JP5912271B2 - Secondary battery - Google Patents
Secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5912271B2 JP5912271B2 JP2011057562A JP2011057562A JP5912271B2 JP 5912271 B2 JP5912271 B2 JP 5912271B2 JP 2011057562 A JP2011057562 A JP 2011057562A JP 2011057562 A JP2011057562 A JP 2011057562A JP 5912271 B2 JP5912271 B2 JP 5912271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode body
- positive electrode
- negative electrode
- current collecting
- current collector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 23
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 22
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 14
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 102100031416 Gastric triacylglycerol lipase Human genes 0.000 description 1
- 101000941284 Homo sapiens Gastric triacylglycerol lipase Proteins 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
本発明は、発電要素として捲回体を備えるリチウムイオン電池に関する。 The present invention relates to a lithium ion battery including a wound body as a power generation element.
近年、リチウムイオンを吸蔵、放出する炭素材料を負極材料とし、リチウム含有複合酸化物を正極材料とするリチウムイオン電池が注目されている。この種のリチウムイオン電池では、正極体に接続される正極集電タブを正極外部端子に接続する一方で、負極体に接続される負極集電タブを負極端子兼用の外装管に接続し、これにより正負両極から電気エネルギを取り出す構成となっている。 In recent years, lithium ion batteries using a carbon material that occludes and releases lithium ions as a negative electrode material and a lithium-containing composite oxide as a positive electrode material have attracted attention. In this type of lithium ion battery, the positive electrode current collector tab connected to the positive electrode body is connected to the positive electrode external terminal, while the negative electrode current collector tab connected to the negative electrode body is connected to the outer tube also serving as the negative electrode terminal. Thus, electric energy is extracted from both positive and negative electrodes.
特許文献1は、正極集電体に一定間隔で複数の正極集電タブを接続したリチウムイオン電池を開示する。
しかしながら、上記特許文献1の構成では、正極体及び負極体の各領域に含浸される電解液の液量分布にバラツキがあった。そこで、本願発明は、正極体及び負極体の各領域に含浸される電解液の液量分布のバラツキを抑制することを目的とする。
However, in the configuration of
上記課題を解決するために、本願発明に係る二次電池は、(I)正極体及び負極体をセパレータを介して積層した帯状に延びる発電シートを捲き回した捲回体と、前記発電シートに含浸される電解液とを備える二次電池である。ここで、前記正極体は、集電体と、この集電体の表面に塗布された正極層とを有し、前記正極体の前記集電体は、前記捲回体の軸方向に延びて、前記正極体の捲回方向において前記正極層と隣り合う位置に形成され、前記正極層が塗布されていない未塗工部を有する。前記負極体は、集電体と、この集電体の表面に塗布された負極層とを有し、前記負極体の前記集電体は、前記捲回体の軸方向に延びて、前記負極体の捲回方向において前記負極層と隣り合う位置に形成され、前記負極層が塗布されていない未塗工部を有する。前記正極体及び前記負極体における前記未塗工部には、この未塗工部に沿って集電タブがそれぞれ接続されている。前記正極体及び前記負極体のうち一方の電極体の捲回方向の長さをM(mm)、他方の電極体の捲回方向の長さをL(mm)、前記他方の電極体に対して前記捲回方向に並んで接続される第1の前記集電タブの本数をn、互いに隣接する前記第1の集電タブの間隔をT(mm)、前記第1の集電タブの幅をW(mm)としたときに、前記発電シートの厚み方向視において、前記第1の集電タブ及び前記一方の電極体に接続される第2の前記集電タブは、前記セパレータを挟んで互いに重ならない位置に設けられ、前記第1の集電タブの本数が3以上の場合にはこれらの第1の集電タブは等間隔に並んでおり、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする二次電池。
M/自然数=T・・・(1)
0.898<1−{(W×n)/L}<0.995・・・(2)
In order to solve the above-described problems, a secondary battery according to the present invention includes (I) a wound body in which a power generation sheet extending in a strip shape in which a positive electrode body and a negative electrode body are stacked with a separator interposed therebetween, and the power generation sheet A secondary battery including an electrolytic solution to be impregnated . Here, the positive electrode body has a current collector and a positive electrode layer applied to the surface of the current collector, and the current collector of the positive electrode body extends in the axial direction of the winding body. And an uncoated portion which is formed at a position adjacent to the positive electrode layer in the winding direction of the positive electrode body and to which the positive electrode layer is not applied. The negative electrode body includes a current collector and a negative electrode layer applied to a surface of the current collector. The current collector of the negative electrode body extends in an axial direction of the winding body, and the negative electrode body It has an uncoated part which is formed at a position adjacent to the negative electrode layer in the winding direction of the body and where the negative electrode layer is not applied. A current collecting tab is connected to the uncoated portion of the positive electrode body and the negative electrode body along the uncoated portion. The length of one electrode body in the winding direction of the positive electrode body and the negative electrode body is M (mm), the length of the other electrode body in the winding direction is L (mm), and the length of the other electrode body is the first n the number of the current collector tabs, T (mm) of the distance between the first current collector tabs adjacent to each other, the first width of the current collector tabs connected side by side in the direction wound the Te the when the W (mm), in the thickness direction as viewed in the power seat, said first electrode tabs and the second the current collector tab of the is connected to one electrode body, across the separator When the number of the first current collecting tabs is 3 or more, the first current collecting tabs are arranged at equal intervals, and the following conditional expressions (1), (2 ) Satisfying the above).
M / natural number = T ·· · (1)
0.898 <1 - {(W × n) / L} <0.995 ·· · (2)
(II)上記(I)の構成において、前記一方の電極体は前記負極体であり、前記他方の電極体は前記正極体とすることができる。 (II) In the configuration of (I), the one electrode body may be the negative electrode body, and the other electrode body may be the positive electrode body.
(III)上記(II)の構成において、前記発電シートの厚み方向視において、前記負極体に接続される前記第2の集電タブは、前記正極体と重ならない位置に設けることができる。これにより、第2の集電タブに析出した金属がセパレータを貫通して、正極体に接触するのを抑制できる。 (III) in the above configuration (II), in the thickness direction as viewed in the power seat, said second collector tab connected to the negative electrode body may be provided in a position that does not overlap with the positive electrode body. Thereby, the metal deposited on the second current collecting tab can be prevented from penetrating the separator and coming into contact with the positive electrode body.
(IV)上記(I)〜(III)の構成において、前記発電シートは、リチウムイオン電池の発電シートであり、前記捲回体は、円筒型形状のケースに電解液とともに収容することができる。(IV)の構成によれば、捲回体に収容される発電要素に含浸される電解液の液量分布のバラツキを抑制できる。
(IV) In the above configuration (I) ~ (III), the power generation sheet is generating sheet of the lithium ion battery, the winding body can be accommodated together with an electrolyte in the case of the cylindrical shape. According to the configuration of ( IV ), it is possible to suppress variations in the liquid amount distribution of the electrolytic solution impregnated in the power generation element accommodated in the wound body.
(V)上記(I)〜(IV)のうちいずれか一つに記載の二次電池を複数個準備し、これらを接続して車両用の組電池として車両に搭載することができる。車両は、組電池の出力のみでモータを駆動する電気自動車、内燃機関と組電池とを動力源として兼用するハイブリッド自動車であってもよい。
( V ) A plurality of the secondary batteries described in any one of the above (I) to ( IV ) may be prepared and connected to be mounted on a vehicle as an assembled battery for the vehicle. The vehicle may be an electric vehicle that drives a motor only by the output of the assembled battery, or a hybrid vehicle that uses both the internal combustion engine and the assembled battery as a power source.
本発明によれば、正極体及び負極体の各領域に含浸される電解液の液量分布のバラツキを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variations in the distribution of the electrolyte amount impregnated in each region of the positive electrode body and the negative electrode body.
図1及び図2を参照しながら、本実施形態に係るリチウムイオン電池(二次電池)について説明する。図1Aは、リチウムイオン電池の発電シートを構成する正極体10及び負極体20の捲回前の状態を示す。図1Bは、リチウムイオン電池の斜視図である。図2は、正極体10、負極体20及びセパレータ30を厚み方向に切断した断面図である。正極体10及び負極体20は、セパレータ30を介して積層されることにより帯状に延びる発電シートを構成する(図1A参照)。この発電シートは捲き回されることにより捲回体とされ、円筒型ケース5の内部に電解液とともに収容される(図2参照)。
A lithium ion battery (secondary battery) according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1A shows a state before winding of the
正極体10は、集電体13とこの集電体13の両面に塗布される正極層11とを含む。集電体13には正極層11を塗布しない未塗工部が形成されており、この未塗工部には正極集電タブ12が接続されている。接続方法は、溶接などであってもよい。本実施形態の正極集電タブ12は、正極体10の長手方向に二つ並んで設けられている。ただし、正極集電タブ12は、二本以上であれば何本であってもよい。
The
負極体20は、集電体23とこの集電体23の両面に塗布される負極層21とを含む。集電体23には正極層21を塗布しない未塗工部が形成されており、この未塗工部には負極集電タブ22が接続されている。接続方法は、溶接などであってもよい。本実施形態の負極集電タブ22は、負極体20の長手方向に二つ並んで設けられている。
The
図1Aを参照して、負極体20の捲回方向の長さをM(mm)、正極体10の捲回方向の長さをL(mm)、正極体10の捲回方向に隣接する正極集電タブ12の間隔をT(mm)、正極集電タブ12の本数をn、正極集電タブ12の幅をW(mm)としたときに、以下の条件式(1)、(2)を満足する。
M/自然数=T・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
0.898<1−{(W×n)/L}<0.995・・・・・・・・・・・(2)
With reference to FIG. 1A, the length of the
M / natural number = T (1)
0.898 <1-{(W × n) / L} <0.995 (2)
上記条件式(1)、(2)を満足することにより、正極体10及び負極体20の各部分に含浸される電解液の液量分布のバラツキが抑制され、電池容量の低下を抑制できる。すなわち、正極集電タブ12は正極体10よりも薄く形成されており、捲回体とされた際に、正極集電タブ12の周りには隙間が形成され、この隙間を介して正極体10及び負極体20の各部分に電解液が含浸される。
By satisfying the above conditional expressions (1) and (2), variation in the distribution of the electrolyte solution impregnated in each part of the
条件式(2)において、正極集電タブ12の幅W、正極集電タブ12の本数n、正極体10の長手方向の長さLを限定した理由について説明する。正極体10に占める正極集電タブ12の面積が相対的に大きくなると、活物質が塗布されない未塗工部が増加するため、電池出力が低下する。他方、正極体10に占める正極集電タブ12の面積が相対的に小さくなると、電解液の含浸時に、正極集電タブ12の周囲から流入する電解液の液量が少なくなる。これらの課題を両立するために、正極集電タブ12の幅W、正極集電タブ12の本数n、正極体10の長手方向の長さLを限定した。
The reason why the conditional expression (2) limits the width W of the positive electrode
図2に図示するように、正極体10の厚み方向視において、正極集電タブ12及び負極集電タブ22は、互いに重ならない位置に設けるのが好ましい。これによる効果を、比較例を示して説明する。図3Aは、図2に対応する断面図であり、正極集電タブ12に対向するように負極集電タブ22が設けられている点で、図2に図示する構成と異なる。
As shown in FIG. 2, the positive electrode
正極集電タブ12及び負極集電タブ22はそれぞれ、母材となる金属シートを切断することにより得られるが、この切断工程においてバリが発生することがある。図3Aに図示するように、正極集電タブ12及び負極集電タブ22が対向して配置される場合、これらのバリが互いに接触して短絡するおそれがある。したがって、図2に図示するように、正極集電タブ12及び負極集電タブ22を、互いに重ならない位置に設けることにより、バリ同士の接触による短絡を抑制することができる。
Each of the positive electrode
ただし、図3Aに図示する構成であっても、条件式(1)、(2)を満足することにより、電解液の液量分布のバラツキを抑制することができる。 However, even in the configuration illustrated in FIG. 3A, variation in the electrolyte volume distribution can be suppressed by satisfying conditional expressions (1) and (2).
図2に図示するように、正極体10の厚み方向視において、負極集電タブ22は、正極体10と重ならない位置に設けるのが好ましい。これによる効果を、比較例を示して説明する。図3Bは、図2に対応する断面図であり、正極体10に対向するように負極集電タブ22が設けられている点で、図2に図示する構成と異なる。
As shown in FIG. 2, the negative electrode
リチウムイオン電池を充電させると、正極層11のリチウムイオンが負極体20に移動する。この際、図3Bに図示する構成では、正極層11に対向する位置に負極集電タブ22が設けられているため、負極集電タブ22にリチウム金属が析出する。リチウムイオン電池を更に充電すると、負極集電タブ22に析出したリチウム金属がセパレータ30を貫通して正極体10に接触し、短絡するおそれがある。図2に図示する構成では、負極集電タブ22が正極体10と重ならない位置に設けられているため、負極集電タブ22にリチウム金属が析出するのを抑制できる。
When the lithium ion battery is charged, the lithium ions in the
ただし、図3Bに図示する構成であっても、条件式(1)、(2)を満足することにより、電解液の液量分布のバラツキを抑制することができる。 However, even in the configuration illustrated in FIG. 3B, variation in the electrolyte volume distribution can be suppressed by satisfying conditional expressions (1) and (2).
実施例を示した本発明について具体的に説明する。以下の実施例1〜4、比較例1’,1〜3の各リチウムイオン電池について、容量維持率を計算することにより評価を行った。容量維持率は、リチウムイオン電池をサイクル充放電し、サイクル充放電後のサイクル後容量をサイクル充電前の初期容量で除することにより計算した。具体的には、50℃の恒温槽内で2CのCCサイクル充放電を1000サイクル行い、その前後の容量から計算した。容量は、Cレート(1C)で4.2Vまで放電した後5分休止し、さらに2.5Vまで放電した後、CC−CV充電(4.2V、レート1C、0.1Cカット)とCCCV放電(4.2V、レート1C、0.1Cカット)とを行うことにより確認した。 The present invention showing examples will be described in detail. The lithium ion batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 ′ and 1 to 3 below were evaluated by calculating capacity retention rates. The capacity maintenance rate was calculated by subjecting a lithium ion battery to cycle charge / discharge and dividing the post-cycle capacity after cycle charge / discharge by the initial capacity before cycle charge. Specifically, it was calculated from the capacity before and after 1000 cycles of 2C CC charge / discharge in a 50 ° C. thermostat. The capacity was discharged to 4.2V at C rate (1C), paused for 5 minutes, then discharged to 2.5V, then CC-CV charge (4.2V, rate 1C, 0.1C cut) and CCCV discharge (4.2 V, rate 1 C, 0.1 C cut).
(実施例1)
図4は、実施例1の正極体10及び負極体20の平面図である。正極層11は、正極活物質、結着材及び導電剤により構成され、正極活物質としてコバルト酸リチウムを使用し、結着材としてPVDFを使用し、導電剤としてアセチレンブラックを使用した。集電体13には、アルミニウム箔を使用した。集電体13に正極層11を塗布して乾燥させた後、ロールによりシート状に圧延した。この圧延されたシートを54.0mmの幅に切断して、正極体10のフープを得た。この正極体10のフープの長手方向の長さを、690mmに設定した。正極集電タブ12は、長手方向の端部から218.0mm離れた第1の位置と、この第1の位置から巻回方向にさらに290.0mm離れた第2の位置とにそれぞれ超音波溶接により固定した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅5.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに設定した。
Example 1
FIG. 4 is a plan view of the
負極層21は、負極活物質、結着材及び増粘剤により構成され、負極活物質として天然黒鉛を使用し、結着材としてSBRを使用し、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを使用した。負極集電箔には、銅箔を使用した。負極体23に負極層21を塗布して乾燥させた後、ロールによりシート状に圧延した。この圧延されたシートを56.0mmの幅に切断して、負極体20のフープを得た。この負極体20のフープの長手方向の長さを、870.0mmに設定した。負極集電タブ22は、負極体20の長手方向の両端部にそれぞれ超音波溶接により固定した。負極集電タブ22は、ニッケルにより構成した。
The
電解液として、非水混合溶媒にLIPF6を1M溶解したものを用いた。非水混合溶媒として、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジエチルカーボネートからなる混合溶媒を用いた。エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジエチルカーボネートの混合比は、体積比で3:5:2に設定した。 As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving 1M of LIPF 6 in a non-aqueous mixed solvent was used. As the non-aqueous mixed solvent, a mixed solvent composed of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate was used. The mixing ratio of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate was set to 3: 5: 2 by volume.
図5を参照して、これらの正極体10及び負極体20をセパレータ30を介して積層し、捲回すことにより、捲回体を得た。すなわち、正極体10及び負極体20をセパレータ30を挟んで対向させた状態で矢印A方向に捲回し、正極体10の捲回し後の内側端部と負極体20の捲回し後の外側端部との捲き方向の間隔が14.0mmとなるように捲回した。得られた捲回体を円筒型外装ケースに収容し、捲回体と円筒型外装ケースの底面とを溶接し、さらに、電解液を注入することにより、理論容量1.5Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。円筒型外装ケースのサイズは、直径が18mm、径方向に直交する方向の高さが650mmに設定した。
With reference to FIG. 5, these
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数3で除した290.0mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは2であり、正極集電タブ12の幅Wは5.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.986であるから、条件式(2)を満足する。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(実施例2)
正極体10の作製以外は実施例1と同様であり、理論容量1.35Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。図6を参照して、正極体10のフープを得て、このフープの長手方向の長さを690.0mmにサイズ調整した。正極集電タブ12は、108.75mm間隔で7本設けるとともに、これらの正極集電タブ12を正極体10に対して超音波溶接により固定した。最も左側に位置する正極集電タブ12は、正極体10の長手方向の端部から36.75mm離れた位置に配置した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅10.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに調整した。
(Example 2)
Except the production of the
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数8で除した108.75mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは7であり、正極集電タブ12の幅Wは10.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.899であるから、条件式(2)を満足する。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(実施例3)
正極体10の作製以外は実施例1と同様であり、理論容量1.35Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。図7を参照して、正極体10のフープを得て、このフープの長手方向の長さを690.0mmにサイズ調整した。正極集電タブ12は、290.0mm間隔で2本設けるとともに、これらの正極集電タブ12を正極体10に対して超音波溶接により固定した。左側に位置する正極集電タブ12は、正極体10の長手方向の端部から218.0mm離れた位置に配置した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅35.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに設定した。つまり、正極集電タブ12のサイズを実施例1から変更した。
(Example 3)
Except the production of the
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数3で除した290.0mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは2であり、正極集電タブ12の幅Wは35.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.899であるから、条件式(2)を満足する。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(実施例4)
正極体10の作製以外は実施例1と同様であり、理論容量1.5Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。図8を参照して、正極体10のフープを得て、このフープの長手方向の長さを690.0mmにサイズ調整した。正極集電タブ12は、290.0mm間隔で2本設けるとともに、これらの正極集電タブ12を正極体10に対して超音波溶接により固定した。左側に位置する正極集電タブ12は、正極体10の長手方向の端部から218.0mm離れた位置に配置した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅2.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに調整した。つまり、正極集電タブ12のサイズを実施例1から変更した。
Example 4
Except the production of the
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数3で除した290.0mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは2であり、正極集電タブ12の幅Wは2.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.994であるから、条件式(2)を満足する。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(比較例1’)
負極体20の作製以外は実施例1と同様であり、理論容量1.5Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。図9を参照して、負極層21は、負極活物質、結着材及び増粘剤により構成され、負極活物質として天然黒鉛を使用し、結着材としてSBRを使用し、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを使用した。負極集電箔には、銅箔を使用した。負極集電箔に負極層21を塗布した積層体を乾燥させた後、ロールにより圧延した。この圧延された積層体を56.0mmの幅に切断して、負極体20のフープを得た。この負極体20のフープの長手方向の長さを、870.0mmにサイズ調整した。負極集電タブ22は、正極体10の正極集電タブ12に対向するように2本配置し、これらの負極集電タブ22を正極体10に超音波溶接により接合した。負極集電タブ22は、ニッケルにより構成した。
( Comparative Example 1 ' )
Except the production of the
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数3で除した290.0mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは2であり、正極集電タブ12の幅Wは5.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.986であるから、条件式(2)を満足する。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(比較例1)
正極体10の作製以外は実施例1と同様であり、理論容量1.6Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。図10を参照して、正極体10のフープを得て、このフープの長手方向の長さを690.0mmにサイズ調整した。正極集電タブ12は、290.0mm間隔で2本設けるとともに、これらの正極集電タブ12を正極体10に対して超音波溶接により固定した。左側に位置する正極集電タブ12は、正極体10の長手方向の端部から218.0mm離れた位置に配置した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅1.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに調整した。つまり、正極集電タブ12のサイズを実施例1から変更した。
(Comparative Example 1)
Except the production of the
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数3で除した290.0mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは2であり、正極集電タブ12の幅Wは1.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.997であるから、条件式(2)を満足しない。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(比較例2)
正極体10の作製以外は実施例1と同様であり、理論容量1.3Ahのリチウムイオン電池を10セル作製した。図11を参照して、正極体10のフープを得て、このフープの長手方向の長さを690.0mmにサイズ調整した。正極集電タブ12は、290.0mm間隔で2本設けるとともに、これらの正極集電タブ12を正極体10に対して超音波溶接により固定した。左側に位置する正極集電タブ12は、正極体10の長手方向の端部から218.0mm離れた位置に配置した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅40.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに調整した。つまり、正極集電タブ12のサイズを実施例1から変更した。
(Comparative Example 2)
Except the production of the
隣接する正極集電タブ12の間隔は、負極体20の長手方向の長さ(870.0mm)を自然数3で除した290.0mmであるため、条件式(1)を満足する。正極体10の長手方向の長さLは690.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは2であり、正極集電タブ12の幅Wは40.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.884であるから、条件式(2)を満足しない。
Since the interval between the adjacent positive electrode
(比較例3)
図12は、比較例3の正極体10及び負極体20の平面図である。正極層11は、正極活物質、結着材及び導電剤により構成され、正極活物質としてコバルト酸リチウムを使用し、結着材としてPVDFを使用し、導電剤としてアセチレンブラックを使用した。集電体13には、アルミニウム箔を使用した。集電体13に正極層11を塗布して乾燥させた後、ロールによりシート状に圧延した。この圧延されたシートを54.0mmの幅に切断して、正極体10のフープを得た。この正極体10のフープの長手方向の長さを、2000.0mmにサイズ調整した。正極集電タブ12は、長手方向の端部から1233.0mm離れた位置に超音波溶接により接合した。正極集電タブ12は、アルミニウムにより構成し、幅5.0mm、厚み0.1mm、長さ50.0mmのサイズに調整した。
(Comparative Example 3)
FIG. 12 is a plan view of the
負極層21は、負極活物質、結着材及び増粘剤により構成され、負極活物質として天然黒鉛を使用し、結着材としてSBRを使用し、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを使用した。集電体23には、銅箔を使用した。集電体23に負極層21を塗布して乾燥させた後、ロールによりシート状に圧延した。この圧延されたシートを56.0mmの幅に切断して、負極体20のフープを得た。この負極体20のフープの長手方向の長さを、2610.0mmにサイズ調整した。負極集電タブ22は、負極体20の長手方向の両端部にそれぞれ超音波溶接により接合した。負極集電タブ22は、ニッケルにより構成した。
なお、電解液は実施例1と同様とした。
The
The electrolytic solution was the same as in Example 1.
比較例3は、正極集電タブ12が1本しかないため、条件式(1)を満足しない。正極体10の長手方向の長さLは2000.0mmであり、正極集電タブ12の本数nは1であり、正極集電タブ12の幅Wは30.0mmであり、これらのデータを条件式(2)に代入すると、0.985であるから、条件式(2)を満足する。
Since the comparative example 3 has only one positive electrode
表1は、実施例1〜4、比較例1’,1〜3の評価結果を示している。容量維持率が65.0%よりも高く、かつ、不良セル数が0である場合には、結果が良好であるとして◎で評価した。容量維持率が65.0%よりも高いが、不良セルが発生した場合には、結果が概ね良好であるとして○で評価した。容量維持率が65.0%に満たない場合には、結果が不良であるとして×で評価した。図13は、表1の評価結果をグラフにしたものである。 Table 1 shows the evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 ′ and 1 to 3. When the capacity retention rate was higher than 65.0% and the number of defective cells was 0, the result was evaluated as “good” as good. Although the capacity retention ratio was higher than 65.0%, when a defective cell was generated, the result was evaluated as “good” because the result was generally good. When the capacity maintenance rate was less than 65.0%, the result was evaluated as x because the result was defective. FIG. 13 is a graph of the evaluation results in Table 1.
これらの結果から、条件式(1)、(2)を満足することにより、容量維持率が高い電池を提供できることが証明された。 From these results, it was proved that a battery having a high capacity retention rate can be provided by satisfying conditional expressions (1) and (2).
(変形例1)
上述の実施形態ではリチウムイオン電池について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく他の二次電池に適用することもできる。当該他の二次電池は、ニッケル水素電池であってもよい。
(Modification 1)
Although the lithium ion battery has been described in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this and can be applied to other secondary batteries. The other secondary battery may be a nickel metal hydride battery.
1 リチウムイオン電池 5 円筒型ケース 10 正極体 11 正極層
12 正極集電タブ 13 集電体 20 負極体 21 負極層
22 負極集電タブ 23 集電体 30 セパレータ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記正極体は、集電体と、この集電体の表面に塗布された正極層とを有し、前記正極体の前記集電体は、前記捲回体の軸方向に延びて、前記正極体の捲回方向において前記正極層と隣り合う位置に形成され、前記正極層が塗布されていない未塗工部を有しており、
前記負極体は、集電体と、この集電体の表面に塗布された負極層とを有し、前記負極体の前記集電体は、前記捲回体の軸方向に延びて、前記負極体の捲回方向において前記負極層と隣り合う位置に形成され、前記負極層が塗布されていない未塗工部を有しており、
前記正極体及び前記負極体における前記未塗工部には、この未塗工部に沿って集電タブがそれぞれ接続されており、
前記正極体及び前記負極体のうち一方の電極体の捲回方向の長さをM(mm)、他方の電極体の捲回方向の長さをL(mm)、前記他方の電極体に対して前記捲回方向に並んで接続される第1の前記集電タブの本数をn、互いに隣接する前記第1の集電タブの間隔をT(mm)、前記第1の集電タブの幅をW(mm)としたときに、
前記第1の集電タブが前記他方の電極体よりも薄く形成されており、
前記発電シートの厚み方向視において、前記第1の集電タブ及び前記一方の電極体に接続される第2の前記集電タブは、前記セパレータを挟んで互いに重ならない位置に設けられ、前記第1の集電タブの本数が3以上の場合にはこれらの第1の集電タブは等間隔に並んでおり、
以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする二次電池。
M/自然数=T・・・(1)
0.898<1−{(W×n)/L}<0.995・・・(2) In a secondary battery comprising a wound body in which a power generation sheet extending in a strip shape in which a positive electrode body and a negative electrode body are laminated via a separator, and an electrolyte solution impregnated in the power generation sheet,
The positive electrode body includes a current collector and a positive electrode layer applied to a surface of the current collector, and the current collector of the positive electrode body extends in an axial direction of the winding body, and the positive electrode body Formed in a position adjacent to the positive electrode layer in the winding direction of the body, and has an uncoated part where the positive electrode layer is not applied,
The negative electrode body includes a current collector and a negative electrode layer applied to a surface of the current collector. The current collector of the negative electrode body extends in an axial direction of the winding body, and the negative electrode body Formed in a position adjacent to the negative electrode layer in the winding direction of the body, and has an uncoated part where the negative electrode layer is not applied,
Current collecting tabs are connected to the uncoated portions of the positive electrode body and the negative electrode body along the uncoated portions,
The length of one electrode body in the winding direction of the positive electrode body and the negative electrode body is M (mm), the length of the other electrode body in the winding direction is L (mm), and the length of the other electrode body is The number of the first current collecting tabs connected side by side in the winding direction is n, the interval between the first current collecting tabs adjacent to each other is T (mm), and the width of the first current collecting tab Is W (mm),
The first current collecting tab is formed thinner than the other electrode body;
In the thickness direction view of the power generation sheet, the first current collection tab and the second current collection tab connected to the one electrode body are provided at positions that do not overlap each other with the separator interposed therebetween, When the number of current collecting tabs is 3 or more, these first current collecting tabs are arranged at equal intervals.
A secondary battery characterized by satisfying the following conditional expressions (1) and (2).
M / natural number = T (1)
0.898 <1-{(W × n) / L} <0.995 (2)
前記捲回体は、円筒型形状のケースに前記電解液とともに収容されることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載の二次電池。 The power generation sheet is a lithium ion battery power generation sheet,
The secondary battery according to claim 1, wherein the wound body is housed together with the electrolytic solution in a cylindrical case.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011057562A JP5912271B2 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011057562A JP5912271B2 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Secondary battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012195132A JP2012195132A (en) | 2012-10-11 |
JP5912271B2 true JP5912271B2 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=47086843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011057562A Active JP5912271B2 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5912271B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016079943A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
KR102368089B1 (en) * | 2015-01-28 | 2022-02-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode assembly and rechargeable battery having electrode tap |
KR102097107B1 (en) * | 2018-07-20 | 2020-04-03 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly and rechargeable battery comprising the same |
CN108461811B (en) * | 2018-07-20 | 2019-11-05 | 瑞浦能源有限公司 | Pole piece and battery cell for coiled lithium ion battery |
US20240055669A1 (en) * | 2020-12-23 | 2024-02-15 | Panasonic Energy Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
CN114006021B (en) * | 2021-10-29 | 2023-07-07 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical device and electric equipment |
CN114583236A (en) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical device and electric equipment |
WO2023189557A1 (en) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Cylindrical secondary battery |
CN114614212B (en) * | 2022-05-11 | 2022-08-19 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrochemical device and electronic device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10189026A (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Spiral electrode assembly for secondary battery |
JP3140977B2 (en) * | 1997-03-19 | 2001-03-05 | 三洋電機株式会社 | Lithium secondary battery |
JP3547952B2 (en) * | 1997-09-30 | 2004-07-28 | 三洋電機株式会社 | Lithium secondary battery |
JP2000106167A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | Battery |
JP2000348757A (en) * | 1999-06-07 | 2000-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spiral type storage battery |
JP2001110453A (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-20 | Sony Corp | Nonaqueous electrolytic solution secondary battery |
TWI270994B (en) * | 2005-12-29 | 2007-01-11 | Ind Tech Res Inst | High rate capability design of lithium ion secondary battery |
JP5311861B2 (en) * | 2008-03-31 | 2013-10-09 | 三洋電機株式会社 | Lithium secondary battery |
-
2011
- 2011-03-16 JP JP2011057562A patent/JP5912271B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012195132A (en) | 2012-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5912271B2 (en) | Secondary battery | |
CN102035028B (en) | Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle | |
JP3547952B2 (en) | Lithium secondary battery | |
JPWO2015115051A1 (en) | Anode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6038813B2 (en) | Electrode manufacturing method and non-aqueous electrolyte battery manufacturing method | |
JP5849234B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
US20120202097A1 (en) | Lithium ion secondary cell | |
KR101707335B1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2013201077A (en) | Nonaqueous electrolytic secondary battery | |
JP5580198B2 (en) | Square battery | |
JP5321116B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2012156405A (en) | Electricity storage device | |
JP3526786B2 (en) | Lithium secondary battery | |
JP7236035B2 (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
JP2018067384A (en) | Method for manufacturing lithium ion secondary battery | |
US20150340726A1 (en) | Energy storage device | |
JP7212629B2 (en) | lithium ion secondary battery | |
JP7194940B2 (en) | lithium secondary battery | |
JP2019033045A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2018166080A (en) | Manufacturing method of secondary battery | |
JP2013073718A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2017103163A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5320854B2 (en) | Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP7125656B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6635320B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140731 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140805 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141002 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141021 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150119 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150126 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20150213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160401 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5912271 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |