JP2000306572A - 非水電解液二次電池及びその製造方法 - Google Patents

非水電解液二次電池及びその製造方法

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JP2000306572A
JP2000306572A JP11112590A JP11259099A JP2000306572A JP 2000306572 A JP2000306572 A JP 2000306572A JP 11112590 A JP11112590 A JP 11112590A JP 11259099 A JP11259099 A JP 11259099A JP 2000306572 A JP2000306572 A JP 2000306572A
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electrode plate
aqueous electrolyte
electrolyte secondary
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Takayuki Inoi
隆之 猪井
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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正極活物質および負極活物質が塗布されない
未塗布部の幅を狭くし、エネルギー密度を高く保持した
まま、電極板と電極端子の接続強度を高く確保する。 【解決手段】 正極電極301と負極電極303との間
を絶縁してこれらを巻回した巻回体300をケースに挿
入し、該ケースに非水電解液を注入して密封した非水電
解液二次電池であって、正極電極301と負極電極30
3の電極端子305a,305bを別個の電極板102
の側縁にそれぞれ接合し、かつ、電極端子305a,3
05bと電極板102との接合部Cを電極端子の幅寸法
以上に電極板102の巻回方向に拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池に関し、特に大容量で、ハイパワーの出力を実現する
ための構造および製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、地球温暖化の環境問題やエネルギ
ー問題から、石油エネルギーに変わるクリーンエネルギ
ー源として二次電池が注目されており、電動自転車やハ
イブリッド型電気自動車(HEV)というシステムに利
用され、脚光を浴びている。
【0003】特に、エネルギー密度に優れ、軽量化が図
れるリチウムイオン二次電池が注目されている。
【0004】リチウムイオン二次電池は、箔状の電極板
に正極活物質および負極活物質を塗布して、正極電極お
よび負極電極を形成し、これらをセパレーターを介して
巻回し、カンケースに挿入して非水電解液を注液した
後、密封して形成される。
【0005】ところで、上述した電動自転車やHEVと
いう動力系に二次電池を用いる場合、高率での出力特性
が必要となるが、非水電解液はインピーダンス的に高い
ことから、正極電極と負極電極との対向面積を大きくす
る必要があり、結果として箔状の電極板を長くする必要
がある。
【0006】このため、高率での出力特性を得るために
は、電極板に複数の電極端子を取り付ける必要がある。
【0007】このような複数の電極端子を電極板に形成
する構成としては図4に示すように、電極板102の全
面に正極活物質層103(負極活物質層)が間欠的に塗
布し、その未塗布部401に電極端子402が接続され
た構造になっている。
【0008】図4に示す構成の場合、複数の電極端子4
02を接続するために、未塗布部401を正極活物質層
103内に複数設けることになり、この結果、電極板1
02上での正極活物質層103の占める割合が減少し、
これによりエネルギー密度が低減するという問題があ
る。
【0009】この問題を改善するものとして、特開平0
9−306470号公報に開示された技術がある。
【0010】特開平09−306470号公報に開示さ
れた技術では図5(a),(b)に示すように、電極板
102の一側端に帯状の未塗布部501,503を残し
て、電極板102に帯状の正極活物質(負極活物質)を
塗布して正極活物質層(負極活物質)103が形成さ
れ、その未塗布部501,503に複数の電極端子50
2,504が設けられるようになっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図5に示す構成の場
合、帯状未塗布部501,503の幅によって、正極活
物質層(負極活物質層)103の面積が決まってしま
い、エネルギー密度が規定されることになる。
【0012】電極板102と電極端子502,504と
の接合強度の面から見た場合、接合面積はできるだけ広
くする必要があり、また、複数の電極端子502,50
4を引き回して接続する観点から見た場合、電極端子5
02,504の幅はできるだけ狭い方が良いことにな
る。
【0013】これらの観点と上述した未塗布部501,
503の幅(最終的には、エネルギー密度に帰結する)
との関係をみると、図5(a)に示すように、電極端子
の引き回しから幅の狭い電極端子502を用いた場合、
電極板102と電極端子502との接合強度を確保する
ために、未塗布部501の幅を広げなければならず、エ
ネルギー密度が減少するという問題がある。
