TW595032B - Sealed battery - Google Patents

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TW595032B
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plug
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TW091124456A
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Masato Iwanaga
Syuichi Yamashita
Masanori Ogi
Zensaku Yasutake
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Sanyo Electric Co
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Description

五、發明說明（2) 路 之情形。中心拴俏用 火 確 插設中心栓的另一馆卩制該極板變形而插設。 φ笙神y^ 另項理由，係當誤將鋰離子電池投入 伴5 «I妯#、部溫度成為2〇〇°c以上的高溫之際’用以 子雷=孫佔Γ通路之旋渦狀電極體的中空部分。通常鐘離 板二旦在2 0 〇。聚乙稀製等之微多孔膜所構成的隔板’該隔 部分之情r C以上的高溫時即會熔化’而有堵塞住中空 氣體排二‘路ΙΓ'栓，係在上述隔板溶化之際，用以確保 社^ 插設。 基於上述理山 率面等方面 < 由所插設的隔板，從成本面及氣體排放效 周方向的端Γ言’通常將金屬製薄板做成圓形筒狀，因圓 端部間的ϋ彼此間不會接合’而成為開縫殘留在此等兩 件掉落於鋰上迷的鐘離子電池從高處落下’或相反地將物 受到使外罐2，電池上時’於外裝罐中產生變形。如上述 心栓亦有m :楚形的外力之裡離子電池’内部即使插設中 極體的隔Γ %的情況發生，而變形劇烈時，亦有漩渦狀電 =破損的情況。 上迷的4 ^ _ Μ板破損時，鋰離子電池内部產生短路，因其 座生面積較女 (約1 3 0°c ]： 短路電流密度較小’電池不會變成高溫 上）。 端部i ί渦i述隔板未破損，而中心栓變形，面臨開縫的 攸从；拉狀電極體插入時，漩滿狀電極體中產生内部短 路的面積輪t 大，電、、也 N ’因在局部產生短路使得短路電k密度變 '有容易變成高溫（約130°c )的傾向。
314031.ptd 第9頁 595032 五、發明說明（3) [發明内容] 本發明係針對上述問題而研發者，其目的在提供一種 密閉電池，即使因外力而產生變形時，亦不易因内部短路 而產生異常發熱。 為解決上述問題，本發明之密閉電池係具備：由以隔 板隔開而配置之正極板與負極板形成具有内部空間之形狀 之電極體；及插設於上述電極體的内部空間之筒狀中心 栓，上述中心栓之側壁上具有端部，上述端部之至少一部 份區域，係配置於較上述中心栓的假想外周的更内側，以 免該端部接觸上述電極體。 如上述，具有未處理緣部的中心栓之習知的密閉電池 中，中心栓因外力而變形，面臨開縫的端部朝向電極體變 形時，電極體會受到損傷，而容易產生内部短路，並因此 容易產生異常發熱。 相比之，上述本發明的密閉電池中，中心栓面臨開縫 的端部之至少一部份區域配置於較中心的假想外周更内 側，即使中心栓因外力而變形時，至少配置於内側的端部 較不易傷及電極體，而不容易產生内部短路。因此，本發 明的密閉電池，即使中心栓因外力而變形時，不容易因内 部短路而產生異常發熱。 另外，所謂中心栓的假想外周，例如筒狀體的部分區 域中形成凹狀槽時，係表示將其凹狀槽部分内插之外周。 中心栓雖然有各式各樣的形狀，但以具有截面方向不 會產生角度、加工方便、縱向具有開縫的圓筒狀體較佳。
314031.ptd 第10頁 595032 五、發明說明（4) 在此所謂的圓筒狀體，與上述相同，並非具有完全圓形截 面的筒體，而將開縫部分補償的假想外周呈圓形的筒體。 再者，本發明的密閉電池，中心栓即使因外力而變形 時，因電極體不易受損，中心栓面臨開縫的端部附近區域 的外周面，以朝内側彎曲的方式較佳。 彎曲外周面彼此間的角度，以朝向中心栓外側1 2 0° 以下較佳。有關該角度的理由，在後述的驗證試驗中加以 說明。 並且，外周面彼此間的角度，並非以0°為下限值（外 周面彼此平行的狀態），而是以兩端部接觸中心栓端部附 近區域的内周面狀態時之角度為下限值。 因此，本發明係在中心栓端部内的一方，與其附近區 域的中心栓内周面接觸或接近時，亦同樣達到與上述相同 的效果。 上述密閉電池，從電池性能方面而言，中心栓的側壁 上，設有可連通其内外的窗部，不但可使重量減輕，即使 置於電極體的高度方向之大致中間，亦可使中心栓内外的 電解液流通，而較為理想。窗部則以形成在中心栓的整個 側壁上較理想。 再者，可利用各式各樣的材料形成中心栓，但若考慮 加工面及成本面，則以金屬材料較理想。 並且，本發明對具備電極體與中心栓的密閉電池可發 揮其功效，尤其對使用高能源密度的非水二次電池時更具 功效。
314031.ptd 第11頁 595032 五、發明說明（5) [實施方式] (第1實施形態） 茲參照第1圖及第2圖以說明本發明第1實施形態之鋰 離子電池。 第1圖係表示本發明第1實施形態之鋰離子電池1的構 造之斜視圖（部分剖視圖），第2圖係表示其中具備中心栓 的斜視圖。 如第1圖所示，鋰離子電池1的構造係具有：旋渦狀電 極體1 0收納於有底圓筒形外裝罐3 0内，封口蓋4 0配置於其 開口部，並施以縐縮（c r i m p )固定而封口。 封口蓋40中具有破裂板（rupture disk)41與氣體排出 孔4 2。破裂板4 1與氣體排出孔4 2之設置目的係在當鋰離子 電池1的内部產生氣體，而電池内部壓力超過一定值時用 以將氣體排出至鋰離子電池1外部。亦即，鋰離子電池1 中，當電池掉入火中等使電池内部產生氣體，電池内部壓 力超過一定值時，藉由破裂板4 1分裂以製造出間隙，使内 部氣體從該間隙通過氣體排出孔4 2而釋出至電池外部。 旋渦狀電極體1 0，係隔著隔板1 3使正極板1 1與負極板 1 2配置成互相面對，使用捲繞用軸芯捲成漩渦狀者。具體 而言，係如以下方式製作： 首先，正極活性物質的鈷酸鋰L i C〇0 2，與導電劑的碳 黑，以及黏合劑的聚氟偏氯乙烯，與溶劑的N-甲基-2-口比 咯烷酮（以下稱為「NMP」）溶液混合調製成漿泥後，除了 正極集電板（tub)的熔接部位以外，將上述漿泥塗於當作
314031.ptd 第12頁
五 Jt極 以$昆 且將 (6) 體的鋁 至預定 的正極 ’與此 鼠偏氯 負極集 體的銅 負極集 ’隔著 11與負 狀電極 跡之中 黏 後 負 將 集電 壓縮 鋁製 再者 劑的聚 ’除了 極集電 鎳製的 接著 述正極板 漩渦 留下的痕 中空部分 箔（厚度20Um)兩 的厚度後’裁切 集電板熔接以製 一起進行，將負 乙烯、與溶劑的 電板的炼接部位 箔（厚度1 6un〇兩 電板熔接後製作 聚乙烯製的微多 極板1 2捲繞加工 體1 0的中央部， 空部分，而圓筒 面。而後’將溶劑乾燥， 成預定的寬度及厚度，並 作正極板11。 極活物質的黑鉛粉末、膠 NMP溶液混合調製成漿泥 外，將上述漿泥塗於當作 面。然後，將溶劑乾燥， 負極板1 2。 