JP2002008709A - 巻回型電池 - Google Patents
巻回型電池Info
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- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極の切断がなく、容量密度の大きな巻回型
電池を得る。 【解決手段】 帯状の集電体上に電極活物質を形成した
正極電極と負極電極をセパレータを介して積層したもの
を巻回した巻回型電池において、正極電極は、巻き芯部
の一周分に電極活物質の片面塗布部を有し、巻き芯部の
正極活物質が塗付されていない面が巻回体の内側に面し
て配置されている巻回型電池。
電池を得る。 【解決手段】 帯状の集電体上に電極活物質を形成した
正極電極と負極電極をセパレータを介して積層したもの
を巻回した巻回型電池において、正極電極は、巻き芯部
の一周分に電極活物質の片面塗布部を有し、巻き芯部の
正極活物質が塗付されていない面が巻回体の内側に面し
て配置されている巻回型電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極電極と負極電
極とをセパレータを介して積層したものを巻回した巻回
型電池の巻き芯部での電極の切断を防止するとともに、
容積エネルギー密度の大きな電池に関する。
極とをセパレータを介して積層したものを巻回した巻回
型電池の巻き芯部での電極の切断を防止するとともに、
容積エネルギー密度の大きな電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】小型の電子機器用の電源として用いられ
る電池として小型で大容量であるリチウムイオン二次電
池等の非水電解液電池が用いられている。リチウムイオ
ン二次電池は、一般には、アルミニウム箔からなる帯状
の正極集電体に正極活物質を塗布した正極、および銅箔
からなる帯状の負極集電体に負極活物質を塗布した負極
をセパレータを介して積層したものを多数回巻回して作
製した電池要素を円筒型の缶に収納して円筒型電池を作
製したり、あるいは直方体等の円筒型以外の形状の缶に
収納した角型電池が知られている。
る電池として小型で大容量であるリチウムイオン二次電
池等の非水電解液電池が用いられている。リチウムイオ
ン二次電池は、一般には、アルミニウム箔からなる帯状
の正極集電体に正極活物質を塗布した正極、および銅箔
からなる帯状の負極集電体に負極活物質を塗布した負極
をセパレータを介して積層したものを多数回巻回して作
製した電池要素を円筒型の缶に収納して円筒型電池を作
製したり、あるいは直方体等の円筒型以外の形状の缶に
収納した角型電池が知られている。
【０００３】ところが、ノートパソコン、携帯電話等の
電池使用機器は、一般には直方体状の形状を有してお
り、それらの電池収納部においては、円筒形状の電池で
は無効な容積が大きくなるという問題があり、また、電
池収納部分の厚さによって円筒型の電池の径が制限を受
けるので、薄型の機器においては容量の大きな円筒型電
池を使用することができないという問題点があった。そ
こで、小型、あるいは薄型の機器においては、円筒型の
電池に代えて厚みの薄い角柱状の角型電池が用いられて
いる。角型電池は、正極電極と負極電極とをセパレータ
を介して積層した後に、巻回したものを押圧して扁平な
巻回体とすることによって、巻回体中の無効な空間が生
じることを防止し、体積エネルギー密度の大きな電池と
することが行われている。
電池使用機器は、一般には直方体状の形状を有してお
り、それらの電池収納部においては、円筒形状の電池で
は無効な容積が大きくなるという問題があり、また、電
池収納部分の厚さによって円筒型の電池の径が制限を受
けるので、薄型の機器においては容量の大きな円筒型電
池を使用することができないという問題点があった。そ
こで、小型、あるいは薄型の機器においては、円筒型の
電池に代えて厚みの薄い角柱状の角型電池が用いられて
いる。角型電池は、正極電極と負極電極とをセパレータ
を介して積層した後に、巻回したものを押圧して扁平な
巻回体とすることによって、巻回体中の無効な空間が生
じることを防止し、体積エネルギー密度の大きな電池と
することが行われている。
【０００４】図２は、従来のリチウムイオン電池の巻回
体の一例を説明する図であり、巻回体の中央部の断面を
説明する図である。正極電極１は、アルミニウム箔等か
らなる帯状の正極集電体２の両面に正極活物質が塗布さ
れた正極活物質塗布部３が形成されている。そして、正
極電極の長さ方向の端部には、いずれの面にも正極活物
質が塗布されていない正極活物質非塗布部４が設けられ
ており、正極活物質非塗布部４には、正極導電タブ１０
が接合されている。また、負極電極５は、銅箔等からな
る帯状の負極集電体６の両面に負極活物質塗布部７が形
成されており、外周部に位置する端部には、負極導電タ
ブ１５が接合されており、負極電極の巻き芯部の端部に
は、負極活物質非塗布部８が形成されている。そして、
正極電極１と負極電極５をセパレータ９を介して積層し
たものを巻回して巻回体が作製されている。
体の一例を説明する図であり、巻回体の中央部の断面を
説明する図である。正極電極１は、アルミニウム箔等か
らなる帯状の正極集電体２の両面に正極活物質が塗布さ
れた正極活物質塗布部３が形成されている。そして、正
極電極の長さ方向の端部には、いずれの面にも正極活物
質が塗布されていない正極活物質非塗布部４が設けられ
ており、正極活物質非塗布部４には、正極導電タブ１０
が接合されている。また、負極電極５は、銅箔等からな
る帯状の負極集電体６の両面に負極活物質塗布部７が形
成されており、外周部に位置する端部には、負極導電タ
ブ１５が接合されており、負極電極の巻き芯部の端部に
は、負極活物質非塗布部８が形成されている。そして、
正極電極１と負極電極５をセパレータ９を介して積層し
たものを巻回して巻回体が作製されている。
【０００５】リチウムイオン電池においては、充電時に
正極電極のリチウムイオンが負極電極にドープされるの
で、セパレータを介して対向する正極電極が存在しない
場合、あるいは正極電極の端部と負極電極の端部の投影
部が同一である場合には、負極活物質が存在しない負極
集電体面、あるいは負極電極の端部の負極集電体面に金
属リチウムが析出するおそれがあるので、正極活物質塗
布部３に対向する負極電極面には負極活物質塗布部７が
存在するように配置されている。
正極電極のリチウムイオンが負極電極にドープされるの
で、セパレータを介して対向する正極電極が存在しない
場合、あるいは正極電極の端部と負極電極の端部の投影
部が同一である場合には、負極活物質が存在しない負極
集電体面、あるいは負極電極の端部の負極集電体面に金
属リチウムが析出するおそれがあるので、正極活物質塗
布部３に対向する負極電極面には負極活物質塗布部７が
存在するように配置されている。
【０００６】このため、図２に示すように、巻回体の巻
き芯部においては、正極電極１に対向する負極電極５の
負極活物質塗布部７は、正極活物質塗布部３の端部を越
えて配置されている。ところが、このような構造の電池
においては、巻回体の芯部において負極活物質塗布部に
対向する面に正極活物質非塗布部４が存在しているため
に、巻回体中に活物質の存在しない部分が存在し、巻回
体の中心部に無効な空間が存在するものとなる。
き芯部においては、正極電極１に対向する負極電極５の
負極活物質塗布部７は、正極活物質塗布部３の端部を越
えて配置されている。ところが、このような構造の電池
においては、巻回体の芯部において負極活物質塗布部に
対向する面に正極活物質非塗布部４が存在しているため
に、巻回体中に活物質の存在しない部分が存在し、巻回
体の中心部に無効な空間が存在するものとなる。
【０００７】また、一般に正極電極の正極活物質の厚さ
は、負極電極の負極活物質層の厚さよりも厚さが大きい
ので、巻回体を作製した場合には巻き芯部の曲率半径が
小さな第１周部において正極電極が切れる現象が発生す
ることがあり、電池の特性の低下、あるいは製造の歩留
まり低下を引き起こすという問題があった。さらに、角
型のリチウムイオン二次電池は、携帯電話等の小型の機
器の電源として用いられているので、電池の無効な空間
の増大は、電池の容量密度の低下となるので、こうした
電池内での電池容量に寄与しない部分を減少させること
が課題となっている。
は、負極電極の負極活物質層の厚さよりも厚さが大きい
ので、巻回体を作製した場合には巻き芯部の曲率半径が
小さな第１周部において正極電極が切れる現象が発生す
ることがあり、電池の特性の低下、あるいは製造の歩留
まり低下を引き起こすという問題があった。さらに、角
型のリチウムイオン二次電池は、携帯電話等の小型の機
器の電源として用いられているので、電池の無効な空間
の増大は、電池の容量密度の低下となるので、こうした
電池内での電池容量に寄与しない部分を減少させること
が課題となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、正極電極と
負極電極をセパレータを介して積層して巻回した電池に
おいて、巻き芯部での無効な空間を減少させるととも
に、巻き芯部での電極の切断を防止した、容量密度が大
きく、また電池製造時の歩留まりが高い巻回型電池を提
供することを課題とするものである。
負極電極をセパレータを介して積層して巻回した電池に
おいて、巻き芯部での無効な空間を減少させるととも
に、巻き芯部での電極の切断を防止した、容量密度が大
きく、また電池製造時の歩留まりが高い巻回型電池を提
供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、帯状の
集電体上に電極活物質を形成した正極電極と負極電極を
セパレータを介して積層したものを巻回した巻回型電池
において、正極電極は、巻き芯部の一周分に電極活物質
の片面塗布部を有し、巻き芯部の正極活物質が塗付され
ていない面が巻回体の内側に面して配置されている巻回
型電池によって解決することができる。また、負極電極
は、巻回体の最外周の一周には、外面に負極活物質層が
塗布されていない面を形成した前記の巻回型電池であ
る。
集電体上に電極活物質を形成した正極電極と負極電極を
セパレータを介して積層したものを巻回した巻回型電池
において、正極電極は、巻き芯部の一周分に電極活物質
の片面塗布部を有し、巻き芯部の正極活物質が塗付され
ていない面が巻回体の内側に面して配置されている巻回
型電池によって解決することができる。また、負極電極
は、巻回体の最外周の一周には、外面に負極活物質層が
塗布されていない面を形成した前記の巻回型電池であ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の巻回型電池は、巻き芯部
の特定の領域に片面塗布部を形成することによって、巻
き芯部で生じる電極の切断、あるいは活物質層の剥離等
の問題を解決するとともに、巻回体の無効な空間を少な
くした体積エネルギー密度に優れた電池を提供するもの
である。特に、厚みが厚く切断の危険が大きな正極活物
質を塗布した正極電極においては、負極電極に比べて電
極の切断あるいは活物質層の剥離等の危険が大きいが、
本発明の電池においては巻き芯部の曲率半径の小さな部
分に正極活物質層の非塗布部を設けたので、正極電極の
切断を回避し、しかも充放電容量の大きな電池を得るこ
とができる。
の特定の領域に片面塗布部を形成することによって、巻
き芯部で生じる電極の切断、あるいは活物質層の剥離等
の問題を解決するとともに、巻回体の無効な空間を少な
くした体積エネルギー密度に優れた電池を提供するもの
である。特に、厚みが厚く切断の危険が大きな正極活物
質を塗布した正極電極においては、負極電極に比べて電
極の切断あるいは活物質層の剥離等の危険が大きいが、
本発明の電池においては巻き芯部の曲率半径の小さな部
分に正極活物質層の非塗布部を設けたので、正極電極の
切断を回避し、しかも充放電容量の大きな電池を得るこ
とができる。
【００１１】以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の巻回型電池の一実施例を説明する図で
あり、電池の巻回体を説明する断面図であり、特に巻回
体の中心部と外周部を説明するための図である。本発明
の巻回型電池において、正極電極１は、アルミニウム箔
等からなる帯状の正極集電体２の両面に正極活物質が塗
布された正極活物質塗布部３が形成されている。そし
て、正極電極の長さ方向の端部には、いずれの面にも正
極活物質が塗布されていない正極活物質非塗布部４が設
けられており、正極活物質非塗布部４には、正極導電タ
ブ１０が接合されている。また、負極電極５は、銅箔等
からなる帯状の負極集電体６の両面に負極活物質塗布部
７が形成されており、負極電極の端部には、負極活物質
非塗布部８が形成されており、正極電極１と負極電極５
はセパレータ９を介して積層して巻回されている。
図１は、本発明の巻回型電池の一実施例を説明する図で
あり、電池の巻回体を説明する断面図であり、特に巻回
体の中心部と外周部を説明するための図である。本発明
の巻回型電池において、正極電極１は、アルミニウム箔
等からなる帯状の正極集電体２の両面に正極活物質が塗
布された正極活物質塗布部３が形成されている。そし
て、正極電極の長さ方向の端部には、いずれの面にも正
極活物質が塗布されていない正極活物質非塗布部４が設
けられており、正極活物質非塗布部４には、正極導電タ
ブ１０が接合されている。また、負極電極５は、銅箔等
からなる帯状の負極集電体６の両面に負極活物質塗布部
７が形成されており、負極電極の端部には、負極活物質
非塗布部８が形成されており、正極電極１と負極電極５
はセパレータ９を介して積層して巻回されている。
【００１２】正極電極は、巻き芯部に位置する正極活物
質非塗布部４に隣接して正極活物質片面塗布部１１を有
しており、正極活物質片面塗布部１１は巻回体の一周分
の長さに形成されている。一方、正極電極１に対向する
負極電極５の負極活物質が塗布された部分は、正極活物
質塗布部の対向面よりも、正極活物質非塗布部へと延び
て配置されており、正極活物質塗布部およびその端部の
対向面には必ず負極活物質が塗布された部分が存在して
いる。
質非塗布部４に隣接して正極活物質片面塗布部１１を有
しており、正極活物質片面塗布部１１は巻回体の一周分
の長さに形成されている。一方、正極電極１に対向する
負極電極５の負極活物質が塗布された部分は、正極活物
質塗布部の対向面よりも、正極活物質非塗布部へと延び
て配置されており、正極活物質塗布部およびその端部の
対向面には必ず負極活物質が塗布された部分が存在して
いる。
【００１３】図１で示すように、負極電極の巻き芯部の
負極活物質塗布部の先端部１２は、正極電極１の巻き芯
部の正極活物質片面塗布部の先端部１３よりも越えて配
置されている。このように配置することによって、リチ
ウムイオン二次電池において充電時に負極上にリチウム
金属が析出することを防止し、電池の安全性を高めるこ
とができる。また、本発明の電池においては、巻き芯部
の一周分には、内側に正極活物質が塗布されていないた
めに、曲率半径が小さくならざるを得ない巻き芯部の正
極集電体の内側部分１６に正極活物質層が形成されてい
ないので、正極電極が切断される可能性は小さなものと
なる。
負極活物質塗布部の先端部１２は、正極電極１の巻き芯
部の正極活物質片面塗布部の先端部１３よりも越えて配
置されている。このように配置することによって、リチ
ウムイオン二次電池において充電時に負極上にリチウム
金属が析出することを防止し、電池の安全性を高めるこ
とができる。また、本発明の電池においては、巻き芯部
の一周分には、内側に正極活物質が塗布されていないた
めに、曲率半径が小さくならざるを得ない巻き芯部の正
極集電体の内側部分１６に正極活物質層が形成されてい
ないので、正極電極が切断される可能性は小さなものと
なる。
【００１４】また、正極電極の切断は、正極集電体上の
活物質の密度によっても影響を受けるが、本発明では正
極活物質層が形成されていない面を設けることにより、
巻き芯部の曲率半径の小さな部分には正極活物質層が存
在していないので、正極活物質層の密度を高めた場合で
あっても電極切断が生じないので、正極活物質層の密度
を高めることができ、体積エネルギー密度の大きな電池
を製造することができる。一方、巻回体の最外周部１４
には、負極電極が位置するが、負極電極の最外周部１４
には、対向する対極が存在しないので、負極活物質を塗
布していない負極活物質非塗布部８が形成されており、
負極電極としてほとんど作用しない部分に活物質を設け
ていないので、体積効率も高めることができる。また、
最外周部には負極導電タブ１５が接合されている。
活物質の密度によっても影響を受けるが、本発明では正
極活物質層が形成されていない面を設けることにより、
巻き芯部の曲率半径の小さな部分には正極活物質層が存
在していないので、正極活物質層の密度を高めた場合で
あっても電極切断が生じないので、正極活物質層の密度
を高めることができ、体積エネルギー密度の大きな電池
を製造することができる。一方、巻回体の最外周部１４
には、負極電極が位置するが、負極電極の最外周部１４
には、対向する対極が存在しないので、負極活物質を塗
布していない負極活物質非塗布部８が形成されており、
負極電極としてほとんど作用しない部分に活物質を設け
ていないので、体積効率も高めることができる。また、
最外周部には負極導電タブ１５が接合されている。
【００１５】本発明の巻回型電池がリチウムイオン二次
電池を例に挙げて説明すると、正極電極は帯状のアルミ
ニウム箔に、ＬｉxＭＯ2（ただしＭは、少なくとも１種
の遷移金属を表す。）である複合酸化物、例えば、Ｌｉ
xＣｏＯ2、ＬｉxＮｉＯ2、ＬｉxＭｎ2Ｏ4、ＬｉxＭｎＯ
3、ＬｉxＮｉyＣｏ（１−ｙ)Ｏ2などを 、カーボンブラ
ック等の導電性物質、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）等の結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）等の溶剤とを分散混練した調製した正極塗料が塗布
装置によって塗布された後に、直ちに乾燥をされて巻き
取られる。また、片面の塗布が終了した後に、正極集電
体の反対面の所定の部分に同様に正極材料が塗布されて
正極電極が作製される。
電池を例に挙げて説明すると、正極電極は帯状のアルミ
ニウム箔に、ＬｉxＭＯ2（ただしＭは、少なくとも１種
の遷移金属を表す。）である複合酸化物、例えば、Ｌｉ
xＣｏＯ2、ＬｉxＮｉＯ2、ＬｉxＭｎ2Ｏ4、ＬｉxＭｎＯ
3、ＬｉxＮｉyＣｏ（１−ｙ)Ｏ2などを 、カーボンブラ
ック等の導電性物質、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）等の結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）等の溶剤とを分散混練した調製した正極塗料が塗布
装置によって塗布された後に、直ちに乾燥をされて巻き
取られる。また、片面の塗布が終了した後に、正極集電
体の反対面の所定の部分に同様に正極材料が塗布されて
正極電極が作製される。
【００１６】負極電極は、帯状の銅箔等の表面に、リチ
ウムをドープ及び脱ドープ可能な、熱分解炭素類、ピッ
チコークス、ニードルコークス、石油コークスなどのコ
ークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂などを焼成した有機高分子化合物焼
成体、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、ポリアセチ
レン、ポリピロール等の導電性高分子材料等をカーボン
ブラックなどの導電性物質、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦ）等の結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ
ＭＰ）等の溶剤とを分散混練した調製した負極塗布液を
本発明の塗布装置によって塗布される。片面の塗布が終
わったものは乾燥後に反対面も所定の部分が塗布され
る。
ウムをドープ及び脱ドープ可能な、熱分解炭素類、ピッ
チコークス、ニードルコークス、石油コークスなどのコ
ークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂などを焼成した有機高分子化合物焼
成体、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、ポリアセチ
レン、ポリピロール等の導電性高分子材料等をカーボン
ブラックなどの導電性物質、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦ）等の結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ
ＭＰ）等の溶剤とを分散混練した調製した負極塗布液を
本発明の塗布装置によって塗布される。片面の塗布が終
わったものは乾燥後に反対面も所定の部分が塗布され
る。
【００１７】このようにして得られた正極電極、負極電
極は、電極を所定の厚みに圧縮して圧縮した後に、裁断
装置によって電極を所定の形状に裁断し、導電タブを接
合した後に、セパレータを介して正極電極および負極電
極の先端部を所定の位置に合わせて積層したものを巻回
して電池要素を作製した後に、電池缶に収納して非水電
解液を注入した後に、外部接続端子、電池内圧の上昇に
よって圧力を開放する安全弁、電池温度の上昇により電
気抵抗の増大で電流を遮断するＰＴＣ素子等を備えた蓋
体を取り付けて封口するか、あるいは巻回体を可撓性材
料からなる外装材によって封口することによって密閉型
電池を製造することができる。
極は、電極を所定の厚みに圧縮して圧縮した後に、裁断
装置によって電極を所定の形状に裁断し、導電タブを接
合した後に、セパレータを介して正極電極および負極電
極の先端部を所定の位置に合わせて積層したものを巻回
して電池要素を作製した後に、電池缶に収納して非水電
解液を注入した後に、外部接続端子、電池内圧の上昇に
よって圧力を開放する安全弁、電池温度の上昇により電
気抵抗の増大で電流を遮断するＰＴＣ素子等を備えた蓋
体を取り付けて封口するか、あるいは巻回体を可撓性材
料からなる外装材によって封口することによって密閉型
電池を製造することができる。
【００１８】
【実施例】以下に、実施例、比較例を示し本発明を説明
する。 実施例１ 正極電極として、長さ３８９ｍｍ、幅４０．１ｍｍ、厚
さ２０μｍのアルミニウム箔の端部から１９ｍｍの長さ
を両面に正極活物質非塗布部とし、それに隣接して巻き
芯部の１周分の長さに相当する４８ｍｍに正極活物質片
面塗布部を形成し、正極活物質非塗布部には正極導電タ
ブを接合した。正極活物質層は、リチウムマンガン酸化
合物を含有する正極活物質層形成用スラリーをドクター
ブレード法により、アルミニウム箔に塗布乾燥した後
に、冷間ロールにて厚さ１９２μｍに圧縮して製造し
た。正極活物質の密度は、２．８７ｇ／ｃｍ3 であっ
た。
する。 実施例１ 正極電極として、長さ３８９ｍｍ、幅４０．１ｍｍ、厚
さ２０μｍのアルミニウム箔の端部から１９ｍｍの長さ
を両面に正極活物質非塗布部とし、それに隣接して巻き
芯部の１周分の長さに相当する４８ｍｍに正極活物質片
面塗布部を形成し、正極活物質非塗布部には正極導電タ
ブを接合した。正極活物質層は、リチウムマンガン酸化
合物を含有する正極活物質層形成用スラリーをドクター
ブレード法により、アルミニウム箔に塗布乾燥した後
に、冷間ロールにて厚さ１９２μｍに圧縮して製造し
た。正極活物質の密度は、２．８７ｇ／ｃｍ3 であっ
た。
【００１９】また、負極電極として、長さ４１３ｍｍ、
幅４１．５ｍｍ、厚さ１０μｍの銅箔の端部から５ｍｍ
の長さを両面に負極活物質が塗布されていない第１の負
極活物質非塗布部とし、これに続く部分の両面に負極活
物質を塗布し、また他端の端部から２７ｍｍの部分に
は、負極活物質の第２の非塗布部とし、それに隣接して
巻回体１周分の長さに相当する６２ｍｍに負極活物質片
面塗布部を形成し、負極活物質が塗布されていない部分
に負極導電タブを接合した。負極活物質層は、リチウム
をドープ、脱ドープする炭素質材料を含有する負極活物
質層形成用スラリーを銅箔の両面に塗布乾燥した後に、
冷間ロールにて厚さ１３０μｍに圧縮した。
幅４１．５ｍｍ、厚さ１０μｍの銅箔の端部から５ｍｍ
の長さを両面に負極活物質が塗布されていない第１の負
極活物質非塗布部とし、これに続く部分の両面に負極活
物質を塗布し、また他端の端部から２７ｍｍの部分に
は、負極活物質の第２の非塗布部とし、それに隣接して
巻回体１周分の長さに相当する６２ｍｍに負極活物質片
面塗布部を形成し、負極活物質が塗布されていない部分
に負極導電タブを接合した。負極活物質層は、リチウム
をドープ、脱ドープする炭素質材料を含有する負極活物
質層形成用スラリーを銅箔の両面に塗布乾燥した後に、
冷間ロールにて厚さ１３０μｍに圧縮した。
【００２０】次いで、正極電極の正極活物質非塗布部が
内側になるように配置し、正極活物質塗布部の巻き芯部
の先端部よりも、負極電極の負極活物質塗布部の先端部
が２ｍｍ内側に位置するように、負極電極を厚さ２５μ
ｍ、幅４３ｍｍのポリエチレン製のセパレータを介して
積層したものを巻回し、押圧して成型した後に電池缶に
収納した。作製した５個の電池の巻回体には電極切れが
生じたものはなかった。
内側になるように配置し、正極活物質塗布部の巻き芯部
の先端部よりも、負極電極の負極活物質塗布部の先端部
が２ｍｍ内側に位置するように、負極電極を厚さ２５μ
ｍ、幅４３ｍｍのポリエチレン製のセパレータを介して
積層したものを巻回し、押圧して成型した後に電池缶に
収納した。作製した５個の電池の巻回体には電極切れが
生じたものはなかった。
【００２１】また、５個の電池缶内に非水電解液を注入
後封口した後に、最初の充電は１７３ｍＡで、０Ｖから
４．２Ｖまで定電流充電した後、４．２Ｖに達した後は
定電圧充電に切り換えて充電を行った。（以下、この充
電をＣＣ−ＣＶ充電と称す）全充電時間が８時間に達し
た時点で充電を完了した。この後、エージング期間をお
いて、６５０ｍＡの定電流で３．０Ｖまで放電した後、
６５０ｍＡ、４．２ＶのＣＣ−ＣＶ充電を全充電時間が
１５０分となるように行い、次いで、１３０ｍＡで３Ｖ
まで定電流放電を行い、定電流放電時の容量を電池容量
とした。５個の電池の容量は平均７０６ｍＡｈであっ
た。また、これらの電池の特性を表１に示す。
後封口した後に、最初の充電は１７３ｍＡで、０Ｖから
４．２Ｖまで定電流充電した後、４．２Ｖに達した後は
定電圧充電に切り換えて充電を行った。（以下、この充
電をＣＣ−ＣＶ充電と称す）全充電時間が８時間に達し
た時点で充電を完了した。この後、エージング期間をお
いて、６５０ｍＡの定電流で３．０Ｖまで放電した後、
６５０ｍＡ、４．２ＶのＣＣ−ＣＶ充電を全充電時間が
１５０分となるように行い、次いで、１３０ｍＡで３Ｖ
まで定電流放電を行い、定電流放電時の容量を電池容量
とした。５個の電池の容量は平均７０６ｍＡｈであっ
た。また、これらの電池の特性を表１に示す。
【００２２】実施例２ 巻回体の厚みが実施例１と同様となるように正極電極お
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９２ｇ／ｃｍ3 とした点を除き
実施例１と同様に電池を作製して、実施例１と同様に評
価を行い、その結果を表１に示す。
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９２ｇ／ｃｍ3 とした点を除き
実施例１と同様に電池を作製して、実施例１と同様に評
価を行い、その結果を表１に示す。
【００２３】実施例３ 巻回体の厚みが実施例１と同様となるように正極電極お
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９７ｇ／ｃｍ3 とした点を除き
実施例１と同様に電池を作製して、実施例１と同様に評
価を行い、その結果を表１に示す。
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９７ｇ／ｃｍ3 とした点を除き
実施例１と同様に電池を作製して、実施例１と同様に評
価を行い、その結果を表１に示す。
【００２４】比較例１ 巻回体の厚みが実施例１と同様となるように正極電極お
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極電極に片面塗布部
を設けない点を除き、実施例１と同様に電池を作製し、
実施例１と同様に評価を行った。その結果を表１に示
す。また５個全ての電池に、ミシン目状の電極切れが生
じた。
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極電極に片面塗布部
を設けない点を除き、実施例１と同様に電池を作製し、
実施例１と同様に評価を行った。その結果を表１に示
す。また５個全ての電池に、ミシン目状の電極切れが生
じた。
【００２５】比較例２ 巻回体の厚みが実施例１と同様となるように正極電極お
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９２ｇ／ｃｍ3 とした点を除
き、比較例１と同様に電池を作製し、実施例１と同様に
評価を行い、その結果を表１に示す。また５個全ての電
池には、ミシン目状の電極切れが生じた。
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９２ｇ／ｃｍ3 とした点を除
き、比較例１と同様に電池を作製し、実施例１と同様に
評価を行い、その結果を表１に示す。また５個全ての電
池には、ミシン目状の電極切れが生じた。
【００２６】比較例３ 巻回体の厚みが実施例１と同様となるように正極電極お
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９７ｇ／ｃｍ3 とした点を除
き、比較例１と同様に電池を作製し、実施例１と同様に
評価を行い、その結果を表１に示す。また５個全ての電
池に電極切れが生じたが、３個にはミシン目状の切れが
生じ、２個には連続した切れが生じた。
よび負極電極の塗布厚を調整し、正極活物質の密度を冷
間ロールによって、２．９７ｇ／ｃｍ3 とした点を除
き、比較例１と同様に電池を作製し、実施例１と同様に
評価を行い、その結果を表１に示す。また５個全ての電
池に電極切れが生じたが、３個にはミシン目状の切れが
生じ、２個には連続した切れが生じた。
【００２７】
【表１】 正極密度(g/cm3) 電極切れ電池の個数の割合 容量(ｍＡｈ) 実施例１ ２．８７ ０／５ ７０６ 実施例２ ２．９２ ０／５ ７１４ 実施例３ ２．９７ ０／５ ７２２ 比較例１ ２．８７ ５／５ ６９７ 比較例２ ２．９２ ５／５ ７０５ 比較例３ ２．９７ ５／５ ７１３
【００２８】
【発明の効果】本発明は、巻回型電池の巻き芯部の曲率
半径の小さな部分の正極電極には、活物質層が片面のみ
に塗布された部分を形成したので、巻回体の作製の際に
正極電極の切断のおそれがなく、しかも容量エネルギー
密度が大きな電池を得ることができる。
半径の小さな部分の正極電極には、活物質層が片面のみ
に塗布された部分を形成したので、巻回体の作製の際に
正極電極の切断のおそれがなく、しかも容量エネルギー
密度が大きな電池を得ることができる。
【図１】図１は、本発明の巻回型電池の一実施例を説明
する図である。
する図である。
【図２】図２は、従来のリチウムイオン電池の巻回体の
一例を説明する図である。
一例を説明する図である。
１…正極電極、２…正極集電体、３…正極活物質塗布
部、４…正極活物質非塗布部、５…負極電極、６…負極
集電体、７…負極活物質塗布部、８…負極活物質非塗布
部、９…セパレータ、１０…正極導電タブ、１１…正極
活物質片面塗布部、１２…負極活物質塗布部の先端部、
１３…正極活物質片面塗布部の先端部、１４…最外周
部、１５…負極導電タブ、１６…巻き芯部の正極集電体
の内側部分
部、４…正極活物質非塗布部、５…負極電極、６…負極
集電体、７…負極活物質塗布部、８…負極活物質非塗布
部、９…セパレータ、１０…正極導電タブ、１１…正極
活物質片面塗布部、１２…負極活物質塗布部の先端部、
１３…正極活物質片面塗布部の先端部、１４…最外周
部、１５…負極導電タブ、１６…巻き芯部の正極集電体
の内側部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H028 AA05 BB07 CC10 CC13 HH05 5H029 AJ03 AJ14 AK03 AL06 BJ02 BJ14 DJ04 DJ07 DJ12 EJ01 HJ04 5H050 AA08 AA19 BA17 CA09 CB07 DA04 DA19 FA05 FA08 FA12 GA09 HA04
Claims (1)
- 【請求項１】 帯状の集電体上に電極活物質を形成した
正極電極と負極電極をセパレータを介して積層したもの
を巻回した巻回型電池において、正極電極は、巻き芯部
の一周分が電極活物質の片面塗布部を有し、巻き芯部の
正極活物質が塗付されていない面が巻回体の内側に面し
て配置されていることを特徴とする巻回型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189218A JP3503935B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 巻回型電池 |
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|---|---|---|---|
| JP2000189218A JP3503935B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 巻回型電池 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008709A true JP2002008709A (ja) | 2002-01-11 |
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ID=18688875
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000189218A Expired - Lifetime JP3503935B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 巻回型電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005116186A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-28 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
| JP2006147185A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Hitachi Maxell Ltd | 捲回電極およびその製造方法、並びにそれを用いた電池 |
| JP2007123009A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Nec Tokin Corp | 巻回型電池 |
| WO2009013889A1 (ja) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Panasonic Corporation | 電池用電極板、電池用極板群、リチウム二次電池、電池用電極板の製造方法、及び電池用電極板の製造装置 |
| KR100948847B1 (ko) | 2003-01-16 | 2010-03-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지 |
| US7842418B2 (en) | 2007-07-20 | 2010-11-30 | Panasonic Corporation | Electrode plate for battery, electrode group for battery, lithium secondary battery, method for producing electrode plate for battery and apparatus for producing electrode plate for battery |
| JP2010287517A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Gs Yuasa Corp | 電池及びその発電要素の作製方法 |
| US7976973B2 (en) | 2006-05-23 | 2011-07-12 | Sony Corporation | Spirally wound battery |
| KR20160010121A (ko) * | 2014-07-18 | 2016-01-27 | 주식회사 엘지화학 | 젤리롤형 전극 조립체 |
| WO2016013179A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| JP2018506158A (ja) * | 2015-11-26 | 2018-03-01 | エルジー・ケム・リミテッド | 二次電池 |
| EP3518315A4 (en) * | 2016-09-22 | 2020-05-27 | Ningde Amperex Technology Limited | WOUND CELL |
| CN115516691A (zh) * | 2021-04-22 | 2022-12-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池 |
| US11561302B2 (en) | 2017-05-11 | 2023-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Laser scanner for a LIDAR system and method for operating a laser scanner |
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-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000189218A patent/JP3503935B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR101416767B1 (ko) | 2006-05-23 | 2014-07-09 | 소니 가부시끼가이샤 | 전지 |
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| US7842418B2 (en) | 2007-07-20 | 2010-11-30 | Panasonic Corporation | Electrode plate for battery, electrode group for battery, lithium secondary battery, method for producing electrode plate for battery and apparatus for producing electrode plate for battery |
| WO2009013889A1 (ja) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Panasonic Corporation | 電池用電極板、電池用極板群、リチウム二次電池、電池用電極板の製造方法、及び電池用電極板の製造装置 |
| JP2010287517A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Gs Yuasa Corp | 電池及びその発電要素の作製方法 |
| KR101684283B1 (ko) * | 2014-07-18 | 2016-12-08 | 주식회사 엘지화학 | 젤리롤형 전극 조립체 |
| KR20160010121A (ko) * | 2014-07-18 | 2016-01-27 | 주식회사 엘지화학 | 젤리롤형 전극 조립체 |
| WO2016013179A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| JPWO2016013179A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2017-05-25 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
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| JP2018506158A (ja) * | 2015-11-26 | 2018-03-01 | エルジー・ケム・リミテッド | 二次電池 |
| EP3518315A4 (en) * | 2016-09-22 | 2020-05-27 | Ningde Amperex Technology Limited | WOUND CELL |
| US11561302B2 (en) | 2017-05-11 | 2023-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Laser scanner for a LIDAR system and method for operating a laser scanner |
| CN115516691A (zh) * | 2021-04-22 | 2022-12-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3503935B2 (ja) | 2004-03-08 |
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