JPH01260758A - リチウム電池 - Google Patents

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、帯状の電極群を渦巻状に巻回した発電要素
を用いて構成されるリチウム電池に関するものである。

〈従来の技術〉 上記の形式の電池は、所謂スパイラル形リチウム電池と
して知られている。

この種の電池では、多孔性集電体に活物質を塗着した正
極と、リチウムシートを用いたリチウム負極とを、セパ
レータを介して重ね合わせて帯状の電極群を作り、この
電極群を渦巻状に巻回して構成される発電要素を、電池
缶と端子板等を組合わせた電池ケース内に収納する構造
を採っている。

上記のリチウムシートとしては、通常、厚さが０．７〜
０．３ｍ＋程度の表面が均一な平面のものが使用され、
このリチウムシートの表面に電流取出し用のリード端子
を接続して使用している。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このような渦巻状に巻回した発電用を用いる
リチウム電池では、大電流を必要とする際、特にリチウ
ム負極の表面積が出力に太き（影響する。しかしながら
、上記のリチウムシートにおいてその表面積を増大させ
た時には、その分リチウムシートの厚さが薄くなるため
、放電途中における局部的な反応の集中によるリチウム
切れが起こりや易くなる。このため、従来構成において
リチウム負極の表面積増大には自ずと限度があり、十分
な電流取出しが行えないのが現状である。

一方、正極活物質や負極活物質等を電池缶内に可能な限
り多く充填させるために、セパレータを極力薄くするこ
と（例えば厚さが２５μｍのポリプロピレン製のマイク
ロポーラスフィルムを用いること）が行われているが、
このように薄いセパレータを使用した場合、セパレータ
自体の保液性が非常に小さいため、正極と負極との間に
介在する電解液が不足気味となり、特に高負荷放電で反
応がスムーズに進まなくなる等の問題があった。

く課題を解決するための手段〉 この発明の電池は、帯状の正極とリチウムシートからな
る負極とをセパレータを介して重ね合わせた電極群を一
緒に渦巻状に巻回して構成した発電要素を用いた電池に
おいて、前記リチウムシートの表裏面にはそれぞれ凹部
が形成されており、またこれらの凹部はリチウムシート
表裏においてそれぞれ異なる位置に設けられていること
を要旨とする。

く作用〉 上記のように凹部を形成したリチウムシートを用いるこ
とで、負極の表面積が著しく増大して大電流の取出しが
容易に行える。また、電解液注入後はこの凹部に電解液
が溜まって正極と負極間に介在するようになり、これが
電池放電反応の円滑な進行を助けるようになる。

そして、凹部の形成位置が表裏で異なるようにしたので
、リチウム負極の厚さが略均−となり、このため放電中
の局部的な反応の集中によるリチウム切れ等の問題が生
じることもない。

〈実施例〉 以下に添付図面により実施例を説明する。

第１図（Ａ）　、（Ｂ）は実施例に用いるリチウム負極
１を示したもので、このリチウム負極１は、厚さｔｌが
０．４鴎程度のリチウムシートの表裏面に各々、例えば
、深さｔｌが０．０８ｍ、また第１図（Ａ）において左
右方向の幅ｔ４．上下方向の長さｔ３がそれぞれが０．
５ａｍ、　ｌａｗの凹部１ａ、　１ｂを表裏それぞれに
ついて、１．１鴎程度の距Ｍｔ５を空けて多数形成した
ものである。そして、このリチウム負極１の表面に形成
された凹部１ａと、同じく裏面に形成された凹部１ｂと
は、リチウム負極１のそれぞれ異なる位置に設けられて
いる。

リチウム負極１の表裏にこのような凹部１ａ。

１ｂを形成するには、リチウムシート自体が可塑性に富
み、また軟らかいので、例えば高密度ポリエチレンから
できた簡単なプレス型を使用すれば良い、この種の材料
で作ったプレス型を用いれば、プレス時におけるリチウ
ムの張り付きをなくせて都合が良い。

第２図は、このリチウムシートをリチウム負極に用いて
作製したスパイ□ラル形リチウム電池を示したものであ
る。

即ち、二酸化マンガンやフッ化カーボン等の正極活物質
と導電剤や結着剤等の混合物を用いて作った正極合剤を
多孔性集電体に塗着して得た正極２と、上記のリチウム
シートを用いたリチウム負極１とを、ポリプロピレンの
マイクロポーラスフィルム（厚さ２５μｍ）からなるセ
パレータ３を介して積重し、次いでこれらを一緒に渦巻
状に巻回して発電要素４を作製する。この発電要素４を
、ステンレス製の電池缶５内にその底面に絶縁板６を介
して収納し、またリチウム負極１から取出したリード板
７を電池缶底面に接続する０次いで、電池缶開口部に載
置した封口板９に正極２から取出したリード板８を接続
し、非水電解液を注入する。その後、封目板上に端子板
１０を載置し、これを電池缶開口部に圧入し、また電池
缶開口部をかしめてこの開口部に載置した合成樹脂性の
絶縁ガスケット１１を挟圧し電池缶開口部を密閉するな
どして図示した電池を作製する。

このように構成される実施例のスパイラル形リチウム電
池では、電解液注入後はリチウム負極表裏に形成された
凹部１ａ、１ｂに溜まった電解液により、高負荷放電時
における性能向上が図れた。

このような性能向上につき、以下に具体的に説明する 即ち、上記実施例の電池形式には、ＣＲ２／３８・Ｈス
パイラル形電池を用いた。そして、リチウム負極として
、外径１７．０ｆｆｌｆｉＩ、高さ３３．５＃。

また凹凸を含まない厚みが０．４５１１１ｆｆｌのリチ
ウムシートを用いた。一方セパレータには上記の通り２
５μｌのマイクロポーラスフィルムを使用し、更に正極
にはチタンの正極集電体を含んだ厚み０．５閤のシート
で、正極活物質に二酸化マンガンを用いたものを使った
。

この実施例の電池（本発明品）ではリチウム負極に上述
した加工が施しである。そこで、比較のために、本発明
品のような凹凸加工を何等施していないリチウム負極を
用いた他は本発明品と同じ電池（従来品）を作製し、ま
たこの従来品と本発明品とについてそれぞれ温度２０℃
において２０Ωの連続放電を行った。この結果は第３図
に示した通りで、明らかに本発明品が優れていることが
判る。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明の電池では、表裏の互いに異な
る位置に凹部を形成したリチウムシートを用いたことか
ら、放電途中におけるリチウム切れ等の問題が生ずるこ
となく、負極の表面積増大、並びに正負極ｒＷＪにおけ
る電解液保持量の向上が図れ、この結果電池の放電性能
が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は実施例の電池に用いるリチウム負極の説
明図、第１図（Ｂ）は第１図（八）におけるＩ−Ｉ！ｌ
断面図、第２図は実施例の電池の断面図、第３図は実施
例の電池などの放電特性を示したグラフである。 １・・・リチウム負極、２・・・正極、３・・・セパレ
ータ、４・・・発電要素、５・・・電池缶。 第１図（Ａ） 第１ＦＡ（Ｂ） 稍桃晴間（ｈｒ） （２図 ｂ　　　　　　　　　７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、帯状の正極とリチウムシートからなる負極とをセパ
   レータを介して重ね合わせた電極群を一緒に渦巻状に巻
   回して構成した発電要素を用いた電池において、前記リ
   チウムシートの表裏面にはそれぞれ凹部が形成されてお
   り、またこれらの凹部はリチウムシート表裏においてそ
   れぞれ異なる位置に設けられていることを特徴とするリ
   チウム電池。