(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋板と端子板との間に絶縁樹脂体を介在させて構成されると共に少なくとも２本の接続端子を持つ温度ヒューズを内蔵した封口体で、電池ケースの開口部を密閉してなる密閉型電池において、
前記接続端子の一方が前記蓋板と前記絶縁樹脂体との間に挟着されると共に前記接続端子の他方が前記端子板と前記絶縁樹脂体との間に挟着され、前記蓋板と前記端子板とが前記温度ヒューズを介して電気接続していることを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記接続端子の前記挟着部分が、板状であることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、少なくとも２本の接続端子を持つ温度ヒューズが封口体に内蔵されている密閉型電池に関し、詳しくは、前記接続端子の電気接続状態の改良に関する。
【０００２】
尚、温度ヒューズとは、通常の温度では導電性が良く且つ温度を検知し、所定の温度以上となった際には導電性がなくなるかまたは不導通に近い高抵抗体に変化する機能を有するものである。
【０００３】
【従来の技術】
金属片等が接触する等して電池が外部短絡すると過大な短絡電流が流れ、このような短絡電流が流れると、内部抵抗によってジュール熱を発生し、電池を高温に加熱する。そして、電池の温度上昇は、電池の種類によって著しい弊害となる。例えば、リチウム電池では、内容物のリチウム金属、有機電解液が可燃性である為に、発熱して発火することがある。また、リチウム電池以外の電池も、温度上昇は電池性能に悪影響を与える。この為、電池の温度上昇は、可能なかぎり低く抑制することが大切である。更に、密閉型電池が外部短絡すると、短絡電流は、密閉型電池内部のガス圧を急激に上昇させる。この為、安全確保の為に取り付けてある安全弁が作動し、安全弁が開くことにより電解液が噴出して使用機器を傷付けることがある。この弊害を防止する為に、実開昭５３−１３５５２８号公報では、密閉型電池の発電要素と直列に保護素子としての温度ヒューズを電気接続することが提案されている。この密閉型電池は、外部短絡が起こって電池の温度が所定温度に達した際、温度ヒューズが作動して短絡電流が流れなくなり、これによって、電池が更に高温になるのを防止することができる。
【０００４】
さて、実開昭５３−１３５５２８号公報を見てみると、温度ヒューズを電池に内蔵させる形態として、（ａ）発電要素に内蔵したもの、（ｂ）封口体に内蔵して温度ヒューズを発電要素と隔離したもの、および、（ｃ）密閉された電池の電池ケースの外周を合成樹脂チューブを介して金属外装筒で覆い、この電池ケースと金属外装筒との間に介在させてこれらを直列に電気接続したものが開示されている。しかしながら、これらの温度ヒューズの内蔵形態には以下に示すように一長一短がある。即ち、温度ヒューズを発電要素に内蔵した（ａ）の場合には、電池内部の温度を直接的に精度良く検知して通電を遮断できるので機能的には優れる。ところが、温度ヒューズが電解液と直接接触するので、電解液中においても化学的に安定な物質によって液密的に覆われた構成の温度ヒューズであることが不可欠である。この為、材料的な制約が多く、温度ヒューズの選択が困難である。これに対して、温度ヒューズを封口体に内蔵した（ｂ）および電池ケースと金属外装筒との間に介在させた（ｃ）の場合には、温度ヒューズが電解液に触れない位置にあるので、材料的な制約が少なく温度ヒューズの選択が容易である。ところが、これら（ｂ）および（ｃ）の場合には、温度検知特性が温度ヒューズを発電要素内に内蔵した（ａ）より劣り、特に、電池ケースと金属外装筒との間に温度ヒューズを介在させた（ｃ）は、他の場合に比較して電池内部温度の検知特性が劣る。
【０００５】
そこで、本発明者らは、温度ヒューズの材料的な制約および温度ヒューズの温度検知特性を考慮すると温度ヒューズを封口体に内蔵した（ｂ）が最良であると考え、上記（ｂ）における温度ヒューズの温度検知特性向上に努めた。そして、温度ヒューズを封口体に内蔵した上記（ｂ）は、温度ヒューズの接続端子を蓋板と端子板とに接触させた面積が小さく且つこの接触部分の熱拡散が大きいので、温度ヒューズへの熱伝導が悪いのではないかと考えた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
封口体に温度ヒューズを内蔵して温度ヒューズを発電要素と隔離した密閉型電池における温度ヒューズの温度検知特性向上を図る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
蓋板と端子板との間に絶縁樹脂体を介在させて構成されると共に少なくとも２本の接続端子を持つ温度ヒューズを内蔵した封口体で、電池ケースの開口部を密閉してなる密閉型電池において、前記接続端子の一方が前記蓋板と前記絶縁樹脂体との間に挟着されると共に前記接続端子の他方が前記端子板と前記絶縁樹脂体との間に挟着され、前記蓋板と前記端子板とが前記温度ヒューズを介して電気接続していることを特徴とする。
【０００８】
また、前記接続端子の前記挟着部分が、板状であるのが望ましい。
【０００９】
【作用】
温度ヒューズの接続端子が蓋板と絶縁樹脂体との間および端子板と絶縁樹脂体との間に挟着しているので、この接続端子の挟着部分を長くすることにより、この接続端子と端子板および蓋板との接触部分を容易に大きくすることができる。この接触部分を大きくすることにより、受熱部分が増加するので、温度ヒューズへの熱伝導性が良くなる。
【００１０】
しかも、温度ヒューズの接続端子を絶縁樹脂体を用いて挟着するので、この絶縁樹脂体により、この挟着部分の熱拡散が防止できる。これにより、この挟着部分の保温性が向上する。よって、更に、温度ヒューズへの熱伝導性が良くなる。
【００１１】
従って、これらにより、温度ヒューズの温度検知特性向上が図れる。
【００１２】
また、温度ヒューズの接続端子の挟着部分を板状にすると、この接続端子の受熱部分を一層増加させることができる。しかも、この挟着部分の密閉性が向上するので、この挟着部分の熱拡散が一層防止できる。
【００１３】
【実施例】
本発明の電池を実施例および比較例に基づいて、以下に説明する。
【００１４】
［実施例１］
円筒巻式リチウム電池で、本発明の電池を作製した。
【００１５】
〔封口体の作製〕
図１、２において、１は蓋板であり、中央部には円錐台形に下方に突出して中心に弁孔２を穿設した突出部３が、また、その周辺には環状の平面部４が設けられている。５は厚み２０μｍのアルミニウム薄板と厚み４０μｍの熱溶着性ポリエチレンフィルムとをラミネートした熱溶着性薄膜であり、この薄膜５の外径は前記蓋板１の突出部３の内径とほぼ一致している。この薄膜５をポリエチレンフィルムが蓋板１に接するように蓋板１の突出部３の内底面に配し、弁孔２を閉塞するようにホットプレスによって１４０℃×１０秒で前記薄膜５を蓋板１に熱溶着した。この時、前記薄膜５は、前記弁孔２に対向する部分を除いた全面が蓋板１に溶着されている。因に、密閉型電池内部のガス圧が所定圧以上になると、この薄膜５が破れて、ガス抜き孔７から密閉型電池内部のガスが噴出される。
【００１６】
また、６は、ガス抜き孔７を有する帽子状の端子板である。８は、端子板６と蓋板１とを電気的に絶縁するポリプロピレン製の絶縁樹脂体である。９は、２本の棒状の接続端子１０、１１を持つ温度ヒューズである。尚、この温度ヒューズ９は、９５℃以上になると作動するものである。この温度ヒューズ９の一方の接続端子１０の或る程度の部分を蓋板１の平面部４と絶縁樹脂体８との間に挟むようにして、絶縁樹脂体８を蓋板１の平面部４の上に配した。次に、温度ヒューズ９の他方の接続端子１１の或る程度の部分を端子板６と絶縁樹脂体８との間に挟むようにして、端子板６を絶縁樹脂体８の上に配した。それから、蓋板１の上部をカシメて端子板６を固定し、封口体１２を作製した。尚、このカシメにより、接続端子１０は蓋板１の平面部４と絶縁樹脂体８との間に挟着し、接続端子１１は端子板６と絶縁樹脂体８との間に挟着している。また、接続端子１０は蓋板１と接触により電気接続し、接続端子１１は端子板６と接触により電気接続している。
【００１７】
〔集電板付負極の作製〕
負極は金属リチウム板からなり、この金属リチウムの一部にニッケル薄板からなる集電板１３を圧着して集電板付負極を作製した。
【００１８】
〔集電板付正極の作製〕
所定量の二酸化マンガン（活物質）と所定量のポリテトラフルオロエチレン（結着剤）と適量の水とを混合し、適度な粘性を有する正極合剤を調製し、この合剤をステンレス製のエキスパンドメタルにコーティングし、ローラで圧延した後、所定の大きさに切断し乾燥して正極板を作製した。
【００１９】
次に、この正極板の合剤層を部分的に剥離してエキスパンドメタルを露出させ、この露出部分にステンレス薄板からなる集電板１４をスポット溶接し、その後、集電板１４の先端を除く部分と前記露出部分とを覆うようにして絶縁テープを貼り付けて集電板付正極を作製した。
【００２０】
〔巻回電極体の作製〕
前記集電板付負極の両端を粘着テープを用いてセパレータに接着固定した。次に、セパレータに固定されたこの負極の上にセパレータを載せ前記集電板付正極と重ね合わせて巻回し、粘着テープを１周半ほど巻いて貼り止めて巻回電極体１５を作製した。
【００２１】
〔電解液の作製〕
プロピレンカーボネートと１，２−ジメトキシエタンの等容量混合液に１ｍｏｌ／ｌのＬｉＣＦ3ＳＯ3を溶解して作製した。
【００２２】
〔電池の組立〕
前記巻回電極体１５を電池ケース１６に挿入し、負極集電板１３を電池ケース１６の底にスポット溶接し、正極集電板１４の先端と蓋板１とをスポット溶接した。その後、電池ケース１６に電解液を注入し、電解液を電極等に十分に浸透させた後、予め電池ケース１６の上部に形成した嵌合用溝に絶縁パッキング１７を当てがい電池ケース１６の上部に封口体１２をカシメて電池ケース１６を密閉した。図１に、このようにして作製した密閉型電池（電池寸法：外径１６．４ｍｍ；高さ３３．５ｍｍ）の断面図を示す。この密閉型電池を、本発明電池Ａ１とする。
【００２３】
［実施例２］
封口体１２の作製において、図３に示すように温度ヒューズ９の接続端子１０、１１を板状にした以外は、本発明電池Ａ１と同様にして本発明電池Ａ２を作製した。
【００２４】
［比較例１］
図４に示すように、封口体１２の作製において、温度ヒューズ９の接続端子１０、１１を挟着している部分の絶縁樹脂体を取り除き、温度ヒューズ９の接続端子１０、１１をスポット溶接により電気接続した以外は、本発明電池Ａ１と同様にして比較電池Ｂ１を作製した。
【００２５】
尚、接続端子１０と蓋板１とが接触している長さおよび接続端子１１と端子板６とが接触している長さは、本発明電池Ａ１と同様になるように調整した。因に、この接触長さを本発明電池Ａ１と同様にするのは、非常に困難な作業であった。それは、この接続端子１０、１１が蓋板１と絶縁樹脂体８との間または端子板６と絶縁樹脂体８との間に挟着されていないので、接続端子１０、１１に反り等が発生し易く、接触可能な接続端子の全長に渡る接触の保持が非常に困難であったからである。
【００２６】
［比較例２］
図５に示すように、封口体１２の作製において、温度ヒューズ９の接続端子１０、１１の最端部をスポット溶接により電気接続し、接続端子１０と蓋板１との接触および接続端子１１と端子板６との接触がこのスポット溶接の部分だけである以外は、比較電池Ｂ１と同様にして比較電池Ｂ２を作製した。
【００２７】
［温度ヒューズ作動時間測定］
本発明電池Ａ１、Ａ２および比較電池Ｂ１、Ｂ２を外部短絡して、温度ヒューズ９が作動する時間を測定した。この結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
0003649792.tif 000002
【００２９】
表１より以下のことが分かる。
【００３０】
まず、比較電池Ｂ１と比較電池Ｂ２とを比べると、比較電池Ｂ１の方が２秒早く温度ヒューズ９が作動する。つまり、接続端子１０と蓋板１とのが接触部分および接続端子１１と端子板６との接触部分を大きして受熱部分を増加したことで、温度ヒューズ９への熱伝導性が良くなったことになる。
【００３１】
次に、本発明電池Ａ１と比較電池Ｂ１とを比べると、本発明電池Ａ１の方が１０秒早く温度ヒューズ９が作動する。つまり、接続端子１０、１１を絶縁樹脂体８で覆って熱拡散を防止したことで、温度ヒューズ９への熱伝導性が良くなったことになる。
【００３２】
従って、温度ヒューズ９の接続端子１０、１１の或る程度の部分が蓋板１と絶縁樹脂体８との間または端子板６と絶縁樹脂体８との間に挟着している本発明の電池にすると、温度ヒューズ９への熱伝導性が良くなる。
【００３３】
更に、本発明電池Ａ２と本発明電池Ａ１とを比べると、本発明電池Ａ２の方が１０秒早く温度ヒューズ９が作動する。つまり、温度ヒューズ９の接続端子１０、１１を板状にすると、温度ヒューズ９への熱伝導性が一層良くなる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の密閉型電池にすると、温度ヒューズの接続端子が蓋板と絶縁樹脂体との間および端子板と絶縁樹脂体との間に挟着しているので、この接続端子の挟着部分を長くすることにより、この接続端子と端子板および蓋板との接触部分を容易に大きくすることができる。この接触部分を大きくすることにより、受熱部分が増加するので、温度ヒューズへの熱伝導性が良くなる。
【００３５】
しかも、温度ヒューズの接続端子を絶縁樹脂体を用いて挟着するので、この絶縁樹脂体により、この挟着部分の熱拡散が防止できる。これにより、この挟着部分の保温性が向上する。よって、更に、温度ヒューズへの熱伝導性が良くなる。
【００３６】
また、温度ヒューズの接続端子の挟着部分を板状にすると、この接続端子の受熱部分を一層増加させることができる。しかも、この挟着部分の密閉性が向上するので、この挟着部分の熱拡散が一層防止できる。
【００３７】
従って、封口体に温度ヒューズを内蔵して温度ヒューズを発電要素と隔離した電池における温度ヒューズの温度検知特性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池の概略構造断面図
【図２】本発明に係る電池の封口体の分解斜視図
【図３】板状接続端子を持つ温度ヒューズを示す図
【図４】比較電池Ｂ１の概略構造断面図
【図５】比較電池Ｂ２の概略構造断面図
【符号の説明】
１・・・・・蓋板
６・・・・・端子板
８・・・・・絶縁樹脂体
９・・・・・温度ヒューズ
１０、１１・・接続端子
１２・・・・・封口体
１６・・・・・電池ケース
【図１】
0003649792.tif 000003
【図２】
0003649792.tif 000004
【図３】
0003649792.tif 000005
【図４】
0003649792.tif 000006
【図５】
0003649792.tif 000007