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Info
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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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- 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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9064463A JPH10261438A (ja) | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9064463A JPH10261438A (ja) | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261438A true JPH10261438A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13258964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9064463A Pending JPH10261438A (ja) | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10261438A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP9064463A patent/JPH10261438A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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 |
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