JP4708052B2 - Sealed battery - Google Patents
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Description
本発明は密閉型電池に係り、特に、内圧開放用ガス放出弁及び電気的接続用端子を配設した電池蓋が、平行する平面部を有する電池容器にかしめられた密閉型電池に関する。 The present invention relates to a sealed battery, and more particularly, to a sealed battery in which a battery lid provided with a gas release valve for releasing internal pressure and an electrical connection terminal is caulked on a battery container having parallel plane portions.
一般に、密閉型電池では、電池容器に金属製等の電池缶が用いられ、その開放端部に密閉絶縁部材等を介して電池蓋がかしめられて密閉が確保されている。電池蓋には、通常、内圧上昇時に内圧を開放するためのガス放出弁及び外部負荷等と電気的に接続するための端子が配設されている。電池缶が平行する平面部を有する略扁平状等の密閉型電池では、電池蓋がかしめられた封口部(かしめ部)に略直線部ないし直線部を有するため、曲線部のみを有する円筒状等の密閉型電池と比較して、略直線部等のかしめ部を内圧上昇等に伴う応力に対して強固にする(封止力を確保する)ことが難しい。これは曲線部のみを有する電池缶の開放端部に電池蓋がかしめられるときは、電池缶の開放端部が曲げられることで材料の体積が変化して残留応力が生じるため、この残留応力が電池缶(の開放端部)の形状保持力として働くのに対し、略直線部等を有する電池缶ではこのような材料の体積変化を伴わないためである。 Generally, in a sealed battery, a battery can made of metal or the like is used for a battery container, and a battery lid is caulked to the open end of the battery can via a sealing insulating member or the like to ensure sealing. The battery cover is usually provided with a gas release valve for releasing the internal pressure when the internal pressure is increased, and a terminal for electrical connection with an external load and the like. In a sealed battery such as a substantially flat shape having a flat part in which the battery can is parallel, the sealing part (caulking part) in which the battery lid is caulked has a substantially straight part or a straight part, so that a cylindrical shape having only a curved part, etc. Compared with the sealed battery, it is difficult to make the caulking part such as a substantially straight part strong against a stress accompanying an increase in internal pressure (to ensure a sealing force). This is because when the battery lid is caulked to the open end of a battery can having only a curved portion, the volume of the material changes due to bending of the open end of the battery can, resulting in residual stress. This is because the battery can having a substantially straight portion or the like is not accompanied by such a volume change of the material, while acting as a shape holding force of the battery can (open end portion thereof).
一方、複数の密閉型電池を使用する組電池等では、体積エネルギ密度の観点から角形やそれに近い形状の密閉型電池が望まれる。上述した電池蓋をかしめて密閉する電池缶の封口では、加工工程が低コストであり、部品点数も少なくしやすいため、角形等の形状の密閉型電池に対しても意義のある技術であるが、上述した封止力の問題がある。すなわち、かしめ部の封止力が不十分な場合は、電池異常時(アブユース時)の内圧上昇等に対し、ガス放出弁等の作動で内圧が開放される前にかしめ部の意図しない開口で内容物の飛散等を招く可能性がある。 On the other hand, in an assembled battery or the like using a plurality of sealed batteries, a sealed battery having a rectangular shape or a shape close thereto is desired from the viewpoint of volume energy density. The above-described sealing of the battery can that is sealed by sealing the battery lid is a technique that is meaningful for a sealed battery having a square shape or the like because the processing step is low-cost and the number of parts is easily reduced. There is a problem of the sealing force described above. That is, when the sealing force of the caulking part is insufficient, the opening of the caulking part is not intended before the internal pressure is released by the operation of the gas release valve, etc. The contents may be scattered.
この問題に対し、かしめ部の開口を防止するため、例えば、かしめ部の近傍の電池缶内部に金属製の梁部材を固定した密閉薄型電池が開示されている(特許文献1参照)。また、電池蓋と電池缶とのかしめ部を跨ぐように断面コ字状の金属板を嵌合溶接した密閉扁平型電池も開示されている(特許文献2参照)。 In order to prevent the caulking portion from opening to this problem, for example, a sealed thin battery in which a metal beam member is fixed inside a battery can near the caulking portion is disclosed (see Patent Document 1). Further, a sealed flat battery in which a metal plate having a U-shaped cross section is fitted and welded so as to straddle the caulked portion between the battery lid and the battery can is also disclosed (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1の技術では、電池缶内部に梁部材が固定されるため、密閉型電池の体積エネルギ密度が低下する。また、梁部材が金属製であることから、他部材との絶縁を確保するため、電池缶内部に絶縁部材を配置したり梁部材に絶縁被覆を施したりする必要がある。このため、更に体積エネルギ密度の低下を招く上、製造工程が煩雑となり電池が高コストとなる。一方、特許文献2の技術では、かしめ部を跨ぐように金属板を嵌合溶接するため、体積エネルギ密度の問題は生じないものの、電池蓋に配設された端子やガス放出弁の位置を避けて金属板を嵌合溶接するため、電池缶の略直線部ないし直線部の長さに対する金属板の長さが小さくなる。このため、内圧上昇時や外力に伴う変形時等にかしめ部の開口を防止するには十分とはいえない。金属板の長さを大きくすると、金属板が端子やガス放出弁を覆うため、電気的接続やガス放出弁の作動に支障が生じることとなる。
However, in the technique of
本発明は上記事案に鑑み、電池蓋と電池容器とのかしめ部の開口を防止することができ、電気的接続及びガス放出弁の作動を確保可能な密閉型電池を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a sealed battery that can prevent the caulking portion between the battery lid and the battery container from being opened and can ensure the electrical connection and the operation of the gas release valve. .
上記課題を解決するために、本発明は、内圧開放用ガス放出弁及び電気的接続用端子を配設した電池蓋が、平行する平面部を有する電池容器にかしめられた密閉型電池において、前記電池蓋の上方に位置する中央部及び該中央部から前記電池容器の前記平面部の両側に沿って曲折した脚部を有し前記電池蓋と前記電池容器とのかしめ部の開口を封止する封止部材が、前記脚部を前記平面部に接するように前記電池蓋を跨いで配置され、前記平面部の長手方向の長さの70%以上に亘って前記脚部の端部が前記平面部に固定されており、前記中央部には前記ガス放出弁及び前記端子の上方の位置に貫通穴又は切り欠きが形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a sealed battery in which a battery lid provided with a gas release valve for releasing internal pressure and an electrical connection terminal is caulked in a battery container having parallel plane portions. A central portion located above the battery lid and legs bent from the central portion along both sides of the flat portion of the battery container to seal the opening of the caulking portion between the battery lid and the battery container; A sealing member is disposed across the battery lid so that the leg portion is in contact with the flat surface portion, and the end portion of the leg portion is the flat surface over 70% or more of the length in the longitudinal direction of the flat surface portion. A through hole or a notch is formed at a position above the gas release valve and the terminal in the central portion.
本発明では、電池蓋の上方に位置する中央部及び該中央部から電池容器の平面部の両側に沿って曲折した脚部を有し電池蓋と電池容器とのかしめ部の開口を封止する封止部材が、脚部を平面部に接するように電池蓋を跨いで配置され、平面部の長手方向の長さの70%以上に亘って脚部の端部が平面部に固定されているため、電池異常時の内圧上昇や外力による変形に対し、電池蓋と電池容器とのかしめ部が開口することを確実に防止することができると共に、中央部には電池蓋に配設したガス放出弁及び端子の上方の位置に貫通穴又は切り欠きが形成されているため、端子と外部負荷との接続やガス放出弁の作動を確保することができる。 In the present invention, the central portion located above the battery lid and the legs bent along the both sides of the flat portion of the battery container from the central portion, the opening of the caulking portion between the battery lid and the battery container is sealed. The sealing member is disposed across the battery lid so that the leg is in contact with the flat part, and the end of the leg is fixed to the flat part over 70% of the length in the longitudinal direction of the flat part. Therefore, it is possible to reliably prevent the caulking portion between the battery lid and the battery container from opening against deformation due to an increase in internal pressure or external force when the battery is abnormal, and gas discharge disposed on the battery lid at the center portion Since the through hole or notch is formed at a position above the valve and the terminal, it is possible to ensure the connection between the terminal and the external load and the operation of the gas release valve.
この場合において、脚部には平面部に接していない非当接部が形成されており、該非当接部の長さが平面部の長手方向の全長に対して15%未満であることが好ましい。また、中央部及び脚部で電池蓋と向かい合う側の面が絶縁部材で覆われていれば、反対の極性の電極にそれぞれ接続される封止部材と電池蓋とを電気的に絶縁することができる。このとき、中央部で端子の上方の位置に形成された貫通穴又は切り欠きの周囲が絶縁部材で覆われていれば、貫通穴又は切り欠きを通して端子と外部負荷等とを接続するときに、反対の極性を有する端子と封止部材との絶縁を確保することができる。更に、端子に外部負荷と電気的に接続するための接続部材を接続したときは、接続部材を封止部材から絶縁する絶縁部材が封止部材及び接続部材間に介在していることが好ましい。このとき、接続部材が端子に向けて突出した突出部を有しており、突出部が端子と電気的かつ機械的に接続されていてもよい。 In this case, the leg portion is formed with a non-contact portion that is not in contact with the flat portion, and the length of the non-contact portion is preferably less than 15% with respect to the total length in the longitudinal direction of the flat portion. . Also, if the surface of the center and legs facing the battery lid is covered with an insulating member, the sealing member connected to the opposite polarity electrode and the battery lid can be electrically insulated. it can. At this time, if the periphery of the through hole or notch formed at a position above the terminal in the center is covered with an insulating member, when connecting the terminal and an external load or the like through the through hole or notch, Insulation between the terminal having the opposite polarity and the sealing member can be ensured. Furthermore, when a connecting member for electrically connecting to an external load is connected to the terminal, an insulating member that insulates the connecting member from the sealing member is preferably interposed between the sealing member and the connecting member. At this time, the connecting member may have a protruding portion protruding toward the terminal, and the protruding portion may be electrically and mechanically connected to the terminal.
本発明によれば、電池蓋の上方に位置する中央部及び該中央部から電池容器の平面部の両側に沿って曲折した脚部を有し電池蓋と電池容器とのかしめ部の開口を封止する封止部材が、脚部を平面部に接するように電池蓋を跨いで配置され、平面部の長手方向の長さの70%以上に亘って脚部の端部が平面部に固定されているため、電池異常時の内圧上昇や外力による変形に対し、電池蓋と電池容器とのかしめ部が開口することを確実に防止することができると共に、中央部には電池蓋に配設したガス放出弁及び端子の上方の位置に貫通穴又は切り欠きが形成されているため、端子と外部負荷との接続やガス放出弁の作動を確保することができる、という効果を得ることができる。 According to the present invention, the central portion located above the battery lid and the legs bent along the both sides of the flat portion of the battery case from the central portion, the opening of the caulking portion between the battery lid and the battery case is sealed. The sealing member to be stopped is disposed across the battery lid so that the leg part contacts the flat part, and the end part of the leg part is fixed to the flat part over 70% of the length of the flat part in the longitudinal direction. Therefore, it is possible to reliably prevent the caulked portion between the battery lid and the battery container from opening against deformation due to an internal pressure increase or external force when the battery is abnormal, and the battery lid is disposed at the center portion. Since a through hole or a notch is formed at a position above the gas release valve and the terminal, it is possible to obtain an effect that the connection between the terminal and an external load and the operation of the gas release valve can be ensured.
以下、図面を参照して、本発明を扁平捲回型リチウムイオン二次電池に適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a flat wound lithium ion secondary battery will be described with reference to the drawings.
