JPH09320562A - 密閉円筒型非水二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電池異常時において、電池内圧の上昇初期に電
池内部の通電を完全に遮断し、耐漏液特性に優れた密閉
円筒型非水二次電池を提供する。 【解決手段】電極群５が、負極端子を兼ねた金属製円筒
状の電池外装缶１内に電解液と共に収納され、電池外装
缶１は、電極群５の負極側と繋がっており、電池外装缶
１の開口部の内周に絶縁性を有するガスケット３が配さ
れて該ガスケット３に支持された正極端子を兼ねるディ
スク状の封口体１７により、電池外装缶１が閉塞された
もので、封口体１７は、電極群５に電気的接続された金
属製の封口体本体４と、該封口体本体４から絶縁されて
固定された金属製の端子キャップ２と、封口体本体４か
ら端子キャップ２への電気的導通の接点部８ａを有する
復帰型スイッチ８と、電池外装缶１内の圧力上昇に伴っ
て外側方向に変位する非復帰型の防爆弁１０とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池内圧が上昇し
た時に電池内部の電流経路を遮断することができる密閉
円筒型非水二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の高性能化、小型化、ポ
ータブル化により、その電源として使用される電池は、
より高いエネルギー密度のものが要求されるようになっ
てきている。充放電サイクルにより長期間使用できる二
次電池においては、従来のシール鉛蓄電池やニッケルカ
ドミウム電池から、最近、負極に水素吸蔵合金を用いた
ニッケル水素電池、あるいは正極負極間で軽金属の挿入
放出をさせる密閉型非水二次電池の開発が行われ、新し
い電子機器の電源としてその市場は急速に拡大しつつあ
る。特に後者の代表としては、軽金属にリチウムを使用
したリチウムイオン二次電池があり、この電池は、電池
電圧が３．６Ｖと高く、高エネルギー密度で、自己放電
も少なくサイクル特性に優れることから、今後更にポー
タブル化される電子機器の電源として広く使用されるも
のと予測されている。

【０００３】一般に、密閉円筒型非水二次電池は、正極
と負極をセパレータの介在によって隔離した電極群が、
負極又は正極端子を兼ねる金属製円筒状の電池外装缶内
に電解液と共に収納され、該電池外装缶の開口部の内周
に絶縁性を有するガスケットが配されて該ガスケットに
支持された正極又は負極端子を兼ねるディスク状の封口
体により、前記電池外装缶が閉塞されてなるものであ
り、この電池の安全性を保証するには、電池に内蔵され
た電解液の漏液対策及び電池異常時の発熱に伴う電池内
圧上昇対策が極めて重要となる。漏液の発生する箇所と
しては、第１に封口体内部から外部に通じる排気孔、第
２に封口体とガスケットとの界面、第３に電池外装缶と
ガスケットとの界面が考えられる。また、電池内圧上昇
をもたらす状況としては、外部短絡、内部短絡、或いは
過充電が考えられ、これらの場合、電池自身の温度が上
昇し、内蔵する電解液の気化により電池内圧が上昇す
る。従って、この状態が継続すると電池が破裂し、周辺
機器に対して損害を与える惧れがある。

【０００４】そこでこの種の電池では、漏液対策とし
て、前記電池外装缶とガスケットとの界面及び封口体と
ガスケットとの界面に、電解液の漏液を防ぐ封止剤を塗
布することが行われている。また電池異常時の対策とし
ては、封口体内に、所定の電池内圧に達すると電池内部
のガスを外部へ放出することができる防爆弁が備えられ
ている。この封口体の構造としては、特開平２−１１２
１５１号公報や実開平５−６２９５６号公報記載のよう
に、電池内圧上昇により防爆弁が破断することで電池内
圧の解放と電流経路の遮断とを同時に兼ねて行うもの
と、特開平７−３２０７１１号公報記載のように、電池
内圧の解放と電流経路の遮断とを別機構で行うものとし
て、電池内圧上昇により防爆弁が変形することで非復帰
型スイッチを作動させて電流経路の遮断を行い、更に前
記防爆弁が破断して電池内圧を解放しても電流経路が復
帰しないようになっているものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−１１２１５
１号公報や実開平５−６２９５６号公報記載のものは、
それぞれ図３及び図４に示すように、電池内圧の解放が
防爆弁１０の破断部１０ｂの破断により行われ、破断と
同時に電流が遮断される構造であり、防爆弁１０自体が
電流経路の遮断スイッチになっているために、防爆弁１
０破断時の電解液の付着や破断部１０ｂの浮遊状態での
接触により、電流経路の遮断が完全に達成されず、特に
過充電時においては、電池反応が継続して電池温度の急
激な上昇による発火の惧れがある。また、図３に示す特
開平２−１１２１５１号公報記載のものは、電池の通常
使用状態においても防爆弁１０の電極群５側が電解液雰
囲気に晒されているため、電解液が防爆弁１０と封口体
本体４との界面から浸透漏液する惧れがある。

【０００６】また、特開平７−３２０７１１号公報記載
のものは、図５及び図６に示すように、電池内圧上昇に
より防爆弁１０が電池外側方向に膨れる変形（図５は変
形前を、図６は変形後をそれぞれ示す）をすることで、
電池外側方向にある非復帰型スイッチ１８の動作ピン７
を押して該非復帰型スイッチ１８のバネを反転ロックさ
せ、非復帰型スイッチの接点部１８ａを切って電流経路
の遮断を行い、更に前記防爆弁１０の破断部１０ｂが破
断して電池内圧を解放しても非復帰型スイッチ１８はロ
ックされていて接点部１８ａの切れた状態を維持するよ
うになっているものであるために、以下の問題点が危惧
される。即ち、第１に、非復帰型スイッチ１８がニッケ
ルメッキを施した鋼板のような比較的堅いばね材料で製
作されており、しかも反転ロックさせるように用いるた
め、スイッチの作動圧力（バネ定数）が比較的高くな
る。第２に、電池内圧の直接圧力を受ける防爆弁１０の
変形力よりも、二次側である非復帰型スイッチ１８の作
動圧力を優先して設計するのが困難である。第３に、電
池内部圧力の上昇に伴い非復帰型スイッチの接点部１８
ａの接触圧力が減少していくため、電流経路の通電が不
安定になる。

【０００７】更に、電池の通常使用状態においても、防
爆弁１０と封口体本体４との界面からの漏液の惧れがあ
り、また、封口体本体４から端子キャップ２までが５層
乃至６層の積層構造となっているため、該積層部とガス
ケット３との界面や積層部の層間にて浸透漏液の惧れが
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、正極と負極をセパレータの介在によって
隔離した電極群が、負極又は正極端子を兼ねる金属製円
筒状の電池外装缶内に電解液と共に収納され、該電池外
装缶の開口部の内周に絶縁性を有するガスケットが配さ
れて該ガスケットに支持された正極又は負極端子を兼ね
るディスク状の封口体により、前記電池外装缶が閉塞さ
れてなる密閉円筒型非水二次電池であって、前記封口体
は、前記電極群に電気的接続された金属製の封口体本体
と、該封口体本体から絶縁されて固定された金属製の端
子キャップと、前記封口体本体から端子キャップへの電
気的導通の接点部を有する復帰型スイッチと、前記電池
外装缶内の圧力上昇に伴って外側方向に変位する非復帰
型の防爆弁とを備え、前記接点部は、前記防爆弁の外側
方向への変位に押されて離れ、前記端子キャップへの電
気的導通を遮断するものである、ことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】封口体は、前記電極群に電気的接
続された金属製の封口体本体と、該封口体本体から絶縁
されて固定された金属製の端子キャップと、前記封口体
本体から端子キャップへの電気的導通の接点部を有する
復帰型スイッチと、前記電池外装缶内の圧力上昇に伴っ
て外側方向に変位する非復帰型の防爆弁とを備えてお
り、前記接点部は、前記防爆弁の外側方向への変位に押
されて離れ、前記端子キャップへの電気的導通を遮断す
るものであることにより、電池異常時に電池内部圧力が
上昇した場合、非復帰型の防爆弁が外側方向に変位し、
復帰型スイッチを押し上げ接点部の電気的導通を切っ
て、電池内圧上昇の初期に電池反応を停止させ、安全を
確保することができる。このとき前記防爆弁が非復帰型
であるため、この防爆弁の作動圧力を決定すれば、復帰
型スイッチの作動即ち電流遮断時の作動圧力を一義的に
決定することができる。

