JP2001143717A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2001143717A JP2001143717A JP32009999A JP32009999A JP2001143717A JP 2001143717 A JP2001143717 A JP 2001143717A JP 32009999 A JP32009999 A JP 32009999A JP 32009999 A JP32009999 A JP 32009999A JP 2001143717 A JP2001143717 A JP 2001143717A
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- battery
- aqueous electrolyte
- center pin
- positive electrode
- electrolyte battery
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電の繰り返しによる素子の膨張収縮を収
容し、内圧上昇の緩和や集電体から合剤層の剥離を防止
することによってサイクル特性の劣化、特に高温での劣
化を抑止する。 【解決手段】 帯状の正極と負極とセパレータとが積層
された状態で、センターピンを巻回軸として長手方向に
巻回されてなる巻回体と、巻回体を収容する有底筒状の
電池缶と、電池缶内に注入された非水電解液とを備え、
センターピンは、融点が３５０℃以下である材料からな
る。
容し、内圧上昇の緩和や集電体から合剤層の剥離を防止
することによってサイクル特性の劣化、特に高温での劣
化を抑止する。 【解決手段】 帯状の正極と負極とセパレータとが積層
された状態で、センターピンを巻回軸として長手方向に
巻回されてなる巻回体と、巻回体を収容する有底筒状の
電池缶と、電池缶内に注入された非水電解液とを備え、
センターピンは、融点が３５０℃以下である材料からな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液電池に
関し、特に渦巻状の電極素子を備えた非水電解液電池に
関する。
関し、特に渦巻状の電極素子を備えた非水電解液電池に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術の目覚ましい進歩は、電
子小型機器の小型化・軽量化を次々と実現させている。
それに伴い、携帯用電源としての電池の需要も拡大して
いて、ビデオカメラ、ラップトップ型パソコン等に利用
され、生産量も拡大している。
子小型機器の小型化・軽量化を次々と実現させている。
それに伴い、携帯用電源としての電池の需要も拡大して
いて、ビデオカメラ、ラップトップ型パソコン等に利用
され、生産量も拡大している。
【０００３】例えば、リチウムイオン電池では、電極素
子形状を安定化させるため、ステンレス鋼の板を加工し
て製造された、厚さ数百μｍ、直径数ｍｍで中空構造の
センターピンが広く用いられている。
子形状を安定化させるため、ステンレス鋼の板を加工し
て製造された、厚さ数百μｍ、直径数ｍｍで中空構造の
センターピンが広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非水電
解液電池の負極や正極の活物質材料には、電池の充放電
反応に由来する膨張収縮が大きいものも存在する。現在
広く普及しているリチウムイオン電池に共されている電
池構造でセンターピンにステンレス鋼などを材質として
用いる場合に、そのような膨張収縮が大きい活物質を選
択して使用する場合に、その膨張収縮を収容する仕組み
を持たないと、電池の内圧が上昇しやすくなる。集電体
や電極合剤層もしくはその接合界面に不要な応力が発生
して、充放電サイクル中に合剤層が集電体から剥離して
サイクル特性に悪影響を及ぼす場合もある。
解液電池の負極や正極の活物質材料には、電池の充放電
反応に由来する膨張収縮が大きいものも存在する。現在
広く普及しているリチウムイオン電池に共されている電
池構造でセンターピンにステンレス鋼などを材質として
用いる場合に、そのような膨張収縮が大きい活物質を選
択して使用する場合に、その膨張収縮を収容する仕組み
を持たないと、電池の内圧が上昇しやすくなる。集電体
や電極合剤層もしくはその接合界面に不要な応力が発生
して、充放電サイクル中に合剤層が集電体から剥離して
サイクル特性に悪影響を及ぼす場合もある。
【０００５】本発明は、上述したような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、筒状非水電解液電池の構成
部品であるセンターピンとして、特定の材質のものを選
ぶことで、充放電の繰り返しによる素子の膨張収縮を収
容し、内圧上昇の緩和や集電体から合剤層の剥離を防止
することによってサイクル特性の劣化、特に高温での劣
化を抑止することを目的とする。
みて提案されたものであり、筒状非水電解液電池の構成
部品であるセンターピンとして、特定の材質のものを選
ぶことで、充放電の繰り返しによる素子の膨張収縮を収
容し、内圧上昇の緩和や集電体から合剤層の剥離を防止
することによってサイクル特性の劣化、特に高温での劣
化を抑止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
は、帯状の正極と、上記正極と対向して配された帯状の
負極と、上記正極と上記負極との間に配された帯状のセ
パレータとが積層された状態で、センターピンを巻回軸
として長手方向に巻回されてなる巻回体と、上記巻回体
を収容する有底筒状の電池缶と、上記電池缶内に注入さ
れた非水電解液とを備え、上記センターピンは、融点が
３５０℃以下である材料からなることを特徴とする。
は、帯状の正極と、上記正極と対向して配された帯状の
負極と、上記正極と上記負極との間に配された帯状のセ
パレータとが積層された状態で、センターピンを巻回軸
として長手方向に巻回されてなる巻回体と、上記巻回体
を収容する有底筒状の電池缶と、上記電池缶内に注入さ
れた非水電解液とを備え、上記センターピンは、融点が
３５０℃以下である材料からなることを特徴とする。
【０００７】上述したような本発明に係る非水電解液電
池では、融点が３５０℃以下である材料からなるセンタ
ーピンを用いているので、充放電の繰り返しによる素子
の膨張収縮を収容し、内圧上昇の緩和や集電体から合剤
層の剥離が防止される。
池では、融点が３５０℃以下である材料からなるセンタ
ーピンを用いているので、充放電の繰り返しによる素子
の膨張収縮を収容し、内圧上昇の緩和や集電体から合剤
層の剥離が防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は、本発明の非水電解液電池の一構成
例を示す縦断面図である。この非水電解液電池１は、フ
ィルム状の正極２と、フィルム状の負極３とが、セパレ
ータ４を介して密着状態で巻回された巻回体が、絶縁板
６を介して電池缶５の内部に装填され、さらに、電池缶
５の内部に非水電解液が注入されてなる。この電池缶５
は、アスファルトが塗布された絶縁封口ガスケット１１
を介して電池蓋１０とかしめられることにより密閉、固
定されている。
例を示す縦断面図である。この非水電解液電池１は、フ
ィルム状の正極２と、フィルム状の負極３とが、セパレ
ータ４を介して密着状態で巻回された巻回体が、絶縁板
６を介して電池缶５の内部に装填され、さらに、電池缶
５の内部に非水電解液が注入されてなる。この電池缶５
は、アスファルトが塗布された絶縁封口ガスケット１１
を介して電池蓋１０とかしめられることにより密閉、固
定されている。
【００１０】上記正極２は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより
作製される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属
箔が用いられる。
有する正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより
作製される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属
箔が用いられる。
【００１１】正極活物質には、目的とする電池の種類に
応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用い
ることができる。
応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用い
ることができる。
【００１２】例えば、リチウム一次電池を構成する場
合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、ＭｎＯ2、黒鉛、Ｆ
ｅＳ2等を使用することができる。また、リチウム二次
電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、
ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等の金属硫化物あるいは酸
化物を使用することができる。また、ＬｉＭxＯ2（式中
Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態
によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下であ
る。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用するこ
とができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、０＜
ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができ
る。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生で
き、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極
２には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用し
てもよい。
合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、ＭｎＯ2、黒鉛、Ｆ
ｅＳ2等を使用することができる。また、リチウム二次
電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、
ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等の金属硫化物あるいは酸
化物を使用することができる。また、ＬｉＭxＯ2（式中
Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態
によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下であ
る。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用するこ
とができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、０＜
ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができ
る。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生で
き、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極
２には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用し
てもよい。
【００１３】また、上記正極合剤の結着剤としては、通
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知
の添加剤を添加することができる。
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知
の添加剤を添加することができる。
【００１４】この正極２には、例えばアルミニウムから
なる正極リード８の一端が接続され、また、正極リード
８の他端は電流遮断用薄板９を介して電池蓋１０と電気
的に接続されている。この電流遮断用薄板９は、電池内
圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、電
池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解液
電池１の外部正極となる。
なる正極リード８の一端が接続され、また、正極リード
８の他端は電流遮断用薄板９を介して電池蓋１０と電気
的に接続されている。この電流遮断用薄板９は、電池内
圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、電
池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解液
電池１の外部正極となる。
【００１５】負極３は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。
【００１６】リチウム一次電池又はリチウム二次電池を
構成する場合、負極材料としては、リチウム、リチウム
合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使
用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープで
きる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラフ
ァイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具
体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト
類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素
繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上
記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコーク
ス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合
物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な
温度で焼成し炭素化したものを示す。
構成する場合、負極材料としては、リチウム、リチウム
合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使
用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープで
きる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラフ
ァイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具
体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト
類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素
繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上
記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコーク
ス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合
物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な
温度で焼成し炭素化したものを示す。
【００１７】上述した炭素材料のほか、リチウムをドー
プ、脱ドープできる材料として、ポリアセチレン、ポリ
ピロール等の高分子やＳｎＯ2等の酸化物を使用するこ
ともできる。また、リチウム合金として、リチウム−ア
ルミニウム合金等を使用することができる。
プ、脱ドープできる材料として、ポリアセチレン、ポリ
ピロール等の高分子やＳｎＯ2等の酸化物を使用するこ
ともできる。また、リチウム合金として、リチウム−ア
ルミニウム合金等を使用することができる。
【００１８】また、上記負極合剤の結着剤としては、通
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公
知の添加剤等を添加することができる。
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公
知の添加剤等を添加することができる。
【００１９】この負極３には、例えばニッケルからなる
負極リード７の一端が接続され、また、負極リード７の
他端は電池缶５と接続されている。これにより電池缶５
は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の
外部負極となる。
負極リード７の一端が接続され、また、負極リード７の
他端は電池缶５と接続されている。これにより電池缶５
は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の
外部負極となる。
【００２０】非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解し
て調製される。
て調製される。
【００２１】電解質としては、通常、電池電解液に用い
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣ
ｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等の
リチウム塩を挙げることができる。その中でも特にＬｉ
ＰＦ6、ＬｉＢＦ4が酸化安定性の点から望ましい。
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣ
ｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等の
リチウム塩を挙げることができる。その中でも特にＬｉ
ＰＦ6、ＬｉＢＦ4が酸化安定性の点から望ましい。
【００２２】このような電解質は、非水溶媒中に０．１
ｍｏｌ／ｌ〜３．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されている
ことが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／ｌ
〜２．０ｍｏｌ／ｌである。
ｍｏｌ／ｌ〜３．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されている
ことが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／ｌ
〜２．０ｍｏｌ／ｌである。
【００２３】また、非水溶媒としては、従来より非水電
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環
状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等の
カルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン
等のエーテル類等を使用することができる。これらの非
水溶媒は単独で使用してもよく、複数種を混合して使用
してもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、
炭酸エステルを用いることが好ましい。
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環
状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等の
カルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン
等のエーテル類等を使用することができる。これらの非
水溶媒は単独で使用してもよく、複数種を混合して使用
してもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、
炭酸エステルを用いることが好ましい。
【００２４】そして、この非水電解液電池１において
は、図１に示すように、負極リード７及び正極リード８
に接続するセンターピン１２が設けられているととも
に、電池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内
部の気体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温
度上昇を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられてい
る。
は、図１に示すように、負極リード７及び正極リード８
に接続するセンターピン１２が設けられているととも
に、電池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内
部の気体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温
度上昇を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられてい
る。
【００２５】ここで、本発明の非水電解液電池１におい
て、センターピン１２は、融点が３５０℃以下である材
料からなる。センターピン１２を、融点が３５０℃以下
である材料から構成することで、充放電に伴う巻回体の
膨張収縮を収容し、内圧上昇の緩和や電極集電体から電
極活物質層の剥離を防止することができる。その結果、
本発明の非水電解液電池１は、高温サイクル特性に優れ
たものとなる。
て、センターピン１２は、融点が３５０℃以下である材
料からなる。センターピン１２を、融点が３５０℃以下
である材料から構成することで、充放電に伴う巻回体の
膨張収縮を収容し、内圧上昇の緩和や電極集電体から電
極活物質層の剥離を防止することができる。その結果、
本発明の非水電解液電池１は、高温サイクル特性に優れ
たものとなる。
【００２６】融点が３５０℃以下である材料としては、
例えば周期律表中でＩＢ族、IIＢ族、IIIＢ族、IVＢ族
又はＶＢ族の元素のうち、いずれか１種又は２種以上を
合計して３０％以上含む合金又は金属が挙げられる。上
記ＩＢ族、IIＢ族、IIIＢ族、IVＢ族又はＶＢ族の元素
としては、例えば鉛、亜鉛、ビスマス、銅、銀、ガリウ
ム等を用いることができる。金属又は合金の場合、例え
ばＪＩＳ−Ｈ−４３４１に規定されているはんだ材料を
用いることもできる。
例えば周期律表中でＩＢ族、IIＢ族、IIIＢ族、IVＢ族
又はＶＢ族の元素のうち、いずれか１種又は２種以上を
合計して３０％以上含む合金又は金属が挙げられる。上
記ＩＢ族、IIＢ族、IIIＢ族、IVＢ族又はＶＢ族の元素
としては、例えば鉛、亜鉛、ビスマス、銅、銀、ガリウ
ム等を用いることができる。金属又は合金の場合、例え
ばＪＩＳ−Ｈ−４３４１に規定されているはんだ材料を
用いることもできる。
【００２７】それ以外にも、種類は特に問わないが、例
えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等
のポリマーをセンターピン１２の材料として用いること
もできる。
えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等
のポリマーをセンターピン１２の材料として用いること
もできる。
【００２８】さらに、センターピン１２は、降伏強さが
１００Ｎ／ｍｍ2以下であり、縦弾性係数が５ｋＮ／ｍ
ｍ2以下であることが好ましい。センターピン１２の降
伏強さや縦弾性係数を上記の範囲とすることで、充放電
に伴う巻回体の膨張収縮をより効果的に収容することが
できる。その結果、非水電解液電池１の高温サイクル特
性を向上することができる。
１００Ｎ／ｍｍ2以下であり、縦弾性係数が５ｋＮ／ｍ
ｍ2以下であることが好ましい。センターピン１２の降
伏強さや縦弾性係数を上記の範囲とすることで、充放電
に伴う巻回体の膨張収縮をより効果的に収容することが
できる。その結果、非水電解液電池１の高温サイクル特
性を向上することができる。
【００２９】さらに、センターピン１２は、１５０℃以
上の温度条件下で引っぱり強さが１００Ｎ／ｍｍ2以下
に軟化することが好ましい。センターピン１２が上記の
ような物性を有することで、電池内部が高温になったと
きに当該センターピン１２が軟化するので、充放電に伴
う巻回体の膨張収縮をより効果的に収容することができ
る。その結果、非水電解液電池１の高温サイクル特性を
向上することができる。
上の温度条件下で引っぱり強さが１００Ｎ／ｍｍ2以下
に軟化することが好ましい。センターピン１２が上記の
ような物性を有することで、電池内部が高温になったと
きに当該センターピン１２が軟化するので、充放電に伴
う巻回体の膨張収縮をより効果的に収容することができ
る。その結果、非水電解液電池１の高温サイクル特性を
向上することができる。
【００３０】また、このようなセンターピンの形状は、
巻回体の中空部に挿入又はそれを巻芯に用いることがで
きるものであればよく、例えば中空の円筒型、三角柱
型、四角柱型、星形、十字型等、様々な形状にすること
ができる。
巻回体の中空部に挿入又はそれを巻芯に用いることがで
きるものであればよく、例えば中空の円筒型、三角柱
型、四角柱型、星形、十字型等、様々な形状にすること
ができる。
【００３１】上述した実施の形態では、二次電池を例に
挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、一次電池についても適用可能である。
挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、一次電池についても適用可能である。
【００３２】
【実施例】本発明の効果を確認すべく、上述したような
非水電解液電池を作製した。
非水電解液電池を作製した。
【００３３】〈実施例１〉まず、負極を以下のようにし
て作製した。
て作製した。
【００３４】負極活物質としてグラファイトを９０重量
部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部
とを混合して負極合剤を調製した。ここで、上記グラフ
ァイトには、（００２）面の面間隔が０．３３５８ｎｍ
である、ロンザ社製のＫＳ−７５を用いた。
部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部
とを混合して負極合剤を調製した。ここで、上記グラフ
ァイトには、（００２）面の面間隔が０．３３５８ｎｍ
である、ロンザ社製のＫＳ−７５を用いた。
【００３５】次に、負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリ
ドンに分散させてスラリー状とした。そして、このスラ
リーを負極集電体である厚さ１０μｍの帯状の銅箔の両
面に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成した後、
ロールプレス機で圧縮成型し、負極を作製した。
ドンに分散させてスラリー状とした。そして、このスラ
リーを負極集電体である厚さ１０μｍの帯状の銅箔の両
面に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成した後、
ロールプレス機で圧縮成型し、負極を作製した。
【００３６】次に、正極を以下のようにして作製した。
【００３７】まず、炭酸リチウムと炭酸コバルトとを
０．５ｍｏｌ対１ｍｏｌの比率で混合し、空気中９００
℃で５時間焼成して正極活物質となるＬｉＣｏＯ2を得
た。
０．５ｍｏｌ対１ｍｏｌの比率で混合し、空気中９００
℃で５時間焼成して正極活物質となるＬｉＣｏＯ2を得
た。
【００３８】次に、得られたＬｉＣｏＯ2を９１重量部
と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを３重量部とを混合して正極
合剤を調製した。
と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを３重量部とを混合して正極
合剤を調製した。
【００３９】次に、正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドンに分散させてスラリーとした。そして、このスラ
リーを正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔
の両面に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成した
後、ロールプレス機で圧縮成形することにより正極を作
製した。
リドンに分散させてスラリーとした。そして、このスラ
リーを正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔
の両面に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成した
後、ロールプレス機で圧縮成形することにより正極を作
製した。
【００４０】以上のようにして得られる正極と、負極と
を、厚さ２５μｍの微孔性ポリプロピレンフィルムから
なるセパレータを介して密着させ、渦巻型に多数回巻回
することにより巻回体を作製した。ここで、この巻回体
の巻回中心における中空部分の内径は３．６ｍｍであっ
た。
を、厚さ２５μｍの微孔性ポリプロピレンフィルムから
なるセパレータを介して密着させ、渦巻型に多数回巻回
することにより巻回体を作製した。ここで、この巻回体
の巻回中心における中空部分の内径は３．６ｍｍであっ
た。
【００４１】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに巻回体を
収納した。そして負極の集電をとるために、ニッケル製
の負極リードの一端を負極に圧着させ、他端を電池缶に
溶接した。また、正極の集電をとるために、アルミニウ
ム製の正極リードの一端を正極に取り付け、他端を電流
遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に接続した。この電
流遮断用薄板は、電池内圧に応じて電流を遮断するもの
である。
鉄製の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに巻回体を
収納した。そして負極の集電をとるために、ニッケル製
の負極リードの一端を負極に圧着させ、他端を電池缶に
溶接した。また、正極の集電をとるために、アルミニウ
ム製の正極リードの一端を正極に取り付け、他端を電流
遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に接続した。この電
流遮断用薄板は、電池内圧に応じて電流を遮断するもの
である。
【００４２】そして、この電池缶の中に非水電解液を注
入した。この非水電解液は、炭酸エチレンを５０容量％
と、炭酸ジメチルを５０容量％との混合溶媒中に、電解
質ＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させて調
製した。
入した。この非水電解液は、炭酸エチレンを５０容量％
と、炭酸ジメチルを５０容量％との混合溶媒中に、電解
質ＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させて調
製した。
【００４３】次に、外径が３．５ｍｍ、内径が２．５ｍ
ｍ、長さが４０ｍｍの中空円柱状センターピンを巻回体
中心の中空部に挿入した。このセンターピンは、合金組
成が鉛４０％−スズ３０％−ビスマス３０％であるはん
だ合金からなる。このはんだ合金の融点は１３５℃であ
る。
ｍ、長さが４０ｍｍの中空円柱状センターピンを巻回体
中心の中空部に挿入した。このセンターピンは、合金組
成が鉛４０％−スズ３０％−ビスマス３０％であるはん
だ合金からなる。このはんだ合金の融点は１３５℃であ
る。
【００４４】最後に、アスファルトを塗布した絶縁封口
ガスケットを介して電池缶をかしめることにより電池蓋
を固定して、直径が約１８ｍｍ、高さが約６５ｍｍの円
筒型の非水電解液電池を作製した。
ガスケットを介して電池缶をかしめることにより電池蓋
を固定して、直径が約１８ｍｍ、高さが約６５ｍｍの円
筒型の非水電解液電池を作製した。
【００４５】〈実施例２〉センターピンとして、外縁部
における外周円の直径が３．５ｍｍ、厚みが１ｍｍ、長
さが４０ｍｍの中空三角柱状センターピンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。
における外周円の直径が３．５ｍｍ、厚みが１ｍｍ、長
さが４０ｍｍの中空三角柱状センターピンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。
【００４６】なお、本実施例で用いたセンターピンは、
合金組成が鉛４０％−スズ３０％−ビスマス３０％であ
るはんだ合金からなる。このはんだ合金の融点は１３５
℃である。
合金組成が鉛４０％−スズ３０％−ビスマス３０％であ
るはんだ合金からなる。このはんだ合金の融点は１３５
℃である。
【００４７】〈実施例３〉センターピンとして、ポリプ
ロピレンからなる中空円柱状センターピンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。このポリプロピレンの融点は１６５℃である。
ロピレンからなる中空円柱状センターピンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。このポリプロピレンの融点は１６５℃である。
【００４８】〈実施例４〉センターピンとして、ポリ塩
化ビニルからなる中空円柱状センターピンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。このポリ塩化ビニルの軟化点は８０℃である。
化ビニルからなる中空円柱状センターピンを用いたこと
以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。このポリ塩化ビニルの軟化点は８０℃である。
【００４９】〈比較例１〉センターピンとして、ステン
レス鋼からなる中空円柱状センターピンを用いたこと以
外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。このステンレス鋼の融点は１４５０℃である。
レス鋼からなる中空円柱状センターピンを用いたこと以
外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。このステンレス鋼の融点は１４５０℃である。
【００５０】〈比較例２〉センターピンとして、アルミ
ニウム合金からなる中空円柱状センターピンを用いたこ
と以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製
した。このアルミニウム合金の融点は６５０℃である。
ニウム合金からなる中空円柱状センターピンを用いたこ
と以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池を作製
した。このアルミニウム合金の融点は６５０℃である。
【００５１】以上のようにして作製された各非水電解液
電池について、初期放電容量、２００サイクル後の放電
容量維持率を評価した。
電池について、初期放電容量、２００サイクル後の放電
容量維持率を評価した。
【００５２】初期放電容量は、６０℃の条件下で、各非
水電解液電池に対して１Ａの定電流定電圧充電を上限
４．２Ｖまで３時間行い、次に１４００ｍＡの定電流放
電を終止電圧２．５Ｖまで行うことにより決定した。
水電解液電池に対して１Ａの定電流定電圧充電を上限
４．２Ｖまで３時間行い、次に１４００ｍＡの定電流放
電を終止電圧２．５Ｖまで行うことにより決定した。
【００５３】放電容量維持率は、上述した充放電条件と
同じ条件で充放電を２００サイクル行い、初期放電容量
に対する２００サイクル目の放電容量の割合を求めた。
同じ条件で充放電を２００サイクル行い、初期放電容量
に対する２００サイクル目の放電容量の割合を求めた。
【００５４】各非水電解液電池の初期放電容量、２００
サイクル後の電容量及び放電容量維持率の評価結果を、
用いたセンターピンの形状、材料と併せて表１に示す。
サイクル後の電容量及び放電容量維持率の評価結果を、
用いたセンターピンの形状、材料と併せて表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】表１から明らかなように、融点が３５０℃
以下である材料からなるセンターピンを用いた実施例１
〜実施例４の電池では、融点が３５０℃を越える料から
なるセンターピンを用いた比較例１及び比較例２の電池
に比べて、いずれも２００サイクル後の放電容量維持率
が優れていることがわかる。
以下である材料からなるセンターピンを用いた実施例１
〜実施例４の電池では、融点が３５０℃を越える料から
なるセンターピンを用いた比較例１及び比較例２の電池
に比べて、いずれも２００サイクル後の放電容量維持率
が優れていることがわかる。
【００５７】従って、センターピンを融点が３５０℃以
下の、比較的低融点の材料から構成することで、電池の
高温サイクル特性を向上できることがわかった。
下の、比較的低融点の材料から構成することで、電池の
高温サイクル特性を向上できることがわかった。
【００５８】
【発明の効果】本発明では、融点が３５０℃以下である
材料からなるセンターピンを用いることで、充放電に伴
う巻回体の膨張収縮を収容し、内圧上昇の緩和や電極集
電体から電極活物質層の剥離を防止することができる。
その結果、本発明では、高温サイクル特性に優れた非水
電解液電池を実現することができる。
材料からなるセンターピンを用いることで、充放電に伴
う巻回体の膨張収縮を収容し、内圧上昇の緩和や電極集
電体から電極活物質層の剥離を防止することができる。
その結果、本発明では、高温サイクル特性に優れた非水
電解液電池を実現することができる。
【図１】本発明の非水電解液電池の一構成例を示す縦断
面図である。
面図である。
１ 非水電解液電池、 ２ 正極、 ３ 負極、 ４
セパレータ、 ５ 電池缶、 １０ 電池蓋
セパレータ、 ５ 電池缶、 １０ 電池蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮木 幸夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 富田 尚 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 瀬川 健 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H024 AA02 AA07 AA12 CC12 DD14 FF32 HH11 5H028 AA05 CC13 FF03 FF04 HH08 5H029 AJ02 AJ05 AK02 AK03 AK05 AK07 AL02 AL06 AL12 AL16 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ06 EJ01 HJ14
Claims (2)
- 【請求項１】 帯状の正極と、上記正極と対向して配さ
れた帯状の負極と、上記正極と上記負極との間に配され
た帯状のセパレータとが積層された状態で、センターピ
ンを巻回軸として長手方向に巻回されてなる巻回体と、 上記巻回体を収容する有底筒状の電池缶と、 上記電池缶内に注入された非水電解液とを備え、 上記センターピンは、融点が３５０℃以下である材料か
らなることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 上記センターピンは、ＩＢ族、IIＢ族、
IIIＢ族、IVＢ族又はＶＢ族の元素のうち、いずれか１
種又は２種以上を合計して３０％以上含む合金又は金属
からなることを特徴とする請求項１記載の非水電解液電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32009999A JP2001143717A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32009999A JP2001143717A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143717A true JP2001143717A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18117712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32009999A Withdrawn JP2001143717A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001143717A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066528A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JP2007512673A (ja) * | 2003-11-24 | 2007-05-17 | ザ ジレット カンパニー | アルミニウム部材を含む電池 |
| KR100731413B1 (ko) | 2005-09-23 | 2007-06-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 기능성 센터핀을 갖는 원통형 리튬 이온 이차 전지 |
| JP2013533588A (ja) * | 2010-06-24 | 2013-08-22 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | コア補強を有するリチウム−二硫化鉄セル設計 |
-
1999
- 1999-11-10 JP JP32009999A patent/JP2001143717A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007512673A (ja) * | 2003-11-24 | 2007-05-17 | ザ ジレット カンパニー | アルミニウム部材を含む電池 |
| JP2007066528A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JP4688612B2 (ja) * | 2005-08-29 | 2011-05-25 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| KR100731413B1 (ko) | 2005-09-23 | 2007-06-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 기능성 센터핀을 갖는 원통형 리튬 이온 이차 전지 |
| JP2013533588A (ja) * | 2010-06-24 | 2013-08-22 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | コア補強を有するリチウム−二硫化鉄セル設計 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070206 |