(57)【要約】  短絡による破裂や発火を防止することができる二次電池を提供する。本発明の二次電池１０は、表面抵抗率が１０−２Ω／ｓｑ〜１０１０Ω／ｓｑの伸長性を有する伸長性シート１１によって少なくとも一部が囲まれており、電解液とともに容器５に収容された、正極電極１と負極電極２とがセパレータ３を介して積層または巻回した電池要素４を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面抵抗率が１０−２Ω／ｓｑ〜１０１０Ω／ｓｑの伸長性を有する伸長性シートによって少なくとも一部が囲まれており、電解液とともに容器に収容された、正極電極と負極電極とがセパレータを介して積層または巻回した電池要素を有する、二次電池。
【請求項２】
前記伸長性シートは前記電池要素と前記容器の内壁面との間に配置されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記伸長性シートは、前記容器の外側を覆うように配置されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記容器は複数の層で構成されるラミネートフィルムからなり、前記複数の層のうちの少なくとも一層が、前記伸長性シートからなる、請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記伸長性シートの伸び率が１０％以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能な二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカー、電気自動車、あるいは電動アシスト自転車などに、充放電ができる二次電池が用いられている。【０００３】
二次電池は、例えば、複数の正極電極と複数の負極電極とをポリエチレンやポリプロピレンなどからなるセパレータを介して積層された電池要素が電解液とともに容器に収容され密封されて構成される。【０００４】
上記のように構成された二次電池の場合、例えば釘などの鋭利な金属片が容器に突き刺さった場合、金属片によって正極電極と負極電極との間で短絡が生じ、過大な電流が流れ、電池が発熱し、電池が破裂または発火する危険がある。【０００５】
そこで、関連技術の一例として、特許文献１には、金属片が電池容器に突き刺さった時に正極電極と負極電極との間に短絡が生じないようにする方法が開示されている。具体的には、容器の外周面に伸び率が１％以上の高分子シートを配置することで、金属片が容器に突き刺さった場合に、高分子シートが金属片に沿って延びて金属片の側面を覆うことができる。その結果、正極電極と負極電極との間には電気伝導性が極めて低い高分子シートが介在するため、正極電極と負極電極との間で短絡が生じることを防止でき、電池の破裂や発火を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１５１１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１の場合、容器の外周面に電気伝導性の極めて低い高分子シートが配置されているため、金属片が容器に突き刺さった場合、正極電極と負極電極との間で金属片を介した短絡が防止される。しかしながら、正極電極と負極電極からなる電池要素はエネルギーが蓄積された状態にある。そのため、なんらかの拍子に高分子シートが破れると、金属片を介して正極電極と負極電極との間で短絡が生じ、瞬時に過大な電流が流れ、電池が発熱し、電池が破裂または発火する危険がある。【０００８】
本発明の目的は、容器に金属片が突き刺さった時に破裂または発火する可能性がある、といった課題を解決する二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の二次電池は、表面抵抗率が１０−２Ω／ｓｑ〜１０１０Ω／ｓｑの伸長性を有する伸長性シートによって少なくとも一部が囲まれており、電解液とともに容器に収容された、正極電極と負極電極とがセパレータを介して積層または巻回した電池要素を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電池要素に蓄積されたエネルギーが徐々に放出されるため、二次電池の破裂や発火を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る二次電池の一実施形態の断面概略図である。
【図２】本発明の二次電池に金属片が突き刺さった時の様子を示す概略図である。
【図３】本発明に係る二次電池の他の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態の詳細について説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
【００１３】
図１は、本発明の二次電池の一実施形態の概略構成図である。なお、図１では、正極電極と負極電極とがセパレータを介して積層された電池要素を有する二次電池を示している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、正極電極と負極電極とがセパレータを介して巻回した電池要素を有する二次電池にも適用可能である。
【００１４】
正極電極１と負極電極２とがセパレータ３を介して積層され、電池要素４が形成されている。電池要素４は電解液とともに容器５内に収容されている。正極タブ６の一方の端部は容器５内に位置し、各正極電極１と接続されており、正極タブ６の他方の端部は容器５の外部に位置している。また、負極タブ７の一方の端部は容器５内に位置し、各負極電極２と接続されており、負極タブ７の他方の端部は容器５の外部に位置している。本実施形態では、正極タブ６と負極タブ７とが容器５の対向する２つの面に位置しているが、正極タブ６と負極タブ７とが同じ方向に位置していても構わない。
【００１５】
本発明の二次電池１０では、電池要素４を覆うように伸長性シート１１が配置されている。本発明における伸長性シート１１は、表面抵抗率が１０−２Ω／ｓｑ〜１０１０Ω／ｓｑかつ、伸び率が１０％以上であることを特徴としている。伸長性シート１１としては、例えばポリウレタンフィルムやセロハンなどが挙げられる。
【００１６】
図２に示すように、釘などの鋭利な金属片２０が容器５に突き刺さった時、伸長性シート１１は伸長性を有するので、容器５を貫いた金属片２０に沿って延びて金属片２０を覆うことができる。その結果、正極電極１と負極電極２との間には伸長性シート１１が介在する。上述した関連技術の一例である特許文献１では、電気伝導性が極めて低い高分子シートを用いていたが、本願発明の伸長性シート１１は、１０−２Ω／ｓｑ〜１０１０Ω／ｓｑの表面抵抗率を有する。例えば導電性を有するアルミニウムシートの場合、表面抵抗率は１０−３オーダーであり、例えば絶縁性を有する一般的な帯電防止フィルムの場合、表面抵抗率は１０１１オーダー以上である。つまり、本願発明の伸長性シートは、特許文献１の高分子シートとは異なり、少しの導電性を有するため、少量の電気を流すことが可能である。そのため、金属片２０によって伸長性シート１１は正極電極１と負極電極２とに接触するとともに、伸長性シート１１によって短絡が生じ、伸長性シート１１を介して微小な短絡電流が流れることで、電池要素４が保持するエネルギーが徐々に放出される。電池要素４が保持するエネルギーが徐々に放出されることで、二次電池が発熱し、破裂や発火する危険が抑制される。
【００１７】
なお、上述の実施形態では、電池要素４を覆うように電池要素４と容器５の内壁面との間に伸長性シート１１を配置していたが、例えば図３に示すように、容器５の外側を覆うように伸長性シート１１を配置することもできる。また、容器５は、アルミ箔などの金属層の両面を樹脂層で覆ってなるラミネートフィルムで構成でき、樹脂層のうち少なくとも一層を伸長性シート１１で構成することもできる。
【００１８】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００１９】
この出願は、２０１３年９月２０日に出願された日本出願特願２０１３−１９５３６８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００２０】
１  正極電極
２  負極電極
３  セパレータ
４  電池要素
５  容器
１０  二次電池
１１  伸長性シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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