JP2008159530A - Wound type battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極シートと負極シートとセパレータを積層して捲回した捲回体を有する捲回型電池に関する。本明細書にいう電池には、充電と放電を繰り返すことのできる二次電池やキャパシタが含まれる。 The present invention relates to a wound battery having a wound body in which a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator are laminated and wound. The batteries referred to in this specification include secondary batteries and capacitors that can be repeatedly charged and discharged.
捲回型電池は、捲回体の正極シートと負極シートの夫々に端子が接続されている。捲回体が電気を発生する部品(或いは蓄電する部品)である。夫々の端子は、捲回体から電気を外部へ供給するための部品である。本明細書では、正極シートと負極シートを電極シートと総称する場合がある。
捲回型電池では、夫々の電極シートと端子の間の電気抵抗(電池の内部抵抗)は小さい方が好ましい。特許文献1に、電極シートと端子の間の電気抵抗を低減する技術が開示されている。
特許文献1に開示されている捲回型電池は、捲回体の端面に沿って径方向に拡がる中間集電体を備える。なお、中間集電体は端子の一部を形成している。中間集電体は、捲回体の端面で一方の電極シートと溶接されている。捲回体の端面は、電極シートの縁部が集まって形成されている。従って、電極シートは、その縁部がほぼ全長に亘って中間集電体と接触する。電極シートの縁部がほぼ全周に亘って中間集電体と接触することで、電極シートと中間集電体(即ち端子)の接触面積を大きくしている。これにより、電極シートと中間集電体(即ち端子)の間の電気抵抗の低減を図っている。
In the wound battery, terminals are connected to each of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet of the wound body. The winding body is a component that generates electricity (or a component that stores electricity). Each terminal is a component for supplying electricity from the wound body to the outside. In this specification, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet may be collectively referred to as an electrode sheet.
In the wound battery, it is preferable that the electric resistance (internal resistance of the battery) between each electrode sheet and the terminal is small. Patent Document 1 discloses a technique for reducing electrical resistance between an electrode sheet and a terminal.
The wound battery disclosed in Patent Document 1 includes an intermediate current collector that extends in the radial direction along the end face of the wound body. The intermediate current collector forms a part of the terminal. The intermediate current collector is welded to one electrode sheet at the end face of the wound body. The end surface of the wound body is formed by gathering the edges of the electrode sheet. Therefore, the edge of the electrode sheet is in contact with the intermediate current collector over almost the entire length. The contact area between the electrode sheet and the intermediate current collector (that is, the terminal) is increased by contacting the edge of the electrode sheet with the intermediate current collector over substantially the entire circumference. Thereby, reduction of the electrical resistance between an electrode sheet and an intermediate electrical power collector (namely, terminal) is aimed at.
前述した通り、電極シートと端子の間の電気抵抗は小さい方が好ましい。本発明は、捲回体の端面で電極シートと端子を接触させる従来の捲回型電池よりも電気抵抗をより一層低減した捲回型電池を提供するものである。 As described above, the electrical resistance between the electrode sheet and the terminal is preferably small. The present invention provides a wound battery having a further reduced electric resistance as compared with a conventional wound battery in which an electrode sheet and a terminal are brought into contact with each other at the end face of the wound body.
本発明の捲回型電池は、正極シートと負極シートとセパレータを積層して捲回した捲回体と、捲回体の一方の端部で捲回体の側面と端面に接触する端子を備える。捲回体の側面は端子によってかしめられており、捲回体の端面は端子に溶接されている。
上記の捲回型電池では、正極シートと負極シートのいずれか一方の電極シートと端子が、電極シートの縁部(即ち捲回体の端面)だけでなくその側面で接触する。そして電極シートと端子は、単に接しているだけでなく、かしめと溶接によって、相互に強固に連結される。電極シートと端子の接触面積を従来の捲回型電池よりも大きくするとともに、両者を強固に結び付けることによって、捲回体と端子の間の電気抵抗(電池の内部抵抗)を低減することができる。
なお、ここでいう「捲回体の端部」とは、捲回体の軸方向の端部を意味する。また、「捲回体の端部」とは、捲回体の軸方向の最外部である端面と、その端面に連続する捲回体側面のうち端面に近い部分を合わせた部分をいう。
A wound battery according to the present invention includes a wound body obtained by laminating a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator, and a terminal that contacts a side surface and an end surface of the wound body at one end of the wound body. . The side surface of the winding body is crimped by a terminal, and the end surface of the winding body is welded to the terminal.
In the wound battery, the electrode sheet and the terminal of either the positive electrode sheet or the negative electrode sheet are in contact with not only the edge of the electrode sheet (that is, the end surface of the wound body) but also the side surface thereof. The electrode sheet and the terminal are not only in contact with each other but are firmly connected to each other by caulking and welding. The contact area between the electrode sheet and the terminal is made larger than that of the conventional wound battery, and the electric resistance (battery internal resistance) between the wound body and the terminal can be reduced by firmly linking the both. .
The “end portion of the wound body” here means an end portion of the wound body in the axial direction. In addition, the “end portion of the wound body” refers to a portion obtained by combining an end surface that is the outermost portion in the axial direction of the wound body and a portion close to the end surface of the side surface of the wound body that is continuous with the end surface.
本発明の捲回型電池は、さらに次の技術的特長を備えることが好ましい。正極シートと負極シートとセパレータは巻芯に捲回されている。正極シートと負極シートのいずれか一方の電極シートは、前記端部でセパレータと他方の電極シートより捲回体の軸方向に長く伸びている延長部を備えている。その延長部が端子と巻芯の間でかしめられている。
一方の電極シートが上記した延長部を有する場合、捲回体の一方の端部では、延長部のみが捲回体の径方向に重なっている。この延長部をかしめることで、重なった延長部を密着させることができる。重なった延長部を密着させるとともに、その延長部が形成する捲回体端部と端子の密着度を高めることができる。一方の電極シートの延長部と端子の間の電気抵抗を一層低減することができる。
さらに、端子と巻芯の間で延長部をかしめることによって、延長部(即ち捲回体)を端子と巻芯の間で強固に固定することができる。端子と巻芯と捲回体を相互にずれ難くすることができる。
The wound battery of the present invention preferably further comprises the following technical features. The positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator are wound around a winding core. Either one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet includes a separator and an extended portion that extends longer in the axial direction of the wound body than the other electrode sheet. The extension is caulked between the terminal and the core.
When one electrode sheet has the above-described extension portion, only the extension portion overlaps in the radial direction of the winding body at one end portion of the winding body. By caulking the extension, the overlapping extension can be brought into close contact with each other. While making the extended extension part contact | adhere, the contact | adherence degree of the winding body end part and terminal which the extension part forms can be raised. The electrical resistance between the extension part of one electrode sheet and the terminal can be further reduced.
Further, by caulking the extension between the terminal and the core, the extension (that is, the wound body) can be firmly fixed between the terminal and the core. The terminal, the winding core, and the wound body can be made difficult to shift from each other.
正極シートと負極シートの表面には、活物質が塗布されていることが多い。本発明の捲回型電池は、延長部には活物質が塗布されていないことが好ましい。活物質が塗布されていない延長部をかしめることによって、捲回体を強固に固定することができる。 An active material is often applied to the surfaces of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. In the wound battery of the present invention, it is preferable that no active material is applied to the extension portion. The wound body can be firmly fixed by caulking the extension part to which the active material is not applied.
本発明の捲回型電池はさらに、巻芯の側面に窪みが設けられており、延長部が端子と窪みの間でかしめられていることが好ましい。これによって、捲回体を一層強固に固定することができる。 In the wound battery of the present invention, it is preferable that a recess is provided on the side surface of the core, and the extension is caulked between the terminal and the recess. Thereby, the wound body can be more firmly fixed.
本発明の捲回型電池はさらに、電極シートの延長部に、捲回体の軸方向に伸びるスリットが設けられていることが好ましい。スリットを設けることによって、延長部をかしめたときに延長部が波打つことを防止できる。これによって、かしめられた延長部の直径を小さくすることができる。端子の捲回体の径方向のサイズ(即ち、捲回型電池の端部の直径)が大きくなることを防止できる。 In the wound battery of the present invention, it is preferable that a slit extending in the axial direction of the wound body is further provided in the extension portion of the electrode sheet. By providing the slit, it is possible to prevent the extension portion from wavy when the extension portion is caulked. As a result, the diameter of the caulked extension can be reduced. It is possible to prevent an increase in the radial size of the winding body of the terminal (that is, the diameter of the end of the wound battery).
捲回型電池では、捲回体は電解液に浸されることが多い。その場合、捲回されたセパレータは電解液に一様に浸されることが好ましい。そこで、本発明の捲回型電池は、正極シートと負極シートの少なくとも一方の電極シートに孔が設けられていることが好ましい。電極シートに孔を設けることによって、電解液を捲回体の径方向に沿って移動しやすくすることができる。電極シートに設けた孔によって、電解液を捲回体に一様に拡がらせることができる。別言すれば、捲回体内における電解液の局所的な乾きを防止することができる。 In a wound battery, the wound body is often immersed in an electrolytic solution. In that case, it is preferable that the wound separator is uniformly immersed in the electrolytic solution. Therefore, in the wound battery of the present invention, it is preferable that a hole is provided in at least one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. By providing a hole in the electrode sheet, the electrolyte can be easily moved along the radial direction of the wound body. Through the holes provided in the electrode sheet, the electrolyte can be uniformly spread on the wound body. In other words, local drying of the electrolyte solution in the wound body can be prevented.
本発明の捲回型電池はさらに、巻芯の側面に孔が設けられていることが好ましい。特に、巻芯は中空状であり、その巻芯の側面に多数の孔が設けられていることが好ましい。巻芯の側面に設けられた孔によって、電解液を捲回体の軸方向に一様に拡がらせることができる。さらに捲芯を中空状に形成することによって、その中空部に電解液を蓄えることができる。中空部に蓄えられた電解液は、捲芯の側面に設けられた孔によって捲回体内へ拡散する。これによって、捲回体内で電解液が局所的に乾くことを防止できる。 In the wound battery of the present invention, it is preferable that a hole is provided on the side surface of the core. In particular, it is preferable that the core is hollow and a large number of holes are provided on the side surface of the core. The electrolyte solution can be spread uniformly in the axial direction of the wound body by the holes provided in the side surface of the winding core. Furthermore, the electrolytic solution can be stored in the hollow portion by forming the core in a hollow shape. The electrolyte stored in the hollow portion diffuses into the wound body through the holes provided in the side surface of the core. This can prevent the electrolyte from drying locally in the wound body.
本発明によれば、正極シートと負極シートとセパレータを積層して捲回した捲回体と端子の間の電気抵抗を低減した捲回型電池を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the winding type battery which reduced the electrical resistance between the winding body which wound the positive electrode sheet | seat, the negative electrode sheet | seat, and the laminated body and the terminal is realizable.
<第1実施例> 本発明に係る第1実施例の捲回型電池について説明する。図1は、第1実施例の捲回型電池100の模式的断面図である。捲回型電池100は、ニッケル水素電池である。この電池は、充電と放電を繰り返すことができる。
捲回型電池100は、捲回体10、巻芯30、正極端子40、負極端子50、絶縁樹脂部材60、及びケース70を備える。捲回体10は、正極シート、第1セパレータ、負極シート、第2セパレータをこの順序で積層して巻芯30に捲回したものである。捲回体10の詳細な構造については後述する。
捲回体10の一方の端部10aには、正極端子40が固定されている。捲回体10の正極端子40側の端部を正極側端部10aと称する。正極端子40は、正極側端部10aで捲回体10の端面と側面に接している。後述するように、捲回体10の端面は、正極端子40に溶接されている。捲回体10の側面は、正極端子40によってかしめられている。捲回体10の他方の端部10bには、負極端子50が固定されている。捲回体10の負極端子50側の端部を負極側端部10bと称する。負極端子50は、負極側端部10bで捲回体10の側面と端面に接している。正極端子40と負極端子50は共に導電性の物質(例えばアルミニウムを主成分とする金属あるいは銅を主成分とする金属)で形成されている。
捲回体10は、円筒状のケース70に収納されている。ケース70は、一方の端部が閉じられており、他方の端部が開放している円筒状に形成されている。捲回体10は、ケース70の中で電解液(不図示)に浸されている。円筒状のケース70は導電性の物質(例えばアルミニウム)で形成されている。
負極端子50がケース70の底面と接している。負極端子50とケース70はともに導電性の物質で形成されているので、ケース70を介して負極端子と外部を電気的に接続することができる。
正極端子40とケース70の間は絶縁樹脂部材60で封止されている。絶縁樹脂部材60によって、ケース70の内部に電解液が封止される。
正極端子40はその一部が外部に露出している。正極端子40と負極端子50によって、捲回体10が発生する電気を外部へ供給することができる。また、正極端子40と負極端子50によって、捲回体10に蓄電するための電気を外部から供給することができる。
First Example A wound battery according to a first example of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
The
A
The
The
A space between the
A part of the
図2に、捲回体10の断面図を示す。図2には、捲回体10とともに、正極端子40、負極端子50、及び捲芯30が図示されている。なお、図2には、捲芯30の中心線から左半分の断面のみを示している。
捲回体10は、正極シート12、第1セパレータ16、負極シート14、及び第2セパレータ18がこの順序で積層されて巻芯30に捲回されて形成されている。なお、図2では、捲回体10の外周付近と内周付近の一部のみ、正極シート12等を図示しており、外周付近と内周付近の間は正極シート12等の図示を省略している。図2において「・・・」は、正極シート12等の図示を省略していることを表している。
正極シート12の表面の一部には、活物質20が塗布されている。負極シート14の表面の一部には、活物質22が塗布されている。活物質20、22には、例えば、Ni系酸化物のものや炭素系のものなどの物質が利用される。活物質20と活物質22は、同じ物質である場合もあれば、異なる物質である場合もある。
第1セパレータ16と第2セパレータ18は、例えばポリエチレンの多孔シートや、ポリエチレンの多孔シートの両面にポリプロピレンの多孔シートを形成した3層構造のシートなどが用いられる。第1セパレータ16と第2セパレータ18は、夫々その両側に位置する正極シート12と負極シート14を絶縁する役割を果たす。以下では、第1セパレータ16と第2セパレータ18を総称してセパレータ16等と称する場合がある。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
The
An
As the
正極シート12の捲回体10の軸方向(図2の上下方向であり、捲芯30の軸方向と換言することもできる)に沿った長さを正極シート12の幅と称する。負極シート14、セパレータ16等についても同様に捲回体10の軸方向に沿った長さを幅と称する。
正極シート12、負極シート14の幅は夫々L1、L2である。セパレータ16等の幅はL4である。
正極シート12と負極シート14は、捲回体10の軸方向に所定の距離だけ相互にずらして積層されている。別言すれば、正極シート12と負極シート14は、捲芯30の径方向から見て長さL4だけオーバーラップするように積層されている。正極シート12と負極シート14がオーバーラップしているL4の長さの間で、セパレータ16等が積層されている。換言すれば、正極シート12は、捲回体10の正極側端部10a側で負極シート14、第1セパレータ16、及び第2セパレータ18よりも捲回体10の軸方向に長く伸びる部分を有している。この部分を正極シート12の延長部12bと称する。正極シート12の延長部以外を正極シート12の主部12aと称する。図2では、正極シート12のうち、幅L4に相当する部分が主部12aであり、幅L3に相当する部分が延長部12bである。
同様に、負極シート14は、捲回体10の負極側端部10b側で正極シート12、セパレータ16等よりも捲回体10の軸方向に長く伸びる部分を有している。この部分を負極シート14の延長部14bと称する。負極シート14の延長部以外を負極シート14の主部14aと称する。図2では、負極シート14のうち、幅L4に相当する部分が主部14aであり、幅L5に相当する部分が延長部14bである。
図2に示す通り、正極シート12の主部12aの表面に活物質20が塗布されている。正極シート12の延長部12bには活物質が塗布されていない。負極シート14の主部14aの表面に活物質22が塗布されている。負極シート14の延長部14bには活物質が塗布されていない。
The length along the axial direction of the
The widths of the
The
Similarly, the
As shown in FIG. 2, the
図2に示す通り、捲回されている正極シート12の延長部12bが、捲芯30と正極端子40の間で固定されている。より詳しくは、延長部12bは、正極端子40の外周部と捲芯30の間で固定されている。捲回されている正極シート12の延長部12bは、正極端子40によって、捲芯30の径方向にかしめられて固定されている。
捲回体10の正極側端部10aでは、正極シート12の延長部12bだけが捲回されている。従って、捲回体10の正極側端部10aでは、積層された延長部12bのみが正極端子40の外周部と捲芯30の間でかしめられている。
