JPH07130346A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH07130346A JPH07130346A JP5275220A JP27522093A JPH07130346A JP H07130346 A JPH07130346 A JP H07130346A JP 5275220 A JP5275220 A JP 5275220A JP 27522093 A JP27522093 A JP 27522093A JP H07130346 A JPH07130346 A JP H07130346A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- hole
- film
- safety valve
- aqueous electrolyte
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- Withdrawn
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 十分なシール性及び強度を有する丈夫な膜を
用いて適度な低圧で電池内圧を開放し、且つ開放時にお
ける電池内圧を任意の値に設定して電池の安全性を確保
して製品の信頼性の大幅な向上を図る。 【構成】 安全弁１６を、電池を密閉し且つ電池内圧の
上昇によって開裂する開裂膜２１と、この開裂膜２１を
保持する支持部材２２とから構成する。ここで、支持部
材２２を、貫通孔２２ａを有し、この貫通孔２２ａに内
方に向かって突出する尖頭部２２ｂを形成して上蓋部２
の下部に設置する。
用いて適度な低圧で電池内圧を開放し、且つ開放時にお
ける電池内圧を任意の値に設定して電池の安全性を確保
して製品の信頼性の大幅な向上を図る。 【構成】 安全弁１６を、電池を密閉し且つ電池内圧の
上昇によって開裂する開裂膜２１と、この開裂膜２１を
保持する支持部材２２とから構成する。ここで、支持部
材２２を、貫通孔２２ａを有し、この貫通孔２２ａに内
方に向かって突出する尖頭部２２ｂを形成して上蓋部２
の下部に設置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液二次電池に
関し、特に電池内圧上昇を緩和する安全弁の構造に関す
るものである。
関し、特に電池内圧上昇を緩和する安全弁の構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小型・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、移動用電源としての電池に対しても益々小型・軽
量且つ高エネルギー密度であることが求められるように
なっている。
子機器の小型・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、移動用電源としての電池に対しても益々小型・軽
量且つ高エネルギー密度であることが求められるように
なっている。
【０００３】従来、一般用途の二次電池としては、鉛電
池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶液系二次電池が
主流である。しかし、これらの水溶液系二次電池は、サ
イクル特性には優れるものの、電池重量やエネルギー密
度の点で十分に満足できるものとは言えない。
池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶液系二次電池が
主流である。しかし、これらの水溶液系二次電池は、サ
イクル特性には優れるものの、電池重量やエネルギー密
度の点で十分に満足できるものとは言えない。
【０００４】そこで、最近、リチウムやリチウム合金さ
らには炭素材料のようなリチウムイオンをドープ且つ脱
ドープが可能な物質を負極として使用し、また、正極に
リチウムコバルト複合酸化物等のリチウム複合酸化物を
使用する非水電解液二次電池の研究・開発が盛んに行わ
れている。この電池は、電池電圧が高く、高エネルギー
密度を有し、サイクル特性に優れた電池である。
らには炭素材料のようなリチウムイオンをドープ且つ脱
ドープが可能な物質を負極として使用し、また、正極に
リチウムコバルト複合酸化物等のリチウム複合酸化物を
使用する非水電解液二次電池の研究・開発が盛んに行わ
れている。この電池は、電池電圧が高く、高エネルギー
密度を有し、サイクル特性に優れた電池である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、非水電解液
二次電池においては、電池内部への水分の浸入を防止す
るためにその電池容器は完全密閉されている。しかしな
がら、このように密閉型の電池では、何らかの異常が発
生した際には電池内圧が非常に高くなることが多く、破
裂等が生じる危険がある。しかも、その破裂による被害
は電池内圧が高い程大きくなるため、電池に異常発生時
には電池内圧を開放する安全弁が必要となる。非水電解
液二次電池においては、通常の使用条件下では内圧は５
ｋｇｆ／ｃｍ2 を越えることはないため、内圧開放が行
われる圧力としては５ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上のできるだけ
低い圧力であることが望ましい。
二次電池においては、電池内部への水分の浸入を防止す
るためにその電池容器は完全密閉されている。しかしな
がら、このように密閉型の電池では、何らかの異常が発
生した際には電池内圧が非常に高くなることが多く、破
裂等が生じる危険がある。しかも、その破裂による被害
は電池内圧が高い程大きくなるため、電池に異常発生時
には電池内圧を開放する安全弁が必要となる。非水電解
液二次電池においては、通常の使用条件下では内圧は５
ｋｇｆ／ｃｍ2 を越えることはないため、内圧開放が行
われる圧力としては５ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上のできるだけ
低い圧力であることが望ましい。
【０００６】しかしながら、従来用いられている、アル
ミニウムの薄板を用いた安全弁では強度が大きすぎるた
めに、安全弁に溝を設けるなどの加工を施しても、該安
全弁が開放されるまでには３０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の内
圧を必要とする。
ミニウムの薄板を用いた安全弁では強度が大きすぎるた
めに、安全弁に溝を設けるなどの加工を施しても、該安
全弁が開放されるまでには３０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の内
圧を必要とする。
【０００７】また、アルミニウムとポリプロピレン等の
高分子化合物を貼り合わせた膜を円形の孔を備えた支持
体に接着したタイプの安全弁では、シール性及び信頼性
の観点から、ある程度丈夫な膜が必要とされる。ところ
が、丈夫な膜と円形の孔の組合せでは内圧の上昇に対し
ても膜が開裂し難く、内圧の開放が起こり難いという欠
点がある。更に、膜の開裂が起こる際の圧力を制御する
ことも非常に困難であるというのが現状である。
高分子化合物を貼り合わせた膜を円形の孔を備えた支持
体に接着したタイプの安全弁では、シール性及び信頼性
の観点から、ある程度丈夫な膜が必要とされる。ところ
が、丈夫な膜と円形の孔の組合せでは内圧の上昇に対し
ても膜が開裂し難く、内圧の開放が起こり難いという欠
点がある。更に、膜の開裂が起こる際の圧力を制御する
ことも非常に困難であるというのが現状である。
【０００８】このように、密閉型に用いられる安全弁
は、正常時には十分なシール性及び強度が必要である
が、電池内圧の上昇の際には確実且つ速やかに内圧の開
放が行われなければならない。しかしながら、正常時の
十分なシール性及び強度を十分に保つために必要である
丈夫な膜は、内圧の上昇に対しても丈夫であり、膜も開
裂が起こり難いという欠点が有り、逆に開裂し易い膜を
用いた場合には、シール性及び強度が不十分であるとい
う問題がある。
は、正常時には十分なシール性及び強度が必要である
が、電池内圧の上昇の際には確実且つ速やかに内圧の開
放が行われなければならない。しかしながら、正常時の
十分なシール性及び強度を十分に保つために必要である
丈夫な膜は、内圧の上昇に対しても丈夫であり、膜も開
裂が起こり難いという欠点が有り、逆に開裂し易い膜を
用いた場合には、シール性及び強度が不十分であるとい
う問題がある。
【０００９】本発明は、上述の様々な課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、十分なシー
ル性及び強度を有する丈夫な膜を用いて適度な低圧で電
池内圧を開放し、且つ開放時における電池内圧を任意の
値に設定することが可能であり、電池の安全性を確保し
て製品の信頼性の大幅な向上を図ることが可能となる非
水電解液二次電池を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、十分なシー
ル性及び強度を有する丈夫な膜を用いて適度な低圧で電
池内圧を開放し、且つ開放時における電池内圧を任意の
値に設定することが可能であり、電池の安全性を確保し
て製品の信頼性の大幅な向上を図ることが可能となる非
水電解液二次電池を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、貫通孔を有す
る支持部材と、該支持部材の貫通孔を塞いで張設される
開裂膜とを有し、電池内圧の上昇に伴って前記開裂膜が
貫通孔に向かって変形し、所定の圧力に達したときに開
裂する安全弁を備えて成り、前記支持部材に形成される
貫通孔の開口形状が、貫通孔内方に向かって突出する尖
頭部を有する形状となるように形成し構成する。
る支持部材と、該支持部材の貫通孔を塞いで張設される
開裂膜とを有し、電池内圧の上昇に伴って前記開裂膜が
貫通孔に向かって変形し、所定の圧力に達したときに開
裂する安全弁を備えて成り、前記支持部材に形成される
貫通孔の開口形状が、貫通孔内方に向かって突出する尖
頭部を有する形状となるように形成し構成する。
【００１１】
【作用】本発明に係る非水電解液二次電池においては、
電池内部で何らかの異常が発生して電池内圧が上昇して
あらかじめ設定した所定の圧力に達した際に、安全弁の
支持部材の貫通孔を塞いで張設される開裂膜が該貫通孔
に向かって変形し、該開裂膜が該電池内圧によって上方
に押し上げられることで貫通孔内方に向かって突出する
尖頭部に該開裂膜が接触し破断してこの開裂膜に開裂が
生じることとなる。そのために、異常に上昇した電池内
圧が開放され、電池容器本体の破裂の危険を回避するこ
とができる。
電池内部で何らかの異常が発生して電池内圧が上昇して
あらかじめ設定した所定の圧力に達した際に、安全弁の
支持部材の貫通孔を塞いで張設される開裂膜が該貫通孔
に向かって変形し、該開裂膜が該電池内圧によって上方
に押し上げられることで貫通孔内方に向かって突出する
尖頭部に該開裂膜が接触し破断してこの開裂膜に開裂が
生じることとなる。そのために、異常に上昇した電池内
圧が開放され、電池容器本体の破裂の危険を回避するこ
とができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る非水電解液二次電池の実
施例を図面を参照しながら説明する。
施例を図面を参照しながら説明する。
【００１３】本実施例に係る非水電解液二次電池は、図
１に示すように、電極部１、上蓋部２、及び電池容器部
３で構成されている。
１に示すように、電極部１、上蓋部２、及び電池容器部
３で構成されている。
【００１４】電極部１は、銅を材料とする負極集電体１
１ａにリチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料
（例えばＫＨカーボン）よりなる負極合剤１１ｂ及び１
１ｃを塗布又は金属リチウムを貼り合わせてなる負極１
１と、Ａｌを材料とする正極集電体１２ａにリチウムと
遷移金属の複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2 よりなる正極
合剤１２ｂ及び１２ｃを塗布してなる正極１２とがポリ
エチレンまたはポリプロピレンを材料とするセパレータ
１３を介して複数組巻回されて配置されて構成されてい
る。
１ａにリチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料
（例えばＫＨカーボン）よりなる負極合剤１１ｂ及び１
１ｃを塗布又は金属リチウムを貼り合わせてなる負極１
１と、Ａｌを材料とする正極集電体１２ａにリチウムと
遷移金属の複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2 よりなる正極
合剤１２ｂ及び１２ｃを塗布してなる正極１２とがポリ
エチレンまたはポリプロピレンを材料とするセパレータ
１３を介して複数組巻回されて配置されて構成されてい
る。
【００１５】この電極部１の負極１１には、Ｎｉを材料
とする負極リード１４が接続され、この負極リード１４
は電池容器３と接続されて導通している。また、正極１
２には、純Ａｌを材料とする正極リード１５が接続さ
れ、正極リード１５は上蓋部２と接続されて導通してい
る。
とする負極リード１４が接続され、この負極リード１４
は電池容器３と接続されて導通している。また、正極１
２には、純Ａｌを材料とする正極リード１５が接続さ
れ、正極リード１５は上蓋部２と接続されて導通してい
る。
【００１６】上蓋部２は、鉄製の壺体形状をなし、後述
の支持部材２２に保持された開裂膜２１に正極リード１
５が接続されて導通している。即ち、この上蓋部２は、
正極端子としての機能を有している。また、この上蓋部
２の下部には、電池内部に発生した異常な高圧を緩和す
るための安全弁１６が形成され構成されている。
の支持部材２２に保持された開裂膜２１に正極リード１
５が接続されて導通している。即ち、この上蓋部２は、
正極端子としての機能を有している。また、この上蓋部
２の下部には、電池内部に発生した異常な高圧を緩和す
るための安全弁１６が形成され構成されている。
【００１７】この安全弁１６は、図２及び図３に示すよ
うに、電池を密閉し且つ電池内圧の上昇によって開裂す
る開裂膜２１と、この開裂膜２１を保持する支持部材２
２とから構成されている。
うに、電池を密閉し且つ電池内圧の上昇によって開裂す
る開裂膜２１と、この開裂膜２１を保持する支持部材２
２とから構成されている。
【００１８】開裂膜２１は、変性ポリオレフィンとアル
ミニウム箔を貼り合わせて形成されるものであり、支持
部材２２に対して電池の内側となる部分に接着されて配
置されている。なお、この開裂膜２１の材質としては、
該開裂膜２１に負極リード１４が接続されて導通してい
る場合には、変性ポリオレフィンに銅またはニッケル箔
を貼り合わせて形成したものを用いる。
ミニウム箔を貼り合わせて形成されるものであり、支持
部材２２に対して電池の内側となる部分に接着されて配
置されている。なお、この開裂膜２１の材質としては、
該開裂膜２１に負極リード１４が接続されて導通してい
る場合には、変性ポリオレフィンに銅またはニッケル箔
を貼り合わせて形成したものを用いる。
【００１９】支持部材２２は、上蓋部２の下部に設置さ
れたものであり、貫通孔２２ａを有し、この貫通孔２２
ａには内方に向かって突出する尖頭部２２ｂが形成され
ている。なお、この支持部材２２は、開裂膜２１を保持
するために専用に設けるものでもよいが、電池を構成す
る部材の適当なものを加工し、開裂膜２１の保持が可能
な構造に形成したものでもよい。
れたものであり、貫通孔２２ａを有し、この貫通孔２２
ａには内方に向かって突出する尖頭部２２ｂが形成され
ている。なお、この支持部材２２は、開裂膜２１を保持
するために専用に設けるものでもよいが、電池を構成す
る部材の適当なものを加工し、開裂膜２１の保持が可能
な構造に形成したものでもよい。
【００２０】また、貫通孔２２ａの形状は、加工の容易
さを考慮すると円形であることが望ましいが、尖頭部２
２ｂを設ける必要上から複数（図示の例では２つ）の円
形の孔を組み合わせた形状とすることがより好ましい。
さを考慮すると円形であることが望ましいが、尖頭部２
２ｂを設ける必要上から複数（図示の例では２つ）の円
形の孔を組み合わせた形状とすることがより好ましい。
【００２１】電池容器部３は、比強度の高いポリエチレ
ン又はポリプロピレンの合成樹脂板又は鉄板に熱伝導度
の高いＮｉメッキを施したものであり、円筒形状をな
し、その上部には開口部３ａを有する。この開口部３ａ
から、電極部１がポリエチレン製のシートを介して配置
され、この巻回電極体１の上下両面には絶縁板１７が設
置されている。そして、リチウム塩と電解質とし、これ
を非水溶媒に溶解してなる非水電解液を開口部３ａから
注入して巻回電極体１を浸漬させ、開口部３ａに上蓋部
２を絶縁ガスケット１８を介してかしめて固定し閉塞さ
れて上記実施例に係る非水電解液二次電池が構成され
る。
ン又はポリプロピレンの合成樹脂板又は鉄板に熱伝導度
の高いＮｉメッキを施したものであり、円筒形状をな
し、その上部には開口部３ａを有する。この開口部３ａ
から、電極部１がポリエチレン製のシートを介して配置
され、この巻回電極体１の上下両面には絶縁板１７が設
置されている。そして、リチウム塩と電解質とし、これ
を非水溶媒に溶解してなる非水電解液を開口部３ａから
注入して巻回電極体１を浸漬させ、開口部３ａに上蓋部
２を絶縁ガスケット１８を介してかしめて固定し閉塞さ
れて上記実施例に係る非水電解液二次電池が構成され
る。
【００２２】上記実施例に係る非水電解液二次電池を作
製するには、先ず、正極活性物質として炭酸リチウム
０．５モルと炭酸コバルト１モルを混合して９００℃で
５時間空気中において焼成してＬｉＣｏＯ2 を得る。こ
のようにして得るＬｉＣｏＯ2を９１重量部と導電剤と
してグラファイトを６重量部と結着剤としてＰＶＤＦ３
重量部を混合し正極合剤とする。そして、この正極合剤
を溶剤としてＮ−メチルピロリドンに分散させてスラリ
ー状にする。正極集電体として厚さ３０μｍの帯状アル
ミニウム箔を用い、この正極集電体１２ａの両面に正極
合剤（スラリー）１２ｂ及び１２ｃを均一に塗布し、乾
燥させた後にロールプレス機を用いて圧縮成形し、帯状
の正極１２を作製する。
製するには、先ず、正極活性物質として炭酸リチウム
０．５モルと炭酸コバルト１モルを混合して９００℃で
５時間空気中において焼成してＬｉＣｏＯ2 を得る。こ
のようにして得るＬｉＣｏＯ2を９１重量部と導電剤と
してグラファイトを６重量部と結着剤としてＰＶＤＦ３
重量部を混合し正極合剤とする。そして、この正極合剤
を溶剤としてＮ−メチルピロリドンに分散させてスラリ
ー状にする。正極集電体として厚さ３０μｍの帯状アル
ミニウム箔を用い、この正極集電体１２ａの両面に正極
合剤（スラリー）１２ｂ及び１２ｃを均一に塗布し、乾
燥させた後にロールプレス機を用いて圧縮成形し、帯状
の正極１２を作製する。
【００２３】次に、出発材料として石油ピッチを用い、
これを酸素を含む官能基を１０％〜２０％導入（いわゆ
る酸素架橋）した後、不活性ガス気流中１０００℃で熱
処理してガラス状炭素に近い性質を持った難黒鉛炭素材
料粉末を得る。
これを酸素を含む官能基を１０％〜２０％導入（いわゆ
る酸素架橋）した後、不活性ガス気流中１０００℃で熱
処理してガラス状炭素に近い性質を持った難黒鉛炭素材
料粉末を得る。
【００２４】このようにして得る炭素材料粉末を負極活
性物質とし、これを９０重量部、結着剤としてポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量部を混合して負極合
剤とする。そして、この負極合剤を溶剤としてＮ−メチ
ルピロリドンに分散させてスラリー状にする。負極集電
体として厚さ２０μｍの帯状銅箔を用い、この負極集電
体１１ａの両面に負極合剤（スラリー）１１ｂ及び１１
ｃを均一に塗布して乾燥させた後にロールプレス機を用
いて圧縮成形し、帯状の負極１１を作製する。
性物質とし、これを９０重量部、結着剤としてポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量部を混合して負極合
剤とする。そして、この負極合剤を溶剤としてＮ−メチ
ルピロリドンに分散させてスラリー状にする。負極集電
体として厚さ２０μｍの帯状銅箔を用い、この負極集電
体１１ａの両面に負極合剤（スラリー）１１ｂ及び１１
ｃを均一に塗布して乾燥させた後にロールプレス機を用
いて圧縮成形し、帯状の負極１１を作製する。
【００２５】そして、アルミニウム製の芯である電池巻
芯体１９を用い、負極１１と正極１２を微孔性ポリプロ
ピレンフィルムよりなるセパレータ１３を介してこの電
池巻芯体１９に負極１１を内側にして渦巻状に多数回巻
回することで電極部１を得る。
芯体１９を用い、負極１１と正極１２を微孔性ポリプロ
ピレンフィルムよりなるセパレータ１３を介してこの電
池巻芯体１９に負極１１を内側にして渦巻状に多数回巻
回することで電極部１を得る。
【００２６】このようにして作製した巻回電極部１をニ
ッケルメッキを施した鉄製の電池容器３に収容する。そ
して、巻回電極部１の上下両面に絶縁板１７を設置し、
負極１１及び正極１２の集電を行うためにニッケル製の
負極リード１４を負極集電体から導出して電池容器３に
溶接し、アルミニウム製の正極リード１５を正極集電体
から導出して上蓋部２の支持部材２２に保持された開裂
膜２１に接続する。
ッケルメッキを施した鉄製の電池容器３に収容する。そ
して、巻回電極部１の上下両面に絶縁板１７を設置し、
負極１１及び正極１２の集電を行うためにニッケル製の
負極リード１４を負極集電体から導出して電池容器３に
溶接し、アルミニウム製の正極リード１５を正極集電体
から導出して上蓋部２の支持部材２２に保持された開裂
膜２１に接続する。
【００２７】なお、電池容器３にニッケルメッキを施し
てニッケルメッキ層を形成する際に、電池容器３の接合
部分にニッケルメッキが施されると接合の際に溶着し難
くなるという不都合が生じるために、この接合部分には
マスキングを施して電池容器３にニッケルメッキを施す
ことが好ましい。
てニッケルメッキ層を形成する際に、電池容器３の接合
部分にニッケルメッキが施されると接合の際に溶着し難
くなるという不都合が生じるために、この接合部分には
マスキングを施して電池容器３にニッケルメッキを施す
ことが好ましい。
【００２８】安全弁１６は、上蓋部２の下部に配置する
ものであり、以下のようにして作製する。先ず、アルミ
ニウム製の薄い円盤に、２つの孔を開けることにより２
箇所に尖頭部２２ｂを有する貫通孔２２ａを形成し、こ
の貫通孔２２ａの角部ａは、図４に示すように、加工後
そのままの直角の形状として支持部材２２を作製する。
ものであり、以下のようにして作製する。先ず、アルミ
ニウム製の薄い円盤に、２つの孔を開けることにより２
箇所に尖頭部２２ｂを有する貫通孔２２ａを形成し、こ
の貫通孔２２ａの角部ａは、図４に示すように、加工後
そのままの直角の形状として支持部材２２を作製する。
【００２９】その後、厚さ５０μｍの変性ポリオレフィ
ンと厚さ２５μｍのアルミニウム箔を貼り合わせた開裂
膜２１を、２２０℃に加熱しながら加圧することによっ
て支持部材２２の下部に接着して安全弁１６を作製す
る。
ンと厚さ２５μｍのアルミニウム箔を貼り合わせた開裂
膜２１を、２２０℃に加熱しながら加圧することによっ
て支持部材２２の下部に接着して安全弁１６を作製す
る。
【００３０】その後、プロピレンカーボネートとジエチ
ルカーボネートとの等容量混合溶媒中にＬｉＰＦ6 を１
モル／ｌの割合で溶解した非水電解液を電池容器３の開
口３ａから注入して、電極部１に含浸させる。
ルカーボネートとの等容量混合溶媒中にＬｉＰＦ6 を１
モル／ｌの割合で溶解した非水電解液を電池容器３の開
口３ａから注入して、電極部１に含浸させる。
【００３１】そして、アフファルト塗布した絶縁ガスケ
ット１８を介して上蓋部２をかしめて電池容器３に固定
することで上記実施例に係る非水電解液二次電池が完成
する。
ット１８を介して上蓋部２をかしめて電池容器３に固定
することで上記実施例に係る非水電解液二次電池が完成
する。
【００３２】本実施例に係る非水電解液二次電池におい
ては、電池内部で何らかの異常が発生して電池内圧が上
昇してあらかじめ設定した所定の圧力に達した際に、安
全弁１６の支持部材２２の貫通孔２２ａを塞いで張設さ
れる開裂膜２１が該貫通孔２２ａに向かって変形し、該
開裂膜２２ａが該電池内圧によって上方に押し上げられ
ることで貫通孔２２ａの内方に向かって突出する尖頭部
２２ｂの角部ａにに該開裂膜２２ａが接触し破断してこ
の開裂膜２２ａに開裂が生じることとなる。そのため
に、異常に上昇した電池内圧が開放され、電池容器本体
の破裂の危険を回避することができる。
ては、電池内部で何らかの異常が発生して電池内圧が上
昇してあらかじめ設定した所定の圧力に達した際に、安
全弁１６の支持部材２２の貫通孔２２ａを塞いで張設さ
れる開裂膜２１が該貫通孔２２ａに向かって変形し、該
開裂膜２２ａが該電池内圧によって上方に押し上げられ
ることで貫通孔２２ａの内方に向かって突出する尖頭部
２２ｂの角部ａにに該開裂膜２２ａが接触し破断してこ
の開裂膜２２ａに開裂が生じることとなる。そのため
に、異常に上昇した電池内圧が開放され、電池容器本体
の破裂の危険を回避することができる。
【００３３】従って、電池の安全性が保証され、製品の
信頼性の大幅な向上を図ることが可能となる。
信頼性の大幅な向上を図ることが可能となる。
【００３４】次に、上記実施例の変形例を図面を参照し
ながら説明する。なお、図２〜図４と対応するものにつ
いては同符号を記す。
ながら説明する。なお、図２〜図４と対応するものにつ
いては同符号を記す。
【００３５】この変形例は、上記実施例とほぼ同様の構
成及び機能を有するが、図５に示すように、安全弁１６
の支持部材２２に形成された貫通孔２２ａの角部ｂが、
この貫通孔２２ａの加工後に４５゜の角度に面取り形成
され構成されている点で異なる。
成及び機能を有するが、図５に示すように、安全弁１６
の支持部材２２に形成された貫通孔２２ａの角部ｂが、
この貫通孔２２ａの加工後に４５゜の角度に面取り形成
され構成されている点で異なる。
【００３６】この変形例においても、上記実施例と同様
に、電池内部で何らかの異常が発生して電池内圧が上昇
してあらかじめ設定した所定の圧力に達した際に、安全
弁１６の支持部材２２の貫通孔２２ａを塞いで張設され
る開裂膜２１が該貫通孔２２ａに向かって変形し、該開
裂膜２２ａが該電池内圧によって上方に押し上げられる
ことで貫通孔２２ａの内方に向かって突出する尖頭部２
２ｂの４５゜に面取りされた角部ｂに該開裂膜２２ａが
接触し破断してこの開裂膜２２ａに開裂が生じることと
なる。そのために、異常に上昇した電池内圧が開放さ
れ、電池容器本体の破裂の危険を回避することができ
る。
に、電池内部で何らかの異常が発生して電池内圧が上昇
してあらかじめ設定した所定の圧力に達した際に、安全
弁１６の支持部材２２の貫通孔２２ａを塞いで張設され
る開裂膜２１が該貫通孔２２ａに向かって変形し、該開
裂膜２２ａが該電池内圧によって上方に押し上げられる
ことで貫通孔２２ａの内方に向かって突出する尖頭部２
２ｂの４５゜に面取りされた角部ｂに該開裂膜２２ａが
接触し破断してこの開裂膜２２ａに開裂が生じることと
なる。そのために、異常に上昇した電池内圧が開放さ
れ、電池容器本体の破裂の危険を回避することができ
る。
【００３７】また、上記変形例のように、電池作製の際
に、上記貫通孔２２ａの孔のピッチを変えることによっ
て尖頭部２２ｂの形状を変更させることができ、電池内
圧の開放が起こる圧力を任意の値に設定することが可能
である。従って、電池の安全性が保証され、製品の信頼
性の大幅な向上を図ることが可能となる。
に、上記貫通孔２２ａの孔のピッチを変えることによっ
て尖頭部２２ｂの形状を変更させることができ、電池内
圧の開放が起こる圧力を任意の値に設定することが可能
である。従って、電池の安全性が保証され、製品の信頼
性の大幅な向上を図ることが可能となる。
【００３８】ここで、１つの実験例を示す。この実験例
では、上記実施例に係る非水電解液二次電池において、
直径１６ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤を用い、中心間隔が４
ｍｍで直径５ｍｍの２つの孔により貫通孔２２ａが形成
された支持部材２２を有するものをサンプル１とし、中
心間隔が３ｍｍであり他の諸条件はサンプル１と同一で
あるものをサンプル２とする。
では、上記実施例に係る非水電解液二次電池において、
直径１６ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤を用い、中心間隔が４
ｍｍで直径５ｍｍの２つの孔により貫通孔２２ａが形成
された支持部材２２を有するものをサンプル１とし、中
心間隔が３ｍｍであり他の諸条件はサンプル１と同一で
あるものをサンプル２とする。
【００３９】また、上記実施例に係る非水電解液二次電
池の上記変形例において、直径１６ｍｍ、厚さ２ｍｍの
円盤を用い、中心間隔が４ｍｍで直径５ｍｍの２つの孔
により貫通孔２２ａが形成された支持部材２２を有する
ものをサンプル３とし、中心間隔が３ｍｍであり他の諸
条件はサンプル３と同一であるものをサンプル４とす
る。
池の上記変形例において、直径１６ｍｍ、厚さ２ｍｍの
円盤を用い、中心間隔が４ｍｍで直径５ｍｍの２つの孔
により貫通孔２２ａが形成された支持部材２２を有する
ものをサンプル３とし、中心間隔が３ｍｍであり他の諸
条件はサンプル３と同一であるものをサンプル４とす
る。
【００４０】また、上記実験例では、安全弁として、従
来から使用されている、アルミニウムの薄板に半径方向
に外向きに伸びる線状の肉薄部が設けられているものを
有する非水電解液二次電池を比較例１とし、直径１６ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍの円盤を用い、矩径５ｍｍ，長径９ｍｍ
の尖頭部を持たない長円形の孔が形成され、この孔の角
部は加工後そのままの形状として安全弁の支持部材を作
製した非水電解液二次電池を比較例２とする。
来から使用されている、アルミニウムの薄板に半径方向
に外向きに伸びる線状の肉薄部が設けられているものを
有する非水電解液二次電池を比較例１とし、直径１６ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍの円盤を用い、矩径５ｍｍ，長径９ｍｍ
