WO2013031981A1 - 非水電解質電池及び電池パック - Google Patents

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秀郷 猿渡
政典 田中
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株式会社 東芝
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a nonaqueous electrolyte battery and a battery pack.
  • a zeolitic porous material having water absorption in order to remove residual moisture in the non-aqueous electrolyte. This is to remove the water in the non-aqueous electrolyte battery to suppress side reactions other than the battery reaction and increase the utilization efficiency, and to suppress the acid generated by hydrolysis of the solute and residual water in the non-aqueous electrolyte.
  • the main purpose is to do.
  • this zeolitic porous material can adsorb various molecules such as halogen gas, hydrogen sulfide gas, carbon dioxide, hydrocarbon, alcohol, aromatic compound, etc. in addition to moisture, depending on the effective diameter of the molecule. It is. It is known to use a zeolitic porous material for the purpose of collecting a gas generated by a side reaction other than the battery reaction, paying attention to the adsorption ability of these various molecules.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte battery excellent in safety during overcharge and a battery pack including the nonaqueous electrolyte battery.
  • a nonaqueous electrolyte battery including an exterior member, a negative electrode terminal, an electrode group, a negative electrode lead, an open valve, and a gas release unit.
  • the exterior member has an exterior can and a lid.
  • the negative electrode terminal is provided on the exterior member.
  • the electrode group is disposed in the exterior member and includes a positive electrode and a negative electrode.
  • the negative electrode lead electrically connects the negative electrode terminal and the negative electrode.
  • the release valve is provided on the exterior member.
  • the gas discharge part is disposed in the exterior member so as to be able to conduct heat from the negative electrode lead, and includes a zeolitic porous material.
  • the partial expansion perspective view of the electrode group used for the nonaqueous electrolyte battery of FIG. The top view which shows the example of a change of the safety valve used for the nonaqueous electrolyte battery of FIG.
  • the block diagram which shows the electric circuit of the battery pack which concerns on 2nd Embodiment.
  • a nonaqueous electrolyte battery including an exterior member, an electrode group, a negative electrode lead, an open valve, and a gas release unit.
  • the exterior member has an exterior can and a lid disposed at the opening of the exterior can.
  • the negative electrode terminal is provided on the outer can or the lid.
  • the electrode group includes a positive electrode and a negative electrode, and is disposed in the exterior member.
  • the negative electrode lead electrically connects the negative electrode terminal and the negative electrode.
  • the release valve is provided on the outer can or the lid.
  • the gas discharge part contains a zeolitic porous material. Further, the gas discharge part is disposed in the exterior member so that heat conduction from the negative electrode lead is possible.
  • FIGS. 1 to 3A and 3B An example of the first embodiment is shown in FIGS. 1 to 3A and 3B.
  • the battery shown in FIG. 1 is a sealed square nonaqueous electrolyte battery.
  • the nonaqueous electrolyte battery includes an outer can 1, a lid 2, a positive external terminal 3, a negative external terminal 4, and an electrode group 5.
  • An exterior member is composed of the exterior can 1 and the lid 2.
  • the outer can 1 has a bottomed rectangular tube shape, and is formed of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, iron, or stainless steel, for example.
  • the flat electrode group 5 has a positive electrode 6 and a negative electrode 7 wound in a flat shape with a separator 8 therebetween.
  • the positive electrode 6 is a positive electrode except for, for example, a strip-shaped positive electrode current collector made of a metal foil, a positive electrode current collector tab 6a having one end parallel to the long side of the positive electrode current collector, and at least the positive electrode current collector tab 6a. And a positive electrode active material-containing layer 6b formed on the current collector.
  • the negative electrode 7 excludes, for example, a strip-shaped negative electrode current collector made of a metal foil, a negative electrode current collector tab 7a having one end parallel to the long side of the negative electrode current collector, and at least a portion of the negative electrode current collector tab 7a. And a negative electrode active material-containing layer 7b formed on the negative electrode current collector.
  • the positive electrode current collecting tab 6 a protrudes from the separator 8 in the winding axis direction of the electrode group, and the negative electrode current collecting tab 7 a protrudes from the separator 8 in the opposite direction.
  • the positive electrode 6 and the negative electrode 7 are wound while being shifted in position.
  • the electrode group 5 has the positive electrode current collecting tab 6a wound in a spiral shape from one end face and is wound in a spiral form from the other end face.
  • the negative electrode current collection tab 7a protrudes.
  • An electrolytic solution (not shown) is impregnated in the electrode group 5.
  • the positive electrode current collecting tab 6a and the negative electrode current collecting tab 7a are each divided into two bundles with the vicinity of the winding center of the electrode group as a boundary.
  • the conductive clamping member 9 includes first and second clamping parts 9a and 9b that are substantially U-shaped, and a connecting part that electrically connects the first clamping part 9a and the second clamping part 9b. 9c.
  • first and second clamping parts 9a and 9b that are substantially U-shaped, and a connecting part that electrically connects the first clamping part 9a and the second clamping part 9b. 9c.
  • the positive electrode lead 10 includes a substantially rectangular support plate 10a, a through hole 10b opened in the support plate 10a, a bifurcated bifurcated branch from the support plate 10a, and a strip-shaped current collector 10c, 10d extending downward.
  • the negative electrode lead 11 includes a substantially rectangular support plate 11a, a through hole 11b opened in the support plate 11a, a bifurcated branch from the support plate 11a, and a strip-shaped current collector 11c extending downward. 11d.
  • the positive electrode lead 10 sandwiches the clamping member 9 between the current collectors 10c and 10d.
  • the current collector 10 c is disposed in the first clamping part 9 a of the clamping member 9.
  • the current collector 10d is disposed in the second clamping unit 9b.
  • the current collectors 10c and 10d, the first and second clamping parts 9a and 9b, and the positive electrode current collector tab 6a are joined by, for example, ultrasonic welding. Thereby, the positive electrode 6 and the positive electrode lead 10 of the electrode group 5 are electrically connected via the positive electrode current collection tab 6a.
  • the negative electrode lead 11 sandwiches the clamping member 9 between the current collectors 11c and 11d.
  • the current collector 11 c is disposed in the first clamping part 9 a of the clamping member 9.
  • the current collection part 11d is arrange
  • the current collectors 11c and 11d, the first and second sandwiching portions 9a and 9b, and the negative electrode current collector tab 7a are joined by, for example, ultrasonic welding. Thereby, the negative electrode 7 and the negative electrode lead 11 of the electrode group 5 are electrically connected via the negative electrode current collection tab 7a.
  • the materials of the positive and negative electrode leads 10 and 11 and the clamping member 9 are not particularly specified, it is desirable to use the same material as that of the positive and negative electrode external terminals 3 and 4.
  • the lead material is preferably aluminum or an aluminum alloy.
  • the external terminal is copper, it is desirable that the material of the lead is copper.
  • the rectangular plate-shaped lid 2 is seam welded to the opening of the outer can 1 by, for example, a laser.
  • the lid 2 is made of a metal such as aluminum, aluminum alloy, iron or stainless steel, for example.
  • the lid 2 and the outer can 1 are preferably formed from the same type of metal.
  • the electrolyte injection hole 12 is opened in the lid 2 and sealed with a sealing lid (not shown) after the electrolyte injection.
  • the release valve 13 has a rectangular recess 13a provided on the outer surface of the lid 2 and an X-shaped groove 13b provided in the recess 13a.
  • the groove 13b is formed, for example, by press-molding the lid 2 in the plate thickness direction.
  • the shape of the groove 13b of the release valve 13 is not limited to that shown in FIG. 1, but can be, for example, a straight shape shown in FIG. 3A or a shape where both ends of the straight portion are bifurcated as shown in FIG. 3B. .
  • the insulating gasket 14 is disposed between the positive and negative external terminals 3 and 4 and the lid 2, and electrically insulates the positive and negative external terminals 3 and 4 and the lid 2.
  • the positive and negative internal insulators 15 each have a through hole 15 a and are disposed on the back surface of the lid 2.
  • One internal insulator 15 is disposed at a location corresponding to the positive external terminal 3 on the back surface of the lid 2, and the other internal insulator 15 is disposed at a location corresponding to the negative external terminal 4 on the back surface of the lid 2.
  • Both the insulating gasket 14 and the internal insulator 15 are desirably resin molded products.
  • the positive external terminal 3 is fixed by caulking to the insulating gasket 14, the lid 2, the through hole 15 a of the internal insulator 15, and the through hole 10 b of the support plate 10 a of the positive electrode lead 10.
  • the negative external terminal 4 is caulked and fixed to the insulating gasket 14, the lid 2, the through hole 15 a of the internal insulator 15, and the through hole 11 b of the support plate 11 a of the negative electrode lead 11.
  • the positive and negative external terminals 3 and 4 and the lid 2 are fixed in a state where insulation and airtightness are secured, and the positive and negative external terminals 3 and 4 and the positive and negative leads 10 and 11 are electrically connected. Fixed in a secured state.
  • lithium ion secondary battery using a carbon-based material for the negative electrode active material for example, aluminum or an aluminum alloy is used for the positive electrode external terminal 3, and copper, nickel, nickel plating is used for the negative electrode external terminal 4, for example. Used metals such as iron are used.
