JP3351416B2 - 円筒形リチウムイオン二次電池 - Google Patents
円筒形リチウムイオン二次電池Info
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- JP3351416B2 JP3351416B2 JP2000088001A JP2000088001A JP3351416B2 JP 3351416 B2 JP3351416 B2 JP 3351416B2 JP 2000088001 A JP2000088001 A JP 2000088001A JP 2000088001 A JP2000088001 A JP 2000088001A JP 3351416 B2 JP3351416 B2 JP 3351416B2
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- insulating plate
- battery
- secondary battery
- lithium ion
- upper insulating
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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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
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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、円筒形リチウムイ
オン二次電池の、特にその上部絶縁板の改良に関するも
のである。
オン二次電池の、特にその上部絶縁板の改良に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やノートパソコン等の、
ポータブル・コードレス機器の普及により、その電源で
ある電池の需要が高まっている。特に、小型・軽量でエ
ネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池
の開発が要望されている。このような電池として非水電
解液二次電池、特に、正極にコバルト酸リチウムなどの
リチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料などを用いた
リチウムイオン二次電池の研究、開発が活発に行われて
いる。
ポータブル・コードレス機器の普及により、その電源で
ある電池の需要が高まっている。特に、小型・軽量でエ
ネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池
の開発が要望されている。このような電池として非水電
解液二次電池、特に、正極にコバルト酸リチウムなどの
リチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料などを用いた
リチウムイオン二次電池の研究、開発が活発に行われて
いる。
【０００３】図１に正極にＬｉＣｏＯ2、負極にリチウ
ムを吸蔵、放出可能な炭素材料を使用した円筒形リチウ
ムイオン二次電池の縦断面図を示す。図において、２は
ステンレス鋼板を加工した電池ケース、５は封口蓋、１
は極板群である。極板群は正極板及び負極板をセパレー
タを介して複数回渦巻状に巻回したものである。
ムを吸蔵、放出可能な炭素材料を使用した円筒形リチウ
ムイオン二次電池の縦断面図を示す。図において、２は
ステンレス鋼板を加工した電池ケース、５は封口蓋、１
は極板群である。極板群は正極板及び負極板をセパレー
タを介して複数回渦巻状に巻回したものである。
【０００４】そして前記正極板からは正極リード４が引
き出されて封口蓋に接続され、負極板からは負極リード
３が引き出されて電池ケース２の内底部に接続されてい
る。６は極板群の上部絶縁板で、７は極板群の下部絶縁
板である。また、電池ケース開口部をかしめることによ
り電池を封口している。
き出されて封口蓋に接続され、負極板からは負極リード
３が引き出されて電池ケース２の内底部に接続されてい
る。６は極板群の上部絶縁板で、７は極板群の下部絶縁
板である。また、電池ケース開口部をかしめることによ
り電池を封口している。
【０００５】上記構成の円筒形電池を落下した場合、極
板群が電池ケース内で移動し、正極もしくは負極の一部
が他極と接続された封口板もしくは電池ケースと接触し
内部短絡を起こす危険性がある。そのため極板群の上
部、下部に前記の絶縁板を配置して内部短絡を防止して
いる。この絶縁板はその外周形状が電池ケースの内周形
状に沿う形状とする事が一般的である。円筒形電池の場
合、上部絶縁板は、図３に示した様なリング状のもの等
が提案されている。（例えば、特開平９−２８３１１１
公報）
板群が電池ケース内で移動し、正極もしくは負極の一部
が他極と接続された封口板もしくは電池ケースと接触し
内部短絡を起こす危険性がある。そのため極板群の上
部、下部に前記の絶縁板を配置して内部短絡を防止して
いる。この絶縁板はその外周形状が電池ケースの内周形
状に沿う形状とする事が一般的である。円筒形電池の場
合、上部絶縁板は、図３に示した様なリング状のもの等
が提案されている。（例えば、特開平９−２８３１１１
公報）
【０００６】この様な構造であれば、通常の使用では上
記の内部短絡を防止可能である。
記の内部短絡を防止可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の上部絶縁板では、過度な振動や衝撃を受けた際、極
板群の中心部がタケノコ状に動き、内部短絡する問題点
があった。
成の上部絶縁板では、過度な振動や衝撃を受けた際、極
板群の中心部がタケノコ状に動き、内部短絡する問題点
があった。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、過度な振動や衝撃を受けた場合においても極板群
が動かず内部短絡しない、且つ量産性にも優れた信頼性
の高い円筒形リチウムイオン二次電池を得ることを目的
とする。
ので、過度な振動や衝撃を受けた場合においても極板群
が動かず内部短絡しない、且つ量産性にも優れた信頼性
の高い円筒形リチウムイオン二次電池を得ることを目的
とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】この目的を達成するために本発明
の円筒形リチウムイオン二次電池は、円筒形電池ケース
内に収容された極板群の上部に円形絶縁板を配してお
り、前記絶縁板は、外周部に前記極板群から導出された
正極リードが配される切り欠き部を有するとともに、内
部に少なくとも位置決めの用に供せられる切り抜き部を
有してなり、さらに前記切り欠き部の切り欠き寸法を
Ａ、切り欠き後の絶縁板幅寸法をＢ、電池ケース内径寸
法をＣとした場合、Ｃ＝２Ａ＋Ｂ、Ｂ＝０．５５Ｃ〜
０．７０Ｃが成立することを特徴とする。
の円筒形リチウムイオン二次電池は、円筒形電池ケース
内に収容された極板群の上部に円形絶縁板を配してお
り、前記絶縁板は、外周部に前記極板群から導出された
正極リードが配される切り欠き部を有するとともに、内
部に少なくとも位置決めの用に供せられる切り抜き部を
有してなり、さらに前記切り欠き部の切り欠き寸法を
Ａ、切り欠き後の絶縁板幅寸法をＢ、電池ケース内径寸
法をＣとした場合、Ｃ＝２Ａ＋Ｂ、Ｂ＝０．５５Ｃ〜
０．７０Ｃが成立することを特徴とする。
【００１０】本発明の円筒形リチウムイオン二次電池
は、過度な振動や衝撃を受けた場合においても、極板群
の中心部がタケノコ状に動くこと無く、内部短絡の問題
がないとともに形状が対称的であるため量産性にも優れ
る。
は、過度な振動や衝撃を受けた場合においても、極板群
の中心部がタケノコ状に動くこと無く、内部短絡の問題
がないとともに形状が対称的であるため量産性にも優れ
る。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。
【００１２】（実施例）本発明で用いた円筒形リチウム
イオン二次電池は、図１の縦断面図に示した構成であ
り、上部絶縁板のみ入れ替えて作製した。尚、電池ケー
ス２の外径は１７．９ｍｍ、内径は１７．５ｍｍ、溝部
８の内径は１５．０ｍｍ、電池ケース底部から電池開口
端部までは６５．０ｍｍ、極板群は外径１７．０ｍｍ、
長さ６０．０ｍｍである。
イオン二次電池は、図１の縦断面図に示した構成であ
り、上部絶縁板のみ入れ替えて作製した。尚、電池ケー
ス２の外径は１７．９ｍｍ、内径は１７．５ｍｍ、溝部
８の内径は１５．０ｍｍ、電池ケース底部から電池開口
端部までは６５．０ｍｍ、極板群は外径１７．０ｍｍ、
長さ６０．０ｍｍである。
【００１３】本実施例の上部絶縁板形状は図２の通りで
あり、極板群１から導出された正極リード４が配される
切り欠き部を有している。図２に示す上部絶縁板は、絶
縁板の中心を対象な形状を有する切り欠き部が２カ所設
けられている。また、上部絶縁板の内部には、切り抜き
部が設けられている。極板群１の上部に配する工程は、
この切り抜き部により位置決めを行うものであり、外周
形状のみ位置決めを行う場合に比較して高い位置決め精
度を得ることができる。本実施形態に係る切り抜き部で
は、切り欠き部と同様に対象形状に形成されている。
尚、上部絶縁板の材質はポリプロピレン樹脂である。図
２のＢ寸法は、電池ケース内径Ｃに対して、０．４５
Ｃ、０．５０Ｃ、０．５５Ｃ、０．６０Ｃ、０．６５
Ｃ、０．７０Ｃ、０．７５Ｃの７通りを用いた。厚み
は、０．５ｍｍのものを用いた。
あり、極板群１から導出された正極リード４が配される
切り欠き部を有している。図２に示す上部絶縁板は、絶
縁板の中心を対象な形状を有する切り欠き部が２カ所設
けられている。また、上部絶縁板の内部には、切り抜き
部が設けられている。極板群１の上部に配する工程は、
この切り抜き部により位置決めを行うものであり、外周
形状のみ位置決めを行う場合に比較して高い位置決め精
度を得ることができる。本実施形態に係る切り抜き部で
は、切り欠き部と同様に対象形状に形成されている。
尚、上部絶縁板の材質はポリプロピレン樹脂である。図
２のＢ寸法は、電池ケース内径Ｃに対して、０．４５
Ｃ、０．５０Ｃ、０．５５Ｃ、０．６０Ｃ、０．６５
Ｃ、０．７０Ｃ、０．７５Ｃの７通りを用いた。厚み
は、０．５ｍｍのものを用いた。
【００１４】（比較例）比較例の上部絶縁板形状は図３
の通りである。材質はポリプロピレン樹脂であり、厚み
は、０．５ｍｍである。
の通りである。材質はポリプロピレン樹脂であり、厚み
は、０．５ｍｍである。
【００１５】比較例と本実施例の上部絶縁板を用いた充
電状態の電池を過度に落下して、内部短絡の有無を評価
した。試験数はいずれも５０個。落下条件は、高さ２
ｍ、落下回数５０回とした。落下前後で開路電圧を測定
した。各々の上記測定値と内部短絡の有無を（表１）に
示す。
電状態の電池を過度に落下して、内部短絡の有無を評価
した。試験数はいずれも５０個。落下条件は、高さ２
ｍ、落下回数５０回とした。落下前後で開路電圧を測定
した。各々の上記測定値と内部短絡の有無を（表１）に
示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この（表１）より明らかなように、比較例
の電池と実施例のＢ寸法が０．５０Ｃ以下の電池は、落
下後の開路電圧が低下しており内部短絡している事がわ
かる。つまり、Ｂ＝０．５５Ｃ以上である実施例の形状
の上部絶縁板は、電池を落下しても群がタケノコ状に移
動しないため内部短絡しないと推定される。
の電池と実施例のＢ寸法が０．５０Ｃ以下の電池は、落
下後の開路電圧が低下しており内部短絡している事がわ
かる。つまり、Ｂ＝０．５５Ｃ以上である実施例の形状
の上部絶縁板は、電池を落下しても群がタケノコ状に移
動しないため内部短絡しないと推定される。
【００１８】次に量産時における正極リードの噛み込み
の有無を調べるため、実施例の上部絶縁板を用い、上部
絶縁板供給工程で流しテストを行った。その結果を（表
２）に示す。
の有無を調べるため、実施例の上部絶縁板を用い、上部
絶縁板供給工程で流しテストを行った。その結果を（表
２）に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】上部絶縁板挿入工程は電池ケース内の極板
群の正極リードに対して、上部絶縁板を位置決めして挿
入する必要がある。図２の対称形状であれば、上部絶縁
板のどちらかの切り欠き部に正極リードが配置される様
に位置決めすれば良いことから、正極リードを配置する
工程の生産性が向上する。また、図２の形状であれば位
置決めも容易である。このため、位置決め精度の低さに
起因する不具合、すなわち正極リードの噛み込み等が生
じないことを確認できた。しかし、（表２）より明らか
なように、Ｂ＝０．７５Ｃになると、正極リードが上部
絶縁板の下に噛み込みが生じている。これは、上部絶縁
板の位置決め精度は確保できているが、Ｂ寸法（絶縁板
の幅）が長すぎることから、正極リードが配される切り
欠き部の寸法が不十分となり、上部絶縁板に正極リード
が噛み込んだと推定される。
群の正極リードに対して、上部絶縁板を位置決めして挿
入する必要がある。図２の対称形状であれば、上部絶縁
板のどちらかの切り欠き部に正極リードが配置される様
に位置決めすれば良いことから、正極リードを配置する
工程の生産性が向上する。また、図２の形状であれば位
置決めも容易である。このため、位置決め精度の低さに
起因する不具合、すなわち正極リードの噛み込み等が生
じないことを確認できた。しかし、（表２）より明らか
なように、Ｂ＝０．７５Ｃになると、正極リードが上部
絶縁板の下に噛み込みが生じている。これは、上部絶縁
板の位置決め精度は確保できているが、Ｂ寸法（絶縁板
の幅）が長すぎることから、正極リードが配される切り
欠き部の寸法が不十分となり、上部絶縁板に正極リード
が噛み込んだと推定される。
【００２１】尚、本実施例の上部絶縁板の厚みは、０．
５ｍｍのものを用いたが、０．５〜０．８ｍｍの範囲で
同様の結果が得られた。厚みが、０．８ｍｍより厚くな
ると電池内への挿入にトラブルが生じることがわかって
いる。
５ｍｍのものを用いたが、０．５〜０．８ｍｍの範囲で
同様の結果が得られた。厚みが、０．８ｍｍより厚くな
ると電池内への挿入にトラブルが生じることがわかって
いる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、外周部に正極リードが配
される切り欠き部を設けると共に、内部に少なくとも位
置決めの用に供せられる切り抜き部を設け、さらに前記
切り欠き部の寸法を、絶縁板幅寸法、及び電池ケース内
径寸法に対して規定することで、電池を過度に落下して
も内部短絡せず、量産性にも優れた円筒形リチウムイオ
ン二次電池を得ることができる。
される切り欠き部を設けると共に、内部に少なくとも位
置決めの用に供せられる切り抜き部を設け、さらに前記
切り欠き部の寸法を、絶縁板幅寸法、及び電池ケース内
径寸法に対して規定することで、電池を過度に落下して
も内部短絡せず、量産性にも優れた円筒形リチウムイオ
ン二次電池を得ることができる。
【図１】円筒形リチウムイオン二次電池の縦断面図
【図２】本発明の上部絶縁板の形状を示す図
【図３】従来の上部絶縁板の形状を示す図
１ 極板群 ２ 電池ケース ３ 負極リード ４ 正極リード ５ 封口蓋 ６ 上部絶縁板 ７ 下部絶縁板 ８ 溝部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 幸正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−250874（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−294355（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−35258（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−176269（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/34 H01M 10/40
Claims (1)
- 【請求項１】 円筒形電池ケース内に収容された極板群
の上部に円形絶縁板が配された円筒形リチウムイオン二
次電池であって、前記絶縁板は、外周部に前記極板群か
ら導出された正極リードが配される切り欠き部を有する
とともに、内部に少なくとも位置決めの用に供せられる
切り抜き部を有してなり、さらに前記切り欠き部の切り
欠き寸法をＡ、切り欠き後の絶縁板幅寸法をＢ、電池ケ
ース内径寸法をＣとした場合、Ｃ＝２Ａ＋Ｂ、Ｂ＝０．
５５Ｃ〜０．７０Ｃが成立することを特徴とする円筒形
リチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088001A JP3351416B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088001A JP3351416B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001273932A JP2001273932A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3351416B2 true JP3351416B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=18603933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000088001A Expired - Lifetime JP3351416B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 円筒形リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3351416B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100693114B1 (ko) | 2005-10-17 | 2007-03-12 | 주식회사 비츠로셀 | 리튬-염화티오닐 전지용 절연 플레이트 |
| KR100719730B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-05-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 원통형 리튬 이차전지 |
| JP5122169B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2013-01-16 | パナソニック株式会社 | 電気化学素子 |
| US8129045B2 (en) | 2006-03-30 | 2012-03-06 | Panasonic Corporation | Electrochemical element |
| JP5098285B2 (ja) * | 2006-10-18 | 2012-12-12 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
| JP4930798B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2012-05-16 | 大日本印刷株式会社 | リード線用フィルムおよびそれを用いた電池 |
| KR101602012B1 (ko) | 2013-01-18 | 2016-03-17 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 구조 |
| US10263237B2 (en) * | 2015-04-27 | 2019-04-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cylindrical battery, and collector member used therefor, and manufacturing method thereof |
| WO2024070058A1 (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 蓄電装置 |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000088001A patent/JP3351416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001273932A (ja) | 2001-10-05 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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