JPH06203813A - 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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- JPH06203813A JPH06203813A JP5016989A JP1698993A JPH06203813A JP H06203813 A JPH06203813 A JP H06203813A JP 5016989 A JP5016989 A JP 5016989A JP 1698993 A JP1698993 A JP 1698993A JP H06203813 A JPH06203813 A JP H06203813A
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- JP
- Japan
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- sealing
- battery
- sealed
- lithium
- case
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- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】安価でかつ量産性に優れた封口手段を適用でき
る非水電解質二次電池を提供する。 【構成】電池の封口面は長辺に対する短辺の比が５以下
である面であり、二重巻締めにより封口されている。
る非水電解質二次電池を提供する。 【構成】電池の封口面は長辺に対する短辺の比が５以下
である面であり、二重巻締めにより封口されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の駆動用電源
もしくはメモリ保持電源あるいは、電気自動車用電池と
しての高エネルギー密度でかつ高い安全性を有する非水
電解質二次電池に関するものである。
もしくはメモリ保持電源あるいは、電気自動車用電池と
しての高エネルギー密度でかつ高い安全性を有する非水
電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激なる小形軽量
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
【０００３】非水電解質二次電池の正極活物質には、二
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、スピネル型リチウムマンガン酸化物、五酸化バナジ
ウムおよび三酸化モリブデンなどの種々のものが検討さ
れている。なかでも、リチウムコバルト複合酸化物（Li
xCoO2 ）は、４Ｖ(Li/Li+ ) 以上のきわめて貴な電位で
充放電を行うため、正極として用いることで高い放電電
圧を有する電池が実現できる。
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、スピネル型リチウムマンガン酸化物、五酸化バナジ
ウムおよび三酸化モリブデンなどの種々のものが検討さ
れている。なかでも、リチウムコバルト複合酸化物（Li
xCoO2 ）は、４Ｖ(Li/Li+ ) 以上のきわめて貴な電位で
充放電を行うため、正極として用いることで高い放電電
圧を有する電池が実現できる。
【０００４】非水電解質二次電池の負極活物質は、金属
リチウムをはじめとしてリチウムの吸蔵・放出が可能な
Ｌｉ−Ａｌ合金や炭素材料など種々のものが検討されて
いるが、なかでも炭素材料は、安全性が高くかつサイク
ル寿命の長い電池が得られるという利点がある。
リチウムをはじめとしてリチウムの吸蔵・放出が可能な
Ｌｉ−Ａｌ合金や炭素材料など種々のものが検討されて
いるが、なかでも炭素材料は、安全性が高くかつサイク
ル寿命の長い電池が得られるという利点がある。
【０００５】リチウム塩には、過塩素酸リチウム、三フ
ッ化トリメタンスルフォン酸リチウム、六フッ化燐酸リ
チウムなどが一般に用いられている。なかでも六フッ化
燐酸リチウムは、安全性が高くかつ溶解させた電解液の
イオン導電率が高いという理由から近年盛んに用いられ
るようになってきた。
ッ化トリメタンスルフォン酸リチウム、六フッ化燐酸リ
チウムなどが一般に用いられている。なかでも六フッ化
燐酸リチウムは、安全性が高くかつ溶解させた電解液の
イオン導電率が高いという理由から近年盛んに用いられ
るようになってきた。
【０００６】電池ケースには、円筒型、ガム型をはじめ
角型、長円型などがある。円筒型は、最も汎用されてい
るが、スペース効率が悪い。ガム型および角型はスペー
ス効率が最も高く、長円型は円筒型と角型との中間であ
る。
角型、長円型などがある。円筒型は、最も汎用されてい
るが、スペース効率が悪い。ガム型および角型はスペー
ス効率が最も高く、長円型は円筒型と角型との中間であ
る。
【０００７】これら電池は、電池系内への水分の混入を
嫌うため完全密閉構造とする必要がある。ケースと封口
板との封口方法には、ケースで樹脂パッキングを介して
封口板を締め付け封口するクリンプ式の封口方法とケー
スと封口板とをＹＡＧレーザーで溶接して封口する方法
の２種が一般に用いられている。前者は、コイン型リチ
ウム電池および円筒型のリチウム電池に用いられ、安価
にかつ大量生産できるという利点を有するものの樹脂パ
ッキングを通って電池系内に水分が浸入するため、長期
信頼性に劣るという欠点があった。後者はクリンプ封口
が困難な角型電池や長期信頼性が求められる塩化チオニ
ルリチウム電池などに用いられるが、レーザー装置が高
価でありかつ封口速度が遅いため、コストが高くなると
いう欠点があった。
嫌うため完全密閉構造とする必要がある。ケースと封口
板との封口方法には、ケースで樹脂パッキングを介して
封口板を締め付け封口するクリンプ式の封口方法とケー
スと封口板とをＹＡＧレーザーで溶接して封口する方法
の２種が一般に用いられている。前者は、コイン型リチ
ウム電池および円筒型のリチウム電池に用いられ、安価
にかつ大量生産できるという利点を有するものの樹脂パ
ッキングを通って電池系内に水分が浸入するため、長期
信頼性に劣るという欠点があった。後者はクリンプ封口
が困難な角型電池や長期信頼性が求められる塩化チオニ
ルリチウム電池などに用いられるが、レーザー装置が高
価でありかつ封口速度が遅いため、コストが高くなると
いう欠点があった。
【０００８】そこで、我々は缶詰やジュース缶などに用
いられている二重巻締め封口方法を電池の封口方法に用
いることを検討した。その結果、長期信頼性が高く安価
でかつ量産性に優れることが明かとなった。しかし、特
定の縦、横、高さの比を有する電池においては、封口速
度が低下するという問題が生じた。
いられている二重巻締め封口方法を電池の封口方法に用
いることを検討した。その結果、長期信頼性が高く安価
でかつ量産性に優れることが明かとなった。しかし、特
定の縦、横、高さの比を有する電池においては、封口速
度が低下するという問題が生じた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムを吸
蔵放出する物質からなる負極と、正極と、リチウム塩を
含有する非水電解質とからなる発電要素を、ケースに収
納してなる電池において、電池の封口面を長辺に対する
短辺の比が５以下である面とし、二重巻締めにより封口
することで上記問題点を解決しようとするものである。
蔵放出する物質からなる負極と、正極と、リチウム塩を
含有する非水電解質とからなる発電要素を、ケースに収
納してなる電池において、電池の封口面を長辺に対する
短辺の比が５以下である面とし、二重巻締めにより封口
することで上記問題点を解決しようとするものである。
【００１０】
【作用】封口部の縦、横比の異なる電池の封口を二重巻
締め封口でおこない、縦横比と封口速度との相関関係に
ついて検討をおこなった。その結果、封口部の全周距離
は封口速度に大きな影響を与えず、封口速度は封口部の
縦横比に大きく依存することがわかった。
締め封口でおこない、縦横比と封口速度との相関関係に
ついて検討をおこなった。その結果、封口部の全周距離
は封口速度に大きな影響を与えず、封口速度は封口部の
縦横比に大きく依存することがわかった。
【００１１】具体的には、封口部の縦横の比が１である
真円および正方形の場合封口速度が最も早く、長辺に対
する短辺の比が５を越える長楕円や長方形などでは封口
速度が大きく低下する。長辺に対する短辺の比が５を越
える長楕円や長方形などで封口速度を無理にあげると、
角部分の巻締めが不均一となり、そこから水分が進入し
たり電解液の漏れなどが生じ易くなる。
真円および正方形の場合封口速度が最も早く、長辺に対
する短辺の比が５を越える長楕円や長方形などでは封口
速度が大きく低下する。長辺に対する短辺の比が５を越
える長楕円や長方形などで封口速度を無理にあげると、
角部分の巻締めが不均一となり、そこから水分が進入し
たり電解液の漏れなどが生じ易くなる。
【００１２】しかし、電池の形状は放熱効率を向上する
ことおよび機器の薄型化などの要求から、厚み（Ｄ）に
対する幅（Ｗ）の比が５を越える長円形や長方形型の薄
型電池が求められている。そこで、このような薄型電池
においては、封口部を電池上面であるＤ−Ｗ面とするの
ではなく、長辺に対する短辺の比を５以下とした電池側
面を二重巻き締めにより封口することで本問題を解決で
きる。この二重巻締め封口法は、封口部全周距離が大き
くなっても封口速度が低下しないため、全周距離の長い
電池側面の封口が高速でおこなえる。
ことおよび機器の薄型化などの要求から、厚み（Ｄ）に
対する幅（Ｗ）の比が５を越える長円形や長方形型の薄
型電池が求められている。そこで、このような薄型電池
においては、封口部を電池上面であるＤ−Ｗ面とするの
ではなく、長辺に対する短辺の比を５以下とした電池側
面を二重巻き締めにより封口することで本問題を解決で
きる。この二重巻締め封口法は、封口部全周距離が大き
くなっても封口速度が低下しないため、全周距離の長い
電池側面の封口が高速でおこなえる。
【００１３】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
する。
【００１４】正極にはリチウムコバルト複合酸化物（Li
xCoO2 ）電極を、負極には黒鉛電極を使用した。この正
極と負極とセパレータとを渦巻状に巻回してなる電極を
図１に示す電池ケースに収納した。
xCoO2 ）電極を、負極には黒鉛電極を使用した。この正
極と負極とセパレータとを渦巻状に巻回してなる電極を
図１に示す電池ケースに収納した。
【００１５】電池ケースおよび封口板は、ステンレス鋼
板（厚み０．５ｍｍ）を打ち抜き加工したものである。
電池のサイズは、厚み（Ｄ）を１．５ｃｍ、幅（Ｗ）を
１０ｃｍ、高さ（Ｈ）を１０ｃｍとした。電極は、Ｗ−
Ｈ面から挿入し二重巻き締めにより封口した。電解液に
は、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを
１：１の体積比で混合した溶媒に、六フッ化燐酸リチウ
ムを１モル／リットル溶解させたものを用いた。
板（厚み０．５ｍｍ）を打ち抜き加工したものである。
電池のサイズは、厚み（Ｄ）を１．５ｃｍ、幅（Ｗ）を
１０ｃｍ、高さ（Ｈ）を１０ｃｍとした。電極は、Ｗ−
Ｈ面から挿入し二重巻き締めにより封口した。電解液に
は、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを
１：１の体積比で混合した溶媒に、六フッ化燐酸リチウ
ムを１モル／リットル溶解させたものを用いた。
【００１６】上記の正極板，負極板，電解液および電池
ケースを用いた本発明電池を（Ａ）と呼ぶ。また、高さ
（Ｈ）をそれぞれ２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０
ｃｍとするほかは、（Ａ）と同様の構成とした本発明電
池をそれぞれ（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）と呼ぶ。
比較のために、高さ（Ｈ）を６０ｃｍとするほかは、
（Ａ）と同様の構成とした比較電池を（ア）と呼ぶ。
ケースを用いた本発明電池を（Ａ）と呼ぶ。また、高さ
（Ｈ）をそれぞれ２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０
ｃｍとするほかは、（Ａ）と同様の構成とした本発明電
池をそれぞれ（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）と呼ぶ。
比較のために、高さ（Ｈ）を６０ｃｍとするほかは、
（Ａ）と同様の構成とした比較電池を（ア）と呼ぶ。
【００１７】次に、従来の電池の例として図２に示すよ
うに、Ｄ−Ｗ面から電極を挿入し、Ｄ−Ｗ面をＹＡＧレ
ーザーで封口する他は、本発明電池（Ａ）と同様とした
電池を（イ）と呼び、Ｄ−Ｗ面を二重巻き締めにより封
口した電池を（ウ）と呼ぶ。
うに、Ｄ−Ｗ面から電極を挿入し、Ｄ−Ｗ面をＹＡＧレ
ーザーで封口する他は、本発明電池（Ａ）と同様とした
電池を（イ）と呼び、Ｄ−Ｗ面を二重巻き締めにより封
口した電池を（ウ）と呼ぶ。
【００１８】これら電池において、電池封口部の長辺に
対する短辺の比と電池１個を封口するのに要する時間と
の関係を測定した結果を表１にまとめた。
対する短辺の比と電池１個を封口するのに要する時間と
の関係を測定した結果を表１にまとめた。
【００１９】
【表１】 この結果から明かなように、幅（Ｗ）に対する厚み
（Ｄ）の比が５を越えるような薄型の電池において、そ
のＷ−Ｄ面をＹＡＧレーザーや二重巻き締めで封口する
よりも、長辺に対する短辺の比を５以下とした電池側面
を二重巻締めにより封口した方が、量産性に優れること
がわかる。
（Ｄ）の比が５を越えるような薄型の電池において、そ
のＷ−Ｄ面をＹＡＧレーザーや二重巻き締めで封口する
よりも、長辺に対する短辺の比を５以下とした電池側面
を二重巻締めにより封口した方が、量産性に優れること
がわかる。
【００２０】なお、上記実施例では正極活物質としてリ
チウムコバルト複合酸化物を用いる場合を説明したが、
二硫化チタンをはじめとして二酸化マンガン、スピネル
型リチウムマンガン酸化物(LixMn2 O4 ) 、五酸化バナ
ジウムおよび三酸化モリブデンなどの種々のものを用い
ることができる。また、負極として炭素材料を用いた
が、本発明の正極を使用するにあたり、負極活物質は基
本的に限定されず従来の非水電解液二次電池に用いられ
ている負極活物質、たとえば純リチウム、リチウム合金
などを用いることができる。
チウムコバルト複合酸化物を用いる場合を説明したが、
二硫化チタンをはじめとして二酸化マンガン、スピネル
型リチウムマンガン酸化物(LixMn2 O4 ) 、五酸化バナ
ジウムおよび三酸化モリブデンなどの種々のものを用い
ることができる。また、負極として炭素材料を用いた
が、本発明の正極を使用するにあたり、負極活物質は基
本的に限定されず従来の非水電解液二次電池に用いられ
ている負極活物質、たとえば純リチウム、リチウム合金
などを用いることができる。
【００２１】さらに、リチウムイオン伝導性物質である
電解液や固体のイオン導電体も基本的に限定されず、従
来の有機電解液二次電池に用いられているものを用いる
ことが出来る。たとえば、有機溶媒としては非プロトン
溶媒であるエチレンカーボネイトなどの環状エステル類
およびテトラハイドロフラン，ジオキソランなどのエー
テル類があげられ、これら単独もしくは２種以上を混合
した溶媒を用いることが出来る。固体のイオン導電体と
しては、リチウムイオン導電性を有するものであれば用
いることが出来る。その代表的なものとして、ポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。また、このような非
水溶媒あるいは固体のイオン導電体に溶解される支持電
解質も基本的に限定されるものではない。たとえば、 L
iAsF6 ，LiPF6 ，LiCF3 SO3 などの１種以上を用いるこ
とができる。
電解液や固体のイオン導電体も基本的に限定されず、従
来の有機電解液二次電池に用いられているものを用いる
ことが出来る。たとえば、有機溶媒としては非プロトン
溶媒であるエチレンカーボネイトなどの環状エステル類
およびテトラハイドロフラン，ジオキソランなどのエー
テル類があげられ、これら単独もしくは２種以上を混合
した溶媒を用いることが出来る。固体のイオン導電体と
しては、リチウムイオン導電性を有するものであれば用
いることが出来る。その代表的なものとして、ポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。また、このような非
水溶媒あるいは固体のイオン導電体に溶解される支持電
解質も基本的に限定されるものではない。たとえば、 L
iAsF6 ，LiPF6 ，LiCF3 SO3 などの１種以上を用いるこ
とができる。
【００２２】なお、前記の実施例に係る電池はいずれも
角型電池であるが、図３に示すような長円型電池に本発
明を適用しても同様の効果が得られる。
角型電池であるが、図３に示すような長円型電池に本発
明を適用しても同様の効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】上述したごとく、リチウムを吸蔵放出す
る物質からなる負極と、正極と、リチウム塩を含有する
非水電解質とからなる発電要素を、ケースに収納してな
る非水電解質二次電池において、電池の封口面を長辺に
対する短辺の比が５以下である面とし、二重巻締めによ
り封口されていることを特徴とする非水電解質二次電池
は、安価でかつ量産性に優れるものであり、その工業的
価値は極めて大である。
る物質からなる負極と、正極と、リチウム塩を含有する
非水電解質とからなる発電要素を、ケースに収納してな
る非水電解質二次電池において、電池の封口面を長辺に
対する短辺の比が５以下である面とし、二重巻締めによ
り封口されていることを特徴とする非水電解質二次電池
は、安価でかつ量産性に優れるものであり、その工業的
価値は極めて大である。
【図１】本発明実施例である角型電池（側面封口）を示
した図。
した図。
【図２】従来の角型電池（上面封口）を示した図。
【図３】本発明の他の実施例である電池（側面封口）を
示した図。
示した図。
１ 正極端子 ２ 負極端子 ３ 電池ケース ４ 封口板
Claims (1)
- 【請求項１】リチウムを吸蔵放出する物質からなる負極
と、正極と、リチウム塩を含有する非水電解質とからな
る発電要素を、ケースに収納してなる非水電解質電池に
おいて、電池の封口面は長辺に対する短辺の比が５以下
である面であり、二重巻締めにより封口されていること
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 |
|---|---|---|---|
| JP5016989A JPH06203813A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5016989A JPH06203813A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203813A true JPH06203813A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=11931446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5016989A Pending JPH06203813A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203813A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001216953A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Osaka Gas Co Ltd | 非水系二次電池 |
| JP2006324059A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 角形電池用容器 |
| JP2008210729A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2009009947A (ja) * | 1998-05-20 | 2009-01-15 | Osaka Gas Co Ltd | 非水系二次電池 |
| US9653714B2 (en) | 2013-03-27 | 2017-05-16 | Gs Yuasa International Ltd. | Electric storage device and electric storage apparatus |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP5016989A patent/JPH06203813A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009009947A (ja) * | 1998-05-20 | 2009-01-15 | Osaka Gas Co Ltd | 非水系二次電池 |
| US7642001B2 (en) | 1998-05-20 | 2010-01-05 | Osaka Gas Company Limited | Non-aqueous secondary battery and its control method |
| US8110303B2 (en) | 1998-05-20 | 2012-02-07 | Kri Inc. | Non-aqueous secondary battery and its control method |
| JP2001216953A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Osaka Gas Co Ltd | 非水系二次電池 |
| JP2006324059A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 角形電池用容器 |
| JP2008210729A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウム二次電池 |
| US9653714B2 (en) | 2013-03-27 | 2017-05-16 | Gs Yuasa International Ltd. | Electric storage device and electric storage apparatus |
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