JP2007194069A - Current shut off mechanism and battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To instantaneously shut off current when a battery abnormally generates heat. <P>SOLUTION: A contact part is formed by arranging a connecting plate 9a and a connecting plate 9b so as to face each other, and approaching an inner circumferential end part of the connecting plate 9a to the inner circumferential end part of the connecting plate 9b. Thermal expansion resin 7 expanding at prescribed temperature is arranged on the inner circumferential side of a gap between the connecting plate 9a and the connecting plate 9b, non-expansion resin 8 having lower coefficient of thermal expansion than the thermal expansion resin 7 is arranged on the outer circumferential side than the thermal expansion resin 7. When the resin expands, the thermal expansion resin 7 expands in the diameter direction, and at least one connecting plate out of the connecting plate 9a and the connecting plat 9b is separated toward the outside from the contact part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、電池が異常発熱を起こした際に電流を遮断する電流遮断機構およびこの電流遮断機構を備える電池に関する。   The present invention relates to a current interruption mechanism that interrupts current when the battery generates abnormal heat, and a battery including the current interruption mechanism.

近年、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等の携帯型電子機器が普及し、電源として高電圧、高エネルギー密度、軽量といった利点を有するリチウムイオン電池が広く使用されている。   In recent years, portable electronic devices such as notebook personal computers, mobile phones, and PDAs (Personal Digital Assistants) have become widespread, and lithium ion batteries having advantages such as high voltage, high energy density, and light weight have been widely used as power sources.

さらに、液系電解液を用いた場合に問題となる液漏れの対策として、例えば電解質として、ポリマーに非水電解液を含浸させてなるゲル状高分子膜を用いたもの、或いは全固体状の電解質を用いた、リチウムイオンポリマー二次電池が実用化されている。   Furthermore, as a countermeasure against liquid leakage that becomes a problem when using a liquid electrolyte, for example, an electrolyte that uses a gel polymer film in which a polymer is impregnated with a nonaqueous electrolyte, or an all-solid electrolyte is used. A lithium ion polymer secondary battery using an electrolyte has been put into practical use.

リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー二次電池は、電池の異常な発熱により、破裂したり発火したりするおそれがある。そこで、これらの電池には、破裂や発火を防止するため、電池が異常発熱したときに電流負荷を低減させるための電流遮断機構が設けられている。電池の電流遮断機構には、通常、ＰＴＣ素子（熱感抵抗素子：Positive Temperature Coefficient）が用いられ、電池の温度が設定温度と比べて高くなると電気抵抗が急激に高くなり、電池に流れる電流を実質的に遮断する。   Lithium ion batteries and lithium ion polymer secondary batteries may rupture or ignite due to abnormal heat generation of the battery. Therefore, these batteries are provided with a current interrupting mechanism for reducing the current load when the battery abnormally generates heat in order to prevent rupture and ignition. A PTC element (Positive Temperature Coefficient) is usually used for the current interruption mechanism of the battery. When the battery temperature becomes higher than the set temperature, the electrical resistance increases rapidly, and the current flowing through the battery is reduced. Substantially cut off.

下記の特許文献１には、上述の電流遮断機構をより簡単な構成とするために、所定の温度で発泡する発泡剤を含んだ絶縁層を用いた電流遮断機構について記載されている。   Patent Document 1 below describes a current interrupt mechanism using an insulating layer containing a foaming agent that foams at a predetermined temperature in order to make the above-described current interrupt mechanism simpler.

特開２０００−１９７２６０号公報JP 2000-197260 A

特許文献１に記載の電流遮断機構は、互いに重なるように配置した２枚の接続板のうちの一方を例えば凸状に折り曲げ、両接続板が重なっている中間部を接触させるとともに、所定の温度で発泡する発泡層を含んだ絶縁層を接続面の両側に設けるようにしている。そして、電池の異常発熱時には、発泡層が発泡し、絶縁層の厚みが変化することによって接続面を分離させ、電流を遮断することができる。   The current interrupting mechanism described in Patent Document 1 is such that one of two connection plates arranged so as to overlap each other is bent into a convex shape, for example, and an intermediate portion where both connection plates overlap is brought into contact with a predetermined temperature. Insulating layers including a foaming layer that foams are provided on both sides of the connection surface. When the battery is abnormally heated, the foamed layer is foamed, and the thickness of the insulating layer is changed, so that the connection surfaces can be separated and the current can be cut off.

しかしながら、上述の電流遮断機構では、接続板に対して垂直に圧力がかかってしまっているため、発泡層における膨張力が接続板に対して垂直な方向に集中せず、接続板と平行な方向に逃げてしまう。そのため、十分に膨張力を生かして接続板を分離させることができないという問題点があった。   However, in the above-described current interrupting mechanism, pressure is applied perpendicular to the connection plate, so that the expansion force in the foam layer does not concentrate in the direction perpendicular to the connection plate, but in a direction parallel to the connection plate. Escape to. For this reason, there is a problem that the connection plate cannot be separated by sufficiently utilizing the expansion force.

また、接続面の両端に発泡層を設ける場合、接続面の接着強度が十分に得られないために所定の圧力を得ることが困難であり、通常使用時に接続面における抵抗が増大してしまうという問題点があった。   Further, when a foam layer is provided at both ends of the connection surface, it is difficult to obtain a predetermined pressure because the adhesive strength of the connection surface is not sufficiently obtained, and the resistance at the connection surface increases during normal use. There was a problem.

従って、この発明の目的は、電池が異常に発熱した際に電流を瞬時に遮断することができる電流遮断機構および電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a current interrupting mechanism and a battery that can instantaneously interrupt current when the battery abnormally generates heat.

上述した課題を解決するために、第１の発明は、外部と電気的に接続するための第１の接続板および第２の接続板を備え、第１の接続板と第２の接続板との対向間隙には、第１の接続板の一縁端部と、一縁端部に対向する第２の接続板の一縁端部との対向間隙側に第１の樹脂部材が配設され、且つ、第１の接続板の一縁端部と逆側の逆縁端部と、逆縁端部に対向する第２の接続板の逆縁端部との対向間隙には、第１の樹脂部材よりも熱膨張率が小なる第２の樹脂部材が配設され、第１の接続板の一縁端部および第２の接続板の一縁端部のうちの少なくとも一方には、他方へ向けて形成され他方の一縁端部に接触して接点を形成する接触部が、第１の樹脂部材の熱膨張時に他方と離間可能に形成されていることを特徴とする電流遮断機構である。   In order to solve the above-described problem, the first invention includes a first connection plate and a second connection plate for electrically connecting to the outside, and the first connection plate and the second connection plate are provided. The first resin member is disposed in the facing gap between the one end of the first connecting plate and the one end of the second connecting plate facing the one end. In the opposing gap between the reverse edge end opposite to the one edge of the first connection plate and the reverse edge of the second connection plate facing the reverse edge, the first resin member A second resin member having a low coefficient of thermal expansion is disposed, and at least one of the one end of the first connection plate and the one end of the second connection plate is directed toward the other. The current interrupting mechanism is characterized in that the contact portion that is formed and contacts the other one edge is formed so as to be separable from the other during thermal expansion of the first resin member.

また、第２の発明は、外装体に収容された電池素子と、電流遮断機構を有する電池において、電流遮断機構は、電池素子と外部端子との間において互いに対向して介在配置される第１の接続板および第２の接続板を備え、第１の接続板と第２の接続板との対向間隙には、第１の接続板の一縁端部と、一縁端部に対向する第２の接続板の一縁端部との対向間隙側に第１の樹脂部材が配設され、且つ、第１の接続板の一縁端部と逆側の逆縁端部と、逆縁端部に対向する第２の接続板の逆縁端部との対向間隙には、第１の樹脂部材よりも熱膨張率が小なる第２の樹脂部材が配設され、第１の接続板の一縁端部および第２の接続板の一縁端部のうちの少なくとも一方には、他方へ向けて形成され他方の一縁端部に接触して接点を形成する接触部が、第１の樹脂部材の熱膨張時に他方と離間可能に形成されていることを特徴とする電池である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a battery having a battery element housed in an exterior body and a current interruption mechanism, wherein the current interruption mechanism is disposed between the battery element and the external terminal so as to face each other. The connection plate and the second connection plate are provided, and in the facing gap between the first connection plate and the second connection plate, the one end of the first connection plate and the first end facing the one end The first resin member is disposed on the side facing the one edge of the two connecting plates, and the opposite edge of the first connecting plate opposite to the one edge and the opposite edge of the first connecting plate. A second resin member having a smaller coefficient of thermal expansion than the first resin member is disposed in the facing gap with the opposite edge end portion of the second connecting plate facing each other, and one edge of the first connecting plate. At least one of the first and second edge portions of the second connection plate has a contact portion that is formed toward the other and that contacts the other edge portion to form a contact. It is battery characterized by being in form at the time of thermal expansion of the resin member while the separable.

