JP2014002836A - Wound secondary battery - Google Patents

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斉景 田中
Tsunenori Yamamoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the life of a wound secondary battery.SOLUTION: The wound secondary battery includes a shaft core, and an electrode group wound around the shaft core. The electrode group has a positive electrode and a negative electrode, and the shaft core has such a structure that a sheet material is wound cylindrically. The shaft core is provided with slits at the outermost peripheral end thereof, in the winding direction of the electrode group. The slit does not reach the innermost periphery of the shaft core in the winding direction of the electrode group. Following relation is satisfied; L≥πR, where R is the external diameter of the shaft core, and L is the length of the slit. The number of the slits is 2 or more and 20 or less, and the number of turns of the sheet material is 1 or more and 5 or less.

Description

本発明は、捲回型二次電池に関する。   The present invention relates to a wound secondary battery.

充放電反応にリチウムイオンの吸蔵・放出を利用するリチウムイオン二次電池(以下、リチウムイオン電池)は、従来の鉛電池やニッケルカドミウム電池よりも大きなエネルギー密度が得られること、充放電反応に寄与するリチウムがほとんど金属リチウムとして電極に析出しないこと、充放電を繰り返した際の容量の再現性に優れており安定な充放電特性を得ることができること等の理由から、携帯電話やノートパソコンなどのポータブル電子機器用電源、災害時補助用電源、自動車や二輪車等の移動体用電源等様々な用途へ適用できる電池として大いに期待されている。   Lithium ion secondary batteries (hereinafter referred to as lithium ion batteries) that use the insertion and extraction of lithium ions for charge / discharge reactions provide higher energy density than conventional lead batteries and nickel cadmium batteries, and contribute to charge / discharge reactions Because of the fact that almost no lithium is deposited on the electrode as metallic lithium, the capacity is reproducible when charging and discharging are repeated, and stable charging and discharging characteristics can be obtained. The battery is highly expected as a battery that can be applied to various applications such as a power source for portable electronic devices, a power source for assisting disasters, and a power source for moving bodies such as automobiles and motorcycles.

例えば、特許文献1に、非水電解質二次電池において、電極群の中空部に筒状のセンターピンが挿通されている。センターピンは、中空部の内壁面の一部分に沿う本体部11と、軸方向に延びるスリット部と、周方向における端に設けられたR部13とを有しており、R部13の半径rは、本体部11におけるセンターピンの厚みをdとしたときにr≧(d/2)を満たす構造とすることにより、大容量となった場合であってもセンターピンが電極群にささることを抑制でき、且つ、ガスの排気効率を高めることができる非水電解質二次電池を提供する技術が提案されている。また、特許文献2に、帯状の正負極を帯状のセパレータを介して巻回した発電要素を備え、前記発電要素の中心にはシート材を筒状に巻いた巻芯を有し、前記発電要素の巻回方向と前記巻芯の巻回方向とが逆である電池とすることにより、組み立て作業性がよく、かつ電池性能のばらつきの少ない電池を提供する技術が提案されている。   For example, in Patent Document 1, in a nonaqueous electrolyte secondary battery, a cylindrical center pin is inserted through a hollow portion of an electrode group. The center pin has a main body part 11 along a part of the inner wall surface of the hollow part, a slit part extending in the axial direction, and an R part 13 provided at an end in the circumferential direction, and a radius r of the R part 13 Is a structure satisfying r ≧ (d / 2) when the thickness of the center pin in the main body 11 is d, so that the center pin is placed in the electrode group even when the capacity becomes large. A technology for providing a non-aqueous electrolyte secondary battery that can suppress gas and improve the gas exhaust efficiency has been proposed. Further, Patent Document 2 includes a power generation element in which a belt-like positive and negative electrode is wound through a belt-like separator, and the power generation element has a core in which a sheet material is wound in a cylindrical shape at the center of the power generation element. There has been proposed a technique for providing a battery having a good assembly workability and a small variation in battery performance by using a battery in which the winding direction of the core is opposite to the winding direction of the core.

特開2009−64689号公報JP 2009-64689 A 特開2003−346879号公報JP 2003-346879 A

特許文献1では、電極群の捲回方向と垂直な方向にセンターピンのスリットが形成されているため、センターピンによって捲回型二次電池の充放電に伴う電極の膨張・収縮に追随させることが難しく、捲回型二次電池の長寿命化を図ることが難しい。特許文献2では、シート材を筒状に巻いた巻芯にスリットが形成されていないため、センターピンによって捲回型二次電池の充放電に伴う電極の膨張・収縮に追随させることが難しく、捲回型二次電池の長寿命化を図ることが難しい。   In Patent Document 1, since the slit of the center pin is formed in a direction perpendicular to the winding direction of the electrode group, the center pin follows the expansion / contraction of the electrode accompanying charging / discharging of the wound secondary battery. It is difficult to extend the life of the wound secondary battery. In Patent Document 2, since no slit is formed in the core of the sheet material wound in a cylindrical shape, it is difficult to follow the expansion / contraction of the electrode accompanying charging / discharging of the wound secondary battery by the center pin, It is difficult to extend the life of the wound secondary battery.

そこで、本発明では捲回型二次電池の長寿命化を図ることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to extend the life of a wound secondary battery.

本発明の特徴は、例えば以下の通りである。
軸芯と、軸芯に捲回される電極群と、を有する捲回型二次電池であって、電極群は、正極および負極を有し、軸芯は、シート材を円筒状に巻いた構造であり、軸芯には、電極群の捲回方向において、軸芯の最外周端部にスリットが設けられる捲回型二次電池。
The features of the present invention are as follows, for example.
A wound secondary battery having a shaft core and an electrode group wound around the shaft core, wherein the electrode group has a positive electrode and a negative electrode, and the shaft core is formed by winding a sheet material in a cylindrical shape A wound type secondary battery having a structure, wherein a slit is provided at an outermost peripheral end of the shaft core in the winding direction of the electrode group.

本発明により、捲回型二次電池の長寿命化を達成できる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to extend the life of a wound secondary battery. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

円筒型リチウムイオン二次電池の長手方向断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a cylindrical lithium ion secondary battery. 図1のA−A水平断面図。The AA horizontal sectional view of FIG. 軸芯の展開図。FIG. 圧縮応力印加時の軸芯変形図。The axial center deformation | transformation figure at the time of compressive stress application. 軸芯の一実施形態を表す図。The figure showing one Embodiment of an axial center. 軸芯の水平断面図。The horizontal sectional view of an axial center. 軸芯の一実施形態を表す図。The figure showing one Embodiment of an axial center.

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、実施例における図は、略図であり、図中の位置関係や寸法等に正確さを保証するものではない。本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described by way of specific examples, but the present invention is not limited thereto. Further, the drawings in the embodiments are schematic diagrams and do not guarantee the accuracy of the positional relationship, dimensions, etc. in the drawings. Various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea disclosed in this specification. In all the drawings for explaining the present invention, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.

本発明における「平行」や「垂直」は必ずしも厳密な平行や垂直ではなく、基準となる方向に対してある程度の傾きがあっても良い。基準となる方向に対して、平行の場合は0度、垂直の場合は90度となることが望ましい。また、明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。   “Parallel” or “vertical” in the present invention is not necessarily strictly parallel or vertical, and may have a certain degree of inclination with respect to a reference direction. With respect to the reference direction, it is desirable that the angle is 0 degree when parallel and 90 degrees when perpendicular. In the specification, numerical ranges indicated using “to” indicate ranges including numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.

図1に示すように、本実施形態の円筒型のリチウムイオン二次電池1は、正極と負極とがセパレータを介して対向するように捲回された電極群3と電解液が電池缶4の内部に収納された捲回式の電池である。電極群3の捲始め部には軸芯2、上端と下端には電気絶縁板5が備えられており、正極の導電リード7は電池蓋6、また負極の導電リード8は電池缶4の底部に接合され、除湿雰囲気あるいは不活性雰囲気に制御されたところで電解液が注入され、電池缶4と電池蓋6の間に電気絶縁とガスシールを兼ねたガスケット9が施されて密閉されている。   As shown in FIG. 1, a cylindrical lithium ion secondary battery 1 of this embodiment includes an electrode group 3 wound so that a positive electrode and a negative electrode face each other via a separator, and an electrolyte solution of a battery can 4. It is a wound battery housed inside. The electrode group 3 is provided with a shaft core 2 at the top and an electrical insulating plate 5 at the upper and lower ends, the positive conductive lead 7 is the battery lid 6, and the negative conductive lead 8 is the bottom of the battery can 4. Then, an electrolyte is injected when the dehumidification atmosphere or the inert atmosphere is controlled, and a gasket 9 serving as an electric insulation and a gas seal is applied between the battery can 4 and the battery lid 6 so as to be sealed.

セパレータを正極及び負極の間に挿入し、軸芯2に捲回した電極群3を作製する。軸芯2は、正極、セパレータ及び負極を担持できるものであれば、公知の任意のものを用いることができる。電極群3は、図1に示した円筒形状の他に、正極と負極を扁平状等の任意の形状に捲回したもの等、種々の形状にすることができる。   A separator is inserted between the positive electrode and the negative electrode, and the electrode group 3 wound around the shaft core 2 is produced. As the shaft core 2, any known one can be used as long as it can carry a positive electrode, a separator, and a negative electrode. In addition to the cylindrical shape shown in FIG. 1, the electrode group 3 can have various shapes such as a positive electrode and a negative electrode wound in an arbitrary shape such as a flat shape.

電池缶4の形状は、電極群3の形状に合わせ、円筒形、偏平長円形状、扁平楕円形状、角形等の形状を選択してもよい。電池缶4の材質は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼製等、非水電解質に対し耐食性のある材料から選択される。また、電池缶4を正極又は負極に電気的に接続する場合は、非水電解質と接触している部分において、電池缶4の腐食やリチウムイオンとの合金化による材料の変質が起こらないように、電池缶4の材料の選定を行う。   The shape of the battery can 4 may be selected from shapes such as a cylindrical shape, a flat oval shape, a flat oval shape, and a square shape in accordance with the shape of the electrode group 3. The material of the battery can 4 is selected from materials that are corrosion resistant to the nonaqueous electrolyte, such as aluminum, stainless steel, and nickel-plated steel. Further, when the battery can 4 is electrically connected to the positive electrode or the negative electrode, the material is not deteriorated due to corrosion of the battery can 4 or alloying with lithium ions in the portion in contact with the nonaqueous electrolyte. The material of the battery can 4 is selected.

電池缶4に電極群3を収納し、電池缶4の内壁に正極の導電リード7を接続し、電池蓋6の底面に負極の導電リード8を接続する。電解液は、電池の密閉の前に電池缶4内部に注入する。電解液の注入方法は、電池蓋6を解放した状態にて電極群に直接添加する方法、又は電池蓋6に設置した注入口から添加する方法がある。   The electrode group 3 is housed in the battery can 4, the positive electrode conductive lead 7 is connected to the inner wall of the battery can 4, and the negative electrode conductive lead 8 is connected to the bottom surface of the battery lid 6. The electrolyte is injected into the battery can 4 before the battery is sealed. There are two methods for injecting the electrolytic solution: a method of adding directly to the electrode group in a state where the battery lid 6 is released, and a method of adding from an injection port installed in the battery lid 6.

その後、電池蓋6を電池缶4に密着させ、電池全体を密閉する。電解液の注入口がある場合は、それも密封する。電池を密閉する方法には、溶接、かしめ等公知の技術がある。   Thereafter, the battery lid 6 is brought into close contact with the battery can 4 and the whole battery is sealed. If there is an electrolyte inlet, seal it as well. As a method for sealing the battery, there are known techniques such as welding and caulking.

本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、例えば、下記のような負極と正極とをセパレータを介して対向して配置し、電解質を注入することによって製造することができる。   The lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention can be manufactured by, for example, disposing the following negative electrode and positive electrode facing each other via a separator and injecting an electrolyte.

<正極>
正極は、正極活物質、導電剤、バインダ、及び集電体から構成される。正極活物質を例示すると、LiCoO2、LiNiO2、及びLiMn24が代表例である。他に、LiMnO3、LiMn23、LiMnO2、Li4Mn512、LiMn2-xMxO2(ただし、M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn、Tiからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、Li2Mn3MO8(ただし、M=Fe、Co、Ni、Cu、Znからなる群から選ばれる少なくとも1種)、Li1-xxMn24(ただし、A=Mg、B、Al、Fe、Co、Ni、Cr、Zn、Caからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.1)、LiNi1-xx2(ただし、M=Co、Fe、Gaからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、LiFeO2、Fe2(SO4)3、LiCo1-xx2(ただし、M=Ni、Fe、Mnからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、LiNi1-xx2(ただし、M=Mn、Fe、Co、Al、Ga、Ca、Mgからなる群から選ばれる少なくとも1種、x=0.01〜0.2)、Fe(MoO4)3、FeF3、LiFePO4、及びLiMnPO4等を列挙することができる。
<Positive electrode>
The positive electrode is composed of a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and a current collector. Illustrative examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , and LiMn 2 O 4 . In addition, LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 , Li 4 Mn 5 O 12 , LiMn 2−x MxO 2 (however, at least selected from the group consisting of M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Ti) 1 type, x = 0.01-0.2), Li 2 Mn 3 MO 8 (however, M = at least one selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, Zn), Li 1-x A x Mn 2 O 4 (where A = Mg, B, Al, Fe, Co, Ni, Cr, Zn, Ca, at least one selected from the group consisting of x, 0.01 to 0.1), LiNi 1 -x M x O 2 (however, at least one selected from the group consisting of M = Co, Fe, and Ga, x = 0.01 to 0.2), LiFeO 2 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , LiCo 1 -x M x O 2 (provided that at least one selected from the group consisting of M = Ni, Fe, Mn x = 0.01~0.2), LiNi 1- x M x O 2 ( however, M = Mn, Fe, Co , Al, Ga, Ca, at least one selected from the group consisting of Mg, x = 0 0.01-0.2), Fe (MoO 4 ) 3 , FeF 3 , LiFePO 4 , LiMnPO 4 and the like.

正極活物質の粒径は、正極活物質、導電剤、及びバインダから形成される合剤層の厚さ以下になるように通常は規定される。正極活物質の粉末中に合剤層厚さ以上のサイズを有する粗粒がある場合、予めふるい分級や風流分級等により粗粒を除去し、合剤層厚さ以下の粒子を作製することが好ましい。   The particle size of the positive electrode active material is usually defined so as to be equal to or less than the thickness of the mixture layer formed from the positive electrode active material, the conductive agent, and the binder. When there are coarse particles having a size equal to or greater than the thickness of the mixture layer in the positive electrode active material powder, the coarse particles can be removed in advance by sieving classification or wind classification to produce particles having a thickness of the mixture layer thickness or less. preferable.

また、正極活物質は、一般に酸化物系であるために電気抵抗が高いので、電気伝導性を補うための炭素粉末からなる導電剤を利用する。正極活物質及び導電剤はともに通常は粉末であるので、粉末にバインダを混合して、粉末同士を結合させると同時に集電体へ接着させることができる。   In addition, since the positive electrode active material is generally oxide-based and has high electrical resistance, a conductive agent made of carbon powder for supplementing electrical conductivity is used. Since both the positive electrode active material and the conductive agent are usually powders, a binder can be mixed with the powders, and the powders can be bonded together and simultaneously bonded to the current collector.

正極の集電体には、厚さが10〜100μmのアルミニウム箔、厚さが10〜100μmで孔径が0.1〜10mmのアルミニウム製穿孔箔、エキスパンドメタル、又は発泡金属板等が用いられる。アルミニウムの他に、ステンレスやチタン等の材質も適用可能である。本発明では、材質、形状、製造方法等に制限されることなく、任意の集電体を使用することができる。   As the positive electrode current collector, an aluminum foil having a thickness of 10 to 100 μm, an aluminum perforated foil having a thickness of 10 to 100 μm and a pore diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, a foamed metal plate, or the like is used. In addition to aluminum, materials such as stainless steel and titanium are also applicable. In the present invention, any current collector can be used without being limited by the material, shape, manufacturing method and the like.

正極活物質、導電剤、バインダ、及び有機溶媒を混合した正極スラリーを、ドクターブレード法、ディッピング法、又はスプレー法等によって集電体へ付着させた後、有機溶媒を乾燥させ、ロールプレスによって加圧成形することにより、正極を作製することができる。また、塗布から乾燥までを複数回行うことにより、複数の合剤層を集電体に積層化させることも可能である。   A positive electrode slurry in which a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and an organic solvent are mixed is attached to a current collector by a doctor blade method, a dipping method, or a spray method, and then the organic solvent is dried and applied by a roll press. A positive electrode can be produced by pressure forming. In addition, a plurality of mixture layers can be laminated on the current collector by performing a plurality of times from application to drying.

<負極>
負極は、負極活物質、バインダ、及び集電体からなる。高レート充放電が必要な場合に、導電剤を添加することもある。本発明で使用可能な負極活物質としては、黒鉛と非黒鉛炭素や例えばアルミニウム、シリコン、スズ等の金属及びこれらの合金、リチウム含有の遷移金属窒化物Li(3-x)xN、ケイ素の低級酸化物LixSiOy(0≦x、0<y<2)、及びスズの低級酸化物LixSnOyのリチウムと合金を形成する材料又は金属間化合物を形成する材料等を選択することができる。
<Negative electrode>
The negative electrode includes a negative electrode active material, a binder, and a current collector. When high rate charge / discharge is required, a conductive agent may be added. Examples of the negative electrode active material that can be used in the present invention include graphite and non-graphitic carbon, metals such as aluminum, silicon, and tin, and alloys thereof, lithium-containing transition metal nitride Li (3-x) M x N, silicon The lower oxide Li x SiO y (0 ≦ x, 0 <y <2) and the tin lower oxide Li x SnO y are selected from materials that form an alloy with lithium or materials that form an intermetallic compound. be able to.

負極活物質の材料には特に制限がなく、上記の材料以外でも利用可能であるが、膨張収縮が大きい材料等の一部材料を選択した場合には、負極の利用する範囲を大きくし過ぎると抵抗上昇が大きくなることがある。この場合、電池電圧を変更する場合の条件に負極電位が一定以下であるかどうかを確認するのが好ましい。   The material of the negative electrode active material is not particularly limited and can be used other than the above materials. However, when a part of the material such as a material having a large expansion and contraction is selected, if the range used by the negative electrode is too large, Resistance rise may be large. In this case, it is preferable to confirm whether or not the negative electrode potential is below a certain level as a condition for changing the battery voltage.

ただし、黒鉛を含むことが好ましく、当該黒鉛は黒鉛層間距離(d002)が0.335nm以上0.338nm以下であることが好ましい。このような黒鉛を負極が含むことにより、黒鉛の電位曲線にはステージ構造を有するため、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の向上をより大きなものにすることができる。負極に用いる黒鉛は、リチウムイオンを化学的に吸蔵・放出可能な天然黒鉛、人造黒鉛、メソフェーズ炭素、膨張黒鉛、炭素繊維、気相成長法炭素繊維、ピッチ系炭素質材料、ニードルコークス、石油コークス、及びポリアクリロニトリル系炭素繊維等を原料として製造される。なお、上記の黒鉛層間距離(d002)は、XRD(X線粉末回折法)(X−Ray Diffraction Method)等を用いて測定することができる。   However, it is preferable to contain graphite, and the graphite has a graphite interlayer distance (d002) of 0.335 nm or more and 0.338 nm or less. By including such graphite in the negative electrode, the potential curve of graphite has a stage structure, so that the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved. The graphite used for the negative electrode is natural graphite, artificial graphite, mesophase carbon, expanded graphite, carbon fiber, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke, and petroleum coke that can absorb and release lithium ions chemically. , And polyacrylonitrile-based carbon fiber or the like. The graphite interlayer distance (d002) can be measured using XRD (X-Ray Diffraction Method) or the like.

また、負極に用いる非黒鉛炭素は、上記の黒鉛を除く炭素材料であって、リチウムイオンを吸蔵又は放出することができるものである。これには、黒鉛層の間隔が0.34nm以上であって、2000℃以上の高温熱処理により黒鉛に変化する炭素材料や、5員環又は6員環の環式炭化水素や、環式含酸素有機化合物を熱分解によって合成した非晶質炭素材料等が含まれる。   The non-graphite carbon used for the negative electrode is a carbon material excluding the above-mentioned graphite, and can absorb or release lithium ions. This includes a carbon material having a graphite layer spacing of 0.34 nm or more, which changes to graphite by high-temperature heat treatment at 2000 ° C. or more, a 5-membered or 6-membered cyclic hydrocarbon, and a cyclic oxygen-containing material. Amorphous carbon materials synthesized by pyrolysis of organic compounds are included.

このように正極と異なる電圧変化率を有する負極に、リチウムと合金を形成する材料又は金属間化合物を形成する材料を、第3の負極活物質として添加してもよい。第3の負極活物質としては、例えばアルミニウム、シリコン、スズ等の金属及びこれらの合金、リチウム含有の遷移金属窒化物Li(3-x)xN、ケイ素の低級酸化物LixSiOy(0≦x、0<y<2)、及びスズの低級酸化物LixSnOyが挙げられる。第3の負極活物質の材料には特に制限がなく、上記の材料以外でも利用可能である。 Thus, a material that forms an alloy with lithium or a material that forms an intermetallic compound may be added to the negative electrode having a voltage change rate different from that of the positive electrode as the third negative electrode active material. Examples of the third negative electrode active material include metals such as aluminum, silicon, and tin and alloys thereof, lithium-containing transition metal nitrides Li (3-x) M x N, and lower oxides of silicon Li x SiO y ( 0 ≦ x, 0 <y <2), and the lower oxide Li x SnO y of tin. There is no restriction | limiting in particular in the material of a 3rd negative electrode active material, It can utilize also other than said material.

一般に使用される負極活物質は粉末であるため、それにバインダを混合して、粉末同士を結合させると同時に集電体へ接着させている。本実施形態に係る電池が有する負極では、負極活物質の粒径を、負極活物質及びバインダから形成される合剤層の厚さ以下にすることが望ましい。負極活物質の粉末中に合剤層厚さ以上のサイズを有する粗粒がある場合、予めふるい分級や風流分級等により粗粒を除去し、合剤層厚さ以下の粒子を使用することが好ましい。   Since the negative electrode active material generally used is a powder, a binder is mixed with the negative electrode active material so that the powders are bonded together and simultaneously bonded to the current collector. In the negative electrode included in the battery according to this embodiment, it is desirable that the particle size of the negative electrode active material be equal to or less than the thickness of the mixture layer formed from the negative electrode active material and the binder. When there are coarse particles having a size equal to or greater than the thickness of the mixture layer in the negative electrode active material powder, the coarse particles may be removed in advance by sieving classification or wind classification, and particles having a thickness of the mixture layer thickness or less may be used. preferable.

負極の集電体には、厚さが10〜100μmの銅箔、厚さが10〜100μmで孔径0.1〜10mmの銅製穿孔箔、エキスパンドメタル、又は発泡金属板等が用いられる。銅の他に、ステンレス、チタン、又はニッケル等の材質も適用可能である。本発明では、材質、形状、製造方法等に制限されることなく、任意の集電体を使用することができる。   For the current collector of the negative electrode, a copper foil having a thickness of 10 to 100 μm, a copper perforated foil having a thickness of 10 to 100 μm and a pore diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, a foam metal plate, or the like is used. In addition to copper, materials such as stainless steel, titanium, or nickel are also applicable. In the present invention, any current collector can be used without being limited by the material, shape, manufacturing method and the like.

負極活物質、バインダ、及び有機溶媒を混合した負極スラリーを、ドクターブレード法、ディッピング法、又はスプレー法等によって集電体へ付着させた後、有機溶媒を乾燥させ、ロールプレスによって加圧成形することにより、負極を作製することができる。また、塗布から乾燥までを複数回行うことにより、多層合剤層を集電体に形成させることも可能である。   A negative electrode slurry in which a negative electrode active material, a binder, and an organic solvent are mixed is attached to a current collector by a doctor blade method, a dipping method, a spray method, or the like, and then the organic solvent is dried and pressure-molded by a roll press. Thereby, a negative electrode can be produced. Moreover, it is also possible to form a multilayer mixture layer on a current collector by carrying out a plurality of times from application to drying.

<セパレータ>
上記の方法で作製した正極及び負極の間にセパレータを挿入し、正極及び負極の短絡を防止する。セパレータには、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるポリオレフィン系高分子シート、又はポリオレフィン系高分子と4フッ化ポリエチレンを代表とするフッ素系高分子シートを溶着させた2層構造等を使用することが可能である。電池温度が高くなったときにセパレータが収縮しないように、セパレータの表面にセラミックス及びバインダの混合物を薄層状に形成してもよい。これらのセパレータは、電池の充放電時にリチウムイオンを透過させる必要があるため、一般に細孔径が0.01〜10μm、気孔率が20〜90%であれば、リチウムイオン電池に使用可能である。
<Separator>
A separator is inserted between the positive electrode and the negative electrode produced by the above method to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. The separator can be a polyolefin polymer sheet made of polyethylene, polypropylene, or the like, or a two-layer structure in which a polyolefin polymer and a fluorine polymer sheet typified by tetrafluoropolyethylene are welded. is there. A mixture of ceramics and a binder may be formed in a thin layer on the surface of the separator so that the separator does not shrink when the battery temperature increases. Since these separators need to allow lithium ions to permeate during charge / discharge of the battery, they can generally be used for lithium ion batteries if the pore diameter is 0.01 to 10 μm and the porosity is 20 to 90%.

<電解質>
本発明の一実施形態で使用可能な電解液の代表例として、エチレンカーボネートにジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、又はエチルメチルカーボネート等を混合した溶媒に、電解質として6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、又はホウフッ化リチウム(LiBF4)を溶解させた溶液がある。本発明は、溶媒や電解質の種類、溶媒の混合比に制限されることなく、他の電解液も利用可能である。
<Electrolyte>
As a representative example of the electrolyte that can be used in an embodiment of the present invention, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte, a solvent obtained by mixing dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate with ethylene carbonate, Alternatively, there is a solution in which lithium borofluoride (LiBF 4 ) is dissolved. The present invention is not limited to the type of solvent and electrolyte, and the mixing ratio of solvents, and other electrolytes can be used.

なお、電解液に使用可能な非水溶媒の例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、テトラヒドロフラン、1,2−ジエトキシエタン、クロルエチレンカーボネート、又はクロルプロピレンカーボネート等の非水溶媒がある。本発明の電池に内蔵される正極又は負極上で分解しなければ、これ以外の溶媒を用いてもよい。   Examples of non-aqueous solvents that can be used for the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2 -Methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, methyl propionate, ethyl propionate, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane, diethyl ether, sulfolane, 3-methyl-2- There are non-aqueous solvents such as oxazolidinone, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane, chloroethylene carbonate, or chloropropylene carbonate. Other solvents may be used as long as they do not decompose on the positive electrode or the negative electrode incorporated in the battery of the present invention.

また、電解質の例としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、又はリチウムトリフルオロメタンスルホンイミドで代表されるリチウムのイミド塩等、多種類のリチウム塩がある。これらの塩を、上記の溶媒に溶解してできた非水電解液を電池用電解液として使用することができる。本実施形態に係る電池が有する正極及び負極上で分解しなければ、これ以外の電解質を用いてもよい。 In addition, examples of the electrolyte, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, or imide salts such as lithium represented by lithium trifluoromethane sulfonimide, multi There are different types of lithium salts. A nonaqueous electrolytic solution obtained by dissolving these salts in the above-mentioned solvent can be used as a battery electrolytic solution. An electrolyte other than this may be used as long as it does not decompose on the positive electrode and the negative electrode of the battery according to this embodiment.

固体高分子電解質(ポリマー電解質)を用いる場合には、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド等のイオン伝導性ポリマーを電解質に用いることができる。これらの固体高分子電解質を用いた場合、セパレータ11を省略することができる利点がある。   When a solid polymer electrolyte (polymer electrolyte) is used, an ion conductive polymer such as polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, polyhexafluoropropylene, and polyethylene oxide can be used for the electrolyte. When these solid polymer electrolytes are used, there is an advantage that the separator 11 can be omitted.

さらに、イオン性液体を用いることができる。例えば、1−ethyl−3−methylimidazolium tetrafluoroborate(EMI−BF4)、リチウム塩LiN(SO2CF3)2(LiTFSI)とトリグライムとテトラグライムとの混合錯体、環状四級アンモニウム系陽イオン(N−methyl−N−propylpyrrolidiniumが例示される。)、及びイミド系陰イオン(bis(fluorosulfonyl)imideが例示される。)より、正極及び負極にて分解しない組み合わせを選択して、本実施形態に係る電池に用いることができる。 Furthermore, an ionic liquid can be used. For example, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMI-BF4), mixed complex of lithium salt LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (LiTFSI), triglyme and tetraglyme, cyclic quaternary ammonium cation (N-methyl) -N-propylpyrrolidinium is exemplified)) and an imide anion (bis (fluorosulfonyl) imide is exemplified), a combination that does not decompose at the positive electrode and the negative electrode is selected, and the battery according to this embodiment is selected. Can be used.

<軸芯>
図2は、図1のA−A水平断面図である。正極、セパレータ、負極からなる電極群3の中心部に、シート材を円筒状に捲いた軸芯2を有している。
<Axis core>
2 is a horizontal sectional view taken along line AA in FIG. In the center of an electrode group 3 composed of a positive electrode, a separator, and a negative electrode, an axial core 2 in which a sheet material is wound in a cylindrical shape is provided.

軸芯2の展開図を図3に示す。このシート材の一端(図3中のa)から、軸芯2の軸方向と垂直な方向にスリット100が入っており、このスリット100は図3中のbまで形成されているが、他端(図3中のc)まで達していない。換言すれば、軸芯2には電極群3の捲回方向と平行な方向であり軸芯2の最外周端部にスリット100が設けられ、スリット100は軸芯2の最内周までは到達しない。電極群3の捲回方向と平行な方向に対してある程度傾きを持って斜めにスリット100が形成されると、軸芯2に圧縮応力がかかった場合、軸芯2が電極群3の捲回方向と垂直な方向(軸芯2の長軸方向)に伸びてしまう可能性がある。よって、スリットの形成される方向と電極群3の捲回方向と平行な方向との角度は、およそ0度以上10度以下であることが望ましい。但し、軸芯2が電極群3の捲回方向と垂直な方向に伸びた場合でも、軸芯2の長軸方向への伸縮に対応するようなコイルばねを軸芯2の上下に設けることにより、軸芯2の電極群3の捲回方向と垂直な方向への伸びを軽減できる。   A developed view of the shaft core 2 is shown in FIG. A slit 100 is provided from one end (a in FIG. 3) of the sheet material in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft core 2, and the slit 100 is formed up to b in FIG. (C in FIG. 3) is not reached. In other words, the shaft core 2 is provided with a slit 100 in the direction parallel to the winding direction of the electrode group 3 and at the outermost periphery of the shaft core 2, and the slit 100 reaches the innermost periphery of the shaft core 2. do not do. When the slit 100 is formed obliquely with a certain inclination with respect to the direction parallel to the winding direction of the electrode group 3, the axial core 2 is wound around the electrode group 3 when compressive stress is applied to the axial core 2. There is a possibility of extending in a direction perpendicular to the direction (long axis direction of the shaft core 2). Therefore, it is desirable that the angle between the direction in which the slit is formed and the direction parallel to the winding direction of the electrode group 3 is about 0 degree to 10 degrees. However, even when the shaft core 2 extends in a direction perpendicular to the winding direction of the electrode group 3, coil springs corresponding to expansion and contraction of the shaft core 2 in the major axis direction are provided above and below the shaft core 2. The elongation in the direction perpendicular to the winding direction of the electrode group 3 of the shaft core 2 can be reduced.

シート材を円筒状に捲くことにより、シート材の反発力によって捲きバネとしての機能を有する。電極群3から軸芯2に圧縮応力が生じると、図4のように円筒状に捲かれたシート材の一端が内部へ滑り込むことにより、その応力が緩和される。圧縮応力が弱まると、バネの反発力により捲回軸から電池缶4の方向に応力が印加され元に戻る。このように、電極の膨張収縮に軸芯2が追随することにより、電極群3の緩みを抑制するが期待できる。シート材を円筒型に捲回したバネの反発力は、シート材の材質、板厚、スリットの数および捲き数で調整することができる。   By rolling the sheet material into a cylindrical shape, it functions as a spring by the repulsive force of the sheet material. When compressive stress is generated from the electrode group 3 to the shaft core 2, one end of the sheet material wound in a cylindrical shape as shown in FIG. When the compressive stress is weakened, the stress is applied in the direction from the winding axis to the battery can 4 by the repulsive force of the spring, and returns to its original state. Thus, it can be expected that the loosening of the electrode group 3 is suppressed by the shaft core 2 following the expansion and contraction of the electrode. The repulsive force of the spring obtained by winding the sheet material into a cylindrical shape can be adjusted by the material of the sheet material, the plate thickness, the number of slits, and the number of windings.

活物質の膨張収縮方向は集電体に対して常に垂直方向でなく、ランダムに向いていることが多いため、電極の膨張収縮方向は集電体に対し、垂直方向だけでなく、水平方向にも生じる。塗布で形成された電極の軸芯の方向における上下端に位置する部位では、上下方向に応力を分散させることができるが、電極中央部ほど、上下端からの応力が集中しやすい傾向がある。そのため、円柱やスリットが入っていない円筒型軸芯、軸芯の軸方向へスリットが入っている軸芯を用いると、軸芯の軸方向と垂直方向への圧縮応力の分布が生じた場合、圧縮応力が強い電極中心部程、電極の合材層の圧壊が顕著である。シート材を円筒状に丸めた軸芯(スリットの入っていないシート材)を用いた場合、圧縮応力が最も強い部位に対応して軸芯が収縮するため、圧縮応力の弱い部位と軸芯との間に空間が生じてしまう恐れがある。   The expansion / contraction direction of the active material is not always perpendicular to the current collector, but is often randomly oriented. Therefore, the expansion / contraction direction of the electrode is not only perpendicular to the current collector but also in the horizontal direction. Also occurs. Although the stress can be dispersed in the vertical direction at the portions located at the upper and lower ends in the direction of the axial center of the electrode formed by coating, the stress from the upper and lower ends tends to concentrate in the central portion of the electrode. Therefore, if a cylindrical shaft core that does not contain a cylinder or a slit, or an axial core that has a slit in the axial direction of the axial core, when a distribution of compressive stress in the axial direction and the vertical direction of the axial core occurs, In the electrode center portion where the compressive stress is strong, the collapse of the electrode mixture layer is more remarkable. When a shaft core (sheet material without slits) obtained by rolling a sheet material into a cylindrical shape is used, the shaft core contracts corresponding to the portion where the compressive stress is strongest. There is a risk of creating a space between the two.

それに対して、軸芯に軸芯の軸方向と垂直方向にスリットを設けることで、電極群の圧縮応力分布に応じて軸芯の収縮量を調整することができる。このとき、シート材に設けたスリットが他端まで達している、すなわち、シート材を分割した軸芯を用いた場合、それぞれの軸芯が独立して作用することができるため、電極群の応力分布に応じて各軸芯が収縮する作用が期待される。しかし、独立した軸芯を用いた場合、サイクルを繰り返すことにより、電極群の圧縮応力勾配にそって移動してしまい、軸芯の継ぎ目に大きな空間を生じ、電極群が坐折する恐れがある。それに対して、図3のようにシート材の一端に入れたスリット100が、他端まで達しないようにすることにより、軸芯2の分裂を防ぐことができる。   On the other hand, the amount of contraction of the shaft core can be adjusted according to the compressive stress distribution of the electrode group by providing the shaft core with slits in the direction perpendicular to the axial direction of the shaft core. At this time, when the slit provided in the sheet material reaches the other end, that is, when the shaft core obtained by dividing the sheet material is used, each shaft core can act independently, so that the stress of the electrode group It is expected that each shaft core contracts according to the distribution. However, when an independent shaft core is used, by repeating the cycle, the electrode group moves along the compressive stress gradient of the electrode group, creating a large space at the joint of the shaft core, and the electrode group may buckle. . On the other hand, the splitting of the shaft core 2 can be prevented by preventing the slit 100 inserted into one end of the sheet material from reaching the other end as shown in FIG.

軸芯2の作製方法としては、スリット100が入っていない一端を内側にし、円筒状に捲回する。シート材を重ねて円筒状に捲くことにより、バネの反発力を高めても良い。スリット100の先端部は、軸芯2が変形時にセパレータおよび電極を突き破らないように、面取りしていることが望ましい。   As a manufacturing method of the shaft core 2, one end where the slit 100 is not inserted is set inside and wound into a cylindrical shape. The repulsive force of the spring may be increased by overlapping the sheet material and rolling it in a cylindrical shape. The tip of the slit 100 is preferably chamfered so that the shaft core 2 does not break through the separator and the electrode when deformed.

軸芯2の作製後、セパレータを軸芯2に捲回させる際、軸芯2とセパレータは溶着されていたり、粘着剤などで接着されていないことが望ましい。これにより、電極の膨張収縮に伴い軸芯2が動いた際に、セパレータが軸芯2の動きに追従してセパレータにしわができることを防げる。   When the separator is wound around the shaft core 2 after the shaft core 2 is manufactured, it is desirable that the shaft core 2 and the separator are not welded or bonded with an adhesive or the like. Thereby, when the shaft core 2 moves with expansion and contraction of the electrode, the separator can be prevented from following the movement of the shaft core 2 and wrinkling the separator.

図5に示すように、スリット100が入っていない一端(図5では軸芯2の最内周端)に補強板110を設けていても良い。補強板110を設けることによりスリット100が到達していない部位の剛性が高まり、軸芯2の軸方向と垂直方向への強い外部応力が印加された場合の軸芯2の屈折が抑制される。補強板110として金属や樹脂などが挙げられるが、これに限られない。   As shown in FIG. 5, a reinforcing plate 110 may be provided at one end (in FIG. 5, the innermost peripheral end of the shaft core 2) where the slit 100 is not inserted. By providing the reinforcing plate 110, the rigidity of the portion where the slit 100 does not reach is increased, and refraction of the shaft core 2 when a strong external stress in the direction perpendicular to the axial direction of the shaft core 2 is applied is suppressed. Examples of the reinforcing plate 110 include metals and resins, but are not limited thereto.

スリット100が到達していない部位の剛性を高める手法として、補強板110を用いる他、スリット100の入っていない一端を、軸芯2の内径よりも小さな外径を持つ円筒または円注に接続する方法、スリット100が到達していない部位をスリット100が入っている部位よりも曲率を上げて捲回する方法がある。スリット100が入っていない部位の曲率を上げて捲回する場合、捲回数が多いほど、剛性を高めることができる。   In addition to using the reinforcing plate 110 as a method of increasing the rigidity of the portion where the slit 100 does not reach, one end not including the slit 100 is connected to a cylinder or circular note having an outer diameter smaller than the inner diameter of the shaft core 2. There is a method of winding the part where the slit 100 does not reach with a higher curvature than the part where the slit 100 is inserted. When the winding is performed by increasing the curvature of the portion where the slit 100 is not inserted, the rigidity can be increased as the number of times of winding is increased.

分割されたシート材の一端を別のシート材の他、上述の補強板、円筒、円注等により接続していてもよい。この場合、軸芯2は、図7のように短冊状のシート材を軸芯2の方向にならべ、その一端を補極材で接続されたものを円筒状に捲回された構造となる。スリット100の本数が多くなると、スリット100の間隔が狭くなり、スリット100を入れる際の応力で捻じれて変形してしまう。そこで、短冊状のシート材を並べて補極板110に溶接することで上記の変形を抑制し、軸芯2の加工が容易になる。   One end of the divided sheet material may be connected by the above-described reinforcing plate, cylinder, circle note, etc., in addition to another sheet material. In this case, the shaft core 2 has a structure in which strip-shaped sheet materials are arranged in the direction of the shaft core 2 as shown in FIG. When the number of the slits 100 is increased, the interval between the slits 100 is narrowed and is twisted and deformed by the stress when the slits 100 are inserted. Therefore, by arranging strip-shaped sheet materials and welding them to the auxiliary electrode plate 110, the above deformation is suppressed and the processing of the shaft core 2 is facilitated.

シート材の材質は限定されず、弾性力を有する材料、例えばセルロース等の天然高分子のシート、樹脂シート、カーボンシート、グラスファイバー製シート、金属シート等用いることができる。正極および負極を絶縁するために用いられるセパレータは弾性力に乏しいため、シート材として弾性力の高い材料を用いることが望ましい。シート材としてセパレータのようにリチウムイオンを通すための空隙が形成されていても良いし、稠密構造になっていても良い。   The material of the sheet material is not limited, and an elastic material such as a natural polymer sheet such as cellulose, a resin sheet, a carbon sheet, a glass fiber sheet, a metal sheet, or the like can be used. Since the separator used for insulating the positive electrode and the negative electrode is poor in elastic force, it is desirable to use a material having high elastic force as the sheet material. As a sheet material, a gap for allowing lithium ions to pass therethrough may be formed, or a dense structure may be formed.

シート材の厚みは限定されないが、捲回時に降伏応力により屈曲しない厚さ、バネとして反発力が損なわれない厚さ以下が望ましい。   The thickness of the sheet material is not limited, but is preferably a thickness that does not bend due to yield stress during winding, or a thickness that does not impair the repulsive force as a spring.

スリット100の本数は限定されないが、スリット本数が少ないと、一つのスリット100からなるバネの反発力が強くなる半面、圧力分布に対応できるバネの数が少なくなる。スリット100の数が多い程電池軸方向の圧力分布に細かく対応しやすくなる半面、一つ一つのバネの反発力が弱くなる傾向がある。よって、スリット100の本数としては、2本以上20本以下、より好ましくは5本以上10本以下が望ましい。   The number of slits 100 is not limited, but if the number of slits is small, the repulsive force of the spring composed of one slit 100 becomes strong, while the number of springs that can cope with the pressure distribution is small. As the number of slits 100 increases, the repulsive force of each spring tends to become weaker, while the pressure distribution in the battery axis direction can be more easily handled. Therefore, the number of slits 100 is preferably 2 or more and 20 or less, more preferably 5 or more and 10 or less.

シート材の捲き数は特に限定されないが1捲き以上、5捲き以下が望ましい。1捲以下だとシート材の両端が重ならず。5捲き以上になると、軸芯2の強度およびバネの反発力は上がるものの、シート材の重複面積が大きいため、摩擦による抵抗が大きくなり、圧縮応力が掛った際に軸芯が収縮しにくい。   The number of sheeting is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 5 or less. If it is less than 1 mm, both ends of the sheet material will not overlap. If it is 5 turns or more, the strength of the shaft core 2 and the repulsive force of the spring increase, but the overlapping area of the sheet material is large, so the resistance due to friction increases, and the shaft core is difficult to contract when a compressive stress is applied.

軸芯2の外径をR、スリット100の長さをLとしたとき、L≧πRの関係を満たすことが望ましい。スリット100の長さLがπR以下であると、スリット100が入っていない部位が電極群3と接する。スリット100が入っていない部位は連続体なので、圧縮応力分布に応じて変形する量は少ない。そこで、スリット100の長さLをπR以上とすることで、圧力分布に応じて変化する部位と変化しない部位が生じてしまうのを防ぐことができる。スリット100の到達していない一端がシート材に完全に重なっている必要はなく中心部側程曲率を上げて、スリット100の到達していない一端を円筒の中心部に浮かせても良い。   When the outer diameter of the shaft core 2 is R and the length of the slit 100 is L, it is desirable to satisfy the relationship of L ≧ πR. When the length L of the slit 100 is equal to or less than πR, a portion where the slit 100 is not in contact with the electrode group 3. Since the site | part which does not enter the slit 100 is a continuous body, the quantity which deform | transforms according to compressive-stress distribution is small. Therefore, by setting the length L of the slit 100 to be equal to or greater than πR, it is possible to prevent the occurrence of a portion that changes according to the pressure distribution and a portion that does not change. The end that does not reach the slit 100 does not need to be completely overlapped with the sheet material, and the curvature may be increased toward the center, and the end that does not reach the slit 100 may be floated in the center of the cylinder.

本発明による捲回式二次電池の用途は、特に限定されない。例えば、パーソナルコンピュータ、ワープロ、コードレス電話子機、電子ブックプレーヤ、携帯電話、自動車電話、ハンディターミナル、トランシーバ、携帯無線機等の携帯情報通信機器の電源として使用することができる。また、携帯コピー機、電子手帳、電卓、液晶テレビ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ポータブルCDプレーヤ、ビデオムービー、電気シェーバー、電子翻訳機、音声入力機器、メモリーカード等の各種携帯機器の電源として使用できる。その他、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、オーブン電子レンジ、食器洗い機、乾燥器、洗濯機、照明器具、玩具等の家庭用電気機器として使用できる。また、家庭用、業務用を問わずに、電動工具や介護用機器(電動式車いす、電動式ベッド、電動式入浴設備など)の用電池としても利用可能である。さらに、産業用途として、医療機器、建設機械、電力貯蔵システム、エレベータ、無人移動車両などの電源として、さらには電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、ゴルフカート、ターレット車などの移動体用電源として、本発明を適用することができる。さらには、太陽電池や燃料電池から発生させた電力を本発明の電池モジュールに充電し、宇宙ステーション、宇宙船、宇宙基地などの地上以外で利用可能な蓄電システムとして用いることも可能である。   The use of the wound secondary battery according to the present invention is not particularly limited. For example, it can be used as a power source for portable information communication devices such as a personal computer, a word processor, a cordless telephone cordless handset, an electronic book player, a cellular phone, a car phone, a handy terminal, a transceiver, and a portable wireless device. Also, as a power source for various portable devices such as portable copiers, electronic notebooks, calculators, LCD TVs, radios, tape recorders, headphone stereos, portable CD players, video movies, electric shavers, electronic translators, voice input devices, memory cards, etc. Can be used. In addition, it can be used as household electric appliances such as refrigerators, air conditioners, TVs, stereos, water heaters, oven microwaves, dishwashers, dryers, washing machines, lighting fixtures, toys and the like. Moreover, it can be used as a battery for electric tools and nursing equipment (electric wheelchairs, electric beds, electric bathing facilities, etc.) regardless of whether they are for home use or business use. Furthermore, as industrial applications, as power sources for medical equipment, construction machinery, power storage systems, elevators, unmanned mobile vehicles, and mobiles such as electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, golf carts, turret vehicles, etc. The present invention can be applied as a power source. Furthermore, it is also possible to charge the battery module of the present invention with electric power generated from a solar cell or a fuel cell and use it as a power storage system that can be used outside the ground, such as a space station, spacecraft, or space base.

1 リチウムイオン二次電池
2 軸芯
3 電極群
4 電池缶
5 電気絶縁板
6 電池蓋
7 正極の導電リード
8 負極の導電リード
9 ガスケット
100 スリット
110 補強板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion secondary battery 2 Shaft core 3 Electrode group 4 Battery can 5 Electrical insulation board
6 Battery cover 7 Conductive lead for positive electrode 8 Conductive lead for negative electrode 9 Gasket 100 Slit 110 Reinforcing plate

Claims (6)

軸芯と、
前記軸芯に捲回される電極群と、を有する捲回型二次電池であって、
前記電極群は、正極および負極を有し、
前記軸芯は、シート材を円筒状に巻いた構造であり、
前記軸芯には、前記電極群の捲回方向において、前記軸芯の最外周端部に前記スリットが設けられる捲回型二次電池。
The shaft core,
An electrode group wound around the shaft core, and a wound type secondary battery comprising:
The electrode group has a positive electrode and a negative electrode,
The shaft core has a structure in which a sheet material is wound in a cylindrical shape,
A wound secondary battery in which the slit is provided in the outermost peripheral end portion of the shaft core in the winding direction of the electrode group.
請求項1において、
前記スリットは、前記電極群の捲回方向において、前記軸芯の最内周までは到達しない捲回型二次電池。
In claim 1,
The slit is a wound secondary battery that does not reach the innermost circumference of the shaft core in the winding direction of the electrode group.
請求項2において、
前記軸芯の最内周端に補強材が設けられている捲回型二次電池。
In claim 2,
A wound secondary battery in which a reinforcing material is provided at the innermost peripheral end of the shaft core.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記軸芯の外径をR、前記スリットの長さをLとしたとき、
L≧πRの関係を満たす捲回型二次電池。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
When the outer diameter of the shaft core is R and the length of the slit is L,
A wound secondary battery that satisfies the relationship L ≧ πR.
請求項1において、
前記軸芯は、短冊状の複数のシート材を前記電極群の捲回方向と垂直な方向に並べて円筒状に巻いた構造であり、
前記軸芯の最内周端に補強材が設けられている捲回型二次電池。
In claim 1,
The shaft core is a structure in which a plurality of strip-shaped sheet materials are arranged in a direction perpendicular to the winding direction of the electrode group and wound in a cylindrical shape,
A wound secondary battery in which a reinforcing material is provided at the innermost peripheral end of the shaft core.
請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記スリットの本数は2本以上20本以下であり、
前記シート材の捲き数は1捲き以上5捲き以下である捲回型二次電池。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The number of the slits is 2 or more and 20 or less,
The wound type secondary battery in which the number of rolls of the sheet material is 1 roll or more and 5 rolls or less.
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