(構成)
図1に示すように、扁平捲回型リチウムイオン二次電池20は、有底扁平状の電池容器としての電池缶7及び電池缶7の開口部と嵌合可能な電池蓋8を有している。電池缶7の側面は、平行する平面部4を有しており、両平面部4の上端は長手方向に平行する直線部を形成している。電池缶7は、圧延鋼鈑製で深絞り可能に成形されており、内面を含めてニッケルの電気メッキが施されている。電池缶7内には、正極板及び負極板を扁平状に捲回した図示を省略した扁平捲回群が収容されている。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, a flat wound lithium ion
図示を省略した扁平捲回群は、電気絶縁性の材料で作製した平板状の軸芯の回りに正極板及び負極板がセパレータを介して捲回されている。セパレータには、本例では厚み30μmのポリエチレン製の微多孔膜が使用されている。正極板及び負極板に形成された集電用の無地部は扁平捲回群の両端面からそれぞれ反対側に導出されている。扁平捲回群から導出された正極板の無地部は、電池缶7内でブロック状の正極集電部材を介して電池蓋8に導通している。一方、負極板の無地部は、電池缶7内でブロック状の負極集電部材を介して電池缶7に導通している。
In the flat wound group (not shown), a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound around a flat shaft core made of an electrically insulating material via a separator. In this example, a microporous polyethylene film having a thickness of 30 μm is used as the separator. The uncoated portions for collecting current formed on the positive electrode plate and the negative electrode plate are led out to the opposite sides from both end faces of the flat wound group. The plain portion of the positive electrode plate derived from the flat wound group is electrically connected to the
扁平捲回群を構成する正極板は、正極集電体のアルミニウム箔の両面に正極合剤が略均一に塗着されている。正極合剤には、正極活物質のリチウム遷移金属複合酸化物、導電材のカーボンの粉体及び結着剤が配合されている。正極板の一部には集電のために正極合剤を塗着させない無地部が形成されている。一方、負極板は、負極集電体の銅箔の両面に負極合剤が略均一に塗着されている。負極合剤には、負極活物質としてリチウムイオンを可逆的に吸蔵放出可能な黒鉛の粉末及び結着剤が配合されている。負極板の一部にも集電のために負極合剤を塗着させない無地部が形成されている。 In the positive electrode plate constituting the flat wound group, the positive electrode mixture is applied substantially uniformly on both surfaces of the aluminum foil of the positive electrode current collector. The positive electrode mixture contains a lithium transition metal composite oxide as a positive electrode active material, carbon powder as a conductive material, and a binder. A solid portion where a positive electrode mixture is not applied for current collection is formed on part of the positive electrode plate. On the other hand, in the negative electrode plate, the negative electrode mixture is applied substantially uniformly on both surfaces of the copper foil of the negative electrode current collector. The negative electrode mixture contains a graphite powder and a binder capable of reversibly occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material. A solid portion where no negative electrode mixture is applied for current collection is also formed on a part of the negative electrode plate.
電池蓋8にはアルミニウム合金製の板材が用いられており、中央から長手方向一側に偏倚した位置に、上方へ突出した正極の外部端子12が形成されている。外部端子12には、電池缶7内で正極集電部材が接続されている。電池蓋8の中央から長手方向他側に偏倚した位置には、内圧上昇時に内圧を開放するガス放出弁13が配置されている。電池蓋8は電池缶7の開口部に電気絶縁性のガスケットを介してかしめられて封口部5が形成されている。なお、電池缶7内には、扁平捲回群を浸潤する電解液が所定量注液されている。電解液には、エチレンカーボネート(EC)やジメチルカーボネート(DMC)等のカーボネート系混合溶媒に六フッ化リン酸リチウムを1mol/Lとなるように溶解したものが使用されている。
The
電池蓋8の上側には、封口部5の両長手方向で電池蓋8を跨ぐように、金属製の封止部材としての開き止め1が配置されている。開き止め1は、電池蓋8の上方に位置する中央部1aと、中央部1aから平面部4の両側に沿って下方に曲折した脚部1bとを有している。脚部1bの下部には、略半円状の切り欠きが形成されている。脚部1bは平面部4の両側に接しており、脚部1bの下端部は平面部4に抵抗溶接で接合(固定)されている。このため、開き止め1は負極板と電気的に導通している。平面部4に固定された脚部1bの長手方向の長さは、平面部4の長手方向の長さの70%以上に設定されている。脚部1bには、平面部4に接していない非当接部、すなわち、脚部1bの長手方向の両端からそれぞれ平面部4の長手方向の両端までの部分及び脚部1bの略半円状に切り欠かれた部分が形成されている。非当接部の長さは、平面部4の長手方向の全長に対して15%未満となるように設定されている。中央部1aには、外部端子12の上方及びガス放出弁13の上方の位置にそれぞれ貫通穴2が形成されている。中央部1a、脚部1bの電池蓋8と向かい合う面、及び、外部端子12の上方の位置に形成された貫通穴2の周囲は、電気的絶縁性を有する樹脂製外装18a(絶縁部材)及び樹脂製外装18b(絶縁部材)でそれぞれ覆われている。なお、樹脂製外装18aには、貫通穴2の位置に貫通穴2と同じ大きさの貫通穴が形成されている。
On the upper side of the
(作用等)
次に本実施形態のリチウムイオン二次電池20の作用等について説明する。
(Action etc.)
