JPH10233199A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH10233199A JPH10233199A JP9036580A JP3658097A JPH10233199A JP H10233199 A JPH10233199 A JP H10233199A JP 9036580 A JP9036580 A JP 9036580A JP 3658097 A JP3658097 A JP 3658097A JP H10233199 A JPH10233199 A JP H10233199A
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- battery
- pressure valve
- terminal
- valve body
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過充電時などで起こる電池内ガス圧の開放、
電流遮断が容易に行われとともに、電解液の漏出を確実
に阻止できる信頼性の高い有機電解液電池の提供。 【解決手段】 負極構成部材、セパレータ部材、正極構
成部材、および非水系電解液から成る発電要素７と、前
記発電要素７を内蔵し、かつ一方の端子となる一端開口
型の外装缶６と、前記外装缶６の開口を絶縁的に封口
し、かつ他方の端子となる端子板8aを有する封口蓋体８
とを備えた非水電解液電池において、前記封口蓋体８
は、端子板8aの内側周縁部に対接・配置された環状の電
流加熱保護素子8b、前記電流加熱保護素子8bの内側周縁
部に対接・配置され、かつ易破断性領域8c′を有する圧
力弁体8c、および前記圧力弁体8cの易破断性領域8c′に
一部が選択的に対接し、周縁部が絶縁的に保持され、か
つ発電要素７の一方の電極に電気的に接続する通気孔8
d′が設けられた金属薄板8dを有することを特徴とする
非水電解液電池である。
電流遮断が容易に行われとともに、電解液の漏出を確実
に阻止できる信頼性の高い有機電解液電池の提供。 【解決手段】 負極構成部材、セパレータ部材、正極構
成部材、および非水系電解液から成る発電要素７と、前
記発電要素７を内蔵し、かつ一方の端子となる一端開口
型の外装缶６と、前記外装缶６の開口を絶縁的に封口
し、かつ他方の端子となる端子板8aを有する封口蓋体８
とを備えた非水電解液電池において、前記封口蓋体８
は、端子板8aの内側周縁部に対接・配置された環状の電
流加熱保護素子8b、前記電流加熱保護素子8bの内側周縁
部に対接・配置され、かつ易破断性領域8c′を有する圧
力弁体8c、および前記圧力弁体8cの易破断性領域8c′に
一部が選択的に対接し、周縁部が絶縁的に保持され、か
つ発電要素７の一方の電極に電気的に接続する通気孔8
d′が設けられた金属薄板8dを有することを特徴とする
非水電解液電池である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液電池に係
り、さらに詳しくは安全性の向上を図った非水電解液電
池に関する。
り、さらに詳しくは安全性の向上を図った非水電解液電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、非水電解液電池として、リチウム
やナトリウムなどの軽金属を負極活物質とする負極、金
属の酸化物，硫化物もしくはハロゲン化物を正極活物質
とする正極、および非水電解液を発電要素（電池発電要
素）として備えた電池が、高電圧，高エネルギー密度お
よび長期信頼性の高い電池として注目されている。たと
えば、二酸化マンガン（ MnO2 ），フッ化炭素（CF2 ）
n ，塩化チオニル（SOCl2 ）などを正極活物質として成
るリチウムイオン電池が、電卓，時計の電源やメモリの
バックアップ電池として多用されている。
やナトリウムなどの軽金属を負極活物質とする負極、金
属の酸化物，硫化物もしくはハロゲン化物を正極活物質
とする正極、および非水電解液を発電要素（電池発電要
素）として備えた電池が、高電圧，高エネルギー密度お
よび長期信頼性の高い電池として注目されている。たと
えば、二酸化マンガン（ MnO2 ），フッ化炭素（CF2 ）
n ，塩化チオニル（SOCl2 ）などを正極活物質として成
るリチウムイオン電池が、電卓，時計の電源やメモリの
バックアップ電池として多用されている。
【０００３】すなわち、リチウムイオン電池などの非水
電解液電池は、銀電池やアルカリ電池に比べて自己放電
が小さいため、長期間の使用に耐えることから、前記電
卓，時計などの電源に使用されている。そして、この非
水電解液電池については、駆動される電子機器類の発
達，発展に対応して、長期間に亘る安定した放電特性が
要求されている。ここで、安定した放電特性を確保する
ためには、電池自身の信頼性および安全性が重要視され
る。
電解液電池は、銀電池やアルカリ電池に比べて自己放電
が小さいため、長期間の使用に耐えることから、前記電
卓，時計などの電源に使用されている。そして、この非
水電解液電池については、駆動される電子機器類の発
達，発展に対応して、長期間に亘る安定した放電特性が
要求されている。ここで、安定した放電特性を確保する
ためには、電池自身の信頼性および安全性が重要視され
る。
【０００４】一方、携帯用電話機や携帯型撮像機など各
種の機器システムに組込み、作動電源として使用されて
いる二次電池においても、携帯用電話機や携帯型撮像機
などの小形化，軽量化に伴って、電源として高エネルギ
ー密度の高いリチウムイオン電池などが要求されてい
る。なお、この種の非水電解液電池では、Li，Coを主成