【００１０】前記封口体本体は、前記電池外装缶内から
封口体内へ連通する開口部を有するものであり、前記端
子キャップは、前記封口体内から外気へ連通する排気孔
を有するものであり、前記防爆弁は、前記封口体本体の
開口部を封じるように配置されており、前記電池外装缶
内の圧力上昇に伴って外側方向に変位したときに反転ロ
ックする非復帰型スプリングディスクと、過度の圧力上
昇で破断する破断部とを有するものであり、前記復帰型
スイッチは、前記防爆弁の非復帰型スプリングディスク
のバネ定数に比して小さなバネ定数を有し、前記防爆弁
の外側方向への変位に追随するものであることにより、
前記防爆弁が、前記非復帰型スプリングディスクの反転
ロックによる復帰型スイッチの作動即ち電流遮断と、前
記破断部の破断による電池内圧解放との二つの機能を持
ち、この電流遮断と電池内圧解放の作動圧力を防爆弁の
構造優先で設計できる。前記非復帰型スプリングディス
クは、変形作動時に非復帰動作となるよう、ニッケル
板、ニッケルメッキ鋼板又はステンレス等の含ニッケル
合金のような金属材料を用いて厚さを調整し、変形作動
は電池内部圧力の上昇０．２〜１．２ＭＰａ、好ましく
は０．４〜０．６ＭＰａの範囲の中で起こるように設定
するのがよい。非復帰型スプリングディスクは、その反
転ロックによって初めて復帰型スイッチを作動させ電流
遮断をするので、前記反転ロックの前に電流経路の通電
が不安定になることはない。

【００１１】また、前記非復帰型スプリングディスクの
作動圧力に比して小さな作動力（バネ定数）で前記復帰
型スイッチを作動させるために、該復帰型スイッチの材
質はアルミニウム又は銅もしくはこれらの合金、あるい
はこれらの金属材料に銀等のメッキを施したものが好ま
しい。

【００１２】前記封口体本体と前記復帰型スイッチとの
間又は該復帰型スイッチと前記端子キャップとの間に、
正温度特性サーミスタを電気的に介在させたことによ
り、電池の異常温度上昇又は大電流通電のような異常時
に際して電流遮断でき、電池内圧が上昇時したときの復
帰型スイッチによる電流遮断作用と合わせて電池の安全
性を確保できる。

【００１３】前記防爆弁の周囲と封口体本体との間に、
ガスケットを備えていることによって、封口体内部にお
ける電解液の浸透漏れを防ぎ、電解液漏液による腐食か
ら復帰型スイッチを有効に保護することができ、また電
池外部からの水分等の浸透も防ぐことができる。前記ガ
スケットとしては、Ｏリングのようなリング状の一体成
形ゴムが好ましく、材料としてはオレフィン系ゴム、フ
ッ素系ゴム、ブチル系ゴム等が使用可能である。

【００１４】前記破断部は、通気性の悪い薄膜からなる
もので、金属箔又は樹脂膜あるいは金属と樹脂の組み合
わせからなるものであり、金属箔の場合は該金属箔が電
解液又は他種金属部との接触による腐食等の発生を防
ぎ、防爆弁の作動圧力及び破断部の破断圧力が常時適正
な値で作動するようにするために、金属箔に樹脂の薄膜
層を塗工又はラミネート加工等して重ね合わせたものが
望ましい。金属箔としてはアルミ箔、銅箔が好ましく、
破断部の破断が、好ましくは電池内部圧力の上昇１．３
〜２．５ＭＰａの範囲の中で起こるように設定する。非
復帰型の防爆弁の外側方向への変位により復帰型スイッ
チを押し上げ接点部の電気的接続を切った後にも、さら
に電池内部圧力の上昇が続いた場合に、破断部の破断が
起こる。

【００１５】前記破断部は、前記薄膜が前記非復帰型ス
プリングディスクの中央近傍に設けられた開口を塞ぐよ
うに固定されており、前記防爆弁の外側方向への変位方
向に突出していることにより、急激な圧力上昇の際に、
前記薄膜の破断が瞬時に起きないようにすることができ
る。

【００１６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明す
る。図１は、本発明に基づいて製作した密閉円筒型非水
二次電池の要素断面図である。正極と負極をセパレータ
の介在によって隔離した電極群５が、負極端子を兼ねた
金属製円筒状の電池外装缶１内に電解液と共に収納さ
れ、電池外装缶１は、電極群５の負極側と繋がってお
り、電池外装缶１の開口部の内周に絶縁性を有するガス
ケット３が配されて該ガスケット３に支持された正極端
子を兼ねるディスク状の封口体１７により、電池外装缶
１が閉塞されたもので、封口体１７は、電極群５に電気
的接続された金属製の封口体本体４と、該封口体本体４
から絶縁されて固定された金属製の端子キャップ２と、
封口体本体４から端子キャップ２への電気的導通の接点
部８ａを有する復帰型スイッチ８と、電池外装缶１内の
圧力上昇に伴って外側方向に変位する非復帰型の防爆弁
１０とを備えており、接点部８ａは、防爆弁１０の外側
方向への変位に押されて離れ、端子キャップ２への電気
的導通を遮断するものである。

【００１７】封口体本体４は、電池外装缶１内から封口
体１７内へ連通する開口部１８を有し、端子キャップ２
は、封口体１７内から外気へ連通する排気孔１１を有
し、防爆弁１０は、封口体本体４の開口部１８を封じる
ように配置されており、電池外装缶１内の圧力上昇に伴
って外側方向に変位したときに反転ロックする非復帰型
スプリングディスク１０ａと、過度の圧力上昇で破断す
る破断部１０ｂとを有するものであり、復帰型スイッチ
８は、防爆弁１０の非復帰型スプリングディスク１０ａ
のバネ定数に比して小さなバネ定数を有し、防爆弁１０
の外側方向への変位に追随するもので、接点部８ａと円
周部８ｂからなり、接点部８ａの中央には、非復帰型ス
プリングディスク１０ａの外側方向への変位を受けて接
点部８ａを変位させる動作ピン７を有する。

【００１８】使用した電池外装缶１は、外径が１８ミリ
メートルの有底円筒であり、電解液は、溶媒としてプロ
ピレンカーボネートとジエチルカーボネートを１対１ｖ
ｏｌ％で混合したものに、溶質として６フッ化リン酸リ
チウムを約１ｍｏｌ％投入したものである。また、電池
外装缶１とガスケット３との界面及びガスケット３と封
口体本体４との界面に封止剤１６を塗布しており、ここ
でガスケット３の材料としては、フッ素樹脂（パーフル
オロアルコキシレジン）を用い、封止剤１６としては、
ピッチと天然ゴムの混合物を用いている。

【００１９】封口体１７の構造を詳しく説明すると、電
池最内部側のアルミニウム一体成形の封口体本体４は、
電極群５の正極から取り出したタブ端子６が溶接接合さ
れており、封口体本体４の中央部にはガス抜き用の開口
部１８を有し、開口部１８を中心に電池内側方向に陥没
した凹部を有し、該凹部には、中央部が電池内側方向に
突出した円盤状の防爆弁１０を有する。防爆弁１０は、
中央部に設けられた中央穴１９が電池内側方向に突出す
るようにわん曲した非復帰型スプリングディスク１０ａ
と、その中央穴１９を塞ぐようにアルミニウム箔が電池
内側方向から貼付られた破断部１０ｂとからなり、破断
部１０ｂは、中央穴１９から電池外側方向に突出してい
る。更に破断部１０ｂは、ポリプロピレン製のフィルム
でラミネート加工されて、電解液との接触又は異種金属
との接触による腐食を防止している。防爆弁１０と封口
体本体４との間には、電解液の封止を主目的としたＥＰ
ＤＭ製のリング型のガスケット３’を有し、ガスケット
３’は、密着性を高めるために、封口体本体４の前記凹
部の中で圧縮保持されている。防爆弁１０は、ガスケッ
ト３’とリング形状をした正温度特性サーミスタ９の間
で保持され、封口体１７の内部は、リング形状の正温度
特性サーミスタ９の上に、同外径の銀メッキを施した銅
製の接点リング１２と、絶縁板１３と、銅合金に銀メッ
キを施した復帰型スイッチ８の円周部８ｂと、端子キャ
ップ２とが順に積層されており、これら全体は、その外
周が円筒形状のポリプロピレン製の絶縁リング１４で封
口体本体４から絶縁された状態で、封口体本体４の周縁
部の折り曲げにより圧縮カシメされている。

【００２０】図２は、過充電による電池内圧の上昇に伴
い防爆弁１０のスプリングディスク１０ａが電池外側方
向に反転ロックし、復帰型スイッチ８の中央に設けられ
た動作ピン７を押し上げ、接点部８ａが離れて電流経路
が遮断された状態を示している。スプリングディスク１
０ａは、電池内圧が０．５ＭＰａになったときに電池外
側方向に反転ロックするように設定した。また、破断部
１０ｂは、電池内圧が１．５ＭＰａになったときに破壊
されるように設定した。

【００２１】以上の構造の封口体をもつ本発明電池を実
施例１とし、実施例１の電池から封口体１７内部のガス
ケット３’を除いた電池を実施例２とし、図４に示す従
来の電池を従来例１とし、図５に示す従来の電池を従来
例２として、各２０個の電池の３経路からの漏液の有無
を試験した。ここで、経路１は封口体１７内部から排気
孔１１、経路２は封口体１７とガスケット３との間、経
路３はガスケット３と電池外装缶１との間とし、試験条
件は次の２条件としたときの漏液した電池個数の百分率
表示を表１に示す。 試験１． 常温、常湿度で倒立（封口体側が下向き）放
置１００日 試験２． ６０度、湿度９０％で倒立（封口体側が下向
き）放置３０日 これらの結果から、実施例１と実施例２は、従来例１と
従来例２に比べ良好な耐漏液性が得られた。

【００２２】

【表１】

【００２３】図７は、本発明電池について、常温常湿度
の下、電池定格容量の２０％の電流値で定電流にて連続
充電した過充電の場合における電池内部圧力の上昇と、
その時の充電量を電池定格容量の満充電時を１００％と
して表した図である。発熱等電池の安全性を考慮すれ
ば、電池定格容量の約３５０％の充電容量（過充電率は
約２５０％）までに電流経路が遮断されるのが好ましい
ので、本発明電池では、図７中の矢印Ａで示す範囲すな
わち電池内部圧力が０．２〜１．２ＭＰａの範囲の所望
の圧力値で非復帰型スプリングディスクが反転ロックし
て作動する防爆弁を選択することにより容易に、所望の
作動圧力での電流遮断ができる。

【００２４】次に、実施例１において、正温度特性サー
ミスタ９の外径を小さくし、それによってできた空隙に
絶縁性でリング状のスペーサ２０（ポリテトラフルオロ
エチレン製）を介在させた構成にした（実施例３）。図
９は、その様子を示したものである。この構成は、復帰
型スイッチ８の円周部８ｂと端子キャップ２との間に、
正温度特性サーミスタを電気的に介在させ、当該正温度
特性サーミスタの外径を小さくしてできた空隙に絶縁性
でリング状のスペーサ（ポリテトラフルオロエチレン
製）を介在させた構成と等価である。また、封口体本体
４と復帰型スイッチ８の円周部８ｂとの間に、正温度特
性サーミスタ９を電気的に介在させ（正温度特性サーミ
スタ９は封口体本体４に当接して位置する）、当該正温
度特性サーミスタ９の外径を小さくしてできた空隙に、
封口体本体４と端子キャップ２の間の絶縁手段、すなわ
ち、絶縁リング１４の縁を延長し介在させた構成とした
（実施例４）。図１０は、その様子を示したものであ
る。

【００２５】表２に、実施例１，３，４の電池（それぞ
れ５個）を定格容量の３倍の電流値で定電流で過充電
し、そのときに正温度特性サーミスタが作動するまでの
時間を示した。実施例１の電池は、正温度特性サーミス
タが作動するものとしないものがあった。もう一つの安
全対策として防爆弁があるため、正温度特性サーミスタ
が作動しなくても電池破裂等の心配はなかったが、復帰
型スイッチの誤作動等を考慮すると、より高い安全性が
望ましい。一方、実施例３，４の電池は、正温度特性サ
ーミスタの作動開始時間が各電池ともほぼ一定であっ
た。これは、スペーサ２０や絶縁リング１４の縁を延長
した部分の存在により、正温度特性サーミスタが過度に
加圧されず、正常に作動するからである。正温度特性サ
ーミスタの正常な作動を確保できることから安全性がよ
り高まる。

【００２６】

【表２】

【００２７】非復帰型の防爆弁１０の外側方向への変位
は、電池内部圧力の上昇が０．２〜１．２ＭＰａ、好ま
しくは０．４〜０．６ＭＰａの範囲の中で起こるように
するのがよい。このことを確認するために、実施例１に
おいて、非復帰型スプリングディスク１０ａを種々変更
し、電池内部圧力の上昇が表３の各値になったときに非
復帰型スプリングディスク１０ａが変形作動（反転ロッ
ク）するように設定した。そして、電池定格容量と同じ
電流で充電した（この充電電流では、正温度特性サーミ
スタは作動しない）。過充電時の電池破裂の有無をそれ
ぞれの電池５個について表３に示した。尚、非復帰型ス
プリングディスク１０ａの変更による影響を明確にする
ために、破断部１０ｂは電池内部圧力の上昇が３．０Ｍ
Ｐａに達したときに破断するように設定した。表３から
明らかなように、電池内部圧力の上昇が０．６ＭＰａ以
下では電池破裂は起こらなかった。これは、電池内部圧
力の上昇０．６ＭＰａ以下で非復帰型スプリングディス
ク１０ａが変形作動して充電電流が切れるとそのときの
電池温度の上昇もわずかであるが、非復帰型スプリング
ディスク１０ａが変形作動して充電電流が切れても、そ
のときの電池内部圧力の上昇が１．２ＭＰａを越えてい
るような状態では、既に電池内部で温度上昇や電解液の
分解が起こっており、その化学反応の熱によりさらに温
度が上昇して電池破裂に至るものが発生すると推測され
る。

