JPH09223518A - 渦巻状電極体の製造方法 - Google Patents
渦巻状電極体の製造方法Info
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- JPH09223518A JPH09223518A JP8028857A JP2885796A JPH09223518A JP H09223518 A JPH09223518 A JP H09223518A JP 8028857 A JP8028857 A JP 8028857A JP 2885796 A JP2885796 A JP 2885796A JP H09223518 A JPH09223518 A JP H09223518A
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- separator
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- tension
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- 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)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の渦巻状電極体の製造方法では電極体の
内部短絡や巻きずれ等が発生し易いので、これを解消す
る。 【解決手段】 正極集電体に正極合剤を塗布したシー
ト状の正極１と負極集電体に負極合剤を塗布したシート
状の負極２とをセパレータ３を介在させて重ね合わせ、
巻回機で巻回する。この時、正極１及び負極２の巻き込
みテンションをセパレータ３の巻き込みテンションより
強めに設定する。具体的には、正極１及び負極２の巻き
込みテンションをセパレータ３の巻き込みテンションの
１．０８〜１．３３倍の範囲とし、セパレータ３の巻き
込みテンションを該セパレータ３の幅１ｍｍ当たり５．
０〜１０．０ｇの範囲に設定すると内部短絡や巻きずれ
防止に極めて効果的である。
内部短絡や巻きずれ等が発生し易いので、これを解消す
る。 【解決手段】 正極集電体に正極合剤を塗布したシー
ト状の正極１と負極集電体に負極合剤を塗布したシート
状の負極２とをセパレータ３を介在させて重ね合わせ、
巻回機で巻回する。この時、正極１及び負極２の巻き込
みテンションをセパレータ３の巻き込みテンションより
強めに設定する。具体的には、正極１及び負極２の巻き
込みテンションをセパレータ３の巻き込みテンションの
１．０８〜１．３３倍の範囲とし、セパレータ３の巻き
込みテンションを該セパレータ３の幅１ｍｍ当たり５．
０〜１０．０ｇの範囲に設定すると内部短絡や巻きずれ
防止に極めて効果的である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、渦巻状の電極構造
を有する円筒型、或いは長円型非水系２次電池に用いら
れる渦巻状電極体の製造方法に関するものである。
を有する円筒型、或いは長円型非水系２次電池に用いら
れる渦巻状電極体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記渦巻状電極体は、例えば図４に示す
ように金属箔の集電体に活物質を塗布して成るシート状
の正極１及び負極２を微多孔膜セパレータ３を介在させ
て重ね合わせ（負極２の両側面がセパレータ３で被覆さ
れる状態）、正極リード４側の積層体端部を各シートの
巻芯となる巻回機の回転軸２０に固着させた後、所定の
テンションで巻回して構成されるが、従来は巻回の際に
電極体１１に皺や巻きずれ等が発生しないように正極１
及び負極２とセパレータ３の巻き込みテンションは全て
同一とされていた。図５は完成した電極体１１の外観図
であって、電極体１１はスパイラル構造を有する円筒形
状である。
ように金属箔の集電体に活物質を塗布して成るシート状
の正極１及び負極２を微多孔膜セパレータ３を介在させ
て重ね合わせ（負極２の両側面がセパレータ３で被覆さ
れる状態）、正極リード４側の積層体端部を各シートの
巻芯となる巻回機の回転軸２０に固着させた後、所定の
テンションで巻回して構成されるが、従来は巻回の際に
電極体１１に皺や巻きずれ等が発生しないように正極１
及び負極２とセパレータ３の巻き込みテンションは全て
同一とされていた。図５は完成した電極体１１の外観図
であって、電極体１１はスパイラル構造を有する円筒形
状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、金属箔の集
電体に活物質を接着した正極１や負極２（夫々厚さ１５
０〜２００μｍ程度）とポリエチレン製のセパレータ３
（厚さ２５μｍ程度）とでは機械的強度に差があるた
め、これらを同じ強さで巻回すると、先に強度の弱いセ
パレータ３にピンホールのような小さな破れが生じて積
層状の電極体１１内部で正極１と負極２が短絡するとい
ったトラブルが発生する場合がある。
電体に活物質を接着した正極１や負極２（夫々厚さ１５
０〜２００μｍ程度）とポリエチレン製のセパレータ３
（厚さ２５μｍ程度）とでは機械的強度に差があるた
め、これらを同じ強さで巻回すると、先に強度の弱いセ
パレータ３にピンホールのような小さな破れが生じて積
層状の電極体１１内部で正極１と負極２が短絡するとい
ったトラブルが発生する場合がある。
【０００４】又、各シートの巻き込みテンションを小さ
くしてセパレータ３の負荷を軽減し、係る破損を防止し
ようとすると、今度は電極体１１に皺や巻きずれが発生
し易くなるため、巻回時のテンションは余り小さくでき
ない。
くしてセパレータ３の負荷を軽減し、係る破損を防止し
ようとすると、今度は電極体１１に皺や巻きずれが発生
し易くなるため、巻回時のテンションは余り小さくでき
ない。
【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の不都合を
解消した内部短絡や巻きずれ等の発生しない好適な渦巻
状電極体の製造方法を提供することである。
解消した内部短絡や巻きずれ等の発生しない好適な渦巻
状電極体の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明では、正極
集電体（６）に正極合剤を塗布して成るシート状の正極
（１）と負極集電体（７）に負極合剤を塗布して成るシ
ート状の負極（２）をセパレータ（３）を介在させて巻
回する二次電池の渦巻状電極体の製造方法において、前
記正極（１）及び前記負極（２）の巻き込みテンション
を前記セパレータ（３）の巻き込みテンションより強め
にして巻回することを特徴とする。
集電体（６）に正極合剤を塗布して成るシート状の正極
（１）と負極集電体（７）に負極合剤を塗布して成るシ
ート状の負極（２）をセパレータ（３）を介在させて巻
回する二次電池の渦巻状電極体の製造方法において、前
記正極（１）及び前記負極（２）の巻き込みテンション
を前記セパレータ（３）の巻き込みテンションより強め
にして巻回することを特徴とする。
【０００７】その際、正極（１）及び負極（２）の巻き
込みテンションをセパレータ（３）の巻き込みテンショ
ンの１．０８〜１．３３倍とし、セパレータ（３）の巻
き込みテンションを該セパレータ（３）の幅１ｍｍ当た
り５．０〜１０．０ｇとすると好適である。
込みテンションをセパレータ（３）の巻き込みテンショ
ンの１．０８〜１．３３倍とし、セパレータ（３）の巻
き込みテンションを該セパレータ（３）の幅１ｍｍ当た
り５．０〜１０．０ｇとすると好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】図３は本発明が適用された渦巻状
電極体が組み込まれて成る円筒型非水系二次電池の内部
構造を示す断面図であって、１は正極集電体６に正極合
剤を塗布した正極、２は負極集電体７に負極合剤を塗布
した負極、３が正極１と負極２の間に介在させたセパレ
ータで、これらが積層・巻回されて渦巻状電極体１１と
して円筒型の金属ケース８に収納されている。
電極体が組み込まれて成る円筒型非水系二次電池の内部
構造を示す断面図であって、１は正極集電体６に正極合
剤を塗布した正極、２は負極集電体７に負極合剤を塗布
した負極、３が正極１と負極２の間に介在させたセパレ
ータで、これらが積層・巻回されて渦巻状電極体１１と
して円筒型の金属ケース８に収納されている。
【０００９】この金属ケース８の頭部には封口ガスケッ
ト９を介して正極キャップ１０が取り付けられ、この正
極キャップ１０が正極リード４を介して正極１に、又、
金属ケース８の底部が負極リード５を介して負極２に夫
々電気的に接続されている。本発明の特徴とするところ
は、上述した渦巻状電極体１１の製造方法に於いて、巻
回の際の正負電極とセパレータの好適な巻き込みテンシ
ョンを設定することである。
ト９を介して正極キャップ１０が取り付けられ、この正
極キャップ１０が正極リード４を介して正極１に、又、
金属ケース８の底部が負極リード５を介して負極２に夫
々電気的に接続されている。本発明の特徴とするところ
は、上述した渦巻状電極体１１の製造方法に於いて、巻
回の際の正負電極とセパレータの好適な巻き込みテンシ
ョンを設定することである。
【００１０】即ち、正負電極の巻き込みテンションをセ
パレータの巻き込みテンションより強めに設定すると、
セパレータに加わる負荷が軽減されてセパレータがダメ
ージを受けなくなり、電極体の内部短絡やセパレータの
巻皺が防止できると共に、セパレータの絶対テンション
を所定値に設定することで巻回時の巻きずれが防止で
き、信頼性の高い渦巻状電極体の製造が実現可能となる
