JPH09245759A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH09245759A JPH09245759A JP8054764A JP5476496A JPH09245759A JP H09245759 A JPH09245759 A JP H09245759A JP 8054764 A JP8054764 A JP 8054764A JP 5476496 A JP5476496 A JP 5476496A JP H09245759 A JPH09245759 A JP H09245759A
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- aqueous electrolyte
- secondary battery
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の作動圧で確実に破断され、かつ落下衝
撃に対して良好な強度を保持した安全弁機構を備えた非
水電解液二次電池を提供するる。 【解決手段】 有底筒状の外装缶と、前記外装缶内に収
納され、正極、セパレータおよび負極を渦巻き状に巻回
した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電解液
と、前記外装缶の上端開口部に設けられ、圧力開放用孔
が開口された封口体と、前記封口体に前記孔を塞ぐよう
に取り付けられ、切り込み溝が形成された薄板とを具備
し、前記薄板は前記封口体に前記切り込み溝の開口部が
前記外装缶の内部側に向くように取り付けられることを
特徴としている。
撃に対して良好な強度を保持した安全弁機構を備えた非
水電解液二次電池を提供するる。 【解決手段】 有底筒状の外装缶と、前記外装缶内に収
納され、正極、セパレータおよび負極を渦巻き状に巻回
した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電解液
と、前記外装缶の上端開口部に設けられ、圧力開放用孔
が開口された封口体と、前記封口体に前記孔を塞ぐよう
に取り付けられ、切り込み溝が形成された薄板とを具備
し、前記薄板は前記封口体に前記切り込み溝の開口部が
前記外装缶の内部側に向くように取り付けられることを
特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明、安全弁機構を有する
非水電解液二次電池に関する。
非水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、携帯電話やビデオカメラ等の電子
機器や、コンピュータ等の小型化、軽量化、高性能化に
伴い、これらの電子機器などの電源となる二次電池につ
いても、軽量で、エネルギー密度が高く、さらに繰り返
し充放電が可能である等の要求が高まっている。
機器や、コンピュータ等の小型化、軽量化、高性能化に
伴い、これらの電子機器などの電源となる二次電池につ
いても、軽量で、エネルギー密度が高く、さらに繰り返
し充放電が可能である等の要求が高まっている。
【０００３】水の分解電圧以上の高電圧化が可能な非水
電解液二次電池は、従来から使用されてきた鉛二次電池
やニッケルカドミウム二次電池に代わる二次電池として
開発が進んでいる。このような非水電解液二次電池は、
負極材料としてコークス、黒鉛、有機物焼結体等のリチ
ウムを吸蔵・放出することが可能な炭素材料を用い、正
極活物質としてＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 などのリチ
ウムイオンを吸蔵・放出することが可能な金属酸化物を
用いたリチウムイオン二次電池が提案されている。
電解液二次電池は、従来から使用されてきた鉛二次電池
やニッケルカドミウム二次電池に代わる二次電池として
開発が進んでいる。このような非水電解液二次電池は、
負極材料としてコークス、黒鉛、有機物焼結体等のリチ
ウムを吸蔵・放出することが可能な炭素材料を用い、正
極活物質としてＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 などのリチ
ウムイオンを吸蔵・放出することが可能な金属酸化物を
用いたリチウムイオン二次電池が提案されている。
【０００４】しかしながら、前記非水電解液二次電池は
上述した利点を有する反面、信頼性が乏しいという問題
があった。その一つとして、外装缶内に収納された正極
および負極を有する電極体が化学変化を起こして内圧が
高くなり、発火、破裂を生じる場合がある。例えば、リ
チウムイオン二次電池のような非水電解液電池に通常以
上の電流を与える、いわゆる過充電状態にしたり、誤使
用により短絡状態になって大電流が流れたりすると前記
電極体の中の非水電解液が分解されてガスが発生する場
合がある。このようなガスが前記外装缶内に次第に充満
し、外装缶内の内圧が上昇すると、最後には電池が破裂
する。
上述した利点を有する反面、信頼性が乏しいという問題
があった。その一つとして、外装缶内に収納された正極
および負極を有する電極体が化学変化を起こして内圧が
高くなり、発火、破裂を生じる場合がある。例えば、リ
チウムイオン二次電池のような非水電解液電池に通常以
上の電流を与える、いわゆる過充電状態にしたり、誤使
用により短絡状態になって大電流が流れたりすると前記
電極体の中の非水電解液が分解されてガスが発生する場
合がある。このようなガスが前記外装缶内に次第に充満
し、外装缶内の内圧が上昇すると、最後には電池が破裂
する。
【０００５】このようなことから、従来では前述した電
