JP3301713B2 - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池に
関し、特に集電タブと極端子との接続構造を改良したリ
チウム二次電池に関する。
関し、特に集電タブと極端子との接続構造を改良したリ
チウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、リチウムイオンを吸蔵、放出し得
る炭素材料を負極材料とし、リチウム含有複合酸化物を
正極材料とするリチウム二次電池が、高エネルギー密度
を有する電池として注目されつつある。上記の如くリチ
ウム二次電池は高エネルギー密度を有するものの、電池
を更に高容量化するには、電池を大型化する必要があ
る。このように、電池を大型化する場合に、正負両極か
ら電池エネルギを取り出すための集電タブの数が少ない
と、集電が円滑に進行せず、電池性能が低下する。した
がって、電池の大型化を図る場合には、集電タブの数を
増加させる必要がある。
る炭素材料を負極材料とし、リチウム含有複合酸化物を
正極材料とするリチウム二次電池が、高エネルギー密度
を有する電池として注目されつつある。上記の如くリチ
ウム二次電池は高エネルギー密度を有するものの、電池
を更に高容量化するには、電池を大型化する必要があ
る。このように、電池を大型化する場合に、正負両極か
ら電池エネルギを取り出すための集電タブの数が少ない
と、集電が円滑に進行せず、電池性能が低下する。した
がって、電池の大型化を図る場合には、集電タブの数を
増加させる必要がある。
【０００３】ここで、上記の如く集電タブの数が増加し
た場合に、正負両極の内部端子と集電タブとの接続構造
が問題となるが、従来は、上記内部端子に多数の集電タ
ブを重ねて両者をスポット溶接あるいは超音波溶接等の
溶接手段により、内部端子と集電タブとを接続してい
た。
た場合に、正負両極の内部端子と集電タブとの接続構造
が問題となるが、従来は、上記内部端子に多数の集電タ
ブを重ねて両者をスポット溶接あるいは超音波溶接等の
溶接手段により、内部端子と集電タブとを接続してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、一定数以上の集電タブを内部端子に溶着
するのは非常に困難であり、特に集電タブがアルミニウ
ムから成る場合には、溶接時にアルミニウムが溶融して
集電タブに穴があく。このため、内部端子と集電タブを
十分な強度で接続するのが困難であるという課題を有し
ていた。また、例え接続されたとしても、集電タブと内
部端子とは溶接治具の先端部に対応する部分でのみ溶接
されるだけであるので、両者の接触面積が極めて小さ
い。このため、両者間の接触抵抗が増大することによ
り、電池の内部抵抗が増大し、抵抗発熱を生じるという
課題もある。
来の方法では、一定数以上の集電タブを内部端子に溶着
するのは非常に困難であり、特に集電タブがアルミニウ
ムから成る場合には、溶接時にアルミニウムが溶融して
集電タブに穴があく。このため、内部端子と集電タブを
十分な強度で接続するのが困難であるという課題を有し
ていた。また、例え接続されたとしても、集電タブと内
部端子とは溶接治具の先端部に対応する部分でのみ溶接
されるだけであるので、両者の接触面積が極めて小さ
い。このため、両者間の接触抵抗が増大することによ
り、電池の内部抵抗が増大し、抵抗発熱を生じるという
課題もある。
【０００５】そこで本発明は、内部端子と集電タブとの
接続の容易化を図ることにより電池製造時の作業性を向
上でき、且つ、内部端子と集電タブとの接続強度を高
め、しかも両者の接触抵抗を低減することにより電池性
能を飛躍的に向上することができるリチウム二次電池の
提供を目的としている。
接続の容易化を図ることにより電池製造時の作業性を向
上でき、且つ、内部端子と集電タブとの接続強度を高
め、しかも両者の接触抵抗を低減することにより電池性
能を飛躍的に向上することができるリチウム二次電池の
提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、筒状の
外装缶内には、リチウム含有複合酸化物を含む正極と、
リチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料を含む負極
と、非水電解液が含浸されたセパレータとが渦巻き状に
巻回された構造の発電要素が収納され、この発電要素か
らは複数の集電タブが突出形成されると共に、上記外装
缶の両開口部は封口体により封止され、しかも上記複数
の集電タブと電気的に接続された極端子の一部が上記封
口体と絶縁された状態で外部に突出する構造のリチウム
二次電池であって、上記極端子は、集電タブと接続され
る内部端子と、外部機器と接続される外部端子と、これ
ら両端子間に設けられ且つ両端子と一体成形された鍔部
とからなり、且つ、上記内部端子には貫通孔が設けられ
