二次电池、电池包、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备技术方案

技术编号:23164834 阅读:25 留言:0更新日期:2020-01-21 22:37
一种二次电池,具备:电池元件,包括正极、负极以及电解液;容纳部件,具有开放端部,且容纳电池元件;和安全阀机构,以封闭开放端部的方式安装于容纳部件。该安全阀机构包括:封闭部件,封闭开放端部;和连接部件,配置于电池元件与封闭部件之间,具有与卷绕电极体以及封闭部件分别电连接且与封闭部件物理连接的连接部和设置于连接部的周边区域中的至少一部分的槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池、电池包、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备
本技术关于一种具备安全阀机构的二次电池以及使用了该二次电池的电池包、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备。
技术介绍
便携电话机等多种多样的电子设备得到了广泛普及,对该电子设备的小型化、轻量化以及长寿命化提出了要求。因此,作为电源,在小型且轻量的同时能够获得高能量密度的二次电池的开发也在正在进行中。二次电池并非限于上述的电子设备中的应用,也进行了应用于其他的用途的研究。若举出一个例子,则有以可拆装的方式搭载于电子设备等的电池包、电动汽车等电动车辆、家庭用电力服务器等电力储存系统、以及电钻等电动工具。该二次电池具备正极、负极和电解液。另外,在由电解液的分解反应等导致产生气体时,为了抑制由该气体导致而产生的故障,二次电池具备能够根据需要向外部释放气体的安全阀机构。由于安全阀机构的构成会对二次电池的安全性产生大的影响,关于该安全阀机构的构成,进行了多种多样的研究。具体而言,为了实现气体释放机构而使用了圈件、安全阀、盘以及子盘等。(例如,参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-193862号公报。
技术实现思路
电子设备等正日益实现高性能化以及多功能化。因此,电子设备等的使用频率增加了,并且该电子设备等的使用环境也扩大了。据此,关于二次电池的安全性仍然存在改善的余地。本技术鉴于所涉及的问题点,目的在于提供一种能够改善安全性的二次电池、电池包、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备。本技术的一实施方式的二次电池,具备:电池元件,包括正极、负极以及电解液;容纳部件,具有开放端部且容纳电池元件;安全阀机构,以封闭该开放端部的方式安装于容纳部件。该安全阀机构包括:封闭部件和连接部件,该封闭部件封闭开放端部;该连接部件配置于电池元件和封闭部件之间,包括连接部和设置于该连接部的周边区域中的至少一部分的槽,所述连接部与卷绕电极体以及封闭部件分别电连接且与封闭部件物理连接。另外,本技术的一实施方式的电池包、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备各自具备二次电池,该二次电池具有与上述的本技术的一实施方式的二次电池同样的构成。根据本技术的一实施方式的二次电池,由于在连接部件中,与封闭部件物理连接的连接部的周边区域中的至少一部分设置有槽,从而能够提高安全性。另外,在本技术的一实施方式的电池包、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备各自中均能够获得同样的效果。此外,这里记载的效果未必受到了限定,也可以是本技术中记载的任一效果。附图说明图1为表示本技术的一实施方式的二次电池的构成的剖视图。图2为将图1示出的安全阀机构的构成扩大表示的剖视图。图3为表示图2示出的安全阀机构中的主要部分的构成的立体剖视图。图4为将图3示出的子盘的构成扩大表示的剖视图。图5为将图3示出的子盘的构成扩大表示的俯视图。图6为将图1示出的卷绕电极体的构成中的一部分扩大表示的剖视图。图7为用于说明二次电池(安全阀机构)的动作的剖视图。图8为表示在安全阀机构动作时的子盘的构成的剖视图。图9为表示在安全阀机构动作时的子盘的构成的俯视图。图10为用于说明继图7之后二次电池(安全阀机构)的动作的剖视图。图11为表示关于子盘的构成(开裂槽的形成位置)的变形例的剖视图。图12为表示关于子盘的构成(开裂槽的形成位置)的其他变形例的剖视图。图13为表示关于子盘的构成(开裂槽的截面形状)的变形例的剖视图。图14为表示关于子盘的构成(开裂槽的截面形状)的其他变形例的剖视图。图15为表示关于子盘的构成(开裂槽的形成范围)的变形例的剖视图。图16为表示二次电池的应用例(电池包:单电池)的构成的立体图。图17为表示图16示出的电池包的构成的框图。图18为表示二次电池的应用例(电池包:电池组)的构成的框图。图19为表示二次电池的应用例(电动车辆)的构成的框图。图20为表示二次电池的应用例(电力储存系统)的构成的框图。图21为表示二次电池的应用例(电动工具)的构成的框图。具体实施方式以下,关于本技术的一实施方式参照附图进行详细说明。此外,说明的顺序如下所示。1.二次电池(锂离子二次电池)1-1.整体构成1-2.安全阀机构的构成1-3.子盘的构成1-4.卷绕电极体的构成1-5.动作1-6.制造方法1-7.作用以及効果2.二次电池(锂金属二次电池)3.变形例4.二次电池的用途4-1.电池包(单电池)4-2.电池包(电池组)4-3.电动车辆4-4.电力储存系统4-5.电动工具<1.二次电池(锂离子二次电池)>首先,关于本技术的一实施方式的二次电池进行说明。在此说明的二次电池为例如使用了锂作为电极反应物质的二次电池,更具体为利用锂的嵌入现象以及锂的脱嵌现象来获得电池容量(负极的容量)的锂离子二次电池。该“电极反应物质”是指与电极反应(充放电反应)有关的物质。<1-1.整体构成>首先,关于二次电池的整体构成进行说明。图1示出了二次电池的截面构成。该二次电池例如以图1所示的方式在电池罐11的内部具备作为电池元件的卷绕电极体20。电池罐11为本技术的一实施方式的“容纳部件”,并且卷绕电极体20为本技术的一实施方式的“电池元件”。在此说明的二次电池为例如使用了电池罐11的圆筒型二次电池。在圆筒型二次电池中,例如在圆柱状的电池罐11的内部容纳有上述的卷绕电极体20和一对绝缘板12、13以及热敏电阻(PTC)元件15。在该电池罐11安装有安全阀机构30,且该电池罐11例如由电池盖14密闭。[电池罐]电池罐11例如具有一端部关闭且除此以外其他端部(开放端部11N)开放的中空结构,例如包含铁、铝以及这些的合金等金属材料中的任一种或两种以上。在电池罐11的表面也可以镀有例如镍等金属材料中的任一种或两种以上。在电池罐11的开放端部11N例如经由垫圈16铆接了电池盖14、热敏电阻元件15以及安全阀机构30。[一对绝缘板]一对绝缘板12、13例如配置为在相对于卷绕电极体20的卷绕周面垂直的方向上延伸且互相夹着卷绕电极体20。[电池盖]电池盖14主要为密封电池罐11的部件,例如包含与电池罐11的形成材料同样的材料。[热敏电阻元件]热敏电阻元件15包括根据温度变化而电阻发生大的变化的电阻器(热敏电阻)。为了防止由大电流导致的二次电池的异常发热等,若该二次电池的内部温度超过规定温度则热敏电阻元件15的电阻急剧增加。[安全阀机构]安全阀机构30以封闭开放端部11N的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池,具备:/n电池元件,包括正极、负极以及电解液;/n容纳部件,具有开放端部,且容纳所述电池元件;和/n安全阀机构,以封闭所述开放端部的方式安装于所述容纳部件,/n所述安全阀机构包括:/n封闭部件,封闭所述开放端部;和/n连接部件,配置于所述电池元件与所述封闭部件之间,具有连接部和设置于所述连接部的周边区域中的至少一部分的槽,所述连接部与所述卷绕电极体以及所述封闭部件分别电连接且与所述封闭部件物理连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170615 JP 2017-1178081.一种二次电池,具备:
电池元件,包括正极、负极以及电解液;
容纳部件,具有开放端部,且容纳所述电池元件;和
安全阀机构,以封闭所述开放端部的方式安装于所述容纳部件,
所述安全阀机构包括:
封闭部件,封闭所述开放端部;和
连接部件,配置于所述电池元件与所述封闭部件之间,具有连接部和设置于所述连接部的周边区域中的至少一部分的槽,所述连接部与所述卷绕电极体以及所述封闭部件分别电连接且与所述封闭部件物理连接。


2.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述槽为以围绕所述连接部的方式而设置的环状。


3.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述槽为圈状。


4.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述连接部件具有:
位于靠近所述电池元件侧的第一面;和
位于靠近所述封闭部件侧的第二面,
所述槽设置于所述第一面以及所述第二面中的至少一方。


5.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述封闭部件具有朝向所述连接部件突出的突起部,
所述安全阀机构进一步包括中间部件,所述中间部件配置于所述封闭部件与所述连接部件之间,且具有用于使所述突起部通过的开口部,
所述连接部件在所述连接部与所述突起部物理连接,
所述槽设置于所述连接部件中与所述开口部对应的区域的内部。


6.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述连接部件在没有设置所述槽处的第一厚度为0.05mm以上且0.30mm以下。


7.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述连接部件在设置有所述槽处的第二厚度为0.02mm以上且且0.07mm以下。


8.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述连接部件在设置有所述槽处的第二厚度相对于所述连接部件在没有设置所述槽处的第一厚度之比即第二厚度/第一厚度为0.2以上且0.7以下。


9.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述槽为圈状,
所述槽的内径为0.6mm以上且1.8mm以下。


10.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述槽为圈状,
通过以下述式(1)表示的多重相关式而计算出的所述安全阀机构的工作压为8kgf/cm2以上28kgf/cm2以下,
P=40×T1+6.7×D+400×T2-12…(1)
在式中,P为安全阀机构的工作压;T1为连接部件在没有设置槽处的第一厚度;D为槽的内径;T2为连接部件在设置有槽处的第二厚度,所述工作压、所述第一厚度、所述内径、所述第二厚度的单位分别为kgf/cm2、mm、mm、mm。


11.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述二次电池为锂离子二次电池。


12.一种电池包,具备:
二次电池;
控制部,控制所述二次电池的动作;和
开关部,根据所述控制部的指示切换所述二次电池的动作,
所述二次电池具备:
电池元件...

【专利技术属性】
技术研发人员:袖山国雄
申请(专利权)人:株式会社村田制作所
类型:发明
国别省市:日本;JP

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