JPH1167190A - 温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池 - Google Patents
温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池Info
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- JPH1167190A JPH1167190A JP9231497A JP23149797A JPH1167190A JP H1167190 A JPH1167190 A JP H1167190A JP 9231497 A JP9231497 A JP 9231497A JP 23149797 A JP23149797 A JP 23149797A JP H1167190 A JPH1167190 A JP H1167190A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流遮断素子として薄型化された温度ヒュー
ズ及び小型のリチウム二次電池。 【解決手段】 温度ヒューズ１０は、リード片１１を直
線上に並べてそれをヒューズ素子１２で接続し、補強材
１３とともに樹脂フィルム１４に挟んで構成されてい
る。温度ヒューズ１０を負極シート１６に溶接し、アル
ミニウムリード片２４を正極シート１５に溶接し、これ
ら各シート１５，１６をセパレータ１７とともに巻回し
てリチウム二次電池の電極体１８を形成する。
ズ及び小型のリチウム二次電池。 【解決手段】 温度ヒューズ１０は、リード片１１を直
線上に並べてそれをヒューズ素子１２で接続し、補強材
１３とともに樹脂フィルム１４に挟んで構成されてい
る。温度ヒューズ１０を負極シート１６に溶接し、アル
ミニウムリード片２４を正極シート１５に溶接し、これ
ら各シート１５，１６をセパレータ１７とともに巻回し
てリチウム二次電池の電極体１８を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄型化を図った温度
ヒューズ及びそれを内蔵したリチウム二次電池に関す
る。
ヒューズ及びそれを内蔵したリチウム二次電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池では、過充電時の発熱
を抑制するために、電池ケースの外部電極部分に正温度
特性を有する抵抗素子（ＰＣＴ）を設けたり、電池ケー
スの外面にサーミスタを取り付けて温度上昇時に充電電
流を遮断するようにしている。
を抑制するために、電池ケースの外部電極部分に正温度
特性を有する抵抗素子（ＰＣＴ）を設けたり、電池ケー
スの外面にサーミスタを取り付けて温度上昇時に充電電
流を遮断するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、ＰＣＴやサーミスタ等の電流遮断素子が嵩張っ
て電池全体を小型化できないという問題があった。
成では、ＰＣＴやサーミスタ等の電流遮断素子が嵩張っ
て電池全体を小型化できないという問題があった。
【０００４】本発明は、電流遮断素子として薄型化され
た温度ヒューズ及び小型のリチウム二次電池を提供する
ことを目的とする。
た温度ヒューズ及び小型のリチウム二次電池を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る温
度ヒューズは、一対のリード片と、このリード片間を接
続するように設けられた低融点金属からなるヒューズ素
子と、このヒューズ素子の表裏両側からヒューズ素子を
前記リード片の一部とともに挟み込んで互いに密着する
樹脂フィルムとを備えた構成に特徴を有する。請求項２
の温度ヒューズは、前記樹脂フィルム間にヒューズ素子
の近傍に補強片を挟み込み、この補強片によりヒューズ
素子を挟む部分の樹脂フィルムの熱収縮を防止するよう
にしたところに特徴を有する。請求項３の温度ヒューズ
は、ヒューズ素子に、その融液に対する接触角が大きい
高表面張力材料を含有させてあるところに特徴を有す
る。請求項４の発明は、リチウム二次電池に請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の温度ヒューズを備えさ
せたところに特徴を有する。そして、請求項５のリチウ
ム二次電池は、電池ケースが内部の電解液に対して絶縁
状態にあり、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の温度ヒューズを前記電池ケース内に収容すると共に、
そのリード片を負極の集電体に接続したところに特徴を
有する。請求項６のリチウム二次電池は、電池ケースを
袋状の樹脂フィルムにより形成し、その電池ケースの開
口部を温度ヒューズの樹脂フィルムを挟んだ状態で封口
した構成に特徴を有する。
度ヒューズは、一対のリード片と、このリード片間を接
続するように設けられた低融点金属からなるヒューズ素
子と、このヒューズ素子の表裏両側からヒューズ素子を
前記リード片の一部とともに挟み込んで互いに密着する
樹脂フィルムとを備えた構成に特徴を有する。請求項２
の温度ヒューズは、前記樹脂フィルム間にヒューズ素子
の近傍に補強片を挟み込み、この補強片によりヒューズ
素子を挟む部分の樹脂フィルムの熱収縮を防止するよう
にしたところに特徴を有する。請求項３の温度ヒューズ
は、ヒューズ素子に、その融液に対する接触角が大きい
高表面張力材料を含有させてあるところに特徴を有す
る。請求項４の発明は、リチウム二次電池に請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の温度ヒューズを備えさ
せたところに特徴を有する。そして、請求項５のリチウ
ム二次電池は、電池ケースが内部の電解液に対して絶縁
状態にあり、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の温度ヒューズを前記電池ケース内に収容すると共に、
そのリード片を負極の集電体に接続したところに特徴を
有する。請求項６のリチウム二次電池は、電池ケースを
袋状の樹脂フィルムにより形成し、その電池ケースの開
口部を温度ヒューズの樹脂フィルムを挟んだ状態で封口
した構成に特徴を有する。
【０００６】
【発明の作用及び効果】請求項１の温度ヒューズによれ
ば、ヒューズ素子及びリード片が樹脂フィルムに挟み込
まれた形態となるから、全体として小型のシート状とな
って嵩張ることがない。この結果、温度ヒューズを機器
のデッドスペースに配置したりして機器を小型化するこ
とができる。また、薄型である上に、樹脂フィルムによ
って密閉された状態にあるから、配置の自由度が高く、
発熱源の近くに配置して応答性を高めることも可能であ
る。
ば、ヒューズ素子及びリード片が樹脂フィルムに挟み込
まれた形態となるから、全体として小型のシート状とな
って嵩張ることがない。この結果、温度ヒューズを機器
のデッドスペースに配置したりして機器を小型化するこ
とができる。また、薄型である上に、樹脂フィルムによ
って密閉された状態にあるから、配置の自由度が高く、
発熱源の近くに配置して応答性を高めることも可能であ
る。
【０００７】請求項２の温度ヒューズでは、補強片によ
って樹脂フィルムの収縮が防止される。従って、樹脂フ
ィルムが熱収縮性を有するものであっても、温度上昇時
にヒューズ素子部分で樹脂フィルムが収縮することがな
く、ヒューズ素子の溶断により回路が確実に遮断され
る。
って樹脂フィルムの収縮が防止される。従って、樹脂フ
ィルムが熱収縮性を有するものであっても、温度上昇時
にヒューズ素子部分で樹脂フィルムが収縮することがな
く、ヒューズ素子の溶断により回路が確実に遮断され
る。
【０００８】請求項３の温度ヒューズでは、ヒューズ素
子に高表面張力材料が含まれているから、ヒューズ素子
が溶融したときに、その融液が表面張力によって玉状と
なって回路遮断が確実になされる。
子に高表面張力材料が含まれているから、ヒューズ素子
が溶融したときに、その融液が表面張力によって玉状と
なって回路遮断が確実になされる。
【０００９】請求項４のリチウム二次電池では、温度ヒ
ューズのリード片を負極に接続して電池ケースに内蔵し
ているから、アルミニウム箔を使用することが多い正極
に接続する場合に比べて信頼性が高い接続状態とするこ
とができ、しかも、温度上昇に対する応答性が高くな
る。
ューズのリード片を負極に接続して電池ケースに内蔵し
ているから、アルミニウム箔を使用することが多い正極
に接続する場合に比べて信頼性が高い接続状態とするこ
とができ、しかも、温度上昇に対する応答性が高くな
る。
【００１０】ところで、このように温度ヒューズを電池
ケースに内蔵して負極側の回路を遮断する構成とした場
合には、次のような困難に突き当たることが想定され
る。すなわち、従来の一般的な電池のように、電池ケー
スが金属製であって負極側と同電位になる構成である
と、仮に、温度ヒューズを作動させて電極体を充放電回
路から切り離した場合でも、電池ケースの内面は依然と
して負極電位に維持される。すると、ここに電解液中の
リチウムイオンが金属リチウムとして析出し、これが成
長して正極側に接触することになって短絡事故を引き起
こすおそれがある。このような危険な事態を避けるに
は、負極側と同電位になる電池ケースを温度ヒューズを
介して充放電回路に接続することが必要になり、そのた
めには電池ケースの外に温度ヒューズを設けねばならな
い。すると、発熱源から温度ヒューズが遠ざかることに
なるため、温度ヒューズの応答性が低下して好ましくな
い。これに対し、請求項５の発明では、電池ケースの内
面は電解液に対して絶縁状態にあるから、応答性を高め
るべく温度ヒューズを電池ケースに内蔵して負極側を充
放電回路から切り離す構成としても、温度ヒューズの作
動時に金属リチウムの析出といった危険な事態の発生は
確実に防止することができる。
ケースに内蔵して負極側の回路を遮断する構成とした場
合には、次のような困難に突き当たることが想定され
る。すなわち、従来の一般的な電池のように、電池ケー
スが金属製であって負極側と同電位になる構成である
と、仮に、温度ヒューズを作動させて電極体を充放電回
路から切り離した場合でも、電池ケースの内面は依然と
して負極電位に維持される。すると、ここに電解液中の
リチウムイオンが金属リチウムとして析出し、これが成
長して正極側に接触することになって短絡事故を引き起
こすおそれがある。このような危険な事態を避けるに
は、負極側と同電位になる電池ケースを温度ヒューズを
介して充放電回路に接続することが必要になり、そのた
めには電池ケースの外に温度ヒューズを設けねばならな
い。すると、発熱源から温度ヒューズが遠ざかることに
なるため、温度ヒューズの応答性が低下して好ましくな
い。これに対し、請求項５の発明では、電池ケースの内
面は電解液に対して絶縁状態にあるから、応答性を高め
るべく温度ヒューズを電池ケースに内蔵して負極側を充
放電回路から切り離す構成としても、温度ヒューズの作
動時に金属リチウムの析出といった危険な事態の発生は
確実に防止することができる。
【００１１】そして、請求項６のリチウム二次電池で
は、電池ケースが樹脂フィルムにより形成されているか
ら、温度ヒューズをその電池ケースの開口を通した状態
で封口すれば温度ヒューズの樹脂フィルムと電池ケース
の樹脂フィルムとが密着して容易にケースを密閉するこ
とができる。
は、電池ケースが樹脂フィルムにより形成されているか
ら、温度ヒューズをその電池ケースの開口を通した状態
で封口すれば温度ヒューズの樹脂フィルムと電池ケース
の樹脂フィルムとが密着して容易にケースを密閉するこ
とができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１ないし図１０を参照して説明する。図１及び図２
は、本発明に係る温度ヒューズ１０を示す。図中、１１
は例えばニッケル製のリード片であり、２本が直線上に
並べられて長手方向に所定の間隔を隔てて配置されてい
る。両リード片１１の間には、細い短冊状をなす低融点
合金からなるヒューズ素子１２がスポット溶接により接
続され、リード片１１間を一直線状につないでいる。そ
して、上記ヒューズ素子１２の傍らには、やはりニッケ
ル製の一対の補強片１３がヒューズ素子１２の延長方向
に沿うようにして非接触状態で配置されている。
て図１ないし図１０を参照して説明する。図１及び図２
は、本発明に係る温度ヒューズ１０を示す。図中、１１
は例えばニッケル製のリード片であり、２本が直線上に
並べられて長手方向に所定の間隔を隔てて配置されてい
る。両リード片１１の間には、細い短冊状をなす低融点
合金からなるヒューズ素子１２がスポット溶接により接
続され、リード片１１間を一直線状につないでいる。そ
して、上記ヒューズ素子１２の傍らには、やはりニッケ
ル製の一対の補強片１３がヒューズ素子１２の延長方向
に沿うようにして非接触状態で配置されている。
【００１３】これらのリード片１１、ヒューズ素子１２
及び補強片１３は、これらの表裏両面から２枚の樹脂フ
ィルム１４に挟まれ、両フィルム１４が加熱圧着されて
いる。これにより、全体としてシート状をなすと共に、
リード片１１、ヒューズ素子１２及び補強片１３を残し
た部分で両フィルム１４が互いに密着してシールされた
状態となっている。なお、この樹脂フィルム１４は変成
ポリオレフィン（クラレ株式会社製「エバール」（登録
商標））を使用しており、その熱融着性を利用して加熱
プレスによって両フィルム１４を互いに密着シール状態
にしてあるが、電池を構成する電解液に対する耐性と必
要な絶縁性及び耐熱性とを備えるものならば、種々の材
料を使用することができる。
