JP7064270B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
負極板が内周側及び外周側の端部のそれぞれに負極活物質層が形成されていない第1負極集電体露出部及び第2負極集電体露出部を有し、負極集電リードが第1負極集電体露出部に接合され、第2負極集電体露出部の少なくとも一部が電池缶と接触し、
正極板は負極集電リードより外周側の少なくとも一部において、正極活物質層が形成されていない第1正極集電体露出部を有し、正極集電リードが第1正極集電体露出部に接合されており、電極体の巻回軸と垂直な平面において、巻回軸と正極集電リードの中心を結ぶ第1半直線と、巻回軸と負極板の負極活物質層の外周側の終端部と正極板の外周側の終端部との中心とを結ぶ第2半直線とが一致しないことを特徴としている。
(負極板の作製)
負極活物質としての黒鉛とSiOを95:5で混合し、増粘剤としての1.5質量部のカルボキシメチルセルロース(CMC)と、結着剤としての1.5質量部のスチレンブタジエンゴムを混合した。その混合物を分散媒としての水へ投入し、混練して負極合剤スラリーを作製した。その負極合剤スラリーを、厚み8μmの銅製の負極集電体の両面にドクターブレード法により塗布し、乾燥して負極活物質層11aを形成した。このとき、完成した負極板11の長さ方向の両端部に対応するそれぞれの位置に第1負極集電体露出部11bと第2負極集電体露出部11cを設けた。次いで、負極活物質層11aをローラーにより圧縮し、圧縮された極板を所定サイズに切断した。最後に、第1負極集電体露出部11bに負極集電リード12を超音波溶接で接合して図2に示す負極板11を作製した。
正極活物質として100質量部のLiNi0.82Co0.15Al0.03O2と、導電剤としての1質量部のアセチレンブラックと、結着剤としての0.9質量部のポリフッ化ビニリデン(PVDF)を混合した。その混合物を分散媒としてのN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に投入し、混練して正極合剤スラリーを調製した。その正極合剤スラリーをドクターブレード法により厚みが15μmのアルミニウム製の正極集電体の両面に塗布し、乾燥して正極活物質層を形成した。このとき、完成した正極板13の中央部に対応する位置に正極集電体露出部を設けた。次いで、正極活物質層をローラーにより圧縮し、圧縮された極板を所定サイズに切断した。最後に、正極集電体露出部に正極集電リード14を超音波溶接で接合して正極板13を作製した。
負極板11及び正極板13を、ポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータ15を介して巻回することにより電極体16を作製した。電極体16の作製の際、第1負極集電体露出部11bを電極体16の内周側に配置し、第2負極集電体露出部11cを電極体16の外周側に配置した。さらに、第2負極集電体露出部11cが電極体16の最外周部に配置されるようにセパレータの長さを調整した。電極体16の上下部をそれぞれ巻き止めテープで固定した。
エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)を30:70の体積比(1気圧、25℃)で混合して非水溶媒を調製した。この非水溶媒に電解質塩としてのヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1mol/Lの濃度で溶解して非水電解質を調製した。
環状の絶縁板17を電極体16の下部の端面に貼り付けた。その際、負極集電リード12の電極体16の端面からの突出部12aを絶縁板17の開口部に挿入した。そして図3に示すように、負極集電リード12の突出部12aを電極体16の端面上及び電極体16の外周側面上に沿って折り曲げた後、有底筒状の電池缶21の開口部から電極体16を挿入した。なお、負極集電リード12を電池缶21の底部に溶接により接合した。
正極端部と負極活物質層端部との距離と、第1半直線と第2半直線の角度を表1に記載のようにする以外は実施例1と同様に作製した。
第1半直線と第2半直線の角度を0度、すなわち一致するようにした以外は実施例1と同様に作製した。
実施例1~8及び比較例1の各電池を作製し、それぞれの電池を1.0Itの定電流で電圧が4.2Vになるまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流が0.02Itになるまで充電した。20分の休止後、各電池を1.0Itの定電流で電圧が2.5Vになるまで放電をした。このサイクルを45℃環境下で500サイクル行い、サイクル維持率を測定した。なお、初期容量に対する500サイクル時の容量維持率をサイクル維持率とした。
11 負極板
11a 負極活物質層
11b 第1負極集電体露出部
11c 第2負極集電体露出部
12 負極集電リード
12a 突出部
13 正極板
14 正極集電リード
15 セパレータ
16 電極体
17 絶縁板
18 絶縁板
19 ガスケット
20 封口体
21 電池缶
Claims (6)
- 負極板及び正極板がセパレータを介して巻回され、上部及び下部の周回テープによって固定された電極体と、
非水電解質と、
前記電極体及び前記非水電解質を収容する有底筒状の電池缶と、
前記電池缶の開口部を封止する封口体とを備える非水伝電解質二次電池であって、
前記負極板が巻回方向の内周側及び外周側の端部のそれぞれに負極活物質層が形成されていない第1負極集電体露出部及び第2負極集電体露出部を有し、
負極集電リードが前記第1負極集電体露出部に接合され、前記第2負極集電体露出部の少なくとも一部が前記電池缶の内壁と接触し、
正極板は負極集電リードより外周側の一部において、正極活物質層が形成されていない第1正極集電体露出部を有し、
正極集電リードが前記第1正極集電体露出部に接合されており、
電極体の巻回軸と垂直な平面において、巻回軸と前記正極集電リードの中心を結ぶ第1半直線と、巻回軸と負極板の負極活物質層の外周側の終端部と正極板の外周側の終端部との中心とを結ぶ第2半直線とが一致しない、非水電解質二次電池。 - 前記第1半直線と前記第2半直線がなす角が20~160°である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。
- 前記電極体の巻回軸と垂直平面において、
放電時における、前記電極体の外径と前記電池缶の外径との比(電極体の外径/電池缶の外径)が0.97以上である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。 - 前記電極体の巻回軸と垂直平面において、
前記電極体の真円度が0.98以上である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。 - 前記正極板の終端部から前記負極活物質層の外周側の終端部までの長さが4mm以上である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。
- 前記正極の終端部と前記負極活物質層の外周側の終端部とが、巻回軸と前記正極集電リードの中心を結ぶ直線によって分けられる領域の一方にのみ配置されている、請求項1に記載の非水電解質二次電池。
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