ると共に上記複数の集電タブには当該貫通孔に対応した
貫通孔が各々設けられ、上記複数の集電タブと上記内部
端子とが重ねられた状態で上記両貫通孔にピンが挿通さ
れ複数の集電タブと内部端子とがピン結合される一方、
上記外部端子は上記封口体に形成された透穴を挿通して
突出され、この突出部分に形成された係合部と係合片と
が係合されて極端子が封口体に固定され、且つ、上記鍔
部と封口体との間には両者を絶縁する平板状の第１絶縁
体が介在され、上記外部端子と封口体との間には両者を
絶縁する円筒状の第２絶縁体が介在され、更に上記係合
片と封口体との間には両者を絶縁する平板状の第３絶縁
体が介在され、しかも、上記第２絶縁体が上記第１絶縁
体と一体形成されて断面凸状を成すと共に、第２絶縁体
の高さが上記封口体の厚みより大きくなっていることを
特徴とする。
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、筒状の
外装缶内には、リチウム含有複合酸化物を含む正極と、
リチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料を含む負極
と、非水電解液が含浸されたセパレータとが渦巻き状に
巻回された構造の発電要素が収納され、この発電要素か
らは複数の集電タブが突出形成されると共に、上記外装
缶の両開口部は封口体により封止され、しかも上記複数
の集電タブと電気的に接続された極端子の一部が上記封
口体と絶縁された状態で外部に突出する構造のリチウム
二次電池であって、上記極端子は、集電タブと接続され
る内部端子と、外部機器と接続される外部端子と、これ
ら両端子間に設けられ且つ両端子と一体成形された鍔部
とからなり、且つ、上記内部端子には貫通孔が設けられ
ると共に上記複数の集電タブには当該貫通孔に対応した
貫通孔が各々設けられ、上記複数の集電タブと上記内部
端子とが重ねられた状態で上記両貫通孔にピンが挿通さ
れ複数の集電タブと内部端子とがピン結合される一方、
上記外部端子は上記封口体に形成された透穴を挿通して
突出され、この突出部分に形成された係合部と係合片と
が係合されて極端子が封口体に固定され、且つ、上記鍔
部と封口体との間には両者を絶縁する平板状の第１絶縁
体が介在され、上記外部端子と封口体との間には両者を
絶縁する円筒状の第２絶縁体が介在され、更に上記係合
片と封口体との間には両者を絶縁する平板状の第３絶縁
体が介在され、しかも、上記第２絶縁体が上記第１絶縁
体と一体形成されて断面凸状を成すと共に、第２絶縁体
の高さが上記封口体の厚みより大きくなっていることを
特徴とする。
【０００７】上記構成の電池であれば、内部端子と集電
タブとがピン結合されるので、非常な困難性を伴う内部
端子と集電タブとの溶着工程が不要となる。したがっ
て、内部端子と集電タブとの接続を容易化できる。ま
た、内部端子と集電タブとがピン結合されているので、
両者が溶接されている場合に比べて、接続強度が極めて
大きくなり、しかも、ピン結合における平板部で集電タ
ブが内部端子に押圧されるので、集電タブと極端子との
接触面積が大きくなり、両者間の接触抵抗が減少する。
タブとがピン結合されるので、非常な困難性を伴う内部
端子と集電タブとの溶着工程が不要となる。したがっ
て、内部端子と集電タブとの接続を容易化できる。ま
た、内部端子と集電タブとがピン結合されているので、
両者が溶接されている場合に比べて、接続強度が極めて
大きくなり、しかも、ピン結合における平板部で集電タ
ブが内部端子に押圧されるので、集電タブと極端子との
接触面積が大きくなり、両者間の接触抵抗が減少する。
【０００８】更に、集電タブと接続される内部端子と、
外部機器と接続される外部端子と、これら両端子間に設
けられ鍔部とが一体成形されているので、電池の内部抵
抗が大きくなることはない。加えて、鍔部と封口体との
間には第１絶縁体が、外部端子と封口体との間には第２
絶縁体が、係合片と封口体との間には第３絶縁体が、そ
れぞれ介在されているので、電池内での短絡を防止でき
る。
外部機器と接続される外部端子と、これら両端子間に設
けられ鍔部とが一体成形されているので、電池の内部抵
抗が大きくなることはない。加えて、鍔部と封口体との
間には第１絶縁体が、外部端子と封口体との間には第２
絶縁体が、係合片と封口体との間には第３絶縁体が、そ
れぞれ介在されているので、電池内での短絡を防止でき
る。
【０００９】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、封口体に安全弁が取り付けられている
ことを特徴とする。このように、最も耐圧性の低い平板
状の封口体に安全弁を取り付けることにより、電池内圧
の制御が円滑に行われる。
の発明において、封口体に安全弁が取り付けられている
ことを特徴とする。このように、最も耐圧性の低い平板
状の封口体に安全弁を取り付けることにより、電池内圧
の制御が円滑に行われる。
【００１０】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の発明において、封口体及び外装缶が、発電要素及び集
電タブと絶縁されていることを特徴とする。このような
構造であれば、集電タブの接続時、封口体の溶接時及び
電池作製後に、封口体又は外装缶と発電要素又は集電タ
ブとが接触して内部短絡が生じるのを防止できる。
の発明において、封口体及び外装缶が、発電要素及び集
電タブと絶縁されていることを特徴とする。このような
構造であれば、集電タブの接続時、封口体の溶接時及び
電池作製後に、封口体又は外装缶と発電要素又は集電タ
ブとが接触して内部短絡が生じるのを防止できる。
【００１１】また請求項４記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記第１絶縁体及び前記第３絶縁体の
径が前記封口体の透穴の径よりも大径であることを特徴
とする。このように、第１絶縁体及び第３絶縁体の径が
封口体の透穴の径よりも大径であることから、第１絶縁
体及び第３絶縁体が極端子の鍔部と係合片とにより挟持
された状態で、封口体に固定されることになる。
の発明において、前記第１絶縁体及び前記第３絶縁体の
径が前記封口体の透穴の径よりも大径であることを特徴
とする。このように、第１絶縁体及び第３絶縁体の径が
封口体の透穴の径よりも大径であることから、第１絶縁
体及び第３絶縁体が極端子の鍔部と係合片とにより挟持
された状態で、封口体に固定されることになる。
【００１２】なお、本発明のリチウム二次電池における
正極材料（活物質）としては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉ
Ｏ2 、ＬｉＭｎＯ2 、ＬｉＦｅＯ2 等が例示される。負
極材料としては、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭
素材料がある。
正極材料（活物質）としては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉ
Ｏ2 、ＬｉＭｎＯ2 、ＬｉＦｅＯ2 等が例示される。負
極材料としては、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭
素材料がある。
【００１３】電解液の溶媒としては、エチレンカーボネ
ート、ビニレンカーボネート、プロピレンカーボネート
などの有機溶媒、或いは、これらとジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、エトキシメトキシエタ
ンなどの低沸点溶媒との混合溶媒が例示され、電解液の
溶質としては、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 等が例示される。
ート、ビニレンカーボネート、プロピレンカーボネート
などの有機溶媒、或いは、これらとジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、エトキシメトキシエタ
ンなどの低沸点溶媒との混合溶媒が例示され、電解液の
溶質としては、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 等が例示される。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
５に基づいて、以下に説明する。図１及び図２に示すよ
うに、本発明の一例に係るリチウム二次電池は、金属ア
ルミニウムから成る円筒状の外装缶１（直径：６０ｍ
ｍ、高さ：１８０ｍｍ）を有しており、この外装缶１内
には、正極、負極、及び電解液が含浸されたセパレータ
を備える発電要素２が挿入されている。この発電要素２
の上下端からは、アルミ箔から成る正極集電タブ３ａ…
（厚さ：０．１ｍｍ）と銅箔から成る負極集電タブ３ｂ
…（厚さ：０．１ｍｍ）とがそれぞれ１０本ずつ突出し
て設けられる一方、上記外装缶１の開口部は封口体４・
５によって封口されている。これら封口体４・５と上記
外装缶１との内側面には、発電要素２、正極集電タブ３
ａ…、及び負極集電タブ３ｂ…と、外装缶１又は封口体
４・５とが接触して電池が内部短絡するのを防止するた
めにテフロン層が形成されている。
５に基づいて、以下に説明する。図１及び図２に示すよ
うに、本発明の一例に係るリチウム二次電池は、金属ア
ルミニウムから成る円筒状の外装缶１（直径：６０ｍ
ｍ、高さ：１８０ｍｍ）を有しており、この外装缶１内
には、正極、負極、及び電解液が含浸されたセパレータ
を備える発電要素２が挿入されている。この発電要素２
の上下端からは、アルミ箔から成る正極集電タブ３ａ…
（厚さ：０．１ｍｍ）と銅箔から成る負極集電タブ３ｂ
…（厚さ：０．１ｍｍ）とがそれぞれ１０本ずつ突出し
て設けられる一方、上記外装缶１の開口部は封口体４・
５によって封口されている。これら封口体４・５と上記
外装缶１との内側面には、発電要素２、正極集電タブ３
ａ…、及び負極集電タブ３ｂ…と、外装缶１又は封口体
４・５とが接触して電池が内部短絡するのを防止するた
めにテフロン層が形成されている。
【００１５】ここで、上記封口体４・５近傍の構造は同
一構造であるので、封口体４を例にとって説明する。図
３に示すように、上記封口体４には、上記正極集電タブ
３ａ…と接続される内部端子１４と、外部機器と接続さ
れる外部端子１２と、これら両端子１２・１４間に設け
られ且つ両端子１２・１４と一体成形された鍔部１３と
からなる極端子１１が、封口体４とは絶縁状態で固定さ
れる。具体的には、上記封口体４の中央には透孔２４が
形成され、この透孔２４にはポリエステル樹脂から成る
第２絶縁体８が挿通される一方、上記透孔２４に対応す
る封口体４の上下両面には、ポリエステル樹脂から成り
上記第２絶縁体８と一体成形された第１絶縁体９と、第
３絶縁体１６とが各々配置される。この状態で、上記３
つの絶縁体８・９・１６に形成された貫通孔１０・１９
を上記外部端子１２が挿通し、この外部端子１２の突出
部分に形成されたネジ部１２ａにナット１７・１８が係
合される。これにより、上記鍔部１３とナット１７・１
８との間で３つの絶縁体８・９・１６が挟持されつつ
（即ち、ナット１７、外部端子１２、及び鍔部１３と封
口体４とが絶縁状態で）極端子１１が封口体４に固定さ
れることになる。尚、ナットを２つ設けるのは、ナット
が緩むのを防止するためである。
一構造であるので、封口体４を例にとって説明する。図
３に示すように、上記封口体４には、上記正極集電タブ
３ａ…と接続される内部端子１４と、外部機器と接続さ
れる外部端子１２と、これら両端子１２・１４間に設け
られ且つ両端子１２・１４と一体成形された鍔部１３と
からなる極端子１１が、封口体４とは絶縁状態で固定さ
れる。具体的には、上記封口体４の中央には透孔２４が
形成され、この透孔２４にはポリエステル樹脂から成る
第２絶縁体８が挿通される一方、上記透孔２４に対応す
る封口体４の上下両面には、ポリエステル樹脂から成り
上記第２絶縁体８と一体成形された第１絶縁体９と、第
３絶縁体１６とが各々配置される。この状態で、上記３
つの絶縁体８・９・１６に形成された貫通孔１０・１９
を上記外部端子１２が挿通し、この外部端子１２の突出
部分に形成されたネジ部１２ａにナット１７・１８が係
合される。これにより、上記鍔部１３とナット１７・１
８との間で３つの絶縁体８・９・１６が挟持されつつ
（即ち、ナット１７、外部端子１２、及び鍔部１３と封
口体４とが絶縁状態で）極端子１１が封口体４に固定さ
れることになる。尚、ナットを２つ設けるのは、ナット
が緩むのを防止するためである。
【００１６】一方、図４に示すように、上記内部端子１
４には貫通孔１５が設けられ、上記正極集電タブ３ａ…
には上記貫通孔１５に対応した貫通孔２１…が各々設け
られており、内部端子１４の両面に略同数の正極集電タ
ブ３ａ…を配置した状態で上記両貫通孔１５・２１…を
ボルト２５が挿通している。そして、このボルト２５に
ナット２６を係合させることにより、内部端子１４に正
極集電タブ３ａ…が固定されることになる。
４には貫通孔１５が設けられ、上記正極集電タブ３ａ…
には上記貫通孔１５に対応した貫通孔２１…が各々設け
られており、内部端子１４の両面に略同数の正極集電タ
ブ３ａ…を配置した状態で上記両貫通孔１５・２１…を
ボルト２５が挿通している。そして、このボルト２５に
ナット２６を係合させることにより、内部端子１４に正
極集電タブ３ａ…が固定されることになる。
【００１７】ここで、上記各部材の大きさを、図５に基
づいて、以下に説明する。先ず、上記封口体４の電池内
面側に形成された嵌合凸部４ａの径Ｌ1 は外装缶１の内
径Ｌ2 より若干小さくなるように構成される。このよう
に構成することにより、封口体４と外装缶１とをレーザ
溶接する際、封口体４ががたつくのを防止できる。ま
た、第２絶縁体８の外径Ｌ4 は封口体４の透孔２４の径
Ｌ3 より若干小さくなるように構成される。このように
構成することにより、第１絶縁体９を円滑に透孔２４に
挿入できる。
づいて、以下に説明する。先ず、上記封口体４の電池内
面側に形成された嵌合凸部４ａの径Ｌ1 は外装缶１の内
径Ｌ2 より若干小さくなるように構成される。このよう
に構成することにより、封口体４と外装缶１とをレーザ
溶接する際、封口体４ががたつくのを防止できる。ま
た、第２絶縁体８の外径Ｌ4 は封口体４の透孔２４の径
Ｌ3 より若干小さくなるように構成される。このように
構成することにより、第１絶縁体９を円滑に透孔２４に
挿入できる。
【００１８】更に、外部端子１２の径Ｌ6 は第１絶縁体
９及び第２絶縁体８に形成された貫通孔１０の径Ｌ5 及
び第３絶縁体１６に形成された貫通孔１９の径Ｌ7 より
も若干小さくなるように構成される。これにより、外部
端子１２を円滑に貫通孔１０及び貫通孔１９に挿入する
ことができる。また、第２絶縁体８の高さＬ8 は封口体
４の厚みＬ9 よりも若干大きくなるように構成される。
これにより、外部端子１２とナット１７・１８が係合さ
れる際、ナット１７・１８及び鍔部１３に付勢力が働く
ので、ナット１７・１８が緩むことなく、電池の密閉性
が十分に確保される。加えて、第１絶縁体９の径Ｌ10及
び第３絶縁体１６の径Ｌ11は封口体４の透孔２４の径Ｌ
3 より大きくなるように構成される。したがって、第１
絶縁体９及び第３絶縁体１６が極端子１１の鍔部１３と
ナット１７・１８とにより挟持され、封口体４に固定さ
れることになる。
９及び第２絶縁体８に形成された貫通孔１０の径Ｌ5 及
び第３絶縁体１６に形成された貫通孔１９の径Ｌ7 より
も若干小さくなるように構成される。これにより、外部
端子１２を円滑に貫通孔１０及び貫通孔１９に挿入する
ことができる。また、第２絶縁体８の高さＬ8 は封口体
４の厚みＬ9 よりも若干大きくなるように構成される。
これにより、外部端子１２とナット１７・１８が係合さ
れる際、ナット１７・１８及び鍔部１３に付勢力が働く
ので、ナット１７・１８が緩むことなく、電池の密閉性
が十分に確保される。加えて、第１絶縁体９の径Ｌ10及
び第３絶縁体１６の径Ｌ11は封口体４の透孔２４の径Ｌ
3 より大きくなるように構成される。したがって、第１
絶縁体９及び第３絶縁体１６が極端子１１の鍔部１３と
ナット１７・１８とにより挟持され、封口体４に固定さ
れることになる。
【００１９】尚、上記封口体４の端部近傍には安全弁７
を固定するための係合穴６が形成されており、上記安全
弁７には、電池内圧が高くなった場合に、電池内のガス
を排出するためのガス排出穴７ｂが形成されている。ま
た、上記説明では正極側の構造について説明したが、負
極側も同様の構造である。但し、内部端子には貫通孔が
形成された負極集電タブ３ｂ…が固定される構造であ
る。
を固定するための係合穴６が形成されており、上記安全
弁７には、電池内圧が高くなった場合に、電池内のガス
を排出するためのガス排出穴７ｂが形成されている。ま
た、上記説明では正極側の構造について説明したが、負
極側も同様の構造である。但し、内部端子には貫通孔が
形成された負極集電タブ３ｂ…が固定される構造であ
る。
【００２０】このような構造の電池を、以下のようにし
て作製した。 〔正極の作製〕先ず、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2
と、導電剤としての炭素粉末とを重量比９０：５の割合
で混合して正極合剤を調製した。次に、結着剤としての
ポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶｄＦと略す）を、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと略す）に溶
解させてＮＭＰ溶液を作製した後、上記正極合剤と上記
ＰＶｄＦとの重量比が９５：５となるように、正極合剤
とＮＭＰ溶液とを混練してスラリーを調製した。次い
で、このスラリーをアルミニウム箔から成る正極集電体
の両面にドクターブレード法により塗布した後、１５０
℃で２時間真空乾燥させて正極を作製した。
て作製した。 〔正極の作製〕先ず、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2
と、導電剤としての炭素粉末とを重量比９０：５の割合
で混合して正極合剤を調製した。次に、結着剤としての
ポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶｄＦと略す）を、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと略す）に溶
解させてＮＭＰ溶液を作製した後、上記正極合剤と上記
ＰＶｄＦとの重量比が９５：５となるように、正極合剤
とＮＭＰ溶液とを混練してスラリーを調製した。次い
で、このスラリーをアルミニウム箔から成る正極集電体
の両面にドクターブレード法により塗布した後、１５０
℃で２時間真空乾燥させて正極を作製した。
【００２１】〔負極の作製〕結着剤としてのＰＶｄＦを
ＮＭＰに溶解させてＮＭＰ溶液を作製した後、粒子径１
０μｍの黒鉛粉末〔格子面（００２）面におけるｄ値
（ｄ002 ）が３．３５６Åであり、Ｌｃ値が１０００Å
を超える〕とＰＶｄＦとの重量比が８５：１５となるよ
うに、黒鉛粉末と上記ＮＭＰ溶液とを混練してスラリー
を調製した。次いで、このスラリーを銅箔から成る負極
集電体の両面にドクターブレード法により塗布した後、
１５０℃で２時間真空乾燥させて負極を作製した。
ＮＭＰに溶解させてＮＭＰ溶液を作製した後、粒子径１
０μｍの黒鉛粉末〔格子面（００２）面におけるｄ値
（ｄ002 ）が３．３５６Åであり、Ｌｃ値が１０００Å
を超える〕とＰＶｄＦとの重量比が８５：１５となるよ
うに、黒鉛粉末と上記ＮＭＰ溶液とを混練してスラリー
を調製した。次いで、このスラリーを銅箔から成る負極
集電体の両面にドクターブレード法により塗布した後、
１５０℃で２時間真空乾燥させて負極を作製した。
【００２２】〔電解液の調製〕エチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとを体積比１：１の割合で混合し
た混合溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１Ｍ（モル／リットル）の
割合で溶かして電解液を調製した。
ジエチルカーボネートとを体積比１：１の割合で混合し
た混合溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１Ｍ（モル／リットル）の
割合で溶かして電解液を調製した。
【００２３】〔電池の作製〕先ず、上記正極及び負極
に、各々正極集電タブ３ａ…と負極集電タブ３ｂ…とを
固定した。尚、正極集電タブ３ａ…及び負極集電タブ３
ｂ…の数は、各１０本とした。次に、上記正極及び負極
を、セパレータを介して渦巻き状に巻回して発電要素２
を作製し、また、これと並行して、極端子１１とナット
１７・１８とを用いて、第１絶縁体９、第２絶縁体８、
及び第３絶縁体１６を封口体４に固定した。
に、各々正極集電タブ３ａ…と負極集電タブ３ｂ…とを
固定した。尚、正極集電タブ３ａ…及び負極集電タブ３
ｂ…の数は、各１０本とした。次に、上記正極及び負極
を、セパレータを介して渦巻き状に巻回して発電要素２
を作製し、また、これと並行して、極端子１１とナット
１７・１８とを用いて、第１絶縁体９、第２絶縁体８、
及び第３絶縁体１６を封口体４に固定した。
【００２４】次いで、発電要素２を外装缶１に挿入した
後、正極集電タブ３ａ…と内部端子１４とを重ねた状態
で両貫通孔１５・２１…にボルト２５を挿入した後、こ
のボルト２５にナット２６を係合させることにより、内
部端子１４に正極集電タブ３ａ…を固定した。尚、負極
集電タブ３ｂ…についても同様に固定した。この後、封
口体４・５と外装缶１とをレーザー溶接して電池を封口
した後、係合穴６から電池内に上記電解液を注入し、更
に安全弁７を封口体４に取り付けることにより電池を作
製した。
後、正極集電タブ３ａ…と内部端子１４とを重ねた状態
で両貫通孔１５・２１…にボルト２５を挿入した後、こ
のボルト２５にナット２６を係合させることにより、内
部端子１４に正極集電タブ３ａ…を固定した。尚、負極
集電タブ３ｂ…についても同様に固定した。この後、封
口体４・５と外装缶１とをレーザー溶接して電池を封口
した後、係合穴６から電池内に上記電解液を注入し、更
に安全弁７を封口体４に取り付けることにより電池を作
製した。
【００２５】尚、上記電池の出力電圧は３．６Ｖで、電
池容量は３０Ａｈ（電流値１／８Ｃでの放電）である。
また、上記実施の形態では、第２絶縁体８の径Ｌ4 は、
封口体４の嵌合凸部４ａの径Ｌ1 より小さくなるような
構成であるが、両者の径を同等となるような構成であっ
ても良い。このような構成であれば、封口体４にテフロ
ン層を設けるという工程が不要となるので、電池の製造
がより容易となる。
池容量は３０Ａｈ（電流値１／８Ｃでの放電）である。
また、上記実施の形態では、第２絶縁体８の径Ｌ4 は、
封口体４の嵌合凸部４ａの径Ｌ1 より小さくなるような
構成であるが、両者の径を同等となるような構成であっ
ても良い。このような構成であれば、封口体４にテフロ
ン層を設けるという工程が不要となるので、電池の製造
がより容易となる。
【００２６】更に、外装缶１及び封口体４・５と、発電
要素２、正極集電タブ３ａ…、及び負極集電タブ３ｂ…
との接触を防止する方法としては、外装缶１及び封口体
４・５にテフロン層を設ける構成に限定するものではな
く、例えば発電要素２、正極集電タブ３ａ…、及び負極
集電タブ３ｂ…を絶縁性の袋で覆うような構成であって
も良い。
要素２、正極集電タブ３ａ…、及び負極集電タブ３ｂ…
との接触を防止する方法としては、外装缶１及び封口体
４・５にテフロン層を設ける構成に限定するものではな
く、例えば発電要素２、正極集電タブ３ａ…、及び負極
集電タブ３ｂ…を絶縁性の袋で覆うような構成であって
も良い。
【００２７】
（実施例）実施例の電池としては上記発明の実施の態様
で示す電池（但し、封口体と外装缶とが溶接されていな
い状態の電池）を用いた。このようにして作製した電池
を、以下、本発明電池Ａと称する。
で示す電池（但し、封口体と外装缶とが溶接されていな
い状態の電池）を用いた。このようにして作製した電池
を、以下、本発明電池Ａと称する。
【００２８】（比較例）内部端子と正極集電タブ及び負
極集電タブとの接続を、スポット溶接法で行う他は、上
記実施例と同様にして電池（但し、封口体と外装缶とが
溶接されていない状態の電池）を作製した。尚、スポッ
ト溶接の条件を、下記に示す。 電圧：２Ｖ 最大出力電流：１５０Ａ 時間：２ｍｓｅｃ このようにして作製した電池を、以下、比較電池Ｂと称
する。
極集電タブとの接続を、スポット溶接法で行う他は、上
記実施例と同様にして電池（但し、封口体と外装缶とが
溶接されていない状態の電池）を作製した。尚、スポッ
ト溶接の条件を、下記に示す。 電圧：２Ｖ 最大出力電流：１５０Ａ 時間：２ｍｓｅｃ このようにして作製した電池を、以下、比較電池Ｂと称
する。
【００２９】（実験）上記本発明電池Ａ及び比較電池Ｂ
において、封口体に１００ｇの荷重を１０分間加えた
後、各電池の集電タブと内部端子とに分離、切断がある
か否かを調べたので、その結果を下記表１に示す。ま
た、各電池の集電タブと内部端子との接続に要する時間
についても調べたので、その結果についても表１に併せ
て示す。尚分離、切断試験における各電池の試料数は、
５０個とした。
において、封口体に１００ｇの荷重を１０分間加えた
後、各電池の集電タブと内部端子とに分離、切断がある
か否かを調べたので、その結果を下記表１に示す。ま
た、各電池の集電タブと内部端子との接続に要する時間
についても調べたので、その結果についても表１に併せ
て示す。尚分離、切断試験における各電池の試料数は、
５０個とした。
【００３０】
【表１】
【００３１】上記表１から明らかなように、比較電池Ｂ
では約半数が接続部分で分離、切断しているのに対し
て、本発明電池Ａでは接続部分で全く分離、切断してい
ないことが認められる。また、本発明電池Ａは比較電池
Ｂに比べて、接続作業時間が大幅に短縮されていること
が認められる。
では約半数が接続部分で分離、切断しているのに対し
て、本発明電池Ａでは接続部分で全く分離、切断してい
ないことが認められる。また、本発明電池Ａは比較電池
Ｂに比べて、接続作業時間が大幅に短縮されていること
が認められる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部端子と集電タブとの接続の容易化を図ることができる
ので、電池製造時の作業性を向上させることができる。
また、内部端子と集電タブとがピン結合されることによ
り集電タブの接続強度が極めて大きくなり、しかも、両
者間の接触面積が大きくなるので、両者間の接触抵抗が
減少する。加えて、極端子を一体成形することにより電
池の内部抵抗が小さくなり、しかも第１絶縁体、第２絶
縁体、第３絶縁体を設けているので、電池内で短絡が生
じるのを防止することができる。これらのことから、電
池性能を向上させ、且つ電池の信頼性と安全性とを向上
させることができるといった効果を奏する。
部端子と集電タブとの接続の容易化を図ることができる
ので、電池製造時の作業性を向上させることができる。
また、内部端子と集電タブとがピン結合されることによ
り集電タブの接続強度が極めて大きくなり、しかも、両
者間の接触面積が大きくなるので、両者間の接触抵抗が
減少する。加えて、極端子を一体成形することにより電
池の内部抵抗が小さくなり、しかも第１絶縁体、第２絶
縁体、第３絶縁体を設けているので、電池内で短絡が生
じるのを防止することができる。これらのことから、電
池性能を向上させ、且つ電池の信頼性と安全性とを向上
させることができるといった効果を奏する。
【図１】本発明の一例に係るリチウム二次電池の斜視図
である。
である。
【図２】図１の二次電池の分解斜視図である。
【図３】図１の二次電池の要部分解斜視図である。
【図４】図１の二次電池における正極集電タブの接続構
造を示す正面図である。
造を示す正面図である。
【図５】図１の二次電池の要部正面図である。
１：外装缶 ２：発電要素 ３ａ：正極集電タブ ３ｂ：負極集電タブ ４：封口体 ５：封口体 ７：安全弁 ８：第２絶縁体 ９：第１絶縁体 １１：極端子 １２：外部端子 １３：鍔部 １４：内部端子 １５：貫通孔 １６：第３絶縁体 １７：ナット ２１：貫通孔 ２４：透孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−35701（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−111804（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−233233（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−92238（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−88021（ＪＰ，Ａ) 実公 昭41−23792（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/26 H01M 10/04 H01M 10/40
Claims (4)
- 【請求項１】 筒状の外装缶内には、リチウム含有複合
酸化物を含む正極と、リチウムイオンを吸蔵、放出可能
な炭素材料を含む負極と、非水電解液が含浸されたセパ
レータとが渦巻き状に巻回された構造の発電要素が収納
され、この発電要素からは複数の集電タブが突出形成さ
れると共に、上記外装缶の両開口部は封口体により封止
され、しかも上記複数の集電タブと電気的に接続された
極端子の一部が上記封口体と絶縁された状態で外部に突
出する構造のリチウム二次電池であって、 上記極端子は、集電タブと接続される内部端子と、外部
機器と接続される外部端子と、これら両端子間に設けら
れ且つ両端子と一体成形された鍔部とからなり、且つ、
上記内部端子には貫通孔が設けられると共に上記複数の
集電タブには当該貫通孔に対応した貫通孔が各々設けら
れ、上記複数の集電タブと上記内部端子とが重ねられた
状態で上記両貫通孔にピンが挿通され複数の集電タブと
内部端子とがピン結合される一方、上記外部端子は上記
封口体に形成された透穴を挿通して突出され、この突出
部分に形成された係合部と係合片とが係合されて極端子
が封口体に固定され、且つ、上記鍔部と封口体との間に
は両者を絶縁する平板状の第１絶縁体が介在され、上記
外部端子と封口体との間には両者を絶縁する円筒状の第
２絶縁体が介在され、更に上記係合片と封口体との間に
は両者を絶縁する平板状の第３絶縁体が介在され、しか
も、上記第２絶縁体が上記第１絶縁体と一体形成されて
断面凸状を成すと共に、第２絶縁体の高さが上記封口体
の厚みより大きくなっていることを特徴とするリチウム
二次電池。 - 【請求項２】 前記封口体に安全弁が取り付けられてい
る請求項１記載のリチウム二次電池。 - 【請求項３】 前記封口体及び前記外装缶が、前記発電
要素及び集電タブと絶縁されている請求項１記載のリチ
ウム二次電池。 - 【請求項４】 前記第１絶縁体及び前記第３絶縁体の径
が前記封口体の透穴の径よりも大径である請求項１記載
のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06603597A JP3301713B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06603597A JP3301713B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | リチウム二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261399A JPH10261399A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3301713B2 true JP3301713B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=13304233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06603597A Expired - Fee Related JP3301713B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301713B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000182589A (ja) * | 1998-12-17 | 2000-06-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉式電池及びその封口蓋 |
| DE60138577D1 (de) * | 2000-03-14 | 2009-06-10 | Sanyo Electric Co | Geschweißte Stromsammlerplatten in Sekundärzellen mit nichtwässrigem Elektrolyten |
| GB2439971B (en) * | 2006-07-08 | 2008-06-11 | Donald Pi Hsiang Wu | Case structure for a lithium secondary battery |
| KR101552904B1 (ko) | 2008-12-08 | 2015-09-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP06603597A patent/JP3301713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH10261399A (ja) | 1998-09-29 |
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