JP5157062B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
[実施例1]
正極は、LiMn2O4の粉体を87重量%、導電助剤であるアセチレンブラックを5重量%、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)を8重量%混合し、これに含水量50ppm以下のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を加えてペースト状としたスラリーを、幅110mmのアルミニウム箔上に塗布、乾燥して作製した。
捲回機の巻き軸の寸法を調節することにより、完成後の電極群の平坦部の長さAが約64mm、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量を減らしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを参考例1の非水電解質二次電池とした。
捲回機の巻き軸の寸法を調節することにより、完成後の電極群の平坦部の長さAが約120mm、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量を減らしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを実施例2の非水電解質二次電池とした。
電極作製後のプレス条件を変更し、正負極の空孔率を32%として膨張量を減らしたこと以外は参考例1と同じ条件で電池を作製し、これを参考例2の非水電解質二次電池とした。
捲回数を調整して、完成後の電極群の平坦部の長さAが約64mm、湾曲部の長さBが約8mmとなるように設計して、膨張量を減らしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを実施例3の非水電解質二次電池とした。
正負極のバインダー混合比率を参考例1の1.2倍として膨張量を減らしたこと以外は参考例1と同じ条件で電池を作製し、これを参考例3の非水電解質二次電池とした。
正極活物質にLiCoO2を使用し、負極板は実施例1で用いたのと同じものを使用し、完成後の電極群の平坦部の長さAが約80mm、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量をわずかに増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを実施例4の非水電解質二次電池とした。
正極活物質にLiCoO2を使用し、負極板は参考例2で用いたのと同じものを使用し、正負極の空孔率を32%として、完成後の電極群の平坦部の長さAが約80mm 、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量を減らしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを実施例5の非水電解質二次電池とした。
正極活物質にLiCoO2を使用し、負極板は実施例6 で用いたのと同じものを使用し、正負極の空孔率を32% とし、かつ、正負極のバインダー混合比率を実施例1の1.2倍として、完成後の電極群の平坦部の長さAが約80mm、湾曲部の長さB が約12mmとなるように設計して、膨張量を減らしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを実施例6の非水電解質二次電池とした。
捲回機の巻き軸の寸法を調節することにより、完成後の電極群の平坦部の長さAが約48mm、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例1の非水電解質二次電池とした。
捲回機の巻き軸の寸法を調節することにより、完成後の電極群の平坦部の長さAが約40mm、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例2の非水電解質二次電池とした。
捲回数を調整して、完成後の電極群の平坦部の長さAが約64mm、湾曲部の長さBが約20mmとなるように設計して、膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例3の非水電解質二次電池とした。
捲回数を調整して、完成後の電極群の平坦部の長さAが約64mm、湾曲部の長さBが約40mmとなるように設計して、膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例4の非水電解質二次電池とした。
正負極のバインダー混合比率を実施例1の0.9倍として膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例5の非水電解質二次電池とした。
正極活物質にLiCoO2を使用し、負極板は実施例1で用いたのと同じものを使用し、完成後の電極群の平坦部の長さAが約64mm、湾曲部の長さBが約12mmとなるように設計して、膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例6の非水電解質二次電池とした。
正極活物質にLiCoO2を使用し、負極板は実施例1で用いたのと同じものを使用し、完成後の電極群の平坦部の長さAが約64mm、湾曲部の長さBが約40mmとなるように設計して、膨張量を増やしたこと以外は実施例1と同じ条件で電池を作製し、これを比較例7の非水電解質二次電池とした。
実施例1〜6,参考例1〜3および比較例1〜7の非水電解質二次電池について、25℃環境下で、1時間率の定電流で4.1Vまで充電してから4.1Vの定電圧で充電時間の合計が3時間となるまで充電した後に、1時間率の電流で3.0Vまで放電する充放電を3回繰り返し、3回目の放電容量を初期放電容量と定めた。試験数は1種類の電池につき各20個とした。
初期放電容量測定後、所定の電圧状態(電池の仕様書やカタログ等で指定、あるいは推奨される使用電圧範囲内で電池の開回路電圧を最小にした状態、ここでは3.0V)で解体して、電池容器から電極群を取り出し、電極群に(1±0.1)×105Paの圧力を加えた状態で、図4に示したAとBを測定した。さらにDEまたはFGを測定して、開回路電圧を最小にした場合の厚みとした。
実施例1〜6,参考例1〜3および比較例1〜7の非水電解質二次電池について、初期放電容量測定と同じ充放電条件で500回充放電した後の放電容量を求め、これを初期の放電容量で除して容量保持率を算定した。電池の試験数は各種類について20個とした。また、サイクル後の電池を開回路電圧が3.0Vとなるまで放電した後に解体して、内周部や湾曲部の電極に、製造時には見られなかった変形や塗布物の脱離などの異常が起きていないか確認した。
2 正極
3 負極
4 セパレータ
9 電極群の捲回軸
11 電極群の捲回軸に垂直な上部平面
12 電極群の捲回軸に垂直な下部平面
13 長円形電極群の扁平部
14 長円形電極群の曲線部
T1 中央部の厚み
T2 端部の厚み
Claims (1)
- 正極と負極とセパレーターとを捲回した長円形電極群を金属製の外装体に封入した非水電解質二次電池において、前記長円形電極群の積層構造が露出している面の長軸方向における平坦部の長さをA、湾曲部の長さをB、前記電池の使用電圧範囲で開回路電圧を最小から最大にした際の前記外装体から前記電極群を取り出した状態での前記電極群の膨張量をCとした時、80/12≦A/B、0≦C/B<0.05(ただし、C/B=0を除く)および0≦C/A<0.01(ただし、C/A=0を除く)の関係を満たすことを特徴とする非水電解質二次電池。
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