JPH10302751A - 電池用電極とこれを用いた電池 - Google Patents

電池用電極とこれを用いた電池

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JPH10302751A
JPH10302751A JP9112647A JP11264797A JPH10302751A JP H10302751 A JPH10302751 A JP H10302751A JP 9112647 A JP9112647 A JP 9112647A JP 11264797 A JP11264797 A JP 11264797A JP H10302751 A JPH10302751 A JP H10302751A
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battery
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electrode
insulating tape
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Kazuo Sugiyama
和男 杉山
Koichi Kondo
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の内部短絡を防止することができる電極
を提供することを課題とする。 【解決手段】 シート状の金属箔集電体上に電極合剤を
塗布してなるシート状電極と、該集電体の露出部に接合
されるリードと、集電体とリードとの間に挟まれるよう
に位置する絶縁テープとを有することを特徴とする電池
用の電極。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、テープで保護され
たリードを有する電極に関し、特に電池の内部短絡を防
止するための電極に関する。
【0002】
【従来の技術】渦巻状に巻回した電極群を用いる電池
は、正極と負極とが、厚み30μm程度のセパレーター
を介して対向しているため、電極の凹凸部で内部短絡を
引き起こしやすい。このため凸部となる電極リードの接
合部に保護テープを貼ることが以前より実施されてい
る。実用新案公開公報昭61−204340号、同平2
−14665号には、電極の表裏両面に保護テープを貼
り付けることが記載されている。特に同平2−1466
5号では、電極のみならず電極から突き出したリードの
部分まで保護テープが貼り付けられ、対向する極性の異
なる電極のうちリードが接続されていない方の電極がリ
ードが接続されている方の電極よりも突出している場合
にも短絡を防止できる。
【0003】しかしながら、テープで保護されたリード
部分が電解液に接するとテープの粘着剤が劣化したりす
ることによりテープが剥がれる問題が生じていた。ま
た、電極と電池用端子部との間には距離があるため、電
極と電池用端子部とを電気的に接続するリードが電池缶
や極性の異なる電極に接触するという問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電池
の内部短絡を減少させることができる電極を提供するこ
とにあり、更にはこれを用いた高性能の二次電池を提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の課題は、
シート状の金属箔集電体上に電極合剤を塗布してなるシ
ート状電極と、該集電体の露出部に接合されるリード
と、集電体とリードとの間に挟まれるように位置する絶
縁テープとを有することを特徴とする電池用の電極とこ
れを用いた非水電解液二次電池により解決された。
【0006】
【発明の実施の形態】 シート状の金属箔集電体上に電極合剤を塗布してな
るシート状電極と、該集電体の露出部に接合されるリー
ドと、集電体とリードとの間に挟まれるように位置する
絶縁テープとを有することを特徴とする電池用の電極。
【0007】 該リードが、集電体との接合部及び、
電池用端子に接続するための金属部分との接合部を除
き、絶縁テープで被覆されていることを特徴とする項1
に記載の電池用電極。
【0008】 該絶縁テープは、リードを巻くように
被覆し、その重なり部分がヒートシールされ閉じている
ことを特徴とする項1又は2に記載の電池用電極。
【0009】 該絶縁テープが粘着剤を有することを
特徴とする項1から3のいずれかに記載の電池用電極。
【0010】 該絶縁テープは該リードに熱プレスさ
れていることを特徴とする項1〜4のいずれかに記載の
電池用電極。
【0011】 該絶縁テープは、基材と粘着剤とを有
し、基材がポリプロピレン、ポリフェニレンサルファル
ド、カプトン、ポリエチレンのうちのいずれか1つを含
み、粘着剤がアクリル系粘着剤であることを特徴とする
項1〜5のいずれかに記載の電池用電極。
【0012】 正極、負極、セパレーターを巻回して
なる電極群と、該電極群を収容するためのビーディング
部を有する電池缶と、該電池缶を封口するための封口体
と、該正極と該封口体とを接続する正極リードとを有す
る非水電解質二次電池であって、該電池缶のビーディン
グ部と対向する該正極リードの部分が曲率半径0.15
〜0.5mmであることを特徴とする非水電解液二次電
池。
【0013】 該正極及び該正極リードが項1から6
のいずれかに記載される電池用電極であることを特徴と
する項7に記載の非水電解質二次電池。
【0014】 電極リードに絶縁テープを被覆する工
程と、その後に該電極リードを電極に接続する工程とを
含む電池用電極の製造方法。
【0015】以下に本発明の実施例の形態について詳述
する。図2は、シリンダ型電池の断面図である。電池の
形状はシリンダ、角のいずれにも適用できる。巻芯をシ
リンダ形にすれば、シリンダ型電池を製造することがで
き、巻芯を角形にすれば、角型電池を製造することがで
きる。電池は、セパレーター4と共に巻回した正極シー
ト3と負極シート2を電池缶1に挿入し、電池缶1と負
極シート2を負極リード19を介して電気的に接続し、
電解液を注入し封口して形成する。端子キャップ13は
正極端子を兼ね、ガスケット7を介して電池缶1の上部
口に嵌合される。正極シート3は、正極リード8、防爆
弁体9、電流遮断スイッチ10、正温度係数抵抗(以
下、PTCという)リング11を介して端子キャップ1
3に電気的に接続される。
【0016】封口体は、上から順に端子キャップ13、
PTCリング11、電流遮断スイッチ10、防爆弁体9
が重ねられ、ガスケット7に嵌入支持される。端子キャ
ップ13は、電池の表面露出部分であり、防爆弁体9は
電池内側である。電流遮断スイッチ10は、第一導通体
10aと第二導通体10bと絶縁リング10cを有す
る。
【0017】電極群18は、正極シート3と負極シート
2を、間にセパレータ4を挟んで巻回したものである。
その電極群18と防爆弁体9の間に、上部絶縁板6が配
置される。上部絶縁板6は、電極群18と封口体を絶縁
すると共に、電極群18と電池缶1を絶縁する。電極群
18と電池缶1の間には下部絶縁板5を配置し、電極群
18と電池缶1を絶縁すると共に電極群18と負極リー
ド19を絶縁する。
【0018】電池缶1は、封口体を封口するためのビー
ディング部17を有する。ビーディング部17は、ガス
ケット7の下部を支持するためにくびれている。ビーデ
ィング部17は、電池の内側にくびれているので、ビー
ディング部17と正極リード8との接触を防止する必要
がある。具体的には、正極リード8の折れ曲がり部8c
がガスケット7と上部絶縁板6との間を縫ってビーディ
ング部17に接触することを防止する必要がある。ビー
ディング部17は、負極リード19を介して負極シート
2に接続されているので、ビーディング部17と正極リ
ードとが接触すると、内部短絡の事故が発生してしま
う。そのような事故を防止するために、正極リード8の
折れ曲がり部8cを絶縁テープで被覆する。
【0019】図1は、正極リード8とその周辺を示す電
池の断面図である。正極リード8は、絶縁テープ21で
被覆されている。図3に、図1のA−A断面図を示す。
正極リード8は、絶縁テープ21で巻かれており、正極
リード8の表面は絶縁テープで覆われている。絶縁テー
プ21と正極リード8とは、熱プレスにより接着されて
いる。さらに、正極リード8に巻かれた絶縁テープ21
は、その両端部21aが重なり、ヒートシンクにより接
着されている。絶縁テープ21は、基材と粘着剤とから
なるものが好ましい。
【0020】図1において、電池の製造工程の一部を説
明する。まず、正極リード8の中央部に絶縁テープ21
を被覆する。その後、正極リード8の露出している下端
部8aを正極シート3に溶接する。その後、正極リード
8の露出している上端部8bを防爆弁体9に溶接する。
その後、正極リード8の折れ曲がり部8cを折り曲げ、
封口体を電池缶1に封口する。絶縁テープ21は、正極
リード8の下端部8aと上端部8bとを除く中央部に被
覆される。すなわち、正極リード8は、正極シート3と
の接合部8aと、防爆弁体9との接合部8bとを除く部
分に絶縁テープ21で被覆する。絶縁テープ21は、正
極シート3と正極リード8の間に挟まれるように位置す
る部分を有する。
【0021】正極リード8の折れ曲がり部8cは、電池
缶1のビーディング部17(図2)に対向している。折
れ曲がり部8cの曲率半径は、0.15〜0.5mmが
好ましく、0.2〜0.4mmが特に好ましい。
【0022】図4は、正極シート3と正極リード8との
接続を示す図である。正極シート3は、金属箔集電体上
の一部に正極合剤を塗布して乾燥して製造される。正極
シート3は、集電体露出部3aと正極合剤塗布部3bと
を有する。集電体露出部3aは、正極シート3のうち、
電極群18(図2)の中心側の端部に位置する。集電体
露出部3aは、長さ(正極シート3の長手方向寸法)が
L1(例えば30mm)であり、長さに直交する方向の
幅がL2(例えば56.0mm)である。
【0023】正極リード8は、長さ(正極リード8の長
手方向かつ正極シート3の幅方向の寸法)がL3(例え
ば71.4mm)であり、溶接部8aと溶接部8bとを
有する。溶接部8aは、正極リード8が集電体露出部3
aに溶接される部分であり、その大きさは、例えば2m
m×30mmである。溶接部8bは、正極リード8が防
爆弁体(図1)に溶接される部分である。
【0024】正極リード8は、正極シート3の幅方向に
接合される。正極リード8の下端は、正極シート3の下
端より上方に長さL5(例えば1.5mm)の位置に設
けられる。正極リード8の右端は、正極シート3の右端
(電極群18の中心側の端)よりも左に長さL6(例え
ば5mm)の位置に設けられる。
【0025】絶縁テープ21は、正極リード8のうち、
溶接部8aと溶接部8bとの間に巻かれる。絶縁テープ
21の下端は、正極シート3の上端より下方に長さL4
(例えば5mm)の位置に設けられる。絶縁テープ21
の上端は、溶接部8bの下端より下方の位置に設けられ
る。絶縁テープ21は、集電体露出部3aと正極リード
8との間に挟まれるように位置する。
【0026】正極シート3は、正極合剤塗布部3bにの
み正極合剤を塗布することにより、集電体露出部3aに
おいて集電体を出させることができる。また、集電体の
全面に正極合剤を塗布した後に、集電体露出部3aにお
ける電極合剤を剥離することにより、正極シート3を形
成してもよい。
【0027】特定の構成例を説明したが、正極リード8
の形状は電池の形状等によって異なる。シート状の電極
を巻回して用いる円筒型や角形の電池においては、厚み
が0.03〜1mm、より好ましくは0.05〜0.3
mm、幅が1.5〜10mm、より好ましくは2〜5m
mの金属片を用いる。
【0028】正極リード8の材質は接合する電極集電体
の種類に依存する。集電体がステンレス鋼、ニッケル、
アルミニウム、チタン、銅等の金属箔の場合は、それら
に溶接可能な材質を選ぶ必要がある。
【0029】正極集電体がアルミニウム箔の場合は、正
極リード8がアルミニウム又はアルミニウム合金である
ことが好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金中
のアルミニウム含有率は99.3%以上、99.99%
以下であることが好ましい。アルミニウム以外の含有元
素としては、珪素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、
亜鉛等を挙げることができる。負極集電体が銅箔である
ときは、負極リード19がニッケル又はニッケルメッキ
した鋼材、銅、ニッケルメッキした銅であることが好ま
しい。
【0030】絶縁テープ21の材質としては、基材はア
ラミド繊維、ナイロン、カプトン等のポリアミド、ポリ
イミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、超高分子量ポ
リエチレン等のポリオレフィン、テフロン、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリ
エステル、硬質塩化ビニル、ビニール、ポリウレタン、
アクリルフォーム、ウレタンフォーム、エラストマフォ
ーム、クレープ紙、薄葉紙、平面紙等の紙類、不織布、
ガラスクロス、アルミナクロス等の布類が好ましい。特
にポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、カプ
トン、ポリエチレンが好ましい。
【0031】粘着剤としては、シリコーン系、アクリル
系、エポキシ系、ゴム系が好ましく、アクリル系が特に
好ましい。
【0032】これらの中で、基材がポリプロピレン、ポ
リフェニレンサルファイド、カプトン、ポリエチレン、
粘着剤がアクリル系のテープが好ましい。
【0033】図2に示すように、非水電解質二次電池
は、正極3、負極2、セパレーター4を積層し巻回した
電極群18を電池缶1に挿入し、負極リード19を電池
缶1の底に溶接し、電解液を注入後封口して作成する。
封口体は、正極端子を兼ねるキャップ13、PTC素子
11、電流遮断スイッチ10、金属性の防爆弁体9等が
ガスケット7に嵌合されたものである。負極端子を兼ね
る電池缶1は、巻回電極群18を挿入した後、封口部を
固定するためビーディングにより凹部17を形成する。
一端部が正極3に溶接された正極リード8は、他端部
が、正極端子13と電気的に接続する封口体と溶接導通
する。正極リード8と接合された封口体は電池缶1の上
部に挿入されカシメられる。この時、異なる極性の電池
缶1のビーディング部17と正極リード8とは接触して
はならず、適度の距離を有することが必要である。たと
え、ビーディング部17と正極リード8とが接触したと
しても、正極リード8は絶縁テープ21で被覆されてい
るので、内部短絡を防止することができる。
【0034】電池缶1は、材質として、ニッケルメッキ
を施した鉄鋼板、ステンレス鋼板(SUS304、SU
S304L,SUS304N、SUS316、SUS3
16L、SUS430、SUS444等)、ニッケルメ
ッキを施したステンレス鋼板(同上)、アルミニウムま
たはその合金、ニッケル、チタン、銅であり、形状とし
て、真円形筒状、楕円形筒状、正方形筒状、長方形筒状
である。特に、電池缶1が負極端子を兼ねる場合は、ス
テンレス鋼板、ニッケルメッキを施した鉄鋼板が好まし
く、電池缶1が正極端子を兼ねる場合は、ステンレス鋼
板、アルミニウムまたはその合金が好ましい。
【0035】ガスケット7は、材質として、オレフィン
系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマ
ー、ポリイミド、ポリアミドであり、耐有機溶媒性及び
低水分透過性から、オレフィン系ポリマーが好ましく、
特にプロピレン主体のポリマーが好ましい。さらに、プ
ロピレンとエチレンのブロック共重合ポリマーであるこ
とが好ましい。
【0036】1例として以下では、リチウムを活物質と
する円筒型の非水二次電池について詳述する。非水二次
電池に用いられる正・負極は、正極合剤あるいは負極合
剤を集電体上に塗設、成形して作ることができる。正極
あるいは負極合剤には、それぞれ正極活物質あるいは負
極材料の他、それぞれに導電剤、結着剤、分散剤、フィ
ラー、イオン導電剤、圧力増強剤や各種添加剤を含むこ
とができる。
【0037】正極中の活物質は、軽金属を挿入放出でき
るものであれば良いが、好ましくはリチウム含有遷移金
属酸化物であり、更に好ましくはLix CoO2 、Li
x NiO2 、Lix Coa Ni1-a 2 、Lix Cob
1-b z 、Lix Cob Fe1-b z 、Lix Mn2
4 、Lix MnO2 、Lix Mn23 、Lix Mn
b Co2-b z 、Lix Mnb Ni2-b z 、Lix
b 2-b z 、Li x Mnb Fe1-b z (ここでx
=0.05〜1.2、a=0.1〜0.9、b=0.8
〜0.98、z=1.5〜5)である。
【0038】以下、本明細書で言う軽金属とは、周期律
表第1A族(水素を除く)及び第2A族に属する元素で
あり、好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウムであ
り、特にリチウムであることが好ましい。
【0039】負極材料は、軽金属を挿入放出できるもの
であれば良いが、好ましくは黒鉛(天然黒鉛、人造黒
鉛、気相成長黒鉛)、コークス(石炭または石油系)、
有機ポリマー焼成物(ポリアクリロニトリルの樹脂また
は繊維、フラン樹脂、クレゾール樹脂、フェノール樹
脂)、メゾフェースピッチ焼成物、金属酸化物、金属カ
ルコゲナイド、リチウム含有遷移金属酸化物及びカルコ
ゲナイドである。
【0040】特に、Ge、Sn、Pb、Bi、Al、G
a、Si、Sbの単独あるいはこれらの組み合わせから
なる酸化物、カルコゲナイドが好ましい。更に、これら
に網目形成剤として知られているSiO2 、B23
25 、Al23 、V25 などを加えて非晶質化
させたものが特に好ましい。これらは化学量論組成のも
のであっても、不定比化合物であっても良い。
【0041】これらの化合物の好ましい例として以下の
ものを挙げることができるが、これらに限定されるもの
ではない。
【0042】GeO、GeO2 、SnO、SnO2 、S
nSiO3 、PbO、SiO、Sb 25 、Bi2
3 、Li2 SiO3 、Li4 Si27 、Li2 GeO
3 、SnAl0.4 0.5 0.5 0.1 3.65、SnAl
0.4 0.5 0.5 Cs0.1 3. 65、SnAl0.4 0.5
0.5 0.1 Ge0.053.85、SnAl0.4 0.5 0.
5 0.1 Mg0.1 Ge0.023.83、SnAl0.4 0.4
0.4 Ba0.083.28、SnAl0.5 0.4 0.5 Mg
0.1 0.2 3.65、SnAl0.4 0.5 0.5 Cs0.1
Mg0.1 0.2 3.65、SnB0.5 0.5 Cs0.05Mg
0.050.1 3.03、Sn1.1 Al0.4 0.4 0.4 Ba
0.083.34、Sn1.2 Al0.5 0.3 0. 4 Cs0.2
3.5 、SnSi0.5 Al0.2 0.1 0.1 Mg0.1
2.8 、SnSi0.5 Al0.3 0.4 0.5 4.30、Sn
Si0.6 Al0.1 0.1 0.1 Ba0. 2 2.95、SnS
0.6 Al0.4 0.2 Mg0.1 3.2 、Sn0.9 Mn
0.3 0. 4 0.4 Ca0.1 Rb0.1 2.95、Sn0.9
0.3 0.4 0.4 Ca0.1 Rb 0.1 2.95、Sn0.3
Ge0.7 Ba0.1 0.9 3.35、Sn0.9 Mn0.1 Mg
0. 1 0.9 3.35、Sn0.2 Mn0.8 Mg0.1 0.9
3.35さらに負極材料は、軽金属、特にリチウムを挿入し
て用いることができる。リチウムの挿入方法は、電気化
学的、化学的、熱的方法が好ましい。
【0043】負極材料へのリチウム挿入量は、リチウム
の析出電位に近似するまででよいが、上記の好ましい負
極材料当たり50〜700モル%が好ましい。特に10
0〜600モル%が好ましい。
【0044】正極及び負極中の導電剤は、グラファイ
ト、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェ
ンブラック、炭素繊維や金属粉、金属繊維やポリフェニ
レン誘導体であり、特にグラファイト、アセチレンブラ
ックが好ましい。
【0045】正極及び負極中の結着剤は、ポリアクリル
酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコー
ル、澱粉、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルセルロース、ポリビニルクロリド、ポ
リビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
SBR(styrene−butadiene−rub
ber)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体
(EPDM:ethylene−propylene−
diene methylene linkage)、
スルホン化EPDM、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポ
リエチレンオキシドであり、特にポリアクリル酸、カル
ボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。これらは、粒子
サイズが1ミクロン以下の水分散ラテックスとして使用
するとより好ましい。
【0046】正極及び負極の支持体即ち集電体は、材質
として、正極にはアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケ
ル、チタン、またはこれらの合金であり、負極には銅、
ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金
であり、形態としては、箔、エキスパンドメタル、パン
チングメタル、金網である。特に、正極にはアルミニウ
ム箔、負極には銅箔が好ましい。
【0047】次に、図2に示す電池のうち電極以外の要
素を説明する。セパレータ4は、イオン透過度が大き
く、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の薄膜であれば良
く、材質として、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリ
マー、セルロース系ポリマー、ポリイミド、ナイロン、
ガラス繊維、アルミナ繊維が用いられ、形態として、不
織布、織布、微孔性フィルムが用いられる。特に、材質
として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンとポリエチレンの混合体、ポリプロピレンとテフロン
の混合体、ポリエチレンとテフロンの混合体が好まし
く、形態として微孔性フィルムであるものが好ましい。
特に、孔径が0.01〜1μm、厚みが5〜50μmの
微孔性フィルムが好ましい。
【0048】電解液は、有機溶媒としてプロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テト
ラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメ
チルスフォキシド、ジオキソラン、1,3−ジオキソラ
ン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ニトロメタ
ン、アセトニトリル、蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピ
オン酸メチル、燐酸トリエステル、トリメトキシメタ
ン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−2
−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、
テトラヒドロ誘導体、ジエチルエーテル、1,3−プロ
パンサルトンの少なくとも1種以上を混合したもの、ま
た電解質として、LiClO4 、LiBF4 、LiPF
6 、LiCF3 SO3 、LiCF3 CO2 、LiAsF
6 、LiSbF6 、LiB10Cl10、低級脂肪族カルボ
ン酸リチウム、LiAlCl4 、LiCl、LiBr、
LiI、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸リチ
ウムの1種以上の塩を溶解したものが好ましい。特にプ
ロピレンカーボネートあるいはエチレンカーボネートと
1、2−ジメトキシエタン及び/あるいはジエチルカー
ボネートとの混合溶媒にLiCF3 SO3 、LiClO
4 、LiBF4 、及び/あるいはLiPF6 を溶解した
ものが好ましく、特に、少なくともエチレンカーボネー
トとLiPF6 を含むことが好ましい。
【0049】電池は必要に応じて外装材で被覆される。
外装材としては、熱収縮チューブ、粘着テープ、金属フ
ィルム、紙、布、塗料、プラスチックケース等がある。
また、外装の少なくとも一部に熱で変色する部分を設
け、使用中の熱履歴がわかるようにしても良い。
【0050】電池は必要に応じて複数本を直列及び/ま
たは並列に組み電池パックに収納される。電池パックに
は正温度係数抵抗体、温度ヒューズ、ヒューズ及び/ま
たは電流遮断素子等の安全素子の他、安全回路(各電池
及び/または組電池全体の電圧、温度、電流等をモニタ
ーし、必要なら電流を遮断する機能を有す回路)を設け
ても良い。また電池パックには、組電池全体の正極及び
負極端子以外に、各電池の正極及び負極端子、組電池全
体及び各電池の温度検出端子、組電池全体の電流検出端
子等を外部端子として設けることもできる。また電池パ
ックには、電圧変換回路(DC−DCコンバータ等)を
内蔵しても良い。また各電池の接続は、リード板を溶接
することで固定しても良いし、ソケット等で容易に着脱
できるように固定しても良い。さらには、電池パックに
電池残存容量、充電の有無、使用回数等の表示機能を設
けても良い。
【0051】電池は様々な機器に使用される。特に、ビ
デオムービー、モニター内蔵携帯型ビデオデッキ、モニ
ター内蔵ムービーカメラ、コンパクトカメラ、一眼レフ
カメラ、使い捨てカメラ、レンズ付きフィルム、ノート
型パソコン、ノート型ワープロ、電子手帳、携帯電話、
コードレス電話、ヒゲソリ、電動工具、電動ミキサー、
自動車等に使用されることが好ましい。
【0052】
【実施例】以下に具体例を挙げ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。
【0053】(正極シートの作製)正極材料として、L
iCoO2 を92.71重量%、アセチレンブラックを
3.26重量%、炭酸水素ナトリュウムを0.93重量
%、さらに結着剤としてポリビニリデンフロライドを1
重量%、エチルヘキシルアクリレートを主体とするエチ
ルヘキシルアクリレートとアクリル酸との共重合体を
1.66重量%、カルボキシメチルセルロースを0.4
4重量%投入し、水を媒体として混練してスラリーを得
た。得られたスラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔
(集電体)の両面に塗布、乾燥し、集電体を除く厚みが
270μmの正極シートを作製した。この時、スラリー
が塗布された部分の長さが403mm、集電体露出部の
長さが33mmとなるように間欠塗布をした。正極シー
トを、乾燥後ロールプレス機にて塗布された部分の厚み
が190μmまで圧縮し、幅56mmにスリットして長
尺ロール状の正極シートを作製した。
【0054】図4に示すように、厚み100μm、幅4
mm、長さ71.4mmのアルミニウム製の正極リード
8を正極シート3の集電体露出部3aに40kHzで超
音波溶接した。正極リード8は予め正極シート3との溶
接部8a(49.5mm)及び封口体との溶接部8b
(6.9mm)を除いた部分(15mm)を、絶縁テー
プ21で被覆した。絶縁テープ21は基材がポリエチレ
ン、粘着剤がアクリル系で、幅が9mmのものを用い、
正極リード8に巻き回し、端部21a(図3)の重なり
部分0.5mmを約200℃でヒートシールした。リー
ドの被覆面は約100℃のヒートローラーで圧着した。
【0055】正極シート3への正極リード8の溶接は、
長尺状正極シート3のスラリー塗布端から8mm、集電
体の幅方向の端部からL5=1.5mmの位置に正極リ
ード8を設置し、幅2mm長さ30mmのホーンを用い
て溶接した。溶接後長尺状正極シート3のスラリー塗布
端からL1=30mmの位置で裁断し、長さ436mm
の正極シート(C−1)を作製した。
【0056】(負極シートの作製)負極材料としてSn
0.5 0.5 3 を77.5重量%、鱗片状黒鉛を1
7.01重量%、酢酸リチュウムを0.94重量%、更
に結着剤としてポリフッ化ビリニデンを3.78重量%
およびカルボキシメチルセルロースを0.77重量%投
入し、水を媒体として混練して、負極用スラリーを作製
した。該スラリーを厚さ18μmの銅箔(集電体)両面
に、エクストルージョン法により塗布し、乾燥した。得
られた負極の塗布幅は500mm、乾燥後の負極の厚み
は集電体を除き90μmであった。その後、ロールプレ
ス機により集電体を除く負極の厚さを78μmに圧縮成
型した。負極は全長が461mm、幅が57.5mm、
巻回するときの先頭側端部3mmと後端部15mmが集
電体露出部となるように間欠塗布して作った。後端部の
集電体露出部にニッケル製の負極リード19を超音波溶
接した。
【0057】セパレーター4として、ポリエチレン製の
微多孔膜を幅60.5mm、長さ520mmに裁断した
シートを準備した。
【0058】(シリンダー電池の組立)上記負極シート
2および正極シート3を露点−40℃以下の乾燥空気中
で230℃30分間脱水乾燥した。さらに、脱水乾燥済
み正極シート3、微多孔性ポリエチレンフィルムセパレ
ーター、脱水乾燥済み負極シート2およびセパレーター
4の順で積層し、これを巻き込み機で渦巻き状に巻回し
た。この巻回体18を負極端子を兼ねるニッケルメッキ
を施した鉄製の有底シリンダー型電池缶1に収納した。
電池缶1に上部絶縁板6を挿入した後、電池缶1をビー
ディングして溝17を付けた。その後、1リットル当た
りLiPF6 とLiBF4 を各々0.9,0.1mol
含有し、溶媒がエチレンカーボネート、ブチレンカーボ
ネートとジメチルカーボネートの容量比が2:2:6で
ある混合液からなる電解質を電池缶1に注入した。
【0059】次に、シール剤を外側に塗りつけたポリプ
ロピレン製ガスケット7に、下面に溶接プレートが溶接
された皿状の防爆弁体9、防爆弁体9の絶縁カバー、電
流遮断スイッチ10、PTCリング11、正極端子キャ
ップ13の順に嵌合した封口体を組み立てた。その後、
この封口体の溶接プレートと正極リード8とを溶接し
た。正極リード8は、先端の曲率半径が0.25mmの
折り曲げ先端ガイドを用いて折り曲げ、カシメた後のリ
ード8の曲率半径が0.3mmとなるようにした。封口
体を電池缶1の開口部に挿入し、カシメて円筒型電池
(D−1)を作製した。
【0060】正極リード8において、絶縁テープ21の
被覆端部21aをヒートシールせず、それ以外は正極シ
ートC−1と同様にして正極シートC−2を作った。絶
縁テープ21の長さが6mm(正極との重なり部分)が
L4=5mm、正極と重ならない部分が1mm)とする
以外はC−1と同様にして正極シートC−3を作った。
更に、C−1、C3で正極リード8の曲率半径が0.1
mmとなるように鋭く正極リード8を折り曲げてそれぞ
れ正極シートC−4、C5を作製した。これらの正極シ
ートC−2からC−5を用いて電池D−1と同様にして
それぞれ電池D−2からD−5を作った。
【0061】これらの電池それぞれ5000個ずつ作製
し、105℃で2日間保存した後、短絡している電池の
個数と、分解して正極リード8の絶縁テープ21の剥が
れの個数を調べた。分解はそれぞれ100個ずつとし、
下表〔表1〕の結果を得た。
【0062】
【表1】
【0063】〔表1〕の結果より、電池D−1、D−
3、D−4、D−5は、正極リード8の絶縁テープ21
の剥がれが生じなかった。電池D−2は、絶縁テープ2
1の被覆端部21aをヒートシールしなかったために、
10個の電池において絶縁テープ21が剥がれてしまっ
た。絶縁テープ21の被覆端部21aをヒートシールす
れば、電池D−1、D−3〜D−5のように、絶縁テー
プ21が剥がれにくくなるので好ましい。
【0064】電池D−3、D−5は、絶縁テープ21の
長さが6mmと短かったために、内部短絡してしまった
電池が生じた。電池D−1、D−2、D−4のように、
絶縁テープ21の溶接部8aと溶接部8bとを除いた部
分(15mm)を長い絶縁テープ21で被覆すれば、内
部短絡を防止できるので好ましい。
【0065】電池D−4、D−5は、正極リード8の曲
率半径が0.1mmと小さすぎたために、内部短絡して
しまったものが生じた。曲率半径が小さいと、上部絶縁
板6の突起部とガスケット7の下部との間にリード8が
挟み込まれて、封口体が電池缶1にかしめられることが
ある。この場合、リード8が折れてしまう。折れたリー
ド8は、その寸法により電池缶1のビーディング部17
と接触し、内部短絡が生じやすくなる。電池D−1、D
−3は、正極リード8の曲率半径が0.3mmと大きい
ために、それぞれ電池D−4、D−5に比べ、内部短絡
したものが少なかった。正極リード8の曲率半径は、
0.15〜0.5mmが好ましい。
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、集電体とリードとの間
に挟まるように絶縁テープを設けることにより、電池の
内部短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】正極シートと防爆弁体を接続する正極リードを
示す図である。
【図2】シリンダ型電池の断面図である。
【図3】絶縁テープで被覆された正極リードの断面図で
ある。
【図4】正極シートに溶接された正極リードを示す図で
ある。
【符号の説明】
1 電池缶 2 負極 3 正極 4 セパレータ 5 下部絶縁板 6 上部絶縁板 7 ガスケット 8 正極リード 9 防爆弁体 10 電流遮断スイッチ 10a 第一導通体 10b 第二導通体 10c 絶縁リング 11 PTCリング 13 端子キャップ 17 ビーディング部 18 電極群 19 負極リード 21 絶縁テープ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート状の金属箔集電体上に電極合剤を
    塗布してなるシート状電極と、該集電体の露出部に接合
    されるリードと、集電体とリードとの間に挟まれるよう
    に位置する絶縁テープとを有することを特徴とする電池
    用の電極。
  2. 【請求項2】 該リードが、集電体との接合部及び、電
    池用端子に接続するための金属部分との接合部を除き、
    絶縁テープで被覆されていることを特徴とする請求項1
    に記載の電池用電極。
  3. 【請求項3】 該絶縁テープは、リードを巻くように被
    覆し、その重なり部分がヒートシールされ閉じているこ
    とを特徴とする請求項1又は2に記載の電池用電極。
  4. 【請求項4】 該絶縁テープが粘着剤を有することを特
    徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電池用電
    極。
  5. 【請求項5】 該絶縁テープは該リードに熱プレスされ
    ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
    の電池用電極。
  6. 【請求項6】 該絶縁テープは、基材と粘着剤とを有
    し、基材がポリプロピレン、ポリフェニレンサルファル
    ド、カプトン、ポリエチレンのうちのいずれか1つを含
    み、粘着剤がアクリル系粘着剤であることを特徴とする
    請求項1〜5のいずれかに記載の電池用電極。
  7. 【請求項7】 正極、負極、セパレーターを巻回してな
    る電極群と、該電極群を収容するためのビーディング部
    を有する電池缶と、該電池缶を封口するための封口体
    と、該正極と該封口体とを接続する正極リードとを有す
    る非水電解質二次電池であって、該電池缶のビーディン
    グ部と対向する該正極リードの部分が曲率半径0.15
    〜0.5mmであることを特徴とする非水電解液二次電
    池。
  8. 【請求項8】 該正極及び該正極リードが請求項1から
    6のいずれかに記載される電池用電極であることを特徴
    とする請求項7に記載の非水電解質二次電池。
  9. 【請求項9】 電極リードに絶縁テープを被覆する工程
    と、その後に該電極リードを電極に接続する工程とを含
    む電池用電極の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記電極リードに絶縁テープを被覆す
    る工程が、前記電極リードの両端部を除く中央部を取り
    囲むように絶縁テープを巻回し、重なり部分をヒートシ
    ールする請求項9に記載の電池用電極の製造方法。
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