JPH10269916A - 二次電池における温度ヒュ−ズの取付け構造及び絶縁スペ−サ付き温度ヒュ−ズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＰＣＴ内蔵の二次電池に較べ、安全性を確保し
ながら電池の内部インピ−ダンスを低く抑えると共に電
池パックの小型化を可能にする。 【解決手段】二次電池の一端に弁板２と該弁板を覆う正
極蓋４とをリング状の絶縁スペ−サ５を介して気密に取
付け、弁板２と正極蓋４との間に温度ヒュ−ズ６を納
め、温度ヒュ−ズ６の一方のリ−ド線６１を弁板２の周
囲端部とリング状絶縁スペ−サ５との間に挾み、温度ヒ
ュ−ズ６の他方のリ−ド線６２を正極蓋４の周囲端部と
リング状絶縁スペ−サ５との間に挾んだ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密閉型二次電池にお
ける温度ヒュ−ズの取付け構造及びその取り付けに使用
される温度ヒュ−ズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、携帯用電子機器等の電源として、
リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の大容量のも
のが多く使用されつつある。図５は、これら二次電池の
一例を示し、セパレ−タ８１’を介した正極８２’と負
極８３’とのスパイラル巻回体８’を負極缶１’に収容
して負極８３’と負極缶１’の底面とを電気的に導通
し、負極缶１’の上端内に正極集電極３’を配設して正
極８２’をこの集電極３’に電気的に導通し、負極缶
１’の上端に放圧板２’及びガス放出孔付き正極蓋４’
をガスケット７’を介して封着し、放圧板２’の中央凹
部２１’を正極集電極３’に電気的に導通してある。而
して、異常な内圧上昇時、放圧板２’が開放されて正極
蓋４’のガス放出孔４１’からガスが放出されると共に
放圧板２’と正極集電極３’との電気的導通が遮断され
る。

【０００３】上記のリチウムイオン電池、ニッケル水素
電池等においては、容量が大きく充電時や放電時に相当
に大きな電流が流れ、充電器や本体機器の故障時には、
過電流が流れて異常発熱が惹起されることがある。従
来、かかる異常発熱に対し、二次電池にＰＣＴを取り付
けておき、その異常発熱時でのＰＣＴの抵抗値上昇によ
り、充電または放電を抑えることが公知である。また、
更に安全性を高めるために、温度ヒュ−ズを併設するこ
とも公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＣＴ
は高分子物質に導電粉末を配合したものであるから、室
温での抵抗値が高く、その結果電池の内部インピ−ダン
スの上昇が避けられず、電圧降下が大きく、電池の放電
終止電圧以上であっても、放電が抑制されてしまい容量
の全てを使用し得ない。更に、７０℃〜８０℃で抵抗値
が室温時抵抗値の５〜１０倍に激しく上昇し、このと
き、回路に流れる電流が１／５〜１／１０になり誤動作
を引き起こすこともある。また、従来、併設する温度ヒ
ュ−ズは電池セルに外付けされており、電池パックにす
る場合、温度ヒュ−ズの取付けスペ−スが必要となって
小型化が困難である。

【０００５】本発明の目的は、ＰＣＴ内蔵の二次電池に
較べ、安全性を確保しながら電池の内部インピ−ダンス
を低く抑えると共に電池パックの小型化を可能にするこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る二次電池に
おける温度ヒュ−ズの取付け構造は、二次電池の一端に
弁板と該弁板を覆う正極蓋とをリング状の絶縁スペ−サ
を介して気密に取付け、弁板と正極蓋との間に温度ヒュ
−ズを納め、温度ヒュ−ズの一方のリ−ド線を弁板の周
囲端部とリング状絶縁スペ−サとの間に挾み、温度ヒュ
−ズの他方のリ−ド線を正極蓋の周囲端部とリング状絶
縁スペ−サとの間に挾んだことを特徴とする構成であ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明に係る二次
電池における温度ヒュ−ズの取付け構造の一例を示して
いる。図１において、１は負極缶である。２は金属製安
全弁であり、中央の凹部２１を正極集電極３に電気的に
導通させてある。４は金属製正極蓋であり、ガス放出孔
４１を設けてある。５はリング状の絶縁スペ−サ、例え
ばプラスチックスペ−サを、６は温度ヒュ−ズをそれぞ
れ示し、絶縁スペ−サ５を放圧板の２周囲端部と正極蓋
４の周囲端部との間に挾み、温度ヒュ−ズ６の一方のリ
−ド線６１を放圧板２の周囲端部と絶縁スペ−サ５との
間に挾み、他方のリ−ド線６２を正極蓋４の周囲端部と
絶縁スペ−サ５との間に挾み、放圧板２と絶縁スペ−サ
５及び正極蓋４の周囲端部に負極缶１の上端開口をガス
ケット７を介し、かしめ加工で封着してある。而して、
一方のリ−ド線６１と放圧板２との間、他方のリ−ド線
６２と正極蓋４との間が加圧接触により電気的に導通さ
れている。

