JP2007123009A - Wound type battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極電極と負極電極をセパレータを介して積層して巻回し、外装体に収納した巻回型電池の体積エネルギー密度を向上した巻回型電池の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a wound battery in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator and wound to improve the volume energy density of the wound battery stored in an exterior body.
小型の電子機器の電源として各種の電池が用いられており、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ等の電源として、小型で大容量の電池が用いられ、近年は特にエネルギー密度が高いリチウムイオン電池等の非水電解液を使用した電池が用いられている。 Various types of batteries are used as power sources for small electronic devices, and small and large-capacity batteries are used as power sources for mobile phones and notebook personal computers. A battery using a non-aqueous electrolyte is used.
最近では、電池のエネルギー密度の向上とともに、高率放電特性の向上が強く求められていて、巻回型の電池においては、正極電極、負極電極の表面積を大きくし、電池の体積エネルギー密度や高率放電特性を向上させることが行われている。また、角形電池やラミネート外装体を用いた電池は、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の機器に効率よく装着できるため、このような用途において、市場からはエネルギー密度が大きく、厚みが薄い電池を強く要望されている。 Recently, there has been a strong demand for improvement in high-rate discharge characteristics as well as improvement in battery energy density. In a wound battery, the surface area of the positive electrode and the negative electrode is increased to increase the volumetric energy density and high capacity of the battery. The rate discharge characteristics are improved. In addition, since a battery using a rectangular battery or a laminate outer package can be efficiently mounted on a device such as a mobile phone or a notebook personal computer, a battery having a large energy density and a small thickness is used in such applications. There is a strong demand.
角形電池やラミネート外装体を用いた巻回型電池には、一般に真円型ではなく、扁平型の巻回電極体が収納されている。 In general, a wound battery using a prismatic battery or a laminated outer package contains a flat wound electrode body rather than a perfect circle.
従来の巻回型電池として、電池外装体内に扁平巻回電極体が収納された電池において、最も内側に位置する同極の電極板同士が二枚のセパレータを介して対向している構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional wound-type battery, a structure in which a flat wound electrode body is housed in the battery exterior body, a structure in which the electrode plates of the same polarity located on the innermost side face each other with two separators proposed (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、この同極の電極板同士間の二枚のセパレータは絶縁には不要な部分にあるため余分なセパレータ部分が存在している。 However, since the two separators between the same-polarity electrode plates are not necessary for insulation, an extra separator portion exists.
また、帯状の正および負の電極板をセパレータを介して巻回した巻き構造を有する発電要素を角柱状の容器に収容した角型電池において、巻き芯部において一方の極性の電極板の両面および長手方向の端部をセパレータで覆うと共に、一方の電極板の端部から最初の折れ曲げ部までの間の内側部分にあって、最初の折れ曲げ部の近傍の位置に他方の極性の電極板の先端部がセパレータを挟んで位置するとともに、他方の電極板は一方の電極板の先端部で折り曲げられた後に、一方の電極板に対向してセパレータを挟んで巻回されており、巻き芯部において全面に極性の異なる電極板が対向することを特徴とする構造が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in a prismatic battery in which a power generation element having a winding structure in which strip-like positive and negative electrode plates are wound via a separator is housed in a prismatic container, both surfaces of one polarity electrode plate at the winding core and The end of the longitudinal direction is covered with a separator, and the electrode plate of the other polarity is located in the inner portion between the end of one electrode plate and the first bent portion, in the vicinity of the first bent portion. And the other electrode plate is wound at the tip of one electrode plate and then wound around the separator so as to face the one electrode plate. A structure has been proposed in which electrode plates having different polarities face each other on the entire surface (see, for example, Patent Document 2).
この場合、同極性の電極板同士が対向することのない巻き構造を有する体積効率、重量効率に優れた電池を提供するとされる。しかしながら、この構造では、セパレータが外周を覆う構造になっていて、外装体と同極になるため、余分なセパレータ部分が存在している。 In this case, it is said that a battery excellent in volume efficiency and weight efficiency having a winding structure in which the same polarity electrode plates do not face each other is provided. However, in this structure, since the separator has a structure covering the outer periphery and has the same polarity as the exterior body, there is an extra separator portion.
更に、帯状の集電体上に電極活物質を形成した正極電極と負極電極をセパレータを介して積層したものを巻回した巻回型電池において、正極電極は、巻き芯部の一周分に電極活物質の片面塗布部を有し、巻き芯部の正極活物質が塗付されていない面が巻回体の内側に面して配置されている構造が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 Further, in a wound battery in which a positive electrode having an electrode active material formed on a strip-shaped current collector and a negative electrode are laminated via a separator, the positive electrode is provided around the entire circumference of the winding core. A structure has been proposed in which a single-side coated portion of an active material is provided and the surface of the winding core portion on which the positive electrode active material is not applied faces the inner side of the wound body (for example, Patent Document 3). reference).
特許文献3の図によると、巻回型電池の巻き芯部において同極板が対向する部分にもセパレータが2枚配置する構造となっていて、余分なセパレータ部分が存在している。
According to the drawing of
本発明の課題は、体積エネルギー密度が高く、低コストで製造できる巻回型電池を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wound battery that has a high volumetric energy density and can be manufactured at low cost.
上記課題を解決するための本発明の巻回型電池は、帯状の集電体上に電極活物質を形成した正極電極と負極電極をセパレータを介して積層して巻回し、外装体に収納した巻回型電池において、同極の電極同士、或いは同極となる電極と前記外装体が対向する部分にはセパレータを配置せず、正極電極と負極電極が対向する部分にセパレータを配置したことを特徴とする。 The wound battery of the present invention for solving the above-described problem is a laminate of a positive electrode and a negative electrode each having an electrode active material formed on a strip-shaped current collector with a separator interposed therebetween, and is housed in an outer package. In the wound battery, the separator is not disposed in the portion where the electrodes having the same polarity, or the electrode having the same polarity and the exterior body face each other, and the separator is disposed in the portion where the positive electrode and the negative electrode face each other. Features.
本発明の巻回型電池によれば、同極の電極同士の間に配置するセパレータを削減によるセパレータの使用量の低減と、さらに削減したセパレータの厚み分、体積エネルギー密度を向上させることができる。 According to the wound battery of the present invention, it is possible to reduce the amount of separator used by reducing the number of separators disposed between the electrodes of the same polarity, and to further improve the volume energy density and the reduced thickness of the separator. .