上述したように、第１および第２の発明は、第１および第２の接続板のうち少なくとも一方の一縁端部が他方の一縁端部に接近することによって接触部を形成し、第１の樹脂部材が第１および第２の接続板に挟み込まれるように配置されることにより、接続板に対して垂直に圧力がかかっていても、第１の樹脂部材が接触部方向に膨張して第１および第２の接続板の接触部を分離させることができる。   As described above, according to the first and second aspects of the present invention, at least one of the first and second connection plates is brought into contact with the other edge to form a contact portion. By disposing the one resin member so as to be sandwiched between the first and second connection plates, the first resin member expands in the direction of the contact portion even when pressure is applied perpendicularly to the connection plate. Thus, the contact portions of the first and second connection plates can be separated.

この発明は、熱膨張樹脂が膨張することにより、電池素子と正極端子板との電気的接続を切断するようにしているため、異常な発熱時に電流を瞬時に遮断することができるという効果がある。   This invention has an effect that current can be instantaneously interrupted during abnormal heat generation because the thermal expansion resin expands to disconnect the electrical connection between the battery element and the positive electrode terminal plate. .

以下、この発明の実施の一形態について、図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施の一形態によるリチウムイオン二次電池の断面図である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１の内部に、帯状の正極１１と負極１２とがセパレータ１５（１５ａ，１５ｂ）を介して巻回された電池素子１０を有している。電池缶１は、例えばニッケルめっきが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１の内部には、電池素子１０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板２ａ，２ｂがそれぞれ配置されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and a strip-like positive electrode 11 and a negative electrode 12 are wound inside a substantially hollow cylindrical battery can 1 via a separator 15 (15a, 15b). The battery element 10 is included. The battery can 1 is made of, for example, iron plated with nickel, and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 1, a pair of insulating plates 2 a and 2 b are respectively arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the battery element 10.

電池缶１の材料としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。この電池缶１には、電池の充放電に伴う電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、メッキ等が施されていても良い。電池缶１の開放端部には、正極端子板３と、この正極端子板３の内側に設けられた安全弁機構４および電流遮断機構５とが、絶縁封口ガスケット６を介してかしめられることにより取り付けられている。正極端子板３は、例えば電池缶１と同様の材料により構成されている。安全弁機構４は、電流遮断機構５を介して正極端子板３と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板４ａが反転して正極端子板３と電池素子１０との電気的接続を切断するようになっている。電流遮断機構５は、温度が上昇した際に、正極端子板３と電池素子１０との電気的接続を切断することによって電流を遮断し、過大電流による異常な発熱を防止する。絶縁封口ガスケット６は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   Examples of the material of the battery can 1 include iron (Fe), nickel (Ni), stainless steel (SUS), aluminum (Al), titanium (Ti), and the like. The battery can 1 may be plated in order to prevent corrosion due to the electrochemical non-aqueous electrolyte accompanying charging / discharging of the battery. A positive terminal plate 3 and a safety valve mechanism 4 and a current interrupt mechanism 5 provided inside the positive terminal plate 3 are attached to the open end of the battery can 1 by caulking through an insulating sealing gasket 6. It has been. The positive electrode terminal plate 3 is made of, for example, the same material as that of the battery can 1. The safety valve mechanism 4 is electrically connected to the positive electrode terminal plate 3 through the current interrupting mechanism 5, and the disk plate 4 a is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the positive electrode terminal plate 3 and the battery element 10 is cut off. When the temperature rises, the current interrupting mechanism 5 interrupts the current by disconnecting the electrical connection between the positive electrode terminal plate 3 and the battery element 10, and prevents abnormal heat generation due to an excessive current. The insulating sealing gasket 6 is made of, for example, an insulating material, and the surface is coated with asphalt.

電池素子１０は、センターピン１６を中心に巻回されている。電池素子１０の正極１１には正極端子１３が接続されており、負極１２には負極端子１４が接続されている。正極端子１３は安全弁機構４に溶接されることにより正極端子板３と電気的に接続されており、負極端子１４は電池缶１に溶接され電気的に接続されている。   The battery element 10 is wound around the center pin 16. A positive electrode terminal 13 is connected to the positive electrode 11 of the battery element 10, and a negative electrode terminal 14 is connected to the negative electrode 12. The positive electrode terminal 13 is electrically connected to the positive electrode terminal plate 3 by being welded to the safety valve mechanism 4, and the negative electrode terminal 14 is welded and electrically connected to the battery can 1.

以下、電池缶１に収容された電池素子１０の構成について説明する。   Hereinafter, the configuration of the battery element 10 accommodated in the battery can 1 will be described.

［正極］
正極１１は、正極活物質を含有する正極活物質層１１ａが、正極集電体１１ｂの両面上に形成されたものである。正極集電体１１ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。 [Positive electrode]
In the positive electrode 11, a positive electrode active material layer 11 a containing a positive electrode active material is formed on both surfaces of a positive electrode current collector 11 b. The positive electrode current collector 11b is made of, for example, a metal foil such as an aluminum (Al) foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

正極活物質層１１ａは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。   The positive electrode active material layer 11a includes, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. The positive electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent only need to be uniformly dispersed, and the mixing ratio is not limited.

正極活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な公知の正極活物質材料を用いることができ、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を用いることができる。例えば、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは金属酸化物や、ＬｉｘＭＯ２またはＬｉｘＭ２Ｏ４（式中、Ｍは１種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０である。）を主体とする、リチウム複合酸化物またはリチウムを含んだ層間化合物が用いられる。これらを構成する遷移金属としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）のうち少なくとも１種類が選択される。 As the positive electrode active material, a known positive electrode active material that can be doped / dedoped with lithium ions can be used. Depending on the type of the target battery, a metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer can be used. Can be used. For example, metal sulfides or metal oxides not containing lithium, such as TiS 2 , MoS 2 , NbSe 2 , V 2 O 5 , Li x MO 2 or Li x M 2 O 4 (wherein M is one or more types) X is different depending on the charge / discharge state of the battery, and is generally 0.05 ≦ x ≦ 1.10.) A lithium composite oxide or an intercalation compound containing lithium is mainly used. As a transition metal constituting these, at least one selected from cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), iron (Fe), aluminum (Al), vanadium (V), and titanium (Ti) is selected. Is done.

このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ≦１．２、０．７＜ｚ＜１．０２である。）あるいはＬｉＭｎ２Ｏ４等が挙げられる。このようなリチウム複合酸化物は正極活物質として用いることにより高電圧を発生させることができ、エネルギー密度に優れるため、特に好ましい材料である。 Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi y Co 1-y O 2 (where x and y vary depending on the charge / discharge state of the battery, and generally 0 <x ≦ 1. 2, 0.7 <z <1.02.) Or LiMn 2 O 4 or the like. Such a lithium composite oxide is a particularly preferable material because it can generate a high voltage when used as a positive electrode active material and has an excellent energy density.

また、ＬｉａＭＸｂ（式中、Ｍは上述の遷移金属から選ばれる１種であり、ＸはＳ、Ｓｅ、ＰＯ４から選ばれ、ａ、ｂは整数である。）を用いることもできる。 Li a MX b (wherein, M is one selected from the above transition metals, X is selected from S, Se, and PO 4 , and a and b are integers) can also be used. .

なお、正極活物質材料としては、上述の正極活物質を複数種混合して用いることもできる。   Note that, as the positive electrode active material, a plurality of the above-described positive electrode active materials can be mixed and used.

導電剤としては、正極活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、通常この種の電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるが、好ましくはポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂が用いられる。また、溶剤としては、電極材料に対して不活性であり、かつ結着剤を溶解し得るものであれば特に限定はなく、無機溶剤、有機溶剤のいずれも用いることができるが、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。   The conductive agent is not particularly limited as long as an appropriate amount can be mixed with the positive electrode active material to impart conductivity, and for example, a carbon material such as carbon black or graphite is used. As the binder, a known binder that is usually used in a positive electrode mixture of this type of battery can be used, and preferably polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc. A fluorine resin is used. The solvent is not particularly limited as long as it is inert to the electrode material and can dissolve the binder, and any of inorganic solvents and organic solvents can be used. Methyl-2-pyrrolidone (NMP) or the like is used.

上述の正極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させ、必要に応じてボールミル、サンドミル、二軸混練機等によりスラリー状にする。次いで、このスラリーをドクターブレード法等により正極集電体の両面に均一に塗布する。さらに、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより正極活物質層が形成される。   The above-mentioned positive electrode active material, binder, and conductive agent are uniformly mixed to form a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent and, if necessary, in a slurry state by a ball mill, a sand mill, a twin-screw kneader, etc. To. Next, this slurry is uniformly applied to both surfaces of the positive electrode current collector by a doctor blade method or the like. Furthermore, the positive electrode active material layer is formed by drying at a high temperature and removing the solvent.

