JPH09306470A - 非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池

Info

Publication number
JPH09306470A
JPH09306470A JP8121934A JP12193496A JPH09306470A JP H09306470 A JPH09306470 A JP H09306470A JP 8121934 A JP8121934 A JP 8121934A JP 12193496 A JP12193496 A JP 12193496A JP H09306470 A JPH09306470 A JP H09306470A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
strip
current collector
shaped
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8121934A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Yoshida
吉田  浩明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP8121934A priority Critical patent/JPH09306470A/ja
Publication of JPH09306470A publication Critical patent/JPH09306470A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高容量でかつ高率放電が可能な非水電解質二
次電池を提供することである。 【解決手段】 アルミニウム基板からなる帯状の正極集
電体11の両面または片面に、少なくとも一方の側縁部
の領域を除いてリチウムコバルト酸化物、導電剤および
結着剤からなる正極合材層14を塗工することにより、
少なくとも一方の側縁部に未塗工部12を有する帯状正
極板1を形成する。正極集電体11の未塗工部12に複
数の正極リード端子4を超音波溶接により接続する。電
極幅Lに対する未塗工部12の幅Wの割合は0.7%以
上20%以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯状正極板および
帯状負極板を有する非水電解質二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】リチウム二次電池(リチウムイオン二次
電池)は、高エネルギー密度を有しかつ軽量性に優れる
ことから種々の分野で用いられている。特に、駆動機
器、携帯電子機器、電気自動車等の電源として用いられ
るリチウム二次電池は、高率放電性能が要求される。非
水電解質の抵抗は水溶液系電解質に比べて著しく大きい
ために、高率放電性能を得るためには電極を大面積化し
て対向面積を増やす必要がある。そのため、非水電解質
のリチウム二次電池では、水溶液系二次電池の電極と比
較して極めて薄い帯状電極が必要となる。
【0003】図8、図9および図10は従来のリチウム
二次電池における電極の製造方法を示す図である。ま
ず、図8に示すように、金属箔からなる帯状の集電体5
0の表面に塗布装置60を用いてスラリー状の電極ペー
スト52を間欠塗工した後、乾燥させる。集電体50上
の電極ペースト52間には未塗工部51が形成される。
【0004】次に、図9に示すように、集電体50をス
リッタを用いて破線で示すように所定幅に切断すること
により帯状電極板を形成する。その後、図10に示すよ
うに、集電体50の間欠した未塗工部51にリード端子
53を溶接する。このようにして製造された帯状正極板
と帯状負極板とをセパレータを介して巻回または積層す
ることにより発電素子を組み立てる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車等に用いられる大型リチウム二次電池では、100
〜400Wh級という高容量で、かつ20〜1000A
という高率放電性能が要求される。このような高率放電
性能を得るためには、10〜50本のリード端子が必要
となる。集電体の間欠した未塗工部にリード端子を溶接
する上記の方法では、多数のリード端子を溶接するため
に未塗工部を複数設けると、電極板の面積に対する未塗
工部の面積の割合が大きくなり、電池のエネルギー密度
が低下するという問題が発生する。そのため、高い電池
容量を得ることが困難となる。
【0006】本発明の目的は、高容量でかつ高率放電が
可能な非水電解質二次電池を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る非水電解質二次電池は、帯状の集電体に合材層が
形成されてなる帯状電極板を有する非水電解質二次電池
において、集電体の表面に少なくとも一方の側縁部の領
域を除いて合材層が形成され、集電体における合材層の
未形成領域にリード端子が取り付けられたものである。
【0008】本発明に係る非水電解質二次電池において
は、集電体の表面に合材層の未形成領域が形成され、そ
の未形成領域にリード端子が取り付けられているので、
帯状電極板の面積に対する合材層の面積の割合を高く保
ちつつリード端子の本数または面積を増加させることが
できる。したがって、高容量でかつ高率放電が可能とな
る。
【0009】特に、集電体における合材層の未形成領域
に複数のリード端子が接続されることが好ましい。それ
により、高率放電性能を容易に得ることができる。ま
た、集電体の幅に対する合材層の未形成領域の幅の割合
は0.7%以上20%以下であることが好ましい。それ
により、リード端子の取り付け強度を確保するととも
に、高い電池容量を得ることができる。特に、集電体の
幅に対する合材層の未形成領域の幅の割合が1%以上1
0%以下であることがさらに好ましい。それにより、リ
ード端子の高い取り付け強度を確保することができ、よ
り高い電池容量を得ることができる。
【0010】また、集電体が厚み50μm以下の金属箔
からなることが好ましい。それにより、電極板の大面積
化を図ることができる。なお、上記帯状電極板の構造
は、帯状正極板および帯状負極板の一方が有していても
よく、両方が有していてもよい。ただし、帯状正極板お
よび帯状負極板の両方が上記の構造を有すると、高容量
および高率放電性能を効果的に確保することができる。
【0011】特に、帯状の正極集電体に正極合材層が形
成された帯状正極板と帯状の負極集電体に負極合材層が
形成された帯状負極板とがセパレータを介して巻回また
は積層されてなる非水電解質二次電池において、正極集
電体の表面に少なくとも一方の側縁部の領域を除いて正
極合材層が形成され、かつ負極集電体の表面に少なくと
も一方の側縁部の領域を除いて負極合材層が形成され、
正極集電体における正極合材層の未形成領域に正極リー
ド端子が取り付けられ、負極集電体における負極合材層
の未形成領域に負極リード端子が取り付けられることが
好ましい。
【0012】この場合、帯状正極板の面積に対する正極
合材層の面積の割合ならびに帯状負極板の面積に対する
負極合材層の面積の割合を高く保ちつつ正極リード端子
および負極リード端子の本数または面積を増加させるこ
とができる。したがって、高容量でかつ高率放電が可能
となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照しながら
本発明の一実施例におけるリチウム二次電池およびその
製造方法について説明する。
【0014】まず、図3において、帯状正極板1は、厚
さ20μmのアルミニウム基板(アルミニウム箔)から
なる正極集電体の片面または両面に、リチウムコバルト
複合酸化物(LiCoO2 )を導電剤とともに結着剤を
用いて保持させたものである。帯状正極板1の厚さは例
えば190μmであり、幅は例えば165mmである。
【0015】帯状負極板3は、厚さ18μmの銅基板
(銅箔)からなる負極集電体の片面または両面に黒鉛を
結着剤を用いて保持させたものである。帯状負極板3の
厚さは例えば160μmであり、幅は例えば169mm
である。
【0016】セパレータ2は、ポリエチレン製の微多孔
膜により形成される。このセパレータ2の厚さは例えば
25μmであり、幅は例えば173mmである。ここ
で、図1および図2を参照しながら帯状正極板1の製造
方法を説明する。まず、図1に示すように、アルミニウ
ム基板からなる正極集電体11の表面に、両方の側縁部
の領域を除いてリチウムコバルト複合酸化物、導電剤お
よび結着剤からなる正極合材層14を塗布装置を用いて
塗工する。これにより、正極集電体11の表面の両方の
側縁部に一定幅を有する未塗工部12,13がそれぞれ
形成される。未塗工部12,13では、正極集電体11
が露出している。一方の未塗工部12の幅はWである。
その後、正極集電体11を破線で示すようにスリッタを
用いて切断することにより、他方の未塗工部13を切り
離す。帯状正極板1の幅(電極幅)はLとなる。
【0017】次に、図2に示すように、正極集電体11
の未塗工部12に、複数の正極リード端子4を超音波溶
接により取り付ける。このようにして、帯状正極板1が
製造される。
【0018】なお、未塗工部12の幅Wが電極幅Lの
0.7%よりも小さいと、正極リード端子4の溶接強度
が弱くなるので、電池組み立て時に正極リード端子4が
外れる等の支障が生じる。一方、未塗工部12の幅Wが
電極幅Lの20%を越えると、電池容量が低下する。し
たがって、未塗工部12の幅Wは、電極幅Lの0.7%
〜20%であることが好ましい。
【0019】なお、帯状負極板3の製造方法も図1およ
び図2に示した製造方法と同様である。図3において、
帯状正極板1の正極集電体の未塗工部には、上記のよう
にして複数の正極リード端子4が取り付けられ、帯状負
極板3の負極集電体の未塗工部には、複数の負極リード
端子5が取り付けられている。これらの帯状正極板1お
よび帯状負極板3をセパレータ2を介して重ね合わせ、
アルミニウム製のパイプからなる巻芯6を中心として渦
巻状に巻回することにより円筒形の電極群を作製する。
この電極群が発電素子となる。
【0020】次に、図4に示すように、円筒形の電極群
の外周部をテープ7で固定し、押し潰すことにより長円
形の横断面を有する電極群に成形する。その後、その電
極群を長円形の横断面を有する電池容器(図示せず)に
収納して二重巻き締め封口する。電池容器の寸法は、例
えば、縦50mm、横130mmおよび高さ210mm
とし、電池容量を100Ahとする。正極リード端子4
および負極リード端子5は電池容器に設けられた正極端
子および負極端子に接続する。
【0021】そして、この電池容器内に、エチレンカー
ボネートおよびジメチルカーボネートの1:1(体積
比)の混合溶液に1mol/l(リットル)の六フッ化
燐酸リチウム(LiPF6 )を溶解した電解液を減圧注
入する。
【0022】ここで、図1〜図4に示した方法および条
件で帯状正極板1の未塗工部12の幅Wが異なるリチウ
ム二次電池をそれぞれ20個ずつ作製した。作製された
リチウム二次電池を、20Aの定電流および4.2Vの
定電圧で8時間充電した後、20Aの定電流で2.75
Vまで放電した。そして、電極幅Lに対する未塗工部1
2(正極リード端子接続部)の幅Wの割合(W/L)と
リチウム二次電池の20個中の不良数ならびに放電容量
の関係を測定した。この測定結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1に示すように、W/Lが0.7%以上
20%以下であると、比較的不良数が少なく、かつ比較
的高い放電容量が得られることがわかる。特に、W/L
が1%以上10%以下であると、不良数が極めて少な
く、より高い放電容量が得られる。W/Lが0.5%で
あると、放電容量は高いが、不良数が多くなっている。
これは、電池組み立て時の正極リード端子4の溶接部の
外れによるものと考えられる。また、W/Lが30%に
なると、不良数は少ないが、放電容量が低くなる。した
がって、電極幅Lに対する未塗工部12の幅Wの割合は
0.7%以上20%以下が好ましく、1%以上10%以
下がさらに好ましい。
【0025】なお、帯状負極板3の電極幅Lに対する負
極合材層の一方の未塗工部の幅Wの割合も、帯状正極板
1と同様に、0.7%以上20%以下が好ましく、1%
以上10%以下がさらに好ましい。
【0026】上記のように、本実施例のリチウム二次電
池では、帯状正極板1および帯状負極板3の表面の少な
くとも一方の側縁部に正極合材層および負極合材層の未
塗工部を設け、電極幅Lに対する未塗工部の幅Wの割合
を0.7%以上20%以下に設定することにより、高容
量でかつ高率放電が可能となる。
【0027】図5は帯状正極板1の製造方法の他の例を
示す図である。図5の例では、正極集電体11の両面ま
たは片面に両方の側縁部を除いて正極合材層14を塗工
する。それにより、正極集電体11の表面の両方の側縁
部に未塗工部12が形成される。その後、正極集電体1
1を破線で示すようにスリッタを用いて切断する。この
方法によれば、2つの帯状正極板1を同時に製造するこ
とができる。帯状負極板3も同様にして製造することが
できる。
【0028】なお、上記実施例では、電極群を長円形の
横断面を有する形状に成形しているが、電極群の形状は
これに限定されず、図6(a)に示すように、円筒形で
あってもよい。また、図6(b)に示すように、帯状正
極板および帯状負極板をセパレータを介して重ね合わせ
て折り畳むように積層することにより、電極群を角形に
成形してもよい。
【0029】また、正極リード端子4および負極リード
端子5の形状および溶接方法も上記実施例に限定されな
い。例えば、図7に示すように、帯状正極板の未塗工部
と帯状負極板の未塗工部とが互いに反対側に位置するよ
うに帯状正極板および帯状負極板を配置し、帯状正極板
の未塗工部側の端面に例えば十字形の正極リード端子4
を溶接し、帯状負極板の未塗工部側の端面に例えば十字
形の負極リード端子5を溶接してもよい。なお、正極リ
ード端子4および負極リード端子5の形状は他の形状で
あってもよい。
【0030】さらに、正極合材層および負極合材層は、
上記実施例のものに限定されない。正極合材層として
は、リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2 )の
他、二硫化チタンを始めとして二酸化マンガン、リチウ
ムニッケル複合酸化物、スピネル型リチウムマンガン酸
化物、五酸化バナジウム、三酸化モリブデン等を含む種
々の合材層を用いることができる。また、負極合材層と
しては、黒鉛材料の他、低結晶性の炭素材料、アモルフ
ァスの炭素材料、金属酸化物等を含む種々の合材層を用
いることができる。
【0031】本発明は、リチウム二次電池に限らず、種
々の非水電解質二次電池に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
帯状正極板の第1の製造工程を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
帯状正極板の第2の製造工程を示す平面図である。
【図3】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
電極群の分解斜視図である。
【図4】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
電極群の斜視図である。
【図5】帯状正極板の製造方法の他の例を示す平面図で
ある。
【図6】電極群の形状の他の例を示す斜視図である。
【図7】正極リード端子および負極リード端子の他の例
を示す斜視図である。
【図8】従来のリチウム二次電池における電極板の第1
の製造工程を示す斜視図である。
【図9】従来のリチウム二次電池における電極板の第2
の製造工程を示す平面図である。
【図10】従来のリチウム二次電池における電極板の第
3の製造工程を示す平面図である。
【符号の説明】
1 帯状正極板 2 セパレータ 3 帯状負極板 4 正極リード端子 5 負極リード端子 11 正極集電体 12,13 未塗工部 14 正極合材層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状の集電体に合材層が形成されてなる
    帯状電極板を有する非水電解質二次電池において、前記
    集電体の表面に少なくとも一方の側縁部の領域を除いて
    前記合材層が形成され、前記集電体における前記合材層
    の未形成領域にリード端子が取り付けられたことを特徴
    とする非水電解質二次電池。
  2. 【請求項2】 前記集電体における前記合材層の前記未
    形成領域に複数のリード端子が取り付けられたことを特
    徴とする請求項1記載の非水電解質二次電池。
  3. 【請求項3】 前記集電体の幅に対する前記合材層の前
    記未形成領域の幅の割合は0.7%以上20%以下であ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の非水電解質
    二次電池。
  4. 【請求項4】 帯状の正極集電体に正極合材層が形成さ
    れた帯状正極板と帯状の負極集電体に負極合材層が形成
    された帯状負極板とがセパレータを介して巻回または積
    層されてなる非水電解質二次電池において、前記正極集
    電体の表面に少なくとも一方の側縁部を除いて前記正極
    合材層が形成され、かつ前記負極集電体の表面に少なく
    とも一方の側縁部の領域を除いて前記負極合材層が形成
    され、前記正極集電体における前記正極合材層の未形成
    領域に正極リード端子が取り付けられ、前記負極集電体
    における前記負極合材層の未形成領域に負極リード端子
    が取り付けられたことを特徴とする非水電解質二次電
    池。
JP8121934A 1996-05-16 1996-05-16 非水電解質二次電池 Pending JPH09306470A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8121934A JPH09306470A (ja) 1996-05-16 1996-05-16 非水電解質二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8121934A JPH09306470A (ja) 1996-05-16 1996-05-16 非水電解質二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09306470A true JPH09306470A (ja) 1997-11-28

Family

ID=14823556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8121934A Pending JPH09306470A (ja) 1996-05-16 1996-05-16 非水電解質二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09306470A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075386A (ja) * 2000-09-01 2002-03-15 Honda Motor Co Ltd 円筒型リチウム電池の電極巻取り装置及び円筒型リチウム電池の正極の矯正方法
JP2016058264A (ja) * 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 電極群及び非水電解質電池
JP2020535610A (ja) * 2017-12-01 2020-12-03 寧徳新能源科技有限公司Ningde Amperex Technology Limited 捲回型電池セル
CN112470323A (zh) * 2018-07-30 2021-03-09 松下知识产权经营株式会社 锂二次电池
WO2022163616A1 (ja) * 2021-01-29 2022-08-04 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075386A (ja) * 2000-09-01 2002-03-15 Honda Motor Co Ltd 円筒型リチウム電池の電極巻取り装置及び円筒型リチウム電池の正極の矯正方法
JP2016058264A (ja) * 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 電極群及び非水電解質電池
JP2020535610A (ja) * 2017-12-01 2020-12-03 寧徳新能源科技有限公司Ningde Amperex Technology Limited 捲回型電池セル
CN112470323A (zh) * 2018-07-30 2021-03-09 松下知识产权经营株式会社 锂二次电池
CN112470323B (zh) * 2018-07-30 2024-02-23 松下知识产权经营株式会社 锂二次电池
WO2022163616A1 (ja) * 2021-01-29 2022-08-04 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3743781B2 (ja) 非水電解質二次電池
US8119277B2 (en) Stack type battery
JP3702308B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP3804702B2 (ja) 非水電解質二次電池
WO2011001639A1 (ja) 非水電解質二次電池
KR20080023092A (ko) 조전지
JPH09306471A (ja) 非水電解質二次電池およびその製造方法
WO2011002064A1 (ja) ラミネート形電池
JP4798967B2 (ja) 電気化学素子
US20110293996A1 (en) Stacked secondary battery and production method thereof
JP3631132B2 (ja) 円筒型非水電解液二次電池
US20240047760A1 (en) Secondary battery
JP2001085042A (ja) リチウム二次電池及び捲回型電極体の作製方法
KR20080047165A (ko) 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차전지
JPH11111259A (ja) 捲回式電池
JP2011129446A (ja) ラミネート形電池
JPH11121045A (ja) 非水電解質二次電池
JP2004172038A (ja) リチウム二次電池
JP2009224070A (ja) リチウム二次電池
JPH09306470A (ja) 非水電解質二次電池
JP2002175839A (ja) 密閉型電池
JP2010244865A (ja) ラミネート形電池
JP2002050343A (ja) 二次電池の製造方法および二次電池
JPH10284065A (ja) 非水電解液電池
JPH0973915A (ja) 平角型二次電池の製造方法