JPH09320640A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH09320640A JPH09320640A JP9055803A JP5580397A JPH09320640A JP H09320640 A JPH09320640 A JP H09320640A JP 9055803 A JP9055803 A JP 9055803A JP 5580397 A JP5580397 A JP 5580397A JP H09320640 A JPH09320640 A JP H09320640A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- 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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- 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)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
るいは破裂することのない安全性に優れた非水電解液二
次電池を提供する。 【解決手段】 正極活物質は遷移金属のリチウム含有複
合酸化物を、負極活物質には炭素材をそれぞれ長尺状の
金属箔上に塗着して正極板および負極板とし、この両極
板をセパレータを介して渦巻状にした極板群を収納した
電池において、正極板の一部に正極活物質を塗着しない
金属箔露出部分を設け、電池側面が押圧された際には前
記金属箔が露出した部分と負極板とがセパレータを破っ
て接触するように構成したものである。
Description
いて構成した極板群を備えた非水電解液二次電池の安全
性に関するものである。
活物質に遷移金属酸化物や硫化物、例えば二酸化マンガ
ン、二硫化モリブデンなどを、負極活物質には金属リウ
チムを用いた電池系が提案されてきた。しかし、この電
池では、充電時に析出する負極のリチウムの形状が針状
や苔状になり、これがセパレータを貫通して正極と接触
し、内部短絡や発火の原因となるなど安全性に問題があ
る。
ション、デインターカレーションする化合物を用いた電
池が提案されてきた。この電池では充電時にリチウムが
負極上に析出することはなく安全性が向上することが期
待できるとともに急速充電特性にも優れており現在さか
んに研究開発が行われている。
CoO2やLiNiO2等のリチウム含有金属酸化物が用
いられ、負極活物質には可逆的にリチウムをインターカ
レーション、デインターカレーションできる炭素材等が
用いられている。
系の電解液を用いているので大電流での放電特性を確保
するためには電極面積を大きくする必要があり、現在で
は正極、負極活物質を金属箔上に塗布した長尺状の薄い
極板をポリオレフィン樹脂製のセパレータを介して渦巻
状に構成している。
ミ収集車に巻き込まれた場合や自動車に踏み潰された場
合を仮定して電池を圧壊する実験を行うと、数多くの電
池の中で発火あるいは破裂にいたるものがあった。発火
にいたる基因を調べると電池を圧壊することにより、セ
パレータが破れ正極板と負極板が接触、短絡し発熱する
ためであった。
あり、電池が潰された場合も発火あるいは破裂すること
のない安全性に優れた非水電解液二次電池を提供するも
のである。
リチウム含有遷移金属酸化物を負極に炭素材をそれぞれ
用い、これらをそれぞれ金属箔上に塗着した正極板およ
び負極板をセパレータとともに渦巻状に巻回した非水電
解液二次電池において、正極板の一部に正極活物質を塗
着しない金属箔露出部分を設けたものであり、電池側面
が押圧された際には、前記金属箔が露出した部分と負極
板とがセパレータを破って接触するように構成したもの
である。
おいて、正極活物質を塗着しない金属箔露出部分の長さ
が極板群の最外周以上の長さである正極板を用いて構成
したものである。
セパレータとともに渦巻状に巻回した極板群を収納した
非水電解液二次電池では、正極板の一部の正極活物質を
塗着しない部分は、電池を潰して電池内部で短絡が生じ
た場合でも正極活物質が塗着された部分と比較して極端
に電気抵抗が小さいためにジュール熱による発熱が抑え
られ電池が発火することはない。さらに、正極活物質と
塗着しない部分の長さを極板群の最外周以上の長さにす
ることにより電池がどのような潰れ様をした場合でも、
この部分で短絡が起こるのでジュール熱による発熱が抑
えられ、電池が発火するようなことはない。従って、正
極板の一部に正極活物質を塗着しない部分を設けた正極
板を用いて構成した電池は、電池が潰れて内部短絡を生
じた場合でも発火せず、安全性を向上させることができ
る。
ながら説明する。図1に本発明の効果を示すために試作
した円筒形リチウム二次電池の構造を示す。この電池の
寸法は、直径20mm、総高70mmである。
リチウム(Li2CO3)と四酸化三コバルト(Co
3O4)を混合して空気中において900℃で焼成したコ
バルト酸リチウム(LiCo3O2)を活物質とし、これ
に導電剤として人造黒鉛を5重量%混合した後、結着剤
としてポリ四フッ化エチレン樹脂の水性ディスパージョ
ンを5重量%練合してペースト状とした合剤を、アルミ
ニウム箔からなる芯材の両面に塗着、乾燥し圧延した
後、幅57mm、長さ520mmの大きさに切り出した
ものである。ただし上記正極板1は、図2のように長さ
方向の端から57mm部分は極板の両面に正極活物質2
を塗着しておらずアルミニウム箔露出部分3を設けてい
る。またこの部分の逆端部に正極リード片4をスポット
溶接している。
m)を活物質とし、結着剤として活物質に対して5重量
%のスチレンブタジエンゴムを混合した後、カルボキシ
メチルセルロース水溶液に懸濁させてペースト状とした
合剤を、銅箔からなる芯材の両面に塗着、乾燥し圧延し
て、厚さ0.2mm、幅59mm、長さ550mmの大
きさに切り出したものである。またこの負極板の端部に
は負極リード片7をスポット溶接している。
孔性フィルムを、正極板1および負極板5よりも幅広く
裁断して用いた。
はリード片7とは逆側を中心として、セパレータととも
に全体を渦巻状に巻回して、セパレータが極板群の外周
部分を1周覆うように構成した。この極板群の直径は1
8mmである。
セパレータ6を熱収縮させた後、極板群の下側に下部絶
縁リング8を装着し、直径20mm、高さ70mmの電
池ケース9に収納して負極リード片7を電池ケース9に
スポット溶接した。また極板群の上側には上部絶縁リン
グ10を装着し、電池ケース9の上部に溝入れした後、
非水電解液を注入した。電解液にはエチレンカーボネー
ト(EC)とジエチルカーボネート(DEC)を体積比
で1:1で混合し、1モル/1の六フッ化リン酸リチウ
ム(LiPF6)を溶解させたものを用いた。あらかじ
めガスケットが組み込まれた組立封口板11と正極リー
ド片4をスポット溶接した後、組立封口板11を電池ケ
ース9に装着し、封口し本発明の電池Aとした。
活物質を塗着しない部分の長さを30mmとしたこと以
外は(実施例1)と同等の電池を構成し本発明の電池B
とした。
実施例1と同等な方法で作製した正極板の正極活物質を
塗着しない部分と同じ側の端部に正極リード片4をスポ
ット溶接した正極板を用い、この正極板1と実施例1と
同等な方法で作製した負極板5を、正極板1はリード片
の側から、負極板5はリード片とは逆側を中心として、
セパレータとともに全体を渦巻き状にして巻回して極板
群を構成した。この後は(実施例1)と同様な方法で電
池を構成し、本発明の電池Cとした。
活物質を塗着しない部分の長さを30mmとしたこと以
外は(実施例3)と同等な方法で電池を構成し本発明の
電池Dとした。
(実施例1)と同等な方法で作製した合剤を、アルミニ
ウム箔からなる芯材の両面に塗着、乾燥し圧延した後、
幅57mm、長さ520mmに切り出した後、端部に正
極リード片4をスポット溶接した。この正極板1と実施
例1と同等な方法で作製した負極板5と正極板1はリー
ド片の側から負極板5はリード片とは逆側を中心とし
て、セパレータとともに全体を渦巻き状に巻回して極板
群を構成した。この後は(実施例1)と同等な方法で電
池を構成し、比較例の電池Eとした。
電池Eを50セルずつ用意し、20℃で充電電圧4.2
V、充電時間2時間、制限電流800mAの定電圧・定
電流充電を行い電池の圧壊試験を行った。
の丸棒を用いて、この丸棒が電池の外寸が最も長くなる
方向に対して垂直な方向と平行になるように電池の中央
部に押しつけて、電池の厚みが半分になるまで潰した。
(表1)に圧壊試験による電池の発火率を示す。
D、の発火率を比較例の電池Eと比較すると本発明の効
果は明らかである。正極板の最外周に正極活物質を塗着
しない部分を30mmの長さ分だけ設けた正極板を用い
て作製した電池Bは、電池を圧壊した場合、電池の発火
率を減少させる効果があった。さらに正極活物質を塗着
しない部分の長さを57mmとし、正極活物質がない部
分の長さを極板群の最外周以上の長さ(56.5mm)
にした正極板を用いた電池Aは圧壊試験を行っても電池
が発火する事はなく本発明の効果が最も現れた。また正
極板の巻芯部に正極活物質を塗着しない部分を設けた電
池C、Dも電池の発火率を低減させる効果があった。
O2を用いたが、この他にLiMnO2,LiNiO2,
LiFeO2またはLiM2O4(MはCo,Mn,N
i,Feのいずれか)であっても同様の効果が得られ
る。また本発明の効果は円筒形電池に限定するものでは
なく角形電池においても同等の効果が得られる。
電池は、長尺状の金属箔をそれぞれ用いた正極板と負極
板をセパレータを介して渦巻状に巻回した極板群を用い
ており、前記正極板の一部に正極活物質を塗着しない金
属箔露出部分を設け、電池側面が押圧された場合には前
記正極板の金属箔露出部分と負極板とがセパレータを破
って接触するように構成したものであるので、電池が潰
された場合でもジュール熱による発熱が小さく電池の発
火を防止することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】遷移金属を少なくとも1種含むリチウム複
合酸化物を活物質として含む正極と、炭素材料を活物質
として含む負極と、非水電解液と、セパレータとを備
え、該正極及び負極は活物質層を金属箔上に形成したシ
ートであり、それら正負極の間にセパレータを介して渦
巻き状に巻回して電極群とする電池において、正極板の
一部に活物質層を含まない金属箔露出部分を設け、電池
側面が押圧されてセパレータを破って正負極が接触する
場合、前記金属箔露出部分と負極とが接触するように構
成した非水電解液二次電池。 - 【請求項2】正極活物質の金属箔露出部分の長さが、極
板群の最外周以上である請求項1記載の非水電解液二次
電池。 - 【請求項3】正極活物質は、一般式LiMO2あるいは
LiM2O4(但しMはコバルト、マンガン、ニッケル、
鉄のうちの1種以上)を単独かもしくは混合してなるリ
チウム含有複合酸化物である請求項1記載の非水電解液
二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05580397A JP3489381B2 (ja) | 1996-03-28 | 1997-03-11 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-73529 | 1996-03-28 | ||
JP7352996 | 1996-03-28 | ||
JP05580397A JP3489381B2 (ja) | 1996-03-28 | 1997-03-11 | 非水電解液二次電池 |
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---|---|---|---|
JP2003189371A Division JP3938108B2 (ja) | 1996-03-28 | 2003-07-01 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
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JPH09320640A true JPH09320640A (ja) | 1997-12-12 |
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ID=26396716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05580397A Expired - Fee Related JP3489381B2 (ja) | 1996-03-28 | 1997-03-11 | 非水電解液二次電池 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3489381B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11329408A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Fuji Film Celltec Kk | 非水二次電池用電極シートとこれらを用いた非水二次電池 |
JP2013073796A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | 電池 |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-03-11 JP JP05580397A patent/JP3489381B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH11329408A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Fuji Film Celltec Kk | 非水二次電池用電極シートとこれらを用いた非水二次電池 |
JP2013073796A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | 電池 |
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