JP2011141997A - Flat-type nonaqueous secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生産性が良好な扁平形非水二次電池に関するものである。 The present invention relates to a flat non-aqueous secondary battery with good productivity.
一般にコイン形電池やボタン形電池と称される扁平形の非水二次電池では、正極と負極とがセパレータを介して対向して構成された電極群と、非水電解液とを、外装ケースと封口ケースと絶縁ガスケットとで形成された空間内に収容した構造を有している(特許文献1など)。 In a flat non-aqueous secondary battery generally referred to as a coin-type battery or a button-type battery, an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are opposed to each other with a separator interposed therebetween, and a non-aqueous electrolyte solution are provided in an outer case. And a structure accommodated in a space formed by a sealing case and an insulating gasket (Patent Document 1, etc.).
前記のような扁平形非水二次電池では、正極および負極に、集電体の片面または両面に正極合剤層や負極剤層を形成し、かつ集電体の一部を、正極合剤層や負極剤層を形成せずに露出させ、これを集電タブとして利用し、各正極および各負極の集電タブを、それぞれ纏めて溶接などし、これらの纏めた集電タブを、端子を兼ねる外装ケースや封口ケースの内面と溶接などして電気的に接続しているものがある。 In the flat non-aqueous secondary battery as described above, a positive electrode mixture layer or a negative electrode agent layer is formed on one or both surfaces of the current collector on the positive electrode and the negative electrode, and a part of the current collector is mixed with the positive electrode mixture. It is exposed without forming a layer or a negative electrode agent layer, and this is used as a current collecting tab. The current collecting tabs of each positive electrode and each negative electrode are welded together, and these collected current collecting tabs are connected to terminals. Some of them are electrically connected by welding or the like to the inner surface of the outer case or the sealing case.
ところで、近年では、扁平形非水二次電池の適用範囲が広がるにつれて、例えば小型化などの要請がある。しかし、扁平形非水二次電池では、小型のものなどのように電池の形状によっては、電池内が非常に狭いことから、電極群に係る纏めた正負極の集電タブと、外装ケースや封口ケースの内面との溶接が困難となり、電池の生産性が損なわれる場合がある。 Incidentally, in recent years, as the application range of flat non-aqueous secondary batteries has expanded, there has been a demand for, for example, downsizing. However, in a flat non-aqueous secondary battery, depending on the shape of the battery, such as a small one, the inside of the battery is very narrow. Welding with the inner surface of the sealing case may be difficult, and battery productivity may be impaired.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性が良好な扁平形非水二次電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide a flat non-aqueous secondary battery with favorable productivity.
前記目的を達成し得た本発明の扁平形非水二次電池は、正極端子を兼ねる正極ケースと負極端子を兼ねる負極ケースとが絶縁ガスケットを介してカシメ封口されて形成された空間内に、複数の正極と複数の負極とがセパレータを介して交互に積層された電極群および非水電解液を有する扁平形非水二次電池であって、前記正極は、本体部と、平面視で、前記本体部から突出した、前記本体部よりも幅の狭い集電タブ部とを有しており、前記正極の本体部には、集電体の片面または両面に正極活物質を含む正極合剤層が形成されており、前記正極の集電タブ部では、前記集電体に正極合剤層が形成されておらず、前記負極は、本体部と、平面視で、前記本体部から突出した、前記本体部よりも幅の狭い集電タブ部とを有しており、前記負極の本体部には、集電体の片面または両面に負極活物質を含む負極剤層が形成されており、前記負極の集電タブ部では、前記集電体に負極剤層が形成されておらず、少なくとも、両側が負極と対向している正極の両面には、熱可塑性樹脂製の微多孔膜からなるセパレータが配置されており、前記2枚のセパレータは、前記正極の本体部全面を覆う主体部と、前記主体部から突出し、前記正極の集電タブ部の、少なくとも本体部との境界部を含む部分を覆う張り出し部とを有しており、かつ前記2枚のセパレータは、その主体部の周縁部の少なくとも一部において、互いに溶着された接合部を有しており、前記電極群は、前記正極の各集電タブ部が纏められて互いに溶接され、電極群における正極ケース側の外面上に折り返されて前記外面に接着し、かつ正極ケースと電気的に接続しており、および/または、前記負極の各集電タブ部が纏められて互いに溶接され、電極群における負極ケース側の外面上に折り返されて前記外面に接着し、かつ負極ケースと電気的に接続していることを特徴とするものである。 In the flat non-aqueous secondary battery of the present invention that can achieve the above object, a positive electrode case that also serves as a positive electrode terminal and a negative electrode case that also serves as a negative electrode terminal are caulked and sealed through an insulating gasket. A flat non-aqueous secondary battery having a non-aqueous electrolyte and an electrode group in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately stacked via separators, the positive electrode in a main body part and in plan view, A positive electrode mixture that includes a positive electrode active material on one or both sides of the current collector, the current collector having a current collecting tab that protrudes from the main body and narrower than the main body. In the current collecting tab portion of the positive electrode, a positive electrode mixture layer is not formed on the current collector, and the negative electrode protrudes from the main body portion in plan view with the main body portion. And a current collecting tab portion narrower than the main body portion, and the book of the negative electrode In the part, a negative electrode agent layer containing a negative electrode active material is formed on one side or both sides of the current collector, and in the current collector tab portion of the negative electrode, the negative electrode agent layer is not formed on the current collector, At least on both sides of the positive electrode facing both sides of the negative electrode, separators made of a microporous film made of a thermoplastic resin are arranged, and the two separators are main portions that cover the entire body of the positive electrode And a projecting portion that protrudes from the main portion and covers at least a portion of the current collecting tab portion of the positive electrode that includes a boundary portion with the main body portion, and the two separators are provided on the main portion. At least a part of the peripheral edge has a welded portion that is welded to each other, and the electrode group is joined together by collecting current collecting tabs of the positive electrode, on the outer surface of the electrode group on the positive electrode case side Folded to adhere to the outer surface, Are electrically connected to the positive electrode case and / or the current collecting tab portions of the negative electrode are collectively welded to each other, folded back onto the outer surface of the electrode group on the negative electrode case side, and adhered to the outer surface. And it is electrically connected with the negative electrode case.
なお、電池業界においては、高さより径の方が大きい扁平形電池をコイン形電池と呼んだり、ボタン形電池と呼んだりしているが、そのコイン形電池とボタン形電池との間に明確な差はなく、本発明の扁平形非水二次電池には、コイン形電池、ボタン形電池のいずれもが含まれる。 In the battery industry, a flat battery with a diameter larger than the height is called a coin-type battery or a button-type battery, but there is a clear gap between the coin-type battery and the button-type battery. There is no difference, and the flat non-aqueous secondary battery of the present invention includes both coin-type batteries and button-type batteries.
本発明によれば、生産性が良好な扁平形非水二次電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a flat non-aqueous secondary battery with good productivity.
図1および図2に、本発明の扁平形非水二次電池の一例を模式的に示す。図1は、扁平形非水二次電池の電池ケース(正極ケース2および負極ケース3)および絶縁ガスケット4部分の断面を表す縦断面図であり、図2は図1の要部を拡大し、更に電極群の部分を断面にしたものである。図1および図2に示すように、扁平形非水二次電池1は、正極5および負極6を、それらの平面が電池の扁平面に略平行(平行を含む)となるように積層した積層型の電極群と、非水電解液(図示しない)とが、正極端子を兼ねる正極ケース(図1および図2では外装ケース)2、負極端子を兼ねる負極ケース(図1および図2では封口ケース)3および絶縁ガスケット4により形成される空間(密閉空間)内に収容されている。負極ケース3は、正極ケース2の開口部に絶縁ガスケット4を介して嵌合しており、正極ケース2の開口端部が内方に締め付けられ、これにより絶縁ガスケット4が負極ケース3に当接することで、正極ケース2の開口部が封口されて電池内部が密閉構造となっている。正極ケース2および負極ケース3は、ステンレス鋼などの金属製であり、絶縁ガスケット4は、ポリプロピレンなどの絶縁性を有する樹脂製である。
1 and 2 schematically show an example of the flat non-aqueous secondary battery of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a cross section of a battery case (a
図3に正極5の平面図を模式的に示しているが、正極5は、本体部5aと、平面視で、本体部5aから突出した、本体部5aよりも幅(図3中上下方向の長さ)の狭い集電タブ部5bとを有している。
FIG. 3 schematically shows a plan view of the
正極5の本体部5aは、集電体(図2中52)の片面または両面に、正極合剤層51が形成されている。そして、正極5の集電タブ部5bは、集電体52表面に正極合剤層が形成されておらず、集電体52が露出している。
As for the main-
また、負極についても、正極5と同様に、本体部と、平面視で、本体部から突出した、本体部よりも幅の狭い集電タブとを有しており、図1や図2に示すように、負極6の本体部6aは、集電体62の片面または両面に、負極剤層61が形成されている。また、負極6の集電タブ部6bは、集電体62表面に負極剤層が形成されておらず、集電体62が露出している。
The negative electrode also has a main body portion and a current collecting tab that protrudes from the main body portion in a plan view and is narrower than the main body portion, as in the
図1および図2に示す電池では、電極群の上下両端が負極6B、6Bとなっており、これらの負極6B、6Bは、集電体62の片面(電池内側の面)にのみ、負極剤層61を有している。一方、電極群の上下両端以外に配置されている負極Aは、集電体62の両面に負極剤層61、61を有している。
In the battery shown in FIG. 1 and FIG. 2, the upper and lower ends of the electrode group are
また、図1および図2に示す電池では、電極群の有する全ての負極6(集電体62の両面に負極剤層61が形成された負極6Aおよび集電体62の片面に負極剤層61が形成された負極6B)に係る集電タブ部6bが纏められており、かつこれらの各集電タブ部6bが互いに溶接された上で、電極群における負極ケース3側の外面上(図1および図2中上側の外面上)に折り返されて、この外面と接着しており、かつ負極ケース3と接合されることなしに直接接することで電気的に接続している。
In the battery shown in FIGS. 1 and 2, all the negative electrodes 6 (the
更に、図1および図2に示す電池では、電極群の有する全ての正極5に係る集電タブ部5bが纏められており、かつこれらの各集電タブ部5bが互いに溶接された上で、電極群における正極ケース2側の外面上(図1および図2中下側の外面上)に折り返されて、この外面と接着しており、かつ正極ケース2と接合されることなしに直接接することで電気的に接続している。
Furthermore, in the battery shown in FIG. 1 and FIG. 2, the current
積層型の電極群を有する通常の扁平形非水二次電池では、正極に係る集電タブ部を纏めて互いに溶接などにより接合し、これを正極ケースの内面(電極群が配置されていない箇所の内面)に溶接したりするなどして電気的に接続し、また、負極に係る集電タブ部を纏めて互いに溶接などにより接合し、これを負極ケースの内面(電極群が配置されていない箇所の内面)に溶接するなどして電気的に接続している。しかしながら、例えば、絶縁ガスケットの開口面積が非常に小さな扁平形電池などでは、正極ケース内や負極ケース内で、集電タブ部との溶接などするための領域を確保することが困難である。 In a normal flat non-aqueous secondary battery having a stacked electrode group, current collecting tab portions related to the positive electrode are joined together by welding or the like, and this is joined to the inner surface of the positive electrode case (where the electrode group is not disposed). Or the like, and the current collecting tab portions related to the negative electrode are joined together by welding or the like, and this is joined to each other by welding or the like, and this is connected to the inner surface of the negative electrode case (no electrode group is disposed) It is electrically connected by welding to the inner surface). However, for example, in a flat battery having a very small opening area of the insulating gasket, it is difficult to secure a region for welding with the current collecting tab portion in the positive electrode case or the negative electrode case.
これに対し、本発明の扁平形非水二次電池では、全ての正極に係る集電タブ部や全ての負極に係る集電タブ部を纏め、これらを電極群の外面上に折り返して正極ケースや負極ケースと接触させることで、正極ケースや負極ケースにおける電極群が配置されている箇所の内面を集電に利用しており、正極ケース内や負極ケース内での、各電極の集電タブ部との溶接のための領域を不要としている。そのため、本発明の電池では、例えば、絶縁ガスケットの開口面積を非常に小さくするなどして、従来の方法では正負極と正極ケースや負極ケースとの接続が困難な形状としても、かかる接続を容易にして、その生産性を高めている。 On the other hand, in the flat non-aqueous secondary battery of the present invention, the current collecting tab portions related to all the positive electrodes and the current collecting tab portions related to all the negative electrodes are collected and folded on the outer surface of the electrode group to form a positive electrode case. Or the negative electrode case, the inner surface of the positive electrode case or the negative electrode case where the electrode group is arranged is used for current collection, and the current collecting tab of each electrode in the positive electrode case or the negative electrode case The area for welding with the part is unnecessary. For this reason, in the battery of the present invention, for example, the opening area of the insulating gasket is made very small, so that the connection between the positive and negative electrodes and the positive electrode case or the negative electrode case is difficult by the conventional method. In this way, the productivity is increased.
なお、前記の通り、本発明の電池では、纏められた全ての正極に係る集電タブ部や纏められた全ての負極に係る集電タブ部は互いに接合している。このように纏め、かつ溶接した集電タブ部を電極群の外面上に折り返す際には、その屈曲部(湾曲部)においては、より内側に位置する集電タブ部は短くて済み、より外側に位置する集電タブ部はより長い必要がある。ところが、正極や負極に係る集電タブ部を纏めて溶接する場合、その作業性の問題から、電極群の外面上に折り返す前に溶接することとなるが、一旦溶接してしまうと、より内側に位置する集電タブ部と、より外側に位置する集電タブ部とで、互いの位置が固定されてしまうことから、屈曲部において、内側に位置する集電タブ部が余って、たわんでしまう。そのため、電極群の外面上に折り返した集電タブ部が、正極ケースや負極ケースへの装填前に元に戻ってしまい、電池の生産性が損なわれてしまう。 As described above, in the battery of the present invention, the current collecting tab portions related to all the collected positive electrodes and the current collecting tab portions related to all the collected negative electrodes are joined to each other. When the collected current collector tab portion is folded back on the outer surface of the electrode group, the bent tab portion (curved portion) requires a shorter current collector tab portion, and the outer side. The current collecting tab part located in the needs to be longer. However, when the current collecting tab portions related to the positive electrode and the negative electrode are welded together, due to the problem of workability, welding is performed before folding back on the outer surface of the electrode group. The current collecting tab portion located on the outer side and the current collecting tab portion located on the outer side are fixed to each other. Therefore, in the bent portion, the current collecting tab portion located on the inner side is excessively bent. End up. For this reason, the current collecting tab portion folded back on the outer surface of the electrode group returns to the original state before being loaded into the positive electrode case or the negative electrode case, and the productivity of the battery is impaired.