また、前述したように、正極端子40は、捲回体10の正極側端部10aの端面と接触している。捲回体10の正極側端部10aの端面は、正極シート12の正極端子40側の縁部12cが捲回されて形成している面である。即ち、正極端子40は、捲回体10の端面で正極シート12の縁部12cと接触するとともに、捲回体10の端部10aの側面で正極シート12の延長部12bの表面と面接触する。
正極端子40と捲回体10の連結状態は、次のように表現できる。捲回体10の正極側端部10aでは、正極シート12のみが捲回されている(より詳しくは正極シート12の延長部12bのみが捲回されている)。正極端子40は、捲回体10の正極側端部10aの端面と側面で正極シート12と接触している。この構造により、正極端子40と正極シート12の接触面積を大きくしている。これによって、捲回体10の正極シート12と正極端子40の間の抵抗(捲回型電池100の内部抵抗の一部)を低減することに成功している。また、捲回体10を捲芯30と正極端子40の間でかしめ止めすることによって、捲回体10、捲芯30、及び正極端子40を相互に強固に固定することができる。
なお、正極シート12の縁部12cと正極端子40は溶接されている。また、かしめ止めは、通電かしめ法と呼ばれる方法で行われている。
正極シート12の縁部12cと正極端子40が溶接されているとともに、正極シート12の端部側面(延長部12bの側面)が正極端子40によってかしめられていることによって、正極シート12と正極端子40の間の電気抵抗を低減している。
また、延長部12bには活物質が塗布されていないので、延長部12bの表面同士を密着させてかしめることができる。これによっても、正極シート12と正極端子40の間の電気抵抗を低減している。さらに、活物質が塗布された延長部をかしめる場合よりも強固に延長部12bをかしめ止めすることができる。
As shown in FIG. 2, the
At the positive electrode
Further, as described above, the
The connection state of the
The
The
Moreover, since the active material is not apply | coated to the
捲回体10の負極側端部10bでは、捲回体10と負極端子50が正極側端部10aと同様の構造で固定されている。捲回体10の負極側端部10bと負極端子50の連結構造は次の様に表現することができる。
捲回体10の負極側端部10bでは、負極シート14のみが捲回されている(より詳しくは負極シート14の延長部14bのみが捲回されている)。負極端子50は、捲回体10の負極側端部10bの端面と側面で負極シート14と接触している。なお、捲回体10の負極側端部10bの端面は、負極シート14の負極端子50側の縁部14cが捲回されて形成している面である。この構造により、捲回型電池100では、負極端子50と負極シート14の接触面積を大きくしている。これによって、捲回体10の負極シート14と負極端子50の間の抵抗(捲回型電池100の内部抵抗の一部)を低減することに成功している。
さらに、捲回体10を正極端子40と負極端子50によって捲芯30にかしめ止めすることによって、捲回体10を捲芯30に一層強固に固定することができる。
At the negative electrode
At the negative electrode
Furthermore, the winding
<第2実施例> 次に、本発明に係る第2実施例の捲回型電池について説明する。この実施例の捲回型電池は、正極シート、負極シート、及び捲芯が孔を備える点が第1実施例の捲回型電池と異なる。その他の部品は第1実施例の捲回型電池100と同じである。従って、本実施例の捲回電池の模式的断面は図1に同じである。
図3に、本実施例の捲回型電池の捲回体110と捲芯130の断面図を示す。図3では、図2に示す部品と同じ部品の一部については符号を省略している。符号が省略された部品は、図2において対応する部品と同じ構造の部品である。
本実施例の捲回型電池では、正極シート112の主部112aの両端付近に活物質20の未塗布領域が形成されている。この未塗布領域は、幅L4の主部112aのうち、幅L6と幅L7に相当する部分である。主部112aの未塗布領域に複数の孔113が設けられている。複数の孔113は、捲回方向に沿って略等間隔に設けられている。複数の孔113は、捲回体110の径方向から見てセパレータ16等に重なる位置に設けられている。
負極シート114の主部114aの両端付近に活物質22の未塗布領域が形成されている。この未塗布領域は、幅L4の主部114aのうち、幅L6と幅L7に相当する部分である。主部114aの未塗布領域に複数の孔115が設けられている。複数の孔115は、捲回方向に沿って略等間隔に設けられている。複数の孔115は、捲回体110の径方向から見てセパレータ16等に重なる位置に設けられている。
また、捲芯130は中空の円柱形状であり、その側面に複数の孔131が設けられている。
Second Example Next, a wound battery according to a second example of the present invention will be described. The wound type battery of this example is different from the wound type battery of the first example in that the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the wound core have holes. Other components are the same as those of the
In FIG. 3, sectional drawing of the winding
In the wound battery of this example, the uncoated region of the
An uncoated region of the
Further, the
捲回体110は、ケースの内部で電解液に浸されている。即ち、活物質20、22、及びセパレータ16等は、電解液を含浸している。活物質20、22、セパレータ16等の電解液が乾いてしまうと、電池の性能が低下してしまう。捲回型電池を使用すると、捲回型電池が発熱する。捲回型電池の内部では、発熱量に局所的なばらつきが生じる場合がある。そのため、電解液の蒸発等により電池の内部で電解液の密度の粗密が生じる。捲回体110の内部で局所的に電解液が乾いた領域が生じ得る。電解液が乾いた領域を生じると電池の性能が低下してしまう。孔113、115、及び131を設けることによって、電解液が捲回体110の径方向に移動しやすくなり、電解液が捲回体110の内部で一様に拡がり易くなる。これにより、捲回体110の内部で電解液が局所的に乾いてしまう可能性を低減できる。特に、正極シート112の孔113は、捲回体110の径方向から見てセパレータ16等に重なる位置に設けられている。同様に、負極シート114の孔115は、捲回体110の径方向から見てセパレータ16等に重なる位置に設けられている。これにより、孔113、又は115を通過した電解液は直ちにセパレータ16等に接する。セパレータ16等に接した電解液は、セパレータ16等の毛細管現象によってセパレータ全体に拡がる。孔113、115を捲回体110の径方向から見てセパレータ16等に重なる位置に設けることで、電解液を拡がり易くすることができる。
また、捲芯130を中空にすることで、電池の製造時に捲芯130の中空部に電解液を蓄えることができる。捲芯130の中空部に蓄えられた電解液は、孔113、115、及び131を通って捲回体110の全域に拡がることができる。これによっても捲回体110の内部で電解液が局所的に乾いてしまうことを防止できる。
捲回体110の正極側端部110aの端面には正極端子40が接しており、負極側端部110bの端面には負極端子50が接している。従って、電解液は捲回体110の正極側端部110a或いは負極側端部110bでは径方向に移動することができない。しかしながら、電解液は孔113、115、及び131を通じて径方向に移動することが可能となる。捲回体110の夫々の端面に端子が接している捲回型電池では、孔113、115、及び131を設けることが特に有効である。
The
Moreover, by making the core 130 hollow, the electrolyte solution can be stored in the hollow portion of the core 130 at the time of manufacturing the battery. The electrolyte stored in the hollow portion of the core 130 can spread through the
The
孔113、115、及び131の効果を検証する実験を行った。実験のために3種の試験体を用意した。3種の試験体は全て、18650と呼ばれる規格サイズ(直径18mm(最大径18.3mm程度)、長さ65mm)に作成した円筒型電池(捲回型電池)である。3種の試験体は全て、捲回体と端子が、捲回体の端部の端面と側面で接触している。捲回体の端部の端面と端子は溶接されている。捲回体の端部の側面は端子によってかしめられている。第1試験体は、正極シート、負極シート、及び捲芯のいずれにも孔を設けていない。第2試験体は、正極シートと負極シートの夫々に、4mm間隔で直径2mmの孔(図3の孔113と115に相当する孔)を設けた。第3試験体は、第2試験体と同様の孔を設けた上に、捲芯の表面にメッシュ状の多数の孔(図3の孔131に相当する孔)を設けた。夫々の試験体について、雰囲気温度60℃にて1クーロンの充放電を1000サイクル繰り返す試験を行った。100サイクルごとの試験体の容量の変化を図4に示す。図4のグラフは、100サイクルごとの試験体の容量を、初回の充放電後の容量を100%としたときのパーセンテージで示している。
図4に示す通り、1000サイクル後の容量は第1試験体が66%であるのに対して、第2試験体と第3試験体は夫々74%と78%である。換言すれば、充放電を1000サイクル繰り返すと第1試験体は容量が34%低下するのに対して、第2試験体と第3試験体では夫々26%と22%の低下に抑えられている。正極シート、負極シートに孔を設けることで、さらに捲芯に孔を設けることで、捲回型電池の性能劣化を低減できることが実証された。
Experiments were conducted to verify the effects of the
As shown in FIG. 4, the capacity after 1000 cycles is 66% for the first specimen and 74% and 78% for the second specimen and the third specimen, respectively. In other words, when charging and discharging are repeated 1000 cycles, the capacity of the first test body is reduced by 34%, whereas the second test body and the third test body are suppressed to 26% and 22%, respectively. . It has been demonstrated that by providing a hole in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, and further providing a hole in the core, the performance deterioration of the wound battery can be reduced.
上記実施例の変形例を説明する。
第1の変形例を図5に基づいて説明する。図5は、第1変形例の捲回型電池の捲回体210の模式的な部分斜視図である。図5には、仮想線(2点鎖線)で正極端子40を示してある。なお、図5では、捲回体210の最外層が正極シート212である。また、捲回体210の正極側端部210aは、正極シート212の延長部212bのみが捲回されて形成されている。
この変形例では、捲回されている正極シート212の延長部212bに複数のスリット213が設けられている。夫々のスリット213は、捲回体210の軸方向に長く伸びている。スリット213の端部は延長部212bの縁部に達している。延長部212bに複数のスリット213を設けることによって、正極端子40の外周部と捲芯30の間で捲回体210をかしめ止めするときに延長部212bが波打つことを防止できる。即ち、かしめられた延長部212bの直径を小さくすることができる。これにより、正極端子40の径方向のサイズ(即ち、捲回型電池の正極端子側の端部付近の直径)が大きくなることを防止できる。負極シートについても同様にその延長部にスリットを設けることが好ましい。
A modification of the above embodiment will be described.
A first modification will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic partial perspective view of the
In this modification, a plurality of
第2の変形例を図6に基づいて説明する。図6は、第2変形例の捲回型電池の捲回体310の模式的な部分断面図である。この変形例では、捲芯330の側面に窪み332が設けられている。捲回体310の正極側端部310a(正極側端部310aは、正極シートの延長部で形成されている)が、正極端子340の外周部と窪み332の間でかしめられている。なお、正極端子340の外周部には、窪み342が設けられている。捲回体310の正極側端部310aは、正極端子340の外周部の窪み342と捲芯330の窪み332の間でかしめられている。この構造によれば、捲回体310を一層強固に捲芯330へ固定することができる。
A second modification will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of a
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and has technical utility by achieving one of the purposes.
10:捲回体
12:正極シート
14:負極シート
16、18:セパレータ
20、22:活物質
30:捲芯
40:正極端子
50:負極端子
60:絶縁樹脂部材
70:ケース
100:捲回型電池
10: Winding body 12: Positive electrode sheet 14:
Claims (7)
捲回体の一方の端部で側面と端面に接触する端子と、を備えており、
捲回体の前記側面は端子によってかしめられており、捲回体の前記端面は端子に溶接されていることを特徴とする捲回型電池。 A wound body obtained by laminating and winding a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator;
A terminal that contacts the side surface and the end surface at one end of the wound body,
The wound battery according to claim 1, wherein the side surface of the wound body is crimped by a terminal, and the end surface of the wound body is welded to the terminal.
正極シートと負極シートのいずれか一方の電極シートは、前記端部でセパレータと他方の電極シートより捲回体の軸方向に長く伸びている延長部を備えており、
前記延長部が、端子と巻芯の間でかしめられていることを特徴とする請求項1に記載の捲回型電池。 The positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator are wound around the core,
Either one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is provided with an extension that extends longer in the axial direction of the winding body than the separator and the other electrode sheet at the end,
The wound battery according to claim 1, wherein the extension portion is caulked between the terminal and the core.
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