JPH01239768A - 渦巻形リチウム電池 - Google Patents

渦巻形リチウム電池

Info

Publication number
JPH01239768A
JPH01239768A JP6630188A JP6630188A JPH01239768A JP H01239768 A JPH01239768 A JP H01239768A JP 6630188 A JP6630188 A JP 6630188A JP 6630188 A JP6630188 A JP 6630188A JP H01239768 A JPH01239768 A JP H01239768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strip
shaped
separator
spiral
positive electrode
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.)
Pending
Application number
JP6630188A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Watanabe
修 渡辺
Osamu Kajii
梶井 修
Toshiyuki Edamoto
俊之 枝元
Tomio Kitamura
富夫 北村
Kaoru Hisatomi
久富 薫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP6630188A priority Critical patent/JPH01239768A/ja
Priority to US07/324,737 priority patent/US5017442A/en
Priority to DE68927555T priority patent/DE68927555T2/de
Priority to EP89104911A priority patent/EP0334251B1/en
Publication of JPH01239768A publication Critical patent/JPH01239768A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72Grids
    • H01M4/74Meshes or woven material; Expanded metal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/10Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 この発明は、主として大電流を要する用途に供される一
次電池である渦巻電極体を備えた渦巻形リチウム電池に
関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の電池の渦巻電極体は、第4図で示すよう
に、リチウムまたはリチウム合金からなる帯状負極板1
と、正極合剤が金属製集電網に保持されてなる帯状正極
2とを、ポリプロピレン繊維などの不織布からなるセパ
レータ3を介して巻回した構造を有している。この電極
体の中心部つまり巻き始め部分では、最内周部にセパレ
ーク3のみの巻回層3aが位置して、その外側に帯状正
極2、さらに外側にセパレータ3を介して帯状負極板l
が配置される。
しかるに、帯状負極板lの内端1aは、捲回機のスピン
ドルにセパレータ3の内端部を固定して回転させる巻き
込み時に滑りなどを防いで捲回操作を容易にするため、
図示の如く帯状正極2の内端2aよりも捲回前方に位置
させている。したがって、帯状負極板1の内@1aから
ある程度の長さ(通常は角度90〜180°程度となる
長さ)にわたる部分は、その内側にセパレータ3の巻回
層3aのみが存在する配置形態となっている(文献不詳
)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記構成の渦巻電極体を備えた従来の渦
巻形リチウム電池では、内部短絡を生じやすく、これに
よって局部的に大電流が流れて非常に大きな発熱を生じ
、ついには発火や破裂に至ることも多々あった。
この発明は、上記従来の課題を解決し、内部短絡を生じ
にくくて安全性に優れた渦巻形リチウム電池を提供する
ことを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明者らは、上記の目的を達成するため、まず従来
のこの種の電池における内部短絡のメカニスムについて
検討した結果、この種の電池の用途が大電流を駆使する
ために使用中にかなりの発熱を伴い、そのjW熱によっ
て電池中心部はど高温化し、第4図における最内周部の
セパレータ30を回層3aが溶けて帯状負極板lの内端
1a位置ならびに帯状正極2の内端2a位置で内部短絡
を生じ、この内部短絡による局部的な大電流によってさ
らに大きな発熱を生じ、最終的に帯状負極板1のリチウ
ムまたはリチウム合金が溶解して発火や破裂に至ること
が判明した。
そこで、この発明は、上記の内部短絡を防止する手段と
して、リチウムまたはリチウム合金からなる帯状負極板
と帯状正極とをセパレータを介してI立回した渦巻電極
体を備えた渦巻形リチウム電池において、上記帯状負極
板の内端をその内側に帯状正極が存在してかつ帯状正極
の内端よりも捲回後方の位置に配置する構成を採るよう
にしたものである。
〔発明の構成・作用〕
以下、この発明を図面を参照して具体的に説明する。
第1図および第2図において、10はニッケルメッキを
施した鉄などからなる有底円筒状で上部にくびれ部10
aを有する負極化であり、その内部にリチウムまたはリ
チウム合金からなる帯状負極板11と正極合剤を金属製
集電網に保持させた帯状正極12とをセパレータ13を
介して捲回してなる渦巻電極体14が装填されている。
上記のセパレータ13は、ポリプロピレン繊維などの不
織布を袋状にしたもので、その内部に帯状正極12を上
部に余裕を残す状態で包み込んでいる。
I5は中央に孔t5aを有する5US430などからな
る円板状の封目板であり、上面側へ折り返された周縁部
において負極化10上縁の内向き弯曲部lObの内側に
絶縁バッキング16を介して嵌着されてなる。17はニ
ッケルメッキを施した鉄板などをハツト状にプレス成形
した正極端子板であり、中央部に斜め下向きに切り起こ
し形成された切刃11aを備えており、鍔状の周縁部に
おいて封口板15の周縁部との間に環状バッキング18
を介して嵌着されている。
19は封1]板15上に配置したチタニウムなどからな
る厚さ15μm程度の防爆n費であり、最外周縁部にお
いて封口板15と正極端子板17との間で挟着されてお
り、電池の内圧が高まった際に上方へ膨出し、正極端子
板17の切刃17aとの接触により破られて電池内部の
ガスを外部へ逃して破裂を防ぐ機能を存している。20
は防爆膜113と正極端子+ff117との空間部に装
填されたポリエチレンなどからなる環状の熱変形部材で
あり、防爆膜19の誤作動を防ぐ機能を有している。
21は渦巻電極体14上に配置された絶縁リング、22
は同電極体14の下而と負捲缶10の内底面との間に装
填された絶縁板である。なお、前記の絶縁バッキング1
6および環状バッキング18とともに、上記の絶縁リン
グ21および絶縁板22はいずれもポリプロピレンなど
の成形体にて形成されている。
23はSUS板などからなる帯状の正極リードであり、
上端部で封口板15に、下端部で帯状正極12の中央部
にそれぞれスポット溶接されており、かつ中間部がテフ
ロン加工したガラス繊維布などを基材とする粘着絶縁テ
ープ(図示略)にて被覆されている。24はニッケル板
などからなる帯状の負極リードであり1.L字状に折曲
された垂直片部において帯状負極板11の中央部に上記
同様の粘着絶縁テープ(図示略)を介して貼着されると
ともに、同水平片部において渦巻電極体14の中心孔1
4aおよび絶縁板22の中央孔22aを利用して負極化
10の内底面にスポット溶接されている。そして、負極
化10の内部には非水系溶媒にリチウム塩を溶解した電
解液が注入されている。
以上の構成は従来の渦巻形リチウム電池とほぼ同様であ
るが、この発明の電池では第3図で示すように、渦巻電
極体14の中心部つまり企き始め部分が前記した特徴的
構成を採るものである。
すなわち、渦巻電極体14の最内周部はセパレータ13
のみの巻回層13aにて構成され、その外側に帯状正極
12の最内巻回部、さらにその外側に帯状負極板1■の
最内巻回部が順次配置するが、帯状負極板11の内端1
1aは帯状正極12の内端12aよりも巻回後方に位置
している。したがって、帯状負極板11の最内巻回部は
内端11aから始まる全ての位置においてその内側に帯
状正極が存在する。
上記構成の渦巻形リチウム電池では、大電流を駆使する
用途に使用した際、中心部の発熱によって渦巻電極体1
4の中心孔14aに面しているセパレータ13の巻回層
13aが溶けても、帯状正極12の最内周部よりも外側
にあるセパレータ13はこの帯状正極12にて保護され
ていることから溶解に至らず、したがって帯状負極板1
1の内端11aはその両側の帯状正極12のいずれに対
しても非接触状態で維持されて内部短絡を生じず、帯状
負極板11の溶融による電池の発火や破裂の事態が未然
に防止される。
なお、帯状負極板11の内端11aの位置は、帯状正極
12の内端12a近傍まではセパレータ13の溶解が及
ぶ恐れがあるために、該内端12aに接近しずぎること
は好ましくなく、逆に該内端12aよりも捲回後方すぎ
ては負極材料の量的不足によって電池の電気容量の低下
をきたすため、帯状正極12の内端12aを基準にして
45°〜3606程度の角度範囲となる捲回後方とする
ことが望ましい。
また、この発明の電池では、セパレータ13として単な
るシート状のものも使用可能であり、その他の細部構成
についても種々設計変更可能である。
C発明の効果〕 この発明によれば、渦巻電極体のリチウムまたはリチウ
ム合金からなる帯状負極板の内情を、その内側に帯状正
極が存在してかつ帯状正極の内端よりも捲回後方の位置
に配置させているため、使用中に電池中心部が蓄熱して
も内部短絡を生じに<<、帯状負極板の溶融による発火
や破裂の恐れがない安全性に優れた渦巻形リチウム電池
が提供される。
〔実施例〕
以下、この発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例1.2 二酸化マンガンと黒鉛とフッ素樹脂バインダよりなる正
極合剤を5US316製集電網に保持させてなる帯状正
極(190−厘x 3 Q ++n X O,4關)の
長手方向中央部にSUS板からなる正極リードをスポッ
ト溶接にて取付け、この帯状正極を袋状にしたポリプロ
ピレン繊維の不織布からなるセパレータに包み込んで該
セパレータの開口縁を熱融着するとともに、セパレータ
の内端を帯状正極の内端より15龍長く設定した。
一方、リチウムからなる帯状負極板(190mm×28
鰭×0.17mm)の長手方向中央部に、ニラゲル板か
らなる負極リードを、テフロン加工したガラス繊維布を
基材とした粘着絶縁テープによって取付けた。なお、同
様の粘着絶縁テープにより前記の正極リードの中間部も
被覆した。
つぎに、上記の帯状正極を収めたセパレータの内端部を
捲回機のスピンドルに固定するとともに、その外側に上
記の帯状負極板をその内端が帯状正極の内端に対して後
記表に記載の捲回後方位置となるように配し、この状態
でスピンドルを回転させて捲回して渦巻電極体を作製し
た。
この渦巻電極体をポリプロピレン製の絶縁板および寒色
糸1ノングとともにニッケルメ・ンキを施した鉄製の負
極缶内に収容し、L字状に折曲した負極リードの水平片
を負極缶内底面にスポット溶接L5たのち、負極缶上部
にくびれ部を形成した上で、内部にプロピレンカーボネ
ートと1・2−ジメトキシエタンの1:1混合溶媒に過
塩素酸リチウムを1モル/l濃度で溶解してなる電解液
を注入(7た。
一方、ニッケルメッキを施した鉄製の正極端子板と厚さ
15μmのチタニウム製防爆膜と5US430製の封目
板とを、ポリエチレン製環状熱変形部材およびポリプロ
ピレン製環状バッキングを介して重ね合わせ、その周縁
にポリプロピレン製絶縁バッキングを嵌着して一体の封
口体とした。
ついで、この封口体を、封口板下面と正極リードとをス
ポット溶接した上で、上記負極缶のくびれ部上に嵌装し
、負極缶の開口縁を締め付けて弯曲部を形成することに
より、封口して、第1〜3図で示す構造の渦巻形リチウ
ム電池を作製した。
比較例1〜3 渦巻電極体における帯状負極板の内端を帯状正極の内端
に対して後記表に記載の如く同位置ないし捲回前方位置
に設定した以外は、実施例1. 2と同様にして渦巻形
リチウム電池を作製した。
上記実施例および比較例の渦巻形リチウム電池各30個
について、それぞれ正極キャップと負極缶とを1mΩの
負荷を介して電気的接続し、1日間経過後に電池を分解
して内部短絡による帯状負極板の溶融の有無を調べた。
その結果を下表に示す。なお、溶融の有無は、負極板リ
チウムに溶融痕である玉状部分が生じているか台かによ
って判定した。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る渦巻形リチウム電池の構造例を
示す要部破断正面図、第2図は第1図の円■部分の拡大
図、第3図は同電池における渦巻電極体の巻き込み部の
横断面図、第4図は従来の渦巻形リチウム電池における
同上巻き込み部の横断面図である。 11・・・帯状負極板、lla・・・内端、12・・・
帯状正極、121・・・内端、13・・・セパレータ、
14・・・渦巻電極体 特許出願人  日立マクセル株式会社 11図 2ノ2)4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)リチウムまたはリチウム合金からなる帯状負極板
    と帯状正極とをセパレータを介して捲回した渦巻電極体
    を備えた渦巻形リチウム電池において、上記帯状負極板
    の内端をその内側に帯状正極が存在してかつ帯状正極の
    内端よりも捲回後方の位置に配置したことを特徴とする
    渦巻形リチウム電池。
JP6630188A 1988-03-19 1988-03-19 渦巻形リチウム電池 Pending JPH01239768A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6630188A JPH01239768A (ja) 1988-03-19 1988-03-19 渦巻形リチウム電池
US07/324,737 US5017442A (en) 1988-03-19 1989-03-17 Coiled lithium battery
DE68927555T DE68927555T2 (de) 1988-03-19 1989-03-18 Gewickelte Lithiumbatterie
EP89104911A EP0334251B1 (en) 1988-03-19 1989-03-18 A coiled lithium battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6630188A JPH01239768A (ja) 1988-03-19 1988-03-19 渦巻形リチウム電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01239768A true JPH01239768A (ja) 1989-09-25

Family

ID=13311850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6630188A Pending JPH01239768A (ja) 1988-03-19 1988-03-19 渦巻形リチウム電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01239768A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100412093B1 (ko) * 2001-10-16 2003-12-24 삼성에스디아이 주식회사 2차 전지의 전극 젤리 롤
KR100669337B1 (ko) * 2005-07-29 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이의 제조 방법
EP2131420A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-09 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Lithium-ion secondary battery

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5023614A (ja) * 1973-07-02 1975-03-13
JPS6369152A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Toshiba Battery Co Ltd 電池の製造方法
JPS63101462A (ja) * 1986-10-20 1988-05-06 Toagosei Chem Ind Co Ltd 常温乾燥型塗料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5023614A (ja) * 1973-07-02 1975-03-13
JPS6369152A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Toshiba Battery Co Ltd 電池の製造方法
JPS63101462A (ja) * 1986-10-20 1988-05-06 Toagosei Chem Ind Co Ltd 常温乾燥型塗料

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100412093B1 (ko) * 2001-10-16 2003-12-24 삼성에스디아이 주식회사 2차 전지의 전극 젤리 롤
KR100669337B1 (ko) * 2005-07-29 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이의 제조 방법
EP2131420A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-09 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Lithium-ion secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5017442A (en) Coiled lithium battery
US7981541B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5037527B2 (ja) 二次電池
US4971867A (en) Cylindrical organic electrolyte battery with a PTC device
KR19990087638A (ko) 가단탭 절단 메카니즘을 가진 전지캡 조립체
US3676221A (en) Stacked battery construction having insulating disks between cells joined by welds
JP2006228520A (ja) 二次電池
US5912091A (en) Battery having spirally wound electrodes
JPH1167188A (ja) 二次電池用リード端子及びリチウム二次電池
JPH01239768A (ja) 渦巻形リチウム電池
JPH056768A (ja) 電気化学電池用セパレーター
JPH09161837A (ja) 円筒型電池
JPH0562662A (ja) 非水電解質二次電池
JPH02148565A (ja) アルカリ蓄電池
JP2008262737A (ja) 密閉型電池
JPH01239769A (ja) 渦巻形リチウム電池
JP3649792B2 (ja) 密閉型電池
JPH0770308B2 (ja) 非水電解液電池
JPS59169062A (ja) リ−ド端子付き扁平形リチウム電池
JP3561006B2 (ja) 密閉形電池
CN218677505U (zh) 一种高安全性锂电池盖帽
JPS63202859A (ja) 非水電解質電池
JPS60198051A (ja) 密閉電池
JPH01239770A (ja) 渦巻形リチウム電池
JPS61214363A (ja) 蓄電池用極板