JP2541710Y2 - 円筒形渦巻き式リチウム電池 - Google Patents
円筒形渦巻き式リチウム電池Info
- Publication number
- JP2541710Y2 JP2541710Y2 JP1990033267U JP3326790U JP2541710Y2 JP 2541710 Y2 JP2541710 Y2 JP 2541710Y2 JP 1990033267 U JP1990033267 U JP 1990033267U JP 3326790 U JP3326790 U JP 3326790U JP 2541710 Y2 JP2541710 Y2 JP 2541710Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- lithium
- shaped
- electrode
- lead plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は負極活性物質としてリチウムを用いて構成さ
れる円筒形渦巻き式リチウム電池に関するものである。
れる円筒形渦巻き式リチウム電池に関するものである。
近年、メモリーバックアップ電源、あるいはカメラ用
電源などの電源としてリチウム電池の需要が増大してい
る。これらのリチウム電池の中で、円筒形のリチウム電
池は通常渦巻き電極を有しており、渦巻き電極を正極端
子と負極ケースへ電気的に接続するために第２図、第３
図に示すように集電リード板が帯状正極、帯状負極それ
ぞれに接続されている。この帯状正極と帯状負極とをセ
パレータを介して巻芯の回りに渦巻き状に捲回し渦巻き
電極とするのであるが、上記の帯状負極への集電リード
板の接続位置は、負極集電リード板の負極ケースへの接
続を容易にするために負極を捲回する長さを１としたと
き、捲回を始める位置から全体長さの0.8から1.0の範囲
内で行われていた。
電源などの電源としてリチウム電池の需要が増大してい
る。これらのリチウム電池の中で、円筒形のリチウム電
池は通常渦巻き電極を有しており、渦巻き電極を正極端
子と負極ケースへ電気的に接続するために第２図、第３
図に示すように集電リード板が帯状正極、帯状負極それ
ぞれに接続されている。この帯状正極と帯状負極とをセ
パレータを介して巻芯の回りに渦巻き状に捲回し渦巻き
電極とするのであるが、上記の帯状負極への集電リード
板の接続位置は、負極集電リード板の負極ケースへの接
続を容易にするために負極を捲回する長さを１としたと
き、捲回を始める位置から全体長さの0.8から1.0の範囲
内で行われていた。
リチウム電池は、放電の際に帯状負極のリチウムが電
解液中に徐々に溶解していくのであるが、この溶解が不
均一に進行するとリチウム負極の一部分だけが先に無く
なってしまい、帯状のリチウムが切れた状態になること
があり、リチウムの溶解、析出を繰り返すリチウム２次
電池においてはこの現象が特に多く観察された。上記現
象は、帯状リチウム負極に固定された負極集電リード板
の付近で発生することが多い。その理由としては、主に
以下の二点が考えられる。
解液中に徐々に溶解していくのであるが、この溶解が不
均一に進行するとリチウム負極の一部分だけが先に無く
なってしまい、帯状のリチウムが切れた状態になること
があり、リチウムの溶解、析出を繰り返すリチウム２次
電池においてはこの現象が特に多く観察された。上記現
象は、帯状リチウム負極に固定された負極集電リード板
の付近で発生することが多い。その理由としては、主に
以下の二点が考えられる。
帯状の負極の端にリードがあると、リードから遠い部
分では負極リチウムの長さだけ抵抗が大きくなり、放電
しにくい。このためリードに近い所がより多く放電し、
リチウムが溶解する。
分では負極リチウムの長さだけ抵抗が大きくなり、放電
しにくい。このためリードに近い所がより多く放電し、
リチウムが溶解する。
リードを接続する際、接続部のリチウムが薄くなるた
め帯状の負極が切れた状態になりやすい。また、上記の
帯状負極への集電リード板の接続位置が負極を捲回する
長さを１としたとき、捲回を始める位置から全体長さの
0.8から1.0の範囲内である従来の方法では上記現象が発
生すると、大部分のリチウムは電気的に絶縁された状態
になって反応できなくなり、電池としての容量が低下し
てしまうことになる。
め帯状の負極が切れた状態になりやすい。また、上記の
帯状負極への集電リード板の接続位置が負極を捲回する
長さを１としたとき、捲回を始める位置から全体長さの
0.8から1.0の範囲内である従来の方法では上記現象が発
生すると、大部分のリチウムは電気的に絶縁された状態
になって反応できなくなり、電池としての容量が低下し
てしまうことになる。
本考案は上記課題を考慮してなされたものであって、
リチウム負極側の急激な容量の減少を防止することによ
り、高容量でサイクル寿命の長い円筒形リチウム電池の
提供を目的とする。
リチウム負極側の急激な容量の減少を防止することによ
り、高容量でサイクル寿命の長い円筒形リチウム電池の
提供を目的とする。
上記の目的を達成するために本考案は、帯状正極と帯
状負極をセパレータを介して渦巻き状に捲回して作成す
る電極を有する円筒形渦捲き式リチウム電池において、
上記の帯状負極への集電リード板の接続位置が負極を捲
回する長さを１としたとき、捲回を始める位置から全体
長さの0.25から0.75の範囲内に負極の集電リード板が固
定されていることを特徴とするものである。
状負極をセパレータを介して渦巻き状に捲回して作成す
る電極を有する円筒形渦捲き式リチウム電池において、
上記の帯状負極への集電リード板の接続位置が負極を捲
回する長さを１としたとき、捲回を始める位置から全体
長さの0.25から0.75の範囲内に負極の集電リード板が固
定されていることを特徴とするものである。
上記構成により、リチウム負極側の急激な容量の減少
を防止できるので、電池の放電容量の急激な低下が起こ
らなくなる。その理由としては、主に以下の二点が考え
られる。
を防止できるので、電池の放電容量の急激な低下が起こ
らなくなる。その理由としては、主に以下の二点が考え
られる。
負極集電リード板を中心付近にすると、リード板から
帯状負極の両端までの距離が短くなることによってリー
ド板から各部分までの抵抗も小さくなり、帯状負極全体
が均一に溶解析出するようになる。
帯状負極の両端までの距離が短くなることによってリー
ド板から各部分までの抵抗も小さくなり、帯状負極全体
が均一に溶解析出するようになる。
リード部の片側が切れても、もう片側は溶解析出可能
である。
である。
以下本考案の実施例を説明する。正極は厚さが0.2m
m、幅が3.8cm、長さが28cmの第２図に示すような帯状正
極４であり、SUS製エキスパンドメタルからなる芯体の
両面に二酸化マンガンを主活物質とし炭素導電剤と結着
剤と増粘剤とからなる正極合剤を塗布して作製した。4a
はSUS製の正極集電リード板であり、SUS製エキスバンド
メタルにスポット溶接した。負極は厚さが0.15mm、幅が
3.8cm、長さが30cmの第３図の５に示すように金属リチ
ウムからなる帯状負極とした。5aはSUS製の負極集電リ
ード板であり、金属リチウムの帯状負極への集電リード
板の接続位置が、負極を捲回する長さを１としたとき、
捲回を始める位置から捲回する全体長さの0.05、0.15、
0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95の各
位置に圧着し、順に負極Ａ、負極Ｂ、負極Ｃ、負極Ｄ、
負極Ｅ、負極Ｆ、負極Ｇ、負極Ｈ、負極Ｉ、負極Ｊとし
た。この負極Ａ〜Ｊと帯状正極をマイクロポーラスなポ
リプロピレンシートからなるセパレータを介して渦巻き
状に捲回し、第１図の６の渦巻き電極を各10個作製し、
上記負極Ａ〜Ｊに対応させて、それぞれ電極Ａ、電極
Ｂ、電極Ｃ、電極Ｄ、電極Ｅ、電極Ｆ、電極Ｇ、電極
Ｈ、電極Ｉ、電極Ｊとした。そして電解液にプロピレン
カーボネートとエチレンカーボネートとテトラヒドロフ
ランの1:1:1混合溶媒に1mol/1の濃度となる量の過塩素
酸リチウムを溶解したものを用いて、第１図に示す円筒
形渦巻き式リチウム電池を各10個作製し、上記電極Ａ〜
Ｊに対応させて、それぞれ電池Ａ、電池Ｂ、電池Ｃ、電
池Ｄ、電池Ｅ、電池Ｆ、電池Ｇ、電池Ｈ、電池Ｉ、電池
Ｊとした。電池の大きさは外径14.5mm、高さ50.5mmの単
３サイズとした。そして放電を100mAの定電流で電池電
圧が2.5Vになるまで行うこととし、充電を25mAの定電流
で電池電圧が3.5Vになるまで行うこととし、予め一度放
電と充電を行ってから充放電を繰り返して放電容量が初
期の容量の半分以下になったときのサイクル回数を測定
し、各電池の種類毎に10個の平均を求めた。その結果を
第１表に示す。
m、幅が3.8cm、長さが28cmの第２図に示すような帯状正
極４であり、SUS製エキスパンドメタルからなる芯体の
両面に二酸化マンガンを主活物質とし炭素導電剤と結着
剤と増粘剤とからなる正極合剤を塗布して作製した。4a
はSUS製の正極集電リード板であり、SUS製エキスバンド
メタルにスポット溶接した。負極は厚さが0.15mm、幅が
3.8cm、長さが30cmの第３図の５に示すように金属リチ
ウムからなる帯状負極とした。5aはSUS製の負極集電リ
ード板であり、金属リチウムの帯状負極への集電リード
板の接続位置が、負極を捲回する長さを１としたとき、
捲回を始める位置から捲回する全体長さの0.05、0.15、
0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95の各
位置に圧着し、順に負極Ａ、負極Ｂ、負極Ｃ、負極Ｄ、
負極Ｅ、負極Ｆ、負極Ｇ、負極Ｈ、負極Ｉ、負極Ｊとし
た。この負極Ａ〜Ｊと帯状正極をマイクロポーラスなポ
リプロピレンシートからなるセパレータを介して渦巻き
状に捲回し、第１図の６の渦巻き電極を各10個作製し、
上記負極Ａ〜Ｊに対応させて、それぞれ電極Ａ、電極
Ｂ、電極Ｃ、電極Ｄ、電極Ｅ、電極Ｆ、電極Ｇ、電極
Ｈ、電極Ｉ、電極Ｊとした。そして電解液にプロピレン
カーボネートとエチレンカーボネートとテトラヒドロフ
ランの1:1:1混合溶媒に1mol/1の濃度となる量の過塩素
酸リチウムを溶解したものを用いて、第１図に示す円筒
形渦巻き式リチウム電池を各10個作製し、上記電極Ａ〜
Ｊに対応させて、それぞれ電池Ａ、電池Ｂ、電池Ｃ、電
池Ｄ、電池Ｅ、電池Ｆ、電池Ｇ、電池Ｈ、電池Ｉ、電池
Ｊとした。電池の大きさは外径14.5mm、高さ50.5mmの単
３サイズとした。そして放電を100mAの定電流で電池電
圧が2.5Vになるまで行うこととし、充電を25mAの定電流
で電池電圧が3.5Vになるまで行うこととし、予め一度放
電と充電を行ってから充放電を繰り返して放電容量が初
期の容量の半分以下になったときのサイクル回数を測定
し、各電池の種類毎に10個の平均を求めた。その結果を
第１表に示す。
第１表より明らかなように、金属リチウムの帯状負極
への集電リード板の接続位置によって、充放電のくり返
しによる放電容量の低下の様子が異なり、金属リチウム
からなる帯状負極への集電リード板の接続位置が、捲回
を始める位置から捲回する全体長さの0.25〜0.75の範囲
の位置において放電容量の低下が小さくサイクル特性が
良好であり、特に0.35〜0.65の範囲の位置が良好であっ
た。
への集電リード板の接続位置によって、充放電のくり返
しによる放電容量の低下の様子が異なり、金属リチウム
からなる帯状負極への集電リード板の接続位置が、捲回
を始める位置から捲回する全体長さの0.25〜0.75の範囲
の位置において放電容量の低下が小さくサイクル特性が
良好であり、特に0.35〜0.65の範囲の位置が良好であっ
た。
以上、述べたように本考案によれば、充放電を繰り返
した際に発生する放電容量の急激な低下が無くなり、高
容量でサイクル寿命の長いリチウム電池を提供すること
ができる。
した際に発生する放電容量の急激な低下が無くなり、高
容量でサイクル寿命の長いリチウム電池を提供すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例よりなる円筒形渦巻き式リチ
ウム電池の断面図、第２図は帯状正極、第３図は帯状負
極である。 １……正極端子 ２……絶縁ガスケット ３……負極ケース 3a……負極ケースのＵ字状の絞り ４……帯状正極 4a……正極集電リード板 ５……帯状負極 5a……負極集電リード板 ６……渦巻き電極 ７……絶縁リング ８……絶縁リング
ウム電池の断面図、第２図は帯状正極、第３図は帯状負
極である。 １……正極端子 ２……絶縁ガスケット ３……負極ケース 3a……負極ケースのＵ字状の絞り ４……帯状正極 4a……正極集電リード板 ５……帯状負極 5a……負極集電リード板 ６……渦巻き電極 ７……絶縁リング ８……絶縁リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田原 謙介 宮城県仙台市太白区西多賀５丁目30番１ 号 セイコー電子部品株式会社内 (72)考案者 坂本 秀夫 宮城県仙台市太白区西多賀５丁目30番１ 号 セイコー電子部品株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−218772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−118530（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−133066（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−24522（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】帯状正極と帯状のリチウム負極を介して渦
巻き状に捲回して作製する渦巻き状電極を有するリチウ
ム２次電池において、上記渦巻き電極のリチウム負極を
捲回する長さを１としたとき、捲回を始める位置から全
体長さの0.25から0.75の範囲内に負極の集電リード板が
固定されていることを特徴とする渦巻き式リチウム２次
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990033267U JP2541710Y2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 円筒形渦巻き式リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990033267U JP2541710Y2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 円筒形渦巻き式リチウム電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03124470U JPH03124470U (ja) | 1991-12-17 |
| JP2541710Y2 true JP2541710Y2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=31536798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990033267U Expired - Lifetime JP2541710Y2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 円筒形渦巻き式リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541710Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007335308A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toshiba Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5224522U (ja) * | 1975-08-11 | 1977-02-21 | ||
| US4049882A (en) * | 1976-02-11 | 1977-09-20 | Union Carbide Corporation | Battery assembly |
| JPS60218772A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 渦巻式鉛蓄電池 |
| JPS63133066U (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-31 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP1990033267U patent/JP2541710Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03124470U (ja) | 1991-12-17 |
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