[发明专利]电化学元件

说明书

技术领域

本发明涉及密闭型的电化学元件，更详细地说，涉及即使在因电化学元件内部产生气 体而内压急剧上升的情况下，也能够通过确保气体管道，使排气阀有效地发挥作用的技术。

背景技术

电化学元件，特别是能够充放电的能量密度较高的非水电解质二次电池，以进一步提 高能量密度为目标，正在积极地探讨新的大容量活性物质的导入。作为具体的例子，对于 正极，从锂钴氧化物(lithium-cobalt oxide)向锂镍氧化物(lithium-nickel oxide)，对于负极， 从黑铅向含有硅(silicon)或锡(tin)等合金材料，活性物质的展开正在进展之中。

采用这些活性物质的非水电解质二次电池，通常是介由隔膜(Separator)层叠正极和 负极构成电极群，并在将此电极群收容到壳体内之后，通过用封口板封口壳体的开口部形 成为密闭结构的情况比较多。采用这样的密闭结构时需要设置以下两个安全装置。第1， 为了将在内部短路或高温保存等发生意外时产生的气体排放到壳体的外部，例如，可将当 壳体内的内压达到指定压力时工作的排气阀内置在封口板。第2，将设置在封口板的端子 电气性地连接到正极或负极中的任意一个电极，并将壳体电气性地连接到另一个电极，这 样，不仅封口板和壳体电气性地绝缘，而且在电极群和封口板之间配置穿孔板将这两者也 电气性地绝缘(例如，参照日本专利公开公报特开2002-231314号)。穿孔板，例如，由以 聚乙烯树脂或聚丙烯树脂等聚烯烃树脂(polyolefin resin)或玻璃布作为基材，并含有无机添 加剂的酚醛树脂等制作而成。

但是，上述的大容量活性物质虽然潜能(Potential)很高，但在发生意外时产生的气 体的量或产生速度也很快。在加上由于采用这些大容量活性物质的非水电解质二次电池， 为了进一步提高能量密度，大多数情况下尽可能地消减壳体内部的剩余体积，然而在快速 地产生气体时，因为至排气阀的气体的路径受到限制，出现不能顺畅地向壳体的外部排放 气体的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于，在将能量密度较高的非水电解质二次电池等电化 学元件以密闭结构进行实用化时，通过合理化壳体内部的结构，即使在出现意外时也能够 使安全装置正常地工作。

为了达到上述目的，本发明的发明者们试着对出现意外时在壳体内部急速地产生气体 时安全装置不能正常地工作的主要原因进行了详细的分析。其结果，弄清了在壳体内内压 急剧上升时，随意设置在电极群和封口板之间的穿孔板变形，引起了内置在封口板的排气 阀的附近的变形，因此，气体不能有效地到达排气阀，排放效率降低。本发明就是基于此 分析结果所做的发明。

具体而言，本发明的电化学元件是将正极和负极介由隔膜层叠的电极群收容到具有开 口部的壳体，并用封口板将上述壳体的开口部封口的电化学元件，包括：排气阀，当上述 壳体内的内压达到指定压力时工作，将上述壳体内的产生气体向外部排放；穿孔板，具有 孔部，被设置在上述电极群和上述排气阀之间以及上述电极群和上述封口板之间，其中， 从上述电极群突出的导线插通上述穿孔板的上述孔部并被焊接到上述封口板处；在上述电 极群的内侧，设有具有可以让产生气体通过的内孔的中芯；在上述穿孔板的上述孔部的周 边设有突起部，当从上述排气阀观察时，该突起部堵塞上述中芯的内孔的一部分，且不让 上述中芯弹出；上述穿孔板，除去上述孔部的面积占上述开口部的面积的20％以上且50％ 以下。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的电化学元件的结构的一个例子的概略图。

图2是表示用封口板封口之前的壳体的开口部的一个例子的概略图。

图3是局部地表示上述电化学元件的纵向剖视图。

图4是表示从排气阀侧观察时的穿孔板和电极群的卷芯孔及中芯的图。

图5是用于说明确认在高温下的气体产生的举动的测定方法的概略图。

图6是表示基于不同的正极活性物质的、在高温下的气体产生的举动之差的特性图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的最佳实施方式进行详细的说明。