  • lithium titanate is used as the negative electrode active material, in addition to the above, aluminum or an aluminum alloy may be used for the negative electrode external terminal.
  • the gas discharge part 16 contains a zeolitic porous material. When the temperature of the gas release part 16 rises and reaches about 150 ° C., the gas release reaction becomes superior to the gas absorption reaction, and thus gas is released.
  • the gas discharge part 16 has a rectangular pellet shape.
  • the gas discharge unit 16 is disposed on the back surface of the lid 2 so as to face the release valve 13.
  • the heat conduction between the gas discharge part 16 and the negative electrode lead 11 is performed via the heat conduction part 17.
  • the heat conducting portion 17 is made of a belt-like heat conductive material. One end of the heat conducting unit 17 is disposed on the gas discharge unit 16, and the other end is disposed on the support plate 11 a of the negative electrode lead 11.
  • the gas discharge part 16 should just be in contact with the heat conductive part 17, it is also possible to fix with the heat conductive part 17 with an adhesive agent etc., for example.
  • the heat conducting unit 17 may be in contact with the support plate 11a of the negative electrode lead 11, but can be fixed to the support plate 11a of the negative electrode lead 11 by, for example, welding.
  • the welding method is not particularly limited, and examples thereof include ultrasonic welding and laser welding.
  • the zeolitic porous material contained in the gas discharge part 16 is not particularly limited, but the chemical formula Na 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] ⁇ 27H 2 O (trade name: molecular sieve, 4A It is preferable that the carbon dioxide and hydrocarbons, which are the main components of the gas generated at the time of overcharge, are adsorbed well, and the chemical formula Ca 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] ⁇ 27H 2 O (Product name: Molecular sieve, 5A type), Na 86 [(AlO 2 ) 86 (SiO 2 ) 10 ] ⁇ 276H 2 O (Product name: Molecular sieve, 13X type) are also generated during overcharge preferred for adsorbing carbon dioxide and hydrocarbons is a main component of the gas on the other hand, the formula K 12 [(AlO 2) 12 (SiO 2 ) 12 ] ⁇ 27H 2 O (trade name:. molecular
  • the gas discharge part 16 further includes a polyolefin resin mixed with the zeolite porous material.
  • the gas releasing part 16 becomes an insulator and functions as a part of the insulating member. Therefore, the gas releasing part 16 is interposed between the electrode group 5 and the lid 2. It can arrange
  • the polyolefin resin is not particularly limited, and examples thereof include polypropylene and polyethylene.
  • the weight of the zeolitic porous material is preferably in the range of 0.001 wt% to 4 wt% when the weight of the nonaqueous electrolyte battery is 100 wt%. Thereby, the safety
  • a more preferable range of the weight of the zeolitic porous material is 0.01% by weight to 3% by weight.
  • the gas discharge part 16 may be brought into contact with the back surface of the lid 2, but may be arranged away from the back surface of the lid 2.
  • the distance between the gas discharge portion 16 and the back surface of the lid 2 is set to 100% in order to increase safety during overcharging. In some cases, 5% or less is desirable.
  • the barrier layer that does not allow gas permeation can be formed on the side surface of the gas discharge portion 16 in addition to the surface opposite to the surface facing the release valve 13.
  • transmit a gas is not specifically limited, For example, metal foil can be mentioned.
  • the heat conductive material of the heat conductive portion 17 is not particularly limited, aluminum, a material mainly composed of aluminum, or nickel is preferable. Since aluminum is a light metal, an increase in battery weight can be suppressed by using aluminum or one containing aluminum as a main component.
  • the heat conducting portion 17 made of a strip-shaped plate material is used, but the shape of the heat conducting portion 17 is not limited to this.
  • the heat conduction part 17 having the shape shown in FIGS. 4 and 5 can be used. 4 and 5, the same members as those in FIGS. 1 to 3A and 3B are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the heat conduction part 17 is made of a heat conductive material sheet having a larger area than the gas discharge part 16.
  • the gas discharge unit 16 is disposed on the heat conducting unit 17 and faces the release valve 13.
  • a short side portion where the gas releasing portion 16 is not disposed is disposed on the support plate 11 a of the negative electrode lead 11.
  • the heat conducting unit 17 may be in contact with the support plate 11a of the negative electrode lead 11, but can be fixed to the support plate 11a of the negative electrode lead 11 by, for example, welding.
  • the welding method is not particularly limited, and examples thereof include ultrasonic welding and laser welding.
  • the heat conducting portion 17 is made of a heat conductive material plate having a concave portion 17 a for accommodating the gas discharge portion 16.
  • the gas discharge part 16 is accommodated in the recess 17 a of the heat conducting part 17 and faces the release valve 13.
  • a short side portion away from the concave portion 17 a is disposed on the support plate 11 a of the negative electrode lead 11.
  • the heat conducting unit 17 may be in contact with the support plate 11a of the negative electrode lead 11, but can be fixed to the support plate 11a of the negative electrode lead 11 by, for example, welding.
  • the welding method is not particularly limited, and examples thereof include ultrasonic welding and laser welding.
  • the heat conducting portion 17 is disposed on the surface opposite to the surface facing the release valve 13 of the gas discharge portion 16 (hereinafter referred to as a non-facing surface). .
  • the heat conducting portion 17 formed on the non-facing surface of the gas discharge portion 16 can function as a barrier layer that does not allow gas permeation.
  • the open valve 13 can be operated quickly. Thereby, the safety
  • the gas discharge part 16 and the negative electrode lead 11 are connected by the heat conduction part 17.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, the gas discharge part 16 is directly disposed on the support plate 11 a of the negative electrode lead 11. You can also.
  • the shape of the gas discharge part 16 is not restricted to a rectangular pellet shape, For example, a circular pellet, a polygonal pellet, etc. can be used.
  • the outer can and the lid are made of metal.
  • metal for example, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoro It can also be formed from a resin such as ethylene / ethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, or chlorotrifluoroethylene / ethylene copolymer.
  • the shape of the outer is not limited to a square shape, and may be a cylindrical shape, for example.
  • each member such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte will be described.
  • This positive electrode has a positive electrode current collector and a positive electrode active material-containing layer that is supported on one or both surfaces of the current collector and contains an active material, a conductive agent, and a binder.
  • a conductive agent and a binder are added to the positive electrode active material, these are suspended in an appropriate solvent, and this suspension is applied to a current collector such as an aluminum foil, dried and pressed. It is produced by forming a strip electrode.
  • the positive electrode active material examples include various oxides and sulfides.
  • conductive polymer materials such as polyaniline and polypyrrole, disulfide-based polymer materials, organic materials such as sulfur (S) and carbon fluoride, and inorganic materials are also included.
  • x, y, and z which do not have the description of the preferable range above, it is preferable that it is the range of 0 or more and 1 or less.
  • More preferable positive electrode active materials are lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel cobalt composite oxide, lithium manganese nickel composite compound, spinel type lithium manganese nickel composite oxide, lithium manganese cobalt. Examples include composite oxides and lithium iron phosphate. According to these positive electrode active materials, a high battery voltage is obtained.
  • Examples of the conductive agent include carbon black, graphite (graphite), graphene, fullerenes, coke and the like. Among these, carbon black and graphite are preferable, and examples of the carbon black include acetylene black, ketjen black, and furnace black.
  • binder examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • fluorine-based rubber examples include fluorine-based rubber.
  • the compounding ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.
  • the positive electrode current collector is preferably formed from an aluminum foil or an aluminum alloy foil.
  • the average crystal grain size of the aluminum foil and the aluminum alloy foil is preferably 50 ⁇ m or less. More preferably, it is 30 ⁇ m or less. More preferably, it is 5 ⁇ m or less.
  • the average crystal grain size is 50 ⁇ m or less, the strength of the aluminum foil or aluminum alloy foil can be dramatically increased, the positive electrode can be densified with a high press pressure, and the battery capacity is increased. Can be made.
  • the average crystal grain size of the aluminum foil and the aluminum alloy foil changes under complicated influences from a plurality of factors such as material structure, impurities, processing conditions, heat treatment history, and annealing conditions.
  • the crystal grain size can be prepared by combining the above factors in the production process of the current collector.
  • the thickness of the aluminum foil and the aluminum alloy foil is 20 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less.
  • the purity of the aluminum foil is preferably 99% by mass or more.
  • As the aluminum alloy an alloy containing elements such as magnesium, zinc and silicon is preferable.
  • the content of transition metals such as iron, copper, nickel and chromium is preferably 1% by mass or less.
  • Negative electrode The negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material-containing layer that is supported on one or both surfaces of the current collector and includes a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder.
  • a conductive agent and a binder are added to a powdered negative electrode active material, these are suspended in an appropriate solvent, and this suspension (slurry) is applied to a current collector, dried and pressed. It is produced by forming a strip electrode.
  • a copper foil, an aluminum foil, or an aluminum alloy foil can be used as the current collector.
  • the aluminum foil or aluminum alloy foil constituting the current collector desirably has an average crystal grain size of 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less, and still more preferably 5 ⁇ m or less.
  • the average crystal grain size can be determined by the method described above. By setting the average crystal grain size of the aluminum foil or aluminum alloy foil to 50 ⁇ m or less, the strength of the aluminum foil or aluminum alloy foil can be dramatically increased. For this reason, it is possible to increase the negative electrode capacity by increasing the pressure during pressing to increase the density of the negative electrode active material-containing layer.
  • the average crystal grain size of aluminum foil or aluminum alloy foil changes under complex influences from several factors such as material structure, impurities, processing conditions, heat treatment history, and annealing conditions.
  • the crystal grain size can be prepared by combining the above factors in the production process of the current collector.
  • the thickness of the aluminum foil or aluminum alloy foil is desirably 20 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less.
  • the aluminum foil preferably has a purity of 99% by mass or more.
  • the aluminum alloy is preferably an alloy containing elements such as magnesium, zinc, and silicon. Transition metals such as iron, copper, nickel and chromium contained as alloy components are preferably 1% by mass or less.
  • the negative electrode active material examples include lithium titanium composite oxide.
  • the lithium-titanium composite oxide is, for example, a spinel type lithium titanate represented by Li 4 + x Ti 5 O 12 (x varies within a range of ⁇ 1 ⁇ x ⁇ 3 by charge / discharge reaction), ramsteride type Li 2 + x Ti 3 O 7 (x varies in the range of ⁇ 1 ⁇ x ⁇ 3 by charge / discharge reaction), at least one selected from the group consisting of Ti and P, V, Sn, Cu, Ni and Fe And metal complex oxides containing these elements.
  • Examples of the metal composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of Ti and P, V, Sn, Cu, Ni and Fe include TiO 2 —P 2 O 5 , TiO 2 —V 2. O 5 , TiO 2 —P 2 O 5 —SnO 2 , TiO 2 —P 2 O 5 —MeO (Me is at least one element selected from the group consisting of Cu, Ni and Fe).
  • This metal complex oxide has a low crystallinity and preferably has a microstructure in which a crystal phase and an amorphous phase coexist or exist alone. Such a microstructured metal composite oxide can greatly improve the cycle performance.
  • These metal composite oxides change to lithium titanium composite oxides when lithium is inserted by charging. Among lithium titanium composite oxides, spinel type lithium titanate is preferable because of its excellent cycle characteristics.
  • negative electrode active material examples include carbonaceous materials and metal compounds.
  • Examples of the carbonaceous material include natural graphite, artificial graphite, coke, vapor grown carbon fiber, mesophase pitch carbon fiber, spherical carbon, and resin-fired carbon. More preferable carbonaceous materials include vapor grown carbon fiber, mesophase pitch carbon fiber, and spherical carbon.
  • the carbonaceous material preferably has a (002) plane spacing d002 of 0.34 nm or less by X-ray diffraction.
  • metal sulfide or metal nitride can be used as the metal compound.
  • metal sulfide titanium sulfide such as TiS 2
  • molybdenum sulfide such as MoS 2
  • iron sulfide such as FeS, FeS 2
  • Li x FeS 2 can be used.
  • Metal nitrides can be used, for example, lithium cobalt nitride (e.g. Li s Co t N, 0 ⁇ s ⁇ 4,0 ⁇ t ⁇ 0.5).
  • Examples of the conductive agent include carbon black, graphite (graphite), graphene, fullerenes, coke and the like. Among these, carbon black and graphite are preferable, and examples of the carbon black include acetylene black, ketjen black, and furnace black.
  • binder examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine rubber, and styrene butadiene rubber.
  • the blending ratio of the negative electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 73 to 96% by weight of the negative electrode active material, 2 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.
  • the separator is not particularly limited as long as it has insulating properties, and a porous film or a nonwoven fabric made of a polymer such as polyolefin, cellulose, polyethylene terephthalate, and vinylon can be used.
  • a porous film or a nonwoven fabric made of a polymer such as polyolefin, cellulose, polyethylene terephthalate, and vinylon can be used.
  • One type of separator material may be used, or two or more types may be used in combination.
  • Nonaqueous electrolyte contains a nonaqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent. Further, the non-aqueous solvent may contain a polymer.
  • electrolyte salt examples include LiPF 6 , LiBF 4 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N (bistrifluoromethanesulfonylamide lithium; commonly known as LiTFSI), LiCF 3 SO 3 (commonly known as LiTFS), and Li (C 2 F 5 SO 2 ).
  • LiBETI bis pentafluoroethanesulfonyl amide lithium; called LiBETI
  • LiClO 4 LiAsF 6 , LiSbF 6, bisoxalato Lato lithium borate (LiB (C 2 O 4) 2 ( known as LiBOB))
  • difluoro (oxalato) borate Lithium LiF 2 BC 2 O 4
  • difluoro (trifluoro-2-oxide-2-trifluoro-methylpropionate (2-)-0,0) lithium borate LiBF 2 (OCOOC (CF 3 ) 2
  • Lithium salt such as (commonly known as LiBF 2 (HHIB)).
  • These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more. Particularly preferred are LiPF 6 and LiBF 4 .
  • the electrolyte salt concentration is preferably in the range of 1.5M or more and 3M or less. Thereby, the performance when a high load current is passed can be improved.
  • the non-aqueous solvent is not particularly limited, but propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), 1,2-dimethoxyethane (DME), ⁇ -butyrolactone (GBL), tetrahydrofuran (THF), 2 -Methyltetrahydrofuran (2-MeHF), 1,3-dioxolane, sulfolane, acetonitrile (AN), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), dipropyl carbonate (DPC), etc. It is done.
  • PC propylene carbonate
  • EC ethylene carbonate
  • DME 1,2-dimethoxyethane
  • GBL ⁇ -butyrolactone
  • THF tetrahydrofuran
  • 2-MeHF 2 -Methyltetrahydrofuran
  • 1,3-dioxolane 1,3-dioxolane
  • an additive may be added to this non-aqueous electrolyte.
  • Vinylene carbonate (VC), vinylene acetate (VA), vinylene butyrate, vinylene hexanate, vinylene crotonate, catechol carbonate, propane sultone, etc. are mentioned.
  • the concentration of the additive is preferably in the range of 0.1% by weight to 3% by weight with respect to 100% by weight of the nonaqueous electrolyte. A more preferable range is 0.5% by weight or more and 1% by weight or less.
  • the gas release part containing the zeolite-based porous material in the exterior member is disposed so as to be able to conduct heat with the negative electrode lead of the nonaqueous electrolyte battery.
  • the open valve can be opened in the temperature range before the nonaqueous electrolyte battery reaches thermal runaway, for example, the surface temperature of the nonaqueous electrolyte battery is around 70 to 80 ° C. (this temperature varies depending on the battery shape) It has been found that safety during overcharge is improved.
  • the gas discharge part is disposed between the electrode group and the open valve disposed on the exterior member. This is because the release gas can be efficiently applied to the open valve by disposing at this position. Furthermore, in order to more efficiently apply the released gas to the opening valve, it is preferable that the gas releasing portion is opposed to the opening valve.
  • a battery pack including a nonaqueous electrolyte battery is provided.
  • the nonaqueous electrolyte battery according to the first embodiment is used for the nonaqueous electrolyte battery.
  • the number of nonaqueous electrolyte batteries (unit cells) included in the battery pack can be one or more. When a plurality of unit cells are provided, each unit cell is electrically connected in series or in parallel.
  • the plurality of unit cells 21 are electrically connected to each other in series to form an assembled battery 22.
  • the positive electrode side lead 23 is connected to the positive electrode terminal of the assembled battery 22, and the tip thereof is inserted into the positive electrode side connector 24 and electrically connected thereto.
  • the negative electrode side lead 25 is connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 22, and the tip thereof is inserted into the negative electrode side connector 26 and electrically connected thereto.
  • These connectors 24 and 26 are connected to a protection circuit 29 through wirings 27 and 28.
  • the thermistor 30 detects the temperature of the unit cell 21, and the detection signal is transmitted to the protection circuit 29.
  • the protection circuit 29 can cut off the plus side wiring 32a and the minus side wiring 32b between the protection circuit 29 and the terminal 31 for energizing the external device under a predetermined condition.
  • the predetermined condition is, for example, when the temperature detected by the thermistor 30 is equal to or higher than a predetermined temperature.
  • the predetermined condition is when the overcharge, overdischarge, overcurrent, etc. of the cell 21 are detected. This detection of overcharge or the like is performed for each single cell 21 or the entire single cell 21.
  • the battery voltage may be detected, or the positive electrode potential or the negative electrode potential may be detected. In the latter case, a lithium electrode used as a reference electrode is inserted into each unit cell 21.
  • a voltage detection wiring 33 is connected to each single cell 21, and a detection signal is transmitted to the protection circuit 29 through the wiring 33.
  • FIG. 6 shows a configuration in which the unit cells 21 are connected in series, but in order to increase the battery capacity, they may be connected in parallel.
  • the assembled battery packs can be connected in series or in parallel.
  • the mode of the battery pack is appropriately changed depending on the application.
  • those in which cycle characteristics with large current characteristics are desired are preferable.
