JPH0511653Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

イ 産業上の利用分野 本考案は少なくとも一方の極板が芯体を具備す
る正負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回し
てなる電極体を備えた電池に関するものである。 ロ 従来の技術 一般に電池のハイレート特性を上げるためには
渦巻状の電極体構成とし、正負極板の対向面積を
広くしている。 このような渦巻状の電極体を備えた電池は大電
流を取出すには好都合であるが、反面外部短絡が
生じた場合、電流のジユール熱のために電池の温
度が上昇し、セパレータが溶融して内部短絡を引
き起し、さらに電池温度が上昇し電解液の蒸発や
分解によるガス化等によつて電池内圧が上昇して
電池の破裂或いは発火の恐れがある。特に負極活
物質として活性なリチウムを用いるリチウム電池
では発火の危険性が高い。 そこで外部短絡時の安全性を確保するために、
例えば特開昭60−23954号公報に開示されている
ように微多孔性膜のセパレータを用い、外部短絡
時にセパレータが溶融して絶縁フイルム化するこ
とにより内部短絡を防止したり、或いは組電池に
おいてはPTC素子を組込んで安全性を確保して
いる。 ところが電池を落下させた場合のように機械的
外力により電池が変形し、一方極板の芯体が他方
極板に突きささることを因とする内部短絡におい
ては前述せる構成は効果的でない。 ハ 考案が解決しようとする問題点 本考案は機械的外力による電池の変形を要因と
する内部短絡の発生を抑制し、また例え発生した
としても温度の急上昇を抑え電池内圧が安全弁の
作動圧までに至らないようにすることを目的とす
る。 ニ 問題点を解決するための手段 本考案は、少くとも一方の極板が芯体を具備す
る正負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回し
てなる電極体を備えた電池であつて、前記芯体と
して切断強度に方向性を有する多孔性金属板を用
いると共に、前記セパレータとして切断強度に方
向性を有する絶縁部材を用い、前記芯体とセパレ
ータとを各切断強度の方向性が同一方向となるよ
うに配置するものである。 ホ 作用 電池が機械的外力により変形すると極板の芯体
が部分的に切断することになる。そしてこの芯体
の切断具合が内部短絡現象に大きな影響を与える
ことになる。即ち、一般的に芯体として用いられ
るラス板やパンチング板にあつては切断具合が方
向性を持たないため、切断部が部分的に方向性な
く形成され、極板表面より露出しセパレータを貫
通して他方の極板に突きささるようなものもでき
る。 これに対して切断部が一方向のみに形成される
ものにあつては他方の極板に突きささるほど極端
なものは形成されない。 又、正負極板がたとえ接触するにしても、セパ
レータが芯体の切断方向と同一方向に破れやすい
ため正負極板の接触面積は大きくなり、単位面積
当りの電流値は低く局部的に大電流が流れること
はないので温度が急上昇することはない。 ヘ 実施例 以下本考案の一実施例を非水電解液電池を例に
とり第１図乃至第２図に基づき詳述する。 １は本考案の要旨とする極板芯体２に二酸化マ
ンガンを活物質とするペーストを塗着、乾燥して
なる正極板、３はリチウム板よりなる負極板であ
つて、これら正負極は本考案の要旨とするセパレ
ータ４を介して巻回されて渦巻電極体を形成して
いる。 ５は前記渦巻電極体を収納せる正極端子兼用の
外装缶であつてその開口部は絶縁パツキング６を
介して安全弁機構７を付設せる負極端子兼用の封
口蓋８により閉塞されている。尚、９は絶縁ワツ
シヤ、１０は負極リード板である。 而して極板芯体２は第２図Ａに示す如く部分ａ
の切込みが深いラス板よりなる。このラス板は機
械的外力を加えた際、破線で示すように一方向に
切断された第２図Ｂの状態となる。このように極
板芯体２は、切断強度に方向性を有しており、外
力が加わつた際には一方向に切断される。 第３図Ａは従来の極板芯体として用いられてい
るラス板を示し、機械的外力が加わつた際に、破
線で示すように多方向に切断しており、切断強度
