JPH1040959A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH1040959A JPH1040959A JP8192325A JP19232596A JPH1040959A JP H1040959 A JPH1040959 A JP H1040959A JP 8192325 A JP8192325 A JP 8192325A JP 19232596 A JP19232596 A JP 19232596A JP H1040959 A JPH1040959 A JP H1040959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- electrolyte secondary
- electrode
- thermal conductivity
- high thermal
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱特性を改良して電池特性の向上を図った
非水電解液二次電池を提供する。 【解決手段】 本発明の非水電解液二次電池は、負極１
と正極２とをセパレータ３を介して積層し積層電極体４
とする。この積層電極体４に高熱伝導率シート５を巻装
して単位電極素子６とする。この単位電極素子６を３段
重ねて電極素子７とし、この電極素子７をニッケルメッ
キを施した鉄製の電池缶８に収納する。これにより、電
極素子７で発生した熱を高熱伝導率シート５を介して効
率良く周囲に移し、電池缶８に放熱することが可能とな
る。
非水電解液二次電池を提供する。 【解決手段】 本発明の非水電解液二次電池は、負極１
と正極２とをセパレータ３を介して積層し積層電極体４
とする。この積層電極体４に高熱伝導率シート５を巻装
して単位電極素子６とする。この単位電極素子６を３段
重ねて電極素子７とし、この電極素子７をニッケルメッ
キを施した鉄製の電池缶８に収納する。これにより、電
極素子７で発生した熱を高熱伝導率シート５を介して効
率良く周囲に移し、電池缶８に放熱することが可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極を積層する構
造の非水電解液二次電池に関し、更に詳しくは、積層し
た電極素子に高熱伝導率シートを巻装することにより、
放熱特性を改良した非水電解液二次電池に関するもので
ある。
造の非水電解液二次電池に関し、更に詳しくは、積層し
た電極素子に高熱伝導率シートを巻装することにより、
放熱特性を改良した非水電解液二次電池に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術の進歩により電子機器の
小型、高性能、ポータブル化が進み、それに伴いこれら
電子機器に使用される電池の高エネルギー密度化の要求
が高まっている。従来、これらの電子機器に使用される
二次電池としてはニッケル・カドミウム電池や鉛電池な
どがあるが、これらの電池は放電電位が低くエネルギー
密度が充分でないため、上述した要求には充分に応えら
れていないのが実情である。
小型、高性能、ポータブル化が進み、それに伴いこれら
電子機器に使用される電池の高エネルギー密度化の要求
が高まっている。従来、これらの電子機器に使用される
二次電池としてはニッケル・カドミウム電池や鉛電池な
どがあるが、これらの電池は放電電位が低くエネルギー
密度が充分でないため、上述した要求には充分に応えら
れていないのが実情である。
【０００３】最近、これらの要求を満たす二次電池とし
て、非水電解液二次電池に属するリチウムイオン二次電
池が注目され、実用化されるようになった。しかしなが
ら、このような非水電解液二次電池は、高率放電時の温
度上昇度合いが大きく、特に電極素子の中央部において
は温度上昇度が大きいため、改善すべき場合がある。す
なわち、この種の電池の放熱特性は、電池の構造上必ず
しも良好とは言えず、この放熱特性を改良しなければ電
池特性にも影響を及ぼす虞れがあった。
て、非水電解液二次電池に属するリチウムイオン二次電
池が注目され、実用化されるようになった。しかしなが
ら、このような非水電解液二次電池は、高率放電時の温
度上昇度合いが大きく、特に電極素子の中央部において
は温度上昇度が大きいため、改善すべき場合がある。す
なわち、この種の電池の放熱特性は、電池の構造上必ず
しも良好とは言えず、この放熱特性を改良しなければ電
池特性にも影響を及ぼす虞れがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その課題は、非水電解液二次
電池の構造に起因する放熱特性の悪さを改良し、電池特
性の向上を図った非水電解液二次電池を提供することで
ある。
に鑑みてなされたもので、その課題は、非水電解液二次
電池の構造に起因する放熱特性の悪さを改良し、電池特
性の向上を図った非水電解液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】本発明の非水電解液二次
電池は、正極集電体の片面若しくは両面に正極活物質を
塗布した正極と、負極集電体の片面若しくは両面に負極
活物質を塗布した負極とをセパレータを介して積層して
電極素子を形成する非水電解液二次電池において、電極
素子に高熱伝導率シートを巻装するとともに、その電極
素子の高熱伝導率シートが電池缶に密着するように収納
する等により、電極素子の放熱特性を改善することを特
徴とする。
電池は、正極集電体の片面若しくは両面に正極活物質を
塗布した正極と、負極集電体の片面若しくは両面に負極
活物質を塗布した負極とをセパレータを介して積層して
電極素子を形成する非水電解液二次電池において、電極
素子に高熱伝導率シートを巻装するとともに、その電極
素子の高熱伝導率シートが電池缶に密着するように収納
する等により、電極素子の放熱特性を改善することを特
徴とする。
【０００６】本発明の非水電解液二次電池では、電極素
子に高熱伝導率シートを巻装するとともに、その電極素
子の高熱伝導率シートが電池缶に密着するように収納す
るようにした。このため、本来、断熱性が高くて高率放
電時には放熱が間に合わず、電極素子中心部に最高温度
として畜熱されていた電極素子の熱が、この高熱伝導率
シートを介して電池缶に伝達され、電極素子の放熱特性
を改善できるようになる。また、それに伴う非水電解液
二次電池の特性向上を図ることができる。
子に高熱伝導率シートを巻装するとともに、その電極素
子の高熱伝導率シートが電池缶に密着するように収納す
るようにした。このため、本来、断熱性が高くて高率放
電時には放熱が間に合わず、電極素子中心部に最高温度
として畜熱されていた電極素子の熱が、この高熱伝導率
シートを介して電池缶に伝達され、電極素子の放熱特性
を改善できるようになる。また、それに伴う非水電解液
二次電池の特性向上を図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照して詳細に説明する。
態について図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】実施例 先ず、図１を参照して本発明の非水電解液二次電池の構
成を工程順に説明する。図１は本発明の非水電解液二次
電池の実施例を示す図であり、（ａ）は単位電極素子を
一部破断して示す斜視図であり、（ｂ）は角型非水電解
液二次電池を分解して示す斜視図である。
成を工程順に説明する。図１は本発明の非水電解液二次
電池の実施例を示す図であり、（ａ）は単位電極素子を
一部破断して示す斜視図であり、（ｂ）は角型非水電解
液二次電池を分解して示す斜視図である。
【０００９】先ず、図１における負極１は次のように作
製する。何れも図示を省略したが、出発原料として石油
ピッチを用い、これを焼成して粗粒状のピッチコークス
を得る。この粗粒状のピッチコークスを粉砕して平均粒
径２０μｍの粉末とするとともに、この粉末を不活性ガ
ス中１０００℃にて焼成して不純物を除去し、コークス
材料粉末を得る。
製する。何れも図示を省略したが、出発原料として石油
ピッチを用い、これを焼成して粗粒状のピッチコークス
を得る。この粗粒状のピッチコークスを粉砕して平均粒
径２０μｍの粉末とするとともに、この粉末を不活性ガ
ス中１０００℃にて焼成して不純物を除去し、コークス
材料粉末を得る。
【００１０】このようにして得られたコークス材料粉末
を負極活物質担持体として、このコークス材料粉末を９
０重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）１０重量部とを混合して負極合剤を調整する。この
負極合剤を溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させ
てスラリー状とし、この負極合剤スラリーを厚さ１０μ
ｍの銅箔である負極集電体にリードを残して塗布し、溶
剤を乾燥後、ローラプレス機により圧縮成形して１９０
μｍの負極１を得る。
を負極活物質担持体として、このコークス材料粉末を９
０重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）１０重量部とを混合して負極合剤を調整する。この
負極合剤を溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させ
てスラリー状とし、この負極合剤スラリーを厚さ１０μ
ｍの銅箔である負極集電体にリードを残して塗布し、溶
剤を乾燥後、ローラプレス機により圧縮成形して１９０
μｍの負極１を得る。
【００１１】続いて、正極２を次のようにして作製す
る。炭酸リチウム０．５モルを炭酸コバルト１モルと混
合し、空気中９００℃で５時間焼成することによりＬｉ
ＣｏＯ2 を得る。このＬｉＣｏＯ2 を正極活物質とし、
ＬｉＣｏＯ2 ９１重量部、導電剤としてグラファイトを
６重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）３重量部を混合して正極合剤とする。この正極合剤
スラリーを厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔である
正極集電体の両面にリード部を残して塗布・乾燥し、そ
の後ローラプレス機により圧縮成形して厚み１６０μｍ
の正極２を得る。
る。炭酸リチウム０．５モルを炭酸コバルト１モルと混
合し、空気中９００℃で５時間焼成することによりＬｉ
ＣｏＯ2 を得る。このＬｉＣｏＯ2 を正極活物質とし、
ＬｉＣｏＯ2 ９１重量部、導電剤としてグラファイトを
６重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）３重量部を混合して正極合剤とする。この正極合剤
スラリーを厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔である
正極集電体の両面にリード部を残して塗布・乾燥し、そ
の後ローラプレス機により圧縮成形して厚み１６０μｍ
の正極２を得る。
【００１２】以上のようにして作製した負極１と正極２
とを、例えば厚さ２５μｍ微多孔性ポリプロピレンフィ
ルムをセパレータ３とし、負極１−セパレータ３−正極
２の順に積層して積層電極体４とする。この積層電極体
４に本発明の特徴事項たる、一例として２０μｍの銅箔
でなる高熱伝導率シート５を巻き付けて単位電極素子６
とする。セパレータ３に微多孔性フィルムを使用するの
は、前述の負極１、正極２の反応を妨げないようにする
ためである。なお、負極リード１ａおよび正極リード２
ａはこのセパレータ３より露出している。
とを、例えば厚さ２５μｍ微多孔性ポリプロピレンフィ
ルムをセパレータ３とし、負極１−セパレータ３−正極
２の順に積層して積層電極体４とする。この積層電極体
４に本発明の特徴事項たる、一例として２０μｍの銅箔
でなる高熱伝導率シート５を巻き付けて単位電極素子６
とする。セパレータ３に微多孔性フィルムを使用するの
は、前述の負極１、正極２の反応を妨げないようにする
ためである。なお、負極リード１ａおよび正極リード２
ａはこのセパレータ３より露出している。
【００１３】図１（ｂ）において、前述の単位電極素子
６を３段重ねて電極素子７とし、この電極素子７をニッ
ケルメッキを施した鉄製の電池缶８に収納する。電極素
子７の前面には絶縁体９を配置する。また、正極２から
集電を行うためのアルミニウム製の正極リード２ａを正
極集電体から導出し、電池蓋１０に接続して正極端子１
１とする。更に、負極集電体からニッケル製の負極リー
ド１ａを導出し、電池缶８に溶接して負極端子１２とす
る。ここで、高熱伝導率シート５を銅箔としたのは、高
熱伝導率シート５を電池缶８に直接密着するようにして
放熱効果を上げるためであり、高熱伝導率シート５と電
池缶８との間に絶縁シートを介する構造のものであれ
ば，この高熱伝導率シート５は銅箔以外の例えばアルミ
箔のようなものであっても良い。
６を３段重ねて電極素子７とし、この電極素子７をニッ
ケルメッキを施した鉄製の電池缶８に収納する。電極素
子７の前面には絶縁体９を配置する。また、正極２から
集電を行うためのアルミニウム製の正極リード２ａを正
極集電体から導出し、電池蓋１０に接続して正極端子１
１とする。更に、負極集電体からニッケル製の負極リー
ド１ａを導出し、電池缶８に溶接して負極端子１２とす
る。ここで、高熱伝導率シート５を銅箔としたのは、高
熱伝導率シート５を電池缶８に直接密着するようにして
放熱効果を上げるためであり、高熱伝導率シート５と電
池缶８との間に絶縁シートを介する構造のものであれ
ば，この高熱伝導率シート５は銅箔以外の例えばアルミ
箔のようなものであっても良い。
【００１４】その後、この電池缶８の中にプロピレンカ
ーボネートとジエチルカーボネートとの等量混合溶媒中
にＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解した非水系電
解液を５．０グラム注入して、電極素子７に含浸させ
る。そして、電池蓋１０をレーザ等を用いて溶接するこ
とにより、電池内の気密性を保持して本実施例の角形非
水電解液二次電池を完成させる。
ーボネートとジエチルカーボネートとの等量混合溶媒中
にＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解した非水系電
解液を５．０グラム注入して、電極素子７に含浸させ
る。そして、電池蓋１０をレーザ等を用いて溶接するこ
とにより、電池内の気密性を保持して本実施例の角形非
水電解液二次電池を完成させる。
【００１５】比較例 比較例の角型非水電解液二次電池を示す図２において、
実施例で使用した単位電極素子６を前述と同様の製法に
して作製し、この単位電極素子６を３層重ねて電極素子
７を作製する。この電極素子７に実施例で使用した高熱
伝導率シート５を巻着しない構造として比較例とした。
実施例で使用した単位電極素子６を前述と同様の製法に
して作製し、この単位電極素子６を３層重ねて電極素子
７を作製する。この電極素子７に実施例で使用した高熱
伝導率シート５を巻着しない構造として比較例とした。
【００１６】その後、この電極素子７をニッケルメッキ
を施した鉄製の電池缶（図示省略）に収納するととも
に、実施例と同様にプロピレンカーボネートとジエチル
カーボネートとの等量混合溶媒中にＬｉＰＦ6 を１ｍｏ
ｌ／ｌの割合で溶解した非水系電解液を５．０グラム注
入して電極素子７に含浸させ、電池蓋（図示省略）をレ
ーザ溶接して本比較例の角形非水電解液二次電池を完成
させた。
を施した鉄製の電池缶（図示省略）に収納するととも
に、実施例と同様にプロピレンカーボネートとジエチル
カーボネートとの等量混合溶媒中にＬｉＰＦ6 を１ｍｏ
ｌ／ｌの割合で溶解した非水系電解液を５．０グラム注
入して電極素子７に含浸させ、電池蓋（図示省略）をレ
ーザ溶接して本比較例の角形非水電解液二次電池を完成
させた。
【００１７】上記実施例および比較例について、以下の
条件で放熱特性を測定するとともに、グラフ化して特性
値を求めた。この結果を図３を参照して説明する。図３
は本発明の非水電解液二次電池の実施例および比較例に
おける放熱特性を示すグラフである。
条件で放熱特性を測定するとともに、グラフ化して特性
値を求めた。この結果を図３を参照して説明する。図３
は本発明の非水電解液二次電池の実施例および比較例に
おける放熱特性を示すグラフである。
【００１８】すなわち、以上のようにして作製した実施
例および比較例の電池を、２Ｃ（０．５時間率放電）で
２．５Ｖになるまで放電したときの温度上昇度（℃）を
プロットして求めた結果、実施例における温度上昇度が
略５℃であるのに対し、高熱伝導率シートを装着しない
比較例の温度上昇度が１０℃となることが判った。以上
の結果から、本発明の非水電解液二次電池における高率
放電時の温度上昇の抑制効果が証明された。
例および比較例の電池を、２Ｃ（０．５時間率放電）で
２．５Ｖになるまで放電したときの温度上昇度（℃）を
プロットして求めた結果、実施例における温度上昇度が
略５℃であるのに対し、高熱伝導率シートを装着しない
比較例の温度上昇度が１０℃となることが判った。以上
の結果から、本発明の非水電解液二次電池における高率
放電時の温度上昇の抑制効果が証明された。
【００１９】以上本発明の好適な実施例につき詳細な説
明を加えたが、本発明はこの実施例以外にも各種実施態
様が可能である。例えば、実施例として角型非水電解液
二次電池を用いて説明したが、円筒型、コイン型、ボタ
ン型電池にも本発明を適用することが可能である。ま
た、非水電解液二次電池に限らずこれに属するリチウム
イオン二次電池にも適用されて同様の効果が得られるこ
とは論を待たない。
明を加えたが、本発明はこの実施例以外にも各種実施態
様が可能である。例えば、実施例として角型非水電解液
二次電池を用いて説明したが、円筒型、コイン型、ボタ
ン型電池にも本発明を適用することが可能である。ま
た、非水電解液二次電池に限らずこれに属するリチウム
イオン二次電池にも適用されて同様の効果が得られるこ
とは論を待たない。
【００２０】
【発明の効果】本発明の非水電解液二次電池によれば、
電極素子に高熱伝導率シートを巻装するとともに、その
電極素子の高熱伝導率シートが電池缶に密着するように
収納したため、電極素子で発生する熱を効率良く周囲に
移し、電池缶を介して放熱することが可能となる。従っ
て、高率放電時などの電極素子の温度上昇を防止するこ
とが可能となるとともに、それに伴う非水電解液二次電
池の特性向上を図ることができ、有益である。
電極素子に高熱伝導率シートを巻装するとともに、その
電極素子の高熱伝導率シートが電池缶に密着するように
収納したため、電極素子で発生する熱を効率良く周囲に
移し、電池缶を介して放熱することが可能となる。従っ
て、高率放電時などの電極素子の温度上昇を防止するこ
とが可能となるとともに、それに伴う非水電解液二次電
池の特性向上を図ることができ、有益である。
【図１】 本発明の非水電解液二次電池の実施例を示す
図であり、（ａ）は単位電極素子を一部破断して示す斜
視図であり、（ｂ）は角型非水電解液二次電池を分解し
て示す斜視図である。
図であり、（ａ）は単位電極素子を一部破断して示す斜
視図であり、（ｂ）は角型非水電解液二次電池を分解し
て示す斜視図である。
【図２】 比較例における角型非水電解液二次電池を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】 本発明の非水電解液二次電池の実施例および
比較例における放熱特性を示すグラフである。
比較例における放熱特性を示すグラフである。
【符号の説明】 １…負極、２…正極、３…セパレータ、４…積層電極
体、５…高熱伝導率シート、６…単位電極素子、７…電
極素子、８…電池缶、９…絶縁体、１０…電池蓋 １１…正極端子、１２…負極端子
体、５…高熱伝導率シート、６…単位電極素子、７…電
極素子、８…電池缶、９…絶縁体、１０…電池蓋 １１…正極端子、１２…負極端子