池の破裂を防止するために外装缶の内圧が一定値以上に
達した場合、発生ガスを外装缶の外に放出し、破裂を防
止するための安全弁機構が設けられている。このような
安全弁機構を備えた非水電解液二次電池は、次のような
構造のものが知られている。すなわち、この非水電解液
二次電池は有底筒状の外装缶と、前記外装缶内に収納さ
れ、正極、セパレータおよび負極を渦巻き状に巻回した
電極体と、前記外装缶内に収容された非水電解液と、前
記外装缶の上端開口部に設けられた封口体とを備え、前
記封口体に圧力開放用孔を開口し、かつ前記封口体（例
えばその下面）の前記孔を塞ぐように設けられた切り込
み溝を有する金属薄板を取り付けた構造になっている。
前記切り込み溝は、例えば直線部およびこの両端をＶ字
型にした形状を有する。前記封口体の圧力開放用孔およ
び前記切り込み溝を有する薄板からなる安全便機構を有
する二次電池において、その内圧が過電流等により上昇
すると、前記切り込み溝部分から薄板が破断されて孔が
形成される。この孔および前記圧力開放用孔を通して前
記外装缶内に充満したガスが放出され、爆発が未然に防
止される。なお、前記内圧上昇に伴う爆発を防止するた
めには前記安全弁機構の作動圧は１５±５ｋｇｆ／ｃｍ
2 であることが好ましい。
池の破裂を防止するために外装缶の内圧が一定値以上に
達した場合、発生ガスを外装缶の外に放出し、破裂を防
止するための安全弁機構が設けられている。このような
安全弁機構を備えた非水電解液二次電池は、次のような
構造のものが知られている。すなわち、この非水電解液
二次電池は有底筒状の外装缶と、前記外装缶内に収納さ
れ、正極、セパレータおよび負極を渦巻き状に巻回した
電極体と、前記外装缶内に収容された非水電解液と、前
記外装缶の上端開口部に設けられた封口体とを備え、前
記封口体に圧力開放用孔を開口し、かつ前記封口体（例
えばその下面）の前記孔を塞ぐように設けられた切り込
み溝を有する金属薄板を取り付けた構造になっている。
前記切り込み溝は、例えば直線部およびこの両端をＶ字
型にした形状を有する。前記封口体の圧力開放用孔およ
び前記切り込み溝を有する薄板からなる安全便機構を有
する二次電池において、その内圧が過電流等により上昇
すると、前記切り込み溝部分から薄板が破断されて孔が
形成される。この孔および前記圧力開放用孔を通して前
記外装缶内に充満したガスが放出され、爆発が未然に防
止される。なお、前記内圧上昇に伴う爆発を防止するた
めには前記安全弁機構の作動圧は１５±５ｋｇｆ／ｃｍ
2 であることが好ましい。
【０００６】しかしながら、前記切り込み溝を形成し、
その底部が前記作動圧で確実に破断される金属薄板を有
する安全弁機構を付設した非水電解液二次電池におい
て、落下衝撃、とりわけ前記安全弁機構が付設された封
口体に直接に落下衝撃を受けると、所定の作動圧以下で
あるにもかかわらず、前記薄板の切り込み溝が破断され
て開放状態になり、電池機能を喪失するか、外装缶内に
収容された電解液が外部に漏れだし周辺機器を損傷する
という問題があった。
その底部が前記作動圧で確実に破断される金属薄板を有
する安全弁機構を付設した非水電解液二次電池におい
て、落下衝撃、とりわけ前記安全弁機構が付設された封
口体に直接に落下衝撃を受けると、所定の作動圧以下で
あるにもかかわらず、前記薄板の切り込み溝が破断され
て開放状態になり、電池機能を喪失するか、外装缶内に
収容された電解液が外部に漏れだし周辺機器を損傷する
という問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、所定の作動
圧で確実に破断され、かつ落下衝撃に対して良好な強度
を保持した安全弁機構を備えた非水電解液二次電池を提
供しようとするものである。
圧で確実に破断され、かつ落下衝撃に対して良好な強度
を保持した安全弁機構を備えた非水電解液二次電池を提
供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる非水電解
液二次電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶内に収
納され、正極、セパレータおよび負極を渦巻き状に巻回
した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電解液
と、前記外装缶の上端開口部に設けられ、が開口された
封口体と、前記封口体に前記孔を塞ぐように取り付けら
れ、切り込み溝が形成された金属薄板とを具備し、前記
薄板は、前記封口体に前記切り込み溝が前記外装缶の内
部側に向くように取り付けられることを特徴とするもの
である。
液二次電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶内に収
納され、正極、セパレータおよび負極を渦巻き状に巻回
した電極体と、前記外装缶内に収容された非水電解液
と、前記外装缶の上端開口部に設けられ、が開口された
封口体と、前記封口体に前記孔を塞ぐように取り付けら
れ、切り込み溝が形成された金属薄板とを具備し、前記
薄板は、前記封口体に前記切り込み溝が前記外装缶の内
部側に向くように取り付けられることを特徴とするもの
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図１および図２に
示す角形の非水電解液二次電池を例にして詳細に説明す
る。図１は、本発明に係わる非水電解液二次電池の要部
斜視図、図２は同電池の縦断面図である。例えばステン
レスからなる負極端子を兼ねる有底矩形筒形の外装缶１
内には、電極体２が収納されている。前記電極体２は、
正極３、セパレータ４および負極５の積層物を渦巻状に
巻回して構成されている。なお、前記電極体２は籠形の
電極カバー６に収納されている。非水電解液は、前記外
装缶１内に収容されている。
示す角形の非水電解液二次電池を例にして詳細に説明す
る。図１は、本発明に係わる非水電解液二次電池の要部
斜視図、図２は同電池の縦断面図である。例えばステン
レスからなる負極端子を兼ねる有底矩形筒形の外装缶１
内には、電極体２が収納されている。前記電極体２は、
正極３、セパレータ４および負極５の積層物を渦巻状に
巻回して構成されている。なお、前記電極体２は籠形の
電極カバー６に収納されている。非水電解液は、前記外
装缶１内に収容されている。
【００１０】中央に円形穴７およびこの穴７に隣接した
個所に矩形状の圧力開放用孔８がそれぞれ開口された例
えばステンレスからなる封口体９は、前記外装缶１の上
端開口部にレーザ溶接により気密に取り付けられてい
る。例えばステンレスからなる正極端子ピン１０は、前
記封口体９の前記穴７内にその上下端が前記封口体９の
上下面から突出するように挿入されていると共に、前記
穴７に充填されたガラス製絶縁材１１によりハーメティ
クシールされている。前記正極端子ピン１０は、リード
１２により前記電極体２の正極３と接続されている。
個所に矩形状の圧力開放用孔８がそれぞれ開口された例
えばステンレスからなる封口体９は、前記外装缶１の上
端開口部にレーザ溶接により気密に取り付けられてい
る。例えばステンレスからなる正極端子ピン１０は、前
記封口体９の前記穴７内にその上下端が前記封口体９の
上下面から突出するように挿入されていると共に、前記
穴７に充填されたガラス製絶縁材１１によりハーメティ
クシールされている。前記正極端子ピン１０は、リード
１２により前記電極体２の正極３と接続されている。
【００１１】例えばステンレスからなる矩形状の薄板１
３は、前記封口体９の上面に前記圧力開放用孔８を塞ぐ
ようにレーザ溶接により気密に取り付けられている。直
線部およびこの両端をＶ字型にした形状を有する切り込
み溝１４は、前記薄板１３の下面に形成されている。つ
まり、前記薄板１３は前記切り込み溝１４の開口部側
（切り込み溝１４の形成面側）が前記外装缶１の内部側
に向くように前記封口体９に取り付けられている。な
お、前記切り込み溝１４は、前記薄板１３の下面に前記
形状のパンチでプレス加工するか、もしくはエッチング
を行うことにより形成することができる。前記封口体９
の圧力開放用孔８および前記薄板１３とにより安全弁機
構を構成している。
３は、前記封口体９の上面に前記圧力開放用孔８を塞ぐ
ようにレーザ溶接により気密に取り付けられている。直
線部およびこの両端をＶ字型にした形状を有する切り込
み溝１４は、前記薄板１３の下面に形成されている。つ
まり、前記薄板１３は前記切り込み溝１４の開口部側
（切り込み溝１４の形成面側）が前記外装缶１の内部側
に向くように前記封口体９に取り付けられている。な
お、前記切り込み溝１４は、前記薄板１３の下面に前記
形状のパンチでプレス加工するか、もしくはエッチング
を行うことにより形成することができる。前記封口体９
の圧力開放用孔８および前記薄板１３とにより安全弁機
構を構成している。
【００１２】次に、前記正極３、負極５及び非水電解液
について説明する。 １）正極３ この正極３は、アルミニウム箔、アルミニウム製メッシ
ュ、アルミニウム製パンチドメタル、アルミニウム製ラ
スメタルのような集電体３ａの両面に例えばＬｉx ＭＯ
2 （ただし、ＭはＣｏ、Ｎｉのような遷移金属、ｘは
０．０５≦ｘ≦１．１０を示す）で表される活物質を含
む正極合剤３ｂを形成した構造を有する。前記活物質
は、具体的にはＬｉＣｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＮｉy
ＣＯ(1-y) Ｏ2 （ただし、ｘは０．０５≦ｘ≦１．１
０、ｙは０＜ｙ，１を示す）で表される複合酸化物が挙
げられる。
について説明する。 １）正極３ この正極３は、アルミニウム箔、アルミニウム製メッシ
ュ、アルミニウム製パンチドメタル、アルミニウム製ラ
スメタルのような集電体３ａの両面に例えばＬｉx ＭＯ
2 （ただし、ＭはＣｏ、Ｎｉのような遷移金属、ｘは
０．０５≦ｘ≦１．１０を示す）で表される活物質を含
む正極合剤３ｂを形成した構造を有する。前記活物質
は、具体的にはＬｉＣｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＮｉy
ＣＯ(1-y) Ｏ2 （ただし、ｘは０．０５≦ｘ≦１．１
０、ｙは０＜ｙ，１を示す）で表される複合酸化物が挙
げられる。
【００１３】前記複合酸化物は、例えばリチウム、コバ
ルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料とし、これらの炭酸
塩を所定量混合し、酸素雰囲気中、６００〜１０００℃
で焼成することにより得られる。また、前記出発原料は
炭酸塩に限らず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可
能である。
ルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料とし、これらの炭酸
塩を所定量混合し、酸素雰囲気中、６００〜１０００℃
で焼成することにより得られる。また、前記出発原料は
炭酸塩に限らず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可
能である。
【００１４】２）負極５ この負極５は、銅箔、銅製メッシュ、銅製パンチドメタ
ル、銅製ラスメタルのような集電体５ａの両面にリチウ
