JPH1031997A - 電 池 - Google Patents
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- JPH1031997A JPH1031997A JP8189337A JP18933796A JPH1031997A JP H1031997 A JPH1031997 A JP H1031997A JP 8189337 A JP8189337 A JP 8189337A JP 18933796 A JP18933796 A JP 18933796A JP H1031997 A JPH1031997 A JP H1031997A
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- Japan
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- battery
- heat
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- 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
-
- 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
- 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)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明においては、高容量、かつ、安全性の高
い電池を製造することを目的とする。 【解決手段】電極材料を電池容器に封入した電池におい
て、該容器に接する部分の少なくとも一部に、外気と接
触することによって吸熱する物質を存在させることを特
徴とする電池。
い電池を製造することを目的とする。 【解決手段】電極材料を電池容器に封入した電池におい
て、該容器に接する部分の少なくとも一部に、外気と接
触することによって吸熱する物質を存在させることを特
徴とする電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液を用い
た電池に関するものである。
た電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラ，携帯電話，ノート
型パソコン等のポータブル機器の普及に伴い、小型かつ
軽量で高容量の二次電池に対する需要が高まりつつあ
る。現在使用されている二次電池の多くはアルカリ電解
液を用いたニッケル−カドミウム電池であるが、平均電
池電圧が1.2Vと低いため、エネルギー密度を高くするこ
とは困難である。そのため、負極に最も卑な金属である
リチウム金属を使用して、高エネルギー二次電池の研究
が行われてきた。
型パソコン等のポータブル機器の普及に伴い、小型かつ
軽量で高容量の二次電池に対する需要が高まりつつあ
る。現在使用されている二次電池の多くはアルカリ電解
液を用いたニッケル−カドミウム電池であるが、平均電
池電圧が1.2Vと低いため、エネルギー密度を高くするこ
とは困難である。そのため、負極に最も卑な金属である
リチウム金属を使用して、高エネルギー二次電池の研究
が行われてきた。
【０００３】ところが、リチウム金属を使用した二次電
池では、充放電の繰り返しによってリチウムが樹枝状(
デンドライト) に成長し、短絡を起こして発火する危険
性がある。また、活性の高い金属リチウムを使用するた
め、本質的に危険性が高く、民生用として使用するには
問題が多い。近年、このような安全性の問題を解決し、
かつリチウム電極特有の高エネルギーが可能なものとし
て、各種炭素質材料を負極活物質として用いたリチウム
イオン二次電池が考案されている。この方法では、充電
時、炭素質材料にリチウムイオンが吸蔵( ドーピング)
され、金属リチウムと同電位になり金属リチウムの代わ
りに負極に使用することができることを利用したもので
ある。また、放電時にはドープされたリチウムイオンが
負極から放出( 脱ドーピング) されて元の炭素質材料に
戻る。このような、リチウムイオンがドーピングされた
炭素質材料を負極として用いた場合には、デンドライト
生成の問題も小さく、また金属リチウムが存在しないた
め、安全性にも優れているという問題があり、現在、活
発に研究が行われている。
池では、充放電の繰り返しによってリチウムが樹枝状(
デンドライト) に成長し、短絡を起こして発火する危険
性がある。また、活性の高い金属リチウムを使用するた
め、本質的に危険性が高く、民生用として使用するには
問題が多い。近年、このような安全性の問題を解決し、
かつリチウム電極特有の高エネルギーが可能なものとし
て、各種炭素質材料を負極活物質として用いたリチウム
イオン二次電池が考案されている。この方法では、充電
