JPH0574424A - 高容量の二次電池 - Google Patents
高容量の二次電池Info
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- JPH0574424A JPH0574424A JP3261392A JP26139291A JPH0574424A JP H0574424 A JPH0574424 A JP H0574424A JP 3261392 A JP3261392 A JP 3261392A JP 26139291 A JP26139291 A JP 26139291A JP H0574424 A JPH0574424 A JP H0574424A
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- 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
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
挿入を容易にすることによって、高容量・高エネルギー
密度の電池を得る。 【構成】 正電極、負電極及びセパレータを基本要素と
し、これらを積層又は巻き込んでなる電池において、電
極体の外装缶への挿入する側の端面に、絶縁板を付着さ
せる。 【効果】 外装缶に挿入時の電極体の損傷をなくすこと
が出来るため、電極体の屑数を増やし、高エネルギー密
度の電池を得る。
Description
密度の電池に関し、電極体の外装缶への挿入を容易にす
ることにより、外装缶内部の空間をより有効に利用する
電池に関する。
レータを介して向き合わせてなる。電池の出力特性は、
正・負の電極が向かい合っている面の面積に比例し、大
電流を取り出すためにはこの面積が広いことが必要とな
る。通常、大面積を得るためには、正、負の電極をセパ
レータを介して何層にも積み重ねた構造或いはロール状
に巻き込んだ構造が一般的であり、この電極体を金属製
などの外装缶に挿入している。
ギー密度にするためには、出来るだけ多くの電極を外装
缶の中に充填する必要があるが、電極体は外装缶の内側
寸法に近い寸法となるため、電極体と外装缶との間隙が
とても少なくて挿入が大変難しくなり、高エネルギー密
度の電池を作る上での制約となっている。特開昭60−
170171号公報のように、電極体に粘着テープを巻
き、形状を絞って缶へ挿入する工夫などもあるが、円筒
状の電極体以外には有効ではない。
電性が低いために、より広い面積にすることが必要とな
る。例えば、特開昭55−136131号公報で開示さ
れている正極活物質にリチウム複合酸化物を用いた非水
系電解液電池、若しくは特開昭62−90863号公
報、特開昭63−299056号公報に開示されている
非水系電解液電池、すなわち、正極活物質にリチウム複
合酸化物を用い、負極活物質に炭素質材料を用いる非水
系電解液電池において、用いられている電極は薄く、柔
らかい電極であるため比較的折り曲げにも適しており、
円筒状の電極体を潰したような偏平状の電極体を作るこ
とも可能である。
電池よりも体積的に有効に利用できることから、高いエ
ネルギー密度が期待できる。しかし、この電極体は、上
記のような電極を用いているため、層間が広がりやすく
電極体の形状が不安定となる。このため、円筒状の電極
体よりも更に挿入が難しくなっている。
は、電極体の下部端面、特に最外周のセパレータあるい
は電極をめくれや傷つけなど損傷させる恐れがある。特
に、積層された電極体や、非円筒型に巻き込まれた電極
体の場合、層間が広がりやすく電極体の形状を保つのが
困難であり、電極体底面部の寸法が缶開口部の寸法より
も大きくなり易い。
に、電極体の下部端面に負荷がかかり易く、安定した挿
入を行うには、外装缶に充填する電極体の層数をある程
度落とさねばならず、電池容量を向上させようとする時
の大きなネックとなっていた。この課題を解決するため
には、電極体の構造の改良が必要であり、挿入時のダメ
ージを抑える必要がある。
を基本構成要素とし、これらを巻き込んでなる電池にお
いて、電極体の外装缶への挿入時に損傷をなくし、挿入
を容易にすることによって、高容量・高エネルギー密度
の電池を得ることを目的とする。
達成するために、正電極、負電極及びセパレータを基本
構成要素とする電池において、正電極、負電極およびセ
パレータを積層或いは巻き込むことによって得られる電
極体の外装缶への挿入する側の端面に、絶縁板を付着さ
せる点に特徴を有する。
では電極体の底側の端面に絶縁板を一体化して挿入する
ことによって、外装缶への電極体の挿入時に電極体の損
傷をなくすことができ、高いエネルギー密度を持つ電池
を得ることができる。
缶との電気的絶縁が行えれば良いために材質は特に限定
するものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
樹脂でも構わないが、実質的には電池異常時に高温にな
った場合でも絶縁性を維持できることを考えると、比較
的耐熱性を有するポリエステル、ナイロン、ポリイミ
ド、芳香族ポリアミドなどの耐熱性樹脂、あるいはガラ
スクロスを用いることが好ましい。
ているか、あるいは絶縁板の片面か又は電極体の底面部
に接着剤を塗布することが必要である。絶縁板の厚み
は、絶縁を確実にするためには50μm以上は必要であ
るが、あまり厚くなってしまうと外装缶に収納できる電
極の長さを減らす必要があり、電池容量向上の効果が半
減してしまうので、500μm以下、更に好ましくは2
00μm以下とする。
側の電極の端面を覆う大きさ以上、外装缶の開口部の内
寸法以下となることが最も効果がある。絶縁板が、電極
体底部の寸法よりも大きくなり、余剰の部分が電極体側
壁部に折り込まれて付着しても構わないが、出来るだけ
薄い絶縁板を用い、電極体底部の寸法に絶縁板厚みの2
倍を加えた寸法が、外装缶の開口部の寸法よりも小さく
なるように絶縁板の厚みを選ぶ必要がある。
電極、負電極及びセパレータから構成されれば、特に制
限されるものでないが、高容量の電池が容易に得られる
観点からは、非水系の電池、特に非水系二次電池に適用
できる公知の各要素が適宜使用できる。
脱ドープしかつドープし得るものであればよい。例え
ば、LiCoO2 のようなリチウムコバルト酸化物、L
iMnO2 、LiMn2 O4 のようなリチウムマンガン
酸化物などの複合金属酸化物を有利に用いることができ
る。
あって、リチウムイオンをドープしかつ脱ドープし得る
ものであれば特に制限されない。例えば、グラファイ
ト、熱分解炭素、ピッチコークス、ニードルコークス、
有機高分子の焼成体(フェノール樹脂、アクリル繊維等
の焼成体)等を用いることができる。
〜1μmであり、銅、ニッケル、アルミニウム、ステン
レススチール等を用いることができる。図1に示される
ように、これらの金属箔の片面又は両面に上記活物質及
びバインダーを接着した金属箔をセパレータ5を介して
巻回した長円型又は円筒型などの巻回物を電池の外装缶
2に挿入し、リードタブを取付け、非水系電解質溶液を
含浸し、封口するのが一般的である。
えばLiClO4 、LiAsF6 、LiPF6 、LiB
F4 などのリチウム塩を単独又は組み合わせて使用でき
る。上記電解質溶液の溶媒としては、例えば、プロピレ
ンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジメ
トキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチロ
ラクトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ギ酸
ビニル、酢酸ビニルなどの1種又は2種以上を使用でき
る。
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン微多孔膜の1種
の単独膜又はそれら1種又は2種の貼合せ膜を使用でき
る。また、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミ
ド、セルロースなどの不織布も単独で或いは上記微多孔
膜と組み合わせて用いることができる。電池の外装缶の
形状はとくに制限されないが、円筒型、長円型や角型状
などの外装缶が一般的である。また、外装缶の材質はと
くに制限されないが、銅、ステンレススチールなどが有
利に用いることができる。
て電極体の底部の形状を一定にすることができ、挿入が
容易となる。特に、非水系電池において、正、負電極お
よびセパレータを非円筒状(例えば長円型)に巻き込ま
れた構造の電極体の場合に、効果が顕著である。
隙が広がり易いために、電極体の各隙間が殆どないとし
た場合の理想的な電極体厚みよりも厚くなってしまい、
外装缶の開口部の内寸法よりも電極体の厚みが大きくな
ることもあって、外装缶内部に効率良く電極体を挿入、
充填することが難しくなっている。
の底部に付着させた構造とすることにより、形状の安定
化が図れるので、従来よりも電極の層数を増やした場合
でも電極体の底面部に損傷を与えることがなく挿入が行
え、高容量、高エネルギー密度の電池を得ることができ
る。また、絶縁板を予め缶の底に配設する必要がないた
め、組み立て・挿入工程の簡易化が図れ、絶縁板の入れ
忘れや配設の不具合などの不良を無くするのに有効であ
る。
を示すが、これらは本発明の範囲を制限しない。正極
は、活物質LiCoO2 に対して5%の炭素系導電フィ
ラーを加えてなるコンパウンドに、ポリビニリデンフル
オライドの5%DMF溶液を同量加えて懸濁液とし、こ
れをアルミニウム箔の両面または片面に均一に塗布して
作成した。電極膜厚は、両面のものは198μm、片面
のものは104μmである。負極は、活物質として真比
重2.3の炭素質材料を平均粒径10μm前後に粉砕し
たものに、ポリビニリデンフルオライドの5%DMF溶
液を同量加えて懸濁液とし、これをニッケル箔あるいは
銅箔の両面または片面に均一塗布して作成した。
面のもので135μmである。セパレータは35μmの
ポリエチレン微多孔膜を用いた。上記の正、負電極とセ
パレータとで構成される電極体を用い、電解液としてL
iClO4 0.6mol/Lのプロピレンカーボネート
溶液を使用して電池を作成した。
4とをセパレータ5を介してロール状に巻き込み、プレ
ス機で100kg/cm2 の加重をかけて長円状に潰し
た時に、図1のようにこの長円状電極体1の底部に、粘
着面を有するノーメックス紙製の長円型絶縁板6を貼り
付けた。絶縁板の寸法は、幅が5.1mm、長円の長手
方向が23.0mm、厚みは90μmのものを用いた。
電極の層数、および電極体底面部の厚みを測定した結
果、厚みが5.2mmよりも大きかったものの個数を表
1に示す。この長円状電極体を内寸5.2×23.2m
mの角型缶に挿入し、缶の底に達するまで押し込んだ
後、缶から取り出して、電極体の底面部分の外観検査を
行った。このときに最外周のセパレータや最も外側の電
極の端部に傷やめくり上がりなどの損傷が見られた個数
を表1に示す。また、本実施例の方法で作成した電池の
容量を検査した結果を表2に示す。
3.0mm、厚み100μmの粘着面を有するカプトン
のシートを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行っ
た。このようにして作成した電極体の正電極の層数、厚
み検査結果、及び外観検査結果を表1に示す。また、電
池の容量検査結果を表2に示す。
い、塗布してない面を合わせて1つの電極とし、同様に
活物質を片面に塗布した負電極を2枚用いて1つの電極
とし、この正電極と負電極をセパレータを介して巻き込
んだ。
電極のうち外側になるほうの電極が一周分短く、活物質
が塗布されていない金属面が現れている構造とした。こ
のような電極体を用いて長円状電極体にした以外は、実
施例1と同様な操作を行った。この電極体の正電極の層
数、プレス後の底面部の厚み検査結果、および外観検査
の結果を表1に示す。また、電池の容量検査結果を表2
に示す。
の長手方向が23.0mm、厚み90μmの粘着面を有
しないノーメックス・シートを用い、予め外装缶の底に
入れ込んでおいた以外は、実施例1と同様な操作を行っ
た。
負電極をそれぞれ1層ずつ減らした電極体とした以外
は、実施例1と同様な操作を行った。
実施例3と同様な操作を行った。
正電極・片面塗布負電極をそれぞれ2層ずつ減らした電
極体とした以外は、実施例3と同様な操作を行った。以
上の比較例のようにして作成した電極体の正電極の層
数、プレス後(絶縁板は付着していない)の底面部の厚
み測定結果、および外観検査結果を表1に示す。また、
電池の容量検査結果を表2に示す。
は、片面塗布電極を1層としている。 厚み検査:厚みが5.2mmより大きいものを不合格と
した。 外観検査:電極体の損傷が見られたものを不合格とし
た。 検査本数:それぞれ100本である。
た。
よって、非水系電池において、特に薄い電極を用いる偏
平状の電極体を外装缶へ挿入する作業を容易にすること
ができ、外装缶への電極の充填度を挙げることができる
ため、高容量、高エネルギー密度の電池を安定して得る
ことができる。
装缶へ挿入されたときの半裁断面の模式図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 正電極、負電極およびセパレータを基本
構成要素とする電池において、正電極、負電極およびセ
パレータを積層あるいは巻き込むことによって得られる
電極体の外装缶への挿入する側の端面に、絶縁板を付着
させることを特徴とする、電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03261392A JP3073809B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 高容量の二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03261392A JP3073809B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 高容量の二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0574424A true JPH0574424A (ja) | 1993-03-26 |
JP3073809B2 JP3073809B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=17361227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03261392A Expired - Lifetime JP3073809B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 高容量の二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3073809B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0714562U (ja) * | 1993-08-03 | 1995-03-10 | 日本電池株式会社 | 角形電池 |
EP0670605A1 (en) * | 1994-03-03 | 1995-09-06 | Wilson Greatbatch Ltd. | Prismatic high rate cell |
JP2000340206A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池 |
JP2006080064A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
WO2016088505A1 (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 角形二次電池 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP03261392A patent/JP3073809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0714562U (ja) * | 1993-08-03 | 1995-03-10 | 日本電池株式会社 | 角形電池 |
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JP2006080064A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
US7666546B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-02-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
JP4611843B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2011-01-12 | 三星エスディアイ株式会社 | リチウム二次電池 |
WO2016088505A1 (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 角形二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3073809B2 (ja) | 2000-08-07 |
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