Next, the operation and the like of the lithium ion
本実施形態のリチウムイオン二次電池20では、開き止め1が封口部5の両長手方向で電池蓋8を跨ぐように配置されており、その脚部1bの下端部が電池缶7の平面部4の両側に抵抗溶接で接合されている。このため、電池異常時(電池アブユース時)等にリチウムイオン二次電池20の内圧が上昇しても、開き止め1の保持力で両長手方向の封口部5が容易に開口することを防止する(封口部5の開口を封止する)ことができる。
In the lithium ion
また、平面部4に固定された脚部1bの長手方向の長さが平面部4の長手方向の長さの70%未満、又は、脚部1bが平面部4に接していない非当接部の長さが平面部4の長手方向の全長に対して15%以上では、内圧上昇時等に両長手方向の封口部5の意図しない開口を防ぐことは実質的に難しい。本実施形態のリチウムイオン二次電池20では、脚部1bの下端部が平面部4の長手方向の長さの70%以上に亘って平面部4に固定されており、脚部1bの非当接部の長さが15%未満に設定されている。このため、封口部5の開口を確実に封止することができる。
Further, the length in the longitudinal direction of the leg portion 1 b fixed to the
更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池20では、中央部1aの外部端子12及びガス放出弁13の上方の位置にそれぞれ貫通穴2が形成されている。このため、外部端子12に外部負荷を接続する場合や複数の電池を接続して組電池とする場合に開き止め1が障害となることなく電気的接続を確保することができる。また、電池異常時等のガス発生に伴い電池内圧が上昇してガス放出弁が作動するときに、ガス放出を妨げることなく電池内圧を開放させることができる。
Furthermore, in the lithium ion
また更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池20では、脚部1bが負極板に接続された電池缶7の平面部4に溶接されているため、開き止め1と、正極板に接続された電池蓋8とは反対の極性を有している。中央部1a及び脚部1bの電池蓋8と向かい合う面が電気的絶縁性を有する樹脂製外装18aで覆われているため、開き止め1と電池蓋8との絶縁が確保され正負極の短絡を防止することができる。更に、開き止め1の外部端子12の上方の位置に形成された貫通穴2の周囲が、電気的絶縁性を有する樹脂製外装18bで覆われている。このため、外部端子12に外部負荷等を接続しても、反対の極性を有する外部端子12と開き止め1との絶縁が確保され正負極の短絡を防止することができる。
Furthermore, in the lithium ion
更にまた、本実施形態のリチウムイオン二次電池20では、封口部5の両長手方向を跨ぐように脚部1bを平面部4の両側に当接させ、その脚部1bの下端部を平面部4に抵抗溶接するだけで開き止め1を取り付けることができる。このため、従来例のように補強部材や絶縁板を電池内に固定せず、体積効率(体積エネルギ密度)の低下を防止することができると共に、電池製造時の加工工数や部品点数を削減することができる。
Furthermore, in the lithium ion
なお、本実施形態では、平面部4に脚部1bを固定する方法として温度が上昇しても外れることの少ない抵抗溶接を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ワイヤ等の締結で固定してもよい。このことは、例えば、図2に示すように、電池蓋8が電池缶7にかしめられた封口部5の下側にグルービング(溝)が形成されている場合には、このグルービングに沿った形状の脚部1bを有する開き止め1をワイヤ3で締結することで実現することができる。中央部1a及び脚部1bの電池蓋8と向かい合う面は、反対の極性を有する中央部1a及び脚部1bと電池蓋8とを電気的に絶縁するため、電気的絶縁性の樹脂製外装18aで覆われている。ワイヤ3等の締結部材には、充分な強度を持つものを選び、締結方法も金属線同士を撚り合わせた後に溶接するなどして充分な締結強度を確保することが重要である。ワイヤ3等の準備や締結を考慮すれば、抵抗溶接で接合することが好ましい。
In the present embodiment, resistance welding that is less likely to come off even when the temperature rises is exemplified as a method of fixing the leg portion 1b to the
また、リチウムイオン二次電池20を外部負荷や他のリチウムイオン二次電池と接続するときは、電池蓋8に配置された外部端子12に金属板等の接続部材を接続して通電パスを形成する。このことは、例えば、図2に示すように、接続部材15を外部端子12に固定し電気的に接続することで行うことができる。接続部材15には、リチウムイオン二次電池20側に突出した突起16が形成されている。この突起16を外部端子12に当接させ、接続部材15の上側から加圧して溶接することで、接続部材15と外部端子12とを電気的かつ機械的に接続することができる。中央部1aの接続部材15と向かい合う面は、反対の極性を有する開き止め1と接続部材15とを電気的に絶縁するため、電気的絶縁性の樹脂製外装18cで覆われている。この場合に、接続部材15に突起16を形成することに代えて、外部端子12を開き止め1の厚みに相当する分で突出させるようにしてもよい。接続部材15の上側から加圧して溶接することを考慮すれば、接続部材15に突起16を形成した方が強度確保の面から平易である。また、脚部1bの一部を切り起こして接続部材15を形成するようにすれば、複数のリチウムイオン二次電池20を接続する組電池等の作製において部品数を削減し低コスト化を図ることができる。脚部1bの一部を切り起こすことで、平面部4に固定される脚部1bの長さが平面部4の全長に対して70%未満となることがあるが、少なくとも電池缶7の両平面部4の一方で70%以上であれば、封口部5の開口を防止することができることを確認している。
Further, when connecting the lithium ion
更に、本実施形態では、中央部1aに貫通穴2を形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外部端子12、ガス放出弁13の位置及び開き止め1の長さにより貫通穴2に代えて、中央部1aの長手方向の両端部に切り欠きを形成するようにしてもよく、外部端子12及びガス放出弁13の上方に1つの貫通穴を形成してもよい。また、貫通穴2(又は切り欠き)の大きさは、封口部5の意図しない開口を防止し開き止め1の機械的強度を確保する観点から、外部端子12と外部負荷等との接続やガス放出弁13の作動を妨げない範囲でできるだけ小さくすることが望ましい。
Furthermore, in this embodiment, although the example which forms the through-
また更に、本実施形態では、開き止め1をリチウムイオン二次電池20の両長手方向で電池蓋8を跨ぐように1部品を固定する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2部品以上としてもよい。部品数や電池組立工数の削減を考慮すれば、1部品の開き止め1を両長手方向の略中央に配置することが望ましい。また、例えば、開き止め1を電池缶7に沿った断面形状とすれば(図2も参照。)、複数の電池を接続する場合や電動装置等に電池を組み付ける場合に、開き止め1の要するスペースを縮小することができる。
Furthermore, in the present embodiment, an example in which one part is fixed so that the
更にまた、本実施形態では、中央部1a、脚部1bの電池蓋8と向かい合う面を樹脂製外装18aで覆い、外部端子12の上方の位置に形成された貫通穴2の周囲を樹脂製外装18bで覆い、中央部1aの接続部材15と向かい合う面を樹脂製外装18cで覆う例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。樹脂製外装18a、18b、18cを異なる部材ではなく同じ材料としてもよく、例えば、脚部1bを平面部4に溶接する部分以外の中央部1a及び脚部1bを熱収縮性の絶縁フィルム等で被覆してもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the surfaces facing the
また、本実施形態では、扁平捲回型リチウムイオン二次電池20を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、平行する平面部を有する電池缶を用いた密閉型電池、換言すれば、電池蓋と電池缶との封口部に略直線部又は直線部を含む、例えば、角形等の密閉型電池に適用することが可能である。また、リチウムイオン二次電池以外に本発明が適用可能な電池としては、例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等を挙げることができる。更に、正負極活物質、導電材、電解液等の材料に制限はなく、通常用いられる材料を使用してもよいことはいうまでもない。
Further, in the present embodiment, the flat wound lithium ion
以下、本実施形態に従い作製したリチウムイオン二次電池20の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例のリチウムイオン二次電池についても併記する。
Hereinafter, examples of the lithium ion
(実施例1)
実施例1では、開き止め1の長さを平面部4の長手方向の70%に設定し、電池蓋8を跨ぐように両長手方向の略中央に開き止め1を固定したリチウムイオン二次電池20を作製した。
Example 1
In Example 1, the length of the locking
(比較例1)
比較例1では、開き止めの長さを平面部の長手方向の約50%として電池蓋を跨ぐように両長手方向の略中央に開き止めを固定した扁平密閉型リチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a flat sealed lithium ion secondary battery in which the length of the opening stopper was about 50% of the longitudinal direction of the plane portion and the opening stopper was fixed at substantially the center in both longitudinal directions so as to straddle the battery lid was produced. .
