JPH0992237A - 円筒型二次電池及びその組電池 - Google Patents

円筒型二次電池及びその組電池

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JPH0992237A
JPH0992237A JP7249941A JP24994195A JPH0992237A JP H0992237 A JPH0992237 A JP H0992237A JP 7249941 A JP7249941 A JP 7249941A JP 24994195 A JP24994195 A JP 24994195A JP H0992237 A JPH0992237 A JP H0992237A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属電池ケースを良好に絶縁できるようにす
ることを目的とする。 【解決手段】 帯状の正極電極及び負極電極をセパレー
タを介して渦巻状に巻回した電極渦巻体を円筒型状の金
属電池ケースに収納してなる円筒型二次電池において、
この金属電池ケースの表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体
層を設けたものである。

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等
の電源として使用して好適な円筒型二次電池及びその組
電池に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
円筒型二次電池として帯状の正極電極及び負極電極をセ
パレータを介して渦巻状に巻回した電極渦巻体を円筒型
状の金属例えばステンレススチール製の電池ケースに収
納するようにしたものが提案されている。
【0003】斯る、金属電池ケースの円筒型二次電池の
複数個を接続して組電池ケースに収納し、組電池として
使用する場合、この円筒型二次電池の金属電池ケース間
を短絡したときには、この短絡した円筒型二次電池間に
電流が流れることになるので、この金属電池ケースを合
成樹脂より成る絶縁シュリンクチューブにより被覆する
如くしていた。
【0004】しかしながら、斯る絶縁シュリンクチュー
ブの絶縁フィルムは金属電池ケースとの密着性が無い為
に、この絶縁フィルムに傷等がつくと、その亀裂が進行
し、この絶縁フィルムがはがれる不都合があった。
【0005】特に、この組電池を電気自動車の電源とし
て使用するときには、常時この組電池に振動が印加され
る為上述の如くして絶縁フィルムがはがれ易い不都合が
あった。
【0006】また、この組電池を電気自動車の電源とし
て使用するときには、この円筒型二次電池の複数個を接
続して組電池ケースに収納する場合、堅固に固定する必
要があり、一般にこの円筒型二次電池に取り付け部を設
け、ボルト等により組電池ケースに締結することが行な
われているが、この場合には比較的大きなスペースを必
要とすると共に重量が重くなる不都合があった。
【0007】本発明は斯る点に鑑み、金属電池ケースを
良好に絶縁できるようにすると共に組電池を比較的小型
且つ比較的軽量化することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明円筒型二次電池は
帯状の正極電極及び負極電極をセパレータを介して渦巻
状に巻回した電極渦巻体を円筒型状の金属電池ケースに
収納してなる円筒型二次電池において、この金属電池ケ
ースの表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層を設けたもの
である。
【0009】斯る本発明によれば、金属電池ケースの表
面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層を設けたので、このウ
レタン系ゴム弾性絶縁体層が傷ついても、このウレタン
系ゴム弾性絶縁体層がはがれることがなく、この金属電
池ケースの表面を良好に絶縁できる。
【0010】また本発明円筒型二次電池の組電池は帯状
の正極電極及び負極電極をセパレータを介して渦巻状に
巻回した電極渦巻体を円筒型状の表面にウレタン系ゴム
弾性絶縁体層を設けた円筒型状の金属電池ケースに収納
してなる円筒型二次電池を複数個接続して、組電池ケー
スに収納するようにした組電池において、この円筒型二
次電池をウレタン系弾性シーラントによりこの組電池ケ
ースに接着固定するようにしたものである。
【0011】斯る本発明によれば、円筒型二次電池の金
属電池ケースの表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層を設
けると共にこの円筒型二次電池をウレタン系弾性シーラ
ントにより組電池ケースに接着固定しているので、円筒
型二次電池を堅固に組電池ケースに固定でき、比較的小
型且つ軽量の組電池が得られる。
【0012】また本発明によれば表面にウレタン系ゴム
弾性絶縁体層を有する円筒型二次電池をウレタン系弾性
シーラントにより組電池ケースに接着固定しているので
耐振動性、耐衝撃性が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明円筒
型二次電池及びその組電池を円筒型非水電解液二次電池
である円筒型リチウムイオン二次電池及びその組電池に
適用した例につき説明しよう。
【0014】本例による円筒型リチウムイオン二次電池
は図1〜図3に示す如く、帯状の正極電極2及び負極電
極3をセパレータ8を介して渦巻状に巻回した電極渦巻
体14を例えばステンレススチール板より成る円筒型状
の金属電池ケース10に収納する如くする。
【0015】この負極電極3は次のようにして作製す
る。即ち、この負極電極3の負極活物質6は、出発原料
として石油ピッチを用い、これを酸素を含む官能基を1
0〜20%導入(いわゆる酸素架橋)した後、不活性ガ
ス気流中1000℃で熱処理して、ガラス状炭素に近い
性質を持った炭素材料を得、この炭素材料を粉砕した平
均粒径20μmの炭素材料粉末を使用する。
【0016】この炭素材料粉末を90重量部と、結着剤
としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)10重量部と
を混合し、この混合物を溶剤N−メチルピロリドンに分
散してスラリー状とし、このスラリー状の負極活物質6
を図2に示す如く、厚さ10μmの帯状銅箔より成る負
極集電体7の両面に均一に塗布して、厚さ180μmの
負極電極原板を作成し、これを348mm×6940m
mの大きさの帯状にカットすると共に図2に示す如く、
この負極集電体7の一側より延長する如く所定ピッチ
で、所定幅所定長の短冊状リード7aを設け、帯状の負
極電極3を得た。この場合、本例ではこの短冊状リード
7aのピッチを15mm、幅を10mm、長さを30m
mとした。
【0017】また正極電極2は次のように作製する。平
均粒径15μmのLiCoO2 の粉末を91重量部と、
導電剤としてグラファイトを6重量部と、結着材として
フッ化ビニリデンを3重量部とを混合し、この混合物を
溶剤N−メチルピロリドンに分散してスラリー状とし、
このスラリー状の正極活物質4を図2に示す如く、厚さ
20μmの帯状アルミ箔より成る正極集電体5の両面に
均一に塗布して、厚さ150μmの正極電極原板を作成
し、これを344mm×7150mmの大きさの帯状に
カットすると共に図2に示す如く、この正極集電体5の
他側より延長する如く所定ピッチで、所定幅、所定長の
短冊状リード5aを設け帯状の正極電極2を得た。この
場合、本例ではこの短冊状リード5aのピッチを15m
m、幅を10mm長さを30mmとした。
【0018】またセパレータ8としては厚さ38μmの
微小孔が形成されているポリエチレンのシートを353
mm×7600mmの大きさにカットしたものを使用す
る。
【0019】本例においては、図2に示す如く上述の帯
状のセパレータ8、帯状の負極電極3、帯状のセパレー
タ8及び帯状の正極電極2を順次重ね合わせ、内芯11
に渦巻状に巻回し、電極渦巻体14を得た。
【0020】この場合正極電極2の正極集電体5の短辺
方向に延長した短冊状リード5aと負極電極3の負極集
電体7の短辺方向に延長した短冊状リード7aとが夫々
この電極渦巻体14の一側及び他側に位置する如くす
る。
【0021】この内芯11は例えば外径17mm、内径
14mm、長さ354mmのアルミニウムの円筒体とす
る。
【0022】この電極渦巻体14の正極集電体5よりの
短冊状リード5a側の内芯11に図1,図3に示す如く
アルミニウムより成る円盤状部12aとその中心部より
突出した円柱部12bとを有する正極端子12を絶縁カ
ラー13を介して固定し、この正極端子12の円盤状部
12aの外周に全周に亘って、この短冊状リード5aを
押え金具17で挟んだ状態でレーザー溶接して接続固定
する如くする。
【0023】また電極渦巻体14の負極集電体7よりの
短冊状リード7a側の内芯11に図1に示す如く銅より
成る円盤状部15aとその中心部より突出した円柱部1
5bとを有する負極端子15を絶縁カラー16を介して
固定し、この負極端子15の円盤部15aの外用の全周
に亘って、この短冊状リード7aを押え金具17で挟ん
だ状態でレーザー溶接して接続固定する如くする。
【0024】この電極渦巻体14の両端に夫々固定され
た正極端子12及び負極端子15の夫々の円柱部12b
及び15bに夫々所定厚のステンレススチール板より成
る円形の天板20a及び20bをパッキン21a及び2
1b、セラミック突き当て22a及び22bセラミック
ワッシャ23a及び23bを夫々組み込み、その後、ナ
ット24a及び24bで締め込んで、この部分を密封に
固定する。またこの正極端子12及び負極端子15の夫
々の円柱部12b及び15bに結線用のコネクタを固定
するボルト27a及び27bを螺着する。
【0025】その後この天板20a及び20bが固定さ
れた電極渦巻体14を例えば厚さ0.4mmのステンレ
ススチール板より成る円筒型状の電池ケース10に挿入
し、その後この電池ケース10の一端及び他端と天板2
0a及び20bの夫々の外周とをレーザー溶接して気密
に固定する如くする。
【0026】図面において、25a及び25bは夫々電
解液注入口を封止するメクラ栓を示し、26a及び26
bは夫々この電池ケース10内の気圧が所定気圧以上と
なったときに内部の気体を抜くための開放弁装置を示
す。
【0027】本例においては、この電解液注入口より電
解液を注入する。この電解液としてはプロピレンカーボ
ネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒中にLiP
6を1モル/lの割合で溶解したものである。
【0028】本例においては、この円筒型状の電池ケー
ス10の表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層30を設け
る。この電池ケース10の表面にウレタン系ゴム弾性絶
縁体層30を設けるのに、この円筒型状の電池ケース1
0の表面を液体ホーニングで前処理し、その後液状のウ
レタン系ゴム弾性絶縁体を塗布し、乾燥させ固着させ
る。
【0029】このウレタン系ゴム弾性絶縁体層30の厚
みは絶縁性能を満足させるのに50μm以上であること
が好ましく、また電池重量、体積の増大を考慮して20
0μm以下にすることが望ましい。
【0030】斯る本例によれば、円筒型状の電池ケース
10の表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層30を設けた
ので、このウレタン系ゴム弾性絶縁体層30が傷ついて
も、このウレタン系ゴム弾性絶縁体層30がはがれるこ
とがなく、この電池ケースの表面を良好に絶縁すること
ができる。
【0031】また、本例においては図4に示す如く上述
の如き円筒型リチウムイオン二次電池40を複数個例え
ば8個を直列接続して組電池ケース41に収納し、組電
池とする。
【0032】この組電池ケース41は、アクリルニトリ
ル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS)、ポリ
ブチレンテレフタレート(PBT)等により樹脂モール
ドにより作製したもので、この組電池ケース41はこの
円筒型リチウムイオン二次電池40を固定する上カバー
41a、中カバー41b及び下カバー41cを有し、之
等上カバー41a、中カバー41b及び下カバー41c
に夫々所定数のこの円筒型リチウムイオン二次電池40
の円筒型状電池ケース10に当接するリブ42を夫々形
成する。
【0033】本例においては、この夫々のリブ42に溝
を設け、このリブ42の溝にウレタン系弾性シーラント
例えば(株)横浜ゴム製のハマタイトWS−55を充填
して、このウレタン系樹脂シーラントによりこの8個の
円筒型リチウムイオン二次電池40と上カバー41a、
中カバー41b及び下カバー41cとを接着固定し一体
化する。
【0034】図4において、43はこの8個の円筒型リ
チウムイオン二次電池40を直列接続する為のコネクタ
を示し、41d及び41eは、この組電池ケース41を
構成し、この円筒型リチウムイオン二次電池40の正極
及び負極端子部を被う表端子カバー及び裏端子カバーを
示し、この表端子カバー41d及び裏端子カバー41e
は接着剤により上カバー41a、中カバー41b及び下
カバー41cに接着固定し、之等と一体化する。
【0035】また表端子カバー41dに、この組電池の
電極端子44a及び44bを設ける如くする。
【0036】本例は上述の如く円筒型リチウムイオン二
次電池の電池ケース10の表面にウレタン系ゴム弾性絶
縁体層30を設けると共にこの円筒型リチウムイオン二
次電池40をウレタン系弾性シーラント31により組電
池ケース41のリブ42に接着固定しているので(図5
参照)、この円筒型リチウムイオン二次電池40を堅固
にこの組電池ケース41に固定でき、比較的小型且つ軽
量の組電池を得ることができる。
【0037】また本例によれば表面にウレタン系ゴム弾
性絶縁体層30を有する円筒型リチウムイオン二次電池
40をウレタン系弾性シーラント31により組電池ケー
ス41に接着固定しており、このウレタン系ゴム弾性絶
縁体層30及びウレタン系弾性シーラント31は弾性体
であるため振動衝撃を吸収し、耐振動性、耐衝撃性の優
れたものが得られる。
【0038】尚、上述実施例においては本発明を円筒型
リチウムイオン二次電池に適用した例につき述べたが、
本発明をその他の円筒型二次電池に適用できることは容
易に理解できよう。また、上述実施例では電池ケース1
0としてステンレススチール板により形成したが、その
他の金属であっても良い。
【0039】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。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、金属電池ケースの表面
にウレタン系ゴム弾性絶縁体層を設けたので、このウレ
タン系ゴム弾性絶縁体層が傷ついても、このウレタン系
ゴム弾性絶縁体層がはがれることがなく、この金属電池
ケースの表面を良好に絶縁できる利益がある。
【0041】また本発明によれば円筒型二次電池の金属
電池ケースの表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層を設け
ると共にこの円筒型二次電池をウレタン系弾性シーラン
トにより組電池ケースに接着固定しているので、円筒型
二次電池を堅固に組電池ケースに固定でき、比較的小型
且つ軽量の組電池を得ることができる利益がある。
【0042】また本発明によれば表面にウレタン系ゴム
弾性絶縁体層を有する円筒型二次電池をウレタン系弾性
シーラントにより組電池ケースに接着固定しているの
で、耐振動性、耐衝撃性が良い利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明円筒型二次電池の一実施例を示す断面図
である。
【図2】図1の要部の説明に供する線図である。
【図3】図1の一部拡大断面図である。
【図4】本発明の円筒型二次電池の組電池の実施例を示
す分解斜視図である。
【図5】図4の要部の説明に供する線図である。
【符号の説明】
2 正極電極 3 負極電極 5 正極集電体 5a 短冊状リード 7 負極集電体 7a 短冊状リード 8 セパレータ 10 金属電池ケース 11 内芯 12 正極端子 15 負極端子 30 ウレタン系ゴム弾性絶縁体層 31 ウレタン系弾性シーラント 41 組電池ケース 42 リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 秀哉 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 の1 株式会社ソニー・エナジー・テック 内 (72)発明者 清水 達夫 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 の1 株式会社ソニー・エナジー・テック 内 (72)発明者 岩津 聡 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 片山 喜代志 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 の1 株式会社ソニー・エナジー・テック 内 (72)発明者 宮本 丈司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状の正極電極及び負極電極をセパレー
    タを介して渦巻状に巻回した電極渦巻体を円筒型状の金
    属電池ケースに収納してなる円筒型二次電池において、 前記金属電池ケースの表面にウレタン系ゴム弾性絶縁体
    層を設けたことを特徴とする円筒型二次電池。
  2. 【請求項2】 帯状の正極電極及び負極電極をセパレー
    タを介して渦巻状に巻回した電極渦巻体を円筒型状の表
    面にウレタン系ゴム弾性絶縁体層を設けた円筒型状の金
    属電池ケースに収納してなる円筒型二次電池を複数個接
    続して組電池ケースに収納するようにした組電池におい
    て、前記円筒型二次電池をウレタン系弾性シーラントに
    より前記組電池ケースに接着固定したことを特徴とする
    円筒型二次電池の組電池。
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