JP2000223109A

JP2000223109A - 電池

Info

Publication number: JP2000223109A
Application number: JP11025705A
Authority: JP
Inventors: Takao Fukunaga; 福永　　孝夫; Takahiro Shizuki; 隆弘志築; Hideyuki Sugiyama; 秀幸杉山
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-11
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP4552237B2

Abstract

(57)【要約】【課題】巻回型の発電要素２を電池ケース１に収納し
た場合のスペースの無駄を少なくし、エネルギー密度を
高めることができる電池を提供する。【解決手段】長円筒形に巻回した巻回型の発電要素２
を電池ケース１内に複数個収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻回型の発電要素
を備えた電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車等に用いる大型大容量の非水
電解質二次電池の従来の構成例を説明する。この非水電
解質二次電池は、図５に示すように、方形箱型の電池ケ
ース１内に巻回型の発電要素７を収納している。発電要
素７は、帯状の正負の電極を帯状のセパレータを介して
円筒形に巻回したものである。これらの正負の電極は、
それぞれ巻回軸方向に少しずつずらして巻回することに
より、一方の端面には正極の端部を突出させ、他方の端
面には負極の端部を突出させている。そして、この発電
要素７の一方の端面に正極端子３の集電体３ａを配置
し、ここに突出する正極の端部を接続すると共に、他方
の端面に負極端子４の集電体４ａを配置して、ここに突
出する負極の端部を接続している。また、これらの正極
端子３と負極端子４の先端部は、電池ケース１の端面か
ら外部に突出させて、突出部を封止材等によって絶縁封
止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記非水電
解質二次電池は、方形箱型の電池ケース１内に円筒形の
発電要素７を収納するので、この電池ケース１の四隅の
側面部に隙間（デッドスペース）が生じ、エネルギー密
度が低下するという問題があった。しかも、このために
電池ケース１を円筒形にしたとしても、電池を搭載する
機器や装置側にスペースの無駄が生じ易く、特に電気自
動車等の用途では多数の電池を並べて配置するために、
このスペースの無駄をなくすことが困難になる。

【０００４】また、上記円筒形の発電要素７を用いる場
合に限らず、長円筒形の発電要素を１個だけ電池ケース
１内に収納した場合にも、この長円筒形の湾曲した側面
部に大きな隙間が生じるのを避けることはできない。し
かも、この長円筒形の発電要素を用いて円筒形の発電要
素７と同じ容量を得ようとすると、巻軸方向に直交する
電池断面が細長い長方形になるため、特に大型大容量の
用途では使い辛くなる。さらに、この問題は、非水電解
質二次電池に限らず、巻回型の発電要素を用いる電池一
般に共通する。

【０００５】なお、図６に示すように、多数枚のシート
状の正極８ａと負極８ｂを同じシート状のセパレータ８
ｃを介して積層したスタック型の発電要素８を用いる場
合には、この発電要素８を方形箱型の電池ケース１に隙
間なく収納することができるので、エネルギー密度が低
下するという問題は生じない。しかし、このスタック型
の場合には、発電要素８の組み立てが巻回型に比べて面
倒になるため、生産性が低下するという別の問題が生じ
る。

【０００６】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、長円筒形の巻回型の発電要素を複数
個並べて電池ケースに収納することにより、エネルギー
密度を高めることができる電池を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、帯状
の正負の電極を帯状のセパレータを介して長円筒形に巻
回した巻回型の発電要素を複数個、長円筒形の平坦な側
面同士を合わせて配置し並列に接続することにより単電
池を構成したことを特徴。

【０００８】請求項１の発明によれば、複数個の長円筒
形の発電要素を並べて配置するので、この長円筒形の側
面部の湾曲によるスペースの無駄を少なくして、エネル
ギー密度を高めることができる。

【０００９】請求項２の発明は、前記長円筒形の巻回型
の発電要素が偶数個配置されたことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、前記長円筒形の巻回型
の発電要素が２個配置されたことを特徴とする。

【００１１】円筒形の発電要素が１個だけ配置される場
合には、この発電要素をできるだけ隙間なく方形箱型の
電池ケースに収納しても、約２２％のスペースの無駄が
生じる。しかし、請求項３の発明によれば、長円筒形の
発電要素を２個配置するので、同じ方形箱型の電池ケー
スにできるだけ隙間なく収納すれば、スペースの無駄を
約１１％に減少させることができる。

【００１２】請求項４の発明は、前記長円筒形の巻回型
の発電要素が４個配置されたことを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明によれば、長円筒形の発電
要素を４個配置するので、請求項３の場合と同じ方形箱
型の電池ケースにできるだけ隙間なく収納すれば、スペ
ースの無駄をさらに約５％まで減少させることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１５】図１〜図４は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１は非水電解質二次電池の電池ケース内
に２個の発電要素を収納した場合の構造を示す斜視図、
図２は非水電解質二次電池の外観を示す斜視図、図３は
従来例と本実施形態での無駄なスペースの割合を比較し
た図、図４は非水電解質二次電池の電池ケース内に４個
の発電要素を収納した場合の構造を示す斜視図である。
なお、図５に示した従来例と同様の機能を有する構成部
材には同じ番号を付記する。

【００１６】本実施形態も、従来例と同様に、大型大容
量の非水電解質二次電池について説明する。この非水電
解質二次電池は、図２に示す方形箱型の電池ケース１内
に、図１に示すように、長円筒形の巻回型の発電要素２
を２個収納している。電池ケース１は、ステンレス鋼板
の方形容器状の上端開口部に同じステンレス鋼板の方形
の蓋板を溶接で接合したものである。そして、この電池
ケース１の蓋板の両端部に正極端子３と負極端子４の上
端部を突出させている。

【００１７】発電要素２は、帯状の正負の電極を帯状の
セパレータを介して長円筒形に巻回したものである。正
極は、薄い帯状のアルミニウム箔の一方の端部を除く表
面にリチウムコバルト複合酸化物等の正極活物質を塗布
したものであり、負極は、薄い帯状の銅箔の他方の端部
を除く表面にグラファイト等の負極活物質を塗布したも
のである。これらの正負の電極は、それぞれ巻回軸方向
に少しずつずらして巻回することにより、一方の端面に
は正極のアルミニウム箔を露出させ、他方の端面には負
極の銅箔を露出させている。このように構成された２個
の発電要素２は、長円筒形の平坦な側面同士を合わせて
電池ケース１内に収納される。

【００１８】上記２個の発電要素２は、一方の端面側に
共通の正極集電体５を配置して、ここに突出する正極端
部のアルミニウム箔をそれぞれこの正極集電体５に接続
すると共に、他方の端面側に共通の負極集電体６を配置
して、ここに突出する負極端部の銅箔をそれぞれこの負
極集電体６に接続する。従って、これら２個の発電要素
２は、電池ケース１内で並列に接続されて１個の単電池
を構成する。正極集電体５と負極集電体６は、それぞれ
アルミニウム板と銅板を波板状に繰り返し屈曲させたも
のであり、これらの波板状の各間隙に正極のアルミニウ
ム箔や負極の銅箔を多数枚ずつ挟み込んで両側から押さ
え付け超音波溶接やレーザー溶接等により溶着させるこ
とにより接続を行う。また、これらの正極集電体５と負
極集電体６には、それぞれ波板状の部分から突出した接
続部５ａ，６ａが形成され、２個の発電要素２の間に挿
入される。そして、正極集電体５の接続部５ａの上方に
突出する端部を正極端子３の下端部に接続固定すると共
に、負極集電体６の接続部６ａの上方に突出する端部を
負極端子４の下端部に接続固定する。

【００１９】上記正極端子３と負極端子４は、それぞれ
予め電池ケース１の蓋板の両端部の開口孔に上端部を挿
入し、封止材を介してナットでネジ止めすることによっ
て絶縁封止しておく。そして、この後に２個の発電要素
２に接続された正極集電体５と負極集電体６の接続部５
ａ，６ａの上端部をそれぞれ正極端子３と負極端子４の
下端部に接続固定し、最後に電池ケース１の方形容器に
これら２個の発電要素２を収納して蓋板を接合する。

【００２０】上記構成の非水電解質二次電池によれば、
電池ケース１内に２個の発電要素２を並べて配置するの
で、この発電要素２の長円筒形の側面部の湾曲によるス
ペースの無駄を少なくすることができる。即ち、図３に
示すように、円筒形の発電要素７を１個だけ用いる場合
には、方形箱型の電池ケース１に収納しても、全体の約
２２％の隙間Ｇ₁が生じるが、本実施形態では、長円筒
形の発電要素２を２個用いるので、同じ方形箱型の電池
ケース１に収納しても、隙間Ｇ₂は約１１％に減少す
る。従って、本実施形態の非水電解質二次電池によれ
ば、電池ケース１内の無駄なスペースが少なくなるの
で、電池のエネルギー密度を高めることができる。

【００２１】なお、上記実施形態では、電池ケース１内
に２個の長円筒形の発電要素２を収納する場合について
説明したが、３個以上の発電要素２を収納すれば、さら
に無駄なスペースを省くことができるようになる。例え
ば図４に示すように、長円筒形の発電要素２を４個にし
た場合には、図３に示すように、方形箱型の電池ケース
１に収納したときの隙間Ｇ₃が約５％にまで減少する。

【００２２】また、上記実施形態では、複数個の発電要
素２を正極集電体５と負極集電体６とを用いて並列に接
続したが、この接続手段は任意であり、発電要素２の正
負の電極と正極端子３や負極端子４との接続手段も任意
である。

【００２３】さらに、上記実施形態では、非水電解質二
次電池について説明したが、本発明はこれに限らず、巻
回型の発電要素を用いる任意の電池にも同様に実施可能
である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池によれば、複数個の長円筒形の発電要素を並べて
配置するので、この長円筒形の側面部の湾曲によるスペ
ースの無駄を少なくして、エネルギー密度を高めること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の電池ケース内に２個の発電要素を収納
した場合の構造を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の外観を示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、従来
例と本実施形態での無駄なスペースの割合を比較した図
である。

【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の電池ケース内に４個の発電要素を収納
した場合の構造を示す斜視図である。

【図５】従来例を示すものであって、非水電解質二次電
池の電池ケース内に円筒形の巻回型の発電要素を収納し
た場合の構造を示す斜視図である。

【図６】従来例を示すものであって、非水電解質二次電
池の電池ケース内にスタック型の発電要素を収納した場
合の構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１電池ケース２発電要素３正極端子４負極端子５正極集電体６負極集電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山秀幸京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA03 DD12 EE04 KK00 5H022 AA09 AA18 AA19 BB03 BB11 CC02 CC08 CC12 CC13 5H028 AA07 BB07 CC05 CC12 5H029 AJ03 AK03 AL07 BJ02 BJ03 BJ04 BJ14 CJ05 CJ07 DJ05 HJ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状の正負の電極を帯状のセパレータを
介して長円筒形に巻回した巻回型の発電要素を複数個、
長円筒形の平坦な側面同士を合わせて配置し並列に接続
することにより単電池を構成したことを特徴とする電
池。
【請求項２】前記長円筒形の捲回型の発電要素が偶数
湖配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】前記長円筒形の巻回型の発電要素が２個
配置されたことを特徴とする請求項２に記載の電池。
【請求項４】前記長円筒形の巻回型の発電要素が４個
配置されたことを特徴とする請求項２に記載の電池。