JPH10261438A - 非水電解質二次電池及びその電極体の製造方法 - Google Patents

非水電解質二次電池及びその電極体の製造方法

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JPH10261438A
JPH10261438A JP9064463A JP6446397A JPH10261438A JP H10261438 A JPH10261438 A JP H10261438A JP 9064463 A JP9064463 A JP 9064463A JP 6446397 A JP6446397 A JP 6446397A JP H10261438 A JPH10261438 A JP H10261438A
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JP
Japan
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electrode
positive
layer
negative electrode
film
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Pending
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JP9064463A
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English (en)
Inventor
Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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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
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    • 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

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極板の全体で電池構造を構成することがで
きるようにして大容量化を可能にする。 【解決手段】 ベースフィルム51に金属リチウム箔5
2を保持させたリチウム箔ラミネートフィルム50を負
極板20に重ね、一対の転写ロール53間に通して加圧
する。加圧後、ベースフィルム51を剥がせば、電極合
剤23の表面に極薄の金属リチウム箔52が転写された
負極板20が製造される。これをセパレータを挟んで正
極板とともに巻回して電極体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電極体の構造を改良
した非水電解質二次電池及びその電極体の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】この種の二次電池として、例えば正極と
負極との間で一方が放出したリチウムイオンを他方に吸
蔵させるという可逆反応によって充放電を行う非水電解
質二次電池が公知である。これは、一般に次のように製
造される。例えば集電体としての金属アルミニウム箔に
遷移金属のリチウム含有酸化物を含んだ電極合剤を塗布
して正極用の電極板を製造する。一方、やはり集電体と
して機能する銅箔に層状構造の炭素材を含んだ電極合剤
を塗布して負極用の電極板を製造する。そして、これら
の正負の両電極板をセパレータを挟んで巻回することで
渦巻き状の多層構造となった電極体を製造し、これを非
水電解質と共に電池缶に収容するのである。
【0003】ところで、近年、かかる構造の二次電池に
おいても一層の軽量化が要望されている。そこで、本出
願人は既に例えばポリエチレンテレフタレート(PE
T)フィルムの両面にアルミニウム箔と銅箔とを積層す
るとともに、これらの金属箔上に正極用及び負極用の電
極合剤を塗布した構造の電極板を開発し、これをセパレ
ータを挟んで巻回することで電極体を製造できるように
した。これによれば、PETフィルムによって強度を確
保できるので、PETに比べて比重が大きなアルミニウ
ム箔や銅箔を十分に薄くすることができ、その分、電極
体の軽量化を図ることができるのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の電極体では、電池容量の点で未だ改良の余地が残さ
れていた。これを次に説明する。図7に示すように電極
板1にはベースフィルム2の両面に正極層3と負極層4
とが形成されており、セパレータ5と共にその先端を折
り込むようにして渦巻き状に巻回される。すると、図8
に示すように、巻回内周側が例えば正極層3となれば巻
回外周側が負極層4となるから、セパレータ5を挟んで
両電極層3,4が対向することになり、電池構造が形成
されるのである。ところが、巻回始端では最初の折り返
し部Fにおいては、正極層3同士が対向するようになっ
ており、この部分で電池構造が形成されずに無駄が生じ
ていたのである。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、1枚の電極板の両面に正極層と負極層とを形成した
ものを使用しながら、電池容量を高めることができる非
水電解質二次電池及びその電極体の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る非
水電解質二次電池は、樹脂フィルムの両面に正極及び負
極の電極層が形成された電極板をセパレータ層を挟んで
巻回することで電極体を構成してなる非水電解質二次電
池であって、前記電極板の巻回内周側となる面の巻回始
端には、巻回外周側となる面の極性の電極層が形成され
ているようにしたところに特徴を有する。
【0007】また、請求項2の発明に係る非水電解質二
次電池の電極体の製造方法は、正極及び負極の各電極層
が表裏に形成された電極板をセパレータ層を挟んで巻回
することで構成される非水電解質二次電池の電極体の製
造方法であって、可撓性のベースフィルムの片側の面に
正極層を形成して正極フィルムを形成するとともに、他
のベースフィルムの片側の面に負極層を形成して負極フ
ィルムを形成し、これら正極及び負極の両フィルムのベ
ースフィルムを重ね合わせて表裏両面に正極及び負極の
電極層が形成されると共に端部において一方の電極層が
他方の電極層側に折り返された電極板を形成し、その電
極板を前記折り返し部が内側となるように折り込んで渦
巻き状に巻回するところに特徴を有する。
【0008】
【発明の作用及び効果】請求項1及び請求項2の発明で
は、電極板の巻回内周側となる面の巻回始端に巻回外周
側となる面と同一の極性の電極層が形成されるから、巻
回始端の折り込み部においても互いに異極が対向するこ
とになり、電極板が無駄なく電池構造の形成に利用され
ることになって電池容量を増大させることができる。
【0009】また、請求項2の製造方法では、電極板は
負極フィルムと正極フィルムとを貼り合わせて製造する
ようになし、その貼り合わせの際に一方のフィルムの端
部を折り返すようにしているから、巻回始端に逆極性の
電極層を簡単に形成することができ、製造コストを低減
できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図1ないし図6を参照して説明する。図1は完成形態
の非水電解質二次電池を破断して示してある。これは、
電極板10を例えばポリエチレン不織布からなるセパレ
ータ40を介して巻回することで渦巻き状に積層された
電極体50が構成され、この電極体50が電池缶51内
に収容されている。電池缶51は円筒容器状の負極ケー
ス52の開放口を正極キャップ53によって閉じて構成
され、図示はしないが内部に例えばエチレンカーボネー
ト(EC),ジエチルカーボネート(DEC)及びジメ
チルカーボネート(DMC)を2:1:2の割合に混合
した混合液に1mol/lの六弗化リン酸リチウムを添
加した非水電解液が充填されている。
【0011】さて、前記電極体50の製造方法について
詳述する。まず、電極板10は、負極フィルム20及び
正極フィルム30を貼り合わせて製造されている。この
負極フィルム20は、例えば厚さ4.6μmのポリエチ
レンテレフタレート(PET)製のベースフィルム21
の表面に例えばメッキ手段によって銅箔22を形成して
集電体となし、その上にグラファイト粉末を結着剤と共
に混練した負極合剤のペーストを塗布し、これを乾燥及
び圧延して例えば厚さ60μmの負極合剤層23を形成
してある。これにより、図2に示すようにベースフィル
ム21の片面に負極層24が形成された負極フィルム2
0が製造される。一方、正極フィルム30は、やはり厚
さ4.6μmのポリエチレンテレフタレート(PET)
製のベースフィルム31の表面にアルミニウム箔32を
積層して集電体となし、その上に例えば遷移金属のリチ
ウム含有酸化物であるリチウムコバルト酸化物(Li C
o O2 )に結着剤としてのポリ弗化ビニリデンと導電材
としてのアセチレンブラックとを添加してペースト状と
なるように混練した正極合剤を塗布して乾燥及び圧延し
て例えば厚さ40μmの正極合剤層33を形成してあ
る。これにより、図3に示すようにベースフィルム31
の片面に正極層34が形成された正極フィルム30が製
造される。
【0012】次に、正極フィルム30は、その先端にお
いてベースフィルム31側に少し折り返されて正極層3
4の折り返し部35が形成される(図4参照)。そし
て、その折り返し部35を避けて、正極フィルム30の
ベースフィルム31上に負極フィルム20が重ねられ、
双方のベースフィルム21,31が互いに貼り合わされ
る。これにより、図5に示すように、一体化したベース
フィルム21,31の両側に負極層24及び正極層34
が形成された電極板10が完成し、負極層24側の面
(図中上面)の先端には正極層34が設けられた状態と
なる。そして、上記電極板10を正極層34の折り返し
部35部分が内側となるように折り返し、セパレータ4
0と共に渦巻き状に多数回巻回すれば、図1に示した渦
巻き状に積層された電極体50が完成する。
【0013】上記構造の電極体50では、図6に示すよ
うに、セパレータ40を挟んで負極層24が巻回内周側
となると共に正極層34が巻回外周側となって両電極層
24,24が対向した電池構造が形成される。また、巻
回始端部においても、正極層34の折り返し部35が存
在しているから、これが巻回内周側の負極層24と対向
状態となり、ここにも電池構造が無駄なく形成されてい
る。従って、電極体50全体の電池容量を図8に示した
比較例に比べて高めることができる。もちろん、電極板
10は、PET製のベースフィルム21,31の両面に