ムを吸蔵・放出する材料を活物質として含む負極合剤５
ｂを形成した構造を有する。前記活物質としては、具体
的には熱分解炭素類；ピッチコークス、ニードルコーク
ス、石油コークスのようなコークス類；グラファイト
類；ガラス状炭素類；フェノール樹脂、フラン樹脂のよ
うな適当な温度で焼成化する有機高分子化合物焼成体；
炭素繊維；活性炭などの炭素材料、または金属リチウ
ム、リチウム−アルミニウム合金のようなリチウム合
金、ポリアセチレン、ポリピロールなどのポリマーを用
いることができる。
ル、銅製ラスメタルのような集電体５ａの両面にリチウ
ムを吸蔵・放出する材料を活物質として含む負極合剤５
ｂを形成した構造を有する。前記活物質としては、具体
的には熱分解炭素類；ピッチコークス、ニードルコーク
ス、石油コークスのようなコークス類；グラファイト
類；ガラス状炭素類；フェノール樹脂、フラン樹脂のよ
うな適当な温度で焼成化する有機高分子化合物焼成体；
炭素繊維；活性炭などの炭素材料、または金属リチウ
ム、リチウム−アルミニウム合金のようなリチウム合
金、ポリアセチレン、ポリピロールなどのポリマーを用
いることができる。
【００１５】３）非水電解液 この非水電解液は、リチウム塩のような電解質を有機溶
媒で溶解したものである。
媒で溶解したものである。
【００１６】前記電解質としては、例えばＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 から選ばれる１種または２種以上
のリチウム塩を挙げることができる。
4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 から選ばれる１種または２種以上
のリチウム塩を挙げることができる。
【００１７】前記有機溶媒としては、例えばプロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメト
キシエタン、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロフラ
ン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソ
ラン、スルホラン、アセトニトリル、ジエチレンカーボ
ネート、ジプロピルカーボネートから選ばれる１種また
は２種以上の混合物を挙げることができる。
カーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメト
キシエタン、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロフラ
ン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソ
ラン、スルホラン、アセトニトリル、ジエチレンカーボ
ネート、ジプロピルカーボネートから選ばれる１種また
は２種以上の混合物を挙げることができる。
【００１８】前記電解質の非水溶媒に対する溶解量は、
０．５〜１．５モル／ｌとすることが望ましい。なお、
前述した図１及び図２において切り込み溝を有する薄板
を封口体の上面にレーザ溶接により取り付けたが、前記
封口体の下面に前記薄板を前記封口体の圧力開放用孔を
塞ぐように、かつ前記切り込み溝の開口部側が前記外装
缶の内部側に向くように取り付けてもよい。
０．５〜１．５モル／ｌとすることが望ましい。なお、
前述した図１及び図２において切り込み溝を有する薄板
を封口体の上面にレーザ溶接により取り付けたが、前記
封口体の下面に前記薄板を前記封口体の圧力開放用孔を
塞ぐように、かつ前記切り込み溝の開口部側が前記外装
缶の内部側に向くように取り付けてもよい。
【００１９】以上説明した本発明に係わる非水電解液二
次電池によれば、外装缶１の上端開孔部に設けられた封
口体９の上面に切り込み溝１４が形成され薄板１３を前
記封口体９の圧力開放用孔８を塞ぐように取り付けられ
ている。このため、過充電や短絡に起因して電池内の温
度上昇が生じ、前記外装缶１内に収納された電解液が分
解し、ガスが発生して内圧が上昇すると、前記薄板１３
が押上られて変形するため、所定の内圧以上に達すると
前記薄膜１３の切り込み溝１４が破断し、前記外装缶１
内に充満したガスを前記封口体９の圧力開放用孔８及び
破断した薄板１３を通して外部に放出することができ
る。その結果、前記外装缶１の破裂、変形を防止するこ
とができる。
次電池によれば、外装缶１の上端開孔部に設けられた封
口体９の上面に切り込み溝１４が形成され薄板１３を前
記封口体９の圧力開放用孔８を塞ぐように取り付けられ
ている。このため、過充電や短絡に起因して電池内の温
度上昇が生じ、前記外装缶１内に収納された電解液が分
解し、ガスが発生して内圧が上昇すると、前記薄板１３
が押上られて変形するため、所定の内圧以上に達すると
前記薄膜１３の切り込み溝１４が破断し、前記外装缶１
内に充満したガスを前記封口体９の圧力開放用孔８及び
破断した薄板１３を通して外部に放出することができ
る。その結果、前記外装缶１の破裂、変形を防止するこ
とができる。
【００２０】また、前記薄板１３を前記封口体９に圧力
開放用孔８を塞ぐように、かつ前記切り込み溝１４の開
口部が前記外装缶１の内部側に向くように取り付けるこ
とによって、落下等の衝撃を受けても前記薄板１３が所
定の作動圧未満で破断されて開放状態になるのを阻止で
きるため、電池機能の喪失や外装缶内に収容された電解
液の外部への漏れだしを防止できる。
開放用孔８を塞ぐように、かつ前記切り込み溝１４の開
口部が前記外装缶１の内部側に向くように取り付けるこ
とによって、落下等の衝撃を受けても前記薄板１３が所
定の作動圧未満で破断されて開放状態になるのを阻止で
きるため、電池機能の喪失や外装缶内に収容された電解
液の外部への漏れだしを防止できる。
【００２１】すなわち、落下時において、外装缶内に収
容された非水電解液が大きな加速度をもって外装缶の落
下面に衝撃を与える。特に、落下面が安全弁機構が付設
された封口体表面であると、前記衝撃は前記封口体に取
り付けられた薄板を凸状に変形するように加わる。この
時、前記薄板の切り込み溝の開口部が前記外装缶の外側
に向くように形成されていると、前記衝撃によって前記
薄板の切り込み溝を広げるように引き裂き応力が加わる
ため、前記切り込み溝部分の強度が低下する。その結
果、前記薄板が所定の作動圧未満で破断されて開放状態
になる。
容された非水電解液が大きな加速度をもって外装缶の落
下面に衝撃を与える。特に、落下面が安全弁機構が付設
された封口体表面であると、前記衝撃は前記封口体に取
り付けられた薄板を凸状に変形するように加わる。この
時、前記薄板の切り込み溝の開口部が前記外装缶の外側
に向くように形成されていると、前記衝撃によって前記
薄板の切り込み溝を広げるように引き裂き応力が加わる
ため、前記切り込み溝部分の強度が低下する。その結
果、前記薄板が所定の作動圧未満で破断されて開放状態
になる。
【００２２】本発明に係わる電池においては、前記薄板
１３の前記切り込み溝１４が前記外装缶１の内部側に向
くように前記封口体９に取り付けられているため、前記
落下に伴う衝撃が前記封口体９に取り付けられた薄板１
３を凸状に変形するように加わっても、前記薄板の切り
込み溝１４を広げるような引き裂き応力が加わるのを緩
和することができる。その結果、前記切り込み溝１４部
分の強度低下を抑制できるため、前記薄板１３が所定の
作動圧未満で破断されて開放状態になるのを阻止して電
池機能の喪失や外装缶内に収容された電解液の外部への
漏れだしを防止できる。
１３の前記切り込み溝１４が前記外装缶１の内部側に向
くように前記封口体９に取り付けられているため、前記
落下に伴う衝撃が前記封口体９に取り付けられた薄板１
３を凸状に変形するように加わっても、前記薄板の切り
込み溝１４を広げるような引き裂き応力が加わるのを緩
和することができる。その結果、前記切り込み溝１４部
分の強度低下を抑制できるため、前記薄板１３が所定の
作動圧未満で破断されて開放状態になるのを阻止して電
池機能の喪失や外装缶内に収容された電解液の外部への
漏れだしを防止できる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図１を参照
して詳細に説明する。 （実施例１） ＜正極の作製＞炭酸リチウムと炭酸コバルトをＬｉ／Ｃ
ｏのモル比で１になるように混合し、空気中、９００
℃、５時間焼成しての正極活物質である複合酸化物を合
成した。この複合酸化物について、Ｘ線回折測定を行っ
た。その結果、ＪＣＰＤカードのＬｉＣｏＯ2 とよく一
致していた。また、前記複合酸化物からなる試料を硫酸
で分解し、生成した二酸化炭素を塩化バリウムと水酸化
ナトリウムの溶液中に導入して吸収させた後、標準試料
で滴定することにより二酸化炭素を定量し、その二酸化
炭素量から換算して複合酸化物中の炭酸リチウムを定量
した。その結果、炭酸リチウムは殆ど検出されなかっ
た。この複合酸化物を自動乳鉢で粉砕してＬｉＣｏＯ2
を得た。
して詳細に説明する。 （実施例１） ＜正極の作製＞炭酸リチウムと炭酸コバルトをＬｉ／Ｃ
ｏのモル比で１になるように混合し、空気中、９００
℃、５時間焼成しての正極活物質である複合酸化物を合
成した。この複合酸化物について、Ｘ線回折測定を行っ
た。その結果、ＪＣＰＤカードのＬｉＣｏＯ2 とよく一
致していた。また、前記複合酸化物からなる試料を硫酸
で分解し、生成した二酸化炭素を塩化バリウムと水酸化
ナトリウムの溶液中に導入して吸収させた後、標準試料
で滴定することにより二酸化炭素を定量し、その二酸化
炭素量から換算して複合酸化物中の炭酸リチウムを定量
した。その結果、炭酸リチウムは殆ど検出されなかっ
た。この複合酸化物を自動乳鉢で粉砕してＬｉＣｏＯ2
を得た。
【００２４】得られたＬｉＣｏＯ2 粉末（正極活物質）
９５重量％と炭酸リチウム５重量％とからなる混合物９
１重量部、導電材としてのグラファイト６重量部、結着
剤としてのポリフッ化ビニリデン３重量部とを混合し、
これをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて正極合
剤を調製した。この正極合剤をアルミニウム箔の両面に
塗布し、乾燥した後、ローラプレス機で加圧成形するこ
とによりシート状の正極を作製した。
９５重量％と炭酸リチウム５重量％とからなる混合物９
１重量部、導電材としてのグラファイト６重量部、結着
剤としてのポリフッ化ビニリデン３重量部とを混合し、
これをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて正極合
剤を調製した。この正極合剤をアルミニウム箔の両面に
塗布し、乾燥した後、ローラプレス機で加圧成形するこ
とによりシート状の正極を作製した。
【００２５】＜負極の作製＞石油ピッチに酸素架橋した
後、Ａｒガス雰囲気中、１０００℃で焼成してガラス状
炭素に近似した難黒鉛炭素材料を得た。この炭素材料に
ついて、Ｘ線回折測定を行った。その結果（００２）面
の面間隔は３．７６オングストロームであった。また、
前記難黒鉛炭素材料の真密度は１．５８であった。
後、Ａｒガス雰囲気中、１０００℃で焼成してガラス状
炭素に近似した難黒鉛炭素材料を得た。この炭素材料に
ついて、Ｘ線回折測定を行った。その結果（００２）面
の面間隔は３．７６オングストロームであった。また、
前記難黒鉛炭素材料の真密度は１．５８であった。
【００２６】得られた炭素材料９０重量部と結着剤とし
てのポリフッ化ビニリデン１０重量部とを混合し、これ
をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて負極合剤を
調製した。この負極合剤を銅箔の両面に塗布し、乾燥し
た後、ローラプレス機で加圧成形することによりシート
状の負極を作製した。
てのポリフッ化ビニリデン１０重量部とを混合し、これ
をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて負極合剤を
調製した。この負極合剤を銅箔の両面に塗布し、乾燥し
た後、ローラプレス機で加圧成形することによりシート
状の負極を作製した。
【００２７】＜電極体の作製＞前記シート状の正極、厚
さ２５μｍの微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセ
パレータおよび前記負極をこの順序で積層し、この積層
物を前記負極が外側に位置するように渦巻状に巻回した
後、この巻回物を１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で圧縮して
偏平状の電極体を作製した。
さ２５μｍの微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセ
パレータおよび前記負極をこの順序で積層し、この積層
物を前記負極が外側に位置するように渦巻状に巻回した
後、この巻回物を１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で圧縮して
偏平状の電極体を作製した。
【００２８】次いで、ステンレスからなる有底矩形筒状
の外装缶内に前記電極体を銅製の電極カバーで覆った状
態で収納し、プロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンとの混合溶媒（体積比率５０：５０）に六フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１モル／ｌ溶解した電解液
を収容した。つづいて、中央に円形穴およびこの穴に隣
接した個所に矩形状の圧力開放用孔がそれぞれ開口され
たステンレスからなる矩形状の封口体の前記穴に正極端
子ピンをハーメティクシールし、さらに直線部およびこ
の両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの切り
込み溝が形成された厚さ５０μｍのステンレス薄板を封
口体の上面にその圧力開放用孔を塞ぐように、かつ前記
切り込み溝の開口部が前記外装缶の内部側に向くように
レーザ溶接した。ひきつづき、前記封口体の前記正極端
子ピンの下端を前記外装缶内の正極とリードを介して接
続した後、前記封口体を前記外装缶の上端開口部にレー
ザ溶接することにより前述した図１および図２に示す構
造の角型非水電解液二次電池を製造した。
の外装缶内に前記電極体を銅製の電極カバーで覆った状
態で収納し、プロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンとの混合溶媒（体積比率５０：５０）に六フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１モル／ｌ溶解した電解液
を収容した。つづいて、中央に円形穴およびこの穴に隣
接した個所に矩形状の圧力開放用孔がそれぞれ開口され
たステンレスからなる矩形状の封口体の前記穴に正極端
子ピンをハーメティクシールし、さらに直線部およびこ
の両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの切り
込み溝が形成された厚さ５０μｍのステンレス薄板を封
口体の上面にその圧力開放用孔を塞ぐように、かつ前記
切り込み溝の開口部が前記外装缶の内部側に向くように
レーザ溶接した。ひきつづき、前記封口体の前記正極端
子ピンの下端を前記外装缶内の正極とリードを介して接
続した後、前記封口体を前記外装缶の上端開口部にレー
ザ溶接することにより前述した図１および図２に示す構
造の角型非水電解液二次電池を製造した。
【００２９】（比較例１）図３に示すように直線部およ
びこの両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの
切り込み溝１４が形成された厚さ５０μｍのステンレス
薄板１３を封口体９の上面にその圧力開放用孔を塞ぐよ
うに、かつ前記切り込み溝１４の開口部が外装缶１の外
側に向くようにレーザ溶接した以外、実施例１と同様な
構成の角型リチイウムイオンに二次電池を製造した。
びこの両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの
切り込み溝１４が形成された厚さ５０μｍのステンレス
薄板１３を封口体９の上面にその圧力開放用孔を塞ぐよ
うに、かつ前記切り込み溝１４の開口部が外装缶１の外
側に向くようにレーザ溶接した以外、実施例１と同様な
構成の角型リチイウムイオンに二次電池を製造した。
【００３０】（実施例２）図４に示すように直線部およ
びこの両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの
切り込み溝１４が形成された厚さ５０μｍのステンレス
薄板１３を封口体９の下面にその圧力開放用孔８を塞ぐ
ように、かつ前記切り込み溝１４の開口部が外装缶１の
内部側に向くようにレーザ溶接した以外、実施例１と同
様な構成の角型リチイウムイオンに二次電池を製造し
