JP2004139809A

JP2004139809A - 密閉型電池

Info

Publication number: JP2004139809A
Application number: JP2002302540A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yamashita; 山下　修一; Masamune Oki; 大木　雅統
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP4104416B2

Abstract

【課題】安全機構を維持しつつシール性能が向上した密閉型電池を提供する。
【解決手段】本発明の密閉型電池は、外部端子となる第１弁キャップ１１と第１弁キャップ１１を絶縁状態で保持するとともに電池内の一方の電極に導電接続された第２弁キャップ１２とからなる封口体１０を発電要素が収容された金属製外装缶２０の開口部２１に備えている。そして、電池内圧が第２の設定圧力に達すると破断するノッチ部１３ａを第２弁キャップ１２の一部１３に一体的に備えるとともに、電池内圧が第２の設定圧力よりも高い第１の設定圧力に上昇すると弾性変形して第２弁キャップ１２との電気的接続状態を遮断する導電性弾性変形板１４を第１弁キャップ１１と第２弁キャップ１２との間にこれらと導電接続状態で備えている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属外装缶の開口部に封口体を備えた密閉型電池に係わり、特に、過充電時の過充電電流や短絡時の短絡電流を遮断させることのできる安全機構を有する封口体を備えた密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池では、充電器を含む機器の故障や過充電あるいは誤使用などが生じた場合、電池内部の電解液や活物質などの発電要素が化学変化を起こす。例えば、過充電や短絡などによる異常反応により電解液や活物質が分解して、電池内部に異常にガスが発生して電池内圧が過大となる。そのような場合には、電池が破裂したり、使用機器に損傷を与えるなどの恐れがあるため、この種の電池には安全機構が従来から付加されている。このような安全機構が付加された電池としては、例えば、特許文献１（特開２０００−３６２９３号公報）が知られている。
【０００３】
この特許文献１にて提案された非水電解質電池は、図７（ａ）に示すように、逆皿状（キャップ状）に形成されたステンレス製の第１弁キャップ３１と、皿状に形成されたステンレス製の第２弁キャップ３２とから構成される封口体３０を備えている。第１弁キャップ３１は、電池外部に向けて膨出する凸部３１ａと、この凸部３１ａの底辺部を構成する平板状のフランジ部３１ｂとからなり、凸部３１ａの角部には複数のガス抜き孔３１ｃを設けている。一方、第２弁キャップ３２は、電池内部に向けて膨出する凹部３２ａと、この凹部３２ａの底辺部を構成する平板状のフランジ部３２ｂとからなる。凹部３２ａの角部にはガス抜き孔３２ｃが設けられている。
【０００４】
これらの第１弁キャップ３１と第２弁キャップ３２との内部には、電池内部のガス圧が上昇して所定の圧力以上になると変形する導電性弾性変形板３３が収容されている。この導電性弾性変形板３３は弁部材となるものであって、凹部３３ａとフランジ部３３ｂとからなる。凹部３３ａの最低部は第２弁キャップ３２の凹部３２ａの上表面に超音波溶着またはレーザ溶接等により固着して配設されており、フランジ部３３ｂは第１弁キャップ３１のフランジ部３１ｂと第２弁キャップ３２のフランジ部３２ｂとの間に狭持されている。
【０００５】
フランジ部３２ｂの上部の一部には、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ素子３４が配設され、電池内に過電流が流れて異常な発熱現象を生じると、このＰＴＣサーミスタ素子３４の抵抗値が増大して過電流を減少させる。そして、電池内部のガス圧が上昇して所定の圧力以上になると導電性弾性変形板３３の凹部３３ａは変形するため、導電性弾性変形板３３と第２弁キャップ３２の凹部３２ａとの接触が遮断されて過電流あるいは短絡電流が遮断されるようになる。また、過電流あるいは短絡電流が遮断された後、さらに電池内部のガス圧が上昇すると導電性弾性変形板３３に形成されているノッチが開裂して、ガスがガス抜き孔３１ｃから放出されるようになっている。
【０００６】
この場合、第２弁キャップ３２のフランジ部３２ｂの上にポリプロピレン（ＰＰ）製の封口体用ガスケット３５を載置するとともに、この封口体用ガスケット３５の上に導電性弾性変形板３３のフランジ部３３ｂおよびＰＴＣサーミスタ素子３４を載置する。この後、第２弁キャップ３２のフランジ部３２ｂの端部を内方にかしめ加工することにより、第１弁キャップ３１は封口体用ガスケット３５により気密状態で第２弁キャップ３２に保持された封口体３０が形成される。そして、外装缶２０の開口部にポリプロピレン（ＰＰ）製の外装缶用ガスケット３６とともに封口体３０を載置し、図示しない発電要素が収容された外装缶２０の上端部２１を内方にかしめることにより封口して電池が作製される。
【特許文献１】
特開２０００−３６２９３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した封口体３０を備えた電池においては、電池の内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると導電性弾性変形板３３が変形して、導電性弾性変形板３３と第２弁キャップ３２の凹部３２ａとの接触が遮断され、電池に過電流や短絡電流が流れるのを防止している。このため、電池の内部圧力を導電性弾性変形板３３に伝達させるために、第２弁キャップ３２の凹部３２ａの角部にはガス抜き孔３２ｃが設けられている。
【０００８】
しかしながら、この封口体３０を備えた電池が落下などの衝撃を受けた場合、封口体３０の密閉性が壊れて、ガス抜き孔３２ａを通して、主に、図７（ｂ）に矢印で示す３〜６の経路を経て、電解液が電池外部にリークするという問題が生じた。これは、外装缶２０の開口部２１と封口体３０との間は肉厚が厚いポリプロピレン（ＰＰ）製の外装缶用ガスケット３６が介在しているため、これらの間（図７（ｂ）に矢印で示す１、２の経路）を通して電解液が電池外部にリークすることは殆どない。
【０００９】
ところが、第１弁キャップ３１のフランジ部３１ｂと第２弁キャップ３２のフランジ部３２ｂとの間に配設された封口体用ガスケット３５の肉厚は薄く形成されているため、落下などの衝撃を受けて封口体３０が変形すると、第２弁キャップ３２のフランジ部３２ｂと封口体用ガスケット３５の間の経路（図７（ｂ）に矢印で示す３）および封口体用ガスケット３５と導電性弾性変形板３３のフランジ部３３ｂの間の経路（図７（ｂ）に矢印で示す４）を通して電解液が電池外部にリークする。
【００１０】
また、第１弁キャップ３１のフランジ部３１ｂとＰＴＣサーミスタ素子３４との間およびＰＴＣサーミスタ素子３４と導電性弾性変形板３３のフランジ部３３ｂとの間は、金属部品同士が直接接触しているため、十分な密閉性が得られず、落下などの衝撃を受けて封口体３０が変形すると、第１弁キャップ３１のフランジ部３１ｂとＰＴＣサーミスタ素子３４との間の経路（図７（ｂ）に矢印で示す５）およびＰＴＣサーミスタ素子３４と導電性弾性変形板３３のフランジ部３３ｂとの間の経路（図７（ｂ）に矢印で示す６）を通して電解液が電池外部にリークする。
【００１１】
このため、シール性を向上させるために、シール材、ガスケット材料、ガスケット形状、かしめ形状などについて種々検討したが、電池変形時においては、封口体用ガスケット部分でのシール性および金属部品同士の接触部分でのシール性を確保することは困難であった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、安全機構を維持しつつシール性能が向上した密閉型電池を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の密閉型電池は、外部端子となる第１弁キャップと該第１弁キャップを絶縁状態で保持するとともに電池内の一方の電極に導電接続された第２弁キャップとからなる封口体が発電要素を収容した金属製外装缶の開口部に配設されており、電池内圧が第１の設定圧力に上昇すると弾性変形して第２弁キャップとの電気的接続状態を遮断する導電性弾性変形板を第１弁キャップと第２弁キャップとの間にこれらと導電接続状態で備えた密閉型電池であって、電池内圧が第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力に達すると破断するノッチ部を第２弁キャップの一部に一体的に備えたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、電池内圧が第２の設定圧力に達するまでは第２弁キャップにより電池内が密閉状態が保持されるので、落下などの衝撃を受けて封口体が変形しても封口体の密閉性を維持することができ、電解液が電池外部にリークすることを未然に防止することが可能となる。そして、電池内圧が第２の設定圧力に達すると、第２弁キャップの一部に一体的に形成されたノッチ部が破断するので、第１の設定圧力に達するまでは導電性弾性変形板により電池内が密閉状態が保持される。この後、電池内圧が第１の設定圧力に達すると導電性弾性変形板が変形して該導電性弾性変形板と第２弁キャップとの電気的接続状態が遮断されるようになる。
【００１４】
この場合、第１弁キャップはフランジ部と電池外部に向けて膨出する凸部とを備え、第２弁キャップはフランジ部と電池内部に向けて膨出する凹部とを備えるとともに、導電性弾性変形板の周辺部は第１弁キャップのフランジ部と第２弁キャップのフランジ部との間に配置され、第１弁キャップのフランジ部の端部は第２弁キャップのフランジ部の端部によりかしめ付けされていると、導電性弾性変形板が変形して反転する径が広がらなくなるため、導電性弾性変形板が弾性変形するための作動圧が均一になる。
【００１５】
なお、ノッチ部を形成するノッチ形状としては作動圧が均一になる形状を選択すればどのような形状でも良いが、平面形状が略Ｃ字形状、十字形状、楕円形状、真円形状、略日形状のＶ字溝であると、安定した作動圧が得られるので望ましいが、特に、略Ｃ字形状、十字形状であると破壊が生じても弁部が電池内に脱落することがないので好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の密閉型電池をリチウムイオン電池に適用した場合の好ましい実施の形態を図１〜図３に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。なお、図１は本発明の封口体をリチウムイオン電池の外装缶の開口部に取り付けた状態の要部を示す断面図である。また、図２は図１の封口体のＡ部を拡大した実施例１の封口体を示す図であり、図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。また、図３は図１の封口体のＡ部を拡大した実施例２の封口体を示す図であり、図３（ａ）は断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。
【００１７】
１．封口体の作製
本発明の封口体１０は、逆皿状（キャップ状）に形成された正極キャップとなる第１弁キャップ１１と、皿状に形成された底蓋となる第２弁キャップ１２とから構成される。第１弁キャップ１１は、ステンレスにより形成されていて電池外部に向けて膨出する凸部１１ａと、この凸部１１ａの底辺部を構成する平板状のフランジ部１１ｂとからなり、凸部１１ａの角部には複数のガス抜き孔１１ｃを設けている。一方、第２弁キャップ１２はステンレスにより形成されていて電池内部に向けて膨出する凹部１２ａと、この凹部１２ａの底辺部を構成する平板状のフランジ部１２ｂとからなる。そして、この凹部１２ｂの一部には肉薄部１３が設けられており、この肉薄部１３には電池内部の圧力が第２の設定圧力（例えば０．７８〜１．０８ＭＰａ）に達すると破断して、第２弁キャップ１２の内外を連通する後述するノッチ部１３ａ（１３ｂ）が形成されている。
【００１８】
これらの第１弁キャップ１１と第２弁キャップ１２との内部には、電池内部のガス圧が上昇して第１の設定圧力（例えば１４ＭＰａ）に達すると変形する導電性弾性変形板１４が収容されている。この導電性弾性変形板１４は弁部材となるものであって、凹部１４ａとフランジ部１４ｂとからなり、例えば、厚みが０．２ｍｍで表面の凹凸が０．００５ｍｍのアルミニウム箔から構成される。凹部１４ａの最低部は第２弁キャップ１２の凹部１２ａの上表面に超音波溶着またはレーザ溶接等により固着して配設されており、フランジ部１４ｂは第１弁キャップ１１のフランジ部１１ｂと第２弁キャップ１２のフランジ部１２ｂとの間に狭持されている。
【００１９】
フランジ部１４ｂの上部の一部には、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ素子１５が配設され、電池内に過電流が流れて異常な発熱現象を生じると、このＰＴＣサーミスタ素子１５の抵抗値が増大して過電流を減少させる。そして、電池内部のガス圧が上昇して第１の設定圧力（例えば１４ＭＰａ）以上になると導電性弾性変形板１４の凹部１４ａは変形する。このため、超音波溶着またはレーザ溶接等により固着された部分が剥がれて、導電性弾性変形板１４と第２弁キャップ１２の凹部１２ａとの接触が遮断され、過電流あるいは短絡電流が遮断されるようになる。また、過電流あるいは短絡電流が遮断された後、さらに電池内部のガス圧が上昇すると導電性弾性変形板１４に形成されているノッチが開裂して、ガスがガス抜き孔１１ｃから放出されるようになっている。
【００２０】
そして、第２弁キャップ１２のフランジ部１２ａの上に、断面形状がＬ字状で厚みが０．２５ｍｍでポリプロピレン（ＰＰ）製のリング状封口体用ガスケット１６を載置するとともに、この封口体用ガスケット１６の上に導電性弾性変形板１４のフランジ部１４ｂおよびＰＴＣサーミスタ素子１５を載置した。ついで、封口体用絶縁ガスケット１６の下面と第２弁キャップ１２のフランジ部１２ｂの上面との接触部を熱溶着あるいは接着剤による接着により密着一体化させた。この後、第２弁キャップ１２のフランジ部１２ｂの端部を内方にかしめ加工することにより、第１弁キャップ１１は封口体用ガスケット１６を介して第２弁キャップ１２のフランジ部１２ｂにより保持されることとなる。
【００２１】
ここで、図２（ａ），（ｂ）に示すように、肉薄部１３に平面形状が略Ｃ字形状のＶ溝からなるノッチ部１３ａ（なお、このノッチ部１３ａは破断圧力が０．７８〜１．０８ＭＰａ（第２の設定圧力）になるように設定されている）を形成した第２弁キャップ１２を用いたものを実施例１の封口体１０ａとした。また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、肉薄部１３に平面形状が十字状のＶ溝からなるノッチ部１３ｂ（なお、このノッチ部１３ｂは破断圧力が０．７８〜１．０８ＭＰａ（第２の設定圧力）になるように設定されている）を形成した第２弁キャップ１２を用いたものを実施例２の封口体１０ｂとした。
【００２２】
２．リチウムイオン電池の作製
ついで、上述したように構成した封口体１０ａ、１０ｂを用いた実施例１，２のリチウムイオン電池Ａ，Ｂの作製法、および図７に示すように、肉薄部がなく凹部３２ａの角部にガス抜き孔３２ｃが設けられた封口体３０を用いた比較例のリチウムイオン電池Ｘの作製法について説明する。
【００２３】
まず、天然黒鉛よりなる負極活物質とポリビニリデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチルピロリドンからなる有機溶剤等に溶解したものを混合して、スラリーあるいはペーストとした。これらのスラリーあるいはペーストを、スラリーの場合はダイコーター、ドクターブレード等を用いて、ペーストの場合はローラコーティング法等により金属芯体（例えば、銅箔）の両面の全面にわたって均一に塗布して、活物質層を塗布した負極板を形成した。この後、活物質層を塗布した負極板を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させた。この乾燥負極板をロールプレス機により圧延した後、所定の形状に切断して負極板とした。
【００２４】
一方、ＬｉＣｏＯ_２からなる正極活物質と、アセチレンブラック、グラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチルピロリドンからなる有機溶剤等に溶解したものを混合して、スラリーあるいはペーストとした。これらのスラリーあるいはペーストを、スラリーの場合はダイコーター、ドクターブレード等を用いて、ペーストの場合はローラコーティング法等により金属芯体（例えば、アルミニウム箔）の両面に均一に塗布して、活物質層を塗布した正極板を形成した。この後、活物質層を塗布した正極板を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させた後、この乾燥正極板をロールプレス機により圧延し、所定の形状に切断して正極板とした。
【００２５】
上述のようにして作製した負極板と正極板とを、有機溶媒との反応性が低く、かつ安価なポリオレフィン系樹脂からなる微多孔膜、好適にはポリエチレン製微多孔膜（セパレータ）を間にして重ね合わせ、巻き取り機により卷回した。この後、最外周をテープ止めして渦巻状電極体とした。ついで、ステンレス製の負極端子を兼ねる有底筒状の円筒形外装缶２０の開口部２１より、上述のようにして作製した渦巻状電極体の上下にそれぞれ絶縁板を配置した後、この渦巻状電極体を外装缶２０内に挿入した。このとき、渦巻状電極体の負極板より延出する負極導電タブを外装缶に溶接した。一方、渦巻状電極体の正極板より延出する正極導電タブを封口体１０の第２弁キャップ１２の凹部１２ａの下面に溶接した。
【００２６】
この後、外装缶２０内にエチレンカーボネート（ＥＣ）３０重量部とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）７０重量部よりなる混合溶媒に電解質塩として１ＭＬｉＰＦ_６を添加した電解液を注入した。ついで、外装缶２０の開口部２１にポリプロピレン（ＰＰ）製で厚みが０．４ｍｍで大径部と小径部を有する円筒状の外装缶用ガスケット１８を載置するとともに、この外装缶用ガスケット１８の内部に封口体１０ａ（１０ｂ，３０）を載置した。この後、外装缶２０の開口部２１の上端部を内方にかしめることにより封口して、リチウムイオン電池Ａ，Ｂ，Ｘをそれぞれ作製した。ここで、実施例１の封口体１０ａを用いて作製したものをリチウムイオン電池Ａとし、実施例２の封口体１０ｂを用いて作製したものをリチウムイオン電池Ｂとし、封口体３０を用いて作製したものをリチウムイオン電池Ｘとした。
【００２７】
３．落下実験（漏液試験）
ついで、上述のように作製したリチウムイオン電池Ａ，Ｂ，Ｘをそれぞれ１０個ずつ用意して、これらの各１０個ずつのリチウムイオン電池をコンクリート上に１．５ｍの高さから落下させたときに、漏液（リーク）が発生した電池の個数を測定すると、下記の表１に示すような結果となった。なお、この漏液試験においては、電池を封口体１０ａ（１０ｂ，３０）を下向きにして１回落下させた後、封口体１０ａ（１０ｂ，３０）を上向きにして１回落下させ、ついで、電池の側面を下向きにして１回落下させて１セットとし、これを３０セット行った。
【００２８】
【表１】

【００２９】
上記表１の結果から明らかなように、電池Ａ，Ｂにおいては、コンクリート上に１．５ｍの高さから落下させたに係わらず、漏液個数が０であるのに対して、電池Ｘにおいては１０個の内３個（３０％）の電池に漏液が生じていたことが分かる。
これは、電池Ｘにおいては、第２弁キャップ３２の凹部３２ａの角部にガス抜き孔３２ｃが設けられているため、落下の衝撃により封口体３０の密閉性が壊れて、ガス抜き孔３２ｃを通して電解液が電池外部にリークしたと考えられる。
一方、電池Ａ，Ｂにおいては、第２弁キャップ１２の薄肉部１３にノッチ部１３ａ（１３ｂ）が設けられているため、落下の衝撃により封口体１０ａ，１０ｂの密閉性が壊れることはなく、したがって、漏液が生じることはないためである。
【００３０】
４．変形例
上述の実施形態においては、肉薄部１３に平面形状が略Ｃ字形状のＶ溝からなるノッチ部１３ａを形成する例、あるいは肉薄部１３に平面形状が十字状のＶ溝からなるノッチ部１３ｂを形成する例について説明したが、これらの形状以外に種々の変形が可能である。以下に、変形例について説明する。
【００３１】
（１）第１変形例
本第１変形例においては、図４（なお、図４（ａ）は第１変形例の封口体１０ｃのＡ部を拡大して示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のノッチ部１３ｃの平面形状を示す上面図である）に示すように、第２弁キャップ１２の薄肉部１３に略日字形状のＶ字溝を形成してノッチ部１３ｃとし、この第２弁キャップ１２を用いて封口体１０ｃを形成するようにしている。この場合、一部が連結するようにして、破壊が生じても弁部が電池内に脱落することがないようにするのが望ましい。
【００３２】
（２）第２変形例
本第２変形例においては、図５（なお、図５（ａ）は第２変形例の封口体１０ｄのＡ部を拡大して示す断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のノッチ部１３ｄの平面形状を示す上面図である）に示すように、第２弁キャップ１２の薄肉部１３に楕円形状のＶ字溝を形成してノッチ部１３ｄとし、この第２弁キャップ１２を用いて封口体１０ｄを形成するようにしている。この場合も、一部が連結するようにして、破壊が生じても弁部が電池内に脱落することがないようにするのが望ましい。
【００３３】
（３）第３変形例
本第３変形例においては、図６（なお、図６（ａ）は第３変形例の封口体１０ｅのＡ部を拡大して示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のノッチ部１３ｅの平面形状を示す上面図である）に示すように、第２弁キャップ１２の薄肉部１３に真円形状のＶ字溝を形成してノッチ部１３ｅとし、この第２弁キャップ１２を用いて封口体１０ｅを形成するようにしている。この場合も、一部が連結するようにして、破壊が生じても弁部が電池内に脱落することがないようにするのが望ましい。
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、本発明においては、第２弁キャップ１２の薄肉部１３にノッチ部１３ａ（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ）を備えるとともに、このノッチ部１３ａ（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ）の作動圧力を導電性弾性変形板１４が電流遮断する圧力よりも低くなるように設定されている。このため、落下などの衝撃を受けて封口体１０ａ（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）が変形しても封口体１０ａ（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）の密閉性を維持することができ、電解液が電池外部にリークすることを未然に防止することが可能となる。
【００３５】
そして、過充電などにより電池内圧が上昇した場合においては、ノッチ部１３ａ（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ）の作動圧力（第２の設定圧力）を導電性弾性変形板１４が電流遮断する圧力（第１の設定圧力）よりも低くなるように設定されているので、まずノッチ部１３ａ（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ）が作動してノッチ部１３ａ（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ）での密閉性が破壊された後、さらに圧力が上昇して導電性弾性変形板１４の作動圧力に達すると、導電性弾性変形板１４が電流遮断するように作動するため、過充電によるガス発生を防止できるようになる。
【００３６】
なお、上述の実施形態においては、負極活物質として天然黒鉛を用いる例について説明したが、天然黒鉛以外に、リチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材料、例えば、グラファイト、カーボンブラック、コークス、ガラス状炭素、炭素繊維、またはこれらの焼成体等が好適である。また、酸化錫、酸化チタン等のリチウムイオンを吸蔵・脱離し得る酸化物を用いてもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態においては、正極活物質としてＬｉＣｏＯ_２を用いる例について説明したが、ＬｉＣｏＯ_２以外に、リチウムイオンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属化合物、例えば、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＸＮｉ（１−Ｘ）Ｏ_２、ＬｉＣｒＯ_２、ＬｉＶＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、αＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＴｉＯ_２、ＬｉＳｃＯ_２、ＬｉＹＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等が好ましいが、特に、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＸＮｉ（１−Ｘ）Ｏ_２を単独で用いるかあるいはこれらの二種以上を混合して用いるのが好適である。また、ポリアセチレン、ポリアニリン等の導電性ポリマーを用いてもよい。
【００３８】
さらに、電解液としては、有機溶媒に溶質としてリチウム塩を溶解したイオン伝導体であって、イオン伝導率が高く、正・負の各電極に対して化学的、電気化学的に安定で、使用可能温度範囲が広くかつ安全性が高く、安価なものであれば使用することができる。例えば、有機溶媒としては上記エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）との混合溶媒以外に、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、スルフォラン（ＳＬ）、テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）、γブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）等あるいはこれらの混合溶媒が好適である。また、溶質としては電子吸引性の強いリチウム塩を使用し、上記ＬｉＰＦ_６以外に例えば、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３等が好適である。
【００３９】
なお、上述の実施形態においては、本発明をリチウムイオン電池に適用する例について説明したが、リチウムイオン電池以外に、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池などの各種の密閉型電池においても本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の封口体をリチウムイオン電池の外装缶に取り付けた状態の要部を示す断面図である。
【図２】図１の封口体のＡ部を拡大した実施例１の封口体を示す図であり、図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。
【図３】図１の封口体のＡ部を拡大した実施例２の封口体を示す図であり、図３（ａ）は断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。
【図４】図１の封口体のＡ部を拡大した変形例１の封口体を示す図であり、図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。
【図５】図１の封口体のＡ部を拡大した変形例２の封口体を示す図であり、図５（ａ）は断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。
【図６】図１の封口体のＡ部を拡大した変形例３の封口体を示す図であり、図６（ａ）は断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のノッチ部の平面形状を示す上面図である。
【図７】従来例の封口体を示す図であり、図７（ａ）は封口体をリチウムイオン電池の外装缶に取り付けた状態の要部を示す断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ…封口体、１１…第１弁キャップ、１１ａ…凸部、１１ｂ…フランジ部、１１ｃ…ガス抜き孔、１２…第２弁キャップ、１２ａ…凹部、１２ｂ…フランジ部、１３…薄肉部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ…ノッチ部、１４…導電性弾性変形板、１４ａ…凹部、１４ｂ…フランジ部、１５…ＰＴＣサーミスタ素子、１６…封口体用ガスケット、１８…外装缶用ガスケット、２０…外装缶、２１…開口部

Claims

外部端子となる第１弁キャップと該第１弁キャップを絶縁状態で保持するとともに電池内の一方の電極に導電接続された第２弁キャップとからなる封口体が発電要素を収容した金属製外装缶の開口部に配設されており、電池内圧が第１の設定圧力に上昇すると弾性変形して前記第２弁キャップとの電気的接続状態を遮断する導電性弾性変形板を前記第１弁キャップと前記第２弁キャップとの間にこれらと導電接続状態で備えた密閉型電池であって、
電池内圧が前記第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力に達すると破断するノッチ部を前記第２弁キャップの一部に一体的に備えたことを特徴とする密閉型電池。
前記第１弁キャップはフランジ部と電池外部に向けて膨出する凸部とを備え、前記第２弁キャップはフランジ部と電池内部に向けて膨出する凹部とを備えるとともに、
前記導電性弾性変形板の周辺部は前記第１弁キャップのフランジ部と電気的に接触して該フランジ部と前記第２弁キャップのフランジ部との間に封口体用ガスケットを介して配置され、かつ前記導電性弾性変形板の中心部は前記第２弁キャップの凹部の一部と電気的に接触して配置され、
前記第１弁キャップのフランジ部の端部は前記第２弁キャップのフランジ部の端部によりかしめ付けされていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
前記ノッチ部は平面形状が略Ｃ字形状、十字形状、楕円形状、真円形状、略日字形状のＶ字溝であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉型電池。