(57)【要約】【課題】電池異常時のガス発生に伴う電池内圧がより低圧の時点で電流遮断を行い、安全性に優れたリチウム二次電池を提供する。【解決手段】密閉型リチウム二次電池は、電池蓋１１に、電池内圧が遮断圧に達したときに電流を遮断する電流遮断機構と、電池内圧が遮断圧より大きい開裂圧に達したときに電池内圧を開放する開口１１ａと開裂溝１２ｂとを有している。電流遮断機構は、電流遮断弁１２、捲回群に接続された接続板１３、及びこれらの接合部１７で構成されており、電流遮断弁１２と接続板１３との接合部１７を断つ。電流遮断弁１２と接続板１３との間には反発力を有する板バネ１９及び絶縁性のブッシュ１５が配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上蓋に、電池内圧が大気圧より大きい所定の遮断圧に達したときに電流遮断弁が発電要素に接続された接続部材との接触を解除することで導電経路を遮断する電流遮断機構と、電池内圧が前記遮断圧より大きい開裂圧に達したときに前記電池内圧を開放する開裂機構とを有する密閉型リチウム二次電池であって、前記電流遮断弁と前記接続部材との間に反発力を有する反発材料を配置したことを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項２】
前記反発材料が絶縁体であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】
前記電流遮断弁は、反転可能な湾曲形状を有しており、前記遮断圧で反転することにより前記接続部材との接触を解除することを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項４】
前記リチウム二次電池が角型電池であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のリチウム二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池内圧が所定の遮断圧に達したときに電流遮断弁が発電要素に接続された接続部材との接触を解除することで導電経路を遮断する電流遮断機構と、電池内圧が遮断圧より大きい開裂圧に達したときに電池内圧を開放する開裂機構とを有する密閉型リチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉型電池は家電製品に汎用されており、最近では、密閉型電池の中でも特にリチウム二次電池が数多く用いられるに至っている。また、リチウム二次電池はエネルギー密度が高いことから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリット車（ＨＥＶ）の車載電源としても開発が進められている。
【０００３】
しかしながら、密閉型電池は、例えば、充電装置の故障などによって過充電状態に陥ると、電池内圧が極端に上昇することがある。このため、薄板金属板の中央部を下方に突出させた突起部が厚板金属板に溶接され、これらの金属板の周部がカシメ固定された防爆機構を有する密閉型電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特に、有機溶媒を電解液として用いる非水電解液タイプの密閉型リチウム二次電池においては、電池性能が高まり、電池容量も大きくすることができるので、より確実な防爆機構が要求される。
【０００４】
【特許文献１】特開平第８−７８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献の防爆機構では、薄板金属板が実質的に平面形状のため、過充電状態等の電池異常時に電解液が分解してガスが発生し電池内圧が上昇すると、一旦は厚板金属板との電気的接続が断たれ充電電流は遮断されるが、その後電池内部のガスが温度変化などで収縮すると、薄板金属板のスプリングバックによって再び薄板金属板と厚板金属板との接触（電気的接続）が生じ、過充電電流が流れてしまう、という問題がある。また、薄板金属板の厚さは電流容量の観点からは厚いことが望ましいが、薄板金属板より厚板金属板の厚さが大きいと、内圧が上昇したときに薄板金属板の方が先に破断してガスを放散してしまうため、薄板金属板と厚板金属板との接合部が完全に離間せず、電流を遮断できない場合もある。更に、薄板金属板と厚板金属板とが接触した構造では、電池組立時に上蓋をカシメ固定する際に薄板金属板に大きな荷重が掛かるので、薄板金属板に形成された開裂溝が開裂しやすい、という問題がある。
【０００６】
また、角型電池おいては、円筒型電池に比べ電池内圧に対するカシメ固定部の耐圧が低いため、電池蓋の面積が大きくなると、電池内圧が上昇した際に薄板接続板と厚板接続板との電気的接続を断つ圧力より小さい圧力でカシメ固定部からガス漏れが発生する場合があるため、耐圧を確保しようとすると、電池が大型化したり、電池の単位体積当たりのエネルギー密度が低下する傾向にある。
【０００７】
本発明は、上記事案に鑑み、電池異常時に、より低い電池内圧で電流遮断を行うことができる安全性に優れたリチウム二次電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、上蓋に、電池内圧が大気圧より大きい所定の遮断圧に達したときに電流遮断弁が発電要素に接続された接続部材との接触を解除することで導電経路を遮断する電流遮断機構と、電池内圧が前記遮断圧より大きい開裂圧に達したときに前記電池内圧を開放する開裂機構とを有する密閉型リチウム二次電池であって、前記電流遮断弁と前記接続部材との間に反発力を有する反発材料を配置したことを特徴とする。
【０００９】
通常、板厚は規格化されているため、電流遮断弁に使用される板厚も規格に依存することになる。このため、電流遮断弁と接続部材との接触を解除する遮断圧（電流遮断弁と接続部材との接触が解除されるときの電池内圧）は段階的となる。本発明では、電流遮断弁と接続部材との間に反発力を有する反発材料が配置されているので、反発材料の反発力を調整乃至反発部材の選択をすることにより、遮断圧を低圧側に細かく設定することが可能である。
【００１０】
本発明において、反発部材を絶縁体とすれば、一旦電流遮断弁が接続部材との接触が解除され導電経路が遮断されると、絶縁体の反発部材の反発力で再度電流遮断弁が接続部材に接触することはないため、電流遮断弁及び接続部材間で再度過充電電流等の電池異常時における電流が流れることを防止することができる。また、電流遮断弁が、反転可能な湾曲形状を有しており、遮断圧で反転することにより接続部材との接触を解除するようにすれば、電流遮断弁を、電池内圧が上昇して遮断圧となるまでは非反転形状を維持させ、遮断圧を越えると反転させる構成とすることができると共に、遮断圧は大気圧よりも大きいため、電池異常時に電池内圧で一旦電流遮断弁が反転すれば、たとえ電池内部が真空になっても大気圧で電流遮断弁は元の非反転形状には戻らないので、電流遮断弁と接続部材との接触解除状態（導電経路の遮断状態）を維持することができる。更に、リチウム二次電池が、円筒型電池に比べ内部圧力に対するカシメ固定部の耐圧の低い角型電池の場合に、反発材料の反発力を調整することで、電流遮断弁と接続部材との遮断圧をカシメ固定部の耐圧よりも小さい圧力に調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電流遮断弁と接続部材との間に反発力を有する反発材料が配置されているので、反発材料を調整乃至選択することにより、電流遮断弁と接続部材との接触を解除する遮断圧を低圧側に細かく設定することが可能なため、より低い電池内圧で電流遮断を行うことができ、リチウム二次電池の安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を円筒型リチウム二次電池に適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
＜正極＞
正極活物質としてリチウムマンガン複酸化物粉末と、導電材として鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、を重量比８５：１０：５で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断することにより厚さ１７０μｍの正極を得た。なお、アルミニウム泊の長手方向一側を矩形状に切り欠き、切り欠き残部を正極リード片とした。
【００１４】
＜負極＞
負極活物質として非晶質炭素粉末９０質量部に対し、結着剤としてＰＶＤＦを負極活物質に対し１０質量部添加し、これに分散溶媒のＮＭＰを添加、混練したスラリを、厚さ１０μｍの電解銅箔の両面に塗布した。その後乾燥プレス、裁断することにより厚さ１３０μｍの負極を得た。なお、電解銅箔の長手方向一側を矩形状に切り欠き、切り欠き残部を負極リード片とした。
【００１５】
＜電池の作製＞
図１に示すように、作製した正負極を、これら両極が直接接触しないように厚さ４０μｍのポリエチレン製微多孔性セパレータと共に捲回して発電要素としての捲回群６を作製した。捲回の中心には、ポリプロピレン製の中空円筒状の軸芯を用いた。このとき、正極リード片と負極リード片とが、それぞれ捲回群６の互いに反対側の両端面に位置するようにした。
【００１６】
正極リード片を変形させ、その全てを正極集電リング４の周囲から一体に張り出した鍔部周面付近に集合、接触させた後、正極リード片と鍔部周面とを超音波溶接して正極リード片を鍔部周面に接続した。一方、負極集電リング５と負極リード片との接続操作も、正極集電リング４と正極リード片との接続操作と同様に実施した。その後、正極集電リング４の鍔部周面全周に絶縁被覆を施し、捲回群６をニッケルメッキが施されたスチール製の電池容器７内に挿入した。
【００１７】
負極集電リング５には、予め電気的導通のための負極リード板８が溶接されており、電池容器７に捲回群６を挿入後、電池容器７の底部と負極リード板８とを溶接した。一方、正極集電リング４には、予め複数枚のアルミニウム製のリボンを重ね合わせて構成した正極リード９を溶接しておき、正極リード９の他端を、電池容器７を封口するための電池蓋１０の下面（後述するスプリッタ１８）に溶接した。
【００１８】
捲回群６全体を浸潤可能な所定量の非水電解液を電池容器７内に注入し、その後、正極リード９を折りたたむようにして電池蓋１０で電池容器７に蓋をし、ＥＰＤＭ樹脂製ガスケットを介して電池蓋１０を電池容器７にカシメ固定して、容量９．０Ａｈの密閉タイプの円筒型リチウムイオン二次電池２０を完成させた。非水電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比１：１：１の割合で混合した混合溶液中へ６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル溶解したものを用いた。
【００１９】
ここで、電池蓋１０について詳述する。図２に示すように、電池蓋１０は、鉄製でニッケルメッキが施された円板状蓋キャップ１１を有している。蓋キャップ１１の中央部には、上方に向けて突出した円筒状の突起部が形成されている。突起部の立ち上がり面近傍には、リチウムイオン二次電池２０内のガスを排出可能な複数の開口１１ａが形成されている。蓋キャップ１１の周縁部は、電流遮断弁１２の周縁部にカシメ固定されている。
【００２０】
電流遮断弁１２は、厚さ０．５ｍｍのアルミニウム合金製で下方に皿状に湾曲した形状を有している。電流遮断弁１２の中央部１２ａと周縁部との間には、薄肉化されており、電池内圧が所定圧（開裂圧）に達すると開裂する開裂溝１２ｂが形成されている。従って、本実施形態では、電池内圧を開放する開裂機構が、この開裂溝１２ｂと蓋キャップ１１の開口１１ａとで構成されている。電流遮断弁１２の中央部１２ａは平面状とされている。中央部１２ａと、ハット形状で厚さ０．４ｍｍのアルミニウム合金製の接続部材としての接続板１３の中央で上方に平面状に突出した中央部１３ａの上面とは、抵抗溶接により電気的・機械的に接合（接触）されている（以下、この抵抗溶接箇所を接合部１７という。）。従って、本実施形態では、電流遮断機構が、電流遮断弁１２（中央部１２ａ）、接続板１３（中央部１３ａ）及び接合部１７で構成されている。
【００２１】
電流遮断弁１２と接続板１３の周縁部との間には、ポリプロピレン等の電気絶縁性樹脂製の反発材料及び絶縁体としての円環状ブッシュ１５及び円環状で厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼製の反発材料としての板バネ１９を介してスプリッタ１４が挟持されている。本実施形態では、電流遮断弁１２とスプリッタ１４によって形成されるクリアランスは、約０．３ｍｍに設定されている。ブッシュ１５及び板バネ１９は、電流遮断弁１２と接続板１３の接合を切り離す（両者の接触を開放する）方向に力が働いている。スプリッタ１４は、環状のアルミニウム合金製平板であり、環中央に複数の貫通穴１４ａが形成されている。スプリッタ１４の周部は、電流遮断弁１２の周縁平面部に当接しスプリッタ１４を電流遮断弁１２から隔てる断面略Ｔ字状のスプリッタ係止リング１６により係止されている。スプリッタ係止リング１６は、内周面側にフランジ部を有しており、このフランジ部がスプリッタ１４に当接すると共に、円環状のスペーサ１８（図１参照）を介して正極集電リング４に下側から支持されている。なお、電流遮断弁１２は、接合部１７を介して、接続板１３、スプリッタ１４、正極集電リング４を介して捲回群６の正極に接続されている。
【００２２】
また、電池蓋１０は、電流遮断弁１２の中央部１２ａの厚さＴ１が接続板１３の中央部１３ａの厚さＴ２より大きく設定されており、接続板１３の中央部１３ａの厚さＴ２は電流遮断弁１２の中央部１２ａの厚さＴ１の１／３より大きく設定されている（Ｔ１＞Ｔ２＞１／３・Ｔ１）。また、電流遮断弁１２の材質の引張り強さＳ１は、接続板１３の材質の引張り強さＳ２より大きく設定されている（Ｓ１＞Ｓ２）。
【００２３】
次に、本実施形態のリチウム二次電池２０の作用等について説明する。
【００２４】
リチウム二次電池２０は、接続板１３の中央部１３ａの厚さＴ２が電流遮断弁１２の中央部１２ａの厚さＴ１の１／３より厚く設定されているので、通常状態（電池異常状態以外の状態）では、接続板１３から電流遮断弁１２を介して蓋キャップ１１への必要な電流容量を確保することができる。このため、電流容量不足による接続板１３の温度上昇を抑制することができる。
【００２５】
一方、リチウム二次電池２０が過充電等の電池異常状態に陥ると、非水電解液が分解して電池容器７内にガスが加速度的に発生する。このガスにより電池内圧は上昇するが、電流遮断弁１２の形状・寸法・材質等で定まる所定圧（遮断圧、例えば、０．５〜２．５ＭＰａ）まで、電流遮断弁１２は接続板１３との接合を維持する。電流遮断弁１２は、遮断圧まで皿状の形状を維持する。電池内圧が遮断圧を越えると、瞬時に電流遮断弁１２は接続板１３との接合を切り離す。電流遮断弁１２に反転可能なダイアフラムを用いた場合には、遮断圧まで非反転形状を維持し、電池内圧が遮断圧を超えると、ダイアフラムは反転して接合部を切り離す。このとき、電流遮断弁１２の中央部１２ａの厚さＴ１が接続板１３の中央部１３ａの厚さＴ２より大きく、先に接合部１７の接続板１３が破断するので、電流遮断弁１２に穴が開くことがない。
【００２６】
また、一旦電流遮断弁１２が接続板１３との接合を切り離せば、反発力を有する板バネ１９により、電流遮断弁１２の中央部１２ａが接続板１３の中央部１３ａに再度機械的に接触することはない。更に、電流遮断弁１２が板バネ１９と接触したとしても、ブッシュ１５が上述したように絶縁体であれば、電流遮断弁１２と接続板１３が電気的に接触することはない。また、電流遮断弁１２にダイアフラムを用いた場合には、ダイアフラムが反転する所定圧は大気圧より大きいので、一旦電流遮断弁１２が反転すれば、電池容器７内が真空となっても大気圧で電流遮断弁１２は元の形状には戻らず、破断した接続板１３の中央部１３ａが電流遮断弁１２の中央部１２ａに再度電気的に接触することもない。このため、完全に電流を遮断することができ、安全性に優れた電池を得ることができる。また更に、電流遮断弁１２の材質の引張り強さＳ１を接続板１３の材質の引張り強さＳ２より大きくしたので、接合部１７の中央部１３ａが確実に先に破断して電流を遮断するので、安全性が確保される。
【００２７】
また、本実施形態のリチウム二次電池２０は、板バネ１９及びブッシュ１５が電流遮断弁１２と接続板１３の接合を切り離す方向に力が働いている。このため、例えば、板バネ１９に反発力を持たせず電流遮断弁１２の形状・寸法材質等で定まる所定圧のときよりも、さらに低圧で接合部１７を破断することができるので、安全性の確保に優れたリチウム二次電池とすることができる。
【００２８】
そして、電池内圧が更に上昇すると、電流遮断弁１２には薄肉化した開裂溝１２ｂを形成しているので、この開裂溝１２ｂが内圧により開裂し、電池容器７内のガスは、スプリッタ１４に形成した貫通穴１４ａ、開裂溝１２ｂの開裂箇所、蓋キャップ１１に形成した開口１１ａを経て外部へ放出される。従って、安全にリチウム二次電池２０を使用不能の状態に誘導することができる。このとき、スプリッタ１４の周部は、電流遮断弁１２の平面にスプリッタ係止リング１６で係止されるので、スプリッタ１４により電流遮断弁１２が損傷することはない。このため、電流遮断弁１２の損傷により損傷箇所からガスが開放され、電流遮断弁１２と接続板１３との破断を阻止したり、反転後に開裂溝１２ｂ以外からガスが外部に開放されることを防止することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、円筒形リチウム二次電池を例示したが、円筒型に限定されるものではなく、例えば、角型電池に適用しても良い。特に、電池の大型化により、従来、電池蓋の面積が大きくなったカシメ構造角型電池では、カシメ固定部の耐圧よりも、電流遮断弁１２と接続板１３との切断圧力（遮断圧）が大きくなり、電流遮断前にカシメ固定部の変形が起こり電流遮断できず、電池の安全性を確保できない問題もあったが、本実施形態では、板バネ１９の反発力を調整することにより、カシメ固定部の耐圧よりも電流遮断弁１２と接続板１３との切断圧力を小さい圧力に調整できるので、安全性確保に効果的である。
【００３０】
また、本実施形態では電流遮断弁１２、接続板１３及びスプリッタ１４の材質にアルミニウム合金を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、ニッケル合金、導電性プラスチックなどの他の導電性材質を使用するようにしても良い。
【００３１】
更に、本実施形態では、円環状のスプリッタ係止リング１６を用いた例を示したが、スプリッタ係止リング１６の形状は円環状に制約されるものではなく、例えば、半円環状の部材を複数用いてスプリッタを係止するようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施形態では、板バネ１９とブッシュ１５にそれぞれ反発力と絶縁性とを付与した例を示したが、図３に示すように、ブッシュ１５に反発力を有する材質かつ又は形状とすることにより、反発力と絶縁性を同時に付与したものを使用することも可能である。このような態様を採れば、部品点数を少なくできるので、リチウム二次電池２０のコスト低下を図ることができる。また、本実施形態では、板バネ１９にステンレス鋼を用いた例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル合金など板バネとして機能する材料であれば使用可能である。更に、本実施形態では、板バネを反発材料として例示したが、渦巻きバネ（コイルバネ）など反発力を有する形状であれば、その材質や形状に限らず、本発明に適用可能である。
【００３３】
また、本実施形態では、図２に示したように、ブッシュ１５にポリプロピレンを材質として例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＥＰＤＭ樹脂を使用することも可能であり、反発力を有する材質かつまたは形状であって絶縁体であれば使用可能である。
【００３４】
また、本実施形態では正極活物質としてリチウムマンガン複酸化物を例示したが、予め十分な量のリチウムを挿入したリチウム金属複酸化物を用いた場合であれば適用可能であり、また、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ等の金属元素で金属の一部を置換又はドープしたリチウム金属複酸化物を用いた場合にも適用可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、バインダとしてＰＶＤＦを例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体及びこれらの混合体などを使用するようにしてもよい。
【００３６】
更に、本実施形態では、ＥＣ、ＤＥＣ、ＤＭＣの混合溶液中にＬｉＰＦ６を溶解した非水電解液を例示したが、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いるようにしてもよく、本発明は用いられるリチウム塩や有機溶媒には特に制限されない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよく、混合配合比についても限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
次に、上述した本実施形態に従って作製した円筒型形リチウムイオン電池２０の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例の電池についても併記する
【００３８】
＜実施例１＞
実施例１では、板バネ１９の厚さを０．２ｍｍ、ブッシュ１５に厚さ０．１ｍｍのポリプロピレン製材料を用いて電池２０を作製した（図２参照）。
【００３９】
＜実施例２＞
実施例２では、板バネ１９の厚さを０．２５ｍｍ、ブッシュ１５に厚さ０．０５ｍｍのポリプロピレン製材料を用いたこと以外は、実施例１と同様に電池を作製した（図２参照）。
【００４０】
＜実施例３＞
実施例３では、板バネ１９を使用せず、ブッシュ１５に厚さ０．４ｍｍのＥＰＤＭ樹脂製材料を用いて電池蓋１０を作製し、電池蓋１０の構造以外は実施例１と同様に電池を作製した（図３参照）。
【００４１】
＜実施例４＞
実施例４では、板バネ１９を使用せず、ブッシュ１５に厚さ０．５ｍｍのＥＰＤＭ樹脂製材料を用いて電池蓋１０を作製し、電池蓋１０の構造以外は実施例１と同様に電池を作製した（図３参照）。
【００４２】
＜実施例５＞
実施例５では、電流遮断弁１２をダイアフラムとし、ブッシュ１５に厚さ０．４ｍｍのＥＰＤＭ樹脂製材料を用いて電池蓋１０を作製し、電池蓋１０の構造以外は実施例１と同様の電池を作製した（図４参照）。
【００４３】
＜比較例１＞
比較例１では、図２に示した板バネ１９とブッシュ１５とを用いずに電池蓋１０を作製し、電池蓋１０の構造以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００４４】
＜比較例２＞
比較例２では、図４に示したブッシュ１５を用いずに電池蓋１０を作製し、電池蓋１０の構造及び電流遮断弁１２をダイアフラムとした以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００４５】
＜試験・評価＞
以上のように作製した実施例及び比較例の各電池蓋及び電池について、次の試験を実施した。電池蓋１０は電池内圧の上昇を想定し、電池蓋１０下面からのみ加圧し、電流遮断弁１２の中央部１２ａと接続板１３の中央部１３ａの切断圧力を測定した。切断を確認するため、蓋キャップ１１と接続板１３との間の抵抗を測定し、９９９９ＭΩ以上となった圧力を切断圧力とした。その後、電池蓋１０下面からの加圧をなくし、常圧に戻したときの電流遮断弁１２と接続板１３との絶縁についても確認した。また、作製した各電池は、９Ａの電流値で充電した後、意図的に９Ａで過充電して、電流遮断状況を調べ、電流遮断までの総充電量を算出した。各試験結果を下表１に示す。
【００４６】
【表１】
2005108503.tif 000003
【００４７】
表１に示すように、実施例１〜５の電池のように電流遮断弁１２と接続板１３との間に反発力を有する材料を設けることにより、比較例１、２の電池と比べ、電流遮断弁１２と接続板１３とをより低圧で切断することができた。また、実施例３〜５の電池のように反発力を有する材料が絶縁体であれば部品点数を減らすことができコスト低下が図れる。また、電流遮断弁が湾曲形状となっており、反転させることにより電流遮断するダイアフラムを用いることにより、絶縁性が向上することがわかった。また、過充電試験では、実施例の電池が比較例の電池に比べ総充電量が少ない状態で電流遮断され、安全性の向上が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係るリチウム二次電池は、安全性に優れた電池であり、電池容量の増加に従って安全性が低下する傾向にあるリチウム二次電池にとって、その工業的価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明が適用可能な実施形態のリチウムイオン電池の断面図である。
【図２】実施形態のリチウム二次電池に使用可能な電池蓋の断面図である。
【図３】実施形態のリチウム二次電池に使用可能な他の電池蓋の断面図である。
【図４】実施形態のリチウム二次電池に使用可能な別の電池蓋の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
６  捲回群（発電要素）
１０  電池蓋（上蓋）
１１ａ  開口（開裂機構の一部）
１２  電流遮断弁
１２ｂ  開裂溝（開裂機構の一部）
１３  接続板（接続部材）
１５  ブッシュ（反発部材の一部）
１９  板バネ（反発部材の一部）
２０  円筒形リチウムイオン電池（リチウム二次電池）
【図１】
2005108503.tif 000004
【図２】
2005108503.tif 000005
【図３】
2005108503.tif 000006
【図４】
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