[發明專利]疊層電池

無效

• 申請號: 201010105857.1
• 申請日: 2006-05-18
• 公開（公告）號: CN101916874A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 宮久正春;大澤善樹;畑中剛;山崎康彥
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M10/00
• 分類號: H01M10/00;H01M2/12;H01M2/02;H01M2/08;H01M2/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 許玉順;胡建新

本申請是分案申請，其母案申請的信息如下：申請日為2006年5月18日，申請號為200680018159.x，發明名稱為“疊層電池的安全機構”。

技術領域

本發明涉及在由疊層板構成的外殼內收容電極群和電解液構成的疊層電池的電池內壓上升到規定值時，向外部放出發生氣體的安全機構。

背景技術

以前，在鋰離子電池等中，已知在由疊層板構成的外殼內收容電極群和電解液構成疊層電池的結構。一般，在具有金屬電池殼體的鋰離子電池中，為了防止電池的溫度上升和隨之的急劇的電池內壓的上升所導致的電池的破裂，設置了安全閥，在變為規定溫度以上或規定內壓以上時，該安全閥向外部開放電池殼體的一部分，使電池內部氣體順利散發到外部。作為該安全閥，通常有隔熱方式和破裂板方式這2種，多數情況下采用其中的某一種，有時也并用兩者。

此外，在使用了上述金屬電池殼體的圓筒形電池中，使用了內裝復位式安全閥的方式。例如，已知如圖17A所示的復位式安全閥63和如圖17B所示的復位式安全閥66等，所述復位式安全閥63由設置在封口板60上的排氣口61和按壓在該排氣口61的周緣部而密封排氣口61的橡膠閥體62構成，所述復位式安全閥66包括與上述同樣的排氣口61、橡膠襯里的閥體64、以及在向排氣口61的周緣部按壓的方向上對該閥體64施力而用閥體64密封排氣口61的彈簧65。但是，這樣的復位式安全閥63、66不能夠適用在疊層電池中，在具有疊層電池和金屬電池殼體的電池中，對應于由疊層板構成的外殼和金屬電池殼體的功能上的很大差異，兩者結構必然有很大不同，因此終究不能設想。

另一方面，在疊層電池的情況下，通常利用聚丙烯(以下簡稱為PP)的熱熔接接合外殼的結構要素即疊層板的接合部，由于PP的耐熱溫度是150℃左右，因此，由于在電池的溫度達到了150℃以上的時候疊層板熔化后向外部散發電池內部的氣體一釋放壓力，所以不至于產生破裂的事故。因此，作為疊層電池的安全閥，多采用如下的結構(例如，參照專利文獻1)：在接合部夾入比PP低熔點并且盡可能廉價的素材例如聚乙烯(以下簡稱為PE)等樹脂，該部位在電池發熱時優先熔融而開閥。

此外，作為疊層電池的其他安全閥，已知有在熔接部的一部分設置通過縮窄熔接寬度來減小剝離強度的部分，以實現使該部分起到安全閥的功能(例如，參照專利文獻2)。

此外，作為疊層電池的其他安全閥，利用減小密封部的粘結劑層和熱熔接樹脂層的一部分的厚度，或者通過埋設不同材質的薄膜才了或中空部件的方法，在密封部的一部分設置耐壓性能(剝離強度)低的部分，以實現使該部分起到安全閥的功能(例如，參照專利文獻3)。

專利文獻1：日本特開2001-93489號公報

專利文獻2：日本特許第3554155號說明書

專利文獻3：日本特開平11-86823號公報

但是，在如專利文獻1所述的用低熔點樹脂構成了安全閥的結構中，由于在即使電池內壓上升溫度也低的情況下，低熔點樹脂不熔融，因此就有不能向外部排出發生氣體的問題。此外，在這樣的安全閥中，在遠離該配設處的部位發生短路而產生熱量的情況下，僅該發熱處和其附近的熱熔接部熔融，有重要的安全閥不工作，從安全閥的配設處以外的不合適的部位散發氣體的問題，特別是越是大型的電池的情況下其趨勢越顯著。

此外，在如專利文獻2和專利文獻3所述在密封部的一部分設置剝離強度小的部分作為安全閥的情況下，由于利用氣體壓力所產生的塑性變形進行開閥，因此，與電池的溫度無關，僅根據外殼的內部壓力而工作，但實際上閥工作壓的精度低且不穩定，閥工作壓的再現性低，因此就有對于安全的可靠性也低的問題。此外，在疊層電池中，內部壓力一變高就膨脹，這時像剝下熱熔接部的這樣的力進行作用，不規則地發生逐漸地剝下熱熔接部的蠕變現象，因此，也有隨著經年變化閥工作壓的再現性顯著降低的問題。

且說，在疊層電池中，與使用了金屬制的電池殼體的電池相比，外殼的耐壓力低到1MPa左右，并且即使在正常的使用狀態中伴隨著充放電壓力也就高到0.3MPa左右，因此，最好將安全閥的閥工作壓設定為0.4～0.7MPa左右，最佳的是0.5MPa左右，其閥工作壓精度也要求是±0.05MPa左右。從而，就要求用廉價的結構實現在上述的低壓力下工作并且具有高工作精度的疊層電池的安全閥。

對于這樣的要求，作為利用疊層電池的電池內壓進行工作的安全閥，一般多采用使用破裂板構成，但難以在疊層板中熔敷破裂板，此外，在低壓力下高精度地工作的破裂板成為需要高加工精度的高成本。