及び補強片１３は、これらの表裏両面から２枚の樹脂フ
ィルム１４に挟まれ、両フィルム１４が加熱圧着されて
いる。これにより、全体としてシート状をなすと共に、
リード片１１、ヒューズ素子１２及び補強片１３を残し
た部分で両フィルム１４が互いに密着してシールされた
状態となっている。なお、この樹脂フィルム１４は変成
ポリオレフィン（クラレ株式会社製「エバール」（登録
商標））を使用しており、その熱融着性を利用して加熱
プレスによって両フィルム１４を互いに密着シール状態
にしてあるが、電池を構成する電解液に対する耐性と必
要な絶縁性及び耐熱性とを備えるものならば、種々の材
料を使用することができる。
【００１４】さて、上記温度ヒューズ１０を使用したリ
チウム二次電池の構造について図３ないし図１０を参照
して説明する。この電池は、帯状の正極シート１５及び
負極シート１６をセパレータ１７と共に扁平な渦巻き状
に巻回してなる電極体１８を袋状の電池ケース１９に収
容して構成したものである。正極シート１５は集電体と
してのアルミニウム箔２０の両面にリチウムコバルト酸
化物（ＬｉＣｏＯ2 ）等の正極合剤２１（図中交差斜線
を伏して示す）を塗布して構成され、負極シート１６は
集電体としての銅箔２２の両面にグラファイト等の負極
合剤２３（図中交差斜線を伏して示す）を塗布して構成
されている。
チウム二次電池の構造について図３ないし図１０を参照
して説明する。この電池は、帯状の正極シート１５及び
負極シート１６をセパレータ１７と共に扁平な渦巻き状
に巻回してなる電極体１８を袋状の電池ケース１９に収
容して構成したものである。正極シート１５は集電体と
してのアルミニウム箔２０の両面にリチウムコバルト酸
化物（ＬｉＣｏＯ2 ）等の正極合剤２１（図中交差斜線
を伏して示す）を塗布して構成され、負極シート１６は
集電体としての銅箔２２の両面にグラファイト等の負極
合剤２３（図中交差斜線を伏して示す）を塗布して構成
されている。
【００１５】そして、正極シート１５のアルミニウム箔
２０の端部には正極合剤層２１が塗布されておらず、こ
こにアルミニウムリード片２４が超音波溶接によって接
続され、その端部が電極体１８の上方に突出する構成と
なっている。また、負極シート１６の銅箔２２の端部に
も負極合剤２３が塗布されていない領域が形成され、こ
こに前記温度ヒューズ１０の一方のリード片１１がやは
り超音波溶接によって接続され、他方のリード片１１が
電極体１８の上方に突出している。なお、上記アルミニ
ウムリード片２４の中間部には、温度ヒューズ１０の樹
脂フィルム１４と同一材質の樹脂シート２５が温度ヒュ
ーズ１０と同様にして固着されている。
２０の端部には正極合剤層２１が塗布されておらず、こ
こにアルミニウムリード片２４が超音波溶接によって接
続され、その端部が電極体１８の上方に突出する構成と
なっている。また、負極シート１６の銅箔２２の端部に
も負極合剤２３が塗布されていない領域が形成され、こ
こに前記温度ヒューズ１０の一方のリード片１１がやは
り超音波溶接によって接続され、他方のリード片１１が
電極体１８の上方に突出している。なお、上記アルミニ
ウムリード片２４の中間部には、温度ヒューズ１０の樹
脂フィルム１４と同一材質の樹脂シート２５が温度ヒュ
ーズ１０と同様にして固着されている。
【００１６】正極シート１５及び負極シート１６は、図
６及び図７に示すように、左右の各端部を残してセパレ
ータ１７を挟んで重ねられ、図３に示すように一端側か
ら所定幅で繰り返し折り畳むようにして巻回され、扁平
な渦巻き状をなす。この巻回状態で、正極合剤層２１と
負極合剤層２３とがセパレータ１７を介して対向状態と
なり、セパレータ１７に含浸された非水電解液（例えば
エチレンカーボネイト，ジエチルカーボネイト及びジメ
チルカーボネイトを２：１：２の割合に混合した混合液
に、六弗化リン酸リチウムを添加したもの）によってリ
チウム二次電池が形成される。
６及び図７に示すように、左右の各端部を残してセパレ
ータ１７を挟んで重ねられ、図３に示すように一端側か
ら所定幅で繰り返し折り畳むようにして巻回され、扁平
な渦巻き状をなす。この巻回状態で、正極合剤層２１と
負極合剤層２３とがセパレータ１７を介して対向状態と
なり、セパレータ１７に含浸された非水電解液（例えば
エチレンカーボネイト，ジエチルカーボネイト及びジメ
チルカーボネイトを２：１：２の割合に混合した混合液
に、六弗化リン酸リチウムを添加したもの）によってリ
チウム二次電池が形成される。
【００１７】上記電極体１８は電池ケース１９の開口か
ら内部に収容され、内部に電解液を注入した状態でその
開口を閉じて加熱圧着することで電池ケース１９が封口
されている。その封口部には、図８に示すように、温度
ヒューズ１０の樹脂フィルム１４及び正極側のアルミニ
ウムリード片２４の樹脂シート２５が挟み込まれ、それ
らの樹脂フィルム１４，樹脂シート２５と電池ケース１
９の開口縁とが強固に密着されている。なお、上記電池
ケース１９は、図１０に模式的に示すように、例えばＰ
ＥＴ２６、アルミニウム箔２７、接着剤層２８、第１変
性ポリオレフィン層２９及び第２変性ポリオレフィン層
３０を順に重ねたラミネートフィルムからなり、第２変
性ポリオレフィン層３０側を内側として折り返して底辺
部及び側辺部を溶着することによりあらかじめ袋状に形
成され、最後に上部の開口部が封口される。
ら内部に収容され、内部に電解液を注入した状態でその
開口を閉じて加熱圧着することで電池ケース１９が封口
されている。その封口部には、図８に示すように、温度
ヒューズ１０の樹脂フィルム１４及び正極側のアルミニ
ウムリード片２４の樹脂シート２５が挟み込まれ、それ
らの樹脂フィルム１４，樹脂シート２５と電池ケース１
９の開口縁とが強固に密着されている。なお、上記電池
ケース１９は、図１０に模式的に示すように、例えばＰ
ＥＴ２６、アルミニウム箔２７、接着剤層２８、第１変
性ポリオレフィン層２９及び第２変性ポリオレフィン層
３０を順に重ねたラミネートフィルムからなり、第２変
性ポリオレフィン層３０側を内側として折り返して底辺
部及び側辺部を溶着することによりあらかじめ袋状に形
成され、最後に上部の開口部が封口される。
【００１８】上記構成によれば、例えば電池の過充電に
より電池が発熱すると、電池ケース１９内の温度ヒュー
ズ１０もほとんど遅れなく昇温する。そして、その温度
が例えば１３０℃まで上昇すると、ヒューズ素子１２が
溶けてリード片１１間の導通が断たれる。なお、ヒュー
ズ素子１２の上下両側は樹脂フィルム１４によって挟ま
れているが、ヒューズ素子１２と樹脂フィルム１４とは
必ずしも密着性がよくなく、また、ヒューズ素子１２の
厚さによって上下の樹脂フィルム１４間には僅かな隙間
が存在するから、ヒューズ素子１２が溶けた融液は、そ
の隙間等内で表面張力で丸くなることによってリード片
１１間の導通が遮断される。
より電池が発熱すると、電池ケース１９内の温度ヒュー
ズ１０もほとんど遅れなく昇温する。そして、その温度
が例えば１３０℃まで上昇すると、ヒューズ素子１２が
溶けてリード片１１間の導通が断たれる。なお、ヒュー
ズ素子１２の上下両側は樹脂フィルム１４によって挟ま
れているが、ヒューズ素子１２と樹脂フィルム１４とは
必ずしも密着性がよくなく、また、ヒューズ素子１２の
厚さによって上下の樹脂フィルム１４間には僅かな隙間
が存在するから、ヒューズ素子１２が溶けた融液は、そ
の隙間等内で表面張力で丸くなることによってリード片
１１間の導通が遮断される。
【００１９】また、温度ヒューズ１０の樹脂フィルム１
４は変性ポリオレフィン製であるから熱によって収縮傾
向を呈するが、ヒューズ素子１２の近くでは樹脂フィル
ム１４間に補強片１３が挟み込まれているから、その部
分での樹脂フィルム１４の収縮が抑えられ、ヒューズ素
子１２の溶融による回路遮断が確実になされる。
４は変性ポリオレフィン製であるから熱によって収縮傾
向を呈するが、ヒューズ素子１２の近くでは樹脂フィル
ム１４間に補強片１３が挟み込まれているから、その部
分での樹脂フィルム１４の収縮が抑えられ、ヒューズ素
子１２の溶融による回路遮断が確実になされる。
【００２０】さらに、上記温度ヒューズ１０を使用した
リチウム二次電池は、温度ヒューズ１０自体がシート状
をなして薄型であるから、電池ケース１９内に収容して
も電池全体がかさばることがない。しかも、過充電時に
発熱する電解液及び正極合剤２１に最も近い位置に配置
され、熱的影響を直接的に受けることになるから、応答
性が高くなり、安全性に優れる。
リチウム二次電池は、温度ヒューズ１０自体がシート状
をなして薄型であるから、電池ケース１９内に収容して
も電池全体がかさばることがない。しかも、過充電時に
発熱する電解液及び正極合剤２１に最も近い位置に配置
され、熱的影響を直接的に受けることになるから、応答
性が高くなり、安全性に優れる。
【００２１】また、本実施形態では、温度ヒューズ１０
のリード片１１を負極シート１６の銅箔２２に直接に溶
接しているから、負極シート１６からリードを引き出し
ここに温度ヒューズのリードを接続する構成に比べて、
温度ヒューズの接続構造の簡素化が可能であり、電池全
体の小型化に寄与する。しかも、温度ヒューズ１０のリ
ード片１１を負極シート１６の銅箔２２に溶接している
ことから、次のような効果が得られる。すなわち、仮
に、温度ヒューズ１０のリード片１１を正極シート１５
のアルミニウム箔２０に溶接する構成とすると、十分な
接続信頼性を得るために溶接出力を大きく設定する必要
があり、溶接時の温度上昇によって温度ヒューズ１０の
作動信頼性が損なわれるおそれがある。この点、本実施
形態では、温度ヒューズ１０のリード片１１を負極シー
ト１６の銅箔２２に溶接する構成であるから、比較的小
さな溶接出力でリード片１１を溶接することができ、温
度ヒューズ１０の作動信頼性を高めることができる。
のリード片１１を負極シート１６の銅箔２２に直接に溶
接しているから、負極シート１６からリードを引き出し
ここに温度ヒューズのリードを接続する構成に比べて、
温度ヒューズの接続構造の簡素化が可能であり、電池全
体の小型化に寄与する。しかも、温度ヒューズ１０のリ
ード片１１を負極シート１６の銅箔２２に溶接している
ことから、次のような効果が得られる。すなわち、仮
に、温度ヒューズ１０のリード片１１を正極シート１５
のアルミニウム箔２０に溶接する構成とすると、十分な
接続信頼性を得るために溶接出力を大きく設定する必要
があり、溶接時の温度上昇によって温度ヒューズ１０の
作動信頼性が損なわれるおそれがある。この点、本実施
形態では、温度ヒューズ１０のリード片１１を負極シー
ト１６の銅箔２２に溶接する構成であるから、比較的小
さな溶接出力でリード片１１を溶接することができ、温
度ヒューズ１０の作動信頼性を高めることができる。
【００２２】ところで、上述のように温度ヒューズ１０
を電池ケース１９に内蔵して負極側の回路を遮断する構
成とした場合には、次のような困難に突き当たることが
想定される。すなわち、従来の一般的な電池のように、
電池ケースが金属製であって負極側と同電位になる構成
であると、仮に、温度ヒューズを作動させて電極体の負
極シートを充放電回路から切り離した場合でも、電池ケ
ースの内面は依然として負極電位に維持される。する
と、ここに電解液中のリチウムイオンが金属リチウムと
して析出し、これが成長して正極側に接触することにな
って短絡事故を引き起こすおそれがある。このような危
険な事態を避けるには、負極側と同電位になる電池ケー
スを温度ヒューズを介して充放電回路に接続することが
必要になり、そのためには電池ケースの外に温度ヒュー
ズを設けねばならない。すると、発熱源から温度ヒュー
ズが遠ざかることになるため、温度ヒューズの応答性が
低下して好ましくない。
を電池ケース１９に内蔵して負極側の回路を遮断する構
成とした場合には、次のような困難に突き当たることが
想定される。すなわち、従来の一般的な電池のように、
電池ケースが金属製であって負極側と同電位になる構成
であると、仮に、温度ヒューズを作動させて電極体の負
極シートを充放電回路から切り離した場合でも、電池ケ
ースの内面は依然として負極電位に維持される。する
と、ここに電解液中のリチウムイオンが金属リチウムと
して析出し、これが成長して正極側に接触することにな
って短絡事故を引き起こすおそれがある。このような危
険な事態を避けるには、負極側と同電位になる電池ケー
スを温度ヒューズを介して充放電回路に接続することが
必要になり、そのためには電池ケースの外に温度ヒュー
ズを設けねばならない。すると、発熱源から温度ヒュー
ズが遠ざかることになるため、温度ヒューズの応答性が
低下して好ましくない。
【００２３】これに対し、本実施形態では、電池ケース
１９は第２変性ポリオレフィン層３０を内側としたラミ
ネート樹脂フィルムにより形成してあり、その内面は電
解液に対して絶縁状態にある。このため、応答性を高め
るべく温度ヒューズ１０を電池ケース１９に内蔵して電
極体１８の負極側を充放電回路から切り離す構成として
も、温度ヒューズ１０の作動時に金属リチウムの析出と
いった危険な事態の発生は確実に防止することができる
のである。
１９は第２変性ポリオレフィン層３０を内側としたラミ
ネート樹脂フィルムにより形成してあり、その内面は電
解液に対して絶縁状態にある。このため、応答性を高め
るべく温度ヒューズ１０を電池ケース１９に内蔵して電
極体１８の負極側を充放電回路から切り離す構成として
も、温度ヒューズ１０の作動時に金属リチウムの析出と
いった危険な事態の発生は確実に防止することができる
のである。
【００２４】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施の形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲
に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施することができる。
面によって説明した実施の形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲
に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施することができる。
【００２５】（１）上記実施形態では温度ヒューズ１０
を電池ケース１９内に収容したが、これに限らず、電池
ケースの外側部に密着して取り付けるようにしてもよ
い。
を電池ケース１９内に収容したが、これに限らず、電池
ケースの外側部に密着して取り付けるようにしてもよ
い。
【００２６】（２）電極体１８及び電池ケース１９は共
に扁平形状としたが、これらを円筒状に構成してもよい
ことは勿論である。
に扁平形状としたが、これらを円筒状に構成してもよい
ことは勿論である。
【００２７】（３）温度ヒューズ１０の補強片１３は、
樹脂フィルム１４の熱収縮性がヒューズ素子１２の溶断
特性に影響を与えない程度のものである場合には、省略
することができる。
樹脂フィルム１４の熱収縮性がヒューズ素子１２の溶断
特性に影響を与えない程度のものである場合には、省略
することができる。
【００２８】（４）温度ヒューズのヒューズ素子には、
予め低融点合金に、その融液に対する接触角が大きい高
表面張力材料を含ませておいてもよい。このようにする
と、ヒューズ素子が溶融したときに、その融液が高表面
張力材料に対する表面張力によって玉状となり易く、回
路遮断をより確実に行うことができる。なお、この場合
の低融点合金としては鉛・錫・インジウム合金や鉛・錫
・ビスマス合金を挙げることができ、高表面張力材料と
してはロジンやロジンエステルが好ましく、後者を前者
中に分散させた状態としておくことが好ましい。なお、
ヒューズ素子の外表面に予めロジンやロジンエステル等
の高表面張力材料を塗布しておいて樹脂フィルムによっ
て挟み込む構成としてもよい。
予め低融点合金に、その融液に対する接触角が大きい高
表面張力材料を含ませておいてもよい。このようにする
と、ヒューズ素子が溶融したときに、その融液が高表面
張力材料に対する表面張力によって玉状となり易く、回
路遮断をより確実に行うことができる。なお、この場合
の低融点合金としては鉛・錫・インジウム合金や鉛・錫
・ビスマス合金を挙げることができ、高表面張力材料と
してはロジンやロジンエステルが好ましく、後者を前者
中に分散させた状態としておくことが好ましい。なお、
ヒューズ素子の外表面に予めロジンやロジンエステル等
の高表面張力材料を塗布しておいて樹脂フィルムによっ
て挟み込む構成としてもよい。
【図１】本発明の一実施形態に係る温度ヒューズの斜視
図
図
【図２】同じく温度ヒューズの断面図
【図３】同じく電極体と電池ケースの斜視図
【図４】同じく正極シートの平面図
【図５】同じく負極シートの平面図
【図６】同じく電極体の分解斜視図
【図７】同じく電極体の巻回過程を示す分解斜視図
【図８】同じく完成形態のリチウム二次電池を示す斜視
図
図
【図９】同じく図８のＸＩ−ＸＩ線の断面図
【図１０】同じくラミネートフィルムの拡大断面図
１０…温度ヒューズ １１…リード片 １２…ヒューズ素子 １４…セパレータ １５…正極シート １６…負極シート １７…セパレータ １８…電極体 １９…電池ケース ２４…アルミニウムリード片
Claims (6)
- 【請求項１】 一対のリード片と、このリード片間を接
続するように設けられた低融点金属からなるヒューズ素
子と、このヒューズ素子の表裏両側からヒューズ素子を
前記リード片の一部とともに挟み込んで互いに密着する
樹脂フィルムとを備えてなる温度ヒューズ。 - 【請求項２】 前記樹脂フィルム間に挟み込んで設けら
れ前記ヒューズ素子の近傍に位置することによりヒュー
ズ素子を挟む部分の樹脂フィルムの熱収縮を防止する補
強片を備えたことを特徴とする請求項１記載の温度ヒュ
ーズ。 - 【請求項３】 ヒューズ素子には、その融液に対する接
触角が大きい高表面張力材料が含まれていることを特徴
とする請求項１又は２記載の温度ヒューズ。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の温度ヒューズを備えてなるリチウム二次電池。 - 【請求項５】 電池ケースが内部の電解液に対して絶縁
状態にあり、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の温度ヒューズが前記電池ケース内に収容されると共
に、そのリード片が負極の集電体に接続されていること
を特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項６】 電池ケースが袋状の樹脂フィルムにより
形成され、その電池ケースが温度ヒューズの樹脂フィル
ムを挟んだ状態で封口されていることを特徴とする請求
項５記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231497A JPH1167190A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231497A JPH1167190A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167190A true JPH1167190A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16924426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9231497A Pending JPH1167190A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 温度ヒューズ及びそれを備えたリチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167190A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1246276A2 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Wilson Greatbatch Ltd. | Link fuse |
| KR100477750B1 (ko) * | 2002-09-23 | 2005-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이온 전지의 전극조립체 및 이를 이용한 리튬이온 전지 |
| JP2005129442A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Sony Corp | 二次電池および電池パック |
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| DE102011081906A1 (de) | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrochemisches Energiespeichersystem |
| KR101455769B1 (ko) * | 2012-05-08 | 2014-11-03 | 주식회사 엘지화학 | 전극 리드 및 이를 포함하는 이차전지 |
| WO2016068071A1 (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-06 | 日本電気株式会社 | 二次電池、電動車両、蓄電システム、および製造方法 |
| KR20170132581A (ko) * | 2016-05-24 | 2017-12-04 | 주식회사 만도 | 온도 퓨즈 및 온도 퓨즈에 적용되는 인쇄회로기판 |
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| JP2022077641A (ja) * | 2020-11-12 | 2022-05-24 | 本田技研工業株式会社 | 固体電池用電極 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP9231497A patent/JPH1167190A/ja active Pending
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| WO2016068071A1 (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-06 | 日本電気株式会社 | 二次電池、電動車両、蓄電システム、および製造方法 |
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