JP2001189167A - Non-aqueous electrolyte secondary cell - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary cell

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JP2001189167A
JP2001189167A JP2000188496A JP2000188496A JP2001189167A JP 2001189167 A JP2001189167 A JP 2001189167A JP 2000188496 A JP2000188496 A JP 2000188496A JP 2000188496 A JP2000188496 A JP 2000188496A JP 2001189167 A JP2001189167 A JP 2001189167A
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battery
electrolyte secondary
aqueous electrolyte
secondary battery
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JP2000188496A
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Japanese (ja)
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Kazunori Fujita
和紀 藤田
Masanori Anzai
政則 安斎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolyte secondary cell that prevents inner short-circuit and has high reliability and safety. SOLUTION: This non-aqueous electrolyte secondary cell includes an electrode body contained within a cell case, and the electrode body is formed by laminating and winding longitudinally band shaped positive and negative electrodes. When the inner diameter of the cell case is A, the maximum outer diameter of the electrode body is B, and the minimum outer diameter of the electrode body is C, a prescribed clearance is formed between the electrode body and the cell case so as to have (B+C)/2A in the range of 0.954 to 0.988 inclusive.

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、正極、負極及び非
水電解質を備える非水電解質二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯用電子機器の電源に用いられる二次
電池として、ニッケルカドミウム二次電池、ニッケル水
素二次電池、ニッケル亜鉛二次電池、リチウムイオン電
池等が知られている。中でも、例えばリチウム含有化合
物を正極に、リチウムをドープ/脱ドープ可能な材料を
負極に用いた非水電解質二次電池、いわゆるリチウムイ
オン電池は、高エネルギー密度を有し、且つ軽量である
ので、近年ではパソコンや携帯電話等のバックアップ電
源の主流になりつつある。また、このような非水電解質
二次電池は、高性能電気自動車やハイブリッド自動車用
の二次電池としても実用化が期待されている。
2. Description of the Related Art Nickel cadmium secondary batteries, nickel hydrogen secondary batteries, nickel zinc secondary batteries, lithium ion batteries and the like are known as secondary batteries used as power supplies for portable electronic devices. Above all, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a lithium-containing compound as a positive electrode and a lithium-doped / dedopable material for a negative electrode, a so-called lithium-ion battery, has a high energy density and is lightweight, In recent years, backup power supplies for personal computers and mobile phones have become mainstream. Further, such nonaqueous electrolyte secondary batteries are expected to be put to practical use as secondary batteries for high-performance electric vehicles and hybrid vehicles.

【0003】このリチウムイオン電池は、異常時に電流
を遮断する機構を備えた安全弁やPTC素子等を備える
ことで、異常時における安全性を確保しているが、さら
なる安全性の向上及び信頼性の向上が求められている。
[0003] Although this lithium ion battery is provided with a safety valve and a PTC element having a mechanism for interrupting the current in the event of an abnormality, the safety in the event of an abnormality is ensured. Improvement is required.

【0004】また、リチウムイオン電池は、単電池を多
数接続してなる組電池として、電気自動車やハイブリッ
ド自動車用の二次電池として使用される。このため、組
電池としての信頼性を確保するために、単電池でのより
高い信頼性を確保する必要がある。
[0004] A lithium ion battery is used as a secondary battery for an electric vehicle or a hybrid vehicle as an assembled battery formed by connecting a number of unit cells. For this reason, in order to ensure the reliability as a battery pack, it is necessary to ensure higher reliability with a unit cell.

【0005】[0005]

【発明が解決使用とする課題】しかしながら、従来の非
水電解質二次電池では、充電時に電極体が膨張し、内部
ショートに至ることがあった。例えば、初期充電により
電極体が膨張して内部ショートが発生することがあり、
電池としての信頼性には問題を有していた。また、過充
電により電極体が膨張して内部ショートが発生し、更に
内部ショートに起因する発熱が電池内部で起こるため、
電池としての安全性に問題を有していた。
However, in the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, the electrode body expands during charging, sometimes leading to an internal short circuit. For example, the initial charging may cause the electrode body to expand and cause an internal short circuit,
There was a problem in the reliability as a battery. In addition, since the electrode body expands due to overcharging, an internal short circuit occurs, and further, heat generated due to the internal short circuit occurs inside the battery,
There was a problem with the safety as a battery.

【0006】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、信頼性が高く、安全性に優れた
非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and has as its object to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having high reliability and excellent safety.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る非水電解質二次電池は、少なくとも
帯状の正極と帯状の負極とを積層し、長手方向に巻回し
てなる電極体が電池ケースに装填されてなる非水電解質
二次電池において、電池ケースの内径をA、電極体の外
径最大値をB、電極体の外径最小値をCとするとき、
(B+C)/2Aが0.954以上、0.988以下の
範囲となるように、電極体と電池ケースとの間に所定の
クリアランスが設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is obtained by laminating at least a strip-shaped positive electrode and a strip-shaped negative electrode and winding them in the longitudinal direction. In a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode body is loaded in a battery case, when the inner diameter of the battery case is A, the maximum outer diameter of the electrode body is B, and the minimum outer diameter of the electrode body is C,
A predetermined clearance is provided between the electrode body and the battery case so that (B + C) / 2A is in the range of 0.954 or more and 0.988 or less.

【0008】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、電極体と電池ケースとの間に所定の
クリアランスが設けられているので、充電による負極の
膨張によって電極体が膨張しても、電極体が電池ケース
に接触しない。従って、非水電解質二次電池は、初期充
電や過充電等、種々の充電により電極体が膨張しても、
内部ショートの発生が防止されている。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure, a predetermined clearance is provided between the electrode body and the battery case. Even if expanded, the electrode body does not contact the battery case. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery, even if the electrode body expands due to various charges such as initial charge and overcharge,
The occurrence of an internal short circuit is prevented.

【0009】また、上記非水電解質二次電池において、
電極体はセンターピンを有することを特徴とする。これ
により、過充電による微少な内部ショートの発生が効果
的に防止され、電池内部で高温の発熱が生じることが確
実に防止される。
In the above non-aqueous electrolyte secondary battery,
The electrode body has a center pin. As a result, the occurrence of minute internal short-circuits due to overcharging is effectively prevented, and the generation of high-temperature heat inside the battery is reliably prevented.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解質二
次電池について、図面を参照しながら詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0011】本発明を適用した非水電解液二次電池1
は、図1に示すように、帯状の正極と帯状の負極とをセ
パレータを介して積層され、長手方向に巻回されてなる
渦巻式の電極体2が電池ケース3に装填され、非水電解
液が電池ケース3に注入されてなる。
Non-aqueous electrolyte secondary battery 1 to which the present invention is applied
As shown in FIG. 1, a spiral electrode body 2 formed by laminating a strip-shaped positive electrode and a strip-shaped negative electrode via a separator and being wound in a longitudinal direction is loaded in a battery case 3, The liquid is injected into the battery case 3.

【0012】ここで、電池ケース3の内径をA、電極体
2の外径最大値をB、電極体2の外径最小値をCとする
とき、(B+C)/2Aが0.954以上、0.988
以下の範囲となるように、電極体2と電池ケース3との
間に所定のクリアランスを設けて、電極体2を電池ケー
ス3に装填する。
Here, when the inside diameter of the battery case 3 is A, the maximum outside diameter of the electrode body 2 is B, and the minimum outside diameter of the electrode body 2 is C, (B + C) / 2A is 0.954 or more; 0.988
A predetermined clearance is provided between the electrode body 2 and the battery case 3 so as to be within the following range, and the electrode body 2 is loaded into the battery case 3.

【0013】また、(B+C)/2Aが0.955以
上、0.985以下の範囲であることが好ましい。特
に、電気自動車やハイブリッド自動車用の電源として用
いられる大型の非水電解液二次電池である場合、(B+
C)/2Aがこの範囲を満たすことが望ましい。
Preferably, (B + C) / 2A is in the range of 0.955 or more and 0.985 or less. In particular, in the case of a large non-aqueous electrolyte secondary battery used as a power source for electric vehicles and hybrid vehicles, (B +
C) / 2A desirably satisfies this range.

【0014】電極体2と電池ケース3との間に所定のク
リアランスを設けない、即ち(B+C)/2Aが0.9
88を越える場合、電解液による電極膨張や初期充電に
よる負極の膨張によって電極体2が膨張すると、電池ケ
ース3が膨張した電極体2を圧迫し、その応力がセパレ
ータに集中してしまう。このため、非水電解液二次電池
1としては、内部ショートが発生する。
No predetermined clearance is provided between the electrode body 2 and the battery case 3, that is, (B + C) / 2A is 0.9.
If it exceeds 88, when the electrode body 2 expands due to the electrode expansion due to the electrolyte or the negative electrode expansion due to the initial charge, the battery case 3 presses the expanded electrode body 2 and the stress concentrates on the separator. Therefore, an internal short circuit occurs in the non-aqueous electrolyte secondary battery 1.

【0015】また、過充電により電極体2が膨張する
と、電池ケース3が膨張した電極体2を圧迫するので、
電極体2によじれが生じ、電極体2に微少な内部ショー
トが発生する。この状態で過充電を継続すると、内部シ
ョートに起因する高温の発熱が電池内部で生じる。
When the electrode body 2 expands due to overcharging, the battery case 3 presses the expanded electrode body 2.
Twisting of the electrode body 2 occurs, and a slight internal short circuit occurs in the electrode body 2. If overcharging is continued in this state, high-temperature heat is generated inside the battery due to an internal short circuit.

【0016】一方、電極体2と電池ケース3との間に過
度のクリアランスを設ける、即ち(B+C)/2Aが
0.954より小さい場合、電極体2の反応面積が少な
いものとなり、所望の電池容量を満たさない。
On the other hand, when an excessive clearance is provided between the electrode body 2 and the battery case 3, that is, when (B + C) / 2A is smaller than 0.954, the reaction area of the electrode body 2 becomes small, and a desired battery is obtained. Does not meet capacity.

【0017】正極は、正極活物質及び結着剤を含む正極
合剤を正極集電体上に塗布し、乾燥させたものである。
The positive electrode is obtained by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material and a binder onto a positive electrode current collector and drying the mixture.

【0018】正極活物質としては、リチウム含有化合物
等が用いられる。リチウム含有化合物としては、LiM
2(但し、Mは1種類以上の遷移金属を表す。)等で
表されるリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられ、具体
的には、LiCoO2、LiNiO2及びLiMn24
を用いることが好ましい。このようなリチウム遷移金属
複合酸化物は、例えばリチウム、コバルト、ニッケル及
びマンガンの炭酸塩、硝酸塩、酸化物及び水酸化物等を
出発原料とし、これらを組成に応じた量で混合し、60
0℃〜1000℃の温度範囲で焼成することにより得ら
れる。
As the positive electrode active material, a lithium-containing compound or the like is used. As the lithium-containing compound, LiM
Lithium transition metal composite oxides represented by O 2 (where M represents one or more transition metals), and specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2, and LiMn 2 O 4 are used. Is preferred. Such a lithium transition metal composite oxide is prepared by using, for example, carbonates, nitrates, oxides and hydroxides of lithium, cobalt, nickel and manganese as starting materials, and mixing them in an amount according to the composition.
It is obtained by firing in a temperature range of 0 ° C to 1000 ° C.

【0019】正極集電体としては、アルミニウム箔等の
金属箔が用いられる。
As the positive electrode current collector, a metal foil such as an aluminum foil is used.

【0020】結着剤としては、通常この種の電池の正極
合剤に用いられている公知の結着剤を用いることが可能
である。また、正極合剤には、必要に応じて、導電剤等
の公知の添加剤を添加してもよい。
As the binder, a known binder usually used for a positive electrode mixture of this type of battery can be used. Further, a known additive such as a conductive agent may be added to the positive electrode mixture as needed.

【0021】負極は、負極活物質及び結着剤を含む負極
合剤を負極集電体上に塗布し、乾燥させたものである。
負極活物質としては、リチウムをドープ/脱ドープする
ことが可能な材料であれば良く、例えば炭素材料等が用
いられる。炭素材料としては、2000℃以下の比較的
低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料や、30
00℃近くの高温で処理した人造黒鉛及び天然黒鉛等の
高結晶性炭素材料が用いられる。具体的には、熱分解炭
素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分
子化合物焼成体(フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭
素化したものである。)、炭素繊維、及び活性炭等が使
用可能である。
The negative electrode is obtained by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder on a negative electrode current collector and drying the mixture.
As the negative electrode active material, any material capable of doping / dedoping lithium may be used, and for example, a carbon material or the like is used. Examples of the carbon material include a low-crystalline carbon material obtained by firing at a relatively low temperature of 2000 ° C. or lower,
Highly crystalline carbon materials such as artificial graphite and natural graphite that have been treated at a high temperature of about 00 ° C. are used. Specifically, pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, fired organic polymer compounds (which are obtained by firing and carbonizing a furan resin or the like at an appropriate temperature), carbon fibers, And activated carbon can be used.

【0022】負極を構成する負極集電体としては、銅箔
等の金属箔が用いられる。
As the negative electrode current collector constituting the negative electrode, a metal foil such as a copper foil is used.

【0023】負極合剤の結着剤としては、通常この種の
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。また、負極合剤には、必要に応じて公知
の添加剤等を添加してもよい。
As the binder for the negative electrode mixture, there can be used a known binder which is usually used for a negative electrode mixture of this type of battery. Further, a known additive or the like may be added to the negative electrode mixture as needed.

【0024】電極体2は、上述のようにして得られる帯
状の正極と帯状の負極とを、例えば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積層され、長手
方向に多数回巻き回されてなる渦巻式の構造をしてい
る。
The electrode body 2 is formed by laminating a strip-shaped positive electrode and a strip-shaped negative electrode obtained as described above via a separator made of, for example, a microporous polypropylene film, and being wound many times in the longitudinal direction. It has a spiral structure.

【0025】この電極体2はセンターピンを有すること
が好ましい。センターピンとしては、この種の非水電解
液二次電池のセンターピンとして用いられているものと
同様ののものが使用できる。
The electrode body 2 preferably has a center pin. The same center pin as that used as the center pin of this type of non-aqueous electrolyte secondary battery can be used.

【0026】センターピンを電極体2の中心部の空孔に
挿入することで、過充電により電極体2が膨張し、電池
ケース3に接触してよじれが生じた場合であっても、空
孔によじれの力がかかるので微少な内部ショートの誘発
が防止される。また、センターピンを電極体2の中心部
の空孔に挿入することで、電極体2が外側へ膨張するよ
うに方向付けることが可能である。
By inserting the center pin into the hole at the center of the electrode body 2, even if the electrode body 2 expands due to overcharging and comes into contact with the battery case 3, kinking occurs. Since the kinking force is applied, induction of a minute internal short circuit is prevented. Further, by inserting the center pin into the hole at the center of the electrode body 2, it is possible to orient the electrode body 2 so as to expand outward.

【0027】従って、センターピンを有する電極体2が
装填されてなる非水電解液二次電池1は、過充電による
微少な内部ショートの発生が効果的に防止され、電池内
部で高温の発熱が生じることが確実に防止される。
Therefore, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 in which the electrode body 2 having the center pin is loaded, the occurrence of a minute internal short circuit due to overcharging is effectively prevented, and high-temperature heat is generated inside the battery. Is reliably prevented from occurring.

【0028】また、電極体2の巻きの固さとしては、変
形量が8%以下であることが好ましい。ここで、変形量
とは、渦巻式の電極体2を2枚の平板で挟み、電極体2
の幅方向に対して正極幅1cm当たりに1kgの荷重を
加えたときに、渦巻式の電極体2が荷重前と比較して、
どの程度変形したかを表すものである。
The hardness of the winding of the electrode body 2 is preferably such that the deformation amount is 8% or less. Here, the amount of deformation means that the spiral electrode body 2 is sandwiched between two flat plates, and the electrode body 2
When a load of 1 kg is applied per 1 cm of the positive electrode width in the width direction, the spiral electrode body 2
It indicates how much deformation has occurred.

【0029】電極の膨張による内部ショートを防止する
方法として、帯状の電極体を著しく緩く巻き回して渦巻
式の電極体2を作製する手法があるが、緩く巻き回した
渦巻式の電極体2、即ち変形量が8%よりも大きい電極
体2を装填してなる非水電解液二次電池1では、サイク
ル特性が悪いものとなる虞がある。従って、電極体2が
変形する変形量が8%以下であることにより、非水電解
質二次電池1はサイクル特性に優れ、高容量を備える。
As a method for preventing an internal short circuit due to the expansion of the electrode, there is a method of manufacturing a spirally wound electrode body 2 by winding a strip-shaped electrode body extremely loosely. That is, in the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 in which the electrode body 2 whose deformation amount is larger than 8% is loaded, the cycle characteristics may be poor. Therefore, when the amount of deformation of the electrode body 2 is 8% or less, the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 has excellent cycle characteristics and high capacity.

【0030】非水電解液は、電解質塩を有機溶媒に溶解
したものである。
The non-aqueous electrolyte is a solution in which an electrolyte salt is dissolved in an organic solvent.

【0031】有機溶媒としては、特に限定されるもので
はないが、例えば、エチレンカーボネート及びプロピレ
ンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボ
ネート及びジエチルカーボネート等の鎖状カーボネー
ト、γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトン等の環
状エステル、酢酸エチル及びプロピオン酸メチル等の鎖
状エステル、テトラヒドロフラン及び1,2−ジメトキ
シエタン等のエーテル等を挙げることができる。これら
の有機溶媒は、1種類を単独で用いても良く、2種類以
上を混合して用いることも可能である。
Examples of the organic solvent include, but are not limited to, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate, γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Examples include cyclic esters, chain esters such as ethyl acetate and methyl propionate, and ethers such as tetrahydrofuran and 1,2-dimethoxyethane. These organic solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

【0032】電解質塩としては、有機溶媒に溶解し、イ
オン伝導性を示すリチウム塩であれば特に限定されるこ
とはなく、例えば、LiPF6、LiBF4、LiClO
4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiC
(CF3SO23等を挙げることができる。これらの電
解質は、1種類を単独で用いても良く、2種類以上を混
合して用いることも可能である。
The electrolyte salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt which dissolves in an organic solvent and exhibits ionic conductivity. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO
4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC
(CF 3 SO 2 ) 3 and the like. One of these electrolytes may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

【0033】この非水電解液二次電池1を作製する際に
は、まず、上述のようにして得られる帯状の正極と帯状
の負極とを、例えば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積層され、長手方向に多数回巻
き回されてなる渦巻式の電極体2を作製し、この電極体
2を電池ケース3に収納する。そして、電極体2の中心
部に、センターピンを挿入する。なお、電極体2の上下
両面には絶縁板を配設する。
In manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery 1, first, the strip-shaped positive electrode and the strip-shaped negative electrode obtained as described above are interposed via a separator made of, for example, a microporous polypropylene film. A spiral electrode body 2 that is laminated and wound many times in the longitudinal direction is manufactured, and this electrode body 2 is housed in a battery case 3. Then, a center pin is inserted into the center of the electrode body 2. Note that insulating plates are provided on both upper and lower surfaces of the electrode body 2.

【0034】次に、渦巻式の電極体2の正極から集電を
とるために正極リードの一端を正極に取り付け、他端を
電池蓋と電気的に接続する。これにより、電池蓋は正極
と導通をもつこととなり、非水電解液二次電池1の外部
正極となる。また、渦巻式の電極体2の負極から集電を
とるために、負極リードの一端を負極に溶接し、他端を
電池ケース3に溶接する。これにより、電池缶は負極と
導通をもつこととなり、非水電解液二次電池1の外部負
極となる。
Next, one end of the positive electrode lead is attached to the positive electrode, and the other end is electrically connected to the battery lid in order to collect current from the positive electrode of the spiral electrode body 2. As a result, the battery lid has conductivity with the positive electrode, and serves as an external positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery 1. In order to collect current from the negative electrode of the spiral electrode body 2, one end of the negative electrode lead is welded to the negative electrode, and the other end is welded to the battery case 3. As a result, the battery can has conductivity with the negative electrode, and serves as an external negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery 1.