た。
びこの両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの
切り込み溝１４が形成された厚さ５０μｍのステンレス
薄板１３を封口体９の下面にその圧力開放用孔８を塞ぐ
ように、かつ前記切り込み溝１４の開口部が外装缶１の
内部側に向くようにレーザ溶接した以外、実施例１と同
様な構成の角型リチイウムイオンに二次電池を製造し
た。
【００３１】（比較例２）図５に示すように直線部およ
びこの両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの
切り込み溝１４が形成された厚さ５０μｍのステンレス
薄板１３を封口体９の下面にその圧力開放用孔８を塞ぐ
ように、かつ前記切り込み溝１４の開口部が外装缶１の
外側に向くようにレーザ溶接した以外、実施例１と同様
な構成の角型リチイウムイオンに二次電池を製造した。
びこの両端をＶ字型にした形状を有する深さ３５μｍの
切り込み溝１４が形成された厚さ５０μｍのステンレス
薄板１３を封口体９の下面にその圧力開放用孔８を塞ぐ
ように、かつ前記切り込み溝１４の開口部が外装缶１の
外側に向くようにレーザ溶接した以外、実施例１と同様
な構成の角型リチイウムイオンに二次電池を製造した。
【００３２】得られた実施例１、２および比較例１、２
の各二次電池１００個について、電流１Ａ、電圧４．２
Ｖ、３時間の条件で充電し、それら充電状態の電池を１
ｍ、１．２ｍおよび１．８ｍの高さから樫の木上に前記
電池の封口体の面が直接当たるように１０回それぞれ落
下させ、これら落下試験後における前記薄板の切り込み
溝の破裂による非水電解液の漏洩状況を調べた。その結
果を下記表１に示す。
の各二次電池１００個について、電流１Ａ、電圧４．２
Ｖ、３時間の条件で充電し、それら充電状態の電池を１
ｍ、１．２ｍおよび１．８ｍの高さから樫の木上に前記
電池の封口体の面が直接当たるように１０回それぞれ落
下させ、これら落下試験後における前記薄板の切り込み
溝の破裂による非水電解液の漏洩状況を調べた。その結
果を下記表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１から明らかなように実施例１、２の電
池では前記薄板の溝部分の破裂による非水電解液の漏洩
が防止されることがわかる。特に、実施例１の電池では
落下高さが１．８ｍと高くした場合でも前記薄板の溝部
分の破裂による非水電解液の漏洩を確実に防止できるこ
とがわかる。これに対し、比較例１、２の電池では、落
下高さが低い場合でも前記薄板の溝部分の破裂による非
水電解液の漏洩が生じることがわかる。
池では前記薄板の溝部分の破裂による非水電解液の漏洩
が防止されることがわかる。特に、実施例１の電池では
落下高さが１．８ｍと高くした場合でも前記薄板の溝部
分の破裂による非水電解液の漏洩を確実に防止できるこ
とがわかる。これに対し、比較例１、２の電池では、落
下高さが低い場合でも前記薄板の溝部分の破裂による非
水電解液の漏洩が生じることがわかる。
【００３５】また、得られた実施例１、２および比較例
１、２の各二次電池２０個について電流を２．０Ａに設
定し、電源電圧を１５Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖに変化させて
過充電を行い、発火、破裂を生じる電池および薄板の破
断が生じた電池の発生率を調べた。その結果を下記表２
に示す。
１、２の各二次電池２０個について電流を２．０Ａに設
定し、電源電圧を１５Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖに変化させて
過充電を行い、発火、破裂を生じる電池および薄板の破
断が生じた電池の発生率を調べた。その結果を下記表２
に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】前記表２から明らかなように実施例１、２
および比較例１、２のいずれの電池においても、電源電
圧が１５Ｖと低い場合は薄板の溝部分の破断が生じな
い。しかしながら、電源電圧を高くすると、薄板の溝部
分の破断が生じる頻度が高くなる。ただし、所定の作動
圧で薄板の溝部分の破断が確実に行われており、電池の
破裂、発火を確実に防止できることがわかる。なお、前
記実施例では角形の非水電解液電池に適用した例を説明
したが、円筒形など各種の形状の非水電解液二次電池に
も同様に適用することができる。
および比較例１、２のいずれの電池においても、電源電
圧が１５Ｖと低い場合は薄板の溝部分の破断が生じな
い。しかしながら、電源電圧を高くすると、薄板の溝部
分の破断が生じる頻度が高くなる。ただし、所定の作動
圧で薄板の溝部分の破断が確実に行われており、電池の
破裂、発火を確実に防止できることがわかる。なお、前
記実施例では角形の非水電解液電池に適用した例を説明
したが、円筒形など各種の形状の非水電解液二次電池に
も同様に適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述しように、本発明によれば所定
の作動圧で確実に破断され、かつ落下衝撃に対して良好
な強度を保持した安全弁機構を備えた信頼性の高い非水
電解液二次電池を提供できる。
の作動圧で確実に破断され、かつ落下衝撃に対して良好
な強度を保持した安全弁機構を備えた信頼性の高い非水
電解液二次電池を提供できる。
【図１】本発明に係わる角形非水電解液二次電池を示す
要部斜視図。
要部斜視図。
【図２】図１の角形非水電解液二次電池を示す断面図。
【図３】比較例１における角形非水電解液二次電池を示
す要部斜視図。
