JPH0636801A - 角形非水電解液二次電池 - Google Patents
角形非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH0636801A JPH0636801A JP4208529A JP20852992A JPH0636801A JP H0636801 A JPH0636801 A JP H0636801A JP 4208529 A JP4208529 A JP 4208529A JP 20852992 A JP20852992 A JP 20852992A JP H0636801 A JPH0636801 A JP H0636801A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- positive electrode
- battery
- electrode
- electrolyte secondary
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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】
【目的】 正極とセパレータがこすれあって、正極の角
でセパレータが破断されることがなくなり、セパレータ
の破断によって引き起こされる内部短絡の発生を抑制す
ることができる角形電池を提供する。 【構成】 リチウム金属、リチウム合金またはリチウム
化合物の群より選ばれた一つが負極活物質である負極４
と、短冊状の正極１とを微多孔性の樹脂膜でできたセパ
レータ３を介して電槽内に積層してなる角形非水電解液
二次電池において、正極１の周辺部にセパレータ３が融
着または接着ざれていることを特徴とする。 【効果】 電池の作製中に正極の角でセパレータが破断
されることに起因する電池内部短絡を発生しない優れた
電池を作製することができる。
でセパレータが破断されることがなくなり、セパレータ
の破断によって引き起こされる内部短絡の発生を抑制す
ることができる角形電池を提供する。 【構成】 リチウム金属、リチウム合金またはリチウム
化合物の群より選ばれた一つが負極活物質である負極４
と、短冊状の正極１とを微多孔性の樹脂膜でできたセパ
レータ３を介して電槽内に積層してなる角形非水電解液
二次電池において、正極１の周辺部にセパレータ３が融
着または接着ざれていることを特徴とする。 【効果】 電池の作製中に正極の角でセパレータが破断
されることに起因する電池内部短絡を発生しない優れた
電池を作製することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は角形非水電解液二次電
池、特にポータブル電子機器の駆動用電源としての非水
電解液二次電池に関するものである。
池、特にポータブル電子機器の駆動用電源としての非水
電解液二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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
極板を微多孔性で薄い樹脂製セパレータを介して渦巻状
に卷回して電池が構成される場合が多い。このようなと
きに構成される電池の形状としては、ほとんどが円筒形
である。しかし、近年においては、電池を使用する機器
の設計者などから、電池形状を機器の形状に合わせたも
のであるようにとの要望が多く寄せられるようになって
いる。この要望に応える形で近年ニッケルカドミウムや
ニッケル水素の角形電池が種々開発され、多く市販され
るようになってきた。
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
極板を微多孔性で薄い樹脂製セパレータを介して渦巻状
に卷回して電池が構成される場合が多い。このようなと
きに構成される電池の形状としては、ほとんどが円筒形
である。しかし、近年においては、電池を使用する機器
の設計者などから、電池形状を機器の形状に合わせたも
のであるようにとの要望が多く寄せられるようになって
いる。この要望に応える形で近年ニッケルカドミウムや
ニッケル水素の角形電池が種々開発され、多く市販され
るようになってきた。
【０００３】角形形状、すなわち直方体の電槽（電池ケ
ース）を使用する場合には、円筒型の電池ではなされな
かったような多くの工夫がなされてきた。それらの目的
は、直方体の電池ケースの中に無駄な空間を発生させ
ず、できるだけ多くの正極と負極を正確に相対させて、
セパレータが破断することなくケースの中に収納させる
というものである。例えば、特許第１４８４８６５号に
記載されているようにセパレータを袋状にして、その中
に電池を収納して角形電池が構成されることがあった。
あるいは、特開平３−７４０４８号では、袋状セパレー
タの融着部分が電極の略中央の長手方向に設けられるこ
ともあった。
ース）を使用する場合には、円筒型の電池ではなされな
かったような多くの工夫がなされてきた。それらの目的
は、直方体の電池ケースの中に無駄な空間を発生させ
ず、できるだけ多くの正極と負極を正確に相対させて、
セパレータが破断することなくケースの中に収納させる
というものである。例えば、特許第１４８４８６５号に
記載されているようにセパレータを袋状にして、その中
に電池を収納して角形電池が構成されることがあった。
あるいは、特開平３−７４０４８号では、袋状セパレー
タの融着部分が電極の略中央の長手方向に設けられるこ
ともあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、角形電
池においては、上述したような袋状のセパレータを用い
ただけでは解決できない問題があった。それは、角形電
池では円筒型の電池に比べて電池内部に収納される電極
の枚数が必然的に多くなり、それに伴って電極の角も多
くなるために、この電極の角でセパレータが破断される
危険性が高まることである。具体的に説明すると円筒型
の電池では、通常１枚の正極と１枚の負極とをセパレー
タを介して重ね合わせ、渦巻状に卷回して電極群が形成
されるので電極の角は正極と負極合わせて８箇所に過ぎ
ない。しかし、角形の電池においては、電極の形は電池
の形状に合わせて必然的に短冊状となり、この短冊状電
極が複数枚積層されることになる。例えば正極と負極が
１０枚ずつであったならば、電極の角の数は、全部で８
０箇所にものぼる。円筒型の電池に比べて１０倍ほども
電極の角でセパレータが破断されやすいこと、すなわち
１０倍も内部短絡が発生しやすいことが容易に推察でき
る。柔らかい金属であるリチウムを利用できる負極につ
いてはセパレータを破断することが少ないと思われるこ
とに対して、特に、種々の活物質を例えばステンレス製
の硬い電極基板上に塗布または塗着して作製される正極
については、正極基板の角で薄いセパレータが破断され
やすいことが容易に想像できる。
池においては、上述したような袋状のセパレータを用い
ただけでは解決できない問題があった。それは、角形電
池では円筒型の電池に比べて電池内部に収納される電極
の枚数が必然的に多くなり、それに伴って電極の角も多
くなるために、この電極の角でセパレータが破断される
危険性が高まることである。具体的に説明すると円筒型
の電池では、通常１枚の正極と１枚の負極とをセパレー
タを介して重ね合わせ、渦巻状に卷回して電極群が形成
されるので電極の角は正極と負極合わせて８箇所に過ぎ
ない。しかし、角形の電池においては、電極の形は電池
の形状に合わせて必然的に短冊状となり、この短冊状電
極が複数枚積層されることになる。例えば正極と負極が
１０枚ずつであったならば、電極の角の数は、全部で８
０箇所にものぼる。円筒型の電池に比べて１０倍ほども
電極の角でセパレータが破断されやすいこと、すなわち
１０倍も内部短絡が発生しやすいことが容易に推察でき
る。柔らかい金属であるリチウムを利用できる負極につ
いてはセパレータを破断することが少ないと思われるこ
とに対して、特に、種々の活物質を例えばステンレス製
の硬い電極基板上に塗布または塗着して作製される正極
については、正極基板の角で薄いセパレータが破断され
やすいことが容易に想像できる。
【０００５】そこで正極の角の数が増している角形の電
池について、正極基板の角でセパレータが破断されるこ
とのないような電池が求められていた。
池について、正極基板の角でセパレータが破断されるこ
とのないような電池が求められていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電極の角でセパレータを
破断しないようにするために本発明者は、鋭意研究を重
ねた結果、電極の角がセパレータに擦れたときにセパレ
ータが破断されるという知見を見いだし、この知見に基
づいて本発明をなすに至った。
破断しないようにするために本発明者は、鋭意研究を重
ねた結果、電極の角がセパレータに擦れたときにセパレ
ータが破断されるという知見を見いだし、この知見に基
づいて本発明をなすに至った。
【０００７】すなわち本発明は、リチウム金属、リチウ
ム合金またはリチウム化合物の群より選ばれた一つが負
極活物質である負極と、短冊状の正極とを微多孔性の樹
脂膜でできたセパレータを介して電槽内に積層してなる
角形非水電解液二次電池において、電極の角でセパレー
タが擦れないように、正極の周辺部にセパレータが融着
または接着されていることを特徴とする角形非水電解液
二次電池である。
ム合金またはリチウム化合物の群より選ばれた一つが負
極活物質である負極と、短冊状の正極とを微多孔性の樹
脂膜でできたセパレータを介して電槽内に積層してなる
角形非水電解液二次電池において、電極の角でセパレー
タが擦れないように、正極の周辺部にセパレータが融着
または接着されていることを特徴とする角形非水電解液
二次電池である。
【０００８】本発明をさらに詳しく説明する。
【０００９】図１は、本発明の角形非水電解液二次電池
の内部に収納されている正極１、この正極１に圧着され
た正極集電体２、セパレータ３および負極４の組み立て
方の概略を示す図である。図２は正極１とセパレータ３
の状態を示す断面図であるが、この図より明らかなよう
に本発明においては前記正極１の周辺部にセパレータ３
の周辺部分３ａを融着または接着する。これによって電
極１、４を積層して電極群を作製したり、できた電極群
を角形の電池ケースに収納するときに正極１とセパレー
タ３が擦れ合うことがなくなる。すなわち正極１の角で
セパレータ３を破断することはなくなるのである。
の内部に収納されている正極１、この正極１に圧着され
た正極集電体２、セパレータ３および負極４の組み立て
方の概略を示す図である。図２は正極１とセパレータ３
の状態を示す断面図であるが、この図より明らかなよう
に本発明においては前記正極１の周辺部にセパレータ３
の周辺部分３ａを融着または接着する。これによって電
極１、４を積層して電極群を作製したり、できた電極群
を角形の電池ケースに収納するときに正極１とセパレー
タ３が擦れ合うことがなくなる。すなわち正極１の角で
セパレータ３を破断することはなくなるのである。
【００１０】正極１の周辺部においてセパレータ３を融
着または接着する方法は、様々に実施することができ
る。融着について一例を挙げるならば、セパレータ３と
正極１を重ね合わせた後、正極１の周辺部をセパレータ
３の融点以上に加熱してもよい。超音波照射によって加
熱することも考えられる。溶融によってセパレータ３は
正極１に密着し、その部分が冷えて固化するときにセパ
レータ３は、正極１にしっかりと固定化されるからであ
る。セパレータ３は、その厚さが数十μｍ程度と非常に
薄いものであるから負極４に直接に対向するセパレータ
３の裏面から加熱しても熱は十分に伝達し、正極１にセ
パレータ３を融着することが期待できる。特に加熱する
方向には限定されない。接着剤をセパレータ３の正極１
に対向する面に塗布または含浸させた後、セパレータ３
を正極１に張り合わせてセパレータ３を正極１に接着す
ることもできる。即ち本発明においてはセパレータ３の
正極１への融着ないし接着の方法は特に限定されない。
着または接着する方法は、様々に実施することができ
る。融着について一例を挙げるならば、セパレータ３と
正極１を重ね合わせた後、正極１の周辺部をセパレータ
３の融点以上に加熱してもよい。超音波照射によって加
熱することも考えられる。溶融によってセパレータ３は
正極１に密着し、その部分が冷えて固化するときにセパ
レータ３は、正極１にしっかりと固定化されるからであ
る。セパレータ３は、その厚さが数十μｍ程度と非常に
薄いものであるから負極４に直接に対向するセパレータ
３の裏面から加熱しても熱は十分に伝達し、正極１にセ
パレータ３を融着することが期待できる。特に加熱する
方向には限定されない。接着剤をセパレータ３の正極１
に対向する面に塗布または含浸させた後、セパレータ３
を正極１に張り合わせてセパレータ３を正極１に接着す
ることもできる。即ち本発明においてはセパレータ３の
正極１への融着ないし接着の方法は特に限定されない。
【００１１】融着または接着する範囲は、正極１の周辺
に対向する部分だけで十分である。理想的には、正極１
の縁に接触する部分だけで十分であるが、本発明の効果
が確実に現われるためには、正極１の縁から電極面の方
に広がった範囲に融着または接着された部分が広がって
いるとよい。ただし、いたずらに融着または接着された
部分が広いと電池として機能する電極面の面積が狭めら
れてしまうので望ましいことではない。現実的には、正
極１の縁から正極１の内側に向かってせいぜい０．１〜
２ｍｍまでである。
に対向する部分だけで十分である。理想的には、正極１
の縁に接触する部分だけで十分であるが、本発明の効果
が確実に現われるためには、正極１の縁から電極面の方
に広がった範囲に融着または接着された部分が広がって
いるとよい。ただし、いたずらに融着または接着された
部分が広いと電池として機能する電極面の面積が狭めら
れてしまうので望ましいことではない。現実的には、正
極１の縁から正極１の内側に向かってせいぜい０．１〜
２ｍｍまでである。
【００１２】セパレータ３を正極１に融着または接着す
るときに正極１を挟んでセパレータ３同志が融着または
接着されてもかまわない。融着または接着後に正極１と
セパレータ３がこすれあって正極の角でセパレータが破
断されないことが重要である。
るときに正極１を挟んでセパレータ３同志が融着または
接着されてもかまわない。融着または接着後に正極１と
セパレータ３がこすれあって正極の角でセパレータが破
断されないことが重要である。
【００１３】上述のようにして正極１とセパレータ３が
こすれあうことのないようにした後、負極４を間に介在
させながら積層して、電極群を作製する。
こすれあうことのないようにした後、負極４を間に介在
させながら積層して、電極群を作製する。
【００１４】最後に電極群を電池ケースに挿入し、電極
と電池ケースの正極、負極端子を接続し、電解液注入
後、電池ケースを密封して角形電池が完成される。
と電池ケースの正極、負極端子を接続し、電解液注入
後、電池ケースを密封して角形電池が完成される。
【００１５】
【作用】リチウム金属、リチウム合金またはリチウム化
合物の群より選ばれた一つが負極活物質である負極と、
短冊状の正極とを微多孔性の樹脂膜でできたセパレータ
を介して電槽内に積層してなる角形非水電解液二次電池
において、正極の周辺部にセパレータが融着または接着
されていることによって正極とセパレータがこすれあっ
て、正極の角でセパレータが破断されることがなくな
る。すなわち角形電池作製時において、セパレータの破
断によって引き起こされる内部短絡の発生を抑制するこ
とができる。
合物の群より選ばれた一つが負極活物質である負極と、
短冊状の正極とを微多孔性の樹脂膜でできたセパレータ
を介して電槽内に積層してなる角形非水電解液二次電池
において、正極の周辺部にセパレータが融着または接着
されていることによって正極とセパレータがこすれあっ
て、正極の角でセパレータが破断されることがなくな
る。すなわち角形電池作製時において、セパレータの破
断によって引き起こされる内部短絡の発生を抑制するこ
とができる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき詳述する。な
お下記の試験においては以下に示すような構成の角形リ
チウム二次電池を作製し、試験に用いた。
お下記の試験においては以下に示すような構成の角形リ
チウム二次電池を作製し、試験に用いた。
【００１７】正極：アモルファス化した五酸化バナジウ
ム粉末とエチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）
のシクロヘキサン溶液とアセチレンブラックの混合物を
厚さ１０μｍのステンレス箔の両面に塗布、乾燥、圧延
し、幅１３ｍｍ、長さ３６ｍｍの寸法に切断したもの。
ム粉末とエチレンプロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）
のシクロヘキサン溶液とアセチレンブラックの混合物を
厚さ１０μｍのステンレス箔の両面に塗布、乾燥、圧延
し、幅１３ｍｍ、長さ３６ｍｍの寸法に切断したもの。
【００１８】負極：幅１３ｍｍ、長さ３８ｍｍ、厚さ１
５０μｍの金属リチウム。
５０μｍの金属リチウム。
【００１９】セパレータ：厚さ２５μｍのポリプロピレ
ン製多孔性膜。
ン製多孔性膜。
【００２０】電解液：１．５Ｍ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）
と２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）の体積
比１：１の混合溶液。
ウム（ＬｉＡｓＦ6）のエチレンカーボネート（ＥＣ）
と２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）の体積
比１：１の混合溶液。
【００２１】できあがった電池は、放電電流を３．０ｍ
Ａ／ｃｍ2、充電電流を０．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流と
し、１．８〜３．３Ｖの電圧範囲内で充放電サイクルを
繰り返した。
Ａ／ｃｍ2、充電電流を０．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流と
し、１．８〜３．３Ｖの電圧範囲内で充放電サイクルを
繰り返した。
【００２２】
【実施例１】図１に示すように短冊状の正極１の一角に
おいて、幅２．５ｍｍの正極集電体２を圧着によって接
続した。次いで図２に示すようにセパレータ３を正極１
の上に重ね合わせた後、正極の周辺部に対向するように
なるセパレータ３の周辺部分３ａを正極１の端から内側
に向かって幅０．５ｍｍ程度にわたって１７５℃で４秒
間加熱し、セパレータ３が正極１の端に熱融着されたも
のを作製した。このとき白色であったセパレータは、加
熱によって透明になり、正極に密着、固定化されてい
た。このようにして電極の周囲においてセパレータ３が
熱融着された正極１の間に負極４を交互に挟み込みなが
ら、最外極に負極４が配置されるように積層して、電極
群を作製し、電池ケースに収納した。電極群からの集電
体を電池ケースの電池端子に接続して、電解液を注液
後、電池ケースを密閉して電池（Ａ）を１００個ほど完
成させた。
おいて、幅２．５ｍｍの正極集電体２を圧着によって接
続した。次いで図２に示すようにセパレータ３を正極１
の上に重ね合わせた後、正極の周辺部に対向するように
なるセパレータ３の周辺部分３ａを正極１の端から内側
に向かって幅０．５ｍｍ程度にわたって１７５℃で４秒
間加熱し、セパレータ３が正極１の端に熱融着されたも
のを作製した。このとき白色であったセパレータは、加
熱によって透明になり、正極に密着、固定化されてい
た。このようにして電極の周囲においてセパレータ３が
熱融着された正極１の間に負極４を交互に挟み込みなが
ら、最外極に負極４が配置されるように積層して、電極
群を作製し、電池ケースに収納した。電極群からの集電
体を電池ケースの電池端子に接続して、電解液を注液
後、電池ケースを密閉して電池（Ａ）を１００個ほど完
成させた。
【００２３】
【比較例１】正極の端部にセパレータが融着または接着
されていないこと以外は、実施例と同様な操作によって
電池（Ｂ）を１００個ほど完成させた。
されていないこと以外は、実施例と同様な操作によって
電池（Ｂ）を１００個ほど完成させた。
【００２４】これらの電池（Ａ）と（Ｂ）を１００個作
製するまでに発生した電池内部短絡の発生率を表１に示
した。
製するまでに発生した電池内部短絡の発生率を表１に示
した。
【００２５】
【００２６】この結果より、本発明にかかわる電池
（Ａ）は電池（Ｂ）と比べて、電池作製時における内部
短絡発生数の少ないことがわかる。すなわち本発明によ
って電池作製時の不良品率を抑制することが可能である
と判明した。
（Ａ）は電池（Ｂ）と比べて、電池作製時における内部
短絡発生数の少ないことがわかる。すなわち本発明によ
って電池作製時の不良品率を抑制することが可能である
と判明した。
【００２７】
【発明の効果】本発明によって電池の作製中に正極の角
でセパレータが破断されることに起因する電池内部短絡
を発生しない優れた電池を作製することができる。これ
ゆえに本発明の工業的価値は極めて大きい。
でセパレータが破断されることに起因する電池内部短絡
を発生しない優れた電池を作製することができる。これ
ゆえに本発明の工業的価値は極めて大きい。
【図１】本発明にかかわる角形非水電解液二次電池の電
極群を構成する電極、セパレータの組み立て方の概略
図。
極群を構成する電極、セパレータの組み立て方の概略
図。
【図２】正極の周辺部にセパレータの周辺部分を融着又
は接着したときの断面図。
は接着したときの断面図。
１ 正極 ２ 正極集電体 ３ セパレータ ３ａ セパレータの周辺部分 ４ 負極
Claims (1)
- 【請求項１】リチウム金属、リチウム合金またはリチウ
ム化合物の群より選ばれた一つが負極活物質である負極
と、短冊状の正極とを微多孔性の樹脂膜でできたセパレ
ータを介して電槽内に積層してなる角形非水電解液二次
電池において、正極の周辺部にセパレータが融着または
接着されていることを特徴とする角形非水電解液二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208529A JPH0636801A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 角形非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208529A JPH0636801A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 角形非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636801A true JPH0636801A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16557698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4208529A Pending JPH0636801A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 角形非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636801A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6951699B2 (en) * | 1998-05-20 | 2005-10-04 | Osaka Gas Company Limited | Non-aqueous secondary battery and its control method |
| WO2010004927A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
| US20120321930A1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode assembly and secondary battery using the same |
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| JPWO2012101816A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2014-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池、および、電極シートの切断装置 |
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| JP2017135110A (ja) * | 2017-02-07 | 2017-08-03 | エルジー ケム． エルティーディ． | 電極組立体及びこれを含む電気化学素子 |
| CN109786643A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-21 | 江苏烨晨智能科技有限公司 | 一种电池极片正负极结构 |
| US10763462B2 (en) | 2010-11-18 | 2020-09-01 | Envision Aesc Japan Ltd. | Secondary battery |
-
1992
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