なお、塗布装置については特に限定されず、スライドコーティングやエクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビア、ロッドコーター、ブレードコーターなどが使用できる。また、乾燥方法についても特に制限はないが、放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できる。   The coating apparatus is not particularly limited, and slide coating, extrusion type die coating, reverse roll, gravure, knife coater, kiss coater, micro gravure, rod coater, blade coater and the like can be used. Also, the drying method is not particularly limited, but standing drying, blower dryer, hot air dryer, infrared heater, far infrared heater, and the like can be used.

正極１１の一端部には、スポット溶接または超音波溶接で接続された１本の正極端子１３が溶着される。この正極端子１３は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極端子１３の材料としては、例えばＡｌ等が挙げられる。正極端子１３は、正極１１の端部に設けられた正極集電体露出部に溶着されるようにする。   One positive electrode terminal 13 connected by spot welding or ultrasonic welding is welded to one end of the positive electrode 11. The positive electrode terminal 13 is preferably a metal foil or mesh-like one, but there is no problem even if it is not a metal as long as it is electrochemically and chemically stable and can conduct electricity. Examples of the material of the positive electrode terminal 13 include Al. The positive electrode terminal 13 is welded to the exposed portion of the positive electrode current collector provided at the end of the positive electrode 11.

［負極］
負極１２は、負極活物質を含有する負極活物質層１２ａが、負極集電体１２ｂの両面上に形成されたものである。負極集電体１２ｂは、例えば銅箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。 [Negative electrode]
The negative electrode 12 is obtained by forming a negative electrode active material layer 12a containing a negative electrode active material on both surfaces of a negative electrode current collector 12b. The negative electrode current collector 12b is made of a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

負極活物質層１２ａは、例えば負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、正極活物質と同様に、その混合比は問わない。   The negative electrode active material layer 12a includes, for example, a negative electrode active material, a conductive agent if necessary, and a binder. The mixing ratio of the negative electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent is not limited as in the positive electrode active material.

負極活物質としては、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料、結晶質、非結晶質金属酸化物が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としては、グラファイト、難黒鉛化性炭素材料、易黒鉛化性炭素材料、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料等が挙げられる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料あるいはポリアセチレン等のポリマー等を使用することができる。   As the negative electrode active material, a carbon material, crystalline, or amorphous metal oxide that can be doped / undoped with lithium is used. Specifically, examples of the carbon material that can be doped / dedoped with lithium include graphite, non-graphitizable carbon material, graphitizable carbon material, and highly crystalline carbon material with a developed crystal structure. More specifically, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (phenolic resin, furan resin, etc.) at an appropriate temperature. Baked and carbonized), carbon materials such as carbon fiber and activated carbon, polymers such as polyacetylene, and the like can be used.

また、他の負極活物質材料として、リチウムと合金を形成可能な金属、またはこのような金属の合金化合物が挙げられる。ここで言う合金化合物とは、具体的にはリチウムと合金を形成可能なある金属元素をＭとしたとき、ＭｐＭ’ｑＬｉｒ（式中、Ｍ’はＬｉ元素およびＭ元素以外の１つ以上の金属元素である。また、ｐは０より大きい数値であり、ｑ，ｒは０以上の数値である。）で表される化合物である。さらに、この発明では半導体元素であるＢ，Ｓｉ，Ａｓ等の元素も金属元素に含めることとする、具体的には、マグネシウム（Ｍｇ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ），アンチモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ），カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）の各金属とそれらの合金化合物、すなわち、例えばＬｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｍ（式中、Ｍは２Ａ族、３Ｂ族、４Ｂ族遷移金属元素のうち１つ以上からなる。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等が挙げられる。 As another negative electrode active material, a metal capable of forming an alloy with lithium, or an alloy compound of such a metal can be given. Specifically, the alloy compound referred to here is M p M ′ q Li r (where M ′ is 1 other than the Li element and the M element), where M is a metal element capable of forming an alloy with lithium. And p is a numerical value greater than 0, and q and r are numerical values greater than or equal to 0). Furthermore, in the present invention, elements such as B, Si, As and the like, which are semiconductor elements, are also included in the metal element, specifically, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga). , Indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), antimony (Sb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn) , Hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y) and their alloy compounds, for example, Li-Al, Li-Al-M (wherein M is a group 2A, 3B, 4B) It consists of one or more transition metal elements.), AlSb, CuMgSb and the like.

上述したような元素の中でも、リチウムと合金形成可能な元素としては３Ｂ族典型元素を用いるのが好ましい。中でも、ＳｉやＳｎ等の元素またはその合金を用いるのが好ましく、さらにＳｉまたはＳｉ合金が特に好適である。Ｓｉ合金またはＳｎ合金として具体的には、ＭｘＳｉ、ＭｘＳｎ（式中、ＭはＳｉまたはＳｎを除く１つ以上の金属元素である。）で表される化合物で、具体的にはＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２等が挙げられる。 Among the elements described above, it is preferable to use a group 3B typical element as an element capable of forming an alloy with lithium. Among them, it is preferable to use an element such as Si or Sn or an alloy thereof, and Si or Si alloy is particularly preferable. Specifically, the Si alloy or the Sn alloy is a compound represented by M x Si, M x Sn (wherein M is one or more metal elements excluding Si or Sn), specifically, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 and the like.

さらに、１つ以上の非金属元素を含む、炭素を除く４Ｂ族化合物もこの発明の負極材料として利用することができる。負極材料中には、２種類以上の４Ｂ族元素が含まれていても良い。また、リチウムを含む４Ｂ族以外の金属元素が含まれていても良い。例示するならばＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、Ｇｅ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｘ(０＜ｘ≦２)、ＳＮＯｘ(０＜ｘ≦２)、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳＮＯ等である。 Furthermore, a 4B group compound excluding carbon containing one or more nonmetallic elements can also be used as the negative electrode material of the present invention. Two or more types of 4B group elements may be contained in the negative electrode material. Moreover, metal elements other than the 4B group containing lithium may be contained. For example, SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, Ge 2 N 2 O, SiO x (0 <x ≦ 2), SNO x (0 <x ≦ 2), LiSiO, LiSNO, and the like.

結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム等が用いられる。また、溶剤としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、メチルエチルケトン等が用いられる。   As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber or the like is used. Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone and methyl ethyl ketone.

上述の負極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して負極合剤とし、溶剤中に分散させてスラリー状にする。このとき、正極合剤の場合と同様にボールミル、サンドミル、二軸混練機等を用いてもよい。次いで、このスラリーをドクターブレード法等により負極集電体の両面に均一に塗布する。さらに、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより負極活物質層が形成される。   The above-described negative electrode active material, binder, and conductive agent are uniformly mixed to form a negative electrode mixture, which is dispersed in a solvent to form a slurry. At this time, a ball mill, a sand mill, a biaxial kneader or the like may be used as in the case of the positive electrode mixture. Next, this slurry is uniformly applied to both surfaces of the negative electrode current collector by a doctor blade method or the like. Furthermore, the negative electrode active material layer is formed by drying at a high temperature and removing the solvent.

負極１２の一端部には、スポット溶接または超音波溶接で接続された１本の負極端子１４を有している。この負極端子１４は電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。負極端子１４の材料としては、例えば銅、ニッケル等が挙げられる。正極端子溶接部分と同様に、負極端子１４は、負極１２の端部に設けられた負極集電体露出部に溶着されるようにする。   One end of the negative electrode 12 has one negative terminal 14 connected by spot welding or ultrasonic welding. The negative electrode terminal 14 is electrochemically and chemically stable, and there is no problem even if it is not a metal as long as it can conduct electricity. Examples of the material of the negative electrode terminal 14 include copper and nickel. Similarly to the positive electrode terminal welded portion, the negative electrode terminal 14 is welded to the exposed portion of the negative electrode current collector provided at the end of the negative electrode 12.

［電解質］
電解質としては、非水溶媒に電解質塩が溶解された非水電解液、電解質塩を含有させた固体電解質、有機高分子に非水溶媒と電解質塩を含浸させたゲル状電解質のいずれも用いることができる。 [Electrolytes]
As the electrolyte, any of a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent, a solid electrolyte containing an electrolyte salt, and a gel electrolyte in which an organic polymer is impregnated with a nonaqueous solvent and an electrolyte salt are used. Can do.

非水電解液は、非水溶媒と電解質塩とを適宜組み合わせて調整されるが、これら有機溶媒は、この種の電池に一般的に使用される材料であればいずれも使用可能である。非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、絡酸エステルあるいはプロピオン酸エステル等が好ましく、これらのうちのいずれか１種または２種以上を混合して用いることができる。   The nonaqueous electrolytic solution is prepared by appropriately combining a nonaqueous solvent and an electrolyte salt, and any organic solvent can be used as long as it is a material generally used for this type of battery. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetic acid ester, tangled acid ester or propionic acid ester are preferred. Among these, Any one kind or a mixture of two or more kinds can be used.

