[发明专利]二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有安全阀的二次电池。

背景技术

近年来，以环境问题为背景，不仅混合动力电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)、叉车、铲车等移动体谋求应用以锂离子电池为代表的二次电池，在UPS(不间断电源装置)、太阳光发电的电力储藏等工业用用途中也谋求应用以锂离子电池为代表的二次电池。随着像这样的二次电池的用途扩大，要求二次电池大容量化、高能量密度化。

另外，除二次电池的高性能化之外，高安全化也成为重要的课题。作为二次电池，具有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。在现存的二次电池中，锂离子二次电池特别适合高能量密度化，目前其开发也很盛行。

该镍氢电池、锂离子二次电池的主要的构成要素为：在负极集电体的表面保持有负极活性物质层的负极、保持电解质的隔板、在正极集电体的表面保持有正极活性物质层的正极。在镍氢电池中，正极采用镍氧化物，负极采用储氢合金。另外，在锂离子二次电池中，正极采用锂金属氧化物，负极采用石墨等碳材料。作为电池构造，大致分为圆筒型构造和层叠型构造，其中，圆筒型构造为将带状的负极、隔板、正极依次重叠并缠绕成螺旋状的构造，层叠型构造为层叠了长方形的负极、隔板、正极的构造。通常，层叠了长方形的负极、隔板、正极的层叠型构造比用于缠绕带状负极、隔板、正极的轴芯等不参与发电的体积部分大的圆筒型构造适合高体积能量密度化。这是因为，层叠型不需要缠绕用的轴芯，容易将外部输出用的正极和负极端子配置在电池罐的同一表面上，因此，能够减小有助于发电的部分以外的部分的体积。在这样的二次电池的电池罐中，收纳电极组的罐主体利用具有外部输出用的正极端子构件和负极端子构件的盖板密封。

以往，通常在这样的二次电池的装配中，在利用盖板密封罐主体之前，使外部输出用的正极端子构件和负极端子构件与由负极、隔板和正极构成的电极组电连接。外部输出用的正极端子构件和负极端子构件包括端子主体和形成在端子主体的基部的端子基体部。露出电池罐外部的部分称为端子主体，收纳在电池罐内部的部分称为端子基体部。通常，在该端子基体部进行与电极组的电连接。然后，将对外部输出用的正极端子构件及负极端子构件与电极组进行组装而成为一体的带有盖板的构造体收纳到罐主体内，之后，隔着绝缘性构件地将盖板安装在罐主体的开口部。在将该带有盖板的构造体插入罐主体的开口部之后，盖板和罐盖体密封。在电池罐中，在作为电池构造体的构成要素的隔板、正极、负极中浸渍有电解液。并且，为了确保安全性，在电池罐内设有安全阀等安全机构部。与以往的电池相比，能量密度高的大容量电池由于过量充电等误使用、异物混入等造成的短路等而发生破裂、起火等时的破坏程度大。

例如，如日本特开2002-8616号公报所公开的安全阀那样，以往的安全阀配置在安装有正极端子构件和负极端子构件的盖板上。另外，如日本专利3573295号公报所公开的安全阀那样，还提出了将安全阀配置在电池罐侧面上的装置等。另外，为了在安全阀动作时能够顺利地将产生的气体排出到电池罐外，在日本专利3573295号公报中，记载有通过将排气孔(安全阀)配置于在螺旋电极组的卷曲面投影的电池罐的侧壁，来使产生的气体沿卷轴顺利地经由排气孔排出到电池外的技术。另外，在日本专利4233671号公报中，记载有如下技术，即在圆筒型电池中，在圆板状的封口板中央配置极柱，在与设置于封口板的多个防爆阀的配置方向不同的配置方向的位置上设置导线的接合面，从而将多个防爆阀和导线配置在从垂直于封口板的方向来看相互不重叠的位置上。

由于大容量电池在破裂时放出的气体量也较多，因此必须尽量取得较大的安全阀的面积。当安全阀的面积相对于电池容量过小时，相对于生成的气体量，排出到电池罐外的气体量变少，因此，即使安全阀动作也无法阻止电池罐的内压上升，有可能导致电池罐自身的破损。另外，为了防止在电池罐内部生成的气体的流动被妨碍并滞留而导致内压上升的状况，需要考虑到由正极、负极、隔板构成的电极组及端子等通电零件与安全阀的配置关系。越是在高内压的作用下破损，破损时的冲击等对周围环境造成的影响越大。因此，越是大容量化，越需要增大安全阀的面积，并且使电池罐内部的气体流动顺利地进行。

另外，为了抑制大容量电池在放电时的温度上升，需要使正极输出端子构件和负极输出端子构件等通电零件变大。这是因为，越是大容量化，放电时的电流越大，因此，若不减小正极输出端子构件和负极输出端子构件的电阻，则端子构件的发热增大，电池的容许安全温度与电池温度之间的余量变小。这样，随着二次电池的大容量化而出现安全阀、端子构件大型化这样的课题。