JP2012151032A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、非水電解液二次電池に関するものである。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.
従来、電池の温度が異常に上昇しても短絡を防止可能な非水系電解液電池が知られている(特許文献1)。 Conventionally, a non-aqueous electrolyte battery that can prevent a short circuit even when the temperature of the battery rises abnormally is known (Patent Document 1).
この非水系電解液電池は、正極、負極よびセパレータを捲回または積層して作製された電極体を備える。そして、非水系電解液電池の電池缶の蓋側における電極体の端面から露出したセパレータが短絡防止代として用いられ、短絡防止代としてのセパレータは、絶縁板によって電極体の端面方向へ押し付けられている。また、絶縁板は、セパレータと熱融着する。 This non-aqueous electrolyte battery includes an electrode body produced by winding or laminating a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The separator exposed from the end face of the electrode body on the lid side of the battery can of the nonaqueous electrolyte battery is used as a short-circuit prevention allowance, and the separator as the short-circuit prevention allowance is pressed against the end face direction of the electrode body by the insulating plate. Yes. The insulating plate is heat-sealed with the separator.
しかし、従来の非水系電解液電池においては、絶縁板は、セパレータと同じ材料からなるので、セパレータが縮み始めると、絶縁板も縮み始める。即ち、セパレータが縮み始めた温度では、絶縁板は、セパレータと熱融着せず、縮む。その結果、電極が露出し、短絡するという問題がある。 However, in the conventional non-aqueous electrolyte battery, the insulating plate is made of the same material as the separator. Therefore, when the separator starts to shrink, the insulating plate also begins to shrink. That is, at the temperature at which the separator starts to shrink, the insulating plate shrinks without being thermally fused with the separator. As a result, there is a problem that the electrode is exposed and short-circuited.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、短絡を防止可能な非水電解液二次電池を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of preventing a short circuit.
この発明の実施の形態によれば、非水電解液二次電池は、金属缶と、捲回体と、絶縁部材とを備える。電池缶は、金属からなる。捲回体は、電池缶に収納され、正極、負極およびセパレータを含む。絶縁部材は、捲回体と電池缶の蓋体との間に配置され、セパレータが縮み始める第1の温度に達すると溶ける。 According to the embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte secondary battery includes a metal can, a wound body, and an insulating member. The battery can is made of metal. The wound body is housed in a battery can and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The insulating member is disposed between the wound body and the lid of the battery can, and melts when reaching a first temperature at which the separator starts to shrink.
この発明の実施の形態による非水電解液二次電池においては、第1の温度に達すると、捲回体のセパレータが縮むが、絶縁部材が溶けてセパレータが縮む部分に達して、捲回体の蓋体側において、正極と負極との間に絶縁物が形成される。その結果、正極は、負極と接触しない。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention, when the first temperature is reached, the separator of the wound body shrinks, but the insulating member melts and reaches the portion where the separator shrinks, and the wound body On the lid side, an insulator is formed between the positive electrode and the negative electrode. As a result, the positive electrode is not in contact with the negative electrode.
従って、短絡を防止できる。 Therefore, a short circuit can be prevented.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池の斜視図である。なお、図1においては、正極缶5は、その内部が見えるように図示されている。 FIG. 1 is a perspective view of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the positive electrode can 5 is illustrated so that the inside thereof can be seen.
図1を参照して、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池10は、捲回体1と、正極タブ2と、負極タブ3と、絶縁部材4と、正極缶5と、蓋体6と、ベント7と、負極端子8と、注入口9とを備える。
Referring to FIG. 1, a nonaqueous electrolyte
なお、非水電解液二次電池10は、例えば、リチウムイオン電池である。
The nonaqueous electrolyte
捲回体1は、正極と負極とをセパレータを介して捲回した構造からなる。また、捲回体1は、概略、平板形状を有し、正極缶5の底面と平行な平面において、運動場のトラックの形状からなる平面形状を有する。そして、捲回体1は、電解液を含み、正極缶5内に収納される。
The
正極タブ2は、例えば、0.08mmの厚みを有するアルミニウム(Al)からなり、短冊形状を有する。正極タブ2は、一方端が捲回体1の正極に溶接される。また、正極タブ2は、他方端側が絶縁部材4の貫通孔41を介して捲回体1と蓋体6との間に配置される。この場合、正極タブ2は、捲回体1と蓋体6との間で湾曲されて正極缶5内に配置される。そして、正極タブ2は、他方端が蓋体6に溶接される。
The
負極タブ3は、例えば、0.08mmの厚みを有するニッケル(Ni)−銅(Cu)クラッド鋼板からなり、短冊形状を有する。負極タブ3は、その一方端が捲回体1の負極に溶接される。また、負極タブ3は、他方端側が絶縁部材4の貫通孔42を介して捲回体1と負極端子8との間に配置される。この場合、負極タブ3は、捲回体1と負極端子8との間で湾曲されて正極缶5内に配置される。そして、負極タブ3は、他方端が負極端子8に溶接される。
The
絶縁部材4は、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE:Low Density Polyethylene)またはアイオノマー樹脂からなる。低密度ポリエチレンは、繰り返し単位のエチレンがランダムに分岐を持って結合した結晶性の熱可塑性樹脂に属する合成樹脂である。そして、低密度ポリエチレンは、空気中の酸素または過酸化物等のラジカル開始剤を触媒とし、エチレンを1000〜4000気圧、および100〜350℃の環境下で多段ガス圧縮機を用いて重合し、その後、残留モノマーを分離し、冷却することによって製造される。このように、低密度ポリエチレンは、高圧・高温条件下で重合されるため、エチレンが単純な鎖状に結合せず、多くの長鎖分岐や短鎖分岐を持つ。従って、この構造が密度を低める。そして、低密度ポリエチレンは、100〜115℃の融点を有し、実用温度は、最大で90℃程度である。
The
アイオノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体またはエチレン−アクリル酸共重合体の分子間をナトリウムや亜鉛等の金属イオンで分子間結合した特殊な構造を有する樹脂である。そして、アイオノマー樹脂は、射出成形用では、96℃の融点を有し、フィルム用では、88℃の融点を有する。 The ionomer resin is a resin having a special structure in which an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ethylene-acrylic acid copolymer is intermolecularly bonded with a metal ion such as sodium or zinc. The ionomer resin has a melting point of 96 ° C. for injection molding and has a melting point of 88 ° C. for film.
このように、絶縁部材4は、約100℃の融点を有する。また、絶縁部材4は、貫通孔41,42を有する。そして、絶縁部材4は、捲回体1と蓋体6との間に配置される。
Thus, the
正極缶5は、例えば、Alからなる。また、正極缶5は、概略、中空の平板形状を有し、底面に平行な平面において、運動場のトラックの形状からなる平面形状を有する。そして、正極缶5は、捲回体1、正極タブ2、負極タブ3および絶縁部材4を収納する。
The positive electrode can 5 is made of, for example, Al. In addition, the positive electrode can 5 has a generally flat plate shape, and has a planar shape formed by the shape of a track of a motion field on a plane parallel to the bottom surface. The positive electrode can 5 accommodates the
蓋体6は、例えば、Alからなり、運動場のトラックの形状からなる外形を有する。そして、蓋体6は、正極缶5の開口端に嵌合する。 The lid body 6 is made of, for example, Al and has an outer shape made up of the shape of a track on the sports field. Then, the lid 6 is fitted to the open end of the positive electrode can 5.
ベント7は、蓋体6に設けられる。そして、ベント7は、正極缶5内のガスを抜くために用いられる。負極端子8は、絶縁体(図示せず)を介して蓋体6に設けられ、負極タブ3の他方端に接続される。注入口9は、蓋体6に設けられる。そして、注入口9は、捲回体1に電解液を注入するための口である。
The
図2は、図1に示す線II−II間における捲回体1の断面図である。図2を参照して、捲回体1は、正極11と、負極12と、セパレータ13とを含む。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
負極12は、正極11よりも広い幅を有し、セパレータ13は、負極12よりも広い幅を有する。正極11は、両端が負極12の両端よりも内側に位置するように配置される。負極12は、両端がセパレータ13の両端よりも内側に位置するように配置される。捲回体1の最外周には、セパレータ13が配置される。そして、正極11および負極12は、セパレータ13を介して捲回され、捲回体1が作製される。なお、捲回体1の底面には、テープ20が貼られている。
The
正極11は、正極集電体と、正極活物質層とからなる。正極集電体は、例えば、Al箔からなり、帯形状を有する。
The
正極活物質層は、例えば、正極活物質とバインダーとを混合して塗料化したスラリーを正極集電体の表面に塗布し、その塗布したスラリーを乾燥し、次いで、厚み方向にプレスすることによって形成される。スラリーの塗布は、例えば、ドクターブレード法およびスプレー法等によって行なわれる。また、スラリーは、必要に応じて、導電性材料を更に含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer is formed by, for example, applying a slurry prepared by mixing a positive electrode active material and a binder to the surface of the positive electrode current collector, drying the applied slurry, and then pressing in the thickness direction. It is formed. The slurry is applied by, for example, a doctor blade method or a spray method. Moreover, the slurry may further contain a conductive material as necessary.
正極活物質は、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O、およびLiFePo4等のいずれかからなる。 The positive electrode active material is composed of, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O, LiFePo 4, or the like.
バインダーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびエチレンプロピレンジエンマルチブロックポリマー等のゴム系樹脂、カルボキシメチルセルロース(CMC)等のセルロース系樹脂等からなる。 Binders include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF), rubber resins such as styrene butadiene rubber (SBR) and ethylene propylene diene multiblock polymer, and cellulose such as carboxymethyl cellulose (CMC). It consists of a resin.
導電性材料は、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック(KB)、黒鉛、および非晶質炭素等の炭素材料からなる。これらの導電性材料は、単独または混合して用いられても良い。 The conductive material is made of a carbon material such as acetylene black (AB), ketjen black (KB), graphite, and amorphous carbon. These conductive materials may be used alone or in combination.
負極12は、負極集電体と、負極活物質層とからなる。負極集電体は、例えば、Cu箔からなり、帯形状を有する。
The
負極活物質層は、例えば、負極活物質とバインダーとを混合して塗料化したスラリーを負極集電体の表面に塗布し、その塗布したスラリーを乾燥し、次いで、厚み方向にプレスすることによって形成される。スラリーの塗布は、上述したドクターブレード法およびスプレー法等によって行なわれる。また、スラリーは、必要に応じて、導電性材料を更に含んでいてもよい。 The negative electrode active material layer is formed, for example, by applying a slurry obtained by mixing a negative electrode active material and a binder into a paint onto the surface of the negative electrode current collector, drying the applied slurry, and then pressing in the thickness direction. It is formed. The slurry is applied by the above-described doctor blade method, spray method, or the like. Moreover, the slurry may further contain a conductive material as necessary.
負極活物質は、例えば、SnおよびSi等のLiと合金化可能な金属、金属リチウム、LiAl合金、非晶質炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、フラーレン、およびナノチューブ等のリチウム(Li)を吸蔵放出可能な炭素系材料、Li4Ti5O12、およびLi2Ti3O7等のLiを吸蔵放出可能なチタン酸リチウム等からなる。 The negative electrode active material occludes and releases lithium (Li) such as metals that can be alloyed with Li, such as Sn and Si, metallic lithium, LiAl alloys, amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite, fullerene, and nanotubes. It consists of lithium titanate that can occlude and release Li, such as a possible carbon-based material, Li 4 Ti 5 O 12 and Li 2 Ti 3 O 7 .
バインダーは、PTFE、PVDF、SBR、およびカルボキシメチルセルロース(CMC)等のいずれかからなる。これらのバインダーは、単独または混合して用いられても良い。 The binder is made of any one of PTFE, PVDF, SBR, carboxymethylcellulose (CMC), and the like. These binders may be used alone or in combination.