そこで、本発明の電池では、纏められた全ての正極に係る集電タブ部、および纏められた全ての負極に係る集電タブ部を、それぞれ互いに溶接した上で、電極群の外面上に折り返した場合には、その外面と集電タブ部とを接着する。これにより、電極群の外面上に折り返した後の集電タブ部の戻りが抑制されることから、電池の生産性を高めることができる。 Therefore, in the battery of the present invention, the current collecting tab portions related to all the collected positive electrodes and the current collecting tab portions related to all the collected negative electrodes are welded to each other and then folded on the outer surface of the electrode group. In such a case, the outer surface and the current collecting tab portion are bonded. Thereby, since the return of the current collection tab part after folding on the outer surface of an electrode group is suppressed, the productivity of a battery can be improved.
図1および図2に示す電池では、電極群の最上部に位置する負極6Bと負極ケース3との間、および電極群の最下部に位置する負極6Bと正極ケースとの間に、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリイミドなどで形成されたテープなどからなる絶縁シール8が配置されている。この絶縁シール8は、主に、電極群の最下部に位置する負極6Bと正極ケース2とを絶縁するためのものであるが、この絶縁シール8には、電極群に係る各構成要素(正極、負極およびセパレータ)の位置ずれを抑えるための結束テープを使用することができ、その場合、図1および図2に示すように電極群の最上部に位置する負極6Bと負極ケース3との間にも絶縁シール8が配置されることになる。
In the battery shown in FIGS. 1 and 2, polyethylene terephthalate (between the
本発明の電池では、電極群に係る正極および負極のうちの少なくとも一方の電極について、全ての集電タブ部が纏められて互いに溶接され、電極群の外面上に折り返されて前記外面に接着し、かつ正極ケースまたは負極ケースに電気的に接続していればよいが、図1および図2に示すように、正極および負極の両者において、前記の態様を有していてもよい。 In the battery of the present invention, for at least one of the positive electrode and the negative electrode of the electrode group, all the current collecting tab portions are gathered together and welded together, folded back on the outer surface of the electrode group, and adhered to the outer surface In addition, as long as it is electrically connected to the positive electrode case or the negative electrode case, both the positive electrode and the negative electrode may have the above-described mode as shown in FIGS.
なお、電極群に係る正極および負極のうちのいずれか一方の電極について、全ての集電タブ部が纏められて互いに溶接され、電極群の外面上に折り返されて前記外面に接着し、かつ正極ケースまたは負極ケースに電気的に接続した態様とする場合、他方の電極については、例えば、下記の(1)または(2)のようにして、電池ケースと電気的に接続することができる。 Note that, for any one of the positive electrode and the negative electrode in the electrode group, all the current collecting tab portions are collected and welded together, folded back on the outer surface of the electrode group, and adhered to the outer surface, and the positive electrode When it is set as the aspect electrically connected to the case or the negative electrode case, the other electrode can be electrically connected to the battery case, for example, as described in (1) or (2) below.
(1)電極群に係る最外部の電極のいずれか一方が他方の電極となるようにし、この最外部における他方の電極を、集電体の片面にのみ電極剤層(正極合剤層または負極剤層)を形成して構成し、集電体の露出面を電極群の外面として、電池ケース(正極ケースまたは負極ケース)と直接接触させて電気的に接続する。なお、電極群に係る最外部に配置された前記他方の電極と、前記他方の電極と極性が同一の他の電極とは、各集電タブ部を纏めて溶接するなどして接合すればよい。 (1) Either one of the outermost electrodes in the electrode group is used as the other electrode, and the other electrode at the outermost portion is provided with an electrode agent layer (positive electrode mixture layer or negative electrode only on one side of the current collector) An agent layer) is formed, and the exposed surface of the current collector is used as the outer surface of the electrode group, and is brought into direct contact with and electrically connected to the battery case (positive electrode case or negative electrode case). The other electrode disposed on the outermost part of the electrode group and the other electrode having the same polarity as the other electrode may be joined together by welding the current collecting tab portions together. .
(2)電極群に係る前記他方の電極について、全ての集電タブ部を纏め、これらを溶接などにより互いに接合することなく、電極群における他方の電極と極性が同一の電池ケース側の外面上に折り返し、前記同一極の電池ケース内面と電気的に接続する。この場合、纏められた集電タブ部は互いに接合していないことから、電極群の外面上に折り返した際に、その屈曲部において、内側に位置する集電タブ部と外側に位置する集電タブ部とで位置ずれが生じる。そのため、前記のような、内側に位置する集電タブ部のたわみを抑えて、電極群の外面上に折り返した後の集電タブ部の戻りを抑制することができる。 (2) For the other electrode of the electrode group, all the current collecting tab portions are gathered, and these are joined to each other by welding or the like, and on the outer surface on the battery case side having the same polarity as the other electrode in the electrode group And is electrically connected to the inner surface of the battery case of the same polarity. In this case, since the collected current collecting tab portions are not joined to each other, when folded on the outer surface of the electrode group, the current collecting tab portions located on the inner side and the current collecting tab portions located on the outer side at the bent portion Misalignment occurs with the tab portion. Therefore, it is possible to suppress the deflection of the current collecting tab portion located on the inside as described above, and to suppress the return of the current collecting tab portion after being folded back on the outer surface of the electrode group.
電極に係る集電タブ部と、電極群の外面との接着は、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)などのホットメルト材を介し、加熱プレスするなどして行うことが、作業性が良好となる点で好ましい。また、前記のホットメルト材以外にも、アクリル樹脂系、シアノアクリレート系、エポキシ系などの接着剤や、アイオノマー樹脂からなる接着剤などの接着剤によって、集電タブ部と電極群の外面とを接着することもできる。 Adhesion between the current collecting tab portion related to the electrode and the outer surface of the electrode group can be performed, for example, by hot pressing through a hot melt material such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA). Is preferable in that it becomes favorable. In addition to the hot melt material described above, the current collecting tab portion and the outer surface of the electrode group are bonded with an adhesive such as an acrylic resin-based, cyanoacrylate-based, epoxy-based adhesive, or an ionomer resin adhesive. It can also be glued.
なお、図1および図2では、正極5の集電タブ5bや負極6の集電タブ部6bの折り返した部分と、電極群の外面にあたる絶縁シール8との間に介在するホットメルト材や接着剤は図示していない。
In FIGS. 1 and 2, hot melt material or adhesive interposed between the folded portion of the
図4に、本発明の電池に係るセパレータの平面図を模式的に示す。なお、図4では、セパレータ7とともに、正極、負極およびセパレータが積層された積層型の電極群とした場合を想定して、セパレータ7の下に配置される正極5を点線で示し、それらの更に下側に配置される負極に係る集電タブ部6bを一点鎖線で示している。また、図4に示す正極5は、電極群において、その両側(両面)が負極と対向するものであり、図4では図示していないが、電極群とした場合、セパレータ7の上側(図中手前方向)には、少なくとも負極が配置される。
FIG. 4 schematically shows a plan view of the separator according to the battery of the present invention. In FIG. 4, assuming the case of a stacked electrode group in which the positive electrode, the negative electrode, and the separator are stacked together with the
図4に示すように、セパレータ7と、正極5(図中点線で表示)を介してその下側(図中奥行き方向)に配置される他のセパレータとは、その周縁部において互いに溶着された接合部7c(図中、格子模様で表示)を有している。すなわち、セパレータ7と、その下側に配置されたセパレータとは、周縁部で互いに溶着されて袋状となっており、その内部に正極5を収容している。
As shown in FIG. 4, the
セパレータ7は、正極5の本体部5a全面を覆う主体部7a(すなわち、正極5の本体部5aよりも平面視での面積が大きな主体部7a)と、主体部7aから突出し、正極5の集電タブ部5bの、本体部5aとの境界部を少なくとも含む部分を覆う張り出し部7bとを有している。そして、セパレータ7の主体部7aの周縁部の少なくとも一部に、正極5の両面に配置された2枚のセパレータ(セパレータ7と、正極5の下側に配置されたセパレータ)同士を互いに溶着した接合部7cを設けている。
The
本発明の扁平形非水二次電池では、前記のように、正極の両面に配置された2枚のセパレータを接合するための接合部を、セパレータの主体部の周縁部に設けるが、セパレータの張り出し部の周縁部(セパレータの張り出し部の周縁部のうち、主体部からの突出方向に沿う部分)にも接合部を設けてもよい。 In the flat non-aqueous secondary battery of the present invention, as described above, the joint for joining the two separators arranged on both sides of the positive electrode is provided on the peripheral edge of the main body of the separator. You may provide a junction part also in the peripheral part of the overhang | projection part (part along the protrusion direction from a main-body part among the peripheral parts of the overhang | projection part of a separator).
接合部7cは、2枚のセパレータの周縁部同士を直接溶着して形成してもよいが、2枚のセパレータの間に熱可塑性樹脂で構成される層を介在させ、この層を介して2枚のセパレータを溶着することにより形成してもよい。ただし、後者の場合、セパレータ間に介在させる層を構成する熱可塑性樹脂の種類と、セパレータを構成する熱可塑性樹脂の種類によっては、接合部の強度が小さくなる場合があるため、セパレータ間に介在させる層は、セパレータを構成する熱可塑性樹脂と同種の樹脂で構成されたものを使用することが好ましい。すなわち、セパレータ同士を直接溶着したり、セパレータを構成する熱可塑性樹脂と同種の樹脂で構成される層を介してセパレータ同士を溶着したりした場合には、接合部の強度がセパレータ自身の強度とほぼ同等となるため、例えば、電池の使用時に振動などによって生じる虞のある接合部での剥離が良好に抑制でき、より信頼性の高い電池とすることができる。 The joining portion 7c may be formed by directly welding the peripheral portions of the two separators, but a layer made of a thermoplastic resin is interposed between the two separators, and 2 You may form by welding the separator of a sheet. However, in the latter case, depending on the type of thermoplastic resin that constitutes the layer interposed between the separators and the type of thermoplastic resin that constitutes the separator, the strength of the joint may be reduced. It is preferable to use the layer made of the same kind of resin as the thermoplastic resin constituting the separator. That is, when the separators are welded directly, or when the separators are welded via a layer composed of the same type of resin as the thermoplastic resin that constitutes the separator, the strength of the joint is determined by the strength of the separator itself. Since they are almost the same, for example, peeling at the joint that may occur due to vibration or the like when the battery is used can be satisfactorily suppressed, and a battery with higher reliability can be obtained.
なお、セパレータの主体部に係る周縁部は、全てが接合部となっていてもよいが、例えば、図4に示すように、周縁部の一部を、セパレータ同士を溶着せずに非溶着部7d、7dとして残してもよい。2枚のセパレータを溶着して袋状とした後に、その中に正極を収容したり、1枚のセパレータの上に正極を配置し、その正極の上に更にセパレータを配置して、セパレータの周縁部を溶着して袋状としたセパレータの中に正極を収容したりした場合、セパレータ内に空気が残留することがある。しかし、このような正極を用いて電池を製造する場合、外装ケースと封口ケースとをかしめる際に、前記の残留空気が、非溶着部7d、7dを通じてセパレータ外へ良好に排出されるため、セパレータ内の残留空気による問題(発電時の反応が不均一になって容量が低下するなどの問題)の発生を防止できる。
In addition, although all the peripheral parts which concern on the main part of a separator may be a junction part, as shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. You may leave as 7d and 7d. After the two separators are welded to form a bag, the positive electrode is accommodated therein, the positive electrode is disposed on one separator, and the separator is further disposed on the positive electrode. When the positive electrode is housed in a separator that is welded to form a bag, air may remain in the separator. However, when manufacturing a battery using such a positive electrode, when the outer case and the sealing case are caulked, the residual air is well discharged outside the separator through the
セパレータの周縁部に非溶着部を設ける場合、電池の生産性の低下を抑える観点から、その個数は1〜5個程度とすることが好ましい。また、セパレータの周縁部に非溶着部を設ける場合、セパレータの主体部に係る非溶着部の外縁の長さが、セパレータの主体部に係る外縁の全長さ(張り出し部を除く外縁の全長さ)の15〜60%程度することが好ましい。すなわち、セパレータの主体部においては、その外縁の全長さのうちの40%以上(好ましくは70%以上)が接合部であることが好ましく、これにより、セパレータ同士の接合強度を良好に確保することができる。 When providing a non-welding part in the peripheral part of a separator, it is preferable that the number shall be about 1-5 from a viewpoint of suppressing the productivity fall of a battery. Moreover, when providing a non-welding part in the peripheral part of a separator, the length of the outer edge of the non-welding part related to the main part of the separator is the total length of the outer edge related to the main part of the separator (the total length of the outer edge excluding the overhanging part). Is preferably about 15 to 60%. That is, in the main part of the separator, it is preferable that 40% or more (preferably 70% or more) of the entire length of the outer edge is a joined part, thereby ensuring good joining strength between the separators. Can do.
