CN103999262B - 电池 - Google Patents

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Abstract

一种具有压力型电流切断机构(170)的电池(100)，具有气体发生体(190)，其被配置于电池壳体(110)内的电极体(120)之外；正极电位部件(130)，其以与气体发生体(190)相接触的方式被配置于电池壳体(110)内的电极体(120)之外，且与电极体(120)的正极(121)导通；以及负极电位部件(140)，其以与正极电位部件(130)相分离且与气体发生体(190)相接触的方式被配置于电池壳体(110)内的电极体(120)之外，且与电极体(120)的负极(123)导通，气体发生体(190)含有当正极电位部件(130)的电位(Ea)超过气体发生电位(Ec)时产生气体的气体发生剂。

Description

电池
技术领域
本发明涉及具备被配置于充放电电流流过的导电线路内，根据电池壳体的内压上升来切断在自身流过的充放电电流的压力型电流切断机构(CID：Current InterruptDevice)的电池。
背景技术
一直以来，已知有具有被配置于充放电电流流过的导电线路内，根据电池壳体的内压上升来切断在自身流过的充放电电流的压力型电流切断机构(CID)的电池。在该具有压力型电流切断机构的电池中，向电解液中添加当电池(电极体)的正极电位超过规定的气体发生电位时产生气体的气体发生剂。如此一来，电池的正极电位上升而电池成为过充电状态，进而当正极电位超出规定的气体发生电位时，从电解液产生气体，使电池壳体的内压上升，使压力型电流切断机构工作。此外，作为相关的现有技术文献，例如可举出专利文献1～3。
专利文献1：日本特表2010-527134号公报
专利文献2：日本特开2010-212034号公报
专利文献3：日本特开2010-157451号公报
然而，在以往的具有压力型电流切断机构的电池中，电解液通常被保持在电极体内，另外与正负两极接触也发生在电极体内，因此气体在电极体内产生。该气体有时不会从电极体排出而存留在电极体内。这样一来，尽管在电池为过充电状态下正极电位超过气体发生电位，但由于电池壳体的内压上升不够，因此担心压力型电流切断机构不进行工作或工作延迟。
发明内容
本发明正是鉴于当前情况而做出的，其目的在于提供一种具有压力型电流切断机构的电池，在该电池中，当电池(电极体)的正极电位超过规定的气体发生电位时，能够使压力型电流切断机构可靠地工作。
用于解决上述课题的本发明的一个方式为一种电池，具有压力型电流切断机构，该压力型电流切断机构被配置于充放电电流流过的导电线路内，根据电池壳体的内压上升而切断在自身流过的上述充放电电流，其中，上述电池具有：气体发生体，其在上述电池壳体的内部中被配置于电极体的外部；正极电位部件，其以与上述气体发生体相接触的方式在上述电池壳体的内部中被配置于上述电极体的外部，并且与上述电极体的正极导通；以及负极电位部件，其以与上述正极电位部件相分离且与上述气体发生体相接触的方式在上述电池壳体的内部中被配置于上述电极体的外部，并且与上述电极体的负极导通，上述气体发生体含有当上述正极电位部件的电位超过气体发生电位时产生气体的气体发生剂。
在该电池中，在电池壳体的内部中电极体的外部配置气体发生体，使施加电极体的正极电位的正极电位部件与施加电极体的负极电位的负极电位部件以相互分离的状态分别与该气体发生体相接触。此外，使气体发生体含有当正极电位部件的电位(也是电极体的正极电位)超出规定的气体发生电位时产生气体的气体发生剂。因此，当电极体的正极电位(正极电位部件的电位)超过规定的气体发生电位时，从被配置于电极体的外部的气体发生体产生气体。由于该气体在电极体的外部产生，因此不会存留于电极体内，使电池壳体的内压可靠地上升。因此，在该电池中，当正极电位超过气体发生电位时，能够使压力型电流切断机构可靠地工作。
此外，作为“气体发生体”的方式，例如举出使液体、固体、凝胶状体、海绵等浸入液体的方式等。另外，“气体发生体”在电池壳体的内部中被被配置于电极体的外部。例如，能够将气体发生体配置于电池壳体内的收纳空间的底部、上部、侧部。另外，“气体发生体”可以以与电极体相接触的方式配置，也可以如后所述以与电极体相分离的方式配置。
如上所述，“气体发生剂”在正极电位部件的电位超过气体发生电位时发生气体。作为气体发生剂，例如可举出气体发生电位为4.50Vvs.Li/Li+、作为气体产生氢气(H2)的联苯(BP)，气体发生电位为4.70Vvs.Li/Li+、作为气体产生氢气(H2)的环己基苯(CHB)，气体发生电位为4.90Vvs.Li/Li+、作为气体产生二氧化碳(CO2)气体的碳酸苯甲酯(MPhc)等。
作为“正极电位部件”以及”负极电位部件”的方式，例如可举出板状、棒状，箔状、网状或将它们进行组合后的方式等。另外，“正极电位部件”以及“负极电位部件”可以分别由一个部件构成，也可以由多个部件构成。另外，“正极电位部件”与电极体的正极导通，可以与电极体的正极连接(直接连接)，也可以经由其他的导电部件间接地与电极体的正极连接。另外，“负极电位部件”与电极体的负极导通，可以与电极体的负极连接(直接连接)，也可以经由其他的导电部件间接地与电极体的负极连接。
另外，如后所述，“正极电位部件”可以连接于电极体的正极而兼任充放电电流流过的正极内部端子部件，也可以形成为与正极内部端子部件为不同部件且不与正极内部端子部件连接的方式。另外，如后所述，“负极电位部件”可以连接于电极体的负极而兼任充放电电流流过的负极内部端子部件，也可以形成为与负极内部端子部件为不同部件且不与负极内部端子部件连接的方式。另外，“正极电位部件”与”负极电位部件”相互分离且与气体发生体相接触，可以形成为在两者之间仅存在气体发生体的方式，也可以形成为在两者之间存在例如在电极体的隔离物等使用的绝缘性多孔膜等以避免短路的方式。
进而，在上述的电池中可以是，上述气体发生电位比上述电池充满电时的上述正极电位部件的电位高。
进而，在上述任意一个所记载的电池中可以是，上述气体发生体为存留于上述电池壳体内的收纳空间的底部的气体发生液，上述正极电位部件具有被配置于上述收纳空间的上述底部且被浸渍于上述气体发生液的正极接触部，上述负极电位部件具有被配置于上述收纳空间的上述底部且被浸渍于上述气体发生液的负极接触部。
进而，在上述电池中可以是，上述电极体与上述气体发生液以相互分离的状态配置。此外，在上述电池中，优选为气体发生液与在电极体内保持的电解液的组成不同。
进而，在上述任意一个所记载的电池中可以是，上述电池壳体为该电池壳体底壁部形成长方形板状的长方体形状，上述正极接触部具有沿上述壳体底壁部的长边方向延伸的主面亦即正极主面，上述负极接触部具有沿上述壳体底壁部的长边方向延伸的主面亦即负极主面，上述正极主面与上述负极主面以相互平行且隔着上述气体发生液对置的方式配置。
进而，在上述任意一个所记载的电池中可以是，在上述电极体内保持的电解液形成为不含气体发生用的添加剂的组成。
进而，在上述任意一个所记载的电池中可以是，上述正极电位部件连接于上述电极体的正极，兼任供上述充放电电流流过的正极内部端子部件，上述负极电位部件连接于上述电极体的负极，兼任供上述充放电电流流过的负极内部端子部件。
附图说明
图1为表示实施方式1的锂离子二次电池的立体图。
图2为表示实施方式1的锂离子二次电池的纵剖视图。
图3为表示实施方式1的锂离子二次电池中的、壳体底壁部附近的方式的部分放大剖视图。
图4为表示实施方式1的锂离子二次电池中的、上侧部分的分解立体图。
图5为表示实施方式1的锂离子二次电池中的、压力型电流切断机构的部分放大剖视图。
图6为关于实施方式1的锂离子二次电池示出压力型电流切断机构工作并切断充放电电流的样子的说明图。
图7为表示实施方式2的锂离子二次电池的纵剖视图。
图8为表示实施方式3的混合动力车的说明图。
图9为表示实施方式4的冲击钻的说明图。
附图标记说明
100、200锂离子二次电池(电池)；110电池壳体；110a壳体上壁部；110b壳体底壁部；110c、110d、110e、110f壳体侧壁部；117电解液；120、220电极体；121、221正极板(正极)；123、223负极板(负极)；130、230正极内部端子部件(正极电位部件)；131正极主体部；133、233正极接触部；133c、233c正极主面；133d、233d正极背面；137、237端子侧连接部；231正极延伸突出部；235正极连接部；140、240负极内部端子部件(负极电位部件)；141负极主体部；143、243负极接触部；143c、243c负极主面；143d、243d负极背面；147、247负极铆接部；241负极延伸突出部；245负极连接部；150(电池的)正极端子(正极外部端子部件)；160(电池的)负极端子(负极外部端子部件)；170压力型电流切断机构；190气体发生液(气体发生体)；191多孔膜；700混合动力车(车辆)；710电池组；800冲击钻(电池使用设备)；810蓄电池盒；BH厚度方向；CH宽度方向；DH高度方向；SC收纳空间；SCB(收纳空间的)底部；
具体实施方式
(实施方式1)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1以及图2中示出本实施方式1的锂离子二次电池100(以下，简称为电池100)。另外，图3中示出该电池100的壳体底壁部110b。另外，图4中示出该电池100的上侧部分的分解立体图。另外，图5中示出压力型电流切断机构170。此外，将图1～图5的上方设为电池100的上侧，下方设为电池100的下侧进行说明。另外，将电池100的厚度方向设为BH，宽度方向设为CH，高度方向设为DH进行说明。
该电池100为搭载于混合动力车、电动车等车辆、冲击钻等电池使用设备的方形电池。该电池100具有长方体形状的电池壳体110、收纳于该电池壳体110内的收纳空间SC的扁平状绕卷型的电极体120、支承于电池壳体110的正极端子(正极外部端子部件)150以及负极端子(负极外部端子部件)160(参照图1以及图2)。
正极外部端子部件150与电极体120经由后述的压力型电流切断机构170以及正极内部端子部件(正极电位部件)130被电连接。另外，负极外部端子部件160与电极体120经由后述的负极内部端子部件(负极电位部件)140被电连接。由此，从正极外部端子部件150到负极外部端子部件160的导电线路在电池100内构成，在电池100流过充放电电流。另外，在电池壳体110内的收纳空间SC中配置有后述的气体发生液(气体发生体)190。
其中，电池壳体110由金属(具体地说为铝)形成。该电池壳体110形成为由壳体上壁部110a、与之平行的壳体底壁部110b、连结该壳体上壁部110a与壳体底壁部110b的4个壳体侧壁部110c、110d、110e、110f构成的长方体形状。