す要部斜視図。
【図４】実施例２における角形非水電解液二次電池を示
す要部斜視図。
す要部斜視図。
【図５】比較例２における角形非水電解液二次電池を示
す要部斜視図。
す要部斜視図。
１…外装缶、 ２…電極体、 ３…正極、 ５…負極、 ８…圧力開放用孔、 ９…封口体、 １３…薄板、 １４…切り込み溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 隆久 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 倉田 健剛 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 鈴木 純 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 阿佐美 義明 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
Claims (1)
- 【請求項１】 有底筒状の外装缶と、 前記外装缶内に収納され、正極、セパレータおよび負極
を渦巻き状に巻回した電極体と、 前記外装缶内に収容された非水電解液と、 前記外装缶の上端開口部に設けられ、圧力開放用孔が開
口された封口体と、 前記封口体に前記孔を塞ぐように取り付けられ、切り込
み溝が形成された薄板とを具備し、 前記薄板は、前記封口体に前記切り込み溝の開口部が前
記外装缶の内部側に向くように取り付けられることを特
徴とする非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8054764A JPH09245759A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8054764A JPH09245759A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09245759A true JPH09245759A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12979850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8054764A Pending JPH09245759A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09245759A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11260329A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
| JP2000106160A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 |
| WO2002027819A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Lg Chemical Co., Ltd. | Safety plate of secondary battery |
| KR100404887B1 (ko) * | 1999-01-20 | 2003-11-10 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차 전지 |
| US20120040214A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Yongsam Kim | Secondary battery |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP8054764A patent/JPH09245759A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11260329A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
| JP2000106160A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 |
| JP4625993B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | 電池用防爆弁装置とその製造法ならびにその防爆弁装置を備えた角形電池 |
| KR100404887B1 (ko) * | 1999-01-20 | 2003-11-10 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차 전지 |
| WO2002027819A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Lg Chemical Co., Ltd. | Safety plate of secondary battery |
| US20120040214A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Yongsam Kim | Secondary battery |
| US9118061B2 (en) * | 2010-08-13 | 2015-08-25 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
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