2枚のセパレータの周縁部に接合部を形成するとともに、これらのセパレータの間に正極を収容するには、2枚のセパレータ同士を直接溶着して接合部を形成する場合では、例えば、1枚のセパレータ上に正極を重ね、更にその上にセパレータを重ねた後、これらのセパレータの周縁部を溶着する方法が採用できる。また、2枚のセパレータを重ね、これらの周縁部を溶着してセパレータ同士を接合し、その後、これらのセパレータ間に正極を挿入する方法を採用することもできる。 In order to form a joint part at the peripheral part of two separators and to accommodate a positive electrode between these separators, when two separators are directly welded together to form a joint part, for example, one sheet It is possible to employ a method in which the positive electrode is overlaid on the separator, the separator is further overlaid thereon, and then the peripheral portions of these separators are welded. It is also possible to adopt a method in which two separators are stacked, the peripheral portions thereof are welded to join the separators, and then the positive electrode is inserted between these separators.
一方、2枚のセパレータ同士の間にセパレータの構成樹脂と同種の樹脂で構成された層を介在させ、これらを溶着して接合部を形成する場合では、例えば、1枚のセパレータ上の接合部となることが予定される箇所に前記層となるフィルムを置き、かつこのセパレータ上に正極を配置し、更にその上にセパレータを重ねた後、これらのセパレータの周縁部を溶着する方法が採用できる。また、1枚のセパレータ上の接合部となることが予定されている箇所に前記層となるフィルムを置き、このセパレータとフィルムとを予め溶着しておき、その後、このセパレータに正極、セパレータの順に重ねて周縁部を溶着する方法や、2枚のセパレータの間に前記層となるフィルムを介在させて溶着して接合部を形成した後に、これらのセパレータ間に正極を挿入する方法を採用することもできる。 On the other hand, when a layer composed of the same kind of resin as the constituent resin of the separator is interposed between the two separators and these are welded to form a joint, for example, the joint on one separator It is possible to adopt a method in which a film to be the layer is placed at a place where the layer is expected to be placed, a positive electrode is disposed on the separator, and a separator is further stacked thereon, and then the peripheral portions of these separators are welded. . In addition, a film to be the layer is placed in a place where it is planned to become a joint portion on one separator, and the separator and the film are previously welded. Adopting a method of laminating the peripheral portion by overlapping, or a method of inserting a positive electrode between these separators after forming a joined portion by interposing a film serving as the layer between two separators. You can also.
セパレータの周縁部の溶着は、例えば、加熱プレスにより行うことができる。この場合、加熱温度は、セパレータを構成する熱可塑性樹脂の融点よりも高い温度であればよいが、例えば、融点より10〜50℃高い温度で行うことが好ましい。また、加熱プレスの時間については、良好に接合部が形成できれば特に制限はないが、通常は、1〜10秒程度とする。 For example, the peripheral edge of the separator can be welded by a hot press. In this case, the heating temperature may be a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin constituting the separator, but for example, the heating temperature is preferably 10 to 50 ° C. higher than the melting point. Moreover, about the time of a hot press, if a junction part can be formed satisfactorily, there will be no restriction | limiting, However, Usually, it shall be about 1 to 10 second.
図1および図2に示した電池では、電極群に係る上下両端の電極(最外部の2つの電極)がいずれも負極であるが、本発明の電池では、図1や図2に示す態様とは異なり、電極群に係る上下両端の電極(最外部の2つの電極)のうち、一方または両方を正極としてもよい。 In the battery shown in FIG. 1 and FIG. 2, both the upper and lower electrodes (the two outermost electrodes) in the electrode group are negative electrodes. In the battery of the present invention, the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. In contrast, one or both of the upper and lower electrodes (the two outermost electrodes) in the electrode group may be used as a positive electrode.
また、本発明の電池では、少なくとも両側が負極と対向している正極の両面にはセパレータを配置するが、電極群の最外部に配置される正極、すなわち片側(片面)のみが負極と対向している正極については、その両面にセパレータを配置してもよく(更に、これらの2枚のセパレータに接合部を形成してもよい)、負極と対向する面にのみセパレータを配置しても構わない。 Further, in the battery of the present invention, separators are disposed on both surfaces of the positive electrode at least on both sides facing the negative electrode, but only the positive electrode disposed on the outermost part of the electrode group, that is, one side (one surface) is opposed to the negative electrode. With respect to the positive electrode, separators may be disposed on both surfaces thereof (joint portions may be formed on these two separators), or the separator may be disposed only on the surface facing the negative electrode. Absent.
本発明の電池は、そのサイズについては特に制限はないが、例えば、絶縁ガスケットの開口面積が80mm2以下といった非常に小さなサイズの場合に、本発明の効果が特に顕著となる。ただし、絶縁ガスケットの開口面積があまり小さな電池は、それ自体生産が困難となる傾向にあるため、本発明の電池に係る絶縁ガスケットの開口面積は、例えば、15mm2以上であることが好ましい。 The size of the battery of the present invention is not particularly limited. For example, the effect of the present invention is particularly remarkable when the opening area of the insulating gasket is very small such as 80 mm 2 or less. However, since the battery having a very small opening area of the insulating gasket tends to be difficult to produce, the opening area of the insulating gasket according to the battery of the present invention is preferably 15 mm 2 or more, for example.
本発明の電池に係る正極の正極合剤層は、正極活物質、導電助剤、バインダなどを含有する層である。 The positive electrode mixture layer of the positive electrode according to the battery of the present invention is a layer containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder and the like.
本発明の電池に係る正極活物質としては、例えば、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1−yO2、LixCoyM1−yO2、LixNi1−yMyO2、LixMnyNizCo1−y−zO2、LixMn2O4、LixMn2−yMyO4などのリチウム遷移金属複合酸化物などが挙げられる(ただし、前記の各リチウム遷移金属複合酸化物において、Mは、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、AlおよびCrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦1.1、0<y<1.0、2.0≦z≦2.2である。)。これらの正極活物質は1種単独で使用してもよく、2種以上を併用しても構わない。
Examples of the positive electrode active material according to the battery of the present invention include Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co y Ni 1-y O 2 , and Li x Co y M 1-y O 2. lithium transition metal composite such as Li x Ni 1-y M y
また、正極の導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、鱗片状黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、繊維状炭素などが挙げられる。更に、正極のバインダとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンラバーなどが挙げられる。 Moreover, as a conductive support agent of a positive electrode, carbon black, scale-like graphite, ketjen black, acetylene black, fibrous carbon etc. are mentioned, for example. Furthermore, examples of the binder for the positive electrode include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), carboxymethyl cellulose, and styrene butadiene rubber.
正極は、例えば、正極活物質と導電助剤とバインダとを混合して得られる正極合剤を水または有機溶剤に分散させて正極合剤含有ペーストを調製し(この場合、バインダは予め水または溶剤に溶解または分散させておき、それを正極活物質などと混合して正極合剤含有ペーストを調製してもよい)、その正極合剤含有ペーストを金属箔、エキスパンドメタル、平織り金網などからなる集電体の片面または両面に塗布し、乾燥した後、加圧成形することによって正極合剤層を形成して作製される。ただし、正極の作製方法は、前記例示の方法のみに限られることなく、他の方法によってもよい。 For the positive electrode, for example, a positive electrode mixture obtained by mixing a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder is dispersed in water or an organic solvent to prepare a positive electrode mixture-containing paste (in this case, the binder is preliminarily mixed with water or It may be dissolved or dispersed in a solvent and mixed with a positive electrode active material or the like to prepare a positive electrode mixture-containing paste), and the positive electrode mixture-containing paste is made of metal foil, expanded metal, plain weave metal mesh, etc. It is manufactured by forming a positive electrode mixture layer by applying it to one or both sides of a current collector, drying it, and then press-molding it. However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited to the above-described method, and other methods may be used.
正極の組成としては、例えば、正極を構成する正極合剤100質量%中、正極活物質を75〜90質量%、導電助剤を5〜20質量%、バインダを3〜15質量%とすることが好ましい。また、正極合剤層の厚みは、例えば、30〜200μmであることが好ましい。 As a composition of the positive electrode, for example, in 100% by mass of the positive electrode mixture constituting the positive electrode, the positive electrode active material is 75 to 90% by mass, the conductive additive is 5 to 20% by mass, and the binder is 3 to 15% by mass. Is preferred. Moreover, it is preferable that the thickness of a positive mix layer is 30-200 micrometers, for example.
正極の集電体の素材としては、アルミニウムやアルミニウム合金が好ましい。なお、正極の総厚みを小さくし、電池内における正極および負極の積層数を増やすことで正極合剤層と負極剤層との対向面積を大きくして、電池の負荷特性を高める観点からは、集電体には金属箔を使用することが好ましい。また、集電体の厚みは、例えば、8〜20μmであることが好ましい。 The material for the current collector of the positive electrode is preferably aluminum or an aluminum alloy. From the viewpoint of reducing the total thickness of the positive electrode and increasing the number of layers of the positive electrode and the negative electrode in the battery to increase the facing area between the positive electrode mixture layer and the negative electrode agent layer and improving the load characteristics of the battery, It is preferable to use a metal foil for the current collector. Moreover, it is preferable that the thickness of a collector is 8-20 micrometers, for example.
本発明の電池に係る負極としては、活物質に、リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料、チタン酸リチウムなどを有する負極が挙げられる。 Examples of the negative electrode according to the battery of the present invention include a negative electrode having lithium, a lithium alloy, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, lithium titanate, and the like as an active material.
負極活物質に用い得るリチウム合金としては、例えば、リチウム−アルミニウム、リチウム−ガリウムなどのリチウムと可逆的に合金化するリチウム合金が挙げられ、リチウム含有量が、例えば1〜15原子%であることが好ましい。また、負極活物質に用い得る炭素材料としては、例えば、人造黒鉛、天然黒鉛、低結晶性カーボン、コークス、無煙炭などが挙げられる。 Examples of the lithium alloy that can be used for the negative electrode active material include lithium alloys that reversibly alloy with lithium, such as lithium-aluminum and lithium-gallium, and the lithium content is, for example, 1 to 15 atomic%. Is preferred. Examples of the carbon material that can be used for the negative electrode active material include artificial graphite, natural graphite, low crystalline carbon, coke, and anthracite.
負極活物質に用い得るチタン酸リチウムとしては、一般式LixTiyO4で表され、xとyがそれぞれ、0.8≦x≦1.4、1.6≦y≦2.2の化学量論数を持つチタン酸リチウムが好ましく、特にx=1.33、y=1.67の化学量論数を持つチタン酸リチウムが好ましい。前記一般式LixTiyO4で表されるチタン酸リチウムは、例えば、酸化チタンとリチウム化合物とを760〜1100℃で熱処理することによって得ることができる。前記酸化チタンとしては、アナターゼ型、ルチル型のいずれも使用可能であり、リチウム化合物としては、例えば、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酸化リチウムなどが用いられる。 The lithium titanate that can be used for the negative electrode active material is represented by the general formula Li x Ti y O 4 , and x and y are 0.8 ≦ x ≦ 1.4 and 1.6 ≦ y ≦ 2.2, respectively. Lithium titanate having a stoichiometric number is preferable, and lithium titanate having a stoichiometric number of x = 1.33 and y = 1.67 is particularly preferable. The lithium titanate represented by the general formula Li x Ti y O 4 can be obtained, for example, by heat-treating titanium oxide and a lithium compound at 760 to 1100 ° C. As the titanium oxide, either anatase type or rutile type can be used, and examples of the lithium compound include lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium oxide.
負極は、負極活物質がリチウムやリチウム合金の場合は、リチウムやリチウム合金を金属網などの集電体に圧着することで、集電体の表面にリチウムやリチウム合金などからなる負極剤層を形成して得ることができる。他方、負極活物質として炭素材料やチタン酸リチウムを用いる場合は、例えば、負極活物質としての炭素材料やチタン酸リチウムとバインダ、更には必要に応じて導電助剤を混合して得られる負極合剤を水または有機溶剤に分散させて負極合剤含有ペーストを調製し(この場合、バインダは予め水または溶剤に溶解または分散させておき、それを負極活物質などと混合して負極合剤含有ペーストを調製してもよい)、その負極合剤含有ペーストを金属箔、エキスパンドメタル、平織り金網などからなる集電体に塗布し、乾燥した後、加圧成形することによって負極剤層(負極合剤層)を形成して負極を作製することができる。ただし、負極の作製方法は、前記例示の方法のみに限られることなく、他の方法によってもよい。 When the negative electrode active material is lithium or a lithium alloy, the negative electrode is formed by bonding the lithium or lithium alloy to a current collector such as a metal network to form a negative electrode layer made of lithium or lithium alloy on the surface of the current collector. Can be obtained. On the other hand, when a carbon material or lithium titanate is used as the negative electrode active material, for example, a negative electrode composite obtained by mixing a carbon material or lithium titanate with a binder as the negative electrode active material and, if necessary, a conductive additive. The negative electrode mixture-containing paste is prepared by dispersing the agent in water or an organic solvent (in this case, the binder is previously dissolved or dispersed in water or solvent, and mixed with the negative electrode active material or the like to contain the negative electrode mixture) The paste containing the negative electrode mixture may be applied to a current collector made of metal foil, expanded metal, plain weave metal mesh, etc., dried, and then pressed to form a negative electrode layer (negative electrode composite). The negative electrode can be produced by forming an agent layer. However, the manufacturing method of the negative electrode is not limited to the above-described method, and other methods may be used.
なお、負極に係るバインダおよび導電助剤としては、正極に用い得るものとして先に例示した各種バインダおよび導電助剤を用いることができる。 In addition, as a binder and conductive support agent which concern on a negative electrode, the various binders and conductive support agent which were illustrated previously as what can be used for a positive electrode can be used.
負極活物質に炭素材料を用いる場合の負極の組成としては、例えば、負極を構成する負極合剤100質量%中、炭素材料を80〜95質量%、バインダを3〜15質量%とすることが好ましく、また、導電助剤を併用する場合には、導電助剤を5〜20質量%とすることが好ましい。他方、負極活物質にチタン酸リチウムを用いる場合の負極の組成としては、例えば、負極を構成する負極合剤100質量%中、チタン酸リチウムを75〜90質量%、バインダを3〜15質量%とすることが好ましく、また、導電助剤を併用する場合には、導電助剤を5〜20質量%とすることが好ましい。 The composition of the negative electrode when a carbon material is used as the negative electrode active material is, for example, that the carbon material is 80 to 95% by mass and the binder is 3 to 15% by mass in 100% by mass of the negative electrode mixture constituting the negative electrode. Moreover, when using together a conductive support agent, it is preferable that a conductive support agent shall be 5-20 mass%. On the other hand, the composition of the negative electrode when lithium titanate is used as the negative electrode active material is, for example, 75 to 90% by mass of lithium titanate and 3 to 15% by mass of the binder in 100% by mass of the negative electrode mixture constituting the negative electrode. In addition, when a conductive auxiliary is used in combination, the conductive auxiliary is preferably 5 to 20% by mass.
負極における負極剤層(負極合剤層を含む)の厚みは、例えば、40〜200μmであることが好ましい。 The thickness of the negative electrode layer (including the negative electrode mixture layer) in the negative electrode is preferably 40 to 200 μm, for example.
負極の集電体の素材としては、銅や銅合金が好ましい。なお、負極の総厚みを小さくし、電池内における正極および負極の積層数を増やすことで正極合剤層と負極剤層との対向面積を大きくして、電池の負荷特性を高める観点からは、集電体には金属箔を使用することが好ましい。また、集電体の厚みは、例えば、5〜30μmであることが好ましい。 The material for the current collector of the negative electrode is preferably copper or a copper alloy. From the viewpoint of reducing the total thickness of the negative electrode and increasing the number of layers of the positive electrode and negative electrode in the battery to increase the facing area between the positive electrode mixture layer and the negative electrode agent layer, and improving the load characteristics of the battery, It is preferable to use a metal foil for the current collector. Moreover, it is preferable that the thickness of a collector is 5-30 micrometers, for example.
セパレータには、熱可塑性樹脂製の微多孔膜で構成されたものを使用する。セパレータを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィンが好ましく、セパレータ同士を溶着したり、セパレータ間にセパレータの構成樹脂と同種の樹脂を配置して溶着したりする観点からは、その融点、すなわち、JIS K 7121の規定に準じて、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解温度が、100〜180℃のポリオレフィンがより好ましい。 A separator made of a microporous film made of a thermoplastic resin is used. As the thermoplastic resin constituting the separator, for example, polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), ethylene-propylene copolymer, polymethylpentene, and the like are preferable. From the viewpoint of arranging and welding the same type of resin as the constituent resin, the melting point, that is, the melting temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC) in accordance with the provisions of JIS K 7121 is 100. A polyolefin of ˜180 ° C. is more preferable.
セパレータを構成する熱可塑性樹脂製の微多孔膜の形態としては、必要な電池特性が得られるだけのイオン伝導度を有していればどのような形態でもよいが、従来から知られている溶剤抽出法、乾式または湿式延伸法などにより形成された孔を多数有するイオン透過性の微多孔膜(電池のセパレータとして汎用されている微多孔フィルム)が好ましい。 The form of the microporous film made of the thermoplastic resin constituting the separator may be any form as long as it has an ionic conductivity sufficient to obtain the required battery characteristics, but is a conventionally known solvent. An ion-permeable microporous film (a microporous film that is widely used as a battery separator) having a large number of pores formed by an extraction method, a dry method or a wet stretching method is preferable.
セパレータの厚みは、例えば、5〜25μmであることが好ましく、また、空孔率は、例えば、30〜70%であることが好ましい。 The thickness of the separator is preferably, for example, 5 to 25 μm, and the porosity is preferably, for example, 30 to 70%.
前記の正極、負極およびセパレータは、図1や図2に示すように積層して積層型の電極群として使用するが、その際、各正極の集電タブ部が、電極群の平面視で同一方向を向くように配置され、かつ各負極の集電タブ部が、電極群の平面視で同一方向を向くように配置されていることが好ましい。これにより、正極および負極の集電がより容易となる。 The positive electrode, the negative electrode, and the separator are stacked and used as a stacked electrode group as shown in FIG. 1 and FIG. 2, and the current collecting tab portion of each positive electrode is the same in a plan view of the electrode group. It is preferable that the current collecting tabs of the negative electrodes are arranged so as to face in the same direction in the plan view of the electrode group. Thereby, current collection of the positive electrode and the negative electrode becomes easier.
更に、各正極の集電タブ部と、各負極の集電タブ部とは、電極群の平面視で互いに接触しないように配置されていればよいが、これらの接触をより良好に抑制し、かつ電池の生産をより良好にする観点からは、図4に示しているように、各正極の集電タブ部5bと各負極の集電タブ部6bとは、電極群の平面視で互いに対向する位置に配されていることがより好ましい。
Furthermore, the current collecting tab portion of each positive electrode and the current collecting tab portion of each negative electrode only need to be arranged so as not to contact each other in a plan view of the electrode group, but these contacts are better suppressed, And from the viewpoint of making the production of the battery better, as shown in FIG. 4, the current
また、正極、負極およびセパレータを積層して構成した電極群は、前記の通り、その外周を、耐薬品性を有するポリプロピレンなどで構成された結束テープで結束して、各構成要素(セパレータに包まれた正極、および負極)の位置ずれを抑制することが好ましい。 In addition, as described above, the electrode group formed by laminating the positive electrode, the negative electrode, and the separator is bound to the outer periphery with a binding tape made of chemical-resistant polypropylene or the like, and each component (wrapped in the separator). It is preferable to suppress misalignment between the positive electrode and the negative electrode).
電極群に係る正極および負極は、いずれも複数であり、電極の合計層数は、少なくとも4層であるが、それ以上(5層、6層、7層、8層など)とすることも可能である。ただし、正極および負極の積層数をあまり多くすると、扁平状電池としてのメリットが小さくなる虞があることから、通常は、40層以下とすることが好ましい。 There are a plurality of positive electrodes and negative electrodes in the electrode group, and the total number of layers of the electrode is at least 4, but it is also possible to make it more (5 layers, 6 layers, 7 layers, 8 layers, etc.) It is. However, if the number of stacked positive and negative electrodes is increased too much, the merit as a flat battery may be reduced. Therefore, it is usually preferable to have 40 layers or less.
電池に係る非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどの環状炭酸エステル;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネートなどの鎖状炭酸エステル;1,2−ジメトキシエタン、ジグライム(ジエチレングリコールメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシメタン、テトラヒドロフランなどのエーテル;などの有機溶媒に、電解質(リチウム塩)を0.3〜2.0mol/L程度の濃度に溶解させることによって調製した電解液を用いることができる。前記の有機溶媒は、それぞれ1種単独で用いてもよく、2種以上を併用しても構わない。 Examples of non-aqueous electrolytes for batteries include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate; chain carbonate esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate. 1,2-dimethoxyethane, diglyme (diethylene glycol methyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxymethane, tetrahydrofuran, etc. It is possible to use an electrolytic solution prepared by dissolving an electrolyte (lithium salt) in a concentration of about 0.3 to 2.0 mol / L in an organic solvent such as ether; That. The above organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記電解質としては、例えば、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2などのリチウム塩が挙げられる。 Examples of the electrolyte include LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) Lithium salts such as 2 are mentioned.
本発明の扁平形非水二次電池の平面形状には特に制限は無く、従来から知られている扁平形電池の主流である円形の他、角形(四角形)などの多角形状でもよい。なお、本明細書でいう電池の平面形状としての角形などの多角形には、その角が切り落とされた形状や、角を曲線にした形状も包含される。また、正極および負極の本体部の平面形状は、電池の平面形状に応じた形状とすればよく、略円形としたり、長方形や正方形などの四角形などの多角形とすることもできるが、例えば、略円形とする場合には、対極の集電タブ部が配置される箇所に相当する部分は、対極の集電タブ部との接触を防止するために、図3に示すように切り落とした形状としておくことが好ましい。 The planar shape of the flat non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be a polygonal shape such as a square (quadrangle) in addition to the circular shape that is the mainstream of conventionally known flat batteries. In addition, the polygon such as a square as the planar shape of the battery in this specification includes a shape in which the corner is cut off and a shape in which the corner is curved. Moreover, the planar shape of the main body part of the positive electrode and the negative electrode may be a shape corresponding to the planar shape of the battery, and may be a substantially circular shape or a polygon such as a rectangle such as a rectangle or a square. In the case of a substantially circular shape, the portion corresponding to the location where the current collecting tab portion of the counter electrode is disposed is cut off as shown in FIG. 3 in order to prevent contact with the current collecting tab portion of the counter electrode. It is preferable to keep it.
図1や図2では、正極ケースを外装ケースとし、負極ケースを封口ケースとした例を示したが、本発明の電池はこれに限定されず、必要に応じて、負極ケースを外装ケースとし、正極ケースを封口ケースとすることもできる。 In FIG. 1 and FIG. 2, an example in which the positive electrode case is an outer case and the negative electrode case is a sealing case is shown. However, the battery of the present invention is not limited thereto, and if necessary, the negative electrode case is an outer case. The positive electrode case can be a sealing case.
なお、図3に示す形状の正極5枚、前記正極と同様の形状の負極6枚、および図4に示す形状のセパレータを使用し、負極6の各集電タブ部6bを互いに接合せずに電極群の外面上(負極ケース3側の外面上)に折り返し、また、正極5の各集電タブ部5aを互いに溶接し、電極群の外面上(正極ケース2側の外面上)に折り返した上で、絶縁シール8との間にホットメルト材であるEVAを配し、加熱することで、集電タブ部5aと絶縁シール8とを接着する工程を経て、電極群に係る正負極の積層枚数を変更した以外は図1および図2に示す構造と同様の構造で、設計容量が7mAhの扁平形非水二次電池(サイズ:外径10mm、厚さ2.5mm、絶縁ガスケットの開口面積47mm2)を製造したところ、生産性に問題がなく、良好に製造できることが確認できた。
In addition, 5 positive electrodes having the shape shown in FIG. 3, 6 negative electrodes having the same shape as the positive electrode, and a separator having the shape shown in FIG. 4 were used, and the current
本発明の扁平形非水二次電池は、従来から知られている扁平形非水二次電池と同様の用途に適用することができる。 The flat non-aqueous secondary battery of the present invention can be applied to the same use as a conventionally known flat non-aqueous secondary battery.
1 扁平形非水二次電池
2 正極ケース
3 負極ケース
4 絶縁ガスケット
5 正極
5a 正極の本体部
5b 正極の集電タブ部
6 負極
6a 負極の本体部
6b 負極の集電タブ部
7 セパレータ
7a セパレータの主体部
7b セパレータの張り出し部
7c 接合部
8 絶縁シール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flat type non-aqueous
Claims (2)
前記正極は、本体部と、平面視で、前記本体部から突出した、前記本体部よりも幅の狭い集電タブ部とを有しており、前記正極の本体部には、集電体の片面または両面に正極活物質を含む正極合剤層が形成されており、前記正極の集電タブ部では、前記集電体に正極合剤層が形成されておらず、
前記負極は、本体部と、平面視で、前記本体部から突出した、前記本体部よりも幅の狭い集電タブ部とを有しており、前記負極の本体部には、集電体の片面または両面に負極活物質を含む負極剤層が形成されており、前記負極の集電タブ部では、前記集電体に負極剤層が形成されておらず、
少なくとも、両側が負極と対向している正極の両面には、熱可塑性樹脂製の微多孔膜からなるセパレータが配置されており、
前記2枚のセパレータは、前記正極の本体部全面を覆う主体部と、前記主体部から突出し、前記正極の集電タブ部の、少なくとも本体部との境界部を含む部分を覆う張り出し部とを有しており、かつ前記2枚のセパレータは、その主体部の周縁部の少なくとも一部において、互いに溶着された接合部を有しており、
前記電極群は、前記正極の各集電タブ部が纏められて互いに溶接され、電極群における正極ケース側の外面上に折り返されて前記外面に接着し、かつ正極ケースと電気的に接続しており、および/または、前記負極の各集電タブ部が纏められて互いに溶接され、電極群における負極ケース側の外面上に折り返されて前記外面に接着し、かつ負極ケースと電気的に接続していることを特徴とする扁平形非水二次電池。 An electrode in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately stacked via separators in a space formed by caulking and sealing a positive electrode case serving also as a positive electrode terminal and a negative electrode case serving also as a negative electrode terminal A flat non-aqueous secondary battery having a group and a non-aqueous electrolyte,
The positive electrode has a main body portion and a current collecting tab portion that protrudes from the main body portion in a plan view and is narrower than the main body portion. The main body portion of the positive electrode includes a current collector. A positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material is formed on one side or both sides, and in the current collector tab portion of the positive electrode, a positive electrode mixture layer is not formed on the current collector,
The negative electrode has a main body portion and a current collecting tab portion that protrudes from the main body portion in a plan view and is narrower than the main body portion. The main body portion of the negative electrode includes a current collector. A negative electrode agent layer containing a negative electrode active material is formed on one side or both sides, and in the current collector tab portion of the negative electrode, the negative electrode agent layer is not formed on the current collector,
At least a separator made of a microporous film made of a thermoplastic resin is disposed on both sides of the positive electrode facing both sides of the negative electrode,
The two separators include a main body that covers the entire surface of the main body of the positive electrode, and an overhang that protrudes from the main body and covers at least a portion of the current collecting tab of the positive electrode that includes a boundary with the main body. And the two separators have a joint part welded to each other at least at a part of the peripheral part of the main part,
In the electrode group, the current collecting tabs of the positive electrode are gathered and welded together, folded back onto the outer surface of the electrode group on the positive electrode case side, adhered to the outer surface, and electrically connected to the positive electrode case. And / or the current collecting tabs of the negative electrode are gathered and welded together, folded back onto the outer surface of the electrode group on the negative electrode case side, adhered to the outer surface, and electrically connected to the negative electrode case A flat non-aqueous secondary battery characterized by comprising:
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