熔融鹽電池的制作方法
【專利摘要】一種熔融鹽電池，其設(shè)置有：電極組，其具有第一電極、第二電極和將所述第一電極與所述第二電極電絕緣的隔膜；熔融鹽電解質(zhì)；有底的殼，其用于容納所述電極組和所述熔融鹽電解質(zhì)且具有開口部；蓋板，其用于密封所述殼的開口部；所述第一電極的第一外部端子和所述第二電極的第二外部端子；固定至所述第一外部端子的匯流條部件；第一絕緣部，其夾設(shè)于所述第一外部端子和所述匯流條部件之間從而將所述匯流條部件與所述第一外部端子電絕緣；溫度保險(xiǎn)絲部件，其與所述匯流條部件和所述第一外部端子電連接且在周圍溫度低于基準(zhǔn)溫度T1時(shí)在所述匯流條部件和所述第一外部端子之間提供電連接；和固定構(gòu)件，其將所述溫度保險(xiǎn)絲部件以與所述蓋板的表面接觸或接近的狀態(tài)固定至所述蓋板。所述熔融鹽電池構(gòu)造為使得充電電流從所述匯流條部件經(jīng)由所述溫度保險(xiǎn)絲部件輸入至所述第一外部端子。
【專利說明】
膝融鹽電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及烙融鹽電池，所述烙融鹽電池包含電極組和烙融鹽電解質(zhì)且設(shè)置有包 含溫度保險(xiǎn)絲、雙金屬、PTC器件等的安全機(jī)構(gòu)，所述電極組包含第一電極、第二電極和夾設(shè) 于其間的隔膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，已經(jīng)逐步開發(fā)了用于便攜式信息終端、電動(dòng)車輛、家庭用電力儲(chǔ)存裝置等 的蓄電裝置。在蓄電裝置中，已經(jīng)對(duì)電容器和非水電解質(zhì)二次電池進(jìn)行了積極研究。特別 地，作為能夠增加容量和能量密度且具有高度安全性的蓄電裝置，對(duì)于烙融鹽電池的開發(fā) 寄予了高的期待。烙融鹽電池使用不燃性烙融鹽電解質(zhì)，因此比使用非水電解質(zhì)的蓄電裝 置例如裡離子二次電池更安全。
[0003] 烙融鹽電池包含：電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和夾設(shè)于其間的隔 膜;和烙融鹽電解質(zhì)。各個(gè)電極包含集電器(電極忍)和配置在集電器上的活性物質(zhì)。電極組 和烙融鹽電解質(zhì)例如被容納在矩形殼中。在具有矩形殼的蓄電裝置中，通常在殼的開口部 上放置蓋板使得將發(fā)電要素如電極組和烙融鹽電解質(zhì)密封地封閉在殼中（參考專利文獻(xiàn) Do
[0004] 另一方面，隨著蓄電裝置的容量和體積能量密度的增加，對(duì)提供用于確保蓄電裝 置的安全性的機(jī)構(gòu)的需求增加。用于確保蓄電裝置的安全性的一個(gè)機(jī)構(gòu)為將溫度保險(xiǎn)絲配 置在電流路徑中的安全機(jī)構(gòu)(參考專利文獻(xiàn)2)。當(dāng)電池溫度不正常地升高時(shí)，該安全機(jī)構(gòu)工 作W切斷充放電電流。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平8-77983號(hào)公報(bào) [000引專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2002-260631號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問題
[0010] 由于烙融鹽電池具有相對(duì)高度的安全性，所W沒有在烙融鹽電池上設(shè)置包含溫度 保險(xiǎn)絲的安全機(jī)構(gòu)。沒有在烙融鹽電池上設(shè)置包含溫度保險(xiǎn)絲的安全機(jī)構(gòu)的其它因素可能 包括烙融鹽電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性和粘度。在現(xiàn)有烙融鹽電池的使用中，通過將烙融鹽電解 質(zhì)加熱至約8(TC~IOCTC的溫度，而將離子傳導(dǎo)性和粘度優(yōu)化。其結(jié)果，在烙融鹽電池中，電 池工作溫度與溫度保險(xiǎn)絲工作溫度之間的差異小于在其它電池中的差異。結(jié)果，當(dāng)在烙融 鹽電池上設(shè)置包含溫度保險(xiǎn)絲的安全機(jī)構(gòu)時(shí)，該安全機(jī)構(gòu)可能會(huì)頻繁地發(fā)生故障，并且在 某些情況下可能不能穩(wěn)定地使用電池。
[0011] 然而，近年來，對(duì)用于烙融鹽電解質(zhì)的材料的研究和開發(fā)已經(jīng)取得了進(jìn)展，并且在 較低溫度范圍中使用烙融鹽電解質(zhì)已經(jīng)變得容易。結(jié)果，變得可W在從低溫至高溫的寬溫 度范圍中使用烙融鹽電池。另一方面，對(duì)更高容量烙融鹽電池的需求已增加。為了滿足該需 求，需要開發(fā)用于確保烙融鹽電池的更高水平安全性的技術(shù)。因此，需要在烙融鹽電池上安 裝包含溫度保險(xiǎn)絲部件的安全機(jī)構(gòu)。特別地，在高溫范圍中使用烙融鹽電池的情況下，迫切 需要技術(shù)開發(fā)，從而當(dāng)沒必要工作時(shí)安全機(jī)構(gòu)不會(huì)錯(cuò)誤地工作，且當(dāng)有必要工作時(shí)安全機(jī) 構(gòu)可靠地工作。
[0012]如上所述，在具有特別高的容量的烙融鹽電池中，期望在烙融鹽電池上設(shè)置包含 溫度保險(xiǎn)絲的安全機(jī)構(gòu)。其原因在于，在使用烙融鹽電池的電源裝置中，例如可能存在電池 保護(hù)電路(BMS)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常的情況。在運(yùn)種情況下，預(yù)期烙融鹽電池被充電至超過滿充電狀 態(tài)的水平(過充電）。
[OOU]技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明的一方面設(shè)及烙融鹽電池，所述烙融鹽電池包含：電極組，所述電極組包含 第一電極、第二電極和將所述第一電極與所述第二電極電絕緣的隔膜;烙融鹽電解質(zhì);有底 的殼，所述殼容納所述電極組和所述烙融鹽電解質(zhì)且具有開口部;蓋板，所述蓋板密封所述 殼的開口部;設(shè)置在所述蓋板上的所述第一電極的第一外部端子和所述第二電極的第二外 部端子;固定至所述第一外部端子的匯流條部件;第一絕緣部，所述第一絕緣部夾設(shè)于所述 第一外部端子和所述匯流條部件之間從而將所述匯流條部件與所述第一外部端子電絕緣； 溫度保險(xiǎn)絲部件，所述溫度保險(xiǎn)絲部件與所述匯流條部件和所述第一外部端子電連接，且 在周圍溫度低于基準(zhǔn)溫度Tl時(shí)在所述匯流條部件和所述第一外部端子之間提供電連接;和 固定構(gòu)件，所述固定構(gòu)件W使得所述溫度保險(xiǎn)絲部件與所述蓋板的表面接觸或接近的狀態(tài) 將所述溫度保險(xiǎn)絲部件固定至所述蓋板。所述烙融鹽電池構(gòu)造為使得充電電流從所述匯流 條部件經(jīng)由所述溫度保險(xiǎn)絲部件輸入至所述第一外部端子。
[001引有益效果
[0016] 本發(fā)明可W提高烙融鹽電池的安全性且使得能夠穩(wěn)定地使用烙融鹽電池。
【附圖說明】
[0017] [圖1]顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的烙融鹽電池的外觀的立體圖。
