JPH07254402A - 密閉形電池 - Google Patents
密閉形電池Info
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- JPH07254402A JPH07254402A JP6068988A JP6898894A JPH07254402A JP H07254402 A JPH07254402 A JP H07254402A JP 6068988 A JP6068988 A JP 6068988A JP 6898894 A JP6898894 A JP 6898894A JP H07254402 A JPH07254402 A JP H07254402A
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- valve plate
- plate
- battery
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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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は電池が過充電、過放電、短絡などの
異常時に、リード線を破断させ電流を遮断し、電池内圧
の上昇を防止した密閉形電池を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は正極、セパレータ、負極とからなる
例えば電極群と、電池内圧上昇時に変形する安全弁板を
有する封口体群とが、該電極群の正極または負極から導
出するリード線で溶接された密閉形電池である。本発明
は、該リード線が電極群と絶縁板の間に介在し、安全弁
板に溶接され、電池内圧上昇時に絶縁板で該溶接を破断
する構造であることを特徴とする密閉形電池である。ま
た例えば、本発明は、内圧により上方へ変形が可能であ
り中央に突起を有する安全弁板と、中央孔を有する固定
された絶縁板と、電極群からのリード線とからなり、該
突起とリード線とが中央孔で溶接されていることを特徴
とする密閉形電池である。
異常時に、リード線を破断させ電流を遮断し、電池内圧
の上昇を防止した密閉形電池を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は正極、セパレータ、負極とからなる
例えば電極群と、電池内圧上昇時に変形する安全弁板を
有する封口体群とが、該電極群の正極または負極から導
出するリード線で溶接された密閉形電池である。本発明
は、該リード線が電極群と絶縁板の間に介在し、安全弁
板に溶接され、電池内圧上昇時に絶縁板で該溶接を破断
する構造であることを特徴とする密閉形電池である。ま
た例えば、本発明は、内圧により上方へ変形が可能であ
り中央に突起を有する安全弁板と、中央孔を有する固定
された絶縁板と、電極群からのリード線とからなり、該
突起とリード線とが中央孔で溶接されていることを特徴
とする密閉形電池である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は円筒形電池の封口体群の
改良に関するものである。
改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達に伴い、小型軽
量、かつエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電
が可能な非水電解液を用いた二次電池の開発が要望され
ている。この種の二次電池としては、負極活物質として
リチウムまたはリチウム合金を用い、正極活物質として
モリブデン、バナジウム、チタン、ニオブなどの酸化
物、硫化物、セレン化物等を用いたものが知られてい
る。また、最近では高エネルギー密度を有するマンガン
酸化物のサイクル特性を改良、向上させたスピネル型Ｌ
ｉＭｎ2 Ｏ4 、他のリチウムマンガン酸化物についての
検討が活発に行われている。しかしながら上記のような
電池系においては、充放電サイクルを繰り返すことによ
って、負極活物質であるリチウムの溶解、析出反応が繰
り返され、リチウム基板上に針状のリチウムデンドライ
ト析出物を形成し、内部短絡の原因となっていた。
量、かつエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電
が可能な非水電解液を用いた二次電池の開発が要望され
ている。この種の二次電池としては、負極活物質として
リチウムまたはリチウム合金を用い、正極活物質として
モリブデン、バナジウム、チタン、ニオブなどの酸化
物、硫化物、セレン化物等を用いたものが知られてい
る。また、最近では高エネルギー密度を有するマンガン
酸化物のサイクル特性を改良、向上させたスピネル型Ｌ
ｉＭｎ2 Ｏ4 、他のリチウムマンガン酸化物についての
検討が活発に行われている。しかしながら上記のような
電池系においては、充放電サイクルを繰り返すことによ
って、負極活物質であるリチウムの溶解、析出反応が繰
り返され、リチウム基板上に針状のリチウムデンドライ
ト析出物を形成し、内部短絡の原因となっていた。
【０００３】さらに上記のような電池は、過充電、過放
電、短絡などの異常時に、電解液のガス化が起こり、電
池内圧の上昇により破裂、発火を起こす場合があった。
このような問題点を解決するため、従来から封口体群に
安全弁板を設け、上昇した内圧を弁作動によって開放さ
せる方法がとられてきた。さらに安全弁作動時の内容物
吐出を防止するため、電極群の上端にガス抜き孔を有す
る絶縁材料による絶縁板を設けて安全性を高めている。
電、短絡などの異常時に、電解液のガス化が起こり、電
池内圧の上昇により破裂、発火を起こす場合があった。
このような問題点を解決するため、従来から封口体群に
安全弁板を設け、上昇した内圧を弁作動によって開放さ
せる方法がとられてきた。さらに安全弁作動時の内容物
吐出を防止するため、電極群の上端にガス抜き孔を有す
る絶縁材料による絶縁板を設けて安全性を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述のよ
うな安全弁構造だけでは、弁作動時に電池自体の危険性
は低減されるものの、電池が電子機器などに内蔵されて
いる場合には機器内に気化した電解液が充満し、周囲の
機器を破損するばかりでなく、破裂、発火の恐れがあっ
た。このため安全弁が作動する前に電池内圧上昇を止め
る機構が求められてきた。
うな安全弁構造だけでは、弁作動時に電池自体の危険性
は低減されるものの、電池が電子機器などに内蔵されて
いる場合には機器内に気化した電解液が充満し、周囲の
機器を破損するばかりでなく、破裂、発火の恐れがあっ
た。このため安全弁が作動する前に電池内圧上昇を止め
る機構が求められてきた。
【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、電池が過充電、過放
電、短絡などの異常時に、電池内圧が上昇することによ
り電池内のリード線を破断させ、安全弁が作動する以前
に内圧上昇を止める電流遮断機構を提供するものであ
る。
もので、その目的とするところは、電池が過充電、過放
電、短絡などの異常時に、電池内圧が上昇することによ
り電池内のリード線を破断させ、安全弁が作動する以前
に内圧上昇を止める電流遮断機構を提供するものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極、セパレ
ータ、負極とからなる発電要素と、電池内圧上昇時に変
形する安全弁板を有する封口体群とが、該発電要素から
導出するリード線で溶接された密閉形電池において、該
リード線が発電要素と絶縁板の間に介在し、安全弁板に
溶接され、電池内圧上昇時に絶縁板で該溶接を破断する
構造であることを特徴とする密閉形電池である。
ータ、負極とからなる発電要素と、電池内圧上昇時に変
形する安全弁板を有する封口体群とが、該発電要素から
導出するリード線で溶接された密閉形電池において、該
リード線が発電要素と絶縁板の間に介在し、安全弁板に
溶接され、電池内圧上昇時に絶縁板で該溶接を破断する
構造であることを特徴とする密閉形電池である。
【０００７】本発明の細部の構造は、内圧により上方へ
変形可能でありかつ中央に突起を有する安全弁板と、中
央孔を有する固定された絶縁板と、リード線とからな
り、該突起とリード線とが中央孔で溶接されていること
を特徴とする密閉形電池であり、さらに、該安全弁板に
刻印を付け、変形とガス抜き容易にしてもよい。
変形可能でありかつ中央に突起を有する安全弁板と、中
央孔を有する固定された絶縁板と、リード線とからな
り、該突起とリード線とが中央孔で溶接されていること
を特徴とする密閉形電池であり、さらに、該安全弁板に
刻印を付け、変形とガス抜き容易にしてもよい。
【０００８】
【作用】本発明は安全弁板の中央に下方向に突起を有
し、該突起は絶縁板の中央孔で発電要素よりのリード線
と溶接されている。また、外装缶に封口体群を装着させ
るため設けたビート部の下に絶縁板を配置固定し、弁作
動時に電極群等の内容物の飛散を防止し、また同時にリ
ード線を安全弁板から破断させる。リード線は発電要素
と絶縁板の間を通り、中央孔で安全弁板の突起と溶接し
ている。
し、該突起は絶縁板の中央孔で発電要素よりのリード線
と溶接されている。また、外装缶に封口体群を装着させ
るため設けたビート部の下に絶縁板を配置固定し、弁作
動時に電極群等の内容物の飛散を防止し、また同時にリ
ード線を安全弁板から破断させる。リード線は発電要素
と絶縁板の間を通り、中央孔で安全弁板の突起と溶接し
ている。
【０００９】本発明は電池の内圧が上昇した異常に、安
全弁板が上方へ変形し、リード線が絶縁板で押さえられ
ているため、溶接が破断する。この破断により異常電流
を遮断することができる。
全弁板が上方へ変形し、リード線が絶縁板で押さえられ
ているため、溶接が破断する。この破断により異常電流
を遮断することができる。
【００１０】
【実施例】図１〜図５を参照にして、本発明の実施例を
説明する。正極は、リチウムとマンガン複合酸化物（Ｌ
ｉＭｎＯ2 ）に導電剤、バインダーを加え混合し、アル
ミニウム基板に塗布、乾燥してシート状にする。負極は
金属リチウムを銅基板に圧着している。正極と負極とを
ポリプロピレン多孔質フィルムのセパレーターを介して
巻き込み電極群（１２）とする。電解液はプロピレンカ
ーボネイトとジエチルカーボネイトとの体積比率５０：
５０の混合溶媒に、六弗化リン酸リチウム（ＬｉＰ
Ｆ6）を溶解し、電極群（１２）を収納した円筒状の外
装缶（１１）に注入する。次に封口体群（１３）を外装
缶（１１）のビート部（１４）まで挿入し、かしめ密閉
して、外径１８ｍｍ、高さ５０ｍｍ、電気容量１５００
ｍＡＨの図１に示す円筒形電池を製造した。
説明する。正極は、リチウムとマンガン複合酸化物（Ｌ
ｉＭｎＯ2 ）に導電剤、バインダーを加え混合し、アル
ミニウム基板に塗布、乾燥してシート状にする。負極は
金属リチウムを銅基板に圧着している。正極と負極とを
ポリプロピレン多孔質フィルムのセパレーターを介して
巻き込み電極群（１２）とする。電解液はプロピレンカ
ーボネイトとジエチルカーボネイトとの体積比率５０：
５０の混合溶媒に、六弗化リン酸リチウム（ＬｉＰ
Ｆ6）を溶解し、電極群（１２）を収納した円筒状の外
装缶（１１）に注入する。次に封口体群（１３）を外装
缶（１１）のビート部（１４）まで挿入し、かしめ密閉
して、外径１８ｍｍ、高さ５０ｍｍ、電気容量１５００
ｍＡＨの図１に示す円筒形電池を製造した。
【００１１】図２は同電池の封口部の拡大断面図で、封
口体群の端子板（２１）、過電流過熱保護素子（２
２）、安全弁板（２３）とが、絶縁封口パッキング（２
４）により保持され、安全弁板（２３）の中央には突起
（２７）を有し、絶縁板（２５）の中央孔（２８）を通
り張り出しており、電極群からのリード線（２６）と溶
接している。
口体群の端子板（２１）、過電流過熱保護素子（２
２）、安全弁板（２３）とが、絶縁封口パッキング（２
４）により保持され、安全弁板（２３）の中央には突起
（２７）を有し、絶縁板（２５）の中央孔（２８）を通
り張り出しており、電極群からのリード線（２６）と溶
接している。
【００１２】絶縁板（２５）は、弁が作動して内圧が解
放された時に、電極群（１２）等の内容物の飛散を防ぐ
ために、外装缶（１１）のビート部（１４）の下面に配
し、さらに絶縁板（２５）の中央孔（２８）で電極群か
らのリード線（２６）と安全弁板（２３）の突起（２
７）とが溶接されている。突起（２７）はリード線（２
６）との溶接し易いように、長さ３ｍｍ、直径２ｍｍ程
度で先端が絶縁板の下に位置し、その位置で溶接されて
いる。
放された時に、電極群（１２）等の内容物の飛散を防ぐ
ために、外装缶（１１）のビート部（１４）の下面に配
し、さらに絶縁板（２５）の中央孔（２８）で電極群か
らのリード線（２６）と安全弁板（２３）の突起（２
７）とが溶接されている。突起（２７）はリード線（２
６）との溶接し易いように、長さ３ｍｍ、直径２ｍｍ程
度で先端が絶縁板の下に位置し、その位置で溶接されて
いる。
【００１３】異常時の電流の遮断は、図３のように、電
池内圧の上昇時に安全弁板（２３）が内圧により上方へ
変形する。ビート部（１４）で固定された絶縁板（２
５）は中央孔（２８）を有しているため内圧による変形
はなく、従ってリード線（２６）は上方へ移動できな
い。このため安全弁板（２３）が内圧により上方へ変形
する時、リード線との溶接が破断し、異常電流が遮断さ
れる。本発明に用いた安全弁板（２３）には、より上方
へ変形し易いように図４のような刻印（４１）を有し、
肉薄部を設け折り曲り易くまた開裂して内圧を外へ解放
し易くしている。
池内圧の上昇時に安全弁板（２３）が内圧により上方へ
変形する。ビート部（１４）で固定された絶縁板（２
５）は中央孔（２８）を有しているため内圧による変形
はなく、従ってリード線（２６）は上方へ移動できな
い。このため安全弁板（２３）が内圧により上方へ変形
する時、リード線との溶接が破断し、異常電流が遮断さ
れる。本発明に用いた安全弁板（２３）には、より上方
へ変形し易いように図４のような刻印（４１）を有し、
肉薄部を設け折り曲り易くまた開裂して内圧を外へ解放
し易くしている。
【００１４】次に比較例として図５のように、中央突起
のない安全弁板（５１）を用い、内圧上昇時に安全弁板
（５１）が上方へ変形しても絶縁板（５２）でリード線
（５３）を破断できない構造の封口体群を用いた以外、
実施例と同じ円筒形電池を製造した。
のない安全弁板（５１）を用い、内圧上昇時に安全弁板
（５１）が上方へ変形しても絶縁板（５２）でリード線
（５３）を破断できない構造の封口体群を用いた以外、
実施例と同じ円筒形電池を製造した。
【００１５】これらの電池をポリプロピレン製の密閉形
電池用ホルダーに収納し、３Ａ過充電試験、１Ａ過放電
試験、外部短絡試験を行い、電流遮断電池個数を表１
に、ガス排出弁作動個数を表２に、ホルダー変形個数を
表３に、破裂または発火電池個数を表４に示した。
電池用ホルダーに収納し、３Ａ過充電試験、１Ａ過放電
試験、外部短絡試験を行い、電流遮断電池個数を表１
に、ガス排出弁作動個数を表２に、ホルダー変形個数を
表３に、破裂または発火電池個数を表４に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】これらの試験で、本発明電池は電池内で安
全弁板の小さな変形のみで電流を遮断し、ガスが大量に
排出されるような安全弁が作動するまでに至ってない
が、比較例電池はいずれも弁が作動し、ホルダーを変形
させたり、発生ガスまたは気化した電解液により破裂・
発火したものがあった。本発明は円筒形、角形の一次、
二次非水電解液電池に限らず、アルカリ一次、二次電
池、密閉形鉛電池等広く応用できる。
全弁板の小さな変形のみで電流を遮断し、ガスが大量に
排出されるような安全弁が作動するまでに至ってない
が、比較例電池はいずれも弁が作動し、ホルダーを変形
させたり、発生ガスまたは気化した電解液により破裂・
発火したものがあった。本発明は円筒形、角形の一次、
二次非水電解液電池に限らず、アルカリ一次、二次電
池、密閉形鉛電池等広く応用できる。
【００２１】
【発明の効果】前述のように、本発明の電流遮断機構を
備えた密閉形電池は、電池が過充電、過放電、短絡など
電池内圧が上昇する状態におかれた場合、安全弁が作動
する前に電池内のリード線を破断し、電池周辺部に影響
を与えることなく、破裂、発火を未然に防ぐことができ
る。
備えた密閉形電池は、電池が過充電、過放電、短絡など
電池内圧が上昇する状態におかれた場合、安全弁が作動
する前に電池内のリード線を破断し、電池周辺部に影響
を与えることなく、破裂、発火を未然に防ぐことができ
る。
【図１】本発明の実施例である密閉形電池の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の電池の封口部分の拡大断面図である。
【図３】本発明の絶縁板が安全弁板からリード線を破断
した時の構造図である。
した時の構造図である。
【図４】安全弁板の刻印の１例である。
【図５】従来の比較例電池の封口部の断面図である。
１３ 封口体群 １４ ビート部 ２３ 安全弁板 ２５ 絶縁板 ２６ リード線 ２７ 突起 ２８ 中央孔 ４１ 刻印
Claims (3)
- 【請求項１】 正極、セパレータ、負極とからなる発電
要素と、電池内圧上昇時に変形する安全弁板を有する封
口体群とが、該発電要素から導出したリード線で溶接さ
れた密閉形電池において、 該リード線が発電要素と絶縁板の間に介在し、安全弁板
に溶接され、電池内圧上昇時に絶縁板で該溶接を破断す
る構造であることを特徴とする密閉形電池。 - 【請求項２】 内圧により上方へ変形可能でありかつ中
央に突起を有する安全弁板と、中央孔を有する固定され
た絶縁板と、リード線とからなり、該突起とリード線と
が中央孔で溶接されていることを特徴とする請求項１記
載の密閉形電池。 - 【請求項３】 該安全弁板に刻印を付け、変位容易にし
たことを特徴とする請求項１、２記載の密閉形電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6068988A JPH07254402A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 密閉形電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6068988A JPH07254402A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 密閉形電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254402A true JPH07254402A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=13389562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6068988A Pending JPH07254402A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 密閉形電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254402A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09199106A (ja) * | 1996-01-19 | 1997-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ２次電池用防爆封口板 |
| JPH10134789A (ja) * | 1996-10-29 | 1998-05-22 | Sony Chem Corp | 電池用圧力弁 |
| WO1998048465A1 (en) * | 1997-04-21 | 1998-10-29 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Hermetically sealed cell |
| WO1998052238A1 (en) * | 1997-05-09 | 1998-11-19 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Hermetically sealed cell and sealing body |
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| WO1999036975A1 (en) * | 1998-01-16 | 1999-07-22 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Enclosed cell and sealer |
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| US6737187B2 (en) | 1997-04-21 | 2004-05-18 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Closed battery |
| KR100457626B1 (ko) * | 2002-11-15 | 2004-11-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지용 안전장치와 이를 구비한 이차 전지 |
| US7771863B2 (en) * | 2006-11-24 | 2010-08-10 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Cylindrical secondary battery |
| US8039135B2 (en) * | 2006-10-23 | 2011-10-18 | Lg Chem, Ltd. | Electrochemical cell exhibiting enhanced safety features |
| US8974937B2 (en) | 2006-10-23 | 2015-03-10 | Lg Chem, Ltd. | Center pin for electrochemical device |
| US9030154B2 (en) | 2011-06-10 | 2015-05-12 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for preventing battery from being overcharged |
| JP2016009627A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| CN110249453A (zh) * | 2017-01-25 | 2019-09-17 | 三洋电机株式会社 | 二次电池 |
| WO2021153439A1 (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 蓄電装置 |
| WO2021157909A1 (ko) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 제조방법 및 그를 포함하는 전지팩 제조방법 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP6068988A patent/JPH07254402A/ja active Pending
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