JPH0714609A - 電 池 - Google Patents
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- JPH0714609A JPH0714609A JP5188617A JP18861793A JPH0714609A JP H0714609 A JPH0714609 A JP H0714609A JP 5188617 A JP5188617 A JP 5188617A JP 18861793 A JP18861793 A JP 18861793A JP H0714609 A JPH0714609 A JP H0714609A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、非水電解液電池の製造方法の改
善に関するものである。 【構成】 正極、負極及びセパレータで構成された電池
素子が非水電解液を含浸した状態で電池容器内に納めら
れて密封される電池の製造工程において、電池素子への
電解液含浸は電解液の構成成分を少なくとも二つの群に
分割して、各群を別々に含浸して行う。難燃性の溶媒は
一般に粘度が高く電池素子への浸透性はすこぶる悪く、
含浸性は悪い。本発明による含浸法では含浸性を良くす
るための補助溶媒を加えて含浸を行い、電池素子は補助
溶媒を蒸発除去した後電池容器内に納め、溶接作業を終
え、可燃性溶媒を主とする電解液構成残成分を最終的に
注入して目的とする電解液を電池内で構成することが出
来る。
善に関するものである。 【構成】 正極、負極及びセパレータで構成された電池
素子が非水電解液を含浸した状態で電池容器内に納めら
れて密封される電池の製造工程において、電池素子への
電解液含浸は電解液の構成成分を少なくとも二つの群に
分割して、各群を別々に含浸して行う。難燃性の溶媒は
一般に粘度が高く電池素子への浸透性はすこぶる悪く、
含浸性は悪い。本発明による含浸法では含浸性を良くす
るための補助溶媒を加えて含浸を行い、電池素子は補助
溶媒を蒸発除去した後電池容器内に納め、溶接作業を終
え、可燃性溶媒を主とする電解液構成残成分を最終的に
注入して目的とする電解液を電池内で構成することが出
来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、非水電解液電池の製
造方法の改善に関するものである。
造方法の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化、軽量化が進められる
中、その電源としての電池にも高エネルギー密度の電池
の要望が強まっている。その要望に答えるために、非水
電解液電池に大きな期待が寄せられ、その実用化が試み
られている。既存のアルカリ電池、ニッケルカドミウム
電池、鉛電池等は重負荷特性に優れており、これらの既
存の電池に代わるためには非水電解液電池においても充
分な重負荷特性が要求される。非水電解液電池に使用さ
れる電解液は、既存のニッケルカドミウム電池や鉛電池
に使用される水溶液系の電解液に比べて５０倍以上も抵
抗が高い。そこで、この電解液のハンディを補って充分
な重負荷特性を確保するために、非水電解液電池では、
極めて薄いセパレーターを使用して電極間距離を小さく
すると共に、電極を薄くして、出来るだけ電極枚数を増
やして電極面積を増やしている。円筒型電池の場合であ
れば、出来るだけ長い電極を幾重にもロール状に巻き上
げた巻回体として電池素子を構成する。しかしそのよう
に薄い電極と薄いセパレーターで構成した電池素子には
電解液を浸透させるのが困難で、非水電解液電池の製造
において、その電解液注入工程が大きなネックとなって
いる。必要量の電解液を一度で注入しようとすると、電
池素子への電解液の浸透が悪いので電池容器から溢れ
る。従って、現在の非水電解液電池の製造では、電解液
注入は具体的には次のように行われている。まず少しの
電解液を注入して減圧状態に保つなどの手段で電池素子
への電解液浸透を促進させ、また少しの電解液を注入し
ては同操作を、注入量が子定の電解液量に達するまで繰
り返す。やや大きい電池の場合はその回数が１０回以上
にもおよぶ。更に電池容器と蓋体との間にガスケットを
介してかしめて密封化する円筒型電池の場合であれば、
電解液注入操作の間に、ガスケットに電解液が付着し、
ガスケットに付着した電解液は溶媒が蒸発しても電解質
塩が残り、ガスケットと蓋体の間に電解質塩を挟んでし
まうことになり電池の密封が不完全と成り、電池の保存
性が著しく悪くなる問題も付随する。また角筒型電池で
あれば電池素子を電池容器へ収納し蓋体を溶接した後、
小穴より電解液を注入しなければ成らず、電解液注入は
更に厄介な工程であり、小穴のまわりに電解液が付着
し、電解質塩などで汚れると、最終的な小穴の密閉が不
完全となる。小穴のまわりを汚さず、必要量の電解液を
能率良く入れる方法は今のところ見当たらない。一方、
この問題を回避するため、電池素子を電池容器に納める
前に電解液を含浸させる方法も考えられるが、電池素子
を電池容器へ納めて後の作業として、電池素子からのリ
ードを外部端子へ接続する電気溶接や特に角筒型電池で
あれば電池容器への蓋体のレーザー溶接等が成されなけ
ればならない。従って電池素子に既にこの溶接作業前に
電解液を含浸ている場合は、電解液の構成成分には普通
可燃性溶媒を含むので極めて危険であり、電池素子を電
池容器に納める前に電解液を含浸させる方法は実際には
採用できない。さらに最近ではカーボンへのリチウムイ
オンの出入りを利用するカーボン電極を負極とする非水
電解液二次電池が開発中である。この電池は本発明者等
によって、リチウムイオン二次電池と名付けて１９９０
年に始めて世の中に紹介されたもので（雑誌Ｐｒｏｇｒ
ｅｓｓ Ｉｎ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ＆ ＳｏｌａｒＣ
ｅｌｌｓ，Ｖｏｌ．９，１９９０，ｐ２０９）、現在で
は電池業界、学会においても次世代の二次電池“リチウ
ムイオン二次電池”と呼ばれるほどに認識され、その実
用化に拍車がかかっている。代表的には正極材料にＬｉ
ＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等を用い、負極にはコークス
やグラファイト等の炭素質材料が用いられる。特に炭素
質材料として黒鉛質材料を使用した場合は電圧が高くて
平坦な放電特性を持つリチウムイオン二次電池が出来、
非常に大きなエネルギー密度の電池となりうる。ところ
が黒鉛質材料を負極とする電池は特殊の電解液を使用し
なければ充電効率が極めて悪い。これはリチウムがドー
プされた状態の炭素は基本的には電解液と反応する為で
あるが、幸いにも電解液中にエチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）を混入すれば充電効率は飛躍的に改善され、まさに
次世代の二次電池としての大きな期待が持たれるもので
ある。しかし、エチレンカーボネート（ＥＣ）を混入し
た電解液は、電解液注入工程で、電極素子へ電解液の浸
透性が非常に悪い。従って黒鉛質材料を使用する高性能
なリチウムイオン二次電池の実用化には、今後、量産製
造に適用可能な電解液注入方法の確立が最大の課題であ
る。
中、その電源としての電池にも高エネルギー密度の電池
の要望が強まっている。その要望に答えるために、非水
電解液電池に大きな期待が寄せられ、その実用化が試み
られている。既存のアルカリ電池、ニッケルカドミウム
電池、鉛電池等は重負荷特性に優れており、これらの既
存の電池に代わるためには非水電解液電池においても充
分な重負荷特性が要求される。非水電解液電池に使用さ
れる電解液は、既存のニッケルカドミウム電池や鉛電池
に使用される水溶液系の電解液に比べて５０倍以上も抵
抗が高い。そこで、この電解液のハンディを補って充分
な重負荷特性を確保するために、非水電解液電池では、
極めて薄いセパレーターを使用して電極間距離を小さく
すると共に、電極を薄くして、出来るだけ電極枚数を増
やして電極面積を増やしている。円筒型電池の場合であ
れば、出来るだけ長い電極を幾重にもロール状に巻き上
げた巻回体として電池素子を構成する。しかしそのよう
に薄い電極と薄いセパレーターで構成した電池素子には
電解液を浸透させるのが困難で、非水電解液電池の製造
において、その電解液注入工程が大きなネックとなって
いる。必要量の電解液を一度で注入しようとすると、電
池素子への電解液の浸透が悪いので電池容器から溢れ
る。従って、現在の非水電解液電池の製造では、電解液
注入は具体的には次のように行われている。まず少しの
電解液を注入して減圧状態に保つなどの手段で電池素子
への電解液浸透を促進させ、また少しの電解液を注入し
ては同操作を、注入量が子定の電解液量に達するまで繰
り返す。やや大きい電池の場合はその回数が１０回以上
にもおよぶ。更に電池容器と蓋体との間にガスケットを
介してかしめて密封化する円筒型電池の場合であれば、
電解液注入操作の間に、ガスケットに電解液が付着し、
ガスケットに付着した電解液は溶媒が蒸発しても電解質
塩が残り、ガスケットと蓋体の間に電解質塩を挟んでし
まうことになり電池の密封が不完全と成り、電池の保存
性が著しく悪くなる問題も付随する。また角筒型電池で
あれば電池素子を電池容器へ収納し蓋体を溶接した後、
小穴より電解液を注入しなければ成らず、電解液注入は
更に厄介な工程であり、小穴のまわりに電解液が付着
し、電解質塩などで汚れると、最終的な小穴の密閉が不
完全となる。小穴のまわりを汚さず、必要量の電解液を
能率良く入れる方法は今のところ見当たらない。一方、
この問題を回避するため、電池素子を電池容器に納める
前に電解液を含浸させる方法も考えられるが、電池素子
を電池容器へ納めて後の作業として、電池素子からのリ
ードを外部端子へ接続する電気溶接や特に角筒型電池で
あれば電池容器への蓋体のレーザー溶接等が成されなけ
ればならない。従って電池素子に既にこの溶接作業前に
電解液を含浸ている場合は、電解液の構成成分には普通
可燃性溶媒を含むので極めて危険であり、電池素子を電
池容器に納める前に電解液を含浸させる方法は実際には
採用できない。さらに最近ではカーボンへのリチウムイ
オンの出入りを利用するカーボン電極を負極とする非水
電解液二次電池が開発中である。この電池は本発明者等
によって、リチウムイオン二次電池と名付けて１９９０
年に始めて世の中に紹介されたもので（雑誌Ｐｒｏｇｒ
ｅｓｓ Ｉｎ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ＆ ＳｏｌａｒＣ
ｅｌｌｓ，Ｖｏｌ．９，１９９０，ｐ２０９）、現在で
は電池業界、学会においても次世代の二次電池“リチウ
ムイオン二次電池”と呼ばれるほどに認識され、その実
用化に拍車がかかっている。代表的には正極材料にＬｉ
ＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等を用い、負極にはコークス
やグラファイト等の炭素質材料が用いられる。特に炭素
質材料として黒鉛質材料を使用した場合は電圧が高くて
平坦な放電特性を持つリチウムイオン二次電池が出来、
非常に大きなエネルギー密度の電池となりうる。ところ
が黒鉛質材料を負極とする電池は特殊の電解液を使用し
なければ充電効率が極めて悪い。これはリチウムがドー
プされた状態の炭素は基本的には電解液と反応する為で
あるが、幸いにも電解液中にエチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）を混入すれば充電効率は飛躍的に改善され、まさに
次世代の二次電池としての大きな期待が持たれるもので
ある。しかし、エチレンカーボネート（ＥＣ）を混入し
た電解液は、電解液注入工程で、電極素子へ電解液の浸
透性が非常に悪い。従って黒鉛質材料を使用する高性能
なリチウムイオン二次電池の実用化には、今後、量産製
造に適用可能な電解液注入方法の確立が最大の課題であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明におい
ては、非水電解液電池製造での電解液注入工程の問題を
解決しようとするものである。
ては、非水電解液電池製造での電解液注入工程の問題を
解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
は、電池素子への電解液含浸は電解液の構成成分を少な
くとも二つの群に分割して、各群を別々に含浸させて行
わう。特に電解液構成成分のうち電解質塩および難燃性
溶媒は電池組み立て工程での溶接作業前に電池素子へ含
浸し、可燃性の溶媒は溶接作業後に含浸する。
は、電池素子への電解液含浸は電解液の構成成分を少な
くとも二つの群に分割して、各群を別々に含浸させて行
わう。特に電解液構成成分のうち電解質塩および難燃性
溶媒は電池組み立て工程での溶接作業前に電池素子へ含
浸し、可燃性の溶媒は溶接作業後に含浸する。
【０００５】
【作用】一般に非水電池用の電解液は、種々の電池特性
を改善するために２種類以上の溶媒を混合して使用する
場合が殆どである。本発明においてはその電解液を構成
する成分のうち、電解質塩および難燃性の溶媒をまず電
池素子に含浸する。この含浸は可燃性の溶媒を含んでい
ないので電池組立工程での溶接作業前であっても、溶接
作業における危険性はない。従って含浸方法も選択の自
由度が拡がり、例えば電池素子を電池容器に納める前に
電解液中に浸せきして含浸させたりも出来る。難燃性の
溶媒は一般に粘度が高く電池素子への浸透性はすこぶる
悪く、溶接作業前に含浸する電解液構成成分群は含浸性
は悪い。そこで含浸性を良くするための補助溶媒を加え
て含浸性を良くすることができる。つまり補助溶媒は含
浸後蒸発除去すればよい。例えばエチレンカーボネート
のように融点が高い溶媒は室温では個体であり、電池素
子への含浸は室温では無理であるが、適当な浸透性の良
い他の溶媒（補助溶媒）を混ぜれば、これに電解質塩を
溶解させて電池素子に含浸させることが可能であり、電
池素子は補助溶媒を蒸発除去した後電池容器内に納め、
溶接作業を終え、電解液構成残成分を最終的に注入して
目的とする電解液を電池内で構成することが出来る。最
終的には溶接作業の終了したところで、電解液構成成分
の残りの成分群を電池素子を納めた電池缶の中に注入す
わけであるが、特に可燃性の溶媒は電解液構成成分の残
りの成分群に残しておき、電解質塩は残りの成分群には
含めない。従って、電解液構成成分の残りの成分群は可
燃性の溶媒が中心であり粘度も低く電池素子の中には速
やかに浸透する。またガスケット等に付着した場合でも
電解質塩を含んでいないので、乾燥空気を吹き付けるだ
けで完全に乾燥除去され、電池の密封には何の障害とも
成らない。
を改善するために２種類以上の溶媒を混合して使用する
場合が殆どである。本発明においてはその電解液を構成
する成分のうち、電解質塩および難燃性の溶媒をまず電
池素子に含浸する。この含浸は可燃性の溶媒を含んでい
ないので電池組立工程での溶接作業前であっても、溶接
作業における危険性はない。従って含浸方法も選択の自
由度が拡がり、例えば電池素子を電池容器に納める前に
電解液中に浸せきして含浸させたりも出来る。難燃性の
溶媒は一般に粘度が高く電池素子への浸透性はすこぶる
悪く、溶接作業前に含浸する電解液構成成分群は含浸性
は悪い。そこで含浸性を良くするための補助溶媒を加え
て含浸性を良くすることができる。つまり補助溶媒は含
浸後蒸発除去すればよい。例えばエチレンカーボネート
のように融点が高い溶媒は室温では個体であり、電池素
子への含浸は室温では無理であるが、適当な浸透性の良
い他の溶媒（補助溶媒）を混ぜれば、これに電解質塩を
溶解させて電池素子に含浸させることが可能であり、電
池素子は補助溶媒を蒸発除去した後電池容器内に納め、
溶接作業を終え、電解液構成残成分を最終的に注入して
目的とする電解液を電池内で構成することが出来る。最
終的には溶接作業の終了したところで、電解液構成成分
の残りの成分群を電池素子を納めた電池缶の中に注入す
わけであるが、特に可燃性の溶媒は電解液構成成分の残
りの成分群に残しておき、電解質塩は残りの成分群には
含めない。従って、電解液構成成分の残りの成分群は可
燃性の溶媒が中心であり粘度も低く電池素子の中には速
やかに浸透する。またガスケット等に付着した場合でも
電解質塩を含んでいないので、乾燥空気を吹き付けるだ
けで完全に乾燥除去され、電池の密封には何の障害とも
成らない。
【０００６】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
【０００７】実施例１ 図１を参照しながら本発明を具体的なかしめシール構造
の円筒型電池について説明する。本発明を実施するため
の発電要素である電池素子は次のようにして用意した。
まず２８００℃で熱処理を施したメソカーボンマイクロ
ビーズ（ｄ００２＝３．３７Å）の９０重量部に結着剤
としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量部を
加え、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンと湿式混
合してスラリー（ペースト状）にした。そしてこのスラ
リーを集電体となる厚さ０．０１ｍｍの銅箔の両面に均
一に塗布し、乾燥後ローラープレス機で加圧成型して帯
状の負極（１ａ）を作成した。次に正極を次のようにし
て用意した。市販の炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と炭
酸コバルト（ＣｏＣＯ３）をＬｉとＣｏの原子比が１．
０３：１の組成比になるように混合し、空気中で９００
℃約５時間焼成してＬｉＣｏＯ２を得る。焼成後のＬｉ
ＣｏＣＯ２は塊として得られるので、これを粉砕機で平
均粒径０．０２ｍｍの粉末とする。この粉末状ＬｉＣｏ
Ｏ２を９１重量部、アセチレンブラックを３重量部、グ
ラファイトを３重量部、結合剤としてポリフッ化ビニリ
デン３重量部を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン
と湿式混合してスラリー（ペースト状）にする。次に、
このスラリーを正極集電体となる厚さ０．０２ｍｍのア
ルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープ
レス機で加圧成型して帯状の正極（２ａ）を作成した。
続いて負極（１ａ）と正極（２ａ）をその間に多孔質ホ
リプロピレン製セパレータ（３）を挟んでロール状に巻
き上げて、平均外径１５．７ｍｍの電池素子を作成し
た。本実施例で使用する正極材料及び負極材料の組合せ
では、電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）と
ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒に１モル／
リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものが最適である。そ
こで本実施例では上記電解液の構成成分を次の２つのグ
ループに分ける。第１群はＬｉＰＦ６及びエチレンカー
ボネート（ＥＣ）で構成し第２群はジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）とする。第１群には更にジメチルカーボネ
ート（ＤＭＣ）を加えて、ＥＣとＤＭＣの混合溶媒に１
モル／リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものを用意し、
これに先の電池素子を浸せきし、真空含浸させた後、電
池素子は５０℃の真空乾燥器中で乾燥してＤＭＣを除去
する。ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶（４）の底
部には絶縁板（５）を設置し、真空乾燥器中より取り出
した電池素子を室温（２１Ｃ）まで冷やし、これを電池
缶（４）の中に収納し、電池素子の上部には不織布の絶
縁板（５）を設置し、ガスケット（７）を嵌める。電池
素子にはＬｉＰＦ６とＥＣ（融点は３９℃）か含浸され
ているが、室温では共に個体なので、次の溶接作業での
着火、発煙、発火等の心配は一切ない。電池素子より取
り出した負極リード（６）は上記電池缶の底に溶接し、
電池素子より取り出した正極リード（９）は防爆弁
（８）に溶接した。溶接作業の終丁したところで、電解
液構成成分の第２群を電池缶の中に注入する。電解液構
成成分の第２群は溶媒ＤＥＣだけであり、ＤＥＣは粘度
も低く電池素子の中には速やかに浸透し、またガスケッ
トに付着した場合も乾燥空気を吹き付けるだけで完全に
乾燥除去され、電池の密封には何の障害とも成らなかっ
た。更に防爆弁（８）を図１に示すように電池内部に設
置し、防爆弁の上には正極外部端子となる閉塞蓋体（１
０）を重ね、電池缶の縁をかしめて、図１に示す電池構
造で外径１６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ａ）を完
成することが出来た。このように作成した電池（Ａ）は
完成後の重量測定で、全ての電池の電解液含浸量が子定
の電解液量（５．５ｇ）に対して非常に少ないばらつき
の範囲であることが確認された。
の円筒型電池について説明する。本発明を実施するため
の発電要素である電池素子は次のようにして用意した。
まず２８００℃で熱処理を施したメソカーボンマイクロ
ビーズ（ｄ００２＝３．３７Å）の９０重量部に結着剤
としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量部を
加え、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンと湿式混
合してスラリー（ペースト状）にした。そしてこのスラ
リーを集電体となる厚さ０．０１ｍｍの銅箔の両面に均
一に塗布し、乾燥後ローラープレス機で加圧成型して帯
状の負極（１ａ）を作成した。次に正極を次のようにし
て用意した。市販の炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と炭
酸コバルト（ＣｏＣＯ３）をＬｉとＣｏの原子比が１．
０３：１の組成比になるように混合し、空気中で９００
℃約５時間焼成してＬｉＣｏＯ２を得る。焼成後のＬｉ
ＣｏＣＯ２は塊として得られるので、これを粉砕機で平
均粒径０．０２ｍｍの粉末とする。この粉末状ＬｉＣｏ
Ｏ２を９１重量部、アセチレンブラックを３重量部、グ
ラファイトを３重量部、結合剤としてポリフッ化ビニリ
デン３重量部を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン
と湿式混合してスラリー（ペースト状）にする。次に、
このスラリーを正極集電体となる厚さ０．０２ｍｍのア
ルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープ
レス機で加圧成型して帯状の正極（２ａ）を作成した。
続いて負極（１ａ）と正極（２ａ）をその間に多孔質ホ
リプロピレン製セパレータ（３）を挟んでロール状に巻
き上げて、平均外径１５．７ｍｍの電池素子を作成し
た。本実施例で使用する正極材料及び負極材料の組合せ
では、電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）と
ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒に１モル／
リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものが最適である。そ
こで本実施例では上記電解液の構成成分を次の２つのグ
ループに分ける。第１群はＬｉＰＦ６及びエチレンカー
ボネート（ＥＣ）で構成し第２群はジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）とする。第１群には更にジメチルカーボネ
ート（ＤＭＣ）を加えて、ＥＣとＤＭＣの混合溶媒に１
モル／リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものを用意し、
これに先の電池素子を浸せきし、真空含浸させた後、電
池素子は５０℃の真空乾燥器中で乾燥してＤＭＣを除去
する。ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶（４）の底
部には絶縁板（５）を設置し、真空乾燥器中より取り出
した電池素子を室温（２１Ｃ）まで冷やし、これを電池
缶（４）の中に収納し、電池素子の上部には不織布の絶
縁板（５）を設置し、ガスケット（７）を嵌める。電池
素子にはＬｉＰＦ６とＥＣ（融点は３９℃）か含浸され
ているが、室温では共に個体なので、次の溶接作業での
着火、発煙、発火等の心配は一切ない。電池素子より取
り出した負極リード（６）は上記電池缶の底に溶接し、
電池素子より取り出した正極リード（９）は防爆弁
（８）に溶接した。溶接作業の終丁したところで、電解
液構成成分の第２群を電池缶の中に注入する。電解液構
成成分の第２群は溶媒ＤＥＣだけであり、ＤＥＣは粘度
も低く電池素子の中には速やかに浸透し、またガスケッ
トに付着した場合も乾燥空気を吹き付けるだけで完全に
乾燥除去され、電池の密封には何の障害とも成らなかっ
た。更に防爆弁（８）を図１に示すように電池内部に設
置し、防爆弁の上には正極外部端子となる閉塞蓋体（１
０）を重ね、電池缶の縁をかしめて、図１に示す電池構
造で外径１６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ａ）を完
成することが出来た。このように作成した電池（Ａ）は
完成後の重量測定で、全ての電池の電解液含浸量が子定
の電解液量（５．５ｇ）に対して非常に少ないばらつき
の範囲であることが確認された。
【０００８】実施例２ 図２を参照しながら本発明を具体的なレーザー溶接シー
ル構造の円筒型電池について説明する。図２は本実施例
で作成したレーザー溶接シール構造の円筒型電池の構造
を示す模式的縦断面図である。まず市販の粉末状の天然
黒鉛を９０重量部と結着剤としてポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）１０重量部を溶剤Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンと湿式混合してスラリー（ペースト状）にする。次
に、このスラリーを負極集電体となる厚さ０．０１ｍｍ
の銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機
で加圧成型して帯状の負極（１ｂ）を作成した。続いて
正極を次のようにして用意した。市販の二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）と炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）をＭｎと
Ｌｉの原子比が２：１と成る組成で良く混合し、空気
中、８００℃で５時間焼成してＬｉＭｎ２Ｏ４を調整し
た。次に、ＬｉＭｎ２Ｏ４を８９重量部、導電剤として
アセチレンブラック３重量部及びグラファイトを４重量
部、結合剤としてポリフッ化ビニリデン４重量部をＮ−
メチル−２−ピロリドンと湿式混合し、ペーストを作成
する。このペーストを厚さ０．０２ｍｍのアルミニウム
集電体の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機
で加圧成型して帯状の正極（２ｂ）を作成した。続いて
負極（１ｂ）と正極（２ｂ）をその間に多孔質ホリプロ
ピレン製セパレータ（３）を挟んでロール状に巻き上げ
て、平均外径１５．７ｍｍの電池素子（Ｂ）を作成し
た。本実施例で使用する正極材料及び負極材料の組合せ
でも、電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）と
ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒に１モル／
リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものが最適である。そ
こで本実施例でも電解液の構成成分を次の２つのグル−
プに分ける。第１群はＬｉＰＦ６及びエチレンカーボネ
ート（ＥＣ）で構成し第２群はジエチルカーボネート
（ＤＥＣ）とする。第１群には更にジメチルカーボネー
ト（ＤＭＣ）を加えて、ＥＣとＤＭＣの混合溶媒に１モ
ル／リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものを用意し、こ
れに先の電池素子（Ｂ）を浸せきし、真空含浸させた
後、電池素子は５０℃の真空乾燥器中で乾燥してＤＭＣ
を除去する。ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶（１
４）の底部には絶縁板（５）を設置し、真空乾燥器中よ
り取り出した電池素子を室温（２１℃）まで冷やし、こ
れを電池缶（１４）の中に収納する。電池缶（１４）に
納められた電池素子（Ｂ）にはＬｉＰＦ６とＥＣ（融点
は３９℃）が含浸されているが、室温では共に個体なの
で、次の溶接作業での着火、発煙、発火等の心配は一切
ない。電池素子の上部にも絶縁板（５）を設置し、電池
素子より取り出した負極リード（６）は電池缶（１４）
の上部の内壁に溶接する。また電池素子より取り出した
正極リード（９）は、あらかじめポリプロピレン製パッ
キン（１７）を挟んで蓋体（１９）に取り付けられた正
極外部端子（１８）に溶接する。次に蓋体（１９）を電
池缶（１４）の開口部に設置し、周囲をレーザー溶接機
にて電池缶と蓋体をレーザー溶接（２０）して電池缶を
封じる。溶接作業の終了したところで、電解液構成成分
の第２群を電池缶（１４）の底に儲けた小穴（１５）を
通して、電池缶の中に注入する。具体的にはＤＥＣ中に
電池缶底の小穴（１５）を下にして電池缶を約半分まで
浸せきし、真空チャンバーの中で減圧にする。このとき
電池缶底の小穴（１５）から電池缶内のガスが吸引排出
され、その後真空チャンバーを常圧に戻すことによって
ＤＥＣが電池缶内に入る。電解液構成成分の第２群は溶
媒ＤＥＣだけであり、ＤＥＣは粘度も低く電池缶内へは
速やかに浸透し、ＤＥＣ中に浸せきされた電池缶の外部
には当然ＤＥＣか付着するが乾燥空気中にしばらく放置
するだけで完全に乾燥除去される。ＤＥＣを導入した電
池缶底の小穴（１５）のまわりも、付着していたＤＥＣ
は完全に乾燥するので、小穴の密封にも何ら問題はなか
った。具体的には小穴（１５）に金属ボール（１６）を
圧入し、エポキシ接着剤（２１）をその上に固めて完全
に密封して、図２に示す電池構造で外径１６．５ｍｍ、
高さ６５ｍｍの電池（Ｂ）を完成した。このように作成
した電池（Ｂ）も完成後の重量測定で、全ての電池の電
解液含浸量が予定の電解液量（５．５ｇ）に対して非常
に少ないばらつきの範囲であることが確認された。なお
本発明は、上述の実施例ではリチウムイオン二次電池に
ついて示したが、他の非水電解液電池においても当然実
施できる。また上述の実施例で使用した電解液の構成成
分は、溶媒としてＥＣとＤＥＣ及び電解質塩としてＬｉ
ＰＦ６であるが、電解液構成成分はこれに限られるもの
ではない。また溶接作業前に含浸する電解液構成成分群
には含浸性を良くするため補助溶媒としてＤＭＣ用いた
が、本実施例電解液の一つの構成成分であるＤＥＣでも
補助溶媒として使用可能であり、この場合も当然補助溶
媒としてのＤＥＣは含浸後蒸発除去されるものであり、
溶接作業終了後に再び電解液構成残り成分としてＤＥＣ
が注入されることになる。つまり補助溶媒としては含浸
後蒸発除去できる溶媒であれば基本的には使用可能であ
り、溶接作業前に含浸する電解液構成成分群の含浸性の
改善度合いに照らして選択すればよい。
ル構造の円筒型電池について説明する。図２は本実施例
で作成したレーザー溶接シール構造の円筒型電池の構造
を示す模式的縦断面図である。まず市販の粉末状の天然
黒鉛を９０重量部と結着剤としてポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）１０重量部を溶剤Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンと湿式混合してスラリー（ペースト状）にする。次
に、このスラリーを負極集電体となる厚さ０．０１ｍｍ
の銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機
で加圧成型して帯状の負極（１ｂ）を作成した。続いて
正極を次のようにして用意した。市販の二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）と炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）をＭｎと
Ｌｉの原子比が２：１と成る組成で良く混合し、空気
中、８００℃で５時間焼成してＬｉＭｎ２Ｏ４を調整し
た。次に、ＬｉＭｎ２Ｏ４を８９重量部、導電剤として
アセチレンブラック３重量部及びグラファイトを４重量
部、結合剤としてポリフッ化ビニリデン４重量部をＮ−
メチル−２−ピロリドンと湿式混合し、ペーストを作成
する。このペーストを厚さ０．０２ｍｍのアルミニウム
集電体の両面に均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機
で加圧成型して帯状の正極（２ｂ）を作成した。続いて
負極（１ｂ）と正極（２ｂ）をその間に多孔質ホリプロ
ピレン製セパレータ（３）を挟んでロール状に巻き上げ
て、平均外径１５．７ｍｍの電池素子（Ｂ）を作成し
た。本実施例で使用する正極材料及び負極材料の組合せ
でも、電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）と
ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒に１モル／
リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものが最適である。そ
こで本実施例でも電解液の構成成分を次の２つのグル−
プに分ける。第１群はＬｉＰＦ６及びエチレンカーボネ
ート（ＥＣ）で構成し第２群はジエチルカーボネート
（ＤＥＣ）とする。第１群には更にジメチルカーボネー
ト（ＤＭＣ）を加えて、ＥＣとＤＭＣの混合溶媒に１モ
ル／リットルのＬｉＰＦ６を溶解したものを用意し、こ
れに先の電池素子（Ｂ）を浸せきし、真空含浸させた
後、電池素子は５０℃の真空乾燥器中で乾燥してＤＭＣ
を除去する。ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶（１
４）の底部には絶縁板（５）を設置し、真空乾燥器中よ
り取り出した電池素子を室温（２１℃）まで冷やし、こ
れを電池缶（１４）の中に収納する。電池缶（１４）に
納められた電池素子（Ｂ）にはＬｉＰＦ６とＥＣ（融点
は３９℃）が含浸されているが、室温では共に個体なの
で、次の溶接作業での着火、発煙、発火等の心配は一切
ない。電池素子の上部にも絶縁板（５）を設置し、電池
素子より取り出した負極リード（６）は電池缶（１４）
の上部の内壁に溶接する。また電池素子より取り出した
正極リード（９）は、あらかじめポリプロピレン製パッ
キン（１７）を挟んで蓋体（１９）に取り付けられた正
極外部端子（１８）に溶接する。次に蓋体（１９）を電
池缶（１４）の開口部に設置し、周囲をレーザー溶接機
にて電池缶と蓋体をレーザー溶接（２０）して電池缶を
封じる。溶接作業の終了したところで、電解液構成成分
の第２群を電池缶（１４）の底に儲けた小穴（１５）を
通して、電池缶の中に注入する。具体的にはＤＥＣ中に
電池缶底の小穴（１５）を下にして電池缶を約半分まで
浸せきし、真空チャンバーの中で減圧にする。このとき
電池缶底の小穴（１５）から電池缶内のガスが吸引排出
され、その後真空チャンバーを常圧に戻すことによって
ＤＥＣが電池缶内に入る。電解液構成成分の第２群は溶
媒ＤＥＣだけであり、ＤＥＣは粘度も低く電池缶内へは
速やかに浸透し、ＤＥＣ中に浸せきされた電池缶の外部
には当然ＤＥＣか付着するが乾燥空気中にしばらく放置
するだけで完全に乾燥除去される。ＤＥＣを導入した電
池缶底の小穴（１５）のまわりも、付着していたＤＥＣ
は完全に乾燥するので、小穴の密封にも何ら問題はなか
った。具体的には小穴（１５）に金属ボール（１６）を
圧入し、エポキシ接着剤（２１）をその上に固めて完全
に密封して、図２に示す電池構造で外径１６．５ｍｍ、
高さ６５ｍｍの電池（Ｂ）を完成した。このように作成
した電池（Ｂ）も完成後の重量測定で、全ての電池の電
解液含浸量が予定の電解液量（５．５ｇ）に対して非常
に少ないばらつきの範囲であることが確認された。なお
本発明は、上述の実施例ではリチウムイオン二次電池に
ついて示したが、他の非水電解液電池においても当然実
施できる。また上述の実施例で使用した電解液の構成成
分は、溶媒としてＥＣとＤＥＣ及び電解質塩としてＬｉ
ＰＦ６であるが、電解液構成成分はこれに限られるもの
ではない。また溶接作業前に含浸する電解液構成成分群
には含浸性を良くするため補助溶媒としてＤＭＣ用いた
が、本実施例電解液の一つの構成成分であるＤＥＣでも
補助溶媒として使用可能であり、この場合も当然補助溶
媒としてのＤＥＣは含浸後蒸発除去されるものであり、
溶接作業終了後に再び電解液構成残り成分としてＤＥＣ
が注入されることになる。つまり補助溶媒としては含浸
後蒸発除去できる溶媒であれば基本的には使用可能であ
り、溶接作業前に含浸する電解液構成成分群の含浸性の
改善度合いに照らして選択すればよい。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、最高の電池性能を引き
出すために選択された、非水電解液電池用の電解液が、
融点か高い溶媒や粘度が高く電池素子への浸透性が悪い
溶媒あるいは極めて引火しやすい溶媒などを混合して構
成される場合、電解液の構成成分を少なくとも２群に分
割して、各群を別々に含浸させるので、電解液の含浸を
容易に且つ安全に行うことか出来る。更に具体的には本
発明による電解液含浸方法は、電解液構成成分が融点が
高い溶媒や粘度が高く電池素子への浸透性が悪い溶媒で
あっても、補助溶媒を加えて含浸性を良くすることがで
きる。また引火しやすい溶媒は、溶接作業の後に注入す
るので安全である。また電解液構成成分の主たる電解質
塩は最後に含浸させる電解液構成成分群に含めないの
で、最終的な密閉個所を汚すことが無く、より信頼性の
高い密閉が可能となる。この結果、種々の材料の組合せ
による各種非水電解液電池が、その最高の性能を得るた
めの最適溶媒組成の電解液を使用して大量生産すること
が可能となり、その工業的価値は大である。
出すために選択された、非水電解液電池用の電解液が、
融点か高い溶媒や粘度が高く電池素子への浸透性が悪い
溶媒あるいは極めて引火しやすい溶媒などを混合して構
成される場合、電解液の構成成分を少なくとも２群に分
割して、各群を別々に含浸させるので、電解液の含浸を
容易に且つ安全に行うことか出来る。更に具体的には本
発明による電解液含浸方法は、電解液構成成分が融点が
高い溶媒や粘度が高く電池素子への浸透性が悪い溶媒で
あっても、補助溶媒を加えて含浸性を良くすることがで
きる。また引火しやすい溶媒は、溶接作業の後に注入す
るので安全である。また電解液構成成分の主たる電解質
塩は最後に含浸させる電解液構成成分群に含めないの
で、最終的な密閉個所を汚すことが無く、より信頼性の
高い密閉が可能となる。この結果、種々の材料の組合せ
による各種非水電解液電池が、その最高の性能を得るた
めの最適溶媒組成の電解液を使用して大量生産すること
が可能となり、その工業的価値は大である。
【図１】実施例１における電池の構造を示した模式的断
面図
面図
【図２】実施例２における電池の構造を示した模式的断
面図
面図
１は負極、２は正極、３はセパレータ、４および１４は
電池缶、５は絶縁板、６は負極リード、７はガスケッ
ト、８は防爆弁、９は負極リード、１０および１９は蓋
体、１５は缶底の小穴、１６は金属球、１７はプラスチ
ック体、１８は正極外部端子、２０はレーザー溶接部、
２１はエポキシ接着剤である。
電池缶、５は絶縁板、６は負極リード、７はガスケッ
ト、８は防爆弁、９は負極リード、１０および１９は蓋
体、１５は缶底の小穴、１６は金属球、１７はプラスチ
ック体、１８は正極外部端子、２０はレーザー溶接部、
２１はエポキシ接着剤である。
Claims (3)
- 【請求項１】正極、負極及びセパレータで構成された電
池素子が非水電解液を含浸した状態で電池容器内に納め
られて密封された電池において、前記電池素子への電解
液含浸は電解液の構成成分を少なくとも二つの群に分割
して、各群を別々に含浸して行われることを特徴とする
非水電解液電池。 - 【請求項２】電解液の構成成分を少なくとも二つの群に
分割し、電解液構成成分の主たる電解質塩は最後に含浸
させる前記電解液構成成分の群には含まれないことを特
長とする請求項１に記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】電解液の構成成分を少なくとも二つの群に
分割し、電解液構成成分の主たる電解質塩を含む前記電
解液構成成分の群（Ａ群）には電解液構成成分である無
しを問わず揮発性の補助溶媒（Ｂ）を追加して含み、こ
の電解液構成成分の群（Ａ群）を電池素子へ含浸させた
後に補助溶媒（Ｂ）を揮発除去することを特長とする請
求項２に記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188617A JPH0714609A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188617A JPH0714609A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714609A true JPH0714609A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=16226817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5188617A Pending JPH0714609A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714609A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057942A1 (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Battery and method of manufacture thereof |
| US6387561B1 (en) | 1998-10-13 | 2002-05-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrolyte-solution filling method and battery structure of lithium secondary battery |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5188617A patent/JPH0714609A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387561B1 (en) | 1998-10-13 | 2002-05-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrolyte-solution filling method and battery structure of lithium secondary battery |
| US6858342B2 (en) * | 1998-10-13 | 2005-02-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrolyte solution filling method and battery structure of lithium secondary battery |
| WO2001057942A1 (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Battery and method of manufacture thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |