JPH1173941A - 電池の安全装置 - Google Patents
電池の安全装置Info
- Publication number
- JPH1173941A JPH1173941A JP9234727A JP23472797A JPH1173941A JP H1173941 A JPH1173941 A JP H1173941A JP 9234727 A JP9234727 A JP 9234727A JP 23472797 A JP23472797 A JP 23472797A JP H1173941 A JPH1173941 A JP H1173941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- short
- core
- electrode plate
- electrode body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
その圧力により正極板と負極板とを確実に短絡させてレ
アショート状態となるのを確実に防止し、急激な温度上
昇による不具合を未然に防止する。 【解決手段】外部からの圧力で変形することにより正極
板と負極板とを短絡させる短絡手段を備える。外部から
の圧力により電池が変形すると、その力で短絡手段1が
変形して突起14が電極体2に突き刺さり正極板と負極
板とが短絡するため、レアショート状態となるのが回避
される。
Description
イオン二次電池、ニッケル・水素二次電池などの高エネ
ルギー密度の電池に利用され、外部からの圧力で電池が
変形したときに生じる不具合を未然に防止できる電池の
安全装置に関する。
発生により内圧が高まるものがあり、内圧が異常に高く
なった場合の対策として防爆安全機能を備える必要があ
るものがある。例えば高エネルギー密度のリチウムイオ
ン二次電池の多くは、内圧開放機能を備えるとともに感
圧遮断機能を有し、短絡や過充電などの異常時には感圧
遮断機能が働いて充電又は放電を停止させ、かつ内圧開
放機能が働くように設計されている。
知られている。この機構では、電極体100から延びる
リードタブ101が薄肉部103をもつラプチャ102
に接続され、ラプチャ102はPCT素子104を介し
て外部電極105と接続されている。そして電池内圧が
異常に高まると、ラプチャ102が外方へ膨張してリー
ドタブ101との接続が遮断されるとともに薄肉部10
3が破断し、電池内部のガスは外部電極105のガス抜
き穴106から安全に外部へ放出されて感圧遮断機能が
働く。
素子104の抵抗値が増大し、充電又は放電電流が絞り
込まれ感温遮断機能が働く。また特開平8−33979
2号公報には、図12に示すような防爆安全機構が開示
されている。この機構を説明すると、電極体100から
延びるリードタブ101が溶接された内部端子板200
の上側に中間感圧板201がガスケット202を介して
積層され、中間感圧板201の突起201aが内部端子
板200と溶接されている。また中間感圧板201の上
方にはPTC素子203を介して外部端子板204が積
層され、全体がかしめリング205の内周に加締め付け
られて電池ケース206と一体化されている。
どにより電池内部にガスが発生すると、電池ケース20
6内のガス圧力は内部端子板200のガス抜き穴200
aを通じて中間感圧板201に作用する。そして電池内
圧が異常に上昇すると、中間感圧板201は上方へ膨ら
むように変形し、突起201aと内部端子板200との
溶接点が剥がれて両者が離間した状態となる。これによ
り外部端子板204につながる電池内導電経路が遮断さ
れ、感圧遮断機能が働く。中間感圧板201がさらに大
きく変形すると、ついにはその薄肉部201bが破断
し、電子ケース206内のガスが安全に外部に放出され
内圧開放機能が働く。
端子板204につながる電池内導電経路中に挿入されて
いるPTC素子203の抵抗値が増大し、充電又は放電
電流が絞り込まれ感温遮断機能が働く。感圧及び感温遮
断機能は、その時の電池の状態によって働く順序が変わ
るが、いずれの機能が先に働いても電池の安全は確保さ
れる。
上昇の原因の一つとして、外部からの圧力による電池の
変形に伴う内部ショートが挙げられる。つまり外部から
の圧力により電池が変形すると、セパレータの破損や圧
縮により内部ショートが生じる。このとき、正極板と負
極板との接触面積が大きい場合には、電池エネルギーが
開放されることとなり不具合は生じないが、接触面積に
よって発熱量が変化することがある。特に、正極板と負
極板とが部分的にレアショート(接触したり離れたりす
る微妙な状態)となった状態では、発熱する部分が局在
化し、ヒートスポットが集中するため急激な温度上昇が
生じる場合がある。
上昇して内圧開放機構が働くが、上記の場合のように電
池温度が極端に高くなると、沸騰したりガス化した電解
液による各種不具合が懸念される。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたものであり、外部からの圧力によ
り電池が変形した場合に、その圧力により正極板と負極
板とを確実に短絡させてレアショート状態となるのを確
実に防止し、急激な温度上昇による不具合を未然に防止
することを目的とする。
明の電池の安全装置の特徴は、正極板と負極板をセパレ
ータを介して交互に積層した電極体を電解液とともにケ
ースに封入した構造の電池において、外部からの圧力で
変形することにより正極板と負極板とを短絡させる短絡
手段を備えたことにある。
部からの圧力により電池が変形した場合には、短絡手段
が変形することで正極板と負極板とが確実に短絡し、レ
アショート状態となるのが防止される。したがって電池
エネルギーが開放され、電池の内圧及び温度の上昇が回
避される。
介して交互に積層した構造の電池に適用されるが、積層
形態には特に制限がなく、単純な積層構造、あるいは三
層を重ねて巻回したスパイラル構造などとすることがで
きる。短絡手段としては、外部からの圧力により変形し
て正極板と負極板とを短絡するものであればよく、例え
ば突起をもつ板材あるいは巻芯などが例示される。この
板材を電池ケースと電極体の間に配置しておくことによ
り、外部からの圧力が作用した場合に突起が電極体の一
部を突き破り正極板と負極板とを導通して短絡させるこ
とができる。また外部からの圧力による変形時に突出す
る突起を巻芯に設けておけば、変形時に突起が電極体を
突き破り正極板と負極板とを導通して短絡させることが
できる。
状態を維持し、外部から圧力が作用した場合にのみ突出
するように構成することが望ましい。このようにすれ
ば、電池組立時などの突起による傷付きや短絡の発生を