该电池壳体110由壳体主体部件111与壳体盖部件113构成(参照图1以及图2)。其中壳体主体部件111由前述的壳体底壁部110b以及4个壳体侧壁部110c、110d、110e、110f构成，形成只有上侧开口的箱状。另外，壳体盖部件113为由前述的壳体上壁部110a构成的长方形板状，以封堵壳体主体部件111的开口111h的方式被焊接于壳体主体部件111。
在壳体盖部件113，在其长边方向(也是电池100的宽度方向CH)的中央附近设置有当电池壳体110的内压Pa达到规定的工作压力Pc时断开的非复原型的安全阀113v。另外，在壳体盖部件113中的、该安全阀113v的附近设置有用于将电解液117注入到电池壳体110内的注液孔113h。该注液孔113h通过密封部件115被气密性密封。
另外，在壳体盖部件113中的、其长边方向CH的两端附近的规定位置分别形成有插通孔113k1、113k2。在一方的插通孔113k1(图2中，右方)贯通***后述的铆接部件171以及绝缘部件157。另外，在另一方的插通孔113k2(图2中，左方)贯通***后述的负极内部端子部件140的负极铆接部147以及绝缘部件167。
接下来，对电极体120进行说明(参照图2)。该电极体120呈横倒为其轴线方向与电池100的宽度方向CH平行的状态被收纳于电池壳体110内的收纳空间SC。该电极体120将带状的正极板121与带状的负极板123经由由多孔膜构成的带状的2个隔离物125、125相互重叠卷绕进而压缩成扁平状。正极板121的宽度方向的一部分从隔离物125向轴线方向(宽度方向CH)的一侧(图2中，右方)呈螺旋状突出，并与后述的正极内部端子部件130连接。另外，负极板123的宽度方向的一部分从隔离物125向轴线方向(宽度方向CH)的另一侧(图2中，左方)呈螺旋状突出，并与后述的负极内部端子部件140连接。
另外，在该电极体120内保持有非水系的电解液117。具体地说，该电解液117为向将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸乙基甲酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)按照体积比调整为EC：EMC：DMC＝3：3：4的混合有机溶剂添加LiPF6作为溶质，并将锂离子浓度形成为1.0mol/L的有机电解液。在以往的具有压力型电流切断机构的电池中，在电解液例如含有2wt％左右的气体发生用的添加剂，但在该电解液117中不含上述那样的气体发生用的添加剂。
接下来，对正极外部端子部件(正极端子)150以及负极外部端子部件(负极端子)160进行说明(参照图1、图2、图4以及图5)。正极外部端子部件150以及负极外部端子部件160分别经由由树脂构成的绝缘部件157、167固定设置于壳体盖部件113。
其中，正极外部端子部件150将由铝构成的金属板材沿其厚度方向弯曲成形为L字状，由第1导通部151与第2导通部153构成。第1导通部151为沿着壳体盖部件113在宽度方向CH延伸的矩形板状的部位。在该第1导通部151形成有供后述的铆接部件171贯通***的插通孔151h，铆接部件171通过铆接被连接。另外，第2导通部153为从第1导通部151弯曲并向高度方向DH立起延伸的矩形板状的部位。在该第2导通部153形成有用于通过螺栓和螺母将汇流条、压焊端子等电池外连接端子进行紧固的贯通孔153h。
负极外部端子部件160由铜构成，而其形状为与正极外部端子部件150相同的L字状，由具有插通孔161h的第1导通部161和具有贯通孔163h的第2导通部163构成。在第1导通部161通过铆接连接有后述的负极内部端子部件140的负极铆接部147。
接下来，对压力型电流切断机构(CID)170进行说明(参照图2、图4、图5以及图6)。该压力型电流切断机构170在电池壳体110的内压Pa超过规定的工作压力Pb时工作，切断在自身流过的充放电电流。图5示出在自身流过充放电电流的工作前的状态(接通(on)状态)，图6示出不在自身流过充放电电流的工作后的状态(截止(off)状态)。
该压力型电流切断机构170包括：分别由铝构成的铆接部件171、中继部件173、膜片175以及后述的正极内部端子部件130的端子侧连接部137、由树脂构成的第1包围部件177以及第2包围部件179。其中，铆接部件171形成为具有连通电池壳体110的内外的贯通孔171h的大致筒状。该铆接部件171分别贯通后述的中继部件173的插通孔173h、壳体盖部件113的插通孔113k1、绝缘部件157以及正极外部端子部件150的第1导通部151的插通孔151h，从电池壳体110的内部向外部延伸突出。该铆接部件171将中继部件173、第1导通部151以及绝缘部件157铆接固定于壳体盖部件113，并在电池壳体110的内部连接于中继部件173，并且在电池壳体110的外部连接于第1导通部151。
中继部件173形成为俯视矩形状，包括在壳体盖部件113侧(上方)凹陷的矩形状的凹部173e和包围该凹部173e的环状的周缘部173f。在凹部173e的中央形成有前述的插通孔173h。如上所述，在该中继部件173通过铆接连接有被贯通***插通孔173h的铆接部件171。
