JP4404651B2 - battery - Google Patents
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Description
本発明は、電池に係り,特に正電極、セパレータ及び負電極を巻回して形成された巻取電極群をテープ止めする際に、粘着テープを多層巻きしても活物質がハガレたり脱落したりするのを抑制するための構造に関する。 The present invention relates to a battery, and in particular, when a winding electrode group formed by winding a positive electrode, a separator and a negative electrode is taped, an active material may be peeled off or dropped even if the adhesive tape is wound in multiple layers. It is related with the structure for suppressing doing.
円筒型電池は、正電極と負電極とがセパレータを挟んだ構成となっており、例えばニッケル−水素蓄電池では、極板芯体に水酸化ニッケルの活物質を塗布して正電極を形成し、また極板芯体に水素吸蔵合金の活物質を塗布して負電極を形成している。 A cylindrical battery has a configuration in which a positive electrode and a negative electrode are sandwiched between separators.For example, in a nickel-hydrogen storage battery, a positive electrode is formed by applying a nickel hydroxide active material to an electrode plate core, A negative electrode is formed by applying an active material of a hydrogen storage alloy to the electrode plate core.
そして、正電極、セパレータ及び負電極を渦巻状に巻回して巻取電極群を形成する。この巻取電極群としては、大別して最外周がセパレータで覆われた最外周セパレータ構造と、最外周が負電極でむき出し状態の最外周負電極構造とに大別でき、最外周負電極構造の場合、巻取電極群は最外周に粘着テープを周回して巻取電極群がほどけるのを防止している。このような巻取電極群は、外装缶に挿入され電解液を注入して、外装缶の開口部を封口体で封止することにより作製される(例えば特許文献1、2参照)。
しかしながら、上記従来の巻取電極群に粘着テープを周回して巻取電極群がほどけるのを防止した電池では、粘着テープを周回した際に活物質のハガレが生じ、脱落してしまう場合があり、歩留まりの低下等の要因となる問題があった。 However, in a battery that prevents the take-up electrode group from unwinding by winding the adhesive tape around the conventional take-up electrode group, the active material peels off when the adhesive tape is turned around and may fall off. There is a problem that causes a decrease in yield.
このようなハガレは以下のようにして発生する。即ち、粘着テープを周回する際には、加圧ローラで粘着テープを巻取電極群側に押しつけ、この状態で巻取電極群を回転させることにより貼付けるが、このとき粘着テープの厚みにより加圧ローラは粘着テープとのみ当接するようになり、このときの力で粘着テープに接する負電極が窪むことになりこれに起因して、粘着テープの端部側の活物質が浮上がりハガレを起こしてしまう。 Such peeling occurs as follows. That is, when the adhesive tape is circulated, the pressure-sensitive adhesive tape is pressed against the take-up electrode group side with a pressure roller and the take-up electrode group is rotated in this state. The pressure roller comes into contact only with the adhesive tape, and the negative electrode in contact with the adhesive tape is depressed by the force at this time, and as a result, the active material on the end side of the adhesive tape rises and peels off. I will wake you up.
特に、粘着テープを1回巻きしただけでは、十分に巻取電極群の支持ができないため、粘着テープを2回巻きする等の方法で確実に支持しようとすると、その分粘着テープの厚みも厚くなるので、負電極が加圧ローラから受ける力もこの厚みに応じて大きくなり、活物質のハガレが起きやすくなってしまう。 In particular, the winding electrode group cannot be sufficiently supported by only winding the adhesive tape once. Therefore, if the adhesive tape is securely supported by a method such as winding the adhesive tape twice, the thickness of the adhesive tape increases accordingly. Therefore, the force that the negative electrode receives from the pressure roller also increases in accordance with the thickness, and the active material is easily peeled off.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであって、巻取電極群を備えた電池において、活物質のハガレや脱落を抑制できる粘着テープ構造を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the adhesive tape structure which can suppress the peeling of an active material, or dropping-off in the battery provided with the winding electrode group.