【０００８】上記において、安全弁２の動作を妨げるこ
とのないように、温度ヒュ−ズと安全弁２との間に充分
な間隔を確保するために、温度ヒュ−ズを正極蓋４の内
面側に温度ヒュ−ズのリ−ド線６１と正極蓋４との電気
的絶縁を保てる程度に近接させて支持してある。図１に
は、示されていないが、セパレ−タを介した正極と負極
とのスパイラル巻回体を負極缶に収容して負極と負極缶
底面とを電気的に導通し、正極を正極集電極に電気的に
導通してある。上記絶縁スペ−サ５は安全弁２の周囲端
部と正極蓋４の周囲端部との間にかしめ加工により挾み
こまれるが、電解液の漏れを防ぐため、その外郭形状は
安全弁２や正極蓋４の周囲端部と同様に負極缶１の内側
形状に応じた形状とすることが好ましく、内郭形状は安
全弁２と正極蓋４との間に充分な空間を確保するため
に、安全弁２や正極蓋４の周囲端部の内郭からはみださ
ない形状とすることが好ましい。しかし、安全弁２の動
作に支障とならない空間を確保し得れば、内郭形状を四
角形、６角形、８角形等、または温度ヒュ−ズの輪郭形
状よりもやや大きい形状とすることも可能である。

【０００９】上記の温度ヒュ−ズには、図２の（イ）に
示すように、リ−ド線６１，６２間に低融点可溶合金片
６３を溶接等で接合し、その低融点可溶合金片６３にフ
ラックス６４を塗布し、このフラックス塗布可溶合金片
上に絶縁筒６５、例えばセラミックス筒を挿通し、絶縁
筒６５の各端と各リ−ド線６１，６２との間を接着剤６
６、例えばエポキシ樹脂で封止したもの、あるいは、図
２の（ロ）に示すように、二本のラジアルリ−ド線６
１，６２の先端間に低融点可溶合金片６３を溶接等で接
合し、その低融点可溶合金片上にフラックス６４を塗布
し、その上に絶縁被覆層６６、例えば、エポキシ樹脂の
浸漬被覆を施したもの等を使用できる。また、図２の
（ハ）に示すように、セラミックス基板のような絶縁基
板６０上に導電ペ−ストの印刷焼き付けにより対向電極
６１１，６２１を形成し、これらの電極間に低融点可溶
合金片６３を溶接等により接合し、その低融点可溶合金
片６３上にフラックス６４を塗布し、絶縁基板上に絶縁
被覆層６６、例えば、エポキシ樹脂の浸漬被覆を施した
ものも使用できる。上記リ−ド線６１，６２には丸線を
使用し、挾持される端部を扁平に圧縮加工することが好
ましい。

【００１０】上記絶縁スペ−サの上下面には、リ−ド線
と正極蓋または放圧板との電気的導通を良好にするため
に、電極層を設けることが好ましい。例えば、絶縁スペ
−サの上下面に銅箔を接着剤、または熱融着により貼着
することが好ましく、この場合、プラスチックシ−トの
上下面に銅箔を貼着し、これをリング状に打ち抜くこと
により絶縁スペ−サを得ることができる。

【００１１】上記絶縁スペ−サ５の上下の各面とその各
面の各リ−ド線端部ｅとは、図３の（イ）または図３の
（ロ）に示すように、面一にすることが好ましく、この
ため、絶縁スペ−サの上下各面に溝ａを加工しておくこ
とが望ましい。図３の（ロ）において、ｃは銅箔を示し
ている。

【００１２】上記において、図４の（イ）及び図４の
（ロ）〔図４の（イ）におけるロ−ロ断面図〕に示すよ
うに、絶縁スペ−サ５に温度ヒュ−ズ６のリ−ド線６
１，６２を予め止着しておき、この絶縁スペ−サ付き温
度ヒュ−ズの絶縁スペ−サを放圧板と正極蓋との間に挾
むことが作業性の点で有利である。この場合、図３の
（ハ）に示すように、絶縁スペ−サ５の上面に接着剤ｂ
を塗布し、温度ヒュ−ズ６のリ−ド線端部ｅをその接着
剤層ｂ上に載置し、その上に銅箔ｃを加熱圧着すること
を両面について行うことにより、平滑な銅箔電極を両面
に有する絶縁スペ−サ付きの温度ヒュ−ズを得ることが
できる。この絶縁スペ−サ付き温度ヒュ−ズにおいて、
リ−ド線に銅箔を溶接し、この銅箔を、接着剤を塗布し
た絶縁スペ−サ面に加熱圧着することもできる。

【００１３】１８６５０サイズのリチウムイオン電池に
おける正極蓋４と安全弁２との空間はほぼ２ｍｍ、内径
はφ８ｍｍであり、図に示す筒型温度ヒュ−ズの場合、
筒外径がφ１．４〜２．０ｍｍ、筒長さが４ｍｍ〜６ｍ
ｍ、リ−ド線直径がφ０．５ｍｍのものが使用され、リ
−ド線端部が厚み０．３ｍｍ以下に圧縮扁平加工され
る。

【００１４】上記実施例では、温度ヒュ−ズに合金型温
度ヒュ−ズを使用しているが、所定温度で溶融するペレ
ットを内蔵させ、そのペレットの溶融で接点を開放させ
るペレット型温度ヒュ−ズを使用することもできる。

【００１５】本発明に係る、二次電池における温度ヒュ
−ズの取付け構造を組み立てるには、正極と負極とのス
パイラル巻回体及び正極集電極等を収容した負極缶に放
圧板を入れ、更に絶縁スペ−サと上記合金型またはペレ
ット型温度ヒュ−ズとを配すると共に当該温度ヒュ−ズ
の一方のリ−ド線を絶縁スペ−サの下側に、他方のリ−
ド線を絶縁スペ−サの上側にそれぞれ配し、更にその絶
縁スペ−サ上に正極蓋を配し、正極蓋と絶縁スペ−サと
放圧板との周囲に負極缶の開口上端部をガスケットを介
してかしめ加工すればよい。また、放圧板に上記した絶
縁スペ−サ付き温度ヒュ−ズの絶縁スペ−サを配し、更
にその絶縁スペ−サ上に正極蓋を配し、負極缶の開口上
端部を放圧板と絶縁スペ−サと放圧板との周囲にガスケ
ットを介してかしめ加工することもできる。

【００１６】本発明により温度ヒュ−ズを取り付けるリ
チウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池は、
温度ヒュ−ズの抵抗値が数Ω程度であるので、ＰＣＴを
内蔵させる場合に較べ、内部インピ−ダンスを低くで
き、室温から８０℃付近までの温度変化による抵抗値変
化も実質上排除できるため、使用可能となる電池容量を
増加させ得る。また、電池をパックする場合、電池セル
内部に温度ヒュ−ズを内蔵させているので、従来の温度
ヒュ−ズ外付けの場合に較べ、電池パック全体の小型化
が可能となる。

【００１７】

【発明の効果】本発明に係る二次電池における温度ヒュ
−ズの取付け構造によれば、使用可能となる電池容量を
増加させ得、電池の高効率利用を図ることができ、電池
パックにした場合は、小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度ヒュ−ズの取付け構造を示す
図面である。

【図２】本発明において使用する三種の温度ヒュ−ズを
示す図面である。

【図３】本発明における絶縁スペ−サと温度ヒュ−ズの
リ−ド線との三種の止着構造を示す図面である。

【図４】本発明に係る絶縁スペ−サ付き温度ヒュ−ズを
示す図面である。

【図５】二次電池の構造を示す図面である。

【符号の説明】

１ 負極缶 ２ 弁板 ３ 正極集電極 ４ 正極蓋 ４１ ガス放出孔 ５ リング状絶縁スペ−サ ６ 温度ヒュ−ズ ６１ リ−ド線 ６２ リ−ド線 ７ ガスケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次電池の一端に弁板と該弁板を覆う正極
   蓋とを絶縁スペ−サを介して気密に取付け、弁板と正極
   蓋との間に温度ヒュ−ズを納め、該温度ヒュ−ズの一方
   のリ−ド線を弁板に導通し、他方のリ−ド線を正極蓋に
   導通したことを特徴とする二次電池における温度ヒュ−
   ズの取付け構造。
2. 【請求項２】リング状の絶縁スペ−サが弁板の周囲端部
   と正極蓋の周囲端部との間に挾まれ、温度ヒュ−ズの一
   方のリ−ド線が弁板の周囲端部とリング状絶縁スペ−サ
   との間に挾まれ、温度ヒュ−ズの他方のリ−ド線が正極
   蓋の周囲端部とリング状絶縁スペ−サとの間に挾まれて
   いる請求項１記載の二次電池における温度ヒュ−ズの取
   付け構造。
3. 【請求項３】請求項１記載の二次電池における温度ヒュ
   −ズの取付け構造に使用するリング状絶縁スペ−サ付き
   の温度ヒュ−ズであり、温度ヒュ−ズの一方のリ−ド線
   をリング状絶縁スペ−サの上面に、他方のリ−ド線をリ
   ング状絶縁スペ−サの下面に止着したことを特徴とする
   絶縁スペ−サ付き温度ヒュ−ズ。