膜片175形成为将金属板材成形后的俯视矩形状，被配置于中继部件173的下方。该膜片175具有长圆形板状的中央部175e、形成为环状的周缘部175f、连结该中央部175e和周缘部175f且以向上方突出的方式呈U字状弯曲的环状的弯曲部175d。另外，在中央部175的中央设置有向下方突出的圆筒状的凸部175g。
该膜片175的周缘部175f被气密地接合(焊接)于前述的中继部件173的周缘部173f。由此，在铆接部件171、中继部件173和膜片175之间形成空间KC(参照图5)。该空间KC经由铆接部件171的贯通孔171h与电池壳体110的外部连通，因此空间KC的气压为大气压。
正极内部端子部件130的端子侧连接部137形成为矩形板状，被配置于膜片175的下方。在该端子侧连接部137形成有2个贯通孔137h、137h。此外，正极内部端子部件130的其他部位将在后文中叙述。
该端子侧连接部137存在于分别由树脂构成且为大致矩形板状的第1包围部件177以及第2包围部件179之间，并被它们包围。在第1包围部件177以及第2包围部件179，在与端子侧连接部137的2个贯通孔137h、137h对应的位置分别形成贯通孔177h、177h、179h、179h。由此，第1包围部件177的上方与第2包围部件179的下方连通，得以对膜片175从下方加载电池壳体110的内压Pa(参照图5)。
另外，在第1包围部件177以及第2包围部件179的中央还分别形成贯通孔177k、179k。由此，端子侧连接部137的中央部成为圆状的露出部137r，分别在第1包围部件177的上方与第2包围部件179的下方露出。此外，该露出部137r与***第1包围部件177的贯通孔177k内的膜片175的凸部175g抵接并电连接。
该压力型电流切断机构170在电池壳体110的内压Pa上升并超出规定的工作压力Pb(具体地说为1.0MPa)时，膜片175的中央部175e被朝上方按压，从而以升至上方的方式发生变形。与此同时，膜片175的凸部175g向上方移动，从端子侧连接部137的露出部137r离开(参照图6)。由此，压力型电流切断机构170内的导电线路断开，因此流过压力型电流切断机构170的充放电电流被切断。
接下来，对正极内部端子部件130进行说明(参照图2～图5)。在本实施方式1中，该正极内部端子部件130兼任前述的正极电位部件。该正极内部端子部件(正极电位部件)130将压力型电流切断机构170与电极体120的正极(正极板121)之间电连接。该正极内部端子部件130由铝形成，除了前述的矩形板状的端子侧连接部137之外，还具有正极主体部131与正极接触部133。
其中，正极主体部131形成为沿电池100的高度方向DH延伸的板状。该正极主体部131的一端131a(图2中，上方)连接于前述的端子侧连接部137，另一端131b(图2中，下方)连接于正极接触部133。另外，在正极主体部131在位于其长边方向(高度方向DH)的中央的中央部131c被连接(焊接于)电极体120的正极板121。
正极接触部133具有正极主面133c和与之平行的正极背面133d，形成为在电池100的宽度方向CH(壳体底壁部110b的长边方向)上与壳体底壁部110b平行地延伸较长距离的板状(参照图2以及图3)。正极接触部133的一端133a(图2中，左方)如上所述连接于正极主体部131的另一端131b。另一方面，正极接触部133的另一端133b(图2中，右方)位于后述的负极内部端子部件140的负极主体部141的附近。该正极接触部133以正极主面133c朝向壳体上壁部110a侧(图2以及图3中，上方)、正极背面133d朝向壳体底壁部110b侧(图2以及图3中，下方)的状态被浸渍于后述的气体发生液190中。
接下来，对负极内部端子部件140进行说明(参照图2～图4)。在本实施方式1中，该负极内部端子部件140兼任前述的负极电位部件。该负极内部端子部件(负极电位部件)140将负极外部端子部件160与电极体120的负极(负极板123)之间电连接。该负极内部端子部件140由铜形成，包括负极铆接部147、负极主体部141和负极接触部143。
其中，负极铆接部147分别贯通壳体盖部件113的插通孔113k2、绝缘部件167以及负极外部端子部件160的第1导通部161的插通孔161h，从电池壳体110的内部向外部延伸突出。该负极铆接部147将第1导通部161以及绝缘部件167铆接固定于壳体盖部件113，在电池壳体110的内部连接于将要在后文中叙述的负极主体部141，并且在电池壳体110的外部连接于第1导通部161。
负极主体部141形成为从负极铆接部147向斜下方延伸后朝下方(电池100的高度方向DH)延伸的板状。如上所述，该负极主体部141的一端141a(图2中，上方)连接于负极铆接部147，另一端141b(图2中，下方)连接于负极接触部143。另外，负极主体部141在位于其长边方向(高度方向DH)的中央的中央部141c被连接(焊接)于电极体120的负极板123。
负极接触部143具有负极主面143c和与之平行的负极背面143d，形成为在电池100的宽度方向CH(壳体底壁部110b的长边方向)上与壳体底壁部110b平行地延伸较长距离的板状(参照图2以及图3)。如上所述，负极接触部143的一端143a(图2中，左方)连接于负极主体部141的另一端141b。另一方面，负极接触部143的另一端143b(图2中，右方)位于正极内部端子部件130的正极主体部131的附近。
该负极接触部143以负极主面143c朝向壳体底壁部110b侧(图2以及图3中，下方)、负极背面143d朝向壳体上壁部110a侧(图2以及图3中，上方)的状态被浸渍于后述的气体发生液190中。另外，该负极接触部143的负极主面143c与前述的正极接触部133的正极主面133c经由绝缘性与构成电极体120的隔离物125相同的多孔膜191相互平行地对置。
接下来，对气体发生液(气体发生体)190进行说明(参照图2以及图3)。该气体发生液190存留于电池壳体110内的收纳空间SC的底部SCB。该气体发生液为使与电解液117相同的由EC、EMC和DMC构成的混合有机溶剂中作为气体发生剂含有苯基环己烷(CHB)的液体，在本实施方式1中，气体发生剂的浓度为6.0wt％。该气体发生剂在被浸渍于气体发生液190的正极内部端子部件(正极电位部件)130的正极接触部133的电位(电极体120的正极电位)Ea超过作为气体发生电位Ec的4.70Vvs.Li/Li+时反应并产生气体(具体地说是氢气)。此外，在气体发生剂中，还可以代替上述的CHB，例如使用联苯(BP)、碳酸苯甲酯(MPhc)。
从气体发生液190产生气体基于以下的反应。即，当正极电位Ea超过气体发生电位Ec时，首先作为气体发生剂的CHB在正极接触部133氧化分解并产生质子。该质子在气体发生液190中移动，在负极接触部143接受电子成为氢气。然后，该氢气从气体发生液190产生。由于气体以这样的方式产生，因此隔着气体发生液190对置的正极接触部133与负极接触部143的对置面积越大，从气体发生液190产生越多的气体。
如上所述，在该电池100中，在电池壳体110的内部中电极体120的外部配置气体发生液190，施加电极体120的正极电位Ea的正极内部端子部件(正极电位部件)130与施加电极体120的负极电位Ed的负极内部端子部件(负极电位部件)140以相互分离的状态分别与该气体发生液190接触。此外，气体发生液190含有作为气体发生剂的CHB，该CHB在正极内部端子部件130的电位(电极体120的正极电位)Ea超过比充满电(SOC100％)时的电位Eb(4.15Vvs.Li/Li+)高的气体发生电位Ec(具体地说为4.70Vvs.Li/Li+)时产生气体。
因此，当电池100的端子间电压超过作为充满电电压的4.10V(此时的正极电位为Eb＝4.15Vvs.Li/Li+)成为过充电状态，进而正极电位(正极内部端子部件130的电位)Ea超过气体发生电位Ec(具体地说为4.70Vvs.Li/Li+)时，从配置于电极体120的外部的气体发生液190产生气体。该气体在电极体120的外部产生，因此不会存留于电极体120内，使电池壳体110的内压Pa可靠地上升。因此，在该电池100中，当成为过充电状态进而正极电位Ea超过气体发生电位Ec时，能使压力型电流切断机构170可靠地工作。
进而，在本实施方式1中，气体发生体190为存留于电池壳体110内的收纳空间SC的底部SCB的气体发生液。此外，正极内部端子部件130的正极接触部133以及负极内部端子部件140的负极接触部143分别被配置于收纳空间SC的底部SCB，且被浸渍于气体发生液190。通过形成这样的方式，能够将气体发生液190、正极内部端子部件130以及负极内部端子部件140容易地配置于电池壳体110内的收纳空间SC。
另外，在本实施方式1中，将电极体120与气体发生液190以相互分离的状态配置。如果处于电极体120与气体发生液190相接触的状态，则气体发生液190的一部分有时会混入在电极体120内保持的电解液117中，而这样的混入能够被可靠地防止。因此，能够将气体发生液190形成为与保持于电极体120内的电解液117的组成不同的、更适于气体发生的组成。
另外，在本实施方式1中，电池壳体110的壳体底壁部110b为长方形板状，正极接触部133具有在壳体底壁部110b的长边方向CH上延伸较长距离的正极主面133c，负极接触部143具有在壳体底壁部110b的长边方向CH上延伸较长距离的负极主面143c。此外，正极主面133c与负极主面143c以相互平行并且隔着气体发生液190对置的方式配置。这样通过使正极主面133c与负极主面143c遍及较长距离对置配置，当正极电位Ea超过气体发生电位Ec时，使得气体发生液190中正极接触部133与气体发生剂的反应变得容易，容易产生气体，因此能够可靠地从气体发生液190产生更多的气体。
另外，在以往的电池中，如上所述，由于向电解液添加气体发生剂，因此根据气体发生剂的种类、浓度的不同，存在对周期特性、温度特性、保存特性等电池特性带来负面影响的情况。与此相对，在本实施方式1的电池100中，将电解液117形成为不含气体发生液190所含的气体发生剂等气体发生用的添加剂的组成。因此，能够消除因向电解液117添加气体发生用的添加剂而给电池特性造成的影响。另外，在本实施方式1中，正极电位部件130兼任正极内部端子部件，负极电位部件140兼任负极内部端子部件，因此能够削减电池100的部件件数，另外使电池100的制造容易，能够制成廉价的电池。
接着，对上述电池100的制造方法进行说明。首先，准备正极内部端子部件130与第1、第2包围部件177、179，使正极内部端子部件130的端子侧连接部137夹于第1、第2包围部件177、179之间并由它们包围，进而将它们粘合固定(参照图4以及图5)。并且另行准备正极外部端子部件150、壳体盖部件113、绝缘部件157、中继部件173，使用铆钉171B将正极外部端子部件150、绝缘部件157以及中继部件173铆接固定于壳体盖部件113(参照图4以及图5)。由此，铆钉171B成为铆接部件171。随后，准备膜片175，将其周缘部175f与中继部件173的周缘部173f重叠，并将它们焊接。
接下来，焊接前述的正极内部端子部件130的正极主体部131与另行形成的电极体120的正极板121。另外，准备铆接加工前的负极内部端子部件140(参照图4)，将其负极主体部141与电极体120的负极板123焊接。另外，使多孔膜191夹于正极内部端子部件130的正极接触部133的正极主面133c和与之对置的负极内部端子部件140的负极接触部143的负极主面143c之间。
接下来，在正极侧，以使正极内部端子部件130的端子侧连接部137的露出部137r与膜片175的凸部175g相互抵接的方式将第1包围部件177与膜片175的周缘部175f粘合(参照图4以及图5)。另外，在负极侧，准负极外部端子部件160以及绝缘部件167，使用负极内部端子部件140的铆钉部147B将负极外部端子部件160以及绝缘部件167铆接固定于壳体盖部件113(参照图4以及图2)。由此，铆钉部147B成为负极铆接部147。
接下来，准备壳体主体部件111，在壳体主体部件111内收纳电极体120，并且用壳体盖部件113塞住壳体主体部件111的开口111h。然后，利用激光焊接将壳体主体部件111与壳体盖部件113焊接(参照图2)。
接下来，将该电池100放入真空室内并对真空室内减压。然后，将注液用喷嘴***注液孔113h内，从注液用喷嘴向电池壳体110内的电极体120注入电解液117。此时，如果以使电池100的宽度方向CH为上下方向的方式将电池100横倒并以此状态进行注液，则能够将电解液117更可靠地注入电极体120内。随后，使真空室内返回至大气压，将该电池100从真空腔室中取出。
接下来，在大气压下，将该电池100以高度方向DH成为上下方向的方式放置，将注液用喷嘴***注液孔113h内，从注液用喷嘴向电池壳体110内注入气体发生液190。该气体发生液190以与电极体120相分离的状态存留于电池壳体110内的收纳空间SC的底部SCB。由此，隔着多孔膜191对置的正极内部端子部件130的正极接触部133以及负极内部端子部件140的负极接触部143被浸渍于气体发生液190中。另外，由于在多孔膜191中浸入气体发生液190，因此成为正极接触部133与负极接触部143经由气体发生液190对置的状态。
随后，准备密封部件115，用该密封部件115将注液孔113h气密密封。随后，对该电池100进行初始充电，进而对该电池100进行实效处理(aging)。如此电池100完成。
(实施方式2)
接着，对于第2实施方式进行说明。在本实施方式2的锂离子二次电池(电池)200中，正极内部端子部件(正极电位部件)230以及负极内部端子部件(负极电位部件)240的方式与实施方式1的正极内部端子部件(正极电位部件)130以及负极内部端子部件(负极电位部件)140的方式不同(参照图7)。另外，伴随该不同，电极体220的方式也稍与实施方式1的电极体120不同。除此以外的部分与实施方式1相同，因此省略或简化与实施方式1相同的部分的说明。
本实施方式2的正极内部端子部件230与实施方式1的正极内部端子部件130相同，也将压力型电流切断机构170与电极体220的正极(正极板221)之间电连接，并且兼任前述的正极电位部件。其中，该正极内部端子部件230由端子侧连接部237、正极延伸突出部231、正极接触部233和正极连接部235构成。其中，端子侧连接部237与实施方式1的端子侧连接部137相同。
正极延伸突出部231形成为沿电池100的高度方向DH延伸的板状。该正极延伸突出部231的一端231a(图7中，上方)连接于端子侧连接部237，另一端231b(图7中，下方)连接于正极接触部233。因此，该正极延伸突出部231没有直接连接于电极体220的正极板221。
正极接触部233与实施方式1的正极接触部133相同，具有正极主面233c和与之平行的正极背面233d，形成为在电池100的宽度方向CH(壳体底壁部110b的长边方向)上与壳体底壁部110b平行延伸的板状(参照图7以及图3)。另外，该正极接触部233与实施方式1相同，被浸渍于气体发生液190中。如上所述，正极接触部233的一端233a(图7中，右方)连接于正极延伸突出部231的另一端231b，另一端233b(图7中，左方)连接于正极连接部235。
正极连接部235形成为沿电池100的高度方向DH延伸的板状。如上所述，该正极连接部235的一端235a(图7中，下方)连接于正极接触部233的另一端233b。另一方面，正极连接部235的另一端侧部分235c(图7中，上方)被连接(焊接)于电极体220的正极板221。这样，在本实施方式2的正极内部端子部件230中，浸渍于气体发生液190的正极接触部233将连接于正极外部端子部件150以及压力型电流切断机构170的正极延伸突出部231与连接于电极体220的正极板221的正极连接部235之间连结。因此，在正极接触部233流过充放电电流。
