JPH09245839A - 防爆型二次電池 - Google Patents
防爆型二次電池Info
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Abstract
作をせず、所定の圧力で精度良く作動する金属シート状
のラプチャー構造を装着した防爆型非水二次電池を提供
する。 【解決手段】 電池圧力解放開口部に溶接するラプチャ
ー金属シートに薄肉の切欠部と折り返し部を設けること
により、瞬間的に加わる内圧を折り返し部の弾性変形に
より緩和する。
Description
池に関する。
帯用電子機器の小型化、軽量化が急速に進行している。
これらの電源となる電池にも、小型で軽量で且つ高エネ
ルギー密度が要求されている。中でもリチウムのインタ
ーカレーションの起こる炭素質材料を負極とし、遷移金
属のコバルト、ニッケル、マンガン等とリチウムと酸素
からなるリチウム複合金属酸化物を正極とした非水系二
次電池は、リチウムイオン二次電池とも呼ばれる。この
電池は高エネルギー密度を有するばかりでなく、軽量で
且つ自己放電も少ないという優れた特性を有し、ビデオ
カメラやノートブック型パソコン、携帯電話等の携帯用
電子機器の電源として使用されている。この非水系二次
電池は、平常時には、ほとんど電池缶内の圧力は高くな
らないが、過度の充放電により異常に圧力が上昇するこ
とがある為、これらの異常な圧力を逃がす為の防爆機構
が必要である。一方、両極活物質、電解液等が、水分、
酸素等と反応すると、電池の性能が低下するので、この
防爆機構には機密性も要求される。防爆機構としては、
プラスチック膜を用いた安全弁よりも、ハーメチックシ
ールした上蓋の開口部にラプチャー板を溶接した完全密
閉構造をとることが望ましい。しかしながら、完全密閉
構造を有する非水系二次電池では、密閉性が高く貯蔵期
間中の保存性に優れる反面、高熱に加熱された場合と
か、高電圧、大電流で充電された場合等の異常な条件下
では、ガスの発生により電池内部圧力が上昇した際に迅
速にラプチャーが開裂し、圧力を開放できるようにする
必要がある。従来、運搬時等に加わる外部からの振動衝
撃、組電池パックの机上製作時の落下には十分耐えて、
ラプチャーが開裂する誤動作をせず、圧力上昇時には低
い圧力で精度良く作動する金属シート状のラプチャーが
提案されている。一方、コンクリート上あるいは樫の木
上に落下する際の様な強い衝撃に対しては、ラプチャー
が開裂する誤動作が避けられず、緩衝材を使用する等の
対策を講じる必要があった。
点に鑑み、コンクリート上に落下する際の様な強い衝撃
に対して、ラプチャーが開裂する誤動作をせず、圧力で
精度良く作動する金属シート状のラプチャー構造を装着
した防爆型非水系二次電池の提供を目的とする。
の要件を満たすラプチャー構造を鋭意検討し、非水系二
次電池に応用した結果、本発明に到達した。即ち本発明
は、炭素質材料を活物質とする負極と、遷移金属とリチ
ウムと酸素からなるリチウム複合金属酸化物を活物質と
する正極と、セパレーターから構成された非水系二次電
池において、電池圧力開放開口部に溶接するラプチャー
金属シートの切欠部の周辺に少なくとも1つの折り返し
部を設けたことを特徴とする防爆型二次電池である。例
えば、図1に示すように、電池缶上蓋の圧力解放部の開
口部に溶接する金属ラプチャーシート1の切欠部2の周
辺に折り返し部3を設けている。金属ラプチャーシート
1の材質は電解液に対する耐蝕性が要求され、ステンレ
ススチール、アルミニウム、鉄等が用いられる。また、
必要に応じてニッケル、銅等のメッキを付しても良い。
折り返し部の位置、範囲、寸法、形状、および折り返し
回数等は切欠部の形状やセルの大きさに応じて適宜選択
することができる。ラプチャーシートの構造としては、
ステンレススチールシートでは板厚0.02mm〜0.
1mmに対し肉厚0.02mm〜0.04mmの切欠部
と少なくとも一つの折り返し部を、アルミニウムシート
では板厚0.1mm〜0.5mmに対し肉厚0.02m
m〜0.06mmの切欠部と少なくとも一つの折り返し
部を、鉄、SS41等では板厚0.02mm〜0.1m
mに対し肉厚0.02〜0.04mmの切欠部と少なく
とも一つの折り返し部をつける。この折り返し部は、衝
撃等による瞬間的な圧力変動に対しては、わずかに変形
することで、切欠部に過大な応力が加わることを防止
し、一方、ガスの発生等のゆるやかな圧力変動に対して
は変形が少ない為、切欠部に応力が働く様に作用するも
のである。
LiCoO2をはじめとして、Mn、Ni、Fe等の遷
移金属を主成分とし、リチウム、酸素からなる、充電・
放電時にリチウムを脱離・吸蔵しうるリチウム複合金属
酸化物を使用できる。負極活物質は、石油ピッチ、石炭
ピッチ、メソフェーズピッチ小球体等、ポリパラフェニ
レン、ポリ塩化ビニール、フェノール樹脂、ポリシロキ
サン等の高分子を焼成して得られる炭素化合物、人造グ
ラファイト、天然グラファイト、繊維状グラファイト等
の炭素質材料を使用できる。電解液は、非プロトン性有
機溶媒(炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチ
ル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、ジエトキシエタ
ン、プロピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン等の1種
または2種以上の混合物)と、電解質としてリチウム塩
(LiPF6、LiBF4、CF3SO3Li、(CF
3SO3)2NLi等の1種または2種以上の混合物)
からなるものを使用できる。
し、プレス加工した正極とグラファイトを銅箔に塗布
し、プレス加工した負極とを多孔質のポリエチレンを介
して巻き取り、楕円状電極を作り、厚み14.3mm)
幅34.0mm)長さ48.0mmの電池缶に装着し
た。図1のラプチャー構造を有する切欠部肉厚0.03
mmのアルミニウム製のシート1を超音波溶接した上蓋
4をかぶせて溶着した。別の細口部5から電解液として
1MのLiPF6のエチレンカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート(体積比1:3)溶液を注入し、封口し
た。4.20Vで満充電した電池を1mの高さからコン
クリート上に落下させた。その結果は表1に示す通り、
試験品10個についてどれにも漏液は認められなかっ
た。
し、プレス加工した正極と、ピッチを変性して得られた
炭化物を銅箔に塗布し、プレス加工した負極とを多孔質
のポリエチレンとポリプロピレンとの貼合わせ膜のセパ
レーターを介して巻き取り、楕円状電極を作り、厚み1
4.3mm、幅34.0mm)長さ48.0mmの電池
缶に装着した。図2のラプチャー構造を有する切欠部肉
厚0.02mmのステンレススチール製のシート1をレ
ーザー溶接した上蓋4をかぶせて溶着した。別の細口部
5から電解液として1MのLiBF6のエチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン
(体積比1:1:2)溶液を注入し、封口した。4.2
0Vで満充電した電池を1mの高さからコンクリート上
に落下させた。その結果は表1に示す通り、試験品10
個についてどれにも漏液は認められなかった。
し、プレス加工した正極と、グラファイトを銅箔に塗布
し、プレス加工した負極とを多孔質のポリエチレンを介
して巻き取り、楕円状電極を作り、厚み14.3mm、
幅34.0mm、長さ48.0mmの電池缶に装着し
た。図2のラプチャー構造を有する切欠部肉厚0.02
5のSS41製シートにニッケルメッキを施したシート
1を超音波溶接した上蓋4をかぶせて溶着した。別の細
口部5から電解液として1MのLiPF6のエチレンカ
ーボネート、メチルエチルカーボネート(体積比1:
3)溶液を注入し、封口した。4.20Vで満充電した
電池を1mの高さからコンクリート上に落下させた。そ
の結果は表1に示す通り、試験品10個についてどれに
も漏液は認められなかった。
レス加工した正極と、グラファイトを銅箔に塗布し、プ
レス加工した負極とを多孔質のポリエチレンを介して巻
き取り、楕円状電極を作り、厚み14.3mm)幅3
4.0mm)長さ48.0mmの電池缶に装着した。図
3のラプチャー構造を有する切欠部肉厚0.03mmの
アルミニウム製のシート1を超音波溶接した上蓋4をか
ぶせて溶着した。別の細口部5から電解液として1Mの
LiPF6のエチレンカーボネート、メチルエチルカー
ボネート(体積比1:3)溶液を注入し、封口した。
4.20Vで満充電した電池を1mの高さからコンクリ
ート上に落下させた。その結果は表1に示す通り、試験
品10個について3個に漏液が認められた。
よれば、耐衝撃性に優れた非水系二次電池が得られ、産
業上極めて有用である。
(A)は平面図、(B)はX−Xにおける拡大断面図で
ある。
面図である。
3:折り返し部 4:上蓋 5:細口部
6:正極センターピン
Claims (1)
- 【請求項1】 炭素質材料を活物質とする負極と、遷移
金属とリチウムと酸素からなるリチウム複合金属酸化物
を活物質とする正極と、セパレーターから構成された非
水系二次電池において、電池圧力開放開口部に溶接する
ラプチャー金属シートの切欠部の周辺に少なくとも1つ
の折り返し部を設けたことを特徴とする防爆型二次電
池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08984596A JP3460138B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 防爆型二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08984596A JP3460138B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 防爆型二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09245839A true JPH09245839A (ja) | 1997-09-19 |
JP3460138B2 JP3460138B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=13982113
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP08984596A Expired - Lifetime JP3460138B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 防爆型二次電池 |
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- 1996-03-08 JP JP08984596A patent/JP3460138B2/ja not_active Expired - Lifetime
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