【0014】逆に、エネルギー密度を高く保持するため
に、図5(b)に示すように、未塗布部503の幅を狭
くした場合には、電極板102と電極端子504との接
合強度を高く保持するために、電極端子504の幅を広
くする必要があり、複数の電極端子の引き回し上に問題
がある。
【0015】本発明の目的は、正極活物質および負極活
物質が塗布されない未塗布部の幅を狭くし、エネルギー
密度を高く保持したまま、電極板と電極端子の接続強度
を高く確保した非水電解液二次電池及びその製造方法を
提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る非水電解液二次電池は、正極電極と負
極電極との間を絶縁してこれらを巻回した巻回体をケー
スに挿入し、該ケースに非水電解液を注入して密封した
非水電解液二次電池であって、前記正極電極と負極電極
の電極端子を別個の電極板の側縁にそれぞれ接合し、か
つ、前記電極端子と前記電極板との接合部を前記電極端
子の幅寸法以上に電極板の巻回方向に拡大したものであ
る。
【0017】また短冊状の電極端子を用い、該短冊状電
極端子の一端部を折り曲げて前記電極板の側縁に該電極
板の巻回方向に沿って接合したものである。
【0018】また幅広状の電極端子の一端部を前記電極
板の側縁に接合し、前記電極板から突き出た該電極端子
の幅を狭めて短冊状に成形したものである。
【0019】また本発明に係る非水電解液二次電池の製
造方法は、正極電極と負極電極との間を絶縁してこれら
を巻回した巻回体をケースに挿入し、該ケースに非水電
解液を注入して密封した非水電解液二次電池の製造方法
であって、前記正極電極と負極電極をなす電極端子の一
端部を折り曲げて電極板の側縁に該電極板の巻回方向に
沿って接合するものである。
【0020】また本発明に係る非水電解液二次電池の製
造方法は、正極電極と負極電極との間を絶縁してこれら
を巻回した巻回体をケースに挿入し、該ケースに非水電
解液を注入して密封した非水電解液二次電池の製造方法
であって、前記正極電極と負極電極をなす幅広状の電極
端子の一端部を電極板の側縁に接合し、前記電極板から
突き出た該電極端子の幅を狭めて短冊状に成形するもの
である。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
【0022】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係る非水電解液二次電池の製造方法を製造工程順に
示す断面図、図3は、本発明の実施形態に係る非水電解
液二次電池を示す斜視図である。
【0023】本発明に係る非水電解液二次電池は、正極
電極301と負極電極303との間を絶縁してこれらを
巻回した巻回体300を図示しないケースに挿入し、該
ケースに図示しない非水電解液を注入して密封した非水
電解液二次電池を対象とするものであり、正極電極30
1と負極電極303の電極端子305a,305bを電
極板102の側縁に接合し、電極端子305a,305
bと電極板102との接合部Cを電極端子305a,3
05bの幅305cの寸法以上に電極板102の巻回方
向に拡大したことを基本的構成とするものである。
【0024】次に本発明の具体例を実施形態1として説
明する。
【0025】図3に示すように本発明の実施形態1に係
る非水電解液二次電池は、正極電極301と負極電極3
03との間を絶縁してこれらを巻回した巻回体300を
図示しないケースに挿入し、該ケースに図示しない非水
電解液を注入して密封した非水電解液二次電池を対象と
するものである。
【0026】図3に示す巻回体300は、正極用電極端
子305aを接続した正極電極301と負極用電極端子
305bを接続した負極電極303とをセパレータ30
2を介して、コア306の回りに巻回した構成のもので
ある。
【0027】正極電極301は、例えば厚さ20μmの
アルミ箔からなる電極板102の片面または両面に、結
着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いて、リチウムマ
ンガン複合酸化物(LiMn24)を正極活物質、アセ
チレンブラックを導電性付与剤として混合したものを塗
布して帯状の正極活性物質層103aを形成し、かつ電
極板102の一側端に帯状の未塗布部104を形成して
いる。また正極活性物質層103aの塗布厚は、例えば
アルミ箔を含めて185μmであって、その塗布幅は1
35mmとなるようにしている。
【0028】一方、負極電極303は、例えば厚さ15
μmの銅箔からなる電極板102の片面または両面に、
結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いて、メソカー
ボンマイクロビーズ(以下、MCMBという)を負極活
物質、アセチレンブラックを導電性付与剤として混合し
たものを塗布して帯状の負極活性物質層103bを形成
し、かつ電極板102の一側端に帯状の未塗布部104
を形成している。また負極活性物質層103bの塗布厚
は、例えば銅箔を含めて175μmであって、その塗布
幅は140mmとなるようにしている。
【0029】セパレータ302は、ポリプロピレン製微
多孔膜により形成され、その厚みが25μmのものを用
いている。
【0030】以上の寸法及び帯状の正負極活性物質層1
03a,103bの材料は一例であって、これらのもの
に限定されるものではない。
【0031】さらに図1に示すように本発明の実施形態
1に係る非水電解液二次電池は、短冊状の電極端子30
5a,305bを用い、この短冊状電極端子305a,
305bの一端部を折り曲げて電極板102の側縁に電
極板102の巻回方向に沿って接合したものである。
【0032】本発明の実施形態1によれば、正極電極3
01と負極電極303の電極端子305a,305bを
電極板102の側縁に接合した際に、電極端子305
a,305bと電極板102との接合部Cを電極端子3
05a,305bの幅305cの寸法以上に電極板10
2の巻回方向に拡大することとなり、正極活物質層10
3a及び負極活物質層103bを塗布しない電極板10
2の未塗布部104の幅を広げることなく、電極板10
2と電極端子305a,305bの接続面積を広くする
ことができ、エネルギー密度を高く保持したまま、電極
板102と電極端子305a,305bとの接続強度を
高く確保できる。
【0033】また、電極端子305a,305bの幅を
広げる必要がないため、複数の電極端子305a,30
5bの引き回しが容易となる。
【0034】次に、本発明の実施形態1に係る非水電解
液二次電池の製造方法を図1に基づいて製造工程順に説
明する。
【0035】まず、図1(a)に示すように、アルミ箔
からなる電極板102の表面に、幅方向の端部の領域を
帯状に除いて、リチウムマンガン複合酸化物、導電性付
与剤および結着剤からなる正極活物質層103を塗布形
成するとともに、電極板102の幅方向端部の領域に帯
状の未塗布部104,105を形成する。帯状未塗布部
104,105の幅は、例えば5mmとしている。
【0036】引き続いて図1(b)に示すように、電極
板102をA−A’線に示す破線の部分で切断すること
により、一方の未塗布部105を除去する。
【0037】次に図1(c)に示すように、電極板10
2の帯状未塗布部104に、複数の正極用電極端子30
5aを帯状未塗布部104に沿う方向(図1では、左右
方向)に挿入して、正極用電極端子305aの一端部を
超音波溶接により電極板102に接続し、電極端子30
5aと電極板102との接合部Cを電極端子305aの
幅305cの寸法以上に電極板102の巻回方向(図1
では、左右方向)に拡大する。
【0038】引き続いて図1(c)に示すように、電極
板1に接合した電極端子305aの接合部Cの端部を斜
めの折曲げ線106に沿ってB方向に折り曲げ、電極端
子305aの他端側を点線のように電極板102の幅方
向に突き出させる。
【0039】以上の工程を経て、図1(d)に示すよう
に、電極端子305aと電極板102との接合部Cは、
電極端子305aの幅305cの寸法以上に電極板10
2の巻回方向に拡大し、L字形の正極用電極端子305
aとして形成する。
【0040】正極用電極端子305aの幅は、例えば
4.5mmのものを用い、接合部Cの超音波溶接による
接合長さは、9mmとしている。
【0041】上述したものと同じような接合面積を図5
(a)で示した従来の形態で確保する場合には、正極電
極端子502の幅を引き回し性を考慮して、本発明と同
じように4.5mmにすると、帯状未塗布部501の幅
を9mmと広げなければならず、エネルギー容量がその
分だけ減少する。
【0042】また、図5(b)で示した従来の形態にお
いて、本発明と同じような接合面積を確保する場合、帯
状未塗布部503の幅を本発明と同様の5mmにする
と、正極用電極端子504は幅が9mmとなってしまう
ため、複数の正極用電極端子を接続し、引き回すのは困
難となる。
【0043】負極電極303についても、MCMB、導
電性付与剤および結着剤からなる負極活物質層103b
を用いて、正極電極301と同様の方法で製造する。
【0044】そして、以上のようにして形成された正極
電極301及び負極電極303をポリプロピレン製微多
孔膜からなるセパレータ302を介して重ね合わせ、こ
れらをポリカーボネート製のコア306を中心にして巻
回することにより、巻回体300を形成する。
【0045】その巻回体300の終端部をテープで固定
した後、これを電池ケースに挿入して、負極用電極端子
305bおよび正極用電極端子305aを電池ケース内
の所定の位置に接続し、電解液(例えば、エチレンカー
ボネート/ジエチレンカーボネート=3/7の混合溶液
に、支持塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF
6)を添加したもの)を電池ケースに注液し、電池ケー
スを封口して、非水電解液二次電池を形成する。電池ケ
ースは、例えば直径26mm、長さ150mmの筒状の
形状に成形してある。
【0046】(実施形態2)図2は、本発明の実施形態
2に係る非水電解液二次電池の製造方法を製造工程順に
示す断面図である。
【0047】本発明の実施形態2は、実施形態1と異な
るのは、負極用電極端子305b及び正極用電極端子3
05aの形状が異なっている。
【0048】すなわち本発明の実施形態2では、幅広状
の電極端子305a,305bの一端部を電極板102
の側縁に接合し、電極板102から突き出た電極端子3
05a,305bの幅305dを狭めて短冊状に成形し
たものである。
【0049】次に、本発明の実施形態2に係る非水電解
液二次電池の製造方法を図2に基づいて製造工程順に説
明する。
【0050】図2(a)に示すように、電極板102の
帯状未塗布部104に、広い幅305dをもつ正極用電
極端子305aを幅方向に挿入して、正極用電極端子3
05aの一端部を超音波溶接により電極板102に接合
し、電極端子305aと電極板102との接合部Cを電
極端子305aの幅広寸法305dの範囲で電極板10
2の巻回方向(図2では、左右方向)に拡大する。
【0051】次に図2(a)に示すように、電極板10
2から突き出た電極端子305a,305bの幅305
dを破線で示す部分で狭めて、図2(b)に示すように
短冊状に成形する。
【0052】以上の加工過程を経て図2(b)に示すよ
うなT字形の正極用電極端子305aを形成する。短冊
状の正極用電極端子305aは、例えば幅9mmのもの
を切断して幅4.5mmに狭め、電極端子305aと電
極板102との接合部Cは、超音波溶接による長さを9
mmに拡大している。
【0053】また負極用電極端子305bに接続した負
極電極303も同様に製造する。これらの正極電極30
1及び負極電極303を用いて非水電解液二次電池を完
成させる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、短
冊状の電極端子を用いても電極端子と電極板との接合部
を拡大することができ、正極電極及び負極電極の正極活
物質沿う及び負極活物質層の塗布面積を拡大して、エネ
ルギー密度を高く保持することができる。
【0055】さらに電極板と電極端子との接続面積を広
く確保できるため、接続強度を高く確保することができ
る。
【0056】また、電極端子の幅を広げる必要がないた
め、複数の電極端子の引き回しが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る非水電解液二次電池
の製造方法を製造工程順に示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態2に係る非水電解液二次電池
の製造方法を製造工程順に示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る非水電解液二次電池を
示す斜視図である。
【図4】従来例に係る非水電解液二次電池の電極を示す
平面図である。
【図5】従来例に係る非水電解液二次電池の製造方法を
示す断面図である。
【符号の説明】
102 電極板 103 正極活物質層 104、105 帯状未塗布部 300 巻回体 301 正極電極 302 セパレータ 303 負極電極 305a 正極用電極端子 305b 負極用電極端子 306 コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H014 AA04 BB05 BB08 HH06 5H022 AA09 AA18 BB02 BB11 CC12 CC19 CC22 5H028 AA05 BB05 BB07 CC05 HH05 5H029 AJ11 AK03 AL08 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ05 DJ07 HJ04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極電極と負極電極との間を絶縁してこ
    れらを巻回した巻回体をケースに挿入し、該ケースに非
    水電解液を注入して密封した非水電解液二次電池であっ
    て、 前記正極電極と負極電極の電極端子を別個の電極板の側
    縁にそれぞれ接合し、かつ、前記電極端子と前記電極板
    との接合部を前記電極端子の幅寸法以上に電極板の巻回
    方向に拡大したことを特徴とする非水電解液二次電池。
  2. 【請求項2】 短冊状の電極端子を用い、該短冊状電極
    端子の一端部を折り曲げて前記電極板の側縁に該電極板
    の巻回方向に沿って接合したことを特徴とする請求項1
    に記載の非水電解液二次電池。
  3. 【請求項3】 幅広状の電極端子の一端部を前記電極板
    の側縁に接合し、前記電極板から突き出た該電極端子の
    幅を狭めて短冊状に成形したことを特徴とする請求項1
    に記載の非水電解液二次電池。
  4. 【請求項4】 正極電極と負極電極との間を絶縁してこ
    れらを巻回した巻回体をケースに挿入し、該ケースに非
    水電解液を注入して密封した非水電解液二次電池の製造
    方法であって、 前記正極電極と負極電極をなす電極端子の一端部を折り
    曲げて電極板の側縁に該電極板の巻回方向に沿って接合
    することを特徴とする非水電解液二次電池の製造方法。
  5. 【請求項5】 正極電極と負極電極との間を絶縁してこ
    れらを巻回した巻回体をケースに挿入し、該ケースに非
    水電解液を注入して密封した非水電解液二次電池の製造
    方法であって、 前記正極電極と負極電極をなす幅広状の電極端子の一端
    部を電極板の側縁に接合し、前記電極板から突き出た該
    電極端子の幅を狭めて短冊状に成形することを特徴とす
    る非水電解液二次電池の製造方法。
JP11112590A 1999-04-20 1999-04-20 非水電解液二次電池及びその製造方法 Pending JP2000306572A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108054334A (zh) * 2017-10-31 2018-05-18 珠海格力电器股份有限公司 一种电池极耳及电池
JP2020535610A (ja) * 2017-12-01 2020-12-03 寧徳新能源科技有限公司Ningde Amperex Technology Limited 捲回型電池セル

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