時、炭素質材料にリチウムイオンが吸蔵( ドーピング)
され、金属リチウムと同電位になり金属リチウムの代わ
りに負極に使用することができることを利用したもので
ある。また、放電時にはドープされたリチウムイオンが
負極から放出( 脱ドーピング) されて元の炭素質材料に
戻る。このような、リチウムイオンがドーピングされた
炭素質材料を負極として用いた場合には、デンドライト
生成の問題も小さく、また金属リチウムが存在しないた
め、安全性にも優れているという問題があり、現在、活
発に研究が行われている。
【０００４】上記の炭素質材料へのリチウムイオンの吸
蔵を利用した電極を利用した二次電池としては、特開昭
57-208079 ，特開昭58-93176，特開昭58-192266 ，特開
昭62-90863，特開昭62-122066 ，特開平2-66856 等が公
知である。
蔵を利用した電極を利用した二次電池としては、特開昭
57-208079 ，特開昭58-93176，特開昭58-192266 ，特開
昭62-90863，特開昭62-122066 ，特開平2-66856 等が公
知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムイオン二次電池は、非水系の電解液を使用するため
に、万一の事故の際に、電解液が燃焼するという危険性
を有している。電解液の燃焼の原因としては、電池が有
しているエネルギーが、たとえば、充電された電池がつ
ぶされたりして破損, 短絡に至るような異常によって、
熱に変換されることが最も大きい。これは、すなわち、
電池の有するエネルギー量を大きくすることによって、
電池の安全性が低下するということに他ならない。
ムイオン二次電池は、非水系の電解液を使用するため
に、万一の事故の際に、電解液が燃焼するという危険性
を有している。電解液の燃焼の原因としては、電池が有
しているエネルギーが、たとえば、充電された電池がつ
ぶされたりして破損, 短絡に至るような異常によって、
熱に変換されることが最も大きい。これは、すなわち、
電池の有するエネルギー量を大きくすることによって、
電池の安全性が低下するということに他ならない。
【０００６】即ち、リチウムイオン二次電池用として、
電池の容量の高いものほど、エネルギー密度が高くな
り、万一の事故に対して発熱量が大きく、安全性を維持
することが困難になる。
電池の容量の高いものほど、エネルギー密度が高くな
り、万一の事故に対して発熱量が大きく、安全性を維持
することが困難になる。
【０００７】本発明は、上記従来技術の欠点を解消しよ
うとするものであり、安全性の高い電池を提供すること
を目的とする。
うとするものであり、安全性の高い電池を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極材料を電
池容器に封入した電池において、該容器に接する部分の
少なくとも一部に、外気と接触することによって吸熱す
る物質を存在させることを特徴とする電池により基本的
に達成される。
池容器に封入した電池において、該容器に接する部分の
少なくとも一部に、外気と接触することによって吸熱す
る物質を存在させることを特徴とする電池により基本的
に達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】すなわち、電池が破損した場合
に、外気と接触した吸熱物質が、電池の温度を低下さ
せ、万一、充電状態の電池が有するエネルギーが、短絡
などによって外部に放出されることによる発熱があって
も、電池温度の上昇を抑制し、発火を防ぐことが可能と
なる。
に、外気と接触した吸熱物質が、電池の温度を低下さ
せ、万一、充電状態の電池が有するエネルギーが、短絡
などによって外部に放出されることによる発熱があって
も、電池温度の上昇を抑制し、発火を防ぐことが可能と
なる。
【００１０】ここで、短絡現象には、電池の外部で＋極
端子と−極端子が接触する外部短絡と、電池内部で、正
極シートと負極シートがセパレータを破って接触する内
部短絡があげられるが、リチウムイオン二次電池の場合
は、短絡箇所における電子移動とイオン移動の抵抗によ
る２種類の発熱が生じる。特に、電池内部における短絡
の場合、電子移動による発熱は、大概局所的な短絡によ
って発生するため、短絡箇所での温度上昇が大きくな
り、非水系電解液などに引火しやすく、危険性が高い。
このような、内部短絡現象は、一般的な状況では起きる
ことはほとんどなく、電池容器が大きな外圧で押しつぶ
されたり、破損することによって生じるものである。従
って、このような状況において、本発明のように電池の
破損状況において、吸熱物質が作動し、電池温度を下げ
ることは非常に有効な手段となる。外気と接触すること
により吸熱する物質としては、状態変化によるものや化
学反応によるものなどがあげられるが、吸熱効果が大き
く、簡便な手法としては、状態変化による気化熱を利用
