JP5321501B2 - 電気化学デバイス - Google Patents
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Description
(a)第二電極よりも第一セパレータ及び第二セパレータが巻回方向外側に突出する。
(b)第一第セパレータ及び第二セパレータよりも第一電極が巻回方向外側に突出する。
(c)第一セパレータの巻回方向外側端部が第二電極より先で中心側に傾斜し第二セパレータの上面と接触し、かつ、第一電極の巻回方向外側端部が第二電極より先で中心側に傾斜し、第二セパレータと接触すると共に内周側の第一電極と接触している、又は、
第一セパレータの巻回方向外側端部が第二電極より先で中心側に傾斜し、第二セパレータと接触すると共に内周側の第一電極と接触し、かつ、第一電極の巻回方向外側端部が第二電極より先で中心側に傾斜し内周側の第一電極と接触している。
まず、本実施形態に係る巻回型電気化学デバイスの一例としての巻回型リチウムイオン二次電池110について図1及び図2を参照して説明する。巻回型リチウムイオン二次電池110は、図1に示すように、外側から順に、正極(第一電極)6/第一セパレータ8/負極4(第二電極)/第二セパレータ9という構造の積層体10が中心に向かって渦状に巻回されて巻回体100を構成し、外装体5内に電解液と共に封入されている。正極6及び負極4にはそれぞれリード22が接続され、外装体5の外に突出している。
結着剤や導電助剤は正極と同様である。
(a)負極(第二電極)4よりも第一セパレータ8及び第二セパレータ9が巻回方向外側(図2の左側)に突出する。
(b)第一セパレータ8及び第二セパレータ9よりも正極(第一電極)6が巻回方向外側に突出する。
(c)第一セパレータ8の巻回方向外側端部8eが負極(第二電極)4より先で巻回中心p側に傾斜し第二セパレータ9の上面と接触し、かつ、正極(第一電極)6の巻回方向外側端部6eが負極(第二電極)4より先で巻回中心p側に傾斜し、第二セパレータ9と接触すると共に内周側の正極(第一電極)6iと接触している。
ここで、巻回方向外側とは、巻回する積層体10の渦に沿う方向であってかつ、積層体10の端部10eからはなれる方向である。正極6の端部6eは、第一セパレータ8の端部8eに沿って折れ曲がっていることが好ましい。
続いて、図3に基づいて、第二実施形態に係る電気化学デバイスの一例について説明する。本実施形態に係る電気化学デバイスが、第一実施形態と異なる点は、積層体10の巻回方向外側端部10eにおける構造のみであるのでこれについてのみ説明する。
これによっても、従来に比べて最外周の正極(第一電極)6の端部6eと、内周側の正極(第一電極)6iとの間にできる隙間の形成を抑制できる。
第一実施形態(図2)に係る電気2重層キャパシタ(EDLC)を作成した。集電体としては厚み20μmのアルミ箔を、活物質層としては厚み18μmの活性炭含有層を、セパレータとしては厚み30μmのセルロースシートを用い、電解液としてはTEA−BF4−PCを用いた。巻回方向外側端部10eにおいて、負極(第二電極)4に対して、第一セパレータ8を約3mm突出させ、第二セパレータ9を約6mm突出させ、正極(第一電極)6を約9mm突出させた。電極の幅は12.5mmとし、巻回数は6回とした。
巻回方向外側端部の構造を第二実施形態(図3)の構造にする以外は実施例1と同様とした。具体的には、巻回方向外側端部において、負極(第二電極)4に対して、第一セパレータ8を約6mm突出させ、第二セパレータ9を約3mm突出させ、正極(第一電極)6を約9mm突出させた。
巻回方向外側端部の構造を図4の構造にする以外は実施例1と同様とした。具体的には、巻回方向外側端部において、負極(第二電極)4に対して、第一セパレータ8を約3mm突出させ、第二セパレータ9を約3mm突出させ、正極(第一電極)6を約9mm突出させた。
巻回方向外側端部の構造を図4の構造にする以外は実施例3と同様とした。具体的には、巻回方向外側端部において、負極(第二電極)4に対して、第一セパレータ8を約3mm突出させ、第二セパレータ9を約3mm突出させ、正極(第一電極)6を約9mm突出させた。
EDLCについて、500mAで2.5Vまで定電流−定電圧充電による充電及び500mAで1.5Vまで定電流−定電圧放電による放電を20000回繰り返した後の容量維持率、及び、インピーダンス上昇率を測定した。
Claims (2)
- 外側から順に、第一電極/第一セパレータ/第二電極/第二セパレータという構造の積層体が中心に向かって渦状に巻回された巻回体と、電解液と、前記巻回体及び前記電解液を収容する外装体と、を備え、
前記積層体の巻回方向外側端部において、以下の(a)〜(c)を全て満たす電気化学デバイス。
(a)前記第二電極よりも前記第一セパレータ及び第二セパレータが巻回方向外側に突出する。
(b)前記第一セパレータ及び前記第二セパレータよりも前記第一電極が巻回方向外側に突出する。
(c)前記第一セパレータの巻回方向外側端部が前記第二電極より先で前記中心側に傾斜し前記第二セパレータの上面と接触し、かつ、前記第一電極の巻回方向外側端部が前記第二電極より先で前記中心側に傾斜し、前記第二セパレータと接触すると共に内周側の前記第一電極と接触している、又は、
前記第一セパレータの巻回方向外側端部が前記第二電極より先で前記中心側に傾斜し、前記第二セパレータと接触すると共に内周側の前記第一電極と接触し、かつ、前記第一電極の巻回方向外側端部が前記第二電極より先で前記中心側に傾斜し内周側の前記第一電極と接触している。 - 前記(c)において、前記第一セパレータの巻回方向外側端部が前記第二電極より先で前記中心側に傾斜し前記第二セパレータの上面と接触し、かつ、前記第一電極の巻回方向外側端部が前記第二電極より先で前記中心側に傾斜し、前記第二セパレータと接触すると共に内周側の前記第一電極と接触している、請求項1記載の電気化学デバイス。
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