JPH07296790A - 角型密閉式電池 - Google Patents

角型密閉式電池

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JPH07296790A
JPH07296790A JP6114212A JP11421294A JPH07296790A JP H07296790 A JPH07296790 A JP H07296790A JP 6114212 A JP6114212 A JP 6114212A JP 11421294 A JP11421294 A JP 11421294A JP H07296790 A JPH07296790 A JP H07296790A
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JP
Japan
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battery
electrode group
spiral
vent hole
battery case
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JP6114212A
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Takao Fukunaga
福永　　孝夫
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電池内圧上昇時に電池内のガスを容易に外部に
開放でき、破裂に至る危険性がない安全性の高い角型密
閉式電池を提供する。 【構成】帯状の正極板と負極板とがセパレータを介して
長円渦巻状に巻回されてなる渦巻電極群を備える。渦巻
電極群の巻軸の中心線は電池ケースの封口面と平行。電
池ケースにはガス抜き孔が設けられている。ガス抜き孔
の位置は渦巻電極群の巻回面を角型電池ケース上に投影
した面内である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポータブル機器の駆動用
電源としての角型密閉式電池に関するものであり、特に
短絡や過充放電時等における電池内圧上昇や、電池温度
上昇時等に対する防爆、安全構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ラップトップコンピューター、ワ
ープロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ＶＴＲ、液晶テ
レビ等のＡＶ機器や携帯電話等の移動通信機器等々のよ
うに、電源としての電池に対し大電流、大出力を要求す
る機器が多種多様に発達し、より高エネルギー密度の電
池が要望されている。
【０００３】現在、密閉式電池にはその形状の違いか
ら、円筒型と角型に大別される。円筒型密閉式電池はそ
の断面に円形部分を有するため、機器に搭載した場合、
容積的に収納部分での無駄が多い。小さなスペースを有
効に利用するという点から、角型密閉式電池の使用が好
ましい。
【０００４】これまで、長円渦巻電極群を使用した角型
密閉式電池の場合、図５に示したように、渦巻電極群を
使用した円筒型密閉式電池で実施されている構造と同様
に、長楕円渦巻電極群４４の巻軸（Ｚ−Ｚ’）と角型電
池ケース４５の開口面（Ｃ）とが直角に位置するように
挿入されていた。
【０００５】しかしながら、この構造の場合、電極群を
挿入する際、電極の端面の縁部がしばしば角型電池ケー
ス開口面の縁に接触してめくり上がり活物質の剥離脱
落、電極基材の折れ曲がり、セパレータの破れ等が発生
し、内部短絡の原因となっていた。
【０００６】そこで上述の問題を解決するため、図３に
示すように長円渦巻状に巻回してなる渦巻電極群２４を
角型電池ケース２５の開口面（Ｂ）より渦巻電極群の巻
軸の中心線（Ｙ−Ｙ’）が開口面と平行になるように挿
入することにより、角型電池ケースへの電極群の挿入時
では長円渦巻電極群の最外巻回部の滑らか曲面部分から
角型電池ケース内へ挿入されるので、角型電池ケースの
開口面の縁と電極が接触しても引っかかることがなく、
セパレータの破れが発生せず内部短絡を防止することが
可能となる。
【０００７】ところで、この種の電池が高温に晒された
り、外部短絡又は電極やセパレータの劣化、形状変化等
による内部短絡、或は外部電源による強制的な過大電流
放電により急激な温度上昇があった場合や、さらに、二
次電池においては過大電圧による過充電がなされた場合
に、電解液が揮発或は分解してガスが発生し、このガス
が電池内に閉じ込められ、電池内圧が著しく上昇するた
め、電池ケースが膨張変形し、電池を搭載している機器
を破損し、時として電池が破裂し、安全上重大な問題と
なる。
【０００８】そこで、この対策として、電池の破裂を未
然に防止するものとして、電池にガス抜き孔を設け、破
裂板で密封して電池内圧上昇時に破裂板が破れ、電池内
圧を外部に安全に開放する構造を持たしている。
【０００９】従来の電池構造では、図５に示すようにガ
ス抜き孔が、長円渦巻電極群４４の巻回面の投影した面
内である蓋板４９に設置されているため、異常時に電極
群内に発生するガスが巻軸方向（Ｚ−Ｚ’）に沿ってス
ムーズにガス抜き孔を通して電池外に放出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
ような構造においては、蓋板２９にガス抜き孔を設置し
た場合、渦巻電極群の巻回面が角型電池ケース側面に接
触して塞がれるため、異常時に電極群内に発生するガス
が蓋板に設置したガス抜き孔までスムーズに流れず、電
池が膨れ、時として、破裂に至る危険性がある。よっ
て、安全性に優れた角型密閉式電池を得ることが課題と
なる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池の膨れや
破裂を防止できる安全性機構を具備した角型密閉式電池
を得ることを目的とするもので、ガス抜き孔を、渦巻電
極群の巻回面を角型電池ケース上に投影した面内に設置
することにより上記課題を解決しようとするものであ
る。
【００１２】
【作用】本発明電池によれば、電極群内に発生するガス
は巻軸方向に沿ってスムーズに電池外に放出されるため
異常時による電池の破裂がなく、安全性に優れている。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図面に基づき詳
述する。
【００１４】図１は一実施例による電極群を角型電池ケ
ースに挿入するさいの組立図、図２は図１に示したＸ−
Ｘ’軸方向の断面図であり、角型リチウムイオン電池に
適用した例である。なお図２においては発電要素を省略
している。
【００１５】図１において、正極板１と負極板２とを幅
２２mm、厚み２５μm のポリエチレン微多孔膜からなる
セパレータ３を介して長円渦巻状に巻いてなる電極群４
を、巻軸の中心線（Ｘ−Ｘ’）がニッケルメッキを施し
た厚み０．３mm，内寸５．７mm×２１．５mm×４５．５
mmの鉄製の角型電池ケース５の開口面（Ａ）と平行であ
る方向から角型電池ケース５に挿入する。１２は封口板
で、蓋板９にガラスハーメチックシール１１を介して正
極端子１０が固定されているものよりなる。８は正極リ
ードであり、１０の正極端子と抵抗溶接にて接続されて
いる。また、封口板と角型電池ケースはレーザー溶接に
より密封されている。６はガス抜き孔を閉塞している破
裂膜であり、１０μm のニッケル箔にＸ字のエッチング
７を施したものを角型電池ケースにレーザー溶接にて取
り付けている。このＸ字のエッチングにより破裂時の圧
力を９ kg/cm2 に設定している。
【００１６】正極板１には厚み２０μm のアルミニウム
箔の両面に、リチウムコバルト複合酸化物に結着剤であ
るポリフッ化ビニリデンと導電剤であるグラファイトを
ペースト状に混合し、塗布、乾燥後、幅１９ｍｍに切断
したものを用いた。
【００１７】負極板２には厚み１８μｍの銅箔の両面
に、黒鉛に結着剤であるポリフッ化ビニリデンをペース
ト状に混合し、塗布、乾燥後、幅２０ｍｍに切断したも
のを用いた。
【００１８】図２は実施例の図１に示したＸ−Ｘ’方向
の断面図で、発電要素は省略している。図２において、
１３はガス抜き孔で、長円渦巻電極群の端面の角型電池
ケース上に投影した面内に面積０．２０ｃｍ2 の長円の
形状をしている。
【００１９】従来の技術に基づく比較例として、図３、
図４に示すように、ガス抜き孔３３および破裂膜２６を
蓋板２９に設置した他は実施例と同様にして電池を組み
立てた。尚、ガス抜き孔の面積および形状は実施例１と
同様にした。
【００２０】上述の電池を用いて誤使用を想定した安全
性試験を行った。実施例および比較例の電池を１Ａの電
流で連続充電し電池を観察した。試験結果は、比較例で
は電池が破裂し封口板と角型電池ケースの溶接部がはず
れた。これは、電極群の端面と角型電池ケース内側側面
とが接触しているため、電極群内に発生するガスが抜け
難く破裂に至ったものと考えられる。しかし、実施例で
は角型電池ケースの渦巻電極群の巻回面を投影した面内
にガス抜き孔を設けたため、電極群巻軸方向に沿ってガ
ス抜き孔より電極群内に発生するガスがスムーズに電池
外に開放され、破裂はなく安全であった。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明電池によれば、電池内圧上昇時に電池内のガスを容易
に外部に開放するので、電池が破裂に至る危険性はなく
安全性に優れており、その工業的価値は極めて大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における角型密閉式電池の組立
図。
【図２】本発明の実施例における角型密閉式電池の要部
断面図。
【図３】比較例における角型密閉式電池の組立図。
【図４】比較例における角型密閉式電池の要部断面図。
【図５】従来の角型密閉式電池の組立図。
【符号の説明】
１ 正極板 ２ 負極板 ３ セパレータ ４ 電極群 ５ 角型電池ケース ６ 破裂膜 ７ Ｘ字のエッチング ８ 正極リード ９ 蓋板 １０ 正極端子 １１ ガラスシール １２ 封口板 １３ ガス抜き孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】帯状の正極板（１）と負極板（２）とをセ
    パレータ（３）を介して長円渦巻状に巻回してなる渦巻
    電極群（４）を角型電池ケース（５）の開口面（Ａ）よ
    り渦巻電極群の巻軸の中心線（Ｘ−Ｘ’）が開口面と平
    行になるように挿入したのち開口面を封口板（１２）で
    密閉した角型密閉式電池において、 ガス抜き孔（１３）が角型電池ケースに設置されてお
    り、且つ、該ガス抜き孔が渦巻電極群（４）の巻回面を
    角型電池ケース上に投影した面内にあることを特徴とす
    る角型密閉式電池。
  2. 【請求項２】帯状の正極板と負極板とがセパレータを介
    して長円渦巻状に巻回されてなる渦巻電極群を備えてお
    り、 前記渦巻電極群の巻軸の中心線は電池ケースの封口面と
    平行であり、 前記電池ケースにはガス抜き孔が設けられており、 前記ガス抜き孔の位置は前記渦巻電極群の巻回面を角型
    電池ケース上に投影した面内であることを特徴とする角
    型密閉式電池。
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