JP2000195525A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- Secondary Cells (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極と負極との間にセパレータが介在された
状態で連続して配列された電極体が収容された電池缶内
に非水電解液を注液させる場合に、非水電解液が速やか
に電池缶内に充填されて正極や負極に十分に浸透され、
負荷特性に優れ、高い放電電流で放電を行った場合に十
分な放電容量が得られる非水電解液電池を提供する。 【解決手段】 正極11と負極12の間にセパレータ13が介
在された状態で連続して配列された電極体10を電池缶20
内に収容させると共に、この電池缶内に非水電解液を注
液させてなる非水電解液電池において、電極体における
正極と負極との少なくとも一方に、非水電解液を案内す
る凹路14a,14b を注液側の端部から他端に至るように設
けた。
状態で連続して配列された電極体が収容された電池缶内
に非水電解液を注液させる場合に、非水電解液が速やか
に電池缶内に充填されて正極や負極に十分に浸透され、
負荷特性に優れ、高い放電電流で放電を行った場合に十
分な放電容量が得られる非水電解液電池を提供する。 【解決手段】 正極11と負極12の間にセパレータ13が介
在された状態で連続して配列された電極体10を電池缶20
内に収容させると共に、この電池缶内に非水電解液を注
液させてなる非水電解液電池において、電極体における
正極と負極との少なくとも一方に、非水電解液を案内す
る凹路14a,14b を注液側の端部から他端に至るように設
けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、正極と負極との
間にセパレータが介在された状態で連続して配列された
電極体を電池缶内に収容させると共に、この電池缶内に
非水電解液を注液させるようにした非水電解液電池に係
り、特に、非水電解液の注液が適切に行えて、非水電解
液が正極や負極に十分に浸透されるようにし、非水電解
液電池の負荷特性を向上させた点に特徴を有するもので
ある。
間にセパレータが介在された状態で連続して配列された
電極体を電池缶内に収容させると共に、この電池缶内に
非水電解液を注液させるようにした非水電解液電池に係
り、特に、非水電解液の注液が適切に行えて、非水電解
液が正極や負極に十分に浸透されるようにし、非水電解
液電池の負荷特性を向上させた点に特徴を有するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、高出力，高エネルギー密度の新型
電池として、電解液に非水電解液を使用し、リチウムの
酸化，還元を利用した高起電力の非水電解液電池が利用
されるようになった。
電池として、電解液に非水電解液を使用し、リチウムの
酸化，還元を利用した高起電力の非水電解液電池が利用
されるようになった。
【０００３】ここで、このような非水電解液電池として
は、図１に示すように、電極体１０として、正極１１と
負極１２との間にセパレータ１３を介在させて、スパイ
ラル状に巻いたものや複数積層させたものを用い、この
電極体１０を電池缶２０内に収容させると共に、この電
池缶２０内に非水電解液を注液させ、この電池缶２０を
正極蓋２１により絶縁パッキン２２を介して封口させ、
正極１１を正極リード１１ｂを介して正極蓋２１に接続
させると共に、負極１２を負極リード１２ｂを介して電
池缶２０に接続させたものが用いられていた。
は、図１に示すように、電極体１０として、正極１１と
負極１２との間にセパレータ１３を介在させて、スパイ
ラル状に巻いたものや複数積層させたものを用い、この
電極体１０を電池缶２０内に収容させると共に、この電
池缶２０内に非水電解液を注液させ、この電池缶２０を
正極蓋２１により絶縁パッキン２２を介して封口させ、
正極１１を正極リード１１ｂを介して正極蓋２１に接続
させると共に、負極１２を負極リード１２ｂを介して電
池缶２０に接続させたものが用いられていた。
【０００４】ここで、上記の非水電解液電池において
は、非水電解液として、一般に六フッ化燐酸リチウムＬ
ｉＰＦ6 や、四フッ化ホウ酸リチウムＬｉＢＦ4 等の電
解質をエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート
等の有機溶媒に溶解させたものが用いられていた。
は、非水電解液として、一般に六フッ化燐酸リチウムＬ
ｉＰＦ6 や、四フッ化ホウ酸リチウムＬｉＢＦ4 等の電
解質をエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート
等の有機溶媒に溶解させたものが用いられていた。
【０００５】しかし、非水電解液は粘度が高く、上記の
ように電池缶２０内に非水電解液を注液させる場合、非
水電解液が電池缶２０の底部に流れ込んで充填されるの
に時間を要すると共に、非水電解液が正極１１や負極１
２に十分に浸透されず、正極１１や負極１２の利用率が
悪くなって、非水電解液電池における負荷特性が低下
し、高い放電電流で放電を行った場合に十分な放電容量
が得られないという問題があった。
ように電池缶２０内に非水電解液を注液させる場合、非
水電解液が電池缶２０の底部に流れ込んで充填されるの
に時間を要すると共に、非水電解液が正極１１や負極１
２に十分に浸透されず、正極１１や負極１２の利用率が
悪くなって、非水電解液電池における負荷特性が低下
し、高い放電電流で放電を行った場合に十分な放電容量
が得られないという問題があった。
【０００６】このため、近年においては、特開平１０−
１２２７３号公報に示されるように、電解液にフッ素系
の界面活性剤等を添加して、正極や負極に対する非水電
解液の浸透性を向上させるようにしたものが提案され
た。
１２２７３号公報に示されるように、電解液にフッ素系
の界面活性剤等を添加して、正極や負極に対する非水電
解液の浸透性を向上させるようにしたものが提案され
た。
【０００７】しかし、このように非水電解液にフッ素系
の界面活性剤等を添加した場合においても、依然として
非水電解液が正極や負極に十分に浸透されず、高い放電
電流で放電を行った場合に十分な放電容量が得られない
という問題があった。
の界面活性剤等を添加した場合においても、依然として
非水電解液が正極や負極に十分に浸透されず、高い放電
電流で放電を行った場合に十分な放電容量が得られない
という問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、正極と負
極との間にセパレータが介在された状態で連続して配列
された電極体を電池缶内に収容させると共に、この電池
缶内に非水電解液を注液させるようにした非水電解液電
池における上記のような問題を解決することを課題とす
るものであり、電池缶内に非水電解液を注液させた場合
に、この非水電解液が速やかに電池缶内に充填されて正
極や負極に十分に浸透するようにし、正極や負極の利用
率を高めて負荷特性を向上させ、高い放電電流で放電を
行った場合に十分な放電容量が得られるようにすること
を課題とするものである。
極との間にセパレータが介在された状態で連続して配列
された電極体を電池缶内に収容させると共に、この電池
缶内に非水電解液を注液させるようにした非水電解液電
池における上記のような問題を解決することを課題とす
るものであり、電池缶内に非水電解液を注液させた場合
に、この非水電解液が速やかに電池缶内に充填されて正
極や負極に十分に浸透するようにし、正極や負極の利用
率を高めて負荷特性を向上させ、高い放電電流で放電を
行った場合に十分な放電容量が得られるようにすること
を課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明における非水電
解液電池においては、上記のような課題を解決するた
め、正極と負極との間にセパレータが介在された状態で
連続して配列された電極体を電池缶内に収容させると共
に、この電池缶内に非水電解液を注液させてなる非水電
解液電池において、上記の電極体における正極と負極と
の少なくとも一方に、非水電解液を案内する凹路を注液
側の端部から他端に至るように設けたのである。
解液電池においては、上記のような課題を解決するた
め、正極と負極との間にセパレータが介在された状態で
連続して配列された電極体を電池缶内に収容させると共
に、この電池缶内に非水電解液を注液させてなる非水電
解液電池において、上記の電極体における正極と負極と
の少なくとも一方に、非水電解液を案内する凹路を注液
側の端部から他端に至るように設けたのである。
【００１０】ここで、この発明における非水電解液電池
のように、電池缶内に収容させる電極体において、その
正極と負極の少なくとも一方に非水電解液を案内する凹
路を注液側の端部から他端に至るように設けると、この
電極体を電池缶内に収容させて電池缶内に非水電解液を
注液させる場合に、非水電解液が上記の凹路を通して電
極体内部や電池缶の底部に導かれ、この非水電解液が電
池缶内に速やかに充填されて、非水電解液が正極や負極
に十分に浸透する。
のように、電池缶内に収容させる電極体において、その
正極と負極の少なくとも一方に非水電解液を案内する凹
路を注液側の端部から他端に至るように設けると、この
電極体を電池缶内に収容させて電池缶内に非水電解液を
注液させる場合に、非水電解液が上記の凹路を通して電
極体内部や電池缶の底部に導かれ、この非水電解液が電
池缶内に速やかに充填されて、非水電解液が正極や負極
に十分に浸透する。
【００１１】そして、このように非水電解液が正極や負
極に十分に浸透すると、正極や負極の利用率が高くなっ
て負荷特性が向上し、高い放電電流で放電を行った場合
にも十分な放電容量が得られるようになる。
極に十分に浸透すると、正極や負極の利用率が高くなっ
て負荷特性が向上し、高い放電電流で放電を行った場合
にも十分な放電容量が得られるようになる。
【００１２】ここで、上記の凹路の幅が狭いと、非水電
解液がこの凹路を通して電極体内部や電池缶の底部に導
かれる速度が低下する一方、この凹路の幅が大きくなり
すぎると、この凹路部分の周辺において正極と負極との
間の圧力が弱くなり、電極間においてリチウムイオン等
のイオンがスムーズに移動されなくなるため、この凹路
の幅を請求項２に示したように５０μｍ〜１ｍｍの範囲
内にすることが好ましい。
解液がこの凹路を通して電極体内部や電池缶の底部に導
かれる速度が低下する一方、この凹路の幅が大きくなり
すぎると、この凹路部分の周辺において正極と負極との
間の圧力が弱くなり、電極間においてリチウムイオン等
のイオンがスムーズに移動されなくなるため、この凹路
の幅を請求項２に示したように５０μｍ〜１ｍｍの範囲
内にすることが好ましい。
【００１３】また、この凹路の深さが浅いと、非水電解
液がこの凹路を通して電極体内部や電池缶の底部に導か
れる速度が低下する一方、この凹路の深さが深くなりす
ぎると、この凹路の部分において正極と負極との間の距
離が大きくなり、電極間においてリチウムイオン等のイ
オンの移動がスムーズに行われなくなるため、請求項３
に示したように、この凹路の深さを正極や負極の厚みに
対して５〜３０％の範囲にすることが好ましい。
液がこの凹路を通して電極体内部や電池缶の底部に導か
れる速度が低下する一方、この凹路の深さが深くなりす
ぎると、この凹路の部分において正極と負極との間の距
離が大きくなり、電極間においてリチウムイオン等のイ
オンの移動がスムーズに行われなくなるため、請求項３
に示したように、この凹路の深さを正極や負極の厚みに
対して５〜３０％の範囲にすることが好ましい。
【００１４】また、正極や負極に凹路を設けるにあた
り、この凹路全体の面積が小さいと、非水電解液が凹路
を通して電極体内部や電池缶の底部に導かれる速度が低
下する一方、この凹路の面積が大きくなりすぎると、正
極と負極とが離れた部分が多くなり、電極間におけるリ
チウムイオン等のイオンの移動がスムーズに行われなく
なるため、請求項４に示したように、この凹路の部分の
面積を正極と負極とからなる電極全体の面積の１〜１０
％の範囲にすることが好ましい。
り、この凹路全体の面積が小さいと、非水電解液が凹路
を通して電極体内部や電池缶の底部に導かれる速度が低
下する一方、この凹路の面積が大きくなりすぎると、正
極と負極とが離れた部分が多くなり、電極間におけるリ
チウムイオン等のイオンの移動がスムーズに行われなく
なるため、請求項４に示したように、この凹路の部分の
面積を正極と負極とからなる電極全体の面積の１〜１０
％の範囲にすることが好ましい。
【００１５】ここで、この発明における非水電解液電池
は、上記のように非水電解液を電池缶内に速やかに充填
させて、非水電解液を正極や負極に十分に浸透させるこ
とを特徴とするものであり、非水電解液電池において使
用する正極や負極の材料、また使用する非水電解液につ
いては特に限定されず、従来より一般に使用されている
公知の材料を用いることができる。
は、上記のように非水電解液を電池缶内に速やかに充填
させて、非水電解液を正極や負極に十分に浸透させるこ
とを特徴とするものであり、非水電解液電池において使
用する正極や負極の材料、また使用する非水電解液につ
いては特に限定されず、従来より一般に使用されている
公知の材料を用いることができる。
【００１６】ここで、正極に用いる正極材料としては、
例えば、二酸化マンガン、リチウム含有マンガン酸化
物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有バナジ
ウム酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含
有鉄酸化物、リチウム含有クロム酸化物、リチウム含有
チタン酸化物等を使用することができる。
例えば、二酸化マンガン、リチウム含有マンガン酸化
物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有バナジ
ウム酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含
有鉄酸化物、リチウム含有クロム酸化物、リチウム含有
チタン酸化物等を使用することができる。
【００１７】また、負極に用いる負極材料としては、例
えば、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｉｎ，Ｌｉ−
Ｓｎ，Ｌｉ−Ｐｂ，Ｌｉ−Ｂｉ，Ｌｉ−Ｇａ，Ｌｉ−Ｓ
ｒ，Ｌｉ−Ｓｉ，Ｌｉ−Ｚｎ，Ｌｉ−Ｃｄ，Ｌｉ−Ｃ
ａ，Ｌｉ−Ｂａ等のリチウム合金、リチウムイオンの吸
蔵，放出が可能な黒鉛，コークス，有機物焼成体等の炭
素材料を使用することができる。
えば、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｉｎ，Ｌｉ−
Ｓｎ，Ｌｉ−Ｐｂ，Ｌｉ−Ｂｉ，Ｌｉ−Ｇａ，Ｌｉ−Ｓ
ｒ，Ｌｉ−Ｓｉ，Ｌｉ−Ｚｎ，Ｌｉ−Ｃｄ，Ｌｉ−Ｃ
ａ，Ｌｉ−Ｂａ等のリチウム合金、リチウムイオンの吸
蔵，放出が可能な黒鉛，コークス，有機物焼成体等の炭
素材料を使用することができる。
【００１８】また、非水電解液としては、溶媒に電解質
を溶解させたものを用いることができ、溶媒としては、
例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の
環状炭酸エステルや、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、メチルエチルカーボート等の鎖状炭酸エ
ステルや、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジメト
キシエタン、エトキシメトキシエタン等の溶媒を一種又
は２種以上混合させて使用することができ、また電解質
としては、例えば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＮ
（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2）2 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、
ＬｉＢｉＦ4 、ＬｉＡｌＦ4 、ＬｉＧａＦ 4 、ＬｉＩｎ
Ｆ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、Ｌｉ
ＣＦ3 ＳＯ 3 等のリチウム化合物を使用することができ
る。
を溶解させたものを用いることができ、溶媒としては、
例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の
環状炭酸エステルや、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、メチルエチルカーボート等の鎖状炭酸エ
ステルや、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジメト
キシエタン、エトキシメトキシエタン等の溶媒を一種又
は２種以上混合させて使用することができ、また電解質
としては、例えば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＮ
（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2）2 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、
ＬｉＢｉＦ4 、ＬｉＡｌＦ4 、ＬｉＧａＦ 4 、ＬｉＩｎ
Ｆ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、Ｌｉ
ＣＦ3 ＳＯ 3 等のリチウム化合物を使用することができ
る。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例に係る非水電解液電
池を添付図面に基づいて具体的に説明すると共に、この
実施例に係る非水電解液電池においては、負荷特性が向
上して、高い放電電流で放電を行った場合にも十分な放
電容量が得られることを比較例を挙げて明らかにする。
なお、この発明における非水電解液電池は下記の実施例
に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変
更しない範囲において適宜変更して実施できるものであ
る。
池を添付図面に基づいて具体的に説明すると共に、この
実施例に係る非水電解液電池においては、負荷特性が向
上して、高い放電電流で放電を行った場合にも十分な放
電容量が得られることを比較例を挙げて明らかにする。
なお、この発明における非水電解液電池は下記の実施例
に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変
更しない範囲において適宜変更して実施できるものであ
る。
【００２０】（実施例１〜６）これらの実施例において
は、下記のようにして作製した正極と負極と非水電解液
を用いて、図２に示すような円筒型の非水電解液二次電
池を作製した。
は、下記のようにして作製した正極と負極と非水電解液
を用いて、図２に示すような円筒型の非水電解液二次電
池を作製した。
【００２１】［正極の作製］正極を作製するにあたって
は、ＬｉＯＨとＣｏ（ＯＨ）2 とを、ＬｉとＣｏとのモ
ル比が１：１になるようして乳鉢で混合した後、これを
乾燥空気の雰囲気中において８５０℃で２０時間熱処理
して、コバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2 を得た後、これ
をジェットミルを用いて粉砕し、平均粒径が約５μｍに
なったＬｉＣｏＯ2 粉末を得た。
は、ＬｉＯＨとＣｏ（ＯＨ）2 とを、ＬｉとＣｏとのモ
ル比が１：１になるようして乳鉢で混合した後、これを
乾燥空気の雰囲気中において８５０℃で２０時間熱処理
して、コバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ2 を得た後、これ
をジェットミルを用いて粉砕し、平均粒径が約５μｍに
なったＬｉＣｏＯ2 粉末を得た。
【００２２】そして、このＬｉＣｏＯ2 粉末を正極材料
に使用し、このＬｉＣｏＯ2 粉末と、導電剤としてのア
セチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デンとが９０：５：５の重量比になるようにポリフッ化
ビニリデンのＮ−メチルピロリドン溶液を加え、これを
混練してスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体
であるアルミニウム箔の両面にドクターブレード法によ
り塗布して、正極集電体の両面に正極の層を設けた。
に使用し、このＬｉＣｏＯ2 粉末と、導電剤としてのア
セチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デンとが９０：５：５の重量比になるようにポリフッ化
ビニリデンのＮ−メチルピロリドン溶液を加え、これを
混練してスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体
であるアルミニウム箔の両面にドクターブレード法によ
り塗布して、正極集電体の両面に正極の層を設けた。
【００２３】その後、このように正極集電体の両面に正
極の層を設けたものを凸状が設けられた２枚のステンレ
ス板の間に挟み込み、これを圧縮ローラを用いて圧縮
し、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、正極集電体１１
ａの両面に設けられた正極１１の表面にそれぞれ長辺の
一端から他端に至る凹路１４ａを所定のピッチで形成し
た。
極の層を設けたものを凸状が設けられた２枚のステンレ
ス板の間に挟み込み、これを圧縮ローラを用いて圧縮
し、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、正極集電体１１
ａの両面に設けられた正極１１の表面にそれぞれ長辺の
一端から他端に至る凹路１４ａを所定のピッチで形成し
た。
【００２４】ここで、実施例１〜６においては、正極１
１として、短辺の長さが４０ｍｍ，長辺の長さが３００
ｍｍで、正極集電体１１ａの両面に設けられた各正極１
１の層厚Ｄ1 が７５μｍになったものを作製した。
１として、短辺の長さが４０ｍｍ，長辺の長さが３００
ｍｍで、正極集電体１１ａの両面に設けられた各正極１
１の層厚Ｄ1 が７５μｍになったものを作製した。
【００２５】そして、上記のように正極集電体１１ａの
両面における正極１１にそれぞれ凹路１４ａを設けるに
あたり、凹路１４ａの深さｄ1 を１０μｍにすると共
に、正極１１の面積に対する凹路１４ａの面積比率が５
％になるようにし、凹路１４ａの幅ｗ1 だけを変更さ
せ、下記の表１に示すように、実施例１では１０μｍ、
実施例２では３０μｍ、実施例３では５０μｍ、実施例
４では５００μｍ、実施例５では１０００μｍ、実施例
６では１３００μｍにした。なお、正極１１の層厚Ｄ1
に対する凹路１４ａの深さｄ1 の比率［＝（ｄ1 ／
Ｄ1 ）×１００］は１３．３％であった。
両面における正極１１にそれぞれ凹路１４ａを設けるに
あたり、凹路１４ａの深さｄ1 を１０μｍにすると共
に、正極１１の面積に対する凹路１４ａの面積比率が５
％になるようにし、凹路１４ａの幅ｗ1 だけを変更さ
せ、下記の表１に示すように、実施例１では１０μｍ、
実施例２では３０μｍ、実施例３では５０μｍ、実施例
４では５００μｍ、実施例５では１０００μｍ、実施例
６では１３００μｍにした。なお、正極１１の層厚Ｄ1
に対する凹路１４ａの深さｄ1 の比率［＝（ｄ1 ／
Ｄ1 ）×１００］は１３．３％であった。
【００２６】［負極の作製］負極を作製するにあたって
は、負極材料に天然黒鉛を用い、この天然黒鉛と結着剤
としてのポリフッ化ビニリデンとが９５：５の重量比に
なるようにポリフッ化ビニリデンのＮ−メチルピロリド
ン溶液を加え、これを混練してスラリーを調製し、この
スラリーを負極集電体である銅箔の両面にドクターブレ
ード法により塗布して、負極集電体の両面に負極の層を
設けた。
は、負極材料に天然黒鉛を用い、この天然黒鉛と結着剤
としてのポリフッ化ビニリデンとが９５：５の重量比に
なるようにポリフッ化ビニリデンのＮ−メチルピロリド
ン溶液を加え、これを混練してスラリーを調製し、この
スラリーを負極集電体である銅箔の両面にドクターブレ
ード法により塗布して、負極集電体の両面に負極の層を
設けた。
【００２７】その後、このように負極集電体の両面に負
極の層を設けたものを、上記の正極の場合と同様に、凸
状が設けられた２枚のステンレス板の間に挟み込み、こ
れを圧縮ローラを用いて圧縮し、図４に示すように、負
極集電体１２ａの両面に設けられた負極１２の表面にそ
れぞれ長辺の一端から他端に至る凹路１４ｂを所定のピ
ッチで形成した。
極の層を設けたものを、上記の正極の場合と同様に、凸
状が設けられた２枚のステンレス板の間に挟み込み、こ
れを圧縮ローラを用いて圧縮し、図４に示すように、負
極集電体１２ａの両面に設けられた負極１２の表面にそ
れぞれ長辺の一端から他端に至る凹路１４ｂを所定のピ
ッチで形成した。
【００２８】ここで、実施例１〜６においては、負極１
２として、短辺の長さが４２ｍｍ，長辺の長さが３００
ｍｍで、負極集電体１２ｂの両面に設けられた各負極１
２の層厚Ｄ2 が７５μｍになったものを作製した。
２として、短辺の長さが４２ｍｍ，長辺の長さが３００
ｍｍで、負極集電体１２ｂの両面に設けられた各負極１
２の層厚Ｄ2 が７５μｍになったものを作製した。
【００２９】そして、負極集電体１２ｂの両面における
負極１２にそれぞれ凹路１４ｂを設けるにあたっては、
上記の正極１１の場合と同様に、凹路１４ｂの深さｄ2
を１０μｍにすると共に、負極１２の面積に対する凹路
１４ｂの面積比率が５％になるようにし、凹路１４ｂの
幅ｗ2 だけを変更させて、下記の表１に示すように、実
施例１では１０μｍ、実施例２では３０μｍ、実施例３
では５０μｍ、実施例４では５００μｍ、実施例５では
１０００μｍ、実施例６では１３００μｍにした。な
お、負極１２の層厚Ｄ2 に対する凹路１４ｂの深さｄ2
比率［＝（ｄ2 ／Ｄ2 ）×１００］は１３．３％であっ
た。
負極１２にそれぞれ凹路１４ｂを設けるにあたっては、
上記の正極１１の場合と同様に、凹路１４ｂの深さｄ2
を１０μｍにすると共に、負極１２の面積に対する凹路
１４ｂの面積比率が５％になるようにし、凹路１４ｂの
幅ｗ2 だけを変更させて、下記の表１に示すように、実
施例１では１０μｍ、実施例２では３０μｍ、実施例３
では５０μｍ、実施例４では５００μｍ、実施例５では
１０００μｍ、実施例６では１３００μｍにした。な
お、負極１２の層厚Ｄ2 に対する凹路１４ｂの深さｄ2
比率［＝（ｄ2 ／Ｄ2 ）×１００］は１３．３％であっ
た。
【００３０】［非水電解液の作製］非水電解液を作製す
るにあたっては、エチレンカーボネートとジエチルカー
ボネートとを１：１の体積比で混合させた混合溶媒を用
い、この混合溶媒に電解質としてヘキサフルオロリン酸
リチウムＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させて
非水電解液を作製した。
るにあたっては、エチレンカーボネートとジエチルカー
ボネートとを１：１の体積比で混合させた混合溶媒を用
い、この混合溶媒に電解質としてヘキサフルオロリン酸
リチウムＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させて
非水電解液を作製した。
【００３１】［電池の作製］電池を作製するにあたって
は、図２及び図５に示すように、上記のようにして作製
した各正極１１と各負極１２との間にそれぞれポリプロ
ピレンの微多孔膜からなるセパレータ１３を介在させ、
これらをスパイラル状に巻いて電池缶２０内に収容さ
せ、この電池缶２０内に上記のようにして作製した非水
電解液を注液した後、この電池缶２０を正極蓋２１によ
り絶縁パッキン２２を介して封口させ、正極１１を正極
リード１１ｂを介して正極蓋２１に接続させると共に、
負極１２を負極リード１２ｂを介して電池缶２０に接続
させて、各非水電解液二次電池を得た。
は、図２及び図５に示すように、上記のようにして作製
した各正極１１と各負極１２との間にそれぞれポリプロ
ピレンの微多孔膜からなるセパレータ１３を介在させ、
これらをスパイラル状に巻いて電池缶２０内に収容さ
せ、この電池缶２０内に上記のようにして作製した非水
電解液を注液した後、この電池缶２０を正極蓋２１によ
り絶縁パッキン２２を介して封口させ、正極１１を正極
リード１１ｂを介して正極蓋２１に接続させると共に、
負極１２を負極リード１２ｂを介して電池缶２０に接続
させて、各非水電解液二次電池を得た。
【００３２】（実施例７）実施例７においては、正極の
作製において、正極集電体１１ａの両面における正極１
１に凹路を設けないようにする一方、負極集電体１２ａ
の両面に設けられた負極１２の表面にそれぞれ深さｄ2
が１０μｍ、幅ｗ2 が５００μｍになった凹路１４ｂを
設け、正極１１と負極１２の全面積に対するこの凹路１
４ｂの面積比率が５％になるようにし、それ以外につい
ては、上記の実施例１〜６の場合と同様にして非水電解
液二次電池を作製した。
作製において、正極集電体１１ａの両面における正極１
１に凹路を設けないようにする一方、負極集電体１２ａ
の両面に設けられた負極１２の表面にそれぞれ深さｄ2
が１０μｍ、幅ｗ2 が５００μｍになった凹路１４ｂを
設け、正極１１と負極１２の全面積に対するこの凹路１
４ｂの面積比率が５％になるようにし、それ以外につい
ては、上記の実施例１〜６の場合と同様にして非水電解
液二次電池を作製した。
【００３３】（実施例８）実施例８においては、負極の
作製において、負極集電体１２ａの両面における負極１
２に凹路を設けないようにする一方、正極集電体１１ａ
の両面に設けられた正極１１の表面にそれぞれ深さｄ1
が１０μｍ、幅ｗ1 が５００μｍになった凹路１４ａを
設け、正極１１と負極１２の全面積に対するこの凹路１
４ａの面積比率が５％になるようにし、それ以外につい
ては、上記の実施例１〜６の場合と同様にして非水電解
液二次電池を作製した。
作製において、負極集電体１２ａの両面における負極１
２に凹路を設けないようにする一方、正極集電体１１ａ
の両面に設けられた正極１１の表面にそれぞれ深さｄ1
が１０μｍ、幅ｗ1 が５００μｍになった凹路１４ａを
設け、正極１１と負極１２の全面積に対するこの凹路１
４ａの面積比率が５％になるようにし、それ以外につい
ては、上記の実施例１〜６の場合と同様にして非水電解
液二次電池を作製した。
【００３４】（比較例１）比較例１においては、図１に
示した従来の場合と同様に、正極集電体１１ａの両面に
おける正極１１及び負極集電体１２ａの両面における負
極１２の表面にそれぞれ凹路を設けないようにし、それ
以外については、上記の実施例１〜６の場合と同様にし
て非水電解液二次電池を作製した。
示した従来の場合と同様に、正極集電体１１ａの両面に
おける正極１１及び負極集電体１２ａの両面における負
極１２の表面にそれぞれ凹路を設けないようにし、それ
以外については、上記の実施例１〜６の場合と同様にし
て非水電解液二次電池を作製した。
【００３５】そして、上記のようにして作製した実施例
１〜８及び比較例１の各非水電解液二次電池を用い、こ
れらの各非水電解液二次電池を、２５℃の温度雰囲気下
においてそれぞれ充電電流２００ｍＡの定電流で充電終
止電圧４．１Ｖまで充電した後、放電電流１５００ｍＡ
の定電流で放電終止電圧２．７５Ｖまで放電して、各非
水電解液二次電池における放電容量を求め、その結果を
下記の表１に合わせて示した。
１〜８及び比較例１の各非水電解液二次電池を用い、こ
れらの各非水電解液二次電池を、２５℃の温度雰囲気下
においてそれぞれ充電電流２００ｍＡの定電流で充電終
止電圧４．１Ｖまで充電した後、放電電流１５００ｍＡ
の定電流で放電終止電圧２．７５Ｖまで放電して、各非
水電解液二次電池における放電容量を求め、その結果を
下記の表１に合わせて示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】この結果から明らかなように、正極１１と
負極１２の両方、或いは正極１１と負極１２の何れか一
方に非水電解液を案内する凹路１４ａ，１４ｂを設けた
実施例１〜８の各非水電解液二次電池は、正極１１と負
極１２の両方に凹路を設けなかった比較例１の非水電解
液二次電池に比べて、負荷特性が向上し、高い放電電流
で放電を行った場合における放電容量が高くなってお
り、特に、凹路１４ａ，１４ｂの幅を５０〜１０００μ
ｍの範囲内にした実施例３〜５，７，８の各非水電解液
二次電池においては、高い放電電流で放電を行った場合
における放電容量がさらに向上していた。
負極１２の両方、或いは正極１１と負極１２の何れか一
方に非水電解液を案内する凹路１４ａ，１４ｂを設けた
実施例１〜８の各非水電解液二次電池は、正極１１と負
極１２の両方に凹路を設けなかった比較例１の非水電解
液二次電池に比べて、負荷特性が向上し、高い放電電流
で放電を行った場合における放電容量が高くなってお
り、特に、凹路１４ａ，１４ｂの幅を５０〜１０００μ
ｍの範囲内にした実施例３〜５，７，８の各非水電解液
二次電池においては、高い放電電流で放電を行った場合
における放電容量がさらに向上していた。
【００３８】（実施例９〜１５）実施例９〜１５におい
ては、上記の実施例８の場合と同様に、負極の作製にお
いて、負極集電体１２ａの両面における負極１２に凹路
を設けないようにする一方、正極集電体１１ａの両面に
設けられた正極１１の表面にそれぞれ幅ｗ1 が５００μ
ｍで、深さｄ1 が下記の表２に示すように実施例９では
３μｍ、実施例１０では４μｍ、実施例１１では５μ
ｍ、実施例１２では１５μｍ、実施例１３では２０μ
ｍ、実施例１４では２２μｍ、実施例１５では２５μｍ
になった凹路１４ａを設け、それぞれ正極１１と負極１
２の全面積に対するこの凹路１４ａの面積比率が５％に
なるようにし、それ以外については、上記の実施例８の
場合と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
ては、上記の実施例８の場合と同様に、負極の作製にお
いて、負極集電体１２ａの両面における負極１２に凹路
を設けないようにする一方、正極集電体１１ａの両面に
設けられた正極１１の表面にそれぞれ幅ｗ1 が５００μ
ｍで、深さｄ1 が下記の表２に示すように実施例９では
３μｍ、実施例１０では４μｍ、実施例１１では５μ
ｍ、実施例１２では１５μｍ、実施例１３では２０μ
ｍ、実施例１４では２２μｍ、実施例１５では２５μｍ
になった凹路１４ａを設け、それぞれ正極１１と負極１
２の全面積に対するこの凹路１４ａの面積比率が５％に
なるようにし、それ以外については、上記の実施例８の
場合と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【００３９】そして、このようにして作製した実施例９
〜１３の各非水電解液二次電池についても、上記の場合
と同様に、２５℃の温度雰囲気下においてそれぞれ充電
電流２００ｍＡの定電流で充電終止電圧４．１Ｖまで充
電した後、放電電流１５００ｍＡの定電流で放電終止電
圧２．７５Ｖまで放電して、各非水電解液二次電池にお
ける放電容量を求め、その結果を上記の実施例８のもの
と合わせて下記の表２に示した。
〜１３の各非水電解液二次電池についても、上記の場合
と同様に、２５℃の温度雰囲気下においてそれぞれ充電
電流２００ｍＡの定電流で充電終止電圧４．１Ｖまで充
電した後、放電電流１５００ｍＡの定電流で放電終止電
圧２．７５Ｖまで放電して、各非水電解液二次電池にお
ける放電容量を求め、その結果を上記の実施例８のもの
と合わせて下記の表２に示した。
【００４０】
【表２】
【００４１】この結果から明らかなように、正極１１に
設ける凹路１４ａの深さｄ1 を４〜２２μｍの範囲に
し、正極１１の層厚Ｄ1 に対する凹路１４ａの深さｄ1
の比率［（ｄ1 ／Ｄ1 ）×１００］を５〜３０％の範囲
内にした実施例８，１０〜１４の各非水電解液二次電池
は、正極１１の層厚Ｄ1 に対する凹路１４ａの深さｄ1
の比率が上記の範囲外になった実施例９，１５の各非水
電解液二次電池に比べて負荷特性が向上し、高い放電電
流で放電を行った場合における放電容量がさらに高くな
っていた。
設ける凹路１４ａの深さｄ1 を４〜２２μｍの範囲に
し、正極１１の層厚Ｄ1 に対する凹路１４ａの深さｄ1
の比率［（ｄ1 ／Ｄ1 ）×１００］を５〜３０％の範囲
内にした実施例８，１０〜１４の各非水電解液二次電池
は、正極１１の層厚Ｄ1 に対する凹路１４ａの深さｄ1
の比率が上記の範囲外になった実施例９，１５の各非水
電解液二次電池に比べて負荷特性が向上し、高い放電電
流で放電を行った場合における放電容量がさらに高くな
っていた。
【００４２】（実施例１６〜１９）実施例１６〜１９に
おいては、上記の実施例８の場合と同様に、負極の作製
において、負極集電体１２ａの両面における負極１２に
凹路を設けないようにする一方、正極集電体１１ａの両
面に設けられた正極１１の表面にそれぞれ幅ｗ1 が５０
０μｍで、深さｄ1 が１０μｍになった凹路１４ａを設
け、それぞれ正極１１と負極１２の全面積に対するこの
凹路１４ａの面積比率を下記の表３に示すように変更
し、実施例１６では面積比率が０．５％、実施例１７で
は面積比率が１％、実施例１８では面積比率が１０％、
実施例１９では面積比率が１２％になるようにし、それ
以外については、上記の実施例８の場合と同様にして非
水電解液二次電池を作製した。
おいては、上記の実施例８の場合と同様に、負極の作製
において、負極集電体１２ａの両面における負極１２に
凹路を設けないようにする一方、正極集電体１１ａの両
面に設けられた正極１１の表面にそれぞれ幅ｗ1 が５０
０μｍで、深さｄ1 が１０μｍになった凹路１４ａを設
け、それぞれ正極１１と負極１２の全面積に対するこの
凹路１４ａの面積比率を下記の表３に示すように変更
し、実施例１６では面積比率が０．５％、実施例１７で
は面積比率が１％、実施例１８では面積比率が１０％、
実施例１９では面積比率が１２％になるようにし、それ
以外については、上記の実施例８の場合と同様にして非
水電解液二次電池を作製した。
【００４３】そして、このようにして作製した実施例１
６〜１９の各非水電解液二次電池についても、上記の場
合と同様にして、各非水電解液二次電池における放電容
量を求め、その結果を上記の実施例８のものと合わせて
下記の表３に示した。
６〜１９の各非水電解液二次電池についても、上記の場
合と同様にして、各非水電解液二次電池における放電容
量を求め、その結果を上記の実施例８のものと合わせて
下記の表３に示した。
【００４４】
【表３】
【００４５】この結果から明らかなように、正極１１と
負極１２の全面積に対する凹路１４ａの面積比率を１〜
１０％の範囲内にした実施例８，１７，１８の各非水電
解液二次電池は、正極１１と負極１２の全面積に対する
凹路１４ａの面積比率が上記の範囲外になった実施例１
６，１９の各非水電解液二次電池に比べて、負荷特性が
向上し、高い放電電流で放電を行った場合における放電
容量がさらに高くなっていた。
負極１２の全面積に対する凹路１４ａの面積比率を１〜
１０％の範囲内にした実施例８，１７，１８の各非水電
解液二次電池は、正極１１と負極１２の全面積に対する
凹路１４ａの面積比率が上記の範囲外になった実施例１
６，１９の各非水電解液二次電池に比べて、負荷特性が
向上し、高い放電電流で放電を行った場合における放電
容量がさらに高くなっていた。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
非水電解液電池においては、電池缶内に収容させる電極
体において、その正極と負極の少なくとも一方に非水電
解液を案内する凹路を注液側の端部から他端に至るよう
にして設けたため、この電極体を電池缶内に収容させて
電池缶内に非水電解液を注液させる場合に、非水電解液
が上記の凹路を通して電極体内部や電池缶の底部に導か
れて、この非水電解液が電池缶内に速やかに充填され、
非水電解液が正極や負極に十分に浸透するようになっ
た。
非水電解液電池においては、電池缶内に収容させる電極
体において、その正極と負極の少なくとも一方に非水電
解液を案内する凹路を注液側の端部から他端に至るよう
にして設けたため、この電極体を電池缶内に収容させて
電池缶内に非水電解液を注液させる場合に、非水電解液
が上記の凹路を通して電極体内部や電池缶の底部に導か
れて、この非水電解液が電池缶内に速やかに充填され、
非水電解液が正極や負極に十分に浸透するようになっ
た。
【００４７】この結果、この発明における非水電解液電
池においては、正極や負極の利用率が高くなって負荷特
性が向上し、高い放電電流で放電を行った場合にも十分
な放電容量が得られるようになった。
池においては、正極や負極の利用率が高くなって負荷特
性が向上し、高い放電電流で放電を行った場合にも十分
な放電容量が得られるようになった。
【００４８】また、この発明における非水電解液電池に
おいて、上記の凹路の幅を請求項２に示すように５０μ
ｍ〜１ｍｍの範囲内にすると、非水電解液がこの凹路を
通して電極体内部や電池缶の底部に速やかに導かれるよ
うになると共に、この凹路部分の周辺において正極と負
極との間の圧力が弱くなるということもなく、電極間に
おいてイオンがスムーズに移動するようになり、高い放
電電流で放電を行った場合における放電容量がさらに向
上した。
おいて、上記の凹路の幅を請求項２に示すように５０μ
ｍ〜１ｍｍの範囲内にすると、非水電解液がこの凹路を
通して電極体内部や電池缶の底部に速やかに導かれるよ
うになると共に、この凹路部分の周辺において正極と負
極との間の圧力が弱くなるということもなく、電極間に
おいてイオンがスムーズに移動するようになり、高い放
電電流で放電を行った場合における放電容量がさらに向
上した。
【００４９】また、この発明における非水電解液電池に
おいて、上記の凹路の深さを請求項３に示すように正極
や負極の厚みに対して５〜３０％の範囲内にすると、非
水電解液がこの凹路を通して電極体内部や電池缶の底部
に速やかに導かれるようになると共に、この凹路の部分
において正極と負極との間の距離が大きくなるというこ
ともなく、電極間においてイオンがスムーズに移動する
ようになり、高い放電電流で放電を行った場合における
放電容量がさらに向上した。
おいて、上記の凹路の深さを請求項３に示すように正極
や負極の厚みに対して５〜３０％の範囲内にすると、非
水電解液がこの凹路を通して電極体内部や電池缶の底部
に速やかに導かれるようになると共に、この凹路の部分
において正極と負極との間の距離が大きくなるというこ
ともなく、電極間においてイオンがスムーズに移動する
ようになり、高い放電電流で放電を行った場合における
放電容量がさらに向上した。
【００５０】また、この発明における非水電解液電池に
おいて、正極や負極に凹路を設けるにあたり、この凹路
全体の面積を正極と負極とからなる電極全体の面積の１
〜１０％の範囲内にすると、非水電解液がこの凹路を通
して電極体内部や電池缶の底部に速やかに導かれるよう
になると共に、正極と負極とが離れた部分が多くなると
いうこともなく、電極間においてイオンがスムーズに移
動するようになり、高い放電電流で放電を行った場合に
おける放電容量がさらに向上した。
おいて、正極や負極に凹路を設けるにあたり、この凹路
全体の面積を正極と負極とからなる電極全体の面積の１
〜１０％の範囲内にすると、非水電解液がこの凹路を通
して電極体内部や電池缶の底部に速やかに導かれるよう
になると共に、正極と負極とが離れた部分が多くなると
いうこともなく、電極間においてイオンがスムーズに移
動するようになり、高い放電電流で放電を行った場合に
おける放電容量がさらに向上した。
【図１】従来の非水電解液電池の概略説明図である。
【図２】この発明の実施例に係る非水電解液電池の概略
説明図である。
説明図である。
【図３】この発明の実施例に係る非水電解液電池におい
て、正極に凹路を設けた状態を示した断面図及び平面図
である。
て、正極に凹路を設けた状態を示した断面図及び平面図
である。
【図４】この発明の実施例に係る非水電解液電池におい
て、負極に凹路を設けた状態を示した断面図及び平面図
である。
て、負極に凹路を設けた状態を示した断面図及び平面図
である。
【図５】この発明の実施例に係る非水電解液電池におい
て、凹路が設けられた正極と凹路が設けられた負極との
間にセパレータを介在させた状態を示した断面説明図で
ある。
て、凹路が設けられた正極と凹路が設けられた負極との
間にセパレータを介在させた状態を示した断面説明図で
ある。
１０ 電極体 １１ 正極 １２ 負極 １３ セパレータ １４ａ，１４ｂ 凹路 ２０ 電池缶 Ｄ1 正極の層厚 Ｄ2 負極の層厚 ｄ1 ，ｄ2 凹路の深さ ｗ1 ，ｗ2 凹路の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 浩志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤谷 伸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H014 AA06 CC04 HH00 HH01 HH06 5H015 AA05 AA08 CC05 HH06 HH13 HH15 5H024 AA02 AA03 CC02 CC06 CC08 CC12 DD16 FF15 FF16 FF17 FF18 FF20 FF31 HH01 HH13 HH15 5H029 AJ02 AK02 AK03 AL06 AL07 AL08 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ09 DJ12 DJ14 HJ04 HJ07 HJ12
Claims (4)
- 【請求項１】 正極と負極との間にセパレータが介在さ
れた状態で連続して配列された電極体を電池缶内に収容
させると共に、この電池缶内に非水電解液を注液させて
なる非水電解液電池において、上記の電極体における正
極と負極との少なくとも一方に、非水電解液を案内する
凹路を注液側の端部から他端に至るように設けたことを
特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 請求項１に記載した非水電解液電池にお
いて、上記の凹路の幅が５０μｍ〜１ｍｍの範囲内であ
ることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載した非水電解液電
池において、上記の凹路の深さが、凹路を設けた正極や
負極の厚みに対して５〜３０％の範囲内であることを特
徴とする非水電解液電池。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載した非
水電解液電池において、上記の凹路の部分の面積が正極
と負極とからなる電極全体の面積の１〜１０％の範囲内
であることを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10371701A JP2000195525A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10371701A JP2000195525A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195525A true JP2000195525A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18499162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10371701A Pending JP2000195525A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000195525A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001035484A (ja) * | 1999-05-19 | 2001-02-09 | Nec Corp | 非水電解液二次電池 |
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