JP2003346876A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JP2003346876A JP2003346876A JP2002158202A JP2002158202A JP2003346876A JP 2003346876 A JP2003346876 A JP 2003346876A JP 2002158202 A JP2002158202 A JP 2002158202A JP 2002158202 A JP2002158202 A JP 2002158202A JP 2003346876 A JP2003346876 A JP 2003346876A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- storage element
- electrode plate
- wound
- core
- 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.)
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- Y—GENERAL 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
- 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
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】強く締めて巻いても電解液がセパレータに保持
されやすい蓄電要素３を備えたリチウムイオン電池を提
供することにある。 【解決手段】軸に垂直な断面が長円をなす芯４と、リチ
ウム化合物を活物質とする帯状の正極板５と炭素をホス
ト物質とする帯状の負極板６とがセパレータ７を介して
重ね合わせされ、前記芯４の回りに巻かれた蓄電要素３
を備えたリチウムイオン電池において、前記芯４の回り
に巻かれた状態の蓄電要素３の長径をｄ、短径をｗとす
るとき、ｗ／４≦ｄ−ｗ≦１０ｗの関係にあり、前記蓄
電要素３は、巻き始めにおいてセパレータ７のみが１周
以上巻かれた後、正極板５及び負極板６がセパレータ７
と共に巻かれていることを特徴とする。
されやすい蓄電要素３を備えたリチウムイオン電池を提
供することにある。 【解決手段】軸に垂直な断面が長円をなす芯４と、リチ
ウム化合物を活物質とする帯状の正極板５と炭素をホス
ト物質とする帯状の負極板６とがセパレータ７を介して
重ね合わせされ、前記芯４の回りに巻かれた蓄電要素３
を備えたリチウムイオン電池において、前記芯４の回り
に巻かれた状態の蓄電要素３の長径をｄ、短径をｗとす
るとき、ｗ／４≦ｄ−ｗ≦１０ｗの関係にあり、前記蓄
電要素３は、巻き始めにおいてセパレータ７のみが１周
以上巻かれた後、正極板５及び負極板６がセパレータ７
と共に巻かれていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リチウムイオン
電池などの電池、特に産業用電池に用いられる電池に属
する。
電池などの電池、特に産業用電池に用いられる電池に属
する。
【０００２】
【従来の技術】電池において正極板、セパレータ及び負
極板からなる蓄電要素の形態には、積層タイプと巻きタ
イプとに大別される。積層タイプは、いずれも多数の正
極板、セパレータ及び負極板が積層され、各正負極板の
端部が１つの集電体に接続されたものである。巻きタイ
プは、帯状の正極板、セパレータ及び負極板が絶縁性の
芯の回りに渦状に巻かれたものであり、蓄電要素１組当
たり正極板も負極板もともに１枚で足り、集電体との接
続も１箇所でよい点で、生産性に優れる。
極板からなる蓄電要素の形態には、積層タイプと巻きタ
イプとに大別される。積層タイプは、いずれも多数の正
極板、セパレータ及び負極板が積層され、各正負極板の
端部が１つの集電体に接続されたものである。巻きタイ
プは、帯状の正極板、セパレータ及び負極板が絶縁性の
芯の回りに渦状に巻かれたものであり、蓄電要素１組当
たり正極板も負極板もともに１枚で足り、集電体との接
続も１箇所でよい点で、生産性に優れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】巻きタイプにおいて、
あまり強く締めて巻くと電解液がセパレータに保持され
にくくなるし、かといって緩すぎると電極間隔が不安定
になり品質にバラツキが生じる。それ故、この発明の課
題は、強く締めて巻いても電解液がセパレータに保持さ
れやすい蓄電要素を備えたリチウムイオン電池を提供す
ることにある。
あまり強く締めて巻くと電解液がセパレータに保持され
にくくなるし、かといって緩すぎると電極間隔が不安定
になり品質にバラツキが生じる。それ故、この発明の課
題は、強く締めて巻いても電解液がセパレータに保持さ
れやすい蓄電要素を備えたリチウムイオン電池を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
に、この発明の電池は、帯状の正極板と負極板とセパレ
ータとが長円状に巻かれた蓄電要素を備えた電池におい
て、前記蓄電要素の長径をｄ、短径をｗとするとき、 ｗ／４≦ｄ−ｗ≦１０ｗ の関係にあることを特徴とする。
に、この発明の電池は、帯状の正極板と負極板とセパレ
ータとが長円状に巻かれた蓄電要素を備えた電池におい
て、前記蓄電要素の長径をｄ、短径をｗとするとき、 ｗ／４≦ｄ−ｗ≦１０ｗ の関係にあることを特徴とする。
【０００５】断面が長円をなす芯の回りに蓄電要素を巻
くと、巻かれた蓄電要素の断面も長円となる。この場
合、長径方向の端部は比較的強く締められて正負極板及
びセパレータが密に詰まっており、中間部はそれらが疎
になっている。従って、中間部の長さｄ−ｗをｗ／４以
上とすることで、強く締めて巻いても十分に電解液が保
持される。但し、ｄ−ｗが１０ｗを超えると電解液保持
機能が１０ｗ以下の場合と変わらず、また巻くことが困
難となるので、上記のように限定した。前記蓄電要素
は、巻き始めにおいてセパレータのみが１周以上巻かれ
た後、正極板及び負極板がセパレータと共に巻かれてい
ると好ましい。通常最も内側は電解液が浸入しにくいこ
とから、この部分を先ずセパレータで覆うことにより、
径方向における電解液の浸入度合いを均一にできるから
である。
くと、巻かれた蓄電要素の断面も長円となる。この場
合、長径方向の端部は比較的強く締められて正負極板及
びセパレータが密に詰まっており、中間部はそれらが疎
になっている。従って、中間部の長さｄ−ｗをｗ／４以
上とすることで、強く締めて巻いても十分に電解液が保
持される。但し、ｄ−ｗが１０ｗを超えると電解液保持
機能が１０ｗ以下の場合と変わらず、また巻くことが困
難となるので、上記のように限定した。前記蓄電要素
は、巻き始めにおいてセパレータのみが１周以上巻かれ
た後、正極板及び負極板がセパレータと共に巻かれてい
ると好ましい。通常最も内側は電解液が浸入しにくいこ
とから、この部分を先ずセパレータで覆うことにより、
径方向における電解液の浸入度合いを均一にできるから
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面とと
もに説明する。図１は本発明のリチウムイオン電池に備
わっている蓄電要素の簡略な断面図である。図１は、長
円状の芯４に正極板５、負極板６及びセパレーター７が
渦状に巻き付けられ構成された蓄電要素３を簡略に表
し、中間部の巻きの図示は省略してある。図２はその蓄
電要素を備えた電池の実施形態を簡略に示す断面図であ
る。図２の実施形態では、蓄電要素３が２個断面長径方
向の外周面が接するように並び、電池容器２に密に収め
られていて、蓄電要素３の巻きの中間部の図示は省略さ
れている。図３は芯に、セパレータ、正極板、負極板が
巻き付けられているところを示す断面図である。図３で
の芯４は、芯４の断面中心で回転し、２枚のセパレータ
ー７をローラー８で圧着した後、セパレータが１周以上
巻かれた後、正極板及び負極板がセパレーターを介して
巻かれているところを表している。
もに説明する。図１は本発明のリチウムイオン電池に備
わっている蓄電要素の簡略な断面図である。図１は、長
円状の芯４に正極板５、負極板６及びセパレーター７が
渦状に巻き付けられ構成された蓄電要素３を簡略に表
し、中間部の巻きの図示は省略してある。図２はその蓄
電要素を備えた電池の実施形態を簡略に示す断面図であ
る。図２の実施形態では、蓄電要素３が２個断面長径方
向の外周面が接するように並び、電池容器２に密に収め
られていて、蓄電要素３の巻きの中間部の図示は省略さ
れている。図３は芯に、セパレータ、正極板、負極板が
巻き付けられているところを示す断面図である。図３で
の芯４は、芯４の断面中心で回転し、２枚のセパレータ
ー７をローラー８で圧着した後、セパレータが１周以上
巻かれた後、正極板及び負極板がセパレーターを介して
巻かれているところを表している。
【０００７】電池１は、電池容器２と、電池容器２に収
納された蓄電要素３を備えている。電池容器２は、アル
ミニウムなどの金属などからなり、直方体形状に作られ
密封されている。蓄電要素３は、芯４と正極板５と負極
板６とセパレーター７及びセパレーター７に保持されて
いる電解液（図示省略）から構成されている。芯４は径
方向断面が長円形状で、ＰＥＴなどの樹脂で作られてい
る。正極板５は帯状で、マンガン酸リチウムなどの金属
酸化物を活物質とし、これをＡｌ箔などの金属箔に塗布
したものである。負極板６も、帯状で、グラファイトな
どの炭素をホスト物質とし、これをＡｌ箔などの金属箔
に塗布したものである。セパレーター７は、ポリエチレ
ンなどの微多孔膜からなる樹脂で作られ、帯状で、正極
板や負極板より幅方向において広く作られている。ま
た、セパレーターには電解液が保持されている。
納された蓄電要素３を備えている。電池容器２は、アル
ミニウムなどの金属などからなり、直方体形状に作られ
密封されている。蓄電要素３は、芯４と正極板５と負極
板６とセパレーター７及びセパレーター７に保持されて
いる電解液（図示省略）から構成されている。芯４は径
方向断面が長円形状で、ＰＥＴなどの樹脂で作られてい
る。正極板５は帯状で、マンガン酸リチウムなどの金属
酸化物を活物質とし、これをＡｌ箔などの金属箔に塗布
したものである。負極板６も、帯状で、グラファイトな
どの炭素をホスト物質とし、これをＡｌ箔などの金属箔
に塗布したものである。セパレーター７は、ポリエチレ
ンなどの微多孔膜からなる樹脂で作られ、帯状で、正極
板や負極板より幅方向において広く作られている。ま
た、セパレーターには電解液が保持されている。
【０００８】この蓄電要素３は、セパレータ７を介して
正極板５と負極板６が重ね合わされて、断面が長円状の
芯４を中心とし、芯４のまわりに渦状に巻かれて構成さ
れている。また、芯４に対する電極板の巻き始めは、ま
ずセパレーター７が芯４に１周以上巻かれた後、正極板
５及び負極板６をセパレーター７と共に巻いてある。そ
して、ポリプロピレンからなる巻き止め用テープ（図示
略）で巻かれた状態に固定されている。
正極板５と負極板６が重ね合わされて、断面が長円状の
芯４を中心とし、芯４のまわりに渦状に巻かれて構成さ
れている。また、芯４に対する電極板の巻き始めは、ま
ずセパレーター７が芯４に１周以上巻かれた後、正極板
５及び負極板６をセパレーター７と共に巻いてある。そ
して、ポリプロピレンからなる巻き止め用テープ（図示
略）で巻かれた状態に固定されている。
【０００９】以上のように、本発明の電池は、断面が長
円をなす芯４のまわりに蓄電要素３をまくため、巻かれ
た蓄電要素３の断面も長円となる。この場合、長径方向
の端部Ｓは比較的強く締められて正極板５、負極板６及
びセパレータ７が密に詰まっており、中間部Ｑはそれら
が疎になっている。従って、中間部Ｑの長さｄ−ｗをｗ
／４以上とすることで、強く締めて巻いても十分に電解
液を保持することができる。通常、芯４に巻かれた蓄電
要素３の最も内側Ｒは電解液が浸入しにくいことから、
この部分を先ずセパレータ７だけで覆うことにより、径
方向における電解液の浸入度合いを均一にできる。
円をなす芯４のまわりに蓄電要素３をまくため、巻かれ
た蓄電要素３の断面も長円となる。この場合、長径方向
の端部Ｓは比較的強く締められて正極板５、負極板６及
びセパレータ７が密に詰まっており、中間部Ｑはそれら
が疎になっている。従って、中間部Ｑの長さｄ−ｗをｗ
／４以上とすることで、強く締めて巻いても十分に電解
液を保持することができる。通常、芯４に巻かれた蓄電
要素３の最も内側Ｒは電解液が浸入しにくいことから、
この部分を先ずセパレータ７だけで覆うことにより、径
方向における電解液の浸入度合いを均一にできる。
【００１０】
【実施例】上記実施形態の電池を下記のように製作し
た。正極板５は活物質としてマンガン酸リチウムを使用
し、幅１５５ｍｍの帯状に製作した。負極板６はホスト
物質としてグラファイトを使用し、幅１５５ｍｍの帯状
に製作した。セパレータ７は、幅１５２ｍｍの帯状のポ
リエチレンを使用した。芯４は、断面が長円形状のＰＥ
Ｔからなる。
た。正極板５は活物質としてマンガン酸リチウムを使用
し、幅１５５ｍｍの帯状に製作した。負極板６はホスト
物質としてグラファイトを使用し、幅１５５ｍｍの帯状
に製作した。セパレータ７は、幅１５２ｍｍの帯状のポ
リエチレンを使用した。芯４は、断面が長円形状のＰＥ
Ｔからなる。
【００１１】上記の正極板５、負極板６、セパレータ７
及び芯４を使用して、芯４に対する巻き始めのセパレー
タ７の巻き数のみが違う５種類の蓄電要素３を製作し
た。但し、蓄電要素３の外周寸法はすべて同じで、ｗ２
２．５ｍｍ×ｄ１０８ｍｍ×１６４ｍｍとなった。これ
を、寸法４７ｍｍ×１７０ｍｍ×１１５ｍｍのケースに
２個ずつ収納して、電解液としてエチレンカーボネイ
ト：ジエチルカーボネイト＝１：１（体積比）の混合溶
媒にＬｉＰＥ6を１モル／リットル溶解した溶液をセパ
レータ７に含ませて、電池容器２を密封することによ
り、設計容量４６Ａｈの電池を５種類製作した。こうし
て作られた５種類の電池の実容量を測定し、設計容量と
比較した結果、図４及び表１の結果となった。
及び芯４を使用して、芯４に対する巻き始めのセパレー
タ７の巻き数のみが違う５種類の蓄電要素３を製作し
た。但し、蓄電要素３の外周寸法はすべて同じで、ｗ２
２．５ｍｍ×ｄ１０８ｍｍ×１６４ｍｍとなった。これ
を、寸法４７ｍｍ×１７０ｍｍ×１１５ｍｍのケースに
２個ずつ収納して、電解液としてエチレンカーボネイ
ト：ジエチルカーボネイト＝１：１（体積比）の混合溶
媒にＬｉＰＥ6を１モル／リットル溶解した溶液をセパ
レータ７に含ませて、電池容器２を密封することによ
り、設計容量４６Ａｈの電池を５種類製作した。こうし
て作られた５種類の電池の実容量を測定し、設計容量と
比較した結果、図４及び表１の結果となった。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１及び図４に示されるように、ｄ−ｗが
０．２５ｗまでは実容量が上昇し、０．２５ｗ以上のと
きに実容量が設計容量の９７％を超えた。また、ｄ−ｗ
が０．２５ｗ以上において、巻き始めのセパレーター単
独の巻き数が２巻き以上で実容量が設計容量の９９％以
上となった。
０．２５ｗまでは実容量が上昇し、０．２５ｗ以上のと
きに実容量が設計容量の９７％を超えた。また、ｄ−ｗ
が０．２５ｗ以上において、巻き始めのセパレーター単
独の巻き数が２巻き以上で実容量が設計容量の９９％以
上となった。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電池を構成する蓄電要
素を強く締めて巻いても、十分に電解液を保持すること
ができるので、蓄電効率のよい電池を提供することがで
きる。
素を強く締めて巻いても、十分に電解液を保持すること
ができるので、蓄電効率のよい電池を提供することがで
きる。
【図１】本発明の実施形態に係る蓄電要素の断面図であ
る。
る。
【図２】蓄電要素を備えた電池の実施形態を簡略に示す
断面図である。
断面図である。
【図３】芯にセパレータを介して、正極板、負極板が巻
き付けられているところを示す断面図である。
き付けられているところを示す断面図である。
【図４】縦軸に、実容量／設計容量、横軸にｄ−ｗ値を
とる折れ線グラフ図である。
とる折れ線グラフ図である。
１ 電池
２ 電池容器
３ 蓄電要素
４ 芯
５ 正極板
６ 負極板
７ セパレータ
８ ローラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 勲
京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町
１番地 日本電池株式会社内
(72)発明者 下薗 武司
京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町
１番地 日本電池株式会社内
Ｆターム(参考） 5H028 AA05 BB07 CC12 HH05
5H029 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM05
AM07 BJ02 BJ14 CJ07 HJ04
Claims (1)
- 【請求項１】帯状の正極板と負極板とセパレータとが長
円状に巻かれた蓄電要素を備えた電池において、 前記蓄電要素の長径をｄ、短径をｗとするとき、 ｗ／４≦ｄ−ｗ≦１０ｗ の関係にあることを特徴とする電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002158202A JP2003346876A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 電 池 |
| US10/320,663 US7129001B2 (en) | 2001-12-18 | 2002-12-17 | Cell comprising a power-generating element fastened by sheets |
| CNB021591016A CN1294672C (zh) | 2001-12-18 | 2002-12-18 | 电池及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002158202A JP2003346876A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003346876A true JP2003346876A (ja) | 2003-12-05 |
Family
ID=29773646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002158202A Pending JP2003346876A (ja) | 2001-12-18 | 2002-05-30 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003346876A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109565014A (zh) * | 2016-08-18 | 2019-04-02 | 三星Sdi株式会社 | 可再充电电池 |
| US10991969B2 (en) | 2014-08-18 | 2021-04-27 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device |
-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002158202A patent/JP2003346876A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10991969B2 (en) | 2014-08-18 | 2021-04-27 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage device |
| CN109565014A (zh) * | 2016-08-18 | 2019-04-02 | 三星Sdi株式会社 | 可再充电电池 |
| US11424508B2 (en) | 2016-08-18 | 2022-08-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
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