のである。
パレータの巻き込みテンションより強めに設定すると、
セパレータに加わる負荷が軽減されてセパレータがダメ
ージを受けなくなり、電極体の内部短絡やセパレータの
巻皺が防止できると共に、セパレータの絶対テンション
を所定値に設定することで巻回時の巻きずれが防止で
き、信頼性の高い渦巻状電極体の製造が実現可能となる
のである。
【００１１】
【実施例】上記した本発明の作用・効果を確認するた
め、以下に示す要領で試験を実施した。
め、以下に示す要領で試験を実施した。
【００１２】先ず、図４、図５に基づいて本渦巻状電極
の構成・組立を説明すると、正極１として正極活物質の
ＬｉＣｏＯ2 と導電材のグラファイトと結着材のＰＶＤ
Ｆ（ポリフッ化ビニリデン）を９２．５：３．０：４．
５（重量％）の割合で混合して正極合剤を作製し、これ
をＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）溶剤にてスラリー状
としたものを正極集電体である厚さ２０μｍのアルミ箔
上に片面１１０μｍづつ両面塗布し、乾燥・圧延の後、
５４ｍｍの幅に切断して厚さ１５０μｍの帯状シートを
形成すると共にその端部に正極リード４を取り付けた。
の構成・組立を説明すると、正極１として正極活物質の
ＬｉＣｏＯ2 と導電材のグラファイトと結着材のＰＶＤ
Ｆ（ポリフッ化ビニリデン）を９２．５：３．０：４．
５（重量％）の割合で混合して正極合剤を作製し、これ
をＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）溶剤にてスラリー状
としたものを正極集電体である厚さ２０μｍのアルミ箔
上に片面１１０μｍづつ両面塗布し、乾燥・圧延の後、
５４ｍｍの幅に切断して厚さ１５０μｍの帯状シートを
形成すると共にその端部に正極リード４を取り付けた。
【００１３】次ぎに負極２としてカーボンとＰＶＤＦを
９０：１０（重量％）の割合で混合して負極合剤を作製
し、これをＮＭＰ溶剤にてスラリー状としたものを負極
集電体である厚さ１０μｍの銅箔上に片面１５０μｍづ
つ両面塗布し、正極１と同様に乾燥・圧延・切断して幅
５２ｍｍ、厚さ２００μｍの帯状シートを形成すると共
にその端部に負極リード５を取り付けた。
９０：１０（重量％）の割合で混合して負極合剤を作製
し、これをＮＭＰ溶剤にてスラリー状としたものを負極
集電体である厚さ１０μｍの銅箔上に片面１５０μｍづ
つ両面塗布し、正極１と同様に乾燥・圧延・切断して幅
５２ｍｍ、厚さ２００μｍの帯状シートを形成すると共
にその端部に負極リード５を取り付けた。
【００１４】又、セパレータ３として幅６０ｍｍ、厚さ
２５μｍのポリエチレン製微多孔膜シート（ピン差し強
度約４００ｇ）を使用した。
２５μｍのポリエチレン製微多孔膜シート（ピン差し強
度約４００ｇ）を使用した。
【００１５】これら正極１と負極２をセパレータ３を介
して重ね合わせて外径Φ１７ｍｍまで巻回して下表１の
実施例１〜１３に示す各種電極体１１を作製した。
して重ね合わせて外径Φ１７ｍｍまで巻回して下表１の
実施例１〜１３に示す各種電極体１１を作製した。
【００１６】又、本確認試験に際しては、図１に示すよ
うにローラ２１を介して各電極１、２及びセパレータ３
の末端部分に夫々重りＧを吊り下げ、その重量を変える
ことで各実施例に応じた巻回テンションが簡単且つ正確
に設定できるようにした。
うにローラ２１を介して各電極１、２及びセパレータ３
の末端部分に夫々重りＧを吊り下げ、その重量を変える
ことで各実施例に応じた巻回テンションが簡単且つ正確
に設定できるようにした。
【００１７】試験に供する電極体１１は各実施例に対し
て夫々１０個とし、各電極体の内部短絡と巻きずれをチ
ェックした。
て夫々１０個とし、各電極体の内部短絡と巻きずれをチ
ェックした。
【００１８】内部短絡については、電極体１１の正極リ
ード４と負極リード５間に直流５００Ｖを印加し、絶縁
破壊の生じたものを不良と判定した。又、巻ずれについ
ては、Ｘ線透過検査装置を使用し、図２に示す電極体の
透過像よりその巻回縁部の山部と谷部の寸法ａを測定し
てこれが０．６ｍｍ以上のものを不良と判定した。
ード４と負極リード５間に直流５００Ｖを印加し、絶縁
破壊の生じたものを不良と判定した。又、巻ずれについ
ては、Ｘ線透過検査装置を使用し、図２に示す電極体の
透過像よりその巻回縁部の山部と谷部の寸法ａを測定し
てこれが０．６ｍｍ以上のものを不良と判定した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１で良品と判定された実施例６、７、
９、１１、１２から電極とセパレータのテンション比及
びセパレータのテンションを求めたところ、テンション
比については１．０８〜１．３３、テンションについて
は幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．０ｇの範囲内が好適で
あることが判明した。
９、１１、１２から電極とセパレータのテンション比及
びセパレータのテンションを求めたところ、テンション
比については１．０８〜１．３３、テンションについて
は幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．０ｇの範囲内が好適で
あることが判明した。
【００２１】即ち、該当する実施例２、３、４、６、
７、９、１１、１２のようにテンション比が１．０８〜
１．３３と電極のテンションがセパレータのテンション
よりも少々大きめに設定されると、セパレータ３が両側
の正極１と負極２に誘導されながら添うように巻き込ま
れていくため、セパレータ３に加わる負荷（巻回力）が
軽減されてセパレータ３のダメージが解消され、電極体
１１の内部短絡が防止されるものと考えられる。又、こ
の範囲であれば、巻回の際、セパレータ３に皺が発生す
ることもないが、テンション比を１．５以上と高めに設
定した場合は電極に伸びが発生し、巻回後、これが収縮
するため、セパレータ３に皺が発生し易くなる。
７、９、１１、１２のようにテンション比が１．０８〜
１．３３と電極のテンションがセパレータのテンション
よりも少々大きめに設定されると、セパレータ３が両側
の正極１と負極２に誘導されながら添うように巻き込ま
れていくため、セパレータ３に加わる負荷（巻回力）が
軽減されてセパレータ３のダメージが解消され、電極体
１１の内部短絡が防止されるものと考えられる。又、こ
の範囲であれば、巻回の際、セパレータ３に皺が発生す
ることもないが、テンション比を１．５以上と高めに設
定した場合は電極に伸びが発生し、巻回後、これが収縮
するため、セパレータ３に皺が発生し易くなる。
【００２２】又、実施例６〜１２のようにセパレータ３
のテンションが幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．０ｇの範
囲では巻きずれが生じていないことから、テンションを
適切な強さに設定すると巻きずれ防止に効果的であるこ
とが分かる。但し、テンション値がこの上限１０．０ｇ
を越えるとセパレータの伸びが大きくなって破れが生
じ、実施例１２のように巻きずれは生じないが内部短絡
が発生する原因となる。
のテンションが幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．０ｇの範
囲では巻きずれが生じていないことから、テンションを
適切な強さに設定すると巻きずれ防止に効果的であるこ
とが分かる。但し、テンション値がこの上限１０．０ｇ
を越えるとセパレータの伸びが大きくなって破れが生
じ、実施例１２のように巻きずれは生じないが内部短絡
が発生する原因となる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、渦
巻状電極体を作製する際、正極及び負極の巻き込みテン
ションをセパレータの巻き込みテンションより強めにし
て巻回すると、巻回時セパレータに加わる負荷が軽減さ
れてセパレータがダメージを受けなくなるため、巻回さ
れた電極体の内部短絡が防止されると共に皺や巻きずれ
の無い渦巻状電極体の作製が可能となる。
巻状電極体を作製する際、正極及び負極の巻き込みテン
ションをセパレータの巻き込みテンションより強めにし
て巻回すると、巻回時セパレータに加わる負荷が軽減さ
れてセパレータがダメージを受けなくなるため、巻回さ
れた電極体の内部短絡が防止されると共に皺や巻きずれ
の無い渦巻状電極体の作製が可能となる。
【００２４】特に、正負電極の巻き込みテンションとセ
パレータの巻き込みテンションの比を１．０８〜１．３
３の範囲内に設定すると電極体の内部短絡や皺の発生防
止に極めて効果的となる。
パレータの巻き込みテンションの比を１．０８〜１．３
３の範囲内に設定すると電極体の内部短絡や皺の発生防
止に極めて効果的となる。
【００２５】更に、セパレータの巻き込みテンションを
セパレータの幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．０ｇの範囲
に設定すると電極体の巻きずれ防止に極めて効果的とな
る。
セパレータの幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．０ｇの範囲
に設定すると電極体の巻きずれ防止に極めて効果的とな
る。
【図１】本発明の電極及びセパレータの巻回テンション
の設定方法を示す図である。
の設定方法を示す図である。
【図２】渦巻状電極体の巻きずれを示す図である。
【図３】本発明が適用された円筒型非水系二次電池の内
部構造を示す断面図である。
部構造を示す断面図である。
【図４】渦巻状電極体の製造方法を示す図である。
【図５】渦巻状電極体の外観図である。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ６ 正極集電体 ７ 負極集電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野末 稔昭 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 正極集電体（６）に正極合剤を塗布して
成るシート状の正極（１）と負極集電体（７）に負極合
剤を塗布して成るシート状の負極（２）をセパレータ
（３）を介在させて巻回する二次電池の渦巻状電極体の
製造方法において、 前記正極（１）及び前記負極（２）の巻き込みテンショ
ンを前記セパレータ（３）の巻き込みテンションより強
めにして巻回することを特徴とする渦巻状電極体の製造
方法。 - 【請求項２】 正極（１）及び負極（２）の巻き込みテ
ンションをセパレータ（３）の巻き込みテンションの
１．０８〜１．３３倍とすることを特徴とする請求項１
記載の渦巻状電極体の製造方法。 - 【請求項３】 セパレータ（３）の巻き込みテンション
を該セパレータ（３）の幅１ｍｍ当たり５．０〜１０．
０ｇとすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の渦巻状電極体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028857A JPH09223518A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 渦巻状電極体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8028857A JPH09223518A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 渦巻状電極体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223518A true JPH09223518A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12260062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8028857A Pending JPH09223518A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 渦巻状電極体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223518A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002050394A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | 電池およびその製造方法 |
| KR101106405B1 (ko) * | 2004-08-02 | 2012-01-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 권취형 전극 조립체의 제조 방법 및 이에 사용되는 장치 |
| JP2019121542A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池および非水電解液二次電池の製造方法 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP8028857A patent/JPH09223518A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002050394A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | 電池およびその製造方法 |
| KR101106405B1 (ko) * | 2004-08-02 | 2012-01-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 권취형 전극 조립체의 제조 방법 및 이에 사용되는 장치 |
| JP2019121542A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池および非水電解液二次電池の製造方法 |
| US11456489B2 (en) | 2018-01-09 | 2022-09-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery |
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