JPH10308204A - 非水有機電解液電池用の電気絶縁板 - Google Patents

非水有機電解液電池用の電気絶縁板

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JPH10308204A
JPH10308204A JP9134297A JP13429797A JPH10308204A JP H10308204 A JPH10308204 A JP H10308204A JP 9134297 A JP9134297 A JP 9134297A JP 13429797 A JP13429797 A JP 13429797A JP H10308204 A JPH10308204 A JP H10308204A
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JP
Japan
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insulating plate
battery
aqueous organic
organic electrolyte
electric insulating
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JP9134297A
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Keisuke Yamamoto
啓介 山本
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非水有機電解液電池用の電気絶縁板を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明の電気絶縁板3は、非水有機電解
液を浸透させた発電要素である巻回物を電池缶に収納さ
せてなる非水有機電解液電池において該巻回物の上端面
に配されるものであって、巻回物への非水有機電解液浸
透時に巻回物からの脱気を促進させるための空孔部32
を設け、さらに該空孔部32を電気絶縁板の中心部から
外縁部に向かって放射状に設けることによって、巻回物
の層間即ち、セパレータと正極シートとの間やセパレー
タと負極シートとの間からの脱気が促進されるため、巻
回物への非水有機電解液の浸透時間が短縮され、電池の
生産性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非水有機電解液電池に
用いられる電気絶縁板に関するものである。
【0002】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】電池の
電解液として用いられるものの一つに非プロトン性のプ
ロピレンカーボネイトやエチレンカーボネイトなどの有
機溶媒にアルカリ金属塩などの電解質を溶解した非水有
機電解液がある。該非水有機電解液を用いた電池には、
リチウムやナトリウムなどの還元作用の強い金属や該金
属の合金、又は該金属のイオンを含む材料などを活物質
として用いることができるため、電位差が大きく高エネ
ルギー密度が得られるという特徴があり、代表的なもの
にリチウム一次電池やリチウム二次電池などがある。上
記非水有機電解液を用いたリチウム二次電池のうち、特
に円筒型のものについて一般的な断面構造を図1に示
す。円筒型の電池缶1の中には非水有機電解液を浸透さ
せた発電要素である巻回物2が2枚の電気絶縁板3、
3’に挟まれた状態で収納されている。該巻回物2の上
部からは正極タブ21、下部からは負極タブ22が取り
出されており、正極タブ21は巻回物2の上端面に積載
される電気絶縁板3の中孔31を挿通して正極端子4又
は正極端子に電気的に接触し得る導電性板(図示せず)
に電気溶接され、一方、負極タブ22は巻回物と電池缶
底部との間にある電気絶縁板3’の外縁外側を通って電
池缶底部11に電気溶接されている。
【0003】上記図1にて示されるような非水有機電解
液電池は、例えば以下のような工程で組立てられる。先
ず、セパレータ、負極シート、セパレータおよび正極シ
ートの順に4枚のシートを重ねて巻回し、発電要素であ
るロール状の巻回物2を得る。巻回物2の一端面の中心
からは正極タブ22が、他端面の外縁からは負極タブ2
2が取り出されている。次に、電気絶縁板3’、巻回物
2、電気絶縁板3の順にこれらを電池缶1に挿入し、正
極タブ22は巻回物2の上端面に積載される電気絶縁板
3の中心孔31に挿通させ、一方、負極タブ22は電気
絶縁板3’の外縁外側を通って電池缶底部11に電気溶
接する。そして、電池缶1の上部周壁にくびれ部12を
形成するネッキング加工を施した後、電池缶内に非水有
機電解液を注入して該電解液を巻回物2に浸透させる。
その後、正極タブ22を正極端子4又は正極端子に電気
的に接続し得る導電性板(図示せず)に電気溶接し、最
後に電池缶1を密封して電池を得る。
【0004】上記組立て工程においては非水有機電解液
の注入工程が最も時間を要するため、電池の生産性を高
めるという点から該電解液の注入時間を短縮することが
望まれる。非水有機電解液を注入して該電解液を巻回物
に浸透させるためには巻回物の隙間に存在する空気と該
電解液とが置換されることが必要である。非水有機電解
液は誘電率の高い即ち粘度の高い有機溶媒を含むため巻
回物に浸透しにくいので、一般的には減圧雰囲気下で該
電解液を注入し、巻回物からの脱気を早めて巻回物への
該電解液の浸透を早めることが行われている。巻回物中
の空気は巻回物の層間即ち、セパレータと正極シートと
の間やセパレータと負極シートとの間などから気泡とな
って脱気されていくが、脱気口となる巻回物の上端面に
は電気絶縁板が積載されており、これが脱気を阻害する
ため非水有機電解液の浸透が遅くなり該電解液の注入時
間が長くなるという問題があった。
【0005】本発明は、上記課題を解消するためになさ
れたものであり、非水有機電解液の注入時間を短縮する
ことができ、電池の生産性を向上させることができる非
水有機電解液電池用の電気絶縁板を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、非水有機電解
液を浸透させた発電要素である巻回物が電池缶に収納さ
れてなる非水有機電解液電池において該巻回物の上端面
に積載される電気絶縁板であって、該電気絶縁板はその
中心部に巻回物からの正極タブを挿通させる中孔を有し
ており、かつ、該絶縁板の中心部から外縁に向かう放射
状の空孔部を有することによって、上記課題を解消する
ものである。
【0007】そもそも、電気絶縁板は正極タブと巻回物
中の負極シートとが接触して短絡するのを防ぐためのも
のであり、従来の電気絶縁板は一般的に図2に示す構造
を有していた。即ち、電気絶縁板はその中心部に中孔を
有しているが、非水有機電解液注入の際にはこの中孔に
正極タブを挿通させているのでこの中孔における脱気ス
ペースは少なく、また、電気絶縁板を電池缶内で巻回物
の上端面に積載した場合、電気絶縁板の外縁と電池缶の
内周との隙間もほとんどなかった。
【0008】そこで本発明の電気絶縁板においては、非
水有機電解液を巻回物に浸透させる時に巻回物からの脱
気を促進させるため空孔部を設け、さらに該空孔部を電
気絶縁板の中心部から外縁部に向かって放射状に設ける
ことによって上記課題を解決したのである。即ち、電気
絶縁板に上記放射状の空孔部を設けることによって、巻
回物の層間即ち、セパレータと正極シートとの間やセパ
レータと負極シートとの間などからの脱気が促進される
ため、非水有機電解液の巻回物への浸透時間が短縮さ
れ、電池の生産性が向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】図3に本発明の非水有機電解液電
池用の電気絶縁板の一構造例を示す。本発明の電気絶縁
板3は、中心部に巻回物からの正極タブを挿通させる中
孔31を有し、かつ、該中心部から外縁に向かう放射状
の空孔部32を有するものである。電気絶縁板の中孔3
1は巻回物からの正極タブを挿通させるためのものであ
り、正極タブは巻回物上端面の中心付近から取り出され
ているので、電気絶縁板の中孔31の位置は正極タブに
対応する位置即ち該絶縁板3の中心部付近であることが
好ましい。また、中孔31の形状は図3では円形のもの
を図示しているが、正極タブが挿通でき、かつ、正極タ
ブと巻回物との間の絶縁機能を果たせる形状及び大きさ
であれば特に制限はない。
【0010】また、電気絶縁板の空孔部32は、巻回物
からの脱気を促進させるためのものであり、該絶縁板の
中心部から外縁に向かって放射状に設けられている。非
水有機電解液の浸透時には、巻回物の各層即ちセパレー
タと正極シートとの間やセパレータと負極シートとの間
などから脱気が生じるので、脱気速度は電気絶縁板中心
部から外縁に向かう方向における空孔部の空孔率に比例
して向上すると考えられる。よって、空孔率は50〜9
5%程度が好ましく、より好ましくは60〜75%程度
である。空孔率が低すぎると脱気速度が劣る傾向にあ
り、空孔率が高すぎると電気絶縁板の機械的強度が劣る
傾向にある。なお、本発明において上記空孔率とは、電
気絶縁板の中孔31の外周から該絶縁板外縁までの長さ
lにおける空孔部32の長さl’の割合をいう。また、
巻回物と正極タブとの間の絶縁性の点から、空孔部32
における円周方向の幅dは正極タブの幅より小さいこと
が好ましい。
【0011】また、放射状の空孔部32は、図3には電
気絶縁板の中孔及び外縁と離して設けられている空孔部
を示しているが、この他に、図4に示すように電気絶縁
板の中孔と一体化しているもの、図5に示すように電気
絶縁板の外縁部で開孔しているもの、あるいは、図6に
示すように電気絶縁板の中孔から外縁に向かう方向に複
数の空孔部が連続的に位置するものであってもよい。空
孔部の形状は特に制限はなく、楕円形、長方形などの角
形、扇形など種々のものが挙げられる。
【0012】本発明の電気絶縁板は、非水有機電解液を
浸透させた発電要素である巻回物が電池缶に収納されて
なる非水有機電解液電池において該巻回物の上端面に積
載されるものである。本発明の電気絶縁板は上記のよう
な非水有機電解液電池であれば特に制限なく適用でき、
該電池としては、例えば、負極にリチウム金属、正極に
二酸化マンガンを用いるなどしたリチウム一次電池、ま
た、負極にリチウム金属、正極に五酸化バナジウムを用
いるなどしたリチウム二次電池、また、負極にカーボ
ン、正極にLiCoO2 、LiNiO2 、LiMn2
4 などを用いるなどしたリチウムイオン二次電池などが
挙げられる。また、上記非水有機電解液電池は円筒型電
池はもちろん角型電池であってもよく、例えば、該電池
が円筒型の場合には図3〜6に示すような円形の電気絶
縁板が好適に用いられ、また、該電池が角型の場合に
は、図7に示すような四角形の電気絶縁板が好適に用い
られる。
【0013】上記の非水有機電解液電池の発電要素であ
る巻回物は、通常用いられているものであれば特に制限
はなく、一般的には負極シート、セパレータ、正極シー
トの順に3枚のシートを重ね、正極シートが最内層とな
るように3枚のシートを巻回してロール状とした巻回物
が用いられ、安全性の点から特に、セパレータ、負極シ
ート、セパレータおよび正極シートの順に4枚のシート
を重ね、正極シートが最内層となりセパレータが最外層
となるように4枚のシートを巻回して得られた巻回物が
好ましい。
【0014】
【実施例】
(実施例1)図3に示す電気絶縁板を用いて、図1にて
示される構造のリチウムイオン二次電池の組立てを下記
の手順にて行った。先ず、セパレータ、負極シート、セ
パレータおよび正極シートの順に4枚のシートを重ねて
巻回し、発電要素であるロール状の巻回物2を得る。巻
回物2の一端面の中心からは正極タブ22が、他端面の
外縁からは負極タブ22が取り出されている。次に、電
気絶縁板3’、巻回物2、電気絶縁板3の順にこれらを
電池缶1に挿入し、正極タブ22は巻回物2の上端面に
積載される電気絶縁板3の中心孔31に挿通させ、一
方、負極タブ22は電気絶縁板3’の外縁外側を通って
電池缶底部11に電気溶接する。そして、電池缶1の上
部周壁にくびれ部12を形成するネッキング加工を施し
た後、約100torrの減圧下で電池缶内に非水有機
電解液を定量注入して該電解液を巻回物2に浸透させ
る。その後、正極タブ22を正極端子4又は正極端子に
電気的に接続し得る導電性板(図示せず)に電気溶接
し、最後に電池缶1を密封して電池を得る。上記工程に
おいて非水電解液の注入時間は30秒であった。
【0015】(比較例1)図2に示す従来の電気絶縁板
を用いた以外は実施例1と同様の構造のリチウムイオン
二次電池を実施例1と同様の工程にて組立てたところ、
電解液の注入時間は75秒であった。
【0016】
【発明の効果】本発明の非水有機電解液電池用の電気絶
縁板は、非水有機電解液を浸透させた発電要素である巻
回物が電池缶に収納されてなる非水有機電解液電池にお
いて該巻回物の上端面に積載される電気絶縁板であっ
て、該電気絶縁板はその中心部に巻回物からの正極タブ
を挿通させる中孔を有しており、かつ、該絶縁板の中心
部から外縁に向かう放射状の空孔部を有することによっ
て、この電気絶縁板を用いた非水有機電解液電池におい
ては該電解液の注入時間を短縮することができ、電池の
生産性を向上させることができる。また、放射状の空孔
部において、電気絶縁板の中心部から外縁に向かう方向
における空孔率が50〜95%であることによって、さ
らに電池の生産性を向上させることができる。また、放
射状の空孔部において、円周方向の幅は正極タブの幅よ
り小さいことによって、安全性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】非水有機電解液電池の構造の一例を示した断面
図である。
【図2】従来の電気絶縁板の構造を示した図である。
【図3】本発明の非水有機電解液電池用の電気絶縁板の
一構造例を示した図である。
【図4】本発明の非水有機電解液電池用の電気絶縁板の
別の構造例を示した図である。
【図5】本発明の非水有機電解液電池用の電気絶縁板の
別の構造例を示した図である。
【図6】本発明の非水有機電解液電池用の電気絶縁板の
別の構造例を示した図である。
【図7】本発明の非水有機電解液電池用の電気絶縁板の
別の構造例を示した図である。
【符号の簡単な説明】
1:電池缶 11:底部 12:くびれ部 2:巻回物 21:正極タブ 22:負極タブ 3、3’:電気絶縁板 31:中孔 32:空孔部 4:正極端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非水有機電解液を浸透させた発電要素で
    ある巻回物が電池缶に収納されてなる非水有機電解液電
    池において該巻回物の上端面に積載される電気絶縁板で
    あって、該電気絶縁板はその中心部に巻回物からの正極
    タブを挿通させる中孔を有しており、かつ、該絶縁板の
    中心部から外縁に向かう放射状の空孔部を有することを
    特徴とする非水有機電解液電池用の電気絶縁板。
  2. 【請求項2】 放射状の空孔部において、電気絶縁板の
    中心部から外縁に向かう方向における空孔率が50〜9
    5%である請求項1記載の非水有機電解液電池用の電気
    絶縁板。
  3. 【請求項3】 放射状の空孔部において、円周方向の幅
    は正極タブの幅より小さい請求項1または請求項2記載
    の非水有機電解液電池の電気絶縁板。
JP9134297A 1997-05-08 1997-05-08 非水有機電解液電池用の電気絶縁板 Pending JPH10308204A (ja)

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