導電性材料は、AB、KB、および非晶質炭素等の炭素材料からなる。これらの導電性材料は、単独または混合して用いられても良い。 The conductive material is made of a carbon material such as AB, KB, and amorphous carbon. These conductive materials may be used alone or in combination.
セパレータ13については、特に制限は無く、従来、公知のものがセパレータ13として適用される。例えば、厚みが5〜30μmで、開孔率が30〜70%の微多孔性ポリエチレンフィルムまたは微多孔性ポリプロピレンフィルム、およびポリエチレンポリプロピレン複合フィルム等がセパレータ13として好適に用いられる。そして、セパレータ13は、微多孔性ポリエチレンフィルムからなる場合、100℃(第1の温度)で縮み始め、125〜130℃(第2の温度)で第1の温度における収縮率よりも大きい収縮率で縮む。
There is no restriction | limiting in particular about the
ここで、第1の温度は、セパレータ13の収縮率が2%以上5%未満に達するときの温度であり、第2の温度は、セパレータ13の収縮率が5%以上(=第1の温度におけるセパレータ13の収縮率よりも大きい収縮率)に達するときの温度である。
Here, the first temperature is a temperature at which the shrinkage rate of the
また、収縮率は、次のように定義される。セパレータを、捲回体1の捲回方向×捲回軸方向に、10cm×10cmに切り出して市販の封筒に収め、例えば、T℃に設定した恒温槽内に1時間放置する。その後、セパレータを恒温槽から取り出し、捲回軸方向の寸法xを測定する。そして、その測定した寸法xと恒温槽での放置前の寸法とを用いて、収縮率は、次式によって定義される。
収縮率(%)=100×(10−x)/10・・・(1)
なお、温度Tは、セパレータ13を恒温槽内で1時間放置する実験を恒温槽の温度を変えながら繰り返し行ない、セパレータ13の収縮率が2%以上になるときの温度として検出した温度である。
Further, the shrinkage rate is defined as follows. The separator is cut into 10 cm × 10 cm in the winding direction × winding axis direction of the
Shrinkage rate (%) = 100 × (10−x) / 10 (1)
The temperature T is a temperature detected as a temperature at which the shrinkage rate of the
また、上述した第1の温度(100℃)および第2の温度(125〜130℃)は、セパレータ13が微多孔性ポリエチレンフィルムからなる場合の温度であり、セパレータ13が微多孔性ポリエチレンフィルム以外の材料からなる場合、第1の温度は、100℃と異なる温度からなり、第2の温度は、125〜130℃と異なる温度からなる。しかし、セパレータ13が微多孔性ポリエチレンフィルム以外の材料からなる場合も、上述した収縮率を用いて、上述した定義に従って第1の温度および第2の温度を決定できる。従って、セパレータ13は、いかなる材料からなっていても、第1の温度に達すると第1の収縮率(2%以上5%未満の収縮率)で縮み始め、第2の温度に達すると第2の収縮率(5%以上の収縮率)で縮む。
The first temperature (100 ° C.) and the second temperature (125 to 130 ° C.) described above are temperatures when the
電解液は、例えば、Li塩が有機溶媒に溶解されたものからなる。Li塩としては、有機溶媒中で解離してLi+イオンを生成可能であり、電解液を構成要素とする電池の電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものが用いられる。 The electrolytic solution is made of, for example, a Li salt dissolved in an organic solvent. As the Li salt, a salt that can be dissociated in an organic solvent to generate Li + ions and does not cause a side reaction such as decomposition in the voltage range of a battery having an electrolytic solution as a constituent element is used.
そして、Li塩は、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、およびLiClCO4等の無機化合物、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF2)3、LiC(SO2C2F5)3、LiPF6−n(C2F5)n(nは1〜6の整数)、LiSO3CF3、LiSO3C2F5、およびLiSO3C4F8等の有機化合物等からなる。 Li salts include, for example, inorganic compounds such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , and LiClCO 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3) (SO 2 C 4 F 9), LiC (SO 2 CF 2) 3, LiC (SO 2 C 2 F 5) 3, LiPF 6-n (C 2 F 5) n (n is an integer from 1 to 6 ), LiSO 3 CF 3 , LiSO 3 C 2 F 5 , and organic compounds such as LiSO 3 C 4 F 8 .
有機溶媒は、Li塩を溶解でき、電池の電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものであれば制限されない。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、およびビニレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、およびエチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、およびテトラグライム等の鎖状エーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、および2−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、およびエトキシプロピオニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独又は混合して用いることができる。 The organic solvent is not limited as long as it can dissolve the Li salt and does not cause side reactions such as decomposition in the voltage range of the battery. Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, cyclic esters such as γ-butyrolactone, and dimethoxyethane. Chain ethers such as diglyme, triglyme, and tetraglyme, cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, and 2-methyltetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, and ethoxypropionitrile. Can be mentioned. These organic solvents can be used alone or in combination.
これらのうち、有機溶媒は、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートとの混合溶媒が好ましい。この混合溶媒を用いれば、高い導電率が得られ、良好な電池特性を実現できる。 Among these, the organic solvent is preferably a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate. If this mixed solvent is used, high electrical conductivity can be obtained and good battery characteristics can be realized.
電解液には、安全性、サイクル性、高温貯蔵性等の特性を向上する目的で、適宜、ビニレンカーボネート類、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキサン、ビフェニル、フルオロベンゼン、およびt−ブチルベンゼン等の添加剤が含まれていてもよい。 For the purpose of improving characteristics such as safety, cycleability, and high-temperature storage stability, the electrolyte solution is appropriately vinylene carbonates, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexane, biphenyl, fluorobenzene, and t- Additives such as butylbenzene may be included.
また、電解液は、有機溶媒に代えて、エチル−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、へプチル−トリメチルアンモニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、ピリジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド、およびグアジニウムトリフルオロメチルスルホニウムイミド等の常温溶融塩を含んでいてもよい。 In addition, instead of the organic solvent, the electrolyte solution is ethyl-methylimidazolium trifluoromethylsulfonium imide, heptyl-trimethylammonium trifluoromethylsulfonium imide, pyridinium trifluoromethylsulfonium imide, and guanidinium trifluoromethylsulfonium imide. Ordinary room temperature molten salt may be included.
更に、電解液は、下記のホストポリマーによりゲル化されていてもよい。ホストポリマーとしては、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、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体、主鎖または側鎖にエチレンオキシド鎖を含む架橋ポリマー、光及び熱により架橋可能であり側鎖にオキセタン化合物や脂環式エポキシ化合物を有する(メタ)アクリレート共重合体等が挙げられる。 Furthermore, the electrolytic solution may be gelled with the following host polymer. As the host polymer, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, a crosslinked polymer containing an ethylene oxide chain in the main chain or side chain, Examples include (meth) acrylate copolymers that can be cross-linked by light and heat and have an oxetane compound or an alicyclic epoxy compound in the side chain.
図3は、130℃以上の高温時における捲回体1の断面図である。上述したように絶縁部材4は、約100℃の融点を有し、セパレータ13は、約100℃に達すると第1の収縮率(=2%以上5%未満の収縮率)で縮み始め、125〜130℃に達すると第2の収縮率(5%以上の収縮率)で縮む。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
従って、非水電解液二次電池10の温度が130℃以上に上昇すると、セパレータ13は、蓋体6側が縮むが、絶縁部材4が溶けてセパレータ13が縮む部分に達して、正極11と負極12との間に絶縁物21〜23を作る。即ち、絶縁部材4は、捲回体1の外周部だけでなく、全領域において、正極11と負極12との間に絶縁物21〜23を作る。その結果、正極11は、負極12と接触しない。従って、短絡を防止できる。
Therefore, when the temperature of the nonaqueous electrolyte
なお、捲回体1の底面には、テープ20が貼られているので、セパレータ13は、捲回体1の底面側では、縮まず、捲回体1の底面側では、正極11および負極12は、露出しない。従って、捲回体1の底面側では、正極11および負極12が露出することに起因する短絡の問題は発生しない。
Since the
絶縁部材4は、アイオノマー樹脂からなる場合、88〜96℃の融点を有する。従って、絶縁部材4は、アイオノマー樹脂からなる場合、セパレータ13が縮み始める100℃に非水電解液二次電池10の温度が昇温されると、溶け、絶縁物21〜23を正極11と負極12との間に形成する。その結果、セパレータ13が縮み始める100℃においても、短絡を防止できる。
When the insulating
また、絶縁部材4は、低密度ポリエチレンからなる場合、100〜115℃の融点を有する。従って、非水電解液二次電池10の温度が加熱試験の温度(=130℃)に昇温されると、絶縁部材4は、アイオノマー樹脂および低密度ポリエチレンのいずれから構成されていても、溶け、絶縁物21〜23を正極11と負極12との間に形成する。その結果、非水電解液二次電池10の加熱試験時の温度においても、短絡を防止できる。
Further, when the insulating
従って、この発明の実施の形態による非水電解液二次電池10は、セパレータ13が縮み始める第1の温度(=100℃)に達すると溶ける絶縁部材4を備えていてもよく、第1の温度(=100℃)よりも高い第2の温度(=130℃)に達すると溶ける絶縁部材4を備えていてもよい。
Therefore, the nonaqueous electrolyte
図4は、図1に示す非水電解液二次電池10の製造方法を示す工程図である。図4を参照して、非水電解液二次電池10の製造が開始されると、正極11、負極12およびセパレータ13を作製する(ステップS1)。
FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte
そして、テープ状のアルミニウム箔の一方端を溶接機を用いて正極11の正極集電体に溶接し、一方端から所定の長さL1の位置でテープ状のアルミニウム箔をカッターで切断する(ステップS2)。これによって、正極タブ2が正極11に接続される。
Then, one end of the tape-shaped aluminum foil is welded to the positive electrode current collector of the
その後、テープ状のNi−Cuクラッド鋼板の一方端を溶接機を用いて負極12の負極集電体に溶接し、一方端から所定の長さL1の位置でテープ状のNi−Cuクラッド鋼板をカッターで切断する(ステップS3)。これによって、負極タブ3が負極12に接続される。
Thereafter, one end of the tape-like Ni—Cu clad steel plate is welded to the negative electrode current collector of the
引き続いて、正極タブ2付き正極11、セパレータ13、および負極タブ3付き負極12を積層し、正極11および負極12をセパレータ13を介して捲回機によって捲回し、捲回体1の底面にテープ20を貼る(ステップS4)。これによって、捲回体1が作製される。
Subsequently, the
そして、ステップS4において作製された捲回体1を正極缶5に収納する(ステップS5)。
And the winding
その後、正極タブ2および負極タブ3がそれぞれ貫通孔41,42を通るように、絶縁部材4を正極缶5内の捲回体1の上に設置する(ステップS6)。
Thereafter, the insulating
そうすると、正極缶5に収納された捲回体1の正極11および負極12にそれぞれ接続された正極タブ2および負極タブ3の他方端を切り揃え、正極タブ2の他方端を蓋体6に溶接し、負極タブ3の他方端を負極端子8に溶接する(ステップS7)。この場合、負極タブ3の銅(Cu)からなる面が負極端子8に溶接される。これは、負極タブ3は、レーザ溶接によって負極端子8に溶接され、レーザ溶接においては、レーザを銅(Cu)からなる面に照射することはできず、ニッケル(Ni)からなる面にレーザを照射する必要があるからである。
Then, the other ends of the
その後、蓋体6を正極缶5の開口部に嵌合する(ステップS8)。これによって、正極タブ2のうち、捲回体1と蓋体6との間の部分が湾曲され、負極タブ3のうち、捲回体1と蓋体6との間の部分が正極缶5の内壁に接触しないように曲げられる。
Thereafter, the lid 6 is fitted into the opening of the positive electrode can 5 (step S8). Accordingly, a portion of the
そして、電解液を注入口9から捲回体1に注入する(ステップS9)。これによって、非水電解液二次電池10が完成する。
And electrolyte solution is inject | poured into the winding
図5は、この発明の実施の形態による他の非水電解液二次電池の概略図である。この発明の実施の形態による非水電解液二次電池は、図5に示す非水電解液二次電池10Aであってもよい。
FIG. 5 is a schematic view of another nonaqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention may be a nonaqueous electrolyte
図5を参照して、非水電解液二次電池10Aは、図1に示す非水電解液二次電池10に絶縁板30を追加したものであり、その他は、非水電解液二次電池10と同じである。
Referring to FIG. 5, a non-aqueous electrolyte
絶縁板30は、絶縁部材4の融点よりも高い融点を有し、130℃の加熱試験において溶けない。また、絶縁板30は、貫通孔301,302を有する。そして、絶縁板30は、絶縁部材4と蓋体6との間に配置される。
The insulating
なお、非水電解液二次電池10Aにおいては、正極タブ2は、絶縁部材4の貫通孔41および絶縁板30の貫通孔301を介して蓋体6に接続され、負極タブ3は、絶縁部材4の貫通孔42および絶縁板30の貫通孔302を介して負極端子8に接続される。
In the non-aqueous electrolyte
非水電解液二次電池10Aの温度が130℃に昇温されると、捲回体1のセパレータ13は、蓋体6側が縮み、絶縁部材4が溶けて、絶縁物21〜23が正極11および負極12間に形成される。
When the temperature of the nonaqueous electrolyte
そして、絶縁板30は、絶縁部材4が溶けても溶けないので、負極タブ3と正極缶5との接触を抑制する。
And since the insulating
従って、非水電解液二次電池10Aにおいては、更に、短絡を防止できる。
Therefore, in the nonaqueous electrolyte
非水電解液二次電池10Aは、図4に示す工程図において、正極タブ2および負極タブ3がそれぞれ貫通孔301,302を通るように絶縁板30を絶縁部材4と蓋体6との間に配置するステップをステップS6とステップS7との間に追加した工程図に従って製造される。
In the process diagram shown in FIG. 4, the non-aqueous electrolyte
非水電解液二次電池10Aのその他の部分についての説明は、上述した非水電解液二次電池10の説明と同じである。
The description of the other parts of the non-aqueous electrolyte
なお、この発明の実施の形態においては、ラミネート型の非水電解液二次電池においても、絶縁部材4を設けるようにしてもよい。そして、このラミネート型の非水電解液二次電池は、正極および負極がセパレータを介して捲回された捲回体を備えていてもよく、正極および負極がセパレータを介して積層された積層体を備えていてもよい。
In the embodiment of the present invention, the insulating
また、この発明の実施の形態においては、正極缶5および蓋体6は、「電池缶」を構成する。 In the embodiment of the present invention, positive electrode can 5 and lid 6 constitute a “battery can”.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、非水電解液二次電池に適用される。 The present invention is applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery.
1 捲回体、2 正極タブ、3 負極タブ、4 絶縁部材、5 正極缶、6 蓋体、7 ベント、8 負極端子、9 注入口、10,10A 非水電解質二次電池、11 正極、12 負極、13 セパレータ、20 テープ、21〜23 絶縁物、30 絶縁板、41,42,301,302 貫通孔。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電池缶に収納され、正極、負極およびセパレータを含む捲回体と、
前記捲回体と前記電池缶の蓋体との間に配置され、前記セパレータが縮み始める第1の温度に達すると溶ける絶縁部材とを備える非水電解液二次電池。 A battery can made of metal,
A wound body that is housed in the battery can and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator;
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising an insulating member that is disposed between the wound body and the lid of the battery can and that melts when reaching a first temperature at which the separator starts to shrink.
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KR20170063128A (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 주식회사 엘지화학 | Cap assembly of secondary battery |
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2011
- 2011-01-20 JP JP2011009848A patent/JP2012151032A/en not_active Withdrawn
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