[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

本发明涉及非水电解质二次电池的改进，尤其涉及可靠性的提高。

近年来，电子设备在向便携化、无绳化的方向迅速发展，作为它们的驱动用电源，非常需要有小型、重量轻且有高能量密度的二次电池。而非水电解质二次电池尤其是其中的锂离子系的电池，因为具有高电压和高能量密度，所以提出了各种各样的锂离子电池及锂离子聚合物电池的方案，且一部分已实际应用。

随着电池向高容量、高能量密度方向发展，电池内的活性物质的充填率提高，空隙体积减少。这样，对电池漏液及特性劣化等影响可靠性提高的问题则是必须要解决的。锂离子系电池是电压非常高的电池。因此，在超过一般使用范围(电压或温度)的过充电或高温放置的情况下，电解液会分解而产生气体，可能引起电池漏液及特性劣化等。

为了解决上述问题，至今已提出了几种带保护装置的电池方案。例如，日本发明专利公开公报1996年第185849号提出的一种保护装置方案是，当测出电池有异常的温升时，使用形状记忆构件切断与外部的电路。此外，日本发明专利公开公报1999年第40204号公报提出的保护装置是，测出电池的内压上升或温度上升后，将电池与充电电路断开，或者，使用在充电电压以上动作的变阻元件，保护电池避免过充电。此外，日本发明专利公开公报1998年第255757号公报则提出了一种保护装置，它是当测出电池有异常温升时，使用形状记忆合金使电池的正极与负极短路，使电池放电。

但是上述日本发明专利公开公报1996年第185849号公报的保护装置，虽然能避免电池在充电过程中呈过充电状态而漏液等的危险，但在切断与外部的电路之后，电池仍保持过充电状态，该电池在被加热的情况下，会发生漏液或特性劣化，对此类可靠性下降无防备措施。

此外，上述日本发明专利公开公报1999年第40204号公报的保护装置，虽然能避免电池在充电过程中呈过充电状态而漏液等的危险，但在切断与外部的电路之后，或者在变阻元件动作之后，电池仍保持过充电状态，该电池在被加热的情况下，会发生漏液或特性劣化，对此类可靠性下降无防备措施。

此外，日本发明专利公开公报1998年第255757号的保护装置，因为其保护机构动作之后，电池与外部电路仍保持连接，所以，特别是在流过大电流时，由于连接电阻等的条件，存在电流从充电器流向电池、被持续充电的危险。

本发明的目的在于，解决上述现有电池保护装置存在的问题，提高非水电解质二次电池的可靠性。

为了解决上述问题，本发明的电池具备因发热而相应切断从外部电源进行充电的充电电路并切换连接至放电电路的复位型开关，以及相应的充电、放电切换电路。

本发明的电池保护装置，在一般情况下，同极内部端子与同极外部端子通过开关呈导通状态，电池温度上升时，由开关切断内部端子与外部端子的导通状态，同时异极内部端子之间通过开关导通。在正常时，可以从外部电源向电池充电，而在温度上升时，该充电电路被切断，同时连接到放电电路，电池进行放电。这样，即使处于连续充电(过充电)的状态，测出电池温度上升后即停止充电，且进行放电，故能保证电池的可靠性。此外，如果使开关可以重复进行切换，例如将充电器换成正常的充电器，电池就可以再次使用。

图1所示为本发明实施例1的电池的俯视图。

图2所示为本发明实施例1的电池的剖视图。

图3所示为本发明实施例1的电池所设开关的剖视图。

图4A所示为本发明实施例1的开关动作之前或复位之后的电路示意图。

图4B所示为本发明实施例1的开关动作之后的电路示意图。

图5所示为本发明实施例2的电池的纵向剖视图。

图6所示为本发明实施例2的正极的剖视图。

图7所示为本发明实施例2的负极的剖视图。

图8A所示为本发明实施例2的开关动作之前或复位之后的电路示意图。

图8B所示为本发明实施例2的开关动作之后的电路示意图。

图9所示为本发明实施例2的电池所设开关的剖视图。

图10所示为本发明一实施形态的非水电解液二次电池。

以下以锂离子聚合物电池、锂离子二次电池为例，说明本发明的实施形态。

图1及图2为本发明一实施形态即锂离子聚合物电池的俯视图及剖视图。