JPH05251073A - 円筒型非水電解液二次電池 - Google Patents
円筒型非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH05251073A JPH05251073A JP3126642A JP12664291A JPH05251073A JP H05251073 A JPH05251073 A JP H05251073A JP 3126642 A JP3126642 A JP 3126642A JP 12664291 A JP12664291 A JP 12664291A JP H05251073 A JPH05251073 A JP H05251073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- current collector
- secondary battery
- metallic lithium
- separator
- 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
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-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セパレータが傷つけられて穴や亀裂を生じ
ず、したがって正極と負極の直接接触によって内部短絡
が発生しない円筒型非水電解液二次電池を提供する。 【構成】 金属リチウムを活物質とする負極１と、正極
とがセパレータを間に介在して、渦巻状に卷回された極
板群と非水電解液とが円筒型の容器内に封入された円筒
型非水電解液二次電池であって、上記負極１に接続され
る負極集電体２の負極接続部分を金属リチウム３で覆っ
た。 【効果】 上記負極に接続される負極集電体の負極接続
部分を金属リチウムで覆ったことによって、負極集電体
がセパレータを破ることは、起こらなくなり、結果とし
て充放電サイクル寿命の長い円筒型リチウム二次電池が
得られる。
ず、したがって正極と負極の直接接触によって内部短絡
が発生しない円筒型非水電解液二次電池を提供する。 【構成】 金属リチウムを活物質とする負極１と、正極
とがセパレータを間に介在して、渦巻状に卷回された極
板群と非水電解液とが円筒型の容器内に封入された円筒
型非水電解液二次電池であって、上記負極１に接続され
る負極集電体２の負極接続部分を金属リチウム３で覆っ
た。 【効果】 上記負極に接続される負極集電体の負極接続
部分を金属リチウムで覆ったことによって、負極集電体
がセパレータを破ることは、起こらなくなり、結果とし
て充放電サイクル寿命の長い円筒型リチウム二次電池が
得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は円筒型非水電解液二次電
池、さらに詳細には負極活物質に金属リチウムを用いる
円筒型非水電解液二次電池に関するものである。
池、さらに詳細には負極活物質に金属リチウムを用いる
円筒型非水電解液二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属リチウムを負極活物質とし、電解液
に非水電解液を用いる電池においては、電極面積を広げ
て大電流放電時の電池特性を良好にするために、正極板
と負極板をセパレータを介して重ね渦巻状に卷回して、
電池が構成される。さらに電池容量を増加させ、かつ極
間の距離を短くして、放電反応を向上させるために極め
て薄いセパレータ（厚さ２０〜５０μｍ）が用いられ
る。また、電池端子と渦巻状電極との電気的な接続は、
集電体を介して行なわれる。
に非水電解液を用いる電池においては、電極面積を広げ
て大電流放電時の電池特性を良好にするために、正極板
と負極板をセパレータを介して重ね渦巻状に卷回して、
電池が構成される。さらに電池容量を増加させ、かつ極
間の距離を短くして、放電反応を向上させるために極め
て薄いセパレータ（厚さ２０〜５０μｍ）が用いられ
る。また、電池端子と渦巻状電極との電気的な接続は、
集電体を介して行なわれる。
【０００３】つまり正極には正極集電体、負極には負極
集電体が接続され、それぞれの集電体のもう一方の端
は、容器の正極端子、負極端子に接続されている。通常
これらの集電体は金属製であり、電解液中で溶出、溶解
しないようにステンレスやニッケルメッキを施したスチ
ールが用いられている。
集電体が接続され、それぞれの集電体のもう一方の端
は、容器の正極端子、負極端子に接続されている。通常
これらの集電体は金属製であり、電解液中で溶出、溶解
しないようにステンレスやニッケルメッキを施したスチ
ールが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】ところが上記集電
体、特に負極集電体については、次のような問題点があ
る。それは、正極と負極をセパレータを介して重ね渦巻
状に卷回するとき、負極集電体の負極接続部分のエッジ
が卷回のための圧力によってセパレータに食い込み、こ
れを破りやすくなるといった問題である。負極活物質に
リチウムが用いられるような負極板は、大抵の場合金属
リチウム板か、あるいはアルミニウムとリチウムの合金
板であるので材質的に非常に柔らかく、セパレータを傷
つけることは起こりにくい。しかし負極集電体は、先に
述べたようにステンレスやニッケルメッキを施したスチ
ールのようなリチウムよりも硬い金属であるために、セ
パレータを傷つけやすいのである。セパレータが傷つけ
られて、穴や亀裂が生じたならば、正極と負極の直接接
触によって内部短絡が発生してしまう。電池容量を増加
させるために、薄く裂けやすいセパレータが使用される
場合には、特に深刻な問題である。
体、特に負極集電体については、次のような問題点があ
る。それは、正極と負極をセパレータを介して重ね渦巻
状に卷回するとき、負極集電体の負極接続部分のエッジ
が卷回のための圧力によってセパレータに食い込み、こ
れを破りやすくなるといった問題である。負極活物質に
リチウムが用いられるような負極板は、大抵の場合金属
リチウム板か、あるいはアルミニウムとリチウムの合金
板であるので材質的に非常に柔らかく、セパレータを傷
つけることは起こりにくい。しかし負極集電体は、先に
述べたようにステンレスやニッケルメッキを施したスチ
ールのようなリチウムよりも硬い金属であるために、セ
パレータを傷つけやすいのである。セパレータが傷つけ
られて、穴や亀裂が生じたならば、正極と負極の直接接
触によって内部短絡が発生してしまう。電池容量を増加
させるために、薄く裂けやすいセパレータが使用される
場合には、特に深刻な問題である。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたものであり、さらに詳細に
はセパレータが傷つけられ、穴や亀裂を生じず、したが
って正極と負極の直接接触によって内部短絡が発生しな
い円筒型非水電解液二次電池を提供することを目的とす
る。
点を解決するためになされたものであり、さらに詳細に
はセパレータが傷つけられ、穴や亀裂を生じず、したが
って正極と負極の直接接触によって内部短絡が発生しな
い円筒型非水電解液二次電池を提供することを目的とす
る。
【０００６】上記問題点を解決するため、本発明による
円筒型非水電解液二次電池は、金属リチウムを活物質と
する負極と、正極とがセパレータを間に介在して、渦巻
状に卷回された極板群と非水電解液とが円筒型の容器内
に封入された円筒型非水電解液二次電池であって、上記
負極に接続される負極集電体の負極接続部分を金属リチ
ウムで覆ったことを特徴とする。
円筒型非水電解液二次電池は、金属リチウムを活物質と
する負極と、正極とがセパレータを間に介在して、渦巻
状に卷回された極板群と非水電解液とが円筒型の容器内
に封入された円筒型非水電解液二次電池であって、上記
負極に接続される負極集電体の負極接続部分を金属リチ
ウムで覆ったことを特徴とする。
【０００７】上述のように負極集電帯の負極接続部分を
金属リチウムで覆うことにより、負極集電体がセパレー
タを破ることを防止できる。
金属リチウムで覆うことにより、負極集電体がセパレー
タを破ることを防止できる。
【０００８】図１および図２は本発明による円筒型非水
電解液二次電池の要部の斜視図および断面図であるが、
この図より明らかなように負極１の、たとえば端部に設
けられる負極集電帯２の負極接続部分を金属リチウム片
３によって覆った構成になっている。
電解液二次電池の要部の斜視図および断面図であるが、
この図より明らかなように負極１の、たとえば端部に設
けられる負極集電帯２の負極接続部分を金属リチウム片
３によって覆った構成になっている。
【０００９】負極集電体の負極接続部分を覆う金属リチ
ウムの大きさは、負極集電体が負極に接続されている部
分をちょうど覆う広さで十分である。金属リチウムで覆
う広さをいたずらに大きくすることは、金属リチウムで
覆った部分での電極厚みが厚くなり、限られた容積の容
器に収納できる電極群の長さが、その分だけ短くなって
しまうので、望ましいことではない。
ウムの大きさは、負極集電体が負極に接続されている部
分をちょうど覆う広さで十分である。金属リチウムで覆
う広さをいたずらに大きくすることは、金属リチウムで
覆った部分での電極厚みが厚くなり、限られた容積の容
器に収納できる電極群の長さが、その分だけ短くなって
しまうので、望ましいことではない。
【００１０】負極集電体の負極接続部分を金属リチウム
で覆うとき、用いる金属リチウムの厚みは、負極と同程
度の厚みで十分である。負極に金属リチウムを用いた場
合には、その金属リチウムでそのまま負極集電体を覆う
ことができる。負極に金属リチウムを用い、かつ負極集
電体を負極の端の方に接続するならば、負極の端を折り
返して負極集電体をくるむように覆うことができる。負
極集電体を覆う金属リチウムは、薄いものであるほど、
負極厚みの増加分を少なくできるが、作業性の観点から
考えるならば、せいぜい５０μｍ程度以上の厚みは必要
であろう。
で覆うとき、用いる金属リチウムの厚みは、負極と同程
度の厚みで十分である。負極に金属リチウムを用いた場
合には、その金属リチウムでそのまま負極集電体を覆う
ことができる。負極に金属リチウムを用い、かつ負極集
電体を負極の端の方に接続するならば、負極の端を折り
返して負極集電体をくるむように覆うことができる。負
極集電体を覆う金属リチウムは、薄いものであるほど、
負極厚みの増加分を少なくできるが、作業性の観点から
考えるならば、せいぜい５０μｍ程度以上の厚みは必要
であろう。
【００１１】
【作用】金属リチウムを活物質とする負極と、正極とが
セパレータを間に介在して、渦巻状に卷回された極板群
と非水電解液とが円筒型の容器内に封入された非水電解
液二次電池であって、上記負極に接続される負極集電体
の負極接続部分を金属リチウムで覆ったことによって、
負極集電体がセパレータを破ることは、起こらなくな
り、結果として充放電サイクル寿命の長い円筒型リチウ
ム二次電池が得られる。
セパレータを間に介在して、渦巻状に卷回された極板群
と非水電解液とが円筒型の容器内に封入された非水電解
液二次電池であって、上記負極に接続される負極集電体
の負極接続部分を金属リチウムで覆ったことによって、
負極集電体がセパレータを破ることは、起こらなくな
り、結果として充放電サイクル寿命の長い円筒型リチウ
ム二次電池が得られる。
【００１２】
【実施例】次に本発明を好適な実施例を用いて、詳細に
説明する。
説明する。
【００１３】下記の試験においては、以下に示すような
構成のリチウム二次電池を作製し、試験に用いた。
構成のリチウム二次電池を作製し、試験に用いた。
【００１４】正極：アモルファス化した五酸化バナジウ
ム粉末＋エチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）
２．５ｗｔ％のシクロヘキサン溶液＋アセチレンブラッ
ク（重量比９０：３：７）混合物を金属集電体上に塗布
して乾燥させたもの。
ム粉末＋エチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）
２．５ｗｔ％のシクロヘキサン溶液＋アセチレンブラッ
ク（重量比９０：３：７）混合物を金属集電体上に塗布
して乾燥させたもの。
【００１５】負極：金属リチウム（厚み１５０μｍ）
【００１６】負極集電体：金属ニッケル（幅３ｍｍ、厚
み１００μｍ）
み１００μｍ）
【００１７】電解液：１．０Ｍ濃度の六フッ化ひ酸リチ
ウム（ＬｉＡｓＦ6）のエチレンカーボネート（ＥＣ）
／２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）（体積
比１／１）溶液
ウム（ＬｉＡｓＦ6）のエチレンカーボネート（ＥＣ）
／２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）（体積
比１／１）溶液
【００１８】セパレータ：２５μｍ厚さのポリプロピレ
ン製多孔性膜
ン製多孔性膜
【００１９】雰囲気；アルゴン
【００２０】できあがった電池は、放電電流を３ｍＡ／
ｃｍ2、充電電流を０．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流とし、
１．８〜３．３Ｖの電圧範囲で充放電サイクルを繰り返
した。
ｃｍ2、充電電流を０．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流とし、
１．８〜３．３Ｖの電圧範囲で充放電サイクルを繰り返
した。
【００２１】
【実施例１】正極と負極をセパレータを介して重ね合わ
せるときに負極集電体の負極接続部分を負極の金属リチ
ウムと同じ金属リチウムで覆った。この後、これらの電
極群を渦巻状に卷回し、容器内に挿入し、電解液を注入
して電池Ａを４０本作製した。
せるときに負極集電体の負極接続部分を負極の金属リチ
ウムと同じ金属リチウムで覆った。この後、これらの電
極群を渦巻状に卷回し、容器内に挿入し、電解液を注入
して電池Ａを４０本作製した。
【００２２】
【比較例１】負極集電体の負極接続部分を金属リチウム
で覆わない以外は、実施例１と同様な電池Ｂを４０本作
製した。
で覆わない以外は、実施例１と同様な電池Ｂを４０本作
製した。
【００２３】これらの電池ＡとＢについて、充放電を１
００回繰り返すうちに電池内部短絡が発生した件数を表
１に合わせて示した。
００回繰り返すうちに電池内部短絡が発生した件数を表
１に合わせて示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】この表より明らかなように、負極集電体の
負極接続部分を金属リチウムで覆った電池Ａでは、全く
内部短絡が発生していないことが判明した。
負極接続部分を金属リチウムで覆った電池Ａでは、全く
内部短絡が発生していないことが判明した。
【００２６】内部短絡の発生した電池Ｂの１本を分解し
てみると、負極集電体によるセパレータの切断を肉眼で
ははっきりと確認できなかった。しかし、セパレータに
は負極集電体の押しつけられた跡がはっきりと残ってい
た。その他にはセパレータに何ら異常は認められなかっ
たことから内部短絡の原因は、負極集電体による肉眼で
は発見できない傷や亀裂であることが、ほぼ断言でき
た。
てみると、負極集電体によるセパレータの切断を肉眼で
ははっきりと確認できなかった。しかし、セパレータに
は負極集電体の押しつけられた跡がはっきりと残ってい
た。その他にはセパレータに何ら異常は認められなかっ
たことから内部短絡の原因は、負極集電体による肉眼で
は発見できない傷や亀裂であることが、ほぼ断言でき
た。
【００２７】
【発明の効果】以上の結果から明らかなように、負極集
電体の負極接続部分を金属リチウムで覆うことによっ
て、内部短絡が発生しないようなリチウム二次電池を得
ることができる。したがって、充放電サイクル特性を有
する二次電池を少ない不良品の発生率で作製することが
でき、その工業的価値は極めて大である。
電体の負極接続部分を金属リチウムで覆うことによっ
て、内部短絡が発生しないようなリチウム二次電池を得
ることができる。したがって、充放電サイクル特性を有
する二次電池を少ない不良品の発生率で作製することが
でき、その工業的価値は極めて大である。
【図１】本発明の円筒型非水電解液二次電池の構成を示
す要部斜視図。
す要部斜視図。
【図２】本発明の円筒型非水電解液二次電池の構成を示
す要部断面図。
す要部断面図。
１ 負極 ２ 負極集電体 ３ 金属リチウム
Claims (1)
- 【請求項１】金属リチウムを活物質とする負極と、正極
とがセパレータを間に介在して、渦巻状に卷回された極
板群と非水電解液とが円筒型の容器内に封入された円筒
型非水電解液二次電池であって、上記負極に接続される
負極集電体の負極接続部分を金属リチウムで覆ったこと
を特徴とする円筒型非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126642A JPH05251073A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 円筒型非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126642A JPH05251073A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 円筒型非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251073A true JPH05251073A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=14940257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126642A Pending JPH05251073A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 円筒型非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1326257C (zh) * | 2002-10-25 | 2007-07-11 | 三星Sdi株式会社 | 锂电池负极及包含该负极的锂电池 |
| JP2009076301A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Nec Tokin Corp | 非水電解質二次電池 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3126642A patent/JPH05251073A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1326257C (zh) * | 2002-10-25 | 2007-07-11 | 三星Sdi株式会社 | 锂电池负极及包含该负极的锂电池 |
| JP2009076301A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Nec Tokin Corp | 非水電解質二次電池 |
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