JPH1064487A - 電 池 - Google Patents

電 池

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JPH1064487A
JPH1064487A JP8238363A JP23836396A JPH1064487A JP H1064487 A JPH1064487 A JP H1064487A JP 8238363 A JP8238363 A JP 8238363A JP 23836396 A JP23836396 A JP 23836396A JP H1064487 A JPH1064487 A JP H1064487A
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battery container
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Hiroaki Yoshida
吉田　　浩明
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Japan Storage Battery Co Ltd
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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】サイクル特性の優れた電池を提供する。 【解決手段】 本発明になる有機電解液二次電池は、帯
状の正極と負極とがセパレーターを介して巻回された渦
巻き状電極体と、電池容器とを備えてなり、電池容器の
底部内側面に形成された凸部が、渦巻き状電極体の巻き
芯部に挿入されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の駆動用電源
もしくはメモリ保持電源あるいは、電気自動車用電池と
しての高エネルギー密度でかつ高い安全性を有する電池
及び有機電解液電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の急激なる小形軽量化に伴い、
その電源である電池に対して小形で軽量かつ高エネルギ
ー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次電池の開発
への要求が高まっている。これら要求を満たす二次電池
として、有機電解液二次電池が最も有望である。
【０００３】有機電解液二次電池の正極活物質には、二
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、リチウムニッケル複合酸化物、スピネル型リチウム
マンガン酸化物、五酸化バナジウムおよび三酸化モリブ
デンなどの種々の金属硫化物や金属酸化物が検討されて
おり、負極活物質には、金属リチウムをはじめとしてリ
チウム合金および炭素材料などが検討されている。
【０００４】渦巻き状電極体を有する電池の組立は、次
のように行われるのが一般的である。 まず、帯状の正
極と負極とがセパレーターを介して積層され、その積層
体を巻回して渦巻き状電極体を形成する。次に円筒状の
電池容器に収納され、電極体の正極及び負極を正極リー
ド、負極リードを介して容器蓋の端子にそれぞれ接続す
る。そして、容器蓋をかしめ又は溶接により接合して組
み立てられる。
【０００５】電極体を電池容器に挿入するとき、電池容
器と電極体との位置がずれると、容器内に電極を無理に
押し込むことになり、電極外周面を容器開口縁で傷つけ
たり、電極体底面が容器開口縁でおしつぶされ内部短絡
を引き起こしてしまう。
【０００６】そのため、両者の位置決めには、細心の注
意を払う必要があり、煩雑な工程をとらざるおえない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明になる電池は、
帯状の正極と負極とがセパレーターを介して巻回された
渦巻き状電極体と、電池容器とを備えてなり、電池容器
の底部内側面に形成された凸部が、渦巻き状電極体の巻
き芯部に挿入されてなることを特徴とし、前記凸部は中
空部を有し、その中空部が電池容器底部外側面と連通し
てなることを特徴とし、前記電池容器がアルミニウム又
はアルミニウムを主体とする金属からなることを特徴と
し、前記電池容器がインパクト法により成形されてなる
ことを特徴とし、又はこれらを組合せることを特徴とす
し、前記電池が有機電解液電池であることを特徴とす
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
かかる有機電解液二次電池について、図面を基に詳述す
るが、この一実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】図１、２において、シート状正極１は厚さ
20μmのアルミニウム基板にリチウムコバルト酸化物（L
iCoO2）を導電剤とともに結着剤を用いて保持させたも
ので、厚さ190μm，幅80mmのものを用いた。シート状負
極３は、厚さ14μmの銅基板に、黒鉛を結着剤を用いて
保持させたもので、厚さ160μm，幅83mmのものを用い
た。セパレーター２は材質がポリエチレン製の微多孔膜
で、厚さ25μm，幅89mmのものを用いた。正極リード４
および負極リード５は、正極および負極シートの上部端
面の金属箔露出部に超音波溶接により取り付けた。正極
１と負極３との間にセパレーター２を介在させ、アルミ
ニウム製のパイプ６を巻き芯として円筒形の電極体を作
製した。次に、電極群の外周をテープ７で固定し、押圧
して断面長円形に成形した。
【００１０】本実施の形態にかかる電池容器８は、横断
面長円形であって、底部内側面に形成された凸部９を備
え、かつ前記凸部９は中空部１０を有し、その中空部１
０が電池容器底部外側面と連通している。（図３（ａ）
参照） また、凸部９の外観形状は、電極体の巻き芯部形状に合
わせて断面長円形状に形成されており、凸部９の上部先
端は、電極体を挿入しやすくするため先細りに成形して
いる。この容器８の成形にあたっては、深絞りしごき加
工により形成してもよいし、インパクト成型法によって
成形してもよい。尚、インパクト成型法によって成形す
る場合、材質としてはアルミニウム又はアルミニウムを
主体とするもの（種々のアルミニウム合金）が成形しや
すく、安価にできる。そして、アルミニウム又はアルミ
ニウムを主体とするもの（種々のアルミニウム合金）を
用いた場合、電池容器表面が平滑となり、電極体挿入時
の電極表面の損傷を防げる。
【００１１】加えて、電極体２０の巻き芯部が円筒形状
の場合には、その形状に合わせて凸部９の横断面形状を
円形状とし、上部先端を先細りにした円柱又は上端が封
止された略円筒形状とする。（図３（ｂ）参照）尚、長
円形の場合、略長円形状であってもよい。
【００１２】次に、上記電極を１００個、本発明になる
前記電池容器８（５０個）、凸部が形成されていない従
来容器（５０個）を用意し、電極を容器にそれぞれ収納
して二重巻き締め封口を行った。この後、エチレンカー
ボネートとジメチルカーボネートとの１：１（体積比）
の混合溶媒に、１モルの六フッ化燐酸リチウムを溶解し
た電解液を減圧注入して、正極端子および負極端子を有
する縦23mm，横62mm，高さ100mmの本発明電池と従来電
池をそれぞれ５０個作製した。
【００１３】従来品では電極体挿入時、電極体と電池容
器との水平方向の位置決めがずれてしまい、電極体外周
面が一部削られて１５個が不良となった。ところが、本
発明品の場合では、ずれを生じず前記不良が全く発生し
なかった。また、凸部の高さとしては、凸部の成形の容
易さ及びずれの発生具合から、電池容器の高さの５０％
〜９０％が望ましいと考えられる。
【００１４】次に、作製した本発明電池と従来例電池と
を温度６０℃下で２Ａで４．１Ｖまで充電後、２Ａで
２．７５Ｖまで放電するサイクルを繰り返した。図４、
５、６に得られた結果を示す。（ただし、各サイクルに
おける値は５０個の平均値とした。） これらの図より、本発明電池Ａは従来例電池Ｂに比べ
て、サイクルの進行後においても電池の膨れが見られな
い上に、容量低下および内部抵抗が小さいことが示され
た。これは、本発明の電池の凸部とケース側壁とによっ
て電極体が確実に保持され、電極間距離が一定に保たれ
たためと考えられる。
【００１５】上記実施例では正極活物質としてＬｉＣｏ
Ｏ2を用いる場合を説明したが、二硫化チタンをはじめ
として二酸化マンガン、リチウムニッケル複合酸化物、
スピネル型リチウムマンガン酸化物、五酸化バナジウム
および三酸化モリブデンなどの種々のものを用いること
ができる。また、負極として黒鉛材料を用いたが、低結
晶性の炭素材料や、アモルファスの炭素材料など種々の
ものを用いることができる。さらに本発明は、電池内圧
の上昇する種々の密閉型二次電池においても適用可能で
ある。
【００１６】
【発明の効果】本発明になる電池は、帯状の正極と負極
とがセパレーターを介して巻回された渦巻き状電極体
と、電池容器とを備えてなり、電池容器の底部内側面に
形成された凸部が、渦巻き状電極体の巻き芯部に挿入さ
れてなることを特徴とし、前記凸部は中空部を有し、そ
の中空部が電池容器底部外側面と連通してなることを特
徴とし、前記電池容器がアルミニウム又はアルミニウム
を主体とする金属からなることを特徴とし、前記電池容
器がインパクト法により成形されてなることを特徴と
し、又はこれらを組合せることを特徴とし、前記電池が
有機電解液電池であることを特徴とする。
【００１７】これにより、電極体を電池容器に収納する
場合、煩雑な工程を採ることなしに容易に挿入すること
ができ、しかもサイクル特性の優れた電池を提供するこ
とができる。また、負極に炭素材料やリチウムイオンを
吸蔵、放出できる金属酸化物、正極に金属酸化物あるい
は金属硫化物を用いた電池系に適用することで、高容量
のリチウム二次電池を得ることができるものであり、そ
の工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】円形に巻回した電極体の模式図である。
【図２】断面長円形に巻回した電極体の模式図である。
【図３】本発明になる一実施の形態にかかる電池容器を
示す模式図である。
【図４】本発明電池及び従来例電池のサイクル数と電池
ケースの膨らみとの関係を示す説明図である。
【図５】本発明電池及び従来例電池のサイクル数と放電
容量との関係を示す説明図である。
【図６】本発明電池及び従来例電池のサイクル数と内部
抵抗との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 正極 ２ セパレーター ３ 負極 ４ 正極リード ５ 負極リード ６ アルミニウム製パイプ ７ テープ ８ 電池容器 ９ 凸部 １０ 中空部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯状の正極と負極とがセパレーターを介
    して巻回された渦巻き状電極体と、電池容器とを備えて
    なる電池において、 電池容器の底部内側面に形成された凸部が、渦巻き状電
    極体の巻き芯部に挿入されてなることを特徴とする電
    池。
  2. 【請求項２】 前記電池容器がアルミニウム又はアルミ
    ニウムを主体とする金属からなることを特徴とする請求
    項１記載の電池。
  3. 【請求項３】 前記電池容器がインパクト成形法により
    成形されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の
    電池。
  4. 【請求項４】 前記凸部は中空部を有し、その中空部が
    電池容器底部外側面と連通してなることを特徴とする請
    求項１又は３記載の電池。
  5. 【請求項５】 電池が有機電解液電池であることを特徴
    とする請求項１、２、３又は４記載の電池。
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