JPH1197066A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JPH1197066A JPH1197066A JP9253721A JP25372197A JPH1197066A JP H1197066 A JPH1197066 A JP H1197066A JP 9253721 A JP9253721 A JP 9253721A JP 25372197 A JP25372197 A JP 25372197A JP H1197066 A JPH1197066 A JP H1197066A
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- battery
- electrode plate
- negative electrode
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- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電池に利な導体が刺さって短絡が生じても、短
絡電流が流れる際に高温の熱が発生することがなく、電
池の発火などの危険性のない電池を提供する。 【解決手段】本発明の電池は、正極板１１２及び負極板
１１４の積層体である電極積層体１１０と、電極積層体
１１０を収納し正極板１１２及び該負極板１１４のいず
れか一方と導通する電池缶１２０と、正極板１１２及び
負極板１１４の他方と導通し電池缶１２０と絶縁状態で
電池缶１２０の外部に導出された端子１３０と、電池缶
１２０の内周面に沿って電極積層体１１０を覆うように
配設され正極板１１２及び負極板１１４の該他方と導通
された等電位体１４０と、等電位体１４０の周囲に配設
され電池缶１２０及び電極積層体１１０から絶縁する絶
縁体１５０と、を備える電池であって、絶縁体１５０
は、５０％未満の引っ張り伸度をもつことを特徴とす
る。
絡電流が流れる際に高温の熱が発生することがなく、電
池の発火などの危険性のない電池を提供する。 【解決手段】本発明の電池は、正極板１１２及び負極板
１１４の積層体である電極積層体１１０と、電極積層体
１１０を収納し正極板１１２及び該負極板１１４のいず
れか一方と導通する電池缶１２０と、正極板１１２及び
負極板１１４の他方と導通し電池缶１２０と絶縁状態で
電池缶１２０の外部に導出された端子１３０と、電池缶
１２０の内周面に沿って電極積層体１１０を覆うように
配設され正極板１１２及び負極板１１４の該他方と導通
された等電位体１４０と、等電位体１４０の周囲に配設
され電池缶１２０及び電極積層体１１０から絶縁する絶
縁体１５０と、を備える電池であって、絶縁体１５０
は、５０％未満の引っ張り伸度をもつことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】高い電池容量をもつ電池としてリチウム
二次電池が最近注目を集めている。こうしたリチウム二
次電池では、正極板及び負極板の積層体である電極積層
体と、該電極積層体を収納し該正極板及び該負極板のい
ずれか一方と導通する電池缶と、該正極板及び該負極板
の他方と導通し該電池缶と絶縁状態で該電池缶の外部に
導出された端子と、を備えるものが一般的となってい
る。
二次電池が最近注目を集めている。こうしたリチウム二
次電池では、正極板及び負極板の積層体である電極積層
体と、該電極積層体を収納し該正極板及び該負極板のい
ずれか一方と導通する電池缶と、該正極板及び該負極板
の他方と導通し該電池缶と絶縁状態で該電池缶の外部に
導出された端子と、を備えるものが一般的となってい
る。
【０００３】このような構成は、リチウム二次電池に限
られることなく多くの電池にも採用されているが、何ら
かの原因によって電極の活物質（正極でも負極でもどち
らの電極のものでもよいが）を介して短絡が生じると、
活物質には抵抗が高いものが使われていることが多いた
め、電気抵抗によって活物質で高熱が発生することが考
えられる。この高熱は危険であるばかりでなく、活物質
によっては高温で分解されて酸素ガスなどを放出した
り、電解質などから異常ガスが発生したりする。特にリ
チウム二次電池などの高容量の電池では、その反応活性
が高いゆえに異常な電池反応が急激に生じ、電池缶内に
多量の異常ガスが急激に発生して、破裂が起こることも
想定される。
られることなく多くの電池にも採用されているが、何ら
かの原因によって電極の活物質（正極でも負極でもどち
らの電極のものでもよいが）を介して短絡が生じると、
活物質には抵抗が高いものが使われていることが多いた
め、電気抵抗によって活物質で高熱が発生することが考
えられる。この高熱は危険であるばかりでなく、活物質
によっては高温で分解されて酸素ガスなどを放出した
り、電解質などから異常ガスが発生したりする。特にリ
チウム二次電池などの高容量の電池では、その反応活性
が高いゆえに異常な電池反応が急激に生じ、電池缶内に
多量の異常ガスが急激に発生して、破裂が起こることも
想定される。
【０００４】そこで従来より、こうした電池には、電流
路を遮断して異常電流を止めるヒューズや電池缶内で発
生したガスを外部に逃がす安全弁などの安全装置が備え
付けられ、破裂などの事故防止がなされている。ところ
で、電池を装填している機器の機体が衝突などの強い押
圧を受けるなどして破損した場合には、金属などの導体
からなりかつ鋭利な先端部をもつ破損部が、電池に刺さ
ってしまうようなことが考えられる。このような鋭利な
導体が電池に刺さる場合として、例えば次の３つの刺さ
り方が挙げられる。
路を遮断して異常電流を止めるヒューズや電池缶内で発
生したガスを外部に逃がす安全弁などの安全装置が備え
付けられ、破裂などの事故防止がなされている。ところ
で、電池を装填している機器の機体が衝突などの強い押
圧を受けるなどして破損した場合には、金属などの導体
からなりかつ鋭利な先端部をもつ破損部が、電池に刺さ
ってしまうようなことが考えられる。このような鋭利な
導体が電池に刺さる場合として、例えば次の３つの刺さ
り方が挙げられる。
【０００５】一つは、鋭利な導体が電池缶を突き抜けて
電極積層体の内部まで刺さった場合である。この場合で
は、刺さった導体を介して、正極板の集電体、負極板の
集電体及び電池缶とがそれぞれ短絡する。従って、電極
の活物質には短絡電流が流れることがなく、活物質で電
気抵抗による高熱が発生することがない。もう一つは、
電池缶は突き抜けたけれども電極積層体の最外周面のと
ころまでしか鋭利な導体が刺さらなかった場合である。
これには、鋭利な導体の先端が電極積層体の最外周面に
しっかり刺さらず接触している状態も含む。この場合、
最外周面に活物質層があると、この活物質層を通じて電
極積層体と電池缶とが短絡し、活物質で高熱が発生す
る。こうした短絡では短絡電流はヒューズを迂回して流
れることがあり、ヒューズが機能できないこともありう
る。
電極積層体の内部まで刺さった場合である。この場合で
は、刺さった導体を介して、正極板の集電体、負極板の
集電体及び電池缶とがそれぞれ短絡する。従って、電極
の活物質には短絡電流が流れることがなく、活物質で電
気抵抗による高熱が発生することがない。もう一つは、
電池缶は突き抜けたけれども電極積層体の最外周面のと
ころまでしか鋭利な導体が刺さらなかった場合である。
これには、鋭利な導体の先端が電極積層体の最外周面に
しっかり刺さらず接触している状態も含む。この場合、
最外周面に活物質層があると、この活物質層を通じて電
極積層体と電池缶とが短絡し、活物質で高熱が発生す
る。こうした短絡では短絡電流はヒューズを迂回して流
れることがあり、ヒューズが機能できないこともありう
る。
【０００６】残りのもう一つは、安全弁やヒューズが設
けられているところに鋭利な導体が刺さってしまう場合
である。この場合、安全弁やヒューズが破壊されて、そ
れらの事故防止機能が働かないことがありうる。こうし
たことは、機器の電極の端子との接続部が金属導体から
設けられていることと、安全弁やヒューズが電極端子に
近い位置に設けられることが多いことからも、実際に起
こらないとも限らない。
けられているところに鋭利な導体が刺さってしまう場合
である。この場合、安全弁やヒューズが破壊されて、そ
れらの事故防止機能が働かないことがありうる。こうし
たことは、機器の電極の端子との接続部が金属導体から
設けられていることと、安全弁やヒューズが電極端子に
近い位置に設けられることが多いことからも、実際に起
こらないとも限らない。
【０００７】以上の後２例のように、安全弁やヒューズ
がうまく機能しなかった場合、電池の破裂など二次的な
事故が誘発されることが考えられうる。従って、安全弁
やヒューズを備え付けるだけでは、鋭利な導体が電池に
刺さった場合の安全対策として不十分である。このよう
な問題に対し、特開平８−１５３５４２号公報、特開平
８−２０３５４１号公報、特開平８−２０３５６２号公
報、特開平８−２６４２０６号公報などでは、帯状の電
極板を巻回して形成した電極積層体、あるいは板状の電
極板を積層して形成した電極積層体と、電極積層体の負
極と導通する電池缶と、を備える電池において、電極積
層体の最外面に正極板を配置してその正極板の外側では
集電体が露呈するようにし、かつこの露呈集電体と電池
缶との間に絶縁体を介在させた電池が開示されている。
この電池に釘などの鋭利な導体が刺さった場合には、鋭
利な導体を介して電極積層体の集電体、露呈集電体及び
電池缶との間に短絡電流が流れ、電極活物質には短絡電
流がほとんど流れることがない。その結果、電極活物質
に短絡電流が流れることによる発熱が抑えられ、電池の
破裂などが防止される。
がうまく機能しなかった場合、電池の破裂など二次的な
事故が誘発されることが考えられうる。従って、安全弁
やヒューズを備え付けるだけでは、鋭利な導体が電池に
刺さった場合の安全対策として不十分である。このよう
な問題に対し、特開平８−１５３５４２号公報、特開平
８−２０３５４１号公報、特開平８−２０３５６２号公
報、特開平８−２６４２０６号公報などでは、帯状の電
極板を巻回して形成した電極積層体、あるいは板状の電
極板を積層して形成した電極積層体と、電極積層体の負
極と導通する電池缶と、を備える電池において、電極積
層体の最外面に正極板を配置してその正極板の外側では
集電体が露呈するようにし、かつこの露呈集電体と電池
缶との間に絶縁体を介在させた電池が開示されている。
この電池に釘などの鋭利な導体が刺さった場合には、鋭
利な導体を介して電極積層体の集電体、露呈集電体及び
電池缶との間に短絡電流が流れ、電極活物質には短絡電
流がほとんど流れることがない。その結果、電極活物質
に短絡電流が流れることによる発熱が抑えられ、電池の
破裂などが防止される。
【０００８】ところで、このように露呈集電体と電池缶
との間に介在させた絶縁体を備えた電池においては、そ
の絶縁体の材料に、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリ
プロピレン）及びＰＰ−ＰＥの共重合体を用いているも
のが一般的であるが、これらＰＥやＰＰの引っ張り伸度
は、ＭＤ（巻き）方向が７０〜１６０％で、ＴＤ（膜
幅）方向が５００〜１０００％というように大きい。こ
のように引っ張り伸び度が大きい材料からなる絶縁体を
用いた電池では、例えば、鋭利な導体の先端が少しだけ
ゆっくり刺し入れられた場合、絶縁体に伸びが生じて刺
さった鋭利な導体と露呈集電体との間に絶縁体が巻き込
まれることがありうる。その結果、鋭利な導体と露呈集
電体との接触抵抗が大きくなり、ここを短絡電流が流れ
る際に高温の熱が発生することも考えられうる。こうし
た高熱は電極活物質や電解液などに影響を与え、電池の
発火などの危険性を生み出す恐れがある。
との間に介在させた絶縁体を備えた電池においては、そ
の絶縁体の材料に、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリ
プロピレン）及びＰＰ−ＰＥの共重合体を用いているも
のが一般的であるが、これらＰＥやＰＰの引っ張り伸度
は、ＭＤ（巻き）方向が７０〜１６０％で、ＴＤ（膜
幅）方向が５００〜１０００％というように大きい。こ
のように引っ張り伸び度が大きい材料からなる絶縁体を
用いた電池では、例えば、鋭利な導体の先端が少しだけ
ゆっくり刺し入れられた場合、絶縁体に伸びが生じて刺
さった鋭利な導体と露呈集電体との間に絶縁体が巻き込
まれることがありうる。その結果、鋭利な導体と露呈集
電体との接触抵抗が大きくなり、ここを短絡電流が流れ
る際に高温の熱が発生することも考えられうる。こうし
た高熱は電極活物質や電解液などに影響を与え、電池の
発火などの危険性を生み出す恐れがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、電池に鋭利な導体が刺さって
短絡が生じても、短絡電流が流れる際に高温の熱が発生
することがなく、電池の発火などの危険性のない電池を
提供することを目的とする。
みてなされたものであり、電池に鋭利な導体が刺さって
短絡が生じても、短絡電流が流れる際に高温の熱が発生
することがなく、電池の発火などの危険性のない電池を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の電池は、正極板
及び負極板の積層体である電極積層体と、該電極積層体
を収納し該正極板及び該負極板のいずれか一方と導通す
る電池缶と、該正極板及び該負極板の他方と導通し該電
池缶と絶縁状態で該電池缶の外部に導出された端子と、
該電池缶の内周面に沿って該電極積層体を覆うように配
設され該正極板及び該負極板の該他方と導通された等電
位体と、該等電位体の周囲に配設され該電池缶及び該電
極積層体から絶縁する絶縁体と、を備える電池であっ
て、該絶縁体は、５０％未満の引っ張り伸度をもつこと
を特徴とする。
及び負極板の積層体である電極積層体と、該電極積層体
を収納し該正極板及び該負極板のいずれか一方と導通す
る電池缶と、該正極板及び該負極板の他方と導通し該電
池缶と絶縁状態で該電池缶の外部に導出された端子と、
該電池缶の内周面に沿って該電極積層体を覆うように配
設され該正極板及び該負極板の該他方と導通された等電
位体と、該等電位体の周囲に配設され該電池缶及び該電
極積層体から絶縁する絶縁体と、を備える電池であっ
て、該絶縁体は、５０％未満の引っ張り伸度をもつこと
を特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の電池は、電池の種類で特
に限定されるものではなく、リチウム二次電池など公知
の電池に適用できる。また、電池の全体形状も特に限定
されるものではなく、角型や円筒型の電池とすることが
できる。以下に、各部品に分けて電池の形態を説明す
る。
に限定されるものではなく、リチウム二次電池など公知
の電池に適用できる。また、電池の全体形状も特に限定
されるものではなく、角型や円筒型の電池とすることが
できる。以下に、各部品に分けて電池の形態を説明す
る。
【００１２】正極板及び負極板の積層体である電極積層
体については、その積層形態で特に限定されず、公知の
ものを用いることができるが、例えば、それぞれ帯状の
正極板及び負極板を間にセパレータなどを介在させて巻
回して形成したものや、あるいはそれぞれ方形状の正極
板及び負極板を間にセパレータなどを介在させて積層し
たものを用いることができる。
体については、その積層形態で特に限定されず、公知の
ものを用いることができるが、例えば、それぞれ帯状の
正極板及び負極板を間にセパレータなどを介在させて巻
回して形成したものや、あるいはそれぞれ方形状の正極
板及び負極板を間にセパレータなどを介在させて積層し
たものを用いることができる。
【００１３】正極板については、正極集電体の少なくと
も片面に正極活物質を塗布して形成した電極を用いるこ
とができる。正極集電体及び正極活物質については電池
の種類に応じて材質等を適宜選択することができ、公知
の材料を使用できる。例えばリチウム二次電池であれ
ば、正極集電体にはアルミニウム、チタン、ステンレス
等の金属箔を用いることができ、正極活物質にはＬｉＣ
ｏＯ2や、Ｍｎ、Ｎｉ及びＦｅなどのリチウム複合酸化
物、カルコゲナイド等を用いることができる。
も片面に正極活物質を塗布して形成した電極を用いるこ
とができる。正極集電体及び正極活物質については電池
の種類に応じて材質等を適宜選択することができ、公知
の材料を使用できる。例えばリチウム二次電池であれ
ば、正極集電体にはアルミニウム、チタン、ステンレス
等の金属箔を用いることができ、正極活物質にはＬｉＣ
ｏＯ2や、Ｍｎ、Ｎｉ及びＦｅなどのリチウム複合酸化
物、カルコゲナイド等を用いることができる。
【００１４】負極板については負極集電体の少なくとも
片面に負極活物質を塗布して形成した電極を用いること
ができる。負極集電体及び負極活物質については電池の
種類に応じて材質等を適宜選択することができ、公知の
材料を使用できる。例えばリチウム二次電池であれば、
銅等の金属箔を用いることができ、負極活物質にはグラ
ファイトや非晶質カーボン等の炭素質物質を用いること
ができる。この炭素質物質の形状も特に限定されず、球
状、鱗片状、塊状及び繊維状などとすることができる。
片面に負極活物質を塗布して形成した電極を用いること
ができる。負極集電体及び負極活物質については電池の
種類に応じて材質等を適宜選択することができ、公知の
材料を使用できる。例えばリチウム二次電池であれば、
銅等の金属箔を用いることができ、負極活物質にはグラ
ファイトや非晶質カーボン等の炭素質物質を用いること
ができる。この炭素質物質の形状も特に限定されず、球
状、鱗片状、塊状及び繊維状などとすることができる。
【００１５】電池缶についても公知の形態とすることが
でき、電池の種類に応じて材質等を適宜選択することが
できる。端子についても公知の形態とすることができ
る。等電位体の材料については導電性があれば特に限定
されず、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス等の
導電性に優れた金属導体を用いることができる。その厚
さについても特に限定されず、適宜選択することができ
る。
でき、電池の種類に応じて材質等を適宜選択することが
できる。端子についても公知の形態とすることができ
る。等電位体の材料については導電性があれば特に限定
されず、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス等の
導電性に優れた金属導体を用いることができる。その厚
さについても特に限定されず、適宜選択することができ
る。
【００１６】絶縁体については、５０％未満の引っ張り
伸度をもつことものを用いるが、こうした材料として、
アラミド樹脂（芳香族ポリアミド系のポリマー）、ポリ
イミド樹脂、ガラス、セラミックス及び紙などを挙げる
ことができ、ここに挙げた材料の少なくとも一種からな
ることが好ましい。特にアラミド樹脂は引っ張り伸度が
小さいため好ましい。なお、その厚さについては特に限
定されず、適宜選択することができる。
伸度をもつことものを用いるが、こうした材料として、
アラミド樹脂（芳香族ポリアミド系のポリマー）、ポリ
イミド樹脂、ガラス、セラミックス及び紙などを挙げる
ことができ、ここに挙げた材料の少なくとも一種からな
ることが好ましい。特にアラミド樹脂は引っ張り伸度が
小さいため好ましい。なお、その厚さについては特に限
定されず、適宜選択することができる。
【００１７】また、絶縁体は、等電位体の表面に一体的
に形成されていてもよい。こうした絶縁体は、化学気相
蒸着法（ＣＶＤ法）などの成膜方法により形成すること
ができる。また、リチウム二次電池等の非水電解液二次
電池であれば、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボ
ネート、ジメチルカーボネート等の混合有機溶媒に、Ｌ
ｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4等のリチウム塩を溶質として溶解さ
せた電解液を用いることができる。
に形成されていてもよい。こうした絶縁体は、化学気相
蒸着法（ＣＶＤ法）などの成膜方法により形成すること
ができる。また、リチウム二次電池等の非水電解液二次
電池であれば、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボ
ネート、ジメチルカーボネート等の混合有機溶媒に、Ｌ
ｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4等のリチウム塩を溶質として溶解さ
せた電解液を用いることができる。
【００１８】
【作用】本発明の電池では、鋭利な導体が刺さって短絡
が生じても、短絡電流が流れる際に高温の熱が発生する
ことがない。例えば、鋭利な導体の先端が少しだけゆっ
くり刺し入れられた場合でも、絶縁体が５０％未満の比
較的小さい引っ張り伸度をもつため、絶縁体は伸びるこ
とがなく、鋭利な導体と露呈集電体との間に絶縁体が巻
き込まれることがない。従って、巻き込まれた絶縁体に
よって鋭利な導体と露呈集電体との接触抵抗が大きくな
ることがなく、ここを流れる短絡電流によって高温の熱
が発生することがなくなる。それゆえ、電池の発火など
の危険性が生じることがない。
が生じても、短絡電流が流れる際に高温の熱が発生する
ことがない。例えば、鋭利な導体の先端が少しだけゆっ
くり刺し入れられた場合でも、絶縁体が５０％未満の比
較的小さい引っ張り伸度をもつため、絶縁体は伸びるこ
とがなく、鋭利な導体と露呈集電体との間に絶縁体が巻
き込まれることがない。従って、巻き込まれた絶縁体に
よって鋭利な導体と露呈集電体との接触抵抗が大きくな
ることがなく、ここを流れる短絡電流によって高温の熱
が発生することがなくなる。それゆえ、電池の発火など
の危険性が生じることがない。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、以下の説明では、参照図中の上下でもって上
下方向を定義する。 （実施例１）本実施例の電池は、図１にその縦断面図を
示すように、巻回積層型の電極積層体１１０と、電極積
層体１１０を収納し負極板１１４と導通する電池缶１２
０と、正極板１１２と導通し電池缶１２０と絶縁状態で
電池缶１２０の外部に導出された端子１３０と、を備え
た円筒型のリチウム二次電池である。
る。なお、以下の説明では、参照図中の上下でもって上
下方向を定義する。 （実施例１）本実施例の電池は、図１にその縦断面図を
示すように、巻回積層型の電極積層体１１０と、電極積
層体１１０を収納し負極板１１４と導通する電池缶１２
０と、正極板１１２と導通し電池缶１２０と絶縁状態で
電池缶１２０の外部に導出された端子１３０と、を備え
た円筒型のリチウム二次電池である。
【００２０】このリチウム二次電池１００は、電池缶１
２０の内周面に沿って電極積層体１１０の側周面を実質
的に覆うように配設され正極板１１２及び負極板１１４
の他方と導通された等電位体１４０と、等電位体１４０
の周囲に配設され電池缶１２０及び電極積層体１１０か
ら絶縁する絶縁体１５０と、が設けられている。 電極
積層体１１０は、それぞれ帯状の正極板１１２と負極板
１１４とを間にセパレータ１１６を介在させて重ね合わ
せ、これを巻回して形成したものである。正極板１１２
は、２０μｍの厚さのアルミニウム箔からなる集電体１
１２ａの両面に、ＬｉＣｏＯ2を主成分とする正極活物
質１１２ｂを１８０μｍの厚さで塗布して形成した。一
方、負極板１１４は、１８μｍの厚さの銅箔からなる集
電体１１４ａの両面に、炭素質物質よりなる負極活物質
１１４ｂを１７０μｍの厚さで塗布して形成した。な
お、電極積層体の最外周に位置する負極板１１４は、内
側のみ負極活物質１１４ｂをし、外側は負極集電体が露
呈している。また、セパレータ１１６には、厚さ２５μ
ｍのポリエチレン多孔膜を使用した。
２０の内周面に沿って電極積層体１１０の側周面を実質
的に覆うように配設され正極板１１２及び負極板１１４
の他方と導通された等電位体１４０と、等電位体１４０
の周囲に配設され電池缶１２０及び電極積層体１１０か
ら絶縁する絶縁体１５０と、が設けられている。 電極
積層体１１０は、それぞれ帯状の正極板１１２と負極板
１１４とを間にセパレータ１１６を介在させて重ね合わ
せ、これを巻回して形成したものである。正極板１１２
は、２０μｍの厚さのアルミニウム箔からなる集電体１
１２ａの両面に、ＬｉＣｏＯ2を主成分とする正極活物
質１１２ｂを１８０μｍの厚さで塗布して形成した。一
方、負極板１１４は、１８μｍの厚さの銅箔からなる集
電体１１４ａの両面に、炭素質物質よりなる負極活物質
１１４ｂを１７０μｍの厚さで塗布して形成した。な
お、電極積層体の最外周に位置する負極板１１４は、内
側のみ負極活物質１１４ｂをし、外側は負極集電体が露
呈している。また、セパレータ１１６には、厚さ２５μ
ｍのポリエチレン多孔膜を使用した。
【００２１】電池缶１２０は、円筒形の底付き容器の本
体部１２２と、蓋部１２４と、から構成されており、本
体部１２２及び蓋部１２４はともにニッケルメッキ鋼板
よりなる。蓋部１２４の中心部には端子１３０を嵌入で
きる貫通孔がある。電池缶１２０の本体部１２２は、電
極積層体１１０の最外面にある負極に導電部材１６０を
介して電気的に接続されている。端子１３０は、アルミ
ニウムよりなって円柱形状をしている正極端子である。
その側周面で蓋部１２４の貫通孔に絶縁材料からなる固
定材１３２で接合固定されている。
体部１２２と、蓋部１２４と、から構成されており、本
体部１２２及び蓋部１２４はともにニッケルメッキ鋼板
よりなる。蓋部１２４の中心部には端子１３０を嵌入で
きる貫通孔がある。電池缶１２０の本体部１２２は、電
極積層体１１０の最外面にある負極に導電部材１６０を
介して電気的に接続されている。端子１３０は、アルミ
ニウムよりなって円柱形状をしている正極端子である。
その側周面で蓋部１２４の貫通孔に絶縁材料からなる固
定材１３２で接合固定されている。
【００２２】等電位体１４０ｂは、厚さ２０μｍの帯状
のアルミニウム箔を電極積層体１１０の周囲に巻いて配
設したものである。この等電位体は、電極積層体１１０
の最も外側に位置する正極集電体１１２ａに接続され、
正極板１１２と等電位になっている。絶縁体１５０は、
引っ張り伸度が１０％のアラミド樹脂からなり、袋状を
していて等電位体１４０を完全に包み込んでいる。この
絶縁体は、一層あたり１２μｍの厚さをもつ。
のアルミニウム箔を電極積層体１１０の周囲に巻いて配
設したものである。この等電位体は、電極積層体１１０
の最も外側に位置する正極集電体１１２ａに接続され、
正極板１１２と等電位になっている。絶縁体１５０は、
引っ張り伸度が１０％のアラミド樹脂からなり、袋状を
していて等電位体１４０を完全に包み込んでいる。この
絶縁体は、一層あたり１２μｍの厚さをもつ。
【００２３】電解液（図示せず）としては、エチレンカ
ーボネート及びプロピレンカーボネートの混合有機溶媒
に１ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ6を溶質として溶解させたも
のを用いた。 （実施例２）本実施例の電池は、絶縁体が、４０％の引
っ張り伸度をもつポリイミド樹脂からなる他は、実施例
１と同じ電池である。 （比較例１）本比較例１の電池は、絶縁体が、１００％
の引っ張り伸度をもつポリエチレン樹脂からなる他は、
実施例１と同じ電池である。 （実施例３）本実施例の電池は、図２にその縦断面図を
示すように、絶縁体２５０が等電位体２４０の表面に一
体的に形成されている他は、実施例１と同様に、巻回積
層型の電極積層体２１０と、電極積層体２１０を収納し
負極板２１４と導通する電池缶２２０と、正極板２１２
と導通し電池缶２２０と絶縁状態で電池缶２２０の外部
に導出された端子２３０と、を備えた円筒型のリチウム
二次電池である。
ーボネート及びプロピレンカーボネートの混合有機溶媒
に１ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ6を溶質として溶解させたも
のを用いた。 （実施例２）本実施例の電池は、絶縁体が、４０％の引
っ張り伸度をもつポリイミド樹脂からなる他は、実施例
１と同じ電池である。 （比較例１）本比較例１の電池は、絶縁体が、１００％
の引っ張り伸度をもつポリエチレン樹脂からなる他は、
実施例１と同じ電池である。 （実施例３）本実施例の電池は、図２にその縦断面図を
示すように、絶縁体２５０が等電位体２４０の表面に一
体的に形成されている他は、実施例１と同様に、巻回積
層型の電極積層体２１０と、電極積層体２１０を収納し
負極板２１４と導通する電池缶２２０と、正極板２１２
と導通し電池缶２２０と絶縁状態で電池缶２２０の外部
に導出された端子２３０と、を備えた円筒型のリチウム
二次電池である。
【００２４】絶縁体２５０は、ＣＶＤ法で形成されたＳ
ｉＮよりなる薄膜で、膜一層あたり２０μｍの厚さをも
つ。なお、正極２１２の中心部にある正極集電体２１２
ａは上方に延長した延長部をもち、この延長部の先端部
が端子２３０に接続されているが、この延長部の途中部
分には導電部材２６０が取り付けられており、等電位体
２４０はこの導電部材２６０を介して正極板と導通して
いる。 ［電池の安全性の評価］実施例１、実施例２及び比較例
１の各電池について、それぞれの電池にφ２．５ｍｍの
釘を０．１ｍｍ／秒程度の速度でゆっくりと突き刺し、
釘の先端部が絶縁体を突き抜けて等電位体に達するまで
突き刺した。このとき、釘と等電位体との間の電気抵抗
を測定し、短絡による電池の発火の有無を観察した。図
３に、それぞれの電池における電気抵抗の測定結果を示
す。
ｉＮよりなる薄膜で、膜一層あたり２０μｍの厚さをも
つ。なお、正極２１２の中心部にある正極集電体２１２
ａは上方に延長した延長部をもち、この延長部の先端部
が端子２３０に接続されているが、この延長部の途中部
分には導電部材２６０が取り付けられており、等電位体
２４０はこの導電部材２６０を介して正極板と導通して
いる。 ［電池の安全性の評価］実施例１、実施例２及び比較例
１の各電池について、それぞれの電池にφ２．５ｍｍの
釘を０．１ｍｍ／秒程度の速度でゆっくりと突き刺し、
釘の先端部が絶縁体を突き抜けて等電位体に達するまで
突き刺した。このとき、釘と等電位体との間の電気抵抗
を測定し、短絡による電池の発火の有無を観察した。図
３に、それぞれの電池における電気抵抗の測定結果を示
す。
【００２５】実施例１及び実施例２の電池では、釘と等
電位体との間に絶縁体が巻き込まれることがなく、図３
からわかるように、実施例１の電池では２９ｍΩの電気
抵抗が測定され、実施例２の電池では７ｍΩの電気抵抗
が測定された。これら実施例の電池では、釘と等電位体
との間に短絡電流が流れても高温の熱が発生することが
なかった。短絡はしばらくして止まり、発熱が鎮静して
発火は起こらなかった。
電位体との間に絶縁体が巻き込まれることがなく、図３
からわかるように、実施例１の電池では２９ｍΩの電気
抵抗が測定され、実施例２の電池では７ｍΩの電気抵抗
が測定された。これら実施例の電池では、釘と等電位体
との間に短絡電流が流れても高温の熱が発生することが
なかった。短絡はしばらくして止まり、発熱が鎮静して
発火は起こらなかった。
【００２６】一方、比較例１の電池では、釘と等電位体
との間に絶縁体が巻き込まれ、６７ｍΩの電気抵抗が測
定された。この比較例１の電池では、釘と等電位体との
間に短絡電流が流れるにつれてこの部分で発熱して高熱
が生じ、発火に至った。この結果から、５０％未満の引
っ張り伸度をもつ絶縁体を使用することが、鋭利な導体
と等電位体との間に絶縁体が巻き込まれることを防ぎ、
ここを短絡電流が流れる際に高温の熱が発生することが
防止されて発火が防止されることがわかる。
との間に絶縁体が巻き込まれ、６７ｍΩの電気抵抗が測
定された。この比較例１の電池では、釘と等電位体との
間に短絡電流が流れるにつれてこの部分で発熱して高熱
が生じ、発火に至った。この結果から、５０％未満の引
っ張り伸度をもつ絶縁体を使用することが、鋭利な導体
と等電位体との間に絶縁体が巻き込まれることを防ぎ、
ここを短絡電流が流れる際に高温の熱が発生することが
防止されて発火が防止されることがわかる。
【図１】この図は、実施例１の電池の縦断面を模式的に
示した縦断面図である。
示した縦断面図である。
【図２】この図は、実施例３の電池の縦断面を模式的に
示した縦断面図である。
示した縦断面図である。
【図３】この図は、実施例１、実施例２及び比較例１の
各電池について、釘と等電位体との間の電気抵抗を測定
した結果を示すグラフである。
各電池について、釘と等電位体との間の電気抵抗を測定
した結果を示すグラフである。
【符号の説明】 １００：リチウム二次電池 １１０：電極積層体 １１
２：正極板 １１４：負極板 １２０：電池缶 １３
０：端子 １４０：等電位体 １５０：絶縁体
２：正極板 １１４：負極板 １２０：電池缶 １３
０：端子 １４０：等電位体 １５０：絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 健 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 植田 直樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (3)
- 【請求項１】正極板及び負極板の積層体である電極積層
体と、該電極積層体を収納し該正極板及び該負極板のい
ずれか一方と導通する電池缶と、該正極板及び該負極板
の他方と導通し該電池缶と絶縁状態で該電池缶の外部に
導出された端子と、該電池缶の内周面に沿って該電極積
層体を覆うように配設され該正極板及び該負極板の該他
方と導通された等電位体と、該等電位体の周囲に配設さ
れ該電池缶及び該電極積層体から絶縁する絶縁体と、を
備える電池であって、該絶縁体は、５０％未満の引っ張
り伸度をもつことを特徴とする電池。 - 【請求項２】前記絶縁体は、アラミド樹脂、ポリイミド
樹脂、ガラス、セラミックス及び紙の少なくとも一種か
らなる請求項１に記載の電池。 - 【請求項３】前記絶縁体は、前記等電位体の表面に一体
的に形成されている請求項１に記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25372197A JP3419272B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25372197A JP3419272B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 電 池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197066A true JPH1197066A (ja) | 1999-04-09 |
| JP3419272B2 JP3419272B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=17255228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25372197A Expired - Fee Related JP3419272B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419272B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270239A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Tdk Corp | 電気化学デバイス |
| JP2012104545A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Jm Energy Corp | 蓄電デバイス |
| JP2014517469A (ja) * | 2011-06-08 | 2014-07-17 | エルジー ケム． エルティーディ． | 電池パック安全装置 |
| JP2014220079A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP2015028865A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP2016506042A (ja) * | 2012-12-25 | 2016-02-25 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 電池 |
| JP2016506043A (ja) * | 2012-12-25 | 2016-02-25 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 電池 |
| EP3386005A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stacked battery |
| DE102018106953A1 (de) | 2017-04-28 | 2018-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stapelbatterie |
| JP2019140079A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 積層電池 |
| US10700338B2 (en) | 2017-04-05 | 2020-06-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | All-solid-state battery with layered current shunt part |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25372197A patent/JP3419272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270239A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Tdk Corp | 電気化学デバイス |
| JP2012104545A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Jm Energy Corp | 蓄電デバイス |
| US9099733B2 (en) | 2011-06-08 | 2015-08-04 | Lg Chem, Ltd. | Safety device for battery pack |
| JP2014517469A (ja) * | 2011-06-08 | 2014-07-17 | エルジー ケム． エルティーディ． | 電池パック安全装置 |
| US9941505B2 (en) | 2012-12-25 | 2018-04-10 | Byd Company Limited | Battery |
| JP2016506042A (ja) * | 2012-12-25 | 2016-02-25 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 電池 |
| JP2016506043A (ja) * | 2012-12-25 | 2016-02-25 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 電池 |
| US9748552B2 (en) | 2012-12-25 | 2017-08-29 | Byd Company Limited | Battery having protection components |
| JP2014220079A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP2015028865A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| EP3386005A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stacked battery |
| US10700338B2 (en) | 2017-04-05 | 2020-06-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | All-solid-state battery with layered current shunt part |
| DE102018106953A1 (de) | 2017-04-28 | 2018-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stapelbatterie |
| US11011810B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-05-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stacked battery |
| JP2019140079A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 積層電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3419272B2 (ja) | 2003-06-23 |
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