JP2009231243A - Battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池に関し、より詳しくは、電池内部が異常に発熱した場合に外部への通電を防止する機構を内蔵した電池に関する。 The present invention relates to a battery, and more particularly, to a battery having a built-in mechanism for preventing energization to the outside when the inside of the battery abnormally generates heat.
従来、各種の電子機器の電源として、リチウムイオン二次電池等の各種の電池が利用されている。電子機器の小型軽量化に伴い、電池に対しても小型軽量化が要求されている。また同時に、電池に対しては、短絡等の原因によって電池内部が異常に発熱した場合においても電子機器に対して悪影響を及ぼさないような、安全性の高さが求められている。特許文献1には、電池内部が発熱した場合に外部への通電を遮断する機構を電池に内蔵することによって、電池の小型軽量化と内部での発熱に対する安全性の確保とを両立させた技術が開示されている。 Conventionally, various batteries such as lithium ion secondary batteries have been used as power sources for various electronic devices. As electronic devices become smaller and lighter, batteries are also required to be smaller and lighter. At the same time, the battery is required to have a high level of safety that does not adversely affect the electronic device even when the inside of the battery abnormally generates heat due to a short circuit or the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 discloses a technology that achieves both a reduction in size and weight of a battery and ensuring safety against heat generation inside by incorporating a mechanism in the battery to cut off the external power supply when the inside of the battery generates heat. Is disclosed.
図6は、従来の電池の外観を示す斜視図である。内部に電池発電要素を収める電池の外観は、一端面を開口した扁平な角形容器状をなす電池ケース71と、電池ケース71の開口部を塞いだ蓋部72とからなる。電池ケース71及び蓋部72は、アルミニウム等の導電性材で構成されている。蓋部72は、矩形平板状に形成されており、外側の略中央の位置に負極端子74が設けられ、更に、内部の圧力が高まった場合に内部のガスを放出させるための安全弁75が設けられている。電池ケース71及び蓋部72は正極となっており、電池ケース71の開口部とは逆の他端には、電池ケース71に溶着された正極端子73が設けられている。
FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of a conventional battery. The external appearance of the battery housing the battery power generation element is composed of a
図7は、従来の電池の内部構造を示す一部断面図である。電池ケース71内には、正極材、負極材、及びセパレータ等からなる電池発電要素81が収納されている。電池発電要素81の一端には、正極集電板82及び負極集電板83が設けられており、電池発電要素81は正極集電板82及び負極集電板83を電池ケース71の開口部側へ向けて電池ケース71に収納されている。正極集電板82は、蓋部72に電気的に接続された正極接続片731に接続されており、負極集電板83は、負極端子74に電気的に接続された負極集電板接続片741に接続されている。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of a conventional battery. A battery
図8は、従来の蓋部72の構成を示す断面図である。図8(a)は、蓋部72の長辺方向の断面を示している。正極である蓋部72は、正極接続片731を介して正極集電板82に電気的に接続されている。従って、正極端子73は、電池ケース71、蓋部72及び正極接続片731を介して正極集電板82に電気的に接続されている。負極端子74は、蓋部72を外側から内側へ貫通して設けられている。負極端子74の蓋部72の内側へ貫通した部分には、負極端子接続片742が接続されている。更に、蓋部72の内側には、負極端子接続片742と負極集電板接続片741との間にPTC(Positive Temperature Coefficient)素子743を挟んで保持した保持部744が設けられている。図8(b)は、蓋部72の保持部744が設けられた部分の短辺方向の断面を示している。図9は、従来の保持部744を示す斜視図である。保持部744は、概ね矩形板状をなし、PTC素子743を負極端子接続片742と負極集電板接続片741とで挟んでこれらを絶縁性の樹脂で覆った構成となっている。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a
以上の構成により、負極端子74は、負極端子接続片742、PTC素子743、及び負極集電板接続片741を介して負極集電板83に接続されている。PTC素子743は、所定の温度以上で電気抵抗が急激に増大する抵抗素子である。電池内が発熱してPTC素子743の温度が所定の温度以上になった場合は、PTC素子743の電気抵抗が急激に増大し、負極集電板83と負極端子74との間の通電は大幅に制限される。従って、電池内部が発熱した場合に電池から外部への電流出力がほぼ遮断される。
With the above configuration, the
図10は、従来の蓋部72の他の構成例を示す断面図である。図10(a)は、蓋部72の長辺方向の断面を示し、図10(b)は、蓋部72の保持部744が設けられた部分の短辺方向の断面を示している。図10に示した構成例では、保持部744は、保護素子として、バイメタルでなるサーマルプロテクタ745を内蔵し、サーマルプロテクタ745は負極端子74に接続されている。サーマルプロテクタ745は、温度が常温の状態では負極集電板接続片741に接触し、温度が所定以上の温度になった状態では負極集電板接続片741から離隔するようになっている。負極端子74は、サーマルプロテクタ745及び負極集電板接続片741を介して負極集電板83に接続されている。この構成では、電池内が発熱してサーマルプロテクタ745の温度が所定以上の温度になった場合は、サーマルプロテクタ745は負極集電板接続片741から離隔し、負極集電板83と負極端子74と電気的に非接続の状態となる。従って、電池内部が発熱した場合に電池から外部への電流出力が遮断される。
電池を製造する工程には、正極・負極間での短絡の有無を確認するために、正極端子73と負極端子74との間に500V程度の高電圧を印加する絶縁検査の工程が含まれる。この絶縁検査の工程においては、PTC素子743又はサーマルプロテクタ745である感熱制限素子にも高電圧が印加されることとなる。しかしながら、感熱制限素子の耐圧は通常20〜30V程度であり、絶縁検査において印加される電圧に比べて低い。このため、電池が内蔵する感熱制限素子は絶縁検査の際に高電圧によって損傷を受け、本来の機能を損なうこととなる。従って、従来の電池には、電池内部が発熱した場合に電池から外部への電流出力を制限する機能が不十分であるという問題がある。
The process of manufacturing the battery includes an insulation inspection process in which a high voltage of about 500 V is applied between the
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、絶縁検査の際に感熱制限素子に電圧を印加する必要のない構成とすることにより、絶縁検査時に発生する感熱制限素子の破損を抑制して、過昇温時に外部への通電を遮断する機能を十分に発揮することが可能となる電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances. The object of the present invention is to generate a voltage at the time of an insulation test by adopting a configuration that does not require a voltage to be applied to the heat-sensitive limiting element at the time of the insulation test. It is an object of the present invention to provide a battery capable of sufficiently exhibiting the function of interrupting the external power supply at the time of excessive temperature rise by suppressing breakage of the heat-sensitive limiting element.
本発明に係る電池は、電流を出力する電池発電要素と、所定の温度以上の温度になった場合に前記電池発電要素から外部への電流出力を制限する感熱制限素子とを備える電池において、前記感熱制限素子を経由せずに前記電池発電要素に外部から電圧を印加するための通電路を備えることを特徴とする。 The battery according to the present invention is a battery comprising: a battery power generation element that outputs current; and a heat-sensitive limiting element that limits current output from the battery power generation element to the outside when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. A current path for applying a voltage to the battery power generation element from the outside without passing through a heat-sensitive limiting element is provided.
本発明においては、電流を出力する電池発電要素から外部への電流出力を過昇温時に制限する感熱制限素子を備える電池は、感熱制限素子を経由せずに電池発電要素に電圧を印加するための通電路を備える。絶縁検査の工程では、その通電路を使用することにより、感熱制限素子に電圧を印加することなく、電池発電要素に高電圧を印加することができる。 In the present invention, a battery including a thermal limiting element that limits current output from the battery power generating element that outputs current to the outside at the time of overheating applies voltage to the battery power generating element without going through the thermal limiting element. It is equipped with a current path. In the insulation inspection process, by using the current path, a high voltage can be applied to the battery power generation element without applying a voltage to the heat-sensitive limiting element.
本発明に係る電池は、電流を出力する電池発電要素と、該電池発電要素からの電流を外部へ出力するための出力端子と、前記電池発電要素の電極及び前記出力端子の間を電気的に接続してあり、所定の温度以上の温度になった場合に前記電池発電要素の電極及び前記出力端子の間の通電を制限する感熱制限素子とを備える電池において、前記感熱制限素子を経由せずに前記電池発電要素の電極に電気的に接続したバイパス端子を備えることを特徴とする。 The battery according to the present invention electrically connects a battery power generation element that outputs current, an output terminal for outputting current from the battery power generation element to the outside, and an electrode between the electrode of the battery power generation element and the output terminal. In a battery comprising a thermal limiting element that is connected and limits energization between the electrode of the battery power generation element and the output terminal when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the battery does not pass through the thermal limiting element And a bypass terminal electrically connected to the electrode of the battery power generation element.
本発明においては、電流を出力する電池発電要素と、出力端子と、電池発電要素及び出力端子の間の通電を過昇温時に制限する感熱制限素子とを備える電池は、感熱制限素子を経由せずに電池発電要素の電極に接続したバイパス端子を備える。絶縁検査の工程では、感熱制限素子に電圧を印加することなく、バイパス端子を介して電池発電要素に高電圧を印加することができる。 In the present invention, a battery including a battery power generation element that outputs current, an output terminal, and a heat-sensitive limiting element that limits energization between the battery power generation element and the output terminal at an excessive temperature rise is caused to pass through the heat-sensitive limiting element. And a bypass terminal connected to the electrode of the battery power generation element. In the insulation inspection step, a high voltage can be applied to the battery power generation element via the bypass terminal without applying a voltage to the heat-sensitive limiting element.
本発明に係る電池は、電流を出力する電池発電要素と、該電池発電要素を収納し、一部が開口してある電池ケースと、該電池ケースの開口部を塞ぐ蓋部と、該蓋部の外側に設けてあり、前記電池発電要素からの電流を外部へ出力するための出力端子と、前記電池発電要素の電極に電気的に接続した導電性の接続片と、前記蓋部の内側に設けてあり、前記接続片及び前記出力端子の間を電気的に接続してあり、所定の温度以上の温度になった場合に前記接続片及び前記出力端子の間の通電を制限する感熱制限素子とを備える電池において、前記蓋部の外側に設けてあり、前記感熱制限素子から離隔したバイパス端子を備え、前記接続片は、前記バイパス端子にも電気的に接続してあることを特徴とする。 A battery according to the present invention includes a battery power generation element that outputs a current, a battery case that houses the battery power generation element and is partially open, a lid that closes the opening of the battery case, and the lid An output terminal for outputting a current from the battery power generation element to the outside, a conductive connection piece electrically connected to an electrode of the battery power generation element, and an inner side of the lid portion A thermal limiting element that is electrically connected between the connection piece and the output terminal and limits energization between the connection piece and the output terminal when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature; A bypass terminal provided on the outside of the lid portion and spaced apart from the heat-sensitive limiting element, wherein the connection piece is also electrically connected to the bypass terminal. .
本発明においては、電流を出力する電池発電要素と、電池ケースと、電池ケースの開口部を塞ぐ蓋部と、蓋部に設けられた出力端子と、電池発電要素の電極に接続する接続片と、接続片及び出力端子の間の通電を過昇温時に制限する感熱制限素子とを備える電池は、接続片に接続したバイパス端子を備える。絶縁検査の工程では、感熱制限素子に電圧を印加することなく、バイパス端子及び接続片を介して電池発電要素に高電圧を印加することができる。 In the present invention, a battery power generation element that outputs current, a battery case, a lid that closes the opening of the battery case, an output terminal provided on the lid, and a connection piece that is connected to an electrode of the battery power generation element A battery including a heat-sensitive limiting element that limits energization between the connection piece and the output terminal at an excessive temperature rise includes a bypass terminal connected to the connection piece. In the insulation inspection process, a high voltage can be applied to the battery power generation element via the bypass terminal and the connection piece without applying a voltage to the heat-sensitive limiting element.
本発明に係る電池は、前記感熱制限素子は、所定の温度以上の温度になった場合に電気抵抗が所定値以上に増大する抵抗素子であることを特徴とする。 The battery according to the present invention is characterized in that the heat-sensitive limiting element is a resistance element whose electrical resistance increases to a predetermined value or more when the temperature becomes a predetermined temperature or higher.
また本発明においては、感熱制限素子は、抵抗素子であり、温度が所定の温度以上となった場合に、抵抗素子の電気抵抗は、抵抗素子に通電される電流が十分に小さな電流となるような所定値以上に増大し、抵抗素子を経由した電流出力が大幅に制限される。 In the present invention, the heat-sensitive limiting element is a resistance element, and when the temperature exceeds a predetermined temperature, the electrical resistance of the resistance element is such that the current passed through the resistance element is sufficiently small. The current output via the resistance element is greatly limited.
本発明に係る電池は、前記感熱制限素子は、所定の温度以上の温度になった場合に接続を物理的に切断する素子であることを特徴とする。 The battery according to the present invention is characterized in that the heat-sensitive limiting element is an element that physically disconnects when a temperature equal to or higher than a predetermined temperature.
また本発明においては、感熱制限素子は、温度が所定の温度以上となった場合に、電気的な接続を物理的に切断し、感熱制限素子を経由した電流出力が遮断される。 Further, in the present invention, when the temperature limit element becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the electrical connection is physically disconnected, and the current output via the heat limit element is cut off.
本発明にあっては、絶縁検査の工程で、感熱制限素子に電圧を印加することなく電池発電要素に高電圧を印加することができるので、感熱制限素子は絶縁検査の際に高電圧によって損傷を受けることが無く、本来の機能を損なうことがない。従って、本発明の電池は、所定の温度以上の温度で電流の出力を制限して外部への悪影響を防止する機能を十分に発揮することが可能であり、利用者は安全に本発明の電池を利用することができる等、本発明は優れた効果を奏する。 In the present invention, since a high voltage can be applied to the battery power generation element without applying a voltage to the heat-sensitive limiting element in the insulation inspection process, the heat-sensitive limiting element is damaged by a high voltage during the insulation inspection. Will not be affected and will not impair the original function. Therefore, the battery of the present invention can sufficiently exhibit the function of limiting the output of current at a temperature equal to or higher than a predetermined temperature to prevent adverse effects on the outside, and the user can safely perform the battery of the present invention. The present invention has an excellent effect, such as being able to utilize.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の電池の外観を示す斜視図である。本発明の電池は、一端面を開口した扁平な角形容器状をなす電池ケース51と、電池ケース51の開口部を塞いだ蓋部52とを備える。電池ケース51及び蓋部52はアルミニウム等の導電性材で構成されてあり、蓋部52は電池ケース51に例えば溶接されることで電池ケース51を塞いでいる。蓋部52は、矩形平板状に形成されており、外側の略中央の位置に負極端子(出力端子)2が設けられ、更に、内部の圧力が高まった場合に内部のガスを放出させるための安全弁4が設けられている。電池ケース51及び蓋部52は正極となっており、電池ケース51の開口部とは逆の他端には、電池ケース51に溶着された正極端子3が設けられている。例えば、正極端子3はアルミニウムとニッケルとのクラッド材でなり、クラッド材のアルミニウム面を超音波溶着、レーザー溶接又は抵抗溶接にて電池ケース51の他端に取り付けることにより、正極端子3が形成される。更に、負極端子2と安全弁4との間の位置には、後述するバイパス端子1が設けられている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the battery of the present invention. The battery of the present invention includes a
図2は、実施の形態1に係る電池の内部構造を示す一部断面図である。電池ケース51内には、電流を出力する主体である電池発電要素6が収納されている。電池発電要素6は、帯状の正極材と負極材とをセパレータを介して巻回してなる扁平な渦巻き状をなしている。電池発電要素6の一端には、所定の間隔を隔てて、正極材に接続された正極集電板61と、負極材に接続された負極集電板(電極)62とが設けられている。電池発電要素6は、正極集電板61及び負極集電板62を電池ケース51の開口部側へ向けて電池ケース51内に収納されている。正極集電板61は、蓋部52に電気的に接続された正極接続片31に接続されており、負極集電板62は、負極端子2に電気的に接続された負極集電板接続片(接続片)23に接続されている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the battery according to Embodiment 1. In the
図3は、実施の形態1に係る蓋部52の構成を示す断面図である。正極接続片31は、蓋部52の内側に接続されている。正極集電板61は、蓋部52に接続された正極接続片31に接続されることにより、正極接続片31、蓋部52及び電池ケース51を介して正極端子3に電気的に接続されることとなる。また安全弁4は、プレス加工により、蓋部52の一部を楕円形に薄膜成形したものである。蓋部52の略中央に貫通孔521が形成され、貫通孔521に絶縁材製のガスケット21が嵌合し、ガスケット21に負極端子2が取り付けられている。負極端子2は蓋部52を貫通しており、負極端子2の先端20は、蓋部52の内側で、蓋部52及びガスケット21から突出している。負極端子2と蓋部52との間にはガスケット21が挟まれており、負極端子2は蓋部52から絶縁している。更に蓋部52の内側には、PTC素子(感熱制限素子)25を内部に保持する保持部24が取り付けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the
図4は、保持部24を電池の内側から見た斜視図である。保持部24は、略矩形板状をなし、負極端子2に接続される負極端子接続片22と、負極集電板62に接続される負極集電板接続片23とでPTC素子25を挟み込み、これらを樹脂等の絶縁材で覆った構成となっている。PTC素子25は矩形板状をなし、負極端子接続片22は、PTC素子25の幅とほぼ同等の幅を有してPTC素子25の長辺よりも長い矩形板状をなしている。負極端子接続片22の一短辺がPTC素子25の一短辺と合わせて負極端子接続片22及びPTC素子25の面同士が密着され、PTC素子25が密着した面とは逆の負極端子接続片22の面は保持部24で覆われている。保持部24は、負極端子接続片22を覆う保持部24の面が蓋部52の内側に密着するように、蓋部52の内側に取り付けられている。負極端子接続片22は、PTC素子25と密着した部分から延伸しており、負極端子2が貫通する貫通孔521の位置に合わせて、保持部24及び負極端子接続片22に貫通孔が形成されている。負極端子2は保持部24及び負極端子接続片22の貫通孔を貫通し、負極端子2の先端20を負極端子接続片22にかしめることにより、保持部24及び負極端子接続片22は蓋部52に固定され、更に負極端子接続片22が負極端子2に電気的に接続される。
FIG. 4 is a perspective view of the holding
負極集電板接続片23は、略断面L字状をなし、一辺が蓋部52に略平行に配置され、他片は、蓋部52に略垂直に蓋部52から離隔する向きに曲げられて保持部24から突出し、負極集電板62に接続される。負極集電板接続片23の一辺は、PTC素子25の幅とほぼ同等の幅を有してPTC素子25の長辺よりも長い矩形板状をなしている。負極端子接続片22に密着した面とは逆のPTC素子25の面が負極集電板接続片23の一辺の面に密着され、PTC素子25が密着した面とは逆の負極集電板接続片23の一辺の面は保持部24で覆われている。このようにして負極端子接続片22と負極集電板接続片23とは、PTC素子25を挟んでおり、PTC素子25を介して電気的に接続されている。負極端子接続片22と負極集電板接続片23とは、直接には接続されておらず、PTC素子25が通電を制限した場合には、互いの間の通電は制限される。以上の構成により、電池発電要素6は、負極集電板62、負極集電板接続片23、PTC素子25及び負極端子接続片22を介して負極端子2に電気的に接続されている。
The negative electrode current collector
更に、負極集電板接続片23の一辺は、負極端子接続片22が延伸した向きとは逆の向きに延伸している。蓋部52の負極端子2と安全弁4との間の位置には、貫通孔522が形成されており、保持部24には、貫通孔522に嵌合し、蓋部52の内側から外側へ突出する円筒形状の突出部241が形成されている。負極集電板接続片23の一辺は、突出部241が突出する位置にまで延伸しており、突出部241の内孔の位置に合わせて貫通孔が形成されている。バイパス端子1は、突出部241の内孔に取り付けられ、負極集電板接続片23の一辺の貫通孔を貫通し、バイパス端子1の先端10を負極集電板接続片23にかしめることにより、負極集電板接続片23がバイパス端子1に電気的に接続される。なお、保持部24が突出部241を備えておらず、突出部241の替わりに絶縁材製のガスケットが貫通孔522に嵌合している形態であってもよい。
Furthermore, one side of the negative electrode current
負極集電板接続片23がバイパス端子1に接続されることにより、電池発電要素6の負極集電板62は、負極集電板接続片23を介してバイパス端子1に接続されている。バイパス端子1は、PTC素子25とは離隔しており、PTC素子25を経由せずに負極集電板62に電気的に接続されている。バイパス端子1、負極集電板接続片23及び負極集電板62を介した通電路は、PTC素子25を経由せずに電池発電要素6に電圧を印加するための通電路となる。
By connecting the negative current
次に、以上の構成でなる本発明の電池の動作を説明する。製品として出荷され、電流発生源として利用される状態では、負極端子2及び正極端子3は外部の回路に接続され、電池は、負極端子2及び正極端子3を出力端子として電池発電要素6からの電流を出力する。PTC素子25は、特定の温度以上で電気抵抗が急激に増大する抵抗素子である。電池発電要素6内での短絡等の原因によって電池発電要素6が異常に発熱した場合、電池発電要素6の発熱に伴ってPTC素子25の温度が上昇する。PTC素子25は、電池が安全に動作する温度範囲の上限である所定温度以上の温度で、電気抵抗が十分に大きな所定値以上となるように構成されている。所定温度以上の温度では、PTC素子25の電気抵抗は、PTC素子25を通電する電流が外部の回路を動作させないだけの十分に小さな電流となるような所定値以上の電気抵抗となる。PTC素子25の温度が上昇し続けて所定の温度以上となった場合は、PTC素子25の電気抵抗は所定値以上に増大し、PTC素子25には殆ど電流が流れなくなる。このとき、PTC素子25を介して接続された負極集電板接続片23と負極端子接続片22との間には電流がほぼ流れなくなり、電池発電要素6と負極端子2との間の通電はほぼ遮断される。従って、電池発電要素6が異常に発熱した過昇温の場合には、電流出力がほぼ遮断されるようにPTC素子25が電流の出力を制限するので、本発明の電池は外部の回路に悪影響を及ぼすことがない。PTC素子25を電池の内部に設けることによって、電池発電要素6の発熱に対して迅速に電流出力が遮断されるので、電池の安全性は高く、また電池の小型化が可能である。
Next, the operation of the battery of the present invention having the above configuration will be described. In a state of being shipped as a product and used as a current generation source, the
また本発明の電池を製造する工程における絶縁検査の工程では、本発明の電池の正極端子3及びバイパス端子1の間に外部から500V程度の高電圧を印加する。電池発電要素6には、バイパス端子1及び負極集電板接続片23を介して高電圧が印加される。絶縁検査の工程で高電圧が印加される通電路中には、PTC素子25が介在していないので、絶縁検査の工程ではPTC素子25に高電圧が印加されることがない。このため、PTC素子25は、絶縁検査の際に高電圧によって損傷を受けることが無く、本来の機能を損なうことがない。従って、本発明の電池は、過昇温時に電流の出力を制限して外部への悪影響を防止する機能を十分に発揮することが可能であり、利用者は安全に本発明の電池を利用することができる。なお、製品として出荷される本発明の電池は、バイパス端子1が絶縁性のカバーで覆われてあり、バイパス端子1が電池の利用を妨げることはない。
Moreover, in the process of insulation inspection in the process of manufacturing the battery of the present invention, a high voltage of about 500 V is applied from the outside between the
(実施の形態2)
実施の形態2においては、本発明における感熱制限素子としてPTC素子ではなく、電気的接続を物理的に切断する素子を用いた形態であってもよい。図5は、実施の形態2に係る蓋部52の構成を示す断面図である。実施の形態2に係る電池では、実施の形態1における負極端子接続片22及びPTC素子の替わりにサーマルプロテクタ26を備える。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, not the PTC element but the element that physically cuts off the electrical connection may be used as the heat-sensitive limiting element in the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the
サーマルプロテクタ26は、屈曲した平板状に形成されたバイメタルである。サーマルプロテクタ26の一部には貫通孔が形成されており、負極端子2がサーマルプロテクタ26の貫通孔を貫通し、負極端子2の先端20をサーマルプロテクタ26にかしめることにより、保持部24及びサーマルプロテクタ26は蓋部52に固定され、更にサーマルプロテクタ26は負極端子2に電気的に接続される。またサーマルプロテクタ26の一端は、負極集電板接続片23に接触している。実施の形態2に係る電池のその他の構成は、実施の形態1と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。即ち、図5には図示していないものの、電池発電要素6は、負極集電板62、負極集電板接続片23及びサーマルプロテクタ26を介して負極端子2に電気的に接続されている。
The thermal protector 26 is a bimetal formed in a bent flat plate shape. A through hole is formed in a part of the thermal protector 26, the
サーマルプロテクタ26は、屈曲した部分の曲率が温度の上昇に伴って変化し、所定の温度以上の温度では一端が負極集電板接続片23から離隔するように構成されている。電池発電要素6が発熱せずにサーマルプロテクタ26の温度が所定温度未満である場合は、サーマルプロテクタ26の一端は負極集電板接続片23に接触し、電池発電要素6と負極端子2との間の電気的接続は保たれ、電池発電要素6からの電流は外部へ出力される。電池発電要素6が異常に発熱した場合は、電池発電要素6の発熱に伴ってサーマルプロテクタ26の温度が上昇する。サーマルプロテクタ26の温度が上昇し続けて所定の温度以上となった場合は、サーマルプロテクタ26の一端は負極集電板接続片23から離隔し、電池発電要素6と負極端子2との間の電気的接続は物理的に切断され、電流出力は遮断される。従って、本実施の形態においては、電池発電要素6が異常に発熱した過昇温の場合には、電流出力が遮断されるようにサーマルプロテクタ26が電流の出力を制限し、本発明の電池は外部の回路に悪影響を及ぼすことがない。
The thermal protector 26 is configured such that the curvature of the bent portion changes as the temperature rises, and one end is separated from the negative electrode current collector
また、本発明の電池を製造する工程における絶縁検査の工程は、本実施の形態においても、正極端子3及びバイパス端子1の間に外部から高電圧を印加することによって行う。サーマルプロテクタ26は、絶縁検査の際に高電圧を印加されることがなく、高電圧による損傷を受けず、本来の機能を損なうことがない。従って、本実施の形態においても、本発明の電池は、過昇温時に電流の出力を遮断して外部への悪影響を防止する機能を十分に発揮することが可能であり、利用者は安全に本発明の電池を利用することができる。
In addition, the insulation inspection process in the process of manufacturing the battery of the present invention is performed by applying a high voltage from the outside between the
なお、本実施の形態においては、感熱制限素子としてサーマルプロテクタ26を用いた例を示したが、本発明の電池は、感熱制限素子としてヒューズを用いた形態であってもよい。感熱制限素子としてヒューズを用いた形態においても、温度が所定の温度以上となった場合は、電池発電要素6と負極端子2との間の電気的接続は物理的に切断される。従って、この形態においても、利用者は安全に本発明の電池を利用することができる。
In the present embodiment, an example in which the thermal protector 26 is used as the heat-sensitive limiting element has been described. However, the battery of the present invention may have a form using a fuse as the heat-sensitive limiting element. Even in a form using a fuse as the heat-sensitive limiting element, when the temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the electrical connection between the battery
また以上の実施の形態1及び2では、負極集電板接続片23が感熱制限素子及びバイパス端子1の両方に接続される形態を示したが、本発明は、これに限るものではなく、負極集電板接続片23を介さずにバイパス端子1が負極集電板62に接続された形態であってもよい。また以上の実施の形態1及び2では、負極端子2が感熱制限素子を介して電池発電要素6の負極集電板62に電気的に接続される形態を示したが、本発明は、これに限るものではなく、電池ケース51及び蓋部52を負極とし、正極端子を蓋部52の中央に配置し、正極端子が感熱制限素子を介して電池発電要素6の正極集電板61に電気的に接続される形態であってもよい。また以上の実施の形態1及び2では、電池の形状を扁平角形状としたが、本発明の電池の形状は、これに限るものではなく、円柱形状等のその他の形状であってもよい。
In the first and second embodiments, the negative electrode current collector
また、以上の実施の形態1及び2で説明した本発明は、バイパス端子1が感熱制限素子を経由せずに電池発電要素6の電極に接続された構成であればよく、電池発電要素6の正極材、負極材及びセパレータの材質並びに電解液の組成等を限定するものではない。即ち、電池発電要素6の正極材、負極材及びセパレータの材質並びに電解液の組成はどのようなものであってもよい。例えば、本発明の電池は、リチウムイオン二次電池又はニッケル−水素二次電池等の各種の二次電池であってもよく、アルカリマンガン乾電池等の各種の一次電池であってもよい。
In addition, the present invention described in the first and second embodiments may have a configuration in which the bypass terminal 1 is connected to the electrode of the battery
1 バイパス端子
2 負極端子(出力端子)
22 負極端子接続片
23 負極集電板接続片(接続片)
24 保持部
25 PTC素子(抵抗素子、感熱制限素子)
26 サーマルプロテクタ(感熱制限素子)
51 電池ケース
52 蓋部
6 電池発電要素
62 負極集電板(電極)
1
22 Negative
24 holding
26 Thermal protector (thermal limit element)
51
Claims (5)
前記感熱制限素子を経由せずに前記電池発電要素に外部から電圧を印加するための通電路を備えることを特徴とする電池。 In a battery comprising: a battery power generation element that outputs current; and a heat-sensitive limiting element that limits current output from the battery power generation element to the outside when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
A battery comprising a current path for applying a voltage to the battery power generation element from the outside without going through the heat-sensitive limiting element.
前記感熱制限素子を経由せずに前記電池発電要素の電極に電気的に接続したバイパス端子を備えることを特徴とする電池。 A battery power generation element that outputs a current, an output terminal for outputting the current from the battery power generation element to the outside, and an electrode electrically connected between the electrode of the battery power generation element and the output terminal; In a battery comprising a heat-sensitive limiting element that limits energization between the electrode of the battery power generation element and the output terminal when the temperature is equal to or higher than the temperature,
A battery comprising a bypass terminal electrically connected to an electrode of the battery power generation element without going through the heat-sensitive limiting element.
前記蓋部の外側に設けてあり、前記感熱制限素子から離隔したバイパス端子を備え、
前記接続片は、前記バイパス端子にも電気的に接続してあること
を特徴とする電池。 A battery power generation element that outputs current, a battery case that houses the battery power generation element and is partially open, a lid that closes the opening of the battery case, and is provided outside the lid, An output terminal for outputting a current from the battery power generation element to the outside; a conductive connection piece electrically connected to an electrode of the battery power generation element; and the connection piece provided inside the lid portion. And a battery comprising a thermal limiting element that electrically connects between the output terminals and limits energization between the connection piece and the output terminal when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
Provided on the outer side of the lid, comprising a bypass terminal spaced from the heat-sensitive limiting element,
The battery is characterized in that the connection piece is also electrically connected to the bypass terminal.
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