JP4803300B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
正極活物質としてリチウムマンガン複酸化物粉末と、導電材として鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを重量比85:10:5の割合で混合し、これに分散溶媒のN−メチルピロリドン(NMP)を添加、混練したスラリを、厚さ20μmのアルミニウム箔(正極集電体)の両面に塗布した。その後、乾燥、プレスし、矩形状に裁断することにより厚さ170μmの正極を得た。なお、正極集電体からは正極集電体耳部(図1の符号3参照)が張り出している。
負極活物質として非晶質炭素粉末90質量部に対し、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを負極活物質に対し10質量部添加し、これに分散溶媒のNMPを添加、混練したスラリを、厚さ10μmの電解銅箔の両面に塗布した。その後乾燥、プレスし、矩形状に裁断することにより厚さ130μmの負極を得た。なお、負極集電体からは負極集電体耳部(図1の符号4参照)が張り出している。
図1に示すように、本実施形態のリチウムイオン二次電池20は、電池容器となる角型でステンレス製の電池缶8を備えている。電池缶8の中央部には、上部方向に集電体耳部が張り出した正極板5及び負極板6を、セパレータ7を介して複数枚積層した電極群12が収容されている。
実施例1では、図3に示した電極群支持体30を用いて、すなわち、上記実施形態と同じ電池を作製した。
実施例2では、電極群支持体30に代えて図4に示す電極群支持体32を用いて電池を作製した。電極群支持体32は、電極群12の極面方向と交わる方向、つまり、電池蓋9、電池缶8の底部、電池缶8の左右の短側面に当接するように配置したこと以外は実施例1と同様に電池を作製した。なお、電極群支持体32の材質及び厚さは電極群支持体30と同じである。
実施例3では、電極群支持体30に代えて図5に示す電極群支持体33を用いた。電極群支持体33は、正極板及び負極板の活物質が配されない電極群外周に、電池蓋9、電池缶8の底部、電池缶8の左右の短側面と当接するように配置した。なお、電極群支持体33の材質及び厚さは電極群支持体30と同じである。実施例1、2では電極群支持体30、32は活物質合剤層が配される部分にあるが、実施例3では活物質合剤層に電極群支持体33がなく、この空間を充填するために正極板、負極板、セパレータを増加した。このため、実施例3の電池容量は15.5Ahとなった。これ以外は実施例1と同様に電池を作製した。
実施例4では、電極群支持体30に図6に示す電極群支持体34を用いた。電極群支持体34は、電池缶8の左右の短側面の内側寸法と同寸法の板状部材を図5に示した電極群支持体33に取り付け、積層電極群の極面方向と交わる方向以外の面、すなわち、電池缶8の長側面、とも当接するように形成したこと以外は、実施例4と同様に電池を作製した。なお、電極群支持体34の材質及び厚さは電極群支持体30と同じである。
比較例1では、図1及び図2において電極群支持体30を用いず、かつ、セパレータ7を袋状にしなかったこと以外は実施例1と同様に電池を作製した。
以上のように作製した実施例及び比較例の各電池について、振動試験をした。振動試験条件は、3次元の各方向に加速度29.4m/s2、周波数5〜50Hz、掃引速度0.5Hz/sとした。振動試験前後の電池電圧を比較し、電圧低下の有無を確認するとともに、電池容量確認試験をした。振動試験後の電池を解体し、導電経路の切断や、正極板5及び負極板6の破損の有無を確認した。その結果を表1に示す。
6 負極板
7 セパレータ
8 電池缶(電池容器の一部)
9 電池蓋(電池容器の一部)
9a 溝部
12 電極群(積層電極群)
20 リチウム二次電池(二次電池)
30、32、33、34 電極群支持体
30a 突起
Claims (4)
- 正極板と負極板とをセパレータを介して複数枚積層した積層電極群と、前記積層電極群を収容するステンレス製電池容器とを有する二次電池において、前記正極板、負極板及びセパレータの少なくともいずれかは、前記積層電極群を支持するとともに、前記正極板及び前記負極板の活物質合剤層が積層されている箇所を避けた前記積層電極群の外周に配置された電極群支持体に固定され、前記電極群支持体は、前記電池容器側に矩形状に突出した突起を有しており、該突起が前記電池容器に形成された溝部に嵌合することで、前記電池容器内で位置決めされているとともに、前記積層電極群の極面方向と交わる方向の前記電池容器に当接していることを特徴とする二次電池。
- 前記電極群支持体が、前記積層電極群の極面方向および前記突起の突出方向と交わる方向の電池容器の内側寸法と同寸法の板状部材が取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の二次電池。
- 前記セパレータと前記電極群支持体とが、熱溶着で固定されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の二次電池。
- 前記セパレータの形状が袋状であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の二次電池。
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