JPH09115552A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量のリチウムイオン二次電池の内部短絡
による影響が、隣接する正及び負極電極間に波及するこ
とを防ぎ、この電池自体の損傷及び周囲への影響を最小
限に抑えることを目的とする。 【解決手段】 正極集電体５の片面もしくは両面に正極
活物質４を塗布した正極電極２と、負極集電体７の片面
もしくは両面に負極活物質６を塗布した負極電極３とを
セパレータ８を介して積層すると共にこの正極電極２及
び負極電極３より成る電極ペア２４の１ペアもしくは数
ペアおきにこの正極電極２及び負極電極３が対向しない
界面を有するリチウムイオン二次電池において、この界
面２４に耐電解液性を有する放熱板２６を介在させたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば、電気自動
車、ＵＰＳ（無停電電源装置）、ロードレベリング等に
使用して好適な大容量のリチウムイオン二次電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、リチウムイオン二次電池は電気自
動車、ＵＳＰ、ロードレベリングをはじめ、環境問題に
関連する多くの分野において研究開発が進められ、大容
量、高出力、高電圧、長期保存性に優れたものが要求さ
れている。

【０００３】このリチウムイオン二次電池は、充電時は
リチウムが正極電極の正極活物質からセパレータ中の電
解液中にリチウムイオンとして溶け出し、負極電極の負
極活物質中に入り込み、放電時はこの負極電極の負極活
物質中に入り込んだリチウムイオンが電解液中に放出さ
れ、この正極電極の正極活物質中に再び戻ることによっ
て充放電動作を行っている。

【０００４】従来の小型のリチウムイオン二次電池はエ
ネルギー密度を上げるため、活物質を金属箔の集電体の
表裏両面に塗布し、シート状の正及び負極電極を作成
し、ポリエチレンもしくはポリプロピレンのセパレータ
を介して所定の大きさの電極対を多数順次積層した角型
電池、あるいは長尺の正及び負極電極をポリエチレンも
しくはポリプロピレンのセパレータを介して巻回した円
筒型電池構造のものがほとんどであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大容量のリ
チウムイオン二次電池を上述小型のリチウムイオン二次
電池と同様に活物質を集電体両面に塗布した正及び負極
電極を順次積層して構成したときには、大容量のため
に、内部短絡を起こすとその箇所が発熱し、隣接する正
及び負極電極間のセパレータが熱溶融し、内部ショート
が拡大する結果、多量の熱を周囲に放出し、多量のガス
が噴出するおそれがあるという問題があった。

【０００６】一般に電池の内部ショートの模擬試験とし
て、電池外部から釘を刺し、人為的に正及び負極電極を
ショートさせる、釘刺し試験が行われている。本発明者
は、上述の如き大容量のリチウムイオン二次電池が釘刺
し時に多量のガス噴出に至る過程では、釘刺し部分の抵
抗による発熱が火種となり、隣接する正及び負極電極間
のセパレータが熱溶融し、正及び負極電極間の直接反応
による発熱が生じ、次の隣接電極間のセパレータの熱溶
融という逐次的発熱が起こり、最終的には全電極の反応
による大発熱に至ることを見出した。

【０００７】本発明は斯る点に鑑み、大容量のリチウム
イオン二次電池の内部短絡による影響が、隣接する正及
び負極電極間に波及することを防ぎ、この電池自体の損
傷及び周囲への最小限に抑えることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明リチウムイオン二
次電池は正極集電体の片面もしくは両面に正極活物質を
塗布した正極電極と、負極集電体の片面もしくは両面に
負極活物質を塗布した負極電極とをセパレータを介して
積層すると共にこの正極電極及び負極電極より成る電極
ペアの１ペアもしくは数ペアおきにこの正極電極及び負
極電極が対向しない界面を有するリチウムイオン二次電
池において、この界面に放熱板を介在させたものであ
る。

【０００９】本発明によれば正及び負極電極がセパレー
タを介して積層された積層体にこの正及び負極電極が対
向しない界面を設け、この界面に放熱板を設けたので内
部短絡が発生しても、これによる熱が放熱板により拡散
し隣接する正及び負極電極間に内部短絡が波及すること
を防ぐことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２及び図３を参照
して、本発明リチウムイオン二次電池の実施例につき説
明しよう。図２、図３において、１０は偏平角型電池ケ
ースを示し、この偏平角型電池ケース１０は例えば厚さ
３００μｍのステンレス板より成り、横方向の長さが略
３００ｍｍ、縦方向の長さが略１１５ｍｍ、厚さが略２
２ｍｍの電池ケース本体１０ａと、厚さ１．５ｍｍのス
テンレス板より成る上蓋１０ｂとより構成する。

【００１１】この偏平角型電池ケース１０内に図１に示
す如くシート状の正極電極２を袋状セパレータ８内に収
納された正極ユニット、シート状の負極電極３を袋状セ
パレータ８内に収納した負極ユニットの２枚で挟んだ電
極ペア２４及び放熱板２６を順次積層した積層体１４を
収納する如くする。

【００１２】この正極電極２は次のようにして製作す
る。炭酸リチウムと炭酸コバルトをＬｉ／Ｃｏ（モル
比）＝１になるように混合し、空気中で９００℃、５時
間焼成して正極活物質材（ＬｉＣｏＯ₂ ）を合成した。
この正極活物質材を自動乳鉢を用いて粉砕し、ＬｉＣｏ
Ｏ₂ 粉末を得た。

【００１３】このようにして得られたＬｉＣｏＯ₂ 粉末
９５重量％、炭酸リチウム５重量％を混合して得られた
混合物を９１重量％、導電体材としてグラファイト６重
量％、結着材としてポリフッ化ビニリデン３重量％の割
合で混合して正極活物質とし、これをＮ−メチル−２−
ピロリドンに分散してスラリー状とし、この正極活物質
スラリーを正極集電体５である帯状のアルミニウム箔の
両面にリード部を残して塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成形し、正極集電体５の両面に正極活物質４
が塗布されたシート状の正極電極２を作成する。

【００１４】またこの負極電極３は次のようにして作製
する。出発物質に石油ピッチを用い、これに酸素を官能
基を１０〜２０％導入（いわゆる酸素架橋）した後、不
活性ガス中１０００℃で焼成したガラス状炭素に近い性
質の難黒鉛化炭素材料を得る。

【００１５】この炭素材料を９０重量％、結着材として
ポリフッ化ビニリデン１０重量％の割合で混合して負極
活物質を作成し、これをＮ−メチル−２−ピロリドンに
分散してスラリー状とし、この負極活物質スラリーを負
極集電体７である帯状の銅箔の両面にリード部を残して
塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮成形し、負極
集電体７の両面に負極活物質６が塗布されたシート状の
負極電極３を作成する。

【００１６】このシート状の正極電極２をリード部に連
続した正極活物質４の塗布部の大きさが例えば１０７ｍ
ｍ×２６５ｍｍとなる如く型抜きし、この型抜きした正
極電極２の正極活物質４の塗布部を、厚さ２５μｍ、大
きさ１１２ｍｍ×２７３ｍｍのポリプロピレンの微多孔
性フィルムを２枚貼り合わせた袋状セパレータ８に収納
して正極ユニットとする。この場合、正極電極２のリー
ド部５ａをこのセパレータ８より露出する如くする。

【００１７】またシート状の負極電極３をリード部に連
続した負極活物質６の塗布部の大きさが例えば１０９ｍ
ｍ×２７０ｍｍとなる如く型抜きし、この型抜きした負
極電極３の負極活物質６の塗布部を厚さ２５μｍ、大き
さ１１２ｍｍ×２７３ｍｍのポリプロピレンの微多孔性
フィルムを２枚貼り合わせた袋状セパレータ８に収納し
て負極ユニットとする。この場合負極電極３のリード部
７ａをこのセパレータ８より露出する如くする。

【００１８】本例においては図１に示す如くこの１枚の
正極ユニットを２枚の負極ユニットで両側から挟んだも
のを電極ペア２４とし、この電極ペア２４の３０ペアと
図１に示す如く耐電解液性を有する放熱板例えば厚さ５
０μｍ、大きさ１１２ｍｍ×２７３ｍｍのステンレスス
チール板（ＳＵＳ３０４）２６の２９枚とを順次積層し
て、図３に示す如く長方体の積層体１４を形成する。こ
の場合正極電極２のリード部５ａが一側となる如くする
と共に負極電極３のリード部７ａが他側となる如くす
る。またこの場合電極ペア２４と電極ペア２４との間は
１枚のステンレススチール板２６及び２枚のセパレータ
８を介して負極電極３が対向し、正極電極２及び負極電
極３が対向しない界面２５となっている。

【００１９】また、図３に示す如くこの積層体１４の一
側即ち正極電極２のセパレータ８より露出したリード部
５ａをアルミニウムの角柱より成る正極端子１１に超音
波溶接により溶着する如くする。またこの積層体１４の
他側即ち負極電極３のセパレータ８より露出したリード
部７ａを銅の角柱より成る負極端子１２に超音波溶接に
より溶着する如くする。

【００２０】この図３に示す如き正極端子１１及び負極
端子１２が溶着された積層体１４を外周を絶縁シートで
覆い上蓋１０ｂにリード体部でＯリング、絶縁リングを
介してボルト止めし、その後、電池ケース本体１０ａに
挿入し、上蓋１０ｂを、この電池ケース本体１０ａにレ
ーザ溶接により溶着固定する。

【００２１】この場合、偏平角型電池ケース１０内にプ
ロピレンカーボネート、ジエチルカーボネートの混合溶
媒にＬｉＰＦ₆ を１モル／１の割合で溶解した有機電解
液を注入する。

【００２２】また、この上蓋１０ｂにこの密閉型の偏平
角型電池ケース１０の内圧が所定値より高くなったとき
に、この内部の気体を抜く安全弁１３を設ける如くす
る。

【００２３】斯る本例によるリチウムイオン二次電池に
よれば、容量が３４Ａｈの大容量のリチウムイオン二次
電池を得ることができる。

【００２４】斯る本例によれば電極ペア２４の１ペアお
きに正極電極２及び負極電極３が対向しない界面２５を
設けると共にこの界面２５に耐電解液性を有する放熱板
であるステンレススチール板２６を介在させたので、内
部短絡が発生しても、これによる熱が放熱板２６により
拡散し隣接する電極ペア２４に内部短絡が波及すること
を防ぐことができ、この電池自体の損傷及び周囲への影
響を最小限に抑えることができる利益がある。

【００２５】因みに、上述例のリチウムイオン二次電池
につき、釘刺し試験を行った。この釘刺し試験の結果を
表１に実施例１として示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】この表１の重量減少は釘刺し前後の電池内
の電解液重量の減少を表しており、この重量減少が小さ
いほどガス噴出が少ないことを示している。この実施例
１はこの重量減少が少なく２６ｇであり、内部短絡が発
生しても、隣接する電極ペア２４にこの内部短絡が波及
することを防ぐことができ、この電池自体の損傷及び周
囲への影響を最小限に抑えることができることを示して
いる。

【００２８】これに対する比較例１として、図１７に示
す如く上述実施例１と同様の正極ユニット及び負極ユニ
ットを３０枚及び３１枚を順次積層して積層体１４と
し、その他は上述実施例１と同様に構成し容量が３４Ａ
ｈのリチウムイオン二次電池を得、この比較例１につき
釘刺し試験を行った。この比較例１の釘刺し試験の結果
は表１に示す如く、重量減少は大きく４４６．１ｇであ
り、内部短絡が発生したときは、発生熱が隣接する電極
間に波及していることを示している。

【００２９】次に実施例２〜６につき説明する。実施例
２としては、実施例１の電極ペア２４と電極ペア２４と
の間の界面２５の夫々に図５に示す如く、放熱板として
耐電解液性を有さない厚さ３４μｍ、大きさ１１０ｍｍ
×２７１ｍｍのアルミニウム板２７を使用し、これを耐
電解液性を有する厚さ１０μｍ、大きさ１１２ｍｍ×２
７３ｍｍのポリプロピレンフィルム（ＰＰ）２８の２枚
で封袋したものを介在し、この電極ペア２４を３０ペア
積層し、その他は上述実施例１と同様に構成し、容量が
３４Ａｈの大容量のリチウムイオン二次電池を製作し
た。

【００３０】斯る実施例２においては、電極ペア２４の
１ペアおきに正極電極２及び負極電極３の対向しない界
面２５を設けると共にこの界面２５に耐電解液性を有さ
ない放熱板であるアルミニウム板２７をポリプロピレン
フィルム２８で袋状にシールしたものを介在させたの
で、内部短絡が発生しても、これによる熱がアルミニウ
ム板２７により拡散し、隣接する電極ペア２４にこの内
部短絡が波及することを防ぐことができ、この電池自体
の損傷及び周囲への影響を最小限に抑えることができる
利益がある。

【００３１】この実施例２のリチウムイオン二次電池に
つき釘刺し試験を行ったところ、この実施例２の重量減
少は表１に示す如く、少なく３２．９ｇであった。

【００３２】実施例３としては、実施例１の電極ペア２
４と電極ペア２４との間の界面２５の夫々に図６に示す
如く、放熱板として耐電解液性を有さない厚さ２５μ
ｍ、大きさ１１０ｍｍ×２７１ｍｍの銅板２９を使用
し、これを厚さ１０μｍ、大きさ１１２ｍｍ×２７３ｍ
ｍのポリプロピレンフィルム（ＰＰ）２８の２枚で封袋
したものを介在し、この電極ペア２４を３０ペア積層
し、その他は上述実施例１と同様に構成し、容量が３４
Ａｈの大容量のリチウムイオン二次電池を製作した。

【００３３】斯る実施例３においても、電極ペア２４の
１ペアおきに正極電極２及び負極電極３の対向しない界
面２５を設けると共にこの界面２５の夫々に耐電解液性
を有さない放熱板である銅板２９をポリプロピレンフィ
ルム２８で袋状にシールしたものを介在させたので、内
部短絡が発生しても、これによる熱が銅板２９により拡
散し、隣接する電極ペア２４にこの内部短絡が波及する
ことを防ぐことができ、この電池自体の損傷及び周囲へ
の影響を最小限に抑えることができる利益がある。

【００３４】因みに、この実施例３のリチウムイオン二
次電池につき、釘刺し試験を行ったところ、この実施例
３の重量減少は表１に示す如く、少なく３１．５ｇであ
った。

【００３５】実施例４としては、正極ユニットを図７に
示す如く、実施例１と同様の正極集電体５の片面にリー
ド５ａに連続した正極活物質４の塗布部の大きさが例え
ば１０７ｍｍ×２６５ｍｍの正極電極２を、厚さが例え
ば２５μｍ、大きさが例えば１１２ｍｍ×２７３ｍｍの
ポリプロピレン微多孔性フィルムを２枚貼り合わせた袋
状セパレータ８に収納したものとする。

【００３６】また負極ユニットは実施例１と同様に負極
集電体７の両面に負極活物質６を塗布した負極電極３を
ポリプロピレン微多孔性フィルムを２枚貼り合わせた袋
状セパレータ８に収納したものとする。

【００３７】この実施例４においては図７に示す如く、
この１枚の負極ユニットを２枚の正極ユニットにより負
極活物質６に正極活物質４が対向する如く両側から挟ん
だものを電極ペア２４とし、図７に示す如くこの電極ペ
ア２４と耐電解液性を有する放熱板例えば厚さ５０μ
ｍ、大きさ１１２ｍｍ×２７３ｍｍのステンレススチー
ル板（ＳＵＳ３０４）２６とを介在し、３０ペア積層し
て、図３に示す如く長方体の積層体１４を形成する。

【００３８】この場合電極ペア２４と電極ペア２４との
間は１枚の放熱板であるステンレススチール板２６が介
在すると共に２枚のセパレータ８を介して正極集電体５
が対向し、正極電極及び負極電極が対向しない界面２５
となっている。

【００３９】その他は実施例１と同様に構成し、容量が
３４Ａｈの大容量のリチウムイオン二次電池を製作し
た。

【００４０】斯る実施例４によれば、電極ペア２４の１
ペアおきに正極電極２及び負極電極３が対向しない界面
２５を設けると共に放熱板２６を介在したので、内部短
絡が発生しても、これによる熱が放熱板２６により拡散
し、隣接する電極ペア２４に内部短絡が波及することを
防ぐことができ、この電池自体の損傷及び周囲への影響
を最小限に抑えることができる利益がある。

【００４１】因みに、この実施例４のリチウムイオン二
次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例４
の重量減少は表１に示す如く、少なく３５．３ｇであっ
た。

【００４２】実施例５としては、実施例４の電極ペア２
４と電極ペア２４との間の界面２５の夫々に図８に示す
如く、放熱板として耐電解液性を有さない厚さ３４μ
ｍ、大きさ１１０ｍｍ×２７１ｍｍのアルミニウム板２
７を使用し、これを耐電解液性を有する厚さ１０μｍ、
大きさ１１２ｍｍ×２７３ｍｍのポリプロピレンフィル
ム２８の２枚で封袋したものを介在し、この電極ペア２
４を３０ペア積層し、積層体１４とする。その他は上述
実施例１と同様に構成し、容量が３４Ａｈの大容量のリ
チウムイオン二次電池を製作した。

【００４３】斯る実施例５においては、電極ペア２４の
１ペアおきに正極電極２及び負極電極３の対向しない界
面２５を設けると共にこの界面２５に放熱板としてのア
ルミニウム板２７を２枚のポリプロピレンフィルム２８
で袋状にシールしたものを介在させたので、内部短絡が
発生しても、これによる熱をアルミニウム板２７で拡散
し隣接する電極ペア２４に内部短絡が波及することを防
ぐことができ、この電池自体の損傷及び周囲への影響を
最小限に抑えることができる利益がある。

【００４４】因みに、この実施例５のリチウムイオン二
次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例５
の重量減少は表１に示す如く、少なく４１．７ｇであっ
た。

【００４５】実施例６としては、実施例４の電極ペア２
４と電極ペア２４との間の界面２５の夫々に図９に示す
如く、放熱板として、厚さ３４μｍ、大きさ１１０ｍｍ
×２７０ｍｍのカーボン繊維板３０を使用し、これを耐
電解液性を有する厚さ１０μｍ、大きさ１１２ｍｍ×２
７３ｍｍのポリプロピレンフィルム２８の２枚で封袋し
たものを介在し、この電極ペア２４を３０ペア積層し、
積層体１４とする。その他は実施例１と同様に構成し、
容量が３４Ａｈの大容量のリチウムイオン二次電池を製
作した。

【００４６】斯る実施例６においても、電極ペア２４の
１ペアおきに正極電極２及び負極電極３の対向しない界
面２５を設けると共にこの界面２５の夫々に図９に示す
如く放熱板であるカーボン繊維板３０を２枚のポリプロ
ピレンフィルム２８で袋状にシールしたものを介在させ
たので、内部短絡が発生しても、それによる熱はカーボ
ン繊維板３０で拡散し、隣接する電極ペア２４に内部短
絡が波及することを防ぐことができ、この電池自体の損
傷及び周囲への影響を最小限に抑えることができる利益
がある。

【００４７】因みに、この実施例６のリチウムイオン二
次電池につき、釘刺し試験を行ったところ、この実施例
６の重量減少は表１に示す如く少なく４７．２ｇであっ
た。

【００４８】実施例７は円筒型のリチウムイオン二次電
池の例を示す。この実施例７のリチウムイオン二次電池
を製作するのに先ず、正極電極４０として、実施例１と
同様にして、大きさ２８０ｍｍ×１７４５ｍｍの正極集
電体５の両面に正極活物質４を塗布した帯状の正極電極
４０を製作すると共に負極電極４１として、実施例１と
同様にして、大きさ２８３ｍｍ×１７５０ｍｍの負極集
電体７の両面に負極活物質６を塗布した帯状の負極電極
４１を製作する。

【００４９】また厚さ２５μｍ、大きさ２８７ｍｍ×１
７５５ｍｍのポリエチレンフィルムもしくはポリプロピ
レンフィルムより成るセパレータ８を用意し、図１０に
示す如く、負極電極４１、セパレータ８、正極電極４
０、セパレータ８、負極電極４１及び耐電解液性を有す
る放熱板である例えば厚さ５０μｍ、大きさ２８７ｍｍ
×１７５５ｍｍのステンレススチール板（ＳＵＳ３０
４）２６の順に重ね合わせ、これを長手方向に沿って渦
巻き状に所定回巻回し、渦巻状積層体４４を形成する。
図１０で、４３は電極ペアを示す。

【００５０】この場合、この渦巻状積層体４４は径方向
において図１０に示す如く、１電極ペア４３おきに負極
電極４１同志が放熱板であるステンレススチール板２６
を介して対向し、正極電極４０及び負極電極４１が対向
しない界面４３ａが存在することとなる。

【００５１】また、図４に示す如く、負極電極４１の一
側のリード部にニッケルより成る負極リード４５の一端
を抵抗溶接により溶着すると共に正極電極４０の一側の
リード部にアルミニウムより成る正極リード４６の一端
を抵抗溶接により溶着する。

【００５２】またニッケルメッキを施した鉄製の直径５
０ｍｍ、高さ３００．５ｍｍの円筒状の電池缶４７ａを
用意し、この電池缶４７ａの底部に絶縁板を挿入した
後、図４に示す如く、この電池缶４７ａに渦巻状積層体
４４を挿入収納する。この場合電池蓋４７ｂに設けた負
極端子４９及び正極端子５０に負極リード４５及び正極
リード４６の夫々の他端を夫々溶接する。

【００５３】そして、この電池缶４７ａの中にプロピレ
ンカーボネートを５０容量％とジエチルカーボネートを
５０容量％との混合溶媒中にＬｉＰＦ₆ を１モル／１の
割合で溶解させてなる電解液を注入し、その後、アスフ
ァルトを塗布した絶縁封口ガスケットを介して電池蓋４
７ｂを電池缶４７ａにかしめることで、この電池蓋４７
ｂを固定し、容量が２０Ａｈの円筒型の大容量のリチウ
ムイオン二次電池を製作した。

【００５４】また、この電池蓋４７ｂにこの密閉型の電
池ケース４７の内圧が所定値より高くなったときに、こ
の内部の気体を抜く安全弁４８を設ける如くする。

【００５５】斯る実施例７においては、図１０に示す如
く渦巻状積層体４４の径方向において電極ペア４３の１
ペアおきに負極電極４１同志が対向し、正極電極４０及
び負極電極４１の対向しない界面４３ａが存在すると共
にこの界面４３ａに放熱板であるステンレススチール板
２６が介在するので、内部短絡が発生してもこの熱がス
テンレススチール板２６により拡散し径方向の電極ペア
４３に内部短絡が波及することを防ぐことができ、この
電池自体の損傷及び周囲への影響を最小限に抑えること
ができる利益がある。

【００５６】因みにこの実施例７のリチウムイオン二次
電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例７の
重量減少は表１に示す如く、少なく３２．８ｇであっ
た。

【００５７】これに対する比較例２として、図１８に示
す如く上述実施例７の帯状の負極電極４１、セパレータ
８、正極電極４０及びセパレータ８を順に重ね、その後
長手方向に沿って渦巻状に所定回巻回して渦巻状積層体
４４を得た。その他は実施例７と同様に製作し、容量が
２０Ａｈのリチウムイオン二次電池を得て、この比較例
２につき釘刺し試験を行った。

【００５８】この比較例２の釘刺し試験の結果は表１に
示す如く、重量減少は大きく３１９．７ｇであり、内部
短絡が発生したときは、発生熱が径方向に伝わり隣接す
る電極間に内部短絡が波及していることを示している。

【００５９】次に実施例８〜１３につき説明する。実施
例８は図１１に示す如く実施例７のステンレススチール
板２６に代えて、放熱板として耐電解液性を有さない厚
さ３４μｍ、大きさ２８５ｍｍ×１７５３ｍｍのアルミ
ニウム板２７を使用し、これを厚さ１０μｍ、大きさ２
８７ｍｍ×１７５５ｍｍのポリプロピレンフィルム２８
の２枚で袋状にシールしたものを用いたもので、その他
は実施例７と同様に構成し、容量が２０Ａｈの大容量の
円筒型のリチウムイオン二次電池を製作した。

【００６０】斯る実施例８においては渦巻状積層体４４
の径方向において、電極ペア４３の１ペアおきに正極電
極４０及び負極電極４１の対向しない界面４３ａが存在
すると共にこの界面４３ａに放熱板であるアルミニウム
板２７を２枚のポリプロピレンフィルム２８で袋状にシ
ールしたものが介在するので、内部短絡が発生してもこ
の熱はアルミニウム板２７により拡散され径方向の電極
ペア４３に内部短絡が波及することを防ぐことができ、
この電池自体の損傷及び周囲への影響を最小限に抑える
ことができる利益がある。

【００６１】因みに、この実施例８のリチウムイオン二
次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例８
の重量減少は表１に示す如く少なく、３５．８ｇであっ
た。

【００６２】実施例９は図１２に示す如く実施例７のス
テンレススチール板２６に代えて、放熱板として厚さ２
５μｍ、大きさ２８５ｍｍ×１７５３ｍｍの銅板２９を
使用し、これを厚さ１０μｍ、大きさ２８７ｍｍ×１７
５５ｍｍのポリプロピレンフィルム２８の２枚で袋状に
シールしたものを用い、その他は実施例７と同様に構成
し、容量が２０Ａｈの大容量の円筒型のリチウムイオン
二次電池を製作した。

【００６３】斯る実施例９においても渦巻状積層体４４
の径方向において、電極ペア４３の１ペアおきに正極電
極４０及び負極電極４１の対向しない界面４３ａが存在
すると共に放熱板としての銅板２９を２枚のポリプロピ
レンフィルム２８で袋状にシールしたものが存在するの
で、内部短絡が発生しても、これによる熱はこの銅板２
９により拡散し径方向の電極ペア４３に内部短絡が波及
することを防ぐことができ、この電池自体の損傷及び周
囲への影響を最小限に抑えることができる利益がある。

【００６４】因みに、この実施例９のリチウムイオン二
次電池につき、釘刺し試験を行ったとこな、この実施例
９の重量減少は表１に示す如く、少なく、３３．３ｇで
あった。

【００６５】実施例１０は図１２に示す如く実施例７の
ステンレススチール板２６に代えて、放熱板として耐電
解液性を有さない厚さ３４μｍ、大きさ２８５ｍｍ×１
７５３ｍｍのカーボン繊維板３０を使用し、これを厚さ
１０μｍ、大きさ２８７ｍｍ×１７５５ｍｍのポリプロ
ピレンフィルム２８の２枚で袋状にシールしたものを用
いたもので、その他は実施例７と同様に構成し、容量が
２０Ａｈの大容量の円筒型のリチウムイオン二次電池を
製作した。

【００６６】斯る実施例１０においては渦巻状積層体４
４の径方向において、電極ペア４３の１ペアおきに正極
電極４０及び負極電極４１の対向しない界面４３ａが存
在すると共にこの界面４３ａに放熱板であるカーボン繊
維板３０を２枚のポリプロピレンフィルム２８で袋状に
シールしたものが介在するので、内部短絡が発生しても
この熱はカーボン繊維板３０により拡散され径方向の電
極ペア４３に内部短絡が波及することを防ぐことがで
き、この電池自体の損傷及び周囲への影響を最小限に抑
えることができる利益がある。

【００６７】因みに、この実施例１０のリチウムイオン
二次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例
１０の重量減少は表１に示す如く少なく、３８．７ｇで
あった。

【００６８】実施例１１としては、図１４に示す如く正
極電極４０として実施例７と同様の正極集電体５の片面
にのみ正極活物質４を塗布した帯状の正極電極４０と
し、負極電極４１として実施例７と同様に負極集電体７
の両面に負極活物質６を塗布した帯状の負極電極４１と
し、正極電極４０の正極活物質４側が負極電極４１の負
極活物質６に対向する如く、正極電極４０、セパレータ
８、負極電極４１、セパレータ８、正極電極４０の順に
重ねて電極ペア４３とし、本例では更にこれに耐電解液
性を有する放熱板である厚さ５０μｍ、大きさ２８７ｍ
ｍ×１７５５ｍｍのステンレススチール板（ＳＵＳ３０
４）２６を重ね渦巻状に所定回巻回して渦巻状積層体４
４を作成し、その他は実施例７と同様に作成し、容量が
２０Ａｈの大容量の円筒型のリチウムイオン二次電池を
製作した。

【００６９】斯る実施例１１においては図１４に示す如
く渦巻状積層体４４の径方向において、電極ペア４３の
１ペアおきに、正極電極４０の正極集電体５同志が放熱
板であるステンレススチール板２６を介して対向し、正
極電極４０及び負極電極４１の対向しない界面４３ａが
存在すると共にこの界面４３ａに放熱板であるステンレ
ススチール板２６が存在するので、内部短絡が発生して
も、この熱がステンレススチール板２６により拡散し、
径方向の電極ペア４３に内部短絡が波及することを防ぐ
ことができ、この電池自体の損傷及び周囲への影響を最
小限に抑えることができる利益がある。

【００７０】因みに、この実施例１１のリチウムイオン
二次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例
１１の重量減少は表１に示す如く少なく４０．６ｇであ
った。

【００７１】実施例１２は、図１５に示す如く実施例１
１のステンレススチール板２６に代えて、放熱板として
の厚さ３４μｍ、大きさ２８５ｍｍ×１７５３ｍｍのア
ルミニウム板２７を厚さ１０μｍ、大きさ２８７ｍｍ×
１７５５ｍｍのポリプロピレンフィルム２８の２枚で袋
状にシールしたものを用いたもので、その他は実施例７
及び実施例１１と同様に構成し、容量が２０Ａｈの大容
量の円筒型のリチウムイオン二次電池を製作した。

【００７２】斯る実施例１２においては渦巻状積層体４
４の径方向において、電極ペア４３の１ペアおきに正極
電極４０及び負極電極４１の対向しない界面４３ａが存
在すると共にこの界面４３ａにアルミニウム板２７を２
枚のポリプロピレンフィルム２８で袋状にシールしたも
のが存在するので、内部短絡が発生してもこの熱は放熱
板であるアルミニウム板２７により拡散し、径方向の電
極ペア４３に内部短絡が波及することを防ぐことがで
き、この電池自体の損傷及び周囲への影響を最小限に抑
えることができる利益がある。

【００７３】因みに、この実施例１２のリチウムイオン
二次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例
１２の重量減少は表１に示す如く少なく、４３．６ｇで
あった。

【００７４】実施例１３は、図１６に示す如く実施例１
１のステンレススチール板２６に代えて、放熱板として
の厚さ２５μｍ、大きさ２８５ｍｍ×１７５３ｍｍの銅
板２９を厚さ１０μｍ、大きさ２８７ｍｍ×１７５５ｍ
ｍのポリプロピレンフィルム２８の２枚で袋状にシール
したものを用いたもので、その他は実施例７及び実施例
１１と同様に構成し、容量が２０Ａｈの大容量の円筒型
のリチウムイオン二次電池を製作した。

【００７５】斯る実施例１３においては渦巻状積層体４
４の径方向において、電極ペア４３の１ペアおきに正極
電極４０及び負極電極４１の対向しない界面４３ａが存
在すると共にこの界面４３ａに銅板２９を２枚のポリプ
ロピレンフィルム２８で袋状にシールしたものが存在す
るので、内部短絡が発生してもこの熱は放熱板である銅
板２９により拡散し、径方向の電極ペア４３に内部短絡
が波及することを防ぐことができ、この電池自体の損傷
及び周囲への影響を最小限に抑えることができる利益が
ある。

【００７６】因みに、この実施例１３のリチウムイオン
二次電池につき釘刺し試験を行ったところ、この実施例
１３の重量減少は表１に示す如く少なく、４０．３ｇで
あった。

【００７７】尚、上述実施例では正及び負極電極が対向
しない界面、具体的には正極電極同志、負極電極同志が
対向するもしくは活物質の塗布していない面同志が対向
する界面を電極ペアの１ペアおきに設け、該界面に放熱
板を介在させたが、数ペアおきにこの界面を設け、該界
面に放熱板を介在させるようにしても、上述実施例と同
様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

【００７８】また、本発明は上述実施例に限らず本発明
の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得
ることは勿論である。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば正及び負極電極がセパレ
ータを介して積層された積層体に、この正及び負極電極
が対向しない界面を設け、該界面に放熱板を介在させた
ので、内部短絡が発生しても、これによる熱はこの放熱
板により拡散し隣接する正及び負極電極間に内部短絡が
波及することを防ぐことができ、この電池自体の損傷及
び周囲への影響を最小限に抑えることができる利益があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明リチウムイオン二次電池の一実施例の要
部を示す拡大断面図である。

【図２】偏平角型のリチウムイオン二次電池の例の斜視
図である。

【図３】図２の説明に供する線図である。

【図４】円筒型のリチウムイオン二次電池の例の分解斜
視図である。

【図５】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図６】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図９】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図で
ある。

【図１０】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１１】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１２】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１３】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１４】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１５】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１６】本発明の他の実施例の要部を示す拡大断面図
である。

【図１７】従来のリチウムイオン二次電池の例の要部を
示す拡大断面図である。

【図１８】従来のリチウムイオン二次電池の例の要部を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

２，４０ 正極電極 ３，４１ 負極電極 ４ 正極活物質 ５ 正極集電体 ６ 負極活物質 ７ 負極集電体 ８ セパレータ １０ 偏平角型電池ケース １１，５０ 正極端子 １２，４９ 負極端子 １３，４８ 安全弁 １４，４４ 積層体 ２４，４３ 電極ペア ２５，４３ａ 界面 ２６ ステンレススチール板 ２７ アルミニウム板 ２８ ポリプロピレンフィルム ２９ 銅板 ４５ 負極リード ４６ 正極リード ４７ａ 円筒型電池缶

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極集電体の片面もしくは両面に正極活
   物質を塗布した正極電極と、負極集電体の片面もしくは
   両面に負極活物質を塗布した負極電極とをセパレータを
   介して積層すると共に前記正極電極及び負極電極より成
   る電極ペアの１ペアもしくは数ペアおきに前記正極電極
   及び負極電極が対向しない界面を有するリチウムイオン
   二次電池において、前記界面に耐電解液性を有する放熱
   板を介在させることを特徴とするリチウムイオン二次電
   池。
2. 【請求項２】 請求項１記載のリチウムイオン二次電池
   において、 前記耐電解液性を有する放熱板が耐電解液性を有さない
   放熱板をポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフ
   ィン系樹脂フィルムで袋状にシールしたものであること
   を特徴とするリチウムイオン二次電池。