JP2000277155A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JP2000277155A JP2000277155A JP11080939A JP8093999A JP2000277155A JP 2000277155 A JP2000277155 A JP 2000277155A JP 11080939 A JP11080939 A JP 11080939A JP 8093999 A JP8093999 A JP 8093999A JP 2000277155 A JP2000277155 A JP 2000277155A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】活物質，導電助材，バインダからなる合材をＡ
Ｌ，Ｃｕに代表される集電材に塗布した正極，負極及び
セパレータを巻回して発電要素を構成する二次電池にお
いて、電気抵抗が少なくかつエネルギー密度の大きな電
極構造を提供する。 【解決手段】集電材に活物質，導電助材及びバインダか
らなる合材を塗布した正極，負極及びセパレータを巻回
して発電要素（巻回体）を構成する非水電解液二次電池
において、正極，負極それぞれに複数の集電材の露出し
た未塗部を幅方向に設け、この未塗布部に集電用リード
線（集電タブ）を設け、かつ正極，負極およびセパレー
タの巻回時、負極の未塗布部と対面する正極に、負極未
塗布部より大きな未塗布部を設ける。
Ｌ，Ｃｕに代表される集電材に塗布した正極，負極及び
セパレータを巻回して発電要素を構成する二次電池にお
いて、電気抵抗が少なくかつエネルギー密度の大きな電
極構造を提供する。 【解決手段】集電材に活物質，導電助材及びバインダか
らなる合材を塗布した正極，負極及びセパレータを巻回
して発電要素（巻回体）を構成する非水電解液二次電池
において、正極，負極それぞれに複数の集電材の露出し
た未塗部を幅方向に設け、この未塗布部に集電用リード
線（集電タブ）を設け、かつ正極，負極およびセパレー
タの巻回時、負極の未塗布部と対面する正極に、負極未
塗布部より大きな未塗布部を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車，電動
カート等の移動体機器，ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器、停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる１００Ｗｈ以下の二
次電池において、比較的容易に加工できる接続電気抵抗
の少ない集電構造に関するものである。
カート等の移動体機器，ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器、停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる１００Ｗｈ以下の二
次電池において、比較的容易に加工できる接続電気抵抗
の少ない集電構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の二次電池の集電構造は、正極の巻
き始め部及び負極の巻き終わり部のそれぞれ１ケ所に集
電材のみ露出した未塗布部を設け、この未塗布部にＡ
ｌ，Ｎｉで代表される集電タブを溶接し、この集電タブ
を電池電極端子に接続する構造をとっている。
き始め部及び負極の巻き終わり部のそれぞれ１ケ所に集
電材のみ露出した未塗布部を設け、この未塗布部にＡ
ｌ，Ｎｉで代表される集電タブを溶接し、この集電タブ
を電池電極端子に接続する構造をとっている。
【０００３】また、複数の集電タブを設けるために、正
極，負極の片側または両側に長さ方向に連続した未塗布
部を設け、この未塗布部に集電タブを設ける手段が、特
開平9−306740号及び特開平9−306741号に示されてい
る。
極，負極の片側または両側に長さ方向に連続した未塗布
部を設け、この未塗布部に集電タブを設ける手段が、特
開平9−306740号及び特開平9−306741号に示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極の
巻き始め部及び負極の巻き終わり部のそれぞれ１ケ所に
集電タブを設ける方法では、構造上集電タブの断面積が
集電体の断面積より小さくなるため、集電タブでの電気
抵抗が増加し、また電流は集電タブ及び集電タブと集電
体の溶接部分に集中する。よって、大電流で充放電する
場合、上記集電タブ及び集電タブと集電体との溶接個所
を中心とした局部発熱が起こり、電極に塗布した活物質
や電解液の劣化を引き起こす可能性がある。
巻き始め部及び負極の巻き終わり部のそれぞれ１ケ所に
集電タブを設ける方法では、構造上集電タブの断面積が
集電体の断面積より小さくなるため、集電タブでの電気
抵抗が増加し、また電流は集電タブ及び集電タブと集電
体の溶接部分に集中する。よって、大電流で充放電する
場合、上記集電タブ及び集電タブと集電体との溶接個所
を中心とした局部発熱が起こり、電極に塗布した活物質
や電解液の劣化を引き起こす可能性がある。
【０００５】また、上記課題を解決する方法として、特
開平9−306740 号及び特開平9−306741号に、正極，負
極の片側または両側に長さ方向に連続した未塗布部を設
け、この未塗布部に複数の集電タブを設ける手段が述べ
られている。この場合、電極の製作手段としてプレス加
工前の合材塗布時に連続した未塗布部を設けその後プレ
ス加工を行う方法と合材を全面塗布しプレス加工後合材
を剥離し連続した未塗布部を設ける方法がある。しか
し、前者の方法の場合、合材塗布後の電極において塗布
部と未塗布部の厚みの違いが生じるため、合材塗布後の
プレス作業時に板厚の厚い塗布部での電極の延び量が板
厚の薄い未塗布部の延び量より大きくなり、大容量の電
池に使用することを目的としたより電極長の長い電極と
した場合、この延び量の差の影響が無視できなくなり、
電極の皺や反りが生じてしまう問題がある。また、これ
を回避するために、皺や反りの発生しない条件までプレ
ス圧力を下げる手段があるが、この結果電極のプレス後
合材塗布密度が低下し、この電極を使用して組み立てた
電池のエネルギー密度が低下してしまうという問題が生
じる。また、後者の全面塗布後に合材を剥離させ連続し
た未塗布部を形成する方法の場合、合材の使用率が低下
するためコストが上昇したり、剥離するときに生じる合
材の粉がその後の電池組み立て作業中に電池内に侵入
し、正負極間の絶縁不良等不具合を引き起こす原因とな
る可能性がある。
開平9−306740 号及び特開平9−306741号に、正極，負
極の片側または両側に長さ方向に連続した未塗布部を設
け、この未塗布部に複数の集電タブを設ける手段が述べ
られている。この場合、電極の製作手段としてプレス加
工前の合材塗布時に連続した未塗布部を設けその後プレ
ス加工を行う方法と合材を全面塗布しプレス加工後合材
を剥離し連続した未塗布部を設ける方法がある。しか
し、前者の方法の場合、合材塗布後の電極において塗布
部と未塗布部の厚みの違いが生じるため、合材塗布後の
プレス作業時に板厚の厚い塗布部での電極の延び量が板
厚の薄い未塗布部の延び量より大きくなり、大容量の電
池に使用することを目的としたより電極長の長い電極と
した場合、この延び量の差の影響が無視できなくなり、
電極の皺や反りが生じてしまう問題がある。また、これ
を回避するために、皺や反りの発生しない条件までプレ
ス圧力を下げる手段があるが、この結果電極のプレス後
合材塗布密度が低下し、この電極を使用して組み立てた
電池のエネルギー密度が低下してしまうという問題が生
じる。また、後者の全面塗布後に合材を剥離させ連続し
た未塗布部を形成する方法の場合、合材の使用率が低下
するためコストが上昇したり、剥離するときに生じる合
材の粉がその後の電池組み立て作業中に電池内に侵入
し、正負極間の絶縁不良等不具合を引き起こす原因とな
る可能性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するために、正極，負極それぞれに複数の集電材の露
出した未塗布部を幅方向に設けることにより、プレス時
の未塗布部と塗布部の延び量の差の影響を少なくし、電
極に皺や反りの発生を抑えながら合材密度を大きくする
ことを可能とするものである。また、この複数の未塗布
部それぞれに集電タブを設けることにより、大電流で充
電，放電を行ったときの電流を各集電タブに分散させ集
電タブ及び集電タブと集電体との溶接個所での局部発熱
を回避することを可能とするものである。さらに、電池
の充電時、負極の未塗布部に、対面する正極から放出さ
れるＬｉイオンによる針状析出が生じ、充放電の回数が
増加するのに連れ、この析出が成長しセパレータを貫通
し正極，負極間の短絡が発生することを防止するため、
負極の未塗布部に対面する正極に、負極未塗布部より大
きな未塗布部を設けるものである。
決するために、正極，負極それぞれに複数の集電材の露
出した未塗布部を幅方向に設けることにより、プレス時
の未塗布部と塗布部の延び量の差の影響を少なくし、電
極に皺や反りの発生を抑えながら合材密度を大きくする
ことを可能とするものである。また、この複数の未塗布
部それぞれに集電タブを設けることにより、大電流で充
電，放電を行ったときの電流を各集電タブに分散させ集
電タブ及び集電タブと集電体との溶接個所での局部発熱
を回避することを可能とするものである。さらに、電池
の充電時、負極の未塗布部に、対面する正極から放出さ
れるＬｉイオンによる針状析出が生じ、充放電の回数が
増加するのに連れ、この析出が成長しセパレータを貫通
し正極，負極間の短絡が発生することを防止するため、
負極の未塗布部に対面する正極に、負極未塗布部より大
きな未塗布部を設けるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、電
極，電池構造を例にして図面を参照しながら説明する。
極，電池構造を例にして図面を参照しながら説明する。
【０００８】図１は、本発明を適用した電極の側面図及
び上面図を示す。電極１は、ＮｉまたはＡｌよりなる箔
状の集電材２に斜線で示した合材を塗布した塗布部３
と、幅方向に任意の間隔で複数の集電体を露出させた未
塗布部４を設けることにより作成する。このとき電極の
塗布後のプレス工程において、塗布部３と未塗布部４の
板厚の違いから延び量の差が生じ、この差により塗布部
３と未塗布部４の境界線付近に皺が発生するが、この境
界線の長さが電極幅と同じで、従来の電極の長さ方向に
連続した未塗布部を設ける場合の境界線より短くなるた
め、同じプレス圧力で加工した場合上記の延び量の差の
絶対量も従来の電極の長さ方向に連続した未塗布部を設
けたものより少なくなり、皺の発生の軽減されるばかり
でなく、反りはほとんど発生しなくなる。さらに、プレ
ス工程での電極の送り方向を電極長さ方向にすることに
より、塗布部３，未塗布部４の延びが発生する方向が電
極長さ方向となり、塗布部３と未塗布部４の境界線と延
びが発生する方向が直交するため、プレス前後の塗布部
３，未塗布部４の長さの変化は生じるが、境界線付近で
の皺はほとんど目立たなくなり、プレス圧力をより大き
く設定でき、電極の塗布密度も向上できかつ本電極を使
用した電池のエネルギー密度を向上させることが可能と
なる。
び上面図を示す。電極１は、ＮｉまたはＡｌよりなる箔
状の集電材２に斜線で示した合材を塗布した塗布部３
と、幅方向に任意の間隔で複数の集電体を露出させた未
塗布部４を設けることにより作成する。このとき電極の
塗布後のプレス工程において、塗布部３と未塗布部４の
板厚の違いから延び量の差が生じ、この差により塗布部
３と未塗布部４の境界線付近に皺が発生するが、この境
界線の長さが電極幅と同じで、従来の電極の長さ方向に
連続した未塗布部を設ける場合の境界線より短くなるた
め、同じプレス圧力で加工した場合上記の延び量の差の
絶対量も従来の電極の長さ方向に連続した未塗布部を設
けたものより少なくなり、皺の発生の軽減されるばかり
でなく、反りはほとんど発生しなくなる。さらに、プレ
ス工程での電極の送り方向を電極長さ方向にすることに
より、塗布部３，未塗布部４の延びが発生する方向が電
極長さ方向となり、塗布部３と未塗布部４の境界線と延
びが発生する方向が直交するため、プレス前後の塗布部
３，未塗布部４の長さの変化は生じるが、境界線付近で
の皺はほとんど目立たなくなり、プレス圧力をより大き
く設定でき、電極の塗布密度も向上できかつ本電極を使
用した電池のエネルギー密度を向上させることが可能と
なる。
【０００９】次に図２は、上記電極集電タブ５を設けた
電極の側面図を示す。Ｎｉ，Ｃｕ、またはＡｌで代表さ
れる集電タブ５を電極の未塗布部４に露出した集電材に
溶接して作成する。なお、このときの溶接方法は抵抗溶
接，レーザー溶接，超音波溶接のいずれを使用してもよ
い。また、この集電タブ５を溶接の後、未塗布部４に集
電タブ５の上からポリイミドやポリプロピレンで代表さ
れる高分子材料より作られたテープを溶接部の補強や絶
縁性の向上のため貼付してもよい。
電極の側面図を示す。Ｎｉ，Ｃｕ、またはＡｌで代表さ
れる集電タブ５を電極の未塗布部４に露出した集電材に
溶接して作成する。なお、このときの溶接方法は抵抗溶
接，レーザー溶接，超音波溶接のいずれを使用してもよ
い。また、この集電タブ５を溶接の後、未塗布部４に集
電タブ５の上からポリイミドやポリプロピレンで代表さ
れる高分子材料より作られたテープを溶接部の補強や絶
縁性の向上のため貼付してもよい。
【００１０】次に本発明のもう一つの内容である、負極
の未塗布部にセパレータを挟んで対面した正極上に、負
極の未塗布部より大きな未塗布部を正極に設ける電極構
造の一実施例を図３を用いて説明する。
の未塗布部にセパレータを挟んで対面した正極上に、負
極の未塗布部より大きな未塗布部を正極に設ける電極構
造の一実施例を図３を用いて説明する。
【００１１】図３は正極の上面図及び側面図を示す。正
極６には集電材２に合材を塗布した塗布部３及び集電材
２が露出した未塗布部４を設ける他に、捲回したときに
負極の未塗布部とセパレータを挟んで対面する正極上に
未塗布部７を設ける。さらに、Ａｌで代表される正極用
集電タブ５ａを未塗布部４に溶接することにより接続す
る。なお、このときの溶接方法は抵抗溶接，レーザー溶
接，超音波溶接のいずれを使用してもよい。また、この
集電タブ５ａを溶接の後、未塗布部４に集電タブ５ａの
上からポリイミドやポリプロピレンで代表される高分子
材料より作られたテープを溶接部の補強や絶縁性の向上
のため貼付してもよい。
極６には集電材２に合材を塗布した塗布部３及び集電材
２が露出した未塗布部４を設ける他に、捲回したときに
負極の未塗布部とセパレータを挟んで対面する正極上に
未塗布部７を設ける。さらに、Ａｌで代表される正極用
集電タブ５ａを未塗布部４に溶接することにより接続す
る。なお、このときの溶接方法は抵抗溶接，レーザー溶
接，超音波溶接のいずれを使用してもよい。また、この
集電タブ５ａを溶接の後、未塗布部４に集電タブ５ａの
上からポリイミドやポリプロピレンで代表される高分子
材料より作られたテープを溶接部の補強や絶縁性の向上
のため貼付してもよい。
【００１２】次に図２，図３を用いて説明した電極構造
を、それぞれ負極，正極に適用した場合の巻回体構造の
一実施例を、図４を用いて説明する。
を、それぞれ負極，正極に適用した場合の巻回体構造の
一実施例を、図４を用いて説明する。
【００１３】図４は巻回体の負極集電タブ付近の部分断
面図を示す。巻回体は正極８と負極９をセパレータ１０
を挟んで交互に巻回することにより作成され、また正極
８と負極９はセパレータ１０により空間的に絶縁されて
いる。負極９には未塗布部４に負極集電タブ５ｂが設け
られている。このとき、負極９の未塗布部４に対面する
正極８上には、図３で述べた未塗布部７が来るように巻
回する。これにより本巻回体を電池に組み込んで充電す
る場合に、負極の未塗布部４に対面した正極未塗布部７
上には活物質を含んだ合材が無いためＬｉイオンが放出
されず、よって、負極未塗布部４でのＬｉの析出も発生
しにくくなる。尚、正極８上の未塗布部７の設置位置
は、正極，負極，セパレータの厚さ及び負極集電タブ５
ｂを設けたい場所の巻回体の巻き始めからの周回数より
算出すればよい。
面図を示す。巻回体は正極８と負極９をセパレータ１０
を挟んで交互に巻回することにより作成され、また正極
８と負極９はセパレータ１０により空間的に絶縁されて
いる。負極９には未塗布部４に負極集電タブ５ｂが設け
られている。このとき、負極９の未塗布部４に対面する
正極８上には、図３で述べた未塗布部７が来るように巻
回する。これにより本巻回体を電池に組み込んで充電す
る場合に、負極の未塗布部４に対面した正極未塗布部７
上には活物質を含んだ合材が無いためＬｉイオンが放出
されず、よって、負極未塗布部４でのＬｉの析出も発生
しにくくなる。尚、正極８上の未塗布部７の設置位置
は、正極，負極，セパレータの厚さ及び負極集電タブ５
ｂを設けたい場所の巻回体の巻き始めからの周回数より
算出すればよい。
【００１４】最後に本発明の適用した巻回体の一実施例
を図５に示す。巻回体１１は先に延べた正極，負極，セ
パレータをセンターピン１２を軸心として巻回すること
により作成される。このとき、正極集電タブ５ａ，負極
集電タブ５ｂがそれぞれ直線上に並ぶように、集電タブ
５ａ，５ｂを設置する未塗布部を、それぞれ正極，負極
に対し、正極，負極，セパレータの厚さ及び負極集電タ
ブを設けたい場所の巻回体の巻き始めからの周回数より
算出した場所に設ける。また、本実施例では正極集電タ
ブ５ａと負極集電タブ５ｂを同じ方向より引き出してい
るが、電池の上、下のごとく逆方向に引き出してもよ
い。
を図５に示す。巻回体１１は先に延べた正極，負極，セ
パレータをセンターピン１２を軸心として巻回すること
により作成される。このとき、正極集電タブ５ａ，負極
集電タブ５ｂがそれぞれ直線上に並ぶように、集電タブ
５ａ，５ｂを設置する未塗布部を、それぞれ正極，負極
に対し、正極，負極，セパレータの厚さ及び負極集電タ
ブを設けたい場所の巻回体の巻き始めからの周回数より
算出した場所に設ける。また、本実施例では正極集電タ
ブ５ａと負極集電タブ５ｂを同じ方向より引き出してい
るが、電池の上、下のごとく逆方向に引き出してもよ
い。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、活物質，導電助材，バ
インダからなる合材をＡＬ，Ｃｕに代表される集電材に
塗布した正極，負極及びセパレータを巻回して発電要素
を構成する二次電池において、電気抵抗が少なくかつエ
ネルギー密度の大きな電極構造を提供することができ
る。
インダからなる合材をＡＬ，Ｃｕに代表される集電材に
塗布した正極，負極及びセパレータを巻回して発電要素
を構成する二次電池において、電気抵抗が少なくかつエ
ネルギー密度の大きな電極構造を提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す電極構造図である。
【図２】本発明の一実施例を示す電極構造図である。
【図３】本発明の一実施例を示す正極電極構造図であ
る。
る。
【図４】本発明の一実施例を示す巻回体部分断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の一実施例を示す巻回体外観図である。
１…電極、２…集電材、３…塗布部、４…未塗布部、５
…集電タブ、５ａ…正極集電タブ、５ｂ…負極集電タ
ブ、６，８…正極、７…片面未塗布部、９…負極、１０
…セパレータ、１１…巻回体、１２…センターピン。
…集電タブ、５ａ…正極集電タブ、５ｂ…負極集電タ
ブ、６，８…正極、７…片面未塗布部、９…負極、１０
…セパレータ、１１…巻回体、１２…センターピン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 和志 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 中村 功 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 5H014 AA04 CC07 EE05 EE08 EE10 5H022 AA09 AA18 BB25 CC13 CC19 CC22 EE01 5H029 AJ03 AJ06 AL12 BJ02 BJ14 CJ22 DJ05 DJ07 DJ12 EJ01 HJ19
Claims (2)
- 【請求項１】集電材に活物質，導電助材及びバインダか
らなる合材を塗布した正極、負極及びセパレータを巻回
して発電要素（以降巻回体と称す。）を構成する非水電
解液二次電池において、正極，負極それぞれに複数の集
電材の露出した未塗部を幅方向に設け、この未塗布部に
集電用リード線（以降集電タブと称す。）を設け、かつ
正極，負極およびセパレータの巻回時、負極の未塗布部
と対面する正極に、負極未塗布部より大きな未塗布部を
設けることを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項２】上記請求項１を用いた１００Ｗｈ以下の非
水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080939A JP2000277155A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080939A JP2000277155A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277155A true JP2000277155A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13732452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11080939A Pending JP2000277155A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277155A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1508933A2 (en) * | 2003-08-19 | 2005-02-23 | Samsung SDI Co., Ltd. | Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery including the same |
| JP2006024375A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極板、その製造方法、及び非水電解液二次電池 |
| JP2006260892A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極板、その製造方法、及び非水電解液二次電池 |
| JP2006286404A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極板の正極板と負極板の組み合わせ、その正極板と負極板の製造方法、および非水電解液二次電池 |
| JP2007157812A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 巻回形電気二重層コンデンサ |
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