防止することができる。また、外力により突起を確実に
突出させるためには、突起は電池ケースの近傍に形成す
ることが望ましく、外力の方向を選ばないようにするこ
とが望ましい。例えば角形電池であれば、電池ケースの
4つの内周表面全部に突起を設けることが望ましい。
る。 (実施例1)本実施例は、薄い角形のリチウムイオン電
池に本発明を適用したものである。本実施例における短
絡手段は、電極体の巻芯として設置されている。この巻
芯1は、図1及び図2に示すように、アルミニウム又は
ステンレス製板材から形成され、基部10と、基部10
に連続して基部10からそれぞれ反対側へ伸び基部10
と約150度の角度で傾斜する一対の元部11と、それ
ぞれの元部11の端部から間隔を隔てて互いに平行に延
びる一対の第1芯部12と、第1芯部12の先端で円弧
状に約180度反転して元部11側へ向かう第2芯部1
3とからなり、一対の第1芯部12の間の元部11の先
端には第2芯部13に向かって突出する三角形状の突起
14がそれぞれ形成されている。したがって巻芯1は、
断面略S字形状となっている。
板及び負極板が厚さ約30μmのセパレータを介して積
層された3層構造の極板が、スパイラル状に巻回されて
楕円形状の電極体2が形成される。このとき、図3に示
すように、突起14の先端は第1芯部12と第2芯部1
3の間に位置し、3層構造の極板は第1芯部12及び第
2芯部13に沿うように巻回されるので、突起14によ
り極板に傷が付いたりするような不具合はない。
は、図4に示すように電池ケース3に入れられ、電解液
を注入後密封されて電池が構成される。この電池では、
外力により電池ケース3が潰れるように変形すると、そ
の力が電極体2を通じて巻芯1に伝わり、巻芯1は第1
芯部12と第2芯部13とが互いに近接するように変形
する。すると図5及び図6に示すように、突起14が第
2芯部13よりも外側に突出し、電極体2に突き刺さ
る。これにより突起14を介して正極板と負極板とが短
絡するので、レアショートが生じても電池の温度上昇や
ガスの発生が防止される。
の曲率が小さいので、電極の割れや剥離などの不具合が
発生する場合がある。そこでこのような巻芯1を用いれ
ば、巻き初めの曲率が大きくなるので、電極の割れや剥
離などの不具合を防止することができる。 (実施例2)本実施例では、巻芯1を用いなかったこと
以外は実施例1と同様に電極体2を形成し、電池ケース
3と電極体2との間に図7に示すような板状の短絡手段
4を介在させている。
形状の山部41とが交互に形成され、図8に示すよう
に、山部41の頂部が電極体2に対向するように電極体
2と電池ケース3との間に配置される。そして山部41
の高さは平板部40の厚さより低く構成されている。し
たがって通常の使用時には、山部41が電極体2に当接
することがないので、山部41により電極体2に傷付き
が生じるような不具合が防止されている。
るように変形すると、図9に示すように、短絡手段4は
平板部40と山部41との間の薄肉部42で折れるよう
に変形する。これにより山部41の頂部が電極体2に当
接し、さらなる変形により電極体2に突き刺さる。これ
により正極板と負極板とが短絡するので、レアショート
が生じても電池の温度上昇やガスの発生が防止される。
の全面に設けることが望ましい。このようにすれば、外
力がどの方向から作用しても短絡手段4の変形で短絡さ
せることができ、電池の温度上昇やガスの発生を一層防
止できる。また、本実施例の短絡手段4の平板部40と
山部41の間の隙間には、表面張力により電解液が滞留
する。したがって電極体2から電解液が滲み出て電池性
能が低下する、いわゆる液落ちと称される不具合を抑制
することができる。
成が異なること以外は実施例2と同様である。本実施例
の短絡手段4は、図10に示すように、複数の針部43
が突出する板部44と、板部44表面に積層された格子
部45とからなり、格子部45の格子穴46に針部43
が位置している。また針部43の高さは、格子部45の
厚さより薄く構成されている。
に対向し、針部43の先端が電極体2に対向するよう
に、電池ケース3と電極体2の間に介在される。したが
って通常の使用時には、針部43が電極体2に当接する
ことがないので、針部43により電極体2に傷付きが生
じるような不具合が防止されている。そして電池ケース
3に外力が加わって潰れるように変形すると、短絡手段
4は格子部45が変形し、板部44も変形する。これに
より針部43が電極体2に突き刺さり、正極板と負極板
とが短絡するので、レアショートが生じても電池の温度
上昇やガスの発生が防止される。
ケース3の内表面の全面に設けることが望ましい。この
ようにすれば、外力がどの方向から作用しても短絡手段
4を作動させることができ、電池の温度上昇やガスの発
生を一層防止できる。また、本実施例の短絡手段4の格
子穴46内には、表面張力により電解液が滞留する。し
たがって電極体2から電解液が滲み出て電池性能が低下
する、いわゆる液落ちと称される不具合を抑制すること
ができる。
ば、外力が作用して電池が変形した場合に、正極と負極
を確実に短絡させることができるので、レアショート状
態となるのが防止され急激な温度や内圧の上昇などの不
具合を回避することができる。
の斜視図である。
の平面図である。
をもつ電極体の平面図である。
をもつ電極体を電池ケースに収納している状態を示す説
明図である。
を外力が作用した状態で示す断面図である。
図である。
電池の要部断面図である。
電池を外力が作用した状態で示す要部断面図である。
つ電池の要部断面図である。
池ケース 4:短絡手段 14:突起
Claims (1)
- 【請求項1】 正極板と負極板をセパレータを介して交
互に積層した電極体を電解液とともにケースに封入した
構造の電池において、外部からの圧力で変形することに
より該正極板と該負極板とを短絡させる短絡手段を備え
たことを特徴とする電池の安全装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23472797A JP3891657B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 電池の安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23472797A JP3891657B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 電池の安全装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1173941A true JPH1173941A (ja) | 1999-03-16 |
JP3891657B2 JP3891657B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=16975431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23472797A Expired - Fee Related JP3891657B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 電池の安全装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3891657B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0926796A2 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Hitachi, Ltd. | Protection apparatus for a storage battery |
WO2002045190A1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-06-06 | Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research | Resilient mandrel for battery electrode assembly |
JP2006310294A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-09 | Samsung Sdi Co Ltd | 缶型リチウム二次電池 |
JP2007214106A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-08-23 | Sony Corp | 電池 |
JP2010003690A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
JP2011003527A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
WO2013031056A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | パナソニック株式会社 | 角形電池 |
US11309575B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-04-19 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
US11469442B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-10-11 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
US11469441B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-10-11 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
US11469461B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-10-11 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP23472797A patent/JP3891657B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0926796A3 (en) * | 1997-12-26 | 2001-01-17 | Hitachi, Ltd. | Protection apparatus for a storage battery |
EP0926796A2 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Hitachi, Ltd. | Protection apparatus for a storage battery |
WO2002045190A1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-06-06 | Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research | Resilient mandrel for battery electrode assembly |
US6485859B1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-11-26 | Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research | Resilient mandrel for battery electrode assembly |
EP1348237A1 (en) * | 2000-11-21 | 2003-10-01 | Alfred E. Mann Foundation for Scientific Research | Resilient mandrel for battery electrode assembly |
EP1348237A4 (en) * | 2000-11-21 | 2004-04-21 | Mann Alfred E Found Scient Res | RESILIENT MANDREL FOR BATTERY ELECTRODE ASSEMBLY |
JP2006310294A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-09 | Samsung Sdi Co Ltd | 缶型リチウム二次電池 |
JP4499684B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2010-07-07 | 三星エスディアイ株式会社 | 缶型リチウム二次電池 |
US7972717B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-07-05 | Sony Corporation | Battery |
JP2007214106A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-08-23 | Sony Corp | 電池 |
JP2010003690A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
JP2011003527A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
US8758930B2 (en) | 2009-06-16 | 2014-06-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery having a short induction plate |
WO2013031056A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | パナソニック株式会社 | 角形電池 |
CN103477468A (zh) * | 2011-08-31 | 2013-12-25 | 松下电器产业株式会社 | 方形电池 |
US9455422B2 (en) | 2011-08-31 | 2016-09-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Rectangular battery |
US11309575B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-04-19 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
US11469442B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-10-11 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
US11469441B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-10-11 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
US11469461B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-10-11 | Dyson Technology Limited | Energy storage device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3891657B2 (ja) | 2007-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9692025B2 (en) | Battery cap assembly with high efficiency vent | |
KR101201746B1 (ko) | 이차 전지 | |
EP1659651B1 (en) | Can-type secondary battery and method of manufacturing the same | |
JP5389368B2 (ja) | 密閉型電池 | |
US20040228061A1 (en) | Protector and lithium secondary battery having the same | |
JP7238083B2 (ja) | 二次電池 | |
JP5044884B2 (ja) | 組電池 | |
JP2004119383A (ja) | リチウムイオン電池の電極組立体及びこれを利用したリチウムイオン電池 | |
KR20040017094A (ko) | 안전변을 구비한 파우치형 이차전지 | |
JP2004319463A (ja) | 二次電池 | |
WO2019120224A1 (zh) | 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车 | |
WO2019120272A1 (zh) | 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车 | |
JPH1173941A (ja) | 電池の安全装置 | |
KR100496302B1 (ko) | 안전벤트를 가지는 각형 리튬 이차 전지 | |
JP6821309B2 (ja) | 二次電池および二次電池集合体 | |
JP2014235943A (ja) | 二次電池 | |
CN109962204B (zh) | 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车 | |
JP3840896B2 (ja) | 角形非水電解液電池 | |
KR100889767B1 (ko) | 보호 플레이트를 가지는 리튬이차 전지 | |
JP3605668B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
KR100238937B1 (ko) | 박형전지 | |
US11581616B2 (en) | Cylindrical secondary battery having adhesion unit including gas-generating matertial | |
JP4642167B2 (ja) | 密閉型電池用封口装置 | |
US10497924B2 (en) | Secondary battery | |
KR100420149B1 (ko) | 안전 장치를 채용한 이차 전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040305 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040416 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061205 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111215 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111215 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121215 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131215 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |