[发明专利]封闭式二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有当电池内的压力上升时将在电池内生成的气体排出到电池外的安全阀的封闭式二次电池。

背景技术

作为便携式电话机、便携式个人计算机、便携式音乐播放器等便携式电子设备的驱动电源，并且作为混合动力汽车(HEV)或电动车(EV)用的电源，而使用以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池等封闭式二次电池。

在封闭式二次电池中，在发生内部短路或外部短路的情况下，或者在发生异常加热或异常冲击等的情况下，在电池内部，由于急剧的充放电反应或者化学反应的缘故，会生成骤然急剧的气体。由此，会有可能发生电池壳体膨胀，甚至电池壳体破裂的情况。因此，在很多封闭式二次电池中设置了安全阀(防爆装置)，以使一旦电池内的压力达到规定值，就将电池内生成的气体排出到电池外。

在下述专利文献1中记载了具备由具有阀体的封口体构成的安全阀和由具有薄壁部的电池壳体构成的安全阀的封闭式二次电池。在此，由于将薄壁部的破裂压力设成比阀体的破裂压力还大，因此，在气体的生成速度较慢的情况下，仅仅通过阀体的破裂就能够很容易地将气体排出，能够抑制电池的温度上升。另一方面，在生成骤然急剧的气体的情况下，能够通过电池壳体的薄壁部的破裂而迅速地将气体排出，从而能够防止电池壳体的破裂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平6-333548号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

随着封闭式二次电池的高能量密度化，电池发生异常的情况下的电池内的温度以及压力更急剧上升的可能性增高。因此，通过以往的安全阀不能够充分地进行排气，可能会发生封口体飞散或电池壳体的筒状部等产生龟裂的情况。特别是在包括多个封闭式二次电池的电池组中，可能会出现电池壳体的筒状部产生龟裂，从不希望的部分排出高温气体，从而引起相邻的封闭式二次电池的异常的情况。

本发明的目的是为了解决上述课题，而提供一种即使是高能量密度的封闭式二次电池也能够抑制电池壳体产生龟裂的封闭式二次电池。

解决技术课题的手段

为了达到上述目的，本发明的封闭式二次电池的特征如下，包括：具有开口部的有底筒状的电池壳体；对上述电池壳体的开口部进行密封的封口体；以及将正极板和负极板夹着隔板进行了卷绕的卷绕型电极组，在上述电池壳体的底部形成环状的薄壁部，由上述环状的薄壁部围住的区域的面积相对于上述电池壳体的底部的面积的比例为10％以上，体积能量密度为500Wh/L以上。

根据本发明，即使是500Wh/L以上的高能量密度的封闭式二次电池，且即使在电池中发生异常的电池内的压力急剧上升的情况下，也能够抑制电池壳体产生龟裂。在本发明中，由环状的薄壁部围住的区域的面积相对于电池壳体的底部的面积的比例优选为20％以上。

当俯视时，本发明中的环状的薄壁部可以是正圆形、椭圆形等的圆形，或者也可以是多角形状或轨道形状。在本发明中，特别优选设置成圆形的薄壁部，更优选设置成正圆形的薄壁部。

在本发明中，在由上述环状的薄壁部围住的区域的电池内表面侧，连接有与上述正极板或上述负极板电连接的引线连接，上述引线的熔点优选为1000℃以上。根据该结构，即使在电池内压力上升而导致设置于电池壳体底部的环状的薄壁部破裂的情况下，由于引线与被环状的薄壁部围住的区域连接，并且引线不会由于高温气体的缘故融化，因此，能够防止由环状的薄壁部围住的部分剧烈地飞散到电池外部。作为熔点1000℃以上的引线，优选包含镍、镍合金、铜和铜合金的材料。

在本发明中，上述正极板中含有正极活性物质，上述正极活性物质优选是由通式Li_xNi_yM_1-yO₂(x：0.95≤x≤1.15，0.6≤y≤1，M是Co、Mn、Cr、Fe、W、Mg、Zr、Ti以及Al当中的至少一种)表示的锂镍复合氧化物。

如果作为正极活性物质而使用上述锂镍复合氧化物，则与使用钴酸锂的情况相比，能够获得高能量密度的电池。但是，如果使用上述锂镍复合氧化物作为正极活性物质，则电池异常时的电池内部的气体生成量变多，电池内压力变得更容易急剧上升，因此，容易产生封口体的飞散或电池壳体的龟裂等问题。因此，在使用上述锂镍复合氧化物作为正极活性物质的情况下，本发明特别有效。

在本发明中，上述薄壁部优选通过在上述电池壳体底部的电池外表面侧设置凹口而形成。另外，上述凹口的剖面形状优选为略呈V字形。