  • Specific examples include a power source for a digital camera, a vehicle for a two- to four-wheel hybrid electric vehicle, a two- to four-wheel electric vehicle, an assist bicycle, and the like.
  • the vehicle-mounted one is suitable.
  • the battery pack of the second embodiment described in detail above includes a nonaqueous electrolyte battery in which a gas release portion containing a zeolitic porous material is arranged in an exterior member so as to be able to conduct heat with a negative electrode lead.
  • the release valve can be opened in the temperature range before the nonaqueous electrolyte battery reaches thermal runaway, and safety during overcharging can be improved.
  • Example A-1 ⁇ Preparation of positive electrode> LiCoO 2 is used as the positive electrode active material, and graphite powder is used as a conductive agent at a ratio of 8% by weight with respect to the whole positive electrode, and PVdF is used as a binder at 5% by weight with respect to the whole positive electrode. These were blended and dispersed in an n-methylpyrrolidone (NMP) solvent to prepare a slurry. The obtained slurry was applied to a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 ⁇ m except for one long side, dried, and pressed to produce a positive electrode having an electrode density of 3.3 g / cm 3 .
  • NMP n-methylpyrrolidone
  • Li 4 Ti 5 O 12 was used as the negative electrode active material, graphite as a conductive agent was 10% by weight with respect to the whole negative electrode, and PVdF as a binder was 3% by weight with respect to the whole negative electrode.
  • a slurry was prepared by mixing in n-methylpyrrolidone (NMP) solution. The obtained slurry was applied to a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 ⁇ m except for one long side, dried, and pressed to prepare a negative electrode having an electrode density of 2.1 g / cm 3 .
  • NMP n-methylpyrrolidone
  • ⁇ Battery assembly> After impregnating a 20 ⁇ m thick separator made of polyethylene porous film with a non-aqueous electrolyte, the positive electrode is covered with this separator, and the negative electrode is stacked so as to face the positive electrode through the separator and wound in a spiral shape.
  • An electrode group was prepared. The electrode group was pressed into a flat shape. An electrode group formed into a flat shape was inserted into a can-shaped container (outer can) made of aluminum having a thickness of 0.3 mm. A gas discharge part was disposed between the lid and the electrode group so as to face the open valve. The clearance between the open valve and the gas discharge part was 2 mm (corresponding to 2% when the battery height was 100%).
  • One end of the heat conducting portion made of a strip-shaped aluminum plate was bonded to the gas releasing portion with an adhesive, and the other end was welded to the support plate of the negative electrode lead.
  • a flat type nonaqueous electrolyte battery having a thickness of 20 mm, a width of 120 mm, a height of 100 mm and a weight of 500 g shown in FIG. 1 was produced.
  • Example A-2 As shown in FIG. 4, a flat nonaqueous electrolyte battery having a weight of 502 g was prepared in the same manner as in Example A-1, except that the gas discharge part 16 was disposed above the heat conduction part 17.
  • Example A-3 As shown in FIG. 5, a flat type nonaqueous electrolyte battery having a weight of 501 g was prepared in the same manner as in Example A-1, except that the gas discharge part 16 was housed in the recess 17a of the heat conducting part 17.
  • Example A-4 A flat nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example A-1, except that the gap between the open valve and the gas discharge part was 0 mm.
  • Example A-5 A flat nonaqueous electrolyte battery similar to Example A-1 was prepared except that the gap between the open valve and the gas discharge part was 5 mm (corresponding to 5% when the battery height was 100%).
  • Example A-6 A flat nonaqueous electrolyte battery similar to Example A-1 was produced except that the gap between the open valve and the gas discharge part was 10 mm (corresponding to 10% when the battery height was 100%).
  • Example A-7 A battery was prepared in the same manner as in Example A-1, except that molecular sieve (type 3A) was used.
  • Example A-8 A battery was prepared in the same manner as in Example A-1, except that molecular sieve (5A type) was used.
  • Example A-1 A 497 g battery similar to that of Example 1 was prepared except that the gas discharge part and the heat conduction part were not arranged.
  • LiCoO 2 is used as the positive electrode active material
  • graphite powder is used as a conductive agent at a ratio of 5% by weight with respect to the whole positive electrode
  • PVdF is used as a binder at 5% by weight with respect to the whole positive electrode
  • a molecular sieve (4A type) was blended in an amount of 3% by weight with respect to the whole positive electrode and dispersed in an n-methylpyrrolidone (NMP) solvent to prepare a slurry.
  • NMP n-methylpyrrolidone
  • the obtained slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 ⁇ m except one long side, dried, and pressed to produce a positive electrode having an electrode density of 3.3 g / cm 3 .
  • a flat type nonaqueous electrolyte battery similar to that in Example A-1 was produced except that the obtained positive electrode was used and the gas discharge part and the heat conduction part were not arranged.
  • Example A-3 Example A-1 except that a film having a molecular sieve (4A type) layer having a thickness of 3 ⁇ m on a polyethylene porous film having a thickness of 17 ⁇ m is used as a separator, and the gas discharge part and the heat conduction part are not arranged.
  • a flat non-aqueous electrolyte battery was prepared.
  • Example B-1 A flat nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 7 was produced.
  • a positive electrode 41 was produced in the same manner as in Example A-1, except that no positive electrode tab was provided on the long side.
  • a negative electrode 42 was produced in the same manner as in Example A-1, except that no negative electrode tab was provided on the long side.
  • Band-shaped positive and negative electrode tabs 43 and 44 were welded to the obtained positive and negative electrodes 41 and 42, respectively.
  • an electrode group 46 was produced in the same manner as in Example A-1, using the positive and negative electrodes 41 and 42 and the separator 45 similar to that in Example A-1.
  • the gas discharge part 16 similar to that in Example A-1 was disposed on the end face from which the positive and negative electrode tabs 43 and 44 of the obtained electrode group 46 were drawn. These were sealed in an exterior member made of an aluminum-containing laminate film to produce a flat type nonaqueous electrolyte battery shown in FIG.
  • Comparative Example B-2 A flat type nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Comparative Example B-1, except that the gas discharge part 16 was not used.
  • Table 1 shows the battery surface temperature when the release valve is opened and the weight of the battery after the test is completed. Table 1 also shows the battery weight before the test.
  • the open valve was opened when the battery surface temperature was 75 ° C., and the weight of the battery after the test was 498 g.
  • the open valve was opened when the battery surface temperature was 95 ° C., and the gas assumed to be a boiled electrolyte was observed at that time, and the weight of the battery after the test was 470 g. It was. It was suggested that the safety was improved by the arrangement of the gas discharge part.
  • the type of molecular sieve is preferably the 4A type (Example A-1).
  • Example A-1 From the comparison between Example A-1 and Comparative Examples A-2 and A-3, it can be seen that even if a zeolitic porous material is disposed on the electrode or separator, there is no effect on safety improvement. This is because if a zeolitic porous material is disposed on an electrode or a separator, the electrode group only expands due to gas release from the zeolitic porous material, and the open valve cannot be operated quickly.
  • the gas discharge part containing the zeolitic porous material is arranged so that heat conduction with the negative electrode lead of the non-aqueous electrolyte battery is possible, thereby improving safety. It becomes possible to do.
  • SYMBOLS 1 ... Exterior can, 2 ... Cover, 3 ... Positive electrode external terminal, 4 ... Negative electrode external terminal, 5 ... Electrode group, 6 ... Positive electrode, 6a ... Positive electrode current collection tab, 6b ... Positive electrode active material containing layer, 7 ... Negative electrode, 7a DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Negative electrode current collection tab, 7b ... Negative electrode active material content layer, 8 ... Separator, 9 ... Holding member, 10 ... Positive electrode lead, 11 ... Negative electrode lead, 13 ... Opening valve, 14 ... Insulating gasket, 15 ... Internal insulator, 16 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Gas discharge part, 17 ... Heat conduction part, 21 ... Single cell, 22 ... Assembly battery, 29 ... Protection circuit, 30 ... Thermistor.

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Abstract

　実施形態によれば、外装部材と、負極端子４と、電極群５と、負極リード１１と、開放弁１３と、ガス放出部１６とを含む非水電解質電池を提供することができる。外装部材は、外装缶１及び蓋２を有する。負極端子４は、外装部材に設けられる。電極群５は、外装部材内に配置され、正極６及び負極７を含む。負極リード１１は、負極端子４と負極７とを電気的に接続する。開放弁１３は、外装部材に設けられる。ガス放出部１６は、負極リード１１からの熱伝導が可能なように外装部材内に配置され、ゼオライト系多孔性物質を含む。

Description

非水電解質電池及び電池パック
　本発明の実施形態は、非水電解質電池及び電池パックに関する。
　非水電解質電池において、非水電解液中の残留水分を除去するために吸水性を有するゼオライト系多孔性物質を用いることが知られている。これは、非水電解質電池中の水分を除去することで電池反応以外の副反応を抑制し利用効率をあげること、非水電解質中の溶質と残留水分が加水分解を起こして発生する酸を抑制することが主な目的である。
　一方、このゼオライト系多孔性物質は、水分以外にも分子の有効直径に応じてハロゲンガス、硫化水素ガス、二酸化炭素、炭化水素、アルコール、芳香族化合物等の様々な分子を吸着することが可能である。この各種分子の吸着能に着目し、電池反応以外の副反応により生じるガスを捕集する目的でゼオライト系多孔性物質を用いることが知られている。
　非水電解質電池は、定格容量を超えても充電を継続すると（いわゆる過充電）、電解液の電気化学分解・熱分解による発熱、電極と電解液の化学反応による発熱、電極活物質自身の熱分解による発熱が生じ、電池として熱暴走に至る場合がある。この課題を解決するために外装部材に金属缶を用いた密閉型電池においては、過充電時に副反応として発生するガスにより電池内圧が上昇し、ある圧力に達した際に外装部材内部のガスを開放するための開放弁を用いることが知られている。開放弁の開放により、外気が外装部材内に進入するため、電池温度が低下し、熱暴走を未然に防止することができる。この開放弁の開放圧が低すぎると通常使用時に開放弁が開放するということが懸念され、一方、開放弁が高すぎると開放弁開放の前に電池が熱暴走に至る場合がある。
特開２０１０－２０５５４６号公報 特開２００３－１５１５５８号公報 特開２００８－１４６９６３号公報 特開２００１－２０２９９０号公報 特開２００１－１５５７９０号公報 特開２００３－７７５４９号公報
　本発明が解決しようとする課題は、過充電時の安全性に優れた非水電解質電池と、該非水電解質電池を含む電池パックとを提供することである。
　実施形態によれば、外装部材と、負極端子と、電極群と、負極リードと、開放弁と、ガス放出部とを含む非水電解質電池を提供することができる。外装部材は、外装缶及び蓋を有する。負極端子は、外装部材に設けられる。電極群は、外装部材内に配置され、正極及び負極を含む。負極リードは、負極端子と負極とを電気的に接続する。開放弁は、外装部材に設けられる。ガス放出部は、負極リードからの熱伝導が可能なように外装部材内に配置され、ゼオライト系多孔性物質を含む。
第１の実施形態に係る非水電解質電池の分解斜視図。 図１の非水電解質電池に用いられる電極群の部分展開斜視図。 図１の非水電解質電池に用いられる安全弁の変更例を示す平面図。 図１の非水電解質電池に用いられる安全弁の変更例を示す平面図。 第１の実施形態に係る別の非水電解質電池の分解斜視図。 第１の実施形態に係る別の非水電解質電池の分解斜視図。 第２の実施形態に係る電池パックの電気回路を示すブロック図。 比較例の非水電解質電池の部分切欠斜視図。
　以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態によれば、外装部材と、電極群と、負極リードと、開放弁と、ガス放出部とを含む非水電解質電池が提供される。外装部材は、外装缶と、外装缶の開口部に配置される蓋とを有する。負極端子は、外装缶または蓋に設けられている。電極群は、正極及び負極を含み、かつ外装部材内に配置される。負極リードは、負極端子と負極とを電気的に接続する。開放弁は、外装缶または蓋に設けられる。ガス放出部は、ゼオライト系多孔性物質を含む。また、ガス放出部は、負極リードからの熱伝導が可能なように外装部材内に配置される。
　第１の実施形態の一例を図１～図３Ａ，図３Ｂに示す。図１に示す電池は、密閉型の角型非水電解質電池である。非水電解質電池は、外装缶１と、蓋２と、正極外部端子３と、負極外部端子４と、電極群５とを備える。外装缶１と蓋２とから外装部材が構成されている。
　外装缶１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。
　図２に示すように、偏平型の電極群５は、正極６と負極７がその間にセパレータ８を介して偏平形状に捲回されたものである。正極６は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ６ａと、少なくとも正極集電タブ６ａの部分を除いて正極集電体に形成された正極活物質含有層６ｂとを含む。一方、負極７は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ７ａと、少なくとも負極集電タブ７ａの部分を除いて負極集電体に形成された負極活物質含有層７ｂとを含む。
　このような正極６、セパレータ８及び負極７は、正極集電タブ６ａが電極群の捲回軸方向にセパレータ８から突出し、かつ負極集電タブ７ａがこれとは反対方向にセパレータ８から突出するよう、正極６及び負極７の位置をずらして捲回されている。このような捲回により、電極群５は、図２に示すように、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ６ａが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ７ａが突出している。電解液（図示しない）は、電極群５に含浸されている。
　図１に示すように、正極集電タブ６ａ及び負極集電タブ７ａは、それぞれ、電極群の捲回中心付近を境にして二つの束に分けられている。導電性の挟持部材９は、略コの字状をした第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、第１の挟持部９ａと第２の挟持部９ｂとを電気的に接続する連結部９ｃとを有する。正負極集電タブ６ａ，７ａは、それぞれ、一方の束が第１の挟持部９ａによって挟持され、かつ他方の束が第２の挟持部９ｂによって挟持される。
　正極リード１０は、略長方形状の支持板１０ａと、支持板１０ａに開口された貫通孔１０ｂと、支持板１０ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１０ｃ、１０ｄとを有する。一方、負極リード１１は、略長方形状の支持板１１ａと、支持板１１ａに開口された貫通孔１１ｂと、支持板１１ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１１ｃ、１１ｄとを有する。
　正極リード１０は、集電部１０ｃ、１０ｄの間に挟持部材９を挟む。集電部１０ｃは、挟持部材９の第１の挟持部９ａに配置されている。集電部１０ｄは、第２の挟持部９ｂに配置されている。集電部１０ｃ、１０ｄと、第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、正極集電タブ６ａとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群５の正極６と正極リード１０が正極集電タブ６ａを介して電気的に接続される。
　負極リード１１は、集電部１１ｃ、１１ｄの間に挟持部材９を挟んでいる。集電部１１ｃは、挟持部材９の第１の挟持部９ａに配置されている。一方、集電部１１ｄは、第２の挟持部９ｂに配置される。集電部１１ｃ、１１ｄと、第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、負極集電タブ７ａとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群５の負極７と負極リード１１が負極集電タブ７ａを介して電気的に接続される。
　正負極リード１０，１１および挟持部材９の材質は、特に指定しないが、正負極外部端子３，４と同じ材質にすることが望ましい。例えば、外部端子の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合は、リードの材質をアルミニウム、アルミニウム合金にすることが好ましい。また、外部端子が銅の場合は、リードの材質を銅などにすることが望ましい。
　矩形板状の蓋２は、外装缶１の開口部に例えばレーザでシーム溶接される。蓋２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋２と外装缶１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。電解液の注液口１２は、蓋２に開口され、電解液の注液後に封止蓋（図示しない）で封止される。
　蓋２の外面の中央付近に開放弁１３が設けられている。開放弁１３は、蓋２の外面に設けられた矩形状の凹部１３ａと、凹部１３ａ内に設けられたＸ字状の溝部１３ｂとを有する。溝部１３ｂは、例えば、蓋２を板厚方向にプレス成型することにより形成される。開放弁１３の溝部１３ｂの形状は、図１に示すものに限らず、例えば、図３Ａに示す直線状、図３Ｂに示すような、直線部の両端が二股に分岐した形状にすることができる。
　蓋２の外面には、開放弁１３を間に挟んだ両側に正負極外部端子３，４が配置されている。絶縁ガスケット１４は、正負極外部端子３，４と蓋２との間に配置され、正負極外部端子３，４と蓋２とを電気的に絶縁している。正極用及び負極用の内部絶縁体１５は、それぞれ、貫通孔１５ａを有し、かつ蓋２の裏面に配置されている。一方の内部絶縁体１５は、蓋２の裏面のうち正極外部端子３と対応する箇所に配置され、他方の内部絶縁体１５は、蓋２の裏面のうち負極外部端子４と対応する箇所に配置されている。絶縁ガスケット１４及び内部絶縁体１５は、いずれも、樹脂成形品であることが望ましい。
　正極外部端子３は、絶縁ガスケット１４、蓋２、内部絶縁体１５の貫通孔１５ａ及び正極リード１０の支持板１０ａの貫通孔１０ｂにかしめ固定されている。一方、負極外部端子４は、絶縁ガスケット１４、蓋２、内部絶縁体１５の貫通孔１５ａ及び負極リード１１の支持板１１ａの貫通孔１１ｂにかしめ固定されている。これにより、正負極外部端子３，４と蓋２は、絶縁性と気密性が確保された状態で固定され、さらに正負極外部端子３，４と正負極リード１０，１１は、電気的接続が確保された状態で固定される。
　負極活物質に炭素系材料を使用するリチウムイオン二次電池の場合、正極外部端子３には、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用され、負極外部端子４には、例えば、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などの金属が使用される。また、負極活物質にチタン酸リチウムを使用する場合は、上記に加え、負極外部端子にアルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用してもかまわない。
　ガス放出部１６は、ゼオライト系多孔質物質を含む。ガス放出部１６の温度が上昇して１５０℃程度に達すると、ガス吸収反応に比してガス放出反応が優位になるため、ガスを放出する。ガス放出部１６は、矩形のペレット状をなしている。ガス放出部１６は、蓋２の裏面に開放弁１３と対向するように配置されている。ガス放出部１６と負極リード１１間の熱伝導は、熱伝導部１７を介して行われる。熱伝導部１７は、帯状の熱伝導性材料からなる。熱伝導部１７は、一端がガス放出部１６上に配置され、かつ他端が負極リード１１の支持板１１ａ上に配置されている。ガス放出部１６は、熱伝導部１７と接触していれば良いが、熱伝導部１７と例えば接着剤等によって固定することも可能である。また、熱伝導部１７は、負極リード１１の支持板１１ａと接触していれば良いが、負極リード１１の支持板１１ａと例えば溶接によって固定することも可能である。溶接方法は、特に限定されるものではないが、例えば超音波溶接、レーザ溶接が挙げられる。
　ガス放出部１６に含まれるゼオライト系多孔質物質は、特に限定されるものではないが、化学式Ｎａ12〔（ＡｌＯ2）12（ＳｉＯ2）12〕・２７Ｈ2Ｏ（商品名：モレキュラーシーブ、４Ａ型であらわされるものが好ましい。これは、過充電時に発生するガスの主成分である二酸化炭素及び炭化水素をよく吸着するためである。また、化学式Ｃａ12〔（ＡｌＯ2）12（ＳｉＯ2）12〕・２７Ｈ2Ｏ（商品名：モレキュラーシーブ、５Ａ型）、Ｎａ86〔（ＡｌＯ2）86（ＳｉＯ2）10〕・２７６Ｈ2Ｏ（商品名：モレキュラーシーブ、１３Ｘ型）も過充電時に発生するガスの主成分である二酸化炭素及び炭化水素を吸着するため好ましい。一方、化学式Ｋ12〔（ＡｌＯ2）12（ＳｉＯ2）12〕・２７Ｈ2Ｏ（商品名：モレキュラーシーブ、３Ａ型）は、過充電時に発生するガスに含まれる二酸化炭素及び炭化水素を吸着しないため、効果が不十分である可能性がある。
　ガス放出部１６は、ゼオライト系多孔性物質と混合されるポリオレフィン系樹脂をさらに含むことが望ましい。ゼオライト系多孔質物質にポリオレフィン系樹脂を混合することにより、ガス放出部１６が絶縁体になり、絶縁部材の一部として機能することから、ガス放出部１６を電極群５と蓋２の間に密に配置することができ、電池のエネルギー密度を減じることなく配置することができる。ポリオレフィン系樹脂は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等を挙げることができる。
　ゼオライト系多孔性物質の重量は、非水電解質電池重量を１００重量％とした際に０．００１重量％～４重量％の範囲内であることが望ましい。これにより、電池の重量エネルギー密度を損なうことなく、過充電時の安全性をより向上することができる。ゼオライト系多孔性物質の重量のより好ましい範囲は、０．０１重量％～３重量％である。
　ガス放出部１６は、蓋２の裏面に接触させても良いが、蓋２の裏面から離して配置することもできる。蓋２の裏面とガス放出部１６との間に隙間を設ける場合、過充電時の安全性を高めるため、ガス放出部１６と蓋２の裏面との距離は、電池高さを１００％とした際に5％以下であることが望ましい。
　ガス放出部１６のうち、開放弁１３と対向している面と反対側の面に、ガス透過しないバリア層を配置することが望ましい。ガス放出部１６から放出されるガスが、開放弁１３以外の箇所に拡散するのを抑えることができ、ガス放出部１６から放出されるガスを開放弁１３に集中させることができるため、開放弁１３を速やかに作動させることが可能となる。ガス透過しないバリア層は、開放弁１３と対向している面と反対側の面に加え、ガス放出部１６の側面に形成することができる。ガス透過しないバリア層は、特に限定されるものではないが、例えば、金属箔を挙げることができる。
　熱伝導部１７の熱伝導性材料は、特に制限しないが、アルミニウム、アルミニウムを主成分とするもの、ニッケルが好ましい。アルミニウムは軽金属であるため、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするものを用いると、電池重量増加を抑制することができる。
　図１～図３Ａ，図３Ｂでは、帯状の板材からなる熱伝導部１７を使用したが、熱伝導部１７の形状はこれに限られるものではない。例えば、図４及び図５に示す形状の熱伝導部１７を使用することができる。図４及び図５では、図１～図３Ａ，図３Ｂと同様な部材については、同符号を付して説明を省略する。
　図４に示すように、熱伝導部１７は、ガス放出部１６よりも大きな面積の熱伝導性材料シートからなる。ガス放出部１６は、熱伝導部１７上に配置され、開放弁１３と対向している。熱伝導部１７のうち、ガス放出部１６が配置されていない短辺部が負極リード１１の支持板１１ａ上に配置されている。ガス放出部１６は、熱伝導部１７と接触していれば良いが、熱伝導部１７と例えば接着剤等によって固定することも可能である。また、熱伝導部１７は、負極リード１１の支持板１１ａと接触していれば良いが、負極リード１１の支持板１１ａと例えば溶接によって固定することも可能である。溶接方法は、特に限定されるものではないが、例えば超音波溶接、レーザ溶接が挙げられる。
　また、図５に示すように、熱伝導部１７は、ガス放出部１６を収容するための凹部１７ａを有する熱伝導性材料プレートからなる。ガス放出部１６は、熱伝導部１７の凹部１７ａ内に収容され、開放弁１３と対向している。熱伝導部１７のうち、凹部１７ａから離れた短辺部が負極リード１１の支持板１１ａ上に配置されている。ガス放出部１６は、熱伝導部１７と接触していれば良いが、熱伝導部１７と例えば接着剤等によって固定することも可能である。また、熱伝導部１７は、負極リード１１の支持板１１ａと接触していれば良いが、負極リード１１の支持板１１ａと例えば溶接によって固定することも可能である。溶接方法は、特に限定されるものではないが、例えば超音波溶接、レーザ溶接が挙げられる。
　図４及び図５に示す電池においては、ガス放出部１６の開放弁１３と対向している面と反対側の面（以下、非対向面と称す）に、熱伝導部１７が配置されている。ガス放出部１６の非対向面に形成された熱伝導部１７は、ガス透過しないバリア層として機能することができる。その結果、温度上昇によってガス放出部１６から放出されるガスを開放弁１３に集中させることができるため、開放弁１３を速やかに作動させることが可能となる。これにより、過充電時の安全性をより向上することができる。
　図１～図５では、ガス放出部１６と負極リード１１とを熱伝導部１７によって接続したが、これに限らず、例えば、ガス放出部１６を負極リード１１の支持板１１ａ上に直接配置することもできる。また、ガス放出部１６の形状は、矩形ペレット状に限らず、例えば、円形ペレット、多角形ペレット等にすることができる。
　図１～図５では、外装缶及び蓋を金属から形成したが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、 テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体などの樹脂から形成することも可能である。また、外装缶の形状は、角型に限らず、例えば、円筒型等にすることができる。
　以下、正極、負極、セパレータ、非水電解質等の各部材について説明する。
１）正極
　この正極は、正極集電体と、前記集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む正極活物質含有層とを有する。
　この正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物をアルミニウム箔などの集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。
　正極活物質には、種々の酸化物、硫化物などが挙げられる。例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えば、ＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばＬｉxＮｉＯ2)、リチウムコバルト複合酸化物(ＬｉxＣｏＯ2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物｛例えばＬｉｘＮｉ1-y-zＣｏyＭzＯ2（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１｝、リチウムマンガンコバルト複合酸化物｛例えばＬｉｘＭｎ1-ｙ-ｚＣｏyＭzＯ2（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１｝、リチウムマンガンニッケル複合化合物｛例えばＬｉｘＭｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2やＬｉｘＭｎ1/2Ｎｉ1/2Ｏ2などのＬｉｘＭｎｙＮｉｙＭ1-2ｙＯ2(ＭはＣｏ，Ｃｒ，ＡｌおよびＦｅよりなる群より選択される少なくとも１種類の元素、１／３≦ｙ≦１／２）｝、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えば、ＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4など）、硫酸鉄（例えばＦｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）などが挙げられる。また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料も挙げられる。なお、上記に好ましい範囲の記載がないｘ、ｙ、ｚについては０以上１以下の範囲であることが好ましい。
　より好ましい正極活物質は、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンニッケル複合化合物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。これらの正極活物質によると、高い電池電圧が得られる。
　導電剤には、例えばカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）、グラフェン、フラーレン類、コークス等を挙げることができる。中でもカーボンブラック、黒鉛が好ましく、カーボンブラックとしてはアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等が挙げられる。
　結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
　正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質８０～９５重量％、導電剤３～２０重量％、結着剤２～７重量％の範囲にすることが好ましい。
　正極集電体は、アルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔から形成されることが望ましい。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３０μｍ以下である。更に好ましくは５μｍ以下である。平均結晶粒径が５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができ、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能になり、電池容量を増大させることができる。
　平均結晶粒径は次のようにして求められる。集電体表面の組織を光学顕微鏡で組織観察し、１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒の数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１ｘ１０6／ｎ（μｍ2）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（Ａ）式により平均結晶粒子径ｄ（μｍ）を算出する。
　　　　ｄ＝２（Ｓ／π）1/2　　　　　　　（Ａ）
　アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子から複雑な影響を受けて変化する。結晶粒径は、集電体の製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調製することが可能である。
　アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９質量％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素、などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１質量％以下にすることが好ましい。
２）負極
　この負極は、集電体と、この集電体の片面もしくは両面に担持され、負極活物質、導電剤および結着剤を含む負極活物質含有層とを有する。この負極は、例えば粉末状の負極活物質に導電剤および結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物（スラリー）を集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。
　集電体は、例えば、銅箔、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることができる。集電体を構成するアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下の平均結晶粒径を有することが望ましい。平均結晶粒径は、前述した方法で求めることができる。アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の平均結晶粒径を５０μｍ以下にすることによって、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができる。このため、プレス時の圧力を高めて負極活物質含有層を高密度化して負極容量を増大させることが可能になる。また、高温環境下（４０℃以上）における過放電サイクルでの集電体の溶解・腐食劣化を防ぐことができる。このため、負極インピーダンスの上昇を抑制することができる。さらに、出力特性、急速充電、充放電サイクル特性も向上させることができる。
　アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子から複雑な影響を受けて変化する。結晶粒径は、集電体の製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調製することが可能である。
　アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下であることが望ましい。アルミニウム箔は９９質量％以上の純度を有することが好ましい。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金であることが好ましい。合金成分として含まれる鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属は１質量％以下にすることが好ましい。
　また、集電体にアルミニウム箔を用いる場合、熱伝導部１７の熱伝導性材料としてアルミニウムが好ましいが、集電体に銅箔を用いる場合はニッケルの方が溶接が容易であるため、好ましい。
　負極活物質として、例えば、リチウムチタン複合酸化物が挙げられる。リチウムチタン複合酸化物は、例えば、Ｌｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは充放電反応により－１≦ｘ≦３の範囲で変化する）で表されるスピネル型チタン酸リチウム、ラムステライド型Ｌｉ2+xＴｉ3Ｏ7（ｘは充放電反応により－１≦ｘ≦３の範囲で変化する）、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ2－Ｐ2Ｏ5、ＴｉＯ2－Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2－Ｐ2Ｏ5－ＳｎＯ2、ＴｉＯ2－Ｐ2Ｏ5－ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、ＮｉおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１つの元素）を挙げることができる。この金属複合酸化物は、結晶性が低く、結晶相とアモルファス相が共存もしくはアモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造の金属複合酸化物は、サイクル性能を大幅に向上させることができる。これらの金属複合酸化物は、充電によりリチウムが挿入されることでリチウムチタン複合酸化物に変化する。リチウムチタン複合酸化物のうち、スピネル型チタン酸リチウムがサイクル特性に優れ、好ましい。
　その他の負極活物質は、例えば、炭素質物または金属化合物が挙げられる。
　炭素質物は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。より好ましい炭素質物は、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素が挙げられる。炭素質物は、Ｘ線回折による（００２）面の面間隔ｄ002が０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。
　金属化合物は、金属硫化物、金属窒化物を用いることができる。金属硫化物は、例えばＴｉＳ2のような硫化チタン、例えばＭｏＳ2のような硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2のような硫化鉄を用いることができる。金属窒化物は、例えばリチウムコバルト窒化物（例えばＬｉsＣｏtＮ、０＜ｓ＜４，０＜ｔ＜０．５）を用いることができる。
　導電剤には、例えばカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）、グラフェン、フラーレン類、コークス等を挙げることができる。中でもカーボンブラック、黒鉛が好ましく、カーボンブラックとしてはアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等が挙げられる。
　結着剤は、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。
　負極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、負極活物質７３～９６重量％、導電剤２～２０重量％、結着剤２～７重量％の範囲にすることが好ましい。
３）セパレータ
　セパレータは、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、及びビニロンのようなポリマーで作られた多孔質フィルム又は不織布を用いることができる。セパレータの材料は１種類であってもよく、或いは、２種類以上を組合せて用いてもよい。
４）非水電解質
　この非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩を含む。また、非水溶媒中にはポリマーを含んでもよい。
　電解質塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム（ＬｉＦ2ＢＣ2Ｏ4）、ジフルオロ（トリフルオロ－２－オキシド－２－トリフルオロ－メチルプロピオナト（２－）－０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ2（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ3）2）（通称ＬｉＢＦ2（ＨＨＩＢ）））等のリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。特にＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4が好ましい。
　電解質塩濃度は、１．５Ｍ以上、３Ｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、高負荷電流を流した場合の性能を向上することができる。
　非水溶媒としては、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフラン（２－ＭｅＨＦ）、１，３－ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネイト（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等が挙げられる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。
　また、この非水電解質に添加剤を添加してもよい。添加剤としては、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト（ＶＣ）、ビニレンアセテート（ＶＡ）、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート、プロパンスルトン等が挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質１００重量％に対して０．１重量％以上、３重量％以下の範囲が好ましい。さらに好ましい範囲は、０．５重量％以上、１重量％以下である。
　第１の実施形態によれば、過充電時の安全性に優れた電池を得ることができる。本発明者らが鋭意検討を行った結果、外装部材内にゼオライト系多孔性物質を含むガス放出部を、非水電解質電池の負極リードとの熱伝導が可能なように配置することで、過充電試験時に非水電解質電池の例えば表面温度が７０～８０℃付近（この温度は電池形状により異なる）という非水電解質電池が熱暴走に至る前の温度領域で開放弁を開放することができ、過充電時の安全性が向上することを見出した。これは、過充電の初期に非水電解質の酸化分解で生じる二酸化炭素や炭化水素がゼオライト系多孔性物質に吸着し、負極と非水電解質の化学反応により発生した熱が負極リードを通してゼオライト系多孔性物質に伝わり、その熱により吸着ガスが放出される圧力で開放弁が開放されたためだと考えられる。
　この際、ガス放出部は、電極群と外装部材に配置される開放弁との間に配置されることが好ましい。この位置に配置することで放出ガスを効率よく開放弁にあてることができるためである。さらにより放出ガスを効率よく開放弁にあてるために、ガス放出部は、開放弁と対向させることが好ましい。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態によれば、非水電解質電池を含む電池パックが提供される。非水電解質電池には、第１の実施形態に係る非水電解質電池が使用される。電池パックに含まれる非水電解質電池（単電池）の数は、１個または複数にすることができる。複数の単電池を備える場合、各単電池は電気的に直列もしくは並列に接続されている。
　このような電池パックを図６を参照して詳細に説明する。複数の単電池２１は、互いに電気的に直列に接続され、組電池２２を構成している。正極側リード２３は、組電池２２の正極端子に接続され、その先端は正極側コネクタ２４に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード２５は、組電池２２の負極端子に接続され、その先端は負極側コネクタ２６に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ２４，２６は、配線２７，２８を通して保護回路２９に接続されている。
