(57)【要約】  本実施の形態のリチウムイオン二次電池は、電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極リード、前記負極に接続された負極リード、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極リードに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極リードに接続された負極端子部を備えたものである。  そして、前記過充電防止機構は、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備えている。
2013137450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたリチウムイオン二次電池であって、
前記過充電防止機構が、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備え、前記感温変形部材の形状変化により駆動されて前記スイッチ部材がオンとなった場合、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材を溶断して充電電流路を遮断することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記感温変形部材は、形状記憶合金、バイメタル、およびワックスの少なくとも１つから構成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記短絡回路は、電池缶と接触するスイッチ部材を２個備え、短絡回路が閉回路となった場合、短絡電流は電池缶を通過することを特徴とする請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記ヒューズ部材は、前記電極組立体から引き出される正極リードもしくは負極リートのいずれかに形成される狭隘部で構成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記スイッチ部材は、前記電池缶に対向して配置されているリード状部材と電池缶から構成されるスイッチ部と、前記リード状部材近傍に配置されたバネと、バネ係止部材と、バネ係止部材を押出ロッド状部材とからなり、前記バネは、前記係止部材によって圧縮固定されており、過充電時の前記感温変形部材の変形に応じた押出ロッド状部材の移動に伴って前記バネの圧縮が解放され、前記バネの反発力によって、前記リード状部材と前記電池缶とが瞬間的に接触し前記短絡回路を閉路して前記ヒューズ部材を溶断することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
前記感温変形部材は、形状記憶合金によって形成された略Ｃリング形状を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年二酸化炭素排出量の削減や、ガソリンのような化石燃料の枯渇の懸念などから、エネルギー源として二次電池を使用した自動車が実用化されて来ている。この二次電池としては、高出力、高エネルギー密度、小型軽量化、低価格などが求められるほか、安全性、耐久性の改善も必要不可欠である。【０００３】
高エネルギー密度の自動車用二次電池としては、リチウムイオン二次電池が知られている。この高エネルギー密度リチウムイオン二次電池は、セパレータを介して積層した正極および負極を巻回した電極組立体を、有機電解液に含浸し電池缶に封入したものが典型的である。【０００４】
リチウムイオン二次電池は、有機電解液を使用しているため、過充電状態になると、電池電圧が上昇するばかりでなく、電池内部のガスの圧力が上昇し、さらに、電池内温度が上昇し、電解液の漏液や、缶の破裂といった事態に至る可能性もある。自動車用二次電池としては、頻繁に充放電が繰り返されることが予測されるため、安全性を確保する過充電の対策が講じられている。【０００５】
過充電対策として、たとえば、過充電時に発熱手段を発熱させ、その熱で、容器を開口して、過充電時にガス放出を行うことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８５７０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、容器を開口させてガスを放出させると、電池内の有機電解液に含まれる有機溶剤が外気に放出されることになり、環境を汚染することになる。また、容器を開口した後も充電電流は流れ続けるため、充電状態は続いており、さらに状況は悪化する恐れもある。【０００８】
本実施の形態では、外部に悪影響を及ぼすことなく、確実に過充電状態を阻止し得る信頼性の高い電池を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施の形態のリチウムイオン二次電池は、電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたリチウムイオン二次電池であって、
前記過充電防止機構が、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備え、前記感温変形部材の形状変化により駆動されて前記スイッチ部材がオンとなった場合、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材を溶断して充電電流路を遮断することを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施の形態のリチウムイオン二次電池の一例を示す一部切断斜視図である。
【図２】図２は、実施例１のリチウムイオン二次電池を示す概略図である。
【図３】図３は、実施例２のリチウムイオン二次電池を示す概略図である。
【図４】図４は、実施例３のリチウムイオン二次電池を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施の形態のリチウムイオン二次電池は、電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたものである。
そして、前記過充電防止機構は、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備えている。
過充電防止機構の動作は、電池の過充電時に、電池本体が温度上昇し、その結果前記感温変形部材が形状変化し、感温変形部材に接して設けられている押出ロッドがスイッチ部材を押圧して前記スイッチ部材をオンとする。その結果、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材が溶断して充電電流路を遮断する。
【００１２】
前記感温変形部材は、形状記憶合金、バイメタル、およびワックスの少なくとも１つから構成されたものであることが好ましい。形状記憶合金であることがさらに好ましい。この形状記憶合金の形状としてはＣ型リング状とすることが好ましい。
【００１３】
前記短絡回路の一部は、電池缶を経由するものとすることが好ましい。また、ヒューズ部材は、前記正極リードもしくは負極リードに形成された狭隘部で構成することが出来る。
【００１４】
前記スイッチ部材は、前記電池缶に対向して配置されているリード状部材と電池缶から構成されるスイッチ部と、前記リード状部材近傍に配置されたバネと、バネ係止部材と、バネ係止部材を押出ロッド状部材とからなり、前記バネは、前記係止部材によって圧縮固定されており、過充電時の前記感温変形部材の変形に応じた押出ロッド状部材の移動に伴って前記バネの圧縮が解放され、前記バネの反発力によって、前記リード状部材と前記電池缶とが瞬間的に接触し前記短絡回路を閉路して前記ヒューズ部材を溶断することを特徴とする。
【００１５】
以下、本実施の形態のリチウムイオン二次電池について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
［構造］
本実施の形態のリチウムイオン二次電池の構造の一例を、一部切断斜視図である図１に示す。
【００１７】
図１に見られるように、この電池１０の電池缶１１は、開口部を有する中空有底円筒状もしくは中空有底直方体ないし中空有底立方体をしており、開口部には、開口を封止するキャップ体１８が配置されている。このキャップ体１８には、電流取り出し用の端子１５，１６が設けられており、アルミニウム箔などの電極リード２２，２３を介して内部の正極１２と負極１３に接続されている。正極１２と負極１３は、薄い金属箔の表面にそれぞれ正極活物質、負極活物質が塗布形成されている。これらの両極間には絶縁のためのイオン透過性のあるセパレータ１４をそれぞれに重ね合わせて捲回し、缶体１１に収容できるよう成形して電極組立体を構成し、図示しない電解液とともに電池缶１１に収容されている。
【００１８】
電池缶１１の開口部のキャップ体１８には、さらに、電池内圧が上昇した場合に内部気体を排出できるようにガス排出弁１７を設けることもできる。
【００１９】
本実施の形態において、過充電状態を検知し、これに対応する手段として、電子回路を用いることなく実現することが出来る。そのため、有機電解液雰囲気下のような状況で電子回路の腐食等の恐れもなく、信頼性の高い過充電防止機構を実現することが可能になる。
【００２０】
以下、各構成要件についてさらに説明する。
【００２１】
（電池缶）
電池缶１１は、開口部を有する中空有底円筒状もしくは中空有底直方体ないし中空有底立方体をしており、アルミニウムなどの金属を成形して得られる。この電池缶１１内部には、有機電解液が充填されており、この有機電解液と化学的に反応しないような材料とするか、あるいは電池缶内部に絶縁のための樹脂コーティングを施すことも出来る。
【００２２】
（キャップ体）
キャップ体１８は、外装部を構成するアルミ板と内部を絶縁するポリプロピレンなどの絶縁性の板材で形成されており、電池缶１１の開口部に、かしめなどの手段で密封固着される。キャップ体１８には少なくとも２個の開口が形成されており、それぞれ正極端子１５、負極端子１６が設けられている。さらに、必要に応じて、内部圧力が高まった場合ガスを排出するガス排出弁１７が設けられていてもよい。
【００２３】
（電極組立体）
電極組立体は、前述のように、正極１３と負極１３、およびセパレータ１４が重ね合わされ捲回され、電池缶１１に収容できるよう成形されている。
電極組立体の正負極１２，１３端部は、セパレータ１４からはみ出すように巻回形成されており、はみ出した正負極に、電極取り出し用のタブ２２，２３が溶接などの手段で電気的に接続され、このタブ２２，２３が前記キャップ体の正負極端子１５，１６に電気的に接続されている。
【００２４】
（正極）
正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。
【００２５】
（負極）
負極は、負極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。
【００２６】
負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。
【００２７】
（セパレータ）
セパレータとしては、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物等を用いることができる。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。
【００２８】
（電解液）
電解液は、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製された非水電解液が用いられる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ過リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／Ｌとすることが望ましい。
【００２９】
上記正極、負極、セパレータ、あるいは有機電解液において示した材料は、あくまでも例示であって、本実施の形態においては、これらに限定されるものではない。
【００３０】
（過充電防止機構）
本実施の形態の、過充電防止機構は、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備えている。
そして、このリチウムイオン二次電池の過充電時に、電池本体が温度上昇し、その結果前記感温変形部材が形状変化し、感温変形部材に接して設けられている押出ロッドがスイッチ部材を押圧して前記スイッチ部材をオンとする。その結果、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられたエネルギーにより前記ヒューズ部材が溶断して充電電流路を遮断することとなる。
【００３１】
以下、上記過充電防止機構について、実施例で説明する。
【実施例１】
【００３２】
以下、図２を用いて、本実施例の過充電防止機構について説明する。なお、上記図１に記載した内容については説明を省略する。
図２は、本実施例のリチウムイオン二次電池の断面図であり、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）および（ｃ）は、正面断面図である。また、図２（ａ）、図２（ｂ）は、平常充電時の図であり、図２（ｃ）は以上充電時の図である。
この実施例は、感温変形部材として、Ｃ型リング状の形状記憶部材を用いた例である。リチウムイオン二次電池において、過充電状態の際に最も温度が上昇するのは、電極組立体の内部であり、この部分に感温変形部材を配置することが好ましい。
図２（ｂ）に見られるように、感温変形部材２１が電極組立体の内部に、一対のリード押出部材２３に接して配置されている。このリード押出部材２３は、上記形状記憶部材を囲繞し支持するように配置されている。このリード押出部材２３と電池缶１１の間には、リード状部材２４、２５が配置されており、それぞれ外部正極端子１６、外部負極端子１５と接続している。上記形状記憶部材２１は、その形状が圧縮固定され、圧縮歪みが残存している形状となっている。
本電池の充電時に、過充電状態となった場合、電池本体の温度が上昇すると、形状記憶部材２１の圧縮歪みが解放され、形状記憶部材２１の形状が復旧し、押出ロッド状体２３を押圧して、押出ロッド状体２３を図の左右方向にスライドするように移動させる。その結果、リード状部材２４、２５は、電池缶１１と接触し、短絡する。すると、電極組立体から、ヒューズ部材２２、リード状部材２４、電池缶１１、リード状部材２５、電極組立体を接続する短絡回路が閉路され、電極組立体に蓄積されている電気エネルギーによって、大電流が流れ、ヒューズ部２２において、抵抗による温度上昇で、このヒューズは溶断する。その結果、充電電流路は遮断され、過充電状態は解消される。
【実施例２】
【００３３】
本実施例２のリチウムイオン二次電池の概略断面図である図３を用いて、本実施例を説明する。
図３は、図２と同様、リチウムイオン二次電池の概略断面図である。実施例２が前記実施例１と異なる点は、実施例１においては、リード押出部材２３が、リード状部材２４、２５を押圧し、その結果、リード状部材２４、２５と電池缶１１との間で短絡させている。本実施例２においては、リード押圧部材２３とリード状部材２４、２５との間に、比較的軽量のロッド状部材３１を配置している。
このように、本実施例２において、ロッド状部材３１を用いることにより、過充電状態に陥った場合の、移動させるべき部材の質量が低減することになり、その結果、小さな形状記憶部材の復元力によっても確実にスイッチ部材の駆動を行うことができ、より確実に過充電防止動作を実現することが可能になる。
【実施例３】
【００３４】
実施例３について、過充電防止機構の要部を示す図４を用いて説明する。
図４は、スイッチ部材の近傍の一部を拡大して示す概略図である。図４（ａ）は、平常充電時の図であり、図４（ｂ）は異常充電時の図である。
図４（ａ）においては、バネ３１は、電池缶に固定されている支持部材（図示しない）と、バネホルダ４２に係止され圧縮されている。バネホルダ４２は、支持部材（図示しない）に支持軸４３を中心として回転自在に軸止された部材であり、２以上のバネホルダ４２をもって、バネ４１を係止することが好ましい。
異常充電時において、電池本体の電極組立体の温度が上昇し、リード押圧部材２３が、左右方向にスライドし、リード押出部材が、押し出されると、図４（ｂ）に見られるように、バネホルダ４２の電池缶側先端部が拡開する方向に移動し、バネ４１の係止が解除される。その結果、バネ３１は、瞬発的にリード状部材２４を押圧し、リード状部材２４と電池缶１１の間を短絡させる。こうして、前記短絡回路が閉路され、図４には示さないヒューズ部材を溶断し、充電電流を遮断することになる。【００３５】
以上、本発明のいくつかの実施の形態および実施例を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…リチウムイオン二次電池
１１…電池缶
１２…正極
１３…負極
１４…セパレータ
１５…正極端子
１６…負極端子
１７…ガス排出弁
１８…キャップ体
２１…形状記憶部材
２２…ヒューズ部材
２３…リード押圧部材
２４、２５…リード状部材
３１…ロッド状部材
２６…スイッチ部
４１…バネ
４２…バネホルダ
４３…支持軸
【図１】
2013137450.tif 000003
【図２】
2013137450.tif 000004
【図３】
2013137450.tif 000005
【図４】
2013137450.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月19日(2015.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたリチウムイオン二次電池であって、  前記過充電防止機構が、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備え、前記感温変形部材の形状変化により駆動されて前記スイッチ部材がオンとなった場合、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材を溶断して充電電流路を遮断し、 前記短絡回路は、電池缶と接触するスイッチ部材を２個備え、短絡回路が閉回路となった場合、短絡電流は電池缶を通過することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたリチウムイオン二次電池であって、 前記過充電防止機構が、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備え、前記感温変形部材の形状変化により駆動されて前記スイッチ部材がオンとなった場合、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材を溶断して充電電流路を遮断し、 前記スイッチ部材は、前記電池缶に対向して配置されているリード状部材と電池缶から構成されるスイッチ部と、前記リード状部材近傍に配置されたバネと、バネ係止部材と、バネ係止部材を押出ロッド状部材とからなり、前記バネは、前記係止部材によって圧縮固定されており、過充電時の前記感温変形部材の変形に応じた押出ロッド状部材の移動に伴って前記バネの圧縮が解放され、前記バネの反発力によって、前記リード状部材と前記電池缶とが瞬間的に接触し前記短絡回路を閉路して前記ヒューズ部材を溶断することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたリチウムイオン二次電池であって、 前記過充電防止機構が、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備え、前記感温変形部材の形状変化により駆動されて前記スイッチ部材がオンとなった場合、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材を溶断して充電電流路を遮断し、 前記感温変形部材は、形状記憶合金によって形成された略Ｃリング形状を有していることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記感温変形部材は、形状記憶合金、バイメタル、およびワックスの少なくとも１つから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記ヒューズ部材は、前記電極組立体から引き出される正極リードもしくは負極リードのいずれかに形成される狭隘部で構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
前記スイッチ部材は、前記電池缶に対向して配置されているリード状部材と電池缶から構成されるスイッチ部と、前記リード状部材近傍に配置されたバネと、バネ係止部材と、バネ係止部材を押出ロッド状部材とからなり、前記バネは、前記係止部材によって圧縮固定されており、過充電時の前記感温変形部材の変形に応じた押出ロッド状部材の移動に伴って前記バネの圧縮が解放され、前記バネの反発力によって、前記リード状部材と前記電池缶とが瞬間的に接触し前記短絡回路を閉路して前記ヒューズ部材を溶断することを特徴とする請求項３に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
前記短絡回路は、電池缶と接触するスイッチ部材を２個備え、短絡回路が閉回路となった場合、短絡電流は電池缶を通過することを特徴とする請求項２、３と６のうちのいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】  本実施の形態のリチウムイオン二次電池は、電池缶内部に、正極、セパレータ、および負極を捲回して形成した電極組立体、有機電解液、前記正極に接続された正極タブ、前記負極に接続された負極タブ、および過充電防止機構を内蔵し、キャップ体によって封止され、前記キャップ体に固定され前記正極タブに接続された正極端子部と、前記キャップ体に固定され前記負極タブに接続された負極端子部を備えたリチウムイオン二次電池であって、  前記過充電防止機構が、電極組立体内部温度を検知してその形状を変化させる感温変形部材と、前記感温変形部材の形状変化により駆動されるスイッチ部材と、正極もしくは負極外部電極端子と正極もしくは負極に直列に接続されたヒューズ部材と、前記リチウムイオン二次電池電極組立体、ヒューズ部材、スイッチ部材を直列に接続した短絡回路を備え、前記感温変形部材の形状変化により駆動されて前記スイッチ部材がオンとなった場合、前記短絡回路が閉回路となり前記電極組立体に蓄えられた電気エネルギーにより前記ヒューズ部材を溶断して充電電流路を遮断することを特徴とするものである。 かかる実施形態のリチウムイオン二次電池において、前記短絡回路は、電池缶と接触するスイッチ部材を２個備え、短絡回路が閉回路となった場合、短絡電流は電池缶を通過することが好ましい。 かかる実施形態のリチウムイオン二次電池において、前記スイッチ部材は、前記電池缶に対向して配置されているリード状部材と電池缶から構成されるスイッチ部と、前記リード状部材近傍に配置されたバネと、バネ係止部材と、バネ係止部材を押出ロッド状部材とからなり、前記バネは、前記係止部材によって圧縮固定されており、過充電時の前記感温変形部材の変形に応じた押出ロッド状部材の移動に伴って前記バネの圧縮が解放され、前記バネの反発力によって、前記リード状部材と前記電池缶とが瞬間的に接触し前記短絡回路を閉路して前記ヒューズ部材を溶断することが好ましい。 かかる実施形態のリチウムイオン二次電池において、前記感温変形部材は、形状記憶合金によって形成された略Ｃリング形状を有していることが好ましい。
【国際調査報告】
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