JP2000277158A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JP2000277158A
JP2000277158A JP11085200A JP8520099A JP2000277158A JP 2000277158 A JP2000277158 A JP 2000277158A JP 11085200 A JP11085200 A JP 11085200A JP 8520099 A JP8520099 A JP 8520099A JP 2000277158 A JP2000277158 A JP 2000277158A
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Japan
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electrode plate
negative electrode
bag
cell case
secondary battery
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JP11085200A
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Japanese (ja)
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Mikito Nagata
幹人 永田
Hiroshi Nakahara
浩 中原
Hiroshi Mukai
寛 向井
Tetsuya Murai
村井  哲也
Shinya Kitano
真也 北野
Hiroyuki Yumoto
博幸 湯本
Mikio Okada
幹雄 岡田
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance energy density by preventing a mixture layer from being retained on the electrode surface not facing to the opposite electrode plate to be faced interposing a separator on an electrode plate used as the outermost circumferential part. SOLUTION: In this battery, an elliptical rolled power generation element comprising a positive electrode plate, a separator and a negative electrode plate is received along with an electrolyte in a bag-like cell case formed by thermally welding a metal laminated resin film. The rolling center axis of the elliptical rolled power generation element is preferably perpendicular to the opening face of the bag-like cell case. In a negative electrode base material 11 that is an electrode plate located on the outermost circumference of the elliptical rolled power generation element, a negative electrode mixture layer 11 is not retained on its outermost circumferential part not facing to a positive electrode base material 10. Therefore, the thickness of the battery can be reduced by a portion equivalent to the negative electrode mixture layer 11, so that energy density can further be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発電要素が袋状単
電池ケースに収納された非水電解質二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a power generating element is housed in a bag-shaped unit cell case.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、特にリチウム金属やリチウ
ム合金等の活物質、又はリチウムイオンをホスト物質
(ここでホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放
出できる物質をいう。)である炭素に吸蔵させたリチウ
ムインターカレーション化合物を負極材料とし、LiC
lO4、LiPF6等の電解質塩を溶解した非プロトン
性の有機溶媒を電解液とする非水電解質二次電池であ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as a portable radio telephone, a portable personal computer, and a portable video camera have been developed, and various electronic devices have been reduced in size to be portable. Along with this, a battery having a high energy density and a light weight is also adopted as a built-in battery. A typical battery that satisfies such a requirement is an active material such as lithium metal or lithium alloy, or a host material containing lithium ions (here, a host material refers to a material that can occlude and release lithium ions). Lithium intercalation compound occluded in a certain carbon is used as a negative electrode material, and LiC
This is a non-aqueous electrolyte secondary battery using an aprotic organic solvent in which an electrolyte salt such as l04 and LiPF6 is dissolved as an electrolyte.

【0003】この非水電解質二次電池は、上記の負極材
料をその支持体である負極集電体に保持してなる負極
板、リチウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオ
ンと可逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持
体である正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保
持するとともに負極板と正極板との間に介在して両極の
短絡を防止するセパレータからなっている。
This non-aqueous electrolyte secondary battery has a negative electrode plate in which the above-mentioned negative electrode material is held on a negative electrode current collector as a support, and a reversible electrochemical reaction with lithium ions such as a lithium-cobalt composite oxide. The positive electrode plate, which holds the positive electrode active material that reacts on the positive electrode current collector that is the support, from the separator that holds the electrolytic solution and intervenes between the negative electrode plate and the positive electrode plate to prevent a short circuit between the two electrodes Has become.

【0004】そして、上記正極板及び負極板は、いずれ
も薄いシートないし箔状に成形されたものを、セパレー
タを介して順に積層又は渦巻き状に巻回した発電要素と
する。そしてこの発電要素を、ステンレス、ニッケルメ
ッキを施した鉄、又はアルミニウム製等の金属からなる
電池容器に収納され、電解液を注液後、蓋板で密封固着
して、電池が組み立てられる。
[0004] Each of the positive electrode plate and the negative electrode plate is formed into a thin sheet or foil shape, and is a power generating element formed by sequentially laminating or spirally winding through a separator. Then, the power generating element is housed in a battery container made of a metal such as stainless steel, nickel-plated iron, or aluminum, and after injecting the electrolytic solution, hermetically sealed with a lid plate to assemble the battery.

【0005】ところが、金属製電池容器を用いた場合、
気密性が高く、かつ機械的強度に優れてはいるものの、
電池の軽量化や電池容器の材料、デザインには大きな制
約となる。
However, when a metal battery container is used,
Although it is highly airtight and has excellent mechanical strength,
There are great restrictions on battery weight, battery container material and design.

【0006】その問題を解決するものとして、発電要素
を袋状単電池ケースに収納する方法が提案されている。
特に、袋状単電池ケースの材質として、気密構造を有す
る金属ラミネート樹脂フィルムを使用することにより、
電解液の漏液や電池外部からの水分等の侵入がなく、か
つ電池の軽量化を図ることができる。
In order to solve the problem, a method has been proposed in which a power generating element is housed in a bag-shaped unit cell case.
In particular, by using a metal laminated resin film having an airtight structure as a material of the bag-shaped unit cell case,
There is no leakage of electrolyte or intrusion of moisture or the like from the outside of the battery, and the battery can be reduced in weight.

【0007】また、発電要素の形状としては、巻回型、
特に断面が非円形あるいは長円形とすることにより、電
極表面積を大きくすることができ、製造工程も簡単とな
る。
[0007] The shape of the power generating element is a wound type,
In particular, when the cross section is non-circular or oval, the electrode surface area can be increased and the manufacturing process can be simplified.

【0008】このような非水電解質二次電池を電子機器
に用いる場合、単電池又は複数個の直列接続したものと
して所某の電圧を得るようにする。この単数又は複数個
の電池は、充放電制御回路とともに樹脂もしくは金属と
樹脂からなる筐体に収納され、内容物を取り出せないよ
う封口して電池パックとして用いられる。
When such a non-aqueous electrolyte secondary battery is used in electronic equipment, a predetermined voltage is obtained as a unit cell or a plurality of cells connected in series. The single or plural batteries are housed in a housing made of resin or metal and resin together with the charge / discharge control circuit, and sealed so that the contents cannot be taken out, and used as a battery pack.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】正負極基材に合剤が両
面塗布された正極板及び負極板を、セパレータを介して
渦巻き状に巻回した場合、最外周部にあたる極板におい
て、正極あるいは負極と対向していない活物質が存在す
ると、その合剤層の厚み分だけ電池厚みが増加し、エネ
ルギー密度が低くなるという問題があった。
When a positive electrode plate and a negative electrode plate each having a mixture applied to the positive and negative electrode base materials are spirally wound through a separator, the positive electrode or the negative electrode plate is disposed at the outermost peripheral portion. When an active material that does not face the negative electrode is present, there is a problem that the battery thickness increases by the thickness of the mixture layer and the energy density decreases.

【0010】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、高エネ
ルギー密度な非水電解質電池を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery having a high energy density.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を鑑み
てなされたものであり、正極板と隔離体と負極板とを有
する長円形巻回型発電要素を袋状単電池ケースに収納し
た非水電解質二次電池において、前記長円形発電要素の
最外周部にあたる極板で、隔離体を挟んで対向する対極
板に面していない電極面に合剤層を保持していないこと
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has an oval wound type power generating element having a positive electrode plate, an isolator, and a negative electrode plate housed in a bag-shaped unit cell case. In the nonaqueous electrolyte secondary battery, the electrode plate corresponding to the outermost peripheral portion of the elliptical power generation element does not hold the mixture layer on the electrode surface not facing the counter electrode plate facing the separator. And

【0012】また本発明は、長円形巻回型発電要素の最
外周部にあたる極板が負極板であることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the electrode plate corresponding to the outermost periphery of the elliptical winding type power generating element is a negative electrode plate.

【0013】さらに本発明は、袋状単電池ケースが気密
構造を有し、長円形巻回型発電要素がその巻回中心軸が
袋状単電池ケースの開口面に垂直方向であるように収納
されていることを特徴とする。
Further, according to the present invention, the bag-shaped unit cell case has an airtight structure, and the oval wound type power generating element is housed such that the winding center axis is perpendicular to the opening surface of the bag-shaped unit cell case. It is characterized by having been done.

【0014】また本発明は、袋状単電池ケースの材質が
金属ラミネート樹脂フィルムであることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the material of the bag-shaped unit cell case is a metal laminated resin film.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。本発明になる非水電解質二次電池の外
観は図2に示したものであり、長円形巻回型発電要素の
巻回中心軸が、袋状単電池ケースの開口面に垂直方向と
なるように、袋状単電池ケースに収納されている。図2
において、1は袋状単電池ケース、2は発電要素、3は
発電要素の巻回中心軸、4は正極リード端子、5は負極
リード端子である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The external appearance of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is shown in FIG. 2, and the winding center axis of the elliptical winding type power generating element is perpendicular to the opening surface of the bag-shaped unit cell case. And stored in a bag-shaped unit cell case. FIG.
In the figures, 1 is a bag-shaped unit cell case, 2 is a power generating element, 3 is a winding center axis of the power generating element, 4 is a positive electrode lead terminal, and 5 is a negative electrode lead terminal.

【0016】本発明になる非水電解質二次電池の長円形
巻回型発電要素を、巻回中心軸に垂直な断面を図1に示
す。図1において、4は正極リード端子、5は負極リー
ド端子、9は正極合剤層、10は正極基材、11は負極
合剤層、12は負極基材、13セパレータである。本発
明になる非水電解質二次電池においては、図1に示した
ように、長円形発電要素の最外周部にあたる極板で、隔
離体を挟んで対向する対極板に面していない電極面に合
剤層が保持していないことを特徴とする。
FIG. 1 shows a cross section perpendicular to the center axis of the winding of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention. In FIG. 1, 4 is a positive electrode lead terminal, 5 is a negative electrode lead terminal, 9 is a positive electrode mixture layer, 10 is a positive electrode substrate, 11 is a negative electrode mixture layer, 12 is a negative electrode substrate, and 13 separator. In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, as shown in FIG. 1, an electrode plate corresponding to the outermost peripheral portion of the elliptical power generating element, and an electrode surface not facing the counter electrode plate facing the separator. Characterized in that the mixture layer does not hold.

【0017】本発明において、長円形巻回型発電要素を
袋状単電池ケースに収納する場合には、長円形巻回型発
電要素はその巻回中心軸が袋状単電池ケースの開口面に
垂直方向であることが好ましい。なお、垂直方向とは、
完全な垂直のみを意味するのではなく、おおむね垂直な
方向も意味する。
In the present invention, when the elliptical wound type power generating element is housed in the bag-shaped unit cell case, the winding center axis of the oval wound type power generating element is set at the opening surface of the bag-shaped unit cell case. Preferably it is vertical. The vertical direction is
It does not only mean completely vertical, but also generally vertical.

【0018】本発明においては、袋状単電池ケースの材
質として、金属ラミネート樹脂フィルムを使用するもの
である。
In the present invention, a metal laminated resin film is used as the material of the bag-shaped unit cell case.

【0019】金属ラミネート樹脂フィルムの金属の材質
としては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン箔
などを使用することができる。
As the material of the metal of the metal laminated resin film, aluminum, aluminum alloy, titanium foil and the like can be used.

【0020】金属ラミネート樹脂フィルムの熱溶着部の
材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱
可塑性高分子材料であればどのような物質でもよい。
As the material of the heat-welded portion of the metal laminate resin film, any material may be used as long as it is a thermoplastic polymer material such as polyethylene or polypropylene.

【0021】また、金属ラミネート樹脂フィルムの樹脂
層や金属箔層は、それぞれ1層に限定されるものではな
く、2層以上であってもかまわない。
Further, the resin layer and the metal foil layer of the metal laminated resin film are not limited to one layer each, but may be two or more layers.

【0022】また袋状単電池ケースとしては、金属ラミ
ネート樹脂フィルムを熱溶着することによって封筒状に
成形したラミネートケースや、2枚の金属ラミネート樹
脂シートの4辺を熱溶着したものや、一枚のシートを二
つ折りにして3辺を熱溶着したもの、金属ラミネート樹
脂シートをプレス成形してカップ状にしたものに発電要
素を入れるようなラミネートケースなど、あらゆる形状
の金属ラミネート樹脂フィルムケースを用いることがで
きる。
Examples of the bag-shaped unit cell case include a laminated case formed into an envelope by heat-welding a metal-laminated resin film, a case in which four sides of two metal-laminated resin sheets are heat-sealed, and a single case. Use a metal-laminated resin film case of any shape, such as one obtained by folding the sheet in two and heat-welding the three sides, or a laminating case in which a power-generating element is placed in a cup-shaped metal-laminated resin sheet. be able to.

【0023】本発明になる非水電解質二次電池に使用す
る電解液の溶媒としては、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメ
チルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、
2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、メチル
アセテート等の極性溶媒、もしくはこれらの混合物を使
用してもよい。
As the solvent of the electrolytic solution used in the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, dimethyl Acetamide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran,
A polar solvent such as 2-methyltetrahydrofuran, dioxolan, methyl acetate, or a mixture thereof may be used.

【0024】また、有機溶媒に溶解する電解質塩として
は、LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF
6、LiCF3CO2、LiCF3SO3、LiN(S
O2CF3)2、LiN(SO2CF2CF3)2、L
iN(COCF3)2およびLiN(COCF2CF
3)2などの塩もしくはこれらの混合物でもよい。
The electrolyte salt dissolved in an organic solvent includes LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiAsF.
6, LiCF3CO2, LiCF3SO3, LiN (S
O2CF3) 2, LiN (SO2CF2CF3) 2, L
iN (COCF3) 2 and LiN (COCF2CF
3) A salt such as 2 or a mixture thereof may be used.

【0025】また、本発明になる非水電解質二次電池の
隔離体としては、絶縁性のポリエチレン微多孔膜に電解
液を含浸したものや、高分子固体電解質、高分子固体電
解質に電解液を含有させたゲル状電解質等も使用でき
る。また、絶縁性の微多孔膜と高分子固体電解質等を組
み合わせて使用してもよい。さらに、高分子固体電解質
として有孔性高分子固体電解質膜を使用する場合、高分
子中に含有させる電解液と、細孔中に含有させる電解液
とが異なっていてもよい。
The separator of the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention may be an insulating polyethylene microporous membrane impregnated with an electrolyte, a solid polymer electrolyte, or a solid polymer electrolyte. A gel electrolyte or the like may be used. Further, an insulating microporous film and a solid polymer electrolyte may be used in combination. Further, when a porous solid polymer electrolyte membrane is used as the solid polymer electrolyte, the electrolyte contained in the polymer and the electrolyte contained in the pores may be different.

【0026】さらに、正極材料たるリチウムを吸蔵放出
可能な化合物としては、無機化合物としては、組成式L
ixMO2、またはLiyM2O4(ただしM は遷移
金属、0≦x≦1、0≦y≦2 )で表される、複合酸
化物、トンネル状の空孔を有する酸化物、層状構造の金
属カルコゲン化物を用いることができる。その具体例と
しては、LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O
4 、Li2Mn2O4、MnO2、FeO2、V2O
5、V6O13、TiO2、TiS2等が挙げられる。
また、有機化合物としては、例えばポリアニリン等の導
電性ポリマー等が挙げられる。さらに、無機化合物、有
機化合物を問わず、上記各種活物質を混合して用いても
よい。
Further, as a compound capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode material, an inorganic compound is represented by a composition formula L
ixMO2 or LiyM2O4 (where M is a transition metal, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 2), a composite oxide, an oxide having tunnel-like vacancies, or a metal chalcogenide having a layered structure is used. be able to. Specific examples thereof include LiCoO2, LiNiO2, and LiMn2O.
4, Li2Mn2O4, MnO2, FeO2, V2O
5, V6O13, TiO2, TiS2 and the like.
Examples of the organic compound include a conductive polymer such as polyaniline. Further, the above-mentioned various active materials may be mixed and used regardless of an inorganic compound or an organic compound.

【0027】さらに、負極材料たる化合物としては、A
l、Si、Pb、Sn、Zn、Cd等とリチウムとの合
金、LiFe2O3、WO2、MoO2等の遷移金属酸
化物、グラファイト、カーボン等の炭素質材料、Li5
(Li3N)等の窒化リチウム、もしくは金属リチウム
箔、又はこれらの混合物を用いてもよい。
Further, as a compound as a negative electrode material, A
Alloys of lithium with l, Si, Pb, Sn, Zn, Cd, etc., transition metal oxides such as LiFe2O3, WO2, MoO2, carbonaceous materials such as graphite, carbon, Li5
Lithium nitride such as (Li3N) or metallic lithium foil, or a mixture thereof may be used.

【0028】[0028]

【実施例】次に、本発明を好適な実施例にもとづき説明
する。
Next, the present invention will be described based on preferred embodiments.

【0029】[実施例1]本発明になる非水電解質二次
電池は、正極板と隔離体と負極板とからなる長円形巻回
型発電要素が非水系の電解液(図示省略)とともに金属
ラミネート樹脂フィルムを熱溶着してなる袋状単電池ケ
ースに収納されたものであり、その外観を図1に示す。
Example 1 In a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, an elliptical wound-type power generating element composed of a positive electrode plate, a separator and a negative electrode plate is made of metal together with a non-aqueous electrolyte (not shown). It is housed in a bag-shaped unit cell case formed by heat-sealing a laminated resin film, and its appearance is shown in FIG.

【0030】正極活物質にはリチウムコバルト複合酸化
物を用いた。正極板は集電体に上記のリチウムコバルト
複合酸化物が活物質として保持したものである。集電体
は20μmのアルミ箔を用いた。正極板は、結着剤である
ポリフッ化ビニリデン7部と導電剤であるアセチレンブ
ラック4部とを活物質89部とともに混合し、適宜N−
メチルピロリドンを加えてペースト状に調製した後、合
剤をその集電体材料の両面に塗布、乾燥することによっ
て製作した。
A lithium cobalt composite oxide was used as a positive electrode active material. The positive electrode plate is obtained by holding the above-mentioned lithium cobalt composite oxide as an active material on a current collector. A 20 μm aluminum foil was used as the current collector. For the positive electrode plate, 7 parts of polyvinylidene fluoride as a binder and 4 parts of acetylene black as a conductive agent were mixed together with 89 parts of an active material, and N-
Methylpyrrolidone was added to prepare a paste, and then the mixture was applied to both sides of the current collector material and dried.

【0031】負極板は、集電体の両面に、ホスト物質と
してのグラファイト(黒鉛)91部と結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデン9部とを混合し、適宜N−メチルピ
ロリドンを加えてペースト状に調製したものを塗布、乾
燥することによって製作した。負極板の集電体は、厚さ
14μmの銅箔を用いた。
The negative electrode plate is prepared by mixing 91 parts of graphite (graphite) as a host substance and 9 parts of polyvinylidene fluoride as a binder on both sides of a current collector, and adding N-methylpyrrolidone as appropriate to form a paste. Was prepared by coating and drying. A 14 μm thick copper foil was used as the current collector of the negative electrode plate.

【0032】隔離体はポリエチレン微多孔膜とし、ま
た、電解液は、LiPF6を1mol/l含むエチレン
カーボネート:ジエチルカーボネート=4:6(体積
比)の混合液とした。
The separator was a microporous polyethylene membrane, and the electrolyte was a mixed solution of ethylene carbonate: diethyl carbonate = 4: 6 (volume ratio) containing 1 mol / l of LiPF6.

【0033】極板の寸法は、正極板が厚さ204μm、
幅49mm、セパレータが厚さ25μm、幅53mm、
負極板が厚さ204μm、幅51mmであり、正極板及
び負極板にそれぞれリード端子を溶接し、順に重ね合わ
せてポリエチレンの長方形状の巻芯を中心として、長辺
が発電要素の巻回中心軸と平行になるよう、その周囲に
長円渦状に巻回して、60×35×3.5mmの大きさ
の発電要素とした。
The dimensions of the electrode plate are such that the positive electrode plate has a thickness of 204 μm,
Width 49mm, separator thickness 25μm, width 53mm,
The negative electrode plate has a thickness of 204 μm and a width of 51 mm, and the lead terminals are welded to the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively, and superimposed in order. Was wound in an elliptical shape around the periphery of the power generation element so as to be in parallel with the above, thereby forming a power generation element having a size of 60 × 35 × 3.5 mm.

【0034】そして、電極の絶縁部分をポリプロピレン
からなる巻き止め用テープ(ここでは接着剤が片面に塗
布されている)で電極幅(発電要素の巻回中心軸と平行
な発電要素の長さ)に相当する長さを、巻回中心軸と平
行な発電要素側壁部分に貼り付け、発電要素を巻き止め
固定した。
Then, the insulating portion of the electrode is covered with an electrode width (length of the power generation element parallel to the winding center axis of the power generation element) by a tape for stopping winding made of polypropylene (here, an adhesive is applied on one side). Was attached to the side wall of the power generation element parallel to the winding center axis, and the power generation element was stopped and fixed.

【0035】これを金属ラミネート樹脂フィルムケース
に、長円形巻回型発電要素はその巻回中心軸が袋状金属
ラミネート樹脂フィルムケースの開口面に垂直となるよ
うに収納し、リード端子を固定して密封し、電解液を、
各電極と隔離体が十分湿潤し、発電要素外にフリーな電
解液が存在しない量を真空注液した。
This is accommodated in a metal-laminated resin film case, and the elliptical wound-type power generating element is housed so that the winding center axis is perpendicular to the opening surface of the bag-shaped metal-laminated resin film case, and the lead terminals are fixed. And seal the electrolyte.
Each electrode and the separator were sufficiently wetted, and vacuum injection was performed in such an amount that no free electrolyte solution was present outside the power generating element.

【0036】図3は、図2に示した電池の、リード端子
取り出し部分の拡大断面(図2のA−A′断面)を示し
たものである。図3において、6は最外層の表面保護用
である12μmのPETフィルム、7はバリア層として
9μmのアルミニウム箔、8は熱溶着層として100μ
mの酸変性低密度ポリエチレン層である。気密封口用の
袋状単電池ケースとしての金属ラミネート樹脂フィルム
ケースは6と7と8とからなり、最外層の表面保護用P
ETフィルム6とバリア層としてのアルミニウム箔7は
ウレタン系接着剤で接着している。また、正極リード端
子4および負極リード端子5は、厚み50〜100μm
の銅、アルミニウム、ニッケルなどの金属導体である。
FIG. 3 shows an enlarged cross section (cross section AA 'in FIG. 2) of the lead terminal take-out portion of the battery shown in FIG. In FIG. 3, 6 is a 12 μm PET film for protecting the surface of the outermost layer, 7 is a 9 μm aluminum foil as a barrier layer, and 8 is 100 μm as a heat welding layer.
m is an acid-modified low-density polyethylene layer. A metal laminated resin film case as a bag-shaped unit cell case for an airtight opening is composed of 6, 7, and 8, and a P for protecting the surface of the outermost layer.
The ET film 6 and the aluminum foil 7 as a barrier layer are bonded with a urethane-based adhesive. The positive lead terminal 4 and the negative lead terminal 5 have a thickness of 50 to 100 μm.
Metal conductors such as copper, aluminum and nickel.

【0037】最後に、密封溶着を行って、公称容量50
0mAhの単電池を試作した。
Finally, sealing welding is performed to obtain a nominal capacity of 50 mm.
A 0 mAh unit cell was prototyped.

【0038】[実施例2]本実施例の、長円形巻回型発
電要素を巻回中心軸に垂直な断面を図1に示す。長円形
発電要素の最外周部にあたる極板である負極板におい
て、正極と対向していない最外周部に合剤層が保持され
ていないことを示す。本発明の負極板を用いて上記のよ
うな公称容量500mAhのラミネート単電池を50個試
作した。このとき50個の電池厚みの平均とエネルギー
密度を表1に示す。
[Embodiment 2] FIG. 1 shows a cross section perpendicular to a winding center axis of an elliptical winding type power generating element of this embodiment. In the negative electrode plate, which is the electrode plate corresponding to the outermost periphery of the elliptical power generating element, the mixture layer is not held at the outermost periphery not facing the positive electrode. Using the negative electrode plate of the present invention, fifty laminated cells having a nominal capacity of 500 mAh as described above were prototyped. Table 1 shows the average of the thicknesses of the 50 batteries and the energy densities at this time.

【0039】[比較例1]正極と対向していない最外周
部にも合剤が保持されている負極板を用いて公称容量5
00mAhのラミネート単電池を50個試作した。このと
きの電池厚みとエネルギー密度を表1に示す。
Comparative Example 1 A negative electrode having a nominal capacity of 5 was prepared by using a negative electrode plate in which the mixture was also held at the outermost peripheral portion not facing the positive electrode.
Fifty laminated cells of 00 mAh were prototyped. Table 1 shows the battery thickness and the energy density at this time.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】表1に示すように、比較例1の電池に比べ
て、本発明の電池は、最外周部の負極活物質の合剤層に
相当する分だけ電池厚みを薄くすることができるため、
一層の高エネルギー密度化が可能になる。
As shown in Table 1, as compared with the battery of Comparative Example 1, the battery of the present invention can be made thinner by the amount corresponding to the mixture layer of the negative electrode active material at the outermost periphery. ,
Further higher energy density is possible.

【0042】次に、500mAhのラミネート単電池の
比較例1と実施例1について、温度25℃で電流500
mAで電圧10Vまで充電することにより、過充電状態
での電池の安全性について試験を行った結果を表2に示
す。
Next, in Comparative Example 1 and Example 1 of a 500 mAh laminated single cell, a current of 500 mAh was applied at 25 ° C.
Table 2 shows the results of tests performed on the safety of the battery in an overcharged state by charging the battery to a voltage of 10 V at mA.

【0043】また、電流500mA/電圧10Vの条件
で3時間定電流/定電圧充電を行った後、内部短絡を模
擬するためにφ1mmの針を電池に刺した場合の安全性
について試験をおこなった結果を表2に示す。なお、表
中の数字は破裂、発火に至った確率である。
After performing constant current / constant voltage charging for 3 hours under the conditions of a current of 500 mA and a voltage of 10 V, a test was performed for safety when a 1 mm needle was inserted into the battery to simulate an internal short circuit. Table 2 shows the results. Note that the numbers in the table are the probabilities of bursting and firing.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】表2から明らかなように、比較例1は、破
裂、発火を伴うような危険な状態に陥ったのに対し、実
施例1では、破裂、発火を引き起こすことなく、非常に
安全な結果が得られた。また、過充電試験を行った際の
電池表面温度も比較例では、最高500℃以上まで上が
った電池があったのに対し、実施例では、最高で120
℃にまで電池表面温度を押さえることができた。
As is clear from Table 2, Comparative Example 1 fell into a dangerous state involving rupture and ignition, whereas Example 1 did not cause rupture or ignition and was very safe. The result was obtained. In addition, in the comparative example, the surface temperature of the battery at the time of performing the overcharge test was higher than 500 ° C. in some of the batteries.
The temperature of the battery surface could be suppressed down to ℃.

【0046】[0046]

【発明の効果】非水電解質二次電池は、過充電や内部短
絡といった異常状態になると、電池内部で生じる発熱の
ため異常な温度上昇が起こり、熱逸走を引き起こして破
裂、発火に至る。しかし、本発明になる非水電解質二次
電池は、長円形発電要素の最外周部にあたる極板で、隔
離体を挟んで対向する対極板に面していない電極面に合
剤層が保持していないために、放熱性に優れ、熱逸走を
抑えることができたと考えられる。以上の結果より、正
極リード端子と負極リード端子をともに発電要素の中心
部の正極板および負極板に取り付けた発電要素を用いる
ことにより、発熱を伴うような異常状態においても安全
な電池を供給することができる。
According to the present invention, when the non-aqueous electrolyte secondary battery is in an abnormal state such as overcharge or internal short-circuit, an abnormal temperature rise occurs due to heat generated inside the battery, causing thermal runaway, resulting in rupture or ignition. However, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has an electrode plate corresponding to the outermost peripheral portion of an oblong power generating element, and a mixture layer is held on an electrode surface that does not face a counter electrode plate facing the separator. It is considered that the heat dissipation was excellent and the heat escape was suppressed. From the above results, by using a power generating element in which both the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal are attached to the positive electrode plate and the negative electrode plate in the center of the power generating element, a safe battery can be supplied even in an abnormal state involving heat generation. be able to.

【0047】また本発明によれば、電池厚みを薄くする
ことができ、エネルギー密度が高く、さらに安全性に優
れた非水電解質電池を提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery having a reduced battery thickness, a high energy density, and excellent safety.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】長円形巻回型発電要素の巻回中心軸に垂直な断
面図。
FIG. 1 is a sectional view perpendicular to a winding center axis of an elliptical winding type power generating element.

【図2】非水電解質二次電池の外観図。FIG. 2 is an external view of a nonaqueous electrolyte secondary battery.

【図3】本発明になる非水電解質二次電池の、リード端
子取り出し部分の拡大断面図(図1のA−A′断面)。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view (AA ′ cross section of FIG. 1) of a lead terminal take-out portion of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 袋状単電池ケース 2 発電要素 3 発電要素の巻回中心軸 4 正極リード端子 5 負極リード端子 6 PETフィルム 7 アルミニウム箔 8 酸変性低密度ポリエチレン層 9 正極合剤層 10 正極基材 11 負極合剤層 12 負極基材 13 セパレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bag-shaped unit cell case 2 Power generation element 3 Center axis of winding of power generation element 4 Positive electrode lead terminal 5 Negative electrode lead terminal 6 PET film 7 Aluminum foil 8 Acid-modified low density polyethylene layer 9 Positive electrode mixture layer 10 Positive electrode substrate 11 Negative electrode Agent layer 12 Negative electrode substrate 13 Separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 哲也 京都府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 (72)発明者 北野 真也 京都府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 (72)発明者 湯本 博幸 京都府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 (72)発明者 岡田 幹雄 京都府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 AA13 CC02 CC06 CC10 DD13 EE04 FF02 GG09 HH13 JJ25 5H014 AA04 CC01 EE01 EE05 EE08 EE10 5H029 AJ12 AK02 AK03 AK05 AK16 AL02 AL03 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AM03 AM04 AM07 BJ01 BJ14 DJ02 DJ07 EJ01 EJ11 HJ12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuya Murai 1st institution, Nishinosho Nishinosho-machi, Minami-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture Inside of Nippon Battery Co., Ltd. (72) Inventor Shinya Kitano, Kichijoin-nishi, Minami-ku, Kyoto, Kyoto No. 1 Inohomaba-cho, No. 1, Japan Battery Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Yumoto No. 1 Nishinosho Inomaba-cho, Kisho-in, Minami-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture, Japan No. 1, Japan Battery Co., Ltd. (72) Mikio Okada, Kyoto Prefecture 1F, Nippon Battery Co., Ltd. F-term (reference) No. 1 Nishinosho Nishinobaba-cho, Minami-ku, Kyoto AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AM03 AM04 AM07 BJ01 BJ14 DJ02 DJ07 EJ01 EJ11 HJ12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極板と隔離体と負極板とを有する長円
形巻回型発電要素を袋状単電池ケースに収納した非水電
解質二次電池において、前記長円形発電要素の最外周部
にあたる極板で、隔離体を挟んで対向する対極板に面し
ていない電極面に合剤層を保持していないことを特徴と
する非水電解質二次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery in which an oval wound type power generating element having a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate is housed in a bag-shaped unit cell case, corresponds to the outermost peripheral portion of the oval power generating element. A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the electrode layer does not hold a mixture layer on an electrode surface that does not face a counter electrode plate opposed to the electrode plate with a separator interposed therebetween.
【請求項2】 長円形発電要素の最外周部にあたる極板
が負極板であることを特徴とする、請求項1記載の非水
電解質二次電池。
2. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the electrode plate corresponding to the outermost periphery of the elliptical power generating element is a negative electrode plate.
【請求項3】 袋状単電池ケースが気密構造を有し、長
円形巻回型発電要素がその巻回中心軸が袋状単電池ケー
スの開口面に垂直方向であるように収納されていること
を特徴とする、請求項1または2記載の非水電解質二次
電池。
3. A bag-shaped unit cell case has an airtight structure, and an oval wound type power generating element is housed such that its winding center axis is perpendicular to an opening surface of the bag-shaped unit cell case. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein:
【請求項4】 袋状単電池ケースの材質が金属ラミネー
ト樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項1〜3
記載の非水電解質電池。
4. The material of the bag-shaped unit cell case is a metal laminated resin film.
The nonaqueous electrolyte battery according to any one of the preceding claims.
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