此外，本实施方式2的电极体220的轴线方向(电池的宽度方向CH)的尺寸比实施方式1的电极体120小。另外，该电极体220以与实施方式1的电极体120左右相反的方式收纳于电池壳体110内的收纳空间SC，即从隔离物225突出的正极板221位于负极外部端子部件160侧(图7中，左方)，从隔离物225突出的负极板223位于正极外部端子部件150侧(图7中，右方)。
接下来，对负极内部端子部件240进行说明。该负极内部端子部件240与实施方式1的负极内部端子部件140相同，也将负极外部端子部件160与电极体220的负极板223之间电连接，并且兼任前述的负极电位部件。其中，该负极内部端子部件240由负极铆接部247、负极延伸突出部241、负极接触部243和负极连接部245构成。其中，负极铆接部247与实施方式1的负极铆接部147相同。
负极延伸突出部241形成为朝斜下方延伸后向下方(电池100的高度方向DH)延伸的板状。该负极延伸突出部241的一端241a(图7中，上方)连接于负极铆接部247，另一端241b(图7中，下方)连接于负极接触部243。因此，该负极延伸突出部241没有直接连接于电极体220的负极板223。
另外，负极接触部243与实施方式1的负极接触部143相同，具有负极主面243c和与之平行的负极背面243d，形成为在电池100的宽度方向CH(壳体底壁部110b的长边方向)上与壳体底壁部110b平行延伸的板状(参照图7以及图3)。另外，该负极接触部243与实施方式1相同，以与正极接触部233对置的方式浸渍于气体发生液190中。如上所述，负极接触部243的一端243a(图7中，左方)连接于负极延伸突出部241的另一端241b，另一端243b(图2中，右方)连接于负极连接部245。
负极连接部245形成为沿电池100的高度方向DH延伸的板状。如上所述，该负极连接部245的一端245a(图7中，下方)连接于负极接触部243的另一端243b。另一方面，负极连接部245的另一端侧部分245c(图7中，上方)被连接(焊接)焊接于电极体220的负极板223。这样，在本实施方式2的负极内部端子部件240中，浸渍于气体发生液190的负极接触部243将同连接于负极外部端子部件160的负极铆接部247相连的负极延伸突出部241与连接于电极体220的负极板223的负极连接部245之间连结。因此，在负极接触部243流过充放电电流。
如上所述，本实施方式2的电池200具有与实施方式1相同的气体发生液190，正极内部端子部件(正极电位部件)230与负极内部端子部件(负极电位部件)240以相互分离的状态与该气体发生液190分别接触。因此，当电池100成为过充电状态，进而正极电位(正极内部端子部件230的电位)Ea超过气体发生电位Ec时，从气体发生液190产生气体，使电池壳体110的内压Pa可靠地上升，能使压力型电流切断机构170可靠地工作。此外，与实施方式1相同的部分具有相同的作用效果。
(实施方式3)
接着，对第3实施方式进行说明。本实施方式3的混合动力车(车辆)700(以下，简称为汽车700)搭载实施方式1的电池100，将蓄积于该电池100的电能作为驱动源的驱动能量的全部或者一部分进行使用(参照图8)。
该汽车700为搭载组合多个电池100而成的电池组710，且同时采用发动机740、前置马达720以及后置马达730进行驱动的混合动力车。具体地说，该汽车700在其车体790上搭载有发动机740、前置马达720以及后置马达730、电池组710(电池100)、电缆750、变频器760。此外，该汽车700能够使用蓄积于电池组710(电池100)的电能驱动前置马达720以及后置马达730。如上所述，当电池100成为过充电状态进而正极电位Ea超过规定的气体发生电位Ec时，能使压力型电流切断机构170可靠地工作，因此能够尤其提高该汽车700的安全性。此外，还可以代替实施方式1的电池100，搭载实施方式2的电池200。
(实施方式4)
接着，对第4实施方式进行说明。本实施方式4的冲击钻800为搭载实施方式1的电池100的电池使用设备(参照图9)。该冲击钻800在主体820的底部821收纳有包含电池100的蓄电池盒810，将该蓄电池盒810用作用于驱动钻头的能量源。如上所述，当电池100成为过充电状态进而正极电位Ea超过规定的气体发生电位Ec时，能使压力型电流切断机构170可靠地工作，因此能够尤其提高该冲击钻800的安全性。此外，还可以代替实施方式1的电池100，搭载实施方式2的电池200。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明，而本发明并不局限于上述的实施方式1～4，当然在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变更进而应用。
例如，在实施方式1、2中，例示了在正极侧的导电线路设置压力型电流切断机构170的电池100、200，还可以同时或取而代之地在负极侧的导电线路设置压力型电流切断机构。如此设置，当电池成为过充电状态进而正极电位Ea超过气体发生电位Ec时，压力型电流切断机构仍会工作，能够切断在从正极外部端子部件150到负极外部端子部件160的电池100内的导电线路流过的充放电电流。
另外，在实施方式1、2中，作为“气体发生体”例示出液体的气体发生体190，但气体发生体的方式并不局限于此。气体发生体例如可以是在固体、凝胶状体、海绵等浸入液体的形态。另外，在实施方式1、2中，将气体发生体190配置于电池壳体110的收纳空间SC的底部SCB，但气体发生体的配置方式并不局限于此。例如，可以在电池壳体110的收纳空间SC的上部、侧部等另行设置可收纳气体发生体的收纳部，并在该收纳部内配置气体发生体。
另外，在实施方式1、2中，作为“正极电位部件”，例示出兼任正极内部端子部件130、230的结构，作为“负极电位部件”，例示出兼任负极内部端子部件140、240的结构，但并不局限于此。例如，可以将正极电位部件(负极电位部件)形成为与正极内部端子部件(负极内部端子部件)不同的部件，且形成为不连接于正极内部端子部件(负极内部端子部件)而直接连接于电极体的正极(负极)的方式。
另外，在实施方式1、2中，例示出在正极接触部133、233与负极接触部143、243之间存在绝缘性的多孔膜191的电池100、200，但并不局限于此。例如，也可以除去多孔膜191，使正极接触部133、233与负极接触部143、243相互分离地对置。在这种情况下，优选使用由树脂、陶瓷形成的绝缘性隔离物等形成为正极接触部133、233与负极接触部143、243之间可靠地分离的状态。
另外，在实施方式1、2中，将保持于电极体120内的电解液117形成为不含气体发生用的添加剂的组成，但并不局限于此。例如，还可以将与气体发生液190所含的气体发生剂相同的气体发生剂以比气体发生液190低的浓度添加至电解液117。另外，还可以将对于电池特性的影响相比气体发生液190所含的气体发生剂更少的气体发生用的添加剂向电解液117添加。
另外，在实施方式1、2中，作为“电池壳体”例示出长方体形状的电池壳体110，但电池壳体的方式并不局限于此。电池壳体例如可以形成为圆筒状。另外，在实施方式1、2中，作为“电极体”例示出将分别呈带状的正极板121、221以及负极板123、223经由隔离物125、225相互重叠卷绕而成的卷绕型的电极体120、220，但电极体的方式并不局限于此。例如，可以将电极体形成为分别形成规定形状(例如矩形状等)的多个正极板以及多个负极板隔着隔离物交替多层层叠的层叠型。
另外，在实施方式3中，作为搭载本发明的电池100、200的车辆例示出混合动力车700，但车辆并不局限于此。作为车辆，例如可举出电动汽车、插电式混合动力车、混合动力火车、叉车、电动轮椅、电动辅助自行车、电动小型摩托车等。另外，在实施方式4中，作为搭载本发明的电池100、200的电池使用设备例示出冲击钻800，但电池使用设备并不局限于此。作为电池使用设备，例如可举出个人计算机、移动电话、电池驱动的电动工具、无停电电源装置等由电池驱动的各种的家电产品、办公设备、产业设备等。

Claims (6)

1.一种电池，具有压力型电流切断机构，该压力型电流切断机构被配置于供充放电电流流过的导电线路内，根据电池壳体的内压上升而切断在自身流过的上述充放电电流，其中，上述电池具有：
气体发生体，其在上述电池壳体的内部中被配置于电极体的外部；
正极电位部件，其以与上述气体发生体相接触的方式在上述电池壳体的内部中被配置于上述电极体的外部，并且与上述电极体的正极导通；以及
负极电位部件，其以与上述正极电位部件相分离并且与上述气体发生体相接触的方式在上述电池壳体的内部中被配置于上述电极体的外部，并且与上述电极体的负极导通，
上述气体发生体含有气体发生剂，当上述正极电位部件的电位超过气体发生电位时，上述气体发生剂产生气体，
上述气体发生体为存留于上述电池壳体内的收纳空间的底部的气体发生液，
上述正极电位部件具有正极接触部，上述正极接触部被配置于上述收纳空间的上述底部且被浸渍于上述气体发生液，
上述负极电位部件具有负极接触部，上述负极接触部被配置于上述收纳空间的上述底部且被浸渍于上述气体发生液，
上述电极体与上述气体发生液被以相互分离的状态配置。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
上述气体发生电位比上述电池充满电时的上述正极电位部件的电位高。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，
上述电池壳体为该电池壳体的壳体底壁部形成长方形板状的长方体形状，
上述正极接触部具有沿上述壳体底壁部的长边方向延伸的主面亦即正极主面，
上述负极接触部具有沿上述壳体底壁部的长边方向延伸的主面亦即负极主面，
上述正极主面与上述负极主面相互平行并且隔着上述气体发生液对置地配置。
4.根据权利要求2所述的电池，其中，
上述电池壳体为该电池壳体的壳体底壁部形成长方形板状的长方体形状，
上述正极接触部具有沿上述壳体底壁部的长边方向延伸的主面亦即正极主面，
上述负极接触部具有沿上述壳体底壁部的长边方向延伸的主面亦即负极主面，
上述正极主面与上述负极主面相互平行并且隔着上述气体发生液对置地配置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池，其中，
在上述电极体内保持的电解液形成为不含气体发生用的添加剂的组成。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的电池，其中，
上述正极电位部件连接于上述电极体的正极，兼任供上述充放电电流流过的正极内部端子部件，上述负极电位部件连接于上述电极体的负极，兼任供上述充放电电流流过的负极内部端子部件。
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