(比較例2)
比較例2では、開き止めを使用しない従来の扁平密閉型リチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a conventional flat sealed lithium ion secondary battery that does not use an opening stopper was produced.
(評価)
作製した各実施例及び比較例の電池の各20個について、満充電状態(電池の開回路電圧OCVにして4.15V程度)まで充電した後、水平に置き、扁平捲回群の略中央部に釘を刺して故意に内部短絡させる釘刺し試験を行った。電池の挙動を観察した結果を、1.意図しない部分(封口部5)の開口なし、2.意図しない部分の開口はあるが内容物の飛散なし、3.意図しない部分の開口が起こり、かつ、内容物も飛散する、の3段階に分けて評価し、各段階の安全点数を、段階1が2点、段階2が1点、段階3が0点として試験した電池20個分の安全点数を合計した。釘刺し試験の結果を下表1に示す。
(Evaluation)
For each of the 20 batteries of each of the examples and comparative examples that were produced, after being charged to a fully charged state (battery open circuit voltage OCV of about 4.15 V), it was placed horizontally and approximately in the center of the flat wound group A nail penetration test was conducted in which a nail was pierced and the internal short circuit was intentionally made. The results of observing the behavior of the battery are: 1. There is no opening of the unintended part (sealing part 5). 2. There is an opening of an unintended part, but there is no scattering of contents. Evaluation is divided into three stages: unintentional opening occurs and contents are scattered, and the safety score for each stage is 2 points for
表1に示すように、開き止めの長さを平面部の長手方向の長さの50%とした比較例1の電池では、試験した20個の電池のうち、13個で意図しない部分の開口が認められ、そのうちの9個で内容物の飛散が観察された。この安全点数は、0点が9個、1点が4個(13個−9個)で合計18点であった。開き止めを使用しない比較例2の電池では、全電池において内容物の飛散が観察され、安全点数の合計は0点であった。これに対し、開き止め1の長さを平面部4の長手方向の70%とした実施例1のリチウムイオン二次電池20では、試験した全電池において意図しない部分の開口は認められず、安全点数は40点となり最も高い安全点数が得られた。
As shown in Table 1, in the battery of Comparative Example 1 in which the length of the stopper is 50% of the length in the longitudinal direction of the flat surface portion, 13 of the 20 batteries tested were unintended opening portions. The contents were scattered in 9 of them. The safety score was 9 points for 0 points and 4 points for 13 points (13 to 9 points), for a total of 18 points. In the battery of Comparative Example 2 that did not use an opening stopper, scattering of the contents was observed in all the batteries, and the total safety score was 0. On the other hand, in the lithium ion
従って、開き止め1の長さを平面部4の長手方向の70%とすることで、電池アブユース時等に電池の内圧が上昇しても、リチウムイオン二次電池20の封口部5の意図しない開口を防止して内容物の飛散等が回避されるので、安全性の向上を図ることができる、ということが判明した。
Therefore, by setting the length of the
本発明は、電池蓋と電池容器とのかしめ部の開口を防止することができ、電気的接続及びガス放出弁の作動を確保可能な密閉型電池を提供するため、密閉型電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 The present invention provides a sealed battery that can prevent the caulking portion between the battery lid and the battery container from being opened and that can ensure electrical connection and operation of the gas release valve. Therefore, it has industrial applicability.
1 開き止め(封止部材)
1a 中央部
1b 脚部
2 貫通穴
4 平面部
5 封口部(かしめ部)
7 電池缶(電池容器)
8 電池蓋
12 外部端子(端子)
13 ガス放出弁
20 扁平捲回型リチウムイオン二次電池(密閉型電池)
1 Opening stopper (sealing member)
1a Center part
7 Battery can (battery container)
8
13
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