JP2011175749A - 電池,およびその電池を使用した車両,電池搭載機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性を向上させた積層タイプのセパレータを使用しつつ,テープによる固定を使用しないでその端部が固定されている電池,およびその電池を使用した車両,電池搭載機器を提供すること。
【解決手段】本発明の電池は,正極板11と負極板13と第1セパレータ14と第2セパレータ12とを捲回してなる電極捲回体10を,電解液とともに容器に封入してなる電池であって,第1セパレータ14は,樹脂層と耐熱層とが積層されてなるものであり,樹脂層が捲回の外面側となるように捲回されており,第1セパレータ14の捲回最終端部が,正極板11,負極板13の捲回最終端部よりも余分に電極捲回体に巻き付けられており,その先端が内向きに折り返された折り返し部31とされており,折り返し部31の樹脂層が,第1セパレータ14における一周前の部分の外面に溶着されているものである。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の電池は,正極板11と負極板13と第1セパレータ14と第2セパレータ12とを捲回してなる電極捲回体10を,電解液とともに容器に封入してなる電池であって,第1セパレータ14は,樹脂層と耐熱層とが積層されてなるものであり,樹脂層が捲回の外面側となるように捲回されており,第1セパレータ14の捲回最終端部が,正極板11,負極板13の捲回最終端部よりも余分に電極捲回体に巻き付けられており,その先端が内向きに折り返された折り返し部31とされており,折り返し部31の樹脂層が,第1セパレータ14における一周前の部分の外面に溶着されているものである。
【選択図】図2
Description
本発明は,例えば非水電解液電池等の捲回型の電池と,その電池を使用した車両及び電池搭載機器に関する。さらに詳細には,正負の電極板の間に挿入されるセパレータとして,樹脂層と耐熱層とが積層されているものが使用されている電池,およびその電池を使用した車両,電池搭載機器に関するものである。
例えばリチウムイオン二次電池などには,正負の電極板とセパレータとを重ねて捲回した電極捲回体を,電解液とともにケースに封入したものがある。通常,電極捲回体をケースに封入する前には,その捲回が弛まないように,最外周のセパレータをその端部で固定する。その固定方法としては,テープ止めによるもの(例えば,特許文献1参照。)や溶着によるもの(例えば,特許文献2参照。)等が多く用いられている。
また,このような二次電池に用いられるセパレータとしては,従来,電気絶縁性を有するとともに,電解液を適切に通過させることのできる樹脂製の多孔質シートが多く用いられている。これに対して,そのような多孔質シートに,より耐熱性の高い物質の層を積層することにより,耐熱性を向上させたセパレータも開示されている(例えば,特許文献3参照。)。
しかしながら,前記した従来の技術には,以下のような問題点があった。例えば,上記特許文献3に記載されている耐熱性を向上させたセパレータを用いた場合には,上記特許文献2で開示されているように単純に溶着することはできない。これは,積層されている耐熱性の高い物質が,通常の溶着温度では溶融状態とならないからである。耐熱性の高い物質までも溶融させるほどの高温での溶着とすることは,電極捲回体に悪影響を与えるおそれがあるため好ましくない。
その一方で,上記特許文献1に記載されているようなテープ止めによる固定では,テープとして,長期的に使用しても劣化しにくいものであり,かつ,粘着材が耐電解液性を有するものを選択する必要がある。そのため,テープの分だけ材料コストが高くなる。さらに,テープの分だけ捲回体全体としての厚みが大きいものとなる。また,そのため,耐熱性を向上させたセパレータを用いても,テープを使用しないで固定したいという要望があった。
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,耐熱性を向上させた積層タイプのセパレータを使用しつつ,テープによる固定を使用しないでその端部が固定されている電池,およびその電池を使用した車両,電池搭載機器を提供することにある。
