JP2006278182A - Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same - Google Patents
Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006278182A JP2006278182A JP2005096829A JP2005096829A JP2006278182A JP 2006278182 A JP2006278182 A JP 2006278182A JP 2005096829 A JP2005096829 A JP 2005096829A JP 2005096829 A JP2005096829 A JP 2005096829A JP 2006278182 A JP2006278182 A JP 2006278182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- negative electrode
- curved corner
- flat portion
- corner portion
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、主としてリチウムイオン二次電池である非水電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery that is mainly a lithium ion secondary battery.
非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等のアルカリ二次電池に比較してエネルギー密度を大きくできる特徴がある。この特徴は、正極と負極の充填密度を高くしてより向上できる。しかしながら、正極と負極の充填密度が高くなるほど、電池の充放電に伴う正極と負極の膨張・収縮による極板の歪みが大きくなる。とくに、負極は充電時に極板が膨張するが、このときに発生するひずみを電極体で吸収できなくなり、極板にたわみが発生する。その結果、電池の膨れが増大して、正常な形状を保つことができなくなる。さらに、極板のたわみによる反応の不均一は、電池の放電性能を低下させて、寿命も短くする。したがって、負極の膨張を抑える、あるいは何らかの手法でその影響を抑制することが非常に重要となる。この欠点を解消する電池は開発されている。(特許文献1ないし4参照)
特許文献1は、電極体の湾曲コーナー部の内側の活物質層を薄くして、極板の巻回部や折り曲げ部において、極板のひび割れ、切断、芯体からの活物質の脱落を防止する電池を記載している。この電池は、極板の湾曲コーナー部において活物質層を薄くするので、極板の製造が極めて複雑になる。それは、活物質層の厚さを変更すると共に、薄くしている部分を電極体の湾曲コーナー部に正確に一致させるからである。また、この構造によっては、充電時に極板が延びてたわむ弊害を有効に防止するのが難しい。
In
特許文献2はリチウム電池を記載している。この電池は、弾性係数を2.0kgf/mm2以下とするセパレータを使用する。このリチウム電池は、充電時、電極板の膨張によって発生する電極体の変形をセパレータに吸収して抑制する。この構造の電池は、セパレータに極板のひずみを吸収させるために、セパレータを厚くする必要がある。このため、極板のひずみを充分に吸収できる構造とする電池は、セパレータが専有する体積が大きくなって、電池の充電容量が小さくなる欠点がある。 Patent Document 2 describes a lithium battery. This battery uses a separator having an elastic modulus of 2.0 kgf / mm 2 or less. This lithium battery absorbs and suppresses the deformation of the electrode body caused by the expansion of the electrode plate during charging. In the battery having this structure, it is necessary to make the separator thicker in order for the separator to absorb the strain of the electrode plate. For this reason, a battery having a structure capable of sufficiently absorbing the strain of the electrode plate has a drawback that the volume occupied by the separator is increased, and the charge capacity of the battery is reduced.
特許文献3は、極板膨張の歪みを負極と正極の両方に分散させる非水電解質二次電池を記載する。この電池は、正極の曲げ強度をX(mN/cm)とし、負極の曲げ強度をY(mN/cm)とした場合に、正極の曲げ強度に対する負極の曲げ強度の比率(Y/X)が10%以上になるように設定する。このように、正極の曲げ強度に対する負極の曲げ強度の比率(Y/X)を10%以上に設定すると、負極の曲げ強度が正極の曲げ強度に対して相対に大きくなる。これにより、リチウムの吸蔵による極板膨張による歪みの影響を負極と正極の両方に分散できる。この構造は、正極と負極の曲げ強度を特定の数値とするので、材料に制限を受け、また曲げ強度の比率によっては極板のひずみを充分に有効に吸収できなくなる欠点がある。
特許文献4は、極板に生ずる波打ちやしわ等の歪みを低減するリチウムイオン二次電池を記載する。この電池は、芯体に活物質層を積層している正極及び負極をセパレータを介して巻芯外周に捲回している電極体を備える。正極の幅方向(Y軸方向)端部に形成された電極活物質未塗工領域における芯体に、芯体の幅方向に平行なスリットを形成している。負極についても同様としている。この構造の電池は、特定の加工をするので製造工程が複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。
本発明は、従来のこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産しながら極板のひずみを有効に防止できる非水電解質二次電池とその製造方法を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving the conventional drawbacks. An important object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that can effectively prevent distortion of an electrode plate while easily and easily mass-producing it at low cost, and a method for manufacturing the same.
本発明の非水電解質二次電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。非水電解質二次電池は、負極1Bと正極1Aとをセパレータ3を介して積層している電極体10を備える。この電極体10の極板1は、負極1Bと正極1Aを平面状として積層している平坦部6と、この平坦部6に連結されて所定の曲率半径で湾曲する状態で積層している湾曲コーナー部7とからなる。負極1Bは芯体4に活物質層5を付着している。負極1Bの活物質層5は、湾曲コーナー部7の充填密度を平坦部6の充填密度よりも小さくし、あるいは平坦部6よりも湾曲コーナー部7を厚くしている。
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object. The nonaqueous electrolyte secondary battery includes an
本発明の非水電解質二次電池は、好ましくは、負極1Bの湾曲コーナー部7と平坦部6の充填密度の差を1%以上とし、あるいは、負極1Bの湾曲コーナー部7と平坦部6の厚さの差を1%以上とする。
In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, preferably, the difference in filling density between the
さらに、本発明の非水電解質二次電池は、活物質層5の充填密度を1.40g/cc以上とする。
Furthermore, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the packing density of the
さらに、本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、負極1Bと正極1Aとをセパレータ3を介して積層して渦巻状に巻く巻き工程と、巻き工程で得られた電極の巻き取り体11を、両面からプレスして、極板1を平坦部6と湾曲コーナー部7とするプレス工程と、プレス工程で得られた電極体10を外装缶20に入れて、外装缶20の開口部を閉塞する組立工程とで非水電解質二次電池を製造する。この製造方法は、プレス工程において、負極1Bの湾曲コーナー部7における活物質層5の充填密度を平坦部6の活物質層5の充填密度よりも小さくし、あるいは、湾曲コーナー部7の活物質層5を平坦部6の活物質層5よりも厚くすると共に、平坦部6と湾曲コーナー部7の充填密度の差を、あるいは厚さの差を1%以上としている。
Furthermore, the manufacturing method of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a winding process in which the
本発明は、簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産しながら極板のひずみを有効に阻止できる特徴がある。それは、本発明の非水電解質二次電池とその製造方法が、負極の湾曲コーナー部の充填密度を平坦部の充填密度よりも小さくし、あるいは湾曲コーナー部を平坦部よりも厚くしているからである。この構造の負極は、充放電によって負極が膨張・収縮しても、そのひずみを、充填密度を低くしている湾曲コーナー部で吸収できる。負極にたわみが発生して正極と負極の反応が不均一になると、電池の放電性能が低下して寿命が短くなるが、本発明は負極のたわみを有効に阻止して、充放電サイクル後における電池容量の低下を著しく少なくできる。 The present invention has a feature that it is possible to effectively prevent strain of the electrode plate while easily and easily mass-producing it at low cost. This is because the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention and the manufacturing method thereof make the filling density of the curved corner portion of the negative electrode smaller than the filling density of the flat portion, or make the curved corner portion thicker than the flat portion. It is. Even if the negative electrode expands and contracts due to charge and discharge, the negative electrode having this structure can absorb the distortion at the curved corner portion where the packing density is lowered. When deflection occurs in the negative electrode and the reaction between the positive electrode and the negative electrode becomes non-uniform, the discharge performance of the battery is reduced and the life is shortened, but the present invention effectively prevents the deflection of the negative electrode, and after the charge / discharge cycle Battery capacity can be significantly reduced.
また、本発明は、電極の巻き取り体をプレスする工程で、平坦部の充填密度を湾曲コーナー部の充填密度よりも高くでき、また、湾曲コーナー部を平坦部よりも厚くできるので、極板を特別な方法で製造することなく、従来の方法と同じように簡単かつ容易に、しかも能率よく優れた特性の非水電解質二次電池を製造できる特徴がある。 Further, in the present invention, in the step of pressing the electrode winding body, the filling density of the flat portion can be made higher than the filling density of the curved corner portion, and the curved corner portion can be made thicker than the flat portion. Thus, there is a feature that a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent characteristics can be manufactured simply and easily as well as efficiently without using a special method.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための非水電解質二次電池を例示するものであって、本発明は非水電解質二次電池を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following examples illustrate non-aqueous electrolyte secondary batteries for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify non-aqueous electrolyte secondary batteries as follows. .
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1に示す渦巻式電極の電池は角型電池で、角型の外装缶20に、電極体10と電解液を入れて開口部を封口板21で密閉している。電極体10は、正極1Aの極板1と負極1Bの極板1を、セパレータ3を挟んで積層して捲回したものである。以下の実施例は、非水電解質二次電池をリチウムイオン二次電池として詳述する。
The spiral electrode battery shown in FIG. 1 is a prismatic battery, in which an
電池の極板1は、図2の拡大断面図に示すように、芯体4の表面に活物質層5を積層している。芯体4は金属箔である。芯体4を金属箔とする電極体10は、極板1の電気抵抗を小さくできる。芯体4の金属箔は、アルミニウム箔や銅箔等である。リチウムイオン二次電池は、正極1Aの芯体4をアルミニウム箔とし、負極1Bの芯体4を銅箔とする。
As shown in the enlarged sectional view of FIG. 2, the
極板1は、活物質ペーストを芯体4の表面に塗布し、これを乾燥させて活物質層5を設けている。乾燥された活物質層5は、予備プレスして所定の充填密度に調整される。予備プレスは、一対のローラー間に、乾燥された活物質層5を芯体4に積層している極板1を通過させて、活物質層5を所定の充填密度とする。この予備プレスにおいて、負極1Bの活物質層5の充填密度は1.65g/cc以下、好ましくは1.6g/cc以下とする。予備プレスで活物質層5の充填密度を高くすると、電極体10の両面を挟着して平坦部6を設けるプレス工程において、極板1の平坦部6と湾曲コーナー部7との充填密度の差を設けるのが難しくなるからである。さらに、この予備プレスにおいて、活物質層5は、充填密度を好ましくは1.4g/cc以上とする。活物質層5の充填密度を1.4g/cc以下とすると、電池の容量が小さくなるからである。
The
活物質層5の充填密度は、極板1を通過させる一対のローラーが極板1を挟着する押圧力でコントロールする。たとえばローラーの単位長さに対する圧力を3920N/cm(400kgf/cm)として、活物質層5の充填密度を1.6g/ccとし、3136N/cm(320kgf/cm)として、活物質層5の充填密度を1.55g/ccにできる。
The packing density of the
セパレータ3は、ポリプロピレン等のプラスチック製の微多孔膜である。ただ、セパレータ3は、正極1Aと負極1Bを絶縁して電解液やイオンを通過させる全てのものが使用できる。したがって、セパレータ3には、プラスチック繊維を立体的に集合してシート状にプレスした不織布も使用できる。
The
電極体10は、渦巻状に巻かれた巻き取り体11を、両面から挟むようにプレスして電極体10とする。プレスする押圧板は、巻き取り体11を押圧する押圧面を平滑な平面としている。この電極体10は、平坦部6の両側がプレスされず、所定の曲率半径で湾曲する湾曲コーナー部7となる。
The
図3と図4は、本発明の電池と従来の電池の電極体10を示す。これ等の図は、極板1を渦巻状に捲回した巻き取り体11の状態→巻き取り体11をプレス加工した状態→電極体10を充放電した状態を示している。なお、これらの図は、本発明の特徴を理解しやすくするために、負極1Bの極板のみを示しているが、現実には、図2に示すように、正極1Aの極板、セパレータ3も共に捲回している。また、これらの図では、極板1を同心円状に配置しているが、現実の電極体は、図2に示すように、極板1を渦巻状に捲回している。
3 and 4 show an
図3は本発明の電極体10を示し、図4は従来の電極体10を示す。従来の電極体10は、巻き取り体11をプレスした状態で、平坦部6と湾曲コーナー部7の厚さを等しくしている。厳密に解釈すると、平坦部6と湾曲コーナー部7との厚さはわずかに異なる。ただ、平坦部6と湾曲コーナー部7の厚さの差は、有効数字を3桁とする測定においては全く同じ値となるので、実質的には同じ厚さである。この電極体10を充放電させると負極1Bが膨張し、平坦部6と湾曲コーナー部7で押し合って、図に示すようにたわみが発生する。本発明の電極体10は、図3に示すように、平坦部6を湾曲コーナー部7よりも薄くプレスして、平坦部6の充填密度を湾曲コーナー部7よりも高く、いいかえると湾曲コーナー部7の充填密度を平坦部6よりも低くしている。充填密度の低い湾曲コーナー部7は、平坦部6の応力や伸び吸収する。また、充填密度の低い湾曲コーナー部7は、膨張による押圧力も小さくなる。したがって、湾曲コーナー部7が負極1Bのひずみを吸収する緩衝部として作用して、極板1のたわみを有効に防止する。
FIG. 3 shows an
電極体10は、巻き取り体11をプレスする圧力をコントロールして、負極1Bの充填密度を、平坦部6で高く、湾曲コーナー部7で低くする。プレス工程において、巻き取り体11のプレス圧を強くして、平坦部6の充填密度を湾曲コーナー部7よりも高くできる。それは、平坦部6がプレスされて、湾曲コーナー部7がプレスされないからである。巻き取り体11のプレス圧は、予備プレスされた負極1Bの充填密度を考慮して最適値に設定される。たとえば、プレス工程における巻き取り体11のプレス圧を、0.7MPaとして、充填密度を1.6g/ccとする負極1Bの活物質層5の充填密度を、平坦部6と湾曲コーナー部7とで2〜4%の差を設けることができる。プレス工程における巻き取り体11の最適プレス圧は、巻き取り体11を構成している極板1の充填密度が低い場合に低く、極板1の充填密度が高いときに高くする。
The
巻き取り体11をプレスするプレス工程でプレスして製作される電極体10は、平坦部6と巻き取り体11との充填密度差を1%以上、好ましくは2%以上、さらに好ましくは3%以上とする。ただし、平坦部6と湾曲コーナー部7との充填密度の差が大きすぎる電極体10は、プレス工程のプレス圧が高くなって、プレス工程でセパレータ3の目がつぶれ、これによって電池の放電性能が低下する。したがって、平坦部6と湾曲コーナー部7の充填密度の差は、7%よりも小さく、好ましくは5%よりも小さくする。
The
電極体10は、巻き取り体11をプレスする圧力で平坦部6と湾曲コーナー部7の充填密度に差を設けている。この状態で充填密度に差ができる極板1は、平坦部6と湾曲コーナー部7の厚さにも差ができる。それは、平坦部6が湾曲コーナー部7よりも薄く押し潰されることで、平坦部6の充填密度を湾曲コーナー部7よりも大きくしているからである。極板1の充填密度と厚さは互いに反比例する関係にあり、充填密度が2倍になると、厚さは半分になる。したがって、極板1の充填密度を特定することは、実質的には極板1の厚さを特定するのと同じである。巻き取り体11をプレスする工程で、湾曲コーナー部7よりも平坦部6を薄く押し潰して、平坦部6の充填密度を湾曲コーナー部7よりも高くできるからである。したがって、本発明の電池は、負極1Bの平坦部6と湾曲コーナー部7の充填密度を特定し、あるいは平坦部6と湾曲コーナー部7の厚さを特定している。電極体10の負極1Bの平坦部6と湾曲コーナー部7の厚さの差は、充填密度の差と同じように、1%以上、好ましくは2%以上、さらに好ましくは3%以上とする。ただし、平坦部6と湾曲コーナー部7との厚さの差も大きすぎると、プレス工程でセパレータ3の目がつぶれて放電性能が低下するので、厚さの差は、7%よりも小さく、好ましくは5%よりも小さくする。
The
リチウムイオン二次電池の角型電池は以下のようにして製造される。
[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90:5で混合して、正極合剤を調製する。この正極合剤と、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)にポリフッ化ビニリデンを5質量%溶かした結着剤溶媒とを、固形分の質量比で95:5となるように混練して正極活物質スラリーを調整する。
A square battery of a lithium ion secondary battery is manufactured as follows.
[Preparation of positive electrode slurry]
As a positive electrode active material, LiCoO 2 powder having an average particle diameter of 5 μm and artificial graphite powder as a positive electrode conductive agent are mixed at a mass ratio of 90: 5 to prepare a positive electrode mixture. This positive electrode mixture and a binder solvent obtained by dissolving 5% by mass of polyvinylidene fluoride in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) are kneaded so that the mass ratio of the solid content is 95: 5. Adjust the active material slurry.
[正極極板の作製]
このスラリーを、正極1Aの芯体4としてアルミ箔(箔厚み:10μm)にドクターブレードを用いて、合剤塗布量が460g/m2となるように塗布する。塗布した後、乾燥させてその極板を圧縮して、正極1Aの極板を作製する。その後、極板を電池幅に合うように切断し、120℃に2時間で真空乾燥して、正極1Aの極板とする。正極1Aは、塗布量を一定として圧縮時の圧力で厚さをコントロールして充填密度を変化できる。この工程で、厚さを140μm、充填密度を3.68g/ccとする正極1Aの極板を得る。
[Preparation of positive electrode plate]
This slurry is applied to the aluminum foil (foil thickness: 10 μm) as the
[負極極板の作製]
球状天然黒鉛(d002値:0.3356nm、Lc値:100nm、平均粒径:20μm)をスチレン−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)を添加して負極スラリーを調製する。なお、この負極スラリーは、乾燥後の固形分質量組成比が、活物質:SBR:CMC=96:2: 2となるように調製する。
この負極スラリーを、負極1Bの芯体4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、活物質の充填密度を1.35g/cc〜1.65g/ccとする負極1Bの極板とする。その後、極板を電池幅に合うように切断し、110℃、2時間で真空乾燥して負極1Bの極板を得る。
[Production of negative electrode plate]
Spherical natural graphite (d 002 value: 0.3356 nm, Lc value: 100 nm, average particle size: 20 μm) is dispersed in styrene-butadiene rubber (SBR) dispersion (solid content: 48%) in water to increase the viscosity. A negative electrode slurry is prepared by adding carboxymethyl cellulose (CMC) as an agent. In addition, this negative electrode slurry is prepared so that the solid content mass composition ratio after drying may be active material: SBR: CMC = 96: 2: 2.
This negative electrode slurry was applied on both sides of a copper foil (foil thickness: 10 μm) as the
[電解液とセパレータ]
非水電解液として、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)を、体積比3/7の混合溶媒に、支持塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1モル/リットル濃度に溶かした溶液を使用する。また、セパレータ3としては、20μmのポリプロピレン製の微多孔膜を使用する。
[Electrolyte and separator]
As a non-aqueous electrolyte, ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are used in a mixed solvent with a volume ratio of 3/7, and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used as a supporting salt at a concentration of 1 mol / liter. Use the dissolved solution. The
[電極体の作製]
以上のようにして得られた正極1A及び負極1Bの極板1と、セパレータ3を渦巻状に捲回して巻き取り体11とする。電極の巻き取り体11を、プレス工程において0.7MPaでプレスして電極体10とする。このプレス工程において、電極体10の負極1Bの平坦部6と湾曲コーナー部7の充填密度と厚さは表1の値として実施例1〜9の電極体10を作製する。プレス工程において、電極体10の負極1Bの湾曲コーナー部7はプレスされず、巻き取り体11のときに同じ充填密度及び厚さとなる。
[Production of electrode body]
The
[電池の作製]
以上の電極体10を外装体である外装缶20に挿入して角型電池とする。外装缶20は、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属ケースである。電極体10を挿入した外装缶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缶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:5.0mmまたは4.8mm、幅:30mm、高さ:48mm(設計容量:820mAh)の角型電池を作製する。
[Production of battery]
The
Through the above steps, a rectangular battery having a thickness of 5.0 mm or 4.8 mm, a width of 30 mm, and a height of 48 mm (design capacity: 820 mAh) is manufactured.
実施例1〜9の電池の優れた特性を実証するために、比較例1〜6の角型電池を試作する。比較例の電池は、負極1Bの平坦部6と湾曲コーナー部7の充填密度と厚さを同じとする以外、実施例の角型電池と同じようにして製作する。
In order to demonstrate the excellent characteristics of the batteries of Examples 1 to 9, the square batteries of Comparative Examples 1 to 6 are prototyped. The battery of the comparative example is manufactured in the same manner as the prismatic battery of the example, except that the
なお、実施例と比較例の角型電池は、以下の条件で充放電させて、表2に示す優れた特性を示す。
(1) 充放電サイクル条件:
温度:23℃
充電:820mA(1It)4.2Vまで定電流充電、
4.2Vで16mAまで定電圧充電
放電:820mA(1It)で2.75Vまで定電流放電
In addition, the square battery of an Example and a comparative example is charged / discharged on the following conditions, and shows the outstanding characteristic shown in Table 2.
(1) Charge / discharge cycle conditions:
Temperature: 23 ° C
Charging: constant current charging up to 820mA (1It) 4.2V,
4.2V constant voltage charge up to 16mA
Discharge: Constant current discharge to 2.75 V at 820 mA (1 It)
(2) 初期満充電電池厚み:
「充放電サイクル」の充電と同じ方法で充電後、ノギスを用いて電池厚み(広い面の中心部)を測定
※ 設計を適切にするため、負極1Bの湾曲コーナー部7における充填密度1.6以上では、缶厚みを4.8mm、1.6未満では5.0mmとしている。
(2) Initial fully charged battery thickness:
After charging in the same way as the charge / discharge cycle, measure the battery thickness (center of the wide surface) using calipers. * To make the design appropriate, the packing density at the
(3) 結果
負極1Bの湾曲コーナー部7の厚みを100としたときの平坦部6の厚みを表1に記載している。
負極1Bの平坦部6の厚さが、湾曲コーナー部7に対して98.5%以下の場合に、初期の厚みと、500サイクル後の容量維持率で効果が見られる。
たとえば、実施例1の電池は、比較例1の電池に比較して500サイクル後の容量維持率が、45%から80%と著しく向上する。このことは、充放電において負極1Bのたわみが有効に防止された結果、反応の不均一による放電性能の低下が有効に防止されたことを実証する。
また、実施例2〜9の電池は、比較例2〜6の電池に比較して500サイクル後の容量維持率が、50%〜65%から、70%〜85%と著しく向上する。
(3) Results Table 1 shows the thickness of the
When the thickness of the
For example, the capacity retention rate after 500 cycles of the battery of Example 1 is significantly improved from 45% to 80% as compared with the battery of Comparative Example 1. This demonstrates that, as a result of effectively preventing the deflection of the
Further, in the batteries of Examples 2 to 9, the capacity maintenance rate after 500 cycles is remarkably improved from 50% to 65% to 70% to 85% as compared with the batteries of Comparative Examples 2 to 6.
1…極板 1A…正極
1B…負極
3…セパレータ
4…芯体
5…活物質層
6…平坦部
7…湾曲コーナー部
10…電極体
11…巻き取り体
20…外装缶
21…封口板
1 ... Electrode plate 1A ... Positive electrode
DESCRIPTION OF
Claims (8)
負極(1B)は芯体(4)に活物質層(5)を付着しており、かつ負極(1B)の活物質層(5)は、湾曲コーナー部(7)の充填密度を、平坦部(6)の充填密度よりも小さくしていることを特徴とする非水電解質二次電池。 An electrode body (10) is formed by laminating a negative electrode (1B) and a positive electrode (1A) with a separator (3) interposed therebetween, and an electrode plate (1) of the electrode body (10) includes a negative electrode (1B) and a positive electrode (1A) comprises a flat portion (6) laminated in a planar shape, and a curved corner portion (7) connected to the flat portion (6) and laminated in a state of being bent at a predetermined radius of curvature. ,
The negative electrode (1B) has an active material layer (5) attached to the core body (4), and the active material layer (5) of the negative electrode (1B) has a flat portion with a packing density of the curved corner portion (7). A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by being smaller than the packing density of (6).
負極(1B)は芯体(4)に活物質層(5)を付着しており、かつ負極(1B)の活物質層(5)は、平坦部(6)の厚さよりも湾曲コーナー部(7)を厚くしてなることを特徴とする非水電解質二次電池。 An electrode body (10) is formed by laminating a negative electrode (1B) and a positive electrode (1A) with a separator (3) interposed therebetween, and an electrode plate (1) of the electrode body (10) includes a negative electrode (1B) and a positive electrode (1A) comprises a flat portion (6) laminated in a planar shape, and a curved corner portion (7) connected to the flat portion (6) and laminated in a state of being bent at a predetermined radius of curvature. ,
The negative electrode (1B) has an active material layer (5) attached to the core body (4), and the active material layer (5) of the negative electrode (1B) has a curved corner portion (more than the thickness of the flat portion (6) ( 7) A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by being thickened.
負極(1B)は芯体(4)に活物質層(5)を付着しており、かつ負極(1B)の活物質層(5)は、湾曲コーナー部(7)の充填密度を、平坦部(6)の充填密度よりも小さくすると共に、負極(1B)の活物質層(5)の厚さは、平坦部(6)よりも湾曲コーナー部(7)を厚くしてなることを特徴とする非水電解質二次電池。 An electrode body (10) is formed by laminating a negative electrode (1B) and a positive electrode (1A) with a separator (3) interposed therebetween. An electrode plate 1 of the electrode body (10) includes a negative electrode (1B) and a positive electrode (1A ) And a flat corner (6) laminated in a flat shape, and a curved corner portion (7) laminated in a state of being curved with a predetermined curvature radius connected to the flat portion (6),
The negative electrode (1B) has an active material layer (5) attached to the core body (4), and the active material layer (5) of the negative electrode (1B) has a flat portion with a packing density of the curved corner portion (7). The thickness of the active material layer (5) of the negative electrode (1B) is smaller than the packing density of (6), and the curved corner portion (7) is thicker than the flat portion (6). Non-aqueous electrolyte secondary battery.
巻き工程で得られた電極の巻き取り体(11)を、両面からプレスして、極板(1)を平坦部(6)と湾曲コーナー部(7)とするプレス工程と、
プレス工程で得られた電極体(10)を外装缶(20)に入れて、外装缶(20)の開口部を閉塞する組立工程とからなる非水電解質二次電池の製造方法であって、
プレス工程において、負極(1B)の湾曲コーナー部(7)における活物質層(5)の充填密度を、平坦部(6)の活物質層(5)の充填密度よりも小さくすると共に、湾曲コーナー部(7)と平坦部(6)の充填密度の差が1%以上となるようにプレスすることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。 A winding step of laminating the negative electrode (1B) and the positive electrode (1A) via a separator (3) and winding them in a spiral shape;
The electrode winding body (11) obtained in the winding step is pressed from both sides, and the electrode plate (1) is a flat portion (6) and a curved corner portion (7), and a pressing step;
An electrode body (10) obtained in the pressing step is put into an outer can (20), and is a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising an assembly step of closing an opening of the outer can (20),
In the pressing step, the filling density of the active material layer (5) in the curved corner portion (7) of the negative electrode (1B) is made smaller than the packing density of the active material layer (5) of the flat portion (6), and the curved corner portion A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising pressing so that a difference in packing density between the portion (7) and the flat portion (6) is 1% or more.
巻き工程で得られた電極の巻き取り体(11)を、両面からプレスして、極板(1)を平坦部(6)と湾曲コーナー部(7)とするプレス工程と、
プレス工程で得られた電極体(10)を外装缶(20)に入れて、外装缶(20)の開口部を閉塞する組立工程とからなる非水電解質二次電池の製造方法であって、
プレス工程において、負極(1B)の湾曲コーナー部(7)の活物質層(5)の厚さを、平坦部(6)の活物質層(5)よりも厚くすると共に、湾曲コーナー部(7)と平坦部(6)の厚さの差を1%以上とするようにプレスすることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
A winding step of laminating the negative electrode (1B) and the positive electrode (1A) via a separator (3) and winding them in a spiral shape;
The electrode winding body (11) obtained in the winding step is pressed from both sides, and the electrode plate (1) is a flat portion (6) and a curved corner portion (7), and a pressing step;
An electrode body (10) obtained in the pressing step is put into an outer can (20), and is a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising an assembly step of closing an opening of the outer can (20),
In the pressing step, the thickness of the active material layer (5) of the curved corner portion (7) of the negative electrode (1B) is made thicker than the active material layer (5) of the flat portion (6), and the curved corner portion (7 ) And the flat portion (6) are pressed so that the difference in thickness is 1% or more. A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005096829A JP2006278182A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005096829A JP2006278182A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006278182A true JP2006278182A (en) | 2006-10-12 |
Family
ID=37212724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005096829A Withdrawn JP2006278182A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006278182A (en) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008093572A1 (en) | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Polyolefin microporous membrane |
WO2011052126A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | Electrode, secondary battery, and method for manufacturing secondary batteries |
JP2011175933A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Lithium ion battery |
WO2012014422A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | パナソニック株式会社 | Flat nonaqueous secondary battery |
JP2012048955A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, and method for manufacturing negative electrode for lithium ion secondary battery |
WO2013030878A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | Lithium-ion secondary battery, battery stack, and lithium-ion secondary battery manufacturing method |
JP2015167149A (en) * | 2015-07-02 | 2015-09-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Rectangular lithium secondary battery |
CN105762405A (en) * | 2016-05-20 | 2016-07-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Battery cell and forming method thereof |
JP2017168339A (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 株式会社東芝 | Nonaqueous electrolyte battery, battery pack, and vehicle |
CN110970653A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 三洋电机株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2021065420A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 三洋電機株式会社 | Battery pack |
WO2021106593A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing non-aqueous electrolyte secondary cell |
CN113381080A (en) * | 2021-06-15 | 2021-09-10 | 广东国光电子有限公司 | Manufacturing method of battery roll core and battery roll core |
WO2022067789A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrode assembly, battery, and electronic device |
CN114784364A (en) * | 2022-03-31 | 2022-07-22 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical device and electronic device |
CN114784230A (en) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 东莞锂威能源科技有限公司 | Method for improving lithium separation of anode plate and soft-package square battery |
WO2023071538A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Electrode assembly, battery, electric device, and method for manufacturing electrode assembly |
US11791494B2 (en) | 2018-09-28 | 2023-10-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2023212867A1 (en) * | 2022-05-05 | 2023-11-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Positive electrode plate, electrode assembly, battery cell, battery, and electrical device |
-
2005
- 2005-03-30 JP JP2005096829A patent/JP2006278182A/en not_active Withdrawn
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008093572A1 (en) | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Polyolefin microporous membrane |
US8283073B2 (en) | 2007-01-30 | 2012-10-09 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Microporous polyolefin membrane |
CN102187496A (en) * | 2009-10-28 | 2011-09-14 | 松下电器产业株式会社 | Electrode, secondary battery, and method for manufacturing secondary batteries |
WO2011052126A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | Electrode, secondary battery, and method for manufacturing secondary batteries |
JP2011175933A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Lithium ion battery |
WO2012014422A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | パナソニック株式会社 | Flat nonaqueous secondary battery |
JP2012048955A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, and method for manufacturing negative electrode for lithium ion secondary battery |
WO2013030878A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | トヨタ自動車株式会社 | Lithium-ion secondary battery, battery stack, and lithium-ion secondary battery manufacturing method |
JPWO2013030878A1 (en) * | 2011-08-30 | 2015-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Method for producing lithium ion secondary battery |
JP2015167149A (en) * | 2015-07-02 | 2015-09-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Rectangular lithium secondary battery |
JP2017168339A (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 株式会社東芝 | Nonaqueous electrolyte battery, battery pack, and vehicle |
CN107204486A (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 株式会社东芝 | Nonaqueous electrolyte battery, nonaqueous electrolyte battery group and vehicle |
CN105762405A (en) * | 2016-05-20 | 2016-07-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Battery cell and forming method thereof |
JP2020057458A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
US11791494B2 (en) | 2018-09-28 | 2023-10-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
CN110970653A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 三洋电机株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11374263B2 (en) | 2018-09-28 | 2022-06-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP7086807B2 (en) | 2018-09-28 | 2022-06-20 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP7429706B2 (en) | 2019-09-30 | 2024-02-08 | 三洋電機株式会社 | assembled battery |
CN114223093B (en) * | 2019-09-30 | 2024-06-04 | 三洋电机株式会社 | Assembled battery |
CN114223093A (en) * | 2019-09-30 | 2022-03-22 | 三洋电机株式会社 | Assembled battery |
WO2021065420A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 三洋電機株式会社 | Battery pack |
WO2021106593A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing non-aqueous electrolyte secondary cell |
WO2022067789A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrode assembly, battery, and electronic device |
CN113381080B (en) * | 2021-06-15 | 2022-06-10 | 广东国光电子有限公司 | Manufacturing method of battery roll core and battery roll core |
CN113381080A (en) * | 2021-06-15 | 2021-09-10 | 广东国光电子有限公司 | Manufacturing method of battery roll core and battery roll core |
WO2023071538A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Electrode assembly, battery, electric device, and method for manufacturing electrode assembly |
CN114784230A (en) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 东莞锂威能源科技有限公司 | Method for improving lithium separation of anode plate and soft-package square battery |
CN114784230B (en) * | 2022-03-29 | 2023-12-12 | 东莞锂威能源科技有限公司 | Method for improving lithium precipitation of soft-package square battery |
CN114784364A (en) * | 2022-03-31 | 2022-07-22 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical device and electronic device |
WO2023212867A1 (en) * | 2022-05-05 | 2023-11-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Positive electrode plate, electrode assembly, battery cell, battery, and electrical device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006278182A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same | |
JP4752574B2 (en) | Negative electrode and secondary battery | |
WO2011052126A1 (en) | Electrode, secondary battery, and method for manufacturing secondary batteries | |
WO2007097172A1 (en) | Method of manufacturing square flat secondary battery | |
JP2000123873A (en) | Solid electrolyte battery | |
JP2003077463A (en) | Lithium secondary battery and its manufacturing method | |
JP7320575B2 (en) | FLAT ALL-SOLID BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
WO2011078263A1 (en) | Electrode for secondary battery, and secondary battery | |
JP3457624B2 (en) | Method of manufacturing flat battery | |
KR20230093402A (en) | Positvie electrode for rechargeable lithium battery, negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same | |
JP4868759B2 (en) | Positive electrode plate for lithium secondary battery and method for producing the same | |
JP2001266941A (en) | Manufacturing method of gel electrolyte battery | |
JP2003223926A (en) | Manufacturing method of lithium polymer secondary battery | |
JP2011216295A (en) | Cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2002151156A (en) | Method of manufacturing lithium secondary battery | |
JPH11307130A (en) | Manufacture of curved battery | |
JP4636920B2 (en) | Battery with spiral electrode | |
JP5623073B2 (en) | Secondary battery | |
CN107431190B (en) | Negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery using the same | |
JP2002260663A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2011119139A (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
JP2000285966A (en) | Lithium secondary battery and its manufacture | |
JP6457272B2 (en) | Method for reducing uneven charging of secondary battery and method for manufacturing secondary battery | |
JP7115318B2 (en) | Electrodes and secondary batteries using radical polymers | |
JP2001084987A (en) | Electrochemical device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080306 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20091119 |