JPH10255754A - 電池用極板の集電体とリードとの接続構造及び電池 - Google Patents

電池用極板の集電体とリードとの接続構造及び電池

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JPH10255754A
JPH10255754A JP9078853A JP7885397A JPH10255754A JP H10255754 A JPH10255754 A JP H10255754A JP 9078853 A JP9078853 A JP 9078853A JP 7885397 A JP7885397 A JP 7885397A JP H10255754 A JPH10255754 A JP H10255754A
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JP
Japan
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current collector
lead
thin film
battery
connection structure
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JP9078853A
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Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
Shigeo Komatsu
茂生 小松
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電池の軽量化及び安全化に有効な集電体とリー
ドとの接続構造を提供する。 【解決手段】電池の中で電極の活物質又はホスト物質を
保持する集電体と、この集電体を外部と導通させるリー
ドとの接続構造において、集電体が、樹脂膜Pと樹脂膜
Pの一方の主面に密着した電子伝導性の第一の薄膜E1
と樹脂膜Pの他方の主面に密着した電子伝導性の第二の
薄膜E2との層状体であり、リード2が、両方の薄膜E
1,E2から集電していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
用極板等の電池用極板の集電体とリードとの接続構造に
属する。
【0002】
【従来の技術】リチウムイオンを炭素などのホスト物質
(ここでホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放
出できる物質をいう。)に吸蔵させたインターカレーシ
ョン化合物を負極材料とするリチウムイオン電池は、高
エネルギー密度を有し、且つ軽量であるうえ、金属リチ
ウムを使用していないので安全性が高い。従って、携帯
用無線電話、携帯用パソコン、携帯用ビデオカメラ等の
小型携帯電子機器用の電源として広範な利用が期待され
ている。
【0003】リチウムイオン電池は、上記ホスト物質を
含む負極合剤を負極集電体に保持してなる負極板と、リ
チウムコバルト複合酸化物やリチウムニッケル複合酸化
物のようにリチウムイオンと可逆的に電気化学反応をす
る正極活物質を含む正極合剤を正極集電体に保持してな
る正極板と、電解質を保持するとともに負極板と正極板
との間に介在して両極の短絡を防止するセパレータとを
備えている。電解質は通常LiClO4、LiPF6等の
リチウム塩を溶解した非プロトン性の有機溶媒からなる
が、固体電解質でも良い。ただし、電解質が固体の場合
はセパレータは必須でない。極板の集電体としては、そ
れ自体の導電性が必要であることから、銅、アルミニウ
ムなどの金属の箔が一般的に用いられている。
【0004】次に電池の製造方法を図面とともに説明す
る。図1は集電体を示す平面図、図2は組み立てられた
電池の断面図である。極板は、一般に活物質又はホスト
物質に有機結着剤、導電剤及び溶剤からなる合剤を混合
してペースト状にし、それを集電体表面に塗布し乾燥
後、集電体とともに厚さ方向に加圧成形することによっ
て製造される。
【0005】集電体1には、図1に示すように、合剤が
塗布される前に端部に予め金属製のリード2の一端が固
着される。これは正極も負極も同様である。固着手段3
は、超音波溶着、抵抗溶接、針カシメなど様々である。
リードの他端は、正極板、セパレータ及び負極板の積層
体4が電池容器5に収納された後に各々の電極端子に固
着されて外部との導通が図られる。電極端子は、正極の
場合は電池蓋(図示省略)、負極の場合は電池容器5本
体で兼用される。そして、短冊形状又は円筒形状の電池
の場合、上記正極板、セパレータ及び負極板は、いずれ
も薄いシートないし箔状に成形されたものを順に積層
し、図2に示すように巻き芯6の回りに螺旋状に巻いて
電池容器5に収納される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】リチウム電池に限らず
電池を電源とする機器の場合、機器全体の軽量化及び安
全化の要請は尽きることがない。従って、電池性能が同
じで有れば軽いほど且つ安全であるほどユーザーに好ま
れる。
【0007】しかし、軽量化を図るために、集電体を薄
くし過ぎると、リードとの固着が困難となる。それ故、
本発明の目的は、従来の集電体に対するコンセプトから
脱却し、従来の集電体と全く異なる構成により、電池の
軽量化及び安全化に有効な集電体とリードとの接続構造
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、本発明の電池用極板の集電体とリードとの接続構造
は、電池の中で電極の活物質又はホスト物質を保持する
集電体と、この集電体を電極端子と導通させるリードと
