JP4535699B2 - 開裂溝付き密閉型電池 - Google Patents
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Description
また、落下等の衝撃によって開裂溝及び開裂制御溝を開裂させず、および開裂溝よりも先に開裂制御溝を開裂させないために、開裂溝の残肉厚は外装缶の厚みの25〜75%とし、開裂制御溝の残肉厚は外装缶の厚みの50〜75%とする。
コバルト酸リチウム(LiCoO2)からなる正極活物質90質量部と、アセチレンブラックからなる炭素系導電剤5質量部と、ポリビニリデンフルオライド(PVdF)からなる結着剤5質量部と、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを混合して活物質スラリーとした。
開裂制御溝の残肉厚を0.12mmとしたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例2に係る電池を作製した。
開裂制御溝の残肉厚を0.15mmとしたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例2に係る電池を作製した。
図6(a)に示すように、断面対称の開裂制御溝を形成したこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例4に係る電池を作製した。
図11に示すように、開裂制御溝を形成しなかったこと以外は、上記実施例1と同様にして、比較例1に係る電池を作製した。
開裂溝の残肉厚を0.15mmとしたこと以外は、上記比較例1と同様にして、比較例2に係る電池を作製した。
図12に示すように、開裂制御溝14と同一形状(外装缶面に対する溝角θ1,θ2は、前記外装缶面の外周側の溝角θ2よりも、前記外装缶面の中心側の溝角θ1の方が大きい)であり、缶底部から6.5mmの位置(開裂制御溝形成領域202以外の領域)に、溝(以下、非開裂溝と称する)15を形成したこと以外は、上記比較例1と同様にして、比較例3に係る電池を作製した。
実施例1〜4、比較例1〜3において、封口板3、電池外装缶2及び電極体1のみを用い(即ち、電解液等を用いないで)、封口板3と電池外装缶2とをレーザー溶接し、各実施例、比較例に係る試験セルを作製した。そして、注液孔より空気を電池内に送り込んで電池内部を加圧し、開裂溝が作動したときの電池内部圧力(開裂溝の作動圧)を測定した。試験結果を下記表1に示す。尚、試料数は、各セル5個である。
実施例1、比較例1〜3に係る電池に対し、以下の試験により電池の安全性を調べた。
1It(630mAh)で電圧が4.20Vになるまで充電し、その後、85℃条件で保存し、開裂溝が開裂するまでの日数を測定した。尚、試料数は、各電池5個である。
実施例1、比較例1〜3に係る電池を、未充電状態から1It(630mAh)で3時間過充電し、過充電後の電池の状態を目視により確認した。尚、試料数は、各電池5個である。
なお、上記実施例1では開裂溝13及び開裂制御溝14の深さを0.07mmとしているが、この深さに限定するものではなく、電池の種類(要求される作動圧)、サイズ、外装缶の材質等を考慮して、変更できることは勿論である。但し、落下等の衝撃によって開裂溝13及び開裂制御溝14が開裂しないこと、および開裂溝13よりも先に開裂制御溝14が開裂しないことが求められるため、開裂溝13の残肉厚は外装缶の厚みの25〜75%、開裂制御溝14の残肉厚は外装缶の厚みの50〜75%とする。また、上記実施例では封口板及び外装缶としてアルミニウム合金を用いたが、これに限定するものではなく、鉄・ステンレススチール等の公知の材質でもよい。
2 外装缶
201 四隅領域(開裂溝が形成される領域)
202 開裂制御溝形成領域
3 封口板
4 負極端子
5 負極タブ
6 ガスケット
7 絶縁板
8 導電板
9 狭持部材
10 側面
12 凸部稜線
13 開裂溝
14 開裂制御溝
15 非開裂溝
16 開口
Claims (5)
- 外装缶表面に電池膨張時に開裂する開裂溝が形成された開裂溝付き密閉型電池において、
前記開裂溝付き密閉型電池は、更に前記開裂溝の開裂作動圧を調節する開裂制御溝を有し、
前記開裂溝と前記開裂制御溝とは接触せず、
前記開裂溝の少なくとも一部は、前記開裂溝の形成された外装缶面に垂直な方向から見て、当該面の底辺に平行で側辺を三等分する線分と、当該面の側辺に平行で底辺を三等分する線分とにより、当該面を九分割した九つの領域の内の四隅領域のいずれかで、且つ電池膨張時に当該領域に***し形成される凸部稜線と交差する位置に設けられ、
前記開裂制御溝の少なくとも一部は、前記開裂溝の一部が設けられている四隅領域であって前記開裂溝よりも当該外装缶面の中央側の位置に設けられており、
前記開裂溝の残肉厚は前記外装缶の厚みの25〜75%であり、且つ、前記開裂制御溝の残肉厚は外装缶の厚みの50〜75%であり、
開裂溝の横断面形状における最深部が鋭角である、
ことを特徴とする開裂溝付き密閉型電池。 - 請求項1記載の開裂溝付き密閉型電池において、
前記開裂溝は、前記凸部稜線と略直角に交差している、
ことを特徴とする開裂溝付き密閉型電池。 - 請求項1記載の開裂溝付き密閉型電池において、
前記開裂制御溝の先端部分の横断面形状は、鋭角でない、
ことを特徴とする開裂溝付き密閉型電池。 - 請求項1記載の開裂溝付き密閉型電池において、
前記開裂制御溝は、電池膨張時に前記開裂溝の一部が設けられている四隅領域に形成される凸部稜線と交差するか、又は接する位置に設けられている、
ことを特徴とする開裂溝付き密閉型電池。 - 請求項1記載の開裂溝付き密閉型電池において、
前記開裂制御溝の外装缶面に対する溝角θ1,θ2は、前記外装缶面の外周側の溝角θ2よりも、前記外装缶面の中心側の溝角θ1の方が大きい、
ことを特徴とする開裂溝付き密閉型電池。
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