JPWO2012133775A1 - 蓄電素子 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の電池においては、小型化、軽量化が可能であること、コスト的に有利であること、および加工性がよいことから、ケースの材料として、アルミニウムやアルミニウム合金等が使用されることが多い。
本発明は、正極板と負極板とを積層してなる蓄電要素と、前記蓄電要素を収容するケースと、前記蓄電要素において前記正極板および前記負極板の積層方向と平行する端面と前記ケースとの間に配されるものであって、前記ケースを構成する材料よりも融点の高い材料により形成された保護部材とを備える蓄電素子である。
また、前記ケースを形成する材料がアルミニウムまたはアルミニウム合金のような、比較的低融点の材料である場合に、本発明を好ましく適用できる。
本発明によれば、簡易な構成で、安全性に優れた蓄電素子を提供できる。
実施形態1を、図1を参照しつつ説明する。
本実施形態の電池1(蓄電素子に該当)は、所定の容積を有する電池ケース2(ケースに該当)と、この電池ケース2内に電解液とともに収容される電極体10(蓄電要素に該当)とを備える。
この電池1の内部には、異常発熱によって高温のガスが電極体10から放出された場合に、容器3の溶融・破損を防止するための保護部材8が配されている。
誤使用等により電池が過充電状態となった場合には、異常発熱によって、電極体10の内部で高温のガスが発生することがある。発生したガスは、正極板11および負極板12の板面方向に沿って流れ、両端面13、13から容器3の側壁4、4に向かって噴出される。このとき、電極体の両端面13、13と容器3の側壁4、4との間には保護部材8、8が配されているから、噴出されたガスはこの保護部材8、8によって受けられる。これにより、高温のガスが容器3の側壁4、4に直接吹き付けられることを抑制し、容器3の溶融・破損を防止することができる。
以上のように本実施形態の電池1は、正極板11と負極板12とをセパレータを介して積層してなる電極体10と、この電極体10を収容する電池ケース2と、電極体10において正極板11および負極板12の積層方向と平行する端面13と電池ケース2における容器3の側壁4との間に配されるものであって、電池ケース2を構成する材料よりも融点の高い材料により形成された保護部材8とを備える。
実施形態2を、図2を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、実施形態1と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の電池20は、実施形態1と同様に、電池ケース2と、この電池ケース2内に電解液とともに収容される電極体10とを備える。
実施形態3を、図3を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、実施形態1と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
図4に示す電池40のように、保護部材8が容器3における側壁4、4の内側面に貼り付けられていてもよい。このような構成によれば、容器3の内部で保護部材8が固定されるから、容器3の内部での保護部材8のがたつきがない。また、組み立て時の作業性が向上する。
図5に示す保護部材50のように、その板面全体に、補強のための格子状のリブ51が設けられていてもよい。
図6に示す保護部材52においては、電極体10の端面13と対向する側の面に、両側縁および下側縁から端面13側に突出するリブ53、54が設けられている。リブ53をこのような形状とすることにより、このリブ53に囲まれた領域が、縦方向に延び、上側に開放された通路55となる。
本電池について、その技術的効果を検証するための実験を行なった。
(1)検証条件
実施形態1と同様の構成を有する電池を作成した。また、比較例として、保護部材を設けない他は実施形態1と同様の構成を有するに電池を作成した。これらの電池について、過充電を行い、過熱状態を作り出して、その変化を検証した。
数10分後、保護部材を設けた電池においては、比較的低温のガスが安全弁から放出されることが確認された。一方、保護部材を設けていない電池においては、容器短側面の一部が高温となり、その後その一部が溶融し、高温ガスが吹き出していることが確認された。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
1)上記実施形態では、保護部材8は、電極体10の端面13の全面を覆うことの可能な大きさとされていたが、保護部材は、端面の一部を覆う大きさとされていてもよい。
2...電池ケース(ケース)
7...安全弁
8...保護部材
10...電極体(蓄電要素)
11...正極板
12...負極板
13...端面
21...絶縁シート
55、58...通路
Claims (7)
- 正極板と負極板とを積層してなる蓄電要素と、
前記蓄電要素を収容するケースと、
前記蓄電要素において前記正極板および前記負極板の積層方向と平行する端面と前記ケースとの間に配されるものであって、前記ケースを構成する材料よりも融点の高い材料により形成された保護部材とを備える蓄電素子。 - 前記保護部材を形成する材料がセラミックス材料である、請求項1記載の蓄電素子。
- 前記ケースを形成する材料がアルミニウムまたはアルミニウム合金である、請求項1または請求項2に記載の蓄電素子。
- 前記蓄電要素を包装する絶縁シートを備える、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の蓄電素子。
- 前記蓄電要素が、前記正極板と前記負極板とを積層したものを巻回することにより形成された巻回型のものである、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の蓄電素子。
- 前記保護部材が、前記蓄電要素における巻回軸方向の両端面のうち少なくとも一方の端面と前記ケースとの間に配されている、請求項5に記載の蓄電素子。
- 前記ケースには、このケースの内部の圧力が所定値以上となったときに開弁する安全弁が設けられ、
前記保護部材には、前記蓄電要素の前記端面と対向する面に、前記ケースにおいて前記安全弁が設けられている側に対応する側の端部が開放された通路が形成されている、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の蓄電素子。
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