JP2002270153A - 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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- JP2002270153A JP2002270153A JP2001070175A JP2001070175A JP2002270153A JP 2002270153 A JP2002270153 A JP 2002270153A JP 2001070175 A JP2001070175 A JP 2001070175A JP 2001070175 A JP2001070175 A JP 2001070175A JP 2002270153 A JP2002270153 A JP 2002270153A
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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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- 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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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 組立加工性が良好で出力特性に優れた非水電
解液二次電池を提供する。 【解決手段】 正極のリード片９の最細部断面積ａの総
和Ａｐを、合剤層Ｌのアルミニウム箔上の塗工面Ｂの面
積に対して０．００６％〜０．０４８％とし、負極のリ
ード片９の最細部断面積ａの総和Ａｎを、合剤層Ｌの銅
箔上の塗工面Ｂの面積に対して０．００４％〜０．０３
％とした。
解液二次電池を提供する。 【解決手段】 正極のリード片９の最細部断面積ａの総
和Ａｐを、合剤層Ｌのアルミニウム箔上の塗工面Ｂの面
積に対して０．００６％〜０．０４８％とし、負極のリ
ード片９の最細部断面積ａの総和Ａｎを、合剤層Ｌの銅
箔上の塗工面Ｂの面積に対して０．００４％〜０．０３
％とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液二次電池
に係り、特に、正極集電体に正極活物質合剤を塗工した
正極と、負極集電体に負極活物質合剤を塗工した負極
と、をセパレータを介して捲回した捲回群を備えた非水
電解液二次電池に関する。
に係り、特に、正極集電体に正極活物質合剤を塗工した
正極と、負極集電体に負極活物質合剤を塗工した負極
と、をセパレータを介して捲回した捲回群を備えた非水
電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】非水電解液二次電池を代表するリチウム
イオン二次電池は、高エネルギー密度であるメリットを
活かして、主にＶＴＲカメラやノートパソコン、携帯電
話等のポータブル機器の電源に使用されている。この電
池の内部構造は通常以下に示されるような捲回式にされ
る。電極は正極、負極共に活物質が金属箔に塗着された
帯状であり、セパレータを挟んで正極、負極が直接接触
しないように断面が渦巻状に捲回され、捲回群を形成し
ている。そして電池容器となる円筒状の缶に捲回群が収
納され、電解液注液後、封口されている。
イオン二次電池は、高エネルギー密度であるメリットを
活かして、主にＶＴＲカメラやノートパソコン、携帯電
話等のポータブル機器の電源に使用されている。この電
池の内部構造は通常以下に示されるような捲回式にされ
る。電極は正極、負極共に活物質が金属箔に塗着された
帯状であり、セパレータを挟んで正極、負極が直接接触
しないように断面が渦巻状に捲回され、捲回群を形成し
ている。そして電池容器となる円筒状の缶に捲回群が収
納され、電解液注液後、封口されている。
【０００３】一般的な円筒型リチウムイオン二次電池の
寸法は、１８６５０型と呼ばれる、直径１８ｍｍ、高さ
６５ｍｍであり、小形民生用リチウムイオン電池として
広く普及している。１８６５０型リチウムイオン二次電
池の正極活物質には、高容量、長寿命を特徴とするコバ
ルト酸リチウムが主として用いられており、電池容量
は、おおむね１．３Ａｈ〜１．７Ａｈ、出力はおよそ１
０Ｗ程度である。
寸法は、１８６５０型と呼ばれる、直径１８ｍｍ、高さ
６５ｍｍであり、小形民生用リチウムイオン電池として
広く普及している。１８６５０型リチウムイオン二次電
池の正極活物質には、高容量、長寿命を特徴とするコバ
ルト酸リチウムが主として用いられており、電池容量
は、おおむね１．３Ａｈ〜１．７Ａｈ、出力はおよそ１
０Ｗ程度である。
【０００４】一方、自動車産業界においては環境問題に
対応すべく、排出ガスのない、動力源を完全に電池のみ
にした電気自動車と、内燃機関エンジンと電池との両方
を動力源とするハイブリッド（電気）自動車の開発が加
速され、一部実用化の段階に到達している。
対応すべく、排出ガスのない、動力源を完全に電池のみ
にした電気自動車と、内燃機関エンジンと電池との両方
を動力源とするハイブリッド（電気）自動車の開発が加
速され、一部実用化の段階に到達している。
【０００５】電気自動車の電源となる電池には当然高出
力、高エネルギーが得られる特性が要求され、この要求
にマッチする電池としてリチウムイオン二次電池が注目
されている。電気自動車用リチウムイオン電池の場合、
１００〜３５０Ｖ程度の高電圧を得るために約３０〜１
００本の電池を直列接続し、大電流を流すため、電池の
出力特性の良否が重要となる。このため、電気自動車用
リチウムイオン電池では、電池の出力特性を上げるため
に、集電タブの数を増やして内部抵抗を低下させること
や、活物質層を薄くして極板面積を広げること等で対処
している。
力、高エネルギーが得られる特性が要求され、この要求
にマッチする電池としてリチウムイオン二次電池が注目
されている。電気自動車用リチウムイオン電池の場合、
１００〜３５０Ｖ程度の高電圧を得るために約３０〜１
００本の電池を直列接続し、大電流を流すため、電池の
出力特性の良否が重要となる。このため、電気自動車用
リチウムイオン電池では、電池の出力特性を上げるため
に、集電タブの数を増やして内部抵抗を低下させること
や、活物質層を薄くして極板面積を広げること等で対処
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内部抵
抗を低下させるため集電タブの数を多くするほど、集電
体を捲回して捲回群を作製するときや、集電タブを変形
・接合するときの組立加工性が低下すると共にコスト高
となる、という問題点がある。
抗を低下させるため集電タブの数を多くするほど、集電
体を捲回して捲回群を作製するときや、集電タブを変形
・接合するときの組立加工性が低下すると共にコスト高
となる、という問題点がある。
【０００７】本発明は上記事案に鑑み、組立加工性が良
好で出力特性に優れた非水電解液二次電池を提供するこ
とを課題とする。
好で出力特性に優れた非水電解液二次電池を提供するこ
とを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、正極集電体に正極活物質合剤を塗工した
正極と、負極集電体に負極活物質合剤を塗工した負極
と、をセパレータを介して捲回した捲回群を備えた非水
電解液二次電池において、前記正極集電体から直接導出
された複数の集電用リード片の最細部断面積の総和が前
記正極活物質合剤層の塗工面の面積に対して０．００６
％〜０．０４８％であり、前記負極集電体から直接導出
された複数の集電用リード片の最細部断面積の総和が前
記負極活物質合剤層の塗工面の面積に対して０．００４
％〜０．０３％であることを特徴とする。このとき、捲
回群が捲回中心となる軸芯を有しており、集電用リード
片の幅が軸芯の外径の８０％以下であることが好まし
い。
に、本発明は、正極集電体に正極活物質合剤を塗工した
正極と、負極集電体に負極活物質合剤を塗工した負極
と、をセパレータを介して捲回した捲回群を備えた非水
電解液二次電池において、前記正極集電体から直接導出
された複数の集電用リード片の最細部断面積の総和が前
記正極活物質合剤層の塗工面の面積に対して０．００６
％〜０．０４８％であり、前記負極集電体から直接導出
された複数の集電用リード片の最細部断面積の総和が前
記負極活物質合剤層の塗工面の面積に対して０．００４
％〜０．０３％であることを特徴とする。このとき、捲
回群が捲回中心となる軸芯を有しており、集電用リード
片の幅が軸芯の外径の８０％以下であることが好まし
い。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
電気自動車用の円筒型リチウムイオン二次電池に適用し
た実施の形態について説明する。
電気自動車用の円筒型リチウムイオン二次電池に適用し
た実施の形態について説明する。
【００１０】（正極板の作製）正極活物質としてのマン
ガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）粉末と、導電剤とし
て鱗片状黒鉛（平均粒径：２０μｍ）と、結着剤として
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを９０：５：５の
質量比で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピ
ロリドンを添加、混練してスラリを作製した。作製した
スラリを厚さ２０μｍの正極集電体としてのアルミニウ
ム箔の両面に塗布、乾燥させ、アルミニウム箔上に片面
あたり２００ｇ／ｍ２の合剤層Ｌを形成した。このと
き、アルミニウム箔の長寸方向の一側縁に幅５０ｍｍの
未塗布部を残した。その後、プレス、裁断して幅５４ｍ
ｍ、所定長さの帯状の正極板を得た。合剤層Ｌのかさ密
度は２．７ｇ／ｃｍ３とした。
ガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）粉末と、導電剤とし
て鱗片状黒鉛（平均粒径：２０μｍ）と、結着剤として
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを９０：５：５の
質量比で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピ
ロリドンを添加、混練してスラリを作製した。作製した
スラリを厚さ２０μｍの正極集電体としてのアルミニウ
ム箔の両面に塗布、乾燥させ、アルミニウム箔上に片面
あたり２００ｇ／ｍ２の合剤層Ｌを形成した。このと
き、アルミニウム箔の長寸方向の一側縁に幅５０ｍｍの
未塗布部を残した。その後、プレス、裁断して幅５４ｍ
ｍ、所定長さの帯状の正極板を得た。合剤層Ｌのかさ密
度は２．７ｇ／ｃｍ３とした。
【００１１】図１に示すように、アルミニウム箔のスラ
リ未塗布部に切り欠き幅Ｗの切り欠きを入れ、切り欠き
残部を集電用のリード片９とした。ここで、リード片９
の最細部断面積ａの総和Ａｐ（アルミニウム箔にｎ個の
リード片９を形成したとき、総和Ａｐ＝ｎ×最細部断面
積ａ）を、合剤層Ｌのアルミニウム箔上の塗工面Ｂの面
積（両面）に対して０．００６％〜０．０４８％とし
た。
リ未塗布部に切り欠き幅Ｗの切り欠きを入れ、切り欠き
残部を集電用のリード片９とした。ここで、リード片９
の最細部断面積ａの総和Ａｐ（アルミニウム箔にｎ個の
リード片９を形成したとき、総和Ａｐ＝ｎ×最細部断面
積ａ）を、合剤層Ｌのアルミニウム箔上の塗工面Ｂの面
積（両面）に対して０．００６％〜０．０４８％とし
た。
【００１２】（負極板の作製）負極活物質としての非晶
質炭素（呉羽化学工業株式会社製カーボトロンＰ）粉末
９２重量部に結着剤として８重量部のポリフッ化ビニリ
デンを添加し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロ
リドンを添加、混練してスラリを作製した。このスラリ
を厚さ１０μｍの負極集電体としての圧延銅箔の両面に
塗布、乾燥させて、銅箔上に片面あたり５０ｇ／ｍ２の
合剤層Ｌを形成した。このとき、銅箔の一側縁に幅５０
ｍｍの未塗布部を残した。その後、プレス、裁断して幅
５６ｍｍ、所定長さの帯状の負極板を得た。合剤層Ｌの
かさ密度は１．０ｇ／ｃｍ３とした。
質炭素（呉羽化学工業株式会社製カーボトロンＰ）粉末
９２重量部に結着剤として８重量部のポリフッ化ビニリ
デンを添加し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロ
リドンを添加、混練してスラリを作製した。このスラリ
を厚さ１０μｍの負極集電体としての圧延銅箔の両面に
塗布、乾燥させて、銅箔上に片面あたり５０ｇ／ｍ２の
合剤層Ｌを形成した。このとき、銅箔の一側縁に幅５０
ｍｍの未塗布部を残した。その後、プレス、裁断して幅
５６ｍｍ、所定長さの帯状の負極板を得た。合剤層Ｌの
かさ密度は１．０ｇ／ｃｍ３とした。
【００１３】図１に示すように、銅箔のスラリ未塗布部
に切り欠き幅Ｗの切り欠きを入れ、切り欠き残部を集電
用のリード片９とした。リード片９の最細部断面積ａの
総和Ａｎ（銅箔にｋ個のリード片９を形成したとき、総
和Ａｎ＝ｋ×最細部断面積ａ）を、合剤層Ｌの銅箔上の
塗工面Ｂの面積（両面）に対して０．００４％〜０．０
３％とした。
に切り欠き幅Ｗの切り欠きを入れ、切り欠き残部を集電
用のリード片９とした。リード片９の最細部断面積ａの
総和Ａｎ（銅箔にｋ個のリード片９を形成したとき、総
和Ａｎ＝ｋ×最細部断面積ａ）を、合剤層Ｌの銅箔上の
塗工面Ｂの面積（両面）に対して０．００４％〜０．０
３％とした。
【００１４】なお、正極活物質と負極活物質の仕込み量
は次のようにして決定した。セパレータを介して対向す
る単位面積あたりで、正極の充電終止電位４．５Ｖ（Ｌ
ｉ／Ｌｉ＋基準）までの充電可能容量と負極の終止電圧
０Ｖ（Ｌｉ／Ｌｉ＋基準）までの充電可能容量が同じに
なるようにした。ちなみに、マンガン酸リチウムの単位
活物質重量あたりの充電可能容量は１０５ｍＡｈ／ｇで
あり、非晶質炭素の充電可能容量は４５０ｍＡｈ／ｇで
あった。
は次のようにして決定した。セパレータを介して対向す
る単位面積あたりで、正極の充電終止電位４．５Ｖ（Ｌ
ｉ／Ｌｉ＋基準）までの充電可能容量と負極の終止電圧
０Ｖ（Ｌｉ／Ｌｉ＋基準）までの充電可能容量が同じに
なるようにした。ちなみに、マンガン酸リチウムの単位
活物質重量あたりの充電可能容量は１０５ｍＡｈ／ｇで
あり、非晶質炭素の充電可能容量は４５０ｍＡｈ／ｇで
あった。
【００１５】（電池の作製）図２に示すように、作製し
た正極板及び負極板を、中空円筒状の軸芯１４の外径部
に溶着した厚さ５０μｍのポリエチレン製セパレータと
ともに軸芯１４を中心として捲回して捲回群６を作製し
た。セパレータに微孔多孔性シートを用いた。このと
き、正極板、負極板及びセパレータのそれぞれの長さ
は、正極板１０００ｍｍ、負極板１０５０ｍｍ、セパレ
ータ長さ１２００ｍｍとし、正極のリード片９と負極の
リード片９とが、捲回群６の互いに反対側の両端面に位
置するように捲回した。
た正極板及び負極板を、中空円筒状の軸芯１４の外径部
に溶着した厚さ５０μｍのポリエチレン製セパレータと
ともに軸芯１４を中心として捲回して捲回群６を作製し
た。セパレータに微孔多孔性シートを用いた。このと
き、正極板、負極板及びセパレータのそれぞれの長さ
は、正極板１０００ｍｍ、負極板１０５０ｍｍ、セパレ
ータ長さ１２００ｍｍとし、正極のリード片９と負極の
リード片９とが、捲回群６の互いに反対側の両端面に位
置するように捲回した。
【００１６】正極から導出されているリード片９を変形
させ、その全てを、捲回群６軸心のほぼ延長線上にある
極柱（正極外部端子１ａ）周囲から一体に張り出してい
る鍔部７周面付近に集合、接触させ後、リード片９と鍔
部７周面とを超音波溶接してリード片９を鍔部７周面に
接続・固定した。負極外部端子１ｂと負極から導出され
ているリード片９との接続も、正極外部端子１ａと正極
板から導出されているリード片９の接続と同様に実施し
た。
させ、その全てを、捲回群６軸心のほぼ延長線上にある
極柱（正極外部端子１ａ）周囲から一体に張り出してい
る鍔部７周面付近に集合、接触させ後、リード片９と鍔
部７周面とを超音波溶接してリード片９を鍔部７周面に
接続・固定した。負極外部端子１ｂと負極から導出され
ているリード片９との接続も、正極外部端子１ａと正極
板から導出されているリード片９の接続と同様に実施し
た。
【００１７】その後、正極外部端子１ａ及び負極外部端
子１ｂの鍔部７周面全周に絶縁被覆８を施した。この絶
縁被覆８は、捲回群６外周面全周にも及ぼした。絶縁被
覆８には、基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタ
アクリレートからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用
いた。この粘着テープを鍔部７周面から捲回群６外周面
に亘って何重にも巻いて絶縁被覆８とした。捲回群６の
最大径部が絶縁被覆８存在部となるように巻き数を調整
し、該最大径をステンレス製の電池容器５内径よりも僅
かに小さくして捲回群６を電池容器５内に挿入した。電
池容器５の外形は６７ｍｍ、内径は６６ｍｍである。
子１ｂの鍔部７周面全周に絶縁被覆８を施した。この絶
縁被覆８は、捲回群６外周面全周にも及ぼした。絶縁被
覆８には、基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタ
アクリレートからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用
いた。この粘着テープを鍔部７周面から捲回群６外周面
に亘って何重にも巻いて絶縁被覆８とした。捲回群６の
最大径部が絶縁被覆８存在部となるように巻き数を調整
し、該最大径をステンレス製の電池容器５内径よりも僅
かに小さくして捲回群６を電池容器５内に挿入した。電
池容器５の外形は６７ｍｍ、内径は６６ｍｍである。
【００１８】円盤状電池蓋４の裏面と当接する部分の厚
さが２ｍｍ、内径１６ｍｍ、外径２５ｍｍでアルミナ製
の第２のセラミックワッシャ３ｂを、先端が正極外部端
子１ａを構成する極柱、先端が負極外部端子１ｂを構成
する極柱にそれぞれ嵌め込んだ。また、厚さが２ｍｍ、
内径１６ｍｍ、外径２８ｍｍの平板状でアルミナ製の第
１のセラミックワッシャ３ａを電池蓋４上に載置して、
正極外部端子１ａ、負極外部端子１ｂをそれぞれ第１の
セラミックワッシャ３ａに挿通した。その後、電池蓋４
周端面を電池容器５の開口部に嵌合させ、双方の接触部
全域をレーザ溶接した。このとき、正極外部端子１ａ、
負極外部端子１ｂは、電池蓋４の中心に形成した穴を貫
通して電池蓋４外部に突出している。第１のセラミック
ワッシャ３ａ、金属製ナット２の底面よりも平滑な金属
ワッシャ１１を、この順に正極外部端子１ａ、負極外部
端子１ｂにそれぞれ嵌め込んだ。
さが２ｍｍ、内径１６ｍｍ、外径２５ｍｍでアルミナ製
の第２のセラミックワッシャ３ｂを、先端が正極外部端
子１ａを構成する極柱、先端が負極外部端子１ｂを構成
する極柱にそれぞれ嵌め込んだ。また、厚さが２ｍｍ、
内径１６ｍｍ、外径２８ｍｍの平板状でアルミナ製の第
１のセラミックワッシャ３ａを電池蓋４上に載置して、
正極外部端子１ａ、負極外部端子１ｂをそれぞれ第１の
セラミックワッシャ３ａに挿通した。その後、電池蓋４
周端面を電池容器５の開口部に嵌合させ、双方の接触部
全域をレーザ溶接した。このとき、正極外部端子１ａ、
負極外部端子１ｂは、電池蓋４の中心に形成した穴を貫
通して電池蓋４外部に突出している。第１のセラミック
ワッシャ３ａ、金属製ナット２の底面よりも平滑な金属
ワッシャ１１を、この順に正極外部端子１ａ、負極外部
端子１ｂにそれぞれ嵌め込んだ。
【００１９】次いで、ナット２を正極外部端子１ａ、負
極外部端子１ｂにそれぞれ螺着し、第２のセラミックワ
ッシャ３ｂ、第１のセラミックワッシャ３ａ、金属ワッ
シャ１１を介して電池蓋４を鍔部７とナット２の間で締
め付けにより固定した。締め付けトルク値は６．８６Ｎ
・ｍとした。締め付け作業が終了するまで金属ワッシャ
１１は回転しなかった。この状態で、電池蓋４裏面と鍔
部７の間に介在させたゴム（ＥＰＤＭ）製Ｏリング１２
の圧縮により、電池容器５内部の発電要素は外気から遮
断される。
極外部端子１ｂにそれぞれ螺着し、第２のセラミックワ
ッシャ３ｂ、第１のセラミックワッシャ３ａ、金属ワッ
シャ１１を介して電池蓋４を鍔部７とナット２の間で締
め付けにより固定した。締め付けトルク値は６．８６Ｎ
・ｍとした。締め付け作業が終了するまで金属ワッシャ
１１は回転しなかった。この状態で、電池蓋４裏面と鍔
部７の間に介在させたゴム（ＥＰＤＭ）製Ｏリング１２
の圧縮により、電池容器５内部の発電要素は外気から遮
断される。
【００２０】その後、電池蓋４に形成された注液口１３
から非水電解液を所定量電池容器５内に注入し、その後
注液口１３を封止することにより円筒型リチウムイオン
電池２０を完成させた。非水電解液には、エチレンカー
ボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネー
トとの体積比１：１：１の混合溶液中へ６フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル溶解したも
のを用いた。
から非水電解液を所定量電池容器５内に注入し、その後
注液口１３を封止することにより円筒型リチウムイオン
電池２０を完成させた。非水電解液には、エチレンカー
ボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネー
トとの体積比１：１：１の混合溶液中へ６フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル溶解したも
のを用いた。
【００２１】
【実施例】次に、本実施形態に従って切り欠き幅Ｗを変
えることにより、正極及び負極合剤層の塗工面の面積Ｂ
に対してリード片９の最細部断面積の総和Ａを種々変更
して作製した実施例の電池について説明する。なお、比
較のために作製した比較例の電池についても併記する。
えることにより、正極及び負極合剤層の塗工面の面積Ｂ
に対してリード片９の最細部断面積の総和Ａを種々変更
して作製した実施例の電池について説明する。なお、比
較のために作製した比較例の電池についても併記する。
【００２２】（実施例１〜４）下表１に示すように、実
施例１では、最細部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工
面の面積Ｂに対し正極リード片は０．０４８％、負極リ
ード片は０．０３％とした。実施例２では、最細部断面
積の総和Ａを、極板活物質塗工面の面積Ｂに対し正極リ
ード片は０．０４８％、負極リード片は０．００４％と
した。実施例３では、最細部断面積の総和Ａを、極板活
物質塗工面の面積Ｂに対し正極リード片は０．００６
％、負極リード片は０．０３％とした。実施例４では、
最細部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工面の面積Ｂに
対し正極リード片は０．００６％、負極リード片は０．
００４％とした。
施例１では、最細部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工
面の面積Ｂに対し正極リード片は０．０４８％、負極リ
ード片は０．０３％とした。実施例２では、最細部断面
積の総和Ａを、極板活物質塗工面の面積Ｂに対し正極リ
ード片は０．０４８％、負極リード片は０．００４％と
した。実施例３では、最細部断面積の総和Ａを、極板活
物質塗工面の面積Ｂに対し正極リード片は０．００６
％、負極リード片は０．０３％とした。実施例４では、
最細部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工面の面積Ｂに
対し正極リード片は０．００６％、負極リード片は０．
００４％とした。
【００２３】
【表１】
【００２４】（比較例１、２）表１に示すように、比較
例１では、最細部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工面
の面積Ｂに対し正極リード片は０．００６％、負極リー
ド片は０．００３％とした。また、比較例２では、最細
部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工面の面積Ｂに対し
正極リード片は０．００５％、負極リード片は０．００
４％とした。
例１では、最細部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工面
の面積Ｂに対し正極リード片は０．００６％、負極リー
ド片は０．００３％とした。また、比較例２では、最細
部断面積の総和Ａを、極板活物質塗工面の面積Ｂに対し
正極リード片は０．００５％、負極リード片は０．００
４％とした。
【００２５】（試験）次に、作製した実施例及び比較例
の各電池について、充電電圧４．２Ｖ、充電電流３Ａで
４時間充電した後、日本蓄電池工業会規格ＳＢＡ８５０
３の放電電流−電圧降下特性試験に準じ、５Ａ、１０
Ａ、１５Ａで１０秒放電しその傾きから直流抵抗値を求
めた。表１に放電電流−電圧降下特性試験により算出し
た各電池の直流抵抗値を示す。
の各電池について、充電電圧４．２Ｖ、充電電流３Ａで
４時間充電した後、日本蓄電池工業会規格ＳＢＡ８５０
３の放電電流−電圧降下特性試験に準じ、５Ａ、１０
Ａ、１５Ａで１０秒放電しその傾きから直流抵抗値を求
めた。表１に放電電流−電圧降下特性試験により算出し
た各電池の直流抵抗値を示す。
【００２６】表１に示すように、実施例１〜４の電池
は、直流抵抗値が小さく、加工性も良かった。一方、比
較例１、２の電池には直流抵抗の増加が見られた。ま
た、アルミニウム箔、銅箔から導出されたリード片９の
幅が、捲回時の軸心１４の外径の８０％を超えるものは
捲回が困難であった。更に、極板活物質塗工面の面積Ｂ
に対する最細部断面積の総和Ａが、正極リード片で０．
０５％、負極リード片０．０３％を超えるものは鍔部周
面へ超音波溶接が困難であった。
は、直流抵抗値が小さく、加工性も良かった。一方、比
較例１、２の電池には直流抵抗の増加が見られた。ま
た、アルミニウム箔、銅箔から導出されたリード片９の
幅が、捲回時の軸心１４の外径の８０％を超えるものは
捲回が困難であった。更に、極板活物質塗工面の面積Ｂ
に対する最細部断面積の総和Ａが、正極リード片で０．
０５％、負極リード片０．０３％を超えるものは鍔部周
面へ超音波溶接が困難であった。
【００２７】なお、本実施形態では、アルミニウム箔及
び銅箔から導出された複数のリード片の最細部断面積ａ
を一定とした例を示したが、最細部断面積ａに多少の差
異があっても上述した実施例と同様の効果を得ることが
できる。中間部が細いリード片を用いた場合にはその最
も細い断面の面積が最細部断面積ａとなる。
び銅箔から導出された複数のリード片の最細部断面積ａ
を一定とした例を示したが、最細部断面積ａに多少の差
異があっても上述した実施例と同様の効果を得ることが
できる。中間部が細いリード片を用いた場合にはその最
も細い断面の面積が最細部断面積ａとなる。
【００２８】また、本実施形態では、電気自動車用電源
等に用いられる大型の二次電池を例示したが、本発明は
電池の大きさ、電池容量に限定されるものではなく、更
に、有底筒状の電池容器（電池缶）に電池上蓋がかしめ
によって封口されている構造の円筒型電池にも適用可能
である。電気自動車用電源には、特に高容量、高出力、
高信頼性等の特性が要求されるので、本実施形態のよう
に正負極外部端子が電池蓋から突出した構造の電池であ
ることが好ましい。
等に用いられる大型の二次電池を例示したが、本発明は
電池の大きさ、電池容量に限定されるものではなく、更
に、有底筒状の電池容器（電池缶）に電池上蓋がかしめ
によって封口されている構造の円筒型電池にも適用可能
である。電気自動車用電源には、特に高容量、高出力、
高信頼性等の特性が要求されるので、本実施形態のよう
に正負極外部端子が電池蓋から突出した構造の電池であ
ることが好ましい。
【００２９】更に、本実施形態では、絶縁被覆８に、基
材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレート
からなる粘着剤を塗布した粘着テープを例示したが、絶
縁被膜に特に制限はない。例えば、基材がポリプロピレ
ンやポリエチレン等のポリオレフィンで、その片面又は
両面にヘキサメタアクリレートやブチルアクリレート等
のアクリル系粘着剤を塗布した粘着テープや、粘着剤を
塗布しないポリオレフィンやポリイミドからなるテープ
等を好適に使用することができる。
材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレート
からなる粘着剤を塗布した粘着テープを例示したが、絶
縁被膜に特に制限はない。例えば、基材がポリプロピレ
ンやポリエチレン等のポリオレフィンで、その片面又は
両面にヘキサメタアクリレートやブチルアクリレート等
のアクリル系粘着剤を塗布した粘着テープや、粘着剤を
塗布しないポリオレフィンやポリイミドからなるテープ
等を好適に使用することができる。
【００３０】また、本実施形態では、正極活物質にマン
ガン酸リチウム、負極活物質に非晶質炭素、非水電解液
にエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエ
チルカーボネートの混合溶液中へ６フッ化リン酸リチウ
ムを溶解したものを例示したが、本発明はこれらに制限
はなく、また結着剤、負極活物質、非水電解液も通常用
いられているいずれのものも使用可能である。
ガン酸リチウム、負極活物質に非晶質炭素、非水電解液
にエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエ
チルカーボネートの混合溶液中へ６フッ化リン酸リチウ
ムを溶解したものを例示したが、本発明はこれらに制限
はなく、また結着剤、負極活物質、非水電解液も通常用
いられているいずれのものも使用可能である。
【００３１】更に、本実施形態に例示した以外で用いる
ことのできる結着剤としては、テフロン（登録商標）、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチル
ゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫
化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、
各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フ
ッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレ
ン等の重合体及びこれらの混合体などを挙げることがで
きる。
ことのできる結着剤としては、テフロン（登録商標）、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチル
ゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫
化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、
各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フ
ッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレ
ン等の重合体及びこれらの混合体などを挙げることがで
きる。
【００３２】また更に、本実施形態に例示した以外で用
いることのできる正極活物質としては、リチウムを挿入
・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムを挿
入したリチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッ
ケル複合酸化物、リチウム・マンガン複合酸化物を用い
ることができる。なお、高容量、高出力で、かつ安全性
を確実に確保するためには、正極活物質として、リチウ
ム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化
物ではなく、リチウムマンガン複合酸化物を用いること
が好ましい。リチウム・マンガン複合酸化物を用いる場
合には、スピネル構造を有したマンガン酸リチウムや、
結晶中のマンガンやリチウムの一部をそれら以外の元素
で置換あるいはドープしたものも好適に使用することが
できる。
いることのできる正極活物質としては、リチウムを挿入
・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムを挿
入したリチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッ
ケル複合酸化物、リチウム・マンガン複合酸化物を用い
ることができる。なお、高容量、高出力で、かつ安全性
を確実に確保するためには、正極活物質として、リチウ
ム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化
物ではなく、リチウムマンガン複合酸化物を用いること
が好ましい。リチウム・マンガン複合酸化物を用いる場
合には、スピネル構造を有したマンガン酸リチウムや、
結晶中のマンガンやリチウムの一部をそれら以外の元素
で置換あるいはドープしたものも好適に使用することが
できる。
【００３３】更にまた、本実施形態に例示した以外で用
いることのできる負極活物質にも特に制限はない。例え
ば、天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭
素質材料等でよく、その粒子形状においても、鱗片状、
球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
いることのできる負極活物質にも特に制限はない。例え
ば、天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭
素質材料等でよく、その粒子形状においても、鱗片状、
球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００３４】そして、非水電解液としては、一般的なリ
チウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解
液を用いることができる。用いられるリチウム塩や有機
溶煤にも特に制限されない。例えば、電解質としては、
ＬｉＰＦ６以外にＬｉＣｌＯ ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢ
Ｆ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ
３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができ
る。非水電解液有機溶媒としては、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、
テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチ
ル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホ
ラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニ
トニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒が用いら
れ、混合配合比についても限定されるものではない。
チウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解
液を用いることができる。用いられるリチウム塩や有機
溶煤にも特に制限されない。例えば、電解質としては、
ＬｉＰＦ６以外にＬｉＣｌＯ ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢ
Ｆ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ
３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができ
る。非水電解液有機溶媒としては、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、
テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチ
ル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホ
ラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニ
トニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒が用いら
れ、混合配合比についても限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集電用リード片の最細部断面積の総和を活物質合剤層の
塗工面の面積に対して正極０．００６％〜０．０４８
％、負極０．００４％〜０．０３％に規定することで、
組立加工性が良好で出力特性に優れた非水電解液二次電
池を得ることができる。
集電用リード片の最細部断面積の総和を活物質合剤層の
塗工面の面積に対して正極０．００６％〜０．０４８
％、負極０．００４％〜０．０３％に規定することで、
組立加工性が良好で出力特性に優れた非水電解液二次電
池を得ることができる。
【図１】本発明が適用可能な実施の形態の円筒型リチウ
ムイオン電池の極板の部分斜視図である。
ムイオン電池の極板の部分斜視図である。
【図２】実施の形態の円筒型リチウムイオン電池の断面
図である。
図である。
９ リード片 ２０ 円筒型リチウムイオン電池（非水電解液二次電
池） ａ 最細部断面積 Ｂ 塗工面 Ｌ 合剤層
池） ａ 最細部断面積 Ｂ 塗工面 Ｌ 合剤層
フロントページの続き (72)発明者 弘中 健介 東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 CC12 CC16 5H029 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 DJ05 HJ07 HJ12 5H050 AA19 BA17 CA09 CB07 DA02 DA03 DA17 DA20 EA10 EA23 FA05 HA07 HA12
Claims (2)
- 【請求項１】 正極集電体に正極活物質合剤を塗工した
正極と、負極集電体に負極活物質合剤を塗工した負極
と、をセパレータを介して捲回した捲回群を備えた非水
電解液二次電池において、前記正極集電体から直接導出
された複数の集電用リード片の最細部断面積の総和が前
記正極活物質合剤層の塗工面の面積に対して０．００６
％〜０．０４８％であり、前記負極集電体から直接導出
された複数の集電用リード片の最細部断面積の総和が前
記負極活物質合剤層の塗工面の面積に対して０．００４
％〜０．０３％であることを特徴とする非水電解液二次
電池。 - 【請求項２】 前記捲回群は捲回中心となる軸芯を有し
ており、前記集電用リード片の幅が前記軸芯の外径の８
０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の非水
電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001070175A JP4389398B2 (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001070175A JP4389398B2 (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270153A true JP2002270153A (ja) | 2002-09-20 |
| JP4389398B2 JP4389398B2 (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=18928090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001070175A Expired - Fee Related JP4389398B2 (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4389398B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119199A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2009163929A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Tdk Corp | 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
| JP2009289672A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 捲回型蓄電デバイス |
-
2001
- 2001-03-13 JP JP2001070175A patent/JP4389398B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009163929A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Tdk Corp | 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
| JP4557001B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2010-10-06 | Ｔｄｋ株式会社 | 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
| JP2009289672A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 捲回型蓄電デバイス |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4389398B2 (ja) | 2009-12-24 |
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