JP2002110134A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池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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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池缶の内部に、それぞれ帯状の正極41と負
極43の間にセパレータ42を介在させた巻き取り電極体４
が収納されている非水電解液二次電池において、巻き取
り電極体の製造工程で芯体に発生するゆがみを防止す
る。 【解決手段】 本発明に係る非水電解液二次電池におい
ては、正極41及び負極43の両電極はそれぞれ、帯状の芯
体と、該芯体の表面に塗布された活物質とから構成さ
れ、各電極の表面には、活物質の塗布された塗工部Ａが
芯体の長手方向に形成されると共に、該塗工部Ａを挟ん
で両側に、活物質の塗布されていない第１非塗工部Ｂ１
と第２非塗工部Ｂ２がそれぞれ芯体端縁に沿って形成さ
れ、巻き取り電極体４の巻き軸方向の両端部に突出する
第１非塗工部Ｂ１、Ｂ１が一対の電極端子機構に連結さ
れている。
極43の間にセパレータ42を介在させた巻き取り電極体４
が収納されている非水電解液二次電池において、巻き取
り電極体の製造工程で芯体に発生するゆがみを防止す
る。 【解決手段】 本発明に係る非水電解液二次電池におい
ては、正極41及び負極43の両電極はそれぞれ、帯状の芯
体と、該芯体の表面に塗布された活物質とから構成さ
れ、各電極の表面には、活物質の塗布された塗工部Ａが
芯体の長手方向に形成されると共に、該塗工部Ａを挟ん
で両側に、活物質の塗布されていない第１非塗工部Ｂ１
と第２非塗工部Ｂ２がそれぞれ芯体端縁に沿って形成さ
れ、巻き取り電極体４の巻き軸方向の両端部に突出する
第１非塗工部Ｂ１、Ｂ１が一対の電極端子機構に連結さ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池缶の内部に二
次電池要素となる巻き取り電極体が収容され、電池缶に
設けた一対の電極端子部から巻き取り電極体の発生電力
を取り出すことが出来る非水電解液二次電池に関するも
のである。
次電池要素となる巻き取り電極体が収容され、電池缶に
設けた一対の電極端子部から巻き取り電極体の発生電力
を取り出すことが出来る非水電解液二次電池に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯型電子機器、電気自動車等の
電源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次
電池が注目されている。例えば電気自動車に用いられる
比較的大きな容量の円筒型リチウムイオン二次電池は、
図３及び図４に示す様に、筒体(11)の両端部に蓋体(12)
(12)を固定してなる円筒状の電池缶(１)の内部に、巻き
取り電極体(40)を収容して構成されている。両蓋体(12)
(12)には、正負一対の電極端子機構(９)(９)が取り付け
られており、巻き取り電極体(40)の両極と両電極端子機
構(９)(９)とが互いに接続されて、巻き取り電極体(40)
が発生する電力を一対の電極端子機構(９)(９)から外部
に取り出すことが可能となっている。又、各蓋体(12)に
は圧力開閉式のガス排出弁(13)が取り付けられている。
電源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次
電池が注目されている。例えば電気自動車に用いられる
比較的大きな容量の円筒型リチウムイオン二次電池は、
図３及び図４に示す様に、筒体(11)の両端部に蓋体(12)
(12)を固定してなる円筒状の電池缶(１)の内部に、巻き
取り電極体(40)を収容して構成されている。両蓋体(12)
(12)には、正負一対の電極端子機構(９)(９)が取り付け
られており、巻き取り電極体(40)の両極と両電極端子機
構(９)(９)とが互いに接続されて、巻き取り電極体(40)
が発生する電力を一対の電極端子機構(９)(９)から外部
に取り出すことが可能となっている。又、各蓋体(12)に
は圧力開閉式のガス排出弁(13)が取り付けられている。
【０００３】巻き取り電極体(40)は、図５に示す様に、
それぞれ帯状の正極(41)と負極(43)の間に帯状のセパレ
ータ(42)を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構
成されている。正極(41)は、アルミニウム箔からなる帯
状芯体(45)の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活
物質(44)を塗布して構成され、負極(43)は、銅箔からな
る帯状芯体(47)の両面に炭素材料を含む負極活物質(46)
を塗布して構成されている。セパレータ(42)には、非水
電解液が含浸されている。
それぞれ帯状の正極(41)と負極(43)の間に帯状のセパレ
ータ(42)を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構
成されている。正極(41)は、アルミニウム箔からなる帯
状芯体(45)の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活
物質(44)を塗布して構成され、負極(43)は、銅箔からな
る帯状芯体(47)の両面に炭素材料を含む負極活物質(46)
を塗布して構成されている。セパレータ(42)には、非水
電解液が含浸されている。
【０００４】ここで、正極(41)及び負極(43)はそれぞれ
セパレータ(42)上に幅方向へずらして重ね合わされ、渦
巻き状に巻き取られている。これによって、巻き取り電
極体(40)の巻き軸方向の両端部の内、一方の端部では、
セパレータ(42)の端縁よりも外方へ正極(41)の芯体(45)
の端縁(48)が突出すると共に、他方の端部では、セパレ
ータ(42)の端縁よりも外方へ負極(43)の芯体(47)の端縁
(48)が突出している。そして、巻き取り電極体(40)の両
端部にはそれぞれ円板状の集電板(32)が抵抗溶接され、
該集電板(32)がリード部材(33)を介して図４に示す電極
端子機構(９)の基端部に接続される。尚、正極側の集電
板(32)はアルミニウム製、負極側の集電板(32)はニッケ
ル製である。
セパレータ(42)上に幅方向へずらして重ね合わされ、渦
巻き状に巻き取られている。これによって、巻き取り電
極体(40)の巻き軸方向の両端部の内、一方の端部では、
セパレータ(42)の端縁よりも外方へ正極(41)の芯体(45)
の端縁(48)が突出すると共に、他方の端部では、セパレ
ータ(42)の端縁よりも外方へ負極(43)の芯体(47)の端縁
(48)が突出している。そして、巻き取り電極体(40)の両
端部にはそれぞれ円板状の集電板(32)が抵抗溶接され、
該集電板(32)がリード部材(33)を介して図４に示す電極
端子機構(９)の基端部に接続される。尚、正極側の集電
板(32)はアルミニウム製、負極側の集電板(32)はニッケ
ル製である。
【０００５】電極端子機構(９)は、電池缶(１)の蓋体(1
2)を貫通して取り付けられた電極端子(91)を具え、該電
極端子(91)の基端部には鍔部(92)が形成されている。蓋
体(12)の貫通孔には絶縁パッキング(93)が装着され、蓋
体(12)と締結部材(91)の間の電気的絶縁性とシール性が
保たれている。電極端子(91)には、蓋体(12)の外側から
ワッシャ(94)が嵌められると共に、第１ナット(95)及び
第２ナット(96)が螺合している。そして、第１ナット(9
5)を締め付けて、電極端子(91)の鍔部(92)とワッシャ(9
4)によって絶縁パッキング(93)を挟圧することにより、
シール性を高めている。尚、前記リード部材(33)の先端
部は、電極端子(91)の鍔部(92)に、スポット溶接或いは
超音波溶接によって固定されている。
2)を貫通して取り付けられた電極端子(91)を具え、該電
極端子(91)の基端部には鍔部(92)が形成されている。蓋
体(12)の貫通孔には絶縁パッキング(93)が装着され、蓋
体(12)と締結部材(91)の間の電気的絶縁性とシール性が
保たれている。電極端子(91)には、蓋体(12)の外側から
ワッシャ(94)が嵌められると共に、第１ナット(95)及び
第２ナット(96)が螺合している。そして、第１ナット(9
5)を締め付けて、電極端子(91)の鍔部(92)とワッシャ(9
4)によって絶縁パッキング(93)を挟圧することにより、
シール性を高めている。尚、前記リード部材(33)の先端
部は、電極端子(91)の鍔部(92)に、スポット溶接或いは
超音波溶接によって固定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３〜図５
に示す円筒型リチウムイオン二次電池においては、巻き
取り電極体(40)の製造工程にて、各電極の芯体(45)(47)
の表面に活物質(44)(46)を塗布した後、活物質層の厚さ
が均一となる様、圧延が施される。ここで、各電極の芯
体(45)(47)の表面には、活物質(44)(46)の塗布された塗
工部Ａ′が形成されると共に、電極巻き軸方向の一方の
端部には、活物質の塗布されていない非塗工部Ｂ′が形
成されているため、圧延時の芯体の伸び率が塗工部と非
塗工部で異なり、この結果、芯体には、図６(ａ′)
(ｂ′)に示す様にゆがみが生じることになる。
に示す円筒型リチウムイオン二次電池においては、巻き
取り電極体(40)の製造工程にて、各電極の芯体(45)(47)
の表面に活物質(44)(46)を塗布した後、活物質層の厚さ
が均一となる様、圧延が施される。ここで、各電極の芯
体(45)(47)の表面には、活物質(44)(46)の塗布された塗
工部Ａ′が形成されると共に、電極巻き軸方向の一方の
端部には、活物質の塗布されていない非塗工部Ｂ′が形
成されているため、圧延時の芯体の伸び率が塗工部と非
塗工部で異なり、この結果、芯体には、図６(ａ′)
(ｂ′)に示す様にゆがみが生じることになる。
【０００７】この様にゆがみを生じた電極を巻き取って
巻き取り電極体(40)を作製した場合、巻き取り電極体(4
0)の巻き圧が巻き軸方向に変化し、この結果、巻き取り
電極体(40)の充放電時の反応が電極面全域で不均一とな
る。芯体のゆがみが更に顕著な場合は、電極巻き取り時
に芯体に大きなしわが発生して、電池としての機能に支
障を来たす虞がある。
巻き取り電極体(40)を作製した場合、巻き取り電極体(4
0)の巻き圧が巻き軸方向に変化し、この結果、巻き取り
電極体(40)の充放電時の反応が電極面全域で不均一とな
る。芯体のゆがみが更に顕著な場合は、電極巻き取り時
に芯体に大きなしわが発生して、電池としての機能に支
障を来たす虞がある。
【０００８】そこで本発明の目的は、巻き取り電極体の
製造工程で芯体に発生するゆがみを防止することが出来
る非水電解液二次電池を提供することである。
製造工程で芯体に発生するゆがみを防止することが出来
る非水電解液二次電池を提供することである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る非水電解液二
次電池においては、電池缶(１)の内部に、それぞれ帯状
の正極(41)と負極(43)の間に非水電解液を含むセパレー
タ(42)を介在させてこれらを渦巻き状に巻き取った巻き
取り電極体(４)が収納されており、巻き取り電極体(４)
が発生する電力を一対の電極端子部から外部へ取り出す
ことが出来る。ここで、正極(41)及び負極(43)の両電極
はそれぞれ、帯状の芯体と、該芯体の表面に塗布された
活物質とから構成され、各電極の表面には、活物質の塗
布された塗工部(Ａ)が芯体の長手方向に形成されると共
に、該塗工部(Ａ)を挟んで両側に、活物質の塗布されて
いない第１非塗工部(Ｂ１)と第２非塗工部(Ｂ２)がそれ
ぞれ芯体端縁に沿って形成されている。そして、巻き取
り電極体(４)の巻き軸方向の両端部に突出する両電極の
第１非塗工部(Ｂ１、Ｂ１)が前記一対の電極端子部に連
結されている。
次電池においては、電池缶(１)の内部に、それぞれ帯状
の正極(41)と負極(43)の間に非水電解液を含むセパレー
タ(42)を介在させてこれらを渦巻き状に巻き取った巻き
取り電極体(４)が収納されており、巻き取り電極体(４)
が発生する電力を一対の電極端子部から外部へ取り出す
ことが出来る。ここで、正極(41)及び負極(43)の両電極
はそれぞれ、帯状の芯体と、該芯体の表面に塗布された
活物質とから構成され、各電極の表面には、活物質の塗
布された塗工部(Ａ)が芯体の長手方向に形成されると共
に、該塗工部(Ａ)を挟んで両側に、活物質の塗布されて
いない第１非塗工部(Ｂ１)と第２非塗工部(Ｂ２)がそれ
ぞれ芯体端縁に沿って形成されている。そして、巻き取
り電極体(４)の巻き軸方向の両端部に突出する両電極の
第１非塗工部(Ｂ１、Ｂ１)が前記一対の電極端子部に連
結されている。
【００１０】上記本発明の非水電解液二次電池において
は、巻き取り電極体(４)を構成する各電極の巻き軸方向
の一方の端部のみならず、他方の端部にも非塗工部が形
成されているので、巻き取り電極体の製造工程にて、芯
体の表面に活物質を塗布して圧延を施したとき、芯体の
伸び率が両非塗工部でバランスして、芯体に大きなゆが
みが発生することはない。この結果、巻き取り電極体
(４)は巻き圧が巻き軸方向に均等となって、巻き取り電
極体の充放電時の反応が電極面全域で均一となり、従来
よりも優れた出力特性が得られる。
は、巻き取り電極体(４)を構成する各電極の巻き軸方向
の一方の端部のみならず、他方の端部にも非塗工部が形
成されているので、巻き取り電極体の製造工程にて、芯
体の表面に活物質を塗布して圧延を施したとき、芯体の
伸び率が両非塗工部でバランスして、芯体に大きなゆが
みが発生することはない。この結果、巻き取り電極体
(４)は巻き圧が巻き軸方向に均等となって、巻き取り電
極体の充放電時の反応が電極面全域で均一となり、従来
よりも優れた出力特性が得られる。
【００１１】具体的構成において、第１非塗工部の電極
巻き軸方向の幅Ｌ１と第２非塗工部の電極巻き軸方向の
幅Ｌ２との比(Ｌ１／Ｌ２)は、１以上、４以下に設定さ
れる。前記比が１未満では、集電に利用される第１非塗
工部に比べて、集電及び電極反応の何れにも利用されな
い第２非塗工部が拡大することとなって、出力特性が低
下する。又、前記比が４を上回った場合、第１非塗工部
と第２非塗工部の伸び率のバランスが崩れて、芯体にゆ
がみが生じるため、出力特性が低下する。
巻き軸方向の幅Ｌ１と第２非塗工部の電極巻き軸方向の
幅Ｌ２との比(Ｌ１／Ｌ２)は、１以上、４以下に設定さ
れる。前記比が１未満では、集電に利用される第１非塗
工部に比べて、集電及び電極反応の何れにも利用されな
い第２非塗工部が拡大することとなって、出力特性が低
下する。又、前記比が４を上回った場合、第１非塗工部
と第２非塗工部の伸び率のバランスが崩れて、芯体にゆ
がみが生じるため、出力特性が低下する。
【００１２】更に具体的な構成において、第２非塗工部
の電極巻き軸方向の幅Ｌ２と塗工部の電極巻き軸方向の
幅Ｗとの比(Ｌ２／Ｗ)は、０.０５以上に設定される。
前記比が０.０５未満では、第２非塗工部によって第１
非塗工部との伸び率のバランスをとる効果が充分に得ら
れないため、出力特性が低下する。
の電極巻き軸方向の幅Ｌ２と塗工部の電極巻き軸方向の
幅Ｗとの比(Ｌ２／Ｗ)は、０.０５以上に設定される。
前記比が０.０５未満では、第２非塗工部によって第１
非塗工部との伸び率のバランスをとる効果が充分に得ら
れないため、出力特性が低下する。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る非水電解液二次電池によれ
ば、巻き取り電極体の製造工程において巻き圧が巻き軸
方向に均等となるため、芯体のゆがみを防止することが
出来、この結果、巻き取り電極体の充放電時の反応が電
極面全域で均一となって、優れた出力特性が得られる。
ば、巻き取り電極体の製造工程において巻き圧が巻き軸
方向に均等となるため、芯体のゆがみを防止することが
出来、この結果、巻き取り電極体の充放電時の反応が電
極面全域で均一となって、優れた出力特性が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を円筒型リチウムイ
オン二次電池に実施した形態につき、図面に沿って具体
的に説明する。本発明に係るリチウムイオン二次電池
は、図１に示す如く、筒体(11)の両端部に蓋体(12)(12)
を溶接固定してなる円筒状の電池缶(１)の内部に、巻き
取り電極体(４)を収容して構成されている。両蓋体(12)
(12)には、正負一対の電極端子機構(９)(９)が取り付け
られている。尚、電極端子機構(９)は、従来と同一の構
成を具えている。又、各蓋体(12)には圧力開閉式のガス
排出弁(13)が取り付けられている。
オン二次電池に実施した形態につき、図面に沿って具体
的に説明する。本発明に係るリチウムイオン二次電池
は、図１に示す如く、筒体(11)の両端部に蓋体(12)(12)
を溶接固定してなる円筒状の電池缶(１)の内部に、巻き
取り電極体(４)を収容して構成されている。両蓋体(12)
(12)には、正負一対の電極端子機構(９)(９)が取り付け
られている。尚、電極端子機構(９)は、従来と同一の構
成を具えている。又、各蓋体(12)には圧力開閉式のガス
排出弁(13)が取り付けられている。
【００１５】巻き取り電極体(４)の両端部にはそれぞれ
集電板(５)が設置され、芯体端縁(48)にレーザ溶接され
ている。該集電板(５)の端部に突設されたリード部(55)
の先端は、電極端子機構(９)を構成する電極端子(91)の
鍔部(92)に、スポット溶接、超音波溶接或いはレーザ溶
接によって接合されている。
集電板(５)が設置され、芯体端縁(48)にレーザ溶接され
ている。該集電板(５)の端部に突設されたリード部(55)
の先端は、電極端子機構(９)を構成する電極端子(91)の
鍔部(92)に、スポット溶接、超音波溶接或いはレーザ溶
接によって接合されている。
【００１６】巻き取り電極体(４)は、図２に示す様に、
それぞれ帯状の正極(41)と負極(43)の間に帯状のセパレ
ータ(42)を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構
成されている。正極(41)は、アルミニウム箔からなる帯
状芯体(45)の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活
物質(44)を塗布して構成され、負極(43)は、銅箔からな
る帯状芯体(47)の両面に炭素材料を含む負極活物質(46)
を塗布して構成されている。セパレータ(42)には、非水
電解液が含浸されている。
それぞれ帯状の正極(41)と負極(43)の間に帯状のセパレ
ータ(42)を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構
成されている。正極(41)は、アルミニウム箔からなる帯
状芯体(45)の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活
物質(44)を塗布して構成され、負極(43)は、銅箔からな
る帯状芯体(47)の両面に炭素材料を含む負極活物質(46)
を塗布して構成されている。セパレータ(42)には、非水
電解液が含浸されている。
【００１７】正極(41)の両面には、正極活物質(44)の塗
布されている塗工部Ａが形成されると共に、該塗工部の
両側には、正極活物質の塗布されていない第１非塗工部
Ｂ１及び第２非塗工部Ｂ２がそれぞれ芯体端縁(48)に沿
って形成されている。又、負極(43)の両面にも、負極活
物質(46)の塗布されている塗工部Ａが形成されると共
に、該塗工部Ａの両側には、負極活物質の塗布されてい
ない第１非塗工部Ｂ１及び第２非塗工部Ｂ２がそれぞれ
芯体端縁(48)に沿って形成されている。
布されている塗工部Ａが形成されると共に、該塗工部の
両側には、正極活物質の塗布されていない第１非塗工部
Ｂ１及び第２非塗工部Ｂ２がそれぞれ芯体端縁(48)に沿
って形成されている。又、負極(43)の両面にも、負極活
物質(46)の塗布されている塗工部Ａが形成されると共
に、該塗工部Ａの両側には、負極活物質の塗布されてい
ない第１非塗工部Ｂ１及び第２非塗工部Ｂ２がそれぞれ
芯体端縁(48)に沿って形成されている。
【００１８】正極(41)及び負極(43)は、それぞれセパレ
ータ(42)上に幅方向へずらして重ね合わせ、正極(41)及
び負極(43)の前記非塗工部をセパレータ(42)の両端縁か
らそれぞれ外側へ突出させる。そして、これらを渦巻き
状に巻き取ることによって巻き取り電極体(４)が構成さ
れる。該巻き取り電極体(４)においては、巻き軸方向の
両端部の内、一方の端部では、正極(41)の非塗工部の芯
体端縁(48)が、セパレータ(42)の一方の端縁よりも外方
へ突出し、他方の端部では、負極(43)の非塗工部の芯体
端縁(48)が、セパレータ(42)の他方の端縁よりも外方へ
突出している。
ータ(42)上に幅方向へずらして重ね合わせ、正極(41)及
び負極(43)の前記非塗工部をセパレータ(42)の両端縁か
らそれぞれ外側へ突出させる。そして、これらを渦巻き
状に巻き取ることによって巻き取り電極体(４)が構成さ
れる。該巻き取り電極体(４)においては、巻き軸方向の
両端部の内、一方の端部では、正極(41)の非塗工部の芯
体端縁(48)が、セパレータ(42)の一方の端縁よりも外方
へ突出し、他方の端部では、負極(43)の非塗工部の芯体
端縁(48)が、セパレータ(42)の他方の端縁よりも外方へ
突出している。
【００１９】集電板(５)は、図２及び図３に示す如く、
円形の平板状本体(51)を具え、該平板状本体(51)には、
放射状に伸びる複数本の円弧状凸部(52)が一体成型さ
れ、巻き取り電極体(４)側に突出している。又、平板状
本体(51)には、中央孔(54)が開設されると共に、該中央
孔(54)の周囲に、複数の注液孔(53)が開設されている。
更に平板状本体(51)の端部には、短冊状のリード部(55)
が一体に形成されている。
円形の平板状本体(51)を具え、該平板状本体(51)には、
放射状に伸びる複数本の円弧状凸部(52)が一体成型さ
れ、巻き取り電極体(４)側に突出している。又、平板状
本体(51)には、中央孔(54)が開設されると共に、該中央
孔(54)の周囲に、複数の注液孔(53)が開設されている。
更に平板状本体(51)の端部には、短冊状のリード部(55)
が一体に形成されている。
【００２０】上記円筒型リチウムイオン二次電池の製造
工程においては、先ず、図１に示す電池缶(１)、電極端
子機構(９)、図２に示す巻き取り電極体(４)、及び集電
板(５)をそれぞれ作製する。巻き取り電極体(４)の製造
工程では、各電極の芯体(45)(47)の表面に活物質(44)(4
6)を塗布した後、活物質層の厚さが均一となる様、圧延
が施されるが、正極(41)及び負極(43)には、図６(ａ)
(ｂ)に示す如く活物質塗工部Ａを挟んで、電極巻き軸方
向の両端部に、活物質の塗布されていない非塗工部Ｂ
１、Ｂ２が形成されているので、圧延時の芯体の伸び率
が両非塗工部でバランスし、芯体に大きなゆがみが生じ
ることはない。従って、巻き取り電極体(４)の巻き圧は
巻き軸方向に均等となる。
工程においては、先ず、図１に示す電池缶(１)、電極端
子機構(９)、図２に示す巻き取り電極体(４)、及び集電
板(５)をそれぞれ作製する。巻き取り電極体(４)の製造
工程では、各電極の芯体(45)(47)の表面に活物質(44)(4
6)を塗布した後、活物質層の厚さが均一となる様、圧延
が施されるが、正極(41)及び負極(43)には、図６(ａ)
(ｂ)に示す如く活物質塗工部Ａを挟んで、電極巻き軸方
向の両端部に、活物質の塗布されていない非塗工部Ｂ
１、Ｂ２が形成されているので、圧延時の芯体の伸び率
が両非塗工部でバランスし、芯体に大きなゆがみが生じ
ることはない。従って、巻き取り電極体(４)の巻き圧は
巻き軸方向に均等となる。
【００２１】その後、巻き取り電極体(４)の各端部に形
成されている芯体端縁(48)に集電板(５)を押し付ける。
これによって、集電板(５)の円弧状凸部(52)は、巻き取
り電極体(４)の芯体端縁(48)に食い込み、円弧状凸部(5
2)と芯体端縁(48)の間には、円筒面からなる接合面が形
成される。この状態で、集電板(５)の円弧状凸部(52)の
内周面に向けてレーザビームを照射し、レーザ溶接を施
す。この結果、集電板(５)の円弧状凸部(52)と巻き取り
電極体(４)の芯体端縁(48)とが、大きな接触面積で互い
に接合されることになる。
成されている芯体端縁(48)に集電板(５)を押し付ける。
これによって、集電板(５)の円弧状凸部(52)は、巻き取
り電極体(４)の芯体端縁(48)に食い込み、円弧状凸部(5
2)と芯体端縁(48)の間には、円筒面からなる接合面が形
成される。この状態で、集電板(５)の円弧状凸部(52)の
内周面に向けてレーザビームを照射し、レーザ溶接を施
す。この結果、集電板(５)の円弧状凸部(52)と巻き取り
電極体(４)の芯体端縁(48)とが、大きな接触面積で互い
に接合されることになる。
【００２２】
【実施例】本発明電池１ アルミニウム箔からなる芯体の表面にリチウム複合酸化
物からなる正極活物質を塗布してなる正極において、図
６(ａ)に示す幅Ｗが１５ｃｍの塗工部の両側に、幅Ｌ１
が３ｃｍの第１非塗工部と、幅Ｌ２が１ｃｍの第２非塗
工部を形成した正極を作製した。又、銅箔からなる芯体
の表面に炭素材料を含む負極活物質を塗布してなる負極
において、幅Ｗが１５.５ｃｍの塗工部の両側に、幅Ｌ
１が４ｃｍの第１非塗工部と、幅Ｌ２が１ｃｍの第２非
塗工部を形成した負極を作製した。そして、正極と負極
の間にセパレータを挟んでこれらを渦巻き状に巻き取っ
て、巻き取り電極体を作製し、該巻き取り電極体を用い
て、図１及び図２に示す構造を有する本発明電池1を組
み立てた。
物からなる正極活物質を塗布してなる正極において、図
６(ａ)に示す幅Ｗが１５ｃｍの塗工部の両側に、幅Ｌ１
が３ｃｍの第１非塗工部と、幅Ｌ２が１ｃｍの第２非塗
工部を形成した正極を作製した。又、銅箔からなる芯体
の表面に炭素材料を含む負極活物質を塗布してなる負極
において、幅Ｗが１５.５ｃｍの塗工部の両側に、幅Ｌ
１が４ｃｍの第１非塗工部と、幅Ｌ２が１ｃｍの第２非
塗工部を形成した負極を作製した。そして、正極と負極
の間にセパレータを挟んでこれらを渦巻き状に巻き取っ
て、巻き取り電極体を作製し、該巻き取り電極体を用い
て、図１及び図２に示す構造を有する本発明電池1を組
み立てた。
【００２３】比較電池Ａ 正極及び負極を構成する各芯体に第１非塗工部のみを形
成して、第２非塗工部を形成しないこと以外は本発明電
池１と同様にして、比較電池Ａを組み立てた。
成して、第２非塗工部を形成しないこと以外は本発明電
池１と同様にして、比較電池Ａを組み立てた。
【００２４】本発明電池２〜８ 正極を構成する芯体に、幅Ｌ２がそれぞれ３.０ｃｍ、
２.０ｃｍ、１.５ｃｍ、０.７５ｃｍ、０.７３ｃｍ、
０.６０ｃｍ、０.５ｃｍの第２非塗工部を形成したこと
以外は本発明電池１と同様にして、本発明電池２〜８を
作製した(下記表２参照)。
２.０ｃｍ、１.５ｃｍ、０.７５ｃｍ、０.７３ｃｍ、
０.６０ｃｍ、０.５ｃｍの第２非塗工部を形成したこと
以外は本発明電池１と同様にして、本発明電池２〜８を
作製した(下記表２参照)。
【００２５】出力特性実験 各電池を４.１Ｖまで５Ａで充電した後、２.７Ｖまで５
Ａで放電を行なった場合の放電容量を１００％として、
４.１Ｖまで充電を行ない、続いて前記放電容量の５０
％分を５Ａで放電し、そのときの放電深度を５０％とし
た。その後、２５Ａ、５０Ａ、７５Ａで１０秒間の放電
を行ない、放電終了時の電圧値と電流値をプロットし
て、その３点を直線近似した場合の傾きを電池抵抗とし
た。各電池の放電深度５０％における電池抵抗の測定結
果を表１及び表２に示す。
Ａで放電を行なった場合の放電容量を１００％として、
４.１Ｖまで充電を行ない、続いて前記放電容量の５０
％分を５Ａで放電し、そのときの放電深度を５０％とし
た。その後、２５Ａ、５０Ａ、７５Ａで１０秒間の放電
を行ない、放電終了時の電圧値と電流値をプロットし
て、その３点を直線近似した場合の傾きを電池抵抗とし
た。各電池の放電深度５０％における電池抵抗の測定結
果を表１及び表２に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表１及び表２から明らかなように、電極の
両端部に非塗工部が形成されている本発明電池１〜８に
おいては、電極の一方の端部にのみ非塗工部が形成され
ている比較電池Ａにに比べて、電池抵抗が低く、優れた
出力特性が得られている。これは、本発明電池において
は、各電極の両端部に非塗工部が形成されているので、
巻き取り電極体の製造工程にて、芯体の表面に活物質を
塗布して圧延を施したとき、芯体の伸び率が両非塗工部
でバランスして、芯体に大きなゆがみが発生することが
なく、この結果、巻き取り電極体は巻き軸方向の巻き圧
が均等となって、巻き取り電極体の充放電時の反応が電
極面全域で均一となるからである。
両端部に非塗工部が形成されている本発明電池１〜８に
おいては、電極の一方の端部にのみ非塗工部が形成され
ている比較電池Ａにに比べて、電池抵抗が低く、優れた
出力特性が得られている。これは、本発明電池において
は、各電極の両端部に非塗工部が形成されているので、
巻き取り電極体の製造工程にて、芯体の表面に活物質を
塗布して圧延を施したとき、芯体の伸び率が両非塗工部
でバランスして、芯体に大きなゆがみが発生することが
なく、この結果、巻き取り電極体は巻き軸方向の巻き圧
が均等となって、巻き取り電極体の充放電時の反応が電
極面全域で均一となるからである。
【００２９】又、本発明電池１〜８の比較から、第１非
塗工部の幅Ｌ１と第２非塗工部の幅Ｌ２との比(Ｌ１／
Ｌ２)が１以上、４以下の範囲で、特に電池抵抗が低く
なっており、この範囲が好ましいことが分かる。これ
は、前記比が１未満では、集電に利用される第１非塗工
部に比べて、集電及び電極反応の何れにも利用されない
第２非塗工部が拡大することとなって、出力特性が低下
し、前記比が４を上回った場合、第１非塗工部と第２非
塗工部の伸び率のバランスが崩れて、芯体にゆがみが生
じるため、出力特性が低下するからである。
塗工部の幅Ｌ１と第２非塗工部の幅Ｌ２との比(Ｌ１／
Ｌ２)が１以上、４以下の範囲で、特に電池抵抗が低く
なっており、この範囲が好ましいことが分かる。これ
は、前記比が１未満では、集電に利用される第１非塗工
部に比べて、集電及び電極反応の何れにも利用されない
第２非塗工部が拡大することとなって、出力特性が低下
し、前記比が４を上回った場合、第１非塗工部と第２非
塗工部の伸び率のバランスが崩れて、芯体にゆがみが生
じるため、出力特性が低下するからである。
【００３０】更に又、本発明電池１〜８の比較から、第
２非塗工部の幅Ｌ２と塗工部の幅Ｗとの比(Ｌ２／Ｗ)が
０.０５以上で、特に電池抵抗が低くなっており、この
範囲が好ましいことが分かる。これは、前記比が０.０
５未満では、第２非塗工部によって第１非塗工部との伸
び率のバランスをとる効果が充分に得られないため、出
力特性が低下するからである。
２非塗工部の幅Ｌ２と塗工部の幅Ｗとの比(Ｌ２／Ｗ)が
０.０５以上で、特に電池抵抗が低くなっており、この
範囲が好ましいことが分かる。これは、前記比が０.０
５未満では、第２非塗工部によって第１非塗工部との伸
び率のバランスをとる効果が充分に得られないため、出
力特性が低下するからである。
【図１】本発明に係るリチウムイオン二次電池の一部破
断正面図である。
断正面図である。
【図２】該二次電池に装備されている巻き取り電極体の
一部展開斜視図である。
一部展開斜視図である。
【図３】リチウムイオン二次電池の外観を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】従来のリチウムイオン二次電池の一部破断正面
図である。
図である。
【図５】該二次電池に装備されている巻き取り電極体の
一部展開斜視図である。
一部展開斜視図である。
【図６】従来の巻き取り電極体製造工程と本発明の巻き
取り電極体製造工程を比較した説明図である。
取り電極体製造工程を比較した説明図である。
(１) 電池缶 (４) 巻き取り電極体 (41) 正極 (42) セパレータ (43) 負極 (44) 正極活物質 (45) 芯体 (46) 負極活物質 (47) 芯体 Ａ 塗工部 Ｂ１ 非塗工部 Ｂ２ 非塗工部 (５) 集電板 (９) 電極端子機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB11 CC03 CC08 CC15 CC23 EE01 5H029 AJ01 AJ05 AJ14 AK03 AL06 AM01 BJ02 BJ14 CJ05 DJ02 DJ05 DJ07 DJ12 EJ01 HJ03 HJ12 5H050 AA01 AA07 AA19 BA17 CA07 CB07 DA04 DA20 FA05 FA12 FA18 GA07 HA03 HA12
Claims (4)
- 【請求項１】 電池缶(１)の内部に、それぞれ帯状の正
極(41)と負極(43)の間に非水電解液を含むセパレータ(4
2)を介在させてこれらを渦巻き状に巻き取った巻き取り
電極体(４)が収納され、巻き取り電極体(４)が発生する
電力を一対の電極端子部から外部へ取り出すことが出来
る非水電解液二次電池において、 正極(41)及び負極(43)の両電極はそれぞれ、帯状の芯体
と、該芯体の表面に塗布された活物質とから構成され、
各電極の表面には、活物質の塗布された塗工部(Ａ)が芯
体の長手方向に形成されると共に、該塗工部(Ａ)を挟ん
で両側に、活物質の塗布されていない第１非塗工部(Ｂ
１)と第２非塗工部(Ｂ２)がそれぞれ芯体端縁に沿って
形成され、巻き取り電極体(４)の巻き軸方向の両端部に
突出する両電極の第１非塗工部(Ｂ１、Ｂ１)が前記一対
の電極端子部に連結されていることを特徴とする非水電
解液二次電池。 - 【請求項２】 第１非塗工部の電極巻き軸方向の幅Ｌ１
と第２非塗工部の電極巻き軸方向の幅Ｌ２との比(Ｌ１
／Ｌ２)は、１以上、４以下である請求項１に記載の非
水電解液二次電池。 - 【請求項３】 第２非塗工部の電極巻き軸方向の幅Ｌ２
と塗工部の電極巻き軸方向の幅Ｗとの比(Ｌ２／Ｗ)は、
０.０５以上である請求項１に記載の非水電解液二次電
池。 - 【請求項４】 巻き取り電極体(４)の両端部には、両電
極の芯体の端縁(48)(48)が突出し、両端縁(48)(48)には
それぞれ集電板(５)が接合され、両集電板(５)(５)が前
記一対の電極端子部と連結されている請求項１乃至請求
項３の何れかに記載の非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000293179A JP3920549B2 (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000293179A JP3920549B2 (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002110134A true JP2002110134A (ja) | 2002-04-12 |
| JP3920549B2 JP3920549B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=18776013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000293179A Expired - Fee Related JP3920549B2 (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 非水電解液二次電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3920549B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004055511A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池 |
| JP2004303500A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 角形電池 |
| JP2007029789A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Toray Eng Co Ltd | 両面塗工基材の搬送装置 |
| CN100367541C (zh) * | 2002-12-28 | 2008-02-06 | 三星Sdi株式会社 | 电极单元 |
| US7736793B2 (en) | 2004-05-04 | 2010-06-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery with collector plate and electrode package thereof |
| JP2011096657A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Sb Limotive Co Ltd | 電極群とこれを適用した２次電池 |
| JP2014035935A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| CN109065839A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种全极耳正极片、卷绕电芯及其制作方法 |
-
2000
- 2000-09-26 JP JP2000293179A patent/JP3920549B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004055511A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池 |
| CN100367541C (zh) * | 2002-12-28 | 2008-02-06 | 三星Sdi株式会社 | 电极单元 |
| JP2004303500A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 角形電池 |
| US7736793B2 (en) | 2004-05-04 | 2010-06-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery with collector plate and electrode package thereof |
| JP2007029789A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Toray Eng Co Ltd | 両面塗工基材の搬送装置 |
| JP2011096657A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Sb Limotive Co Ltd | 電極群とこれを適用した２次電池 |
| US8574752B2 (en) | 2009-10-29 | 2013-11-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode assembly and rechargeable battery using the same |
| JP2014035935A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| CN109065839A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种全极耳正极片、卷绕电芯及其制作方法 |
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| JP3920549B2 (ja) | 2007-05-30 |
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