JPH0251849A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPH0251849A JPH0251849A JP63203547A JP20354788A JPH0251849A JP H0251849 A JPH0251849 A JP H0251849A JP 63203547 A JP63203547 A JP 63203547A JP 20354788 A JP20354788 A JP 20354788A JP H0251849 A JPH0251849 A JP H0251849A
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- Japan
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- lead plate
- plate
- battery
- cathode
- positive electrode
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
-
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- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
-
- 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
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。
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
本発明は、アルカリ金属、特にリチウムを負極活物質と
する非水電解質二次電池の正極と蓋板とを接続するリー
ド板の改良に関するものである。
する非水電解質二次電池の正極と蓋板とを接続するリー
ド板の改良に関するものである。
従来の技術
現在、リチウム等のアルカリ金属を負極活物質とする非
水電解質二次電池の開発が活発に行われている。特に正
負極をシート状電極として渦巻状に巻回して極板群を構
成する円筒形電池の構造として、これまでいくつかの提
案がなされてきた。
水電解質二次電池の開発が活発に行われている。特に正
負極をシート状電極として渦巻状に巻回して極板群を構
成する円筒形電池の構造として、これまでいくつかの提
案がなされてきた。
例えば、第６図に示すように、電池ケー７１１の開口部
１１ａにおいて、ステンレス鋼など耐食鋼製の蓋板１２
がガスケット１３を介してかしめ封口されている。電池
ケース１内にはシート状電極として正極１４および負極
１５が、セパレータ１６を介して１０〜１６回渦巻状に
巻回して内蔵されている。１７は正極端子を兼ねる蓋板
１２と正ｆｆｉ、１４との間を接続するリード板であり
、蓋板１２および正極１４の集電体シー）１４ａにスポ
ット溶接されている。また、図中の１８は上部絶縁リン
グ、１９は下部絶縁リング、２ｏは負１ｌＪ−ド板を示
している。
１１ａにおいて、ステンレス鋼など耐食鋼製の蓋板１２
がガスケット１３を介してかしめ封口されている。電池
ケース１内にはシート状電極として正極１４および負極
１５が、セパレータ１６を介して１０〜１６回渦巻状に
巻回して内蔵されている。１７は正極端子を兼ねる蓋板
１２と正ｆｆｉ、１４との間を接続するリード板であり
、蓋板１２および正極１４の集電体シー）１４ａにスポ
ット溶接されている。また、図中の１８は上部絶縁リン
グ、１９は下部絶縁リング、２ｏは負１ｌＪ−ド板を示
している。
発明が解決しようとする課題
しかしこのような構成では、リード板１７の材質として
チタンあるいはその合金、または高クロムステンレス鋼
が使用されることが多いが、その比電気抵抗は５０〜６
０〔μΩ・ｆｆ１）（２０℃）と大きいためにリード板
の電気抵抗が大となり、前記のシート状電極を用いて渦
巻状とした極板群を使用して大電流放電を行う場合リー
ド板１７における電圧降下が大きく放電電圧が低くなる
。まだ、例えば単３形サイズの電池では、誤使用などに
よって外部短絡をされると１０〜２０アンペア程度の電
流が流れることがあるが、この場合リード板１７は６０
０〜７ｏｏ℃にまで発熱し、セパレータ６を溶解し、時
には発火に至るという課題があった。この課題を、リー
ド板１７の断面積を犬にすることによって解決を試みた
場合は、リード板の剛性が大きいために蓋板１２とシー
ト状電極の間の空間２１に極板群の上部を損傷させずに
リード板１７を湾曲させて収納させるためには、極板群
体積を減少させねばならず、その結果電池容量が減少す
る。また、リード板１７の材質として比電気抵抗が２．
６９ （μΩ・α〕（２０℃）と比較的小さく、耐蝕性
を有するアルミニウム層を用いることにより解決を試み
た場合、アルミニウム自体の強度が低く、特にステンレ
ス鋼などの耐食鋼材で作られた蓋板１２とのスポット溶
接は、アルミニウム層の性質として知られているように
、異種金属との溶接性が悪いために、容易にはずれやす
く、電池を構成した時の耐振動、＠撃に対する信頼性が
著しく低下し、何れも効果的な課題解決策とならなかっ
た。
チタンあるいはその合金、または高クロムステンレス鋼
が使用されることが多いが、その比電気抵抗は５０〜６
０〔μΩ・ｆｆ１）（２０℃）と大きいためにリード板
の電気抵抗が大となり、前記のシート状電極を用いて渦
巻状とした極板群を使用して大電流放電を行う場合リー
ド板１７における電圧降下が大きく放電電圧が低くなる
。まだ、例えば単３形サイズの電池では、誤使用などに
よって外部短絡をされると１０〜２０アンペア程度の電
流が流れることがあるが、この場合リード板１７は６０
０〜７ｏｏ℃にまで発熱し、セパレータ６を溶解し、時
には発火に至るという課題があった。この課題を、リー
ド板１７の断面積を犬にすることによって解決を試みた
場合は、リード板の剛性が大きいために蓋板１２とシー
ト状電極の間の空間２１に極板群の上部を損傷させずに
リード板１７を湾曲させて収納させるためには、極板群
体積を減少させねばならず、その結果電池容量が減少す
る。また、リード板１７の材質として比電気抵抗が２．
６９ （μΩ・α〕（２０℃）と比較的小さく、耐蝕性
を有するアルミニウム層を用いることにより解決を試み
た場合、アルミニウム自体の強度が低く、特にステンレ
ス鋼などの耐食鋼材で作られた蓋板１２とのスポット溶
接は、アルミニウム層の性質として知られているように
、異種金属との溶接性が悪いために、容易にはずれやす
く、電池を構成した時の耐振動、＠撃に対する信頼性が
著しく低下し、何れも効果的な課題解決策とならなかっ
た。
本発明は前記のような従来の課題を電池としての容量お
よび信頼性を低下させること無く解決し、大電流放電に
おける平均放電電圧を向上させ、更に外部短絡等異状使
用時における安全性の高い非水電解質二次電池を提供す
ることを目的とするものである。
よび信頼性を低下させること無く解決し、大電流放電に
おける平均放電電圧を向上させ、更に外部短絡等異状使
用時における安全性の高い非水電解質二次電池を提供す
ることを目的とするものである。
課題を解決するだめの手段
本発明は、上記の目的を達成するため、シート状のリチ
ウム負極および正極をセパレータを介して巻回した極板
群を用いる非水電解質二次電池において、正極と、端子
を兼ねる蓋板との間を接続するリード板として、アルミ
ニウムまたはその合金層を設けた、耐食鋼もしくはチタ
ン製のリード板を用いたものである。
ウム負極および正極をセパレータを介して巻回した極板
群を用いる非水電解質二次電池において、正極と、端子
を兼ねる蓋板との間を接続するリード板として、アルミ
ニウムまたはその合金層を設けた、耐食鋼もしくはチタ
ン製のリード板を用いたものである。
作 用
このような構造によると、大電流放電により従来以上の
電圧を得ることができ、外部短絡など電池を誤使用した
場合においてもリード板の発熱を抑え、セパレータを溶
損あるいは溶媒等の発火を防止した安全性の高い電池を
得ることができることとなる。
電圧を得ることができ、外部短絡など電池を誤使用した
場合においてもリード板の発熱を抑え、セパレータを溶
損あるいは溶媒等の発火を防止した安全性の高い電池を
得ることができることとなる。
実施例
以下、本発明の詳細を図に示す実施例により説明する。
まず第１図に示すように、金属製の電池ケ−７−１の開
口部１ａにおいて、ステンレス鋼など耐食鋼製の蓋板２
がガスケット３を介してかしめ封口されている。電池ケ
ース１内には高クロムステンレス鋼、チタンあるいはア
ルミニウム等の耐食性集電体に正極活物質を途着してシ
ート状電極とした正極４およびシート状のリチウム負極
６をセパレータ６を介して１０〜１６回渦巻状に巻回し
た篭板群が内蔵されている。また、図中８は上部絶縁リ
ング、９は下部絶縁リング、１ｏは負極リード板を示し
ている。ここで、蓋板２と正極４を接続するリード板７
は、第２図および第３図に示すような構造となっている
。すなわち第２図はリード板７の部分断面図であり、ア
ａはチタンまたは高クロムステンレス鋼等の耐食鋼の層
であシ、７ｂはアルミニウムまたはその合金の轡である
。アルミニウム層は、冷間圧着法またはアルミニウムメ
ツキてよシ形成され、その厚さは、リードの強度および
溶接の作業性と溶接強度を検討した結果によれば、耐食
鋼またはチタンの層の厚さ０．１〜０．１ｆ５ＪＩＦｊ
＋に対して、アルミニウム層の厚さ０．０２〜０．０５
ｙｚが適当である。リード板７の接続は耐食羽府また
はチタン層７ａ側を上記蓋板２と当接し、スポット溶接
を行うこととする。また、正極集電体の耳部４ａとリー
ド板の溶接は、正極集電体４ａの材質が高クロムステン
レス鋼またはチタンの場合は蓋板２との溶接と同じく耐
食鋼もしくはチタンの層側７＆を当接し、集電体がアル
ミニウムの場合は、リード板７のアルミニウム層側７ｂ
を当接して、それぞれ溶接接続する。
口部１ａにおいて、ステンレス鋼など耐食鋼製の蓋板２
がガスケット３を介してかしめ封口されている。電池ケ
ース１内には高クロムステンレス鋼、チタンあるいはア
ルミニウム等の耐食性集電体に正極活物質を途着してシ
ート状電極とした正極４およびシート状のリチウム負極
６をセパレータ６を介して１０〜１６回渦巻状に巻回し
た篭板群が内蔵されている。また、図中８は上部絶縁リ
ング、９は下部絶縁リング、１ｏは負極リード板を示し
ている。ここで、蓋板２と正極４を接続するリード板７
は、第２図および第３図に示すような構造となっている
。すなわち第２図はリード板７の部分断面図であり、ア
ａはチタンまたは高クロムステンレス鋼等の耐食鋼の層
であシ、７ｂはアルミニウムまたはその合金の轡である
。アルミニウム層は、冷間圧着法またはアルミニウムメ
ツキてよシ形成され、その厚さは、リードの強度および
溶接の作業性と溶接強度を検討した結果によれば、耐食
鋼またはチタンの層の厚さ０．１〜０．１ｆ５ＪＩＦｊ
＋に対して、アルミニウム層の厚さ０．０２〜０．０５
ｙｚが適当である。リード板７の接続は耐食羽府また
はチタン層７ａ側を上記蓋板２と当接し、スポット溶接
を行うこととする。また、正極集電体の耳部４ａとリー
ド板の溶接は、正極集電体４ａの材質が高クロムステン
レス鋼またはチタンの場合は蓋板２との溶接と同じく耐
食鋼もしくはチタンの層側７＆を当接し、集電体がアル
ミニウムの場合は、リード板７のアルミニウム層側７ｂ
を当接して、それぞれ溶接接続する。
リード板７の形態として、第２図のものは上述したよう
に、正極集電体がステンレス鋼、チタン。
に、正極集電体がステンレス鋼、チタン。
アルミニウムの何れにも対応できるものであり、正極集
電体がステンレス鋼、チタンの場合は、第３図に示した
ごとく、アルミニウムまたはその合金の層７１℃両側に
耐食鋼材またはチタンの層７１ａを冷間圧着法などによ
って一体化して形成したリード板７１も用い得る。これ
は、リード板に方向性が無−で溶接作業性が良い。
電体がステンレス鋼、チタンの場合は、第３図に示した
ごとく、アルミニウムまたはその合金の層７１℃両側に
耐食鋼材またはチタンの層７１ａを冷間圧着法などによ
って一体化して形成したリード板７１も用い得る。これ
は、リード板に方向性が無−で溶接作業性が良い。
第４図は、本発明による非水電解質二次電池および従来
の構造の非水電解質二次電池の大電流放電時の特性を比
較したものである。何れも、正極活物質としてＭ ｎ
Ｏ２を、負極活物質としてリチウムを用いたもので両者
とも２サイクル充放電後、３．８ｖまで充電を行い、２
Ｃで２．Ｏｖまで放電した。その結果、図かられかるよ
うに本発明による非水電解質二次電池の方が放電時の平
均電圧が７０〜１００ｍＶ高かった。
の構造の非水電解質二次電池の大電流放電時の特性を比
較したものである。何れも、正極活物質としてＭ ｎ
Ｏ２を、負極活物質としてリチウムを用いたもので両者
とも２サイクル充放電後、３．８ｖまで充電を行い、２
Ｃで２．Ｏｖまで放電した。その結果、図かられかるよ
うに本発明による非水電解質二次電池の方が放電時の平
均電圧が７０〜１００ｍＶ高かった。
また、第６図は、本発明による正極リード板および従来
の構造による正極リード板の、流れる電流値と表面温度
との関係を示している。その結果、従来の構造によるリ
ード板は、電流値を１５アンペアまで上げていくと、表
面温度はｓｏｏ℃〜６００ｔ″まで上昇する。電池が外
部短絡した場合、短絡電流は１０〜１５アンペア流れる
ので、その結果リード板の熱により、電解液および負極
が引火し、電池が発火する。ところが本発明によるリー
ド板は、電流値を２０アンペアまで上げても表面温度は
５０℃程度までしか上昇せず、電池が外部短絡した場合
でも発火しない。以上の理由は、アルミニウムの比電気
抵抗が２．６９（μΩ・１〕（２０℃）と小さいためで
、電流はほとんどアルミニウム層（７ｂ、７１ｂ）を流
れ、耐食鋼またはチタンの層７ａ、７１ａはリード板の
引張強度および溶接強度を確保する作用をしている。
の構造による正極リード板の、流れる電流値と表面温度
との関係を示している。その結果、従来の構造によるリ
ード板は、電流値を１５アンペアまで上げていくと、表
面温度はｓｏｏ℃〜６００ｔ″まで上昇する。電池が外
部短絡した場合、短絡電流は１０〜１５アンペア流れる
ので、その結果リード板の熱により、電解液および負極
が引火し、電池が発火する。ところが本発明によるリー
ド板は、電流値を２０アンペアまで上げても表面温度は
５０℃程度までしか上昇せず、電池が外部短絡した場合
でも発火しない。以上の理由は、アルミニウムの比電気
抵抗が２．６９（μΩ・１〕（２０℃）と小さいためで
、電流はほとんどアルミニウム層（７ｂ、７１ｂ）を流
れ、耐食鋼またはチタンの層７ａ、７１ａはリード板の
引張強度および溶接強度を確保する作用をしている。
発明の効果
以上のように本発明によれば、シート状のリチウム負極
および正極をセパレータを介して巻回した極板群を用い
る非水電解質二次電池において、大電流放電時に従来以
上の電圧を得ることができ、外部短絡等電池を誤使用し
た場合においても発火の無い安全性の高い電池を得るこ
とができるという効果がえられる。
および正極をセパレータを介して巻回した極板群を用い
る非水電解質二次電池において、大電流放電時に従来以
上の電圧を得ることができ、外部短絡等電池を誤使用し
た場合においても発火の無い安全性の高い電池を得るこ
とができるという効果がえられる。
第１図は本発明の実施例における非水電解質二次電池の
断面図、第２図および第３図は本発明の正極リード板の
拡大断面図、第４図は高レート放電特性を示す図、第５
図は電流値による正極リード板の表面温度を示す図、第
６図は従来の非水電解質二次電池の断面図である。 １・・・・・・電池ケース、２・・・・・・蓋板、３・
・・・・・ガスケット、４・・・・・・正極、４ａ・・
・・・・正極集電体の耳部、５・・・・・・負極、６・
・・・・・セパレータ、７．７１・・・・・・正極リー
ド板、８・・・・・・上部絶縁リング、９・・・・・・
下部絶縁リング、１０・・・・・・負極リード板、７ａ
、７１ａ・・・・・・面１食鋼またはチタンの層、−ｒ
ｂ 、７１ ｂ・・・・・・アルミニウムまたはその合
金の層。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名／−
−−電う也ケース ２・−を坂 ３一方゛スγット ４−正糎 鞄・−正本ｉ集電Ｃ柊の１部 ５−負孤 ６− セノザレータ γ−正極り−）′板 ７、刀“−リート板 ７Ｌ７た゛・−面丁喰ト袖謬図まに１コテダン７ｂ、
７１ｂ ’−”アルミニウムおよび゛その合衾層ｂ 覧 弐 （Ａ） ＣＶ）
断面図、第２図および第３図は本発明の正極リード板の
拡大断面図、第４図は高レート放電特性を示す図、第５
図は電流値による正極リード板の表面温度を示す図、第
６図は従来の非水電解質二次電池の断面図である。 １・・・・・・電池ケース、２・・・・・・蓋板、３・
・・・・・ガスケット、４・・・・・・正極、４ａ・・
・・・・正極集電体の耳部、５・・・・・・負極、６・
・・・・・セパレータ、７．７１・・・・・・正極リー
ド板、８・・・・・・上部絶縁リング、９・・・・・・
下部絶縁リング、１０・・・・・・負極リード板、７ａ
、７１ａ・・・・・・面１食鋼またはチタンの層、−ｒ
ｂ 、７１ ｂ・・・・・・アルミニウムまたはその合
金の層。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名／−
−−電う也ケース ２・−を坂 ３一方゛スγット ４−正糎 鞄・−正本ｉ集電Ｃ柊の１部 ５−負孤 ６− セノザレータ γ−正極り−）′板 ７、刀“−リート板 ７Ｌ７た゛・−面丁喰ト袖謬図まに１コテダン７ｂ、
７１ｂ ’−”アルミニウムおよび゛その合衾層ｂ 覧 弐 （Ａ） ＣＶ）
Claims (1)
- 薄板状のリチウム負極および正極をセパレータを介し
て巻回した極板群を用いる電池において、正極と端子を
兼ねる蓋板との間を接続するリード板として、アルミニ
ウムもしくはその合金層を設けた耐食鋼またはチタン製
のリード板を用いることを特徴とする非水電解質二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203547A JP2782724B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203547A JP2782724B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 非水電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251849A true JPH0251849A (ja) | 1990-02-21 |
| JP2782724B2 JP2782724B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16475946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63203547A Expired - Lifetime JP2782724B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782724B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2782724B2 (ja) | 1998-08-06 |
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