【００２８】

【表３】

【００２９】破断部１０ｂの破断は、電池内部圧力の上
昇が１．３〜２．５ＭＰａ、好ましくは１．３〜１．５
ＭＰａの範囲の中で起こるようにするのがよい。このこ
とを確認するために、実施例１において、破断部１０ｂ
を種々変更し、電池内部圧力の上昇が表４の各値になっ
たときに破断部１０ｂが破断するように設定した。そし
て、電池定格容量と同じ電流で充電した（この充電電流
では、正温度特性サーミスタは作動しない）。過充電時
の電池破裂の有無をそれぞれの電池５個について表４に
示した。電池内部圧力の上昇が１．５ＭＰａ以下で破断
部１０ｂが破断するように設定したものでは、電池破裂
は勿論のこと、電池外装缶の変形も起こらなかった。電
池内部圧力の上昇が１．５ＭＰａを越えたときに破断部
１０ｂが破断するように設定したものであっても、電池
内部圧力の上昇が２．５ＭＰａ以下で破断部１０ｂが破
断するように設定したものでは、電池破裂に至るものは
なかったが、電池外装缶底部に変形が見られた。電池内
部圧力の上昇が３．０ＭＰａで破断部１０ｂが破断する
ように設定したものでは、電池破裂に至るものが発生し
た。これは、電池内部圧力が高くなり過ぎ、電池温度が
異常に上昇したためと推測される。尚、破断部１０ｂの
破断が起こる電池内部圧力上昇の下限値の設定１．３Ｍ
Ｐａは、非復帰型スプリングディスク１０ａの変形作動
が起こる電池内部圧力の上昇では、破断部１０ｂの破断
が起こらないようにする配慮である。

【００３０】

【表４】

【００３１】

【発明の効果】上述したように、本発明による密閉円筒
型非水二次電池は、電池異常時の電池内圧上昇時におい
て、外側方向に変位する非復帰型の防爆弁が、この変位
に追随する復帰型のスイッチを外側方向へ押して接点部
を離し、端子キャップへの電流経路を遮断するようにし
たことにより、所望の圧力値で作動する防爆弁を決定す
れば、所望の作動圧力での電流遮断が容易にでき、電池
内圧が上昇した初期段階においても確実に電気的導通を
遮断することができる。更に、電流経路の遮断スイッチ
の作動圧力を従来困難であった０．２ＭＰａ程度の低値
にまで設計できる共に、電池の耐漏液特性を優れたもの
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における密閉円筒型非水二次
電池の要部断面図である。

【図２】図１における非復帰型の防爆弁と復帰型スイッ
チが作動した状態を示す要部断面図である。

【図３】従来の密閉円筒型二次電池の一例を示す要部断
面図である。

【図４】従来の密閉円筒型二次電池の一例を示す要部断
面図である。

【図５】従来の密閉円筒型二次電池の一例を示す要部断
面図である。

【図６】図５における防爆弁と非復帰型スイッチが作動
した状態を示す要部断面図である。

【図７】本発明の一実施例における密閉円筒型非水二次
電池について、過充電の場合の電池内部圧力の上昇と、
その時の充電量を電池定格容量の満充電時を１００％と
して表した図である。

【図８】図８は図１の拡大図である。

【図９】本発明の他の実施例における密閉円筒型非水二
次電池の要部断面図である。

【図１０】本発明のさらに他の実施例における密閉円筒
型非水二次電池の要部断面図である。

【符号の説明】

１は電池外装缶、２は端子キャップ、３,３'はガスケッ
ト、４封口体本体、５は電極群、６はタブ端子、７は動
作ピン、８は復帰型スイッチ、８ａは接点部、８ｂは円
周部、９は正温度特性サーミスタ、１０は防爆弁、１０
ａは非復帰型スプリングディスク、１０ｂは破断部、１
１は排気孔、１２は接点リング、１３は絶縁板、１４は
絶縁リング、１５はインシュレータ、１６は封止剤、１
７は封口体、１８は開口部、１９は中央穴、２０はスペ
ーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 慎治 東京都中央区日本橋本町２丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 (72)発明者 井元 章 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内 (72)発明者 亀石 敏造 奈良県御所市玉手380番地 ワコー電子株 式会社御所事業所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正極と負極をセパレータの介在によって隔
   離した電極群が、負極又は正極端子を兼ねる金属製円筒
   状の電池外装缶内に電解液と共に収納され、該電池外装
   缶の開口部の内周に絶縁性を有するガスケットが配され
   て該ガスケットに支持された正極又は負極端子を兼ねる
   ディスク状の封口体により、前記電池外装缶が閉塞され
   てなる密閉円筒型非水二次電池であって、 前記封口体は、前記電極群に電気的接続された金属製の
   封口体本体と、該封口体本体から絶縁されて固定された
   金属製の端子キャップと、前記封口体本体から端子キャ
   ップへの電気的導通の接点部を有する復帰型スイッチ
   と、前記電池外装缶内の圧力上昇に伴って外側方向に変
   位する非復帰型の防爆弁とを備えており、 前記接点部は、前記防爆弁の外側方向への変位に押され
   て離れ、前記端子キャップへの電気的導通を遮断するも
   のである、ことを特徴とする密閉円筒型非水二次電池。
2. 【請求項２】前記封口体本体は、前記電池外装缶内から
   封口体内へ連通する開口部を有するものであり、 前記端子キャップは、前記封口体内から外気へ連通する
   排気孔を有するものであり、 前記防爆弁は、前記封口体本体の開口部を封じるように
   配置されており、前記電池外装缶内の圧力上昇に伴って
   外側方向に変位したときに反転ロックする非復帰型スプ
   リングディスクと、過度の圧力上昇で破断する破断部と
   を有するものであり、 前記復帰型スイッチは、前記防爆弁の非復帰型スプリン
   グディスクのバネ定数に比して小さなバネ定数を有し、
   前記防爆弁の外側方向への変位に追随するものである、
   ことを特徴とする請求項１記載の密閉円筒型非水二次電
   池。
3. 【請求項３】前記封口体本体と前記復帰型スイッチとの
   間又は該復帰型スイッチと前記端子キャップとの間に、
   正温度特性サーミスタを電気的に介在させたことを特徴
   とする請求項１記載の密閉円筒型非水二次電池。
4. 【請求項４】前記防爆弁の周囲と封口体本体との間に、
   ガスケットを備えたことを特徴とする請求項１記載の密
   閉円筒型非水二次電池。
5. 【請求項５】前記破断部は、通気性の悪い薄膜からなる
   もので、金属箔又は樹脂膜あるいは金属と樹脂の組み合
   わせからなるものであることを特徴とする請求項２記載
   の密閉円筒型非水二次電池。
6. 【請求項６】前記破断部は、前記薄膜が前記非復帰型ス
   プリングディスクの中央近傍に設けられた開口を塞ぐよ
   うに固定されており、前記防爆弁の外側方向への変位方
   向に突出していることを特徴とする請求項５記載の密閉
   円筒型非水二次電池。
7. 【請求項７】正温度特性サーミスタの外径を小さくし、
   それによってできた空隙に絶縁性のスペーサを介在させ
   た請求項３記載の密閉円筒型非水二次電池。
8. 【請求項８】前記封口体本体と前記復帰型スイッチとの
   間に、正温度特性サーミスタを電気的に介在させ、当該
   正温度特性サーミスタの外径を小さくしてできた空隙
   に、前記封口体本体と金属製の端子キャップの間の絶縁
   手段を延長し介在させたことを特徴とする請求項１記載
   の密閉円筒型非水二次電池。
9. 【請求項９】非復帰型の防爆弁の外側方向への変位が、
   電池内部圧力の上昇０．２〜１．２ＭＰａの範囲の中で
   起こるようにした請求項１又は２記載の密閉円筒型非水
   二次電池。
10. 【請求項１０】非復帰型の防爆弁の外側方向への変位
    が、電池内部圧力の上昇０．６ＭＰａ以下で起こるよう
    にした請求項９記載の密閉円筒型非水二次電池。
11. 【請求項１１】破断部の破断が、電池内部圧力の上昇
    １．３〜２．５ＭＰａの範囲の中で起こるようにした請
    求項２、９、１０のいずれかに記載の密閉円筒型非水二
    次電池。
12. 【請求項１２】破断部の破断が、電池内部圧力の上昇
    １．５ＭＰａ以下で起こるようにした請求項１１記載の
    密閉円筒型非水二次電池。