分とするような複合金属酸化物を正極活物質に、また、
コークスや有機焼成体などの単素質材料を負極活物質に
に用い、さらに、炭酸プロピレン，炭酸エチレン，1,2-
ジメトキシエタン，γ -ブチロラクトン，テトラヒドロ
フランなどの有機溶剤中に、 LiCl04 ，LiBF4 ， LiAsF
6 などのリチウム塩を溶解させて成る有機電解液（非水
電解液）が用いられている。
種の機器システムに組込み、作動電源として使用されて
いる二次電池においても、携帯用電話機や携帯型撮像機
などの小形化，軽量化に伴って、電源として高エネルギ
ー密度の高いリチウムイオン電池などが要求されてい
る。なお、この種の非水電解液電池では、Li，Coを主成
分とするような複合金属酸化物を正極活物質に、また、
コークスや有機焼成体などの単素質材料を負極活物質に
に用い、さらに、炭酸プロピレン，炭酸エチレン，1,2-
ジメトキシエタン，γ -ブチロラクトン，テトラヒドロ
フランなどの有機溶剤中に、 LiCl04 ，LiBF4 ， LiAsF
6 などのリチウム塩を溶解させて成る有機電解液（非水
電解液）が用いられている。
【０００５】ところで、電池の出力特性は、セパレータ
を介して対向する正極および負極の対向面積に比例する
ので、大電流を取り出すためには、正極および負極をセ
パレータを介して複数層積み重ねたり（積層型）、ある
いはロール状に捲装（巻回）して、対向面積を広く設定
している。
を介して対向する正極および負極の対向面積に比例する
ので、大電流を取り出すためには、正極および負極をセ
パレータを介して複数層積み重ねたり（積層型）、ある
いはロール状に捲装（巻回）して、対向面積を広く設定
している。
【０００６】また、上記有機電解液電池については、長
期間に亘って安定した密閉性，気密性が要求されてお
り、密閉度の高い封口構造の開発が進められている。こ
の封口構造の高い密閉度化は、電池の内部短絡や外部短
絡、もしくは過放電時などに対する安全性の上で問題を
提起する。すなわち、前記短絡や過充電によって電池内
部でガスが発生したとき、その気密性に伴って電池内圧
が上昇し、外装缶などが破壊，破裂される恐れがある。
期間に亘って安定した密閉性，気密性が要求されてお
り、密閉度の高い封口構造の開発が進められている。こ
の封口構造の高い密閉度化は、電池の内部短絡や外部短
絡、もしくは過放電時などに対する安全性の上で問題を
提起する。すなわち、前記短絡や過充電によって電池内
部でガスが発生したとき、その気密性に伴って電池内圧
が上昇し、外装缶などが破壊，破裂される恐れがある。
【０００７】上記の安全性問題に対して、短絡や過放電
時の電流を遮断し、電池内圧の上昇を防止するため、電
池封口部の導電回路に電流加熱保護用の環状型 PTC素子
を配置する一方、電池封口部に肉薄な圧力弁体を設けて
おき、電池内圧の上昇で圧力弁体を破損させ、電池内の
ガスを放出して爆発・損傷を回避することが知られてい
る（実開平 2-50957号公報など）。
時の電流を遮断し、電池内圧の上昇を防止するため、電
池封口部の導電回路に電流加熱保護用の環状型 PTC素子
を配置する一方、電池封口部に肉薄な圧力弁体を設けて
おき、電池内圧の上昇で圧力弁体を破損させ、電池内の
ガスを放出して爆発・損傷を回避することが知られてい
る（実開平 2-50957号公報など）。
【０００８】図３は，一つの対応策を示したもので、１
は有機電解液系の発電要素（電池発電要素）２を内装し
た負極端子を兼ねた外装缶、３は前記発電要素２を内装
した外装缶１の開口を絶縁性パッキング材４を介してカ
シメ固定によって気密に封止する正極端子板3aを有する
封口蓋体である。ここで、封口蓋体３は、中央部に設け
た圧力弁口3bに対応する圧力弁体3cおよび絶縁体層（ス
ペーサー）3dの周縁部をカシメ固定で装着した周辺平坦
な皿状封口板3eと、前記皿状封口板3eの周辺平坦面上に
配置された圧力弁体3cに対応する部分を切欠させた環状
の電流加熱保護素子（ PTC素子板）3fと、前記電流加熱
保護素子3f面に周辺平坦部が積層配置され、かつ皿状封
口板3eの圧力弁口3bに対応する領域が突設して、この突
設部にガス抜き孔3a′を設けた正極端子板（キャップ）
3aとを有する構成を成している。なお、５は前記封口蓋
体３および発電要素２の正極側を電気的に接続するリー
ド片である。
は有機電解液系の発電要素（電池発電要素）２を内装し
た負極端子を兼ねた外装缶、３は前記発電要素２を内装
した外装缶１の開口を絶縁性パッキング材４を介してカ
シメ固定によって気密に封止する正極端子板3aを有する
封口蓋体である。ここで、封口蓋体３は、中央部に設け
た圧力弁口3bに対応する圧力弁体3cおよび絶縁体層（ス
ペーサー）3dの周縁部をカシメ固定で装着した周辺平坦
な皿状封口板3eと、前記皿状封口板3eの周辺平坦面上に
配置された圧力弁体3cに対応する部分を切欠させた環状
の電流加熱保護素子（ PTC素子板）3fと、前記電流加熱
保護素子3f面に周辺平坦部が積層配置され、かつ皿状封
口板3eの圧力弁口3bに対応する領域が突設して、この突
設部にガス抜き孔3a′を設けた正極端子板（キャップ）
3aとを有する構成を成している。なお、５は前記封口蓋
体３および発電要素２の正極側を電気的に接続するリー
ド片である。
【０００９】また、他の対応策として、電池内の圧力上
昇に伴って、発電要素２側と封口蓋体３の正極端子板3a
側との電気的な接続を行っているリード片５を離す方式
も採られている。
昇に伴って、発電要素２側と封口蓋体３の正極端子板3a
側との電気的な接続を行っているリード片５を離す方式
も採られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記短