次に、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の巻回型電池の第一の実施の形態による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極およびセパレータの位置関係を説明する図である。負極集電体5の先端部は、最初の曲げ部までの両面に負極活物質6を塗布しない部分を設け、負極集電体5に負極導電タブ9を内側になるように接続しており、最初の曲げ部の後から内側に負極活物質6を塗布しない片面塗布部を一周分設けている。正極電極1は、正極集電体2の先端部から両面に正極活物質3を塗布した構造となっており、正極電極1の先端部から正極電極1を包み込むようにセパレータ7を配置していて、内側で負極活物質6の片面塗布開始部と対向するように巻回を開始し、外側は両面塗布開始部と対向する配置となっている。そのため、巻回中心部の負極電極4が重なり合う部分にはセパレータ7が配置されない構造となっている。
FIG. 1 is a diagram for explaining the positional relationship between a positive electrode, a negative electrode, and a separator of a flat wound electrode body according to a first embodiment of the wound battery of the present invention. The tip part of the negative electrode
負極電極4の終端部は、負極集電体5の両面に負極活物質6を塗布した構造となっていて、セパレータ7を介し、終端部に一周分の片面塗布部を設けた正極電極1の片面塗布開始部と片面塗布終了部の間に配置している。また、正極電極1の終端部の両面に正極活物質3を塗布しない部分に正極導電タブ8を内側になるように接続している。セパレータ7の終端は負極電極4を包み込むように配置している。正極電極1の終端部の両面に正極活物質3を塗布しない部分に正極導電タブ8を内側になるように接続している。外装体が正極となるアルミニウム合金からなる電池缶を使用する場合には巻回電極体の最外周部が正極電極1であるため外周に絶縁するためのセパレータ7は配置しない。
The terminal portion of the
図2は、本発明の巻回型電池の第二の実施の形態による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極およびセパレータの位置関係を説明する図である。負極集電体5の先端部は、両面に負極活物質6を塗布しない部分に負極導電タブ9を内側になるように接続しており、最初の曲げ部の前から内側に負極活物質6を塗布しない片面塗布部を一周分設けている。正極電極1は正極集電体2の先端部から両面に正極活物質3を塗布した構造となっており、正極電極1の先端部から正極電極1を包み込むようにセパレータ7を配置していて、内側で負極活物質6の片面塗布開始部と対向するように巻回を開始し、外側は両面塗布開始部と対向する配置となっている。そのため、巻回中心部の負極電極4が重なり合う部分にはセパレータ7が配置されない構造となっている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the positional relationship between the positive electrode, the negative electrode, and the separator of the flat wound electrode body according to the second embodiment of the wound battery of the present invention. The tip of the negative electrode
負極電極4の終端部は、負極集電体5の両面に負極活物質6を塗布した構造となっていて、セパレータ7を介し、内側で終端部に一周分の片面塗布部を設けた正極電極1の片面塗布開始部と外側で片面塗布終了部と対向するように配置している。正極電極1の終端部の両面に正極活物質3を塗布しない部分に正極導電タブ8を内側になるように接続している。外装体が正極となる場合には巻回電極体の最外周部が正極電極1であるため外周に絶縁するためのセパレータ7は不要となる。
The terminal part of the
図3は、本発明の巻回型電池の第三の実施の形態による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極4およびセパレータの位置関係を説明する図である。負極集電体5の両面に負極活物質6を塗布した負極電極4の最初の曲げ部の後から負極電極4の外側にセパレータ7で包み込まれた正極集電体2の両面に正極活物質3を塗布した正極電極1の先端を配置し巻回した構造になっている。そのため巻回中心部の負極電極4が重なり合う部分にはセパレータ7が配置されない構造となっている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the positive electrode, the
また、すべての実施の形態に対して、扁平巻回電極体の中心部の正極電極1の先端部に正極活物質3の非塗布部がある場合、外周部の負極電極4の終端部に負極活物質6を有する場合でも、同極の電極同士、或いは同極となる電極と前記外装体が対向する部分にはセパレータを配置せず、正極電極と負極電極が対向する部分にセパレータを配置することで、同等な効果が得られる。正極電極1に対向する負極電極4は、負極活物質6が塗布された部分が正極活物質3が塗布された部分を覆うように配置され、正極活物質3の塗布部およびその端部の対向面には必ず負極活物質6が塗布された部分が存在している。このように配置することによって、リチウムイオン二次電池においては充電時に負極上にリチウム金属が析出することを防止し、電池の安全性を高めることができる。
Further, for all the embodiments, when there is a non-coated portion of the positive electrode
以下に、本発明の巻回型電池がリチウムイオン電池の場合を例に詳細に説明する。正極集電体となる帯状のアルミニウム箔に、正極活物質3となるLixMO2(ただしMは、少なくとも1種の遷移金属を表す)である複合酸化物、例えば、LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4、LixMnO3、LixNiyCo(1-y)O2などを、カーボンブラック等の導電性物質、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の溶剤とを分散混練した調製した正極塗布液を塗布装置で塗布することで正極電極1が作製される。片面の塗布が終わったものは乾燥後に反対面も所定の部分が塗布、乾燥される。
Hereinafter, the case where the wound battery of the present invention is a lithium ion battery will be described in detail. A composite aluminum oxide, such as Li x CoO 2 , Li x MO 2 (wherein M represents at least one transition metal) as a positive electrode
負極集電体5となる帯状の銅箔等の表面に、負極活物質6となるリチウムをドープ及び脱ドープ可能な、熱分解炭素類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスなどのコークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、フェノール樹脂、フラン樹脂などを焼成した有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性高分子材料等をカーボンブラックなどの導電性物質、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の溶剤とを分散混練した調製した負極塗布液を塗布装置で塗布することで負極電極4が作製される。片面の塗布が終わったものは乾燥後に反対面も所定の部分が塗布、乾燥される。
Cokes such as pyrolytic carbons, pitch coke, needle coke, petroleum coke, and the like that can be doped and dedoped with lithium as the negative electrode
このようにして得られた正極電極1、負極電極4は、各電極を所定の厚みに圧縮した後に、裁断装置によって各電極を所定の形状に裁断し、それぞれ正極および負極導電タブを接合した後に、厚さ20μmのポリオレフィン製のセパレータ7を介して正極電極1および負極電極4の先端部を所定の位置に合わせて巻回して扁平巻回電極体を作製する。セパレータ7の厚さは8〜25μmがよい。セパレータの厚さが厚いと電池の内部抵抗が大きくなり負荷特性が低下する。また、扁平巻回電極体が厚くなるため、電池の体積エネルギー密度が小さくなる。そのためセパレータの厚さは25μm以下が好ましい。また、電池の体積エネルギー密度の向上のためにはセパレータの厚さは薄いほどよいが、短絡防止、電解液保持性、扁平巻回電極体の製造に必要な機械的強度等を良好に維持するためには、セパレータの厚さは8μm以上であることが好ましい。扁平巻回電極体を加熱圧縮成型後、アルミニウムもしくはアルミニウム合金または鉄系の電池缶に収納して非水電解液を注入した後に、外部接続端子、電池内圧の上昇によって圧力を開放する安全弁、電池温度の上昇により電気抵抗の増大で電流を遮断するPTC素子等を備えた蓋体を取り付けて封止してリチウムイオン電池を製造する。或いは、巻回電極体をラミネート外装体に収納してリチウムイオン電池を製造する。
In the
以下に、実施例、比較例を示し、本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
本発明の巻回型電池の第一の実施の形態として説明した図1を参照して説明する。負極電極4として、長さ453mm、幅44mm、厚さ0.010mmの銅箔からなる負極集電体5の先端部から20mmを非塗布部とし、それに隣接して巻き芯部の1周分の長さに相当する56mmに片面塗布部を形成し、非塗布部に負極導電タブ9を接合した。負極活物質6は、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な炭素質材料を含有する負極塗布液を塗布装置で塗布、乾燥した後、圧縮する。
The winding type battery of the present invention will be described with reference to FIG. 1 described as the first embodiment. As the
正極電極1として、長さ476mm、幅43mm、厚さ0.015mmのアルミニウム箔からなる正極集電体2の終端部から38mmを非塗布部とし、それに隣接して外周部の1周分の長さに相当する64mmに片面塗布部を形成し、非塗布部に正極導電タブ8を接合した。正極活物質3は、コバルト酸リチウムを含有する正極塗布液を塗布装置で塗布、乾燥した後、圧縮する。
The
次いで、負極電極4の負極活物質6の非塗布部に接続した負極導電タブ9を内側になるように巻回を開始し、最初の曲げ部の後の片面塗布部の先端部より、正極電極1の正極活物質3の塗布部の先端部が2〜4mm後に位置するように正極電極1を厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で包み込むように配置し巻回し、セパレータ7は負極電極4の終端部から2〜10mm延長して切断し、負極電極4を包み込むように配置し、最外周の負極電極には対向するように片面塗布の正極電極1を配置した。その後圧縮成型し、アルミニウムからなる電池缶に収納し、電解液を注入し巻回型電池を作製した。
Next, winding is started so that the negative electrode
(比較例1)
図4は、従来の巻回型電池の比較例1による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極およびセパレータの位置関係を説明する図である。負極電極4および正極電極1は実施例1と同様の構造のものを用いる。負極電極4の先端部から、厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で包み込むように配置し、負極活物質6の非塗布部に接続した負極導電タブ9を内側になるように巻回を開始し、最初の曲げ部の後の片面塗布部の先端部より、正極電極1の正極活物質3の塗布部の先端部が2〜4mm後に位置するように正極電極1を巻回し、セパレータ7は負極電極4の終端部から2〜10mm延長して切断し、負極電極4を包み込むように配置し、最外周の負極電極には対向するように片面塗布の正極電極1を配置した。その後、圧縮成型し、アルミニウムからなる電池缶に収納し、電解液を注入し巻回型電池を作製した。
(Comparative Example 1)
FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship between a positive electrode, a negative electrode, and a separator of a flat wound electrode body according to Comparative Example 1 of a conventional wound battery. The
比較例1では、負極電極4同士が対向して絶縁に寄与しない部分に2枚重なったセパレータ7が1周分、厚さにして4枚分が余分となっている。実施例1は正極電極1を包み込むようにセパレータ7を配置することで、比較例1に対して余分な、厚さにして4枚分のセパレータ7を削減することが出来る。
In Comparative Example 1, two
(比較例2)
図5は、従来の巻回型電池の比較例2による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極およびセパレータの位置関係を説明する図である(セパレータ7の先端部は負極電極4の先端部より先に設置しセパレータ7から巻回を開始すること以外は比較例1と同じ)。負極電極4および正極電極1は実施例1と同様の構造のものを用いる。負極電極4の負極活物質6の非塗布部に接続した負極導電タブ9を内側になるように設置し、最初の曲げ部の後の片面塗布部の先端部より、正極電極1の正極活物質3塗布部の先端部が2〜4mm後に位置するように正極電極1を厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で挟み込むように配置する。セパレータ7の先端部は負極電極4の先端部より先に設置しセパレータ7から巻回を開始する。セパレータ7は負極電極4の終端部から2〜10mm延長して切断し、負極電極4を包み込むように配置し、最外周の負極電極には対向するように片面塗布の正極電極1を配置した。その後、圧縮成型し、アルミニウムからなる電池缶に収納し、電解液を注入した。
(Comparative Example 2)
FIG. 5 is a diagram for explaining the positional relationship between the positive electrode, the negative electrode, and the separator of a flat wound electrode body according to Comparative Example 2 of a conventional wound battery (the tip of the
なお、この比較例2は特許文献3を参照した。特許文献3の中では詳細な記述がないが、巻回電極体の図面が記載されている。この巻回体の構造は、負極電極4が外周、正極電極1が内周になる構造をしている。内周のセパレータ7は負極電極4を包む配置となっているが、セパレータ7の先端部が、負極電極4の先端より内周側へ1/2周分長くなっている。同極同士が対向して絶縁に寄与しない部分に2枚重なったセパレータ7が1/2周分あり、厚さにして2枚分のセパレータ7が余分になっている。特許文献3では、負極電極が外周、正極電極が内周となる構造であるが、負極電極を内周、正極電極を外周とすることも可能であるためこの構造を比較例2とした。実施例1は、比較例2より1周分、厚さにして2枚分のセパレータ7を削減している。
This Comparative Example 2 referred to
本発明の巻回型電池の第二の実施の形態として説明した図2を参照して説明する。負極電極4として、長さ445mm、幅44mm、厚さ0.010mmの銅箔からなる負極集電体5の先端部から12mmを非塗布部とし、それに隣接して巻き芯部の1周分の長さに相当する56mmに片面塗布部を形成し、非塗布部に負極導電タブ9を接合した。負極活物質6は、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な炭素質材料を含有する負極塗布液を塗布装置で塗布、乾燥した後、圧縮する。
The winding type battery of the present invention will be described with reference to FIG. 2 described as the second embodiment. As the
正極電極1として、長さ480mm、幅43mm、厚さ0.015mmのアルミニウム箔からなる正極集電体2の終端部から46mmを非塗布部とし、それに隣接して外周部の1周分の長さに相当する68mmに片面塗布部を形成し、非塗布部に正極導電タブ8を接合した。正極活物質3は、コバルト酸リチウムを含有する正極塗布液を塗布装置で塗布、乾燥した後圧縮する。
As the
次いで、負極電極4の負極活物質6の非塗布部に接続した負極導電タブ9を内側になるように巻回を開始し、最初の曲げ部の前の片面塗布部の先端部より、正極電極1の先端部が2〜4mm後に位置するように正極電極1を、厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で包み込むように配置し巻回し、セパレータ7は負極電極4の終端部から2〜10mm延長して切断し、負極電極4を包み込むように配置し、最外周の負極電極には対向するように片面塗布の正極電極1を配置した。実施例2は実施例1と異なり、活物質塗布部の先端を、負極板の先端と同じ面にある場合を示している。その後、圧縮成型し、アルミニウムからなる電池缶に収納し、電解液を注入し巻回型電池を作製した。
Next, winding is started so that the negative electrode
(比較例3)
図6は、従来の巻回型電池の比較例3による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極およびセパレータの位置関係を説明する図である。負極電極4および正極電極1は実施例2と同様の構造のものを用いる。負極電極4の先端部から厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で負極電極4を包み込むように配置し、負極活物質6非塗布部に接続した負極導電タブ9を内側になるように巻回を開始し、最初の曲げ部の前の片面塗布部の先端部より、正極電極1の先端部が2〜4mm後に位置するように正極電極1を巻回し、セパレータ7は負極電極4の終端部から2〜10mm延長して切断し、負極電極4を包み込むように配置し、最外周は片面塗布の正極を配置した。その後、圧縮成型し、アルミニウムからなる電池缶に収納し、電解液を注入し巻回型電池を作製した。扁平巻回電極体の中心部で負極同士が対向して絶縁に寄与しない部分に2枚重なったセパレータ7が3/4周分、厚さにして4枚あるいは2枚分のセパレータ7が余分になっている。実施例2は、正極電極1を包み込むようにセパレータ7を配置しているため、比較例3に比べ余分な3/4周分、厚さにして4枚あるいは2枚分のセパレータ7が削減できる。
(Comparative Example 3)
FIG. 6 is a diagram for explaining the positional relationship between a positive electrode, a negative electrode, and a separator of a flat wound electrode body according to Comparative Example 3 of a conventional wound battery. The
本発明の巻回型電池の第三の実施の形態として説明した図3を参照して説明する。負極電極4として、長さ453mm、幅44mm、厚さ0.010mmの銅箔からなる負極集電体5の終端部から20mmを非塗布部とし、非塗布部に負極導電タブ9を接合した。負極活物質6は、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な炭素質材料を含有する負極塗布液を塗布装置で塗布、乾燥した後、圧縮する。
A description will be given with reference to FIG. 3 described as the third embodiment of the wound battery of the present invention. As the
正極電極1として、長さ472mm、幅43mm、厚さ0.015mmのアルミニウム箔からなる正極集電体2の終端部から38mmを非塗布部とし、それに隣接して外周部の1周分の長さに相当する64mmに片面塗布部を形成し、非塗布部に正極導電タブを接合した。正極活物質3は、コバルト酸リチウムを含有する正極塗布液を塗布装置で塗布、乾燥した後圧縮する。
The
次いで、負極電極4の負極活物質6の非塗布部に接続した負極導電タブ9を内側になるように巻回を開始し、最初の曲げ部の後の片面塗布部の先端部より、正極電極1の正極活物質3塗布部の先端部が2〜4mm後に位置するように正極電極1を、厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で包み込むように配置し巻回し、セパレータ7は負極電極4の終端部から2〜10mm延長して切断し、負極電極4を包み込むように配置し、最外周の負極電極には対向するように片面塗布の正極電極1を配置した。その後、圧縮成型し、アルミニウムからなる電池缶に収納し、電解液を注入し巻回型電池を作製した。
Next, winding is started so that the negative electrode
(比較例4)
図7は、従来の巻回型電池の比較例4による扁平巻回電極体の正極電極と負極電極4およびセパレータの位置関係を説明する図である。負極電極4および正極電極1は、実施例3と同様の構造のものを用いる。負極電極4の先端部から、厚さ20μm、幅46mmのポリオレフィン製のセパレータ7で負極電極4を包み込むように配置し、最初の曲げ部の後から負極電極4の外側に正極電極1を配置し巻回する。その後、終端部は実施例3と同様に製作し巻回型電池を作製した。なお、この比較例4は特許文献1を参照した。特許文献1では、扁平巻回電極体の中心部に関する記述があるが、電極活物質の非塗布部、片面塗布部、導電タブは明示されていないが、図7のような巻回電極体が推定できる。最も内側に位置する同極の電極板同士が2枚のセパレータ7を介して対向しているところが特徴である。
(Comparative Example 4)
FIG. 7 is a diagram for explaining the positional relationship between the positive electrode, the
この構造では、同極同士が対向して絶縁に寄与しない部分に2枚重なったセパレータ7が1周分あり、厚さにして4枚分のセパレータ7が余分になっている。実施例3は、比較例4より1周分、厚さにして4枚分のセパレータ7を削減している。実施例3の巻回電極体の中心部の構造は実施例1と同様である。
In this structure, two
これらの実施例、比較例について、それぞれ5個の平均値についてセパレータの使用量の比較を表1に、セパレータを削減した分を電池容量の増加へ転換した電池容量比較を表2にまとめる。なお、電池容量の測定条件としては、充電は20℃において定電圧定電流充電方式で1000mAの定電流で充電し、電圧が4.2Vに到達したら4.2Vの定電圧充電に切替え、充電時間はトータルで2.5時間とする。放電は20℃において200mAの定電流で電圧が3.0Vになるまで放電して測定した。 For these examples and comparative examples, the comparison of the amount of separator used for each of the five average values is shown in Table 1, and the battery capacity comparison in which the amount of separator reduction is converted to an increase in battery capacity is summarized in Table 2. The battery capacity is measured by charging at a constant current of 1000 mA with a constant voltage and constant current charging method at 20 ° C., and when the voltage reaches 4.2 V, switching to 4.2 V constant voltage charging is performed. Is 2.5 hours in total. Discharge was measured by discharging at 20 ° C. with a constant current of 200 mA until the voltage reached 3.0V.
本発明による構造は、リチウムイオン電池等の非水系電池にかかわらず、扁平巻回電極体を備える電池であれば十分な効果が得られるので、その用途としては、一次電池、二次電池を問わない。上記実施例ではリチウムイオン電池を作製したが、アルカリ蓄電池、リチウム一次電池等に利用することができる。また、扁平巻回電極体を収容する電池外装体の具体例としては、上記実施例で用いた角型外装缶以外に、ラミネート外装体等が例示できる。 Since the structure according to the present invention can provide a sufficient effect as long as the battery includes a flat wound electrode body regardless of a non-aqueous battery such as a lithium ion battery, the use thereof may be a primary battery or a secondary battery. Absent. Although the lithium ion battery was produced in the said Example, it can utilize for an alkaline storage battery, a lithium primary battery, etc. Moreover, as a specific example of the battery exterior body that accommodates the flat wound electrode body, a laminate exterior body and the like can be exemplified in addition to the square exterior cans used in the above-described embodiments.
1 正極電極
2 正極集電体
3 正極活物質
4 負極電極
5 負極集電体
6 負極活物質
7 セパレータ
8 正極導電タブ
9 負極導電タブ
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