に方向性を有していないので、第３図Ｂの状態と
なる。 又、本考案のセパレータはポリプロピレン製の
微孔性膜よりなり、この微孔性膜は切断強度に方
向性を有するものであり、機械的外力が加わつた
際に、前記芯体の切断方向と同一方向に切断する
ように電池内に組込んでいる。 尚、ポリプロピレン製の微孔性膜は製造時の延
伸処理によつて、切断強度に方向性を持たせるこ
とができ、本考案に用いたセパレータの引張試験
データを第１表に示す。

【表】 第１表から明らかなように本考案のセパレータ
は、延伸直角方向に切断され易いものである。 上記せる構成の本考案電池と、セパレータと
して破れやすさに方向性のないポリプロピレン不
織布を用いた比較電池と、芯体として第３図に
示す如く方向性のないラス板を用いた比較電池
とを第４図に示すように電池を変形試験治具Ｙ
により電池径の約1/2まで変形させたところ、本
考案電池では何ら問題はなかつたが比較電池
，では変形後、しばらくして電解液た安全弁
より吹き出す現象が認められた。 この理由を考察するために各電池を分解したと
ころ、比較電池ではセパレータが局部的に破
れ、その破壊部分で正負極板が接触していた。そ
して正負極板の接触面積が小なるため電流密度が
高く、局部的に温度が急上昇し電解液の蒸発や分
解が生じ電池内部ガス圧が急上昇し安全弁が作動
したものと考えられる。又、比較電池では正極
板の芯体の切断部が方向性がなく切断部の一部が
反り返り負極に突きささつていた。これにより大
電流が流れ電解液の蒸発や分解が生じ電池内部ガ
ス圧が急上昇し安全弁が作動したものと考えられ
る。 これに対して本考案電池では正極板の芯体が
一方向に切断されており負極板に突きささるほど
極端な内部短絡が生じておらず、且セパレータも
芯体の切断方向と同一方向に破れているため正負
極板の接触面積は比較電池の場合より大であ
る。それ故単位面積当りの電流値は低く局部的に
大電流が流れることはないので電解液の蒸発や分
解を生じるほどには温度が上昇せず安全弁の作動
まで至らないと考えられる。 尚、本考案に適用しうる極板芯体の形状として
は実施例で示したものに限定されず、例えばパン
チング板において一方向のみに孔と孔との間に浅
溝を形成しておき外力を加えた時に一方向に切断
されるものを用いることもできる。 又、セパレータについても、ポリプロピレン製
の微孔性膜に限定されず、方向性を有するポリエ
チレン製の微孔性膜なども使用でき、芯体の切断
方向と同一方向に破れやすい方向を合せて電池内
に組込めば良い。 ト 考案の効果 上述した如く、極板芯体として切断強度に方向
性を有する多孔性金属板を用いると共に、セパレ
ータとして切断強度に方向性を有する絶縁部材を
用い、前記芯体とセパレータとを各切断強度の方
向性が同一方向となるように配置することによつ
て、機械的外力が加わつた際に芯体とセパレータ
とが同一方向に切断されるために電池の変形を要
因とする内部短絡を抑制でき、且例え内部短絡が
発生しても電池内圧が安全弁を作動させるまでに
至らないようにすることができ電池の安全性の向
上が計れるものであり、その実用的価値は極めて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に係り、第１図は電
池の要部平面図、第２図は芯体の要部平面図であ
り、Ａは切断前、Ｂは切断後の状態図である。第
３図は従来の芯体の要部断面図であり、Ａは切断
前、Ｂは切断後の状態図、第４図は電池変形試験
の概略図である。 １……正極板、２……芯体、３……負極板、４
……セパレータ、５……正極端子兼用外装缶、６
……絶縁パツキング、８……負極端子兼用封口
蓋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少くとも一方の極板が芯体を具備する正負極板
   をセパレータを介して渦巻状に巻回してなる電極
   体を備えた電池であつて、前記芯体として切断強
   度に方向性を有する多孔性金属板を用いると共
   に、前記セパレータとして切断強度に方向性を有
   する絶縁部材を用い、前記芯体とセパレータとを
   各切断強度の方向性が同一方向となるように配置
   したことを特徴とする電池。