JP2015115261A - 密閉型電池 - Google Patents
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Abstract
Description
(正極極板の作製)
正極活物質としてのコバルト酸リチウム(LiCoO2)が95質量部、導電剤としてのアセチレンブラックが2.5質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンが2.5質量部となるように混合し、この混合物を分散媒としてのN−メチルピロリドンの中に均一に分散するように混錬して、正極合剤スラリーを作製した。この正極合剤スラリーを厚みが13μmのアルミニウム製の正極芯体の両面にドクターブレード法により塗布、乾燥して正極芯体の両面に正極活物質層21aを形成した。そして正極活物質層21aを圧延ローラーで圧延し、所定サイズに切断して正極極板21を作製した。正極極板21の長さ方向の両端部のうち、電極体の巻始め側となる端部には、正極活物質層21aが形成されていない正極芯体露出部21bを設けた。
正極芯体露出部21bに厚みが0.03mmのアルミニウム製の正極タブ11を超音波溶接し、正極タブ11の溶接部の両面にはポリプロピレン製の保護テープ23を貼り付けた。さらに図1(B)に示すように、正極極板巻始め側切断部21cの電極体内周側及び電極体外周側の両面に正極芯体が配置されるように、正極芯体露出部21bを正極タブ11の方向に2回折り返した。このようにして正極芯体折り返し部21dを形成した。
負極活物質としての黒鉛が98質量部、結着剤としてのスチレンブタジエンゴムが1質量部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースが1質量部となるように混合し、この混合物を分散媒としての水の中に均一に分散するように混錬して、負極合剤スラリーを作製した。この負極合剤スラリーを厚みが8μmの銅製の負極芯体の両面にドクターブレード法により塗布し、乾燥させて負極芯体の両面に負極活物質層22aを形成した。さらに負極活物質層22aを圧延ローラーで圧延し、所定サイズに切断して負極極板22を作製した。負極極板22の長さ方向の両端部のうち、電極体の巻始め側となる端部には、負極活物質層22aが形成されていない負極芯体露出部22bを設けた。
負極芯体露出部22bに厚みが0.1mmのニッケル製の負極タブ12を超音波溶接した。なお、負極芯体露出部22bには芯体折り返し部が形成されていない。
上記のようにして作製した正極極板21及び負極極板22を、ポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータ(図示していない)を介して偏平状に巻回して電極体を作製した。電極体の巻始め部は図1(A)及び(B)に示されるように、負極極板が先行して巻回されている。電極体中心部24から正極タブ11までの距離L1は6mm、負極タブ12までの距離L2は4mmであり、正極タブ及び負極タブの間に正極芯体折り返し部21dが配置されている。
エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)及びジエチルカーボネート(DEC)を体積比で40:30:30(25℃、1気圧)となるように混合して、非水電解質に用いる非水溶媒を調製した。この非水溶媒に、電解質塩としてのヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/Lとなるように溶解して、非水電解質を調製した。
上記のようにして作製した偏平状の電極体を角形の外装ケースに挿入し、正極タブ11を封口板16に、負極タブ12を負極端子13に接続した後、封口板16を外装ケースの開口部にレーザー溶接した。そして封口板16に設けられた注液孔15から非水電解質を注液して、注液孔15を封止することにより実施例にかかる角形非水電解質二次電池を作製した。この角形非水電解質二次電池の外形サイズは厚み5.1mm×幅54mm×高さ78mmで、設計容量は3200mAhである。
正極芯体折り返し部を配置させなかったことを除いては、実施例と同様にして比較例にかかる角形非水電解質二次電池を作製した。比較例にかかる電極体の巻始め部の構成は図5に示した。
実施例及び比較例にかかる電池各30セルを、1It(=3200mA)の定電流で電池電圧が4.2Vになるまで充電し、その後4.2Vの定電圧で電流が1/50It(=64mA)になるまで充電した。充電後の電池厚みをマイクロメーターで測定した。
実施例及び比較例各5セルについて、室温(25℃)で充放電を500サイクル行い、充放電サイクル後の電池厚みをマイクロメーターで測定した。充放電サイクルは次の条件で行った。充電は上記の初期充電と同様の条件で行い、放電は1Itの定電流で電圧が3.0Vになるまで行った。充電と放電の間には、10分の休止時間を設けた。また、充放電サイクル中の放電容量の推移も記録し、1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の放電容量の割合を百分率で算出し、算出された値を容量維持率とした。表1に、初期充電後及び充放電サイクル後の電池厚み並びに容量維持率をまとめて示す。実験結果はすべて実施例及び比較例それぞれの平均値である。
12 負極タブ
13 負極端子
14 絶縁板
15 注液孔
16 封口板
17 絶縁スペーサー
18 電極体
21 正極極板
21a 正極活物質層
21b 正極芯体露出部
21c 正極極板巻始め側切断部
21d 正極芯体折り返し部
22 負極極板
22a 負極活物質層
22b 負極芯体露出部
22c 負極極板巻始め側切断部
22d 負極芯体折り返し部
23 保護テープ
24 電極体中心部
Claims (3)
- 正極芯体上に形成された正極活物質層を有する正極極板及び負極芯体上に形成された負極活物質層を有する負極極板がセパレータを介して巻回された偏平状の電極体を備え、
前記正極極板は巻始め側の端部に正極芯体露出部を有し、前記正極芯体露出部には正極タブが接続され、
前記負極極板は巻始め側の端部に負極芯体露出部を有し、前記負極芯体露出部には負極タブが接続され、
前記正極芯体露出部は前記正極タブより巻始め側に正極芯体折り返し部を有し、正極極板巻始め側切断部が前記正極芯体で挟まれている密閉型電池。 - 請求項1記載の密閉型電池において、前記正極芯体露出部が前記正極芯体折り返し部を有することに代えて、前記負極芯体露出部が前記負極タブより巻始め側に負極芯体折り返し部を有し、負極極板巻始め側切断部が前記負極芯体で挟まれている密閉型電池。
- 請求項1記載の密閉型電池において、前記負極芯体露出部が前記負極タブより巻始め側に負極芯体折り返し部を有し、負極極板巻始め側切断部が前記負極芯体で挟まれている密閉型電池。
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