【0035】次に、上記電池ケース3の中に非水電解液
を注入する。そして、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ケース3をかしめることにより
電池蓋を固定することで、円筒型の非水電解液二次電池
1は作製される。
Next, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery case 3. Then, the battery case 3 is caulked via an insulating sealing gasket coated with asphalt to fix the battery lid, thereby producing the cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery 1.

【0036】なお、この非水電解液二次電池1には、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4が設けられている。
The non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is provided with a safety valve 4 for releasing the gas inside the battery when the pressure inside the battery becomes higher than a predetermined value.

【0037】以上のように構成された非水電解液二次電
池1は、電池ケース3の内径をA、電極体2の外径最大
値をB、電極体2の外径最小値をCとするとき、(B+
C)/2Aが0.954以上、0.988以下の範囲と
なるように、電極体2と電池ケース3との間に所定のク
リアランスが設けられているので、充電により電極体2
が膨張しても、電極体2が電池ケース3に接触しない。
従って、非水電解液二次電池1は、初期充電や過充電に
おいても内部ショートの発生が防止されており、信頼性
が高く、安全性に優れる。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 configured as described above, the inner diameter of the battery case 3 is A, the maximum outer diameter of the electrode body 2 is B, and the minimum outer diameter of the electrode body 2 is C. (B +
C) Since a predetermined clearance is provided between the electrode body 2 and the battery case 3 so that / 2A is in the range of 0.954 or more and 0.988 or less, the electrode body 2 is charged.
The electrode body 2 does not come into contact with the battery case 3 even if the battery expands.
Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is prevented from generating an internal short circuit even in initial charging and overcharging, and has high reliability and excellent safety.

【0038】特に、電極体2がセンターピンを有するこ
とにより、非水電解液二次電池1は過充電による微少な
内部ショートの発生が効果的に防止され、電池内部で高
温の発熱が生じることが確実に防止されるので、安全性
に非常に優れる。
In particular, since the electrode body 2 has the center pin, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is effectively prevented from generating a minute internal short circuit due to overcharging, and generating high-temperature heat inside the battery. Is reliably prevented, which is very excellent in safety.

【0039】また、非水電解液二次電池1では、電極体
2と電池ケース3との間に所定のクリアランスを設ける
ので、電池内の空間が増加する。これにより、電解液の
注入が容易となり、生産性に優れたものとなる。特に、
非水電解液二次電池1が小型である場合には、高温保存
での遮断弁の遮断が起こりにくいものとなる。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery 1, a predetermined clearance is provided between the electrode body 2 and the battery case 3, so that the space inside the battery increases. This facilitates the injection of the electrolytic solution, resulting in excellent productivity. In particular,
When the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is small, it is difficult for the shut-off valve to be shut off during high-temperature storage.

【0040】さらに、電極体2と電池ケース3との間に
所定のクリアランスがあることから、ガス噴射するよう
な極限の安全性試験においてガスの抜けが良くなるため
に、非水電解液二次電池1としては、安全性が向上し、
信頼性の高いものとなる。
Further, since there is a predetermined clearance between the electrode body 2 and the battery case 3, gas escape is improved in an ultimate safety test such as gas injection. As the battery 1, safety is improved,
It will be highly reliable.

【0041】なお、非水電解液二次電池1の形状として
は、小型のみならず大型であってもよい。例えば、大型
の非水電解液二次電池5では、図2に示すように、複数
の安全弁6が設けられている。また、電解質としては、
液系の電解質であるいわゆる非水電解液に限定されず、
ゲル電解質、固体電解質、その他の非水電解質であって
もよい。
The shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 may be not only small but also large. For example, a large non-aqueous electrolyte secondary battery 5 is provided with a plurality of safety valves 6 as shown in FIG. Also, as the electrolyte,
It is not limited to a so-called non-aqueous electrolyte which is a liquid electrolyte,
It may be a gel electrolyte, a solid electrolyte, or another non-aqueous electrolyte.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について、実
験結果に基づいて説明する。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described based on experimental results.

【0043】<実験1>まず、大型且つ円筒型の非水電
解液二次電池を作製し、初期充電による内部ショートの
発生とクリアランスとの関係について検討した。
<Experiment 1> First, a large, cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was fabricated, and the relationship between the occurrence of an internal short circuit due to initial charging and the clearance was examined.

【0044】サンプル1 正極の作製方法は、以下の通りである。まず、正極活物
質としてLiCoO2を91重量部と、導電剤として黒
鉛粉末を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。次に、
この正極合剤を、N−メチル−2−ピロリドンに分散さ
せて正極合剤スラリーとした。そして、この正極合剤ス
ラリーを、正極集電体となる帯状のアルミニウム箔に均
一に塗布して、乾燥させた。なお、アルミニウム箔の厚
さは20μmとした。次に、ロールプレス機で圧縮成形
した後、幅342mm、長さ5400mmに切断して帯
状の正極とした。
Sample 1 The method for producing the positive electrode is as follows. First, a positive electrode mixture was prepared by mixing 91 parts by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 6 parts by weight of a graphite powder as a conductive agent, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder. next,
This positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a positive electrode mixture slurry. Then, this positive electrode mixture slurry was uniformly applied to a belt-like aluminum foil serving as a positive electrode current collector, and dried. In addition, the thickness of the aluminum foil was 20 μm. Next, after compression molding with a roll press machine, it was cut into a width of 342 mm and a length of 5400 mm to obtain a belt-shaped positive electrode.

【0045】負極の作製方法は、以下の通りである。ま
ず、負極活物質を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作製
した。なお、負極活物質としては、不活性ガス雰囲気中
で焼成した後、平均粒径20μmに粉砕した炭素材料を
用いた。次に、この負極合剤を、N−メチル−2−ピロ
リドンに分散させて負極合剤スラリーとした。そして、
この負極合剤スラリーを、負極集電体となる帯状の銅箔
に均一に塗布して、乾燥させた。なお、銅箔の厚さは1
5μmとした。次に、ロールプレス機で圧縮成形した
後、幅348mm、長さ5600mmに切断して帯状の
負極とした。
The method for producing the negative electrode is as follows. First, 90 parts by weight of a negative electrode active material and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture. Note that, as the negative electrode active material, a carbon material which was fired in an inert gas atmosphere and then pulverized to an average particle diameter of 20 μm was used. Next, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a negative electrode mixture slurry. And
This negative electrode mixture slurry was uniformly applied to a strip-shaped copper foil serving as a negative electrode current collector, and dried. The thickness of the copper foil is 1
The thickness was 5 μm. Next, after compression molding with a roll press machine, it was cut into a width of 348 mm and a length of 5600 mm to obtain a strip-shaped negative electrode.

【0046】以上のようにして作製した帯状の正極と帯
状の負極とを、セパレータとなる厚さが80μmの微孔
性ポリエチレンフィルムを介して積層し、多数回巻き回
して渦巻式の電極体を作製した。なお、渦巻式の電極体
を2枚の平板で挟み、これを34.2kgで加圧したと
き、電極体の変形量は5%であった。
The strip-shaped positive electrode and the strip-shaped negative electrode produced as described above are laminated via a microporous polyethylene film having a thickness of 80 μm to be a separator, and wound many times to form a spiral electrode body. Produced. When the spiral electrode body was sandwiched between two flat plates and pressed with 34.2 kg, the amount of deformation of the electrode body was 5%.

【0047】次に、正極及び負極の集電体を、集電用の
正極リード及び負極リードにそれぞれレーザー溶接し
た。そして、この電極体を内径65.9mmの円筒型の
電池ケースに、所定のクリアランスを設けて収納した。
Next, the positive and negative electrode current collectors were laser-welded to the current collecting positive and negative electrode leads, respectively. The electrode body was housed in a cylindrical battery case having an inner diameter of 65.9 mm with a predetermined clearance.

【0048】この所定のクリアランスは、電池ケースの
内径をA、電極体の外径最大値をB、電極体の外径最小
値をCとするとき、(B+C)/2Aで規定する。サン
プル1の非水電解液二次電池では、(B+C)/2を6
4.9mm、Aを65.9mmとしたので、(B+C)
/2Aは0.985であった。
The predetermined clearance is defined by (B + C) / 2A, where A is the inner diameter of the battery case, B is the maximum outer diameter of the electrode body, and C is the minimum outer diameter of the electrode body. In the non-aqueous electrolyte secondary battery of Sample 1, (B + C) / 2 is 6
Since 4.9 mm and A were 65.9 mm, (B + C)
/ 2A was 0.985.

【0049】次に、予め安全弁のついた電池蓋、パッキ
ン及びセラミック突き当てを組み込み、電池蓋と電池ケ
ースとをレーザー溶接した。その後、電解液注入用の穴
から電解液を注入し、これをボルトで密封して円筒型の
非水電解液二次電池を作製した。ここで、電解液として
は、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネートと
を1対1で混合した溶液に、LiBF4を1mol/l
となるように溶解したものを用いた。
Next, a battery cover, a packing and a ceramic butting with a safety valve were previously assembled, and the battery cover and the battery case were laser-welded. Thereafter, an electrolytic solution was injected from a hole for injecting the electrolytic solution, and the resultant was sealed with a bolt, thereby producing a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery. Here, as an electrolytic solution, LiBF 4 was added at a concentration of 1 mol / l to a solution obtained by mixing propylene carbonate and dimethyl carbonate at a ratio of 1: 1.
What was melt | dissolved so that it might become was used.

【0050】サンプル2 正極の長さを5240mmとし、負極の長さを5440
mmとするとともに、(B+C)/2が64.0mm、
変形量が5%となるように渦巻式の電極体を作製したこ
と以外は、サンプル1と同様にして非水電解液二次電池
を作製した。
Sample 2 The length of the positive electrode was 5240 mm, and the length of the negative electrode was 5440 mm.
mm, and (B + C) / 2 is 64.0 mm,
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that a spiral electrode body was manufactured so that the deformation amount was 5%.

【0051】サンプル3 正極の長さを5060mmとし、負極の長さを5260
mmとするとともに、(B+C)/2が63.0mm、
変形量が5%となるように渦巻式の電極体を作製したこ
と以外は、サンプル1と同様にして非水電解液二次電池
を作製した。
Sample 3 The length of the positive electrode was set to 5060 mm, and the length of the negative electrode was set to 5260 mm.
mm, and (B + C) / 2 is 63.0 mm,
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that a spiral electrode body was manufactured so that the deformation amount was 5%.

【0052】サンプル4 正極の長さを5060mmとし、負極の長さを5260
mmとするとともに、(B+C)/2が63.0mm、
変形量が8%となるように渦巻式の電極体を作製したこ
と以外は、サンプル1と同様にして非水電解液二次電池
を作製した。
Sample 4 The length of the positive electrode was 5060 mm, and the length of the negative electrode was 5260 mm.
mm, and (B + C) / 2 is 63.0 mm,
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that a spiral electrode body was manufactured so that the deformation amount was 8%.

【0053】サンプル5 正極の長さを5060mmとし、負極の長さを5260
mmとするとともに、(B+C)/2が63.1mm、
変形量が12%となるように渦巻式の電極体を作製した
こと以外は、サンプル1と同様にして非水電解液二次電
池を作製した。
Sample 5 The length of the positive electrode was 5060 mm, and the length of the negative electrode was 5260 mm.
mm, (B + C) / 2 is 63.1 mm,
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that a spiral electrode body was manufactured so that the deformation amount was 12%.

【0054】サンプル6 正極の長さを5510mmとし、負極の長さを5710
mmとするとともに、(B+C)/2が65.5mm、
変形量が5%となるように渦巻式の電極体を作製したこ
と以外は、サンプル1と同様にして非水電解液二次電池
を作製した。
Sample 6 The length of the positive electrode was 5510 mm, and the length of the negative electrode was 5710 mm.
mm, (B + C) / 2 is 65.5 mm,
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that a spiral electrode body was manufactured so that the deformation amount was 5%.

【0055】サンプル7 正極の長さを4710mmとし、負極の長さを4910
mmとするとともに、(B+C)/2が61.0mm、
変形量が5%となるように渦巻式の電極体を作製したこ
と以外は、サンプル1と同様にして非水電解液二次電池
を作製した。
Sample 7 The length of the positive electrode was 4710 mm, and the length of the negative electrode was 4910 mm.
mm, (B + C) / 2 is 61.0 mm,
A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that a spiral electrode body was manufactured so that the deformation amount was 5%.

【0056】上述のようにして作製したサンプル1〜7
について、ショート発生率及び電池容量を測定した。こ
れらの評価方法を以下に示す。
Samples 1 to 7 prepared as described above
, The short-circuit occurrence rate and the battery capacity were measured. The evaluation methods are described below.

【0057】〔ショート発生率〕まず、各電池に対し、
初回の充電を、充電電圧を上限4.2Vに設定して行っ
た。その後、25℃で放置し、三週間放置後の電圧変化
から内部ショート判定を行った。なお、内部ショートが
発生した電池と判定したのは、平均の電圧低下より電圧
低下が20mV以上大きい電池である。
[Short occurrence rate] First, for each battery,
The first charging was performed with the charging voltage set to an upper limit of 4.2V. Then, it was left at 25 ° C., and the internal short-circuit was determined from the voltage change after being left for three weeks. Note that a battery in which an internal short circuit occurred was determined to be a battery whose voltage drop was 20 mV or more larger than the average voltage drop.

【0058】〔電池容量〕内部ショート判定の後、定電
流を90Aとして、上限4.15Vまで定電流定電圧充
電を行い、30Aの定電流放電を終止電圧2.50Vま
で行うことで、電池容量を測定した。なお、電池容量
は、測定対象電池10個当たりの平均とした。
[Battery capacity] After the internal short-circuit judgment, the constant current is set to 90 A, the constant current and constant voltage charging is performed up to the upper limit of 4.15 V, and the constant current discharging of 30 A is performed to the final voltage of 2.50 V. Was measured. Note that the battery capacity was an average of 10 batteries to be measured.

【0059】以上の結果、各電池の(B+C)/2A及
び渦巻式の電極体の変形量を表1に示す。
As a result, (B + C) / 2A of each battery and the amount of deformation of the spiral electrode body are shown in Table 1.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】表1から明らかなように、(B+C)/2
Aが0.954以上、0.988以下の範囲となるよう
に電極体と電池ケースとの間に所定のクリアランスが設
けられているサンプル1〜サンプル5は、内部ショート
の発生が防止されることがわかった。
As apparent from Table 1, (B + C) / 2
In Samples 1 to 5, in which a predetermined clearance is provided between the electrode body and the battery case so that A is in a range of 0.954 or more and 0.988 or less, occurrence of an internal short circuit is prevented. I understood.

【0062】これに対し、(B+C)/2Aが0.98
8を越えるサンプル6では、電極体が充電により膨張し
て電池ケースに接触し、内部ショートに至ることがわか
った。また、(B+C)/2Aが0.954未満である
サンプル7では、内部ショートの発生は無いが、電極体
の反応面積が少ないので、電池容量が80.9Ahと著
しく低いものとなることがわかった。
On the other hand, (B + C) / 2A is 0.98
In sample 6 exceeding 8, it was found that the electrode body expanded due to charging and came into contact with the battery case, resulting in an internal short circuit. Sample 7 in which (B + C) / 2A is less than 0.954 has no internal short circuit, but has a very low battery capacity of 80.9 Ah because the reaction area of the electrode body is small. Was.

【0063】これより、(B+C)/2Aを0.954
以上、0.988以下の範囲とすることで、内部ショー
トの発生が防止され、所望の電池容量を備えた非水電解
液二次電池となることがわかった。
Thus, (B + C) / 2A is 0.954
As described above, it was found that by setting the range to 0.988 or less, the occurrence of an internal short circuit was prevented, and a nonaqueous electrolyte secondary battery having a desired battery capacity was obtained.

【0064】次に、サンプル3、4及び5について、サ
イクル特性を次のようにして評価した。
Next, the cycle characteristics of the samples 3, 4 and 5 were evaluated as follows.

【0065】〔サイクル特性〕サンプル3、4及び5に
対し、2回目以降の充電を、定電流90Aとし、充電電
圧を上限4.15Vまで3時間行った。次に、90Aの
定電流放電を終止電圧2.50Vまで行った。この充放
電を繰り返して、各サイクル目の放電容量を測定した。
そして、初期放電容量を100とした場合の充放電効率
(%)を求め、この値をサイクル特性として評価した。
[Cycle Characteristics] For Samples 3, 4, and 5, the second and subsequent charges were performed at a constant current of 90 A and the charging voltage was increased to an upper limit of 4.15 V for 3 hours. Next, a constant current discharge of 90 A was performed to a final voltage of 2.50 V. This charge / discharge was repeated, and the discharge capacity at each cycle was measured.
Then, the charge / discharge efficiency (%) when the initial discharge capacity was set to 100 was determined, and this value was evaluated as cycle characteristics.

【0066】以上のサイクル特性の結果を、図3に示
す。図3から明らかなように、変形量が8%以下である
サンプル3及び4は、変形量が12%であるサンプル5
と比較すると、より良好なサイクル特性を有することが
わかる。これより、渦巻式の電極体の変形量は、8%以
下であることが好ましいことがわかった。
FIG. 3 shows the results of the above cycle characteristics. As is clear from FIG. 3, Samples 3 and 4 having a deformation amount of 8% or less correspond to Sample 5 having a deformation amount of 12%.
It can be seen that it has better cycle characteristics as compared with. From this, it was found that the amount of deformation of the spiral electrode body was preferably 8% or less.

【0067】<実験2>次に、小型且つ円筒型の非水電
解液二次電池を作製し、過充電により電池内部に生じる
発熱の温度とクリアランスとの関係について検討した。
<Experiment 2> Next, a small and cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured, and the relationship between the temperature of heat generated inside the battery due to overcharge and the clearance was examined.

【0068】サンプル8 正極の作製方法は、以下の通りである。まず、正極活物
質としてLiCoO2を86重量%と、導電剤としてグ
ラファイトを6重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニ
リデンを4重量%とを混合して正極合剤を調製した。次
に、この正極合剤を、N−メチル−2−ピロリドン中に
分散させて正極合剤スラリーとした。そして、この正極
合剤スラリーを、正極集電体となる厚みが20μmであ
る帯状のアルミニウム箔に均一に塗布して、乾燥させ
た。次に、ロールプレス機で圧縮成形した後に切断して
帯状の正極とした。
The preparation method of the positive electrode of Sample 8 is as follows. First, 86% by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 6% by weight of graphite as a conductive agent, and 4% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. Next, this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a positive electrode mixture slurry. Then, the slurry of the positive electrode mixture was uniformly applied to a belt-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm as a positive electrode current collector, and dried. Next, after compression molding with a roll press machine, it was cut into a belt-shaped positive electrode.

【0069】負極の作製方法は、以下の通りである。ま
ず、負極活物質として黒鉛粉末を90重量%と、結着剤
としてポリフッ化ビニリデンを10重量%とを混合して
負極合剤を作製した。次に、この負極合剤を、N−メチ
ル−2−ピロリドン中に分散させて負極合剤スラリーと
した。そして、この負極合剤スラリーを、負極集電体と
なる厚みが10μmである帯状の銅箔に均一に塗布し
て、乾燥させた。次に、ロールプレス機で圧縮成形した
後に切断して帯状の負極とした。
The method for producing the negative electrode is as follows. First, 90% by weight of graphite powder as a negative electrode active material and 10% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture. Next, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a negative electrode mixture slurry. Then, the negative electrode mixture slurry was uniformly applied to a 10 μm-thick strip-shaped copper foil serving as a negative electrode current collector, and dried. Next, after compression-molding with a roll press machine, it was cut into a strip-shaped negative electrode.

【0070】そして、図4に示すように、小型且つ円筒
型の非水電解液二次電池10が備える電極体として、上
述のようにして作製した帯状の正極11と帯状の負極1
2とを、セパレータ13となる厚さが25μmの微孔性
ポリエチレンフィルムを介して積層し、多数回巻き回し
てなる渦巻式の電極体を作製した。
As shown in FIG. 4, the band-shaped positive electrode 11 and the band-shaped negative electrode 1 prepared as described above are used as the electrode bodies included in the small and cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery 10.
2 was laminated via a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm to be a separator 13, and a spiral electrode body was formed by winding a large number of times.

【0071】次に、内径が17.35mmであり、ニッ
ケルメッキを施した鉄製の電池ケース14に所定のクリ
アランスを設けて電極体を収納し、電極体の中心部にセ
ンターピン15を挿入した。なお、電極体の上下両面に
は絶縁板16を配設した。なお、クリアランスの割合で
ある(B+C)/2Aは0.9695とした。
Next, the electrode body was accommodated in a nickel-plated iron battery case 14 having an inner diameter of 17.35 mm with a predetermined clearance, and the center pin 15 was inserted into the center of the electrode body. Note that insulating plates 16 were provided on both upper and lower surfaces of the electrode body. The ratio (B + C) / 2A of the clearance was set to 0.9695.

【0072】そして、アルミニウム製の正極リード17
を正極集電体18から導出し、端子板19と電気的な導
通が確保された安全弁装置20に溶接した。また、ニッ
ケル製の負極リード21を負極集電体22から導出して
電池ケース14に溶接した。
Then, the positive electrode lead 17 made of aluminum is used.
Was drawn out of the positive electrode current collector 18 and welded to the safety valve device 20 in which electrical conduction with the terminal plate 19 was ensured. Further, a nickel negative electrode lead 21 was led out from the negative electrode current collector 22 and was welded to the battery case 14.

【0073】その後、電池ケース14に電解液を注入し
た。ここで、電解液としては、エチレンカーボネートと
メチルエチルカーボネートとを1対1なる割合で混合し
た溶液に、電解質塩としてLiBF6を1mol/lと
なるように溶解したものを用いた。
Thereafter, an electrolytic solution was injected into the battery case 14. Here, as the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiBF 6 as an electrolyte salt at a concentration of 1 mol / l in a solution in which ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate were mixed at a ratio of 1: 1 was used.

【0074】そして、アスファルトで表面を塗布した封
口ガスケット23を介し、電池ケース14の開口部をか
しめる開裂弁機構と電流遮断機構とを有する安全弁装置
20、PTC素子24並びに端子板19を固定して、直
径18mm、高さ65mmの円筒型の非水電解液二次電
池を作製した。
Then, a safety valve device 20 having a cleavage valve mechanism for caulking the opening of the battery case 14 and a current cutoff mechanism, a PTC element 24 and a terminal plate 19 are fixed via a sealing gasket 23 coated on the surface with asphalt. Thus, a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm was produced.

【0075】サンプル9〜サンプル12 (B+C)/2Aを下記に示す表2の通りにしたこと以
外は、サンプル8と同様にして非水電解液二次電池を作
製した。
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Sample 8, except that Samples 9 to 12 (B + C) / 2A were changed as shown in Table 2 below.

【0076】サンプル13 電極体がセンターピンを有さないこと以外はサンプル1
0と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
Sample 13 Sample 1 except that the electrode body did not have a center pin.
0, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced.

【0077】上述のようにして作製したサンプル8〜1
2に関して、電池容量を測定した。また、上述のように
して作製したサンプル8〜13に対して過充電試験を行
い、電池内部で生じた発熱の最高温度を測定した。これ
らの測定方法を以下に示す。
Samples 8 to 1 prepared as described above
Regarding the battery No. 2, the battery capacity was measured. The samples 8 to 13 prepared as described above were subjected to an overcharge test, and the maximum temperature of heat generated inside the battery was measured. These measurement methods are described below.

【0078】〔電池容量〕充電電圧を4.20V、充電
電流を1000mAとして、温度23℃の下で10時間
の充電を行った。そして、1000mAの定電流放電を
終止電圧2.5Vまで行うことで、電池容量を測定し
た。なお、電池容量は、試験対象電池I〜Vの平均値と
した。
[Battery Capacity] The battery was charged at a charging voltage of 4.20 V and a charging current of 1000 mA at a temperature of 23 ° C. for 10 hours. Then, the battery capacity was measured by performing a constant current discharge of 1000 mA up to a final voltage of 2.5 V. The battery capacity was the average value of the test batteries I to V.

【0079】〔過充電試験〕電池容量を測定後、充電電
圧を20V、充電電流を1700mAとして、温度45
℃の下で過充電試験を、試験対象電池I〜Vに対して行
った。そして、電池内部で生じた発熱の最高温度を測定
した。なお、発熱温度の測定は、電池缶表面に熱電対を
直接貼り付けることにより行った。
[Overcharge Test] After measuring the battery capacity, the charge voltage was set to 20 V, the charge current was set to 1700 mA, and the temperature was set to 45.
An overcharge test was performed on the test batteries I to V at ℃. Then, the maximum temperature of the heat generated inside the battery was measured. The measurement of the exothermic temperature was performed by directly attaching a thermocouple to the surface of the battery can.

【0080】サンプル8〜13に関する測定結果、セン
ターピンの有無、及び各電池の(B+C)/2Aを合わ
せて表2に示す。なお、過充電試験の測定結果として
は、個々の試験対象電池で得られた最高温度を全て記載
した。
Table 2 shows the measurement results of the samples 8 to 13, the presence or absence of the center pin, and (B + C) / 2A of each battery. Note that, as the measurement results of the overcharge test, all the maximum temperatures obtained for the individual test target batteries were described.

【0081】[0081]

【表2】 [Table 2]

【0082】表2から明らかなように、(B+C)/2
Aが0.954以上、0.988以下の範囲となるよう
に電極体と電池ケースとの間に所定のクリアランスが設
けられ、電極体がセンターピンを有しているサンプル8
〜サンプル10は、過充電をされたとしても、内部ショ
ートに起因する発熱が防止されていることがわかった。
As apparent from Table 2, (B + C) / 2
Sample 8 in which a predetermined clearance is provided between the electrode body and the battery case so that A is in the range of 0.954 or more and 0.988 or less, and the electrode body has a center pin
-Sample 10 was found to be prevented from generating heat due to an internal short circuit even when overcharged.

【0083】これに対し、(B+C)/2Aが0.95
4未満であるサンプル11では、内部ショートに起因す
る発熱は防止されているが、電極体の反応面積が少ない
ので、電池容量が低いものとなることがわかった。一
方、(B+C)/2Aが0.988を越えるサンプル1
2では、過充電により電極体が充電により膨張して電池
ケースに接触し、よじれて内部ショートに至るため、高
温の発熱が生じることがわかった。
On the other hand, (B + C) / 2A is 0.95
In Sample 11, which is less than 4, heat generation due to an internal short circuit was prevented, but the reaction area of the electrode body was small, so that the battery capacity was low. On the other hand, sample 1 in which (B + C) / 2A exceeds 0.988
In the case of No. 2, it was found that the electrode body expanded due to the overcharging and contacted with the battery case due to the overcharging, and was kinked to cause an internal short-circuit, thereby generating high-temperature heat.

【0084】また、(B+C)/2Aは所定の範囲であ
るが、電極体がセンターピンを有さないサンプル13
は、過充電により電池内部で発熱が生じていることがわ
かった。
Although (B + C) / 2A is within a predetermined range, the sample 13 in which the electrode body does not have the center pin is used.
It was found that overcharge generated heat inside the battery.

【0085】従って、(B+C)/2Aを0.954以
上、0.988以下の範囲とし、電極体がセンターピン
を有することで、過充電をされたとしても内部ショート
が発生することが防止され、電池内部で高温の発熱が生
じることが無く、且つ所望の電池容量を備える非水電解
液二次電池となることがわかった。
Therefore, (B + C) / 2A is set in the range of 0.954 or more and 0.988 or less, and since the electrode body has the center pin, the occurrence of an internal short circuit even when overcharged is prevented. It was found that a non-aqueous electrolyte secondary battery having a desired battery capacity without generating high-temperature heat inside the battery was obtained.

【0086】サンプル14 直径が26mm、高さが65mm、電池ケースの内径が
25.4mmである円筒型の電池を作製したこと以外は
サンプル12と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
Sample 14 A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Sample 12, except that a cylindrical battery having a diameter of 26 mm, a height of 65 mm, and an inner diameter of a battery case of 25.4 mm was prepared. .

【0087】サンプル15 直径が14mm、高さが43mm、電池ケースの内径が
13.3mmである円筒型の電池を作製したこと以外は
サンプル12と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
Sample 15 A non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 12, except that a cylindrical battery having a diameter of 14 mm, a height of 43 mm, and an inner diameter of a battery case of 13.3 mm was manufactured. .

【0088】サンプル16 直径が26mm、高さが65mm、電池ケースの内径が
25.4mmである円筒型の電池を作製したこと以外は
サンプル9と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
Sample 16 A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Sample 9, except that a cylindrical battery having a diameter of 26 mm, a height of 65 mm, and an inner diameter of a battery case of 25.4 mm was prepared. .

【0089】サンプル17 直径が14mm、高さが43mm、電池ケースの内径が
13.3mmである円筒型の電池を作製したこと以外は
サンプル9と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
Sample 17 A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Sample 9, except that a cylindrical battery having a diameter of 14 mm, a height of 43 mm, and an inner diameter of a battery case of 13.3 mm was prepared. .

【0090】以上のようにして作製したサンプル14〜
17に関して、上述した過充電試験を同様にして行い、
電池内部で生じた発熱の最高温度を測定した。以上の測
定結果と、各電池の(B+C)/2Aとを合わせて表3
に示す。
Samples 14-
17, the above-described overcharge test was performed in the same manner,
The maximum temperature of the heat generated inside the battery was measured. Table 3 shows the above measurement results and (B + C) / 2A of each battery.
Shown in

【0091】[0091]

【表3】 [Table 3]

【0092】サンプル16及びサンプル17は電池サイ
ズが異なるが、(B+C)/2Aが0.954以上、
0.988以下の範囲となるように電極体と電池ケース
との間に所定のクリアランスが設けられ、電極体がセン
ターピンを有しているので、過充電により電極体が膨張
しても、発熱を生じることが防止されていることがわか
った。これより、本発明は、種々の大きさの非水電解質
電池に適用可能であることがわかった。
Samples 16 and 17 have different battery sizes, but (B + C) / 2A is 0.954 or more,
A predetermined clearance is provided between the electrode body and the battery case so as to be 0.988 or less, and the electrode body has a center pin. Was found to be prevented. From this, it was found that the present invention is applicable to non-aqueous electrolyte batteries of various sizes.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上のように構成された本発明に係る非
水電解質二次電池は、電極体と電池ケースとの間に所定
のクリアランスが設けられている。これにより、電解液
による電極膨張や、充電による負極の膨張によって電極
体が膨張しても、電極体が電池ケースに接触せず、内部
ショートの発生が確実に防止されている。従って、非水
電解質二次電池は、高容量を保ち、サイクル特性に優れ
るとともに、信頼性が高く、安全性に優れる。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure has a predetermined clearance between the electrode body and the battery case. Thereby, even if the electrode body expands due to the expansion of the electrode due to the electrolyte solution or the expansion of the negative electrode due to charging, the electrode body does not contact the battery case, and the occurrence of an internal short circuit is reliably prevented. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery maintains high capacity, has excellent cycle characteristics, has high reliability, and has excellent safety.

【0094】特に、非水電解質二次電池は、電極体がセ
ンターピンを有することにより、過充電により電池内部
で高温の発熱が生じることが確実に防止され、非常に優
れた安全性を備えるものとなる。
In particular, the non-aqueous electrolyte secondary battery has a very excellent safety because the electrode body has a center pin, thereby reliably preventing high-temperature heat generation inside the battery due to overcharging. Becomes

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

【図1】本発明を適用した非水電解液二次電池の模式図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用した大型の非水電解液二次電池の
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a large non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.

【図3】サンプル3、4及び5で作製された電池のサイ
クル特性を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing cycle characteristics of the batteries manufactured in Samples 3, 4 and 5.

【図4】本発明を適用した小型且つ円筒型の非水電解液
二次電池の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a small and cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非水電解液二次電池、2 電極体、3 電池ケー
ス、4 安全弁
1 Non-aqueous electrolyte secondary battery, 2 electrodes, 3 battery case, 4 safety valve

フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ04 AJ05 AJ12 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 BJ27 CJ07 HJ00 HJ04 HJ12 Continued on the front page F term (reference) 5H029 AJ04 AJ05 AJ12 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 BJ27 CJ07 HJ00 HJ04 HJ12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも帯状の正極と帯状の負極とを
積層し、長手方向に巻回してなる電極体が電池ケースに
装填されてなる非水電解質二次電池において、 当該電池ケースの内径をA、当該電極体の外径最大値を
B、当該電極体の外径最小値をCとするとき、(B+
C)/2Aが0.954以上、0.988以下の範囲と
なるように、当該電極体と当該電池ケースとの間に所定
のクリアランスが設けられている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 at least a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode are stacked and wound in a longitudinal direction and loaded in a battery case, the battery case has an inner diameter of A When the maximum outer diameter of the electrode body is B and the minimum outer diameter of the electrode body is C, (B +
C) A predetermined clearance is provided between the electrode body and the battery case so that / 2A is 0.954 or more and 0.988 or less. battery.
【請求項2】 上記電極体はセンターピンを有すること
を特徴とする請求項1記載の非水電解質二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the electrode body has a center pin.
【請求項3】 (B+C)/2Aが0.955以上、
0.985以下の範囲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。
(B + C) / 2A is 0.955 or more,
2. The method according to claim 1, wherein the range is 0.985 or less.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above.
【請求項4】 上記電極体を2枚の平板で挟み、上記電
極体の幅方向に対して正極幅1cm当たりに1kgの荷
重を加えたときに、上記電極体が変形する変形量が8%
以下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。
4. When the electrode body is sandwiched between two flat plates and a load of 1 kg is applied per 1 cm of the width of the positive electrode in the width direction of the electrode body, the amount of deformation of the electrode body is 8%.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein:
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