JP6753510B2 - 二次電池および二次電池の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池および二次電池の制御方法に関する。
近年、環境保護運動の高まりを背景として、電気自動車(EV)およびハイブリッド電気自動車(HEV)の開発が進められている。これらのモーター駆動用電源としては繰り返し充放電可能な二次電池などのモーター駆動用電気デバイスが適している。特に高容量、高出力が期待できるリチウムイオン二次電池が注目を集めており、現在急速に開発が進められている。
リチウムイオン二次電池は、たとえば、発電要素として複数の単電池層を積層して、この積層体を外装材によって封止した構造である。このようなリチウムイオン二次電池は、貯蔵されるエネルギーが大きく、安全性の確保がより重要になる。
安全性の確保のための試験の一つに釘刺し試験がある。釘刺し試験は、導電体が二次電池の外装材を突き抜けて刺さる場合を想定した試験である。導電体が二次電池の外装材を突き抜けて刺さると、発電要素と導電体との間で短絡が生じ、発電要素内や導電体との間に大電流が流れる。このときジュール熱が発生して、温度が上昇する。
従来、このような導電体が刺さったときの温度上昇を防止するため、短絡形成兼放熱促進ユニットを設けた技術がある。短絡形成兼放熱促進ユニットは電池外部に設けられているもので、導電体が発電要素内に侵入して内部短絡が発生したときに、より低抵抗な外部回路を形成する。これにより短絡電流を外部の回路に誘導して、発電要素内部に侵入した導電体への流れ込み電流を減少させ、発電要素内部での発熱を抑える。短絡形成兼放熱促進ユニットの外部回路は、主に金属板であり、この金属板と電池内の電極のリード部とを接続することで、導電体の侵入などによる発電要素内部での短絡よりも先に外部短絡させて、電池電圧を低下させ、化学反応による発熱を低減させる(特許文献1)。
しかしながら、発電要素内に導電体が侵入した際には、その導電体と短絡形成兼放熱促進ユニットとの接続部においても熱が発生する。この接続部における熱が内部の発電要素に伝わり、発電要素内部の温度が上昇して電池性能が劣化してしまう可能性がある。また、逆に導電体と短絡形成兼放熱促進ユニットとの接続部が外れて、外部回路へ電流を逃がすことができなくなって、結局、発電要素内部に電流が流れて温度上昇してしまう可能性もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電池の発電要素内に導電体が侵入しても、発電要素の温度上昇を抑えることのできる二次電池を提供することである。また、本発明の他の目的は、電池の発電要素内に導電体が侵入しても、発電要素の温度上昇を抑えることのできる二次電池の制御方法を提供することである。
上記目的を達成するための本発明の二次電池は、正極、セパレーター、および負極がこの順で積層された単電池層を少なくとも一つ有する発電要素を有する。この発電要素の単電池層が積層された方向の少なくとも一方の外側に、電気的絶縁部材を介して配置された導電部材を備える。導電部材を、発電要素のうち導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極に電気的に接続する外部短絡回路を備える。そして外部短絡回路に電流が流れているか否かを検知する電流検知部を備え、電流検知部が電流を検知していないときには発電要素の正極と発電要素の負極の間を電気的に絶縁していて、電流検知部が電流を検知したときには発電要素の正極と発電要素の負極の間を発電要素の外部で短絡させる開閉器を備えた外部放電安全回路を有する。
上記目的を達成するための本発明の二次電池の制御方法は、正極、セパレーター、および負極がこの順で積層された単電池層を少なくとも一つ有する発電要素と、発電要素の単電池層が積層された方向の少なくとも一方の外側に、電気的絶縁部材を介して配置された導電部材と、導電部材を、発電要素のうち導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極にそれぞれ電気的に接続する外部短絡回路と、を有する二次電池の制御方法である。この制御方法は、外部短絡回路に電流が流れたことを検知して、発電要素の正極と発電要素の負極の間を発電要素の外部で電気的に短絡させる。
本発明によれば、導電体が発電要素に侵入した場合に、発電要素の外側に設けた導電部材と、導電部材が接続されている電極との間に流れる電流を検知したときに、発電要素の正極と発電要素の負極の間を短絡させることとした。これにより、発電要素のエネルギーを開放させることができて、発電要素の温度上昇を抑えることができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、以下の説明において「電気的に接続」とは、電気部材(部品)が直接接続されて導通する場合も、途中に他の導電性部材(例えば抵抗体や負荷、コイルなど)を介在させて導通する場合も含む。
(実施形態1)
実施形態1は、双極型二次電池である。
実施形態1は、双極型二次電池である。
図1は、実施形態1に係る双極型二次電池の全体構造を示す概略図である。
図1に示すとおり、双極型二次電池1は、充放電を行う発電要素100を外装材20の内部に密封した構造を有する。
発電要素100は、面状の集電体11の一方の面に正極12が形成され、他方の面に負極13が形成されてなる双極型電極14aが、セパレーター15を介して複数積層されている。したがって、発電要素100は、セパレーター15と、セパレーター15の一方の面に位置する正極12と、セパレーター15の他方の面に位置する負極13とからなる単電池層14bが、集電体11を介して積層された構造とも言える。双極型二次電池1は、単電池層14bが、正極12と負極13とが交互になるように集電体11を介して積層されることで各単電池層14bが電気的に直列接続される。なお、積層される単電池層14bの数は限定されず、所望する出力電圧に応じて調整し得る。
複数の集電体11のうち、双極型二次電池1の正極側の最外層集電体を正極側最外層集電体11aとし、負極側の最外層集電体を負極側最外層集電体11bとして区別する。
正極側最外層集電体11aは、正極集電板16に接合している。負極側最外層集電体11bは、負極集電板17に接合している。なお、この構成に限定されず、正極側最外層集電体11aおよび負極側最外層集電体11bは、それぞれ所定の層(たとえば、正極または負極を構成する層)を介して正極集電板16および負極集電板17に接合してもよい。
正極集電板16は、発電要素100の一方の最外層において発電要素100と電気的に接続されていて、その一部がそのまま外装材20の外部に導出されて正極タブ16aとなっている。正極タブ16aは、この発電要素100の正極となる。
負極集電板17は、発電要素100の他方の最外層において発電要素100と電気的に接続されていて、その一部がそのまま外装材20の外部に導出されて負極タブ17aとなっている。負極タブ17aは、この発電要素100の負極となる。
正極タブ16aおよび負極タブ17aには、双極型二次電池1の放電時には外部負荷が接続され、充電時には充電器(発電機を含む)が接続される。外部負荷としてはたとえば、モーターやその他の回路などである。双極型二次電池1は、これら外部負荷や充電器を通じて一方の電極(正極タブ16aまたは負極タブ17a)が、接地(アース)される。
集電体11、11a、11b、および正極集電板16と負極集電板17は、いずれも二次電池に使用されている導電性材料であれば特に限定されない。具体的にはたとえば、アルミニウム、銅、ニッケル、これらを含む合金や、ステンレスなどの金属、さらに導電性樹脂なども使用可能である。
発電要素100は、集電体11の外周縁と接するシール部18を有する。シール部18は、絶縁性のシール材によって形成する。シール部18は、集電体11の外周部である端部に固定されるとともに、2つのセパレーター15の間に配置する。シール部18は、発電要素100において隣り合う集電体11同士の接触や、単電池層14bの端部のわずかな不揃いに起因する短絡を防止する。
単電池層14bが積層される方向の正極集電板16より外側には、電気的絶縁部材(以下単に絶縁部材という)31を介して、導電部材32を積層している。絶縁部材31は、正極集電板16と導電部材32の接触を防止し、電気的に絶縁する。
導電部材32は、発電要素100のうち導電部材32が配置されている側の最外層にある電極の極性と逆極性の電極と電気的に接続される。ここでは導電部材32は、正極側最外層集電体11aの外側に絶縁部材31を挟んで配置されている。このため導電部材32は、発電要素100の負極である負極タブ17aに電気的に接続される。
導電部材32は、その一端が外装材20の外に導き出されていて、リード線33によって負極タブ17a(発電要素100の負極である)に電気的に接続されている。リード線33の途中には抵抗Rおよびリレー40のコイル41が接続されている。つまり、導電部材32は、抵抗Rを介してコイル41の一端子と接続され、コイル41の他端子は負極タブ17aと接続されている。ここでは、リード線33による導電部材32、抵抗R、コイル41、および負極タブ17aの経路を外部短絡回路35という。
外部短絡回路35において、導電部材32は、負極タブ17aと電気的に接続されているが、絶縁部材31によって正極集電板16とは電気的に絶縁されている。このため、通常の状態(図1に示した状態)では、コイル41および抵抗Rに電流は流れない。
抵抗Rは、この外部短絡回路35に電流が流れたきに(後述)、リレー40(特にコイル)を保護するための負荷である。また抵抗Rを付けることで、詳細は後述するが外部短絡回路35に電流が流れたきに、電流を外部放電安全回路36へ流しやすくする作用がある。外部短絡回路35に電流が流れるのは、導電部材32を突き抜けて導電体が侵入したときである。侵入した導電体と導電部材32との接触抵抗は通常の配線抵抗より高い。したがって、抵抗Rがなくても、もともと外部放電安全回路36の方が外部短絡回路35よりも電流が流れやすい。このため、抵抗Rはリレー40の耐圧が十分であればなくてもよい。
導電部材32は、電極の面積(発電要素の積層方向に交差する面の面積)以上の面積とする。実質的には正極集電板16および負極集電板17のいずれか大きい方以上の面積である。このような大きさとすることで、仮に、導電体(たとえば釘刺し試験の釘)が発電要素100内に侵入するようなことがあれば、必ず、導電部材32に接触することになる。
導電部材32は、集電体や集電板と同様に導電性を有する材料であればよく、たとえば、金属や導電性樹脂を用いることができる。
絶縁部材31は、絶縁性、個体電解質の脱落に対するシール性(密封性)や外部からの水分の透湿に対するシール性、電池動作温度下での耐熱性などを有する材料を用いる。たとえば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ゴムなどが用いられる。特に、耐蝕性、耐薬品性、製造し易さ(製膜性)、経済性などの観点から、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂を使用することが好ましい。
リレー40は、周知のとおり、コイル41とスイッチ42からなり、コイル41に電流が流れることで、コイル41に生じる電磁気力によってスイッチ42が開閉する。コイル41は通常鉄心(不図示)に巻き回されているが鉄心がないものもある。コイル41が電流検知部となり、スイッチ42が開閉器となる。
リレー40においては、スイッチ42の一端子が正極タブ16aに接続され、他端子が負極タブ17aに接続されている。スイッチ42は常時開(オフ)であり、コイル41に電流が流れることで閉(オン)に作動するように取り付けている。
本実施形態1で用いるリレー40は、たとえば双安定リレー(ラッチングリレー)である。双安定リレーはコイル41に電流が流れて一旦スイッチ42が切り替わると、コイル41の電流が切れても、切り替わった後の状態を保持する(コイル電流が切れても、元の状態に復帰しない)。本実施形態1では、コイル41に電流が流れていない状態でスイッチ42は開(オフ)状態で正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に絶縁している。一方、コイル41に電流が流れると、スイッチ42が閉(オン)となって正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続する。一旦、スイッチ42が閉(オン)となった後は、コイル41に電流が流れなくなっても、スイッチ42は閉状態のままでる。このため、正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続した状態が維持される。双安定リレー以外でも使用可能であり、コイル非通電時には正極タブ16aと負極タブ17aの間が開(オフ)、コイル通電時に閉(オン)となって、その後は復帰しないリレーや、マグネットスイッチ、電磁開閉器などを用いることができる。
このリレー40によって、発電要素100の外部(外装材の外)において、正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続する経路を外部放電安全回路36という。
以下、そのほか発電要素各部について説明する。
正極12は正極活物質層を構成する。正極12は、正極活物質および導電助剤などを含む。正極12は所定の厚さt1を有するシート状である。
正極活物質は、電極反応において正極12と負極13との間を往来する物質(イオン)を蓄積および放出できる正極材料である。正極活物質は、リチウムと遷移金属との複合酸化物(たとえば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、およびLiMn2O4)、遷移金属硫化物(たとえば、MoS2およびTiS2)、および導電性高分子(たとえば、ポリアニリン、ポリフッ化ビニリデン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン、およびポリカルパゾール)などが挙げられる。
導電助剤は、導電性を有する材料から選択される。導電助剤は、たとえば、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、金、銅、およびチタンなどの金属、グラファイト、およびカーボンブラックなどのカーボン、もしくはこれらの混合物である。
負極13は負極活物質層を構成する。負極13は、負極活物質および導電助剤などを含む。負極13は所定の厚さt2を有するシート状である。
負極活物質は、電極反応において正極12と負極13との間を往来する物質(イオン)を蓄積および放出できる負極材料である。負極活物質としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体(たとえば、フェノール樹脂またはフラン樹脂などを焼成し炭素化したもの)、コークス類(たとえば、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークス)、炭素繊維、導電性高分子(たとえば、ポリアセチレンおよびポリピロール)、スズ、シリコン、および金属合金(たとえば、リチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金およびリチウム−アルミニウム−マンガン合金)、リチウムと遷移金属との複合酸化物(たとえば、Ti4Ti5O12)などが挙げられる。
正極12の厚さt1および負極13の厚さt2は、それぞれ150〜1500μmであることが好ましい。このように正極12および負極13の膜厚を厚くすると、電池内に多くの活物質を含ませることができ、電池を高容量化することができ、エネルギー密度向上に有効である。
なお、正極活物質および負極活物質はこれらに限定されない、通常の二次電池に使用されている材料を使用することができる、
セパレーター15は、正極12と負極13との間に設けられ、正極12と負極13とを電気的に隔離している。セパレーター15は、正極12と負極13との間に電解液を保持して、イオンの伝導性を担保している。
セパレーター15は、正極12と負極13との間に設けられ、正極12と負極13とを電気的に隔離している。セパレーター15は、正極12と負極13との間に電解液を保持して、イオンの伝導性を担保している。
セパレーター15の形態としては、たとえば、電解質(電解液)を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔質膜(多孔性シート)のセパレーターや不織布セパレーター等を挙げることができる。
ポリマーないし繊維からなる多孔質膜のセパレーター15としては、たとえば、微多孔質(微多孔膜)を用いることができる。このポリマーないし繊維からなる多孔質膜の具体的な形態としては、たとえば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン;これらを複数積層した積層体(たとえば、PP/PE/PPの3層構造をした積層体など)、ポリイミド、アラミド、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(PVdF−HFP)等の炭化水素系樹脂、ガラス繊維などからなる微多孔質(微多孔膜)セパレーターが挙げられる。
微多孔質(微多孔膜)セパレーターの厚みは、使用用途により異なることから一義的に規定することはできない。一例を示せば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)、燃料電池自動車(FCV)などのモーター駆動用二次電池などの用途においては、単層あるいは多層で4〜60μmであることが望ましい。微多孔質(微多孔膜)セパレーターの微細孔径は、最大で1μm以下(通常、数十nm程度の孔径である)であることが望ましい。
不織布セパレーターとしては、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル;PP、PEなどのポリオレフィン;ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを、単独または混合して用いる。また、不織布のかさ密度は、含浸させた高分子ゲル電解質により十分な電池特性が得られるものであればよく、特に制限されるべきものではない。さらに、不織布セパレーターの厚さは、好ましくは5〜200μmであり、特に好ましくは10〜100μmである。
また、セパレーター15としては、多孔質膜などの基体に耐熱絶縁層が積層されたセパレーター(耐熱絶縁層付セパレーター)であることが好ましい。耐熱絶縁層は、無機粒子およびバインダを含むセラミック層である。耐熱絶縁層付セパレーターは融点または熱軟化点が150℃以上、好ましくは200℃以上である耐熱性の高いものを用いる。耐熱絶縁層を有することによって、温度上昇の際に増大するセパレーターの内部応力が緩和されるため熱収縮抑制効果が得られる。
耐熱絶縁層における無機粒子は、耐熱絶縁層の機械的強度や熱収縮抑制効果に寄与する。無機粒子として使用される材料は特に制限されない。たとえば、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンの酸化物(SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2)、水酸化物、および窒化物、ならびにこれらの複合体が挙げられる。これらの無機粒子は、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、マイカなどの鉱物資源由来のものであってもよいし、人工的に製造されたものであってもよい。また、これらの無機粒子は1種のみが単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。これらのうち、コストの観点から、シリカ(SiO2)またはアルミナ(Al2O3)を用いることが好ましく、アルミナ(Al2O3)を用いることがより好ましい。
耐熱性粒子の目付けは、特に限定されるものではないが、5〜15g/m2であることが好ましい。この範囲であれば、十分なイオン伝導性が得られ、また、耐熱強度を維持する点で好ましい。
耐熱絶縁層におけるバインダは、無機粒子どうしや、無機粒子と樹脂多孔質膜の基体などとを接着させる役割を有する。バインダによって、耐熱絶縁層が安定に形成され、また多孔質の基体などと耐熱絶縁層との間の剥離を防止される。
耐熱絶縁層に使用されるバインダは、特に制限はなく、たとえば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリアクリロニトリル、セルロース、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、アクリル酸メチルなどの化合物がバインダとして用いられうる。このうち、カルボキシメチルセルロース(CMC)、アクリル酸メチル、またはポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いることが好ましい。これらの化合物は、1種のみが単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
耐熱絶縁層におけるバインダの含有量は、耐熱絶縁層100重量%に対して、2〜20重量%であることが好ましい。バインダの含有量が2重量%以上であると、耐熱絶縁層と多孔質基体層との間の剥離強度を高めることができ、セパレーターの耐振動性を向上させることができる。一方、バインダの含有量が20重量%以下であると、無機粒子の隙間が適度に保たれるため、十分なリチウムイオン伝導性を確保することができる。
電解質(電解液)は、非水(系)電解液である。電解液を介して正極12と負極13の間をイオンが移動することで、発電要素100の電気が充放電される。たとえば、電解液は、有機溶媒に支持塩であるリチウム塩などが溶解した形態である。有機溶媒としては、支持塩を十分に溶解させ得るものであればよく、たとえば、(1)プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの環状カーボネート類、(2)ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、(3)テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン等のエーテル類、(4)γ−ブチロラクトン等のラクトン類、(5)アセトニトリル等のニトリル類、(6)プロピオン酸メチル等のエステル類、(7)ジメチルホルムアミド等のアミド類、(8)酢酸メチル、蟻酸メチルのなかから選ばれる少なくともから1種類または2種以上を混合した非プロトン性溶媒等の可塑剤などが挙げられる。これら有機溶媒は、単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。支持塩としては、従来公知のものを用い得る。たとえば、Li(C2F5SO2)2N(LiBETI)、Li(CF3SO2)2N(LiTFSI)、Li(FSO2)2N(LiFSI)、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2Nなどを用いる。
外装材20は、発電要素100を両側から被覆して封止する。これにより、外装材20は、発電要素100を収容する。外装材20は、たとえば、樹脂−アルミニウム−樹脂の3層構造のラミネートフィルムなどを使用する。
なお、本実施形態1では、導電部材32は、正極集電板16の外側に設けたが、これに代えて、負極集電板17の外側に絶縁部材31を介して設けてもよい。この場合、導電部材32は、リード線33によって正極タブ16a(発電要素100の正極)に電気的に接続される。
(作用)
実施形態1に係る双極型二次電池1の作用を釘刺し試験を例に説明する。釘刺し試験は、周知のように、導電体が二次電池の外装材を突き抜けて、発電要素に到達した場合を想定した安全性試験である。
実施形態1に係る双極型二次電池1の作用を釘刺し試験を例に説明する。釘刺し試験は、周知のように、導電体が二次電池の外装材を突き抜けて、発電要素に到達した場合を想定した安全性試験である。
図2〜5は釘刺し試験を例に実施形態1に係る双極型二次電池1の作用を説明するための図であり、図2は釘刺し前の状態を示す模式図であり、図3は釘刺し直後の状態を示す模式図であり、図4は釘貫通後の状態を示す模式図であり、図5は釘貫通後の別の状態を示す模式図である。
図2に示すように、釘500を刺す前の状態では、コイル41に電流は流れておらず、スイッチ42は開いていて導通していない。
釘刺し試験が開始されて、図3に示すように、釘500が、導電部材32を貫通して、正極集電板16に至ると、釘500を介して導電部材32と正極集電板16が導通する。そうすると外部短絡回路35である導電部材32、抵抗R、コイル41、および負極タブ17aの経路を電流が流れる(図中の矢印が電流の流れを示す。他の図においても同様)。電流がコイル41に流れた瞬間、リレー40のスイッチ42が閉(オン)となり、外部放電安全回路36を介して正極タブ16aから負極タブ17aへ電流が流れる。すなわち、導電部材32とこれに接続された負極タブ17aとの間に電流が流れたことをコイル41によって検知して、外部放電安全回路36を通じて発電要素100の正極と負極の間に電流を流すのである。
これにより外部放電安全回路36によって、発電要素100に蓄積されていたエネルギーが開放される。しかも、外部放電安全回路36側は配線抵抗のみであるので、釘500と導電部材32との接触抵抗よりも低い。さらに、本実施形態1では抵抗Rがあることで、外部短絡回路35の回路抵抗が外部放電安全回路36の回路抵抗より高くなっている。このために釘500を介在させた電流よりも外部放電安全回路36に行く電流が流れやすくなる。したがって、ほとんどのエネルギーが外部放電安全回路36を通じて接地(アース)などへ放電される。
さらに釘500を深く刺すと、図4に示すように、釘500が発電要素100の内部深くまで至る。この状態では、釘500が発電要素100内部の各集電体や、活物質、電解液、さらに負極集電板17にも接するようになり、釘500を通じて内部短絡が発生する。しかし、本実施形態1では外部放電安全回路36により正極と負極を直接短絡しているので、釘500を通じた電流の流れは少ない(図中の破線矢印とばつ印により電流の流れが少なくなるか流れなくなったことを示す。他の図においても同様)。
また、図5に示すように、釘500が貫通後、導電部材32と釘500との接触部分で、接触が弱く抵抗が高くなったり(図5中点線丸510で囲った部分)、接触がなくなって電気的接続が切れるたりする(図5中点線丸511で囲った部分)場合がある。このような状態になると、従来は外部短絡回路35に相当する回路しかないため、釘500との接触部分が高熱になったり、外部短絡回路35にほとんど電流が流れなくなったりする。
本実施形態1では、外部短絡回路35に電流が流れたことを検知して、正極タブ16aと負極タブ17aを短絡している。このため導電部材32と釘500の接触部分が高抵抗であったり、接触が切れたりしても、発電要素100の外で外部放電安全回路36によってエネルギーが開放されている。このため、釘500との接触部分での温度上昇を抑え、発電要素100内部の温度上昇を抑えることができる。また、発電要素100内は、電池内部抵抗により発電要素100全体で緩やかに発熱するため発電要素100内部の局所的な温度上昇も抑えることができる。
(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る双極型二次電池の全体構造を示す概略図である。
図6は、実施形態2に係る双極型二次電池の全体構造を示す概略図である。
図6に示すとおり、双極型二次電池2の発電要素100は、実施形態1の発電要素100と同じである。
本実施形態2では、単電池層14bが積層される方向の正極集電板16より外側に、絶縁部材31aを介して、第1導電部材32aを積層している。絶縁部材31aは、正極集電板16と第1導電部材32aの接触を防止し、電気的に絶縁する。
第1導電部材32aは、その一端が外装材20の外に導き出されていて、第1リード線33aによって負極タブ17aに電気的に接続されている。すなわち、第1導電部材32aは、発電要素100の負極となっている負極タブ17aに電気的に接続されている。したがって、第1導電部材32aは、第1導電部材32aが配置されている側の最外層にある電極の極性と逆極性の電極に接続されているのである。
第1リード線33aの途中には抵抗R1および第1リレー40aの第1コイル41aが接続されている。つまり、第1導電部材32aは、抵抗R1を介して第1コイル41aの一端子と接続され、第1コイル41aの他端子は負極タブ17aと接続されている。ここでは、第1リード線33aによる第1導電部材32a、抵抗R1、第1コイル41a、および負極タブ17aの経路を第1外部短絡回路35aという。
第1外部短絡回路35aにおいて、第1導電部材32aは、負極タブ17aと電気的に接続されているが、絶縁部材31aによって正極集電板16とは電気的に絶縁されている。このため、通常の状態(図6に示した状態)では、第1コイル41aおよび抵抗R1に電流は流れない。
抵抗R1は、この第1外部短絡回路35aに電流が流れたきに(後述)、第1リレー40a(特にコイル)を保護するための負荷である。また抵抗R1を付けることで、詳細は後述するが第1外部短絡回路35aに電流が流れたきに、電流を外部放電安全回路36へ流しやすくする作用がある。第1外部短絡回路35aに電流が流れるのは、第1導電部材32aを突き抜けて導電体が侵入したときである。侵入した導電体と第1導電部材32aとの接触抵抗は通常の配線抵抗より高い。したがって、抵抗R1がなくても、もともと外部放電安全回路36の方が第1外部短絡回路35aよりも電流が流れやすい。このため、抵抗R1は第1リレー40aの耐圧が十分であればなくてもよい。
また、本実施形態2では、単電池層14bが積層される方向の負極集電板17より外側に、絶縁部材31bを介して、第2導電部材32bを積層している。絶縁部材31bは、負極集電板17と第2導電部材32bの接触を防止し、電気的に絶縁する。
第2導電部材32bは、その一端が外装材20の外に導き出されている。第2導電部材32bは、第2リード線33bによって正極タブ16aと接続されている。すなわち、第2導電部材32bは、発電要素100の正極となっている正極タブ16aに電気的に接続されている。したがって、第2導電部材32bは、第2導電部材32bが配置されている側の最外層にある電極の極性と逆極性の電極に接続されているのである。
第2リード線33bの途中には抵抗R2(後述)と第2リレー40bの第2コイル41bが接続されている。つまり、第2導電部材32bは、抵抗R2を介して第2コイル41bの一端子と接続され、第2コイル41bの他端子は正極タブ16aと接続されている。ここでは、第2リード線33bによる正極タブ16a、抵抗R2、第2コイル41b、および第2導電部材32bの経路を第2外部短絡回路35bという。
第2外部短絡回路35bにおいて、第2導電部材32bは、正極タブ16aと電気的に接続されているが、絶縁部材31bによって負極集電板17と電気的に絶縁されている。このため、通常の状態(図6に示した状態)では、第2コイル41bおよび抵抗R2に電流は流れない。
抵抗R2は、抵抗R1同様であり、第2外部短絡回路35bに電流が流れたきに、第2リレー40bを保護するための負荷であるとともに、外部放電安全回路36へ電流を流れやすくする。この抵抗R2も、抵抗R1同様なくてもよい。
第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、発電要素100を挟んで対向して配置されている。第1導電部材32aおよび第2導電部材32bはともに、電極の面積(発電要素の積層方向に交差する面の面積)以上の面積とする。実質的には正極集電板16および負極集電板17のいずれか大きい方以上の面積である。このような大きさとすることで、仮に、導電体(たとえば釘刺し試験の釘)が発電要素100内に侵入するようなことがあれば、必ず、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bのいずれか一方または両方に接触することになる。
このように、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは発電要素100を積層方向から挟むように配置されている。また、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、発電要素100のうち第1導電部材32aおよび第2導電部材32bが配置されている側の最外層にある電極の極性と逆極性の電極とそれぞれ電気的に接続される。
第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、実施形態1同様に、集電体や集電板と同様に導電性を有する材料であればよく、たとえば、金属や導電性樹脂を用いることができる。
絶縁部材31a、31bも、電気的絶縁性があればよく、実施形態1同様に樹脂材料を用いる。
本実施形態2では、第1外部短絡回路35aと第2外部短絡回路35bを電気的に絶縁するために、2つのリレー、すなわち第1リレー40aと第2リレー40bを設けている。第1コイル41aおよび第2コイル41bが電流検知部となり、第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bが開閉器となる。
各リレー40aおよび40bにおいては、第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bの一端子が正極タブ16aに接続され、他端子が負極タブ17aに接続されている。第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bは常時開(オフ)であり、第1コイル41aおよび第2コイル41bに電流が流れることで閉(オン)に作動するように取り付けている。各リレー40aおよび40bは、正極タブ16aと負極タブ17aに対して並列に設けられている。そして第1スイッチ42aまたは第2スイッチ42bのどちらか一方が閉(オン)となれば正極タブ16aと負極タブ17aが短絡する。したがって、第1スイッチ42aまたは第2スイッチ42bの動作で発電要素100の正極と負極が短絡することになる。
本実施形態2で用いる各リレー40aおよび40bは、たとえば双安定リレー(ラッチングリレー)である。本実施形態2では、第1コイル41aおよび第2コイル41bに電流が流れていない状態で第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bは開(オフ)状態で正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に絶縁している。一方、第1コイル41aおよび第2コイル41bに電流が流れると、第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bが閉(オン)となって正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続する。一旦、第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bが閉(オン)となった後は、第1コイル41aおよび第2コイル41bに電流が流れなくなっても、第1スイッチ42aおよび第2スイッチ42bは閉状態のままでる。このため、正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続した状態が維持される。双安定リレー以外でも使用可能であり、コイル非通電時には正極タブ16aと負極タブ17aの間が開(オフ)、コイル通電時に閉(オン)となって、その後は復帰しないリレーや、マグネットスイッチ、電磁開閉器などを用いることができる。
各リレー40aおよび40bによって、発電要素100の外部(外装材の外)において、正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続する経路を外部放電安全回路36が構成される。本実施形態2の第1外部短絡回路35aおよび第2外部短絡回路35bについては、実施形態1の外部短絡回路35と同じように動作する。
このように、本実施形態2では、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bが発電要素200を単電池層14bの積層方向から挟むように配置されている。これにより本実施形態2においても、実施形態1同様に、導電体との接触部分での温度上昇を抑え、発電要素100内部の温度上昇を抑えることができる。また、発電要素100内は、電池内部抵抗により発電要素100全体で緩やかに発熱するため発電要素100内部の局所的な温度上昇も抑えることができる。
(実施形態3)
実施形態3は、積層型二次電池(非双極型)である。
実施形態3は、積層型二次電池(非双極型)である。
図7は、実施形態3に係る積層型二次電池の全体構造を示す概略図である。
実施形態3の積層型二次電池3は、充放電を行う発電要素200を外装材20の内部に密封した構造を有する。
発電要素200は、最外層を除き、面状の集電体の両面に同じ極性の電極が形成されている。ここでは、両面に正極12が形成される正極集電体11c、両面に負極13が形成される負極集電体11dである。最外層においては、図7に示した形態では、積層方向の両側とも片面に負極13が形成されている負極側最外層集電体11bである。
正極12と負極13とがセパレーター15を介して対向するように配置されて単電池層14を形成し、単電池層14が積層されている。したがって、発電要素200は、セパレーター15の一方の面に位置する正極12と、セパレーター15の他方の面に位置する負極13とからなる単電池層14が、集電体11b、11c、11dを介して積層された構造である。
複数の正極集電体11cは互いに接続されて、いずれか一つの正極集電体11cが外装材20の外部に導出されて正極タブ16aとなっている(集電体11cと正極タブ16aは別部材を電気的に接続したものであってもよい)。したがって、複数の正極集電体11cは互いに接続されている部分である正極タブ16aが、この発電要素200の正極となる。
複数の負極集電体11b、11dは互いに接続されて、いずれか一つの集電体(図では11b)が外装材20の外部に導出されて負極タブ17aとなっている(負極集電体11b、11dと負極タブ17aは別部材を電気的に接続したものであってもよい)。したがって、複数の負極集電体11b、11dは互いに接続されている部分である負極タブ17aが、この発電要素200の負極となる。
これにより複数の単電池層14は電気的に並列接続された構成となっている。なお、積層される単電池層14の数は限定されず、所望する容量に応じて調整し得る。
発電要素200は、集電体11b、11c、11dの外周縁と接するシール部18を有する。シール部18は、絶縁性のシール材によって形成する。シール部18は、集電体11の外周部である端部に固定されるとともに、2つのセパレーター15の間に配置する。シール部18は、発電要素200において隣り合う集電体11b、11c、11d同士の接触や、単電池層14の端部のわずかな不揃いに起因する短絡を防止する。
単電池層14の積層方向の両方の負極側最外層集電体11bの外側には、それぞれ絶縁部材31aおよび31bを介して第1導電部材32aおよび第2導電部材32bを積層している。したがって、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bが発電要素200を挟んで対向して配置されている。ただし、本実施形態3では、発電要素200の最外層の電極がともに負極である。第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、両方ともその一端が外装材20の外に導出されたうえで、互いに電気的に接続されている(なお、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、外装材20内で電気的に接続されていてもよい)。そして第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、一つのリード線33よって、途中に抵抗Rとリレー40のコイル41を介して正極タブ16aと接続されている。
このリード線33によって形成される回路は、実施形態1の外部短絡回路35と同様である。また、その他の構成も実施形態1と同様であるので説明は省略する。
なお、実施形態3の電池構造は図7に示した形態に限定されない。たとえば、発電要素は最外層に正極12が来るようにしてもよい。その場合、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、実施形態1に示した外部短絡回路35に相当する回路によって負極と接続されることになる。また別形態の発電要素は、一方の最外層側に正極12、他方の最外層側に負極13が来るようにしてもよい。この場合は、一方の最外層側に第1導電部材32a、他方の最外層側に第2導電部材32bを設け、互いに絶縁された第1外部短絡回路35aと第2外部短絡回路35bを設ける。
このように第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは発電要素200を積層方向から挟むように配置されている。そして、第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、発電要素200のうち導電部材32が配置されている側の最外層にある電極の極性と逆極性の電極とそれぞれ電気的に接続される。このため第1導電部材32aおよび第2導電部材32bは、必ずしも互いに異なる極性の電極に接続されるものではなく、発電要素の最外層にある電極の極性に応じて、同じ極性の電極に接続されることもあるし、異なる極性と電極に接続されることもある。
なお、本実施形態3の積層型二次電池(非双極型)においても、発電要素100の、単電池層積層方向の一方の端にのみ導電部材を設けた構成としてもよい。すなわち、第1導電部材32aのみ、または第2導電部材32bのみを設けることになる。
(作用)
実施形態3に係る積層型二次電池3の作用を釘刺し試験を例に説明する。
実施形態3に係る積層型二次電池3の作用を釘刺し試験を例に説明する。
図8〜10は釘刺し試験を例に実施形態3に係る積層型二次電池の作用を説明するための図であり、図8は釘刺し前の状態を示す模式図であり、図9は釘刺し直後の状態を示す模式図であり、図10は釘貫通後の状態を示す模式図であり、図11は釘貫通後の別の状態を示す模式図である。
図8に示すように、釘500を刺す前の状態では、コイル41に電流は流れておらず、スイッチ42は開いていて導通していない。
釘刺し試験が開始されて、図9に示すように、釘500が、第1導電部材32aを貫通して、負極側最外層集電体11bに至ると、釘500を介して第1導電部材32aと負極側最外層集電体11bが導通する。そうすると外部短絡回路35に電流が流れる。コイル41に電流が流れた瞬間、リレー40のスイッチ42が閉(オン)となり、正極タブ16aから負極タブ17aへ電流が流れる。この状態となれば、発電要素200に蓄積されていたエネルギーが開放される。
さらに釘500を深く刺すと、図10に示すように、発電要素200内部に釘500が至る。この状態では、釘500が発電要素200内部の各集電体や、活物質、電解液、さらに第2導電部材32bにも接するようになり、釘500を通じて内部短絡が発生する。しかし、本実施形態3でも、実施形態1および2同様に、外部放電安全回路36により正極と負極を直接短絡しているので、釘500を通じた電流の流れは少ない。
また、図11に示すように、釘500が貫通後、第1導電部材32aと釘500との接触部分で、接触力が弱く抵抗が高くなったり(図11中点線丸510で囲った部分)、電気的接続が切れるたりする(図11中点線丸511で囲った部分)場合がある。このような状態となった場合、本実施形態3においても、実施形態1同様に、外部短絡回路35に電流が流れたことを検知して、発電要素200の外部で外部放電安全回路36によって電流が流れるため、発電要素200内に流れる電流を少なくさせることができる。したがって、釘500との接触部分での温度上昇を抑え、発電要素200内部の温度上昇を抑えることができる。また、本実施形態3においても、発電要素200内は、電池内部抵抗により発電要素200全体で緩やかに発熱するため発電要素200内部の局所的な温度上昇も抑えることができる。
(実施形態4)
実施形態4は、外部放電安全回路を制御部によって制御する。
実施形態4は、外部放電安全回路を制御部によって制御する。
図12は、実施形態4に係る二次電池の全体構造を示す概略図である。
実施形態4に係る二次電池4は、実施形態1と同じく双極型二次電池の発電要素100を有する。また、実施形態4においても、実施形態1同様に、正極集電板16の外側に絶縁部材31を介して導電部材32を積層している。なお、発電要素については実施形態3に示した積層型電池(非双極型)であってもよい。
実施形態4においては、外部短絡回路55、および外部放電安全回路56の構成が実施形態1とは異なる。
外部短絡回路55は、リード線33により導電部材32を抵抗Rを介して負極タブ17aと電気的に接続している。リード線33には、直流電流センサー51が取り付けられている。
抵抗Rは外部短絡回路55の急激な電圧上昇を避けるためと、外部放電安全回路56へ電流を流しやすくするためである。本実施形態4では、外部短絡回路55に、リレー回路のコイルは存在しないのでリード線33の耐圧が十分であれば、抵抗Rはなくてもよい。
直流電流センサー51は、たとえば、周知のものでよく、電流の検知対象である1次線(ここではリード線33)と電気的に絶縁されて、1次線に電流が流れると信号を出力する。このような電流センサーはたとえばホール素子を用いたものなど周知のものを使用できる。
直流電流センサー51は電流検知部であり、制御部50と接続されている。直流電流センサー51は、リード線33に流れる電流を検知したときに制御部50に信号を出力する。
外部放電安全回路56は、途中に制御部50からの指令によって開閉するスイッチ52を介して、正極タブ16aと負極タブ17aを電気的に接続する。スイッチ52は通常の状態では、常に開(オフ)である。スイッチ52としては、たとえば、ソリッドステートリレー(SSR)が、高速動作できることから好ましい。
制御部50は外部放電安全回路56の一部である。制御部50は、直流電流センサー51からの信号を受けた時点で、スイッチ52を閉(オン)して、正極タブ16a(正極)と負極タブ17a(負極)を短絡させる。制御部50は、たとえばコンピューターであり、CPU、ROM、RAMなどから構成されている。このような制御部50は、直流電流センサー51からの信号を受けてスイッチ52を閉(オン)する動作をあらかじめ記憶されているプログラムによって実行する。
図13は、制御部50の処理手順を説明するフローチャートである。
制御部50は、外部短絡回路55内のリード線33に電流が流れたか否かを、直流電流センサー51からの信号によって判断する(S101)。
外部短絡回路55に電流が流れたと判断されたなら(S101:YES)、制御部50は外部放電安全回路56のスイッチ52をオンにする(S102)。これにより発電要素のエネルギーが放電される(S103)。また、処理は終了する。
一方、外部短絡回路55に電流が流れていないと判断されたなら(S101:NO)、このS101の判断を繰り返す。この状態は通常の状態であり、スイッチ52はオフとなっている。
このように本実施形態4は、二次電池内へ導電体などが侵入した場合に、制御部50は直流電流センサー51からの信号により外部短絡回路55に電流が流れたことで検知する。これにより制御部50はスイッチ52を作動させて発電要素100のエネルギーを開放する。したがって、本実施形態4においても、実施形態1〜3同様に、導電体との接触部分での温度上昇を抑え、発電要素100内部の温度上昇を抑えることができる。また、発電要素100内は、電池内部抵抗により発電要素100全体で緩やかに発熱するため発電要素100内部の局所的な温度上昇も抑えることができる。
このような制御部50は1つの二次電池に1つとしてもよいが、複数の二次電池に1つの制御部50としてもよい。なお、外部短絡回路55およびスイッチ52は一つひとつの二次電池に設ける。
一つの制御部50が複数の二次電池を制御することで、たとえば、複数の二次電池のなかの一つに、導電体が侵入するような事象が発生した場合に、その近傍に設置されている他の二次電池についても、エネルギーを安全に開放する。これにより複数の二次電池からなる電池ユニットなどにおいても、安全にエネルギーを開放することができる。
制御部50は、二次電池専用としてもよいし、他の制御のための制御部が兼用するようにしてもよい。たとえば自動車に搭載する二次電池においては、自動車の制御部が二次電池を制御するようにもできる。また、実施形態1〜3のように、個々の二次電池には単純なリレー40による外部放電安全回路36を設け、さらに制御部50と直流電流センサー51を設けてもよい。そして、個々の二次電池の外部放電安全回路36はそれぞれ単独で動作するとともに、制御部50からの信号でも動作させるようにする。このようにすることで、二次電池が単体でも外部放電安全回路36が働き、さらに自動車などに搭載されているときには、複数の二次電池のうち、一つでも外部放電安全回路36が働いた場合は、他の二次電池も外部放電安全回路36を働かせることができる。
(実施形態4の変形例)
本実施形態4では、直流電流センサーを用いた例を説明したが、これに代えて電圧センサーを用いてもよい。
本実施形態4では、直流電流センサーを用いた例を説明したが、これに代えて電圧センサーを用いてもよい。
図14は、実施形態4に係る他の構成である電圧センサーを用いた場合の二次電池の全体構造示す概略図である。
電圧センサーを用いた場合は、抵抗Rの両端子間の電圧を検知するように電圧センサー59を設ける。通常の状態では、抵抗Rの両端子間の電圧は、電流が流れていないため0Vである。そして抵抗Rに電流が流れることで、抵抗Rによる電圧降下によって両端子間に電圧差が発生する。電圧センサー59はこの電圧差を検知して、信号を制御部50へ送信する。制御部50では電圧センサー59からの信号によって、外部放電安全回路56を作動させる。この場合の動作や作用は、電流センサーを用いた場合と同じであるので説明は省略する。
(実施形態5)
図15は、実施形態5に係る二次電池の全体構造示す概略図である。
図15は、実施形態5に係る二次電池の全体構造示す概略図である。
実施形態5の二次電池5は、実施形態2同様に、正極集電板16の外側に絶縁部材31aを介して第1導電部材32aを積層し、負極集電板17の外側に絶縁部材31bを介して第2導電部材32bを積層した構造を有する。発電要素100の構成も実施形態2と同じである。
第1導電部材32aは、第1リード線33aにより抵抗R1を介在して負極タブ17aに接続されている。この第1リード線33aには直流電流センサー51aが設けられている。第1導電部材32aから負極タブ17aまでの経路を第1外部短絡回路55aという。
第2導電部材32bは、第2リード線33bにより抵抗R2を介在して正極タブ16aに接続されている。この第2リード線33bには直流電流センサー51bが設けられている。第2導電部材32bから正極タブ16aまでの経路を第2外部短絡回路55bという。
制御部50は、直流電流センサー51aおよび51bのうち、いずれか一方の直流電流センサーが電流の流れを検知した信号を受けて、外部放電安全回路56のスイッチ52をオンにして、発電要素100の外部で正極タブ16aと負極タブ17aを短絡させる。このような制御部50の処理は実施形態4の処理と同じである。
これにより本実施形態5においても、上述した実施形態4同様に、導電体との接触部分での温度上昇を抑え、発電要素100内部の温度上昇を抑えることができる。また、発電要素100内は、電池内部抵抗により発電要素100全体で緩やかに発熱するため発電要素100内部の局所的な温度上昇も抑えることができる。
なお、本実施形態5においても、実施形態4の変形例同様に直流電流センサー51aおよび51bに代えて、電圧センサーを用いてもよい。電圧センサーを用いる場合は、抵抗R1およびR2それぞれの両端士間電圧を検出することになる。
上記実施形態を適用した実施例について説明する。
(実施例)
電池(発電要素)構造:8積層の双曲型二次電池、容量:1.3Ah、電圧:33.6Vのリチウムイオン二次電池の試験電池を用意した。
電池(発電要素)構造:8積層の双曲型二次電池、容量:1.3Ah、電圧:33.6Vのリチウムイオン二次電池の試験電池を用意した。
この試験電池の正極側に絶縁部材を挟んで導電部材を配置した。導電部材はリード線によって負極タブと接続した。またリード線にはリレーのコイルを接続しておいて、リレーのスイッチを試験電池の正極タブと負極タブの間に接続した(つまり図3の構造と同等の構造である)。
この試験電池に釘刺し試験を行い、電池電圧(セル電圧)、電池温度(セル温度)、釘温度、正極タブと負極タブの間の電流(セル電流)を測定した。なお、正極と負極タブの間には、電圧および電流を測定するためにシャント抵抗を接続した。シャント抵抗の抵抗値は配線抵抗に近いごく小さいものを用いた。
釘刺し試験は、釘:SUS304/Φ3mm、釘刺し速度:80mm/sec、外気温度:25℃にて実施した。
図16は、釘刺し試験の結果を示すグラフである。グラフにおいて、左縦軸は、温度と電圧であり、右縦軸は電流である。横軸は経過時間である。
グラフを参照して説明する。
(a)釘刺し前は、正極タブと負極タブの間に電流は流れていない。電池電圧は33.6Vである。電池温度はほとんど室温である。釘温度も室温に近く、やや低い。
(b)釘刺し時点で、電池電圧が一瞬で下がるとともに、電流も急激に流れることがわかる。
(c)その後、時間の経過とともに、電流は流れるがわずかである。したがって、釘が刺さった瞬間に、ほとんどのエネルギーが放電したことがわかる。また、電池温度が、釘が刺さった時点から上昇しているが、最大温度が64℃ていどである。その後は時間の経過とともに低下している。釘温度もほとんど上がらず、最大でも34℃程度で収まっている。さらに目視による観察で、発煙は確認されなかった。
(比較例)
実施例同様の試験電池を用意した。正極側に絶縁体を挟んで導電部材を配置した。導電部材はリード線によって負極タブと接続した。ただし、実施例とは異なり、正極タブと負極タブを結ぶリレー回路(外部放電安全回路)は設けていない。
実施例同様の試験電池を用意した。正極側に絶縁体を挟んで導電部材を配置した。導電部材はリード線によって負極タブと接続した。ただし、実施例とは異なり、正極タブと負極タブを結ぶリレー回路(外部放電安全回路)は設けていない。
実施例同様に釘刺し試験を行った結果、目視によって発煙が確認された。電池温度が500℃以上になったものと推定される。
(まとめ)実施例、比較例の結果から、本発明を適用した二次電池とすることで、釘刺し試験において、二次電池の温度上昇が抑えられることがわかった。
以上説明した実施形態(実施例含めて)によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態では、外装材を抜けて導電体が発電要素に侵入した場合には、発電要素の最外層側に設けられている導電部材と、この導電部材が設けられている側の最外層の電極と逆極性の電極との間に電流が流れる。この電流を検知することで発電要素の外部にある外部放電安全回路を通じて発電要素の正極と負極の間を短絡させる。侵入した導電体と導電部材と接触抵抗は大きいため、外部放電安全回路の方に多くの電流が流れて、発電要素のエネルギーを開放する。これにより発電要素の温度上昇を抑えることができる。また、侵入した導電体と導電部材との不安定な接触による発熱を抑えることができる。また、発電要素の内部抵抗により全体で緩やかに発熱するため発電要素内部の局所的な温度上昇が抑えられる。
また、開閉器(スイッチ)は一旦閉(オン)となった後は、正極と負極の接続を維持するため、確実にエネルギーの開放を行うことができる。
(2)コイルとスイッチからなるリレーを用い、導電部材と、その導電部材が電気的に接続されている正極または負極との間で電流が流れたことをコイルによって検知し、電流の検知によりリレーのスイッチを作動させている。したがって、導電体が発電要素内部に侵入したようなときには、このコイルに電流が流れるだけで、発電要素のエネルギーを安全に開放して、温度上昇を抑えることができる。
(3)電流センサーまたは電圧センサーを設けて、導電部材と、その導電部材が電気的に接続されている正極または負極との間で電流が流れたことを検知して、制御部が電流センサーまたは電圧センサーからの信号を受けて正極と負極を短絡させることとした。これにより発電要素の外部にある制御部が集中的に導電体の侵入などを検知して、発電要素のエネルギーを安全に開放することができる。
(4)また、第1導電部材と第2導電部材により発電要素を最外層から挟むように対向して設けた。これにより、発電要素のどの面から導電体が侵入した場合でも、発電要素のエネルギーを開放して発電要素の温度上昇を抑えることができる。また、導電体が侵入した部分における発熱も抑えることができる。
以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述した実施形態および実施例に限定されない。
1 双極型二次電池、
2 双極型二次電池、
3 積層型二次電池、
4 二次電池、
5 二次電池、
12 正極、
13 負極、
16 正極集電板、
16a 正極タブ、
17 負極集電板、
17a 負極タブ、
31、31a、31b 絶縁部材、
32 導電部材、
32a 第1導電部材、
32b 第2導電部材、
33 リード線、
33a 第1リード線、
33b 第2リード線、
35、55 外部短絡回路、
35a、55a 第1外部短絡回路、
35b、55b 第2外部短絡回路、
36、56 外部放電安全回路、
40 リレー、
40a 第1リレー、
40b 第2リレー、
41 コイル、
41a 第1コイル、
41b 第2コイル、
42 スイッチ、
42a 第1スイッチ、
42b 第2スイッチ、
50 制御部、
51 直流電流センサー、
59 電圧センサー、
52 スイッチ。
2 双極型二次電池、
3 積層型二次電池、
4 二次電池、
5 二次電池、
12 正極、
13 負極、
16 正極集電板、
16a 正極タブ、
17 負極集電板、
17a 負極タブ、
31、31a、31b 絶縁部材、
32 導電部材、
32a 第1導電部材、
32b 第2導電部材、
33 リード線、
33a 第1リード線、
33b 第2リード線、
35、55 外部短絡回路、
35a、55a 第1外部短絡回路、
35b、55b 第2外部短絡回路、
36、56 外部放電安全回路、
40 リレー、
40a 第1リレー、
40b 第2リレー、
41 コイル、
41a 第1コイル、
41b 第2コイル、
42 スイッチ、
42a 第1スイッチ、
42b 第2スイッチ、
50 制御部、
51 直流電流センサー、
59 電圧センサー、
52 スイッチ。
100、200 発電要素、
500 釘。
500 釘。
Claims (8)
- 正極、セパレーター、および負極がこの順で積層された単電池層を少なくとも一つ有する発電要素と、
前記発電要素の前記単電池層が積層された方向の少なくとも一方の外側に、電気的絶縁部材を介して配置された導電部材と、
