圆筒形锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在小型的圆筒形锂离子二次电池中，电池异常时释放电池内部压力的安全机构。圆筒形锂离子二次电池在电池壳体内收纳有电极组和电解液，并且利用封口体进行封闭，该电极组是在正极和负极之间隔着分隔件卷绕或者层叠而成的，其特征在于，电池壳体的外径是10mm以下，封口体具有：圆环，其具有贯穿孔；以及片状或者膜状的阀体，其以封堵圆环的贯穿孔的方式设置，该二次电池具有在电池内部达到了规定压力时使阀体裂开的安全机构，圆环具有朝向贯穿孔内侧方向突出的多个突起，并且突起由直线的棱线构成。

Cylindrical lithium ion secondary battery two

An object of the present invention is to provide a safety mechanism for releasing the internal pressure of a battery in a small cylindrical lithium ion secondary battery when the battery is abnormal. The cylindrical lithium ion battery has two electrode group and electrolyte in vivo storage battery shell, and the use of closed sealing body, the electrode is between the cathode and the anode through the separator or stacked, characterized in that the battery shell diameter is below 10mm, the sealing ring, its body has: through hole; and the valve body sheet or membrane, which is arranged to ring through hole plugging, the two battery has the security agencies to be cracked body pressure inside the battery, the ring has a plurality of protrusions protruding towards the through hole inner direction, and the protruding ridge formed by line.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电池壳体的外径为10mm以下的圆筒形锂离子二次电池的安全机构。
技术介绍
近年来，对用于向智能手表、可穿戴式健康监测器、智能眼镜等可穿戴式设备供给电力的电池的需要有增加的倾向，希望开发小型、高容量且安全性高的锂离子二次电池。作为搭载于可穿戴式设备的电池，存在小型的层叠型锂离子二次电池、圆筒形锂离子二次电池等，对于圆筒形锂离子二次电池而言，要求防止由在工作异常时(例如，由于活性物质、电解液的分解产生气体时)的电池的内部压力上升引起的破裂产生。对于通常尺寸(18650尺寸等)的圆筒形锂离子电池而言，如专利文献1所示那样，公开有如下方法：在由具有阀体和用于使阀体裂开的贯穿孔的圆环构成的部分上，利用伴随着电池内部压力的上升所施加的压力使阀体朝向贯穿孔变形，并且在达到了规定的压力时使阀体开裂。这样一来，如果朝向支承阀体的圆环的贯穿孔内侧形成有突起，则在内部压力上升时，阀体在突起顶端受到应力集中，因此，在适当的压力下可靠地使阀体断开，将在电池内部产生的气体释放，从而能够避免电池的破裂。其结果是，即使阀体面积变小也能够降低工作压。此外，对于方形锂离子电池而言，如专利文献2所示，公开如下构造：通过使一处突起配置为与三层层叠被覆体垂直的配置，从而以向层叠被覆体的面方向刺破被覆体的方式进行作用，使被覆体裂开。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开平7-130346号公报专利文献2：(日本)特开平3-116651号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如专利文献1所记载的那样，圆环的贯穿孔的开口形状为具有朝向贯穿孔内侧方向突出的尖头部的形状，对于特征在于利用多个圆形孔的组合来形成突起部的结构而言，为了刺破阀体，突起必须锐利且具有在压力下不弯曲的机械强度。然而，在利用专利文献1所记载的结构推进电池的小型化(小径化)的情况下，为了使阀体裂开而需要规定的贯穿孔的面积，因此，圆环的贯穿孔的开口面积比变大，使得确保圆环强度变得困难。此外，如果电池的外径变小，则需要使圆环和阀体也变小，使得在内压上升时阀体受到压力的面积变小。其结果是，用于使阀体裂开的压力变大，难以在适当的压力下可靠地释放电池的内部压力，有可能会引起电池的破裂。而且，通过开设两个圆形的孔而在圆环上形成具有突起的贯穿孔，为了使阀体裂开而要确保必要的突起的大小，因此，必须使形成圆环的贯穿孔的孔较大，导致难以小型化。此外，在增加形成贯穿孔的圆形的孔的数量来形成圆环的贯穿孔的情况下，有可能随着加工次数增加，在形成贯穿孔时使圆环变形。另一方面，专利文献2所记载的方法是，通过如下构造，主要利用锥形开口部来提高嵌合部的密闭性的方法，并未示出用于切断层叠被覆体的有效的方法。所述构造为通过使一处突起配置为与三层层叠被覆体垂直的配置，从而以向层叠被覆体的面方向刺破被覆体的方式进行作用，使被覆体裂开的构造。本专利技术为了解决上述课题，其目的在于提供一种在搭载于可穿戴式设备的小型的圆筒形锂离子二次电池中，在电池异常时释放电池内部压力的安全机构。用于解决问题的方案在本专利技术中，圆筒形锂离子二次电池在电池壳体内收纳有电极组和电解液，并且利用封口体封闭电池壳体和绝缘密封垫，该电极组是在正极和负极之间隔着分隔件卷绕或者层叠而成的，电池壳体的外径是10mm以下，封口体具有：圆环，其具有贯穿孔；以及片状或者膜状的阀体，其以封堵圆环的贯穿孔的方式设置，该二次电池具有在电池内部达到了规定压力时使阀体裂开的安全机构，圆环具有朝向贯穿孔内侧方向突出的多个突起，并且突起由直线的棱线构成。专利技术的效果采用本专利技术，能够提供一种可靠性高的圆筒形锂离子二次电池，在电池壳体的外径为10mm以下这样的小型电池中，即使在不得不使各种各样的部件也变小的情况下，也能够使用具有良好的密封性和强度的阀体以适当的压力释放电池内部压力。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的圆筒形锂二次电池的上部剖视图。图2是本专利技术的一实施方式的圆筒形锂二次电池的剖视图。图3是本专利技术的一实施方式的封口体的剖视图。图4的(a)是本专利技术的一实施方式的圆环的示意图，图4的(b)是用于说明本专利技术的一实施方式的圆环的面积和圆环的贯穿孔面积的示意图。图5是表示本专利技术的实施例的各电池的圆环的形状的示意图。具体实施方式本专利技术是一种圆筒形锂离子二次电池，该圆筒形锂离子二次电池在电池壳体内收纳有电极组和电解液，并且被封口体封闭，该电极组是在正极和负极之间隔着分隔件卷绕或者层叠而成的，该圆筒形锂离子二次电池的特征在于，电池壳体的外径为10mm以下，封口体具有：圆环，其具有贯穿孔；片状或者膜状的阀体，其以封堵圆环的贯穿孔的方式设置，该圆筒形锂离子二次电池具有在电池内部达到了规定压力时使阀体裂开的安全机构，圆环具有朝向贯穿孔内侧方向突出的多个突起，突起由直线的棱线构成。采用本专利技术，通过在外径较小且开口部较大的圆环上设置多个突起，并且使突起的棱线形成为直线，能够确保突起的机械强度，即使是较小的电池，在电池内部达到了规定压力时也能够可靠地使阀体断开。这样一来，通过设置多个突起，针对在内部压力上升时的阀体的歪曲、各向异性变形，能够可靠地使阀体断开且进行阀工作。此外，通过将突起的棱线形成为直线，能够设置出带有锐利的顶端且突起的高度较高的突起，从而能够在圆环四周牢固地支承突起。即、在外径为10mm以下的电池中，通过将设置于圆环的多个突起的棱线形成为直线，能够兼顾使突起顶端锐利和确保突起的宽度来保证强度这两件事，从而能够可靠地使阀体断开并确保安全性。此外，在突起的棱线为曲线的情况下，存在突起顶端的角度过小而无法确保强度、无法设置足够的突起的高度、无法确保贯穿孔的面积等无法可靠地使阀体断开的情况。而且，优选的是，当圆环的贯穿孔的开口面积比为0.2～0.7时，即使圆环外径为10mm以下也能够确保阀体受到来自内部压力的面积，能够在适合的工作压力下使阀体可靠地断开。在这里，当圆环的贯穿孔的开口面积比不足0.2时，有可能无法获得用于使阀体裂开的足够的压力，当圆环的贯穿孔的开口面积比超过0.7时，有可能由于强度的降低而使圆环变形且未使阀体裂开。此外，贯穿孔的开口面积比由以下式子求出。开口面积比＝贯穿孔面积/(圆环面积+贯穿孔面积)此外，圆环的材质优选是从金属、陶瓷以及金属化合物构成的组中选择的至少一种，能够在确保圆环的强度的同时，具有对电解质的耐腐蚀性。此外，阀体若是树脂和金属的层叠体，则确保了圆环和阀体的交界面的密封性以及阀体和下盖交界面的密封性，因此优选。此外，当圆环的突起的数量为两个～八个时，能够确保适合的突起的高度和突起的强度，因此优选。在圆环没有突起的情况下，无法将裂开的起点设置在特定的位置，使阀体裂开的压力上升。此外，在圆环设有一个突起的情况下，在阀体的内部压力上升时，阀体自圆环的突起受到的应力集中仅为一点，无法使工作压力充分降低。此外，在阀体的内部压力上升时，阀体存在各向异性变形，一个突起顶端无法产生充分的应力集中，导致阀的工作压力不稳定。另一方面，在圆环设置有九个以上突起的情况下，突起的高度变低且向阀体的突起顶端的应力集中减少，阀工作压力提高，用于形成突起的空间变窄，对圆环的加工变得困难，因此不优选。此外，当形成于圆环的多个突起旋转对称地配置时，突起均等地配置，在内部压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆筒形锂离子二次电池，其是通过在电池壳体内收纳电极组和电解液并且利用封口体进行封闭而成的，该电极组是在正极和负极之间隔着分隔件卷绕或者层叠而成的，该圆筒形锂离子二次电池的特征在于，所述电池壳体的外径是10mm以下，所述封口体具有：圆环，其具有贯穿孔；以及片状或者膜状的阀体，其以封堵所述圆环的贯穿孔的方式设置，该圆筒形锂离子二次电池具有所述阀体在电池内部达到了规定压力时裂开的安全机构，所述圆环具有朝向贯穿孔内侧方向突出的多个突起，所述突起由直线的棱线构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 JP 2014-1120981.一种圆筒形锂离子二次电池，其是通过在电池壳体内收纳电极组和电解液并且利用封口体进行封闭而成的，该电极组是在正极和负极之间隔着分隔件卷绕或者层叠而成的，该圆筒形锂离子二次电池的特征在于，所述电池壳体的外径是10mm以下，所述封口体具有：圆环，其具有贯穿孔；以及片状或者膜状的阀体，其以封堵所述圆环的贯穿孔的方式设置，该圆筒形锂离子二次电池具有所述阀体在电池内部达到了规定压力时裂开的安全机构，所述圆环具有朝向贯穿孔内侧方向突出的多个突起，所述突起由直线的棱线构成。2.根据权利要求1所述的圆筒形锂离子二次电池，其中，所述贯穿孔的开口面积比为0.2以上且0.7以下。3.根据权利要求1或2所述的圆筒形锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田纪幸，古结康隆，井上广树，西冈努，
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