孔膜所構成的隔板1 3將上 製作成漩渦狀電極體1 〇。 殘留有取下捲繞用轴芯而 狀的中心栓2 0則插設於此 制祚从、检2 〇，係基於下列兩項目的而設置：以上述方式 ^ /鋰離子電池在異常狀態（如誤投入火中等）時，確保 的妒非出的通路，以及，反覆充放電之際的中空部分附近 制’疋渦狀電極體1 〇之正極板11與負極板1 2的變形予以抑 接，就中心栓2 〇的構造，參照第2圖加以說明。 如第2圖（a)所示，中心栓2 〇係具有圓筒形之形狀， 形| 有開縫21。中心栓2〇係採用裁切成預定大小的 ^ ^屬製薄膜而形成者，從節省工時面、成本面以及從 出效率等方面而言，其截面的兩端部不接合，而在 而^間殘留有開縫2 1的構造為佳。
第13頁 595032 五、發明說明（7) 用於中心栓2 0的薄板，係具有耐熱性及對電解液具有 耐腐蝕性，加工面及成本面可容許者為佳，例如以板厚〇 05至5mm左右的不銹鋼板等為最佳。 予· 另外，中心栓2 0的上下端部分’係分別形成推拔部 2 011。該推拔部2 01，係用以容易插入漩渦狀電極體丨〇的中 空部分，以及，插入時不致傷及隔板1 3而形成者。如此的 推拔部2 0 t ’係上述捲繞加工後施以擠壓加工（d r a w i n g)或 沖壓加工（press working)而形成。 以下就中心栓20的形狀，使用第2圖（b)加以說明。第 2圖（b)係第2圖（a)中朝A-A箭頭方向之剖視圖。 中心栓2 0係如第2圖（b )所示具有大致圓形截面的圓 筒。但是，其中一部份，亦即面臨開縫21的端部22a、22b 附近區域2 3 a、2 3 b之外周面彼此間具有一定的角度0 ，朝 向筒的内側方向彎曲成圓形的帶狀。因此，端部22a、22b 係配置在内插中心栓2 0的補償開縫2 1的假想外周之較内 侧，同時彎曲部分亦無銳利的稜角。 在此，上述附近區域2 3 a、2 3 b之外周面間所構成的角 度0 ，係對該外周面朝向中心栓2 0的外方展開之部分為正 時，以設定成140°為佳，並且以設定為120°以下更佳。 如此之中心栓2 0，例如係使用具有預定形狀的金屬模 具多樣成形機（mu 11 i - f orm i ng mach i ne )以圓形彎曲法加 工者。 再者，中心栓2 0，除了上述方法之外，可如習知的方 式將矩形的板材捲繞製作成圓筒體，保持圓筒形的狀態下
3l4031.ptd 第14頁 595032 五、發明說明（8) 以該前端部分具有上述一定角度0的楔狀工具插進開縫2 1 部分而形成，但其方法不僅限於上述方法。 上述構造的中心栓2 0，係即使從鋰離子電池1的外側 施予外力而變形時，亦不容易傷及漩渦狀電極體1 0，並且 不容易因内部短路而產生異常發熱。其原因，係基於以下 之理由。 上述習知電池中，例如，從中心栓的開缝的開口方向 旋轉9 0°的方向受到外力，面臨中心栓的開縫之端部朝向 旋渦狀電極體的方向變形，而傷及旋渦狀電極體，在漩渦 狀電極體内部產生短路。 相比之下，具有上述中心栓2 0的第1實施形態之鋰離 子電池1，因將端部2 2 a、2 2 b配置在較中心栓2 0外周面的 更内側，故即使因施予外力使中心栓2 0變形時，端部 2 2 a、2 2 b不容易接觸到隔板1 3，而不易傷及旋渦狀電極體 10〇 因此，上述鋰離子電池1中，即使有受到外力產生變 形的情況時，收納於内部的旋渦狀電極體1 0不易產生内部 短路，因此不易產生異常發熱，而成為可靠性高的電池。 而且，上述第2圖中，圖示角度0約80°的中心栓 2 0，將附近區域2 3 a、2 3 b愈往内側轉折角度0則愈小。亦 即，角度0可更彎曲至附近區域23a、23b彼此間相互平行 (角度0 = 0° )，並且亦可如後述變形例使角度0更轉折至 變成負角度為止。 (第2實施形態）
314031.ptd 第15頁 595032 五、發明說明（9) 以下利用第3圖說明第2實施形態的鋰離子電池内裝 設中心栓2 5的情況。第3圖係表示中心栓2 5的截面之剖視 圖。 並且，電池的基本構造係與上述鋰離子電池1相同。 不同之處係在於中心栓2 5的截面形狀。 如第3圖所示，本變形例的中心栓2 5，係與上述中心 栓2 0相同，採用金屬（例如：不銹鋼）製的薄板成型而製得 的圓筒，截面的端部27a、27b間具有開縫26。 中心栓2 5與上述中心栓2 0之不同點，係將端部2 7a、 2 7b的附近區域28a、28b的外周面往上述第2圖（b)中心栓 2 0更内側折回，端部2 7 a、2 7 b配置在接近中心栓2 5内周面 的位置。亦即，附近區域2 8 a、2 8 b，並非朝向中心栓2 5的 外方展開，而是朝向内方展開，如上述第2圖（b)的角度0 則變成較0°小。 具有如此構造的中心栓2 5，基本上與上述中心栓2 0相 同，使用多樣成形機以圓形彎曲加工而成型。 該中心栓2 5與上述中心栓2 0相比，施予外力而變形 時，端部2 7a、2 7b接觸到隔板1 3的可能性更為降低。 因此，具有中心栓2 5的鋰離子電池，受到外力而變形 時，由上述實施形態的鋰離子電池1，端部2 7 a、2 7 b亦不 容易傷及隔板1 3。 因此，内部具有中心栓2 5的鋰離子電池，即使因施加 外力使電池變形，而内部中心栓2 5亦隨之變形時，中心栓 2 5不容易對漩渦狀電極體1 0造成傷害，漩渦狀電極體1 0亦
314031.ptd 第16頁 595032 五、發明說明（ίο) 不容易因内部短路而產生異常發熱。 (第3實施形態） 利用第5圖說明有關第3實施形態之鋰離子電池。第5 圖係表示收納於第3實施形態鋰離子電池内之中心栓2 9之 外觀斜視圖。 有關中心栓2 9以外的電池構成，因與上述第1、2實施 形態相同而省略其說明。 如第5圖（a)所示，中心栓29與上述中心栓20有2項較 大之不同處。 第1點，係於其側面形成複數圓形窗部2 9h。其窗部 2 9h，係設成在整個中心栓2 9的壁面全部，分布成大致均 勻一致的狀態下，使中心栓2 9h的側壁朝厚度方向貫通。 再者，中心栓2 9與上述中心栓之另一不同處，係側壁 的外面側形成絕緣性薄膜。有關此點，使用第5圖（b)加以 說明。第5圖（b)係第5圖（a)之B-B線剖視圖。 如第5圖（b )所示，具有窗部2 9h的中心栓 2 9，係採用 多形機等以圓形彎曲加工而形成金屬板部2 9 1的外側壁面 上的絕緣膜2 9 2。此絕緣膜2 9 2係例如膜厚1至2 0// m的矽樹 脂所構成的膜層，以塗佈在圓形彎曲加工前的金屬製板材 上。 内部具有此種中心栓2 9之經離子電池，較上述第1、2 實施形態的鋰離子電池，只有窗部部分重量較輕。對以單 位0 · 1 g謀求減輕重量的電池而言，其效果可謂驚人。例 如，由不錄鋼（SUS304 )所構成的板厚：0 . 2 5 m m、外徑：0
314031.ptd 第17頁 595032 五、發明說明（11) 3.0mm，高度：5 9 . 5 m m的中心栓以開孔率5 0%設置窗部2 9 h 時，即使將形成絕緣膜2 9 2之部分算入，與不設窗部時相 比約較輕0 . 4 g。 再者，中心栓2 9的窗部2 9h，其作用係使電池内部的 電解液流通更佳。亦即，該鋰離子電池中，因電解液貫通 窗部2 9 h而能流通於中心栓2 9的内外，故在電池内部電解 液的流通性極佳。因此，上述鋰離子電池，可在電池内部 順利進行離子交換，以提高電池性能。 另外，内部裝設有中心栓2 9的鋰離子電池，即使在對 電池施以外力使得中心栓2 9變形的狀態下，因上述第1、2 實施形態的鋰離子電池而傷及旋渦狀電極體的機率極小。 此係基於下列兩項理由。 第1項理由係因窗部29h形成於中心栓29的側壁，即使 中心栓2 9，受到外力，因設於窗部2 9h的部分先變形而將 外力吸收，面臨開縫的端部則不易變形。 第2項理由係因中心栓2 9的外周面形成絕緣膜2 9 2，金 屬面剝離的狀態下與安裝於内部時相比較，即使朝向漩渦 狀電極體方向變形亦難以產生短路。 因此，内部裝設有中心栓2 9的鋰離子電池，因重量 輕，且具有極優異的電池性能，即使受到來自電池外部的 外力時亦可確保其安全性。 並且，上述之電池中，設於中心栓2 9的窗部2 9 h的形 狀為圓形，但並不限定於此形狀。例如，窗部2 9 h的形 狀，三角形、四角形或此等以上的多角形亦可。但是，開
314031.ptd 第18頁 595032 五、發明說明（12) 孔率從強度等方面考慮以3 0至5 0 %較為理想。 另外，絕緣膜2 9 2若具有絕緣性者，由矽酮樹脂以外 的樹脂及陶瓷等材料形成亦可，形成地點不僅在外側壁面 在内側壁面及端面形成亦可。 (其他事項） 上述實施形態及變形例中，使用金屬箔於集電體上， 以採用塗佈活性物質的極板之圓筒形鋰離子電池為例來說 明本發明，若為中心栓插設於電極體中空部分的密閉電 池，其種類、形狀等並不僅限於此。例如，本發明使用於 鎳氫電池及鎳鎘電池等並且有效，使用於具有疊層 (s t a c k )構造的電極體的電池等時亦為有效。 再者，插設於中心的中心栓形狀，就可簡易形成方面 而言，以製成如上述之圓筒較理想，但並不限定於此。例 如，具有捲繞電極體的扁平角型電池等時，電極體中央部 的中空部分，亦可利用截面形狀為橢圓形中空狀之中心 栓，此種中心栓亦可適用於本發明。 中心栓的材料，上述中係採用不銹鋼，但不限定於 此。例如：铭、鎳、鈦、鐵及此等之合金等亦可。 並且，上述實施形態及變形例中，面臨開缝的端部附 近整體朝向内側施以彎曲加工，施行彎曲加工的區域，僅 在端部之部分區域亦可，例如，施行彎曲加工區域係僅在 中心栓因外力而易於變形處（中心栓軸方向的中央部附近 等）亦可。但是，如上述在部分端部上施行彎曲加工時， 施行彎曲加工的區域與不施行彎曲加工區域的交界部分不
314031.ptd 第19頁 595032 五、發明說明（13) 會殘留有角部等的方式平順地進行加工較為理想。 上述實施形態中，對面臨中心栓的端部附近區域施以 彎' 曲加工，雖僅於任一方附近施以幫曲加工，施以幫曲加 工側的端部因難以傷及電極體，故該部分之效果極為卓 著。 再者，中心栓，成型為旋渦狀者亦可。此時，僅露出 外側的端部朝向中心栓内側退讓的方式進行彎曲加工，相 同地即使中心栓變形時亦不容易傷及電極體，並且因密閉 電池内部短路而產生異常發熱的情況亦不易出現。 並且，截面中，即使其形狀為具有3處以上端部的中 心栓，若其端部位於較假想外周的更内側而成型，則可獲 得與上述相同的效果。 (實驗驗證） 如上述本發明之功效，進行以下第1、2實驗加以驗 證。 (第1實驗） 首先，第1實驗中，上述實施形態内，進行用以驗證 第1實施形態功效的實驗。實驗中，製作並使用以下所示5 種實施例與1種比較例之鋰離子電池。 用於實驗之電池係如下。 •電池種類：圓筒型鋰離子電池 •電池尺寸：外徑0 18mm高度65mm •隔板：材質聚乙烯製微多孔膜 膜厚 t = 2 5// m
314031.ptd 第20頁 595032 五、發明說明（14) •中心栓：材質不銹鋼（S U S 3 0 4 )板厚0 . 2 5 m m 外徑0 3 · 0 m m高度5 9 · 5 m m (1) 第1實施例 中心栓中，進行彎曲加工使面臨開縫之端部附近區域 的外周面朝向外方成60°角度。 (2) 第2實施例 中心栓中，進行彎曲加工使面臨開縫之端部附近區域 的外周面朝向外方成80°角度。 (3) 第3實施例 中心栓中，進行彎曲加工使面臨開縫之端部附近區域 的外周面朝向外方成100°角度。 (4) 第4實施例 中心栓中，進行彎曲加工使面臨開縫之端部附近區域 的外周面朝向外方成120°角度。 (5) 第5實施例 中心栓中，進行彎曲加工使面臨開縫之端部附近區域 的外周面朝向外方成140°角度。 (6) 比較例 中心栓中，進行彎曲加工使面臨開縫之端部附近區域 的外周面朝向外方成1 8 0°角度，亦即未對外周面施行彎 曲加工（習知品）。 上述的（1)至（6 )之鋰離子電池各製作5 0個，以進行如 第4圖所示的撞擊試驗。 如第4圖所示，撞擊試驗，係將各鋰離子電池1 0 0放置
314031.ptd 第21頁 595032 五、發明說明（15) 〜一'一~- 於平臺2 0 0上，其上放置外徑0 i6mm的鐵 ^释3 0 〇，從經籬手 電池1 0 0上方將9 · 1 kg重的重錘4 0 0從5個分纽从▲ & — 务 刀敬的兩度落下。 使重錘落下的高度，係設定為從鋰離子電池i 〇 〇的上面 l〇cm、20cm、30cm、40cm、50cm。根據各分級 子電池進行撞擊試驗。 , 並且雖無圖示，鐵棒3 0 0的兩端具有支撐體支撐， 當重鍾4 0 0掉落而碰到的時候則解除其支撐。然後，^熱 電偶安裝於鋰離子電池1 〇 〇，以測量電池的溫度。 … ^貝驗中，上述掉落試驗後，計算產生内部短路的電 池數里 及產生内部短路的經離子電池100中，電池溫度 昇至1 30°c以上的電池數量。其結果表示於第1表。 [第1表] 重錘的高度 比幸父例 第1實 施例 第2實 施例 第3實 施例 第4實 施例 第5實 施例 1 Ocm μ l/i 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 20cm 2/2 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 3 0cm 4/4~ 0/0 0/0 0/0 0/0 1/1 40cm 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 5 0cm 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 。表中的數值，係表示（產生内部短路，而且溫度昇至 130C以上的電池數量）/(產生内部短路的電池數量）。 如第1表所示，重錘高度在40cm以上時，實施試驗的 全部經離子電池1 〇 〇中因隔板破裂產生内部短路，如上述
595032 五、發明說明（16) 般短路電流密度較小，而無電池溫度昇至1 3 0°C以上的電 池。 然後，比較例的鋰離子電池中，重錘4 0 0的高度在 1 0 cm至3 0 cm的3個分級中，其内部產生短路，同時電池溫 度昇至1 3 0°C以上。亦即，可知比較例的鋰離子電池1 0 0， 即使施以極小的外力時，中心栓内面臨開縫的端部會傷及 旋渦狀電極體，並產生内部短路，電池溫度將昇至1 3 0°C 以上。 相對於此，第1實施例至第4實施例的鋰離子電池中， 重錘高度為1 0 cm至3 0 cm時的撞擊試驗後，產生内部短路的 電池為零，可知其對變形之抗力方面即為優異。 另外，第5實施例的鋰離子電池中，撞擊試驗中，使 重錘4 0 0從3 0 cm的高度落下之際，進行試驗的1 0個中有1個 產生内部短路。第5實施例的鋰離子電池，係與上述相同 於面臨中心栓開縫的端部附近區域之外周面彼此間之角度 成為14 0° 。亦即，第5實施例的鋰離子電池中，中心栓的 端部，因上述角度甚大，變形前的狀態下，因接近位於旋 渦狀電極體的隔板，與因外力使中心栓變形持的第1至4施 例時的電池比較，更易於產生内部短路。但是，即使第5 實施例的鋰離子電池，與比較例之電池相比較，亦更能抑 制其内部短路的產生。 由以上的結果可知，面臨中心栓開縫的端部附近區域 之外周面所形成的角度，以1 2 0°以下為最佳。 另外，雖未進行實驗，可設想上述第2實施形態的中
314031.ptd 第23頁 595032 五、發明說明（17) 心栓2 5，係較上述第1實驗的第1至4實施例的電池所用的 中心栓，於對電池施以外力之際其抑制内部產生短路的效 果更大。此係因中心栓2 5受到外力而變形時，其面臨開縫 的端部難以接觸電極體之故。 (第2實驗） 接著，第2實驗中，上述實施形態内，為驗證第3實施 形態的功效而進行實驗。用於實驗的電池，係如下述者： •電池種類：圓筒型鋰離子電池 •電池尺寸：外徑0 18mm高度65mm •隔板：材質聚乙烯製微多孔膜 膜厚 t = 25// m •中心栓：材質不銹鋼（S US 3 0 4 )板厚0 . 2 5 mm 外徑0 3.0mm高度59.5mm (1 )第1實施例 與上述第1實驗的第1實施例相同規格的鋰離子電池， 安裝於内部的中心栓上，並未形成窗部及絕緣膜。 (2) 第6實施例 安裝在此鋰離子電池内的中心栓，在上述第1實施例 電池中僅形成窗部，但未形成絕緣膜。窗部的形狀為圓 形，而開孔率設為5 0 °/〇。 (3) 第7實施例 安裝在此锂離子電池内的中心栓，上述第6實施例的 中心栓外側壁面塗敷矽酮樹脂者。 製作上述（1 )至（3 )的鋰離子電池各4 0個，以下列3項
314031.ptd 第24頁 595032 五、發明說明（18) 試驗進行評估。 (第1項評估）使用與上述第4圖相同的試驗裝置，以3種等 級（20cm、40cm、60cm)的重錘高度進行撞擊試驗。試驗中 使用的電池數量，各分級中各使用1 0個。 評估方法與上述第1實驗不同，係計算試驗後電池溫 度昇至4 0°C以上的電池數量者。 (第2項評估）對各1 0個電池進行外部加熱試驗，並計算破 裂電池的數量。具體而言，將完全充電的各電池放置於 2 5 0°C的熱板上，計算其電極體飛出外裝罐的電池數量。 將此等結果，以及用於各電池的中心栓的質量測量結 果表示於第2表。 [第2表] 重鐘的南度 第1實施例 第6實施例 第7實施例 撞擊試驗 2 0cm 5 0 0 40cm 9 3 0 6 0cm 10 10 10 外部加熱試驗 0 0 0 中心栓的質量（g) 1. 0 0. 5 0.6 如第2表所示，可知中心栓的質量，以第1實施例之1. 0為最重，第6實施例者與第7實施例者分別為0. 5g、0. 6g 為較輕的重量。第6實施例與第7實施例之間的質量差係相 當於絕緣膜的質量差。
314031.ptd 第25頁 595032 五、發明說明（19) 另外，撞擊試驗中，第1實施例的重錘高度為20cm時 1 0個電池中有5個電池變成4 0°C以上，可知内部產生短路 的的機率為5 0 %以上。相對於此，第6、7實施例的電池， 稱錘高度為2 0 cm時，溫度昇至4 (TC以上的電池為零，可知 即使受到外力亦大容易產生内部短路。尤其，第7實施例 的電池，重錘高度為40cm時，試驗後温度昇至40°C以上的 電池為零，即使受到外力亦不容易產生内部短路。 就外部加熱試驗而言，全部的電池（第1實施例、第6 實施例、第7實施例）皆未破裂。亦即，中心栓，即使對電 池施加2 5 0°C的熱度，亦可確實保持氣體排出通路。 因此，將具有窗部的中心栓裝設於電池内時，僅窗部 部分的重量減輕，並且電池即使受到外力中心栓亦難以傷 及電極體，耐撞擊性極佳。 另外，將具有窗部，並且在外壁面形成絕緣膜的中心 栓裝設於電池内時，只有絕緣膜部分的重量變重，在耐撞 擊性方面可達到極優異之效果。 [發明之功效] 如以上所說明，本發明之特徵係隔著隔板所配置的正 極板與負極板形成具有内部空間形狀的電極體，與插設於 電極體的内部空間之筒狀中心栓的密閉電池中，中心栓在 其側壁上具有端部，使面臨該開縫的端部之至少一部份區 域不會接觸電極體，而配置在比中心栓的假想外周更内 側。 具有上述特徵的本發明密閉電池，面臨中心栓開縫的
314031.ptd 第26頁 595032 五、發明說明（20) 端部之至少一部份區域配置在較中心栓的假想外周更内 方，即使因外力使得中心栓變形，至少配置於内側的端部 不易傷及電極體，亦不易因内部短路而產生異常發熱。 尤其，本發明的密閉電池，面臨上述開縫的端部附近 區域之外周面間所成角度，若設定成朝向中心栓外方1 2 0 °以下時，可使中心栓變形時電極體所受之損害極小。因 此，中心栓為上述構成時，本發明極為有效。
314031.ptd 第27頁 595032 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1圖係第1實施形態的鋰離子電池之外觀斜視圖（一 部分剖視圖）。 第2圖（a)及（b)係第1圖中心栓的詳細圖。 第3圖係第2實施形態的中心栓的剖視圖。 第4圖係撞擊試驗之裝置以及方法的說明圖。 第5圖（a)及（b)係第3實施形態的鋰離子電池中所具備 的中心栓外觀之斜視圖。 卜100 鋰離子電池 10 漩渦狀電極 體 11 正極板 12 負極板 13 隔板 20> 25、 29中心 栓 2卜26 開縫 22a、 22b、 27a、 2 7 b端部 23a、 23b、 28a、 28b 端部附近區 域 29h 窗部 30 外裝罐 40 封口蓋 41 破裂板 42 氣體排出口 291 金屬板部 292 絕緣膜 300 鐵棒 400 重錘
314031.ptd 第28頁

Claims (1)

  1. 5雲換頁p 修正 年 i 月 1 Μ 案號 91124456 六、申請專利範圍 1 . 一種密閉電 與負極板形 於上述電極 上述中 上述端 心栓的假想 接觸。 2. 如申請專利 側壁的縱向 3. 如申請專利 部附近區域 中心栓内側 4. 如申請專利 之角度，係 5. 如申請專利 縫的兩端部 近上述中心 6. 如申請專利 的側壁上， 7. 如申請專利 係由金屬材 8. 如申請專利 係由上述正 形狀。 池，具備：由以隔板隔開而配置之正極板 成具有内部空間之形狀之電極體；及插設 體的内部空間之筒狀中心栓， 心栓之側壁上具有端部， 部之至少一部份區域，係配置在較上述中 外周之更内側，以免該端部與上述電極體 範圍第1項之密閉電池，上述中心栓係在其 上具有開縫之圓筒狀體。 範圍第2項之密閉電池，面臨上述開縫的端 之外周面係彎曲成為使上述端部位於上述 〇 範圍第3項之密閉電池，上述外周面彼此間 朝向上述中心栓之外方1 2 0°以下。 範圍第2項之密閉電池，其中，面臨上述開 中的至少一方，在其附近區域中接觸或接 栓的内周面。 範圍第1項之密閉電池，其中，上述中心栓 設有連通上述中心栓内外的窗部。 範圍第1項之密閉電池，其中，上述中心栓 料所構成。 範圍第1項之密閉電池，其中，上述電極體 極板與負極板捲繞而成，而具有漩渦狀的
    314031(修正版）.ptc 第29頁 595032
    314031(修正版）.ptc 第30頁
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