極薄の集電体(銅箔22及びアルミニウム箔32)を形
成して負極層24及び正極層34を構成しているから、
低比重のベースフィルム21,31によって強度を確保
できる分、比重が大きな集電体の比率を少なくすること
ができ、全体の軽量化を可能にでき、また、集電体が薄
いにも関わらず引っ張り強度を高くして製造上のトラブ
ルを少なくすることができる。
【0014】しかも、特に本実施形態では、電極板10
は負極フィルム20と正極フィルム30とを貼り合わせ
て製造するようになし、その貼り合わせの際に正極フィ
ルム30の端部を折り返すようにしているから、負極層
24側の面の先端に正極層34を簡単に形成することが
でき、製造コストを低減できる。 <他の実施形態>本発明は上記記述及び図面によって説
明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば次
のような実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さ
らに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更
して実施することができる。
【0015】(1)上記実施形態では、負極層24側を
折り返すようにしたが、これとは逆に正極層34側を折
り返すようにしてもよく、この場合には上記実施形態と
は逆に負極層24が巻回内周側となるように巻回すれば
よい。 (2)セパレータ40は電極板10とは別のシートとす
るに限らず、電極板の表面にセパレータ層を一体的に構
成しておいてもよい。
【0016】(3)上記実施形態では、正極と負極との
間でリチウムイオンが放出・吸蔵されるタイプの二次電
池に適用したが、これに限らず、金属リチウムのイオン
化及び析出の可逆反応を利用した二次電池に適用するこ
ともできる。この場合には、上記実施形態の負極合剤層
23に代えて金属リチウム箔或いはリチウム合金箔を積
層すればよい。また、もちろん、円筒型の電池に限ら
ず、角形或いはボタン型の非水電解質二次電池に広く適
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す非水電解質二次電池の
分解斜視図
【図2】負極フィルムの拡大断面図
【図3】正極フィルムの拡大断面図
【図4】電極板の分解斜視図
【図5】電極板をセパレータと共に示す斜視図
【図6】巻回した電極体の部分断面図
【図7】開発過程の比較例を示す電極板の拡大斜視図
【図8】開発過程の比較例を示す電極体の拡大断面図
【符号の説明】
10…電極板 20…負極フィルム 21…ベースフィルム 22…銅箔 23…負極合剤層 24…負極層 30…正極フィルム 31…ベースフィルム 32…アルミニウム箔 33…正極合剤層 34…正極層 40…セパレータ 50…電極体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂フィルムの両面に正極及び負極の電
    極層が形成された電極板をセパレータ層を挟んで巻回す
    ることで電極体を構成してなる非水電解質二次電池であ
    って、前記電極板の巻回内周側となる面の巻回始端に
    は、巻回外周側となる面の極性の電極層が形成されてい
    ることを特徴とする非水電解質二次電池。
  2. 【請求項2】 正極及び負極の各電極層が表裏に形成さ
    れた電極板をセパレータ層を挟んで巻回することで構成
    される非水電解質二次電池の電極体の製造方法であっ
    て、可撓性のベースフィルムの片側の面に集電体層を挟
    んで正極合剤層を形成して正極フィルムを形成するとと
    もに、他のベースフィルムの片側の面に集電体層を挟ん
    で負極合剤層を形成して負極フィルムを形成し、正極及
    び負極の両フィルムのベースフィルムを重ね合わせて表
    裏両面に正極及び負極の電極層が形成されると共に端部
    において一方の電極層が他方の電極層側に折り返された
    電極板を形成し、その電極板を前記折り返し部が内側と
    なるように折り込んで渦巻き状に巻回することを特徴と
    する電極体の製造方法。
JP9064463A 1997-03-18 1997-03-18 非水電解質二次電池及びその電極体の製造方法 Pending JPH10261438A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016136516A (ja) * 2015-01-09 2016-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 電極、蓄電装置及び電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016136516A (ja) * 2015-01-09 2016-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 電極、蓄電装置及び電子機器
US10770729B2 (en) 2015-01-09 2020-09-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electrode, power storage device, and electronic equipment

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