圆筒形锂离子电池制造技术

本发明专利技术的锂离子电池将隔着隔离物卷绕正极和负极所得的电极群(20)容纳在电池壳体(1)内，其中，电池壳体的开口部借助衬垫被封口板(5)封口，在电极群(20)的封口板(5)侧配设形成有多个开口部的绝缘板(8)，开口部具备具有最大开口面积的第一孔(8a)、具有比第一孔(8a)小的开口面积的多个第二孔(8b)，第一孔(8a)的开口率是12％以上40％以下，第二孔(8b)的开口率的和是0.3％以上10％以下，开口部整体的开口率是20％以上50％以下。

【技术实现步骤摘要】
圆筒形锂离子电池本申请是申请日为2012年12月28日、申请号为201280055522.0、专利技术名称为“圆筒形锂离子电池”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种锂离子电池，特别涉及圆筒形电池的上部绝缘板的改进。
技术介绍
一般将发电元件容纳在有底圆筒形的金属制的电池壳体中，通过金属制的封口板对该其开口部进行封口，而构成圆筒形电池。在锂离子二次电池等二次电池中，发电元件由电极群和电解质构成。在正极和负极之间隔着隔离物地将将正极和负极卷绕为漩涡状而构成电极群。隔离物对正极和负极之间进行绝缘，并且具有保持电解质的功能。封口板具有用于确保电池的安全性的阀机构。在电池发生异常且电池壳体的内部的压力上升到规定值以上时，阀机构打开，释放电池壳体的内部的气体。由此，防止电池壳体的龟裂等事故。但是，近年来，伴随着电子设备的多功能化，电池的高容量化正在逐步发展，其结果是发生异常时的电池壳体内部的压力的上升也逐步增大，特别地电极群的端部的上部绝缘板无法耐受该压力而变形，电极群逐渐上升，因此有可能塞住排气孔。为了应对该情况，提出了各种确保电池的安全性的技术。例如，在专利文献1中，记载了以下的技术，即将上部绝缘板的直径设为与形成在电池壳体的槽部的内径同等或更大的大小，来抑制电极群的移动。专利文献1：日本特开2002-100343号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在现有的圆筒形电池中，在电池壳体内部的压力异常地上升时，上部绝缘板的中心部弯曲变形，例如电极群逐渐上升，由此有可能塞住封口板的阀板的破坏阀体破坏时形成的阀孔。另外，在这样的情况下，有可能无法迅速地释放电池壳体的内部的气体。本专利技术就是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于：提供一种圆筒形电池，其防止在电池壳体的内部的压力上升时由于绝缘板的变形而塞住设置在封口板的阀板的阀孔，能够提高安全性。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术的圆筒形锂离子电池将隔着隔离物卷绕或层叠正极和负极所得的电极群容纳在电池壳体内，在该圆筒形锂离子电池中，电池壳体的开口部借助衬垫被具备气体排出阀的封口板封口，在电极群的封口板侧配设形成有多个开口部的绝缘板，开口部具备具有最大开口面积的第一孔、具有比第一孔小的开口面积的多个第二孔，在绝缘板中，第一孔的开口率是12％以上40％以下，第二孔的开口率的和是0.3％以上10％以下，开口部整体的开口率是20％以上50％以下。此外，多个第二孔的开口面积也可以全部具有相同的大小，或者具有不同的大小。另外，第一孔、以及第二孔的形状没有限定。对于具有最大开口面积的第一孔的开口率，为了确保电解液向电极群的注液性优选12％以上，为了确保绝缘性优选40％以下。另外，对于具有比第一孔小的开口面积的多个第二孔的开口率的和，为了确保加工性优选0.3％以上，为了确保绝缘性优选10％以下。另外，对于开口部整体的开口率，为了在异常时迅速地将从电极群产生的气体向外部排出，优选20％以上，为了抑制电极群的移动优选50％以下。专利技术的效果根据本专利技术，在电池壳体的内部的压力上升时，能够迅速地释放从电极群产生的气体，并且即使电池壳体的内部的压力上升也能够防止绝缘板的变形，电极群不会逐渐上升，不会塞住阀孔。因此，根据本专利技术，能够提高电池的安全性。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的圆筒形电池的概要结构的截面图。图2是本专利技术的一个实施方式的上部绝缘板的概要图。具体实施方式(实施方式1)以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。在图1中，通过截面图表示本专利技术的一个实施方式所涉及的圆筒形电池的概要结构。图示例子的电池10是圆筒形的锂离子二次电池，具备将正极2、负极3、以及隔在它们之间的隔离物4卷绕为漩涡状而构成的电极群20。电极群20与未图示的非水电解质一起被容纳在有底圆筒形的金属制的电池壳体1中。电池壳体1的开口部被封口部5封口，由此电极群20和非水电解质被密闭在电池壳体1的内部。