絡や過放電時の電流を遮断し、電池内圧の上昇を防止す
る一方、電池内の上昇圧ガスを放出して爆発・損傷を回
避する対策を採った場合でも、なお次のような問題があ
る。すなわち、前記安全機構は、過充電時や短絡時の電
流遮断効果は十分であるが、電池の封口蓋体３の限られ
たスペース内に構成されるため、他の面での信頼性を損
なう恐れが見受けられる。たとえば、電池に対する振動
や落下衝撃などによって電流を遮断する機構が破壊した
り、あるいは封口の気密性が劣り電解液漏れを招来する
などの問題が懸念される。
絡や過放電時の電流を遮断し、電池内圧の上昇を防止す
る一方、電池内の上昇圧ガスを放出して爆発・損傷を回
避する対策を採った場合でも、なお次のような問題があ
る。すなわち、前記安全機構は、過充電時や短絡時の電
流遮断効果は十分であるが、電池の封口蓋体３の限られ
たスペース内に構成されるため、他の面での信頼性を損
なう恐れが見受けられる。たとえば、電池に対する振動
や落下衝撃などによって電流を遮断する機構が破壊した
り、あるいは封口の気密性が劣り電解液漏れを招来する
などの問題が懸念される。
【００１１】また、従来の電流遮断機構は、一般的に、
電池内で発生したガス抜き孔を介した圧力の開放、この
圧力に応答した電流経路の剥離・遮断、もしくは電流経
路の破断であり、剥離・遮断端子や破断端子が電解液中
に浸漬する恐れもある。ここで、電解液自体は抵抗を有
するものの導電体であるため、完全な電流遮断が達成さ
れ難いという問題がある。
電池内で発生したガス抜き孔を介した圧力の開放、この
圧力に応答した電流経路の剥離・遮断、もしくは電流経
路の破断であり、剥離・遮断端子や破断端子が電解液中
に浸漬する恐れもある。ここで、電解液自体は抵抗を有
するものの導電体であるため、完全な電流遮断が達成さ
れ難いという問題がある。
【００１２】なお、電池の使用形態としては、単一の場
合と複数個をパック化した（組み電池）場合とがあり、
特に、携帯用電源としては電池パックの形態で使用され
るが、この場合、電池パック内の１個の素電池でも液漏
れなど起こすと、周辺機器の破壊・損傷などを引き起こ
す恐れもある。
合と複数個をパック化した（組み電池）場合とがあり、
特に、携帯用電源としては電池パックの形態で使用され
るが、この場合、電池パック内の１個の素電池でも液漏
れなど起こすと、周辺機器の破壊・損傷などを引き起こ
す恐れもある。
【００１３】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、低コスト化やコンパクト化など図る一方、
過充電時などで起こる電池内ガス圧の開放、電流遮断が
容易に行われとともに、電解液の漏出を確実に阻止でき
る信頼性の高い有機電解液電池の提供を目的とする。
れたもので、低コスト化やコンパクト化など図る一方、
過充電時などで起こる電池内ガス圧の開放、電流遮断が
容易に行われとともに、電解液の漏出を確実に阻止でき
る信頼性の高い有機電解液電池の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、負極
構成部材、セパレータ部材、正極構成部材、および非水
系電解液から成る発電要素と、前記発電要素を内蔵し、
かつ一方の端子となる一端開口型の外装缶と、前記外装
缶の開口を絶縁的に封口し、かつ他方の端子となる端子
板を有する封口蓋体とを備えた非水電解液電池におい
て、前記封口蓋体は、端子板の内側周縁部に対接・配置
された環状の電流加熱保護素子、前記電流加熱保護素子
の内側周縁部に対接・配置され、かつ易破断性領域を有
する圧力弁体、および前記圧力弁体の易破断性領域に一
部が選択的に対接し、周縁部が絶縁的に保持され、かつ
発電要素の一方の電極に電気的に接続する通気孔が設け
られた金属薄板を有することを特徴とする非水電解液電
池である。
構成部材、セパレータ部材、正極構成部材、および非水
系電解液から成る発電要素と、前記発電要素を内蔵し、
かつ一方の端子となる一端開口型の外装缶と、前記外装
缶の開口を絶縁的に封口し、かつ他方の端子となる端子
板を有する封口蓋体とを備えた非水電解液電池におい
て、前記封口蓋体は、端子板の内側周縁部に対接・配置
された環状の電流加熱保護素子、前記電流加熱保護素子
の内側周縁部に対接・配置され、かつ易破断性領域を有
する圧力弁体、および前記圧力弁体の易破断性領域に一
部が選択的に対接し、周縁部が絶縁的に保持され、かつ
発電要素の一方の電極に電気的に接続する通気孔が設け
られた金属薄板を有することを特徴とする非水電解液電
池である。
【００１５】請求項２の発明は、負極構成部材、セパレ
ータ部材、正極構成部材、および非水系電解液から成る
発電要素と、前記発電要素を内蔵し、かつ一方の端子と
なる一端開口型の外装缶と、前記外装缶の開口を絶縁的
に封口し、かつ他方の端子となる端子板を有する封口蓋
体とを備えた非水電解液電池において、前記封口蓋体
は、端子板の内側周縁部に対接・配置された環状の電流
加熱保護素子、前記電流加熱保護素子の内側周縁部に対
接・配置された圧力弁体、前記圧力弁体の中央領域の一
部が選択的に対接し、周縁部が絶縁的に保持され、かつ
発電要素の一方の電極に電気的に接続する通気孔が設け
られた金属薄板、前記選択的に対接する圧力弁体および
金属薄板の一部領域の少なくともいずれか一方の領域に
形設され、かつ電池内圧の上昇で圧力弁体、金属薄板の
少なくともいずれかを破断もしくは剥離して電流を遮断
する一対の切り込み部を有することを特徴とする非水電
解液電池である。
ータ部材、正極構成部材、および非水系電解液から成る
発電要素と、前記発電要素を内蔵し、かつ一方の端子と
なる一端開口型の外装缶と、前記外装缶の開口を絶縁的
に封口し、かつ他方の端子となる端子板を有する封口蓋
体とを備えた非水電解液電池において、前記封口蓋体
は、端子板の内側周縁部に対接・配置された環状の電流
加熱保護素子、前記電流加熱保護素子の内側周縁部に対
接・配置された圧力弁体、前記圧力弁体の中央領域の一
部が選択的に対接し、周縁部が絶縁的に保持され、かつ
発電要素の一方の電極に電気的に接続する通気孔が設け
られた金属薄板、前記選択的に対接する圧力弁体および
金属薄板の一部領域の少なくともいずれか一方の領域に
形設され、かつ電池内圧の上昇で圧力弁体、金属薄板の
少なくともいずれかを破断もしくは剥離して電流を遮断
する一対の切り込み部を有することを特徴とする非水電
解液電池である。
【００１６】本発明において、発電要素を内蔵し、かつ
一方の端子（正極端子もしくは負極端子）となる外装缶
は、たとえばステンレス鋼製、鉄製もしくはアルミニウ
ム性であり、また、封口蓋体の構成部材で、かつ他方の
端子（負極端子もしくは正極端子）となる端子板も、た
とえばステンレス鋼製、鉄製もしくはアルミニウム性で
ある。
一方の端子（正極端子もしくは負極端子）となる外装缶
は、たとえばステンレス鋼製、鉄製もしくはアルミニウ
ム性であり、また、封口蓋体の構成部材で、かつ他方の
端子（負極端子もしくは正極端子）となる端子板も、た
とえばステンレス鋼製、鉄製もしくはアルミニウム性で
ある。
【００１７】さらに、通気孔付き金属薄板（たとえば厚
さ 0.1〜 0.3mm程度）、圧力弁体および圧力弁体と発電
要素を接続するリード線（リード片）は、たとえばアル
ミニウム、ニッケル、鉄などの金属製であり、圧力弁体
と通気孔付き金属薄板とが対接する一部接合は、圧力弁
体の破断強度よりも強度の低い接合を形成することが好
ましい。すなわち、圧力弁体と金属薄板との一部接合部
は、一定の圧力上昇で容易に破断・分離がなされるよう
に、その接合部（易破断領域）の圧力弁体を薄くしてお
くか、圧力弁体および金属薄板の少なくともいずれか一
方に一対の破断・分離用切り込みを形設しておくことが
望ましい。
さ 0.1〜 0.3mm程度）、圧力弁体および圧力弁体と発電
要素を接続するリード線（リード片）は、たとえばアル
ミニウム、ニッケル、鉄などの金属製であり、圧力弁体
と通気孔付き金属薄板とが対接する一部接合は、圧力弁
体の破断強度よりも強度の低い接合を形成することが好
ましい。すなわち、圧力弁体と金属薄板との一部接合部
は、一定の圧力上昇で容易に破断・分離がなされるよう
に、その接合部（易破断領域）の圧力弁体を薄くしてお
くか、圧力弁体および金属薄板の少なくともいずれか一
方に一対の破断・分離用切り込みを形設しておくことが
望ましい。
【００１８】本発明において、正極活物質としては、リ
チウムを脱ドープし、かつドープできる活物質、たとえ
ばリチウムやコバルトを含む複合酸化物（ LiCoO2 、 L
iNiO2 、LiMn2 O 4 ）などが挙げられる。また、負極活
物質としては、たとえばグラファイト、ニードルコーク
ス、メソフェーズ小球体カーボン、メソフェーズピッチ
系カーボン繊維、有機高分子の焼成体が挙げられる。そ
して、これらの活物質を、集電体箔、たとえば厚さ 5〜
50μm の銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼な
どの金属箔の少なくとも一方の面に塗着して、正極、負
極は薄板状もしくはテープ状に構成されている。
チウムを脱ドープし、かつドープできる活物質、たとえ
ばリチウムやコバルトを含む複合酸化物（ LiCoO2 、 L
iNiO2 、LiMn2 O 4 ）などが挙げられる。また、負極活
物質としては、たとえばグラファイト、ニードルコーク
ス、メソフェーズ小球体カーボン、メソフェーズピッチ
系カーボン繊維、有機高分子の焼成体が挙げられる。そ
して、これらの活物質を、集電体箔、たとえば厚さ 5〜
50μm の銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼な
どの金属箔の少なくとも一方の面に塗着して、正極、負
極は薄板状もしくはテープ状に構成されている。
【００１９】一方、本発明において用いる非水電解液と
しては、たとえばエチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネート、ブチレンカーボネート、γ- ブチロラクト
ン、スルホラン、アセトニトリル、1,2-ジメトキシメタ
ン、1,3-ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テト
ラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、炭酸ジ
メチル、炭酸ジエチルおよびエチルメチルカーボネート
の群れから選ばれた少なくとも１種から成る有機溶剤
（非水溶媒）に、過塩素酸リチウム（ LiClO4 ）、六フ
ッ化リン酸リチウム（LiPF6 ）、ホウフッ化リチウム
（LiBF4 ）、六フッ化ヒ素リチウム（ LiAsF6 ）、トリ
フルオロメタンスルホン酸リチウム（LiCF3SO3 ）など
のリチウム塩（電解質）を 0.5〜 1.5 mol／l 程度溶解
させた非水電解液が一般的に挙げられる。
しては、たとえばエチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネート、ブチレンカーボネート、γ- ブチロラクト
ン、スルホラン、アセトニトリル、1,2-ジメトキシメタ
ン、1,3-ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テト
ラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、炭酸ジ
メチル、炭酸ジエチルおよびエチルメチルカーボネート
の群れから選ばれた少なくとも１種から成る有機溶剤
（非水溶媒）に、過塩素酸リチウム（ LiClO4 ）、六フ
ッ化リン酸リチウム（LiPF6 ）、ホウフッ化リチウム
（LiBF4 ）、六フッ化ヒ素リチウム（ LiAsF6 ）、トリ
フルオロメタンスルホン酸リチウム（LiCF3SO3 ）など
のリチウム塩（電解質）を 0.5〜 1.5 mol／l 程度溶解
させた非水電解液が一般的に挙げられる。
【００２０】なお、前記非水電解液の代わりにイオン伝
導性の固体電解質、たとえば高分子化合物にリチウム塩
を複合させた高分子固体電解質などを用いることもでき
る。さらに、負極および正極間を絶縁離隔するセパレー
タとしては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン系樹脂の不織布や多孔膜などを用い
得る。
導性の固体電解質、たとえば高分子化合物にリチウム塩
を複合させた高分子固体電解質などを用いることもでき
る。さらに、負極および正極間を絶縁離隔するセパレー
タとしては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン系樹脂の不織布や多孔膜などを用い
得る。
【００２１】請求項１の発明では、正常時においてはす
ぐれた気密性により液漏れなどが防止され、また、電池
内圧が上昇したときには、発電要素と金属薄板とを接続
しているリード線が、封口蓋体の端子板側に変位して圧
力弁体の易破断領域を確実、かつ容易に破断する。そし
て、前記圧力弁体の一部破断によって電池内圧を開放す
る一方、金属薄板と圧力弁体との電気的な接続を遮断
（断線）する。すなわち、過充電時などにおける電池内
圧の上昇に対応し、ガス圧を開放して電池の爆発・破損
など回避するとともに、電池電流回路を遮断して電流に
起因する事故など確実にの防止できるので、信頼性およ
び安全性の図られた非水電解液電池として機能する。
ぐれた気密性により液漏れなどが防止され、また、電池
内圧が上昇したときには、発電要素と金属薄板とを接続
しているリード線が、封口蓋体の端子板側に変位して圧
力弁体の易破断領域を確実、かつ容易に破断する。そし
て、前記圧力弁体の一部破断によって電池内圧を開放す
る一方、金属薄板と圧力弁体との電気的な接続を遮断
（断線）する。すなわち、過充電時などにおける電池内
圧の上昇に対応し、ガス圧を開放して電池の爆発・破損
など回避するとともに、電池電流回路を遮断して電流に
起因する事故など確実にの防止できるので、信頼性およ
び安全性の図られた非水電解液電池として機能する。
【００２２】請求項２の発明では、さらに圧力弁体およ
び金属薄板の接合部の破断が、リード線の変位に追随的
に助長されるので、前記安全対策が向上した非水電解液
電池として機能する。
び金属薄板の接合部の破断が、リード線の変位に追随的
に助長されるので、前記安全対策が向上した非水電解液
電池として機能する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下図１および図２を参照して実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００２４】図１は、第１の実施例に係る円筒型の有機
電解液電池の要部構成を拡大して示す断面図である。図
１において、６は有機電解液系の発電要素７を内装した
負極端子を兼ねた鉄製の外装缶、８は前記発電要素７を
内装した外装缶６の開口を合成樹脂製の絶縁性パッキン
グ材９を介してカシメ固定によって気密に封止する正極
端子を成す端子板8aを有する封口蓋体である。また、10
は前記封口蓋体８端子板8aおよび発電要素７の正極側を
電気的に接続するリード線である。
電解液電池の要部構成を拡大して示す断面図である。図
１において、６は有機電解液系の発電要素７を内装した
負極端子を兼ねた鉄製の外装缶、８は前記発電要素７を
内装した外装缶６の開口を合成樹脂製の絶縁性パッキン
グ材９を介してカシメ固定によって気密に封止する正極
端子を成す端子板8aを有する封口蓋体である。また、10
は前記封口蓋体８端子板8aおよび発電要素７の正極側を
電気的に接続するリード線である。
【００２５】上記構成において、発電要素７は、リチウ
ムやコバルトを含む複合酸化物、たとえば LiCoO2 、 L
iNiO2 、LiMn2 O 4 などを、厚さ〜30μm の銅箔の少な
くとも片面に塗布して成る正極構成材、たとえばメソフ
ェーズピッチ系カーボン繊維などを厚さ〜30μm の銅箔
の少なくとも片面に塗布して成る負極構成材、たとえば
ポリプロピレン樹脂製多孔質膜から成るセパレータ構成
材を捲回体（捲装体）化し、これに、たとえばエチレン
カーボネートを溶剤とした有機電解液を含浸させた構成
を成している。
ムやコバルトを含む複合酸化物、たとえば LiCoO2 、 L
iNiO2 、LiMn2 O 4 などを、厚さ〜30μm の銅箔の少な
くとも片面に塗布して成る正極構成材、たとえばメソフ
ェーズピッチ系カーボン繊維などを厚さ〜30μm の銅箔
の少なくとも片面に塗布して成る負極構成材、たとえば
ポリプロピレン樹脂製多孔質膜から成るセパレータ構成
材を捲回体（捲装体）化し、これに、たとえばエチレン
カーボネートを溶剤とした有機電解液を含浸させた構成
を成している。
【００２６】さらに、前記封口蓋体８は、端子板8aの内
側周縁部に対接・配置された環状の電流加熱保護素子層
8bと、前記電流加熱保護素子8bの内側周縁部に対接・配
置された易破断領域8c′をほぼ中央部に有する圧力弁体
8cと、一部が選択的に前記圧力弁体8cの易破断領域8c′
に対接（接合）し、周縁部が前記絶縁性パッキング材９
に係合・保持された金属薄板8dとを備えている。ここ
で、金属薄板8dは、通気孔8d′が設けられた厚さ 0.1〜
0.3mm程度の金属板で、前記圧力弁体8cの易破断性領域
8c′と選択的に対接させるため、凸型化されている。そ
して、金属薄板8dには発電要素７の一方の電極がリード
線10によって電気的に接続している。なお、圧力弁体8c
がほぼ一様な厚さの場合、前記金属薄板8dが対接する圧
力弁体8cの易破断領域8c′に、電池内圧の上昇で圧力弁
体8cを破断して電流を遮断する一対の切り込み部を形設
した構成を採ればよい。
側周縁部に対接・配置された環状の電流加熱保護素子層
8bと、前記電流加熱保護素子8bの内側周縁部に対接・配
置された易破断領域8c′をほぼ中央部に有する圧力弁体
8cと、一部が選択的に前記圧力弁体8cの易破断領域8c′
に対接（接合）し、周縁部が前記絶縁性パッキング材９
に係合・保持された金属薄板8dとを備えている。ここ
で、金属薄板8dは、通気孔8d′が設けられた厚さ 0.1〜
0.3mm程度の金属板で、前記圧力弁体8cの易破断性領域
8c′と選択的に対接させるため、凸型化されている。そ
して、金属薄板8dには発電要素７の一方の電極がリード
線10によって電気的に接続している。なお、圧力弁体8c
がほぼ一様な厚さの場合、前記金属薄板8dが対接する圧
力弁体8cの易破断領域8c′に、電池内圧の上昇で圧力弁
体8cを破断して電流を遮断する一対の切り込み部を形設
した構成を採ればよい。
【００２７】上記非水電解液電池は、たとえば定電流充
電で充電を行って過充電状態になったり、あるいは発電
要素７部で短絡が生じて、電池内でガスが発生して電池
内のガス圧が上昇した場合など、ガス圧の上昇に応答し
て金属薄板8dが変位して、この金属薄板8dに対接してい
る圧力弁体8cの易破断領域8c′で容易に破断する。すな
わち、電池内ガス圧の上昇に伴って自動的に金属薄板8d
が変位し、この金属薄板8dの変位によって、圧力弁体8c
の易破断領域8c′が破断し、端子板8aのガス抜き孔8a′
を介してガス圧を開放する。一方、前記圧力弁体8cの易
破断領域8c′の破断によって、電流加熱保護素子8b側と
の電流回路が遮断されるので、電池内部で発生するガ
ス、さらには充電続行などに起因する非水電解液電池の
損傷、その他の事故発生などが抑制・防止され、信頼性
および安全性の高い非水電解液電池が提供されることに
なる。
電で充電を行って過充電状態になったり、あるいは発電
要素７部で短絡が生じて、電池内でガスが発生して電池
内のガス圧が上昇した場合など、ガス圧の上昇に応答し
て金属薄板8dが変位して、この金属薄板8dに対接してい
る圧力弁体8cの易破断領域8c′で容易に破断する。すな
わち、電池内ガス圧の上昇に伴って自動的に金属薄板8d
が変位し、この金属薄板8dの変位によって、圧力弁体8c
の易破断領域8c′が破断し、端子板8aのガス抜き孔8a′
を介してガス圧を開放する。一方、前記圧力弁体8cの易
破断領域8c′の破断によって、電流加熱保護素子8b側と
の電流回路が遮断されるので、電池内部で発生するガ
ス、さらには充電続行などに起因する非水電解液電池の
損傷、その他の事故発生などが抑制・防止され、信頼性
および安全性の高い非水電解液電池が提供されることに
なる。
【００２８】図２は、第２の実施例に係る円筒型の有機
電解液電池の要部構成を拡大して示す断面図である。こ
の実施例の場合は、図１に図示した構成の一部を変更し
て、上記安全対策が、より効果的に行われるようにした
ものである。すなわち、充電過程で過充電状態になった
り、あるいは発電要素７部で短絡が生じて、電池内でガ
スが発生して電池内のガス圧が上昇した場合、そのガス
圧の上昇に応答して金属薄板8dが変位して、この金属薄
板8dが選択的に対接している圧力弁体8cの易破断領域8
c′を破断するとき、金属薄板8dの所定領域も同様に破
断するように、金属薄板8dにも、予め一対の破断用の切
り込み部8eを形設したものである。なお、図２におい
て、図１の場合と同じ構成部材ないし構成部は、図１の
場合と同じ符号で示してある。
電解液電池の要部構成を拡大して示す断面図である。こ
の実施例の場合は、図１に図示した構成の一部を変更し
て、上記安全対策が、より効果的に行われるようにした
ものである。すなわち、充電過程で過充電状態になった
り、あるいは発電要素７部で短絡が生じて、電池内でガ
スが発生して電池内のガス圧が上昇した場合、そのガス
圧の上昇に応答して金属薄板8dが変位して、この金属薄
板8dが選択的に対接している圧力弁体8cの易破断領域8
c′を破断するとき、金属薄板8dの所定領域も同様に破
断するように、金属薄板8dにも、予め一対の破断用の切
り込み部8eを形設したものである。なお、図２におい
て、図１の場合と同じ構成部材ないし構成部は、図１の
場合と同じ符号で示してある。
【００２９】上記では、円筒型非水電解液電池の例示に
ついて説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろ
いろの変形を採ることができる。たとえば正極や負極の
活物質、正極や負極の構成、セパレータ、二次電池の形
状など前記例示の以外の組み合わせ・形態などを採るこ
とができる。
ついて説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろ
いろの変形を採ることができる。たとえば正極や負極の
活物質、正極や負極の構成、セパレータ、二次電池の形
状など前記例示の以外の組み合わせ・形態などを採るこ
とができる。
【００３０】
【発明の効果】上記説明したように、本発明によれば、
正常時、すぐれた気密性により液漏れなどが防止され、
高い信頼性を保持する一方、過充電などによって電池内
圧が上昇したときには、電池内ガス圧を容易に開放する
だけでなく、発電要素と端子板との電気的な接続が確実
に遮断（断線）する構成と成っている。したがって、過
充電時などでの電池内ガス圧の上昇に起因する電池の爆
発・破損なども回避され、また、電流回路も遮断される
ので電流に起因する事故など確実にの防止できる。つま
り、信頼性および安全性のすぐれた非水電解液電池を提
供できる。
正常時、すぐれた気密性により液漏れなどが防止され、
高い信頼性を保持する一方、過充電などによって電池内
圧が上昇したときには、電池内ガス圧を容易に開放する
だけでなく、発電要素と端子板との電気的な接続が確実
に遮断（断線）する構成と成っている。したがって、過
充電時などでの電池内ガス圧の上昇に起因する電池の爆
発・破損なども回避され、また、電流回路も遮断される
ので電流に起因する事故など確実にの防止できる。つま
り、信頼性および安全性のすぐれた非水電解液電池を提
供できる。
【図１】第１の実施例に係る非水電解液電池の要部構成
を拡大して示す断面図。
を拡大して示す断面図。
【図２】第１の実施例に係る非水電解液電池の要部構成
を拡大して示す断面図。
を拡大して示す断面図。
【図３】従来の非水電解液電池の要部構成例を示す断面
図。
図。
１，６……外装缶 ２，７……発電要素 ３，８……封口蓋体 3a，8a……端子板 3a′，8a′……端子板のガス抜き孔 3b……圧力弁口 3c，8c……圧力弁体 3d……絶縁体層 3e……皿状封口板 3f，8b……電流加熱保護素子 ４，９……絶縁性パッキング材 ５，10……リード線 8c′……圧力弁体の易破断領域 8d……金属薄板 8d′……金属薄板の通気孔 8e……金属薄板の破断用切り込み部
Claims (2)
- 【請求項１】 負極構成部材、セパレータ部材、正極構
成部材、および非水系電解液から成る発電要素と、 前記発電要素を内蔵し、かつ一方の端子となる一端開口
型の外装缶と、 前記外装缶の開口を絶縁的に封口し、かつ他方の端子と
なる端子板を有する封口蓋体とを備えた非水電解液電池
において、 前記封口蓋体は、端子板の内側周縁部に対接・配置され
た環状の電流加熱保護素子、 前記電流加熱保護素子の内側周縁部に対接・配置され、
かつ易破断性領域を有する圧力弁体、および前記圧力弁
体の易破断性領域に一部が選択的に対接し、周縁部が絶
縁的に保持され、かつ発電要素の一方の電極に電気的に
接続する通気孔が設けられた金属薄板を有することを特
徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 負極構成部材、セパレータ部材、正極構
成部材、および非水系電解液から成る発電要素と、 前記発電要素を内蔵し、かつ一方の端子となる一端開口
型の外装缶と、 前記外装缶の開口を絶縁的に封口し、かつ他方の端子と
なる端子板を有する封口蓋体とを備えた非水電解液電池
において、 前記封口蓋体は、端子板の内側周縁部に対接・配置され
た環状の電流加熱保護素子、 前記電流加熱保護素子の内側周縁部に対接・配置された
圧力弁体、 前記圧力弁体の中央領域の一部が選択的に対接し、周縁
部が絶縁的に保持され、かつ発電要素の一方の電極に電
気的に接続する通気孔が設けられた金属薄板、 前記選択的に対接する圧力弁体および金属薄板の一部領
域の少なくともいずれか一方の領域に形設され、かつ電
池内圧の上昇で圧力弁体、金属薄板の少なくともいずれ
かを破断もしくは剥離して電流を遮断する一対の切り込
み部を有することを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9036580A JPH10233199A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9036580A JPH10233199A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233199A true JPH10233199A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12473719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9036580A Pending JPH10233199A (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10233199A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000090963A (ja) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Samsung Display Devices Co Ltd | 二次電池のキャップアセンブリ |
| US8323825B2 (en) | 2007-11-01 | 2012-12-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery using the same |
| WO2013154166A1 (ja) | 2012-04-12 | 2013-10-17 | 株式会社豊田自動織機 | 電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置 |