したものである。すなわち、常温において蒸気圧の高い
液体ないし固体を電池容器の一部に封入し、外気と接触
することによって気化, 吸熱するものである。ここでい
うところの常温とは、通常使用・保管される温度のこと
を示し、具体的には-20 〜80℃を意味している。この温
度範囲において、封入した液体ないし固体が外気に接触
しないようにした隔壁の耐圧以下の蒸気圧を有すること
が必要である。この観点に基づいて隔壁の耐圧性や封入
する吸熱物質を決めることになる。さらに、安全機構と
して作動させるためには、電池内容物が分解したり発火
したりするいわゆる危険温度に到達する以前に隔壁が開
放する必要がある。したがって、電池の機械的な破損を
想定した場合は、電池缶自身よりも強度を小さくするこ
とによって、電池自身の破損に先立って封入物質が外気
と接触して冷却することが可能である。また、電池の異
常や熱により温度が上昇した場合にも作動するように、
隔壁の耐熱温度を電池の安全温度以下にしたり、吸熱物
質の蒸気圧増加による内圧により、隔壁が破裂するよう
にする方法を採ることも好ましい。電池の安全を確保す
るには、一般には、150 ℃以下で本発明による安全機構
が作動することが求められ、このためには、吸熱物質と
して沸点が100 ℃以下の物質を用いることが好ましい。
このような使用に適している物質としては、フロン-11
3, フロン-21,フロン-143a,ハロン1011, ハロン2402,ハ
ロン1211, ハロン1301, ジクロロメタン, 四塩化炭素な
どが挙げられるが、一般的な消火剤としても用いられる
ハロン系が好ましい。
端子と−極端子が接触する外部短絡と、電池内部で、正
極シートと負極シートがセパレータを破って接触する内
部短絡があげられるが、リチウムイオン二次電池の場合
は、短絡箇所における電子移動とイオン移動の抵抗によ
る２種類の発熱が生じる。特に、電池内部における短絡
の場合、電子移動による発熱は、大概局所的な短絡によ
って発生するため、短絡箇所での温度上昇が大きくな
り、非水系電解液などに引火しやすく、危険性が高い。
このような、内部短絡現象は、一般的な状況では起きる
ことはほとんどなく、電池容器が大きな外圧で押しつぶ
されたり、破損することによって生じるものである。従
って、このような状況において、本発明のように電池の
破損状況において、吸熱物質が作動し、電池温度を下げ
ることは非常に有効な手段となる。外気と接触すること
により吸熱する物質としては、状態変化によるものや化
学反応によるものなどがあげられるが、吸熱効果が大き
く、簡便な手法としては、状態変化による気化熱を利用
したものである。すなわち、常温において蒸気圧の高い
液体ないし固体を電池容器の一部に封入し、外気と接触
することによって気化, 吸熱するものである。ここでい
うところの常温とは、通常使用・保管される温度のこと
を示し、具体的には-20 〜80℃を意味している。この温
度範囲において、封入した液体ないし固体が外気に接触
しないようにした隔壁の耐圧以下の蒸気圧を有すること
が必要である。この観点に基づいて隔壁の耐圧性や封入
する吸熱物質を決めることになる。さらに、安全機構と
して作動させるためには、電池内容物が分解したり発火
したりするいわゆる危険温度に到達する以前に隔壁が開
放する必要がある。したがって、電池の機械的な破損を
想定した場合は、電池缶自身よりも強度を小さくするこ
とによって、電池自身の破損に先立って封入物質が外気
と接触して冷却することが可能である。また、電池の異
常や熱により温度が上昇した場合にも作動するように、
隔壁の耐熱温度を電池の安全温度以下にしたり、吸熱物
質の蒸気圧増加による内圧により、隔壁が破裂するよう
にする方法を採ることも好ましい。電池の安全を確保す
るには、一般には、150 ℃以下で本発明による安全機構
が作動することが求められ、このためには、吸熱物質と
して沸点が100 ℃以下の物質を用いることが好ましい。
このような使用に適している物質としては、フロン-11
3, フロン-21,フロン-143a,ハロン1011, ハロン2402,ハ
ロン1211, ハロン1301, ジクロロメタン, 四塩化炭素な
どが挙げられるが、一般的な消火剤としても用いられる
ハロン系が好ましい。
【００１１】また、吸熱物質を、電池容器内に存在させ
る場所としては、特に限定されるものではないが、異常
により電池内部の圧力が上昇した場合に、連動して大気
開放するいわゆる放圧機構を設けたり、電池容器の外周
囲全体に存在し、外圧に対して電池本体が外気に接触す
るよりも先に破損するように、たとえば、図4 に示すよ
うな二重構造になっていることが望ましい。図４中、1
は封口体、2 はシール材、3 は電池缶、4 は正極リー
ド、5 は電極体、6 は負極リード、１２は吸熱物質タン
クを示す。もちろん、二重構造の形状に関しても限定さ
れるものではなく、電池を装填する機器類やバッテリー
パックの形状に合わせて自在に設計することができる。
る場所としては、特に限定されるものではないが、異常
により電池内部の圧力が上昇した場合に、連動して大気
開放するいわゆる放圧機構を設けたり、電池容器の外周
囲全体に存在し、外圧に対して電池本体が外気に接触す
るよりも先に破損するように、たとえば、図4 に示すよ
うな二重構造になっていることが望ましい。図４中、1
は封口体、2 はシール材、3 は電池缶、4 は正極リー
ド、5 は電極体、6 は負極リード、１２は吸熱物質タン
クを示す。もちろん、二重構造の形状に関しても限定さ
れるものではなく、電池を装填する機器類やバッテリー
パックの形状に合わせて自在に設計することができる。
【００１２】ところで、本発明に用いられる電池として
特に制限はないが、前述したように、高エネルギー密度
を要求する携帯用機器搭載用の電池として、炭素質材料
へのカチオンあるいはアニオンのドーピングを利用した
二次電池がとくに効果的である。
特に制限はないが、前述したように、高エネルギー密度
を要求する携帯用機器搭載用の電池として、炭素質材料
へのカチオンあるいはアニオンのドーピングを利用した
二次電池がとくに効果的である。
【００１３】これらの電池の場合、すなわち、アルカリ
金属塩を含む非水電解液二次電池に用いる場合には、ア
ルカリ金属やカチオンがドープされる炭素質材料を負極
に、アニオンがドープされる材料を正極に用いることと
なる。
金属塩を含む非水電解液二次電池に用いる場合には、ア
ルカリ金属やカチオンがドープされる炭素質材料を負極
に、アニオンがドープされる材料を正極に用いることと
なる。
【００１４】正極活物質としては、炭素質材料, アルカ
リ金属を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなど
の無機化合物, ポリアセチレン, ポリパラフェニレン,
ポリフェニレンビニレン, ポリアニリン, ポリピロー
ル, ポリチオフェンなどの共役系高分子, ジスルフィド
結合を有する架橋高分子, 塩化チオニルなど、通常の二
次電池において用いられる正極活物質を挙げることがで
きる。これらの中で、リチウム塩を含む非水電解液を用
いた二次電池の場合には、コバルト、ニッケル、マンガ
ン、モリブデン、バナジウム、クロム、鉄、銅、チタン
などの遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンが好ましく
用いられる。特に、LiCoO 2 ，LiNiO 2 ,LiMn 2 O 4 ,L
i y Ni1-x Mex O 2 （Me:Ti,V,Mn,Fe のいずれか）, Li
1-x-a A xNi1-y-b B y O 2 （ただし、A は少なくと
も、１種類のアルカリもしくはアルカリ土類金属元素，
B は少なくとも１種類の遷移金属元素）は、電圧が高
く、エネルギー密度も大きいために、最も好ましく使用
され、本発明の適用に対し、最も効果の高い正極材料で
ある。特に、 Li 1-x-a A x Ni1-y-b B y O 2 において
は、0 ＜x ≦0.1,0 ≦y ≦0.3,-0.1≦a ≦0.1,-0.15 ≦
b ≦0.15（ただし、A,B が２種類以上の元素からなる場
合は、x はLiを除くアルカリもしくはアルカリ土類金属
の、y はNiを除く全遷移金属元素の総モル数,y=0の場
合、A は少なくとも１種類以上のアルカリ土類金属を含
む）とすることにより、優れた特性の正極活物質を得る
ことができる。
リ金属を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなど
の無機化合物, ポリアセチレン, ポリパラフェニレン,
ポリフェニレンビニレン, ポリアニリン, ポリピロー
ル, ポリチオフェンなどの共役系高分子, ジスルフィド
結合を有する架橋高分子, 塩化チオニルなど、通常の二
次電池において用いられる正極活物質を挙げることがで
きる。これらの中で、リチウム塩を含む非水電解液を用
いた二次電池の場合には、コバルト、ニッケル、マンガ
ン、モリブデン、バナジウム、クロム、鉄、銅、チタン
などの遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンが好ましく
用いられる。特に、LiCoO 2 ，LiNiO 2 ,LiMn 2 O 4 ,L
i y Ni1-x Mex O 2 （Me:Ti,V,Mn,Fe のいずれか）, Li
1-x-a A xNi1-y-b B y O 2 （ただし、A は少なくと
も、１種類のアルカリもしくはアルカリ土類金属元素，
B は少なくとも１種類の遷移金属元素）は、電圧が高
く、エネルギー密度も大きいために、最も好ましく使用
され、本発明の適用に対し、最も効果の高い正極材料で
ある。特に、 Li 1-x-a A x Ni1-y-b B y O 2 において
は、0 ＜x ≦0.1,0 ≦y ≦0.3,-0.1≦a ≦0.1,-0.15 ≦
b ≦0.15（ただし、A,B が２種類以上の元素からなる場
合は、x はLiを除くアルカリもしくはアルカリ土類金属
の、y はNiを除く全遷移金属元素の総モル数,y=0の場
合、A は少なくとも１種類以上のアルカリ土類金属を含
む）とすることにより、優れた特性の正極活物質を得る
ことができる。
【００１５】負極活物質として用いられる炭素材料とし
ても、炭素質材料として、炭素繊維，人造あるいは天然
の黒鉛粉末，フッ化カーボン，金属あるいは金属酸化物
などの無機化合物や有機高分子化合物などを用いること
ができる。ここで用いられる炭素繊維としては、特に限
定されるものではないが、一般に有機物を焼成したもの
が用いられる。具体的には、ポリアクリロニトリル(PA
N) から得られるPAN 系炭素繊維、石炭もしくは石油な
どのピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロース
から得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物の
気体から得られる気相成長炭素繊維などが挙げられる
が、そのほかに、ポリビニルアルコール、リグニン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹
脂、フルフリルアルコールなどを焼成して得られる炭素
繊維も好適に用いられる。これらの炭素繊維の中で、炭
素繊維が用いられる電極および電池の特性に応じて、そ
の特性を満たす炭素繊維が適宜選択されて用いられる。
上記炭素繊維の中で、アルカリ金属塩を含む非水電解液
を用いた二次電池の負極に使用する場合には、PAN 系炭
素繊維、ピッチ系炭素繊維が好ましい。特に、アルカリ
金属イオン、特にリチウムイオンのドーピングが良好で
あるという点で、PAN 系炭素繊維が好ましく用いられ
る。炭素繊維の直径は、それぞれの形態を採り易いよう
に決められるべきであるが、好ましくは1 〜100 μm の
直径の炭素繊維が用いられ、3 〜20μm がさらに好まし
い。異なった直径の炭素繊維を数種類用いることも可能
である。また、長さに関しても特に制限はないが、100
μm 未満，さらに好ましくは50μm 以下かつ炭素繊維直
径以上の長さに短くするとコーターを用いて均一に塗布
できるため好ましい。
ても、炭素質材料として、炭素繊維，人造あるいは天然
の黒鉛粉末，フッ化カーボン，金属あるいは金属酸化物
などの無機化合物や有機高分子化合物などを用いること
ができる。ここで用いられる炭素繊維としては、特に限
定されるものではないが、一般に有機物を焼成したもの
が用いられる。具体的には、ポリアクリロニトリル(PA
N) から得られるPAN 系炭素繊維、石炭もしくは石油な
どのピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロース
から得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物の
気体から得られる気相成長炭素繊維などが挙げられる
が、そのほかに、ポリビニルアルコール、リグニン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹
脂、フルフリルアルコールなどを焼成して得られる炭素
繊維も好適に用いられる。これらの炭素繊維の中で、炭
素繊維が用いられる電極および電池の特性に応じて、そ
の特性を満たす炭素繊維が適宜選択されて用いられる。
上記炭素繊維の中で、アルカリ金属塩を含む非水電解液
を用いた二次電池の負極に使用する場合には、PAN 系炭
素繊維、ピッチ系炭素繊維が好ましい。特に、アルカリ
金属イオン、特にリチウムイオンのドーピングが良好で
あるという点で、PAN 系炭素繊維が好ましく用いられ
る。炭素繊維の直径は、それぞれの形態を採り易いよう
に決められるべきであるが、好ましくは1 〜100 μm の
直径の炭素繊維が用いられ、3 〜20μm がさらに好まし
い。異なった直径の炭素繊維を数種類用いることも可能
である。また、長さに関しても特に制限はないが、100
μm 未満，さらに好ましくは50μm 以下かつ炭素繊維直
径以上の長さに短くするとコーターを用いて均一に塗布
できるため好ましい。
【００１６】本発明に使用される電解液に用いられる溶
媒としては、特に限定されることなく、例えば酸あるい
はアルカリ水溶液、または非水溶媒などが挙げられる
が、可燃性の高い非水系電解液の電池に用いることが効
果的である。この中で、上述のアルカリ金属塩を含む非
水電解液からなる二次電池の電解液の溶媒としては、プ
ロピレンカーボネート, エチレンカーボネート, ジメチ
ルカーボネート, γ- ブチロラクトン,N- メチルピロリ
ドン, アセトニトリル,N,N- ジメチルホルムアミド, ジ
メチルスルフォキシド, テトラヒドロフラン,1,3- ジオ
キソラン, ギ酸メチル, スルホラン, オキサゾリドン,
塩化チオニル,1,2- ジメトキシエタン, ジエチレンカー
ボネートや、これらの誘導体や混合物などが好ましく用
いられる。本発明に使用される電解液に含まれる電解質
としては、アルカリ金属、特にリチウムのハロゲン化
物、過塩素酸塩、チオシアン塩、ホウフッ化塩、リンフ
ッ化塩、砒素フッ化塩、アルミニウムフッ化塩、トリフ
ルオロメチル硫酸塩などが好ましく用いられる。
媒としては、特に限定されることなく、例えば酸あるい
はアルカリ水溶液、または非水溶媒などが挙げられる
が、可燃性の高い非水系電解液の電池に用いることが効
果的である。この中で、上述のアルカリ金属塩を含む非
水電解液からなる二次電池の電解液の溶媒としては、プ
ロピレンカーボネート, エチレンカーボネート, ジメチ
ルカーボネート, γ- ブチロラクトン,N- メチルピロリ
ドン, アセトニトリル,N,N- ジメチルホルムアミド, ジ
メチルスルフォキシド, テトラヒドロフラン,1,3- ジオ
キソラン, ギ酸メチル, スルホラン, オキサゾリドン,
塩化チオニル,1,2- ジメトキシエタン, ジエチレンカー
ボネートや、これらの誘導体や混合物などが好ましく用
いられる。本発明に使用される電解液に含まれる電解質
としては、アルカリ金属、特にリチウムのハロゲン化
物、過塩素酸塩、チオシアン塩、ホウフッ化塩、リンフ
ッ化塩、砒素フッ化塩、アルミニウムフッ化塩、トリフ
ルオロメチル硫酸塩などが好ましく用いられる。
【００１７】ところで、正極シート，負極シートは、集
電体の両面に正極材料，負極材料を塗布することにより
得ることができる。また、正極材料，負極材料を集電体
に接着して電極シートを作製する際は、どのような形態
をとっても構わないが、本発明の性質上、結着材や導電
材などとともに溶媒に溶解，分散させた液を塗布後，乾
燥させたり、活物質を導電性結着材や導電材と結着材の
混合物を用いて集電体に張り付ける方法が一般的である
が、特に限定されるものではない。
電体の両面に正極材料，負極材料を塗布することにより
得ることができる。また、正極材料，負極材料を集電体
に接着して電極シートを作製する際は、どのような形態
をとっても構わないが、本発明の性質上、結着材や導電
材などとともに溶媒に溶解，分散させた液を塗布後，乾
燥させたり、活物質を導電性結着材や導電材と結着材の
混合物を用いて集電体に張り付ける方法が一般的である
が、特に限定されるものではない。
【００１８】
【実施例】以下実施例をもって本発明をさらに具体的に
説明する。ただし、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。
説明する。ただし、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。
【００１９】実施例１ 正極活物質にLiCoO 2 を90wt% ，結着材としてPVDF( 呉
羽化学株式会社製) を6wt%，導電材としてアセチレンブ
ラック( 電気化学工業株式会社製)4wt% を用い、これら
を混練した後、集電体としてアルミニウム箔( 厚さ20μ
m)の上に混練した正極材料を塗布した後、プレスを施す
ことにより正極シートを得た。この正極シートに塗布し
た正極活物質量は、11.4g であった。また、負極活物質
としてPAN 繊維”トレカ”T300( 東レ株式会社製) を約
20μm に短繊維化した後真空中1350℃で4 時間焼成して
得られた負極活物質を用いた他は正極と同じ組成の結着
材と導電材を用いて混練した後、集電体として銅箔上に
塗布した後、プレス処理して負極シートを得た。この負
極シートに塗布した負極活物質量は4.3gであった。これ
らの正・負極シートを、多孔質ポリエチレンフィルム(S
ETELA E25MMO; 東燃化学株式会社製) のセパレータを介
して重ね合わせ、巻回することによって円筒状の電極体
を10個を得た。この電極体を用いて、外径18mm, 長さ65
mmのステンレス製の円筒形電池缶に装填した後、電解液
として１Ｍ硼弗化リチウムを含有するエチレンカーボネ
ートとジメチルカーボネートの1:1 混合液を含浸させ、
封口体として図3 に示すようなフロン113 を封入したキ
ャップを用いた、断面が図1 に示されるような電池を作
製した。この封口体は、電池内圧の上昇により、フロン
113 が外気と接触するように破裂板が備えられている。
図３中、7 はPTC 素子、8 は放圧板、9 は絶縁板、10は
孔、11はキャップを示す。
羽化学株式会社製) を6wt%，導電材としてアセチレンブ
ラック( 電気化学工業株式会社製)4wt% を用い、これら
を混練した後、集電体としてアルミニウム箔( 厚さ20μ
m)の上に混練した正極材料を塗布した後、プレスを施す
ことにより正極シートを得た。この正極シートに塗布し
た正極活物質量は、11.4g であった。また、負極活物質
としてPAN 繊維”トレカ”T300( 東レ株式会社製) を約
20μm に短繊維化した後真空中1350℃で4 時間焼成して
得られた負極活物質を用いた他は正極と同じ組成の結着
材と導電材を用いて混練した後、集電体として銅箔上に
塗布した後、プレス処理して負極シートを得た。この負
極シートに塗布した負極活物質量は4.3gであった。これ
らの正・負極シートを、多孔質ポリエチレンフィルム(S
ETELA E25MMO; 東燃化学株式会社製) のセパレータを介
して重ね合わせ、巻回することによって円筒状の電極体
を10個を得た。この電極体を用いて、外径18mm, 長さ65
mmのステンレス製の円筒形電池缶に装填した後、電解液
として１Ｍ硼弗化リチウムを含有するエチレンカーボネ
ートとジメチルカーボネートの1:1 混合液を含浸させ、
封口体として図3 に示すようなフロン113 を封入したキ
ャップを用いた、断面が図1 に示されるような電池を作
製した。この封口体は、電池内圧の上昇により、フロン
113 が外気と接触するように破裂板が備えられている。
図３中、7 はPTC 素子、8 は放圧板、9 は絶縁板、10は
孔、11はキャップを示す。
【００２０】この電池を、充電電流1A, 定電圧値4.3V,
充電時間2.5 時間で定電流定電圧充電し、放電電流200m
A ，放電終止電圧2.5Vで容量試験を行ったところ、電池
平均容量は1380mAh であった。この電池10個を径15mmの
丸棒を用いて電池の円筒側面から内部短絡を生じるまで
圧力を加えたところ、10個とも破裂, 発火は生じず、電
池表面の最高温度は約90〜100 ℃と低かった。
充電時間2.5 時間で定電流定電圧充電し、放電電流200m
A ，放電終止電圧2.5Vで容量試験を行ったところ、電池
平均容量は1380mAh であった。この電池10個を径15mmの
丸棒を用いて電池の円筒側面から内部短絡を生じるまで
圧力を加えたところ、10個とも破裂, 発火は生じず、電
池表面の最高温度は約90〜100 ℃と低かった。
【００２１】比較例１ 図2 に示すような従来の封口体を用いる他は、実施例１
と同様の電池を作製し、同条件で試験を行ったところ、
電池平均容量は1380mAh であった。また、実施例１と同
様に丸棒を用いて内部短絡させたところ、10個中8 個が
破裂, 発火に至り、破裂した電池の電池表面温度は約20
0 〜250 ℃に達した。
と同様の電池を作製し、同条件で試験を行ったところ、
電池平均容量は1380mAh であった。また、実施例１と同
様に丸棒を用いて内部短絡させたところ、10個中8 個が
破裂, 発火に至り、破裂した電池の電池表面温度は約20
0 〜250 ℃に達した。
【００２２】
【発明の効果】本発明により、電池容量が高く，安全性
に優れた電池を製造することが可能となった。
に優れた電池を製造することが可能となった。
【図１】本発明に係る電池の一例の側断面図である。
【図２】従来の封口体の一例の側断面図である。
【図３】本発明に係る冷却機能を有した封口体の一例の
側断面図である。
側断面図である。
【図４】本発明に係る冷却機能を有した電池の一例の側
断面図である。
断面図である。
1: 封口体 2: シール材 3: 電池缶 4: 正極リード 5: 電極体 6: 負極リード 7:PTC素子 8: 放圧板 9: 絶縁板 10: 孔 11: キャップ 12: 吸熱物質タンク 13: 吸熱物質開放部
Claims (7)
- 【請求項１】電極材料を電池容器に封入した電池におい
て、該容器に接する部分の少なくとも一部に、外気と接
触することによって吸熱する物質を存在させることを特
徴とする電池。 - 【請求項２】該吸熱する物質の20℃における蒸気圧が10
0mmHg 以上であることを特徴とする請求項１記載の電
池。 - 【請求項３】該吸熱する物質が空気と触れることによっ
て吸熱反応を生じることをことを特徴とする請求項１ま
たは２記載の電池。 - 【請求項４】該吸熱する物質が、電極材料と隔てられて
電池容器内部に封入されていることを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の電池。 - 【請求項５】該吸熱する物質と接する電池容器の部分
が、二重構造になっていることを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の電池。 - 【請求項６】該電池の電解液が有機溶媒からなることを
特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電池。 - 【請求項７】該電池の電解液がリチウム塩を電解質とす
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189337A JPH1031997A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189337A JPH1031997A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031997A true JPH1031997A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16239659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8189337A Pending JPH1031997A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1031997A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6586912B1 (en) | 2002-01-09 | 2003-07-01 | Quallion Llc | Method and apparatus for amplitude limiting battery temperature spikes |
| US6891353B2 (en) | 2001-11-07 | 2005-05-10 | Quallion Llc | Safety method, device and system for an energy storage device |
| US7102688B2 (en) * | 2001-01-29 | 2006-09-05 | Universal Electronics Inc. | System and method for using a hand held device to display a readable representation of an audio track |
| US7443136B2 (en) | 2002-01-09 | 2008-10-28 | Quallion Llc | Method and device employing heat absorber for limiting battery temperature spikes |
| US7592776B2 (en) | 2001-11-07 | 2009-09-22 | Quallion Llc | Energy storage device configured to discharge energy in response to unsafe conditions |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP8189337A patent/JPH1031997A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7102688B2 (en) * | 2001-01-29 | 2006-09-05 | Universal Electronics Inc. | System and method for using a hand held device to display a readable representation of an audio track |
| US6891353B2 (en) | 2001-11-07 | 2005-05-10 | Quallion Llc | Safety method, device and system for an energy storage device |
| US7592776B2 (en) | 2001-11-07 | 2009-09-22 | Quallion Llc | Energy storage device configured to discharge energy in response to unsafe conditions |
| US6586912B1 (en) | 2002-01-09 | 2003-07-01 | Quallion Llc | Method and apparatus for amplitude limiting battery temperature spikes |
| US7443136B2 (en) | 2002-01-09 | 2008-10-28 | Quallion Llc | Method and device employing heat absorber for limiting battery temperature spikes |
| US7893659B2 (en) | 2002-01-09 | 2011-02-22 | Quallion Llc | Method and apparatus for amplitude limiting battery temperature spikes |
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