封口板5由以下构成，即由导体构成的、帽子状的端子板11、环状的正温度系数热敏电阻器板(PositiveTemperatureCoefficient：PTC热敏电阻器板)12、圆形的上部阀板13和下部阀板15、以及基板16、由绝缘体构成的环状的内衬垫14。内衬垫14被配设在上部阀板13的周边部和下部阀板15的周边部之间，防止上部阀板13的周边部和下部阀板15的周边部接触。另外，内衬垫14隔在后面说明的基板16的圆筒部16b和端子板11的周缘部之间使得两者不接触。在封口板5的周缘部和电池壳体1的开口部之间，配设由绝缘体构成的外衬垫17。外衬垫17对封口板5和电池壳体1之间进行密封，并且对它们之间进行绝缘。端子板11和PTC热敏电阻器板12在它们的周边部接触。PTC热敏电阻器板12和上部阀板13在它们的周边部接触。上部阀板13和下部阀板15在它们的中央部熔接。下部阀板15和基板16在它们的周边部接触。以上的结果是端子板11和基板16相互导通。封口板5的基板16经由正极2和正极引线6导通。其结果是封口板5的端子板11作为电池10的正极侧的外部端子发挥功能。另一方面，电池壳体1经由负极引线7与负极3导通，作为电池10的负极侧的外部端子发挥功能。基板16具有薄的圆盘状的主体16a、从其周缘部竖起的圆筒部16b。在基板16的主体16a的周边部上载置下部阀板15，在其周边部上载置内衬垫14，进而在其上顺序地载置下部阀板15、PTC热敏电阻器板12、以及端子板11。这时，内衬垫14的外缘部成为比基板16的圆筒部16b的端部突出的状态。在该状态下，通过使基板16的圆筒部16b的上端部向内侧弯曲地进行铆接，而将端子板11、PTC热敏电阻器板12、上部阀板13、内衬垫14、以及下部阀板15保持在基板16上。这时，端子板11、PTC热敏电阻器板12、以及上部阀板13的周缘部被内衬垫14隔离使得不与基板16的圆筒部16b接触。封口板5的端子板11具有多个外部气体通孔22。基板16也具有多个内部气体通孔21。对于上部阀板13，被环状的槽13a围住的圆形的内侧部13b形成在中央部。上部阀板13的内侧部13b被内侧部13b的周围的外侧部13c支持。在内侧部13b破坏时，在该处形成阀孔。另一方面，对于下部阀板15，被环状的槽15a围住的圆形的内侧部15b形成在中央部。下部阀板15的内侧部15b被内侧部15b的周围的外侧部15c支持。在内侧部15b破坏时，在该处形成阀孔。下部阀板15的内侧部15b的直径被设为比上部阀板13的内侧部13b的直径稍小。另外，下部阀板15的内侧部15b整体与上部阀板13的内侧部13b重叠。环状的PTC热敏电阻器板12的中央的孔的内径被设为比上部阀板13的可破坏部13b的直径稍大。另外，上部阀板13的可破坏部13b整体与PTC热敏电阻器板12的中央的孔的投射形状重叠。内衬垫14的中央的孔的内径被设为比PTC热敏电阻器板12的中央的孔的内径大。PTC热敏电阻器板12的中央的孔的投射形状整体与内衬垫14的中央的孔的投射形状重叠。在基板16设置有多个内部气体通孔21，通过主体16a与正极引线熔接。在电池壳体1的内部，在电极群20的上侧和下侧，分别配设上部绝缘板8和下部绝缘板9。如图2所示，在上部绝缘板8上具有多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆筒形锂离子电池，其将隔着隔离物卷绕正极和负极而成的电极群容纳在电池壳体内，该圆筒形锂离子电池的特征在于，上述电池壳体的开口部借助衬垫被具备气体排出阀的封口板封口，上述正极与正极引线连接，在上述电极群的上述封口板侧配设形成有多个开口部的绝缘板，上述多个开口部具备具有最大开口面积的第一孔、以及具有比该第一孔小的开口面积的多个第二孔，上述第一孔集中位于上述绝缘板的比中心靠外周侧的位置，上述正极引线经由上述第一孔或上述第二孔导出。

【技术特征摘要】
2011.12.28 JP 2011-2884661.一种圆筒形锂离子电池，其将隔着隔离物卷绕正极和负极而成的电极群容纳在电池壳体内，该圆筒形锂离子电池的特征在于，上述电池壳体的开口部借助衬垫被具备气体排出阀的封口板封口，上述正极与正极引线连接，在上述电极群的上述封口板侧配设形成有多个开口部的绝缘板，上述多个开口部具备具有最大开口面积的第一孔、以及具有比该第一孔小的开口面积的多个第二孔，上述第一孔集中位于上述绝缘板的比中心靠外周侧的位置，上述正极引线经由上述第一孔或上述第二孔导出。2.根据权利要求1所述的圆筒形锂离子电池，其特征在于，上述多个开口部整体的开口率是20％以上50％以下。3.根据权利要求1所述的圆筒形锂离子电池，其特征在于，上述多个开口部整体的开口率是30％以上50％以下。4.根据权利要求1所述的圆筒形锂离子电池，其特征在于，上述多个开口部整体的开口率是20％以上40％以下。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山智彦，村冈芳幸，福冈孝博，宫田恭介，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP