锂离子二次电池制造技术

本实施方式涉及锂离子二次电池，用于避免因过充电对电池造成的损伤，来提高安全性、可靠性。在电池罐内部内置有将正极、隔膜以及负极卷绕形成的电极组装体、以及过充电防止机构等，所述过充电防止机构具备：电压检测部，检测正负极间的电压为规定值以上的情况；设于所述正极导线或所述负极导线的熔断器体；和开关部件，所述熔断器体与所述开关部件串联连接而构成所述电极组装体的短路电路，当在充电之际正负极间的电压变为规定值以上时，通过所述电压检测部使所述开关部件闭路，由此利用所述电极组装体中蓄积的能量将将所述熔断器体熔断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本实施方式涉及锂离子二次电池，用于避免因过充电对电池造成的损伤，来提高安全性、可靠性。在电池罐内部内置有将正极、隔膜以及负极卷绕形成的电极组装体、以及过充电防止机构等，所述过充电防止机构具备：电压检测部，检测正负极间的电压为规定值以上的情况；设于所述正极导线或所述负极导线的熔断器体；和开关部件，所述熔断器体与所述开关部件串联连接而构成所述电极组装体的短路电路，当在充电之际正负极间的电压变为规定值以上时，通过所述电压检测部使所述开关部件闭路，由此利用所述电极组装体中蓄积的能量将将所述熔断器体熔断。【专利说明】锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池。
技术介绍
近年来，出于削减二氧化碳排出量、汽油那样的石化燃料枯竭的考虑等，使用二次电池作为能源的汽车已经被实用化。作为该二次电池，除了被要求高输出、高能量密度、小型轻型化、低价格等之外，其安全性、耐用性的改善也是必不可缺少的。作为高能量密度的汽车用二次电池，公知有锂离子二次电池。该高能量密度锂离子二次电池的典型构造是将对经由隔膜而层叠的正极以及负极进行卷绕而成的电极组装体浸入到有机电解液中而密封到电池罐中。锂离子二次电池由于使用了有机电解液，所以如果处于过充电状态，则除了电池电压上升之外，电池内部的气体的压力也上升，并且，电池内温度上升，还有可能达到电解液漏液、罐破裂等状态。作为汽车用二次电池，由于可预测为被频繁地重复进行充放电，所以要采取确保安全性的过充电对策。此前作为过充电对策，公知有下述的对策:根据齐纳二极管，在端子间的电压超过规定范围的情况下，利用发热单元将形成于封装部件的开口打开，从封装部件内排出由过充电产生的气体。另外，作为其他的过充电对策，还公知有一种设置过充电防止机构来确保安全性的对策，所述充电防止机构通过在电池内部设置温度熔断器，并在电极组装体的温度上升的情况下，将温度熔断器熔断来切断充电电流。以往技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006 - 185708
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题即使如上述那样排出因过充电产生的气体，虽然电池内压减少，但只要电池不与外部充电电源连接，则过充电状态就不会被解除。另外，即使将利用温度熔断器实现的过充电防止对策应用于过充电引起的温度上升不显著的种类的电池，也难以期待实际效力。本实施方式的目的在于，避免因过充电对电池造成的损伤，实现安全性、可靠性高的二次电池。用于解决问题的手段本实施方式的锂离子二次电池在电池罐内部内置有:将正极、隔膜以及负极卷绕形成的电极组装体、有机电解液、与所述正极连接的正极导线、与所述负极连接的负极导线、以及过充电防止机构，所述电池罐被盖体密封，具备被固定于所述盖体且与所述正极导线连接的正极端子部和被固定于所述盖体且与所述负极导线连接的负极端子部。而且，所述过充电防止机构具备:电压检测部，检测锂离子二次电池的正负极间的电压为规定值以上的情况；基于该电压检测部的信号起动的驱动部；开关部；和设于所述正极导线或所述负极导线的熔断器体，所述熔断器体与所述开关部件串联连接而构成所述电极组装体的短路电路，当在充电时正负极间的电压变为规定值以上的情况下，通过来自所述电压检测部的信号使驱动部工作而将所述开关部闭路，由此通过所述电极组装体中蓄积的能量将所述熔断器体熔断。【专利附图】【附图说明】图1是表示本实施方式的锂离子二次电池的一个例子的局部剖视立体图。图2是表示本实施方式的锂离子二次电池的一个例子的剖视图。图3是用于对本实施方式的过充电防止机构的动作进行说明的概念图。图4是更详细地表示本实施方式的锂离子二次电池的一个例子的剖视图。图5是表示图4的短路电路闭路机构的一个例子的主要部分放大剖视图。图6是表示图4的短路电路闭路机构的另一个例子的主要部分放大剖视图。图7是表示第二实施方式的锂离子二次电池的剖视图。图8是表示第二实施方式的锂离子二次电池的动作的电路图。【具体实施方式】对该实施方式的锂离子二次电池而言，在锂离子二次电池中通过在电池罐内部配置过充电防止机构，来实现安全性、可靠性高的电池。S卩，该锂离子二次电池在电池罐内部具备:将正极、隔膜以及负极卷绕形成的电极组装体；有机电解液；与所述正极连接的正极导线；与所述负极连接的负极导线；以及内置过充电防止机构，所述电池罐被盖体密封，并被固定于所述盖体而与所述正极导线连接的正极端子部；和被固定于所述盖体而与所述负极导线连接的负极端子部。而且，所述过充电防止机构具备:电压检测部，检测锂离子二次电池的正负极间的电压为规定值以上的情况；基于该电压检测部的信号起动的驱动部；开关部；和设于所述正极导线或所述负极导线的熔断器体，所述熔断器体、所述开关部件串联连接而构成所述电极组装体的短路电路，当在充电时正负极间的电压变为规定值以上时，通过驱动部基于来自所述电压检测部的信号工作而将所述开关部闭路，利用所述电极组装体中蓄积的能量将所述熔断器体熔断。所述过充电防止装置的电压检测部由含有齐纳二极管、整流二极管或者比较器(comparator)的电路构成。另外，所述开关部由例如相对置的正极导线和负极导线、与其间的绝缘性的树脂膜构成，所述正极导线与所述负极导线之间总是被作用按压力，在由电压检测部检测出过充电状态的情况下，配置在所述树脂膜的附近的如电阻加热线那样的电阻加热单元基于来自所述电压检测部的电流而发热，使所述绝缘树脂膜软化或熔融来将所述正极导线与所述负极导线接触，由此所述短路电路闭路，所述熔断器体熔断而切断充电电流。优选所述按压力由弹簧件、磁铁或者压力开关等单元产生。 优选所述绝缘树脂膜出于一端被固定，另一端被弹簧件施加了拉力的状态。由此，能够促进所述绝缘树脂膜的软化或熔融，使正极导线与负极导线的接触变得可靠。优选所述电压检测部为耐溶剂性并且被绝缘性的树脂覆盖。由此，能够实现即使在电池罐内的有机电解液环境下也没有被腐蚀等之虞的可靠性高的过充电防止装置。以下，利用附图对本实施方式的锂离子二次电池详细进行说明。将本实施方式的锂离子二次电池的构造的一个例子表示于作为局部剖视立体图的图1以及作为剖视图的图2。在图1以及图2中，对于共用的部件赋予了相同的附图标记。如图1、图2所示，该电池10的电池罐11呈现具有开口部的中空有底圆筒状或中空有底长方体或中空有底立方体，在开口部配置有将开口密封的盖体19。在该盖体19上设有电流取出用的端子15、16，并经由铝箔等电极导线22、23与内部的正极12和负极13连接。在正极12与负极13的薄金属箔的表面分别涂敷形成有正极活性物质、负极活性物质。使这两极间分别重叠卷绕用于绝缘且具有离子透过性的隔膜14，并按照能够收容于罐体11的方式成形来构成电极组装体18，与未图示的电解液一同收容到电池罐11中。对电池罐11的开口部的盖体19还可以设置气体排出阀17，以便能够在电池内压上升的情况下排出内部气体。另外，构成所述过充电防止机构的至少一部分的电子电路(电压检测部)21被覆盖成不受到填充于电池罐内部的有机电解液的不良影响，被固定于盖体19而配设在电池罐的内部。以下，进而对各构成要件进行说明。(电池罐)电池罐11呈现具有开口部的中空有底圆筒状或中空有底长方体或中空有底立方体，通过对铝等金属进行成形而获得。在该电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池，在电池罐内部内置有将正极、隔膜及负极卷绕而形成的电极组装体、有机电解液、与所述正极连接的正极导线、与所述负极连接的负极导线、以及过充电防止机构，所述电池罐被盖体密封，该锂离子二次电池具备被固定于所述盖体且与所述正极导线连接的正极端子部和被固定于所述盖体且与所述负极导线连接的负极端子部，该锂离子二次电池的特征在于，所述过充电防止机构具备：电压检测部，检测正负极间的电压为规定值以上的情况；熔断器体，设于所述正极导线或所述负极导线；开关部；以及驱动部，驱动所述开关部，所述熔断器体与所述开关部串联连接而构成所述电极组装体的短路电路，在充电时正负极间的电压变为规定值以上的情况下，通过来自所述电压检测部的信号使所述驱动部工作而将所述开关部闭路，由此通过所述电极组装体中蓄积的能量将所述熔断器体熔断。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥贤一，间明田博清，濑上清司，桥本达也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：
国别省市：