[001引[圖2A]圖1中示出的烙融鹽電池的正視圖。
[0019] [圖2B]圖1中示出的烙融鹽電池的上視圖。
[0020] [圖2C]圖1中示出的烙融鹽電池的側(cè)視圖。
[0021] [圖3]顯示圖1中示出的烙融鹽電池的電流分支部的細(xì)節(jié)的分解立體圖。
[0022] [圖4]在圖3中示出的電流分支部中包含的溫度保險(xiǎn)絲部件的立體圖。
[0023] [圖5]圖1中示出的烙融鹽電池的局部放大的截面圖，其例示設(shè)置電流分支部的一 個(gè)實(shí)例。
[0024] [圖6]圖1中示出的烙融鹽電池的局部放大的截面圖，其例示設(shè)置電流分支部的另 一個(gè)實(shí)例。
[0025] [圖7]顯示將圖1中示出的烙融鹽電池與外部裝置連接的實(shí)例的方塊圖。
[0026] [圖引顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的烙融鹽電池的第一變形例的方塊圖。
[0027] [圖9]顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的烙融鹽電池的第二變形例的方塊圖。
[0028] [圖10]顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的烙融鹽電池的第S變形例的方塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] [發(fā)明實(shí)施方式的概述]
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的烙融鹽電池包含：電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和將 第一電極與第二電極電絕緣的隔膜;烙融鹽電解質(zhì);和容納電極組及烙融鹽電解質(zhì)的容器。 所述容器包含具有開口部的有底的殼和密封所述殼的開口部的蓋板。
[0031] 蓋板設(shè)置有第一電極的第一外部端子和第二電極的第二外部端子。將用于向第一 電極輸入充電電流的匯流條部件固定至第一外部端子。將第一絕緣部夾設(shè)于匯流條部件和 第一外部端子之間從而將第一外部端子與匯流條部件電絕緣。另一方面，將溫度保險(xiǎn)絲部 件與匯流條部件和第一外部端子電連接從而在周圍溫度低于基準(zhǔn)溫度Tl時(shí)在匯流條部件 和第一外部端子之間提供電連接。如在本文中使用的，術(shù)語"周圍溫度"是指溫度保險(xiǎn)絲部 件的周圍溫度或表面溫度。當(dāng)溫度保險(xiǎn)絲部件的周圍溫度達(dá)到基準(zhǔn)溫度時(shí)，保險(xiǎn)絲工作從 而切斷在匯流條部件和第一外部端子之間的電流。注意，可W使用電流切斷機(jī)構(gòu)諸如雙金 屬或PTC器件代替保險(xiǎn)絲。
[0032] 例如通過包含樹脂的固定構(gòu)件W使得溫度保險(xiǎn)絲部件與蓋板的表面接觸或接近 的狀態(tài)將溫度保險(xiǎn)絲部件固定至容器外部的蓋板。根據(jù)本實(shí)施方式的烙融鹽電池構(gòu)造為使 得充電電流從匯流條部件經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件輸入至第一外部端子。
[0033] 在上述構(gòu)造中，電池充電裝置等(下文中稱為"充電器"）不直接與第一外部端子連 接，而是在匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件置于之間的情況下與第一外部端子連接。因此，例 如當(dāng)電池陷入過充電狀態(tài)且電池溫度不正常地升高時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲部件工作，并且可W將 充電電流切斷。因此，可W防止電池因超出過充電狀態(tài)的繼續(xù)充電而被損壞。此外，可W防 止諸如電池的內(nèi)壓不正常地增加的問題。因此，烙融鹽電池的安全性提高。如果電池的內(nèi)壓 不正常地增加，則氣體安全閥(截止閥）等工作，此后電池變得不能使用。
[0034] 優(yōu)選地，不將溫度保險(xiǎn)絲部件放置在例如殼的表面(外表面)上，而是放置為與蓋 板的表面(外表面)接觸或接近(下文中稱為"接近放置"，包括被接觸放置的情況）。由于殼 的位置靠近電池的發(fā)電要素（電極組和烙融鹽電解質(zhì)），所W從發(fā)電要素的溫度變化可W直 接反映在溫度保險(xiǎn)絲部件的工作中的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近殼的表 面。然而，在許多情況下，烙融鹽電池可W被用作組裝的電池，其中多個(gè)烙融鹽電池串聯(lián)和/ 或并聯(lián)連接并堆疊從而彼此緊密接觸。在運(yùn)種情況下，可能存在難W將溫度保險(xiǎn)絲部件放 置為接近殼的表面的情況。
[0035] 在本實(shí)施方式中，由于將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近蓋板的表面，所W即使在如 上所述難W將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近殼的表面的情況下，也可W將包含溫度保險(xiǎn)絲部 件的安全機(jī)構(gòu)安裝在各個(gè)單獨(dú)的烙融鹽電池上。更具體地，在本實(shí)施方式中，盡管通常彼此 直接連接的外部端子和匯流條部件被第一絕緣部絕緣，但所述兩個(gè)部件利用夾設(shè)于其間的 溫度保險(xiǎn)絲部件彼此間接連接。結(jié)果，由于將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近外部端子，所W可 W容易地將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近蓋板。因此，變得容易在各個(gè)單獨(dú)的烙融鹽電池上 安裝包含溫度保險(xiǎn)絲部件的安全機(jī)構(gòu)。稍后將對(duì)其細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。
[0036] 此外，蓋板比殼位于距發(fā)電要素更遠(yuǎn)的位置。因此，蓋板的表面附近的溫度與發(fā)電 要素的溫度略有不同。因此，在將包含溫度保險(xiǎn)絲部件的安全機(jī)構(gòu)放置為接近具有運(yùn)種位 置關(guān)系的蓋板的表面的情況下，安全機(jī)構(gòu)是否可靠地工作會(huì)成為問題。本發(fā)明人已經(jīng)W充 分的再現(xiàn)性和可靠性確認(rèn)了，即使在將安全機(jī)構(gòu)放置為接近蓋板的表面的情況下，安全機(jī) 構(gòu)也不發(fā)生故障且可靠地工作。
[0037] 此外，如上所述，與其它電池相比，烙融鹽電池可W在寬溫度范圍中使用。例如，烙 融鹽電池可W在寬溫度范圍中使用，使得在電池的使用期間殼(容納發(fā)電要素（電極組和烙 融鹽電解質(zhì)）的構(gòu)件）的溫度T2(下文中稱為"工作溫度"）為(TC~7(TC。因此，烙融鹽電池可 W經(jīng)常在高溫范圍中使用，在運(yùn)種情況下，在溫度保險(xiǎn)絲所工作處的基準(zhǔn)溫度Tl與工作溫 度T2之間的差異(T1-T2)減小。在運(yùn)一方面，由于在蓋板和發(fā)電要素之間通常存在空間，所 W相對(duì)于發(fā)電要素的溫度變化，蓋板的溫度變化是溫和的。換而言之，發(fā)電要素的溫度變化 是時(shí)間平均化的并傳輸至蓋板。結(jié)果，當(dāng)實(shí)際上沒必要切斷電池電流時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲部件不 工作，并可W抑制溫度保險(xiǎn)絲部件的故障。
[0038] 另一方面，通過W使得溫度保險(xiǎn)絲部件與蓋板的表面接觸或接近的狀態(tài)將溫度保 險(xiǎn)絲部件固定至蓋板，可W將蓋板的溫度變化準(zhǔn)確地反映在溫度保險(xiǎn)絲部件的工作中。因 此，例如在使用本發(fā)明的烙融鹽電池的電源裝置的電池保護(hù)電路(BMS)中發(fā)生問題的情況 下，可W防止烙融鹽電池被損壞，且可W確保烙融鹽電池的安全性。
[0039] 此外，由于可W將蓋板的溫度變化準(zhǔn)確地反映在溫度保險(xiǎn)絲部件的工作中，所W 即使例如將溫度保險(xiǎn)絲部件的工作溫度(基準(zhǔn)溫度Tl)設(shè)定為高于從前，溫度保險(xiǎn)絲部件也 可W及時(shí)工作。因此，可W增加溫度保險(xiǎn)絲部件的工作溫度與烙融鹽電池使用期間的殼或 電極組的正常工作溫度之間的差異。因此，可W有效地防止溫度保險(xiǎn)絲的故障，且可W穩(wěn)定 地使用烙融鹽電池。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，優(yōu)選地，將烙融鹽電池構(gòu)造為使得放電電流不經(jīng)由匯流 條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件而從第一外部端子直接輸出。也就是說，優(yōu)選地，將負(fù)荷設(shè)備(或 使用烙融鹽電池作為電源工作的設(shè)備)與第一外部端子在其間沒有設(shè)置匯流條部件和溫度 保險(xiǎn)絲部件的情況下直接連接。因此，即使在負(fù)荷設(shè)備是需要大電流的設(shè)備的情況下，也可 W防止由于大電流而導(dǎo)致溫度保險(xiǎn)絲部件自身的溫度增加。因此，可W防止由于溫度保險(xiǎn) 絲部件的周圍溫度增加而導(dǎo)致的溫度保險(xiǎn)絲部件的故障。
[0041] 下面將對(duì)為了在充電電流路徑中包含匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件W及為了在 放電電流路徑中不包含匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件的具體構(gòu)造進(jìn)行說明。
[0042] 如圖7中所示，在包含本發(fā)明的烙融鹽電池的電源裝置設(shè)置有彼此獨(dú)立的第一連 接器(下文中稱為"充電連接器"）54和第二連接器(下文中稱為"放電連接器"）55的情況下， 充電連接器54與匯流條部件24連接，所述第一連接器54用于將充電器連接至包含本發(fā)明的 烙融鹽電池的電源裝置，所述第二連接器55用于連接負(fù)載設(shè)備。另一方面，放電連接器55與 第一外部端子40在其間沒有設(shè)置匯流條部件24和溫度保險(xiǎn)絲部件22的情況下直接連接。因 此，可W將充電電流從匯流條部件24經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件22輸入至第一外部端子40,且可 W將放電電流不經(jīng)由匯流條部件24和溫度保險(xiǎn)絲部件22而從第一外部端子40直接輸出。盡 管未示出，但充電連接器54和放電連接器55各自還與第二外部端子42連接(參照?qǐng)D1)。
[0043] 如圖8和9中所示，還可想到在包含本發(fā)明的烙融鹽電池的電源裝置(未示出）上設(shè) 置作為充電連接器和放電連接器兩者的第=連接器(下文中稱為"充放電連接器"）58。在運(yùn) 種情況下，如下兩個(gè)電流路徑建立到充放電連接器58:充電電流從匯流條部件24經(jīng)由溫度 保險(xiǎn)絲部件22輸入至第一外部端子40的電流路徑，和放電電流不經(jīng)由匯流條部件24和溫度 保險(xiǎn)絲部件22而從第一外部端子直接輸出的電流路徑。在運(yùn)種情況下，通過在烙融鹽電池 上設(shè)置諸如晶體管的開關(guān)或者二極管，可W容易地切換電流路徑。如圖7中的情況一樣，充 放電連接器58還與第二外部端子42連接。
[0044] 具體地，如在圖8中所示，在烙融鹽電池上設(shè)置與溫度保險(xiǎn)絲部件22和第一外部端 子40電連接的第一開關(guān)44。第一開關(guān)44W使得如下的方式工作:在充電期間在溫度保險(xiǎn)絲 部件22和第一外部端子40之間提供電連接，且在放電期間解除在溫度保險(xiǎn)絲部件22和第一 外部端子40之間的電連接。例如，第一開關(guān)44可W包含晶體管。注意，可W將第一開關(guān)44配 置在匯流條部件24和溫度保險(xiǎn)絲部件22之間。
[0045] 或者，如圖9中所示，在烙融鹽電池上設(shè)置與溫度保險(xiǎn)絲部件22和第一外部端子40 電連接的二極管48。二極管48W使得如下的方式工作：在充電期間在溫度保險(xiǎn)絲部件22和 第一外部端子40之間提供電連接，且在放電期間切斷在溫度保險(xiǎn)絲部件22和第一外部端子 40之間的電流。此外，在充放電連接器58和第一外部端子40之間配置另一個(gè)二極管56從而 防止充電電流從充放電連接器58流向第一外部端子40。注意，可W將二極管48配置在匯流 條部件24和溫度保險(xiǎn)絲部件22之間。
[0046] 上述構(gòu)造有利于充電電流從匯流條部件經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件輸入至第一外部端 子，和放電電流不經(jīng)由匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件而從第一外部端子直接輸出。
[0047] 此外，還可W根據(jù)放電電流的大小切換放電電流的輸出路徑。具體地，如圖10中所 示，在根據(jù)本實(shí)施方式的烙融鹽電池上設(shè)置第二開關(guān)50。包含根據(jù)本實(shí)施方式的烙融鹽電 池的電源裝置設(shè)置有控制第二開關(guān)50的切換的控制裝置52和檢測(cè)經(jīng)由第一外部端子40輸 出的放電電流的電流傳感器53。第二開關(guān)50具有要與匯流條部件24連接的第一輸入端子 50a，要與第一外部端子40直接連接的第二輸入端子50b，和輸出放電電流的輸出端子50c。
[0048] 基于電流傳感器53的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)從第一外部端子40輸出的放電電流小于基準(zhǔn)電 流值(例如50A)時(shí)，控制裝置52切換第二開關(guān)50使得放電電流經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件和匯流 條部件從第一外部端子輸出。此外，當(dāng)放電電流等于或大于所述基準(zhǔn)電流值時(shí)，控制裝置52 切換第二開關(guān)50使得放電電流不經(jīng)由匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件而從第一外部端子直 接輸出。由此，當(dāng)放電電流為大電流時(shí)，放電電流不經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件和匯流條部件而輸 出。因此，可W防止因放電電流是大電流而導(dǎo)致溫度保險(xiǎn)絲部件發(fā)生故障。