の尖頭部を持たない長円形の孔が形成され、この孔の角
部は加工後そのままの形状として安全弁の支持部材を作
製した非水電解液二次電池を比較例２とする。
【００４１】この実験例は、上述のように作製されたサ
ンプル１〜４と比較例１及び２を用いて、電池内圧上昇
時における安全弁の開放圧力を調べたものである。上記
実験例の結果を下記の表１に示す。
ンプル１〜４と比較例１及び２を用いて、電池内圧上昇
時における安全弁の開放圧力を調べたものである。上記
実験例の結果を下記の表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】この結果からわかるように、サンプル１〜
４では、比較例１に比べて非常に低い圧力で開放が行わ
れている。また、比較例２でも低圧で開放が行われてい
る。また、孔の中心間隔が広く尖頭部が鋭角的であるサ
ンプル１及び３では、孔の中心間隔が狭く尖頭部が鈍角
的であるサンプル２及び４に比べて低い圧力で開放が行
われている。
４では、比較例１に比べて非常に低い圧力で開放が行わ
れている。また、比較例２でも低圧で開放が行われてい
る。また、孔の中心間隔が広く尖頭部が鋭角的であるサ
ンプル１及び３では、孔の中心間隔が狭く尖頭部が鈍角
的であるサンプル２及び４に比べて低い圧力で開放が行
われている。
【００４４】更に、角部を４５゜の角度で面取りを行っ
たサンプル３及び４では、角部を加工後そのままの形状
としたサンプル１及び２に比べてやや高い圧力で開放が
行われている。
たサンプル３及び４では、角部を加工後そのままの形状
としたサンプル１及び２に比べてやや高い圧力で開放が
行われている。
【００４５】以上の結果から、安全弁の支持部材の孔に
尖頭部を設けることは、安全弁の開放圧力を適度に低下
させるために有効であり、電池作製の際に該尖頭部の形
状及び角部の形状を変更することによって安全弁の開放
圧力を任意に設定可能であることがわかる。
尖頭部を設けることは、安全弁の開放圧力を適度に低下
させるために有効であり、電池作製の際に該尖頭部の形
状及び角部の形状を変更することによって安全弁の開放
圧力を任意に設定可能であることがわかる。
【００４６】
【発明の効果】本発明に係る非水電解液二次電池によれ
ば、貫通孔を有する支持部材と、該支持部材の貫通孔を
塞いで張設される開裂膜とから成り、電池内圧の上昇に
伴って前記開裂膜が貫通孔に向かって変形し、所定の圧
力に達したときに開裂する安全弁を備えて成り、前記支
持部材に形成される貫通孔の開口形状が、貫通孔内方に
向かって突出する尖頭部を有する形状として形成し構成
したので、十分なシール性及び強度を有する丈夫な膜を
用いて適度な低圧で電池内圧を開放し、且つ開放時にお
ける電池内圧を任意の値に設定することが可能であり、
電池の安全性を確保して製品の信頼性の大幅な向上を図
ることが可能となる。
ば、貫通孔を有する支持部材と、該支持部材の貫通孔を
塞いで張設される開裂膜とから成り、電池内圧の上昇に
伴って前記開裂膜が貫通孔に向かって変形し、所定の圧
力に達したときに開裂する安全弁を備えて成り、前記支
持部材に形成される貫通孔の開口形状が、貫通孔内方に
向かって突出する尖頭部を有する形状として形成し構成
したので、十分なシール性及び強度を有する丈夫な膜を
用いて適度な低圧で電池内圧を開放し、且つ開放時にお
ける電池内圧を任意の値に設定することが可能であり、
電池の安全性を確保して製品の信頼性の大幅な向上を図
ることが可能となる。
【図１】本発明の実施例に係る非水電解液二次電池の構
造を模式的に示す断面図である。
造を模式的に示す断面図である。
【図２】本実施例に係る非水電解液二次電池の構成要素
である安全弁を模式的に示す断面図である。
である安全弁を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施例に係る非水電解液二次電池の構成要素
である安全弁を模式的に示す平面図である。
である安全弁を模式的に示す平面図である。
【図４】本実施例に係る非水電解液二次電池の構成要素
である安全弁の貫通孔部分を拡大した断面図である。
である安全弁の貫通孔部分を拡大した断面図である。
【図５】本実施例に係る非水電解液二次電池の変形例の
構成要素である安全弁の貫通孔部分を拡大した断面図で
ある。
構成要素である安全弁の貫通孔部分を拡大した断面図で
ある。
１・・・電極部 ２・・・上蓋部 ３・・・電池容器部 １６・・・安全弁 ２１・・・開裂膜 ２２・・・支持部材 ２２ａ・・・貫通孔 ２２ｂ・・・尖頭部
Claims (1)
- 【請求項１】 貫通孔を有する支持部材と、該支持部材
の貫通孔を塞いで張設される開裂膜とを有し、電池内圧
の上昇に伴って前記開裂膜が貫通孔に向かって変形し、
所定の圧力に達したときに開裂する安全弁を備えて成
り、 前記支持部材に形成される貫通孔の開口形状が、貫通孔
内方に向かって突出する尖頭部を有する形状であること
