JP4218071B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の正極とシート状の負極とをセパレータを介して積層し、これを渦巻状に巻回した電極体を電池缶内に収納した非水電解液二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来の非水電解液二次電池を構成する電極体の一例を示す平面図である。
従来この種の非水電解液二次電池の電極体1は、図4に示すように、正極2の一端に正極リード9を取り付けると共に、負極3の一端に負極リード(図示せず)を取り付け、正極リード9が最内周に、負極リードが最外周に位置するように渦巻状に巻回するのが一般的である(特開平7−130389号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これでは、電極体1の巻き始め部において正極2の正極集電体がセパレータ5のみを介して負極3に対向した状態となっていることに加えて、この巻き始め部には変形のストレスがかかりやすいことから、負極3の巻き始め側の端面や正極リード9のエッジ部によってセパレータ5が破断して絶縁不良となり、正極2と負極3との間で内部短絡が生じる危険性が高い。そのため、電極体1を電池缶内に収納する前に全数検査を実施して不良品を除外しなければならないという不都合があった。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑み、電極体の巻き始め部における内部短絡の発生を抑制することが可能な非水電解液二次電池を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、帯状の正極集電体(6)の両面にその一端部を残して正極合剤(7)が塗布されるとともに、前記一端部に正極リード(9)が横向きに突設されたシート状の正極(2)と、帯状の負極集電体(16)の両面にその一端部を残して負極合剤(17)が塗布されるとともに、前記一端部に負極リード(19)が横向きに突設されたシート状の負極(3)とを有し、これら正極および負極が、互いの前記正極リードおよび負極リードを長手方向の両端に配置させ、かつセパレータ(5)を介して積層されるとともに、前記正極リードおよび前記負極リードの一方が最内周に、他方が最外周に位置するように渦巻状に巻回してなる電極体(1)を電池缶内に収納した非水電解液二次電池において、前記最内周に位置する前記正極リードまたは負極リードが設けられた前記正極集電体または前記負極集電体の前記一端部の他極対向面側に、耐電解液性および耐熱性を有する絶縁層(10)を設けたことを特徴とするものである。
【0006】
また本発明は、上記絶縁層(10)の材質をポリイミド、ポリフェニレンサルファイド又はポリエステルとして構成される。
【0007】
なお、括弧内の番号等は図面における対応する要素を表わす便宜的なものであり、従って、本発明は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このことは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明による非水電解液二次電池を構成する電極体の一実施形態を示す斜視図、
図2は図1に示す電極体の平面図、
図3は電極体の別の例を示す平面図である。
【0009】
本発明による非水電解液二次電池は有底円筒状の電池缶(図示せず)を有しており、この電池缶内には電極体1が収納されている。この電極体1は、図1に示すように、シート状の正極2とシート状の負極3とをセパレータ5を介して積層し、これを渦巻状に巻回したものである。
【0010】
すなわち正極2は、アルミニウム箔からなる帯状の正極集電体6を有しており、正極集電体6の両面にはその一端部(図1右端部)を残して正極合剤7が塗布されている。さらに、正極集電体6の一端部には正極リード9が横向きに突出する形で取り付けられており、正極集電体6の一端部の負極対向面側には、耐電解液性(すなわち、非水電解液に不溶であること)および耐熱性を有する絶縁層10が形成されている。この絶縁層10の材質としては、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル等を採用することができる。
【0011】
一方、負極3は銅箔からなる帯状の負極集電体16を有しており、負極集電体16の両面にはその一端部(図1左端部)を残して負極合剤17が塗布されている。さらに、負極集電体16の一端部には負極リード19が横向き(正極リード9の突出方向と逆向き)に突出する形で取り付けられている。
【0012】
そして、これら正極2および負極3をセパレータ5を介して積層する。このとき、正極リード9と負極リード19が正極2、負極3の長手方向の両端に配置するように積層する。次いで、正極リード9が最内周に、負極リード19が最外周に位置するように渦巻状に巻回することにより、電極体1を作製することができる。
【0013】
本発明による非水電解液二次電池は以上のような構成を有するので、この非水電解液二次電池の電極体1の巻き始め部において、図2に示すように、正極集電体6と負極3との間にはセパレータ5のみならず絶縁層10が介在していることから、この巻き始め部に変形のストレスが作用した場合でも、負極3の巻き始め側の端面や正極リード9のエッジ部によってセパレータ5が破断して絶縁不良となる事態はほとんど発生せず、電極体1の巻き始め部における内部短絡の発生を抑制することが可能となる。
【0014】
なお、上述の実施形態においては、正極リード9が最内周に、負極リード19が最外周に位置するように渦巻状に巻回した電極体1について説明したが、逆に、図3に示すように、負極リード19が最内周に、正極リード9が最外周に位置するように渦巻状に巻回した電極体1に本発明を適用することも可能である。この場合、負極リード19が取り付けられた負極集電体16の一端部の正極対向面側に、耐電解液性および耐熱性を有する絶縁層10を形成することにより、セパレータ5の破断に起因する内部短絡を抑止することができる。
【0015】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0016】
<実施例1>
図2に示すタイプ(正極リードが最内周、負極リードが最外周)の電極体を作製した。ここで、耐電解液性および耐熱性を有する絶縁層として、ポリフェニレンサルファイドからなる絶縁層を使用し、この絶縁層をシリコーン系の粘着テープで正極集電体に貼着した。
【0017】
<実施例2>
図3に示すタイプ(負極リードが最内周、正極リードが最外周)の電極体を作製した。ここで、耐電解液性および耐熱性を有する絶縁層として、ポリフェニレンサルファイドからなる絶縁層を使用し、この絶縁層をシリコーン系の粘着テープで負極集電体に貼着した。
【0018】
<比較例1>
図4に示すように、絶縁層を省略したこと以外は実施例1と同様にして電極体を作製した。
【0019】
<電極体の絶縁不良率の測定>
上述した実施例1、2および比較例1について、電極体の絶縁不良率を100個ずつ測定した。測定方法としては、乾燥空気中(露点−42℃以下)で絶縁抵抗計を用いてDC500Vを印加する方法を採用し、抵抗計表示が1999MΩ以上を合格(絶縁良好)、1999MΩ未満を不合格(絶縁不良)とした。
【0020】
その結果、比較例1では100個のうち5個(すなわち、5%)が絶縁不良であったのに対して、実施例1、2ではいずれも絶縁不良は皆無であった。
【0021】
<絶縁不良の電極体の分解調査>
絶縁不良となった5個の電極体(比較例1)について、その不良箇所を調べるため、電極体をほぐして電極表面を観察した。不良箇所では短絡電流により発生した熱でセパレータが黒く変色した痕跡が残るので、この観察によって不良箇所を容易に特定することができる。
【0022】
この分解調査の結果、5個の電極体の絶縁不良はいずれも、巻き始め部の不良に起因すると思われるものであった。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、帯状の正極集電体(6)の両面にその一端部を残して正極合剤(7)が塗布されるとともに、前記一端部に正極リード(9)が横向きに突設されたシート状の正極(2)と、帯状の負極集電体(16)の両面にその一端部を残して負極合剤(17)が塗布されるとともに、前記一端部に負極リード(19)が横向きに突設されたシート状の負極(3)とを有し、これら正極および負極が、互いの前記正極リードおよび負極リードを長手方向の両端に配置させ、かつセパレータ(5)を介して積層されるとともに、前記正極リードおよび前記負極リードの一方が最内周に、他方が最外周に位置するように渦巻状に巻回してなる電極体(1)を電池缶内に収納した非水電解液二次電池において、前記最内周に位置する前記正極リードまたは負極リードが設けられた前記正極集電体または前記負極集電体の前記一端部の他極対向面側に、耐電解液性および耐熱性を有する絶縁層(10)を設けて構成したので、電極体1の巻き始め部において、最内周に位置するリード(正極リード9または負極リード19)が設けられた集電体(正極集電体6または負極集電体16)と他方の電極(負極3または正極2)との間にはセパレータ5のみならず絶縁層10が介在しているため、この巻き始め部に変形のストレスが作用しても、他方の電極(負極3または正極2)の巻き始め側の端面や最内周に位置するリード(正極リード9または負極リード19)のエッジ部によってセパレータ5が破断して絶縁不良となる事態はほとんど発生しないことから、電極体1の巻き始め部における内部短絡の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による非水電解液二次電池を構成する電極体の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示す電極体の平面図である。
【図3】電極体の別の例を示す平面図である。
【図4】従来の非水電解液二次電池を構成する電極体の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
1……電極体
2……正極
3……負極
5……セパレータ
6……正極集電体
7……正極合剤
9……正極リード
10……絶縁層
16……負極集電体
17……負極合剤
19……負極リード
Claims (2)
- 帯状の正極集電体(6)の両面にその一端部を残して正極合剤(7)が塗布されるとともに、前記一端部に正極リード(9)が横向きに突設されたシート状の正極(2)と、帯状の負極集電体(16)の両面にその一端部を残して負極合剤(17)が塗布されるとともに、前記一端部に負極リード(19)が横向きに突設されたシート状の負極(3)とを有し、
これら正極および負極が、互いの前記正極リードおよび負極リードを長手方向の両端に配置させ、かつセパレータ(5)を介して積層されるとともに、前記正極リードおよび前記負極リードの一方が最内周に、他方が最外周に位置するように渦巻状に巻回してなる電極体(1)を電池缶内に収納した非水電解液二次電池において、
前記最内周に位置する前記正極リードまたは負極リードが設けられた前記正極集電体または前記負極集電体の前記一端部の他極対向面側に、耐電解液性および耐熱性を有する絶縁層(10)を設けたことを特徴とする非水電解液二次電池。 - 絶縁層(10)の材質がポリイミド、ポリフェニレンサルファイド又はポリエステルであることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池。
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JP31774296A JP4218071B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 非水電解液二次電池 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP31774296A JP4218071B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 非水電解液二次電池 |
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JPH10162859A JPH10162859A (ja) | 1998-06-19 |
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JP31774296A Expired - Fee Related JP4218071B2 (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 非水電解液二次電池 |
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