[0049] 第一外部端子優(yōu)選包含柱狀構(gòu)件。溫度保險(xiǎn)絲部件優(yōu)選包含要插入第一外部端子 的環(huán)狀輸入端子和要插入第一外部端子的環(huán)狀輸出端子。由此，可W制造具有緊湊結(jié)構(gòu)的 烙融鹽電池。在運(yùn)種情況下，溫度保險(xiǎn)絲部件的輸入端子與匯流條部件電連接且與第一外 部端子電絕緣。W相反的方式，溫度保險(xiǎn)絲部件的輸出端子與匯流條部件電絕緣且與第一 外部端子電連接。由此，來自匯流條部件的充電電流經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件的輸入端子輸入 至溫度保險(xiǎn)絲部件并經(jīng)由輸出端子引導(dǎo)至第一外部端子。
[0050] 此外，通過使用樹脂作為固定構(gòu)件，可W容易地將溫度保險(xiǎn)絲部件固定至蓋板。在 運(yùn)種情況下，優(yōu)選將娃樹脂用作樹脂。娃樹脂含有聚硅氧烷結(jié)構(gòu)且是樹脂中具有最高熱傳 導(dǎo)性的材料之一。因此，例如即使在將固定構(gòu)件插入溫度保險(xiǎn)絲部件和蓋板之間的情況下， 即溫度保險(xiǎn)絲部件與蓋板不接觸的情況下，也可W將蓋板的溫度準(zhǔn)確地反映在溫度保險(xiǎn)絲 部件的周圍溫度上。由此，當(dāng)烙融鹽電池的溫度升高至應(yīng)該切斷電池電流的溫度時(shí)，可W容 易地及時(shí)操作溫度保險(xiǎn)絲部件。
[0051] 優(yōu)選地，將在使用電池時(shí)的殼或電極組的溫度(下文中稱為"工作溫度"）T2的溫度 范圍的上限溫度T2獻(xiàn)與溫度保險(xiǎn)絲部件的工作溫度(基準(zhǔn)溫度Tl)之間的差T1-T2獻(xiàn)：A T設(shè) 為10~30度。通過將溫度差A(yù) T設(shè)為10度W上，變得容易抑制溫度保險(xiǎn)絲部件發(fā)生故障。通 過將溫度差A(yù) T設(shè)為30度W下，變得容易及時(shí)操作溫度保險(xiǎn)絲。由此，變得容易防止電池被 損壞，且可W提高安全性。
[0052] 此外，優(yōu)選蓋板具有容納溫度保險(xiǎn)絲部件的至少一部分的凹部。由此，變得容易準(zhǔn) 確地在溫度保險(xiǎn)絲部件工作中反映蓋板的溫度變化。
[0053] 術(shù)語"烙融鹽電池"是指包含烙融鹽電解質(zhì)且使用堿金屬離子作為電荷載流子的 電池。在正極和負(fù)極中，進(jìn)行設(shè)及堿金屬離子的法拉第反應(yīng)。烙融鹽電池的實(shí)例包括鋼離子 烙融鹽電池(鋼離子二次電池）和裡離子烙融鹽電池(裡離子二次電池）。特別地，本發(fā)明適 用于鋼離子烙融鹽電池。
[0054] 第一電極包含第一集電器和負(fù)載在第一集電器上的第一活性物質(zhì)。第二電極包含 第二集電器和負(fù)載在第二集電器上的第二活性物質(zhì)。第一集電器優(yōu)選包含第一金屬多孔 體。例如，當(dāng)?shù)谝浑姌O為正極時(shí)，優(yōu)選將含有侶的金屬多孔體用于第一集電器。
[0055] 為了增加蓄電裝置的容量，期望盡可能多地增加要負(fù)載在集電器上的每單位面積 活性物質(zhì)的量。然而，當(dāng)將大量活性物質(zhì)負(fù)載在由金屬錐制成的現(xiàn)有集電器上時(shí)，活性物質(zhì) 層的厚度增加，且活性物質(zhì)與集電器之間的平均距離增加。結(jié)果，電極的集電性質(zhì)降低，活 性物質(zhì)與烙融鹽電解質(zhì)之間的接觸受到限制，且充放電性質(zhì)易于受到損害。
[0056] 因此，優(yōu)選使用具有連通孔和高孔隙率的金屬多孔體作為集電器。例如通過如下 方法制造金屬多孔體:在具有連通孔的諸如發(fā)泡聚氨醋的發(fā)泡樹脂的骨架表面上形成金屬 層，然后使發(fā)泡樹脂熱分解，并進(jìn)一步對(duì)金屬進(jìn)行還原處理。
[0057] 此外，在電極組包含多個(gè)第一電極的情況下，多個(gè)第一電極的各個(gè)第一集電器優(yōu) 選具有用于與相鄰的第一集電器電連接的耳片狀第一連接部。
[0058] 第二集電器也可W包含第二金屬多孔體。當(dāng)?shù)诙姌O為鋼離子烙融鹽電池的負(fù)極 時(shí)，優(yōu)選將含有侶的金屬多孔體用于第二集電器。當(dāng)?shù)诙姌O為裡離子烙融鹽電池的負(fù)極 時(shí)，優(yōu)選將含有銅的金屬多孔體用于第二集電器。在電極組包含多個(gè)第二電極的情況下，多 個(gè)第二電極的各個(gè)第二集電器也可W設(shè)置有用于與相鄰的第二集電器連接的耳片狀第二 連接部?？蒞將第二連接部布置為沿著電極組的堆疊方向彼此重疊。
[0059] 第一金屬多孔體和第二金屬多孔體各自需要具有孔結(jié)構(gòu)，使得要在上面負(fù)載活性 物質(zhì)的表面積(下文中也稱為"有效表面積"）大于單單金屬錐等的表面積。由此看來，作為 各第一金屬多孔體和第二金屬多孔體，從可W顯著增加每單位體積的有效表面積的觀點(diǎn)來 看，具有=維網(wǎng)眼狀中空骨架的金屬多孔體諸如稍后將要描述的Celmet(住友電氣工業(yè)株 式會(huì)社的注冊(cè)商標(biāo))或侶-Celmet(住友電氣工業(yè)株式會(huì)社的注冊(cè)商標(biāo))是最優(yōu)選的。另外， 作為各第一金屬多孔體和第二金屬多孔體，可W使用無紡布、穿孔金屬和網(wǎng)形鐵等。注意， 無紡布、Celmet和侶-Celmet為具有S維結(jié)構(gòu)的多孔體，穿孔金屬和網(wǎng)形鐵為具有二維結(jié)構(gòu) 的多孔體。
[0060] 由于大的表面積，諸如上述金屬多孔體的金屬多孔體可W負(fù)載大量的活性物質(zhì)且 易于保持烙融鹽電解質(zhì)。因此，認(rèn)為所述金屬多孔體適合作為蓄電裝置用電極。在使用多個(gè) 各自包含金屬多孔體作為集電器的相同極性電極的情況下，將相同極性的集電器并聯(lián)連 接。
[0061] [發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)說明]
[0062] 下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0063] 圖1為顯示根據(jù)發(fā)明實(shí)施方式的烙融鹽電池的外觀的立體圖。圖2A為烙融鹽電池 的正視圖，圖2B為烙融鹽電池的上視圖，圖2C為烙融鹽電池的側(cè)視圖。本發(fā)明的范圍不意在 限于W下說明，而是由所附權(quán)利要求書確定，并包含權(quán)利要求書的等價(jià)意思和范圍的全部 變體。
[0064] 根據(jù)附圖中所示實(shí)例的烙融鹽電池 10包含：電極組(未示出），其包含第一電極和 第二電極;殼14,其容納電極組W及烙融鹽電解質(zhì)（未示出）；和蓋板16,其密封殼14的開口 部。在烙融鹽電池10中，殼14和蓋板16構(gòu)成烙融鹽電池的容器。在附圖中示出的實(shí)例中，殼 14為矩形，且本發(fā)明適用于包含矩形殼如附圖中所示的矩形殼的烙融鹽電池。
[0065] 第一電極和第二電極中的一個(gè)為正極，另一個(gè)為負(fù)極。正極包含正極集電器和正 極活性物質(zhì)。負(fù)極包含負(fù)極集電器和負(fù)極活性物質(zhì)。因此，第一集電器和第二集電器中的一 個(gè)為正極集電器，另一個(gè)為負(fù)極集電器。
[0066] 第一集電器（下文中稱為"正極集電器"）可W包含第一金屬多孔體。第二集電器 (下文中稱為"負(fù)極集電器"）也可W包含第二金屬多孔體。正極集電器的厚度優(yōu)選為0.1~ 10mm。負(fù)極集電器的厚度優(yōu)選為0.1~10mm。
[0067] 作為第一集電器(正極集電器），從具有高孔隙率(例如90% W上）、具有連續(xù)孔和 基本不含封閉孔的觀點(diǎn)來看，侶-Celmet(住友電氣工業(yè)株式會(huì)社的注冊(cè)商標(biāo))是特別優(yōu)選 的。此外，作為第二集電器(負(fù)極集電器），由于相同的原因，由銅或儀制成的Celmet(住友電 氣工業(yè)株式會(huì)社的注冊(cè)商標(biāo))或侶-Celmet是特別優(yōu)選的。稍后將對(duì)Celmet或侶-Celmet進(jìn) 行詳細(xì)說明。
[0068] 蓋板16設(shè)置有與一個(gè)或多個(gè)第一電極電連接的柱狀第一外部端子40和與一個(gè)或 多個(gè)第二電極電連接的柱狀第二外部端子42?？蒞在第一外部端子40和第二外部端子42各 自的外周部上形成雄螺紋。此外，將稍后會(huì)詳細(xì)說明的電流分支部附著至第一外部端子40。
[0069] 在蓋板16上靠近第二外部端子的位置處設(shè)置注液孔(未示出），使得在已經(jīng)利用蓋 板16將殼14的開口部密封后可W將烙融鹽電解質(zhì)注入殼中。注液孔塞有液栓49。將當(dāng)殼的 內(nèi)壓增大至基準(zhǔn)壓力時(shí)破裂并釋放殼內(nèi)的氣體的放氣閥51設(shè)置在蓋板16的中央部。
[0070] 矩形殼14具有有四個(gè)矩形平面部的側(cè)壁和與四個(gè)平面部垂直的底部。四個(gè)平面部 包含兩組平面部，兩組具有不同的面積。第一組包含彼此平行且面積相對(duì)大的兩個(gè)平面部 18A和18B。第二組包含彼此平行且面積相對(duì)小的兩個(gè)平面部18C和18D。
[0071] 圖3為顯示附著至第一外部端子的電流分支部的分解立體圖。電流分支部20包含 溫度保險(xiǎn)絲部件22,所述溫度保險(xiǎn)絲部件22在蓋板16的溫度(或溫度保險(xiǎn)絲部件22的周圍 溫度)TS低于基準(zhǔn)溫度Tl(例如80°C~100°C的溫度)時(shí)在匯流條部件和第一外部端子之間 提供電連接，且在周圍溫度TS達(dá)到基準(zhǔn)溫度Tl時(shí)切斷在匯流條部件和第一外部端子之間的 電流。溫度保險(xiǎn)絲部件22具有輸入端子2^1和輸出端子22b。
[0072] 此外，電流分支部20包含固定至第一外部端子40從而可W輸入充電電流的板狀匯 流條部件24和環(huán)狀或圓柱狀第一絕緣部26。匯流條部件24具有插入有第一外部端子40的通 孔24a。將第一絕緣部26固定至第一外部端子40,使得第一絕緣部26夾設(shè)于通孔24a的內(nèi)周 面和第一外部端子40的外周面之間。由此，在通孔24a處將匯流條部件24在不與第一外部端 子40接觸的情況下固定至第一外部端子40。
[0073] 另一方面，將匯流條部件24在與溫度保險(xiǎn)絲部件22的輸入端子2?接觸的同時(shí)固 定至第一外部端子40。由此，在匯流條部件24和輸入端子22a之間提供電連接。在輸出端子 2化和第一外部端子40之間提供有電連接的情況下將溫度保險(xiǎn)絲部件22的輸出端子22b固 定至第一外部端子40。將平面的環(huán)狀第二絕緣部28置于溫度保險(xiǎn)絲部件22的輸入端子22a 和輸出端子22b之間，且將輸入端子22a與輸出端子22b電絕緣。
[0074] 將第一絕緣部26插入溫度保險(xiǎn)絲部件22的輸入端子2^1中，由此將輸入端子2?與 第一外部端子40電絕緣。另一方面，溫度保險(xiǎn)絲部件22的輸出端子22b與第一外部端子40接 觸，且使輸出端子22b和第一外部端子40電連接。
[0075] 由于上述構(gòu)造，當(dāng)蓋板16的溫度低于基準(zhǔn)溫度Tl時(shí)，經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件22在第 一外部端子40和匯流條部件24之間提供電連接。由此，當(dāng)蓋板16的溫度低于基準(zhǔn)溫度Tl時(shí)， 充電電流可W從匯流條部件24經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件22輸入至第一外部端子40。
[0076] 例如通過將螺母29梓緊在第一外部端子40的雄螺紋上可W將溫度保險(xiǎn)絲部件22 的輸入端子22a和輸出端子22b、第一絕緣部26和第二絕緣部28固定至第一外部端子40?？?W將墊圈30配置在螺母29和匯流條部件24之間。在運(yùn)種情況下，可W將平面的環(huán)狀第=絕 緣部32配置在墊圈30和匯流條部件24之間。由此，將墊圈30與匯流條部件24電絕緣?？蒞在 例如螺母29和墊圈30之間或在墊圈30和第=絕緣部32之間將放電的線（未示出）連接至第 一外部端子40。
[0077] 如圖5中所示，通過例如含有娃樹脂的固定構(gòu)件34可W將溫度保險(xiǎn)絲部件22固定 至蓋板16。在運(yùn)種情況下，溫度保險(xiǎn)絲部件22可W與蓋板16接觸，或可W被放置為接近蓋板 16而不與蓋板16接觸，例如最短距離為1mmW下。在運(yùn)種情況下，優(yōu)選利用固定構(gòu)件34填充 在溫度保險(xiǎn)絲部件22和蓋板16之間的空間。然而，從可W更準(zhǔn)確地在溫度保險(xiǎn)絲部件22的 工作中反映蓋板16的溫度的觀點(diǎn)來看，更優(yōu)選溫度保險(xiǎn)絲部件22和蓋板16彼此接觸。由于 相同的原因，如圖6中所示，優(yōu)選蓋板16設(shè)置有容納溫度保險(xiǎn)絲部件22的至少一部分的凹部 16a。
[0078] 下面將對(duì)用作第一集電器或第二集電器的金屬多孔體進(jìn)行詳細(xì)說明。優(yōu)選地，金 屬多孔體具有=維網(wǎng)眼狀中空骨架。由于骨架在內(nèi)部具有空穴，所W金屬多孔體雖具有大 體積的=維結(jié)構(gòu)，但也是非常輕的。通過如下可W制造運(yùn)種金屬多孔體:利用構(gòu)成集電器的 金屬對(duì)具有連續(xù)空隙的樹脂多孔體進(jìn)行鍛覆處理，并通過熱處理等進(jìn)一步分解或溶解內(nèi)部 的樹脂。通過鍛覆處理形成=維網(wǎng)眼狀骨架，且通過樹脂的分解或溶解可W使骨架的內(nèi)部 中空。
[0079] 樹脂多孔體沒有特別限制，只要其具有連續(xù)空隙即可，且可W使用樹脂發(fā)泡體、由 樹脂制成的無紡布等。在熱處理后，可W通過清潔等將殘留在骨架中的成分(樹脂、分解產(chǎn) 物、未反應(yīng)的單體、樹脂中含有的添加劑等)除去。
[0080] 構(gòu)成樹脂多孔體的樹脂的實(shí)例包括熱固性樹脂諸如熱固性聚氨醋和密胺樹脂;和 熱塑性樹脂諸如締控樹脂(聚乙締、聚丙締等)和熱塑性聚氨醋。當(dāng)使用樹脂發(fā)泡體時(shí)，盡管 取決于樹脂的類型和發(fā)泡體的制造方法，在發(fā)泡體內(nèi)部形成的孔各自變成蜂窩狀。隨后，蜂 窩互相連通形成連續(xù)空隙。在運(yùn)種發(fā)泡體中，蜂窩狀孔是小的且其尺寸易于更均一。特別 地，當(dāng)使用熱固性聚氨醋等時(shí)，孔的尺寸和形狀易于更均一。
[0081] 在鍛覆處理中，只要可W在樹脂多孔體的表面(包括連續(xù)空隙內(nèi)部的表面)上形成 用作集電器的金屬層，就可W采用已知的鍛覆處理方法諸如電解鍛覆法或烙融鹽鍛覆法。 通過鍛覆處理形成與樹脂多孔體的形狀相對(duì)應(yīng)的=維網(wǎng)眼狀金屬多孔體。在通過電解鍛覆 法進(jìn)行鍛覆處理的情況下，期望在電解鍛覆之前形成導(dǎo)電層?？蒞通過化學(xué)鍛、氣相沉積、 瓣射等或涂布導(dǎo)電劑在樹脂多孔體的表面上形成導(dǎo)電層。或者，通過將樹脂多孔體浸入含 有導(dǎo)電劑的分散液中可W形成導(dǎo)電層。
[0082] 在鍛覆處理后，通過經(jīng)加熱除去樹脂多孔體，在金屬多孔體的骨架中形成空穴，使 骨架的內(nèi)部中空。骨架內(nèi)空穴的寬度例如為平均0.5~化m，優(yōu)選1~4mi或2~3皿。根據(jù)需 要，可W通過在適當(dāng)?shù)厥┘与妷旱耐瑫r(shí)進(jìn)行熱處理而除去樹脂多孔體。此外，可W將已經(jīng)進(jìn) 行了鍛覆處理的多孔體浸入烙融鹽鍛浴中，并可W在施加電壓的同時(shí)進(jìn)行熱處理。
[0083] 金屬多孔體具有與樹脂發(fā)泡體的形狀對(duì)應(yīng)的=維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)。具體地，集電器具 有大量的各自具有蜂窩形狀的孔，由此具有由互相連通的蜂窩狀孔構(gòu)成的連續(xù)孔。在相鄰 的蜂窩狀孔之間形成開口（或窗口）。優(yōu)選地，該開口導(dǎo)致其中孔互相連通的狀態(tài)。開口（或 窗口）的形狀沒有特別限制，但例如為大致的多邊形(大致的=角形、大致的四邊形、大致的 五邊形和/或大致的六邊形）。術(shù)語"大致的多邊形"是指多邊形形狀和與多邊形形狀(例如 角為圓形的多邊形形狀、邊為曲線的多邊形形狀等)相似的形狀。
[0084] 金屬多孔體具有非常高的孔隙率和大的比表面積。也就是說，可W使大量的活性 物質(zhì)附著至包括空隙內(nèi)部表面積的大的面積。此外，在利用大量活性物質(zhì)填充空隙時(shí)，在金 屬多孔體與活性物質(zhì)之間的接觸面積大且可W增加孔隙率。因此，可W有效地使用活性物 質(zhì)。在烙融鹽電池的正極中，通常通過引入導(dǎo)電助劑，導(dǎo)電性提高。另一方面，通過使用諸如 上述金屬多孔體的金屬多孔體作為正極集電器，即使當(dāng)添加的導(dǎo)電助劑的量降低時(shí)也易于 確保高的導(dǎo)電性。因此，可W更有效地提高電池的倍率特性和能量密度(和容量）。
[00化]金屬多孔體的比表面積（BET比表面積）例如為100~700cmVg，優(yōu)選為150~ 650cm2/g，更優(yōu)選為 200 ~600cm2/g。
[0086] 金屬多孔體的孔隙率例如為40~99體積％，優(yōu)選為60~98體積％，更優(yōu)選為80~ 98體積％。此外，在=維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)中，平均孔徑(互相連通的蜂窩狀孔的平均直徑)例如為 50~1000皿，優(yōu)選為100~900皿，更優(yōu)選為350~900WI1。然而，平均孔徑小于金屬多孔體(或 電極)的厚度。注意，通過壓延使金屬多孔體的骨架變形，導(dǎo)致孔隙率和平均孔徑的變化。上 述孔隙率和平均孔徑的范圍為進(jìn)行壓延前(在利用混合物填充前）的金屬多孔體的孔隙率 和平均孔徑。
[0087] 作為構(gòu)成烙融鹽電池的正極集電器的金屬（用于鍛覆的金屬），例如可W使用選自 侶、侶合金、儀和儀合金中的至少一種。作為構(gòu)成烙融鹽電池的負(fù)極集電器的金屬（用于鍛 覆的金屬），除作為構(gòu)成正極集電器的金屬例示的金屬W外，例如還可W使用選自銅、銅合 金、儀和儀合金中的至少一種。
[0088] 例如通過利用電極混合物填充如上所述獲得的金屬多孔體的空隙且根據(jù)需要在 厚度方向壓制集電器而形成正極或負(fù)極。電極混合物包含作為必需成分的活性物質(zhì)且可W 包含作為任選成分的導(dǎo)電助劑和/或粘合劑。
[0089] 通過在集電器的蜂窩狀孔中填充電極混合物而形成的混合物層的厚度Wm例如為 10~500皿，優(yōu)選為40~250皿，更優(yōu)選為100~200WI1?；旌衔飳拥暮穸萕m優(yōu)選為蜂窩狀孔的 平均孔徑的5%~40%，更優(yōu)選為10%~30%，使得可W在蜂窩狀孔內(nèi)形成的混合物層的內(nèi) 側(cè)上確保空隙。
[0090] 作為烙融鹽電池的負(fù)極活性物質(zhì)，可W使用可逆地負(fù)載堿金屬離子諸如鋼離子和 裡離子的物質(zhì)。運(yùn)種物質(zhì)的實(shí)例包括碳材料、尖晶石型裡鐵氧化物、尖晶石型鋼鐵氧化物、 氧化娃、娃合金、氧化錫、錫合金等。碳材料的實(shí)例包括石墨、易石墨化碳(軟碳）、難石墨化 碳(硬碳)等。
[0091] 作為烙融鹽電池的正極活性物質(zhì)，適當(dāng)?shù)厥褂每赡娴刎?fù)載堿金屬離子的過渡金屬 化合物。作為過渡金屬化合物，可W使用含鋼的過渡金屬氧化物(例如化Cr化）、含裡的過渡 金屬氧化物(例如LiCo化)等。在各正極和負(fù)極中，可逆地負(fù)載堿金屬離子的反應(yīng)例如為其 中吸藏和放出(插入和脫離)堿金屬離子的反應(yīng)。
[0092] 要引入電極混合物中的導(dǎo)電助劑的類型沒有特別限制。其實(shí)例包括炭黑諸如乙烘 黑或科琴黑；導(dǎo)電纖維諸如碳纖維或金屬纖維；W及納米碳諸如碳納米管。相對(duì)于100質(zhì)量 份的活性物質(zhì)，導(dǎo)電助劑的量例如為0.1~15質(zhì)量份，優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份。
[0093] 第一電極和第二電極各自的厚度為0.2mm W上，優(yōu)選為0.5mm W上，更優(yōu)選為0.7mm W上。此外，第一電極和第二電極各自的厚度為5.OmmW下，優(yōu)選為4.5mmW下，更優(yōu)選為 4.OmmW下或3.OmmW下?？蒞將運(yùn)些下限值和上限值任意組合。第一電極和第二電極各自 的厚度可W為0.5~4.5mm或0.7~4.0mm。
[0094] 隔膜具有離子滲透性且被夾設(shè)于第一電極和第二電極之間W防止它們之間的短 路。隔膜具有多孔結(jié)構(gòu)，且通過在其孔中保持烙融鹽電解質(zhì)，而使離子透過。作為隔膜，可W 使用微孔膜、無紡布(包括紙)等。
[0095] 烙融鹽電池的電解質(zhì)(烙融鹽電解質(zhì))含有堿金屬陽離子和陰離子(第一陰離子） 的鹽。堿金屬陽離子的實(shí)例包括鋼離子、裡離子等。第一陰離子的實(shí)例包括含氣酸的陰離子 (PFs^和BF4-等）、含氯酸的陰離子（Cl〇4^)、雙（橫酷）胺陰離子、S氣甲基橫酸陰離子 (C的 SO3-)等。
[0096] 從提高耐熱性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選烙融鹽電解質(zhì)包含90質(zhì)量％ W上的烙融鹽（由陰 離子和陽離子組成的離子物質(zhì)）。
[0097] 優(yōu)選地，除堿金屬陽離子W外，烙融鹽包含有機(jī)陽離子。有機(jī)陽離子的實(shí)例包括含 氮的陽離子、含硫的陽離子、含憐的陽離子等。作為有機(jī)陽離子的平衡陰離子，優(yōu)選雙(橫 酷)胺陰離子。在雙(橫酷)胺陰離子中，優(yōu)選雙(氣橫酷)胺陰離子(N(S化F)2^(下文中縮寫 為FSA1、雙(S氣甲基橫酷)胺陰離子(N(S化CF3)2^(下文中縮寫為TFSA1、（氣橫酷KS氣 甲基橫酷)胺陰離子(n(s〇2F)(s〇2肌)-)等。
[0098] 含氮的陽離子的實(shí)例包括季錠陽離子、化咯燒鑛陽離子、化晚鑛陽離子和咪挫鐵 陽離子等。
[0099] 季錠陽離子的實(shí)例包括四烷基錠陽離子（四Ci-IO烷基錠陽離子），諸如四甲基錠陽 離子、乙基S甲基錠陽離子、己基S甲基錠陽離子、四乙基錠陽離子(TEA+)和甲基S乙基錠 陽離子(TEM+)等。
[0100] 化咯燒纔陽離子的實(shí)例包括1,1-二甲基化咯燒猶陽離子、1,1-二乙基化咯燒嫌 陽離子、I-乙基-I-甲基化咯燒Ii陽離子、I-甲基-I-丙基化咯燒鑛陽離子(MPPY+)、I-下基-1-甲基化咯燒鑛'陽離子(MBPY+)和1-乙基-1-丙基化咯燒偷陽離子等。
[0101] 化晚磯陽離子的實(shí)例包括1-烷基化晚輸陽離子，諸如1-甲基化晚鑛陽離子、1-乙 基化晚鑛陽離子和1-丙基化晚鑛陽離子。
[0102] 咪挫鑛陽離子的實(shí)例包括1,3-二甲基咪挫鑛陽離子、1-乙基-3-甲基咪挫鑛陽離 子化Mr)、1-甲基-3-丙基咪挫鐵陽離子、1-下基-3-甲基咪挫鑛陽離子(BMr)、1-乙基-3-丙基咪挫犧陽離子和1-下基-3-乙基咪挫鑛陽離子等。
[0103] 下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。然而，要理解本發(fā)明不限于W下實(shí)施例。
[0104] (實(shí)施例1)
[0105] 組裝了具有諸如圖1中所示外觀的鋼烙融鹽電池(額定容量:26Ah)。使用了厚度 (平面部的厚度)為0.9mm的A3003(侶合金)作為殼。使用了厚度(平面部的厚度)為1.5mm的 A3003(侶合金)作為蓋板。使用了由愛默生日本株式會(huì)社制造的S犯51084C(產(chǎn)品編號(hào))作為 溫度保險(xiǎn)絲部件。使用含有娃樹脂的樹脂材料(娃橡膠，由信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造的 KE-3467(產(chǎn)品編號(hào)）），將溫度保險(xiǎn)絲部件W與蓋板接觸的方式固定至蓋板。
[0106] 將溫度保險(xiǎn)絲部件的工作溫度即基準(zhǔn)溫度（當(dāng)保險(xiǎn)絲工作時(shí)溫度保險(xiǎn)絲部件的表 面溫度)T1設(shè)定為84°C。使用了厚度為1.5mm的銅板作為匯流條部件。使用了通過將化? FSA 和MPPY ? FSAW40:60的摩爾比混合而獲得的混合物作為烙融鹽電解質(zhì)。
[0107] 制作了 100個(gè)運(yùn)種鋼烙融鹽電池(下文中稱為電池 A)。在下述(試驗(yàn)條件1)下對(duì)電 池 A進(jìn)行了 100個(gè)循環(huán)的充放電試驗(yàn)。在電池溫度達(dá)到工作溫度T2后進(jìn)行了充放電試驗(yàn)。此 夕h使電池溫度升高至工作溫度T2,并且為了維持該溫度，在殼的側(cè)壁的表面上安裝了加熱 器W加熱電池。為了測(cè)定電池溫度，在設(shè)置有加熱器的側(cè)壁的對(duì)側(cè)的殼側(cè)壁表面上安裝了 溫度傳感器。在實(shí)施例1及比較例1和2中，將由溫度傳感器測(cè)定的溫度視為電池溫度。
[0108] 將充電電流設(shè)定為使得其從匯流條部件經(jīng)由溫度保險(xiǎn)絲部件輸入至第一外部端 子(具體地，正極外部端子）。將放電電流設(shè)定為使得其不經(jīng)由匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部 件而從第一外部端子直接輸出。此外，在完成了 100個(gè)循環(huán)的充放電試驗(yàn)后，對(duì)一個(gè)電池 A進(jìn) 行了第101次循環(huán)充電。為了使電池 A進(jìn)入過充電狀態(tài)，在達(dá)到充電終止電壓后，W相同的充 電電流繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步充電，并對(duì)該過程進(jìn)行觀察(過充電試驗(yàn)）。
[0109] (試驗(yàn)條件1)
[0110] 額定容量:26Ah
[0111] 充電電流:26A
[0112] 工作溫度 T2:70°C(T1-T2 = 14 度）
[0113] 充電終止電壓:3.3V
[0114] 放電終止電壓：1.5V
[0115] (比較例1)
[0116] 使用上述樹脂材料制作了 100個(gè)電池(下文中稱為電池 X)，電池 X與實(shí)施例1中的電 池 A的不同之處在于，將溫度保險(xiǎn)絲部件W與殼接觸的方式固定至殼。使溫度保險(xiǎn)絲部件與 設(shè)置有溫度傳感器的殼側(cè)壁的相同側(cè)的殼側(cè)壁接觸。與實(shí)施例1中一樣使用100個(gè)電池 X進(jìn) 行了充放電試驗(yàn)和過充電試驗(yàn)。
[0117] (比較例2)
[0118] 制作了 100個(gè)電池（下文中稱為電池 Y)，電池 Y與實(shí)施例1中的電池 A的不同之處在 于，不包含匯流條部件和溫度保險(xiǎn)絲部件。與實(shí)施例1中一樣使用100個(gè)電池 Y進(jìn)行了充放電 試驗(yàn)，不同之處在于，充電電流直接輸入至第一外部端子或放電電流不經(jīng)由匯流條部件和 溫度保險(xiǎn)絲部件而從第一外部端子直接輸出。
[0119] 將實(shí)施例1及比較例1和2的結(jié)果示于下表1中。
[0120] [表 1]
[01211
[0122] 由表1可知，在安裝了包含溫度保險(xiǎn)絲部件的安全機(jī)構(gòu)的實(shí)施例1和比較例1中，使 電池進(jìn)入過充電狀態(tài)，當(dāng)周圍溫度達(dá)到接近基準(zhǔn)溫度Tl (84°C)時(shí)溫度保險(xiǎn)絲部件工作，電 池電流被切斷，且充電停止。另一方面，在沒有安裝上述安全機(jī)構(gòu)的比較例2中，即使當(dāng)電池 進(jìn)入過充電狀態(tài)時(shí)，充電也繼續(xù)進(jìn)行，且在電池中出現(xiàn)問題。運(yùn)些結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，通過在烙 融鹽電池上安裝包含溫度保險(xiǎn)絲部件的安全機(jī)構(gòu)，可W提高烙融鹽電池的安全性。
[0123] 然而，在將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近殼的表面的比較例1中，部分地由于在試驗(yàn) 條件1中的工作溫度T2在相對(duì)高的70°C下，在非過充電狀態(tài)下的100個(gè)循環(huán)的充放電試驗(yàn)期 間，溫度保險(xiǎn)絲部件在=個(gè)電池中發(fā)生了故障。相反，在將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近蓋板 的表面的實(shí)施例1中，在100個(gè)循環(huán)的充放電試驗(yàn)期間沒有其中溫度保險(xiǎn)絲部件發(fā)生故障的 電池。
[0124] 據(jù)認(rèn)為比較例1中的溫度保險(xiǎn)絲部件發(fā)生故障的原因是烙融鹽電池的溫度變化 大。更具體地，即使當(dāng)平均溫度為70°C時(shí)，電池溫度也可能會(huì)瞬時(shí)地達(dá)到基準(zhǔn)溫度，據(jù)認(rèn)為 在比較例1中溫度保險(xiǎn)絲部件在運(yùn)種情況下發(fā)生故障。另一方面，在實(shí)施例1中，據(jù)認(rèn)為即使 當(dāng)電池溫度瞬時(shí)地達(dá)到基準(zhǔn)溫度時(shí)，溫度的變化也被平均化并被傳輸至蓋板，且峰值溫度 低于比較例1中的峰值溫度，因此可W防止溫度保險(xiǎn)絲部件的故障。運(yùn)些結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，通 過將溫度保險(xiǎn)絲部件放置為接近蓋板的表面，可W抑制溫度保險(xiǎn)絲部件的故障。
[0125] 此外，在實(shí)施例1中可W抑制溫度保險(xiǎn)絲部件的故障的另一個(gè)因素可能是通過含 有娃樹脂的固定構(gòu)件將溫度保險(xiǎn)絲部件固定至蓋板。據(jù)認(rèn)為，通過將具有高熱傳導(dǎo)性的娃 樹脂用于固定構(gòu)件，可W將蓋板的溫度準(zhǔn)確地反映在溫度保險(xiǎn)絲部件的工作中。由此，即使 當(dāng)電池工作溫度和溫度保險(xiǎn)絲部件的工作溫度之間的差異小時(shí)，在抑制溫度保險(xiǎn)絲部件的 故障的同時(shí)，在有必要切斷電池電流時(shí)溫度保險(xiǎn)絲部件可W可靠地工作。
[0126] 產(chǎn)業(yè)實(shí)用性
[0127] 本發(fā)明可W提高烙融鹽電池的安全性且使得能夠穩(wěn)定地使用烙融鹽電池。
[012引附圖標(biāo)記
[0129] 10烙融鹽電池
[0130] 14 殼
[0131] 16 蓋板
[0132] 16a 凹部
[0133] 20電流分支部
[0134] 22溫度保險(xiǎn)絲部件
[01巧]22a輸入端子 [0136] 2化輸出端子
[0137] 24匯流條部件
[013引 24a通孔
[0139] 26第一絕緣部
[0140] 28第二絕緣部
[0141] 29 螺母
[0142] 32第S絕緣部
[0143] 34固定構(gòu)件
[0144] 40第一外部端子
[0145] 42第二外部端子
[0146] 44第一開關(guān)
[0147] 48 二極管
[014引 49液栓
[0149] 50第二開關(guān)
[01加]50a第一輸入端子 [0151] 5化第二輸入端子
[0152] 50c輸出端子
[0153] 51放氣閥
[0154] 52控制裝置 [01巧]53電流傳感器
[0156] 54充電連接器
[0157] 55放電連接器
[0158] 58充放電連接器
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種恪融鹽電池，包含： 電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和將所述第一電極與所述第二電極電絕 緣的隔膜； 熔融鹽電解質(zhì)； 有底的殼，所述殼容納所述電極組和所述熔融鹽電解質(zhì)且具有開口部； 蓋板，所述蓋板密封所述殼的開口部； 設(shè)置在所述蓋板上的所述第一電極的第一外部端子和所述第二電極的第二外部端子； 固定至所述第一外部端子的匯流條部件； 第一絕緣部，所述第一絕緣部夾設(shè)于所述第一外部端子和所述匯流條部件之間從而將 所述匯流條部件與所述第一外部端子電絕緣； 溫度保險(xiǎn)絲部件，所述溫度保險(xiǎn)絲部件與所述匯流條部件和所述第一外部端子電連 接，且在周圍溫度低于基準(zhǔn)溫度T1時(shí)在所述匯流條部件和所述第一外部端子之間提供電連 接;和 固定構(gòu)件，所述固定構(gòu)件以使得所述溫度保險(xiǎn)絲部件與所述蓋板的表面接觸或接近的 狀態(tài)將所述溫度保險(xiǎn)絲部件固定至所述蓋板， 其中所述熔融鹽電池構(gòu)造為使得充電電流從所述匯流條部件經(jīng)由所述溫度保險(xiǎn)絲部 件輸入至所述第一外部端子。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽電池，其中所述熔融鹽電池構(gòu)造為使得放電電流不經(jīng) 由所述匯流條部件和所述溫度保險(xiǎn)絲部件而從所述第一外部端子輸出。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔融鹽電池，還包含配置在所述匯流條部件和所述第一外部 端子之間的電流路徑中的第一開關(guān)， 其中所述第一開關(guān)在充電期間在所述溫度保險(xiǎn)絲部件和所述第一外部端子之間提供 電連接，且在放電期間解除在所述溫度保險(xiǎn)絲部件和所述第一外部端子之間的電連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔融鹽電池，還包含配置在所述匯流條部件和所述第一外部 端子之間的電流路徑中的二極管， 其中所述二極管在充電期間在所述匯流條部件和所述第一外部端子之間提供電連接， 且在放電期間切斷在所述匯流條部件和所述第一外部端子之間的電流。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽電池，還包含與所述匯流條部件和所述第一外部端子 電連接的第二開關(guān)， 其中所述第二開關(guān)切換放電電流的輸出路徑，使得當(dāng)放電電流小于基準(zhǔn)值時(shí)，放電電 流經(jīng)由所述溫度保險(xiǎn)絲部件和所述匯流條部件從所述第一外部端子輸出，且當(dāng)放電電流等 于或大于所述基準(zhǔn)值時(shí)，放電電流不經(jīng)由所述匯流條部件和所述溫度保險(xiǎn)絲部件而從所述 第一外部端子輸出。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池， 其中所述第一外部端子為柱狀，且所述溫度保險(xiǎn)絲部件包含要插入所述第一外部端子 的環(huán)狀輸入端子和要插入所述第一外部端子的環(huán)狀輸出端子； 所述輸入端子與所述匯流條部件電連接且與所述第一外部端子電絕緣;且 所述輸出端子與所述匯流條部件電絕緣且與所述第一外部端子電連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其中所述固定構(gòu)件含有硅樹脂。8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其中所述蓋板具有容納所述溫度 保險(xiǎn)絲部件的至少一部分的凹部。
【文檔編號(hào)】H01M10/39GK105830274SQ201480069131
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月6日
【發(fā)明人】妹尾菊雄, 巖崎瑞夫, 餅田恭志
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社