の接続構造において、集電体が、樹脂膜Pと樹脂膜Pの
一方の主面に密着した電子伝導性の第一の薄膜E1と樹
脂膜Pの他方の主面に密着した電子伝導性の第二の薄膜
E2との層状体である。そして、リードが、第一及び第
二の両方の薄膜E1,E2(以下、単に「薄膜E」とい
うときはE1,E2の両方を指す。)から集電している
ことを特徴とする。
【0009】本発明の集電体は、樹脂膜Pを芯としてい
るので、薄膜Eは従来の金属箔のみの集電体よりも薄く
て十分である。従って、同じ厚さの金属箔のみからなる
集電体よりも軽い。樹脂の多くは絶縁性であるが、樹脂
膜Pの表面に電子伝導性の薄膜Eが密着しているので、
その薄膜Eを電流が流れるから、集電体の機能は発揮さ
れる。
【0010】樹脂の多くは、その熱変形温度が有機電解
質の発火点よりも低いので、短絡により発熱しても有機
電解液や高分子電解質等の有機電解質が発火する前に樹
脂膜が熱収縮するか溶けて、電流が遮断される。この
点、金属箔の場合、その融点が有機電解質の発火点より
も高いから、短絡により発熱すると、電極温度が金属箔
の融点に達する前に有機電解質が発火して危険な状態と
なるのと異なり、本発明集電体は電流遮断機能を兼ね備
える。
【0011】そして、電池のエネルギー密度を上げるた
めに集電体は上記薄膜Eが樹脂膜Pの両面に密着したも
のとし、1枚の集電体の両面に合剤層を設けることがで
きるようにする。この場合、集電体の中心部は樹脂膜P
からなるので、従来の金属箔のみからなる集電体とリー
ドとの接続構造と同様にリードを集電体の一方の主面に
だけ接着していては反対面の合剤層から集電することが
できない。そこで、本発明では、上記のように第一薄膜
E1及び第二薄膜E2の両方から集電する。
【0012】このように、本発明の集電体は、軽くて電
流遮断機能を有するので、これを用いた本発明の電池も
軽くて安全である。もちろん、有機電解質電池に限ら
ず、一次電池及び二次電池の区別無く、アルカリ電池、
Ni−Cd電池、Ni−HM電池、鉛電池など電池全般
において軽量化及び安全化が期待できることは言うまで
もない。更に、金属箔からなる従来の集電体を所定の大
きさに切断加工する際は、切断面に短絡の原因となるバ
リを生じることがあったが、本発明の集電体は、樹脂膜
を芯としているので、切断性に優れ、バリを生じない。
【0013】
【発明の実施の形態】第一薄膜E1及び第二薄膜E2の
両方から集電する好適な一実施形態は、図3に示すよう
に、前記リード2を長寸方向の中間で二つ折りにされた
ものとし、その一方の端部を第一薄膜E1と固着するこ
とにより第一薄膜E1から集電し、他方の端部を第二薄
膜E2と固着することにより第二薄膜E2から集電する
ものである。同じく好適な他の実施形態は、図4に示す
ように、前記リード2が、一端で第一薄膜E1と固着す
る第一リード片21と、一端で第二薄膜E2と固着し他
端で第一リード片の他端と固着する第二リード片22と
からなるものである。
【0014】リードと薄膜Eとの固着手段は、針カシ
メ、リベット止め、超音波溶着、抵抗溶接、レーザー溶
接、冷間圧接等種々適用可能である。ただし、溶着や溶
接の場合、先ずE1に対して固着し、次いでE2に対し
て固着するというふうに片面ずつ固着しなければならな
いし、また、薄膜Eが薄いので溶けて樹脂膜Pから離れ
ることもある。これに対して、針カシメ、リベット止め
及び冷間圧接は、一度の操作でリードを両方の薄膜E
1,E2と固着できるので好ましい。このうち冷間圧接
は薄膜E1,E2の双方に均等に圧力がかかるので特に
好ましい。また、冷間圧接によれば、図4に示したよう
にリード2が第一リード片21と第二リード片22との
別体部品を固着したものである場合に、リードと薄膜E
との固着とリード片同士の固着とを同時に行うことがで
き、最も工数が少ない点で好ましい。
【0015】また、薄膜Eとリードとの固着手段は、溶
着と、薄膜Eの溶解を伴わない針カシメ等の機械的固定
手段とを併用しても良い。こうすることにより、前者に
よって電気的接続、後者によって機械的固定を実現す
る。この溶着と機械的固定手段の順序及び場所は限定さ
れない。例えば、機械的固定手段で先に固定しておい
て、溶着しても良いし、逆あるいは可能であれば同時で
も良い。また、図1のように集電体1とリード2を5箇
所で固着する場合、5箇所全部に溶着と固定手段を実施
しても良いし、両端で固定手段を実施し、中の3箇所で
溶着を実施しても良い。
【0016】上記の電流遮断機能を確実にするために、
有機電解質電池の場合、樹脂膜としては、集電体が用い
られる電池の有機電解質の発火点よりも低い熱変形温度
を有するものが好ましい。発火点の測定法としては、定
速加熱法及び定温加熱法の2種類が知られているが、現
実に即した方を選択すると良い。どちらが現実に即して
いるか不明の場合は、低い測定値を選択するほうが安全
である。樹脂膜の材質例としては、ポリエチレンテレフ
タレート(PET)、ポリプロピレン(PP)等の熱可
塑性樹脂が挙げられる。
【0017】樹脂膜Pの表面に形成される薄膜Eとして
は、メッキされたNi、Cu又は蒸着されたCu、Al
などの金属が好ましいが、圧延された箔でも良い。特
に、正極の集電体の薄膜EはアルミニウムAlが好まし
い。アルミニウムは耐食性に優れ、正極が高電位となる
充電時においても電解液中に溶け出さないからである。
【0018】一方、負極の集電体の薄膜Eとして特に好
ましいのは、銅Cu又はニッケルNiである。銅は、導
電率が高くコストが安い点で優れているからである。た
だし、銅は、3.1V vs. Li/Li+より貴な電位領
域で溶けてしまうことが実験的に知られている。従っ
て、適正な0Vから3Vの範囲での使用が適当である。
これに対して、Niは4.0〜4.2V vs. Li/L
+まで溶けないので、電位窓が広い点で優れている。
【0019】層状にする手段としては、蒸着やメッキを
含めて種々の公知の手段が適用可能である。また、樹脂
膜と薄膜とは全面密着していても良いし、一部が密着し
ていても良い。電極全体の形状も渦巻き状に限定されな
い。薄膜Eの厚さは、0.1〜5μmが好ましい。0.
1μmに満たないと電池の抵抗が大きくなりすぎて性能
の確保が困難となる。5μmを超えると従来に比べて軽
量化を実現することができない。また、樹脂膜Pの厚さ
は、2〜18μmが好ましい。2μmに満たないと製造
過程において取り扱いが困難となる。18μmを超える
と従来に比べて体積当たりのエネルギー密度が低下す
る。
【0020】
【実施例】
−実施例1− 負極板に適用される集電体として、幅28mm、厚さ6
μmの帯状のPET膜の両面に真空蒸着により厚さ1μ
mの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、厚さ40μ
mの長寸の銅製リードを中間で二つ折りにした。そし
て、得られた集電体を図3に示すように二つ折りにした
リード2の両端で挟み、図3の矢印方向に加圧して冷間
圧接することによって、リード付きの集電体を製造し
た。リード2と両側の銅薄膜E1,E2との導通の有無
を検査したところ、100%(n=100)導通してい
た。
【0021】−実施例2− 負極板に適用される集電体として、幅28mm、厚さ1
2μmの帯状のPET膜の両面に無電解メッキにより厚
さ2μmのニッケル薄膜を密着させたものを得た。一
方、厚さ40μmの長寸の銅製リードを2本準備した。
そして、得られた集電体を図4に示すように2本のリー
ド21,22の一端で挟み、図4の矢印方向に針を刺し
て針カシメするとともに、リードの他端同士を抵抗溶接
することによって、リード付きの集電体を製造した。リ
ード21,22と両側の銅薄膜E1,E2との導通の有
無を検査したところ、100%(n=100)導通して
いた。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電池を
軽く安全で製造歩留まりの良いものとすることができる
ので、携帯用電子機器の部品として有益且つ大量生産に
適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 リード付き集電体を示す平面図である。
【図2】 リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図3】 リード付き集電体の断面図である。
【図4】 リードと集電体との固着手段を説明する断面
図である。
【図5】 リードと集電体との他の固着手段を説明する
断面図である。
【符号の説明】
1 集電体 2 リード 3 固着手段 5 電池容器 6 巻き芯
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年5月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 リード付き集電体を示す平面図である。
【図2】 リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図3】 実施形態のリードと集電体との接続構造を示
す断面図である。
【図4】 他の実施形態のリードと集電体との接続構造
を示す断面図である。
【符号の説明】 1 集電体 2 リード 3 固着手段 5 電池容器 6 巻き芯

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池の中で電極の活物質又はホスト物質を
    保持する集電体と、この集電体を外部と導通させるリー
    ドとの接続構造において、 集電体が、樹脂膜Pと樹脂膜Pの一方の主面に密着した
    電子伝導性の第一の薄膜E1と樹脂膜Pの他方の主面に
    密着した電子伝導性の第二の薄膜E2との層状体であ
    り、 リードが、両方の薄膜E1,E2から集電していること
    を特徴とする接続構造。
  2. 【請求項2】前記リードが、集電体に冷間圧接されてい
    る請求項1に記載の接続構造。
  3. 【請求項3】前記リードが、長寸方向の中間で二つ折り
    にされたものであり、その一方の端部が第一薄膜E1と
    固着することにより第一薄膜E1から集電し、他方の端
    部が第二薄膜E2と固着することにより第二薄膜E2か
    ら集電している請求項1又は2に記載の接続構造。
  4. 【請求項4】前記リードが、一端で第一薄膜E1と固着
    する第一リード片と、一端で第二薄膜E2と固着し他端
    で第一リード片の他端と固着する第二リード片とからな
    る請求項1又は2に記載の接続構造。
  5. 【請求項5】前記樹脂膜Pがポリエチレンテレフタレー
    ト(PET)、ポリプロピレン(PP)等の熱可塑性樹
    脂からなり、その厚みが2〜18μmである請求項1〜
    4のいずれかに記載の接続構造。
  6. 【請求項6】前記薄膜E1,E2がメッキ又は蒸着され
    た金属からなり、その厚みが0.1〜5μmである請求
    項1〜5のいずれかに記載の接続構造。
  7. 【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載の接続構造
    を有する集電体を用いた電池。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100585584B1 (ko) * 1999-04-01 2006-06-07 삼성테크윈 주식회사 전지의 집전체 제조 방법 및 장치
JP2008027892A (ja) * 2006-07-18 2008-02-07 Lg Chem Ltd 新規な電極リード−電極タブ結合部を有する電極組立体及びこれを備えた電気化学セル
JP2008251260A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Sanyo Electric Co Ltd 電池及び電池の製造方法
JP2009038004A (ja) * 2007-07-11 2009-02-19 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
WO2009131184A1 (ja) * 2008-04-24 2009-10-29 シャープ株式会社 非水系二次電池
JP2012155974A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sharp Corp 非水系二次電池
US8734986B2 (en) 2007-07-11 2014-05-27 Nissan Motor Co., Ltd. Laminate type battery
US10115970B2 (en) * 2015-04-14 2018-10-30 24M Technologies, Inc. Semi-solid electrodes with porous current collectors and methods of manufacture
CN108963311A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其极片
CN112687842A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种双极性电极及电池
WO2021073470A1 (zh) * 2019-10-16 2021-04-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其电极构件、电池模块和相关装置
US10991949B2 (en) * 2018-01-16 2021-04-27 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Electrode component, electrode assembly and rechargeable battery

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100585584B1 (ko) * 1999-04-01 2006-06-07 삼성테크윈 주식회사 전지의 집전체 제조 방법 및 장치
JP2008027892A (ja) * 2006-07-18 2008-02-07 Lg Chem Ltd 新規な電極リード−電極タブ結合部を有する電極組立体及びこれを備えた電気化学セル
JP2008251260A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Sanyo Electric Co Ltd 電池及び電池の製造方法
JP2009038004A (ja) * 2007-07-11 2009-02-19 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
US8734986B2 (en) 2007-07-11 2014-05-27 Nissan Motor Co., Ltd. Laminate type battery
JP5156826B2 (ja) * 2008-04-24 2013-03-06 シャープ株式会社 非水系二次電池
US8669010B2 (en) 2008-04-24 2014-03-11 Sharp Kabushiki Kaisha Nonaqueous secondary battery
WO2009131184A1 (ja) * 2008-04-24 2009-10-29 シャープ株式会社 非水系二次電池
JP2012155974A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sharp Corp 非水系二次電池
US10115970B2 (en) * 2015-04-14 2018-10-30 24M Technologies, Inc. Semi-solid electrodes with porous current collectors and methods of manufacture
US10991949B2 (en) * 2018-01-16 2021-04-27 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Electrode component, electrode assembly and rechargeable battery
CN108963311A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其极片
CN108963311B (zh) * 2018-07-13 2020-04-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其极片
WO2021073470A1 (zh) * 2019-10-16 2021-04-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其电极构件、电池模块和相关装置
CN112687842A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种双极性电极及电池

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