。
電や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４８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５０の
破断箇所及び前記端子板４９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４３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４３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、スリットを有するパイプを前記電極体の巻芯空間部
に配置した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、スリットを有するパイプを前記電極体の巻芯空間部
に配置した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】渦巻電極体１は、外装缶２内に収納されて
いる。スリット３を有するパイプ４は、前記電極体１の
巻芯空間部に配置されている。前記電極体１は、例えば
図２に示すようにセパレータ５を二つ折りにし、その間
に負極６を挟んだ積層物と正極７とを前記パイプ４を巻
芯にして渦巻状に捲回して作製される。絶縁板８は前記
電極体１と前記外装缶２との間に介装され、前記電極体
１と前記外装缶２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２内に収容されている。封口体
９は、前記外装缶２開口部に絶縁材１０を介してかしめ
固定により取付けられ、前記外装缶２を密閉している。
前記封口体９は、板状端子板１１と帽子形の端子板１２
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１３を介在させ、前記板状端子板１１を前記帽子形
の端子板１２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１４は、その一端が前記正極
７に接続され、かつその他端が前記板状端子板１１の下
端に接続されている。
いる。スリット３を有するパイプ４は、前記電極体１の
巻芯空間部に配置されている。前記電極体１は、例えば
図２に示すようにセパレータ５を二つ折りにし、その間
に負極６を挟んだ積層物と正極７とを前記パイプ４を巻
芯にして渦巻状に捲回して作製される。絶縁板８は前記
電極体１と前記外装缶２との間に介装され、前記電極体
１と前記外装缶２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２内に収容されている。封口体
９は、前記外装缶２開口部に絶縁材１０を介してかしめ
固定により取付けられ、前記外装缶２を密閉している。
前記封口体９は、板状端子板１１と帽子形の端子板１２
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１３を介在させ、前記板状端子板１１を前記帽子形
の端子板１２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１４は、その一端が前記正極
７に接続され、かつその他端が前記板状端子板１１の下
端に接続されている。
【００１１】前記安全弁機構１５は、前記板状端子板１
１の中央部に設けられた円形の穴１６と、前記帽子形の
端子板１２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１６と対向す
る刃１７と、前記刃１７の形成により前記帽子形の端子
板１２に開口された三角形の穴１８と、前記端子板１
１，１２間に介在された前記可撓性薄板１３とから構成
されている。前記可撓性薄板１３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。
１の中央部に設けられた円形の穴１６と、前記帽子形の
端子板１２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１６と対向す
る刃１７と、前記刃１７の形成により前記帽子形の端子
板１２に開口された三角形の穴１８と、前記端子板１
１，１２間に介在された前記可撓性薄板１３とから構成
されている。前記可撓性薄板１３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】前記パイプ４は、過充電や短絡等に起因し
て前記外装缶２内で発生したガスの圧力による変形を防
止するために、外径が４ｍｍ、内径が３ｍｍのパイプに
おける圧縮強度が３０ｋｇ／ｃｍ2 以上になる材料から
形成されることが望ましい。更に、前記パイプ４は、前
述した内圧上昇時に発生する熱により変形せず、電解液
等と反応しない材料から形成されることが望ましい。こ
のような材料としては、例えばステンレス、鉄、ニッケ
ルなどの金属、又は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。
て前記外装缶２内で発生したガスの圧力による変形を防
止するために、外径が４ｍｍ、内径が３ｍｍのパイプに
おける圧縮強度が３０ｋｇ／ｃｍ2 以上になる材料から
形成されることが望ましい。更に、前記パイプ４は、前
述した内圧上昇時に発生する熱により変形せず、電解液
等と反応しない材料から形成されることが望ましい。こ
のような材料としては、例えばステンレス、鉄、ニッケ
ルなどの金属、又は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。
【００１３】前記圧縮強度を有する材料からなるパイプ
４に設ける前記スリット３は、２０°〜９０°の周角度
の範囲内にある幅を有することが望ましい。前記周角度
を２０°未満にすると、前記電極体１の中央部で発生し
た前記ガスを前記スリット３を通して前記パイプ４内に
導くことが困難になる。一方、前記周角度が９０°を越
えると、前記スリット３に前記電極体１の一部がめりこ
み、前記パイプ４の空間部が狭くなる恐れがある。
４に設ける前記スリット３は、２０°〜９０°の周角度
の範囲内にある幅を有することが望ましい。前記周角度
を２０°未満にすると、前記電極体１の中央部で発生し
た前記ガスを前記スリット３を通して前記パイプ４内に
導くことが困難になる。一方、前記周角度が９０°を越
えると、前記スリット３に前記電極体１の一部がめりこ
み、前記パイプ４の空間部が狭くなる恐れがある。
【００１４】前記圧縮強度を有する材料からなるパイプ
４の肉厚は、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ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
パイプ４の強度が低下するため、前記ガスの圧力が前記
電極体１にかかった際に、前記パイプ４がつぶれ前記電
極体１が変形する恐れがある。一方、前記肉厚が０．６
ｍｍを越えると、電池の容量が低下する恐れがある。
４の肉厚は、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ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
パイプ４の強度が低下するため、前記ガスの圧力が前記
電極体１にかかった際に、前記パイプ４がつぶれ前記電
極体１が変形する恐れがある。一方、前記肉厚が０．６
ｍｍを越えると、電池の容量が低下する恐れがある。
【００１５】前記正極７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。
【００１６】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７の比表面積を大きくして前記電池の高
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〜３５μｍ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６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７の比表面積を大きくして前記電池の高
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〜３５μｍ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６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。
【００１７】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６の比表面積を大きくして前記電池の高
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〜３５μｍ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６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５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６の比表面積を大きくして前記電池の高
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〜３５μｍ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６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５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。
【００１８】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。
【００１９】
【作用】本発明によれば、スリット３を有するパイプ４
を正極７と負極６との間にセパレータ５を介在して捲回
した渦巻電極体１の巻芯空間部に配置することによっ
て、過充電又は誤使用による短絡に起因して前記外装缶
２内でガスが発生し、前記ガス圧力が前記電極体１の正
極７、負極６及びセパレータ５の重ね合わせ方向及び前
記パイプ４に加わる際、前記パイプ４の圧縮強度が高い
ために、前記パイプ４はつぶれず、前記電極体１はその
渦巻き形状を保持することができる。したがって、前記
ガスが、前記電極体１内あるいは前記外装缶２底部に閉
じ込められることなく、前記パイプ４内を通過すること
ができる。また、前記電極体１の中央部付近で発生した
前記ガスを前記外装缶２底部を通さずに前記スリット３
から前記パイプ４内に導くことができるため、前記パイ
プ４にかかる前記圧力を低減させることが可能である。
したがって、前記外装缶１内に発生した前記ガスを前記
パイプ４の空間を通して前記安全弁機構１５側に速やか
に移動させることが可能であるため、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。
を正極７と負極６との間にセパレータ５を介在して捲回
した渦巻電極体１の巻芯空間部に配置することによっ
て、過充電又は誤使用による短絡に起因して前記外装缶
２内でガスが発生し、前記ガス圧力が前記電極体１の正
極７、負極６及びセパレータ５の重ね合わせ方向及び前
記パイプ４に加わる際、前記パイプ４の圧縮強度が高い
ために、前記パイプ４はつぶれず、前記電極体１はその
渦巻き形状を保持することができる。したがって、前記
ガスが、前記電極体１内あるいは前記外装缶２底部に閉
じ込められることなく、前記パイプ４内を通過すること
ができる。また、前記電極体１の中央部付近で発生した
前記ガスを前記外装缶２底部を通さずに前記スリット３
から前記パイプ４内に導くことができるため、前記パイ
プ４にかかる前記圧力を低減させることが可能である。
したがって、前記外装缶１内に発生した前記ガスを前記
パイプ４の空間を通して前記安全弁機構１５側に速やか
に移動させることが可能であるため、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。
【００２０】
【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
【００２１】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２０μｍ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１０μｍ
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２０μｍ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１０μｍ
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。
【００２２】次に、前述した図２に示すように、前記正
極と前記負極との間にセパレータとしてのポリエチレン
製マイクロポーラスフィルムを介在させ、スリットを有
するパイプを巻芯にして捲回し渦巻電極体を作製した。
前記パイプとしては、外径が４ｍｍ、内径が３ｍｍで、
周角度が２３°のスリットを有するものを用いた。
極と前記負極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、スリットを有
するパイプを巻芯にして捲回し渦巻電極体を作製した。
前記パイプとしては、外径が４ｍｍ、内径が３ｍｍで、
周角度が２３°のスリットを有するものを用いた。
【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 ）の溶質を溶解し
たものを用いた。 実施例２
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 ）の溶質を溶解し
たものを用いた。 実施例２
【００２４】巻芯として、周角度が３８°のスリットを
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 実施例３
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 実施例３
【００２５】巻芯として、周角度が５７°のスリットを
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 実施例４
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 実施例４
【００２６】巻芯として、周角度が７６°のスリットを
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 実施例５
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 実施例５
【００２７】巻芯として、周角度が８°のスリットを有
するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻電
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。 実施例６
するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻電
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。 実施例６
【００２８】巻芯として、周角度が９６°のスリットを
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 比較例１ 前記巻芯空間部にパイプを配置しなかったこと以外、実
施例１と同様な渦巻電極体を用いて、実施例１と同様な
非水電解液電池を組み立てた。
有するパイプを用いたこと以外、実施例１と同様な渦巻
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。 比較例１ 前記巻芯空間部にパイプを配置しなかったこと以外、実
施例１と同様な渦巻電極体を用いて、実施例１と同様な
非水電解液電池を組み立てた。
【００２９】作製した実施例１〜実施例６及び比較例１
の電池それぞれを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 実施例２ ０ 実施例３ ０ 実施例４ ０ 実施例５ ０ 実施例６ ０ 比較例１ １５
の電池それぞれを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 実施例２ ０ 実施例３ ０ 実施例４ ０ 実施例５ ０ 実施例６ ０ 比較例１ １５
【００３０】表１から明らかなように、スリットを有す
るパイプを前記巻芯空間部に配置した電極体を備えた電
池（実施例１〜実施例６）では、破裂を生じた電池はな
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、前記パイプ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スリ
ット及び前記パイプ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。これに対し、前記巻芯空間部にパ
イプを配置しなかった電極体を備えた電池（比較例１）
では、破裂を生じた電池の個数は１５個と著しく多かっ
た。また、実施例１〜実施例６及び比較例１の試験後の
電池それぞれ２０個ずつについて、外装缶底部の膨れを
測定した。その結果を下記表２に示す。 表２ 試料 スリットの周角度（°） 外装缶底部の膨れ（ｍｍ） 実施例１ ２３ ０．４９ 実施例２ ３８ ０．４２ 実施例３ ５７ ０．４３ 実施例４ ７６ ０．４４ 実施例５ ８ ０．７２ 実施例６ ９６ ０．８２ 比較例１ パイプなし ０．９５
るパイプを前記巻芯空間部に配置した電極体を備えた電
池（実施例１〜実施例６）では、破裂を生じた電池はな
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、前記パイプ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スリ
ット及び前記パイプ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。これに対し、前記巻芯空間部にパ
イプを配置しなかった電極体を備えた電池（比較例１）
では、破裂を生じた電池の個数は１５個と著しく多かっ
た。また、実施例１〜実施例６及び比較例１の試験後の
電池それぞれ２０個ずつについて、外装缶底部の膨れを
測定した。その結果を下記表２に示す。 表２ 試料 スリットの周角度（°） 外装缶底部の膨れ（ｍｍ） 実施例１ ２３ ０．４９ 実施例２ ３８ ０．４２ 実施例３ ５７ ０．４３ 実施例４ ７６ ０．４４ 実施例５ ８ ０．７２ 実施例６ ９６ ０．８２ 比較例１ パイプなし ０．９５
【００３１】表２から明らかなように、実施例１〜実施
例４の電池は、実施例５、実施例６及び比較例１の電池
よりも外装缶底部の膨れが小さく、内圧を低減できるこ
とがわかる。
例４の電池は、実施例５、実施例６及び比較例１の電池
よりも外装缶底部の膨れが小さく、内圧を低減できるこ
とがわかる。
【００３２】また、実施例５の電池は、スリット幅が小
さいことから前記電極体中央部付近で発生したガスを前
記パイプ内に十分に導くことができないため、内圧が上
昇した。一方、実施例６の電池は、スリット幅が大きい
ために前記スリットに前記電極体の一部がめりこんで前
記パイプの空間部が狭くなり、内圧が上昇した。実際
に、実施例６の電池を分解したところ、前記電極体の一
部が前記スリットにめりこんで前記パイプの空間部が狭
くなっていることが確認できた。
さいことから前記電極体中央部付近で発生したガスを前
記パイプ内に十分に導くことができないため、内圧が上
昇した。一方、実施例６の電池は、スリット幅が大きい
ために前記スリットに前記電極体の一部がめりこんで前
記パイプの空間部が狭くなり、内圧が上昇した。実際
に、実施例６の電池を分解したところ、前記電極体の一
部が前記スリットにめりこんで前記パイプの空間部が狭
くなっていることが確認できた。
【００３３】これに対し、比較例１の電池は、前記電極
体の保形性が低いために前記電極体の巻芯空間部がつぶ
れ、内圧が著しく上昇し破裂を生じた。実際に、比較例
１の電池を分解したところ、前記電極体の巻芯空間部が
つぶれていることが確認できた。
体の保形性が低いために前記電極体の巻芯空間部がつぶ
れ、内圧が著しく上昇し破裂を生じた。実際に、比較例
１の電池を分解したところ、前記電極体の巻芯空間部が
つぶれていることが確認できた。
【００３４】なお、前記実施例１〜実施例６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。
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。
【００３５】負極端子を兼ねる外装缶２１には、前述し
たスリットを有するパイプが前記巻芯空間部に配置され
た電極体が収納されている。中央に穴を有する封口体２
２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２３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２４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。
たスリットを有するパイプが前記巻芯空間部に配置され
た電極体が収納されている。中央に穴を有する封口体２
２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２３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２４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。
【００３６】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。
【００３７】このような構造を有する非水電解液電池に
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パイプ内を通過して安全弁機構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〜実施例６と同様に前記電池の破裂を防止すること
が可能である。
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パイプ内を通過して安全弁機構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〜実施例６と同様に前記電池の破裂を防止すること
が可能である。
【００３８】前記実施例１〜実施例６では、前記巻芯空
間部に前記パイプを配置する方法として、前記正極と前
記負極との間に前記セパレータを介し前記パイプを巻芯
にして捲回する方法を説明したが、前記電極体を予め作
製し、この電極体の巻芯空間部に前記パイプを挿入する
方法も採用することができる。前記実施例１〜実施例６
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〜実施例６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。
間部に前記パイプを配置する方法として、前記正極と前
記負極との間に前記セパレータを介し前記パイプを巻芯
にして捲回する方法を説明したが、前記電極体を予め作
製し、この電極体の巻芯空間部に前記パイプを挿入する
方法も採用することができる。前記実施例１〜実施例６
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〜実施例６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。
【００３９】
【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…電極体、２…外装缶、３…スリット、４…パイプ、
５…セパレータ、６…負極、７…正極、１５…安全弁機
構。
５…セパレータ、６…負極、７…正極、１５…安全弁機
構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能勢 博義 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、スリットを有するパイプ
を前記電極体の巻芯空間部に配置したことを特徴とする
非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34022592A JP3230863B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 非水電解液電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34022592A JP3230863B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 非水電解液電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187959A true JPH06187959A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3230863B2 JP3230863B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=18334901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34022592A Expired - Lifetime JP3230863B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 非水電解液電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3230863B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010273A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-04 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Non-aqueous type cell |
| US5989743A (en) * | 1994-09-27 | 1999-11-23 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Non-aqueous battery |
| JP2001283894A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 筒型電池 |
| JP2006269410A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Samsung Sdi Co Ltd | 円筒形リチウム二次電池 |
| WO2006106731A1 (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 円筒型リチウム二次電池 |
| WO2014207883A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 扁平捲回形二次電池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109647847B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-09-07 | 兰州大学 | 通过支架限位防止吸出焊锡回流的电子垃圾回收装置 |
-
1992
- 1992-12-21 JP JP34022592A patent/JP3230863B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010273A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-04 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Non-aqueous type cell |
| US5989743A (en) * | 1994-09-27 | 1999-11-23 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Non-aqueous battery |
| JP2001283894A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 筒型電池 |
| JP2006269410A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Samsung Sdi Co Ltd | 円筒形リチウム二次電池 |
| JP4594244B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2010-12-08 | 三星エスディアイ株式会社 | 円筒形リチウム二次電池 |
| US8304107B2 (en) | 2005-03-24 | 2012-11-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical lithium rechargeable battery |
| WO2006106731A1 (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 円筒型リチウム二次電池 |
| JP2006313737A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒型リチウム二次電池 |
| WO2014207883A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 扁平捲回形二次電池 |
| JPWO2014207883A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2017-02-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 扁平捲回形二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3230863B2 (ja) | 2001-11-19 |
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