| CN105895850A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-24 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种移动通讯设备用锂电池的热保护装置 |
| US9698394B2 (en) | 2013-05-03 | 2017-07-04 | Robert Bosch Gmbh | Battery having a cover that has predetermined breaking points |
| US9876259B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-01-23 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Current interruption device and electricity storage device using the current interruption device |
| WO2019026526A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 円筒形電池 |
| WO2022196623A1 (ja) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 封口板およびそれを用いた蓄電装置 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP9036580A patent/JPH10233199A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000090963A (ja) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Samsung Display Devices Co Ltd | 二次電池のキャップアセンブリ |
| US8323825B2 (en) | 2007-11-01 | 2012-12-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery using the same |
| US10020146B2 (en) | 2012-04-12 | 2018-07-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Current interruption device and electric storage device using same |
| WO2013154166A1 (ja) | 2012-04-12 | 2013-10-17 | 株式会社豊田自動織機 | 電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置 |
| US9698394B2 (en) | 2013-05-03 | 2017-07-04 | Robert Bosch Gmbh | Battery having a cover that has predetermined breaking points |
| US9876259B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-01-23 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Current interruption device and electricity storage device using the current interruption device |
| CN105895850A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-24 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种移动通讯设备用锂电池的热保护装置 |
| WO2019026526A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 円筒形電池 |
| CN110998915A (zh) * | 2017-07-31 | 2020-04-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 圆筒形电池 |
| JPWO2019026526A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2020-08-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 円筒形電池 |
| CN110998915B (zh) * | 2017-07-31 | 2023-02-24 | 松下知识产权经营株式会社 | 圆筒形电池 |
| US11757153B2 (en) | 2017-07-31 | 2023-09-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Cylindrical battery |
| WO2022196623A1 (ja) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 封口板およびそれを用いた蓄電装置 |
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