JPH0850920A - 角型リチウム二次電池 - Google Patents

角型リチウム二次電池

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JPH0850920A
JPH0850920A JP6186052A JP18605294A JPH0850920A JP H0850920 A JPH0850920 A JP H0850920A JP 6186052 A JP6186052 A JP 6186052A JP 18605294 A JP18605294 A JP 18605294A JP H0850920 A JPH0850920 A JP H0850920A
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positive electrode
negative electrode
plate
battery
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Minoru Hirai
実 平井
Yasumasa Mochizuki
康正 望月
Hisashi Sudo
尚志 須藤
Yuichi Kiryu
悠一 桐生
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TOYO TAKASAGO KANDENCHI KK
Mitsubishi Electric Corp
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TOYO TAKASAGO DRY BATTERY
TOYO TAKASAGO KANDENCHI KK
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、内部短絡による発火や破裂を防
止でき、内部短絡が発生しても使用不能に至らない角型
リチウム二次電池を得ることを目的とする。 【構成】 正極板10の正極集電耳部13には、ヒュー
ズ20を介して正極リード板21が接続されている。そ
して、正極集電耳部13およびヒューズ20に絶縁マス
キング22が施されている。この正極板13と負極板と
をセパレータを介して交互に複数枚重ねて電池ケース内
に収納されている。そして、それぞれの正極板10はヒ
ューズ20が設けられた正極リード板21を介して電気
的に集合されて正極端子に接続されている。一方、それ
ぞれの負極板は負極リード板を介して電気的に集合され
て負極端子に接続されている。そして、内部短絡が発生
すると、ヒューズが溶断して、内部短絡の発生した電極
を電池から切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種電子機器の電源
として用いられる角型リチウム二次電池に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、小型の二次電池はOA、FA、家
電、通信等のポータブル電子機器用電源として幅広く使
用されており、さらに、機器に装着した場合に容積効率
がよく、機器の小型化、軽量化につながる角型の二次電
池が要求されている。
【0003】図7は従来の角型ニッケルカドミウム電池
を示す断面図であり、図において1、2はそれぞれ集電
体に活物質が塗布または含浸され、セパレータ(図示せ
ず)と交互に複数枚配置された電極、3は複数の電極2
のそれぞれの突出した正極集電耳部4と正極リード板5
を介して電気的に集合結合された正極端子、6は複数の
電極1のそれぞれの突出した負極集電耳部7と負極リー
ド板8を介して電気的に集合結合された負極端子であ
る。同様の例として、電池技術(1989,創刊号,
p.62〜80,(社)電気化学協会電池技術委員会)
に掲載された角型密閉式ニッケルカドミウム電池が挙げ
られる。
【0004】従来のニッケルカドミウム電池は、上記の
ように角型電池が構成され、機器に実装した場合に、円
筒型電池ではデッドスペースになる四隅が、角型電池で
は容量に寄与するため、実質的に高エネルギ密度を達成
している。
【0005】しかし、電池の高性能化の要求から、高エ
ネルギ密度、高電圧、長期保存性に優れたリチウム二次
電池が要求されている。図8および図9はそれぞれ従来
の角型リチウム二次電池における正極板および負極板の
構造を示す一部破断平面図であり、図において10はア
ルミニウムやステンレス等の薄板からなる集電板11と
その集電板11上に、例えばリチウムと複合化したMn
2を塗布して形成された再充放電可能な正極活物質1
2とからなる正極板、13は正極板10の上部に突出し
て設けられた正極集電耳部、14は銅やニッケル等の薄
板からなる集電板15とその集電板15上に塗布された
負極活物質としてのリチウムイオンを吸蔵放出可能なカ
ーボン16とからなる負極板、17は負極板14の上部
に突出して設けられた負極集電耳部である。
【0006】この従来の角型リチウム二次電池は、図7
に示す従来の角型ニッケルカドミウム電池と同様の構造
をとり、正極板10と負極板14とがセパレータを介し
て交互に複数枚配置されている。そして、複数枚の正極
板10はそれぞれの正極集電耳部13を集合させて、正
極リード板5を介して正極端子3に電気的に接続され、
複数枚の負極板14はそれぞれの負極集電耳部17を集
合させて、負極リード板8を介して電池のケースをかね
る負極端子6に電気的に接続されている。さらに、正極
板10と負極板14との間に介在するセパレータには有
機電解液、例えばエチレンカーボネートとジメトキシエ
タンとの混合溶媒が含浸されている。なお、セパレータ
は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の微孔性フ
ィルムや不織物で構成される。
【0007】この従来の角型リチウム二次電池は、放電
時は負極板14のカーボン16に収蔵されているリチウ
ムイオンが電解液中に脱離し、そのリチウムイオンが正
極板10の正極活物質12に吸蔵され、一方充電時は、
正極活物質12からリチウムイオンが脱離して電解液中
に放出され、負極板14のカーボン16中に吸蔵され
て、充放電動作を行っている。この角型リチウム二次電
池では、電解液に有機電解液を使用している。そこで、
電解液の導電率が水溶液系の電解液に比べて低いので、
大電流での充放電を可能にするために、積層する電極枚
数を多くして電極面積を大きくするとともに、極めて薄
いセパレータを使用して電極の極間距離を短くしてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の角型リチウム二
次電池は以上のように構成されているので、水溶液系の
電解液を用いる二次電池と同等の充放電電流を取り出す
ためには、正電板10および負極板14の積層枚数を多
くするとともに、セパレータの厚みを薄くして正極板1
0と負極板14との極間距離を短くする必要がある。そ
こで、電池製造時の不具合やセパレータの不具合等によ
り、充放電動作中に正極板10と負極板14との間で局
部的な短絡を起こす可能性があった。さらには、電池の
過放電や過充電等により電極上に析出したリチウムが、
デントライト(樹枝状)となってセパレータを突き破
り、同様に正極板10と負極板14との間で局部的な短
絡を起こす可能性があり、最悪の場合、内部の局所的な
発熱により発火、破裂に至るという課題があった。
【0009】そこで、過充電や過放電によって電池内に
ガスが発生し内圧が上昇した場合にそなえて、例えば特
開平2−112151号公報に記載されているように、
発生したガスの圧力によって電極と電池端子とを接続す
るリード板を引きちぎり、電極全体を電池から切り離す
ことで過充電や過放電を解消するように構成し、電池の
破裂を防止する防爆型密閉電池が提案されている。しか
しながら、この防爆型密閉電池構造では、結果的にリー
ド板が切断されてしまうので、電池が使用できなくなっ
てしまうという課題があった。
【0010】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、内部短絡による電池の発火、破
裂を未然に防止できるとともに、リード板切断等により
電池が使用不能となることのない角型リチウム二次電池
を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
係る角型リチウム二次電池は、負極板および正極板の少
なくとも一方の集電耳部と電池端子とを電気的に接続す
るリード板にヒューズを配設したものである。
【0012】また、この発明の第2の発明に係る角型リ
チウム二次電池は、上記第1の発明において、ヒューズ
が配設されたリード板を、負極板および正極板の少なく
とも一方の全ての集電耳部のそれぞれに取り付けたもの
である。
【0013】また、この発明の第3の発明に係る角型リ
チウム二次電池は、上記第1および第2のいずれかの発
明において、ヒューズが1枚のリード板に一端側を開放
端として複数個設けられ、負極板および正極板の少なく
とも一方の複数の集電耳部のそれぞれが複数個のヒュー
ズの開放端のそれぞれに接続されて1枚のリード板に一
体的に取り付けられたものである。
【0014】また、この発明の第4の発明に係る角型リ
チウム二次電池は、上記第3の発明において、ヒューズ
が角型ケースの内壁面に取り付けられたものである。
【0015】
【作用】この発明の第1の発明においては、負極板およ
び正極板の少なくとも一方の集電耳部と電池端子とを電
気的に接続するリード板にヒューズが配設されているの
で、内部短絡が発生した場合に、内部短絡にともなう短
絡電流によりヒューズが速やかに溶断され、電池の発
火、破裂が防止できる。
【0016】また、この発明の第2の発明においては、
ヒューズを配設したリード板が、負極板および正極板の
少なくとも一方の全ての集電耳部のそれぞれに取り付け
られているので、内部短絡の発生した場合には、内部短
絡の発生した正極板もしくは負極板の集電耳部に取り付
けられたリード板のヒューズが内部短絡にともなう短絡
電流により速やかに溶断され、内部短絡した正極板、負
極板が電池から切り離され、正常な正極板および負極板
により電池機能が維持されるとともに、電池の発火、破
裂を防止できる。
【0017】また、この発明の第3の発明においては、
ヒューズが1枚のリード板に一端側を開放端として複数
個設けられ、負極板および正極板の少なくとも一方の複
数の集電耳部のそれぞれが複数個のヒューズの開放端の
それぞれに接続されて1枚のリード板に一体的に取り付
けられているので、リード板の本数が減り、組み立て作
業が簡易となるとともに、省スペース化が図られる。
【0018】また、この発明の第4の発明においては、
ヒューズが角型ケースの内壁面に取り付けられているの
で、正極板および負極板と電池端子との配線経路がヒュ
ーズを介して角型ケースに固定され、該配線経路の揺れ
が抑えられる。
【0019】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例1.図1はこの発明の実施例1に係る角型リチウ
ム二次電池に用いられるヒューズの構成を示す斜視図、
図2はこの発明の実施例1に係る角型リチウム二次電池
における正極板を示す一部破断平面図であり、図におい
て図8に示した従来の角型リチウム二次電池における正
極板と同一または相当する部分に同一符号を付し、その
説明を省略する。図において、20はヒューズであり、
このヒューズ20は例えば絶縁基板20a上に細幅のヒ
ューズ部20bとこのヒューズ部20bの両側に太幅の
端子部20c、20dとからなるアルミニウムのヒュー
ズパターンを形成して構成されている。そして、このヒ
ューズ20は、過電流が流れるとヒューズ部20bが溶
断して端子部20c、20d間を電気的に切り離すよう
に作動する。21はアルミニウムで作製された正極リー
ド板であり、この正極リード板21の一端側には端子部
20dが超音波溶接されてヒューズ20が取り付けられ
ている。そして、ヒューズ20の端子部20cが正極板
10の正極集電耳部13に超音波溶接されて、正極集電
耳部13がヒューズ20を介して正極リード板21に電
気的に接続されている。22は正極集電耳部13および
ヒューズ20を絶縁保護する絶縁マスキングであり、こ
の絶縁マスキング22は絶縁テープ、絶縁樹脂等を用い
ることができる。
【0020】つぎに、この実施例1における角型リチウ
ム二次電池の組み立てについて図3を参照しつつ説明す
る。まず、アルミニウムの薄板を成形して正極集電耳部
13を有する集電板11を作製する。そして、集電板1
1の表面に正極活物質12(リチウムと複合化したMn
2)を塗布形成して、正極板10を作製する。つい
で、正極リード板21の一端にヒューズ20の端子部2
0dを超音波溶接して正極リード板21とヒューズ20
とを一体化する。そして、正極集電耳部13にヒューズ
20の端子部20cを超音波溶接して、正極板10にヒ
ューズ20を接続する。その後、正極集電耳部13およ
びヒューズ20に絶縁樹脂を塗布して絶縁マスキング2
2を施し、図2に示すヒューズ20を介して正極リード
板21に電気的に接続された正極板10を得る。また、
アルミニウムの薄板を成形して負極集電耳部17を有す
る集電板15を作製する。そして、集電板15の表面に
カーボン16を塗布形成して、図9に示す負極板14を
得る。
【0021】ついで、正極板10と負極板14とをセパ
レータを介して交互に複数枚重ね合わせ、角型ケースで
ある電池ケース23内に挿入する。そこで、各正極板1
0の正極集電耳部13を重ね合わせ、上蓋24にガラス
ハーメチックシール25を介して設けられた電池端子と
しての正極端子26にリード板21を集合して超音波溶
接して接続する。また、各負極板14の負極集電耳部1
7をひとつに重ね合わせて負極リード板8の一端を超音
波溶接し、さらに負極リード板8の他端を電池ケース2
3の内壁面に超音波溶接して負極端子に接続する。そし
て、電池ケース23の開口部に上蓋24の外周部を嵌め
合わせ、その嵌合部を超音波溶接して密閉し、角型リチ
ウム二次電池の組み立てを完了する。なお、電池ケース
23内に正極板10および負極板14を収納した後、有
機電解液としてエチレンカーボネートとジメトキシエタ
ンとの混合溶媒を注入している。また、上蓋24には、
電池内部の圧力上昇によって作動する安全弁27が備え
られている。
【0022】このように組み立てられた角型リチウム二
次電池では、各正極板10はその正極集電耳部13にヒ
ューズ20を介してリード板21がそれぞれ接続され、
正極集電耳部13およびヒューズ20には絶縁マスキン
グ22が施されている。そして、各正極板10の正極集
電耳部13が重ね合わされた際に、絶縁マスキング22
により互いに絶縁されている。そこで、各正極板10
は、それぞれヒューズ20を介して、つまりヒューズ2
0の端子部20dより正極端子26側で互いに電気的に
接続されている。
【0023】このようにして角型リチウム二次電池を1
00個組み立て、電流レート0.25C(4時間率)に
て充放電を300回繰り返し行い、電池内圧上昇による
安全弁作動数と内部短絡原因による電圧不良電池の発生
率を測定した結果を表1に示す。
【0024】この実施例1による角型リチウム二次電池
は、表1に示すように、安全弁作動数および電圧不良数
がともにゼロ(0/100)であった。そこで、充放電
した後、電池を分解したところ、一部の電池では電池内
の多数のヒューズ20のうち1、2個のヒューズ20の
ヒューズ部20bが溶断しているものが確認された。こ
のことは、この実施例1による角型リチウム二次電池に
おいて、例えば過放電や過充電により電極上に析出した
リチウムがデントライトとなってセパレータを突き破る
ことに起因して正極板10と負極板14との間に局部的
な短絡が発生したことを意味している。しかし、該電極
間の短絡にともなって流れる短絡電流によりヒューズ部
20bが速やかに溶断され、短絡を発生した電極のみが
電池から電気的に切り離される。その結果、短絡してい
ない正極板10および負極板14は正常に機能し、内部
短絡によって損なう電池容量を小さくでき、電池電圧の
低下が抑えられ、電圧低下による電池使用不能に至るの
を防止できる。また、短絡した電極が速やかに電池から
切り離されて、短絡による局部的な発熱がなく、発火や
破裂の発生が防止でき、電池の安全性を向上できる。
【0025】実施例2.上記実施例1では、ヒューズ2
0を正極板10の正極集電耳部13と正極リード板21
との間に配設し、負極板14の負極集電耳部17と負極
リード板8とは直接接続するものとしているが、この実
施例2では、ヒューズ20を負極板14の負極集電耳部
17と負極リード板8との間に配設し、正極板10の正
極集電耳部13と正極リード板21とは直接接続するも
のとしている。なお、他の構成は、上記実施例1と同様
に構成されている。
【0026】ここで、この実施例2による角型リチウム
二次電池を100個組み立て、電流レート0.25C
(4時間率)にて充放電を300回繰り返し行い、電池
内圧上昇による安全弁作動数と内部短絡原因による電圧
不良電池の発生率を測定した結果を表1に示す。この実
施例2においても、表1に示すように、安全弁作動数お
よび電圧不良数がともにゼロ(0/100)であった。
そこで、充放電した後、電池を分解したところ、上記実
施例1と同様に、一部の電池では電池内の多数のヒュー
ズ20のうち1、2個のヒューズ20のヒューズ部20
bが溶断しているものが確認された。したがって、ヒュ
ーズ部20bの溶断により内部短絡の発生した電極が切
り離され、上記実施例1と同様の効果が得られる。
【0027】実施例3.上記実施例1では、絶縁基板2
0a上にヒューズ部20bを1つ形成して構成されたヒ
ューズ20を用いるものとしているが、この実施例3で
は、図4に示すように、絶縁基板30a上に、7つの細
幅のヒューズ部30b、各ヒューズ部30bの一端側に
それぞれ接続する太幅の端子部30cおよびヒューズ部
30bの他端側に7つのヒューズ部30bに一括して接
続する1つの端子部30dからなるアルミニウムのヒュ
ーズパターンを形成して構成されたヒューズ30を用い
るものとしている。そして、このヒューズ30は正極リ
ード板21に端子部30dを超音波溶接して、正極リー
ド板21とヒューズ30とが一体化されている。つい
で、ヒューズ30の端子部30cのそれぞれに正極板1
0の正極集電耳部13を超音波溶接して、7枚の正極板
10がヒューズ30を介して1枚の正極リード板21に
一体化されている。さらに、正極集電耳部13およびヒ
ューズ30に絶縁マスキングを施している。このとき、
7枚の正極板10の正極集電耳部13は集電板11から
突出する長さを順次長く形成し、図5に示すように、各
正極集電耳部13の端部をヒューズ30の各端子部30
cに順次超音波溶接している。なお、他の構成は、上記
実施例1と同様に構成されている。
【0028】ここで、この実施例3による角型リチウム
二次電池を100個組み立て、電流レート0.25C
(4時間率)にて充放電を300回繰り返し行い、電池
内圧上昇による安全弁作動数と内部短絡原因による電圧
不良電池の発生率を測定した結果を表1に示す。この実
施例3においても、表1に示すように、安全弁作動数お
よび電圧不良数がともにゼロ(0/100)であった。
そこで、充放電した後、電池を分解したところ、上記実
施例1と同様に、一部の電池では電池内のヒューズ30
のうち1、2個のヒューズ部30bが溶断しているもの
が確認された。したがって、ヒューズ部30bの溶断に
より内部短絡の発生した電極が切り離され、上記実施例
1と同様の効果が得られる。また、この実施例3では、
ヒューズ30に7つのヒューズ部30bが設けられてい
るので、7枚の正極板10がヒューズ30を介して1枚
の正極リード板21に接続される。そこで、使用する正
極板10の枚数を減少でき、その分組立が容易となると
ともに、省スペース化が図られ、電池の小型化あるいは
電極面積の増大が可能となる。
【0029】なお、上記実施例3では、ヒューズ30に
7本のヒューズ部30bが設けられているものとして説
明しているが、ヒューズ部30bの本数は7本に限ら
ず、2本以上正極板10の全枚数以下であればよい。
【0030】実施例4.上記実施例3では、ヒューズ3
0を7枚の正極板10の正極集電耳部13とリード板2
1との間に配設し、負極板14の負極集電耳部17と負
極リード板8とは直接接続するものとしているが、この
実施例4では、ヒューズ30を7枚の負極板14の負極
集電耳部17と負極リード板8との間に配設し、正極板
10の正極集電耳部13とリード板21とは直接接続す
るものとしている。なお、他の構成は、上記実施例3と
同様に構成されている。
【0031】ここで、この実施例4による角型リチウム
二次電池を100個組み立て、電流レート0.25C
(4時間率)にて充放電を300回繰り返し行い、電池
内圧上昇による安全弁作動数と内部短絡原因による電圧
不良電池の発生率を測定した結果を表1に示す。この実
施例4においても、表1に示すように、安全弁作動数お
よび電圧不良数がともにゼロ(0/100)であった。
そこで、充放電した後、電池を分解したところ、上記実
施例3と同様に、一部の電池では電池内のヒューズ30
のうち1、2個のヒューズ部30bが溶断しているもの
が確認された。したがって、内部短絡が発生しても、ヒ
ューズ部30bの溶断により内部短絡の発生した電極が
切り離される。また、7枚の負極板14がヒューズ30
を介して1枚の負極リード板8に接続される。そこで、
この実施例4は、上記実施例3と同様の効果が得られ
る。
【0032】実施例5.上記実施例4では、ヒューズ3
0を7枚の負極板14の負極集電耳部17と負極リード
板8との間に配設するものとしているが、この実施例5
では、図6に示すように、ヒューズ30の端子部30d
を絶縁基板30aから突出して設け、かつ、ヒューズ3
0を電池ケース23の内壁面に直接取り付け、7枚の負
極板14の負極集電耳部17のそれぞれをヒューズ30
の各端子部30cに超音波溶接して接続し、ヒューズ3
0の絶縁基板30aから突出した端子部30dを電池ケ
ース23の内壁面に超音波溶接するものとしている。な
お、他の構成は、上記実施例4と同様に構成されてい
る。
【0033】ここで、この実施例5による角型リチウム
二次電池を100個組み立て、電流レート0.25C
(4時間率)にて充放電を300回繰り返し行い、電池
内圧上昇による安全弁作動数と内部短絡原因による電圧
不良電池の発生率を測定した結果を表1に示す。この実
施例5においても、表1に示すように、安全弁作動数お
よび電圧不良数がともにゼロ(0/100)であった。
そこで、充放電した後、電池を分解したところ、上記実
施例3と同様に、一部の電池では電池内のヒューズ30
のうち1、2個のヒューズ部30bが溶断しているもの
が確認された。したがって、内部短絡が発生しても、ヒ
ューズ部30bの溶断により内部短絡の発生した電極が
切り離される。また、7枚の負極板14がヒューズ30
を介して1枚の負極リード板8に接続される。そこで、
この実施例5は、上記実施例4と同様の効果が得られ
る。
【0034】また、この実施例5では、ヒューズ30が
電池ケース23に直接取り付けられているので、ヒュー
ズ30が固定された状態で端子部30cに負極板14の
負極集電耳部17を超音波溶接でき、電池の組立が容易
となる。また、ヒューズ30の端子部30dが絶縁基板
30aから突出して形成されているので、端子部30d
を直接電池ケース23の内壁面に超音波容易でき、負極
リード板8が不要となり、その分電池の組立が容易とな
る。さらに、負極板14と負極端子とを接続する配線経
路がヒューズ30で電池ケース23に固定されているの
で、負極集電耳部17の振動が抑えられ、隣接する負極
集電耳部17同士が接触して絶縁マスキングを損傷させ
て短絡事故を発生させることが防止できる。
【0035】なお、上記実施例5では、ヒューズ30を
電池ケース23の内壁面に直接取り付け、7枚の負極板
14の負極集電耳部17のそれぞれをヒューズ30の各
端子部30cに超音波溶接して接続し、ヒューズ30の
絶縁基板30aから突出した端子部30dを電池ケース
23の内壁面に超音波溶接するものとしているが、ヒュ
ーズ30を電池ケース23の内壁面に直接取り付け、7
枚の正極板10の正極集電耳部13のそれぞれをヒュー
ズ30の各端子部30cに超音波溶接して接続し、ヒュ
ーズ30の端子部30dを正極リード板21に超音波溶
接するものとしても、同様の効果を奏する。この場合、
端子部30dは絶縁基板30aから突出しないように設
ければよい。
【0036】比較例.この比較例では、正極板10と負
極板14とをセパレータを介して交互に複数枚積層して
電池ケース23内に挿入し、複数枚の正極板10のそれ
ぞれの正極集電耳部13を集合させて、正極リード板5
を介して正極端子3に電気的に接続し、複数枚の負極板
14のそれぞれの負極集電耳部17を集合させて、負極
リード板8を介して電池ケース23をかねる負極端子に
電気的に接続する。さらに、上蓋24を電池ケース23
に嵌め合わせ、密閉して、角型リチウム二次電池を組み
立てた。ここで、この比較例による角型リチウム二次電
池を100個組み立て、電流レート0.25C(4時間
率)にて充放電を300回繰り返し行い、電池内圧上昇
による安全弁作動数と内部短絡原因による電圧不良電池
の発生率を測定した結果を表1に示す。上記各実施例に
よる角型リチウム二次電池では、安全弁作動数および電
圧不良数がともにゼロ(0/100)であったのに対
し、この比較例による角型リチウム二次電池では、表1
に示すように、安全弁作動電池が2%発生し、電圧不良
電池が4%発生している。不良電池を分解したところ、
安全弁が作動した電池では、かなり温度が上昇した痕跡
がみられ、今一歩のところで発火、破裂に至る危険性が
あった。
【0037】
【表1】
【0038】なお、上記各実施例では、正極板10の正
極集電耳部13と正極端子26との間もしくは負極板1
4の負極集電耳部17と負極端子との間にヒューズを設
けるものとしているが、正極板10の正極集電耳部13
と正極端子26との間および負極板14の負極集電耳部
17と負極端子との間にそれぞれヒューズを設けてもよ
い。
【0039】また、上記各実施例では、正極板10もし
くは負極板14の集電耳部のそれぞれがヒューズを介し
てリード板に接続され、ヒューズより電池端子側で電気
的に集合されているものとしているが、正極板10もし
くは負極板14の集電耳部が電気的に集合されてヒュー
ズを介してリード板に接続するものとしてもよい。この
場合、電気的に集合された正極板10もしくは負極板1
4の単位で、内部短絡による発火、破裂の事故を防止で
きる。
【0040】また、上記各実施例では、アルミニウムを
用いてヒューズパターンを作製しているが、電池仕様に
合わせて、材料の選定や、パターンの厚みや幅の調節に
より、ヒューズ部を溶断する電流を任意に設定できる。
【0041】また、上記各実施例では、リチウムと複合
化したMnO2を正極活物質として用いるものとして説
明しているが、正極活物質としては、リチウムと複合し
たMnO2に限らず、リチウムと複合したV25、Ti
2、MoS2等の酸化物や硫化物、あるいはポリアニリ
ン、ポリピロール等の導電性ポリマー等を用いてもよ
い。
【0042】また、上記各実施例では、カーボンを負極
活物質として用いるものとして説明しているが、負極活
物質としては、カーボンに限らず、リチウム金属、リチ
ウムアルミ合金、リチウムと他の元素との合金を用いて
もよい。
【0043】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0044】この発明の第1の発明によれば、負極板お
よび正極板の少なくとも一方の集電耳部と電池端子とを
電気的に接続するリード板にヒューズを配設しているの
で、内部短絡が発生しても短絡電流によりヒューズが溶
断して電池と電極とが切り離され、発火や破裂事故の発
生が未然に防止でき、安全性に優れた角型リチウム二次
電池が得られる。
【0045】また、この発明の第2の発明によれば、上
記第1の発明において、ヒューズが配設されたリード板
を、負極板および正極板の少なくとも一方の全ての集電
耳部のそれぞれに取り付けているので、上記第1の発明
の効果に加えて、短絡電流によりヒューズが溶断して短
絡した電極のみが電池から切り離され、内部短絡によっ
て損失する電池容量を最小限にして、電池を使用可能と
することができる効果が得られる。
【0046】また、この発明の第3の発明によれば、上
記第1および第2のいずれかの発明において、ヒューズ
が1枚のリード板に一端側を開放端として複数個設けら
れ、負極板および正極板の少なくとも一方の複数の集電
耳部のそれぞれが複数個のヒューズの開放端のそれぞれ
に接続されて1枚のリード板に一体的に取り付けられて
いるので、上記第1、第2の発明の効果に加えて、使用
されるリード板の枚数が削減でき、電池の組み立てを容
易にできる効果が得られる。
【0047】また、この発明の第4の発明によれば、上
記第3の発明において、ヒューズが角型ケースの内壁面
に取り付けられているので、上記第3の発明の効果に加
えて、振動による隣接する集電耳部同士の接触が抑えら
れ、集電耳部の絶縁保護部材の損傷による短絡事故を防
止でき、電池の信頼性の向上を図ることができる効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1に係る角型リチウム二次
電池に用いられるヒューズの構成を示す斜視図である。
【図2】 この発明の実施例1に係る角型リチウム二次
電池における正極板を示す一部破断平面図である。
【図3】 この発明の実施例1に係る角形リチウム二次
電池の組立状態を説明する斜視図である。
【図4】 この発明の実施例3に係る角型リチウム二次
電池に用いられるヒューズの構成を示す斜視図である。
【図5】 この発明の実施例3に係る角型リチウム二次
電池におけるヒューズ回りを示す側面図である。
【図6】 この発明の実施例5に係る角型リチウム二次
電池におけるヒューズ回りを示す斜視図である。
【図7】 従来の角型ニッケルカドミウム電池を示す断
面図である。
【図8】 従来の角型リチウム二次電池に用いられる正
極板を示す一部破断平面図である。
【図9】 従来の角型リチウム二次電池に用いられる負
極板を示す一部破断平面図である。
【符号の説明】
8 負極リード板(リード板)、10 正極板、13
正極集電耳部(集電耳部)、14 負極板、16 カー
ボン、17 負極集電耳部(集電耳部)、20ヒュー
ズ、21 正極リード板(リード板)、23 電池ケー
ス(角型ケース)、26 正極端子(電池端子)、30
ヒューズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 尚志 千葉県松戸市稔台333番地 東洋高砂乾電 池株式会社開発部内 (72)発明者 桐生 悠一 千葉県松戸市稔台333番地 東洋高砂乾電 池株式会社開発部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウム金属、リチウム合金もしくはリ
    チウムを吸蔵放出可能な部材を主体とする負極板と正極
    板とがセパレータを介して複数枚重ね合わせられて角型
    ケース内に収納されてなる角型リチウム二次電池におい
    て、 前記負極板および正極板の少なくとも一方の集電耳部と
    電池端子とを電気的に接続するリード板にヒューズが配
    設されていることを特徴とする角型リチウム二次電池。
  2. 【請求項2】 ヒューズが配設されたリード板は、負極
    板および正極板の少なくとも一方の全ての集電耳部のそ
    れぞれに取り付けられていることを特徴とする請求項1
    記載の角型リチウム二次電池。
  3. 【請求項3】 ヒューズが1枚のリード板に一端側を開
    放端として複数個設けられ、負極板および正極板の少な
    くとも一方の複数の集電耳部のそれぞれが複数個の前記
    ヒューズの開放端のそれぞれに接続されて前記1枚のリ
    ード板に一体的に取り付けられていることを特徴とする
    請求項1および請求項2のいずれかに記載の角型リチウ
    ム二次電池。
  4. 【請求項4】 ヒューズが角型ケースの内壁面に取り付
    けられていることを特徴とする請求項3記載の角型リチ
    ウム二次電池。
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998042036A1 (fr) * 1997-03-19 1998-09-24 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Pile mince non aqueuse
EP0962995A2 (en) * 1998-06-02 1999-12-08 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery
JP2002093387A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Gs-Melcotec Co Ltd 電 池
WO2002071510A1 (fr) * 2001-03-07 2002-09-12 Schneider Electric Industries Sas Dispositif de raccordement pour accumulateur electrique
JP2005149794A (ja) * 2003-11-12 2005-06-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電池用電極および電池
JP2008177084A (ja) * 2007-01-19 2008-07-31 Sumitomo Electric Ind Ltd ヒューズ付き蓄電デバイス用リード端子及び非水電解質蓄電デバイス
JP2012234813A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Sb Limotive Co Ltd 2次電池
WO2013005521A1 (ja) * 2011-07-04 2013-01-10 日本電気株式会社 二次電池
KR101256071B1 (ko) * 2010-06-11 2013-04-18 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
JP2013222594A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Sharp Corp 非水系二次電池
JP2014182880A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
US8877361B2 (en) 2009-09-01 2014-11-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2015016568A1 (ko) * 2013-07-30 2015-02-05 주식회사 엘지화학 안전성이 강화된 리튬 이차전지
US9012050B2 (en) 2011-07-26 2015-04-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US9054371B2 (en) 2011-11-17 2015-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US9246140B2 (en) 2009-07-09 2016-01-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery with a cap assembly having a first tab located outside of the case
US9478774B2 (en) 2010-12-02 2016-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US9634299B2 (en) 2011-09-06 2017-04-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2022108163A1 (ko) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
USD981910S1 (en) 2020-05-14 2023-03-28 DC Comics Vehicle body, vehicle body toy replica, and/or other replica

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6461757B1 (en) 1997-03-19 2002-10-08 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Non-aqueous battery of a thin configuration
WO1998042036A1 (fr) * 1997-03-19 1998-09-24 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Pile mince non aqueuse
EP0962995A2 (en) * 1998-06-02 1999-12-08 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery
EP0962995A3 (en) * 1998-06-02 2004-10-27 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery
JP2002093387A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Gs-Melcotec Co Ltd 電 池
WO2002071510A1 (fr) * 2001-03-07 2002-09-12 Schneider Electric Industries Sas Dispositif de raccordement pour accumulateur electrique
FR2821983A1 (fr) * 2001-03-07 2002-09-13 Schneider Electric Ind Sa Dispositif de raccordement pour accumulateur electrique
US7666544B2 (en) 2001-03-07 2010-02-23 Batscap Connection device for electric accumulator
JP2005149794A (ja) * 2003-11-12 2005-06-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電池用電極および電池
JP4658467B2 (ja) * 2003-11-12 2011-03-23 三菱重工業株式会社 リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池
JP2008177084A (ja) * 2007-01-19 2008-07-31 Sumitomo Electric Ind Ltd ヒューズ付き蓄電デバイス用リード端子及び非水電解質蓄電デバイス
JP4609432B2 (ja) * 2007-01-19 2011-01-12 住友電気工業株式会社 ヒューズ付き蓄電デバイス用リード端子及び非水電解質蓄電デバイス
US9246140B2 (en) 2009-07-09 2016-01-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery with a cap assembly having a first tab located outside of the case
US8877361B2 (en) 2009-09-01 2014-11-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
KR101256071B1 (ko) * 2010-06-11 2013-04-18 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
US9099732B2 (en) 2010-06-11 2015-08-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery having a fuse with an insulating blocking member
US9478774B2 (en) 2010-12-02 2016-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
JP2012234813A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Sb Limotive Co Ltd 2次電池
US20140134461A1 (en) * 2011-07-04 2014-05-15 Kazuhiko Inoue Secondary battery
WO2013005521A1 (ja) * 2011-07-04 2013-01-10 日本電気株式会社 二次電池
JPWO2013005521A1 (ja) * 2011-07-04 2015-02-23 日本電気株式会社 二次電池
US9012050B2 (en) 2011-07-26 2015-04-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US9634299B2 (en) 2011-09-06 2017-04-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US9054371B2 (en) 2011-11-17 2015-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
JP2013222594A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Sharp Corp 非水系二次電池
JP2014182880A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
WO2015016568A1 (ko) * 2013-07-30 2015-02-05 주식회사 엘지화학 안전성이 강화된 리튬 이차전지
US9812692B2 (en) 2013-07-30 2017-11-07 Lg Chem, Ltd. Lithium secondary battery having enhanced safety
USD981910S1 (en) 2020-05-14 2023-03-28 DC Comics Vehicle body, vehicle body toy replica, and/or other replica
WO2022108163A1 (ko) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
EP4131634A4 (en) * 2020-11-23 2024-06-19 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY CELL AND BATTERY MODULE

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