　サーミスタ３０は、単電池２１の温度を検出し、その検出信号は保護回路２９に送信される。保護回路２９は、所定の条件で保護回路２９と外部機器への通電用端子３１との間のプラス側配線３２ａおよびマイナス側配線３２ｂを遮断できる。所定の条件とは、例えばサーミスタ３０の検出温度が所定温度以上になったときである。また、所定の条件とは単電池２１の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池２１もしくは単電池２１全体について行われる。個々の単電池２１を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池２１中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図６の場合、単電池２１それぞれに電圧検出のための配線３３を接続し、これら配線３３を通して検出信号が保護回路２９に送信される。
　図６では単電池２１を直列接続した形態を示したが、電池容量を増大させるためには並列に接続してもよい。組み上がった電池パックを直列、並列に接続することもできる。
　また、電池パックの態様は用途により適宜変更される。電池パックの用途としては、大電流特性でのサイクル特性が望まれるものが好ましい。具体的には、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車載用が挙げられる。特に、車載用が好適である。
　以上詳述した第２の実施形態の電池パックによれば、ゼオライト系多孔性物質を含むガス放出部を負極リードと熱伝導が可能なように外装部材内に配置した非水電解質電池を含むため、過充電時、非水電解質電池が熱暴走に至る前の温度領域で開放弁を開放することができ、過充電時の安全性を向上することができる。
　以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
（実施例Ａ－１）
＜正極の作製＞
　正極活物質にＬｉＣｏＯ2を用い、これに導電剤として正極全体に対して８重量％の割合になるように黒鉛粉末、結着剤として正極全体に対して５重量％となるようにＰＶｄＦをそれぞれ配合し、これらをｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる集電体に一方の長辺を除いて塗布、乾燥、プレス工程を経て電極密度３．３ｇ／ｃｍ3の正極を作成した。
＜負極の作製＞
　負極活物質にＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12を用い、導電剤としてグラファイトを負極全体に対して１０重量％になるように、結着剤としてＰＶｄＦを負極全体に対して３重量％となるように、ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液中で混合することによりスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる集電体に一方の長辺を除いて塗布し、乾燥し、プレスすることにより電極密度２．１ｇ／ｃｍ3の負極を作成した。
＜非水電解質の調製＞
　ＰＣとＤＥＣとを体積比（ＰＣ：ＤＥＣ）が１：２となるように混合した混合溶媒に、１．５ＭのＬｉＰＦ6を溶解させ、非水電解質を得た。
＜ガス放出部の作製＞
　ゼオライト系多孔性物質としてモレキュラーシーブ（４Ａ型）３ｇ（非水電解質電池の重量を１００重量％とした際の０．６重量％に相当）を矩形のペレット状に成型し、ガス放出部を得た。
＜電池の組み立て＞
　非水電解質をポリエチレン製多孔質フィルムからなる厚さ２０μｍのセパレータに含浸した後、このセパレータで正極を覆い、負極をセパレータを介して正極と対向するように重ねて渦巻状に捲回し、渦巻状の電極群を作製した。この電極群にプレスを施すことにより、扁平状に成形した。厚さ０．３ｍｍのアルミニウムからなる缶形状の容器（外装缶）に、扁平状に成形した電極群を挿入した。蓋と電極群との間にガス放出部を開放弁と対向するように配置した。開放弁とガス放出部との隙間は２ｍｍ（電池高さを１００％とした際２％に相当）とした。帯状のアルミニウム板からなる熱伝導部の一端をガス放出部に接着剤で接着し、他端を負極リードの支持板に溶接した。このようにして図１に示す厚さ２０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ１００ｍｍで重量５００ｇの扁平型非水電解質電池を作製した。
（実施例Ａ－２）
　図４に示すように熱伝導部１７の上部にガス放出部１６を配置した以外は、実施例Ａ－１と同様な重量５０２ｇの扁平型非水電解質電池を作製した。
（実施例Ａ－３）
　図５に示すように熱伝導部１７の凹部１７ａ内にガス放出部１６を収容すること以外は実施例Ａ－１と同様な重量５０１ｇの扁平型非水電解質電池を作製した。
（実施例Ａ－４）
　開放弁とガス放出部との隙間を０ｍｍとした以外は実施例Ａ－１と同様の扁平型非水電解質電池を作製した。
（実施例Ａ－５）
　開放弁とガス放出部との隙間を５ｍｍ（電池高さを１００％とした際５％に相当）とした以外は実施例Ａ－１と同様の扁平型非水電解質電池を作製した。
（実施例Ａ－６）
　開放弁とガス放出部との隙間を１０ｍｍ（電池高さを１００％とした際１０％に相当）とした以外は実施例Ａ－１と同様の扁平型非水電解質電池を作製した。
（実施例Ａ－７）
　モレキュラーシーブ（３Ａ型）を使用した以外は実施例Ａ－１と同様の電池を作製した。
（実施例Ａ－８）
　モレキュラーシーブ（５Ａ型）を使用した以外は実施例Ａ－１と同様の電池を作製した。
（比較例Ａ－１）
　ガス放出部と熱伝導部を配置しない以外は実施例１と同様の４９７ｇの電池を作製した。
（比較例Ａ－２）
　正極活物質にＬｉＣｏＯ2を用い、これに導電剤として正極全体に対して５重量％の割合になるように黒鉛粉末、結着剤として正極全体に対して５重量％となるようにＰＶｄＦ、さらに正極全体に対して３重量％となるようにモレキュラーシーブ（４Ａ型）をそれぞれ配合してｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔に一方の長辺を除いて塗布、乾燥、プレス工程を経て電極密度３．３ｇ／ｃｍ3の正極を作成した。得られた正極を用い、かつガス放出部と熱伝導部を配置しないこと以外は、実施例Ａ－１と同様の扁平型非水電解質電池を作製した。
（比較例Ａ－３）
　厚さ１７μｍのポリエチレン製多孔質フィルムに厚さ３μｍのモレキュラーシーブ（４Ａ型）層を有するフィルムをセパレータに用い、かつガス放出部と熱伝導部を配置しないこと以外は実施例Ａ－１と同様の扁平型非水電解質電池を作製した。
（比較例Ｂ－１）
　図７に示す扁平型非水電解質電池を作製した。長辺に正極タブを設けないこと以外は、実施例Ａ－１と同様にして正極４１を作製した。また、長辺に負極タブを設けないこと以外は、実施例Ａ－１と同様にして負極４２を作製した。得られた正負極４１，４２それぞれに帯状の正負極タブ４３，４４を溶接した。ひきつづき、正負極４１，４２及び実施例Ａ－１と同様なセパレータ４５を用い、実施例Ａ－１と同様にして電極群４６を作製した。
　得られた電極群４６の正負極タブ４３，４４が引き出されている端面に、実施例Ａ－１と同様なガス放出部１６を配置した。これらを、アルミニウム含有のラミネートフィルムからなる外装部材内に密封し、図７に示す扁平型非水電解質電池を作製した。
（比較例Ｂ－２）
　ガス放出部１６を用いないこと以外は、比較例Ｂ－１と同様にして扁平型非水電解質電池を作製した。
　これらの電池を１Ｃの電流値でＳＯＣ２００％まで過充電する試験を実施した。このとき開放弁が開放した際の電池表面温度と試験終了後の電池の重量を表１にしめす。表１には、試験前の電池重量を併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例Ａ－１の電池は電池表面温度が７５℃のときに開放弁が開放し、試験終了後の電池重量は４９８ｇであった。一方、比較例Ａ－１の電池は電池表面温度が９５℃のときに開放弁が開放し、その際沸騰した電解液と推察されるガスが観察され、試験終了後の電池重量は４７０ｇであった。ガス放出部の配置により安全性が向上したことが示唆された。
　実施例Ａ－１，Ａ－２，Ａ－３の比較から、ガス放出部の開放弁との非対向面にガス透過しないバリア層が配置された実施例Ａ－２，Ａ－３によると、安全性が向上することがわかる。
　実施例Ａ－１，Ａ－４，Ａ－５，Ａ－６の比較から、ガス放出部と開放弁の距離と安全性には相関があり、その距離は電池高さを１００％とした場合に０～５％の範囲内（実施例Ａ－１，Ａ－４，Ａ－５）が好ましいことがわかる。
　実施例Ａ－１，Ａ－７，Ａ－８の比較から、モレキュラーシーブの種類は４Ａ型（実施例Ａ－１）が好ましいことがわかる。
　実施例Ａ－１と比較例Ａ－２，Ａ－３の比較から電極やセパレータにゼオライト系多孔質物質を配置しても安全性改善に対しては効果がないことがわかる。これは、電極やセパレータにゼオライト系多孔質物質を配置すると、ゼオライト系多孔質物質からのガス放出によって電極群が膨れるだけで、開放弁を速やかに作動させることができないからである。
　比較例Ｂ－１，Ｂ－２の比較から外装部材がラミネート製容器の場合、ゼオライト系多孔質物質を用いても安全性改善に対しては効果がないことがわかる。ラミネート製容器を電池内圧の上昇によって開封させるには、容器内の圧力を全体的に高める必要がある。ゼオライト系多孔質物質からのガス放出では、電池内圧を全体的に高めることができないため、ラミネート製容器を開封させることができず、過充電時の安全性が改善されない。
　以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、非水電解質電池の負極リードとの熱伝導が可能なように、ゼオライト系多孔性物質を含むガス放出部を配置しているため、安全性を向上することが可能となる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１…外装缶、２…蓋、３…正極外部端子、４…負極外部端子、５…電極群、６…正極、６ａ…正極集電タブ、６ｂ…正極活物質含有層、７…負極、７ａ…負極集電タブ、７ｂ…負極活物質含有層、８…セパレータ、９…挟持部材、１０…正極リード、１１…負極リード、１３…開放弁、１４…絶縁ガスケット、１５…内部絶縁体、１６…ガス放出部、１７…熱伝導部、２１…単電池、２２…組電池、２９…保護回路、３０…サーミスタ。

Claims (8)

  1. 　外装缶及び蓋を有する外装部材と、
    　前記外装部材に設けられる負極端子と、
    　前記外装部材内に配置され、正極及び負極を含む電極群と、
    　前記負極端子と前記負極とを電気的に接続する負極リードと、
    　前記外装部材に設けられる開放弁と、
    　前記負極リードからの熱伝導が可能なように前記外装部材内に配置され、ゼオライト系多孔性物質を含むガス放出部と
    を含むことを特徴とする非水電解質電池。
  2. 　前記負極リードと前記ガス放出部とを接続し、アルミニウムを含む熱伝導部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  3. 　前記ガス放出部は、前記開放弁と対向していることを特徴とする請求項２記載の非水電解質電池。
  4. 　前記ゼオライト系多孔性物質は、化学式Ｎａ12〔（ＡｌＯ2）12（ＳｉＯ2）12〕・２７Ｈ2Ｏであらわされることを特徴とする請求項２記載の非水電解質電池。
  5. 　前記ガス放出部は、ポリオレフィン系樹脂をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。
  6. 　前記ゼオライト系多孔性物質の重量は、非水電解質電池重量を１００重量％とした際に０．００１重量％～４重量％の範囲内であることを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。
  7. 　前記負極は、リチウムチタン複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  8. 　請求項１記載の非水電解質電池を含むことを特徴とする電池パック。
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