本発明の巻取電極群を備えた電池は、セパレータを挟んで正電極と負電極とを巻回して形成した巻取電極群を粘着テープで巻付けられており、前記粘着テープは、前記巻取電極群に1周以上巻付けられており、2周目以降は1周目からずれ成分をもつように巻付けられている。
この構成により、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、ずれ成分をもつように巻付けられた粘着テープによって、より大面積領域を押さえることができ、ハガレを抑制するので脱落を防止できることができる。
A battery including the winding electrode group of the present invention is formed by winding a winding electrode group formed by winding a positive electrode and a negative electrode with a separator in between, and the adhesive tape is wound around the winding tape . One or more turns are wound around the collecting electrode group, and the second and subsequent turns are wound so as to have a deviation component from the first turn .
The construction of this, even about to fail peeling and the active material at the end of the adhesive tape, the wound adhesive tape so as to have a shift component, it is possible to suppress the larger area region, so to suppress peeling Dropout can be prevented.
また本発明の電池は、前記粘着テープが、前記巻取電極群に1周以上巻付けられており、2周目以降は1周目からずれ成分を持つように巻き付けられているので、巻取電極群の端部をより強固に支持することができ、重なり部分を増大することなく止めることができる。
In the battery of the present invention, the adhesive tape is wound around the winding electrode group for one or more turns, and the second and subsequent turns are wound so as to have a deviation component from the first turn. The end of the electrode group can be supported more firmly, and can be stopped without increasing the overlapping portion.
また本発明の電池は、前記粘着テープは、端部で前記巻取電極群の中心軸に対して斜めに巻付けられているものを含む。
この構成により、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、斜めに巻付けられた粘着テープによって、より大面積領域を押さえることができる上、重なったとしても、大面積領域で重なっているため局所的な重なりを低減することができる。
Moreover, the battery of this invention contains what the said adhesive tape is wound diagonally with respect to the central axis of the said winding electrode group at an edge part.
With this configuration, even if an active material peels off or occurs at the end of the adhesive tape, the adhesive tape wound diagonally can hold a larger area, and even if it overlaps, Since they overlap, local overlap can be reduced.
また本発明の電池は、上層に位置する前記粘着テープが、これより下層に位置する前記粘着テープの端部を覆うように巻付けられている。
この構成により、上層の粘着テープが下層の粘着テープの端部を覆うようになるので、粘着テープの端部で活物質のハガレが生じようとしても、上層の粘着テープがこれを抑制するので脱落を防止できることとなる。
Moreover, the battery of this invention is wound so that the said adhesive tape located in an upper layer may cover the edge part of the said adhesive tape located in a lower layer from this .
The configuration of this, the upper layer of the adhesive tape comes to cover the end portion of the lower layer of the adhesive tape, even about to fail the peeling of the active material at the end of the adhesive tape, since the upper layer of the adhesive tape to suppress the It will be possible to prevent the dropout.
本発明の電池では、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、巻取電極群に1周以上巻付けられ、かつ2周目以降は1周目からずれ成分をもつように巻付けられた粘着テープによって、より大面積領域を押さえることができ、ハガレを抑制するので脱落を防止できることができる。
また、粘着テープが1周以上巻付けられた構造であるので、上層に位置する粘着テープがこれより下層に位置する粘着テープの端部を覆うように巻付けるので、粘着テープを多層巻きしても活物質のハガレや脱落が抑制できるという効果を有する巻取電極群を備えた電池を提供することができるものである。
In the battery of the present invention, even if an active material breaks or occurs at the end of the adhesive tape, it is wound around the winding electrode group by one or more turns , and the second and subsequent turns have a deviation component from the first turn. With the wound adhesive tape, a larger area can be pressed, and peeling can be prevented since peeling is suppressed.
In addition, since the adhesive tape is wound one or more times , the adhesive tape located in the upper layer is wrapped so as to cover the end of the adhesive tape located in the lower layer. In addition, it is possible to provide a battery provided with a winding electrode group having an effect that the active material can be prevented from peeling off or falling off .
以下、本発明の実施例を円筒型ニッケル水素電池を例に説明するが、本発明はニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池等の巻回して巻取電極群を形成し、これを粘着テープでテープ止めする構成に適用できる。また円筒系だけでなく、例えばリチウムイオン電池などの巻取った後に押潰したような形状の巻取電極群を使用した角形電池、短冊状の極板を束ねた角形電池など、電極が露出した状態の電極群を粘着テープにてばらけないように束ねて止める必要のある構成に適用可能である。 Examples of the present invention will be described below using a cylindrical nickel-metal hydride battery as an example. The present invention forms a wound electrode group by winding a nickel cadmium battery, a lithium ion battery, etc., and tapes this with an adhesive tape. Applicable to any configuration. In addition to cylindrical batteries, for example, prismatic batteries that use a winding electrode group that is crushed after being wound, such as lithium ion batteries, and rectangular batteries that are bundled with strip-shaped electrode plates are exposed. The present invention can be applied to a configuration in which the electrode group in a state needs to be bundled and stopped so as not to be separated by an adhesive tape.
(第1の実施の形態)
円筒型ニッケル水素電池は、正電極11と負電極12とがセパレータ13を挟んだ構成となっており、これを図1に示す手順で巻回して巻取電極群を形成しており、この巻取電極群16の中心軸に直行する垂線に対して角度αだけ傾いて粘着テープ17が貼り付けられてする(図2(a)、(b))。
(First embodiment)
The cylindrical nickel-metal hydride battery has a configuration in which a
正電極11は、パンチング鋼板にNi焼結体を焼成した基板に、水酸化ニッケル(NiO2)の活物質を含浸し保持させたいわゆる焼結式Ni正電極板で、その寸法は例えば500mm×48mm,厚み0.6mmである。負電極12は、パンチング鋼板に、水素吸蔵合金を糊料と共にペースト状にしたものを塗布し、乾燥して得られた水素吸蔵合金負電極板で、その寸法は例えば550mm×48mm,厚み0.4mmである。
The
そして、セパレータ13としては、親水性を付与したポリプロピレン製不織布が用いられ、その寸法は例えば幅50mm,目付80g/m2である。
And as the
このような正電極11、負電極12を間にセパレータ13を挟んで巻回する。そのとき、加圧ローラ15aは正電極11に、加圧ローラ15bは負電極12に当接している(図1(a),図1(b))。
Such a
巻取が完了して巻取電極群16が形成されると、その上から幅5mm、厚み40μmのポリプロピレン製の粘着テープ17を、両端から10mmの位置に2本に貼付ける(図1(c),図1(d))。
When the
このとき、粘着テープ17は、図2(b)に示すように巻取電極群16の中心軸に直行する垂線に対して角度αだけ傾いて貼り付けている。この角度αとしてα=1°に設定した。テープ止めが終わった時点で、上下の粘着テープ17は最大約3mmずれた状態となっている。
At this time, as shown in FIG. 2B, the
なお図2(a)は、このようにしてテープ止めされた巻取電極群16をもつ電池の一部破断斜視図、図2(b)は、巻取電極群16の上視図であり、図3は図2(b)におけるAA断面図である。但し、図3において巻取電極群16は最外層の負電極12のみ示している。
2 (a) is a partially broken perspective view of the battery having the winding
比較例として同様の方法で、上記角度αをα=0°にした試料を作成した。図4は、このようにして形成された巻取電極群20の上視図であり、図5は図4におけるBB断面図である。巻取電極群20は最外層の負電極12のみ示している。
As a comparative example, a sample with the angle α set to α = 0 ° was prepared in the same manner. 4 is a top view of the
本願発明に係る巻取電極群16と比較例の巻取電極群20とを比較すると、比較例の巻取電極群20は、粘着テープ17の端部で活物質12がパンチング鋼板18から盛り上がり、またハガレを生じていることがわかる。
When the
一方、本発明にかかる巻取電極群16は、1周目の粘着テープ17の端部の活物質12にひび割れが発生しているものの、その上の2周目の粘着テープ17が、この活物質12を覆っているので、ハガレまで成長していない。従って、比較例の巻取電極群20は活物質の脱落が起きるが、本発明の巻取電極群16にはそのような恐れがない。
On the other hand, in the
ところで、巻取電極群16に巻かれた左右の2本の粘着テープ17は、巻取電極群16の中央側に傾いて巻取られている。これは粘着テープ17を貼付けたときの応力は、巻取電極群16の端部側では端部を介して逃げるのに対し、中央側はこのような逃げ場が無いため、粘着テープ17の中央側端部で活物質のハガレが生じや易くなり、これを防止するためである。
Incidentally, the two
従って、上記説明においては、巻取電極群16の中心軸に直行する垂線に対して傾けた角度αをα=1°になるようにしたが、この角度αは2周目の粘着テープ17が1周目の粘着テープ17の中央側端部を覆うようにするための条件であり、製造する巻取電極群16の外周距離や巻取周回数によって適宜設定される設定値である。
Therefore, in the above description, the angle α tilted with respect to the perpendicular perpendicular to the central axis of the winding
この角度αを大きくしすぎて、2周目の粘着テープ17が1周目の粘着テープ17に重ならない状態になると、本発明の効果を得ることができず、また負電極12にだけ粘着テープ17が貼られている状態となるので巻止力が弱くなって、巻取電極群16がばらけてしまう恐れがあることは上記説明から明らかである。
If the angle α is excessively increased so that the second round
以上説明したように、巻取電極群16を粘着テープ17でテープ止めする際には、上層の粘着テープ17が下層の粘着テープ17の中央側端部を覆うようにすることで、活物質のハガレや滑落を抑制し、又防止することが可能になり、歩留まりが向上する。
As described above, when the take-up
(参考例の形態)
前記第1の実施の形態では、巻き始めは中心軸に対して垂直に形成し巻き止りのみで斜めに形成したが、参考例として、図6(a)に示すように中心軸に対して斜めになるように半周程度粘着テープ17を巻取電極群16に貼り付けておくようにしてもよい。
この構成によっても、強固に支持することができる。また、粘着テープが周回しない程度の長さで斜め成分をもつように巻付けられているため、重なり領域をもたなくても強固に固定することができる上、粘着テープの存在に起因する高さの高い領域が分散されることになり、最外周の活物質と外装缶との接触性も良好となる。
また、中心軸に対して斜めになるように2〜3周程度粘着テープ17を巻取電極群16に貼り付けておくようにしてもよい。この場合は重なり領域をもたない上、大面積領域で固定することができる、粘着テープの存在に起因する高さの高い領域が分散されることになり、最外周の活物質と外装缶との接触性の低下も大きな問題とならない。
更にまた図6(b)に示すように、巻取電極群16に対して斜めに粘着テープ16を貼り付け形成し、巻きとまり17Eが中心軸に垂直方向となるように形成しても良い。
(Form of reference example )
In the first embodiment, the winding start is formed perpendicularly to the central axis and formed obliquely only by the winding stop. However, as a reference example, as shown in FIG. The
This structure can also be supported firmly. In addition, since the adhesive tape is wound so as to have an oblique component with a length that does not circulate, it can be firmly fixed without having an overlapping region, and the high pressure caused by the presence of the adhesive tape. A high area | region will be disperse | distributed and the contact property of the outermost active material and an exterior can will also become favorable.
Alternatively, the
Further, as shown in FIG. 6 (b), the
本発明の巻取電極群を備えた電池は、活物質のハガレや滑落を抑制し、また防止する効果を有し、巻取電極群を粘着テープで支持した電池に有用である。 The battery provided with the winding electrode group of the present invention has an effect of suppressing and preventing peeling of the active material and slipping, and is useful for a battery in which the winding electrode group is supported by an adhesive tape.
11 正電極
12 活物質
12 負電極
13 セパレータ
15a,15b 加圧ローラ
16 巻取電極群
17 粘着テープ
17E 粘着テープの巻きとまり
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