JP2002334689A - 電 池 - Google Patents
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- JP2002334689A JP2002334689A JP2001137592A JP2001137592A JP2002334689A JP 2002334689 A JP2002334689 A JP 2002334689A JP 2001137592 A JP2001137592 A JP 2001137592A JP 2001137592 A JP2001137592 A JP 2001137592A JP 2002334689 A JP2002334689 A JP 2002334689A
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
に配置したセパレータの位置ずれのない電池を製造す
る。 【解決手段】 正極電極と負極電極をセパレータを介し
て対向させた電池において、セパレータの少なくとも一
枚は、少なくとも一部分が色材によって着色されたもの
を用いた積層型、もしくは巻回型の電池要素を有する電
池であって、セパレータの着色によってセパレータの位
置ずれを確実に検出する。
Description
極をセパレータを介して巻回した電池要素を用いた電池
に関するものであり、特にリチウムイオン電池等の非水
溶媒電解液電池に関するものである。
の集電体上に活物質含有スラリーを塗布して形成した正
極電極および負極電極を、セパレータ/負極電極/セパ
レータ/正極電極の順に介して、正極電極を内側として
巻回して電池要素を製造し、得られた電池要素を電池缶
に収納したり、あるいは可撓性の外装材によって封口す
ることが行われている。リチウムイオン電池等の電池容
量が大きな電池にあっては、電池の信頼性を高めること
は極めて重要な課題である。巻回型あるいは積層型の電
池要素のいずれを用いた電池においても、セパレータを
介して正極電極と負極電極を配置した電池要素の製造に
おいて、確実に不良品を選別して排除して信頼性を高め
ることが要求されている。
る図である。図2(A)は、巻回型の電池要素の作製方
法を示す図であり、図2(B)は巻回によって製造した
電池要素の側面図である。巻回型の電池要素1は、第1
セパレータ2、負極電極3、第2セパレータ4、正極電
極5の順に、負極電極3および正極電極5の間にはセパ
レータが位置するように積層して巻回している。
を正極電極よりも大きくし、正極電極が対向する負極電
極への投影部には必ず負極電極が存在するようにさせる
と共に、セパレータの幅を負極電極の幅よりも大きく
し、対向する正極電極と負極電極とが短絡をしたり、あ
るいは巻回体の端面において隣接する正極電極と負極電
極とが接触しないようにすることが不可欠である。この
ために、負極電極3と正極電極5との間にセパレータが
存在し、端面にも確実にセパレータが存在することを確
認する工程が不可欠である。
用いた電池においては、セパレータとしては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等の多孔性膜が用いられている。
これらの膜は、延伸して成膜したフィルムに開裂等の方
法によって微細な孔を形成したものであり、一般に乳白
色を呈している。したがって、図2(B)に示すよう
に、巻回体のセパレータの折れ曲がり部6が存在する場
合、あるいは電池要素の端部からセパレータにわずかな
突出部7が存在し、その反対側には負極電極と正極電極
が接触の可能性がある場合であっても、いずれのセパレ
ータも乳白色であって同一の色を呈しているために、突
出部を光学的な検出方法によって検出することは困難で
あった。このためセパレータの配置状態に問題がある場
合にもそのまま組み立てられることがあった。
組立時にセパレータの位置不良の検出が確実にでき、巻
回型の電池要素におけるセパレータの巻ずれや、積層型
の電池要素におけるセパレータのずれを電池缶等に収納
する前に確実に確認して排除し、品質が優れた電池を提
供することを課題とするものである。
極と負極電極をセパレータを介して対向させた電池にお
いて、セパレータの少なくとも一枚は少なくとも一部分
が色材によって着色されたものである電池によって解決
することができる。また、電解液が非水溶媒電解液であ
る前記の電池である。正極電極と負極電極を2枚のセパ
レータを配置して巻回した電池要素を有する前記の電池
である。平板状の正極電極と負極電極の間に平板状のセ
パレータを配置した積層型の電池要素である前記の電池
である。着色がセパレータの端部のみである前記の電池
である。セパレータの全面を着色した前記の電池であ
る。色材が、顔料または染料である前記の電池である。
介して対向させた非水溶媒電解液を用いた電池の製造方
法において、セパレータの少なくとも一枚は少なくとも
一部分が色材によって着色されたものを配置して巻回型
また積層型の電池要素を形成し、作製した電池要素の端
部のセパレータの位置を光学的に検出してセパレータの
位置ずれを検出する電池の製造方法である。
のセパレータとして、少なくとも一部分を色材によって
着色したセパレータを用いたことによって、セパレータ
の色の違いを利用してセパレータの位置ずれ等の検出を
容易に行うことを可能としたものであり、電池組立工程
においてセパレータの位置ずれが生じた電池要素を確実
に排除することができ、高品質の電池を提供することを
可能としたものである。
る。図1は、本発明の電池を説明する図であり、電池要
素を説明する斜視図である。図1(A)に示す巻回型の
電池要素1は、第1セパレータ2、負極電極3、第2セ
パレータ4、正極電極5の順に配置し、負極電極3およ
び正極電極5の間にはセパレータが位置するように積層
して巻回されている。第1セパレータ2には全面に着色
部8が形成された着色セパレータを使用している。した
がって、図1(B)に示すように、第1セパレータ2が
電池要素の端面のいずれかからはみ出した突出部7があ
ると、第1セパレータ2と第2セパレータ4との色の違
いによって位置ずれの検出が容易となる。また第1セパ
レータ2が電池要素の最外周部において折れ曲がった場
合にも折れ曲がり部6を容易に検出することが容易とな
る。
セパレータ2の幅方向の両端部のみに着色部8を形成し
た例を示すものである。電池要素を作製した場合に着色
部8は、電池要素の端部より容易に確認できることが必
要であるが、セパレータの幅方向の端部が着色されてい
れば充分に目的を果たすことが可能である。セパレータ
の着色によって実質的には、セパレータの特性は変化し
ないが、図1(C)に示すように、負極電極と正極電極
との間に存在する部分には、色材が存在しないことが好
ましいので、端部のみを着色することが好ましい。以上
のように少なくとも1枚のセパレータとして、少なくと
も端部が色材による着色にされたセパレータを用いるな
らば、他のセパレータとの位置ずれの判別が容易となる
ので、目視、光学的な検出手段によって確実な検出が可
能となり、電池要素の作製工程において、判別と排除が
確実となる。
に使用する着色剤としては、銅フタロシアニン、各種の
アゾ顔料等の、青色、緑色、黄色等の顔料を挙げること
ができ、セパレータの作製時にポリエチレン、ポリプロ
ピレン等の材料と共に、これらの顔料の少なくとも一種
を混練することによってセパレータを着色することがで
きる。また、ポリオレフィン系の材料を用いたセパレー
タをグラフト処理、スルホンか処理等の処理を行った後
に、カチオン染料、酸性染料等によって染色を行っても
良い。着色する色は、任意であるが、赤系、あるいは青
系とすることが識別性が良好であるので好ましい。本発
明の電池は、各種のリチウムイオン電池、ポリマーリチ
ウム電池等の非水溶媒電解液を用いた各種の密閉型電池
に適用することができる。
と、正極電極は帯状のアルミニウム箔に、LixMO
2(ただしMは、少なくとも1の遷移金属を表す。)で
ある複合酸化物、例えば、LixCoO2、LixNi
O2、LixMn2O4、LixMnO3、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(PVDF)等の結着剤をN−メ
チル−2−ピロリドン(NMP)等の溶剤とを分散混練
した調製した正極塗料が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
同様に塗布し、両面を塗布される。
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(PVDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)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同様に塗布し、両
面を塗布される。
要素を作製した場合に片面が正極活物質層に対向しない
部分にあっては、片面のみに負極活物質層を形成しても
良い。次いで、負極電極および正極電極に負極導電タブ
および正極導電タブを、超音波溶接、抵抗溶接等の方法
によって接合した後に、着色したセパレータ、負極電
極、着色していないセパレータ、正極電極の順に積層し
て巻回装置で巻回し、巻止めテープによって電池要素を
固定した後に、扁平に成形することによって、電池要素
を完成させる。
セパレータと着色していないセパレータを用いる例につ
いて述べたが、いずれのセパレータにも着色したものを
用いても良い。得られた電池要素は、金属製の電池缶、
あるいは可撓性の外装材によって封口して電池を製造す
ることができるが、着色したセパレータとして、染料に
よって着色したセパレータは、親水性が大きくセパレー
タが吸水し易いので、充分に乾燥することが必要であ
る。
極をセパレータを介して巻回した巻回型の電池要素につ
いて説明したが、巻回型の電池要素に限らず、長方形又
は正方形の平板状の負極電極と正極電極をそれらよりも
大きなセパレータを介して多数積層した積層型の電池に
適用しても良い。この場合には、着色したセパレータを
一枚おきに使用したり、あるいは色の異なるセパレータ
を交互に使用することができ、多数の負極電極と正極電
極をセパレータを介して積層した場合に、セパレータの
位置ずれ等を容易に発見することが可能となる。また、
電池の製造工程では、様々な種類の電池が製造されるの
で、それらに対応して幅、厚さ等をはじめ、開孔径、開
孔率等が異なるものが用いられるが、多種類のセパレー
タを着色することによって差別化するならば、製造時に
おいて特定のセパレータを間違いなく探し出すことが容
易となるという特徴も有している。
レータを、少なくとも一部分が着色されたセパレータと
したので、巻回型、積層型のいずれの電池要素において
も、セパレータの位置ずれ等による品質の不良の電池要
素の発見と排除を容易に行うことが可能となる。
池要素を説明する斜視図である。
である。
…第2セパレータ、5…正極電極、6…折れ曲がり部、
7…突出部、8…着色部
Claims (1)
- 【請求項1】 正極電極と負極電極をセパレータを介し
て対向させた電池において、セパレータの少なくとも一
枚は少なくとも一部分が色材によって着色されたもので
あることを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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- 2001-05-08 JP JP2001137592A patent/JP4809996B2/ja not_active Expired - Lifetime
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