電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解するものが用いられ、カチオンとアニオンが組み合わされてなる。カチオンにはアルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられ、アニオンには、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＣＮ−、ＣｌＯ４ −、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＣＦ３ＳＯ３ −等が用いられる。具体的には、例えばＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＢｒ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｎ（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｌｉなどがあり、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられている。中でも、ＬｉＰＦ６を主として用いることが好ましい。また、電解質塩濃度としては、上記非水溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上、２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。 As the electrolyte salt, one that dissolves in the non-aqueous solvent is used, and a combination of a cation and an anion is used. Alkali metals and alkaline earth metals are used as cations, and Cl − , Br − , I − , SCN − , ClO 4 − , BF 4 − , PF 6 − , CF 3 SO 3 − and the like are used as anions. It is done. Specifically, for example, LiCl, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiBr, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, N (CnF 2n + 1 SO 2 ) 2 Li and the like, and any one of these or a mixture of two or more thereof is used. Among them, it is preferable to mainly use LiPF 6 . The electrolyte salt concentration is not a problem as long as it can be dissolved in the non-aqueous solvent, but the lithium ion concentration is 0.4 mol / kg or more and 2.0 mol / kg or less with respect to the non-aqueous solvent. A range is preferable.

固体電解質としては、リチウムイオン導電性を有する材料であれば無機固体電解質、高分子固体電解質いずれも用いることができる。具体的に、無機固体電解質としては、窒化リチウム、ヨウ化リチウムが挙げられる。また、高分子固体電解質は電解質塩と電解質塩を溶解する高分子化合物からなり、高分子化合物としてはポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体等のエーテル系高分子、ポリ（メタクリレート）エステル系、アクリレート系などを単独あるいは分子中に共重合、または混合して用いる。   As the solid electrolyte, any inorganic solid electrolyte or polymer solid electrolyte can be used as long as the material has lithium ion conductivity. Specifically, examples of the inorganic solid electrolyte include lithium nitride and lithium iodide. The solid polymer electrolyte is composed of an electrolyte salt and a polymer compound that dissolves the electrolyte salt. Examples of the polymer compound include ether polymers such as poly (ethylene oxide) and the same cross-linked products, poly (methacrylate) esters, and acrylates. A system or the like is used alone or copolymerized or mixed in the molecule.

ゲル状電解質のマトリックスポリマとしては、上述の非水電解液を吸収してゲル状化するものであれば種々の高分子を用いることができる。例えば、ポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子、ポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体などのエーテル系高分子、またポリ（アクリロニトリル）などを使用できる。特に酸化還元安定性から、フッ素系高分子を用いることが望ましい。電解質塩を含有させることによりイオン導電性を賦与する。   As the matrix polymer of the gel electrolyte, various polymers can be used as long as they can be gelled by absorbing the non-aqueous electrolyte described above. For example, fluorine-based polymers such as poly (vinylidene fluoride) and poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), ether-based polymers such as poly (ethylene oxide) and cross-linked products thereof, and poly (acrylonitrile) Can be used. In particular, it is desirable to use a fluoropolymer from the viewpoint of redox stability. By containing an electrolyte salt, ionic conductivity is imparted.

また、導電性高分子化合物の単体あるいは混合物を含有する高分子固体電解質や、膨潤溶媒を含有するゲル状電解質を用いてもよい。高分子固体電解質やゲル状電解質に含有される導電性高分子化合物としては電解液に相溶するものであり、具体的にシリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー、およびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等が使用可能である。フッ素系ポリマーとしては、例えばポリ（ビニリデンフルオライド）、ポリ（ビニリデンフルオライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−トリフルオロエチレン），或いはポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−テトラフルオロエチレン）等の高分子材料、およびこれらの混合物が使用される。   Alternatively, a polymer solid electrolyte containing a simple substance or a mixture of conductive polymer compounds or a gel electrolyte containing a swelling solvent may be used. The conductive polymer compound contained in the polymer solid electrolyte or the gel electrolyte is compatible with the electrolytic solution, specifically silicon gel, acrylic gel, acrylonitrile gel, polyphosphazene modified polymer, polyethylene oxide, Polypropylene oxide, fluorine-based polymers, composite polymers, cross-linked polymers, modified polymers, and the like thereof can be used. Examples of the fluorine-based polymer include poly (vinylidene fluoride), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), poly (vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), or poly (vinylidene fluoride-co-tetra). Polymer materials such as fluoroethylene) and mixtures thereof are used.

［セパレータ］
セパレータは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。 [Separator]
The separator is made of, for example, a porous film made of a polyolefin-based material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), or a porous film made of an inorganic material such as a ceramic nonwoven fabric. A structure in which a porous film is laminated may be used. Among these, polyethylene and polypropylene porous films are the most effective.

一般的にセパレータの厚みは５〜５０μｍが好適に使用可能であるが、７〜３０μｍがより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。   In general, the thickness of the separator is preferably 5 to 50 μm, more preferably 7 to 30 μm. If the separator is too thick, the amount of the active material filled decreases, the battery capacity decreases, and the ionic conductivity decreases and the current characteristics deteriorate. On the other hand, if the film is too thin, the mechanical strength of the film decreases.

［電池素子の作製］
上述のような正極１１および負極１２を、正極１１、セパレータ１５ａ、負極１２、セパレータ１５ｂの順に積層し、巻回して電池素子１０とする。このとき、正極１１および負極１２にそれぞれ設けた集電体露出部が対向した集電体対向面を設けるようにして積層し、電池素子の最外周部、最内周部および中間層部において集電体対向面が１周以上となるように構成する。固体状あるいはゲル状の電解質を用いる場合は、電解質溶液を正極１１および負極１２の表面に均一に塗布し、常温もしくは高温雰囲気下で乾燥させ、溶媒を気化・除去して電解質層を形成する。その後セパレータとともに積層して巻回し、電池素子とする。 [Production of battery element]
The positive electrode 11 and the negative electrode 12 as described above are stacked in the order of the positive electrode 11, the separator 15 a, the negative electrode 12, and the separator 15 b, and wound to form the battery element 10. At this time, the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are stacked so as to provide current collector facing surfaces facing the current collector exposed portions, and the battery elements are collected at the outermost peripheral portion, innermost peripheral portion, and intermediate layer portion. The electric body facing surface is configured to have one or more rounds. In the case of using a solid or gel electrolyte, the electrolyte solution is uniformly applied to the surfaces of the positive electrode 11 and the negative electrode 12, dried at room temperature or high temperature atmosphere, and the solvent is vaporized and removed to form an electrolyte layer. Thereafter, it is laminated with a separator and wound to obtain a battery element.

次いで、上述の電池素子１０を電池缶１に収容する。このとき、電池素子１０の巻回面の負極端子導出側が、絶縁性樹脂により作製された絶縁板２ａで覆われるようにして収容する。この後、一方の電極棒を電池素子巻回中心部から挿入し、もう一方の電極棒を電池缶底面外側に配置して抵抗溶接を行い、負極端子を電池缶に溶接する。   Next, the battery element 10 described above is accommodated in the battery can 1. At this time, the negative electrode terminal lead-out side of the winding surface of the battery element 10 is accommodated so as to be covered with the insulating plate 2a made of an insulating resin. Thereafter, one electrode rod is inserted from the battery element winding center portion, the other electrode rod is disposed outside the bottom surface of the battery can and resistance welding is performed, and the negative electrode terminal is welded to the battery can.

負極端子１４と電池缶１とを溶接後、センターピン１６を挿入し、電池缶開放端部に位置する巻回面部分にも絶縁板２ｂを配置して電解液を注液する。さらに、内側に安全弁機構４および電流遮断機構５を設けた正極端子板３に正極端子１３を接続するとともに、この正極端子板３が絶縁封口ガスケット６を介してかしめられることにより取り付けられ、電池缶１の内部が密閉される。   After the negative electrode terminal 14 and the battery can 1 are welded, the center pin 16 is inserted, and the insulating plate 2b is also disposed on the winding surface portion located at the open end of the battery can to inject the electrolyte. Further, the positive electrode terminal 13 is connected to the positive electrode terminal plate 3 provided with the safety valve mechanism 4 and the current interruption mechanism 5 on the inner side, and the positive electrode terminal plate 3 is attached by being caulked through the insulating sealing gasket 6. The inside of 1 is sealed.

なお、正極端子は製造工程上、ある程度の長さを持ったものを用いる必要がある。これは、あらかじめ正極端子１３を正極端子板３に設けられた安全弁機構４に接続してから電池缶の開放端部を密閉するためであり、正極端子１３が短いほど正極端子１３と正極端子板３の接続が困難になる。このため、正極端子１３が電池内部で略Ｕ字状に屈曲して収容される。   In addition, it is necessary to use a positive electrode terminal having a certain length in the manufacturing process. This is because the open end of the battery can is sealed after the positive electrode terminal 13 is connected to the safety valve mechanism 4 provided on the positive electrode terminal plate 3 in advance. The shorter the positive electrode terminal 13 is, the positive electrode terminal 13 and the positive electrode terminal plate are. 3 connection becomes difficult. For this reason, the positive electrode terminal 13 is bent and accommodated in a substantially U shape inside the battery.

次に、この発明の実施の一形態による電流遮断機構５の一例の構成について、図面を参照して詳細に説明する。図２は、この発明の実施の一形態による電流遮断機構５の層構成を示す。また、図３は、この発明の実施の一形態による電流遮断機構５の断面図である。電流遮断機構５は、第１の樹脂部材である熱膨張樹脂７、第２の樹脂部材である非膨張樹脂８、接続板９ａおよび接続板９ｂで構成される。   Next, the configuration of an example of the current interrupt mechanism 5 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows a layer structure of the current interrupt mechanism 5 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the current interrupt mechanism 5 according to one embodiment of the present invention. The current interruption mechanism 5 includes a thermal expansion resin 7 that is a first resin member, a non-expansion resin 8 that is a second resin member, a connection plate 9a, and a connection plate 9b.

接続板９ａおよび接続板９ｂは、例えば、ニッケル箔により構成される。接続板９ａは、正極端子板３に接触するように配置され、接続板９ａと正極端子板３とが電気的に接続される。また、接続板９ｂは、安全弁機構４に接触するように配置され、接続板９ｂと安全弁機構４とが電気的に接続される。   The connection plate 9a and the connection plate 9b are made of nickel foil, for example. The connection plate 9a is disposed so as to contact the positive electrode terminal plate 3, and the connection plate 9a and the positive electrode terminal plate 3 are electrically connected. Further, the connection plate 9b is disposed so as to contact the safety valve mechanism 4, and the connection plate 9b and the safety valve mechanism 4 are electrically connected.

なお、円筒型電池の場合、電池内圧が上昇するとディスク板４ａが反転して正極端子板３と電池素子１０との電気的接続を切断する構造になっている。そのため、電流遮断機構５の形状は、ディスク板４ａの反転の妨げとならないように図２に示すようなリング状であると好ましい。   In the case of a cylindrical battery, when the internal pressure of the battery rises, the disk plate 4a is inverted and the electrical connection between the positive electrode terminal plate 3 and the battery element 10 is cut off. Therefore, the shape of the current interrupt mechanism 5 is preferably a ring shape as shown in FIG. 2 so as not to hinder the inversion of the disk plate 4a.

さらに、接続板９ａは、一方の端部が対向する接続板９ｂの一方の端部に接近するように形成されており、接続板９ａ側の面と、接続板９ｂの一方の端部とが接する。円筒型電池の場合、電流遮断機構５は、外周側をかしめることによって固定されるため、接続板９ａ側の面と接続板９ｂの内周側の端部とが図３の部分２０に示すように接するようにする。こうすることにより、接続板９ａと接続板９ｂとが電気的に接続され、正極端子板３と安全弁機構４との間を電流が流れる。   Furthermore, the connection plate 9a is formed so that one end thereof approaches one end of the connection plate 9b facing each other, and the surface on the connection plate 9a side and one end of the connection plate 9b are connected to each other. Touch. In the case of a cylindrical battery, since the current interrupting mechanism 5 is fixed by caulking the outer peripheral side, the surface on the connection plate 9a side and the end on the inner peripheral side of the connection plate 9b are shown in a portion 20 in FIG. To make contact. By doing so, the connection plate 9 a and the connection plate 9 b are electrically connected, and a current flows between the positive electrode terminal plate 3 and the safety valve mechanism 4.

熱膨張樹脂７は、例えば絶縁材料により構成され、所定の温度で体積が急激に増加する粒子と樹脂とを混合した樹脂成型品あるいは塗装膜である。このような粒子と樹脂とを混合した熱膨張樹脂７としては、通常、所定の温度で体積が２倍以上に膨張する樹脂を用いることができる。より具体的には、熱膨張樹脂７は、例えば２３℃に対する１４５℃における膨張率が２００％以上となる樹脂である。   The thermal expansion resin 7 is, for example, a resin molded product or a coating film that is made of an insulating material and is a mixture of particles and resin whose volume rapidly increases at a predetermined temperature. As the thermally expandable resin 7 in which such particles and resin are mixed, a resin whose volume expands twice or more at a predetermined temperature can be usually used. More specifically, the thermal expansion resin 7 is a resin whose expansion coefficient at 145 ° C. with respect to 23 ° C. is 200% or more, for example.

温度に応じて体積が増加する粒子としては、例えば、樹脂薄膜フィルムなどの熱可塑性樹脂で作製した微小なカプセル内に低沸点溶液を充填した熱膨張性マイクロカプセルを用いることができる。この熱膨張性マイクロカプセルは、例えば、８０℃以上の温度で体積が１０倍程度に膨張するといった特性を有する。熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えば、松本油脂製薬株式会社製の「マツモトマイクロスフェアー Ｆ−３０」を用いることができる。この熱膨張性マイクロカプセルを、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）および水と混合させ、乾燥および硬化させたものが熱膨張樹脂７として用いられる。   As the particles whose volume increases depending on the temperature, for example, thermally expandable microcapsules in which a low-boiling point solution is filled in a microcapsule made of a thermoplastic resin such as a resin thin film can be used. This thermally expandable microcapsule has a characteristic that its volume expands about 10 times at a temperature of 80 ° C. or higher. As the thermally expandable microcapsule, for example, “Matsumoto Microsphere F-30” manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. can be used. The thermally expandable microcapsule is mixed with PVA (polyvinyl alcohol) and water, dried and cured, and used as the thermally expandable resin 7.

熱膨張樹脂７は、接続板９ａおよび接続板９ｂの間に挟み込まれるようにして、両接続板間の間隙の内周側に配置される。例えば、この熱膨張樹脂７を接続板９ａまたは接続板９ｂのどちらか一方の接続板の、他方の接続板側の面の内周側に塗布し、乾燥させて硬化させた後、所定の厚みに成型する。   The thermal expansion resin 7 is arranged on the inner peripheral side of the gap between the connection plates 9 so as to be sandwiched between the connection plate 9a and the connection plate 9b. For example, this thermal expansion resin 7 is applied to the inner peripheral side of the other connection plate side surface of either one of the connection plate 9a or the connection plate 9b, dried and cured, and then has a predetermined thickness. To mold.

非膨張樹脂８は、例えば絶縁材料により構成される。非膨張樹脂８は、温度が上昇するにしたがって体積が僅かに増加することが考えられるが、その熱膨張率は熱膨張樹脂７と比べて極めて小さい樹脂である。非膨張樹脂８の熱膨張率は、通常、１０−６／℃程度であるが、このような殆ど膨張しない樹脂部材に限られず、例えば２３℃に対する１４５℃における膨張率が１１０％程度となる樹脂部材を用いることも可能である。このような非膨張樹脂８の具体的な例としては、ＰＰ（ポリプロピレン）などが挙げられる。 The non-intumescent resin 8 is made of, for example, an insulating material. Although it is considered that the volume of the non-expandable resin 8 slightly increases as the temperature rises, the coefficient of thermal expansion is a resin that is extremely smaller than that of the thermally expandable resin 7. The coefficient of thermal expansion of the non-expandable resin 8 is usually about 10 −6 / ° C., but is not limited to such a resin member that hardly expands. For example, a resin whose expansion coefficient at 145 ° C. with respect to 23 ° C. is about 110%. It is also possible to use a member. Specific examples of such non-intumescent resin 8 include PP (polypropylene).

なお、非膨張樹脂８としては、上述の例に限られず、例えば電池使用温度での耐熱性に優れ、熱膨張率が上述の例と同様に、例えば２３℃に対する１４５℃における膨張率が１１０％以下となる樹脂部材であれば、いずれも使用可能である。   The non-expandable resin 8 is not limited to the above example, for example, it has excellent heat resistance at the battery operating temperature, and the thermal expansion coefficient is, for example, 110% of the expansion coefficient at 145 ° C. relative to 23 ° C., for example. Any of the following resin members can be used.

非膨張樹脂８は、接続板９ａおよび接続板９ｂの間に挟み込まれるようにして、両接続板間の間隙に配置された熱膨張樹脂７の外周側に配置される。例えば、別工程において、この非膨張樹脂８からなるシートやフィルムを所定の大きさのリング状に予め成型しておき、接続板９ａおよび接続板９ｂの間に挟み込むように配置する。   The non-expandable resin 8 is disposed on the outer peripheral side of the thermally expandable resin 7 disposed in the gap between the connection plates 9 so as to be sandwiched between the connection plate 9a and the connection plate 9b. For example, in a separate process, a sheet or film made of the non-intumescent resin 8 is previously formed into a ring shape of a predetermined size and arranged so as to be sandwiched between the connection plate 9a and the connection plate 9b.

なお、熱膨張樹脂７を両接続板間に配置する方法は、この例に限られない。例えば、別工程において、熱膨張樹脂７を予めシート状に成型しておき、両接続板間に挟み込むように配置してもよい。   In addition, the method of arrange | positioning the thermal expansion resin 7 between both connection plates is not restricted to this example. For example, in a separate process, the thermal expansion resin 7 may be previously formed into a sheet shape and disposed so as to be sandwiched between both connection plates.

また、非膨張樹脂８を両接続板間に配置する方法は、例えば、非膨張樹脂８を接続板９ａまたは接続板９ｂのどちらか一方の接続板の、他方の接続板側の面の外周側に塗布し、乾燥させて硬化させた後、所定の厚みに成型するようにしてもよい。   Moreover, the method of arrange | positioning the non-expanding resin 8 between both connection plates is the outer peripheral side of the surface of the other connection plate side of either the connection plate 9a or the connection plate 9b, for example. After being applied to the substrate, dried and cured, it may be molded to a predetermined thickness.

また、例えば、接続板９ｂの内周側を接続板９ａ側に折り曲げ、接続板９ｂにおける接続板９ａ側の面と、接続板９ａの内周側の端部とを接触させ、電気的に接続するようにしてもよい。   Further, for example, the inner peripheral side of the connection plate 9b is bent to the connection plate 9a side, and the surface of the connection plate 9b on the connection plate 9a side is brought into contact with the end portion on the inner peripheral side of the connection plate 9a for electrical connection. You may make it do.

次に、この発明の実施の一形態による電流遮断機構５の動作について、図４を参照して詳細に説明する。過大電流が流れていない通常動作の場合は、図４Ａに示すように、接続板９ａおよび接続板９ｂが接しており、電池素子１０と正極端子板３とが電気的に接続され、電流が流れている。   Next, the operation of the current interrupt mechanism 5 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the normal operation in which no excessive current flows, as shown in FIG. 4A, the connection plate 9a and the connection plate 9b are in contact, the battery element 10 and the positive electrode terminal plate 3 are electrically connected, and current flows. ing.

接続板９ａと接続板９ｂとが接する部分は、リング状の非常に小さい面積で接触しているため、電流遮断機構５に過大電流が流れると、接点において電流が流れることによる発熱が瞬時に起こる。そして、この発熱により、接点部分の温度が所定の温度を超えると、接点付近の熱膨張樹脂７が熱に反応して膨張する。この時、熱膨張樹脂７は、様々な方向に膨張しようとするが、電流遮断機構５がかしめられて固定されていることによって接続板９ａおよび９ｂの上下方向から圧力がかかっているため、熱膨張樹脂７は、上下方向には膨張せず、水平方向、特に外周側から内周側への方向に膨張する。   Since the portion where the connection plate 9a and the connection plate 9b are in contact is in a ring-shaped very small area, when an excessive current flows through the current interrupting mechanism 5, heat is generated instantaneously due to the current flowing at the contact. . When the temperature of the contact portion exceeds a predetermined temperature due to this heat generation, the thermal expansion resin 7 in the vicinity of the contact expands in response to heat. At this time, the thermal expansion resin 7 tries to expand in various directions. However, since the current interruption mechanism 5 is caulked and fixed, pressure is applied from the vertical direction of the connection plates 9a and 9b. The expansion resin 7 does not expand in the vertical direction, but expands in the horizontal direction, particularly in the direction from the outer peripheral side to the inner peripheral side.

熱膨張樹脂７が膨張すると、図４Ｂに示すように、接続板９ａの内周側付近が熱膨張樹脂７の膨張により上へ押し上げられるようにして接点から離れ、電池素子１０から正極端子板３側への電流が遮断される。このように、過大電流が流れる場合には、熱膨張樹脂７の膨張による圧力が接続板９ａにかかることによって接続板同士の接点が離れ、両接続板の電気的接続が確実に切断される。   When the thermal expansion resin 7 expands, as shown in FIG. 4B, the vicinity of the inner peripheral side of the connection plate 9 a is pushed up by the expansion of the thermal expansion resin 7, so that the contact is separated from the battery element 10 and the positive terminal plate 3. Current to the side is cut off. In this way, when an excessive current flows, the pressure due to the expansion of the thermal expansion resin 7 is applied to the connection plate 9a, so that the contact points of the connection plates are separated, and the electrical connection between the two connection plates is reliably cut.

なお、電流を遮断する温度は、使用する熱膨張性マイクロカプセルの特性である膨張開始温度に応じて決定される。したがって、異なる膨張開始温度特性を有する熱膨張性マイクロカプセルを使用することにより、電流を遮断する温度を設定することができる。   The temperature at which the current is interrupted is determined according to the expansion start temperature, which is a characteristic of the thermally expandable microcapsule used. Therefore, the temperature at which the current is interrupted can be set by using thermally expandable microcapsules having different expansion start temperature characteristics.

また、両接続板の接点の面積や、接点の周辺の導体部分の体積によって、接点における発熱量が変化する。そのため、例えば、接続板の厚みや、両接続板の接点の面積を変えることによって、電流量が同じであっても接点の周辺における発熱量が変化し、設定温度に達するタイミングが変化する。したがって、接続板の厚みや接点の面積を調整することで、熱膨張樹脂７が膨張を開始するタイミングを設定できる。   Further, the amount of heat generated at the contact changes depending on the contact area of both connection plates and the volume of the conductor portion around the contact. Therefore, for example, by changing the thickness of the connection plate or the contact area of both connection plates, the amount of heat generated around the contact changes even when the amount of current is the same, and the timing of reaching the set temperature changes. Therefore, the timing at which the thermal expansion resin 7 starts to expand can be set by adjusting the thickness of the connection plate and the contact area.

さらに、電流遮断機構の構成は、上述で説明したものに限られない。例えば、図５に示すように、接続板９ａ’の内周側を接続板９ｂ’の内周側に接近するように形成する。そして、接続板９ａ’の内周側の端部が、接続板９ｂ’における接続板９ａ’側の面に接するようにした電流遮断機構５’を用いてもよい。   Furthermore, the configuration of the current interrupt mechanism is not limited to that described above. For example, as shown in FIG. 5, the inner peripheral side of the connection plate 9 a ′ is formed so as to approach the inner peripheral side of the connection plate 9 b ′. A current interrupting mechanism 5 ′ in which the inner peripheral end of the connection plate 9 a ′ is in contact with the surface of the connection plate 9 b ′ on the connection plate 9 a ′ side may be used.

また、例えば、図６に示すように、接続板９ａ”の内周側を接続板９ｂ”の内周側に接近するように形成するとともに、接続板９ｂ”の内周側が接続板９ａ”の内周側に接近するように形成する。そして、接続板９ａ”の内周側の端部と接続板９ｂ”の内周側の端部とが接するようにした電流遮断機構５”を用いてもよい。   Further, for example, as shown in FIG. 6, the inner peripheral side of the connection plate 9a ″ is formed so as to approach the inner peripheral side of the connection plate 9b ″, and the inner peripheral side of the connection plate 9b ″ is the connection plate 9a ″. It forms so that it may approach the inner peripheral side. Further, a current interrupting mechanism 5 ″ may be used in which the inner peripheral end of the connection plate 9a ″ is in contact with the inner peripheral end of the connection plate 9b ″.

さらにまた、上述のように接続板を折り曲げて両接続板を接触させるかわりに、例えば、図７に示すように、接続板２５ａの内周側を接続板２５ｂの内周側に接近するように湾曲させて接近するように形成し、接続板２５ａにおける接続板２５ｂ側の面と、接続板２５ｂの内周側の端部とが接するようにした電流遮断機構２０を用いてもよい。   Furthermore, instead of bending the connection plate as described above and bringing both connection plates into contact, for example, as shown in FIG. 7, the inner peripheral side of the connection plate 25a is brought closer to the inner peripheral side of the connection plate 25b. The current interrupting mechanism 20 may be used which is formed so as to be curved and approached so that the surface on the connection plate 25b side of the connection plate 25a and the inner peripheral end of the connection plate 25b are in contact with each other.

なお、上述の例に限られず、例えば、接続板２５ａをより複雑に湾曲させたものや、接続板２５ｂにおける接続板２５ａ側の面と、接続板２５ａの内周側の端部とが接するようにした電流遮断機構についても適用可能である。   In addition, it is not restricted to the above-mentioned example, For example, what curved the connection board 25a more complicatedly, the surface by the side of the connection board 25a in the connection board 25b, and the edge part of the inner peripheral side of the connection board 25a contact | abut. The present invention can also be applied to the current interruption mechanism.

また、他の構成例として、図８に、接続板３５ａおよび接続板３５ｂの形状を板状とした電流遮断機構３０の一例の構成を示す。なお、接続板３５ａ、接続板３５ｂ、熱膨張樹脂７および非膨張樹脂８には、上述の実施の一形態と同様の材料を用いることができるので、ここでは説明を省略する。   As another configuration example, FIG. 8 shows a configuration of an example of the current interrupt mechanism 30 in which the shape of the connection plate 35a and the connection plate 35b is a plate shape. The connection plate 35a, the connection plate 35b, the thermal expansion resin 7, and the non-expansion resin 8 can be made of the same material as that of the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted here.

接続板３５ａおよび接続板３５ｂが対向して配置され、接続板３５ａの一方の端部が接続板３５ｂの端部に接近するように折り曲げられ、接触部が形成される。そして、熱膨張樹脂７が接続板３５ａおよび接続板３５ｂの間に挟み込まれるようにして、両接続板間の接触部側に配置されるとともに、非膨張樹脂８が熱膨張樹脂７に隣接するようにして、もう一方の端部側に配置される。   The connection plate 35a and the connection plate 35b are arranged to face each other, and one end portion of the connection plate 35a is bent so as to approach the end portion of the connection plate 35b to form a contact portion. The thermal expansion resin 7 is sandwiched between the connection plate 35 a and the connection plate 35 b so as to be disposed on the contact portion side between the connection plates, and the non-expansion resin 8 is adjacent to the thermal expansion resin 7. Thus, it is arranged on the other end side.

電流遮断機構３０は、電池に取り付けられる際にかしめられて固定されており、接続板３５ａおよび接続板３５ｂに対して垂直に圧力がかかっているため、熱膨張樹脂７は、膨張時には圧力がかかっていない方向に膨張しようとする。したがって、板状の接続板３５ａおよび接続板３５ｂを用いた電流遮断機構３０の場合、熱膨張樹脂７は、開放されている面の方向に膨張してしまい、接点が分離しないことが考えられる。   The current interrupting mechanism 30 is caulked and fixed when attached to the battery, and pressure is applied perpendicularly to the connection plate 35a and the connection plate 35b. Try to expand in the direction that is not. Therefore, in the case of the current interruption mechanism 30 using the plate-like connection plate 35a and the connection plate 35b, it is conceivable that the thermal expansion resin 7 expands in the direction of the open surface and the contact does not separate.

そこで、例えば、開放面を絶縁材料で覆い、熱膨張樹脂７が開放面方向に膨張するのを防ぐようにする。こうすることにより、接続板３５ａおよび接続板３５ｂに対して垂直に圧力がかかっている場合においても、熱膨張樹脂７が接点方向に膨張し、両接続板の接触部を分離させることができる。   Therefore, for example, the open surface is covered with an insulating material to prevent the thermal expansion resin 7 from expanding in the open surface direction. By doing so, even when pressure is applied perpendicularly to the connection plate 35a and the connection plate 35b, the thermal expansion resin 7 expands in the contact direction, and the contact portions of both connection plates can be separated.

なお、接続板３５ａおよび接続板３５ｂの接触部は、上述の例に限られない。例えば、接続板３５ｂを折り曲げることで接触部を形成するようにしてもよい。また、折り曲げに限らず、例えば、接続板３５ａおよび接続板３５ｂのうち一方の接続板を湾曲させることで接触部を形成するようにしてもよい。   In addition, the contact part of the connection board 35a and the connection board 35b is not restricted to the above-mentioned example. For example, the contact portion may be formed by bending the connection plate 35b. In addition, the contact portion may be formed by bending one of the connection plates 35a and 35b, for example, without being bent.

以下、実施例により、この発明の実施の一形態による電流遮断機構５について、具体的に説明する。   Hereinafter, the current interruption mechanism 5 according to one embodiment of the present invention will be specifically described by way of examples.

ニッケル箔の接続板９ｂ、非膨張樹脂８、熱膨張樹脂７、ニッケル箔の接続板９ａを、図２に示すように順次積層し、接続板９ａおよび接続板９ｂに対して上下方向から各層が離れない程度の圧力を加えた状態で固定した電流遮断機構５を作製した。   As shown in FIG. 2, the nickel foil connection plate 9b, the non-expandable resin 8, the thermal expansion resin 7, and the nickel foil connection plate 9a are sequentially stacked, and each layer is formed in the vertical direction with respect to the connection plate 9a and the connection plate 9b. A current interrupting mechanism 5 that was fixed in a state where a pressure not to leave was applied was produced.

接続板９ａおよび接続板９ｂの厚みは、それぞれ０．１ｍｍとし、熱膨張樹脂７および非膨張樹脂８の厚みは、それぞれ０．３ｍｍとした。熱膨張樹脂７に混合される熱膨張性マイクロカプセルとしては、松本油脂製薬株式会社製の「マツモトマイクロスフェアー Ｆ−３０」を使用した。「マツモトマイクロスフェアー Ｆ−３０」は、約８０℃から膨張を開始し、体積が最大で７０倍程度まで増加する特性を有する、粒径が１０〜２０μｍの熱膨張性マイクロカプセルである。   The thicknesses of the connection plate 9a and the connection plate 9b were each 0.1 mm, and the thicknesses of the thermal expansion resin 7 and the non-expansion resin 8 were each 0.3 mm. “Matsumoto Microsphere F-30” manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. was used as the thermally expandable microcapsule mixed with the thermally expandable resin 7. “Matsumoto Microsphere F-30” is a thermally expandable microcapsule having a particle size of 10 to 20 μm, which has a characteristic of starting expansion from about 80 ° C. and increasing the volume up to about 70 times.

このようにして作製された電流遮断機構５を恒温槽に入れ、接続板９ａおよび接続板９ｂの接点の周囲の温度が２３℃、４５℃、６０℃、８０℃、１００℃および１２０℃となるように加熱し、設定した温度を１０分程度保持した後、接続板９ａおよび接続板９ｂ間の抵抗値を確認した。   The current interrupting mechanism 5 thus produced is placed in a thermostatic bath, and the temperatures around the contact points of the connection plate 9a and the connection plate 9b are 23 ° C, 45 ° C, 60 ° C, 80 ° C, 100 ° C and 120 ° C. After heating and holding the set temperature for about 10 minutes, the resistance value between the connection plate 9a and the connection plate 9b was confirmed.

以下の表１に、測定結果を示す。 Table 1 below shows the measurement results.

Figure 2007194069
Figure 2007194069

この結果から、設定温度が２３℃、４５℃および６０℃の場合は、両接続板間の抵抗値が「０．０４Ω」であり、抵抗値に変動がないことが確認できた。即ち、設定温度が６０℃以下の場合は、熱膨張樹脂７が膨張せず、両接続板間の接点に変化がないので、通常使用時と同様に電流遮断機構５を介して電流を流すことができる。   From this result, when the set temperatures were 23 ° C., 45 ° C., and 60 ° C., the resistance value between the two connection plates was “0.04Ω”, and it was confirmed that the resistance value did not vary. That is, when the set temperature is 60 ° C. or lower, the thermal expansion resin 7 does not expand and the contact point between the two connection plates does not change, so that the current flows through the current interrupt mechanism 5 as in normal use. Can do.

設定温度が８０℃の場合には、両接続板間の抵抗値が「０．０８Ω」となり、６０℃以下の場合と比べて抵抗値が上昇することが確認できた。そのため、電流遮断機構５を流れる電流が制限される。   When the set temperature was 80 ° C., the resistance value between the two connection plates was “0.08Ω”, and it was confirmed that the resistance value increased compared to the case of 60 ° C. or less. Therefore, the current flowing through the current interrupt mechanism 5 is limited.

また、温度が１００℃および１２０℃の場合は、抵抗値が「Ｏ／Ｌ（Over Load）」となり、両接続板間の電気的接続が切断されることが確認できた。即ち、設定温度が１００℃以上の場合は、熱膨張樹脂７が膨張して、両接続板間の接点が離れるため、電流遮断機構５を流れる電流が完全に遮断される。   Moreover, when the temperature was 100 ° C. and 120 ° C., the resistance value was “O / L (Over Load)”, and it was confirmed that the electrical connection between the two connection plates was disconnected. That is, when the set temperature is 100 ° C. or higher, the thermal expansion resin 7 expands and the contacts between the two connection plates are separated, so that the current flowing through the current interrupt mechanism 5 is completely interrupted.

以上の結果から、異常な発熱時には、熱膨張樹脂７が膨張することにより電流を遮断することができることが確認できた。   From the above results, it was confirmed that the current could be interrupted by the expansion of the thermal expansion resin 7 during abnormal heat generation.

以上、この発明の実施の一形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の実施の一形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の実施の一形態では、二次電池を例にとって説明したが、これに限られず、一次電池などの他の電池にも適用可能である。また、例えば、上述の実施の一形態において挙げた数値は、あくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the embodiment of the present invention described above, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention. Is possible. For example, in the above-described embodiment, the secondary battery has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to other batteries such as a primary battery. Further, for example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.

また、上述の実施の一形態では、リチウムイオン電池を例にとって説明したが、これはこの例に限られず、各種の正極および負極材料を用いた電池に適用することが可能である。   In the above embodiment, the lithium ion battery has been described as an example. However, the present invention is not limited to this example, and can be applied to a battery using various positive and negative electrode materials.

さらに、この実施の一形態による電流遮断機構は、円筒型の電池に限られず、角型等の電池パックにも適用可能である。   Furthermore, the current interrupt mechanism according to this embodiment is not limited to a cylindrical battery, but can be applied to a battery pack such as a square battery.

この発明の実施の一形態による二次電池の一例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an example of the secondary battery by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態による電流遮断機構の層構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the layer structure of the electric current interruption mechanism by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態による電流遮断機構の一例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an example of the electric current interruption mechanism by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態による電流遮断機構の動作を示す断面図である。It is sectional drawing which shows operation | movement of the electric current interruption mechanism by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態による電流遮断機構の別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the electric current interruption mechanism by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態による電流遮断機構のさらに別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the electric current interruption mechanism by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態による電流遮断機構のさらに別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the electric current interruption mechanism by one Embodiment of this invention. この発明の実施の一形態の他の構成例による電流遮断機構の一例の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an example of the electric current interruption mechanism by the other structural example of one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電池缶
２ａ、２ｂ 絶縁板
３ 正極端子板
４ 安全弁機構
４ａ ディスク板
５、５’、５” 電流遮断機構
６ 絶縁封口ガスケット
７ 熱膨張樹脂
８ 非膨張樹脂
９ａ、９ａ’、９ａ”、９ｂ、９ｂ’、９ｂ” 接続板
１０ 電池素子
１１ 正極
１１ａ 正極活物質層
１１ｂ 正極集電体
１２ 負極
１２ａ 負極活物質層
１２ｂ 負極集電体
１３ 正極端子
１４ 負極端子
１５ａ、１５ｂ セパレータ
１６ センターピン
２０ 電流遮断機構
２５ａ、２５ｂ 接続板
３０ 電流遮断機構
３５ａ、３５ｂ 接続板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery can 2a, 2b Insulation board 3 Positive electrode terminal board 4 Safety valve mechanism 4a Disk board 5, 5 ', 5 "Current interruption mechanism 6 Insulation sealing gasket 7 Thermal expansion resin 8 Non-expansion resin 9a, 9a', 9a", 9b, 9b ', 9b "connecting plate 10 battery element 11 positive electrode 11a positive electrode active material layer 11b positive electrode current collector 12 negative electrode 12a negative electrode active material layer 12b negative electrode current collector 13 positive electrode terminal 14 negative electrode terminals 15a, 15b separator 16 center pin 20 current interruption Mechanism 25a, 25b Connection plate 30 Current interruption mechanism 35a, 35b Connection plate

Claims (7)

外部と電気的に接続するための第１の接続板および第２の接続板を備え、
上記第１の接続板と上記第２の接続板との対向間隙には、上記第１の接続板の一縁端部と、該一縁端部に対向する上記第２の接続板の一縁端部との対向間隙側に第１の樹脂部材が配設され、且つ、上記第１の接続板の上記一縁端部と逆側の逆縁端部と、該逆縁端部に対向する上記第２の接続板の逆縁端部との対向間隙には、上記第１の樹脂部材よりも熱膨張率が小なる第２の樹脂部材が配設され、
上記第１の接続板の上記一縁端部および上記第２の接続板の上記一縁端部のうちの少なくとも一方には、他方へ向けて形成され該他方の上記一縁端部に接触して接点を形成する接触部が、上記第１の樹脂部材の熱膨張時に上記他方と離間可能に形成されている
ことを特徴とする電流遮断機構。 A first connecting plate and a second connecting plate for electrically connecting to the outside;
In the facing gap between the first connection plate and the second connection plate, one edge of the first connection plate and one edge of the second connection plate facing the one edge A first resin member is disposed on the opposite gap side to the end, and the first edge of the first connecting plate is opposite to the opposite edge, and the opposite edge is opposed to the opposite edge. A second resin member having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the first resin member is disposed in a gap facing the opposite edge of the connection plate of 2;
At least one of the one edge portion of the first connection plate and the one edge portion of the second connection plate is formed toward the other and is in contact with the other edge portion. The current interrupting mechanism is characterized in that a contact portion that forms a contact is formed so as to be separable from the other when the first resin member is thermally expanded. 請求項１に記載の電流遮断機構において、
上記接触部は、
上記第１の接続板または上記第２の接続板のうち少なくとも一方の接続板の縁端部が折り曲げられて形成されている
ことを特徴とする電流遮断機構。 In the current interruption mechanism according to claim 1,
The contact part is
A current interrupting mechanism, wherein an edge portion of at least one of the first connection plate and the second connection plate is bent. 請求項２に記載の電流遮断機構において、
上記第１の接続板および上記第２の接続板は、リング状をしており、
折曲され上記接触部が形成される上記縁端部は、上記第１の接続板および上記第２の接続板のうち少なくとも一方の内周縁部である
ことを特徴とする電流遮断機構。 In the current interruption mechanism according to claim 2,
The first connection plate and the second connection plate have a ring shape,
The current cut-off mechanism, wherein the edge portion where the contact portion is bent is an inner peripheral edge portion of at least one of the first connection plate and the second connection plate. 請求項１に記載の電流遮断機構において、
上記第１の樹脂部材は、
所定の温度で膨張する熱膨張性材料と絶縁性材料とを混合して生成される
ことを特徴とする電流遮断機構。 The current interruption mechanism according to claim 1,
The first resin member is
A current interrupting mechanism produced by mixing a thermally expansible material that expands at a predetermined temperature and an insulating material. 請求項４に記載の電流遮断機構において、
上記熱膨張性材料は、
熱可塑性樹脂のカプセルに低沸点溶液を充填した熱膨張性マイクロカプセルである
ことを特徴とする電流遮断機構。 The current interruption mechanism according to claim 4,
The thermally expandable material is
A current interruption mechanism characterized by being a thermally expandable microcapsule in which a thermoplastic resin capsule is filled with a low boiling point solution. 外装体に収容された電池素子と、電流遮断機構を有する電池において、
上記電流遮断機構は、
上記電池素子と外部端子との間において互いに対向して介在配置される第１の接続板および第２の接続板を備え、
上記第１の接続板と上記第２の接続板との対向間隙には、上記第１の接続板の一縁端部と、該一縁端部に対向する上記第２の接続板の一縁端部との対向間隙側に第１の樹脂部材が配設され、且つ、上記第１の接続板の上記一縁端部と逆側の逆縁端部と、該逆縁端部に対向する上記第２の接続板の逆縁端部との対向間隙には、上記第１の樹脂部材よりも熱膨張率が小なる第２の樹脂部材が配設され、
上記第１の接続板の上記一縁端部および上記第２の接続板の上記一縁端部のうちの少なくとも一方には、他方へ向けて形成され該他方の上記一縁端部に接触して接点を形成する接触部が、上記第１の樹脂部材の熱膨張時に上記他方と離間可能に形成されている
ことを特徴とする電池。 In the battery element housed in the exterior body and the battery having a current interruption mechanism,
The current interruption mechanism is
A first connection plate and a second connection plate disposed to be opposed to each other between the battery element and the external terminal;
In the facing gap between the first connection plate and the second connection plate, one edge of the first connection plate and one edge of the second connection plate facing the one edge A first resin member is disposed on the opposite gap side to the end, and the first edge of the first connecting plate is opposite to the opposite edge, and the opposite edge is opposed to the opposite edge. A second resin member having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the first resin member is disposed in a gap facing the opposite edge of the connection plate of 2;
At least one of the one edge portion of the first connection plate and the one edge portion of the second connection plate is formed toward the other and is in contact with the other edge portion. The battery is characterized in that a contact portion forming a contact is formed so as to be separable from the other when the first resin member is thermally expanded. 請求項６に記載の電池において、
上記外装体は、金属缶であることを特徴とする電池。 The battery according to claim 6, wherein
The battery according to claim 1, wherein the outer package is a metal can.
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