JPH10135079A - 巻回式二次電池 - Google Patents

巻回式二次電池

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JPH10135079A
JPH10135079A JP8291855A JP29185596A JPH10135079A JP H10135079 A JPH10135079 A JP H10135079A JP 8291855 A JP8291855 A JP 8291855A JP 29185596 A JP29185596 A JP 29185596A JP H10135079 A JPH10135079 A JP H10135079A
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JP
Japan
Prior art keywords
positive
lead
negative
current collector
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP8291855A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kawamoto
浩二 川本
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10135079A publication Critical patent/JPH10135079A/ja
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正負のリード部が接触する危険がなく、単位
体積当たりの静電容量を高くできる巻回式二次電池を提
供する。 【解決手段】 短冊状の集電体14に活物質16を塗布
した分極性電極をセパレータ26を介して積層した。集
電体14には、その長手方向の一端側に集電体14が延
長されたリード取り出し部22、24が形成されてお
り、積層される際に集電体14の長手方向において互い
に反対側に配置される。積層された分極性電極及びセパ
レータ26は金属棒28を中心として巻回され、金属ケ
ース20の中に収納される。この際、リード取り出し部
22、24は金属ケース20の中心部と外周部とに配置
され、その占める容積を小さくできるので、その分静電
容量を多く確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層キャパシ
タ、リチウムイオン二次電池、Ni−MH二次電池等に
応用される巻回式二次電池の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、短冊状に形成された正負の電
極をセパレータを介して積層し、これを巻回して構成さ
れたコンデンサ素子をケースに収容したタイプの巻回式
二次電池が知られており、例えば電気二重層キャパシ
タ、リチウムイオン二次電池、Ni−MH二次電池等に
応用されている。特開平4−152616号公報には、
このような巻回式二次電池のうち、電気二重層キャパシ
タの例が開示されている。
【0003】図4には、上記従来例の電気二重層キャパ
シタに使用される正負の分極性電極が示され、図5に
は、上記従来例の電気二重層キャパシタの断面図が示さ
れる。図4において、正負の分極性電極10、12は、
それぞれ集電体14の上に活物質16が塗布されて構成
されており、活物質16が塗布される幅は集電体14の
幅よりも長さlだけ狭くなっている。この集電体14の
活物質が塗布されていない部分がリード取り出し部2
2、24として使用される。
【0004】このように形成された正負の分極性電極1
0、12をセパレータ(図示せず)を介して積層し、こ
れを巻回してコンデンサ素子18とする。図5に示され
るように、このコンデンサ素子18は金属ケース20の
中に収められている。この時、例えば、図4に示される
ように、リード取り出し部22、24が、集電体14の
幅方向で互いに反対側を向くように分極性電極10、1
2を配置し、これを巻回した場合には、リード取り出し
部22、24が金属ケース20中で上下に配置されるこ
とになる。このリード取り出し部22、24は、それぞ
れ正極及び負極として使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、上述の通り、正負のリード取り出し部22、
24が、正極及び負極でコンデンサ素子18の上下に分
かれて設けられているが、リード取り出し部22、24
の幅lは、少なくとも10mm程度は必要であるので、
金属ケース20内でリード取り出し部22、24が占め
る容積が大きくなる。このため、電気二重層キャパシタ
の容積あたりの静電容量が減少するという問題があっ
た。
【0006】この問題を解決するためには、正負のリー
ド取り出し部22、24を、両方ともコンデンサ素子1
8の上下の一方側に設ければよい。しかし、電気二重層
キャパシタの充放電が繰り返されると、発熱による膨
張、収縮が繰り返され、コンデンサ素子18が回転し配
置がずれる場合がある。このため、リード取り出し部2
2、24が同じ側に配置されていると、コンデンサ素子
18の回転により、正負のリード取り出し部22、24
が接触するおそれがある。また、この時リード取り出し
部22、24が切断されるおそれもある。
【0007】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、正負のリード部が接触する危険
がなく、単位体積当たりの静電容量を高くできる巻回式
二次電池を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、短冊状に形成された正負の電極をセパレ
ータを介して積層し、これを巻回してなる巻回式二次電
池であって、正負の電極の長手方向の一端側には、幅方
向に電極が延長されたリード取り出し部が設けられてお
り、このリード取り出し部は、正電極と負電極とで長手
方向において互いに反対側に配置されたことを特徴とす
る。
【0009】また、上記発明において、正電極と負電極
とセパレータとは複数積層されることが好適である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。なお、以下では、本発明に
係る巻回式二次電池の実施形態として電気二重層キャパ
シタの場合を説明する。
【0011】図1には、本実施形態の電気二重層キャパ
シタに使用される電極及びセパレータが示される。図1
において、正負の分極性電極10、12は、それぞれ集
電体14に、活性炭、カーボンブラック、PTFEから
なる活物質16を塗布した構成となっている。このよう
な正負の分極性電極10、12は、セパレータ26を介
して積層される。この際、正負の分極性電極10、12
及びセパレータ26は、それぞれ複数枚積層することも
好適である。なお、積層された分極性電極10、12の
うち、セパレータ26に対向しないすなわち一番外側の
活物質16は充放電に寄与しないので塗布しなくてもよ
い。
【0012】図1に示されるように、集電体14は短冊
状の形状をしており、その長手方向の一端側には、正負
の分極性電極10、12の幅方向に集電体14が延長さ
れたリード取り出し部22、24が設けられている。正
の分極性電極10と負の分極性電極12とは、このリー
ド取り出し部22、24が、長手方向で互いに反対側に
配置されるように積層される。
【0013】以上のように積層された正負の分極性電極
10、12とセパレータ26とは、図2に示されるよう
に巻回される。これにより、正の分極性電極10のリー
ド取り出し部22が円筒状のコンデンサ素子18の中心
に位置し、負の分極性電極12のリード取り出し部24
がコンデンサ素子18の外周部に配置される。
【0014】このようなコンデンサ素子を有底筒状の金
属ケース20内に収納し、電気二重層キャパシタとして
構成されたものの断面図が図3に示される。図3におい
て、正負の分極性電極10、12及びセパレータ26を
巻回して構成されたコンデンサ素子18の中心部には、
金属棒28が挿入されている。すなわち、コンデンサ素
子18を形成する際には、この金属棒28の周囲に分極
性電極10、12及びセパレータ26を巻き付けてい
く。これにより、金属棒28を中心として正極側のリー
ド取り出し部22を有する集電体14から外側に向かっ
て活物質16、セパレータ26の順に交互に積層されて
いき、コンデンサ素子18の外周部に負極側リード取り
出し部24を有する集電体14が配置される。なお、図
3に示された例においては、一番内側の集電体14の金
属棒28に接する面及び一番外側の集電体14の金属ケ
ース20に接する面には活物質が塗布されていない。
【0015】上記構成においては、中心部に設けられた
正極側リード取り出し部22及び外周部に設けられた負
極側リード取り出し部24をそれぞれ外部電極と接続す
る。これにより、金属ケース20の上下に静電容量に寄
与しないリード取り出し部22、24用の空間を取る必
要がなく、体積当たりの容量を向上させることができ
る。また、正負の分極性電極10、12の積層数を増加
させ、正極側、負極側のリード取り出し部22、24の
数を増やすことにより、リード取り出し部22、24の
抵抗を下げることができる。
【0016】なお、電解液としては、例えばテトラエチ
ルアンモニウムテトラフルオロボレート等の電解質をプ
ロピレンカーボネート等に溶解したものを使用し、これ
を分極性電極10、12及びセパレータ26に含浸させ
て電気二重層キャパシタとする。コンデンサ素子18の
中央部に配置された金属棒28は、金属ケース20の底
部と絶縁体30を介して絶縁されており、頭部の開口部
32において絶縁体34により支持されている。
【0017】以下に本発明に係る電気二重層キャパシタ
の具体例を実施例として説明する。
【0018】実施例.リード取り出し部を有し、大きさ
が300mm×100mmのアルミ箔上に、活性炭と導
電化材であるカーボンブラックと結着剤であるPTFE
を混合した活物質を塗布し、分極性電極を形成した後、
これをセパレータを介して正極13枚、負極13枚を積
層した。この際、対向する電極のない最内周部及び最外
周部の活物質は塗布していない。積層された正負の分極
性電極の厚みは、約5mmであり、これを図2に示され
るように巻回したコンデンサ素子を直径50mm、長さ
100mmのアルミケース内に収納した。なお、正負の
分極性電極及びセパレータを巻回する際には、図3のよ
うに、中心にアルミ棒を配置しこれに巻き付けた。正極
側のリード取り出し部は、このアルミ棒にスポット溶接
し、これを前述したアルミケース内に収納後、最外周部
の負極側リード取り出し部をアルミケースにスポット溶
接した。これによりコンデンサ素子がアルミケースに固
定される。
【0019】アルミ棒は、アルミケースと接触しないよ
うに、アルミケースの底部と頭部で絶縁体である樹脂等
により電気的に絶縁される。次に外部端子を、ケース上
部から中心部が正極、外周部が負極となるように形成し
た。なお、正極は、前述したアルミ棒の延長であり、負
極は前述したアルミケースであって、これらの間は前述
した樹脂等で絶縁されている。
【0020】以上のように構成したことにより、例えば
BNCコードのように、正極と負極とが円筒の中心部と
外周部とに分離されるので、互いに接触するおそれがな
く、さらに常に中心が正極、外周が負極としておくこと
により接続を間違えるおそれもない。また、中心に正極
があるので、接続した際に、正極が外部に露出すること
がないので、これによっても外部短絡のおそれがなくな
る。
【0021】上記実施例においては、図5に示される従
来例のように、コンデンサ素子の上下にリード取り出し
部を設けていないので、体積当たりの容量を大きくする
ことができる。上述した直径50mm、長さ100mm
のアルミケースに収納する場合、本実施例においては9
60Fの容量が確保されたが、従来例の方式では同じサ
イズで850Fの容量であった。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集電体の長手方向の一端に設けられたリード取り出し部
が、正極、負極で反対方向に配置されているので、巻回
した場合に一方の極のリード取り出し部が中心部に位置
し、他方の電極のリード取り出し部が外周部に位置する
ことになり、正極、負極間でショート等の危険がない。
また、リード取り出し部の占める容積を小さくすること
ができるので、単位体積当たりの静電容量を大きくする
ことができる。
【0023】さらに、正負の分極性電極及びセパレータ
の積層数を増加させれば、正極側、負極側のリード取り
出し部も数が増えるので、リード取り出し部の抵抗を低
減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電気二重層キャパシタに使用さ
れる分極性電極及びセパレータの説明図である。
【図2】 図1に示された分極性電極及びセパレータを
巻回した様子を示す図である。
【図3】 本発明に係る電気二重層キャパシタの断面図
である。
【図4】 従来における電気二重層キャパシタに使用さ
れる分極性電極の説明図である。
【図5】 従来における電気二重層キャパシタの断面図
である。
【符号の説明】
10 正極側分極性電極、12 負極側分極性電極、1
4 集電体、16 活物質、18 コンデンサ素子、2
0 金属ケース、22 正極側リード取り出し部、24
負極側リード取り出し部、26 セパレータ、28
金属棒、30絶縁体、32 開口部、34 絶縁体。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 短冊状に形成された正負の電極をセパレ
    ータを介して積層し、これを巻回してなる巻回式二次電
    池であって、 前記正負の電極の長手方向の一端側には、幅方向に前記
    電極が延長されたリード取り出し部が設けられており、
    このリード取り出し部は、前記正電極と負電極とで長手
    方向において互いに反対側に配置されたことを特徴とす
    る巻回式二次電池。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の巻回式二次電池におい
    て、前記正電極と負電極とセパレータとが複数積層され
    たことを特徴とする巻回式二次電池。
JP8291855A 1996-11-01 1996-11-01 巻回式二次電池 Pending JPH10135079A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243669A (ja) * 1999-02-18 2000-09-08 Nippon Chemicon Corp コンデンサ
EP1256965A2 (de) * 2001-04-10 2002-11-13 Robert Bosch Gmbh Kondensator
US11404752B2 (en) 2017-12-21 2022-08-02 Lg Energy Solution, Ltd. Cylindrical secondary battery including welding pole

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