前記導電部材を、前記発電要素のうち前記導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極に電気的に接続する外部短絡回路と、
前記外部短絡回路に電流が流れているか否かを検知する電流検知部と、
前記電流検知部が電流を検知していないときには前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を電気的に絶縁していて、前記電流検知部が電流を検知したときには前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を前記発電要素の外部で短絡させる開閉器を備えた外部放電安全回路と、
を有する、二次電池。 - 前記電流検知部および前記開閉器は、コイルおよびスイッチを有するリレーであり、
前記コイルが前記外部短絡回路の途中に介在し、前記スイッチが前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を開閉するように設置されており、
前記コイルに電流が流れることで前記スイッチが作動して、前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を短絡させる、請求項1に記載の二次電池。 - 前記電流検知部は、
前記外部短絡回路に流れる電流を検知する電流センサーであり、
前記外部放電安全回路は、前記電流センサーが電流の流れを検知した信号を受けて、前記開閉器を作動させて前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を短絡させる制御部を有する、請求項1に記載の二次電池。 - 前記電流検知部は、
前記外部短絡回路に電流が流れたことを、前記外部短絡回路の途中に介在させた抵抗における電圧降下により検知する電圧センサーであり、
前記外部放電安全回路は、前記電圧センサーが電流の流れを検知した信号を受けて、前記開閉器を作動させて前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を短絡させる制御部を有する、請求項1に記載の二次電池。 - 前記導電部材は、前記発電要素の前記単電池層が積層された方向の一方の外側に電気的絶縁部材を介して配置された第1導電部材と、前記発電要素の前記単電池層が積層された方向の他方の外側に電気的絶縁部材を介して配置された第2導電部材であり、
前記外部短絡回路は、前記第1導電部材と前記第1導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極とを電気的に接続する第1外部短絡回路と、前記第2導電部材と前記第2導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極とを電気的に接続する第2外部短絡回路であり、
前記外部放電安全回路は、前記電流検知部が前記第1外部短絡回路および前記第2外部短絡回路のうち少なくともいずれか一方に電流が流れたことを検知したときに前記開閉器を作動させて前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を短絡させるものである、請求項1〜4のいずれか一つに記載の二次電池。 - 正極、セパレーター、および負極がこの順で積層された単電池層を少なくとも一つ有する発電要素と、
前記発電要素の前記単電池層が積層された方向の少なくとも一方の外側に、電気的絶縁部材を介して配置された導電部材と、
前記導電部材を、前記発電要素のうち前記導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極に電気的に接続する外部短絡回路と、を有する二次電池の制御方法であって、
前記外部短絡回路に電流が流れたことを検知して、前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を前記発電要素の外部で電気的に短絡させる、二次電池の制御方法。 - 前記外部短絡回路に電流が流れたことを検知して、前記発電要素の外部において前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間に設けられているリレーのスイッチをオンにして前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を電気的に短絡させる、請求項6に記載の二次電池の制御方法。
- 前記導電部材は、前記発電要素の前記単電池層が積層された方向の一方の外側に電気的絶縁部材を介して配置された第1導電部材と、前記発電要素の前記単電池層が積層された方向の他方の外側に電気的絶縁部材を介して配置された第2導電部材であり、
前記外部短絡回路は、前記第1導電部材と前記第1導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極とを電気的に接続する第1外部短絡回路と、前記第2導電部材と前記第2導電部材が配置されている側の最外層にある電極と逆極性の電極とを電気的に接続する第2外部短絡回路であり、
前記第1外部短絡回路および前記第2外部短絡回路のうち、少なくともいずれか一方に電流が流れたときに前記発電要素の正極と前記発電要素の負極の間を短絡させる、請求項6または7に記載の二次電池の制御方法。
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JP2011029079A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Sharp Corp | 非水電解質二次電池 |
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KR101310482B1 (ko) * | 2010-10-19 | 2013-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 향상된 신규 구조의 전기소자 |
JP5786028B2 (ja) * | 2011-09-05 | 2015-09-30 | 株式会社日本マイクロニクス | シート状電池の評価装置及び評価方法 |
JP5927917B2 (ja) * | 2012-01-11 | 2016-06-01 | ソニー株式会社 | バッテリ装置 |
WO2013137451A1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | 株式会社 東芝 | リチウムイオン二次電池 |
DE102012210166A1 (de) * | 2012-06-18 | 2013-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Batteriemanagementsystem, Kraftfahrzeug und Batteriemodul |
KR101546807B1 (ko) * | 2012-11-23 | 2015-08-24 | 주식회사 엘지화학 | 단락 유도부재를 포함하는 전지팩 |
JP2015060658A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 株式会社東芝 | 過充電防止ユニット及び二次電池 |
DE102013220760A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-16 | Robert Bosch Gmbh | Kurzschlussdetektionsvorrichtung zur Detektion von Kurzschlüssen einer Batteriezelle und Verfahren zur Kurzschlussdetektion |
KR102085099B1 (ko) * | 2013-10-15 | 2020-03-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판, 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 |
JP6260335B2 (ja) * | 2014-02-20 | 2018-01-17 | 日産自動車株式会社 | 双極型二次電池 |
CN204857843U (zh) * | 2015-06-30 | 2015-12-09 | 比亚迪股份有限公司 | 电池短路防护组件、电池模组和汽车 |
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