JP2007172880A - Battery and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a battery and a manufacturing method thereof.
例えば非水電解質二次電池は、正極板、負極板、非水電解液およびセパレータからなる発電要素を電池容器に収容したものである。発電要素の形態としては、積層型、巻回型などがある。これらのうち、比較的容量の大きい電池においては、リード端子が接続された正負の各電極板を互いに接触しないようにセパレータを介しつつ巻芯の外周に巻回してなる巻回型のものが好適に用いられる。 For example, a non-aqueous electrolyte secondary battery is a battery container in which a power generation element composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, a non-aqueous electrolyte, and a separator is accommodated. Examples of the form of the power generation element include a stacked type and a wound type. Among these, in a battery having a relatively large capacity, a winding type battery in which positive and negative electrode plates connected to lead terminals are wound around the outer periphery of the core through a separator so as not to contact each other is preferable. Used for.
巻回型の電池において、正負の電極板にはそれぞれの集電体の両表面に活物質を含有する合剤を塗布することで活物質層が形成され、リード端子は巻回作業中に超音波溶接等の手段を用いて正負の電極板の合材の塗布されていない部分に取り付けられる。この巻回作業を終えて製造された巻回体が電池容器に収容され、非水電解液を含浸させた後に容器を封止することで非水電解二次電池が製造される。 In a winding type battery, an active material layer is formed on the positive and negative electrode plates by applying a mixture containing an active material on both surfaces of each current collector, and the lead terminals are superposed during the winding operation. It is attached to the portion of the positive and negative electrode plates where the composite material is not applied using means such as sonic welding. A wound body manufactured after finishing this winding operation is accommodated in a battery container, and after impregnating with a non-aqueous electrolyte, the container is sealed to manufacture a non-aqueous electrolytic secondary battery.
このような巻回型の発電要素を備える電池として、特許文献1に記載のものなどが知られている。このものの正極板には正極活物質を含有する正極合剤が正極集電体の両面に均一に塗布されることで厚さが均一な正極合剤層が形成されており、負極板には負極活物質を含有する負極合剤が負極集電体の両面に均一に塗布されることで厚さが均一な負極合剤層が形成されている。
上記した電池の正極板と負極板には、それぞれの表面に厚さが均一な合剤層が形成されていることから、巻回作業の際に巻回方向に直交する方向にリード端子接続側がずれてはみだす「巻きずれ」を生じることがあり、この状態で電池容器に収容して、はみだしたリード端子が電池容器の内壁と接触して内部短絡を生じる可能性があった。 Since the positive electrode plate and the negative electrode plate of the battery described above are formed with a mixture layer having a uniform thickness on each surface, the lead terminal connection side is in a direction perpendicular to the winding direction during the winding operation. There is a possibility that a “winding deviation” that protrudes out of the battery container is generated, and the lead terminal that is housed in the battery container in this state and contacts the inner wall of the battery container may cause an internal short circuit.
また、巻きずれを起こすことなく巻回作業を終えた巻回体が電池容器に収容された場合であっても、振動を受けて、正極板と負極板がリード端子が接続されている方向に引っ張られて正極板と負極板との間にずれが生じて正極合剤層と負極合剤層とが対向しない部分が生じ、これによって内部抵抗が増大し、正極板と負極板との接触によって内部短絡を起こす危険性が高くなるという問題があった。 Further, even when the wound body that has finished the winding operation without causing a winding deviation is accommodated in the battery container, the positive electrode plate and the negative electrode plate are in the direction in which the lead terminals are connected, receiving vibration. Pulling causes a gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate, resulting in a portion where the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer do not face each other, thereby increasing the internal resistance, and contact between the positive electrode plate and the negative electrode plate There was a problem that the risk of causing an internal short circuit increased.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、正極板と負極板との巻回作業の際の巻きずれを防止するとともに、電池容器に収容後の巻回体の巻きずれを防止した電池を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and prevents winding deviation during the winding operation of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and winding of the wound body after being accommodated in the battery container. An object is to provide a battery in which deviation is prevented.
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、その一端側に他端側に比べてその厚みが厚くなっている部分(厚肉部)が形成された合剤層を集電体上に有する正極板および負極板を、一方の合剤層の厚肉部に他方の合剤層のうち厚肉部と反対側の部分を対応させて巻回することで巻きずれを防止し内部短絡を防ぐことができるという知見を得た。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention collected a mixture layer in which a portion (thick portion) whose thickness is thicker than that of the other end is formed on one end thereof. Winding is prevented by winding the positive electrode plate and the negative electrode plate on the electric conductor with the thick part of one mixture layer corresponding to the part of the other mixture layer opposite the thick part. And the knowledge that internal short circuit can be prevented was obtained.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、集電体上に活物質を含有する合剤層が形成された正極板と負極板とを、セパレータを挟んで重ねて巻回してなる発電要素を収容した電池において、前記集電体は一対の短辺及び長辺によって囲まれた帯状をなすと共に、一方の短辺側が中心となるように前記長辺方向に沿って巻回され、前記正極板および前記負極板において前記合剤層は、ともに前記巻回軸に平行な断面においてその幅方向の一端側には他端側に比べてその厚みを厚くした厚肉部が形成されており、かつ、前記正極板と前記負極板とは前記厚肉部が互いに反対側に位置するように配されていることを特徴とする電池である。 As a means for achieving the above object, the invention of claim 1 is characterized in that a positive electrode plate and a negative electrode plate each having a mixture layer containing an active material formed on a current collector are overlapped with a separator interposed therebetween. In a battery containing a rotating power generation element, the current collector has a band shape surrounded by a pair of short sides and long sides, and is wound along the long side direction so that one short side is centered. In the positive electrode plate and the negative electrode plate, the mixture layer has a thick portion with a thickness larger than that of the other end on one end side in the width direction in a cross section parallel to the winding axis. The battery is characterized in that the positive electrode plate and the negative electrode plate are formed so that the thick portions are located on opposite sides of each other.
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記正極板および前記負極板において前記合剤層は、ともに前記巻回軸に平行な断面においてその幅方向の他端側から一端側にかけて徐々に厚みを増すことで、前記厚肉部が前記正極板及び負極板の長辺側の端縁部に形成されているところに特徴を有する。 The invention according to claim 2 is the one according to claim 1, wherein in the positive electrode plate and the negative electrode plate, the mixture layer is one end side from the other end side in the width direction in a cross section parallel to the winding axis. By gradually increasing the thickness, the thick portion is formed at the edge portion on the long side of the positive electrode plate and the negative electrode plate.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記正極板の合剤層および前記負極板の合剤層のうち少なくとも一方は、前記巻回軸に平行な断面において前記厚肉部と最も厚みを薄くした薄肉部との厚みの差が5ないし20μmとなるように形成されているところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the one according to the first or second aspect, at least one of the mixture layer of the positive electrode plate and the mixture layer of the negative electrode plate is in a cross section parallel to the winding axis. It is characterized in that the thickness difference between the thick part and the thin part with the smallest thickness is 5 to 20 μm.
請求項4の発明は、一対の短辺及び長辺によって囲まれた帯状をなす集電体上に活物質を含有する合剤層が形成された正極板と負極板とを、セパレータを挟んで、前記集電体の一方の短辺側が中心となるように前記長辺方向に沿って巻回してなる発電要素を収容した電池の製造方法において、前記正極板および前記負極板の前記集電体に前記活物質を含有する合剤を塗布した後、圧力を加えることで、前記巻回軸に平行な断面においてその幅方向の一端側には他端側に比べてその厚みを厚くした厚肉部が形成されるプレス工程を備えていることを特徴とする電池の製造方法である。 According to the invention of claim 4, a positive electrode plate and a negative electrode plate in which a mixture layer containing an active material is formed on a current collector having a band shape surrounded by a pair of short sides and long sides are sandwiched between separators. In the method of manufacturing a battery containing a power generating element wound along the long side direction so that one short side of the current collector is the center, the current collector of the positive electrode plate and the negative electrode plate After applying the mixture containing the active material to the cross section, by applying pressure, in the cross section parallel to the winding axis, one end side in the width direction is thicker than the other end side It is a manufacturing method of the battery characterized by including the press process in which a part is formed.
<請求項1の発明>
請求項1に記載の発明によれば、正極板および負極板において合剤層は、ともに巻回軸に平行な断面においてその幅方向の一端側には他端側に比べてその厚みを厚くした厚肉部が形成されており、かつ、正極板と負極板とは厚肉部が互いに反対側に位置するように配されている。したがって、巻回時には、正極板の合剤層と負極板の合剤層とが互いに位置決めされるから、巻回作業の際にリード端子が接続されている方向に力がかかっても巻きずれが起こり難い。
<Invention of Claim 1>
According to the invention described in claim 1, in the positive electrode plate and the negative electrode plate, the mixture layer is thicker at one end side in the width direction than at the other end side in a cross section parallel to the winding axis. A thick part is formed, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are arranged so that the thick part is located on the opposite side. Therefore, since the mixture layer of the positive electrode plate and the mixture layer of the negative electrode plate are positioned relative to each other at the time of winding, even if a force is applied in the direction in which the lead terminals are connected during the winding operation, the winding is not displaced. It is hard to happen.
また、正極板と負極板が位置決めされて巻回され、巻回後の巻回体の端面が揃っているから、電池容器に収容された後に、振動を受けて正極板と負極板がリード端子が接続されている方向に引っ張られても、正極板と負極板との間にずれが生じ難い。
したがって、本発明によれば、正極板と負極板との巻回作業の際の巻きずれを防止するとともに、電池容器に収容された後の巻回体の巻きずれを防止した電池を提供することができる。
Moreover, since the positive electrode plate and the negative electrode plate are positioned and wound, and the end faces of the wound body after winding are aligned, the positive electrode plate and the negative electrode plate are subjected to vibration after being accommodated in the battery container, and the lead terminals Even if pulled in the direction in which is connected, it is difficult for a displacement to occur between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a battery that prevents the winding displacement during winding operation of the positive electrode plate and the negative electrode plate and prevents the winding body from being unwound after being accommodated in the battery container. Can do.
<請求項2の発明>
請求項2に記載の発明によれば、正極板および負極板において合剤層は、ともに巻回軸に平行な断面においてその幅方向の他端側から一端側にかけて徐々に厚みを増すことで、厚肉部が正極板及び負極板の長辺側の端縁部に形成されているから、万が一、振動などにより正極板と負極板にずれが生じた場合であっても、正極板の合剤層と負極板の合剤層との間隙が大きく開くことがない。したがって、このような場合でも内部短絡を起こすことはない。
<Invention of Claim 2>
According to the invention described in claim 2, in the positive electrode plate and the negative electrode plate, the mixture layer is gradually increased in thickness from the other end side in the width direction to the one end side in a cross section parallel to the winding axis. Since the thick part is formed at the edge of the long side of the positive electrode plate and the negative electrode plate, even if the positive electrode plate and the negative electrode plate are misaligned due to vibration or the like, the mixture of the positive electrode plate The gap between the layer and the mixture layer of the negative electrode plate is not greatly opened. Therefore, even in such a case, an internal short circuit does not occur.
<請求項3の発明>
請求項3に記載の発明によれば、正極板の合剤層および負極板の合剤層の少なくとも一方は、厚肉部と最も薄く形成された薄肉部との厚みの差が5ないし20μmであるから、より好適に巻きずれを防ぐことができる。
<Invention of Claim 3>
According to the invention described in claim 3, at least one of the mixture layer of the positive electrode plate and the mixture layer of the negative electrode plate has a thickness difference of 5 to 20 μm between the thick part and the thinnest part formed most thinly. Therefore, winding slippage can be prevented more suitably.
<請求項4の発明>
請求項4に記載の発明によれば、正極板および負極板の集電体に活物質を含有する合剤を塗布した後、圧力を加えることで、巻回軸に平行な断面においてその幅方向の一端側には他端側に比べてその厚みを厚くした厚肉部が形成されるプレス工程を備えているから、簡易に本発明の電池を製造することができる。
<Invention of Claim 4>
According to invention of Claim 4, after apply | coating the mixture containing an active material to the collector of a positive electrode plate and a negative electrode plate, the width direction is applied in the cross section parallel to a winding axis | shaft by applying a pressure. Since the one end side is provided with a pressing step in which a thick portion having a thickness larger than that of the other end side is formed, the battery of the present invention can be easily manufactured.
<実施形態1>
以下本発明の実施形態について説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
図1には、完成形態の非水電解質二次電池10(以下、電池10と記載する)を破断して示す。この電池10には、円筒状に形成された電池容器11と、その内部に収容される発電要素15とが備えられている。
<Embodiment 1>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 shows a nonaqueous electrolyte secondary battery 10 (hereinafter referred to as a battery 10) in a completed form in a broken state. The
電池容器11は、有底の円筒容器状に形成された金属製の電池容器11と、略円盤状に形成されてこの電池容器11の開放口を封止する金属製のキャップ12とで構成されている。電池容器11内には、渦巻状に構成された発電要素15が、その上下に円盤状の絶縁板13を配した状態で収容されている。そして、この電池容器11の開放口には、キャップ12が封口ガスケット14を介してかしめつけられている。また、電池容器11の内部には、非水電解液が注入されている。
The
非水電解液は非水溶媒に電解質塩を溶解してなり、非水溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、メチルアセテート、ビニレンカーボネートなどの極性溶媒を単独でまたは二種以上混合して使用することができる。 The non-aqueous electrolyte solution is obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent. Use polar solvents such as formamide, dimethylacetamide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, methyl acetate, vinylene carbonate alone or in admixture of two or more. be able to.
非水溶媒に溶解する電解質塩は、LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiCF3CO2、LiCF3(CF3)3、LiCF3(C2F5)3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2CF2CF3)2、LiN(COCF3)2、LiN(COCF2CF3)2、LiPF3(CF2CF3)3等の塩を単独でまたは二種以上混合して使用することができる。 The electrolyte salts that dissolve in the non-aqueous solvent are LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiCF 3 (CF 3 ) 3 , LiCF 3 (C 2 F 5 ) 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiN (COCF 3 ) 2 , LiN (COCF 2 CF 3 ) 2 , LiPF 3 (CF 2 CF 3 ) 3 and the like alone Or a mixture of two or more.
電池容器11内に収容された発電要素15は、正極板20と負極板30とをセパレータ16を挟んで巻回されて構成されている。
セパレータ16としては、織布、不織布、合成樹脂微多孔膜等を用いることができ、特に合成樹脂微多孔膜を好適に用いることができる。なかでも、ポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、またはこれらを複合した微多孔膜等のポリオレフィン系微多孔膜が、厚さ、膜強度、膜抵抗等の面で好適に用いることができる。
The
As the
正極板20は、アルミニウムなどの金属により形成された厚さ10〜20μmの正極集電体21の両面に、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質を含んだ正極合剤層22(後述する)を備えている。正極集電体21は、図3に示すように、帯状をなし、具体的には、10〜20cmの一対の短辺25A,25Bおよび1〜5mの長辺26A,26Bによって囲まれた形状をなしている。長辺26Aを含む所定の帯状領域は、正極合剤層22の形成されていない合剤層未形成部24とされる。この合剤層未形成部24には長辺26Aに交差するように正極リード端子23が約10cm間隔で多数接続されている。この正極リード端子23は巻回後ひとまとめにされ、その先端部は、正極板20から上方へ突出され、正極端子の役割を果たすキャップ12に接続されている。正極リード端子23の材質としては、アルミニウム、ニッケルまたはチタンを等の金属を用いることができる。
The
正極活物質として用いられるリチウムを吸蔵放出する遷移金属酸化物は、組成式LixMO2、LiyM2O4、NaxMO2(ただし、Mは一種類以上の遷移金属、0≦x≦1、0≦y≦2)で表される複合酸化物、トンネル構造または層状構造の金属カルコゲン化物または、金属酸化物を用いることができる。その具体例としては、LiCoO2、LiNiO2、LiNi1/2Mn1/2O2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、LiCoxNi1−xO2、LiMn2O4、Li2Mn2O4、MnO2、FeO2、V2O5、V6O13、TiO2またはTiS2等が挙げられる。 The transition metal oxide that occludes and releases lithium used as the positive electrode active material has a composition formula of Li x MO 2 , Li y M 2 O 4 , and Na x MO 2 (where M is one or more transition metals, 0 ≦ x A composite oxide represented by ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 2), a metal chalcogenide having a tunnel structure or a layered structure, or a metal oxide can be used. Specific examples thereof include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiCo x Ni 1-x O 2 , LiMn 2 O. 4 , Li 2 Mn 2 O 4 , MnO 2 , FeO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 or TiS 2 .
正極合剤層22を形成する正極活物質を含有する組成物(以下、正極合剤組成物という)には、上記した正極活物質以外に導電剤、結着剤等を添加することができる。導電剤としては、無機化合物、有機化合物を用いることができる。無機化合物としては、カーボンブラック、グラファイトなどを用いることができ、有機化合物としては、例えばポリアニリン等の導電性ポリマーを用いることができる。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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、ポリアクリロニトリルなどを単独で、あるいは混合して用いることができる。 In addition to the above-described positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and the like can be added to the composition containing the positive electrode active material that forms the positive electrode mixture layer 22 (hereinafter referred to as the positive electrode mixture composition). As the conductive agent, an inorganic compound or an organic compound can be used. As the inorganic compound, carbon black, graphite and the like can be used, and as the organic compound, for example, a conductive polymer such as polyaniline can be used. As the binder, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, styrene-butadiene rubber, polyacrylonitrile and the like can be used alone or in combination.
負極板30は、銅などの金属により形成された厚さ10ないし20μmの銅箔からなる負極集電体31の両面に、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質を含んだ負極合剤層32(後述する)を備えている。負極集電体31は、帯状をなし、具体的には、10〜20cmの一対の短辺35A,35Bおよび1〜5mの長辺36A,36Bによって囲まれた形状をなしている。長辺36Aを含む所定の帯状領域は、負極合剤層32の形成されていない合剤層未形成部34とされる。この合剤層未形成部34には長辺36Aに交差するように負極リード端子33が約10cm間隔で多数接続されている。この負極リード端子33は巻回後ひとまとめにされ、その先端部は、負極板30から下方へ突出され、負極端子としての役割を果たす電池容器11の底部に接続されている。負極リード端子33の材質としては、銅やニッケルなどの金属を用いることができ、銅箔にニッケルをメッキしたものが好ましい。
The
負極活物質としては、Al、Si、Pb、Sn、Zn、Cd等とリチウムとの合金、LiFe2O3、WO2、MoO2、SiO、CuO等の金属酸化物、グラファイト、カーボン等の炭素質材料、Li5(Li3N)等の窒化リチウム、もしくは金属リチウム、またはこれらの混合物を用いることができる。 Examples of the negative electrode active material include alloys of lithium such as Al, Si, Pb, Sn, Zn, and Cd, metal oxides such as LiFe 2 O 3 , WO 2 , MoO 2 , SiO, and CuO, carbon such as graphite and carbon. A material, lithium nitride such as Li 5 (Li 3 N), metallic lithium, or a mixture thereof can be used.
さて、正極合剤層22は、図2に示すように、正極集電体21上の合剤未形成部24に隣接する他端21A側から一端21B(本発明における長辺側の端縁部に相当)側にかけてその厚みが徐々に厚みを増すように形成されている。正極合剤層22の片側の平均的な厚みは100μm前後であり、正極合剤層22のうち一端21B側の最も厚く形成された厚肉部22Bと他端側21Aの最も薄く形成された薄肉部22Aとの厚みの差は5ないし20μmであるのが好ましい(請求項3に記載の発明)。厚みの差が5μm未満では、巻回時に横ずれを生ずることがあり、20μmを超えるとセパレータ16を挟んで相手となる負極板30と付き合わせる際にずれ易く巻回作業が困難となる。
Now, as shown in FIG. 2, the positive
負極合剤層32は、負極集電体31上の負極リード端子33が接続されている他端31A側から一端31B(本発明における長辺側の端縁部に相当)側にかけてその厚みが徐々に厚みを増すように形成されている。負極合剤層32の片側の平均的な厚みは100μm前後であり、負極合剤層32のうち一端31B側の最も厚く形成された厚肉部32Bと他端31A側の最も薄く形成された薄肉部32Aとの厚みの差は5ないし20μmであるのが好ましい(請求項2に記載の発明)。厚みの差が5μm未満では、巻回時に横ずれを生ずることがあり、20μmを超えるとセパレータ16を挟んで相手となる正極板20とつき合わせる際にずれ易く巻回作業が困難となる。
The thickness of the negative
次に本実施形態の電池10の製造方法について説明する。
まず、それぞれの集電体21,31の両面にそれぞれの活物質などを含有する合剤組成物を塗布して、乾燥し、ロールプレス機により圧延することで合剤層22,32が形成された正極板20および負極板30が製造される。
Next, a method for manufacturing the
First, the mixture layers 22 and 32 are formed by applying a mixture composition containing each active material on both surfaces of each of the
具体的には、合剤組成物の塗布量を変えることで、正極板20および負極板30の集電体21,31上において、他端21A,31A側から一端21B,31B側へ近づくに従い合剤層22,32の厚みが厚くなるように塗布して圧力をかける方法、合剤組成物を塗布する際にはほぼ均等な量の合剤組成物を塗布し、その後に圧力を加えることで、他端21A,31A側から一端21B,31B側へ近づくに従い合剤層22,32の厚みが厚く形成されるプレス工程を経る方法(請求項4の発明)などがあげられる。
これらのうち、簡易に本発明の電池10の電極板20,30を得られることから、上記プレス工程を経る製造方法が好ましい。
Specifically, by changing the coating amount of the mixture composition, the current increases on the
Among these, since the
合剤組成物を塗布する際には、リバースロール方式、ダイレクトロール方式、ブレード方式、ナイフ方式、ディップ方式など、一般的な塗布方式を用いることができるが、塗布量を機械的に制御しやすいことから、ダイノズル方式により行うことが好ましい。 When applying the mixture composition, a general application method such as a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, or a dip method can be used, but the application amount can be easily controlled mechanically. Therefore, it is preferable to carry out by a die nozzle method.
合剤層に圧力をかける際には、ロールの左右の力を変えてロールプレスしてもよいし、ロール間の距離を変えてロールプレスしてもよい。 When pressure is applied to the mixture layer, roll pressing may be performed by changing the left and right forces of the roll, or roll pressing may be performed by changing the distance between the rolls.
次に、上記方法によって得られた正極板20の正極合剤層22の厚肉部22Bに負極板30の負極合剤層32の薄肉部32Aが配されこの正極板20と負極板30とをセパレータ16を挟んで巻回する巻回工程を経て巻回体とされ、発電要素15が製造される。正極板20および負極板30に接続されるリード端子23,33は巻回工程中に超音波溶接等の手段を用いて正負の電極板20,30の合剤未形成部24,34に取り付けられる。
Next, the
次に、巻回工程を終えて製造された発電要素15は電池容器11に収容され、非水電解液を含浸させた後に容器を封止することで本実施形態の電池10が製造される。
Next, the
本実施形態によれば、正極板20の正極合剤層22のうち厚肉部22Bに負極板30の負極合剤層32のうち薄肉部32Aが配され、この正極板20と負極板30とはセパレータ16を挟んで巻回されるから、巻回時には正極板20と負極板30とは互いに位置決めされ、巻回作業の際にリード端子23,33が接続された方向に力がかかってもずれを生じ難い。また、巻回体の端面が揃っているから、電池容器11に収容された後に、振動によって正極板20と負極板30がリード端子22,32が接続されている方向に引っ張られても、正極板20と負極板30との間にずれが生じ難い。万が一、ずれが生じた場合であっても、正極板20の合剤層22と負極板30の合剤層32との間隙が大きく開くことがないから、このような場合でも内部短絡を起こすことはない。これらの結果、本実施形態によれば、巻きずれを防止し、巻回後の振動によって生じ得る内部短絡をも防止する電池10を提供することができる。
According to the present embodiment, the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1)実施形態1においては、正極合剤層および負極合剤層は、集電体上の合剤未形成部に隣接する他端側から一端側にかけてその厚みが徐々に厚みを増すように形成されているが、この形状に限定されず、一端側に他端側よりも厚みを厚くした厚肉部が形成されていればよい。 (1) In Embodiment 1, the thickness of the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer is gradually increased from the other end side adjacent to the unmixed portion on the current collector to the one end side. Although formed, it is not limited to this shape, The thick part which thickened the thickness from the other end side should just be formed in the one end side.
(2)本発明においては、非水電解液のみならず固体電解質を用いてもよく、両者を併用することもできる。固体電解質としては、公知の固体電解質を用いることができ、例えば無機固体電解質、ポリマー固体電解質を用いることができる。また、ゲル状の高分子固体電解質を用いる場合には、ゲルを構成する電解液と、電極板の活物質の細孔中などに含有されている電解液とが異なっていてもよい。また、合成樹脂微多孔膜と高分子固体電解質等を組み合わせて使用することもできる。 (2) In the present invention, not only the nonaqueous electrolytic solution but also a solid electrolyte may be used, or both may be used in combination. As the solid electrolyte, a known solid electrolyte can be used. For example, an inorganic solid electrolyte or a polymer solid electrolyte can be used. When a gel polymer solid electrolyte is used, the electrolyte constituting the gel may be different from the electrolyte contained in the pores of the active material of the electrode plate. A synthetic resin microporous membrane and a polymer solid electrolyte can also be used in combination.
(3)実施形態1においては円柱形の電池容器を使用したが、電池容器は長円形や袋形のものであってもよいし素材も金属ラミネート樹脂フィルムなどであってもよい。 (3) Although a cylindrical battery container is used in Embodiment 1, the battery container may be oval or bag-shaped, and the material may be a metal laminate resin film.
(4)集電体の大きさやリード端子の接続位置などは実施形態1に記載されているものに限定されず、例えば、集電体の短辺に平行な所定領域に合剤層未形成部を設け短辺に交差するようにリード端子を設けたものであってもよい。 (4) The size of the current collector, the connection position of the lead terminal, and the like are not limited to those described in the first embodiment. For example, the mixture layer non-formed portion is formed in a predetermined region parallel to the short side of the current collector. The lead terminal may be provided so as to cross the short side.
10…電池
20…正極板
21…正極集電体
21A…他端
21B…一端
22…正極合剤層
22B…厚肉部
23…正極リード端子
24…合剤層未形成部
30…負極板
31…負極集電体
31A…他端
31B…一端
32…負極合剤層
32B…厚肉部
33…負極リード端子
34…合剤層未形成部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記集電体は一対の短辺及び長辺によって囲まれた帯状をなすと共に、一方の短辺側が中心となるように前記長辺方向に沿って巻回され、
前記正極板および前記負極板において前記合剤層は、ともに前記巻回軸に平行な断面においてその幅方向の一端側には他端側に比べてその厚みを厚くした厚肉部が形成されており、かつ、前記正極板と前記負極板とは前記厚肉部が互いに反対側に位置するように配されていることを特徴とする電池。 In a battery containing a power generation element formed by stacking and winding a positive electrode plate and a negative electrode plate on which a mixture layer containing an active material is formed on a current collector with a separator interposed therebetween,
The current collector has a belt shape surrounded by a pair of short sides and long sides, and is wound along the long side direction so that one short side is the center,
In the positive electrode plate and the negative electrode plate, the mixture layer is formed with a thick portion having a thickness larger than that of the other end side on one end side in the width direction in a cross section parallel to the winding axis. And the positive electrode plate and the negative electrode plate are arranged so that the thick portions are positioned on opposite sides of each other.
前記正極板および前記負極板の前記集電体に前記活物質を含有する合剤を塗布した後、圧力を加えることで、前記巻回軸に平行な断面においてその幅方向の一端側には他端側に比べてその厚みを厚くした厚肉部が形成されるプレス工程を備えていることを特徴とする電池の製造方法。 A positive electrode plate and a negative electrode plate in which a mixture layer containing an active material is formed on a current collector having a band shape surrounded by a pair of short sides and a long side, with a separator interposed therebetween, one of the current collectors In the manufacturing method of the battery containing the power generation element wound along the long side direction so that the short side of the
After applying a mixture containing the active material to the current collectors of the positive electrode plate and the negative electrode plate, pressure is applied to the other end of the cross section parallel to the winding axis on one end side in the width direction. A method for manufacturing a battery, comprising a pressing step in which a thick portion having a thickness larger than that of an end side is formed.
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