JP2006278142A - 渦巻式電極の角型電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】渦巻式電極の角型電池は、正極と負極からなる第1極板と第2極板がセパレータ3を挟んで積層して巻かれた電極体10を外装体に収納している。渦巻状に巻かれた電極体10は、両面に対向する面を平坦面11とし、両平坦面11の両側を連結するコーナー部を所定の曲率半径で湾曲する湾曲コーナー部12として、第1極板1と第2極板2を平坦面11と湾曲コーナー部12に連続するように巻回して、最外周極板6の終端を湾曲コーナー部12に配置している。さらに、最外周極板6の終端の両側縁と先端縁との隅角であるエッジ部8に面取り部7を設けている。
【選択図】図4
Description
渦巻式電極の角型電池は、正極と負極からなる第1極板1と第2極板2がセパレータ3を挟んで積層して巻かれた電極体10を外装体20に収納している。渦巻状に巻かれた電極体10は、両面に対向する面を平坦面11とし、両平坦面11の両側を連結するコーナー部を所定の曲率半径で湾曲する湾曲コーナー部12として、第1極板1と第2極板2を平坦面11と湾曲コーナー部12に連続するように巻回して、最外周極板6の終端を湾曲コーナー部12に配置している。さらに、最外周極板6の終端の両側縁と先端縁との隅角であるエッジ部8に面取り部7を設けている。
[正極スラリーの作製]
正極活物質として、平均粒径5μmのLiCoO2粉末と、正極導電剤としての人造黒鉛粉末を、質量比9:1で混合して、正極合剤を調製する。この正極合剤とポリフッ化ビニリデンをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に5質量%溶かした結着剤溶液とを、固形分質量比95:5で混練して、正極極板作製用スラリーを調製する。
このスラリーを、第1極板1である正極芯体4としてアルミ箔(箔厚み:15μm)にドクターブレードを用いて塗布する。塗布質量は、両面塗布部の乾燥後質量で500g/m2(片面塗布250g/m2、集電体除く)とする。塗布した後、乾燥させてその極板を加圧して圧縮し、活物質の充填密度3.7g/ccの正極極板を作製する。その後、極板を電池幅に合うように切断して、第1極板1となる電池用の正極極板とする。
リン片状天然黒鉛(d002値:0.3356nm、Lc値:100nm、平均粒径:20μm)と、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)のディスパージョン(固形分:48%)を水に分散させて、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース(CMC)を添加してスラリーを調製する。なお、この負極の乾燥後の固形分質量組成比が、黒鉛:SBR:CMC=95:3: 2となるように調製する。負極集電体としての銅箔(箔厚み:10μm)の両面に、乾燥後質量で200g/m2(片面塗布100g/m2、集電体除く)となるよう塗布する。その後、乾燥させてその極板を加圧して圧縮し、活物質の充填密度1.7g/ccの負極極板を作製して第2極板2とする。その後、極板を電池幅に合うように切断して、電池用負極極板を得る。
非水電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)を、体積比50/50の混合溶媒に、LiPF6を1モル/リットル溶かした溶液を使用する。また、セパレータとしては、ポリプロピレン製の微多孔膜を使用する。
以上のようにして得られた第1極板1の正極と、第2極板2の負極、および、セパレータ3を渦巻状に巻き取った後、加圧成型して扁平状にして、対向面を平坦面11とし、平坦面11の両側を湾曲コーナー部12とする電極体10とする。この電極体10を外装体20に挿入する。外装体20は、内形を電極体10の外形よりもわずかに大きくするアルミニウムやアルミニウム合金の金属ケースである。電極体10を挿入した外装体20は、開口部に封口板21を溶接して閉塞する。その後、封口板21に設けた注液口から外装体20の内部に電解液を注液し、その後、注液口を気密に封止する。
以上の工程で、厚さ:10mm、幅:34mm、高さ:50mm(公称容量:1700mAh)の角型電池を作製する。
以上の工程で製造した角型電池として、実施例1、2、3と比較例の電池として、各々5個の電池を製作する。これ等の電池は、0%充電の状態で、落下試験前後の電圧を測定する。落下試験は、材質をコンクリートとする床面に向けて、高さ1.65mから電池を自然落下させて、その都度、電池電圧と内部抵抗を測定する。
電池電圧が落下前の電圧に比較して、0.3V以上低下した角型電池を電圧異常と判定する。異常電圧に低下するまでの落下回数と、その落下回数における5個の電池電圧の平均値を測定すると、以下のようになる。
実施例1の角型電池は、28.8回の落下回数で、電池電圧が3.38Vから2.26Vに低下する。
実施例2の角型電池は、27.2回の落下回数で、電池電圧が3.38Vから2.36Vに低下する。
実施例3の角型電池は、32.6回の落下回数で、電池電圧が3.38Vから2.58Vに低下する。
比較例の角型電池は、わずかに13.6回の落下回数で、電池電圧が3.38Vから0.96Vに低下する。
2…第2極板
3…セパレータ
4…芯体
5…活物質層
6…最外周極板
7…面取り部
8…エッジ部
9…折り返し片
10…電極体
11…平坦面
12…湾曲コーナー部
13…巻解防止絶縁テープ
14…絶縁保護テープ
15…リード
20…外装体
21…封口板
22…凸部電極
Claims (7)
- 正極と負極からなる第1極板(1)と第2極板(2)がセパレータ(3)を挟んで積層して巻かれた電極体(10)を外装体(20)に収納している渦巻式電極の角型電池であって、
渦巻状に巻かれた電極体(10)は、両面に対向する面を平坦面(11)とし、両平坦面(11)の両側を連結するコーナー部を所定の曲率半径で湾曲する湾曲コーナー部(12)として、第1極板(1)と第2極板(2)を平坦面(11)と湾曲コーナー部(12)に連続するように巻回して、最外周極板(6)の終端を湾曲コーナー部(12)に配置しており、
さらに、最外周極板(6)の終端の両側縁と先端縁との隅角であるエッジ部(8)に面取り部(7)を設けていることを特徴とする渦巻式電極の角型電池。 - 最外周極板(6)の芯体(4)の終端が湾曲コーナー部(12)に位置する請求項1に記載される渦巻式電極の角型電池。
- 最外周極板(6)の側縁と面取り部(7)との境界が電極体(10)の平坦面(11)に位置する請求項1に記載される渦巻式電極の角型電池。
- 電池が非水電解質二次電池である請求項1に記載される渦巻式電極の角型電池。
- 最外周極板(6)が、終端の位置する湾曲コーナー部(12)の反対側の湾曲コーナー部(12)の内面に絶縁保護テープ(14)を付着している請求項1に記載される渦巻式電極の角型電池。
- 最外周極板(6)が平坦面(11)の一部で切断して折り返し片(9)を設けており、この折り返し片(9)を外装体(20)に連結している請求項1に記載される渦巻式電極の角型電池。
- 最外周極板(6)の終端をカバーするように、湾曲コーナー部(12)に巻解防止絶縁テープ(13)を付着している請求項1に記載される渦巻式電極の角型電池。
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