を特徴とする非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5275220A JPH07130346A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5275220A JPH07130346A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130346A true JPH07130346A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17552382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5275220A Withdrawn JPH07130346A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07130346A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030482A1 (fr) * | 1996-02-15 | 1997-08-21 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Soupape de securite pour un accumulateur et capuchon d'accumulateur pourvu de cette soupape de securite |
| WO2001078165A1 (fr) * | 2000-04-05 | 2001-10-18 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Batterie fermee, corps etanche et contenant exterieur monobloc |
| WO2015182136A1 (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
| US11626647B2 (en) | 2017-08-29 | 2023-04-11 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device and energy storage apparatus comprising a gas release valve having a plurality of branch points |
-
1993
- 1993-11-04 JP JP5275220A patent/JPH07130346A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030482A1 (fr) * | 1996-02-15 | 1997-08-21 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Soupape de securite pour un accumulateur et capuchon d'accumulateur pourvu de cette soupape de securite |
| US6210825B1 (en) * | 1996-02-15 | 2001-04-03 | Toyo Kohan., Ltd | Safety valve element for battery and battery case cap with safety valve |
| WO2001078165A1 (fr) * | 2000-04-05 | 2001-10-18 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Batterie fermee, corps etanche et contenant exterieur monobloc |
| WO2015182136A1 (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
| CN106256030A (zh) * | 2014-05-30 | 2016-12-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 圆筒形锂离子二次电池 |
| US10305077B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-05-28 | Panasonic Intellectual Property Mgmt Co., Ltd. | Cylindrical lithium-ion secondary battery |
| US11626647B2 (en) | 2017-08-29 | 2023-04-11 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device and energy storage apparatus comprising a gas release valve having a plurality of branch points |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |