JP2003031202A - 角形蓄電池 - Google Patents

角形蓄電池

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JP2003031202A
JP2003031202A JP2001218140A JP2001218140A JP2003031202A JP 2003031202 A JP2003031202 A JP 2003031202A JP 2001218140 A JP2001218140 A JP 2001218140A JP 2001218140 A JP2001218140 A JP 2001218140A JP 2003031202 A JP2003031202 A JP 2003031202A
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JP
Japan
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negative electrode
positive
electrode plate
storage battery
plate
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JP2001218140A
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Masahiro Yamamoto
真裕 山本
Shigeru Sakai
酒井  茂
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Battery Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易且つ高能率に製造できる高容量の蓄電池
を提供する。 【解決手段】 角形電槽1内に複数個の捲回極板群を積
層収容し、その夫々の捲回極板群2,2,…から導出さ
れ、その1側において一線上に並ぶ正極リード部材2
a,2a,…同志を集束し、その集束部4aを互いに接
続する一方、その他側において一線上に並ぶ複数本の負
極リード部材2b,2b,…同志を集束し、その集束部
4bを互いに接続して、これら捲回極板群2,2,…の
積層体を並列接続して成る。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、角形蓄電池に関す
る。 【0002】 【従来の技術】従来、高容量の角形蓄電池、例えば、電
解液系リチウム二次電池などの角形蓄電池は、方形平板
から成る例えば、65枚の正極板と正極板より1枚多い
66枚の平板状の負極板と130枚の平板状のセパレー
タを用い、交互に積層される正極板と負極板との間に各
セパレータを介在させて合計261枚を積層した極めて
長手の積層極板群を組み立てると共に、これを直方形の
電槽内に不動に収容し、夫々の正極板から導出した65
本の正極リード部材同志及び66本の負極リード部材同
志を夫々集束し、その夫々の正,負極集束部を溶接し並
列接続を行い、その夫々の集束部から正,負極柱を夫々
植立させて有機電解液を注入して製造されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、従来の高
容量の角形蓄電池の製造は、上記のように極めて多数枚
の方形平板から成る正極板、負極板及びセパレータを用
い、上記のように積層極板群を組み立て、次でこれを電
槽内に不動に収容し、次でその夫々多数本の正極リード
部材と負極リード部材を夫々集束し並列接続するので、
多数枚の正,負極板を用意し、且つこれらを極板群に組
み立てる作業やこれを電槽内へ収容する作業、更には夫
々の極めて多数本の正,負極リード部材を集束し、接続
する作業は極めて煩わしく、相当の時間がかゝり、その
高容量の角形蓄電池の生産効率製造は、極めて非能率で
あり、また、その蓄電池内の積層極板群は、震動や衝撃
などによりしばしば、正,負極板がセパレータより側方
へ位置ずれし、隣接する正,負極板間の短絡を生ずる不
都合が回避できなかった。従って、このような従来の課
題を解決し、容易、迅速に高能率に而も短絡の生じない
高容量の角形蓄電池の開発が望まれる。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の課
題を解決し、上記の要望を達成し得る角形蓄電池を提供
するもので、角形電槽内に帯状の正極板と帯状の負極板
とを帯状のセパレータを介して捲回して成る捲回極板群
の複数個を、角形電槽内に積層収容し、夫々の捲回極板
群から導出した正極リード部材同志及び負極リード部材
同志を夫々集束し、その夫々の正,負極集束部を溶接
し、これら捲回極板群を並列接続したことを特徴とす
る。 【0005】 【発明の実施の形態】本発明の高容量の角形蓄電池の実
施の1例を有機電解液系リチウム二次電池につき添付図
面に基づいて以下に説明する。図1は、本発明の該リチ
ウム二次電池の上面図、図2は、図1のII−II線裁
断側面図、図3は、図1のIII−III線裁断側面で
ある。図面において、1は直方形の角形電槽を示す。本
発明によれば、該電槽1内に複数個の、図示の例では、
5個の捲回極板群2,2,…を、好ましくは、図示のよ
うに、各極板群2は楕円形状又は略方形に近く扁平状に
捲回して成るもので、かゝる5個の扁平の捲回極板群
2,2,…を電槽1内に不動に、安定良好に積層収容す
る。更に詳細には、5個の捲回極板群2,2,…の積層
体は、その積層方向の両端面は、電槽1の長い側の対向
壁1a,1aの内面に圧接され、その各捲回極板群2
は、対向する短い側の対向壁1b,1bの内面に圧接固
定された状態に不動に収容されるようにした。 【0006】各捲回極板群2は、例えば、幅100m
m、長さ615mmの帯状の正極板2a一枚と該帯状の
正極板2aより長手の幅102mm、長さ770mmの
帯状の負極板2b一枚とを、該帯状の正,負極板2a,
2bより長手の幅107mm、長さ1760mmの帯状
のセパレータ2c一枚を介して該帯状正極板2aが内側
に、該帯状負極板2bを外側にして積層し、楕円形状の
巻芯に巻き付け渦巻状に捲回し、捲回極板群2の最内周
面及び最外周面はセパレータ2cで囲繞されるように
し、その外端は貼着シートなどによりほぐれないように
貼着固定する。かくして、図示のように楕円形状に、略
方形に近い扁平な捲回極板群2に組み立てたものであ
る。その寸法は、その長手方向の外径は略64mm、そ
の短い方向の外径は略5mmとした扁平捲回極板とし、
その扁平捲回極板2を5個、25mm×64mmの内容
積を有する角形電池1内に図1に示すように、上記のよ
うに不動に収容したものである。尚、この場合、5個の
捲回極板群2,2,…から成る電池容量は従来の幅57
mm、高さ83mmの正極板65枚と、幅59mm、高
さ85mmの負極板66枚を交互に、幅64mm、高さ
90mmのセパレータ130枚の一枚づつを介して積層
して成る長手の積層極板群から成る電池容量と同じとな
るように構成した。かくして、本発明の正極板、負極板
及びセパレータの枚数は5枚づつ、合計15枚で足り、
極板群の積層、収容作業は極めて簡単、容易に行うこと
ができる、而も、各捲回極板群2の帯状の正,負極板及
びセパレータは捲回積層状態に在るので、従来の平板状
の正,負極板及びセパレータの積層から成る極板群を角
形電槽に収容して成る電池に見られるような上記した極
板の位置ずれが全くなく、内部短絡の防止された安定良
好な電池が得られる。 【0007】このように5個の捲回極板群2,2,…を
角形電槽1に収容する際、その各極板群2の帯状正極板
2a及び帯状負極板2bに、予め夫々の一端部を溶接固
定され上方に長く導出されている正極リード部材3a、
図示の例では細幅で長手板状の正極リード部材3aと、
負極リード部材2b、図示の例では細幅で長手板状の負
極リード部材3bが電槽1内の左右において夫々一線上
に並ぶように配置されるように収容する。かくして、そ
の1側において一列に並んだ各5本の正極リード部材3
a,3a,…の外端部を一個所に集束し、その集束部4
aをコ字状の金属端子板5で挟持し、その集束部4aを
スポット溶接などにより電気的に接続して正極端子部6
を形成する一方、その他側において一列に並んだ各5本
の負極リード部材3b,3b,…の外端部を一個所に集
束し、その集束部4bをコ字状の金属端子板5で挟持
し、その集束部4bをスポット溶接などにより電気的に
接続して負極端子部7を形成し、かくして、これら5個
の捲回極板群2,2,…の積層体を並列に接続した。各
捲回極板群2から導出する正極リード部材3a,3a,
…の長さ及び負極リード部材3b,3b,…の長さは、
予めその夫々の収容される位置と所定の集束すべき位置
との関係を考慮された夫々長さの異なるものを有するよ
うに夫々の捲回極板群2,2,…に具備したものであ
る。かくして、その正,負各極のリード部材3a,3b
は、僅か5本を夫々集束すれば足り、またその溶接作業
は、従来の65本及び66本を導出したものを集束し、
溶接するに比し、著しく容易迅速に行うことができ、生
産高能良く多数の電池を構成できる。 【0008】このように構成した本発明の蓄電池は、次
で常法により電槽1内に有機電解液を80g注入し、そ
の正,負端子板5,6の上面に夫々正,負極柱(図示し
ない)を溶接して植設し、該電槽1の上面に蓋を施して
リチウム二次電池を完成する。 【0009】上記のように構成した本発明のリチウム二
次電池100個と、従来の上記の正極板65枚と負極板
66枚、セパレータ130枚の長手の積層極板群を具備
し、同じ有機電解液を用いて成るリチウム二次電池10
0個について、夫々充放電を1000回繰り返した。充
電は、0.5Cマックス、4.1VマックスのCCCV
方式で、放電は、0.5Cで2.7Vまでとした、その
結果、従来の電池は、100個のうち1個が短絡を生じ
たに対し、本発明の電池は、100個の全て短絡を生じ
なかった。 【0010】上記のリチウム二次電池に使用した正極板
は、下記のように製造したものである。正極活物質とし
て平均粒径10μmのLiCoO2 粉末90重量部、バ
インダーとしてポリ弗化ビニリデン樹脂(ネオフロンV
DF VP−850、ダイキン工業株式会社製)、4.
0重量部導電剤としてグラファイト粉末5.0重量部、
分散剤としてN−メチルピロリドン20重量部を配合し
たものを、分散機にて8,000回転で20分撹拌混合
することにより正極活物質合剤の塗工用スラリーを調製
した。次で、上記の正極活物質合剤の塗工用スラリー
を、ダイコータを用いて厚さ20μmの長尺のアルミ箔
から成る集電体上に連続的に片面塗工し、70℃で乾燥
した後、135℃のオーブンで2分間乾燥し、更に15
0℃のオーブンで2分間乾燥し分散剤を除去することに
より、集電体上に所定の正極活物質合剤塗膜を形成し、
次で他面にも同様の方法で同じ厚さの正極活物質合剤塗
膜を形成した。これを4.9kPaでプレスし、所定サ
イズにサイジングし、端子接続部の活物質層を除去し、
帯状の正極板を得た。 【0011】上記のリチウム二次電池に使用した負極板
は、下記のように製造したものである。負極活物質とし
て、グラファイト粉末85重量部、バインダーとしてポ
リ弗化ビニリデン樹脂(ネオフロンVDF VP−85
0、ダイキン工業株式会社製、10重量部及び電子線に
反応する化合物としてアクリレートモノマーであるカヤ
ラッドR−167、日本化薬株式会社製)3重量部、分
散剤としてN−メチルピロリドン225重量部を配合し
たものを、分散機にて8,000回転で20分撹拌混合
することにより負極活物質合剤の塗工用スラリーを調製
した。次で、上記の負極活物質合剤の塗工用スラリー
を、ダイコータを用いて厚さ14μmの長尺の銅箔から
成る集電体上に連続的に片面塗工し、100℃で乾燥し
て集電体上に所定の負極活物質合剤塗膜を形成し、次い
で他面にも同様の方法で同じ厚さの負極活物質合剤塗膜
を形成した。次で4.9kPaでプレスし、所定サイズ
にサイジングし、端子接続部の活物質層を除去し、帯状
の負極板を得た。 【0012】上記のリチウム二次電池に使用したセパレ
ータは、ポリエチレン製多孔質シートを所定のサイズに
カットして使用した。 【0013】上記の電解液系リチウム二次電池に使用さ
れる有機電解液は、通常、下記のように調製する。溶媒
としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プ
ロピレンカーボネート(PC)、γブチルラクトン(G
BL)、スルホラン(SL)、ジエチルカーボネート
(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチル
メチルカーボネート(EMC)、ジメトキシエタン(D
ME)、2−メチル−テトラヒドロフラン(2MeTH
F)、各種グライム類等の単独もしくは混合系を用い、
これに過塩素酸リチウム(LiClO4 )、六フッ化燐
酸リチウム(LiPF6 )、四フッ化ホウ酸リチウム
(LiBF4 )等の無機リチウム塩、トリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )、ビス(ト
リフルオロメタンスルフォニルイミド)リチウム(Li
N(CF3 SO2 2 )、ビスペンタフルオロエチルス
ルホニルイミドリチウム(LiN(C2 5
2 2 )等の有機リチウム塩の少なくとも1種以上を
溶解した各種の有機電解液から適当選択使用される。上
記の実施例では、ECとDECの混合溶媒にLiN(C
2 5 SO2 2 とLiBF4 の混合塩を溶解して成る
有機電解を使用した。 【0014】 【発明の効果】請求項1に係る本発明によれば、製造容
易且つ迅速に、高能率に高容量で且つ而も内部短絡の防
止された蓄電池が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の蓄電池の上面図である。 【図2】 図1のII−II線裁断側面図である。 【図3】 図1のIII−III線裁断側面である。 【符号の説明】 1 角形電槽 2 捲回極板群、扁平捲回極板群 2a 帯状の正極板 2b 帯状の負極板 2c 帯状のセパレータ 3a 正極リード部材 3b 負極リード部材 4a 正極リード部材の集束部 4b 負極リード部材の集束部 6 正極端子部 7 負極端子部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H022 AA09 BB11 CC22 CC25 5H028 AA05 AA07 BB07 CC01 CC08 CC12 5H029 AJ03 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ12 BJ14 CJ05 DJ02 DJ04

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 角形電槽内に帯状の正極板と帯状の負極
    板とを帯状のセパレータを介して捲回して成る捲回極板
    群の複数個を、角形電槽内に積層収容し、夫々の捲回極
    板群から導出した正極リード部材同志及び負極リード部
    材同志を夫々集束し、その夫々の正,負極集束部を溶接
    し、これら捲回極板群を並列接続したことを特徴とする
    角形蓄電池。
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Cited By (5)

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