JPH0896837A

JPH0896837A - リチウムイオン二次電池

Info

Publication number: JPH0896837A
Application number: JP6227079A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Hirosachi; 信義廣幸; Yukichi Kobayashi; 佑吉小林
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】大型化に好適なリチウムイオン二次電池を提
供する。【構成】金属材料に正極活物質合剤を塗布した正極と
金属材料に負極活物質合剤を塗布した負極をセパレータ
ーを挟んで交互に積層する単電池からなるリチウムイオ
ン二次電池において、単電池を１個又は複数個収納した
組電池の容器の中で、単電池の表面に冷却した電解液を
流し、充放電時に電池内部に蓄積される熱を取り出し、
電池内部の温度上昇を防止するように構成したことを特
徴とするリチウムイオン二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リチウムイオン二次電
池に関するものであり、特に、電気自動車用、電力のロ
ードレベリング用など、大容量でエネルギー密度が高
く、且つメンテナンスフリーの要求が高い分野で使用さ
れる角型リチウムイオン二次電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化に対応
して、その電源として、軽量で小型としては容量の大き
い、エレクトロニクス用のリチウムイオン二次電池が実
用化され、ハンディビデオカメラや携帯用パソコン等に
使われている。しかし、その容量は大きくて、５〜２０
Ｗｈ程度であり、円筒型が多い。一方、環境問題等から
電気自動車が世の中の注目を引いており、又、夜間電力
を有効活用するための電力のロードレベリングの必要性
が高まっている。従って、これらに必要な大容量で、コ
ストが安く、メンテナンスフリーの二次電池に対する要
求が高まっている。しかし、この分野で広く使われてい
る鉛蓄電池は、エネルギー密度が低く、重くて使いにく
い。更に、メンテナンスの面でも、補水など手間が掛か
る上、充放電サイクル寿命も６００サイクル程度と寿命
が短く、結果的に電池に掛かるコストも高くなってい
る。一部にニッケル・カドミウム電池も使用されている
が、エネルギー密度も充分に高くなく、鉛蓄電池と較べ
てコストが高いので、余り広くは使われていない。これ
らの他、ニッケル亜鉛電池、ナトリウム・硫黄電池も試
験的に電気自動車用に使用されているが、前者は充放電
サイクル寿命が短いこと、後者は危険性が高いなどの問
題点を孕んでいる。

【０００３】リチウムイオン二次電池はエネルギー密度
が高く、且つ密閉型でメンテナンスフリーであるので、
これらの用途に対して適しているが、従来は大型のもの
は実用化されていない。これらの用途に供するには１，
０００〜５，０００Ｗｈ程度の容量のものが必要であ
り、従来実用化されているものの１００倍以上の容量の
ものを作る必要がある。従来実用化されているリチウム
イオン二次電池は円筒型が主流であるが、電気自動車
用、ロードレベリング用などに必要な１，０００〜５，
０００Ｗｈ級のものは金属箔等に正極活物質合剤を塗布
した正極と金属箔等に負極活物質合剤を塗布した負極を
セパレーターを挟んで交互に積層する構造の３〜４Ｖの
単電池を２個以上直列に接続して組電池を構成する角型
電池となる。このような角形リチウムイオン二次電池は
まだ実用化されていない。又従来は、電気自動車用に適
した、大型で、強靱性、耐振動性、耐衝撃性の優れたリ
チウムイオン二次電池も実用化されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】リチウムイオン二次電
池を電気自動車用やロードレベリング用などに必要な大
容量の二次電池として使用する場合、先ず、これを大容
量化することが必要である。その場合、リチウムイオン
二次電池は所謂、角型となる。それは、構成する各単電
池は数十枚から１００枚前後の電極を負極・正極交互に
セパレーターを挟んで積層したものとなり、普通この単
電池を直列に接続したものを組電池とすることとなる。
特に電気自動車用等に使用する場合は、大型化すると共
に、その強靱性、耐振動性、耐衝撃性が要求される。そ
のためには、電極そのものの充放電サイクル寿命、強靱
性、耐振動性、耐衝撃性が高いことが必要であるが、電
極を多層積層した単電池の構造も、強靱性、耐振動性、
耐衝撃性が高くなるように工夫する必要がある。このよ
うに、リチウムイオン二次電池を大型化し、強靱性、耐
振動性、耐衝撃性を高めることが求められている。

【０００５】又、リチウムイオン二次電池は大型化する
と、充放電時に電池の内部で発生する熱が、電池内部に
蓄熱し、電池の内部温度が上昇して、電池の許容温度を
越えることがあるので、これを外部に放散する必要があ
る。特に電気自動車用では急速充放電に耐える二次電池
に対する要請が強く、従来のリチウムイオン二次電池で
は、急速充電したり、充放電を繰り返す間に電池の内部
に蓄熱し、電池の内部温度が上昇し、電池の許容温度を
越えると言う課題があった。本発明者は、先に、特願平
６−６７２４６号において、リチウムイオン二次電池の
内部で発生する熱を、集電体の導電体を単電池毎に、電
池の容器の壁を貫通させて外に出し、そこで冷媒と接触
させて放散させる構成のリチウムイオン二次電池を提案
した。しかし、この場合、導電体の金属の熱伝導伝熱が
十分大きくないので、さらに工夫が必要である。そこ
で、本発明者は、これらの課題を解決すべく種々検討を
行い本発明に到達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
金属材料に正極活物質合剤を塗布した正極と金属材料に
負極活物質合剤を塗布した負極をセパレーターを挟んで
交互に積層する単電池からなるリチウムイオン二次電池
において、単電池を１個又は複数個収納した組電池の容
器の中で、単電池の表面に冷却した電解液を流し、充放
電時に電池内部に蓄積される熱を取り出し、電池内部の
温度上昇を防止するように構成したことを特徴とするリ
チウムイオン二次電池並びに、電極を多層積層し、電極
の金属材料の耳の部分を、正極及び負極を分離してそれ
ぞれ、電気的・熱的に、導電体に接続し、集電体を形成
するに当たり、正極及び負極の金属材料の耳の部分を、
分離してそれぞれ複数枚束ねて、この導電体で挟み、金
属材料の耳の部分と導電体を、電気的・熱的に接続し、
この導電体の表面に、冷却した電解液を流し、充放電時
に電池内部に蓄積される熱を取り出し、電池内部の温度
上昇を防止するように構成したことを特徴とする請求項
１記載のリチウムイオン二次電池にある。以下、本発明
を詳細に説明する。

【０００７】まず、本発明におけるリチウムイオン二次
電池の構成要素は、少なくとも負極、正極、セパレータ
ー、非水電解液からなり、負極活物質としてはリチウム
をインターカーレーション又はドーピングできる炭素材
が一般的であり、正極活物質とはリチウムを吸蔵又はイ
ンターカーレーションできるＬｉ_xＣｏＯ₂等の金属酸
化物系化合物、Ｌｉ_xＴｉＳ₂等のカルコゲナイト系化
合物等である。

【０００８】負極は負極活物質と粘結剤（バインダー）
〔負極合剤〕を溶媒でスラリー化したものを銅等の金属
の箔等に塗布し、乾燥したもので、場合によってはロー
ル処理等を施したものである。正極は正極活物質と粘結
剤（バインダー）と導電剤〔正極合剤〕を溶媒でスラリ
ー化したものをアルミニウム等の金属の箔等に塗布し、
乾燥したもので、場合によってはロール処理等を施した
ものである。セパレーターとしては、多孔性の合成樹脂
の薄膜、例えば２５μｍ厚さのポリプロピレン樹脂の多
孔性の薄膜、２０μｍ厚さのポリエチレン樹脂の多孔性
の薄膜等が使用されるが、これらに限るものではない。

【０００９】非水電解液は、リチウム塩を有機溶媒に溶
解したものが使用される。リチウム塩は特に限定されな
いが、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌ
Ｏ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃等が挙げられ
る。有機溶媒は特に限定されないが、例えば、カーボネ
ート類、エーテル類、ケトン類、スルホラン系化合物、
ラクトン類、ニトリル類、塩素化炭化水素類、アミン
類、エステル類、アミド類、燐酸エステル系化合物、等
を使用することができる。

【００１０】これらの代表的なものを列挙すると、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレン
カーボネート、テトラヒドロフラン、２メチルテトラヒ
ドロフラン、１，４ジオキサン、４メチル・２ペンタノ
ン、スルホラン、３メチルスルホラン、γブチロラクト
ン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、アセトニト
リル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、ブチロニト
リル、バレロニトリル、１，２ジクロロエタン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、燐酸トリメチ
ル、燐酸トリエチル等及びこれらの混合溶媒がある。

【００１１】負極・正極の粘結剤としては、例えば、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリテトラフッ化エチレン、ＥＰ
ＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、
ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリ
ロニトリル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、等が使用
されるが、これらに限るものではない。正極の導電剤と
しては、黒鉛の微粒子、アセチレンブラック等のカーボ
ンブラック、ニードルコークス等無定形炭素の微粒子、
等が使用されるが、これらに限るものではない。

【００１２】負極の負極合剤、正極の正極合剤をスラリ
ーにする溶媒としては、通常は粘結剤を溶解する有機溶
媒が使用される。例えば、Ｎメチルピロリドン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセンアミド、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メ
チル、ジエチルトリアミン、ＮＮジメチルアミノプロピ
ルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン、等
が使用されるが、これらに限るものではない。

【００１３】又、水に分散剤、増粘剤等を加えたもので
負極合剤、正極合剤をスラリー化して、或いは、ＳＢＲ
等のラテックスで電極活物質等をスラリー化して、これ
を金属の箔等に塗布し、電極を製造する場合もある。負
極活物質はリチウムをインターカーレーション又はドー
ピング出来る炭素材であり、この炭素材は特に限定され
ないが、例えば、黒鉛及び、石炭系コークス、石油系コ
ークス、石炭系ピッチの炭化物、石油系ピッチの炭化
物、ニードルコークス、ピッチコークス、フェノール樹
脂・結晶セルローズ等の炭化物、等及びこれらを一部黒
鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラ
ック、ピッチ系炭素繊維、等が挙げられる。

【００１４】正極活物質はリチウムを吸蔵又はインター
カーレーション出来る金属酸化物系化合物、カルコゲナ
イト系化合物等であり、特に限定されないが、例えば、
Ｌｉ _xＣｏＯ₂、Ｌｉ_xＭｎＯ₂、Ｌｉ_xＭｎ₂Ｏ₄、
Ｌｉ_xＶ₂Ｏ₅、Ｌｉ_xＴｉＳ₂等が使用される。負極
の集電体の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス
鋼、ニッケルメッキ鋼、等が使用され、正極の集電体の
材質としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル
メッキ鋼、等が使用されるが、いずれもこれらに限るも
のではない。

【００１５】本発明におけるリチウムイオン二次電池
は、金属材料に正極活物質合剤を塗布した正極と金属材
料に負極活物質合剤を塗布した負極をセパレーターを挟
んで交互に積層する単電池からなる。この積層は、目的
に応じ選定しうるが、電池を大型化するには、電極を十
数枚以上、場合によっては１００枚以上多層積層する必
要がある。正又は負極の活物質合剤を塗布する金属材料
としては、金属箔、金属板、金属多孔板、金網等の薄い
材料が好適である。

【００１６】本発明においては、この金属材料の電極活
物質合剤が塗布されていない部分である耳の部分を、正
極及び負極を分離してそれぞれ、電気的・熱的に、導電
体に接続し、集電体が形成される。本発明においては、
このように構成された単電池を組電池の容器に収納し、
この単電池の表面に冷却した電解液を流して、主に、集
電体を構成する導電体に接触させ、単電池内部で発生し
た熱を除去する。単電池内部で発生した熱は、電極活物
質合剤の層から金属材料の金属箔等に伝わり、次いで、
この金属材料を通して熱伝導伝熱で導電体に伝わり、こ
の導電体に接触する冷却した電解液に伝わり、除去され
る。

【００１７】組電池毎に備えられた、冷却器及び循環ポ
ンプにより、冷却した電解液を各単電池の表面に供給す
るのが好ましいが、複数個の組電池に共通の冷却器及び
循環ポンプを備えることも出来る。又、組電池毎に冷却
器のみを備え、冷却した電解液を自然対流で各単電池の
表面に供給することもできる。尚、循環ポンプを備える
場合は、単電池内部の温度を検出し、この温度が高くな
ったら循環ポンプを起動し、低くなったら、停止するよ
うな機構を備えることが好ましい。

【００１８】冷却器の冷源としては、電気自動車の場
合、空気が好ましく、空気を強制的にブロワーで冷却器
に送ることも出来るが、自然対流で送ることも出来る。
又、冷却器の冷源として冷媒を冷却器に流すことも出来
る。この場合、冷媒として、電解液と混合しても、反応
しない溶媒を使用するのが好ましい。これは、万一、冷
却システムに洩れを生じ、リチウムイオン二次電池の電
解液に冷源としての冷媒が混入しても、直ちに、問題が
発生しないようにするためである。このような溶媒とし
ては、前述のリチウムイオン二次電池の電解液に使用さ
れる溶媒と同じものが好ましいが、これらに限られるも
のではない。

【００１９】上記のように、リチウムイオン二次電池の
冷却システムを、電解液の冷却システムと冷却器の冷源
として冷媒の冷却システムの２段に分けるのは、リチウ
ムイオン二次電池の電解液が極端に水を嫌う非水溶媒系
であるので、電池交換の際に、リチウムイオン二次電池
の電解液が外気に触れるのを避けるためである。同様の
理由で、リチウムイオン二次電池の単電池の容器内に封
じ込められた電解液を外気の冷たい空気で直接冷却する
システムが好ましい。

【００２０】本発明の第一の目的は、単電池内部で発生
した熱を、単電池の表面に冷却した電解液を流して除去
する点にあり、さらには、第二の目的は、単電池内部で
発生した熱を効率よく単電池の表面まで伝熱するように
単電池の構造を構成することである。そのために、本発
明では、電極を多層積層し、電極の金属材料の耳の部分
を、正極及び負極を分離してそれぞれ、電気的・熱的
に、導電体に接続し、集電体を形成するに当たり、正極
及び負極の金属材料の耳の部分を、分離してそれぞれ複
数枚束ねて、この導電体で挟み、金属材料の耳の部分と
導電体を、電気的・熱的に接続する構造を提案してい
る。そして、この導電体の表面に、冷却した電解液を流
すことにより、充放電時に電池内部に蓄積される熱を効
率的に取り出すことが出来る。

【００２１】金属材料の耳の部分と導電体を、電気的・
熱的に接続する方法としては、金属材料の耳の部分を挟
んだ導電体を機械的に締め付ける方法がある。機械的に
締め付ける方法としては、リベットでかしめる方法、ボ
ルトナットで締め付ける方法、クランプ等で締め付ける
方法等が考えられる。又、金属材料の耳の部分の端部と
挟んだ導電体を溶接する方法もある。溶接の方法として
は、ＴＩＧ溶接、高周波溶接、超音波溶接が好適である
が、これらに限るものではない。

【００２２】

〔実施例１〕

（負極）石炭系ニードルコークスを粉砕し、平均粒径１
０μｍとしたもの９０部を、ポリフッ化ビニリデン１０
部をＮメチルピロリドン１５０部に溶解したものと混合
し、負極合剤スラリーとし、４０μｍ厚さの銅箔の両面
に塗布し、乾燥して溶媒を蒸発させ、ロール処理をして
負極を作る。負極合剤の塗布部の大きさは１０ｃｍ×１
８ｃｍ、厚さは片面１５０μｍとした。銅箔は上下には
特に耳を取らないが、左右には、左に３０ｍｍ、右に３
ｍｍの耳を残して負極合剤を塗布するように設計してあ
る。尚、単電池の端の部分を構成する電極は負極合剤を
片面のみに塗布したものを使用する。

【００２３】（正極）炭酸リチウム１モルと炭酸コバル
ト２モルをボールミルで混合粉砕し、８５０℃で５時間
空気中で加熱処理した後、再度ボールミルで混合粉砕
し、更に８５０℃で５時間空気中で加熱処理したもの９
０部に、導電剤として、アセチレンブラックを５部加え
て混合したものをポリフッ化ビニリデン５部をＮメチル
ピロリドン１５０部に溶解したものと混合し、正極合剤
スラリーとし、８０μｍ厚さのアルミニウム箔の両面に
塗布し、乾燥して溶媒を蒸発させ、ロール処理をして正
極を作る。正極合剤の塗布部の大きさは１０ｃｍ×１８
ｃｍ、厚さは片面１４０μｍとした。アルミニウム箔は
上下には特に耳を取らないが、左右には、右に３０ｍ
ｍ、左に３ｍｍの耳を残して負極合剤を塗布するように
設計してある。尚、単電池の端の部分を構成する電極は
正極合剤を片面のみに塗布したものを使用する。

【００２４】（単電池の組立）上記、負極と正極を交互
に３５μｍ厚さの多孔性ポリプロピレンシートをセパレ
ーターとして挟んで積層して、単電池を組み立てる。そ
の際、両端の電極は電極合剤を片面のみ塗布したものを
使用し、左側の負極の耳の部分にはポリプロピレン製の
縦長のスペーサーを各負極の間に挟んで、右側の正極の
耳の部分にもポリプロピレン製の縦長のスペーサーを各
正極の間挟んで、積層する。スペーサーは負極側、正極
側各々縦方向に３ヶ所に挟み込み、この部分にボルトを
通し、ナットで締め付ける。

【００２５】左側の負極の耳の部分の端部は約１５枚づ
つ束ね、これを各々２枚の銅の導電体で挟み、リベット
でかしめて、電気的・熱的に両者を接合し、更に、耳の
部分の端部とこの２枚の銅の導電体を溶接する。この場
合、単電池の負極の耳は９１枚あるので、６組に分けて
束ねて、導電体と接合することとなる。このようにし
て、負極活物質合剤を塗布した金属箔と導電体金属が一
体に強固に接合した負極の集電体を形成する。

【００２６】右側の正極の耳の部分の端部も同様に、約
１５枚づつ束ね、これを各々２枚のアルミニウムの導電
体で挟み、リベットでかしめて、電気的・熱的に両者を
接合し、更に、耳の部分の端部とこの２枚のアルミニウ
ムの導電体を溶接する。単電池の正極の耳は９１枚ある
ので、６組に分けて束ねて、導電体と接合することとな
る。このようにして、正極活物質合剤を塗布した金属箔
と導電体金属が一体に強固に接合した正極の集電体を形
成する。このようにして形成された、負極及び正極の導
電体の金属面の表面に冷媒を流して、単電池内部で発生
した熱を除去する。このようにして、上記の大きさの電
極を９０組と半分（両端の電極は片面のみ電極合剤が塗
布してあるので半分となる）積層すると、約６２５Ｗｈ
の充放電容量を持った単電池となる。

【００２７】図１，２及び３は、このようにして得られ
たリチウムイオン二次電池の単電池を示す。図１は、単
電池を正面から見たもので１は電極活物質合剤塗布部で
あり、片面のみに電極活物質合剤を塗布した負極金属箔
４の表面が見えている。７はスペーサーであり、電極の
金属箔の耳の部分４′，５′を導電体８，１１で挟み、
リベット９，１２でかしめ締め付ける。１０，１３は負
極の耳の部分４′，５′と導電体８，１１を溶接した溶
接部を示す。１４，１６は単電池の上部で導電体８，１
２を電気的に接続する接続棒であり、１５，１７は単電
池端子である。電気は、電極活物質合剤から金属箔、導
電体、接続棒、単電池端子と伝わり単電池から取り出さ
れる。尚、単電池内部で発生した熱は、電極活物質合剤
から金属箔、導電体と熱伝導で伝熱去れ、導電体の表面
を流れる冷却された電解液で除去される。

【００２８】図２は単電池の平面図であり、図１のＡ
Ａ′断面を示す。この図では、単電池の電極の金属箔の
耳の部分４′，５′を４組に分けて束ねて、正極・負極
を分けてそれぞれ導電体８，１１で挟み、リベット９，
１２でかしめて締め付けたものを示す。１０，１３は金
属箔の耳の部分４′，５′と導電体８，１１の溶接部で
ある。１は電極活物質合剤塗布部を示し、７はスペーサ
ーを挟んだ部分である。図３は図２のＸ部の拡大図を示
す。この図では、３枚の負極の耳の部分４′を束ね、導
電体８で挟み、リベット９でかしめて締め付けたものを
示している。１０は負極の耳の部分４′と導電体８を溶
接した溶接部を示す。２，４は負極、３，５は正極、６
はセパレーター、７はスペーサーを示す。

【００２９】（組電池の組み立て）上記単電池４個を単
電池の隔壁、電解液が単電池の導電体の表面に電解液が
流れる部屋、電解液の冷却器及び循環ポンプとこれらの
接続配管、冷却器を空冷するための空気の入口と出口及
び単電池の内部温度で循環ポンプ及び作動を制御する機
構を備えたポリプロピレン製の容器に収納し、上蓋を閉
める。この時、各単電池はこの容器の内部で直列に接続
し、両端の単電池から正極及び負極の端子をこの容器の
外に引き出す。組電池の容器の気密テストを行った後
に、電解液を注入して、組電池の充放電テストを行い、
リチウムイオン二次電池の製品を得る。電解液はプロピ
レンカーボネートとジメトキシエタン１：１の混合溶媒
に６フッ化燐リチウム塩を１モル／Ｌ溶解したものを使
用する。このリチウムイオン二次電池の充放電容量は
２，５００Ｗｈ、電池電圧は１４Ｖ、エネルギー密度は
１００Ｗｈ／ｋｇである。

【００３０】図４〜７にこのようにして得られたリチウ
ムイオン二次電池の組電池を示す。すなわち、図４は平
面図（図５のＣＣ′断面）、図５は正面図（図４のＢ
Ｂ′断面）、図６は側面図（図４のＤＤ′断面）、図７
は側面図（図４のＥＥ′断面）である。図中、２０は単
電池本体を示す。単電池４個を直列に接続して、組電池
容器本体２１に収納する。１４，１５は負極接続棒と単
電池端子、１５，１７は正極接続棒と単電池端子を示し
ており、隣合った単電池は＋−向きを変えてセットして
いる。中間は単電池端子接続棒３３で接続し、両端は、
組電池負極端子１８、組電池正極端子１９と接続し、電
気を組電池容器本体の外に取り出す。

【００３１】単電池の左右の導電体８，１１は上部で接
続棒１４，１５と接続している。又、導電体８，１１の
表面は、フィン付冷却器２７で冷却され、循環ポンプ２
９で冷却した電解液の分配管３１に送り込まれた冷却さ
れた電解液（３２は冷却した電解液の分配孔）で冷却さ
れる。即ち、単電池の内部で発生した熱は、電極活物質
合剤から金属箔、導電体と熱伝導で伝熱去れ、導電体の
表面を流れる冷却された電解液で除去される。単電池の
内部で発生した熱により温められた電解液は電池の上部
より、電解液溜２５を経て、フィン付冷却器２７、循環
ポンプ２９に戻り、冷却され、循環する。フィン付冷却
器は外部から送られて来る空冷用の空気（３５は空気入
口、３６は空気出口）で冷却する。２４は組電池内の電
解液の液面を示す。なお、２２は組電池容器隔壁、２６
は冷却器入口、２８は循環ポンプ入口、３０は循環ポン
プ出口、３４は組電池側壁である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、大型化に好適なリチウ
ムイオン二次電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における単電池の一例の正面図を示す。

【図２】本発明における単電池の一例の平面図（図１の
ＡＡ′断面）を示す。

【図３】図２のＸ部の拡大図を示す。

【図４】本発明における組電池の一例の平面図を示す。

【図５】図４のＢＢ′断面を示す正面図である。

【図６】図４のＤＤ′断面を示す側面図である。

【図７】図４のＥＥ′断面を示す側面図である。

【符号の説明】

１電極活物質合剤塗布部２，４負極３，５正極６セパレーター７スペーサー８，１１導電体９リベット１０負極の耳の部分２０単電池本体２１組電池容器本体２４組電池内の電解液の液面２５電解液溜２７フィン付冷却器２９循環ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属材料に正極活物質合剤を塗布した正
極と金属材料に負極活物質合剤を塗布した負極をセパレ
ーターを挟んで交互に積層する単電池からなるリチウム
イオン二次電池において、単電池を１個又は複数個収納
した組電池の容器の中で、単電池の表面に冷却した電解
液を流し、充放電時に電池内部に蓄積される熱を取り出
し、電池内部の温度上昇を防止するように構成したこと
を特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】電極を多層積層し、電極の金属材料の耳
の部分を、正極及び負極を分離してそれぞれ、電気的・
熱的に、導電体に接続し、集電体を形成するに当たり、
正極及び負極の金属材料の耳の部分を、分離してそれぞ
れ複数枚束ねて、この導電体で挟み、金属材料の耳の部
分と導電体を、電気的・熱的に接続し、この導電体の表
面に、冷却した電解液を流し、充放電時に電池内部に蓄
積される熱を取り出し、電池内部の温度上昇を防止する
ように構成したことを特徴とする請求項１記載のリチウ
ムイオン二次電池。
【請求項３】正極及び負極を分離しそれぞれ導電体に
接続して集電体を形成するに当たり、正極及び負極の金
属材料の耳の部分を、分離してそれぞれ複数枚束ねて導
電体で挟み、その電極の耳の部分とこの導電体を機械的
に締め付けて集電体を形成することを特徴とする請求項
２記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】正極及び負極を分離しそれぞれ導電体に
接続して集電体を形成するに当たり、正極及び負極の金
属材料の耳の部分を、分離してそれぞれ複数枚束ねて導
電体で挟み、その電極の耳の部分の端部とこの導電体を
溶接して集電体を形成することを特徴とする請求項２記
載又は３記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】単電池の組立に際して、電極の金属材料
の耳の部分に電極間の間隔を規制するスペーサーが挟み
込まれた請求項２又は３又は４記載のリチウムイオン二
次電池。
【請求項６】組電池毎に、又は複数個の組電池毎に電
解液の冷却器及び循環ポンプを備えた請求項１記載のリ
チウムイオン二次電池。
【請求項７】電池の内部温度により、循環ポンプの作
動を制御する機構を備えた請求項６記載のリチウムイオ
ン二次電池。
【請求項８】組電池毎に、電解液の冷却器を備え、自
然循環により、電解液が導電体の表面を流れるような機
構を備えた請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項９】組電池毎に、冷却用の空気を送るブロワ
ーを備えた請求項６，７又は８記載のリチウムイオン二
次電池。
【請求項１０】組電池毎に、電解液の冷却器の冷源と
しての冷媒の冷却器とその循環ポンプを備えた、請求項
６，７又は８記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１１】冷却器の冷源としての冷媒として、電
解液と混合しても反応しない溶媒を使用する請求項１０
記載のリチウムイオン二次電池。