JP2003059537A - 角型非水電解液二次電池 - Google Patents

角型非水電解液二次電池

Info

Publication number
JP2003059537A
JP2003059537A JP2001251052A JP2001251052A JP2003059537A JP 2003059537 A JP2003059537 A JP 2003059537A JP 2001251052 A JP2001251052 A JP 2001251052A JP 2001251052 A JP2001251052 A JP 2001251052A JP 2003059537 A JP2003059537 A JP 2003059537A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
insulating member
electrode group
cell
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2001251052A
Other languages
English (en)
Inventor
Takenori Ishizu
竹規 石津
Akira Kojima
亮 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP2001251052A priority Critical patent/JP2003059537A/ja
Publication of JP2003059537A publication Critical patent/JP2003059537A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極群と電池容器との絶縁性に優れ、電池の
組立作業性が向上する角型非水電解液二次電池を提供す
る。 【解決手段】 矩形状で上部方向に耳部が張り出した正
極板5及び負極板6を両極板が直接接触しないようにセ
パレータを挟んで最外層が負極板6となるように複数枚
積層された電極群が、厚さ50μmのポリイミド製の薄
膜を袋状に形成した絶縁部材7に挿入され、電極群と電
池容器8とが電気的に絶縁されている。電池を充放電し
たときに電池容器8に含まれる異種金属がイオン化し溶
出することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、角型非水電解液二
次電池に関し、特に、正極板と負極板との間にセパレー
タを配した電極群を電池容器内に収容した角型非水電解
液二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、非水電解液電池としてリチウム一
次電池、リチウム二次電池などが実用化されている。こ
れらの電池のうち電気容量が1.5Ah程度の小型リチ
ウム二次電池は独立した集電端子を構造上有しにくいた
め、金属製電池容器を正負極どちらかの外部集電端子と
して使用している。このような集電方法では、電池の充
放電に伴い金属製電池容器から異種金属が電解液中に溶
出し電極表面で析出するので、セパレータを貫通して短
絡に至る。また、リチウム二次電池の場合には溶出した
異種金属が電解液中のリチウムイオンと合金化するた
め、電池容器に腐食が生じ、また、電極反応可能なリチ
ウムイオン量が減少し寿命が低下する。これを避けるた
めに、電極と電池容器とを確実に絶縁することが望まれ
ている。一方、10Ahを超える大型電池は独立した集
電端子を有しており、捲回型電極群の場合にはセパレー
タを最外周に数周捲くことにより電極群を保護し絶縁し
ている。通常用いられるセパレータは、厚さ数十μm程
度の薄膜状のポリエチレンやポリプロピレンである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セパレ
ータを最外周に捲く絶縁方法は、電極とセパレータを積
層した積層型電極群には適用しにくい。また、角型電池
の場合には、電極群を電池容器に挿入する際に、電池容
器の開口部と電極群とが接触することにより外周に捲い
たセパレータが破損するため、絶縁性を確保することが
できない。電極群を電池容器に挿入する作業を慎重に行
うことで、セパレータの破損を回避することはできるが
作業性は低下する。更に、ポリエチレンやポリプロピレ
ンの熱変形温度が30〜60°C程度と低いので、夏期
の高温下や火気の接近などによりセパレータが熱収縮し
て絶縁性の確保が困難となる。
【0004】本発明は、上記事案に鑑み、電極群と電池
容器との絶縁性に優れ、電池の組立作業性が向上する角
型非水電解液二次電池を提供することを課題とする。
【0005】
【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、正極板と負極板との間にセパレータを配
した電極群を電池容器内に収容した角型非水電解液二次
電池において、前記電極群を絶縁部材で外装し、前記電
極群と前記電池容器とを電気的に絶縁したものである。
【0006】本発明では、電極群が絶縁部材で外装さ
れ、電極群と電池容器とが電気的に絶縁されているの
で、電池の充放電をしても電池容器に含まれる異種金属
がイオン化し溶出することを防止することができる。異
種金属の溶出を防止することにより、電極表面での異種
金属の析出を防止することができるので、短絡を防止す
ることができると共に、リチウム二次電池の場合には異
種金属とリチウムイオンとの合金化を防止することがで
きるので、電池容器の腐食を防止することができる。従
って、本発明によれば、電極群と電池容器との絶縁性に
優れた角型非水電解液二次電池を得ることができる。
【0007】この場合において、絶縁部材を薄膜とすれ
ば、電極群を外装する絶縁部材の占める容積を小さくす
ることができるので、その分電極群の容積を拡大して電
極反応を行うことができ電池容量や出力を高めることが
できる。また、絶縁部材を袋状とすれば、電極群を袋状
の絶縁部材に挿入することで外装することができるの
で、電極群の外装が容易になり電池の組立作業性が向上
する。このとき、絶縁部材の材質をポリイミド又はポリ
テトラフルオロエチレンとすれば、機械的強度が優れて
いるので、電池の組立作業中の破損を防止し電極群と電
池容器との絶縁を確実にすることができる。また、ポリ
イミドやポリテトラフルオロエチレンの耐熱温度は28
0°C程度であり熱に対する形状維持性に優れているの
で、熱に対する絶縁性を確保することができる。更に、
ポリイミドやポリテトラフルオロエチレンは耐有機溶剤
性に優れているので、電解液に有機溶剤を用いた場合に
も絶縁部材の損傷を防止することができ絶縁性を確保す
ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を角
型非水電解液二次電池に適用した実施の形態について説
明する。
【0009】図1に示すように、本実施形態の角型非水
電解液二次電池21は、角型でステンレス製の電池容器
8を備えている。電池容器8の中央部には、正極板5及
び負極板6を両極板が直接接触しないようにセパレータ
を挟んで複数枚積層した電極群が収容されている。電池
容器8の開口部周縁はステンレス製の電池蓋9の周縁と
溶接され封止されている。電池蓋9にはステンレス箔を
溶接した安全弁10が配置され、注液口11が形成さ
れ、注液口11は図示しない液口栓で密閉されている。
【0010】正極板5は矩形状で上部方向に耳部が張り
出したアルミニウム箔を正極集電体とし、耳部を除く正
極集電体両面に正極活物質合剤が塗布されている。一
方、負極板6は矩形状で上部方向に耳部が張り出した銅
箔を負極集電体とし、耳部を除く負極集電体両面に負極
活物質合剤が塗布されている。
【0011】図2(A)及び(B)に示すように、電極
群は、正極板5、正極板6及びセパレータを積層した厚
み方向両側の最外層が負極板6となるように積層されて
おり、厚さ50μmの薄膜を袋状に形成した絶縁部材7
で外装されている。すなわち、電極群は袋状の絶縁部材
7に挿入されており、絶縁部材7により電極群と電池容
器8とが電気的に絶縁されている。この絶縁部材7の材
質としては、セパレータと同じ材質のポリエチレンやポ
リプロピレン、機械的強度、耐熱性や耐有機溶剤性に優
れるポリイミドやポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)を用いることができる。
【0012】図1及び図2に示すように、正極板5の耳
部上端は厚さ2mmの薄板状のアルミニウム板3に超音
波接合されている。電池蓋9の一側には、アルミニウム
製の正極端子1が図示しないシール材を介して電池蓋9
と螺合するようにねじ穴が形成されている。正極端子1
の先端部は電池蓋9の上部にナットにより固定されてお
り、アルミニウム板3の超音波接合側反対端部と正極端
子1の先端部反対端とはボルトとナットにより締め付け
接触されている。一方、負極板6の耳部上端は厚さ2m
mの薄板状の銅板4に超音波接合されている。電池蓋9
の正極端子1固定側とは反対側には、銅製の負極端子2
が図示しないシール材を介して電池蓋9と螺合するよう
にねじ穴が形成されている。負極端子2の先端部は電池
蓋9の上部にナットにより固定されており、銅板4の超
音波接合側反対端部と負極端子2の先端部反対端とはボ
ルトとナットにより締め付け接触されている。従って、
正極端子1はアルミニウム板3を介して正極板5に、負
極端子2は銅板4を介して負極板6に、それぞれ電気的
に導通されている。
【0013】電池容器8内には、エチレンカーボネート
とジメチルカーボネートの混合溶媒に6フッ化リン酸リ
チウム(LiPF)を溶解した図示しない非水電解液
が注入されている。
【0014】本実施形態の角型非水電解液二次電池21
では、厚さ50μmの薄膜を袋状にした絶縁部材7で電
極群が外装され、電極群と電池容器8とが電気的に絶縁
されている。このため、電池を充放電したときに電池容
器8に含まれる異種金属がイオン化し溶出することを防
止することができる。異種金属の溶出を防止することに
より、電極表面での異種金属の析出を防止することがで
きるので、短絡を防止することができると共に、リチウ
ム二次電池の場合には異種金属とリチウムイオンとの合
金化を防止することができるので、電池容器8の腐食を
防止することができる。従って、電極群と電池容器8と
の絶縁性を確実にすることができる。
【0015】また、絶縁部材7は、各種材質の薄膜を袋
状としたものが用いられている。このため、電極群を袋
状の絶縁部材7に挿入することにより電極群を絶縁部材
7で外装することができるので、電極群の外装作業が容
易になり電池の組立作業性が向上する。また、薄膜を用
いることで電極群を外装する絶縁部材7の占める容積を
小さくすることができるので、その分電極群の容積を拡
大して電極反応を行うことができ電池容量や出力を高め
ることができる。
【0016】更に、絶縁部材7の材質として、ポリイミ
ドやPTFE等が使用されている。ポリイミド製フィル
ムは引っ張り強さが1200kg/cm(117.6
MPa)と、ポリエチレンやポリプロピレンの3〜10
倍程度であるので、電池の組立作業中に電池容器8の開
口部と接触しても破損することなく絶縁性を確保するこ
とができる。また、ポリイミド及びPTFEの耐熱温度
は280°C程度以上であり、熱に対する形状維持性に
優れているので、熱に対する絶縁性が向上する。更に、
ポリイミド及びPTFEは耐有機溶剤性に優れているの
で、有機溶剤を電解液として用いる非水電解液二次電池
に使用する場合でも、絶縁部材7が有機溶剤に溶解・軟
化して損傷することがないので、絶縁性を確保すること
ができる。また、ポリイミド及びPTFEは不燃材であ
るので、万一電池が発火した場合でもその発火を増幅す
ることがなく安全な電池である。
【0017】なお、本実施形態では、電極群を積層した
積層型の電池に本発明を適用した例について説明した
が、本発明は積層型の電池に限らず電極群を捲回した捲
回型の電池にも適用可能である。また、絶縁部材7はテ
ープ状等として使用するようにしてもよい。そして、本
発明は本実施形態に限らず本発明の要旨を逸脱すること
なくその他種々の構成を採り得ることはいうまでもな
い。
【0018】
【実施例】次に、上記の実施形態に従って作製した角型
非水電解液二次電池21の実施例について説明する。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。
【0019】(実施例1)下表1に示すように、実施例
1では、絶縁部材7の材質としてポリイミドを使用して
電池を作製した。
【0020】
【表1】
【0021】(実施例2〜4)表1に示すように、実施
例2〜実施例4では、絶縁部材7の材質を変える以外は
実施例1と同様にした。実施例2ではPTFEを、実施
例3ではポリプロピレンを、実施例4ではポリエチレン
を、それぞれ使用した。
【0022】(比較例1)表1に示すように、比較例1
では、絶縁部材7を用いないこと以外は実施例1と同様
にした。すなわち、電極群を絶縁部材7で外装していな
い電池である。
【0023】<評価試験>以上のように作製した実施例
1〜実施例4及び比較例1の電池各20個について、電
池容器と正極、電池容器と負極の抵抗を測定することに
より絶縁性を評価した。抵抗の測定値が50MΩ以上で
あれば絶縁性が確保されていると判定し、50MΩ未満
であれば微小短絡が生じており絶縁性が確保されていな
いと判定し、50MΩ未満の電池数を短絡電池数とし
た。また、絶縁性が確保されている電池数の全電池数
(20個)に対する割合を百分率で表し、絶縁確保率と
した。短絡電池数及び絶縁確保率の結果を下表2に示
す。
【0024】
【表2】
【0025】表2に示すように、絶縁部材7の材質を変
えて作製した実施例1〜実施例4の電池は絶縁確保率が
高く、絶縁性に優れた電池であった。中でも、ポリイミ
ド製及びPTFE製の絶縁部材7をそれぞれ用いた実施
例1及び実施例2の電池は、100%の絶縁確保率であ
った。これに対して、電極群を絶縁部材7で外装してい
ない比較例1の電池は、絶縁確保率が全く得られなかっ
た。
【0026】このことから、角型非水電解液二次電池2
1の電極群を、薄膜を袋状とした絶縁部材7で外装し、
電極群と電池容器8とを電気的に絶縁した電池は、絶縁
性に優れた電池であり、電池の組立作業性が向上するこ
とが明らかとなった。中でも、材質がポリイミド製又は
PTFE製の絶縁部材7を用いた場合には、絶縁確保率
も極めて高いことがわかった。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
極群が絶縁部材で外装され、電極群と電池容器とが電気
的に絶縁されているので、電池の充放電をしても電池容
器から異種金属がイオン化し溶出することを防止するこ
とができ、異種金属の溶出を防止することにより、電極
表面での異種金属の析出を防止することができるので、
短絡を防止することができると共に、リチウム二次電池
の場合には異種金属とリチウムイオンとの合金化を防止
することができるので、電池容器の腐食を防止すること
ができ、絶縁性に優れた角型非水電解液二次電池を得る
ことができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用可能な実施形態の角型非水電解液
二次電池の一部破断正面図である。
【図2】実施形態の角型非水電解液二次電池の一部破断
側面図であり、(A)は正極側、(B)は負極側の側面
図である。
【符号の説明】
5 正極板 6 負極板 7 絶縁部材 8 電池容器 9 電池蓋 21 角型非水電解液二次電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ12 AJ13 AJ14 AK00 AL00 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ13 BJ27 DJ04 EJ12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極板と負極板との間にセパレータを配
    した電極群を電池容器内に収容した角型非水電解液二次
    電池において、前記電極群を絶縁部材で外装し、前記電
    極群と前記電池容器とを電気的に絶縁したことを特徴と
    する角型非水電解液二次電池。
  2. 【請求項2】 前記絶縁部材は薄膜であることを特徴と
    する請求項1に記載の角型非水電解液二次電池。
  3. 【請求項3】 前記絶縁部材は袋状であることを特徴と
    する請求項1又は請求項2に記載の角型非水電解液二次
    電池。
  4. 【請求項4】 前記絶縁部材の材質がポリイミド又はポ
    リテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求
    項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の角型非水電解
    液二次電池。
JP2001251052A 2001-08-22 2001-08-22 角型非水電解液二次電池 Abandoned JP2003059537A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001251052A JP2003059537A (ja) 2001-08-22 2001-08-22 角型非水電解液二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001251052A JP2003059537A (ja) 2001-08-22 2001-08-22 角型非水電解液二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003059537A true JP2003059537A (ja) 2003-02-28

Family

ID=19079762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001251052A Abandoned JP2003059537A (ja) 2001-08-22 2001-08-22 角型非水電解液二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003059537A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150912A1 (ja) * 2008-06-13 2009-12-17 トヨタ自動車株式会社 電池
US20110189536A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-04 Jongseok Moon Secondary battery and method of manufacturing secondary battery

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150912A1 (ja) * 2008-06-13 2009-12-17 トヨタ自動車株式会社 電池
CN102067355A (zh) * 2008-06-13 2011-05-18 丰田自动车株式会社 电池
KR101232459B1 (ko) * 2008-06-13 2013-02-12 도요타지도샤가부시키가이샤 전지
US8945775B2 (en) 2008-06-13 2015-02-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery having a porous insulating member
US20110189536A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-04 Jongseok Moon Secondary battery and method of manufacturing secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5774752B2 (ja) 電池及び組電池
EP1636870B1 (en) Stacked-type lithium-ion rechargeable battery
EP2136429B1 (en) Electrode assembly and lithium secondary battery with same
EP0949699B1 (en) Electrical connection structure in a lithium secondary battery
JP5122072B2 (ja) リチウム二次電池
KR101465172B1 (ko) 내구성 향상을 위해 실링 마진을 가진 파우치형 이차 전지
EP1998401B1 (en) Electrode assembley and secondary battery using the same
KR101629499B1 (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CA2937791C (en) Coin cell comprising two cases
KR101095343B1 (ko) 개선된 구조의 젤리-롤 및 이를 포함하는 이차전지
EP1714347B1 (en) Electrochemical cell having an improved safety
JP2000315489A (ja) 角形非水電解液二次電池
WO2022030279A1 (ja) 蓄電装置
US20200220134A1 (en) Secondary battery
KR20150041518A (ko) 이차 전지
JP2001297748A (ja) 非水電解質二次電池
JPH10112323A (ja) 電 池
KR20200133455A (ko) 내부 단락을 방지하는 파우치형 리튬 이차전지
US20040001999A1 (en) Thin Battery
JP2003059537A (ja) 角型非水電解液二次電池
US11431046B2 (en) Lithium-ion cell using aluminum can
KR20160106526A (ko) 신규한 구조의 이차전지
KR20220033944A (ko) 전극 조립체 및 이차 전지
JP4168263B2 (ja) 非水系二次電池
KR102660400B1 (ko) 파우치 필름 적층체 및 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060328

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20060519