JPH07249429A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JPH07249429A JPH07249429A JP6079151A JP7915194A JPH07249429A JP H07249429 A JPH07249429 A JP H07249429A JP 6079151 A JP6079151 A JP 6079151A JP 7915194 A JP7915194 A JP 7915194A JP H07249429 A JPH07249429 A JP H07249429A
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- electrode
- winding
- wound
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- 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
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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
- 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)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、大型サイズの非水電解液電池の
作成方法に関するものである。 【構成】 本発明による非水電解液電池の電池素子の作
成は、これを構成する正極および負極はいずれもそれぞ
れｎ（ｎ≧２）枚の電極であり、その正極負極のｎ枚づ
つの電極は２ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整数）のセパ
レーターの間に配置し、同時に巻回して巻回体とする。
この方法では、従来の方法に比べ同サイズの巻回体を作
成するのに、電極長は１／ｎで済み、巻き上げ回数も１
／ｎ回で済む。この結果、大きい径の電池でも電極長は
短くて済み、巻回数も少なくて済み、容易に大型サイズ
の非水電解液電池が製造できるようになる。
作成方法に関するものである。 【構成】 本発明による非水電解液電池の電池素子の作
成は、これを構成する正極および負極はいずれもそれぞ
れｎ（ｎ≧２）枚の電極であり、その正極負極のｎ枚づ
つの電極は２ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整数）のセパ
レーターの間に配置し、同時に巻回して巻回体とする。
この方法では、従来の方法に比べ同サイズの巻回体を作
成するのに、電極長は１／ｎで済み、巻き上げ回数も１
／ｎ回で済む。この結果、大きい径の電池でも電極長は
短くて済み、巻回数も少なくて済み、容易に大型サイズ
の非水電解液電池が製造できるようになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大型サイズの非水電
解液電池の作成方法に関するものである。
解液電池の作成方法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、その電源として高エネルギー密度電池の要望がさら
に強まっている。その要望は、軽い電池として特徴があ
る非水電解液電池の実用化に拍車をかけている。非水電
解液電池の弱点であった重負荷特性や低温特性も渦巻状
の巻回電極構造（ジェリーロール構造）を取り入れるこ
とで、低温でも充分に大きな電流で放電出来るようにな
り、非水電解液電池も一次電池としては負極に金属リチ
ウムを使用した、いわゆるリチウム電池がすでに実用化
されカメラ等に使われている。さらに高エネルギー密度
の二次電池の実現にも非水電解液電池がその第一候補に
上げられている。最近、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
二次電池が開発され、容量が１Ａｈ程度の小型の電池と
してはビデオカメラなどの駆動電源として実用され始め
た。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した
もので（雑誌Ｐｒｏｇｒｅｓｓ Ｉｎ Ｂａｔｔｅｒｉ
ｅｓ＆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ，Ｖｏｌ．９，１９９
０，ｐ２０９ 参照）、現在では電池業界、学会におい
ても“次世代のリチウムイオン二次電池”と呼ばれるほ
どに認識され、その開発に多くの人が乗り出している。
代表的には正極材料にリチウム含有複合酸化物を用い、
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、電池構造はやはり重負荷使用や低温での使用が可
能となる渦巻状の巻回電極構造（ジェリーロール構造）
を取り入れている。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は優れており、非
水電解液電池がこれらの既存の電池に代わるためには、
エネルギー密度が高いだけの電池では不充分で、当然充
分な重負荷特性が要求される。ところが非水電解液電池
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５０倍以
上も抵抗が高い。この電解液のハンディを補って充分な
重負荷特性を得るには、非水電解液電池の場合は極めて
薄い電極を使用して巻回体電極構造としなければならな
い。つまり出来るだけ電極面積を大きくする必要があ
る。しかし電極面積の大きい薄くて長い電極を幾重にも
ロール状に巻き上げて、巻回体として電池素子を構成す
る方法では、当然電池径が大きくなると電極の長さはま
すます長くなり、電極の取扱も厄介となる。また大きい
電池径ではロール状への巻き上げ回数も多くなり、巻始
めのわずかな巻ずれも巻き上げ回数が増すにつれ、巻回
終了時点では大きな巻ずれとなり、大きい電池サイズの
ための巻回体の作成は非常に困難である。例えば前述の
リチウムイオン二次電池を１Ａｈ程度の容量をもつ筒型
電池として作成する場合、電池の高さを６５ｍｍとする
と直径は１７ｍｍ程度であり、この時使用する電極の長
さは５０ｃｍ程度である。この長さの電極であれば取扱
もさほど難しくなく、巻ずれも問題となるほど生ぜずに
巻き上げることが出来る。ところが４Ａｈ程度の容量を
もつ筒型電池として作成する場合は、電池の高さを同じ
６５ｍｍとすると直径は３３ｍｍｍまで大きくしなけれ
ばならない。巻回電極構造で直径の大きい電池とするこ
とは長い電極を使用してより多くの回数で巻介して電池
素子を作ることになるわけで、直径３３ｍｍの電池では
おおよそ電極の長さは２ｍにもなり、電極の取扱も厄介
で、ロール状への巻き上げ回数も多くなり、巻始めのわ
ずかな巻ずれや電極のわずかな歪が巻回終了時点では大
きな巻ずれとなり、単１型乾電池ほどの電池サイズです
ら、その巻回体の作成は非常に困難である。従って、非
水電解液電池が一次電池としても二次電池としても使わ
れ始めているとは言え、まだ非水電解液電池の実用化は
容量１Ａｈ程度の、比較的小さい電池サイズに限られて
いる。
中、その電源として高エネルギー密度電池の要望がさら
に強まっている。その要望は、軽い電池として特徴があ
る非水電解液電池の実用化に拍車をかけている。非水電
解液電池の弱点であった重負荷特性や低温特性も渦巻状
の巻回電極構造（ジェリーロール構造）を取り入れるこ
とで、低温でも充分に大きな電流で放電出来るようにな
り、非水電解液電池も一次電池としては負極に金属リチ
ウムを使用した、いわゆるリチウム電池がすでに実用化
されカメラ等に使われている。さらに高エネルギー密度
の二次電池の実現にも非水電解液電池がその第一候補に
上げられている。最近、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
二次電池が開発され、容量が１Ａｈ程度の小型の電池と
してはビデオカメラなどの駆動電源として実用され始め
た。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した
もので（雑誌Ｐｒｏｇｒｅｓｓ Ｉｎ Ｂａｔｔｅｒｉ
ｅｓ＆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ，Ｖｏｌ．９，１９９
０，ｐ２０９ 参照）、現在では電池業界、学会におい
ても“次世代のリチウムイオン二次電池”と呼ばれるほ
どに認識され、その開発に多くの人が乗り出している。
代表的には正極材料にリチウム含有複合酸化物を用い、
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、電池構造はやはり重負荷使用や低温での使用が可
能となる渦巻状の巻回電極構造（ジェリーロール構造）
を取り入れている。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は優れており、非
水電解液電池がこれらの既存の電池に代わるためには、
エネルギー密度が高いだけの電池では不充分で、当然充
分な重負荷特性が要求される。ところが非水電解液電池
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５０倍以
上も抵抗が高い。この電解液のハンディを補って充分な
重負荷特性を得るには、非水電解液電池の場合は極めて
薄い電極を使用して巻回体電極構造としなければならな
い。つまり出来るだけ電極面積を大きくする必要があ
る。しかし電極面積の大きい薄くて長い電極を幾重にも
ロール状に巻き上げて、巻回体として電池素子を構成す
る方法では、当然電池径が大きくなると電極の長さはま
すます長くなり、電極の取扱も厄介となる。また大きい
電池径ではロール状への巻き上げ回数も多くなり、巻始
めのわずかな巻ずれも巻き上げ回数が増すにつれ、巻回
終了時点では大きな巻ずれとなり、大きい電池サイズの
ための巻回体の作成は非常に困難である。例えば前述の
リチウムイオン二次電池を１Ａｈ程度の容量をもつ筒型
電池として作成する場合、電池の高さを６５ｍｍとする
と直径は１７ｍｍ程度であり、この時使用する電極の長
さは５０ｃｍ程度である。この長さの電極であれば取扱
もさほど難しくなく、巻ずれも問題となるほど生ぜずに
巻き上げることが出来る。ところが４Ａｈ程度の容量を
もつ筒型電池として作成する場合は、電池の高さを同じ
６５ｍｍとすると直径は３３ｍｍｍまで大きくしなけれ
ばならない。巻回電極構造で直径の大きい電池とするこ
とは長い電極を使用してより多くの回数で巻介して電池
素子を作ることになるわけで、直径３３ｍｍの電池では
おおよそ電極の長さは２ｍにもなり、電極の取扱も厄介
で、ロール状への巻き上げ回数も多くなり、巻始めのわ
ずかな巻ずれや電極のわずかな歪が巻回終了時点では大
きな巻ずれとなり、単１型乾電池ほどの電池サイズです
ら、その巻回体の作成は非常に困難である。従って、非
水電解液電池が一次電池としても二次電池としても使わ
れ始めているとは言え、まだ非水電解液電池の実用化は
容量１Ａｈ程度の、比較的小さい電池サイズに限られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は非水電解液電
池の大型電池へのサイズ展開のために、薄い電極を使用
する場合でも、電極長は短くて済み、ロール状への巻き
上げ回数も少なくて済む巻回体の作成方法を提供しよう
とするものである。
池の大型電池へのサイズ展開のために、薄い電極を使用
する場合でも、電極長は短くて済み、ロール状への巻き
上げ回数も少なくて済む巻回体の作成方法を提供しよう
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、従来の方法
で巻回体を作成する場合に使用される電極が正極負極い
ずれもそれぞれ二つ以上（ｎ個）に分割され、正極負極
何れも分割されたｎ個のシート状電極は２ｍｎ枚（但
し、ｍは１以上の整数）のセパレーターの間に配置され
同時に巻回される。
で巻回体を作成する場合に使用される電極が正極負極い
ずれもそれぞれ二つ以上（ｎ個）に分割され、正極負極
何れも分割されたｎ個のシート状電極は２ｍｎ枚（但
し、ｍは１以上の整数）のセパレーターの間に配置され
同時に巻回される。
【０００５】
【作用】図２に従来の方法で巻回体を作成するときの巻
始めと、巻回終了後の巻回体を断面図で示した。従来法
では図２（ａ）に示すように、正極（２）も負極（１）
も両面に活物質層を持つ帯状の電極が各１枚づつ使用さ
れ、巻始めは巻芯（２１）に数回巻き付けたセパレータ
ー（３）の間に両電極端が配置され、矢印方向に巻回さ
れ、図２（ｂ）に示す巻回体が出来上がる。本発明によ
る巻回方法では正極負極いずれもそれぞれｎ個以上（ｎ
≧２）に分割して使用し、正極負極何れも分割されたｎ
個のシート状電極は２ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整
数）のセパレーターの間に配置して同時に巻回する。本
発明での最小使用電極枚数は正極負極共に２枚づつで、
この場合について本発明の巻回方法を図示すれば図１の
通りである。図１には巻回体作成での巻始めと、巻回終
了後の巻回体を断面図で示した。図１（ａ）に示すよう
に巻始めは巻芯（２１）に数回巻き付けた４枚のセパレ
ータ（３１、３２、３３、４４）の間に４枚の電極（１
１、２１、１２、２２）は正極負極交互に１枚ずつ配置
され、矢印方向に巻回され、各正極、負極、セパレータ
ーは放射状に巻回されていって、図１（ｂ）に示す巻回
体が出来上がる。この方法では従来の方法に比べ、同サ
イズの巻回体を作成するのに、電極長は半分で済み、巻
き上げ回数も半分の回数で済む。さらに電極の分割枚数
を増やせば、電極長はさらに短いものとなり、巻き上げ
回数もさらに少なくて済むことになる。
始めと、巻回終了後の巻回体を断面図で示した。従来法
では図２（ａ）に示すように、正極（２）も負極（１）
も両面に活物質層を持つ帯状の電極が各１枚づつ使用さ
れ、巻始めは巻芯（２１）に数回巻き付けたセパレータ
ー（３）の間に両電極端が配置され、矢印方向に巻回さ
れ、図２（ｂ）に示す巻回体が出来上がる。本発明によ
る巻回方法では正極負極いずれもそれぞれｎ個以上（ｎ
≧２）に分割して使用し、正極負極何れも分割されたｎ
個のシート状電極は２ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整
数）のセパレーターの間に配置して同時に巻回する。本
発明での最小使用電極枚数は正極負極共に２枚づつで、
この場合について本発明の巻回方法を図示すれば図１の
通りである。図１には巻回体作成での巻始めと、巻回終
了後の巻回体を断面図で示した。図１（ａ）に示すよう
に巻始めは巻芯（２１）に数回巻き付けた４枚のセパレ
ータ（３１、３２、３３、４４）の間に４枚の電極（１
１、２１、１２、２２）は正極負極交互に１枚ずつ配置
され、矢印方向に巻回され、各正極、負極、セパレータ
ーは放射状に巻回されていって、図１（ｂ）に示す巻回
体が出来上がる。この方法では従来の方法に比べ、同サ
イズの巻回体を作成するのに、電極長は半分で済み、巻
き上げ回数も半分の回数で済む。さらに電極の分割枚数
を増やせば、電極長はさらに短いものとなり、巻き上げ
回数もさらに少なくて済むことになる。
【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および図４を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。図４は円筒形電池の模式的断面図であり、本実施例
の電池の全体構造を示すものである。まず発電要素であ
る電池素子を次のようにして作成する。
る。図４は円筒形電池の模式的断面図であり、本実施例
の電池の全体構造を示すものである。まず発電要素であ
る電池素子を次のようにして作成する。
【０００８】負極活物質とする２８００℃で熱処理を施
したメソカーボンマイクロビーズ（ｄ００２＝３．３７
Å）の８６重量部に４重量部のカーボンブラックと結着
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厚
さ０．１５ｍｍのシート状の負極（１）を作成する。
したメソカーボンマイクロビーズ（ｄ００２＝３．３７
Å）の８６重量部に４重量部のカーボンブラックと結着
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厚
さ０．１５ｍｍのシート状の負極（１）を作成する。
【０００９】更に正極は次のようにして用意される。市
販の炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と炭酸コバルト（Ｃ
ｏＣＯ３）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１０時間焼
成してＬｉＣｏＯ２を得る。焼成後のＬｉＣｏＯ２は非
常に固い塊として得られるので、これを粉砕機にかけて
平均粒径０．０２ｍｍの紛末状とする。この紛末状Ｌｉ
ＣｏＯ２を９１重量部、導電剤としてグラファイトを６
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
型して厚さ０．１３ｍｍのシート状の正極（２）を作成
する。
販の炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と炭酸コバルト（Ｃ
ｏＣＯ３）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１０時間焼
成してＬｉＣｏＯ２を得る。焼成後のＬｉＣｏＯ２は非
常に固い塊として得られるので、これを粉砕機にかけて
平均粒径０．０２ｍｍの紛末状とする。この紛末状Ｌｉ
ＣｏＯ２を９１重量部、導電剤としてグラファイトを６
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
型して厚さ０．１３ｍｍのシート状の正極（２）を作成
する。
【００１０】以上のようにして作成した正極と負極は、
それぞれ幅、および電極長を次のように整える。 幅、長さ整えた上記負極の２枚（１１、１２）と上記正
極の２枚（２１、２２）は、図１（ａ）に示すように巻
回機の巻取り軸（２１）に数回巻き付けた４枚の多孔質
ポリプロピレン製セパレータ（３１、３２、３３、
４４）の間に１枚づつ配置し、矢印の方向に巻き上げ
て、図１（ｂ）に示す構造の巻回体として、平均外径１
５．７ｍｍの電池素子を作成する。
それぞれ幅、および電極長を次のように整える。 幅、長さ整えた上記負極の２枚（１１、１２）と上記正
極の２枚（２１、２２）は、図１（ａ）に示すように巻
回機の巻取り軸（２１）に数回巻き付けた４枚の多孔質
ポリプロピレン製セパレータ（３１、３２、３３、
４４）の間に１枚づつ配置し、矢印の方向に巻き上げ
て、図１（ｂ）に示す構造の巻回体として、平均外径１
５．７ｍｍの電池素子を作成する。
【００１１】次に図４に示すように、ニッケルメッキを
施した鉄製の電池缶（４）の底部に絶縁板（１４）を設
置し、上記電池素子を収納する。電池素子の２枚の負極
より取り出した負極リード（５）は共に上記電池缶の底
に溶接し、電池素子の上部にも絶縁板（１４）を設置
し、ガスケット（１５）を嵌め、電池素子の２枚の正極
から取り出した二つの正極リード（７）は共に防爆弁
（８）に溶接する。その後電池缶の中に電解液として１
モル／リットルのＬｉＰＦ６を溶解したエチレンカーボ
ネイト（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混
合溶液を注入する。その後、防爆弁（８）を図４に示す
ように電池内部に設置する。防爆弁の上には正極外部端
子となる閉塞蓋体（９）を重ね、電池缶の縁をかしめ
て、図４に示す電池構造で外径１６．５ｍｍ、高さ６５
ｍｍの電池（Ａ）を組み立てる。
施した鉄製の電池缶（４）の底部に絶縁板（１４）を設
置し、上記電池素子を収納する。電池素子の２枚の負極
より取り出した負極リード（５）は共に上記電池缶の底
に溶接し、電池素子の上部にも絶縁板（１４）を設置
し、ガスケット（１５）を嵌め、電池素子の２枚の正極
から取り出した二つの正極リード（７）は共に防爆弁
（８）に溶接する。その後電池缶の中に電解液として１
モル／リットルのＬｉＰＦ６を溶解したエチレンカーボ
ネイト（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混
合溶液を注入する。その後、防爆弁（８）を図４に示す
ように電池内部に設置する。防爆弁の上には正極外部端
子となる閉塞蓋体（９）を重ね、電池缶の縁をかしめ
て、図４に示す電池構造で外径１６．５ｍｍ、高さ６５
ｍｍの電池（Ａ）を組み立てる。
【００１２】比較例 従来の方法で電池素子を作成して、実施例と同じ寸法で
電池（Ｂ）を作成する。まず実施例で作成した電極寸法
調整前の正極負極を、従来法で電池素子を作成するため
の適切な電極寸法にそれぞれ幅、および電極長を次のよ
うに整える。 従来法で電池素子を作成するためには５０ｃｍ以上もの
電極長が必要である。幅、長さ整えた上記負極（１）の
１枚と上記正極（２）の１枚は、図２（ａ）に示すよう
に巻回機の巻取り軸（２１）に数回巻き付けた２枚の多
孔質ポリプロピレン製セパレータ（３１、３２）の間に
配置し、矢印の方向に巻き上げて、図２（ｂ）に示す構
造の巻回体として、平均外径１５．７ｍｍの電池素子を
作成する。この巻回作業は実施例の場合より電極が２倍
長であるため、同じ外形寸法の巻回体とするまで倍の巻
き上げ回数を要することは当然である。
電池（Ｂ）を作成する。まず実施例で作成した電極寸法
調整前の正極負極を、従来法で電池素子を作成するため
の適切な電極寸法にそれぞれ幅、および電極長を次のよ
うに整える。 従来法で電池素子を作成するためには５０ｃｍ以上もの
電極長が必要である。幅、長さ整えた上記負極（１）の
１枚と上記正極（２）の１枚は、図２（ａ）に示すよう
に巻回機の巻取り軸（２１）に数回巻き付けた２枚の多
孔質ポリプロピレン製セパレータ（３１、３２）の間に
配置し、矢印の方向に巻き上げて、図２（ｂ）に示す構
造の巻回体として、平均外径１５．７ｍｍの電池素子を
作成する。この巻回作業は実施例の場合より電極が２倍
長であるため、同じ外形寸法の巻回体とするまで倍の巻
き上げ回数を要することは当然である。
【００１３】出来上がった電極素子は実施例１と同じく
ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶に収納し、後も全
く実施例１と同じにして、ほぼ実施例１の電池と同じ構
造つまり、図４に示す電池構造（但しこの場合電池素子
より取り出した電極リードは正負極各１個）で外径１
６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ｂ）を組み立てる。
ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶に収納し、後も全
く実施例１と同じにして、ほぼ実施例１の電池と同じ構
造つまり、図４に示す電池構造（但しこの場合電池素子
より取り出した電極リードは正負極各１個）で外径１
６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ｂ）を組み立てる。
【００１４】実施例２ 実施例１で作成した電極寸法調整前の正極負極を、実施
例１よりさらに短い電極長（比較例で使用した電極の１
／３の長さ）で次のように整える。 幅、長さを整えた上記負極の３枚（１１、１２、１３）
と上記正極の３枚（２１、２２、２３）は、図３（ａ）
に示すように巻回機の巻取り軸（２１）に数回巻き付け
た６枚の多孔質ポリプロピレン製セパレータ（３１、３
２、３３、３４、３５、３６）の間に１枚づつ配置し、
矢印の方向に巻き上げて、図３（ｂ）に示す構造の巻回
体として、平均外径１５．７ｍｍの電池素子を作成す
る。この巻回作業は実施例１の場合よりさらに短い電極
長であるし、同じ外形寸法の巻回体とするまでの巻き上
げ回数も従来例の１／３で済む。
例１よりさらに短い電極長（比較例で使用した電極の１
／３の長さ）で次のように整える。 幅、長さを整えた上記負極の３枚（１１、１２、１３）
と上記正極の３枚（２１、２２、２３）は、図３（ａ）
に示すように巻回機の巻取り軸（２１）に数回巻き付け
た６枚の多孔質ポリプロピレン製セパレータ（３１、３
２、３３、３４、３５、３６）の間に１枚づつ配置し、
矢印の方向に巻き上げて、図３（ｂ）に示す構造の巻回
体として、平均外径１５．７ｍｍの電池素子を作成す
る。この巻回作業は実施例１の場合よりさらに短い電極
長であるし、同じ外形寸法の巻回体とするまでの巻き上
げ回数も従来例の１／３で済む。
【００１５】出来上がった電極素子は実施例１と同じく
ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶に収納し、後も全
く実施例１と同じにして、ほぼ実施例１の電池と同じ構
造つまり、図４に示す電池構造（但しこの場合電池素子
より取り出した電極リードは正負極各３個）で外径１
６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ｃ）を組み立てる。
ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶に収納し、後も全
く実施例１と同じにして、ほぼ実施例１の電池と同じ構
造つまり、図４に示す電池構造（但しこの場合電池素子
より取り出した電極リードは正負極各３個）で外径１
６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ｃ）を組み立てる。
【００１６】テスト結果 こうして実施例および比較例で作成した電池（Ａ）、
（Ｂ）および（Ｃ）は、いずれも電池内部の安定化を目
的に常温で１２時間のエージング期間を経過させた後、
充電上限電圧を４．１Ｖに設定し、常温で８時間の充電
し、放電は同じく常温で８００ｍＡの定電流放電にて終
止電圧３．０Ｖまで行い、それぞれの電池の初期放電容
量を求めた。初期容量は何れの電池も１１００ｍＡｈ
（エネルギー密度では２８０ｗｈ／ｌである）が得ら
れ、本発明による電池（Ａ）および（Ｃ）は何れも従来
の方法で作成した電池（Ｂ）と変わらず良好な性能を示
すものであった。
（Ｂ）および（Ｃ）は、いずれも電池内部の安定化を目
的に常温で１２時間のエージング期間を経過させた後、
充電上限電圧を４．１Ｖに設定し、常温で８時間の充電
し、放電は同じく常温で８００ｍＡの定電流放電にて終
止電圧３．０Ｖまで行い、それぞれの電池の初期放電容
量を求めた。初期容量は何れの電池も１１００ｍＡｈ
（エネルギー密度では２８０ｗｈ／ｌである）が得ら
れ、本発明による電池（Ａ）および（Ｃ）は何れも従来
の方法で作成した電池（Ｂ）と変わらず良好な性能を示
すものであった。
【００１７】 実施例では負極に炭素材料を使用し、
正極にリチウムコバルト酸化物使用したいわゆるリチウ
ムイオン二次電池について本発明の実施例を示したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、重負荷放電
（０．１Ｃ以上の放電）が要求される非水電解液を使用
する電池には全て適用可能である。実施例と同じく負極
に炭素材料を使用し、正極にスピネル型リチウムマンガ
ン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）使用したリチウムイオ
ン二次電池に適用できることはもちろん、負極にリチウ
ム金属の箔を使用するいわゆるリチウム電池にも適用で
きる。また実施例では正極および負極の分割枚数が２枚
と３枚の場合について示したが、さらに電極の分割枚数
を増やせば、電極長はさらに短いものとなり、巻き上げ
回数もさらに少なくて済むことになる。例えば分割枚数
を６枚にすれば巻回電極構造は図５に示すようになり、
何ら電池性能上にも従来法に比べ不利になるような点は
生じないまた本実施例では丸型の巻回体を作成して円筒
形電池としたが、角型の巻回体や多角形の巻回体におい
ても本発明は適用可能である。
正極にリチウムコバルト酸化物使用したいわゆるリチウ
ムイオン二次電池について本発明の実施例を示したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、重負荷放電
（０．１Ｃ以上の放電）が要求される非水電解液を使用
する電池には全て適用可能である。実施例と同じく負極
に炭素材料を使用し、正極にスピネル型リチウムマンガ
ン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）使用したリチウムイオ
ン二次電池に適用できることはもちろん、負極にリチウ
ム金属の箔を使用するいわゆるリチウム電池にも適用で
きる。また実施例では正極および負極の分割枚数が２枚
と３枚の場合について示したが、さらに電極の分割枚数
を増やせば、電極長はさらに短いものとなり、巻き上げ
回数もさらに少なくて済むことになる。例えば分割枚数
を６枚にすれば巻回電極構造は図５に示すようになり、
何ら電池性能上にも従来法に比べ不利になるような点は
生じないまた本実施例では丸型の巻回体を作成して円筒
形電池としたが、角型の巻回体や多角形の巻回体におい
ても本発明は適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】重負荷特性の良好な非水電解液電池はそ
の電池素子は薄い電極を巻回構造とすることが不可欠で
ある。従来の方法では巻回電極構造で直径のより大きい
電池を作る場合、より長い電極を、より多くの回数を巻
回して電池素子を作ることになり、単１型乾電池ほどの
電池サイズですら、電極の長さは２ｍ以上にもなり、電
極の取扱も厄介で、ロール状への巻き上げ回数も多くな
り、巻始めのわずかな巻ずれや電極のわずかな歪が巻回
終了時点では大きな巻ずれとなり、電池素子の作成は非
常に困難であった。しかし本発明は上述のように、正負
いずれの電極もそれぞれｎ個以上（ｎ≧２）に分割し
て、２ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整数）のセパレータ
ーの間に各電極を配置して同時に巻回する方法であるの
で、従来の方法に比べ、同サイズの巻回体を作成するの
に、電極長は１／ｎで済み、巻き上げ回数も１／ｎ回で
済む。この結果、大きい電池サイズでも電極長を長くす
る必要がなく、巻回数も少なく、容易に製造できるよう
になり、広範囲な用途で使用できる大きな電池サイズの
非水電解液電池が提供できるようになり、その工業的価
値は大である。
の電池素子は薄い電極を巻回構造とすることが不可欠で
ある。従来の方法では巻回電極構造で直径のより大きい
電池を作る場合、より長い電極を、より多くの回数を巻
回して電池素子を作ることになり、単１型乾電池ほどの
電池サイズですら、電極の長さは２ｍ以上にもなり、電
極の取扱も厄介で、ロール状への巻き上げ回数も多くな
り、巻始めのわずかな巻ずれや電極のわずかな歪が巻回
終了時点では大きな巻ずれとなり、電池素子の作成は非
常に困難であった。しかし本発明は上述のように、正負
いずれの電極もそれぞれｎ個以上（ｎ≧２）に分割し
て、２ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整数）のセパレータ
ーの間に各電極を配置して同時に巻回する方法であるの
で、従来の方法に比べ、同サイズの巻回体を作成するの
に、電極長は１／ｎで済み、巻き上げ回数も１／ｎ回で
済む。この結果、大きい電池サイズでも電極長を長くす
る必要がなく、巻回数も少なく、容易に製造できるよう
になり、広範囲な用途で使用できる大きな電池サイズの
非水電解液電池が提供できるようになり、その工業的価
値は大である。
【図１】実施例１における巻回体作成での巻始めと、巻
回終了品の断面図。
回終了品の断面図。
【図２】従来方法による巻回体作成での巻始めと、巻回
終了品の断面図。
終了品の断面図。
【図３】実施例２における巻回体作成での巻始めと、巻
回終了品の断面図。
回終了品の断面図。
【図４】実施例における電池の構造を示す模式的断面
図。
図。
【図５】電極枚数が６枚の場合の電極巻回体の断面図。
１は負極、２は正極、３はセパレータ、４は電池缶、５
は負極リード、７は正極リード、８は防爆弁、９は閉塞
蓋体、１４は絶縁板、１５はガスケット、２１は巻取り
芯である。
は負極リード、７は正極リード、８は防爆弁、９は閉塞
蓋体、１４は絶縁板、１５はガスケット、２１は巻取り
芯である。
Claims (2)
- 【請求項１】正極と負極をその間にセパレータを挟んで
渦巻状に巻回して構成された電池素子が電解液を含浸し
て容器内に収納密閉されてなる電池において、前記電池
素子は、正極および負極のそれぞれｎ枚（ｎ≧２）が２
ｍｎ枚（但し、ｍは１以上の整数）のセパレーターの間
に正極と負極がセパレーターを挟んで対向して配置さ
れ、同時に巻回されてなる巻回体であることを特徴とす
る電池。 - 【請求項２】電池素子が非水電解液を含浸して容器内に
収納密閉されてなる二次電池において、前記電池素子は
請求項１記載の巻回体であることを特徴とする非水電解
液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6079151A JPH07249429A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6079151A JPH07249429A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249429A true JPH07249429A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=13681966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6079151A Pending JPH07249429A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249429A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156365A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2015153620A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社東芝 | 電極群、二次電池、及び電極群の製造方法 |
| CN105186028A (zh) * | 2010-02-23 | 2015-12-23 | Tdk株式会社 | 电化学装置以及电化学装置的制造方法 |
| EP3951968A4 (en) * | 2020-06-02 | 2022-02-09 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | APPARATUS AND METHOD FOR PREPARING ELECTRODE ASSEMBLY |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP6079151A patent/JPH07249429A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156365A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池 |
| CN105186028A (zh) * | 2010-02-23 | 2015-12-23 | Tdk株式会社 | 电化学装置以及电化学装置的制造方法 |
| JP2015153620A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社東芝 | 電極群、二次電池、及び電極群の製造方法 |
| EP3951968A4 (en) * | 2020-06-02 | 2022-02-09 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | APPARATUS AND METHOD FOR PREPARING ELECTRODE ASSEMBLY |
| CN115004428A (zh) * | 2020-06-02 | 2022-09-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 制备电极组件的设备及电极组件的制备方法 |
| US11476492B2 (en) | 2020-06-02 | 2022-10-18 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Device for preparing electrode assembly and preparation method of electrode assembly |
| CN115004428B (zh) * | 2020-06-02 | 2023-11-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 制备电极组件的设备及电极组件的制备方法 |
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