電池

【課題】封口板の露出した部分と負極端子とが電気伝導性の物質を介して接続することを防止し、封口板と負極端子との間で外部短絡の発生を防止した電池を提供すること。
【解決手段】電池ケース１と、正極端子を兼ね、かつ、電池ケース１を封口する封口板３と、封口板３は開口部を有し、開口部に配置されるガスケット５と、ガスケット５により封口板３と絶縁される負極端子７と、封口板３上に配置した絶縁シート６とを備え、ガスケット５は、絶縁シート６の上面を覆う覆部９を備えることにより、誤って、電気伝導性物質１０が封口板３に接触することがなくなり、封口板３と負極端子７との間で外部短絡の発生を防止できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスケットを有する電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化に伴い、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池の需要が伸びている。この中でも、高エネルギー密度を有し、電子機器の薄型化に適した角形非水電解液二次電池への期待が高まっている。
【０００３】
図４は、従来の角形非水電解質二次電池の概略断面図を示すものである。図４に示すように、角形非水電解質二次電池は、発電要素２１と電解液が電池ケース２２内に挿入され、ケース開口部が封口板２３により密閉された構造をとる。また、封口板２３は開口部を有し、開口部に筒状のガスケット２４が配置され、筒状のガスケット２４に負極端子２５が配置される。
【０００４】
ガスケット２４は負極端子２５と封口板２３の間を電気的に絶縁する目的、および、電池内部の気密性を確保する目的で取り付けられている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、負極端子２５は、封口板２３および電池ケース２２とは電気的な極性が異なるため、電池の充放電工程やパック工程でのリード溶接などの製造工程の際に、誤って、電気伝導性物質（例えば、充放電端子や製造工程内で使用される金属部品など）が封口板２３および負極端子２５に接触した状態で導通すると、外部短絡と呼ばれる電池の発熱や発火を引き起こす原因となる。
【０００６】
このため、図５に示すように、電池の充放電工程やパック工程でのリード溶接などの製造工程を行う前には、負極端子２５近傍での外部短絡を防止する目的で、負極端子２５部分を除いて封口板２３上を覆うように電気伝導性の少ない材料からなる絶縁シート２７を配置する。これにより、製造工程内での火災の危険性、および、外部短絡により電池自体が不良品となるリスクを回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６４０２５号公報
【特許文献２】特開２００９−２８９５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、封口板２３上に絶縁シート２７を配置した状態でも、ガスケット２４および絶縁シート２７には寸法バラツキがあるため、ガスケット２４と絶縁シート２７の間にある程度の隙間が生じ、その隙間から封口板２３が露出する場合がある。そして、充放電工程で端子位置ズレや製造工程内での作業ミス等により、図６のようにガスケット２４と絶縁シート２７の間の隙間から露出した封口板２３が電気伝導性物質２６を介して負極端子２５と電気的に導通され、封口板２３と負極端子２５との間で外部短絡を引き起こす可能性があるという課題を有していた。
【０００９】
また、封口板２３上の絶縁シート２７の配置位置が不適切な場合には、図６で示すように絶縁シート２７が封口板２３から浮き上がるなどして、ガスケット２４と絶縁シート２
７の間の隙間で封口板２３が露出した面積が通常よりも広くなる。これにより、絶縁シート２３を配置したことによる外部短絡防止効果が十分に得られない可能性が高いという課題を有していた。
【００１０】
そこで、本発明では、ガスケットに絶縁シートの上面を覆う覆部を設けることにより、封口板の露出した部分と負極端子とが電気伝導性の物質を介して接続することを防止し、封口板と負極端子との間で外部短絡の発生を防止した電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電池は、発電要素を電解液とともに収納した電池ケースと、正極端子を兼ね、かつ、前記電池ケースを封口する封口板と、前記封口板は開口部を有し、前記開口部に配置されるガスケットと、前記ガスケットにより前記封口板と絶縁される負極端子と、前記封口板上に配置した絶縁シートとを備え、前記ガスケットは、前記絶縁シートの上面を覆う覆部を備えたものである。これによって、封口板の露出した部分と負極端子とが電気伝導性の物質を介して接続することを防止し、封口板と負極端子との間で外部短絡の発生を防止したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電池は、封口板と負極端子との間で外部短絡の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における電池の概略断面図
【図２】本発明の実施の形態１における電池の上部拡大図
【図３】本発明の実施の形態１における電池に、電気伝導性物質が接触した図
【図４】従来の角形非水電解液二次電池の概略断面図
【図５】従来の角形非水電解液二次電池の上部拡大図
【図６】従来の角形非水電解液二次電池に、電気伝導性物質が接触した図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態における電池の概略断面図である。ここで、電池として角形非水電解液二次電池を用いている。
図１に示すように、角形非水電解液二次電池は、電池ケース１に、発電要素２を電解液とともに収納する。
【００１５】
ここで、発電要素２は、正極、負極とセパレータを介して配置される。
正極は、例えば、正極集電体および前記正極集電体上に形成された正極合剤層からなる。正極合剤層は、例えば、正極活物質、導電材、および結着剤を含む。
【００１６】
正極は、従来公知の方法で作製すればよい。具体的には、正極活物質、導電材、および結着剤を溶剤中に分散させて正極ペーストを得る。アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に正極ペーストを塗布した後、乾燥して、正極集電体の両面に正極合剤層を形成して正極を得る。得られた正極を所定の厚みに圧延する。正極活物質、導電材、結着剤、および溶剤には、従来公知の材料を使用すればよい。正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、導電材としてアセチレンブラック、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはその共重合体、および溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いるのが好ましい。
【００１７】
負極は、例えば、負極集電体および前記負極集電体上に形成された負極合剤層からなる。負極合剤層は、例えば、負極活物質、導電材、および結着剤を含む。
【００１８】
負極は、従来公知の方法で作製すればよい。具体的には、負極活物質、導電材、および結着剤を溶剤中に分散させて負極ペーストを得る。銅箔からなる負極集電体の両面に負極ペーストを塗布した後、乾燥して、負極集電体の両面に負極合剤層を形成して負極を得る。得られた負極を所定の厚みに圧延する。負極活物質、導電材、結着剤、および溶剤には、従来公知の材料を使用すればよい。負極活物質として黒鉛などの炭素材料、導電材としてアセチレンブラック、結着剤としてＰＶＤＦまたはその共重合体、および溶剤としてＮＭＰを用いるのが好ましい。
【００１９】
セパレータには、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂のような微多孔性ポリオレフィン系樹脂を用いるのが好ましい。発電要素２のプレス成形の方法としては、電極に用いられる結着剤の軟化点以下の温度に加熱し、１．０〜７．０ＭＰａの圧力を加えて成形する方法が挙げられる。
【００２０】
また、電解液は、非水溶媒および非水溶媒に溶解する支持塩からなる。非水溶媒には、例えば環状カーボネートおよび鎖状カーボネートの混合物が用いられる。環状カーボネートはエチレンカーボネート（ＥＣ）であるのが好ましい。鎖状カーボネートは、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、およびエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）からなる群より選択される少なくとも一種であるのが好ましい。
【００２１】
支持塩には、例えば、電子吸引性の強いリチウム塩が用いられ、具体的には、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、またはＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2が用いられる。これらを単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。非水電解液中の支持塩濃度は０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌであるのが好ましい。
【００２２】
さらに、角形非水電解液二次電池は、正極端子を兼ね、かつ、電池ケース１を封口する封口板３を有する。電池ケース１と封口板３との接合部分は、レーザー溶接により溶接されている。発電要素２の正極より引き出された正極タブ４は、封口板３の下面に接続され、正極端子の役割を果たしている。正極タブ４には、例えば、アルミニウムリードが用いられる。また、封口板３は開口部を有し、開口部には上部ガスケット５が配置される。また、封口板３の上には、絶縁シート６が配置される。
【００２３】
絶縁シート６は、電気伝導性の低い材質のものが用いられている。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミドなどの樹脂が用いられる。電池の端子部分を除いて封口板３上を覆うような形状で、粘着剤を塗布したテープ状、あるいは、電池サイズに合わせたキャップ状など、目的とする用途に応じて選択するのが好ましい。
【００２４】
上部ガスケット５は後述する負極端子７と封口板３との間を電気的に絶縁する目的、および、電池内部の気密性を確保する目的で取り付ける。上部ガスケット５は、後述する負極端子７を囲む筒状部８と、筒状部の上部から、絶縁シート６の上面を覆う覆部９とを有する。
【００２５】
そのため、絶縁シート６と上部ガスケット５の筒状部８との間に隙間があったとしても、その隙間を上部ガスケット５の覆部９が覆う。また、覆部９は、絶縁シート６を押圧するようにしてもよい。これによって、絶縁シート６が封口板３から浮き上がることを防止できる。上部ガスケット５は、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が用いられる。また、電池のサイズや形状によっては、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のような樹脂を用いてもよい。
【００２６】
さらに、角形非水電解液二次電池は、負極端子を有する。
発電要素２の負極より引き出された負極タブ１１は、上部絶縁板１２の隙間を通じて内部端子１３の鍔部に接続されている。負極タブ１１には、例えば、ニッケルリードや銅リードが用いられる。下部ガスケット１４および断面がコの字状の上部絶縁板１２は、負極タブ１１を封口板３および発電要素２と隔離するように、配置されている。
【００２７】
内部端子１３および負極端子７の材料には、両端子間の良好な電気的接触状態を確保するため、ステンレス鋼、表面をニッケルめっきした鉄、銅、または銅合金を用いることが好ましい。成形性の観点から、銅または銅合金を用いることが好ましい。また、外部端子と主にニッケルである外部リードとの溶接、および内部端子と負極タブとの溶接の観点からも、上記材料を用いるのが好ましい。
上記実施形態では、正極タブ４は封口板３の下面に接続され、負極タブは鍔部に接続されているが、正極タブを鍔部に接続し、負極タブを封口板３の下面に接続してもよい。
【００２８】
以上のように構成された電池について、以下、動作、作用を説明する。
【００２９】
図３に、電池の充放電工程やパック工程でのリード溶接などの製造工程の際に、誤って、電気伝導性物質１０が電池に接触した図を示す。
【００３０】
絶縁シート６と上部ガスケット５の筒状部８との間に隙間があったとしても、その隙間を上部ガスケット５の覆部９が覆う。そのため、図３に示すように、電池の充放電工程やパック工程でのリード溶接などの製造工程の際に、誤って、電気伝導性物質１０が封口板３に接触することはなく、封口板３と負極端子７との間で外部短絡の発生を防止できる。
【００３１】
また、上部ガスケット５の覆部９で、絶縁シート６を押圧するようにしてもよい。絶縁シート２７が封口板２３から浮き上がることを防止し、外部短絡の発生を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように本発明にかかる電池は、絶縁シートの上面を覆う覆部を備えたガスケットを備えているので、封口板の露出した部分と負極端子とが電気伝導性の物質を介して接続することなく、封口板と負極端子との間での外部短絡防止に有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１電池ケース
２発電要素
３封口板
４正極タブ
５上部ガスケット
６絶縁シート
７負極端子
８筒状部
９覆部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を電解液とともに収納した電池ケースと、正極端子を兼ね、かつ、前記電池ケースを封口する封口板と、前記封口板は開口部を有し、前記開口部に配置されるガスケットと、前記ガスケットにより前記封口板と絶縁される負極端子と、前記封口板上に配置した絶縁シートとを備え、
前記ガスケットは、前記絶縁シートの上面を覆う覆部を備えた電池。
【請求項２】
前記ガスケットは、前記負極端子を囲む筒状部と、前記筒状部の上部から、前記絶縁シートの上面を覆う覆部とを有する請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記覆部は、前記絶縁シートの上面を押圧することを特徴とする請求項１または２に記載の電池。

【図１】