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池は,正極板と負極板と第1セパレータと第2セパレータとを,正極板の外面側であって負極板の内面側に第1セパレータもしくは第2セパレータが位置し,負極板の外面側であって正極板の内面側に第1セパレータおよび第2セパレータのうち残りの方が位置するように捲回してなる電極捲回体を,電解液とともに容器に封入してなる電池であって,第1セパレータは,樹脂層と耐熱層とが積層されてなるものであり,樹脂層が捲回の外面側となるように捲回されており,第1セパレータの捲回最終端部が,正極板,負極板の捲回最終端部よりも余分に電極捲回体に巻き付けられており,その先端が内向きに折り返された折り返し部とされており,折り返し部の樹脂層が,第1セパレータにおける一周前の部分の外面に溶着されているものである。
本発明の電池によれば,電極捲回体に含まれている第1セパレータが樹脂層と耐熱層とが積層されてなるものであるので,従来の樹脂製のものに比較してその耐熱性は高い。そして,その第1セパレータは,樹脂層が捲回の外面側となるように捲回され,その捲回最終端部の先端が内向きに折り返されている。すなわち,樹脂層側を外側にして折り返されているので,折り返し部では樹脂層が内面側を向いている。さらに,第1セパレータにおける一周前の部分の外面は樹脂層であり,この箇所において折り返し部と溶着されているので,捲回最終端部を確実に固定することができる。従って,耐熱性を向上させた積層タイプのセパレータを使用しつつ,テープによる固定を使用しないでその端部を固定できるものとなっている。
本発明ではさらに,電極捲回体は,正極板,負極板,第1セパレータ,および第2セパレータのうち第1セパレータを最も外周よりに配置して捲回されたものであり,折り返し部の折り返し幅が,1mmより大きく電極捲回体の外周1周分以下の範囲内の長さであることが望ましい。
このようなものであれば,電極捲回体の巻き終わりでは,その最外周が第1セパレータである。1mmより大きく折り返せば,確実に溶着することができる。一方,電極捲回体の外周1周分以上に大きく折り返しても意味はない。
このようなものであれば,電極捲回体の巻き終わりでは,その最外周が第1セパレータである。1mmより大きく折り返せば,確実に溶着することができる。一方,電極捲回体の外周1周分以上に大きく折り返しても意味はない。
本発明ではまた,電極捲回体は,正極板,負極板,第1セパレータ,および第2セパレータのうち第1セパレータ以外のものを最も外周よりに配置して捲回されたものであり,第1セパレータの捲回最終端部が,正極板,負極板,および第2セパレータの捲回最終端部よりも1周分以上余分に電極捲回体に巻き付けられており,折り返し部の折り返し幅が,1mmより大きく電極捲回体の外周1周分以下の範囲内の長さであるものであってもよい。
このようにすれば,捲回の最外周が第1セパレータでなくても,確実に固定することができる。
このようにすれば,捲回の最外周が第1セパレータでなくても,確実に固定することができる。
さらに本発明は,電力の供給を受けて車輪を回転駆動するモータと,モータに電力を供給する電源部とを有し,電源部に,請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の電池が含まれている車両にも及ぶ。
さらに本発明は,電力の供給を受けて動作する動作部と,動作部に電力を供給する電源部とを有し,電源部に,請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の電池が含まれている電池搭載機器にも及ぶ。
本発明の電池,およびその電池を使用した車両,電池搭載機器によれば,耐熱性を向上させた積層タイプのセパレータを使用しつつ,テープによる固定を使用しないでその端部を固定することができる。
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,耐熱層を有するセパレータを含む電極捲回体を封入したリチウムイオン二次電池である。
本形態の二次電池1は,図1に示すように,金属製の電池ケース2の内部に電極捲回体10と電解液3とを封入したものである。電極捲回体10は,図2に示すように,4枚のシートを重ねて捲回したものである。その重ね順は,内周側から順に正極板11,第2セパレータ12,負極板13,第1セパレータ14である。なお,本形態では,2枚のセパレータのうち,重ね順にかかわらず,後述する溶着の対象となるものを第1セパレータ,それ以外のものを第2セパレータと呼んでいる。
電極捲回体10では,上記の重ね順で捲回されているので,図1や図2中の正極板11の内周側にはさらにこれらの重なりが存在している。つまり,正極板11の内周側に前の周回の第1セパレータ14が配置されることになる。すなわち本形態では,最外周以外の第1セパレータ14は,負極板13の外面側であり正極板11の内面側に位置する。また,第2セパレータ12は,正極板11の外面側であり負極板13の内面側に位置する。さらに,これらの各シートは,図3に拡大して示すように,それぞれ複数の層からなる積層体である。
まず,正極板11は,図3に示すように,アルミ箔による正極芯材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による正極合剤22を塗布したものである。正極活物質としては,例えば,ニッケル酸リチウム(LiNiO2),マンガン酸リチウム(LiMnO2),コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物が用いられる。
また,負極板13は,図3に示すように,銅箔による負極芯材24の両面に,リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質による負極合剤25を塗布したものである。負極活物質としては,例えば,非晶質炭素,難黒鉛化炭素,易黒鉛化炭素,黒鉛等の炭素系物質が用いられる。
セパレータ12,14は,図3に示すように,樹脂層27の片面に耐熱層28が積層された積層フィルムである。樹脂層27は,適切な電気絶縁性,機械的強度,イオン透過度を有する樹脂製の多孔膜である。樹脂層27としては,例えば,PP(ポリプロピレン)/PE(ポリエチレン)/PPの複合材料からなる,いわゆるシャットダウン機能を有するものが好適に用いられる。また,耐熱層28は,電気絶縁性と耐熱性とを兼ね備えた材質であり,例えばセラミックス等が適している。本形態の耐熱層28は,無機フィラーと結着材とを含む層である。耐熱層28の耐熱性は,樹脂層27と比較して,非常に高い。つまり,耐熱層28は,ある程度高温におかれても溶融変形されにくいため,絶縁性不良の原因とはなりにくいものである。
なお,本形態では,第2セパレータ12と第1セパレータ14とは,ともに同じ材質のものを表裏反対に配置して用いている。すなわち,第2セパレータ12は,捲回の内周側(図3中で下側)に樹脂層27,外周側(同上側)に耐熱層28となるように配置されている。一方,第1セパレータ14は,捲回の内周側(同下側)に耐熱層28,外周側(同上側)に樹脂層27となるように配置されている。このことと先に述べた各セパレータや各電極板の重ね順とから,図3に示すように,2枚のセパレータ12,14はいずれも,樹脂層27を正極板11に,耐熱層28を負極板13に向けて配置されていることになる。
また,電解液3は,有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば,プロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC),ジメチルカーボネート(DMC),メチルエチルカーボネート(MEC)等のエステル系溶媒や,エステル系溶媒にγ−ブチラクトン(γ−BL),ジエトキシエタン(DEE)等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また,電解質である塩としては,過塩素酸リチウム(LiClO4)やホウフッ化リチウム(LiBF4),六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)などのリチウム塩を用いることができる。
本形態の電極捲回体10では,図2と図4とに示すように,捲回の最終周回において,第1セパレータ14は他のシートより少し余分に巻き付けられて,その最終端が内向きに折り返されている。これにより,第1セパレータ14の最終端部14Aに折り返し部31が形成され,同じ第1セパレータ14のうち1周前の箇所(前周回部14B)の上に重ねられている。
さらに,図4と図5に示すように,折り返し部31の端部32を含む範囲に,溶着箇所33が形成されている。溶着箇所33は,前周回部14Bの図5中で上面の樹脂層27の一部と折り返し部31の同図中で下面側に配置された樹脂層27の一部とが溶け合って,溶着された箇所である。
第1セパレータ14は,上記のように捲回の外周側が樹脂層27であるので,先端部が内向きに折り返されることによって,その折り返し部31では樹脂層27が内周側に向いている。また,1周前の前周回部14Bは外周側が樹脂層27であるので,折り返し部31では樹脂層27同士が対向している。そして,これらの間で溶着されることによって,第1セパレータ14の最終端部14Aが固定されている。従って,捲回が弛むおそれはない。
折り返し部31の形状としては,例えば,図4に示すように,第1セパレータ14の端部全体を折り返し幅xの位置で折り返した長方形形状のものとすることができる。このようにすると,図6〜図8に破線の斜線で示すように,長方形形状の折り返し部31が形成され,最終端部14Aと前周回部14Bとの間に配置されることになる。この場合には,折り返し部31の折り返し幅xは以下の式1の範囲内であることが好ましい。
1mm ≦ x ≦ 群最外周1周長さ …(式1)
ここで,群最外周1周長さとは,電極捲回体10の外周の長さである。すなわち,電極捲回体10の外周を1巻きする長さより大きく折り返しても意味はなく,セパレータの無駄となる。
1mm ≦ x ≦ 群最外周1周長さ …(式1)
ここで,群最外周1周長さとは,電極捲回体10の外周の長さである。すなわち,電極捲回体10の外周を1巻きする長さより大きく折り返しても意味はなく,セパレータの無駄となる。
この形状の折り返し部31に対して,例えば図6〜図8に示すように,溶着処理を行う。これらの図では,折り返し部31の範囲を破線の斜線で示している。そして,熱溶着用の端子を用いて,端部32を跨ぐように接触しつつ移動させ,帯状に溶着処理を行った。その結果,各図中に太線で囲んで示すように,溶着箇所33が形成されている。なお,各図で太線の破線で囲んで示したのは,熱溶着端子が接触するけれども対向する樹脂層27が無いため,溶着されるわけではない非溶着範囲34である。すなわち,図6〜図8に示した例で,熱溶着端子の接触範囲35,36,37は,溶着箇所33と非溶着範囲34とを含む範囲である。
熱溶着端子の当て方により,溶着箇所33は,種々の形状のものとすることができる。例えば図6に示した例は,端部32を跨いで熱溶着端子を当て,端部32に沿って図中上下方向に移動させたものである。この場合には,接触範囲35の幅y1は,0.5mm以上とすることが好ましい。また,長さz1も,0.5mm以上とすることが好ましい。また,長さ方向に,複数に分割して形成されたものでもよいが,長さの合計が少なくとも0.5mm以上となるようにするとよい。なお通常,この幅y1は,熱溶着端子の端子幅に相当する。
また,図7に示したのは,端部32を横切るように,2箇所に形成した接触範囲36,36である。この場合には,接触範囲36の幅y2は,0.3mm以上とすることが好ましい。長さz2は1mm以上で群最外周1周長さ以下とすることが好ましい。なお,図示のように2箇所以上に形成してもよい。また,図8に示したのは,端部32に対して斜めに2箇所に形成した接触範囲37,37である。このようにしても同様の効果が得られる。
なお,熱溶着端子の移動方向や接触範囲はこれらの例に限るものではないが,少なくとも折り返し部31の端部32を含むことが望ましい。また,これらの例を複数種組み合わせたものとしてもよい。いずれの場合においても,実際に溶着されるのは,折り返し部31の範囲内である溶着箇所33のみであり,各接触範囲が,折り返し部31の範囲外にあまり大きくはみ出すことは好ましくない。また,端部32を含んで折り返し部31側へ少なくとも0.3mm程度入り込んだ位置まで溶着されていると,固定が確実なものとなるので好ましい。
なお,図4では省略しているが,1周前の前周回部14Bと最終端部14Aとの間には,正極板11,第2セパレータ12,負極板13が積層されている。ただし,それらの最終端は,いずれも溶着箇所33よりは捲回の内周側にあり,溶着箇所33においては最終端部14Aと前周回部14Bとの間にこれらは存在しない。
次に,折り返し部となる箇所の別の形状の例を図9に示す。この例は,第1セパレータ14の角部を斜めに折り返す例であり,この図で斜線で示した範囲を折り返すことにより折り返し部41とすることができる。この場合も折り返し幅x2は,上記の式1を満たす範囲内とすることが望ましい。また,図中で縦方向の折り返し長さx3は,第1セパレータ14の図中で縦方向の幅以下であればよい。
この形状の折り返し部41の場合でも,図10〜図12に示すように,折り返し部41の端部42を含むように,熱溶着端子を接触させればよい。例えば,図10に示すように,端部42に沿って熱溶着端子を接触しつつ移動させた接触範囲45としてもよい。あるいは,図11に示すように,端部42に直角に熱溶着端子を接触させた接触範囲46としてもよい。またあるいは,図12に示すように,端部42に交差するように熱溶着端子を接触させた接触範囲47としてもよい。いずれの例のようにしても,折り返し部41の端部42を含んだ溶着箇所33を形成することができ,電極捲回体が弛むことを確実に防止できる。
発明者らは,このように溶着することによって適切に電極捲回体を形成できることを実験によって確かめた。実施例1では,図6に示したように折り返し部31を形成し,接触範囲35に沿って熱溶着端子を接触させた。実施例2では,図10に示した形状の折り返し部41を形成し,接触範囲45のように熱溶着端子を接触させた。また,比較例として,折り返し部を形成せずセパレータの端部に沿って熱溶着端子を接触させて,溶着を試みた。そして,各実施例1,2および比較例において,セパレータの端部を適正に固定でき,適切に電極捲回体とすることができるかどうかを検証した。
実施例1,実施例2,比較例のいずれにも,各シートとして,以下の大きさのものを用いた。なお,厚みはいずれも全厚で示している。
正極板 ; 長さ500mm,幅56mm,厚み0.15mm
負極板 ; 長さ550mm,幅58mm,厚み0.15mm
セパレータ ; 長さ700mm,幅60mm,厚み0.02mm
セパレータは,基材に樹脂層(PE)を用い,その片面に耐熱層(アルミナ+バインダー)を積層した2層構成のものとした。
正極板 ; 長さ500mm,幅56mm,厚み0.15mm
負極板 ; 長さ550mm,幅58mm,厚み0.15mm
セパレータ ; 長さ700mm,幅60mm,厚み0.02mm
セパレータは,基材に樹脂層(PE)を用い,その片面に耐熱層(アルミナ+バインダー)を積層した2層構成のものとした。
実施例1では,折り返し幅x=5mmで,図6に示した形状の折り返し部31を形成した。さらに,2mm幅の熱溶着端子を用いて,端子温度150℃とし,折り返し部31の端部32に沿って接触しつつ移動させた。この方法で10個作製した。
実施例2では,折り返し幅x2=5mm,x3=5mmとして,図10に示した折り返し部41を形成した。さらに,2mm幅の熱溶着端子を用いて端子温度150℃とし,両側の折り返し部41の端部42に沿ってそれぞれ,接触しつつ移動させた。この方法によって10個作製した。
比較例1では,捲回後,端部を折り返すことなく,端部に沿って熱溶着端子を接触しつつ移動させた。熱溶着端子は,実施例1,2と同様に2mm幅のものを用い,端子温度150℃とした。10個のものに同様に試みた。
この結果,実施例1の10個と実施例2の10個は,いずれも適切に電極捲回体が形成された。すなわち,いずれの形状に折り返し部を形成しても,適切に溶着できることが確認できた。一方,比較例では,適切に溶着されたものは1つもなく,良好な電極捲回体を形成することはできなかった。
なお,図2に示した捲回の順序は一例であり,これとは異なる順序に重ねて捲回することももちろん可能である。例えば,最も内周側に負極板13を配置し,内周側から外周側へ負極板13,第2セパレータ12,正極板11,第1セパレータ14の順に配置してもよい。第2セパレータ12および第1セパレータ14の表裏の向きは図3に示したものと同様にすればよい。このようなものでは,第2セパレータ12および第1セパレータ14の耐熱層28は,いずれも正極板11に対向していることになる。この場合でも,図6〜図8や図10〜図12等の例と同様に,第1セパレータ14の端部に折り返し部31を形成し,その箇所に溶着箇所33を形成することにより,適切に電極捲回体を形成することができる。
あるいは,両方のセパレータの表裏を同じ向きに配置することもできる。すなわち,第1セパレータ14も第2セパレータ12もともに,外周側に樹脂層27,内周側に耐熱層28の配置とするのである。負極板13と正極板11との配置はどちらを内周側としてもよい。このようなものでも同様に,第1セパレータ14の端部に折り返し部31を形成し,溶着することができる。
また,これまではいずれも,第1セパレータ14のみを折り返すものとして説明した。しかし,第1セパレータ14と第2セパレータ12とを重ねたまま,2枚とも折り返すことも可能である。セパレータは比較的薄いものであり,重ねた状態でも容易に折り返すことができる。例えば,図13や図14に示すように,最外周に配置されている第1セパレータ14の最終端部14Aと第2セパレータ12の最終端部12Aとを重ねたまま折り返した折り返し部48,49としてもよい。このようにすれば,第2セパレータ12の最終端部12Aをも固定することができる。第2セパレータ12は,直接溶着されているわけではないが,折り返し部48,49の内部に挟み込まれることにより,容易に弛むことはない。
図13に示した例では,第1セパレータ14と第2セパレータ12とはいずれも,外周側に樹脂層27で内周側に耐熱層28となるように配置されている。そして,折り返し部48では,第1セパレータ14の最終端部14Aと前周回部14Bとの樹脂層27同士が対向する。従って,この樹脂層27同士を溶着することができ,溶着箇所33を形成できる。また,図14に示したのは,第2セパレータ12の表裏の向きが図13に示した例とは異なるものである。この折り返し部49においても,第1セパレータ14の最終端部14Aと前周回部14Bとの樹脂層27同士が対向し,それらの間に溶着箇所33を形成することができる。
またあるいは,外周側に配置されるセパレータの外面側が耐熱層である場合には,より内周側に配置されるセパレータを利用して溶着することもできる。例えば,図15に示すような電極捲回体51としてもよい。これは,内周側から正極板53,第1セパレータ54,負極板55,第2セパレータ56の4枚のシートが重ねられたものである。図2の電極捲回体10と比較すると,正極板53は正極板11と,負極板55は負極板13とそれぞれ同種のものである。
また,図15に示した第1セパレータ54と第2セパレータ56とは,第2セパレータ12や第1セパレータ14と同種のものである。ただし,図2に示した電極捲回体10とは配置が異なる。電極捲回体51では,外周側に配置されている第2セパレータ56の外面側が耐熱層28,内面側が樹脂層27であり,内周側に配置されている第1セパレータ54の外面側が樹脂層27,内面側が耐熱層28である。この場合には,第2セパレータ56の最終端部を折り返しても溶着できないので,内周側の第1セパレータ54を利用する。
電極捲回体51では,第1セパレータ54は,最外周の部分を除いて,正極板53の外面側であって負極板55の内面側に配置されている。また,最外周以外の第2セパレータ56は,負極板55の外面側であって正極板53の内面側に配置されている。本形態では,この順に重ねて捲回した後,図15に示すように,第1セパレータ54が,正極板53,負極板55,第2セパレータ56の最終端部よりさらに1周分以上余計に巻き付けられている。すなわち,第2セパレータ56のうちの最外周の部分の外周側に,第1セパレータ54がさらに巻き付けられている。そのため,最終的には最外周に第1セパレータ54が配置されている。
これにより,第1セパレータ54の最終端部を,自身の1周前の箇所と対向させることができる。さらに,電極捲回体51では,第1セパレータ54の端部に折り返し部が形成され,その折り返し部において,第1セパレータ54自身の1周前の箇所の外周面である樹脂層27と溶着されている。このようにしても,確実に弛まない電極捲回体51とすることができる。なお,捲回体中に外周側が樹脂層27であるセパレータが複数枚含まれている場合には,最も外周側のものを溶着することが好ましい。
さらに,上記の形態に係る電極捲回体10を用いた二次電池1は,複数個組み合わせた組電池として,車両に搭載することができる。そのような車両の例を図16に示す。この車両200は,エンジン240,フロントモータ220及びリアモータ230を併用して車輪を駆動するハイブリッド自動車である。この車両200は,車体290,エンジン240,これに取り付けられたフロントモータ220,リアモータ230,ケーブル250,インバータ260及び複数の二次電池1を内部に有する組電池100を有している。組電池100からインバータ260を介してフロントモータ220およびリアモータ230へ電力が供給されるようになっている。
なお,車両としては,その動力源の全部あるいは一部に電池による電気エネルギを使用している車両であれば良く,例えば,電気自動車,ハイブリッド自動車,プラグインハイブリッド自動車,ハイブリッド鉄道車両,フォークリフト,電気車椅子,電動アシスト自転車,電動スクータ等が挙げられる。
上記の形態に係る二次電池1は,種々の電気機器に搭載することができる。そのような電気機器の一例であるハンマードリルを図17に示す。このハンマードリル300は,前述した二次電池1を含むバッテリパック310を搭載したものであり,バッテリパック310,本体320,動作部323を有する電池搭載機器である。バッテリパック310から動作部323へ電力が供給されるようになっている。なお,バッテリパック310は,ハンマードリル300の本体320のうち底部321に着脱可能に収容されている。
なお,電池搭載機器としては,電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも1つとして利用する機器であれば良く,例えば,パーソナルコンピュータ,携帯電話,電池駆動の電動工具,無停電電源装置など,電池で駆動される各種の家電製品,オフィス機器,産業機器が挙げられる。
以上詳細に説明したように本形態の電極捲回体によれば,正負の電極板と重ねて捲回されている第1セパレータは,樹脂層の片面に耐熱層が形成されたものである。そして,樹脂層の側を外面側にして捲回され,その先端は,耐熱層を内側にして内向きに折り返されている。さらに,その折り返し部において自身の1周前の箇所と溶着されている。折り返すことにより先端部と1周前との樹脂層同士が対向されるので,これらの間で適切に溶着することが可能である。特に,折り返し部の折り返し端が確実に溶着されているので,捲回が弛むことはない。これにより,耐熱性を向上させた積層タイプのセパレータを使用しつつ,テープによる固定を使用しないでその端部を固定することができる電極捲回体を封入した電池を得ることができる。
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,各電極板やセパレータの材質や大きさは,上記のものに限らない。また,第1セパレータと第2セパレータとは,必ずしも同じ材質のものでなくてもよい。例えば,第1セパレータのみを樹脂層の片面側に耐熱層が積層されたものとし,第2セパレータは樹脂層の両面に耐熱層が積層されたものとしてもよい。また,電極捲回体の全体としての形状は,図示の円柱形のものに限らず,扁平形状のものでもよい。また,熱溶着の方法は,熱溶着端子によるものに限らない。
例えば,各電極板やセパレータの材質や大きさは,上記のものに限らない。また,第1セパレータと第2セパレータとは,必ずしも同じ材質のものでなくてもよい。例えば,第1セパレータのみを樹脂層の片面側に耐熱層が積層されたものとし,第2セパレータは樹脂層の両面に耐熱層が積層されたものとしてもよい。また,電極捲回体の全体としての形状は,図示の円柱形のものに限らず,扁平形状のものでもよい。また,熱溶着の方法は,熱溶着端子によるものに限らない。
1 二次電池
3 電解液
10,51 電極捲回体
11,53 正極板
12,56 第2セパレータ
13,55 負極板
14,54 第1セパレータ
27 樹脂層
28 耐熱層
31,41 折り返し部
200 車両
300 ハンマードリル
3 電解液
10,51 電極捲回体
11,53 正極板
12,56 第2セパレータ
13,55 負極板
14,54 第1セパレータ
27 樹脂層
28 耐熱層
31,41 折り返し部
200 車両
300 ハンマードリル
Claims (5)
- 正極板と負極板と第1セパレータと第2セパレータとを,前記正極板の外面側であって前記負極板の内面側に前記第1セパレータもしくは前記第2セパレータが位置し,前記負極板の外面側であって前記正極板の内面側に前記第1セパレータおよび前記第2セパレータのうち残りの方が位置するように捲回してなる電極捲回体を,電解液とともに容器に封入してなる電池において,
前記第1セパレータは,
樹脂層と耐熱層とが積層されてなるものであり,
前記樹脂層が捲回の外面側となるように捲回されており,
前記第1セパレータの捲回最終端部が,
前記正極板,前記負極板の捲回最終端部よりも余分に電極捲回体に巻き付けられており,
その先端が内向きに折り返された折り返し部とされており,
前記折り返し部の樹脂層が,前記第1セパレータにおける一周前の部分の外面に溶着されていることを特徴とする電池。 - 請求項1に記載の電池において,
前記電極捲回体は,前記正極板,前記負極板,前記第1セパレータ,および前記第2セパレータのうち前記第1セパレータを最も外周よりに配置して捲回されたものであり,
前記折り返し部の折り返し幅が,1mmより大きく前記電極捲回体の外周1周分以下の範囲内の長さであることを特徴とする電池。 - 請求項1に記載の電池において,
前記電極捲回体は,前記正極板,前記負極板,前記第1セパレータ,および前記第2セパレータのうち前記第1セパレータ以外のものを最も外周よりに配置して捲回されたものであり,
前記第1セパレータの捲回最終端部が,前記正極板,前記負極板,および前記第2セパレータの捲回最終端部よりも1周分以上余分に電極捲回体に巻き付けられており,
前記折り返し部の折り返し幅が,1mmより大きく前記電極捲回体の外周1周分以下の範囲内の長さであることを特徴とする電池。 - 電力の供給を受けて車輪を回転駆動するモータと,
前記モータに電力を供給する電源部とを有し,
前記電源部に,請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の電池が含まれていることを特徴とする車両。 - 電力の供給を受けて動作する動作部と,
前記動作部に電力を供給する電源部とを有し,
前記電源部に,請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の電池が含まれていることを特徴とする電池搭載機器。
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JP2010036955A JP2011175749A (ja) | 2010-02-23 | 2010-02-23 | 電池,およびその電池を使用した車両,電池搭載機器 |
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