JP2004199939A - Nonaqueous electrolytic solution secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolytic solution secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2004199939A
JP2004199939A JP2002365255A JP2002365255A JP2004199939A JP 2004199939 A JP2004199939 A JP 2004199939A JP 2002365255 A JP2002365255 A JP 2002365255A JP 2002365255 A JP2002365255 A JP 2002365255A JP 2004199939 A JP2004199939 A JP 2004199939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
electrode
lead terminal
negative electrode
secondary battery
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.)
Pending
Application number
JP2002365255A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Sakurai
勝之 櫻井
Takashi Kishi
敬 岸
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2002365255A priority Critical patent/JP2004199939A/en
Publication of JP2004199939A publication Critical patent/JP2004199939A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • 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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolytic solution secondary battery with high reliability, improved cycle property, and improved safety by preventing short circuit from being caused by the preservation for long time at high temperature. <P>SOLUTION: The nonaqueous electrolytic solution secondary battery has a structure of winding a positive electrode, a negative electrode and a separator interposed between the electrodes, and stores the electrode group having the lead terminals 10 extending outward in the outer case, connected to a current collector of the positive electrode and the negative electrode respectively, together with the nonaqueous electrolytic solution. At least one electrode out of the positive electrode 4 and the negative electrode 6 is turned up in the vicinity of a connection part of the lead terminal 10, and wraps the the connection part of the lead terminal 10 by winding. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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関し、特にリード端子が接続される正極および負極のうちの少なくとも一方の電極におけるにリード端子接続部付近の構造を改良した非水電解液二次電池に係わる。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話やVTRなどの電子機器の小型化と需要の増大に伴い、これら電子機器の電源である二次電池に対する高容量化が要求されている。また、自動車からの排ガスによる大気汚染が社会問題となっており、電気自動車用電源として軽量で高性能な二次電池を用いることが期待されている。
【0003】
特に、リチウムイオン二次電池は電池電圧が高く、高いエネルギー密度が得られるため、電池の小型、軽量化が可能であり、ポータブル機器用の電源としても期待されている。このリチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度化を図ることができるため、需要が拡大している。このようなリチウムイオン二次電池において、正極活物質や負極活物質などの電極材料をより高容量の材料に改善したり、セパレータの薄膜化、電池構造の改善したりすることにより高容量および高エネルギー密度化が図られている。
【0004】
しかしながら、高容量および高エネルギー密度化に伴って、電池のサイクル性の低下が懸念される。このため、電解液、電極などの改良によりサイクル特性の向上が図られている。
【0005】
また、高容量および高エネルギー密度化に伴って、リチウムイオン二次電池の安全性の危険度も増加している。例えば、リチウムイオン二次電池に長い時間に亘って電流を供給して過充電状態になったり、または高温長期貯蔵により短絡状態になったりすると、電解液が分解してガスが発生し、電池内圧が上昇する。この過充電、短絡が継続されると電解液の分解等により電池温度が急激に上昇し、ラプチャーが作動して漏液に至る。この時、極度に温度が上昇すると電池が破裂、発火する場合がある。
【0006】
そこで、電池の内圧上昇や発熱による漏液、発火破裂を防ぎ、安全性の高い電池を設計することが重要である。現状、安全性の危険度を下げるためにリチウムイオン二次電池においては、電池内部の圧力が所定の圧力になると電池内部のガスを外部に放出することができるラプチャー、所定の電池内圧で電流の流れを遮断する電流遮断弁、または電池温度が上昇することにより電池の抵抗が上昇し、電流を流れ難くするPTC素子を備えられている。また、セパレータとして電池内部の温度上昇によりその空孔を閉じて、所定温度でシャットダウンさせる機能を有するものが用いられている。このような対処により温度上昇、電池内圧の上昇が防止している。
【0007】
一方、特許文献1には正極活物質が被着されていない正極側集電体箔露呈部分と、この正極側集電体箔露呈部分と負極板および負極となる電池缶との間に配置され、両極の活物質間に介在されるセパレータより膜厚の薄い絶縁膜からなるセパレータとを有する電極板積層体を備えた非水系電池が開示されている。
【0008】
また、特許文献2には1周以上の長さに亘って長手方向に延びる正極等電位露呈金属部分が形成され、この正極等電位露呈金属部分が負極と関連して設けられている負極等電位露呈金属部分と1周以上の長さに亘って対向配置している捲回積層電極アセンブリーを備えた非水系電池が開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平8−203541号公報
【0010】
【特許文献2】
特開平8−153542号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
リチウムイオン二次電池では、電極群の構成要素である正極集電体および負極集電体には蓋体、外装缶に電気的に接続するための電気的接続経路であるリード端子が接続されている。このようなリチウムイオン二次電池を高温長期貯蔵すると、電極群の最内周部の電極に接続接続されたリード端子が外側対向面のセパレータに局部的な圧力を加え、セパレータが高温でクリープ変形を起こし、セパレータが破断して短絡を生じる危険度が高くなる。
【0012】
また、電極群はこの正負極の集電体に接続されたリード端子によって捩れたり、一部にストレス加わったりすることにより電極群内部で電解液の含浸むら、正極負極の間隔のばらつき、または充放電ムラを生じるため、サイクル特性の劣化要因になる。
【0013】
本発明は、高温長期貯蔵による短絡を防止して安全性を向上させ、かつサイクル特性を向上させた信頼性の高い非水電解液二次電池を提供しようとするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非水電解液二次電池は、正極、負極およびこれらの電極間に介在されたセパレータを捲回した構造を有し、かつ前記正極、負極の集電体にそれぞれ接続して外部に延出されたリード端子を有する電極群を外装缶内に非水電解液とともに収納した非水電解液二次電池であって、
前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極は、前記リード端子の接続部付近で折り返され、前記捲回によりそのリード端子の接続部を包み込んでいることを特徴とするものである。
【0015】
本発明に係る非水電解液二次電池において、前記リード端子は前記電極群の捲き始め端部に位置する前記正極または負極に接続され、そのリード端子が接続された電極は前記リード端子の接続部付近で折り返され、前記捲回によりそのリード端子の接続部を包み込むことが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0017】
本発明に係る非水電解液二次電池、例えばリチウムイオン二次電池は正極、負極およびこれらの電極間に介在されたセパレータを捲回した構造を有し、かつ前記正極、負極の集電体にそれぞれ接続して外部に延出されたリード端子を有する電極群を外装缶内に非水電解液とともに収納した構造を有する。前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極は、前記リード端子の接続部付近で捲き方向に沿って折り返され、前記捲回によりその折り返し部でリード端子の接続部を包み込んでいる。
【0018】
前記正極、負極、セパレータ、非水電解質は、次のような構成を有する。
【0019】
1)正極
この正極は、例えば正極活物質、導電剤および結着剤を適当な溶媒に分散させて得られる正極材ペーストを集電体に片側もしくは両面に所望の面積の露出部を残して塗布し、乾燥した後に所望する大きさに裁断することにより作製される。正極リード端子は、前記正極材層の形成されず、露出した前記集電体に溶接等により接続されている。
【0020】
前記正極活物質としては、リチウム複合金属酸化物を使用することができる。具体的には、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn24などが用いられる.前記結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−6フッ化プロピレンの共重合体、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−6フッ化プロピレンの3元共重合体、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレンの共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体、あるいは他のフッ素系のモノマーとフッ化ビニリデンを共重合体させたものを挙げることができる。この他のフッ素系モノマーとフッ化ビニリデンとの共重合体としては、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデンの共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)−フッ化ビニリデンの3元共重合体、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン(FEP)−フッ化ビニリデンの3元共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン−フッ化ビニリデンの共重合体、クロロトリフルオロエチレン−フッ化ビニリデンの共重合体、クロロトリフルオロエチレン−エチレン−フッ化ビニリデンの3元共重合体、フッ化ビニル−フッ化ビニリデンの共重合体を挙げることができる。前記結着剤は、これらを単独で使用してもよい。
【0021】
前記結着剤を分散させるための有機溶媒としては、例えばN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、酢酸エチル等を使用することができる。
【0022】
前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト等を挙げることができる。
【0023】
前記結着剤の配合量は、前記活物質と前記結着剤を合わせて100重量部(前記導電剤を含む場合には導電剤も合わせて100重量部)に対して2重量%〜8重量%の範囲にすることが好ましい。
【0024】
前記正極材ペーストを調製するための分散装置としては、例えばボールミル、ビーズミル、ディゾルバー、サンドグラインダー、ロールミル等を用いることができる。
【0025】
前記集電体としては、例えば厚さ10〜40μmのアルミニウム箔、ステンレス箔、チタン箔等を用いることができる。
【0026】
2)負極
この負極は、例えばリチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物またはカルコゲン化合物から選ばれる負極材料、導電剤および結着剤を適当な溶媒に分散させて得られる負極材ペーストを集電体に片側もしくは両面に所望の面積の露出部を残して塗布し、乾燥した後に所望する大きさに裁断することにより作製される。負極リード端子は、前記負極材層の形成されず、露出した前記集電体に溶接等により接続されている。
【0027】
前記リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物としては、例えばコークス、炭素繊維、熱分解気相炭素物、黒鉛、樹脂焼成体、メソフェーズピッチ系炭素繊維またはメソフェーズ球状カーボンの焼成体などを挙げることができる。中でも、2500℃以上で黒鉛化したメソフェーズピッチ系炭素繊維を用いると電極容量が高くなるため好ましい。
【0028】
前記リチウムイオンを吸蔵・放出するカルコゲン化合物としては、二硫化チタン(TiS2)、二硫化モリブデン(MoS2)、セレン化ニオブ(NbSe2)などを挙げることができる。このようなカルコゲン化合物を負極に用いると、二次電池の電圧は降下するものの前記負極の容量が増加するため、二次電池の容量を向上できる。更に、前記負極はリチウムイオンの拡散速度が大きいため、二次電池の急速充放電性能を向上できる。
【0029】
前記負極(例えば炭素材からなる負極)は、具体的には前記炭素材、導電剤および結着剤を適当な溶媒に分散させて得られる負極材ペーストを集電体に片側、もしくは両面に所望する大きさより大きな面積に、連続もしくは所望する長さと未塗布部分との交互に塗布し、乾燥して薄板状にしたものを所望する大きさに裁断することにより作製する。
【0030】
前記負極材料、結着剤の配合割合は、負極材料80〜98重量%、結着剤2〜20重量%にすることが好ましい。
【0031】
前記集電体としては、例えば銅箔、ニッケル箔等を用いることができるが、電気化学的な安定性および捲回時の柔軟性等を考慮すると、銅箔がもっとも好ましい。この箔の厚さは、8〜20μmにすることが好ましい。
【0032】
なお、負極は軽金属から形成することを許容する。この軽金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、リチウム金属、リチウム合金などを挙げることができる。
【0033】
3)セパレータ
このセパレータは、多孔質シートから形成される。
【0034】
前記多孔質シートとしては、例えば多孔質フィルム、もしくは不織布を用いることができる。特に、前記多孔質シートは例えばポリオレフィンおよびセルロースから選ばれる少なくとも1種類の材料からなることが好ましい。前記ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンを挙げることができる。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン、または両者からなる多孔質フィルムは、二次電池の安全性を向上できるために好ましい。
【0035】
前記多孔質シートの厚さは、30μm以下、より好ましくは25μm以下にすることが望ましい。前記多孔質シートの厚さの下限値は、5μm、より好ましくは8μmである。
【0036】
前記多孔質シートは、120℃、1時間での熱収縮率が20%以下、より好ましくは15%以下であることが望ましい。
【0037】
前記多孔質シートは、多孔度が30〜60%、より好ましくは35〜50%であることが望ましい。
【0038】
前記多孔質シートは、空気透過率が600秒/100cm3以下であることが好ましい。空気透過率は、100cm3の空気が多孔質シートを透過するのに要した時間(秒)を意味する。空気透過率は、500秒/100cm3以下にすることがより好ましい。また、空気透過率の下限値は50秒/100cm3、より好ましくは80秒/100cm3であることが望ましい。
【0039】
このような正極、負極およびこれらの電極間に介在されたセパレータを捲回した構造を有し、かつ前記正極、負極の集電体にそれぞれ接続して外部に延出されたリード端子を有する電極群において、前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極を前記リード端子の接続部付近で捲き方向に沿って折り返し、前記捲回によりその折り返し部でリード端子の接続部を包み込んでいる。
【0040】
前記折り返し部の幅は、前記リード端子の幅より広く、好ましくは前記リード端子の幅より2〜10mm広いことが望ましい。
【0041】
前記リード端子の材料としては、正極端子の場合、アルミニウム、チタン等が用いられ、負極端子の場合、ニッケル、銅等が用いられる。
【0042】
前記リード端子は、前記電極群の捲き始め端部、捲き終り端部、またはそれら捲き始め、捲き終りの端部の間に位置する正極、負極のいずれかの電極の集電体に接続される。特に、電極群の捲き始め端部に位置する電極の集電体にリード端子を接続した形態においては、その電極を前記リード端子の接続部付近(捲き始め端部付近)で折り返し、前記電極群の捲回によりそのリード端子の接続部を前記折り返し部で包み込むことは短絡防止およびサイクル特性の観点からより好ましい。
【0043】
4)電解液
この電解液は、非水溶媒に電解質を溶解した組成を有する。
【0044】
前記非水溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)などの環状カーボネート、例えばジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DEC)などの鎖状カーボネート、1,2−ジメトキシエタン(DME)、ジエトキシエタン(DEE)などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン(THF)や2−メチルテトラヒドロフラン(2−MeTHF)などの環状エーテルやクラウンエーテル、γ−ブチロラクトン(γ−BL)などの脂肪酸エステル、アセトニトリル(AN)などの窒素化合物、スルホラン(SL)やジメチルスルホキシド(DMSO)などの硫黄化合物などから選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
【0045】
中でも、EC、PC、γ−BLから選ばれる少なくとも1種からなるものや、EC、PC、γ−BLから選ばれる少なくとも1種とDMC、MEC、DEC、DME、DEE、THF、2−MeTHF、ANから選ばれる少なくとも1種とからなる混合溶媒を用いることが望ましい。また、負極に前記リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を含むものを用いる場合に、前記負極を備えた二次電池のサイクル寿命を向上させる観点から、ECとPCとγ−BL、ECとPCとMEC、ECとPCとDEC、ECとPCとDEE、ECとAN、ECとMEC、PCとDMC、PCとDEC、またはECとDECからなる混合溶媒を用いることが望ましい。
【0046】
また、添加剤としてビニレンカーボネート(VC)、トリオキシルリン酸エステル等が上げられる。
【0047】
前記電解質としては、例えば過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、四塩化アルミニウムリチウム(LiAlCl4)、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO22]などのリチウム塩を挙げることができる。中でもLiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO22を用いると、導電性や安全性が向上されるために好ましい。
【0048】
前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量は、0.5モル/L〜2.5モル/Lの範囲にすることが好ましい。
【0049】
前記非水電解質は、例えば非水溶媒およびリチウム塩を主体とする液状非水電解質、非水溶媒とリチウム塩とポリマーを含むゲル状非水電解質等を用いることができる。
【0050】
なお、ゲル状非水電解質を保持する電極群は次のような方法により作製できる。
【0051】
(1)非水溶媒とリチウム塩とゲル化剤とを含むスラリーをセパレータに含浸させた後、セパレータを正極および負極の間に介在させるより作製するか、非水溶媒とリチウム塩とゲル化剤とを含むスラリーを正極または、負極に塗布し、この正負極間にセパレータを介在させることにより作製することができる。
【0052】
(2)非水溶媒とリチウム塩とゲル化剤とを含むスラリーを正極、負極に塗布し、張り合わせ、セパレータを介在させないことにより作製することができる。
【0053】
(3)セパレータ、正極、負極の電極群に、モノマーと電解液、さらに重合剤の混合溶液(電解質原料)を含浸させた。その後、熱を加え、熱重合することにより、電解質をゲル化させる。
【0054】
なお、本発明に係る非水電解液二次電池は安全機構として、安全弁、PTC等の機構または電流遮断弁機構、PTC等の機構を内蔵することを許容する。
【0055】
以上説明したように本発明によれば、正極、負極およびこれらの電極間に介在されたセパレータを捲回した構造を有し、かつ前記正極、負極の集電体にそれぞれ接続して外部に延出されたリード端子を有する電極群を外装缶内に非水電解液とともに収納し、前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極を前記リード端子の接続部付近で捲き方向に沿って折り返し、前記捲回によりその折り返し部でリード端子の接続部を包み込むことによって、高温長期貯蔵による短絡を防止でき、かつサイクル特性を向上した非水電解液二次電池を得ることができる。
【0056】
すなわち、高温長期貯蔵においては電極群の電極に接続されたリード端子の角部がこの電極(例えば正極)の外側に対向するセパレータに局部的な圧力を加え、セパレータが高温でクリープ変形を起こし、セパレータが破断する可能性が高くなる。このため、リード端子がセパレータを突き破って対向する他極性の電極(負極)に接触して短絡を生じる危険度が高くなる。
【0057】
このようなことから、本発明のように前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極を前記リード端子の接続部付近で捲き方向に沿って折り返し、前記捲回によりその折り返し部でリード端子の接続部を包み込むことによって、電極群の電極に接続されたリード端子の角部がこの電極の外側に対向するセパレータに局部的な圧力を加えるのを前記リード端子の接続部を包み込む電極の折り返し部で緩和できるため、セパレータの破断を防止して短絡の危険度を低減できる。
【0058】
特に、電極群の捲き始め端部では捲回された正極、負極の曲率が大きくなるため、この箇所の電極(例えば正極)に正極リード端子を接続すると、リード端子がセパレータを突き破って対向する負極に接触して短絡を生じる確率が高くなる。このため、電極群の捲き始め端部に位置する電極の集電体にリード端子を接続した形態においては、その電極を前記リード端子の接続部付近(捲き始め端部付近)で折り返し、前記電極群の捲回によりそのリード端子の接続部を前記折り返し部で包み込むことが短絡を効果的に防止することができる。
【0059】
また、サイクルの増大に伴って電極群の電極が膨張収縮すると、ひずみが生じる。このひずみ発生は、リード端子による電極群の捩れ、電極群の部分的なストレスを招き、電極群内部での電解液の含浸ムラ、および正極負極間隔のばらつきに伴う充放電ムラを生じるため、サイクル劣化の原因となる。
【0060】
そこで、本発明のように前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極を前記リード端子の接続部付近で捲き方向に沿って折り返し、前記捲回によりその折り返し部でリード端子の接続部を包み込むことによって、リード端子から電極群に加わる圧力と低減して電極群の捩れ、電極群の部分的なストレスを防止できる。その結果、電極群内部での電解液の含浸ムラ、および正極負極間隔のばらつきに伴う充放電ムラを抑制して、サイクル特性を向上できる。
【0061】
特に、電極群の捲き始め端部ではサイクルの増大に伴って電極群の電極が膨張収縮により大きなひずみが生じるため、この箇所の電極に正極リード端子を接続すると、リード端子による電極群の捩れ、電極群の部分的なストレスが増大する。このような電極群の捲き始め端部に位置する電極の集電体にリード端子を接続した形態においては、その電極を前記リード端子の接続部付近(捲き始め端部付近)で折り返し、前記電極群の捲回によりそのリード端子の接続部を前記折り返し部で包み込むことによって、電極群の捩れ、電極群の部分的なストレスを効果的に防止してサイクル特性を向上することができる。
【0062】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0063】
(実施例1)
<正極の作製>
LiCoO2粉末100重量部と、平均粒径50nmのアセチレンブラック2量部および平均粒径1μmの燐片状黒鉛(人造黒鉛)3重量部とをミキサで混合し、さらに結着剤であるポリフッ化ビニリデン5重量部を前記混合物に加え、N−メチルピロリドンを添加して分散させることにより正極ペーストを調製した。つづいて、このペーストをアルミニウム箔からなる集電体の両面に両端付近が活物質未塗布領域として露出するように塗布し、乾燥、圧延することにより正極を作製した。この後、前記正極の一端側の活物質未塗布領域にアルミニウムからなる正極リード端子を上端が上方に向けて延出するように超音波溶接した。
【0064】
<負極の作製>
メソフェーズピッチを原料としたメソフェーズピッチ炭素繊維を黒鉛化することによりメソフェーズピッチ系炭素繊維を造り、このメソフェーズピッチ系炭素繊維90重量部に天然黒鉛10重量部を加え、さらにこの混合物100重量部にポリフッ化ビニリデン7重量部を加え、N−メチルピロリドンを添加して分散させてペーストを調製した。つづいて、このペーストを銅箔からなる集電の両面に両端付近が活物質未塗布領域として露出するように塗布し、乾燥後、ロールプレスを行い充填密度1.4g/cm3の負極を作製した。この後、前記負極の一端側の活物質未塗布領域にニッケルからなる負極リード端子を下端が下方に向けて延出するように超音波溶接した。
【0065】
<非水電解液>
エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)の混合溶媒(混合体積比1:2)に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1M溶解して非水電解液を調製した。
【0066】
前述した正極、負極、電解液を用いて図1に示す電流遮断弁機構を内蔵した設計定格容量1900mAhの円筒形リチウムイオン二次電池(18650サイズ)を組み立てた。
【0067】
すなわち、図1においてステンレス製の有底円筒状容器1は底部に絶縁体2が配置されている。電極群3は、前記容器1内に収納され、かつ前記方法で調製した電解液6gは前記容器1内に収容されている。前記電極群3は、前記方法で作製した正極4、ポリエチレン製多孔質フィルムからなる厚さ20μmのセパレータ5および前記方法で作製した負極6をこの順序で積層した帯状物を前記負極6が外側に位置するように渦巻き状に捲回した構造を有する。
【0068】
前記正極4は、図2に示すようにアルミニウム箔からなる集電体7両面上にその両端付近が活物質層未形成領域8a、8bとして露出するように正極活物質層9がそれぞれ形成され、かつ一端側(例えば左端側)の活物質層未形成領域8aにアルミニウムからなる正極リード端子10が上端を上方に向けて延出するように例えば超音波溶接されている。
【0069】
前記負極6は、図3に示すように銅箔からなる集電体11両面上にその両端付近が活物質層未形成領域12a、12bとして露出するように負極活物質層13がそれぞれ形成され、かつ一端側(例えば右端側)の活物質層未形成領域12bにニッケルからなる負極リード端子14が下端が下方に向けて延出するように例えば超音波溶接されている。
【0070】
前記電極群3は、図4の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き始め端部に前記正極リード端子10が前記正極4の活物質層未形成領域8aに溶接されて位置し、かつ前記活物質層未形成領域8aが途中で折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んでいる。
【0071】
押さえ板16は、前記電極群3の上部に配置されている。下面に正極リード接続板17を有する遮断弁18と中央部に孔が開口されたPTC素子19と帽子形状の正極端子20とがこの順序で積層され、これらの積層部材は周縁が前記容器1の上部開口部に絶縁ガスケット21を介してかしめ固定されている。なお、前記正極リード接続板16を有する遮断弁18およびPTC素子19により電流遮断弁22を構成している。前記正極端子20には、ガス抜き孔(図示しない)が開口されている。
【0072】
パイプ23は、前記電極群3の中央に挿入されている。前記正極4に接続された前記正極リード端子10の上端は、前記正極リード接続板17に接続されている。前記負極6に接続された前記負極リード端子14の下端は、負極端子を兼ねる前記容器1の底部に接続されている。
【0073】
(実施例2)
前述した図2に示す正極リード端子10が集電体7の活物質層未形成領域8aに超音波溶接された正極4を用い、図5の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き始め端部に前記正極リード端子10が位置し、かつ前記活物質層未形成領域8aの先端が外側に折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んだ構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0074】
(実施例3)
前述した図2に示す正極リード端子10が集電体7の活物質層未形成領域8aに超音波溶接された正極4を用い、図6の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き始め端部に前記正極リード端子10が位置し、かつ前記活物質層未形成領域8aの先端が内側に折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んだ構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0075】
(実施例4)
図7に示す正極リード端子10が集電体7中央付近に形成した活物質層未形成領域8に超音波溶接された正極4を用い、図8の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き始め端部と捲き終り端部の中間に前記正極リード端子10が位置し、かつ前記活物質層未形成領域8が内側に折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んだ構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0076】
(実施例5)
前述した図7に示す正極リード端子10が集電体7中央付近に形成した活物質層未形成領域8に超音波溶接された正極4を用い、図9の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き始め端部と捲き終り端部の中間に前記正極リード端子10が位置し、かつ前記活物質層未形成領域8が外側に折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んだ構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0077】
(実施例6)
図10に示すアルミニウム箔からなる集電体7両面上にその両端付近が活物質層未形成領域8a、8bとして露出するように正極活物質層9がそれぞれ形成され、かつ一端側(右端側)の活物質層未形成領域8bにアルミニウムからなる正極リード端子10が上端を上方に向けて延出するように超音波溶接された正極4と図11に示すように銅箔からなる集電体11両面上にその両端付近が活物質層未形成領域12a、12bとして露出するように負極活物質層13がそれぞれ形成され、かつ一端側(左端側)の活物質層未形成領域12aにニッケルからなる負極リード端子14が下端が下方に向けて延出するように超音波溶接された負極6とを用い、図12の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き終り端部に前記正極リード端子10が位置し、かつ前記活物質層未形成領域8bの途中が内側に折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んだ構造の電極群3を用いた以外は、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0078】
(実施例7)
前述した図10に示す正極リード端子10が集電体7の活物質層未形成領域8bに超音波溶接された正極4と前述した図11に示す負極リード端子14が集電体11の活物質層未形成領域8aに超音波溶接された負極6とを用い、図13の(A)および同図の(A)の要部拡大図である同図(B)に示すように捲き終り端部に前記正極リード端子10が位置し、かつ前記活物質層未形成領域8aの途中が外側に折り返されて、前記正極4の捲回によりその折り返し部15で前記正極リード端子10の接続部を包み込んだ構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0079】
(比較例1)
前述した図2に示す正極リード端子10が集電体7の活物質層未形成領域8aに超音波溶接された正極4を用い、図14に示すように捲き始め端部に前記正極リード端子10が位置する構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0080】
(比較例2)
前述した図7に示す正極リード端子10が集電体7中央付近に形成した活物質層未形成領域8に超音波溶接された正極4を用い、図15に示すように捲き始め端部と捲き終り端部の中間に前記正極リード端子10が位置する構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0081】
(比較例3)
前述した図10に示す正極リード端子10が集電体7の活物質層未形成領域8bに超音波溶接された正極4と前述した図11に示す負極リード端子14が集電体11の活物質層未形成領域8aに超音波溶接された負極6とを用い、図16に示すように捲き終り端部に前記正極リード端子10が位置する構造の電極群3を用いた以外、実施例1と同様なリチウムイオン二次電池を組み立てた。
【0082】
得られた実施例1〜7および比較例1〜3の二次電池について以下の高温貯蔵試験および充放電サイクル試験を行った。
【0083】
(高温貯蔵試験)
実施例1〜7および比較例1〜3の二次電池に対して充放電を2サイクル行った。この時の充電は、20℃において充電電流1900mA(1C)、4.2Vの定電圧で保持し、計3時間行った。放電は、1900mA(1C)の定電流で行い、放電終止電圧は3.0Vとした。充電、放電の後の休止時間はそれぞれ10分とした。このような充放電後に、20℃において1900mA(1C)、4.2Vの定電圧で保持し、計3時間行った。その後、前記各二次電池に対して貯蔵試験を開始した。貯蔵条件は、85℃,100時間および95℃,100時間で行い、各二次電池の試験個数は100個とした。
【0084】
このような高温貯蔵試験で漏液、電池の破裂、発火に至らない電池個数を調べた。その結果を表1に示す。
【0085】
(充放電サイクル試験)
実施例1〜7および比較例1〜3の二次電池に対して充放電サイクル試験を行った。充電は、20℃において充電電流1900mA(1C)、4.2Vの定電圧で保持し、計3時間行った。放電は、1900mA(1C)の定電流で行い、放電終止電圧は3.0Vとした。充電、放電の後の休止時間はそれぞれ10分とした。このような充放電を2サイクル行い、容量確認を行った。その後、20℃において充電1900mA(1C)、4.2Vの定電圧で保持し、計3時間行い、放電を、1900mA(1C)の定電流で行い、放電終止電圧は3.0Vとした。充電、放電の後の休止時間はそれぞれ10分とした。このサイクルを500サイクル行い、1サイクル目の容量に対する500サイクル後の容量維持率を調べた。各二次電池の試験個数は5個とし、それらの容量維持率の平均の結果を下記表1に示す。
【0086】
【表1】

Figure 2004199939
【0087】
前記表1から明らかなように実施例1〜7のリチウムイオン二次電池は、ほぼ100個の電池の漏液、発火破裂がなく、優れた高温貯蔵信頼性を有することがわかる。
【0088】
一方、比較例1〜3のリチウムイオン二次電池は、実施例1〜7に比べて、電池の漏液、発火破裂に至らない個数が少ない。
【0089】
特に、正極リード端子を電極群の捲き始め端部に位置させた実施例1〜3と比較例1とを対比すると、比較例1の二次電池において95℃、100時間貯蔵後の漏液、発火破裂に至らない個数が77個であるのに対し、実施例1〜3の二次電池において同漏液、発火破裂に至らない個数が99〜100個と優れた高温貯蔵信頼性を有することがわかる。
【0090】
また、表1から明らかなように実施例1〜7のリチウムイオン二次電池は、容量維持率が約80%以上と高いことがわかる。
【0091】
一方、比較例1〜3のリチウムイオン二次電池は、実施例1〜7に比べて、容量維持率が約60%と低いことがわかる。
【0092】
なお、前述した実施例においては正極リード端子に適用した例について説明したが、負極リード端子についても適用できる。
【0093】
前述した実施例においては、円筒形非水電解液二次電池に適用した例を説明したが、有底矩形筒状の容器内に正極、負極、セパレータ及び非水電解液が収納された構造の角形非水電解液二次電池にも同様に適用することができる。また、外装材としてラミネートフィルムを使用する非水電解液二次電池、ゲル状非水電解質を用いる二次電池にも同様に適用することができる。
【0094】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば高温貯蔵時おける短絡を防止し、優れた信頼性を有し、かつ充放電サイクル特性に優れた非水電解液二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例および比較例で用いた円筒形非水電解液二次電池を示す切欠斜視図。
【図2】本発明の実施例1〜3および比較例1で用いた正極を示す斜視図。
【図3】本発明の実施例1〜5および比較例1、2で用いた負極を示す斜視図。
【図4】本発明の実施例1で用いた電極群を示す図。
【図5】本発明の実施例2で用いた電極群を示す図。
【図6】本発明の実施例3で用いた電極群を示す図。
【図7】本発明の実施例4,5および比較例2で用いた正極を示す斜視図。
【図8】本発明の実施例4で用いた電極群を示す図。
【図9】本発明の実施例5で用いた電極群を示す図。
【図10】本発明の実施例6,7および比較例3で用いた正極を示す斜視図。
【図11】本発明の実施例6,7および比較例3で用いた負極を示す斜視図。
【図12】本発明の実施例6で用いた電極群を示す図。
【図13】本発明の実施例7で用いた電極群を示す図。
【図14】比較例1で用いた電極群を示す図。
【図15】比較例2で用いた電極群を示す図。
【図16】比較例3で用いた電極群を示す図。
【符号の説明】
1…容器、3…電極群、4…正極、5…セパレータ、6…負極、7…正極集電体、8a,8b…正極活物質層未形成領域、9…正極活物質層、10…正極リード端子、11…負極集電体、12a,12b…負極活物質層未形成領域、13…負極活物質層、14…負極リード端子、15…折り返し部、17…正極リード接続板、18…遮断弁、19…PTC素子、21…絶縁ガスケット。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and particularly to a non-aqueous electrolyte secondary battery in which at least one of a positive electrode and a negative electrode to which a lead terminal is connected has an improved structure near a lead terminal connection portion. Get involved.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices such as mobile phones and VTRs have been reduced in size and demand has increased, there has been a demand for higher capacity secondary batteries serving as power supplies for these electronic devices. In addition, air pollution due to exhaust gas from automobiles has become a social problem, and it is expected that lightweight and high-performance secondary batteries will be used as power supplies for electric vehicles.
[0003]
In particular, since a lithium ion secondary battery has a high battery voltage and a high energy density, the battery can be reduced in size and weight, and is expected as a power source for portable equipment. The demand for lithium ion secondary batteries is expanding because they can achieve high energy density. In such a lithium ion secondary battery, high capacity and high capacity can be achieved by improving the electrode materials such as the positive electrode active material and the negative electrode active material to higher capacity materials, reducing the thickness of the separator, and improving the battery structure. Energy density is being increased.
[0004]
However, with the increase in capacity and energy density, there is a concern that the cyclability of the battery may decrease. For this reason, the cycle characteristics have been improved by improving the electrolytic solution and the electrodes.
[0005]
Also, with the increase in capacity and energy density, the risk of safety of lithium ion secondary batteries has also increased. For example, when a current is supplied to a lithium ion secondary battery for a long time to cause an overcharge state or a short-circuit state due to long-term storage at a high temperature, the electrolytic solution is decomposed to generate gas and the internal pressure of the battery is reduced. Rises. If the overcharge or short circuit continues, the battery temperature rises sharply due to decomposition of the electrolytic solution or the like, rupture is activated, and the liquid leaks. At this time, if the temperature rises extremely, the battery may rupture and ignite.
[0006]
Therefore, it is important to design a highly safe battery by preventing leakage and ignition and rupture due to a rise in internal pressure of the battery and heat generation. At present, in order to reduce the risk of safety, in lithium ion secondary batteries, a rupture that can release gas inside the battery to the outside when the pressure inside the battery reaches a predetermined pressure, current A current cutoff valve that shuts off the flow or a PTC element that increases the resistance of the battery when the battery temperature rises and makes it difficult for the current to flow is provided. Further, a separator having a function of closing its pores by a rise in temperature inside the battery and shutting down at a predetermined temperature is used as a separator. Such measures prevent a rise in temperature and a rise in battery internal pressure.
[0007]
On the other hand, in Patent Literature 1, a positive electrode-side current collector foil exposed portion on which no positive electrode active material is applied is disposed between the positive electrode-side current collector foil exposed portion, a negative electrode plate, and a battery can serving as a negative electrode. A non-aqueous battery provided with an electrode plate laminate having a separator formed of an insulating film thinner than a separator interposed between active materials of both electrodes is disclosed.
[0008]
Further, in Patent Document 2, a positive electrode equipotential exposed metal portion extending in the longitudinal direction over one or more turns is formed, and the positive electrode equipotential exposed metal portion is provided in association with the negative electrode. A non-aqueous battery including a wound laminated electrode assembly that is disposed so as to face the exposed metal portion over one or more turns is disclosed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-8-203541
[0010]
[Patent Document 2]
JP-A-8-153542
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In a lithium ion secondary battery, a positive electrode current collector and a negative electrode current collector, which are components of an electrode group, are connected to a lid and a lead terminal, which is an electrical connection path for electrical connection to an outer can. I have. When such a lithium-ion secondary battery is stored at high temperatures for a long period of time, the lead terminals connected and connected to the innermost electrodes of the electrode group apply local pressure to the separator on the outer side, causing the separator to creep at high temperatures. And the risk of the separator breaking and short-circuiting increases.
[0012]
The electrode group is twisted by the lead terminals connected to the current collectors of the positive and negative electrodes, or is partially stressed, so that the electrolyte impregnation inside the electrode group is uneven, the gap between the positive and negative electrodes is uneven, or the electrode is filled. Since discharge unevenness occurs, it becomes a cause of deterioration of cycle characteristics.
[0013]
An object of the present invention is to provide a highly reliable non-aqueous electrolyte secondary battery in which short circuit due to high-temperature long-term storage is prevented, safety is improved, and cycle characteristics are improved.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has a structure in which a positive electrode, a negative electrode and a separator interposed between these electrodes are wound, and is connected to a current collector of the positive electrode and the negative electrode, respectively. A non-aqueous electrolyte secondary battery containing an electrode group having lead terminals extended to a non-aqueous electrolyte in an outer can,
At least one of the positive electrode and the negative electrode is folded back near the connection part of the lead terminal, and wraps the connection part of the lead terminal by the winding.
[0015]
In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the lead terminal is connected to the positive electrode or the negative electrode located at the winding start end of the electrode group, and the electrode to which the lead terminal is connected is connected to the lead terminal. It is preferable that the connection part of the lead terminal be wrapped around the connection part and wrapped by the winding.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0017]
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, for example, a lithium ion secondary battery has a structure in which a positive electrode, a negative electrode and a separator interposed between these electrodes are wound, and a current collector of the positive electrode and the negative electrode And an electrode group having lead terminals extended to the outside by being connected to the battery pack together with a non-aqueous electrolyte in an outer can. At least one of the positive electrode and the negative electrode is folded along the winding direction in the vicinity of the connection portion of the lead terminal, and the folded portion surrounds the connection portion of the lead terminal by the winding.
[0018]
The positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte have the following configurations.
[0019]
1) Positive electrode
For this positive electrode, for example, a positive electrode material paste obtained by dispersing a positive electrode active material, a conductive agent and a binder in an appropriate solvent is applied to a current collector, leaving an exposed portion of a desired area on one or both sides, and dried. After that, it is manufactured by cutting into a desired size. The positive electrode lead terminal is connected to the exposed current collector by welding or the like without forming the positive electrode material layer.
[0020]
As the positive electrode active material, a lithium composite metal oxide can be used. Specifically, LiCoO Two , LiNiO Two , LiMnO Two , LiMn Two O Four Are used. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-6-propylene fluoride copolymer, polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-6-propylene fluoride terpolymer, vinylidene fluoride-pentafluoropropylene , A copolymer of vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene, or a copolymer of another fluorine-based monomer and vinylidene fluoride. Other copolymers of a fluorine-based monomer and vinylidene fluoride include a copolymer of tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride and a terpolymer of tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether (PFA) -vinylidene fluoride. Copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (FEP) -vinylidene fluoride terpolymer, tetrafluoroethylene-ethylene-vinylidene fluoride copolymer, chlorotrifluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer And a terpolymer of chlorotrifluoroethylene-ethylene-vinylidene fluoride and a copolymer of vinyl fluoride-vinylidene fluoride. These binders may be used alone.
[0021]
As the organic solvent for dispersing the binder, for example, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, acetone, ethyl acetate and the like can be used.
[0022]
Examples of the conductive agent include acetylene black, Ketjen black, graphite and the like.
[0023]
The compounding amount of the binder is 2% by weight to 8% by weight based on 100 parts by weight of the active material and the binder in total (or 100 parts by weight of the conductive agent when the conductive agent is included). % Is preferable.
[0024]
As a dispersing device for preparing the positive electrode material paste, for example, a ball mill, a bead mill, a dissolver, a sand grinder, a roll mill, or the like can be used.
[0025]
As the current collector, for example, an aluminum foil, a stainless steel foil, a titanium foil, or the like having a thickness of 10 to 40 μm can be used.
[0026]
2) Negative electrode
The negative electrode is prepared by dispersing a negative electrode material paste obtained by dispersing a negative electrode material selected from, for example, a carbonaceous substance or a chalcogen compound that occludes and releases lithium ions, a conductive agent and a binder in a suitable solvent, onto one side or both sides of a current collector. It is prepared by applying the coating composition with leaving an exposed portion of a desired area, drying, and then cutting it to a desired size. The negative electrode lead terminal is not formed with the negative electrode material layer and is connected to the exposed current collector by welding or the like.
[0027]
Examples of the carbonaceous material that occludes and releases lithium ions include, for example, coke, carbon fiber, pyrolytic gas-phase carbonaceous material, graphite, fired resin, fired mesophase pitch-based carbon fiber, and fired mesophase spherical carbon. . Among them, the use of mesophase pitch-based carbon fibers graphitized at 2500 ° C. or higher is preferable because the electrode capacity increases.
[0028]
Examples of the chalcogen compound that stores and releases lithium ions include titanium disulfide (TiS). Two ), Molybdenum disulfide (MoS Two ), Niobium selenide (NbSe) Two ). When such a chalcogen compound is used for the negative electrode, although the voltage of the secondary battery drops, the capacity of the negative electrode increases, so that the capacity of the secondary battery can be improved. Furthermore, since the negative electrode has a high diffusion rate of lithium ions, the rapid charge / discharge performance of the secondary battery can be improved.
[0029]
The negative electrode (for example, a negative electrode composed of a carbon material) is prepared by dispersing the carbon material, a conductive agent and a binder in an appropriate solvent, and forming a negative electrode material paste on one side or both sides of a current collector. It is produced by applying a continuous or desired length and an uncoated portion alternately to an area larger than the size to be dried, and cutting the dried and thin plate into a desired size.
[0030]
The mixing ratio of the negative electrode material and the binder is preferably 80 to 98% by weight of the negative electrode material and 2 to 20% by weight of the binder.
[0031]
As the current collector, for example, a copper foil, a nickel foil, or the like can be used, but a copper foil is most preferable in consideration of electrochemical stability, flexibility at the time of winding, and the like. The thickness of this foil is preferably 8 to 20 μm.
[0032]
The negative electrode is allowed to be formed from a light metal. Examples of the light metal include aluminum, an aluminum alloy, a magnesium alloy, a lithium metal, and a lithium alloy.
[0033]
3) Separator
This separator is formed from a porous sheet.
[0034]
As the porous sheet, for example, a porous film or a nonwoven fabric can be used. In particular, the porous sheet is preferably made of at least one material selected from, for example, polyolefin and cellulose. Examples of the polyolefin include polyethylene and polypropylene. Among them, a porous film made of polyethylene, polypropylene, or both is preferable because the safety of the secondary battery can be improved.
[0035]
It is desirable that the thickness of the porous sheet is 30 μm or less, more preferably 25 μm or less. The lower limit of the thickness of the porous sheet is 5 μm, more preferably 8 μm.
[0036]
The porous sheet preferably has a heat shrinkage at 120 ° C. for one hour of 20% or less, more preferably 15% or less.
[0037]
It is desirable that the porous sheet has a porosity of 30 to 60%, more preferably 35 to 50%.
[0038]
The porous sheet has an air permeability of 600 seconds / 100 cm. Three The following is preferred. Air permeability is 100cm Three Means the time (seconds) required for the air to pass through the porous sheet. Air permeability is 500 seconds / 100cm Three It is more preferable to set the following. The lower limit of the air permeability is 50 seconds / 100 cm. Three , More preferably 80 seconds / 100 cm Three It is desirable that
[0039]
An electrode having a structure in which such a positive electrode, a negative electrode and a separator interposed between these electrodes are wound, and having lead terminals extended to the outside connected to the current collectors of the positive electrode and the negative electrode, respectively. In the group, at least one of the positive electrode and the negative electrode is folded along the winding direction near the connection portion of the lead terminal, and the connection portion of the lead terminal is wrapped around the folded portion by the winding.
[0040]
The width of the folded portion is wider than the width of the lead terminal, and is preferably 2 to 10 mm wider than the width of the lead terminal.
[0041]
As the material of the lead terminal, aluminum, titanium, or the like is used for the positive terminal, and nickel, copper, or the like is used for the negative terminal.
[0042]
The lead terminal is connected to a current collector of any one of a positive electrode and a negative electrode located between the winding start end, the winding end end, or the winding start and the winding end of the electrode group. . In particular, in a mode in which a lead terminal is connected to the current collector of the electrode located at the winding start end of the electrode group, the electrode is folded near the connection portion of the lead terminal (near the winding start end), and the electrode group is folded. It is more preferable to wrap the connection part of the lead terminal by the folded part by the winding from the viewpoint of short-circuit prevention and cycle characteristics.
[0043]
4) Electrolyte
This electrolytic solution has a composition in which an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent.
[0044]
Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC), and chain carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC) and diethyl carbonate (DEC); , 2-dimethoxyethane (DME), diethoxyethane (DEE), etc., chain ethers, such as tetrahydrofuran (THF) and 2-methyltetrahydrofuran (2-MeTHF), cyclic ethers and crown ethers, γ-butyrolactone (γ-BL) ), Nitrogen compounds such as acetonitrile (AN), and sulfur compounds such as sulfolane (SL) and dimethyl sulfoxide (DMSO).
[0045]
Among them, at least one selected from EC, PC, and γ-BL, and at least one selected from EC, PC, and γ-BL, and DMC, MEC, DEC, DME, DEE, THF, 2-MeTHF, It is desirable to use a mixed solvent composed of at least one selected from AN. Further, when a negative electrode containing a carbonaceous material that occludes and releases lithium ions is used, from the viewpoint of improving the cycle life of a secondary battery including the negative electrode, EC, PC and γ-BL, and EC and PC It is preferable to use a mixed solvent composed of EC and DEC, EC and PC and DEC, EC and PC and DEE, EC and AN, EC and MEC, PC and DMC, PC and DEC, or EC and DEC.
[0046]
Examples of the additives include vinylene carbonate (VC), trioxyl phosphate and the like.
[0047]
As the electrolyte, for example, lithium perchlorate (LiClO Four ), Lithium hexafluorophosphate (LiPF) 6 ), Lithium borofluoride (LiBF Four ), Lithium arsenic hexafluoride (LiAsF) 6 ), Lithium trifluorometasulfonate (LiCF Three SO Three ), Lithium aluminum tetrachloride (LiAlCl Four ), Lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF Three SO Two ) Two ] And the like. Among them, LiPF6, LiBF Four , LiN (CF Three SO Two ) Two The use of is preferred because conductivity and safety are improved.
[0048]
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is preferably in the range of 0.5 mol / L to 2.5 mol / L.
[0049]
As the non-aqueous electrolyte, for example, a liquid non-aqueous electrolyte mainly containing a non-aqueous solvent and a lithium salt, a gel non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent, a lithium salt and a polymer can be used.
[0050]
The electrode group holding the gelled non-aqueous electrolyte can be manufactured by the following method.
[0051]
(1) The separator is impregnated with a slurry containing a non-aqueous solvent, a lithium salt and a gelling agent, and the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Can be prepared by applying a slurry containing the following to a positive electrode or a negative electrode, and interposing a separator between the positive and negative electrodes.
[0052]
(2) It can be produced by applying a slurry containing a non-aqueous solvent, a lithium salt and a gelling agent to a positive electrode and a negative electrode, bonding them together, and not interposing a separator.
[0053]
(3) The separator, the positive electrode, and the negative electrode group were impregnated with a mixed solution (electrolyte raw material) of a monomer, an electrolytic solution, and a polymerizing agent. Then, heat is applied and the electrolyte is gelled by thermal polymerization.
[0054]
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention allows a safety valve, a mechanism such as a PTC, or a current cutoff valve mechanism, a mechanism such as a PTC to be incorporated as a safety mechanism.
[0055]
As described above, the present invention has a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between these electrodes are wound, and is connected to the positive electrode and negative electrode current collectors and extended to the outside. The electrode group having the output lead terminal is housed together with the nonaqueous electrolyte in the outer can, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is folded along the winding direction in the vicinity of the connection portion of the lead terminal, By wrapping the connection portion of the lead terminal with the folded portion by winding, a short circuit due to high-temperature long-term storage can be prevented, and a nonaqueous electrolyte secondary battery with improved cycle characteristics can be obtained.
[0056]
That is, in high-temperature long-term storage, the corners of the lead terminals connected to the electrodes of the electrode group apply local pressure to the separator facing the outside of this electrode (for example, the positive electrode), and the separator undergoes creep deformation at high temperatures, The possibility that the separator is broken increases. For this reason, there is a high risk that the lead terminal will break through the separator and come into contact with the opposite electrode (negative electrode) of the opposite polarity to cause a short circuit.
[0057]
For this reason, as in the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode is folded along the winding direction in the vicinity of the connection portion of the lead terminal, and the lead terminal is connected at the folded portion by the winding. By wrapping the portion, the corners of the lead terminals connected to the electrodes of the electrode group apply local pressure to the separator facing the outside of the electrodes at the folded portions of the electrodes wrapping the connection portions of the lead terminals. Since this can be alleviated, it is possible to prevent breakage of the separator and reduce the risk of short circuit.
[0058]
Particularly, since the curvature of the wound positive electrode and negative electrode becomes large at the winding start end of the electrode group, when a positive electrode lead terminal is connected to the electrode (for example, the positive electrode) at this location, the lead terminal breaks through the separator and faces the negative electrode. The probability that a short circuit will occur due to contact with the wire will increase. For this reason, in the form in which the lead terminal is connected to the current collector of the electrode located at the winding start end of the electrode group, the electrode is folded near the connection portion of the lead terminal (near the winding start end), Wrapping the connection portion of the lead terminal with the folded portion by winding the group can effectively prevent a short circuit.
[0059]
In addition, when the electrodes of the electrode group expand and contract with an increase in the cycle, distortion occurs. This distortion causes the electrode group to be twisted by the lead terminals, causes partial stress on the electrode group, and causes uneven electrolyte impregnation inside the electrode group and uneven charging / discharging due to variation in the interval between the positive electrode and the negative electrode. It causes deterioration.
[0060]
Therefore, as in the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode is folded along the winding direction in the vicinity of the connection portion of the lead terminal, and the connection portion of the lead terminal is wrapped around the folded portion by the winding. Accordingly, the pressure applied to the electrode group from the lead terminals is reduced, and the torsion of the electrode group and partial stress of the electrode group can be prevented. As a result, unevenness of impregnation of the electrolytic solution inside the electrode group and unevenness of charge / discharge due to variation in the interval between the positive electrode and the negative electrode can be suppressed, and cycle characteristics can be improved.
[0061]
In particular, at the beginning of the winding of the electrode group, the electrodes of the electrode group expand and shrink due to an increase in the cycle, causing a large distortion.Therefore, when the positive electrode lead terminal is connected to the electrode at this point, the electrode group is twisted by the lead terminal, The partial stress of the electrode group increases. In such an embodiment in which a lead terminal is connected to the current collector of the electrode located at the winding start end of the electrode group, the electrode is folded near the connection portion of the lead terminal (near the winding start end), and the electrode is folded. By wrapping the connection portion of the lead terminal with the folded portion by winding the group, it is possible to effectively prevent torsion of the electrode group and partial stress of the electrode group and improve cycle characteristics.
[0062]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0063]
(Example 1)
<Preparation of positive electrode>
LiCoO Two 100 parts by weight of powder, 2 parts by weight of acetylene black having an average particle diameter of 50 nm, and 3 parts by weight of flake graphite (artificial graphite) having an average particle diameter of 1 μm are mixed with a mixer, and polyvinylidene fluoride 5 as a binder is further mixed. A positive electrode paste was prepared by adding parts by weight to the mixture and adding and dispersing N-methylpyrrolidone. Subsequently, this paste was applied to both surfaces of a current collector made of an aluminum foil so that the vicinity of both ends was exposed as an active material non-applied region, and dried and rolled to produce a positive electrode. Thereafter, a positive electrode lead terminal made of aluminum was ultrasonically welded to an active material non-applied region on one end side of the positive electrode so that the upper end thereof extended upward.
[0064]
<Preparation of negative electrode>
The mesophase pitch carbon fiber made from mesophase pitch is graphitized to produce mesophase pitch carbon fiber, 90 parts by weight of the mesophase pitch carbon fiber is added with 10 parts by weight of natural graphite, and 100 parts by weight of this mixture is polyfluorinated. 7 parts by weight of vinylidene chloride was added, and N-methylpyrrolidone was added and dispersed to prepare a paste. Subsequently, this paste is applied to both sides of a current collector made of copper foil so that the vicinity of both ends is exposed as an active material non-applied area, dried, and then roll-pressed to obtain a packing density of 1.4 g / cm. Three Was produced. Thereafter, a negative electrode lead terminal made of nickel was ultrasonically welded to an active material non-applied region on one end side of the negative electrode such that the lower end of the negative electrode lead terminal extends downward.
[0065]
<Non-aqueous electrolyte>
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving 1 M of lithium hexafluorophosphate (LiPF6) in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) (mixing volume ratio 1: 2).
[0066]
Using the above-described positive electrode, negative electrode, and electrolyte, a cylindrical lithium ion secondary battery (18650 size) having a designed rated capacity of 1900 mAh and having a built-in current cutoff valve mechanism shown in FIG. 1 was assembled.
[0067]
That is, in FIG. 1, a stainless steel bottomed cylindrical container 1 has an insulator 2 disposed at the bottom. The electrode group 3 is housed in the container 1, and the electrolyte 6 g prepared by the above method is housed in the container 1. The electrode group 3 includes a positive electrode 4 prepared by the above method, a separator 5 made of a porous film made of polyethylene and having a thickness of 20 μm, and a negative electrode 6 prepared by the above method. It has a structure wound spirally so as to be located.
[0068]
As shown in FIG. 2, the positive electrode 4 has positive electrode active material layers 9 formed on both surfaces of a current collector 7 made of aluminum foil so that the vicinity of both ends is exposed as active material layer non-formed regions 8a and 8b. In addition, the positive electrode lead terminal 10 made of aluminum is, for example, ultrasonically welded to the active material layer non-formed region 8a on one end side (for example, the left end side) so that the upper end extends upward.
[0069]
As shown in FIG. 3, the negative electrode 6 is formed with a negative electrode active material layer 13 on both surfaces of a current collector 11 made of copper foil such that the vicinity of both ends is exposed as active material layer non-formed regions 12a and 12b, In addition, the negative electrode lead terminal 14 made of nickel is, for example, ultrasonically welded to the active material layer non-formation region 12b on one end side (for example, the right end side) so that the lower end extends downward.
[0070]
As shown in FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B), which is an enlarged view of the main part of FIG. 4 (A), the electrode group 3 has the positive electrode lead terminal 10 at the winding start end thereof. The active material layer non-formed region 8a is welded to the active material layer non-formed region 8a, and the active material layer unformed region 8a is folded in the middle. Is wrapped around.
[0071]
The holding plate 16 is arranged above the electrode group 3. A shut-off valve 18 having a positive electrode lead connection plate 17 on the lower surface, a PTC element 19 having a hole opened in the center, and a hat-shaped positive electrode terminal 20 are laminated in this order. It is caulked and fixed to the upper opening via an insulating gasket 21. The current cutoff valve 22 is constituted by the shutoff valve 18 having the positive electrode lead connection plate 16 and the PTC element 19. The positive electrode terminal 20 has a gas vent hole (not shown).
[0072]
The pipe 23 is inserted in the center of the electrode group 3. The upper end of the positive electrode lead terminal 10 connected to the positive electrode 4 is connected to the positive electrode lead connection plate 17. The lower end of the negative electrode lead terminal 14 connected to the negative electrode 6 is connected to the bottom of the container 1 also serving as the negative electrode terminal.
[0073]
(Example 2)
The above-described positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 2 uses the positive electrode 4 in which the positive electrode 4 is ultrasonically welded to the active material layer non-formed region 8a of the current collector 7, and the main part of FIG. 5A and FIG. As shown in the enlarged view (B) of the drawing, the positive electrode lead terminal 10 is located at the winding start end, and the front end of the active material layer non-formed region 8a is folded outward, so that the positive electrode 4 is wound. A lithium ion secondary battery similar to that of Example 1 was assembled except that the electrode group 3 having a structure in which the connection portion of the positive electrode lead terminal 10 was wrapped around the folded portion 15 was used.
[0074]
(Example 3)
The above-described positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 2 uses the positive electrode 4 which is ultrasonically welded to the active material layer-unformed region 8a of the current collector 7, and is a main part of FIGS. 6 (A) and 6 (A). As shown in the enlarged view (B) of the drawing, the positive electrode lead terminal 10 is located at the winding start end, and the tip of the active material layer non-formed region 8a is folded inward, so that the positive electrode 4 is wound. A lithium ion secondary battery similar to that of Example 1 was assembled except that the electrode group 3 having a structure in which the connection portion of the positive electrode lead terminal 10 was wrapped around the folded portion 15 was used.
[0075]
(Example 4)
The positive electrode 4 shown in FIG. 8A and FIG. 7A is used by using the positive electrode 4 in which the positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 7 is ultrasonically welded to the active material layer non-formed region 8 formed near the center of the current collector 7. As shown in FIG. 2B, which is an enlarged view of a main part, the positive electrode lead terminal 10 is located between the winding start end and the winding end end, and the active material layer-free area 8 is folded inward. Then, a lithium ion secondary battery similar to that of Example 1 was assembled except that the electrode group 3 having a structure in which the connection portion of the positive electrode lead terminal 10 was wrapped around the folded portion 15 by winding the positive electrode 4 was used.
[0076]
(Example 5)
9 (A) and (A) of FIG. 9 using the positive electrode 4 in which the positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 7 described above is ultrasonically welded to the active material layer non-formed region 8 formed near the center of the current collector 7. As shown in FIG. 3B, which is an enlarged view of a main part of FIG. 3, the positive electrode lead terminal 10 is located between the winding start end and the winding end end, and the active material layer non-formed region 8 is located outside. A lithium-ion secondary battery similar to that of Example 1 was assembled, except that the electrode group 3 was folded and wound around the positive electrode 4 so as to enclose the connection part of the positive electrode lead terminal 10 at the folded part 15. Was.
[0077]
(Example 6)
A positive electrode active material layer 9 is formed on both surfaces of the current collector 7 made of aluminum foil shown in FIG. 10 so that the vicinity of both ends is exposed as active material layer non-formed regions 8a and 8b, and one end (right end) The positive electrode 4 is ultrasonically welded so that the positive electrode lead terminal 10 made of aluminum extends upward in the active material layer non-formation region 8b, and the current collector 11 made of copper foil as shown in FIG. Negative electrode active material layers 13 are respectively formed on both surfaces such that the vicinity of both ends thereof are exposed as active material layer non-formed regions 12a and 12b, and nickel is formed in one end (left end) active material layer non-formed region 12a. FIG. 13A is a main part enlarged view of FIG. 12A and FIG. 12A, using the negative electrode 6 in which the negative electrode lead terminal 14 is ultrasonically welded so that the lower end extends downward. End of winding as shown in B) The positive electrode lead terminal 10 is located in the portion, and the middle of the active material layer unformed region 8b is folded inward, and the connection portion of the positive electrode lead terminal 10 is folded at the folded portion 15 by winding the positive electrode 4. A lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that the electrode group 3 having a wrapped structure was used.
[0078]
(Example 7)
The positive electrode 4 in which the positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 10 described above is ultrasonically welded to the active material layer-free region 8b of the current collector 7 and the negative electrode lead terminal 14 shown in FIG. As shown in FIG. 13 (A) and FIG. 13 (B) which is an enlarged view of a main part of FIG. The positive electrode lead terminal 10 is located at a position, and the middle of the active material layer non-formed region 8a is folded outward, and the connection of the positive electrode lead terminal 10 is wrapped around the folded portion 15 by the winding of the positive electrode 4. A lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that the electrode group 3 having an elliptical structure was used.
[0079]
(Comparative Example 1)
The above-described positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 2 uses the positive electrode 4 ultrasonically welded to the active material layer non-formed region 8a of the current collector 7, and as shown in FIG. A lithium ion secondary battery similar to that of Example 1 was assembled, except that the electrode group 3 having the structure indicated by was used.
[0080]
(Comparative Example 2)
Using the above-described positive electrode 4 in which the positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 7 was ultrasonically welded to the active material layer non-formed region 8 formed near the center of the current collector 7, as shown in FIG. A lithium ion secondary battery similar to that of Example 1 was assembled, except that the electrode group 3 having a structure in which the positive electrode lead terminal 10 was located in the middle of the end end was used.
[0081]
(Comparative Example 3)
The positive electrode lead terminal 10 shown in FIG. 10 described above is ultrasonically welded to the active material layer-unformed region 8b of the current collector 7 and the negative electrode lead terminal 14 shown in FIG. Example 1 was the same as Example 1 except that the negative electrode 6 ultrasonically welded to the layer non-formed area 8a and the electrode group 3 having the structure in which the positive electrode lead terminal 10 was located at the end of winding as shown in FIG. A similar lithium ion secondary battery was assembled.
[0082]
The obtained secondary batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to the following high-temperature storage test and charge / discharge cycle test.
[0083]
(High temperature storage test)
The secondary batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to two cycles of charge and discharge. The charging at this time was performed at a charging current of 1900 mA (1 C) and a constant voltage of 4.2 V at 20 ° C. for a total of 3 hours. The discharge was performed at a constant current of 1900 mA (1 C), and the discharge end voltage was set to 3.0 V. The rest time after charging and discharging was 10 minutes, respectively. After such charge / discharge, the battery was held at 1900 mA (1 C) and a constant voltage of 4.2 V at 20 ° C. for a total of 3 hours. Thereafter, a storage test was started for each of the secondary batteries. The storage conditions were 85 ° C., 100 hours and 95 ° C., 100 hours, and the number of tests for each secondary battery was 100.
[0084]
In such a high-temperature storage test, the number of batteries that did not lead to liquid leakage, battery rupture, or ignition was examined. Table 1 shows the results.
[0085]
(Charge / discharge cycle test)
Charge / discharge cycle tests were performed on the secondary batteries of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3. The charging was performed at a charging current of 1900 mA (1 C) and a constant voltage of 4.2 V at 20 ° C. for a total of 3 hours. The discharge was performed at a constant current of 1900 mA (1 C), and the discharge end voltage was set to 3.0 V. The rest time after charging and discharging was 10 minutes, respectively. Such charge / discharge was performed for two cycles, and the capacity was confirmed. Thereafter, the battery was charged at 20 ° C. and maintained at a constant voltage of 1900 mA (1 C) and 4.2 V, performed for a total of 3 hours, discharged at a constant current of 1900 mA (1 C), and the discharge end voltage was 3.0 V. The rest time after charging and discharging was 10 minutes, respectively. This cycle was performed 500 times, and the capacity retention ratio after the 500th cycle with respect to the capacity in the first cycle was examined. The test number of each secondary battery was five, and the average results of the capacity retention ratios are shown in Table 1 below.
[0086]
[Table 1]
Figure 2004199939
[0087]
As is clear from Table 1, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 7 do not have liquid leakage and ignition burst of almost 100 batteries, and have excellent high-temperature storage reliability.
[0088]
On the other hand, in the lithium ion secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3, the number of batteries that does not lead to liquid leakage or ignition and rupture is smaller than in Examples 1 to 7.
[0089]
In particular, comparing Examples 1 to 3 in which the positive electrode lead terminal is located at the winding start end of the electrode group and Comparative Example 1, the secondary battery of Comparative Example 1 has a liquid leakage after storage at 95 ° C. for 100 hours, While the number that does not lead to ignition and rupture is 77, the leakage in the secondary batteries of Examples 1 to 3 and the number that does not lead to ignition and rupture have an excellent high-temperature storage reliability of 99 to 100. I understand.
[0090]
Further, as is clear from Table 1, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 7 have a high capacity retention of about 80% or more.
[0091]
On the other hand, it can be seen that the lithium ion secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3 had a lower capacity retention ratio of about 60% than Examples 1 to 7.
[0092]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a positive electrode lead terminal has been described.
[0093]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery has been described, but a structure in which a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte are accommodated in a bottomed rectangular cylindrical container. The same can be applied to a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery. Further, the present invention can be similarly applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery using a laminate film as an exterior material and a secondary battery using a gelled non-aqueous electrolyte.
[0094]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that prevents short circuits during high-temperature storage, has excellent reliability, and has excellent charge / discharge cycle characteristics. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cutaway perspective view showing a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery used in Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a positive electrode used in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a negative electrode used in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an electrode group used in Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an electrode group used in Example 2 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an electrode group used in Example 3 of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a positive electrode used in Examples 4 and 5 and Comparative Example 2 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an electrode group used in Example 4 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an electrode group used in Example 5 of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a positive electrode used in Examples 6, 7 and Comparative Example 3 of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a negative electrode used in Examples 6 and 7 and Comparative Example 3 of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an electrode group used in Example 6 of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an electrode group used in Example 7 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing an electrode group used in Comparative Example 1.
FIG. 15 is a diagram showing an electrode group used in Comparative Example 2.
FIG. 16 is a diagram showing an electrode group used in Comparative Example 3.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 3 ... Electrode group, 4 ... Positive electrode, 5 ... Separator, 6 ... Negative electrode, 7 ... Positive electrode current collector, 8a, 8b ... Positive electrode active material layer-free area, 9 ... Positive electrode active material layer, 10 ... Positive electrode Lead terminal, 11: Negative electrode current collector, 12a, 12b: Negative electrode active material layer unformed region, 13: Negative electrode active material layer, 14: Negative electrode lead terminal, 15: Folded portion, 17: Positive electrode lead connection plate, 18: Interruption Valve, 19: PTC element, 21: insulating gasket.

Claims (2)

正極、負極およびこれらの電極間に介在されたセパレータを捲回した構造を有し、かつ前記正極、負極の集電体にそれぞれ接続して外部に延出されたリード端子を有する電極群を外装缶内に非水電解液とともに収納した非水電解液二次電池であって、
前記正極および負極のうち、少なくとも一方の電極は、前記リード端子の接続部付近で折り返され、前記捲回によりそのリード端子の接続部を包み込んでいることを特徴とする非水電解液二次電池。
An electrode group having a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between these electrodes are wound, and having a lead terminal extending to the outside connected to the current collector of the positive electrode and the negative electrode, respectively. A non-aqueous electrolyte secondary battery housed in a can with a non-aqueous electrolyte,
At least one electrode of the positive electrode and the negative electrode is folded near a connection part of the lead terminal, and wraps the connection part of the lead terminal by the winding, wherein the nonaqueous electrolyte secondary battery is characterized in that: .
前記リード端子は、前記電極群の捲き始め端部に位置する前記正極または負極に接続され、そのリード端子が接続された電極は前記リード端子の接続部付近で折り返され、前記捲回によりそのリード端子の接続部を包み込んでいることを特徴とする請求項1記載の非水電解液二次電池。The lead terminal is connected to the positive electrode or the negative electrode located at the winding start end of the electrode group, and the electrode to which the lead terminal is connected is folded near a connection portion of the lead terminal, and the lead is wound by the winding. 2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery encloses a connection portion of the terminal.
JP2002365255A 2002-12-17 2002-12-17 Nonaqueous electrolytic solution secondary battery Pending JP2004199939A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002365255A JP2004199939A (en) 2002-12-17 2002-12-17 Nonaqueous electrolytic solution secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002365255A JP2004199939A (en) 2002-12-17 2002-12-17 Nonaqueous electrolytic solution secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004199939A true JP2004199939A (en) 2004-07-15

Family

ID=32762865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002365255A Pending JP2004199939A (en) 2002-12-17 2002-12-17 Nonaqueous electrolytic solution secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004199939A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015019029A (en) * 2013-07-12 2015-01-29 太陽誘電株式会社 Electrochemical device and method of manufacturing the same
JP2015153691A (en) * 2014-02-18 2015-08-24 日立マクセル株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015019029A (en) * 2013-07-12 2015-01-29 太陽誘電株式会社 Electrochemical device and method of manufacturing the same
JP2015153691A (en) * 2014-02-18 2015-08-24 日立マクセル株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5070753B2 (en) battery
JP4915390B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP2009048981A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4995376B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2000058117A (en) Nonaqueous secondary battery
JP5412843B2 (en) battery
JP2005011540A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2000277146A (en) Rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery
US20010016281A1 (en) Secondary battery
JP2009164053A (en) Battery
JP2009134970A (en) Nonaqueous electrolytic battery
JP2005302382A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery pack
JP5205863B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2000058112A (en) Nonaqueous battery electrolyte and secondary battery using the same
JP2006261059A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JPH11176478A (en) Organic electrolyte secondary battery
JP2004228019A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004355977A (en) Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004253159A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4351858B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2007157538A (en) Battery
JP2005209395A (en) Nonaqueous electrolytic solution secondary battery
JP3794283B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP2001297763A (en) Nonaqueous electrolyte secondary cell
JP4938923B2 (en) Secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090813

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090901

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100202