Claims (6)
- 【請求項１】 正極集電体の片面若しくは両面に正極活
物質を塗布した正極と、負極集電体の片面若しくは両面
に負極活物質を塗布した負極とをセパレータを介して積
層して電極素子を形成する非水電解液二次電池におい
て、 前記電極素子に高熱伝導率シートを巻装して構成したこ
とを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項２】 前記高熱伝導率シートを巻装した電極素
子を、前記高熱伝導率シートが電池缶に密着するように
収納することにより、前記電極素子の放熱特性を改善す
ることを特徴とする請求項１に記載の非水電解液二次電
池。 - 【請求項３】 前記高熱伝導率シートは銅箔であるとと
もに、前記電池缶はニッケルメッキを施した鉄製である
ことを特徴とする請求項２に記載の非水電解液二次電
池。 - 【請求項４】 前記高熱伝導率シートを巻装した電極素
子を、Ｎ段重ねて角型構成としたことを特徴とする請求
項１ないし請求項３の何れか１項に記載の非水電解液二
次電池。 - 【請求項５】 前記正極および前記負極を渦巻状積層体
として構成し、周囲に高熱伝導率シートを巻装して円筒
型としたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何
れか１項に記載の非水電解液二次電池。 - 【請求項６】 前記正極、前記負極および高熱伝導率シ
ートを渦巻状積層体として構成し、円筒型としたことを
特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載
の非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8192325A JPH1040959A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8192325A JPH1040959A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1040959A true JPH1040959A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16289415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8192325A Pending JPH1040959A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1040959A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100615169B1 (ko) * | 2000-08-07 | 2006-08-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지 모듈 |
| KR100933425B1 (ko) | 2005-09-02 | 2009-12-23 | 주식회사 엘지화학 | 전지모듈의 제조가 용이한 전지 |
| JP2011113895A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Hitachi Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US10290839B2 (en) | 2014-04-25 | 2019-05-14 | Nec Energy Devices, Ltd. | Secondary battery |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP8192325A patent/JPH1040959A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100615169B1 (ko) * | 2000-08-07 | 2006-08-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지 모듈 |
| KR100933425B1 (ko) | 2005-09-02 | 2009-12-23 | 주식회사 엘지화학 | 전지모듈의 제조가 용이한 전지 |
| JP2011113895A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Hitachi Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US10290839B2 (en) | 2014-04-25 | 2019-05-14 | Nec Energy Devices, Ltd. | Secondary battery |
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