JPH07169506A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池Info
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- JPH07169506A JPH07169506A JP5343475A JP34347593A JPH07169506A JP H07169506 A JPH07169506 A JP H07169506A JP 5343475 A JP5343475 A JP 5343475A JP 34347593 A JP34347593 A JP 34347593A JP H07169506 A JPH07169506 A JP H07169506A
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- lithium ion
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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 充放電制御用の素子や回路を収納効率良く実
装することのできるリチウムイオン二次電池を提供す
る。 【構成】 発電要素を収納し開口上面を封口したステン
レス鋼板材からなる外装容器２外周の底部に凹部２ａを
形成し、抵抗値が正の温度特性を有する充放電制御用の
ＰＴＣ素子３を収納固定する。
装することのできるリチウムイオン二次電池を提供す
る。 【構成】 発電要素を収納し開口上面を封口したステン
レス鋼板材からなる外装容器２外周の底部に凹部２ａを
形成し、抵抗値が正の温度特性を有する充放電制御用の
ＰＴＣ素子３を収納固定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、過大電流、加熱等から
装置を保護する保護手段や、充放電を制御する制御回路
を備えたリチウムイオン二次電池に関する。
装置を保護する保護手段や、充放電を制御する制御回路
を備えたリチウムイオン二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、ビデオムービー、携帯
型ノートパソコン等のコードレスで使用される電子機器
がめざましく普及してきている。そして、更なる高性能
化、小型軽量化が図られていることから、これら電子機
器の電源となる二次電池の高容量化及び高エネルギー化
の要請が高まっている。
型ノートパソコン等のコードレスで使用される電子機器
がめざましく普及してきている。そして、更なる高性能
化、小型軽量化が図られていることから、これら電子機
器の電源となる二次電池の高容量化及び高エネルギー化
の要請が高まっている。
【０００３】この二次電池としては、鉛二次電池、ニッ
ケルカドミウム二次電池が従来から用いられているが、
最近では更に高エネルギー密度化が図れるリチウムイオ
ン二次電池の如き非水系電解液の二次電池の開発が進ん
でいる。しかしながら、これらの密閉型電池にあって
は、短絡した場合や高温に加熱された場合、若しくは高
電圧、大電流で充電された場合といった異常な条件下で
は、電池内部の圧力が上昇し、電池そのものが破損する
ばかりでなく、周辺の機器等に被害をもたらす恐れがあ
った。
ケルカドミウム二次電池が従来から用いられているが、
最近では更に高エネルギー密度化が図れるリチウムイオ
ン二次電池の如き非水系電解液の二次電池の開発が進ん
でいる。しかしながら、これらの密閉型電池にあって
は、短絡した場合や高温に加熱された場合、若しくは高
電圧、大電流で充電された場合といった異常な条件下で
は、電池内部の圧力が上昇し、電池そのものが破損する
ばかりでなく、周辺の機器等に被害をもたらす恐れがあ
った。
【０００４】例えば、リチウムイオン二次電池にあって
は、機器の故障や誤使用等によって電池が短絡状態に置
かれると、電池内部に過大電流が流れ温度が上昇すると
ともに、電解液が分解し電池内部にガスが発生して内部
圧力が上昇する恐れがあった。それ故、電池外装容器に
防爆機能を設ける方法や、抵抗値が正の温度特性を有す
るＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子等の保護素子を備え過大
電流を阻止する方法が提案されている。
は、機器の故障や誤使用等によって電池が短絡状態に置
かれると、電池内部に過大電流が流れ温度が上昇すると
ともに、電解液が分解し電池内部にガスが発生して内部
圧力が上昇する恐れがあった。それ故、電池外装容器に
防爆機能を設ける方法や、抵抗値が正の温度特性を有す
るＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子等の保護素子を備え過大
電流を阻止する方法が提案されている。
【０００５】そして、円筒形のリチウムイオン二次電池
にあっては、封口体の内側に前記ＰＴＣ素子を配置しこ
れを外装容器に組み込んだ構造のものが知られている。
具体的には、封口体の裏面に板状のＰＴＣ素子を保持板
とともに挟持し、これを環状ガスケットに挿入した上で
外装容器の上端開口部の内側に配置し、外装容器の上部
をかしめることにより、封口体を外装容器に気密状態で
取付け、同時にＰＴＣ素子を封口体及び保持板とともに
ガスケットに保持している。
にあっては、封口体の内側に前記ＰＴＣ素子を配置しこ
れを外装容器に組み込んだ構造のものが知られている。
具体的には、封口体の裏面に板状のＰＴＣ素子を保持板
とともに挟持し、これを環状ガスケットに挿入した上で
外装容器の上端開口部の内側に配置し、外装容器の上部
をかしめることにより、封口体を外装容器に気密状態で
取付け、同時にＰＴＣ素子を封口体及び保持板とともに
ガスケットに保持している。
【０００６】また、リチウムイオン二次電池にあって
は、充放電を行う際の電圧範囲、電流範囲及び温度範囲
等を制御する回路を使用することが一般的であり、単電
池若しくは組電池の外周に、この制御回路を外付けする
ことが行われている。
は、充放電を行う際の電圧範囲、電流範囲及び温度範囲
等を制御する回路を使用することが一般的であり、単電
池若しくは組電池の外周に、この制御回路を外付けする
ことが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機器の体積効
率を向上させより薄くするためには、二次電池は円筒形
よりも角形の形状の方が無駄な占有域をとらず好適であ
り、角形の二次電池に対するニーズが高まっている。し
かしながら、角形の電池にあっては、円筒形の電池と異
なり外装容器の上端に封口体をかしめ付けることで充分
な気密性を得ることは形状的に困難であった。
率を向上させより薄くするためには、二次電池は円筒形
よりも角形の形状の方が無駄な占有域をとらず好適であ
り、角形の二次電池に対するニーズが高まっている。し
かしながら、角形の電池にあっては、円筒形の電池と異
なり外装容器の上端に封口体をかしめ付けることで充分
な気密性を得ることは形状的に困難であった。
【０００８】そして、角形で高い気密性を要求される電
池にあっては、封口体とともにＰＴＣ素子をレーザー溶
接等により外装容器上端開口部にガスケットを介してか
しめて取付けることは、技術上容易ではなかった。ま
た、ＰＴＣ素子を封口体とともにガスケットを介してか
しめ付ける構造では、高温（１００℃以上）で漏液する
ことがあり、ＰＴＣ素子が正常に機能しなくなる可能性
があった。
池にあっては、封口体とともにＰＴＣ素子をレーザー溶
接等により外装容器上端開口部にガスケットを介してか
しめて取付けることは、技術上容易ではなかった。ま
た、ＰＴＣ素子を封口体とともにガスケットを介してか
しめ付ける構造では、高温（１００℃以上）で漏液する
ことがあり、ＰＴＣ素子が正常に機能しなくなる可能性
があった。
【０００９】また、単電池若しくは組電池の外周に充放
電制御回路を被着形成することは、電池の外周に余分な
凸部を生じることとなり、機器への組込性が劣るもので
あった。
電制御回路を被着形成することは、電池の外周に余分な
凸部を生じることとなり、機器への組込性が劣るもので
あった。
【００１０】そこで、本発明にあっては、充放電制御用
の素子や回路を効率的に実装することのできるリチウム
イオン二次電池を提供することを目的とする。
の素子や回路を効率的に実装することのできるリチウム
イオン二次電池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成すべ
く、本発明のリチウムイオン二次電池は、発電要素を収
納し開口上面を封口してなる外装容器の上面を除く外周
に凹部を形成して充放電制御用の素子若しくは回路を収
納したことを特徴とするものである。
く、本発明のリチウムイオン二次電池は、発電要素を収
納し開口上面を封口してなる外装容器の上面を除く外周
に凹部を形成して充放電制御用の素子若しくは回路を収
納したことを特徴とするものである。
【００１２】また、凹部が外装容器の上面部と相対向す
る底部に形成してもよい。
る底部に形成してもよい。
【００１３】また、凹部に収納された充放電制御用の素
子若しくは回路を、抵抗値が正の温度特性を有するＰＴ
Ｃ素子としてもよい。
子若しくは回路を、抵抗値が正の温度特性を有するＰＴ
Ｃ素子としてもよい。
【００１４】また、凹部に収納された充放電制御用の素
子若しくは回路を絶縁性を有する合成樹脂にて被覆して
もよい。
子若しくは回路を絶縁性を有する合成樹脂にて被覆して
もよい。
【００１５】
【作用】発電要素を収納し開口上面を封口してなる外装
容器の上面を除く外周に凹部を形成して充放電制御用の
素子若しくは回路を収納することで、充放電制御用の素
子若しくは回路を外装容器の最大外径寸法内で効率的に
収納固定することが可能となる。
容器の上面を除く外周に凹部を形成して充放電制御用の
素子若しくは回路を収納することで、充放電制御用の素
子若しくは回路を外装容器の最大外径寸法内で効率的に
収納固定することが可能となる。
【００１６】また、凹部に収納された充放電制御用の素
子若しくは回路を絶縁性を有する合成樹脂にて被覆する
ことで、充放電制御用の素子若しくは回路は外部に対し
て絶縁されるとともに、万が一漏出した電解液等によっ
て絶縁破壊することからも保護される。
子若しくは回路を絶縁性を有する合成樹脂にて被覆する
ことで、充放電制御用の素子若しくは回路は外部に対し
て絶縁されるとともに、万が一漏出した電解液等によっ
て絶縁破壊することからも保護される。
【００１７】
【実施例】図１は、本発明のリチウムイオン二次電池の
分解斜視図であり、本発明のリチウムイオン二次電池１
には、ステンレス鋼板材からなり開口上面を封口してな
る外装容器２の上面を除く外周部好ましくは上面と相対
向する底部に凹部２ａを形成し、この凹部２ａに充放電
制御用素子として、抵抗値が正の温度特性を有する薄い
板状のＰＴＣ素子３を収納固定している。そして、外装
容器２は、発電要素（図示せず）を収納するとともに、
その開口上面に封口体がレーザー溶接等により取付けら
れ、その封口体の中央に正極端子（図示せず）が突設さ
れている。
分解斜視図であり、本発明のリチウムイオン二次電池１
には、ステンレス鋼板材からなり開口上面を封口してな
る外装容器２の上面を除く外周部好ましくは上面と相対
向する底部に凹部２ａを形成し、この凹部２ａに充放電
制御用素子として、抵抗値が正の温度特性を有する薄い
板状のＰＴＣ素子３を収納固定している。そして、外装
容器２は、発電要素（図示せず）を収納するとともに、
その開口上面に封口体がレーザー溶接等により取付けら
れ、その封口体の中央に正極端子（図示せず）が突設さ
れている。
【００１８】ＰＴＣ素子３は、両面にニッケル板等から
なるリードタブ４ａ，４ｂを被着形成し、一方のリード
タブ４ａはＰＴＣ素子３の両側に延出し、外装容器２底
部の凹部２ａにこの両方の延出部分をレーザー溶接等に
より固定している。そして、凹部２ａ内の他方のリード
タブ４ｂを除いたＰＴＣ素子３を、絶縁性を有する合成
樹脂５により被覆する。この合成樹脂５としては、エポ
キシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、ポリオ
レフィン樹脂、アクリル樹脂等の各種合成樹脂、若しく
はこれらの合成樹脂に絶縁性を有するフィラーを添加し
たものや、ポリマーアロイ化した合成樹脂等を用いても
よい。そして、被覆されない他方のリードタブ４ｂは、
負極端子として折曲される等適宜に変形されて使用され
る。
なるリードタブ４ａ，４ｂを被着形成し、一方のリード
タブ４ａはＰＴＣ素子３の両側に延出し、外装容器２底
部の凹部２ａにこの両方の延出部分をレーザー溶接等に
より固定している。そして、凹部２ａ内の他方のリード
タブ４ｂを除いたＰＴＣ素子３を、絶縁性を有する合成
樹脂５により被覆する。この合成樹脂５としては、エポ
キシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、ポリオ
レフィン樹脂、アクリル樹脂等の各種合成樹脂、若しく
はこれらの合成樹脂に絶縁性を有するフィラーを添加し
たものや、ポリマーアロイ化した合成樹脂等を用いても
よい。そして、被覆されない他方のリードタブ４ｂは、
負極端子として折曲される等適宜に変形されて使用され
る。
【００１９】さらに、特に図示しないが、封口体を含む
外装容器２外周面を絶縁性を有する合成樹脂フィルム、
絶縁紙、絶縁粘着テープ、合成樹脂製熱収縮チューブ、
合成樹脂ラベル等で被覆すれば、外装容器２を電気的及
び機械的に保護することができるものである。
外装容器２外周面を絶縁性を有する合成樹脂フィルム、
絶縁紙、絶縁粘着テープ、合成樹脂製熱収縮チューブ、
合成樹脂ラベル等で被覆すれば、外装容器２を電気的及
び機械的に保護することができるものである。
【００２０】このリチウムイオン二次電池１にあって
は、ＰＴＣ素子３として図３に示す抵抗値−温度特性を
有するものを用いた場合、機器の故障等によって電池が
過充電状態や短絡状態となると、リチウムイオン二次電
池１は発熱しその熱が外装容器２を通してＰＴＣ素子３
に伝達され、またＰＴＣ素子３自体が過電流により発熱
する。そして、８０℃でＰＴＣ素子３の抵抗値が約０．
１Ωであったのが、１２０℃では約１０2Ωと急激に高
くなり、この高抵抗値によりリチウムイオン二次電池１
を通じる過大な異常電流は阻止され、爆発等の事故を未
然に防ぐことができる。
は、ＰＴＣ素子３として図３に示す抵抗値−温度特性を
有するものを用いた場合、機器の故障等によって電池が
過充電状態や短絡状態となると、リチウムイオン二次電
池１は発熱しその熱が外装容器２を通してＰＴＣ素子３
に伝達され、またＰＴＣ素子３自体が過電流により発熱
する。そして、８０℃でＰＴＣ素子３の抵抗値が約０．
１Ωであったのが、１２０℃では約１０2Ωと急激に高
くなり、この高抵抗値によりリチウムイオン二次電池１
を通じる過大な異常電流は阻止され、爆発等の事故を未
然に防ぐことができる。
【００２１】また、特に図示しないが、外装容器２底部
の凹部２ａに収納する充放電制御用の素子として、上述
したＰＴＣ素子３のみならず、所定の電流を超えると切
断する電流ヒューズ、所定の温度で溶断する温度ヒュー
ズ、所定の温度で開閉するサーモスタット等の保護素子
を用いることができる。更に、保護素子以外にも、リチ
ウムイオン二次電池１における充放電を行う際の電圧範
囲、電流範囲及び温度範囲等を制御するための制御回路
を用いることもできる。
の凹部２ａに収納する充放電制御用の素子として、上述
したＰＴＣ素子３のみならず、所定の電流を超えると切
断する電流ヒューズ、所定の温度で溶断する温度ヒュー
ズ、所定の温度で開閉するサーモスタット等の保護素子
を用いることができる。更に、保護素子以外にも、リチ
ウムイオン二次電池１における充放電を行う際の電圧範
囲、電流範囲及び温度範囲等を制御するための制御回路
を用いることもできる。
【００２２】尚、凹部２ａを外装容器２の底部に形成す
ることが、発電要素の電極構造及び外装容器２の機械的
強度の面からして好適であることから、本実施例ではこ
の構成について述べたが、発電要素の構造を考慮すれば
外装容器２の底部以外の側面等に凹部２ａを形成しても
同様の作用効果を発揮することが可能である。
ることが、発電要素の電極構造及び外装容器２の機械的
強度の面からして好適であることから、本実施例ではこ
の構成について述べたが、発電要素の構造を考慮すれば
外装容器２の底部以外の側面等に凹部２ａを形成しても
同様の作用効果を発揮することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明のリチウムイ
オン二次電池によれば、発電要素を収納し開口上面を封
口してなる外装容器の上面を除く外周に凹部を形成して
充放電制御用の素子若しくは回路を収納することで、充
放電制御用の素子若しくは回路を外装容器の最大外径寸
法内で効率的に収納固定することが可能となり、リチウ
ムイオン二次電池を用いた小型軽量な機器における体積
効率の向上化に寄与するものである。
オン二次電池によれば、発電要素を収納し開口上面を封
口してなる外装容器の上面を除く外周に凹部を形成して
充放電制御用の素子若しくは回路を収納することで、充
放電制御用の素子若しくは回路を外装容器の最大外径寸
法内で効率的に収納固定することが可能となり、リチウ
ムイオン二次電池を用いた小型軽量な機器における体積
効率の向上化に寄与するものである。
【００２４】従来円筒形の電池では、外装容器の開口上
面に封口体とともに充放電制御用素子をガスケットを介
してかしめ付けていたが、高温となり過ぎると特に気密
性が低下し漏液することがあった。特に角形の電池では
外装容器上部にかしめ付けることは技術的に難しかった
が、充放電制御用の素子若しくは回路を外装容器の上面
を除く外周の凹部に収納することで、円筒形のみならず
角形の電池であってもレーザー溶接等によって封口処理
が確実かつ容易に行うことができ、ひいては高い封口性
と安全性を有するリチウムイオン二次電池を提供するこ
とができるものである。
面に封口体とともに充放電制御用素子をガスケットを介
してかしめ付けていたが、高温となり過ぎると特に気密
性が低下し漏液することがあった。特に角形の電池では
外装容器上部にかしめ付けることは技術的に難しかった
が、充放電制御用の素子若しくは回路を外装容器の上面
を除く外周の凹部に収納することで、円筒形のみならず
角形の電池であってもレーザー溶接等によって封口処理
が確実かつ容易に行うことができ、ひいては高い封口性
と安全性を有するリチウムイオン二次電池を提供するこ
とができるものである。
【図１】本発明のリチウムイオン二次電池の分解斜視図
である。
である。
【図２】本発明のリチウムイオン二次電池の要部断面図
である。
である。
【図３】本発明のリチウムイオン二次電池におけるＰＴ
Ｃ素子の抵抗値−温度特性を示すグラフ図である。
Ｃ素子の抵抗値−温度特性を示すグラフ図である。
１ リチウムイオン二次電池 ２ 外装容器 ２ａ 凹部 ３ ＰＴＣ素子 ４ａ，４ｂ リードタブ ５ 合成樹脂
Claims (4)
- 【請求項１】 発電要素を収納し開口上面を封口してな
る外装容器の上面を除く外周に凹部を形成して充放電制
御用の素子若しくは回路を収納したことを特徴とするリ
チウムイオン二次電池。 - 【請求項２】 凹部が外装容器の上面部と相対向する底
部に形成されたことを特徴とする請求項１記載のリチウ
ムイオン二次電池。 - 【請求項３】 凹部に収納された充放電制御用の素子若
しくは回路は、抵抗値が正の温度特性を有するＰＴＣ素
子からなることを特徴とする請求項１記載のリチウムイ
オン二次電池。 - 【請求項４】 凹部に収納された充放電制御用の素子若
しくは回路を絶縁性を有する合成樹脂にて被覆すること
を特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343475A JPH07169506A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343475A JPH07169506A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | リチウムイオン二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169506A true JPH07169506A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18361815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5343475A Pending JPH07169506A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07169506A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100614354B1 (ko) * | 2004-11-29 | 2006-08-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캔형 이차 전지 및 그 형성 방법 |
| WO2006123571A1 (ja) | 2005-05-16 | 2006-11-23 | Tyco Electronics Raychem K.K. | 封口体およびそれを用いた電池パック |
| US7781092B2 (en) | 2002-12-18 | 2010-08-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery and method of manufacturing same |
| US8501342B2 (en) * | 2007-04-11 | 2013-08-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery with an antenna assembly |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP5343475A patent/JPH07169506A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781092B2 (en) | 2002-12-18 | 2010-08-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery and method of manufacturing same |
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