JPH11204094A

JPH11204094A - 非水電解質電池

Info

Publication number: JPH11204094A
Application number: JP10007017A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamahira; 隆幸山平; Katsu Ida; 克井田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性、量産性に優れた非水電解質電池を提
供する。【解決手段】電池内圧が遮断圧力に達したときに電流
を遮断する電流遮断手段と、電池内圧が開裂圧力に達し
たときに電池内圧を開放する開裂手段とを備え、開裂圧
力が遮断圧力より大とされる。電流遮断手段は、外部に
対して絶縁部より密閉されてなり、電池内圧が遮断圧力
を越えると、導通経路の一部を構成する第１の開裂弁６
が開裂することにより導通経路を絶つものであり、開裂
手段は、開裂圧力に達すると第２の開裂弁７が開裂する
ことにより電池内圧を直接外部に開放するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池内圧が所定圧
力以上に上昇することを防止するための安全装置を備え
た非水電解質電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラやラジカセ等のポー
タブル機器の普及に伴い、使い捨てである一次電池に代
わって繰り返し使用できる二次電池に対する需要が高ま
っている。

【０００３】現在使用されている二次電池の殆どは、ア
ルカリ電解液を用いたニッケルカドミウム電池である。
しかし、この電池は、放電電位が約１．２Ｖと低く、エ
ネルギー密度を向上させることが困難である。また、こ
の電池は、常温での自己放電率が１カ月で２０％以上に
なるという問題点もある。

【０００４】最近、これらの要求を満たす電池システム
として、電解液に非水溶媒を使用し、負極にリチウム等
の軽金属や軽金属イオンをドープ・脱ドープ可能な材料
を使用する非水電解質二次電池が注目され、盛んに研究
が行われている。中でも、正極にリチウムと遷移金属と
の複合酸化物を使用し、負極にリチウムイオンをドープ
・脱ドープ可能な炭素質材料を使用したリチウムイオン
二次電池が、高いエネルギー密度と良好なサイクル特性
を示す非水電解液二次電池として一部実用化されてい
る。

【０００５】ところで、このような非水電解液二次電池
は、エネルギー密度、サイクル特性に優れるものの、過
充電特性については、水溶液系二次電池より劣ることが
指摘されいる。すなわち、過充電や電池内部短絡等によ
り電池が発熱し、電池の内圧が異常に高まった場合に
は、電池の性能低下のみならず、電解液の漏液が発生し
たり、電池の急速な破損を招く虞がある。

【０００６】そこで、このような事態の発生を未然に防
止するために、種々の安全確保手段を電池に設けること
が行われている。

【０００７】例えば、導通経路の一部に円盤状のアルミ
ニウム箔を用い、このアルミニウム箔に発電素子の正極
リードを溶接する安全装置が提案されている。この安全
装置においては、電池内圧が上昇した場合、溶接部分を
断裂させてアルミニウム箔と正極リードの接続を絶ち電
流を遮断し、電池内の反応を停止させて電池内圧の上昇
を防止する。

【０００８】また、導通経路の一部に湾曲状のバネ材と
円盤状の導電性部材を用いる安全装置も提案されてい
る。この安全装置においては、電池内圧が上昇して所定
の圧力に達した場合、湾曲状のバネ材を反転させること
により、バネ材と導電性部材の接触を絶ち電流を遮断
し、電池内の反応を停止させて電池内圧の上昇を防止す
る。

【０００９】さらに、導通経路の一部を導電性接着剤に
て固着させる安全装置も提案されている。この安全装置
においては、電池内圧が所定の圧力に達した場合、固着
部分が剥離して電流が遮断される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したア
ルミニウム箔を用い溶接した部分を破壊する安全装置
は、比較的面積の大きい筒形電池、例えば直径１８ｍｍ
程度のものには適しているが、比較的面積の小さい角形
電池に適用する場合には、受圧部分のアルミニウム箔を
小さくしなければならず、遮断圧力が上昇してしまう。

【００１１】そのため、上記アルミニウム箔を用いる安
全装置を角形電池に適用する場合には、所望の遮断圧力
を設定するために、使用するアルミニウム箔の厚みを薄
くする必要がある。また、上記アルミニウム箔を用いる
安全装置を角が田電池に適用する場合には、溶接部分が
占める面積割合が増加する。

【００１２】しかし、この２つの原因により、溶接部を
所定の圧力にて断裂するようにコントロールするのが難
しくなる。また、隔膜を兼ねたアルミニウム箔の強度が
低下するために、アルミニウム箔自体が断裂してしまう
可能性が高くなり好ましくない。

【００１３】一方、バネ材を使用した安全装置は、電池
の小型化を目的として提案されているが、部品点数が多
くなり、複雑な構造をとらざる得ない。そのため、生産
性、コストに問題があり、量産性に劣る。

【００１４】また、導通経路の一部を導電性接着剤で固
着する安全装置においては、遮断圧力にばらつきが生
じ、信頼性に劣る。

【００１５】本発明は、このような問題を解決しようと
するものであり、過充電等により電池缶内の圧力が上昇
した場合にも、確実に圧力の上昇を防止するできる、安
全性に優れた非水電解質電池を提供することを目的とす
る。かつ、安全装置の組立が容易であり、信頼性が高
く、量産性に適した非水電解質電池を提供することを目
的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解質
二次電池は、上記目的を達成するため、電池内圧が遮断
圧力に達したときに電流を遮断する電流遮断手段と、電
池内圧が開裂圧力に達したときに電池内圧を開放する開
裂手段とを備え、開裂圧力が遮断圧力より大とされる。
そして、電流遮断手段は、外部に対して絶縁部より密閉
されてなり、電池内圧が遮断圧力を越えると、導通経路
の一部を構成する第１の開裂弁が開裂することにより導
通経路を絶つものであり、開裂手段は、開裂圧力に達す
ると第２の開裂弁が開裂することにより電池内圧を直接
外部に開放するものであることを特徴とする。

【００１７】本発明に係る非水電解質電池は、導通経路
を絶つ電流遮断手段として第１の開裂弁を有し、電池内
圧を直接外部に開放する開裂手段として第２の開裂弁を
有してなることから、過充電等の条件により電池内圧が
上昇した場合にも、確実に電池内圧の上昇を防止して開
裂することにより、電池の急速な破損を防止することが
でき、安全性に優れたものとなる。かつ、上記第１の開
裂弁及び第２の開裂弁は、組立が容易であり、信頼性が
高く、量産性に適したものとなる。

【００１８】上記第１の開裂弁の遮断圧力は、３〜１０
ｋｇ／ｃｍ²であり、上記第２の開裂弁の開裂圧力は、
１５〜３０ｋｇ／ｃｍ²であることが好ましい。上記遮
断圧力と開裂圧力を上記範囲に設定することにより、電
池内圧が急速に上昇した場合にも、確実に電池内圧の上
昇を防止することができ、安全性に優れたものとなる。

【００１９】なお、上記第１の開裂弁には、肉薄部分を
形成し、この肉薄部分が開裂する構成とすることが好ま
しい。

【００２０】また、上記第１の開裂弁は、エレクトロフ
ォーミング法により形成することが好ましい。エレクト
ロフォーミング法による場合には、パラジウム箔を用い
ることが好ましい。エレクトロフォーミング法によれ
ば、遮断圧力のばらつきがなく、信頼性の高い開裂弁を
得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した角形非水
電解質二次電池を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】本発明を適用した角形非水電解質二次電池
は、図１に示すように、電極素子１が角形電池缶２内に
収納され、電池缶２の開口部が正極端子となる電池蓋３
により封口されてなる。電極素子１は、図示しないが、
正極及び負極がセパレータを介して積層されており、帯
状の正極・負極を巻回した構成としてもよいし、板状の
電極を積層した構成でもよい。そして、電極素子１から
導出された正極リード４は、後述する下端子に電気的に
接続され、同電極素子１から導出された負極リード５は
電池缶２に電気的に接続される。

【００２３】このように構成される角形非水電解質二次
電池の電池蓋の断面図を図２に示し、外部からみた平面
図を図３に示し、電池缶２内からみた背面図を図４に示
す。

【００２４】この電池蓋３は、電池缶２内の圧力が所定
の圧力に達した場合に電流を遮断する第１の開裂弁（以
下、中端子弁６と称する。）と、電池２内の圧力が所定
の圧力に達した場合に電池内圧を外部に開放する第２の
開裂弁（以下、開裂弁７と称する。）とを備える。

【００２５】この電池蓋３は、電池蓋３の開口部の大き
さと略同じ外形を有するベース８、例えばニッケル板を
主体として構成される。このベース８には、図２〜図４
に示すように、中端子９が貫通する貫通孔１０と、電解
液が注入される電解液注液孔１１と、開裂弁７が設置さ
れる開裂口１２が形成される。そして、ベース８の外部
に露出する面に絶縁板１３及び上端子１４が配置され、
電極素子１と対向する面に絶縁ケース１５及び下端子１
６が配置される。

【００２６】上記上端子１４は、例えばニッケルよりな
り、電解液注液孔１１側が略矩形状で、開裂口１２側が
略円形状の前方後円状に形成される。

【００２７】一方、上記下端子１６は、例えばアルミニ
ウムよりなり、上記上端子１４と略同じ外形を有し、開
裂口１２側の略円形部分に凹部が形成される。

【００２８】また、上記中端子９は、例えば、アルミニ
ウムよりなり、筒状で断面が略コの字状に形成される。
そして、この中端子９は、絶縁板１３及び絶縁ケース１
５を介してベース８を貫通し、一方が外部に露出して上
端子１４とかしめられ、他方の先端が中端子弁６に溶接
されている。なお、中端子９の外周には、例えばテフロ
ンよりなるＯリング状の絶縁板１７が装着され、中端子
６と下端子１６との絶縁が図られている。

【００２９】ここで、円形状に形成された中端子弁６
は、その中央で中端子９の先端と溶接され、外周が下端
子１６の凹部を覆うように下端子１６と接続されてい
る。

【００３０】この中端子弁６は、図５（ａ）（ｂ）に示
すように、円環状に肉薄部６ａが設けられ、後述するよ
うに、電池内の内圧が上昇した場合に肉薄部６ａから開
裂するようになっている。

【００３１】この中端子弁６には、例えば、パラジウム
箔又は金箔をエレクトロフォーミング法やエッチング法
により動作圧力を所定の圧力（以下、遮断圧力と称す
る。）に調整したものを用いるとよい。動作圧力のばら
つきを考慮すると、エレクトロフォーミング法がより好
ましい。或いは、厚いアルミニウム箔と薄いアルミニウ
ム箔を貼り合わせたクラッド材を用いてもよい。また、
溶接方法は、特に限定するものではないが、特にレーザ
溶接が好ましい。

【００３２】同様に、開裂口１２に溶接される開裂弁７
にも、所定の圧力（以下、開裂圧力と称する。）で開裂
するように調整された金属膜を用いる。例えば、この開
裂弁７には、ニッケル箔、又はニッケル箔をエレクトロ
フォーミング法やエッチング法により動作圧力を所定の
圧力に調整したものを用いるとよい。

【００３３】このように構成される、電池蓋３において
は、下端子１６→中端子弁６→中端子９→上端子１４ま
での導通経路が形成される。

【００３４】なお、中端子弁６は、外部から密封された
構造となっていることから、電池内部に水や塩分が侵入
する虞がなく、上述した導通経路部品の腐食等を防止す
る。したがって、この非水電解質電池は、劣悪な環境下
においても、非常に耐食性に優れたものとなる。

【００３５】ところで、非水電解質二次電池において
は、過充電又は短絡状態の理由により、電解液が気化分
解してガスが発生し、電池缶２内の圧力が急激に上昇す
る場合がある。しかし、上述した電池蓋３を有する非水
電解質電池においては、ガスの発生により電池缶２内の
圧力が上昇すると、この圧力によって中端子弁６が押し
上げられ、中端子弁６の肉薄部６ａが開裂して導通経路
を絶つ。すなわち、この電池缶２の圧力が遮断圧力に達
すると、図６に示すように、この圧力によって中端子弁
６の肉薄部６ａが開裂し、これまで導通経路となってい
た中端子弁６→中端子９の導通経路が絶たれて電流が遮
断される。

【００３６】このように、上述した電池蓋３を有する角
形非水電解質二次電池は、電池缶２内の圧力が何らかの
理由により遮断圧力を越えた場合においても、直ちに中
端子弁６が開裂することにより電流を遮断し、電池缶２
内の反応を停止させて圧力の上昇を防止する。

【００３７】ところが、導通経路が遮断されたにもかか
わらず、電池缶２内の圧力がさらに向上する場合があ
る。このとき、上述した電池蓋３を有する角形非水電解
質二次電池は、電池缶２内の圧力がさらに向上し、開裂
圧力を越えた場合には、ベース８の開裂口１２に設けら
れた開裂弁７が開裂し、電池缶２内の圧力を外部に開放
する。すなわち、電流経路が遮断されたにもかかわらず
さらに電池缶２内の圧力が上昇した場合でも、電池が急
速に破損する前に、開裂弁７が開裂して、電池内圧を直
接外部に開放する。

【００３８】具体的に、上述した、角形電池の場合に
は、遮断圧力を３〜１０ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂圧力を
１５〜３０ｋｇ／ｃｍ²とするとよい。

【００３９】遮断圧力が３ｋｇ／ｃｍ²より小さいと、
通常の使用に耐えられない。一方、遮断圧力が１０ｋｇ
／ｃｍ²より大きいと、電池缶の変形や、遮断動作が遅
くなり遮断した後に破裂する場合があり好ましくない。

【００４０】また、遮断圧力と開裂圧力との差は、中端
子弁が動作した電池が放置されても漏液しない状況が好
ましいことから、１０ｋｇ／ｃｍ²以上とするのが好ま
しい。但し、開裂圧力が３０ｋｇ／ｃｍ²より大きい
と、開裂時期が遅くなりすぎて電池の膨れを引起し、破
裂しやすくなる傾向になるため好ましくない。

【００４１】このように、電池蓋３に中端子弁６と開裂
弁７とを備えた非水電解質電池は、電池缶２内の圧力が
高まっても遮断圧力を越えると、中端子弁６が開裂して
電流を遮断し、電池缶２内の圧力の上昇を防止すること
ができる。また、電流を遮断したにもかかわらず電池缶
２内の圧力が上昇した場合には、開裂弁７が開裂して電
池内圧を外部に開放し、電池が急速に破損することを防
止することができる。

【００４２】本発明の非水電解質電池は、以上説明した
ような電池蓋（安全装置）を備えることを特徴とする
が、他の構成要素としては、従来の非水電解質電池と同
様の構成とすることができる。

【００４３】例えば、非水電解質二次電池の負極活物質
としては、目的とする電池の種類に応じて種々の材料を
使用することができるが、電池反応に寄与する金属イオ
ン、特にリチウムイオンをドープ且つ脱ドープ可能な炭
素質材料が挙げられる。

【００４４】例えば、このような炭素質材料としては、
所定の温度、雰囲気にて調整された炭素質材料が用いら
れる。この原料としては、石油ピッチ、バインダーピッ
チ、高分子樹脂、グリーンコークス等が適しており、ま
た、完全に炭素化した黒鉛、熱分解炭素類、コークス類
（石油コークス、ピッチコークス等）、カーボンブラッ
ク（アセチレンブラック等）、ガラス状炭素類、有機高
分子材料焼成体（有機高分子材料を不活性ガス気流中、
あるいは真空中で５００℃以上の適当な温度で焼成した
もの）、炭素繊維等と、前記樹脂分を含んだピッチ類や
焼結性の高い樹脂、例えばフラン樹脂、ジビニルベンゼ
ン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等とを
使用し、混合体を作製した後使用することができる。

【００４５】また、非水電解質二次電池の正極活物質と
しては、目的とする電池の種類に応じて金属酸化物、金
属硫化物、又は特定のポリマーを活物質として用いるこ
とができる。例えば、リチウムイオン二次電池を構成す
る場合には、正極活物質として、Ｌｉ_xＭＯ₂（ただし、
Ｍは１種類以上の遷移金属、好ましくは、ＣｏまたはＮ
ｉ、Ｆｅの少なくとも１種をあらわし、０．０５≦ｘ≦
１．１０である。）を含んだリチウム複合酸化物が好ま
しく用いられる。例えば、このリチウム複合酸化物とし
ては、ＬｉＣｏＯ₂，ＬｉＮｉＯ₂，ＬｉＮｉ_yＣｏ_(1-y)
Ｏ₂（但し、０．０５≦Ｘ≦１．１０、０＜ｙ＜１）が
挙げられる。また、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄を用いることも可能で
ある。

【００４６】上記リチウム複合酸化物は、例えばリチウ
ム、コバルト、ニッケル等の炭酸塩を組成に応じて混合
し、酸素存在雰囲気下４００℃〜１０００℃の温度範囲
で焼結することにより得られる。なお、出発原料は炭酸
塩に限定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可
能である。

【００４７】また、非水電解質電池に用いる非水電解質
としては、有機溶剤に電解質を溶解した従来公知の非水
電解液を使用できる。

【００４８】例えば、有機溶剤としては、プロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、ｒ−ブチロラクト
ン等のエステル類や、ジエチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、置換テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ピラ
ン及びその誘導体、ジメトキシエタン、ジエトキシエタ
ン等のエーテル類や、３−メチル−２−オキサゾリジノ
ン等の３置換−２−オキサゾリジノン類や、スルホラ
ン、メチルスホラン、アセトニトリル、プロピオニトル
等が挙げられる。これらは、単独もしくは２種類以上混
合して使用される。

【００４９】また、電解質としては、過塩素酸リチウ
ム、ホウフッ化リチウム、リンフッ化リチウム、塩化ア
ルミン酸リチウム、ハロゲン化リチウム、トリフルオロ
メタンスルホン酸リチウム等が使用できる。

【００５０】なお、非水電解質としては、固体でもあっ
てもよく、この場合にも従来公知の固体電解質を使用す
ることができる。

【００５１】また、本実施の形態では、角形非水電解液
二次電池について言及したが、本発明は、二次電池に限
定されるものではなく、一次電池であってもよい。ま
た、本発明は、角形電池に限定されるものではなく、筒
形であってもよい。

【００５２】

【実施例】以下、本発明を実験例により具体的に説明す
る。

【００５３】実験例１まず、負極は次のようにして作製した。

【００５４】負極活物質の出発原料として、石油ピッチ
を用い、これに酸素を含む官能基を１０〜２０重量％導
入した後（酸素架橋）、不活性ガス気流中、温度１００
０℃で焼成してガラス状カーボンに近い性質を持った炭
素質材料を得た。この材料について、Ｘ線回折測定を行
なった結果、００２面の面間隔は３．７６オングストロ
ームであり、ピクノメータにより測定を行なったとこ
ろ、真比重は１．５８ｇ／ｃｍ³であった。この炭素質
材料を粉砕し、平均粒径１０μｍの炭素質材料粉末とし
た。

【００５５】このようにして得た炭素質材料粉末９０重
量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）１０重量部とを混合し、負極合剤を調整した。次
に、この負極合剤をＮ−メチルピロリドンに分散させ
て、負極合剤スラリー（ペースト状）にした。

【００５６】そして、この負極合剤スラリーを負極集電
体となる厚さ１０μｍの帯状の銅箔の両面に塗布、乾燥
後、ローラープレス機にて圧縮成形して帯状負極を作製
した。なお、この帯状負極は、合剤厚みを両面共に８０
μｍで同一とし、幅を４１．５ｍｍ長さを５０５ｍｍと
した。

【００５７】次に、正極を次のようにして作製した。

【００５８】正極活物質（ＬｉＣｏＯ₂）の合成を次の
ように行った。炭酸リチウムと炭酸コバルトをＬｉ／Ｃ
ｏ（モル比）＝１になるように混合し、空気中で９００
℃、５時間焼成した。この材料についてＸ線回折測定を
行った結果、ＪＣＰＤＳカードのＬｉＣｏＯ₂と良く一
致していた。その後、自動乳鉢を用い粉砕してＬｉＣｏ
Ｏ₂を得た。

【００５９】このようにして得られたＬｉＣｏＯ₂を用
い、ＬｉＣｏＯ₂９１重量％と、導電材としてグラファ
イト６重量％と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン３
重量％とを混合して正極合剤を作製し、これをＮ−メチ
ル−２ピロリドンに分散して正極合剤スラリーとした。
次に、この正極合剤スラリーを正極集電体である厚さ２
０μｍの帯状のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後
ローラープレス機で圧縮成形して正極を作製した。な
お、この帯状正極は、合剤厚みを両面共に８０μｍで同
一とし、幅を３９．５ｍｍ、長さを４９０ｍｍとした。

【００６０】次に、これらの帯状の正極及び負極を厚さ
２５μｍの微孔性ポリプレンフィルムからなるセパレー
ターを介して順々に積層し、菱形形状を有する巻き取り
芯に渦巻型に多数回巻回した。そして、そして、この巻
回体の終端部を幅４０ｍｍの粘着テープ幅により固定し
たのち、圧力を加え変形させて長円形巻回電極体を作製
した。

【００６１】次に、ニッケルメッキを施した鉄製の角形
電池缶にスプリング板と共に、上記長円形回巻電極体を
収納し、電極体上下両面に絶縁板を配置した。そして、
負極の集電を取るためにニッケル製の負極リードの一端
を電極に圧着し、他端を電池缶に溶接した。また、正極
の集電を取るためにアルミニウム製の正極リードの一端
を正極にとりつけ、他端を電池蓋（下端子）にレーザー
溶接した。

【００６２】次に、この電池缶５内に、電解液注液口か
ら電解液を注入した。この電解液は、プロピレンカーボ
ネート５０体積％とジエチルカーボネート５０体積％の
混合溶媒中にＬｉＰＦ₆１ｍｏｌを溶解させたものとす
る。そして、レーザーにより電池缶と電池蓋（ベース）
を溶接し、厚さ９ｍｍ高さ４８ｍｍ幅３４ｍｍの角形非
水電解質二次電池を作製した。

【００６３】ここで、電池蓋は、図２で示される電池で
あり、中端子弁６に遮断圧力が３ｋｇ／ｃｍ²に設定さ
れたパラジウム箔を用い、開裂弁７に遮断圧力が１５ｋ
ｇ／ｃｍ²に設定されたニッケル箔を用いた。

【００６４】実験例２中端子弁６の遮断圧力を７ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂弁７
の開裂圧力を２０ｋｇ／ｃｍ²とした以外は、実験例１
と同様にして角形非水電解質二次電池を作製した。

【００６５】実験例３中端子弁６の遮断圧力を１０ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂弁
７の開裂圧力を２０ｋｇ／ｃｍ²とした以外は、実験例
１と同様にして角形非水電解質二次電池を作製した。

【００６６】実験例４中端子弁６の遮断圧力を５ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂弁７
の開裂圧力を２５ｋｇ／ｃｍ²とした以外は、実験例１
と同様にして角形非水電解質二次電池を作製した。

【００６７】実験例５中端子弁６の遮断圧力を５ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂弁７
の開裂圧力を３０ｋｇ／ｃｍ²とした以外は、実験例１
と同様にして角形非水電解質二次電池を作製した。

【００６８】実験例６中端子弁６の遮断圧力を１５ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂弁
７の開裂圧力を２０ｋｇ／ｃｍ²とした以外は、実験例
１と同様にして角形非水電解質二次電池を作製した。

【００６９】実験例７中端子弁６の遮断圧力を５ｋｇ／ｃｍ²とし、開裂弁７
の開裂圧力を３５ｋｇ／ｃｍ²とした以外は、実験例１
と同様にして角形非水電解質二次電池を作製した。

【００７０】実験例８電池蓋に中端子弁６及び開裂弁７を設けない以外は、実
験例１と同様にして角形非水電解質二次電池を作製し
た。

【００７１】特性評価以上の実験例１〜実験例８の角形非水電解質二次電池に
対して、中端子弁６の有効性を確認するために、充電電
流２Ａにて２０Ｖの電圧を印加して過充電テストを行な
った。また、開裂弁７の動作を確認するために、ガスバ
ーナによる燃焼テストを行った。これらの結果を表１に
示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】表１の結果より、中端子弁６及び開裂弁７
が設けられていない電池（実験例８）に対して、遮断圧
力が３〜１０ｋｇ／ｃｍ²に設定された中端子弁６と、
開裂圧力が１５〜３０ｋｇ／ｃｍ²に設定された開裂弁
７とを有する電池（実験例１〜実験例５）においては、
過充電テストでも外観異常がなく、燃焼テストでも開裂
弁が正常に動作して電池膨れも小さかった。

【００７４】但し、中端子弁６の遮断圧力が１５ｋｇ／
ｃｍ²である電池（実験例６）においては、電流を遮断
した後に電池が破裂した。また、開裂弁７の開裂圧力が
３５ｋｇ／ｃｍ²である電池（実験例７）においては、
燃焼により大量にガスが発生する場合、動作するまでの
時間が遅くなり、電池缶の膨れを引起し、破裂しやすく
なる傾向にある。

【００７５】したがって、中端子弁６の遮断圧力は３〜
１０ｋｇ／ｃｍ²に設定し、開裂弁７の開裂圧力は１５
〜３０ｋｇ／ｃｍ²に設定し、遮断圧力と開裂圧力との
差を１０ｋｇ／ｃｍ²以上とすることが好ましいことが
わかる。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、導通経路を絶つ電流遮断手段として第１の
開裂弁を有し、電池内圧を直接外部に開放する開裂手段
として第２の開裂弁を有してなることから、過充電等の
条件により電池内圧が上昇した場合にも、確実に電池内
圧の上昇や、電池の急速な破損を防止することができ、
安全性に優れた非水電解質電池を提供することができ
る。

【００７７】また、本発明によれば、従来の安全装置を
有する電池に比べ、第１の開裂弁及び第２の開裂弁の組
立が容易であり信頼性も高いことから、量産性に適した
非水電解質電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した角形電池の構成を示す模式図
である。

【図２】同電池蓋の断面図である。

【図３】同電池蓋の平面図である。

【図４】同電池蓋の背面図である。

【図５】（ａ）は、同電池蓋の中端子弁の平面図であ
り、（ｂ）は、中端子弁の断面図である。

【図６】同電池蓋の中端子弁が開裂した様子を示す断面
図である。

【符号の説明】

１電極素子、２電池缶、３電池蓋、４正極リー
ド、５負極リード、６中端子弁（第１の開裂弁）、７
開裂弁（第２の開裂弁）、８ベース、９中端子、１
０貫通孔、１１電解液注液孔、１２開裂口、１３
絶縁板、１４上端子、１５絶縁ケース、１６下
端子、１７絶縁板、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池内圧が遮断圧力に達したときに電流
を遮断する電流遮断手段と、電池内圧が開裂圧力に達し
たときに電池内圧を開放する開裂手段とを備え、開裂圧
力が遮断圧力より大とされる非水電解質二次電池におい
て、電流遮断手段は、外部に対して絶縁部より密閉されてな
り、電池内圧が遮断圧力を越えると、導通経路の一部を
構成する第１の開裂弁が開裂することにより導通経路を
絶つものであり、開裂手段は、開裂圧力に達すると第２の開裂弁が開裂す
ることにより電池内圧を直接外部に開放するものである
ことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】上記第１の開裂弁の遮断圧力は、３〜１
０ｋｇ／ｃｍ²であり、上記第２の開裂弁の開裂圧力は、１５〜３０ｋｇ／ｃｍ
²であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電
池。
【請求項３】上記第１の開裂弁には、肉薄部分が形成
されることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電
池。
【請求項４】上記第１の開裂弁は、エレクトロフォー
ミング法により形成されたものであることを特徴とする
請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項５】上記第１の開裂弁は、パラジウム箔によ
りなることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電
池。