JPH1064588A - 円筒形リチウム二次電池 - Google Patents
円筒形リチウム二次電池Info
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- JPH1064588A JPH1064588A JP8218958A JP21895896A JPH1064588A JP H1064588 A JPH1064588 A JP H1064588A JP 8218958 A JP8218958 A JP 8218958A JP 21895896 A JP21895896 A JP 21895896A JP H1064588 A JPH1064588 A JP H1064588A
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- Japan
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- electrode plate
- wound
- lithium secondary
- shaft core
- secondary battery
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高率放電特性に優れ、かつ製造しやすい円筒形
リチウム二次電池を提供する。 【解決手段】正極板と負極板をセパレータを介して捲回
軸芯により捲回した渦巻状の捲回極板群を電池ケース内
に収納してなる円筒形リチウム二次電池であって、ポリ
プロピレン製の絶縁部分2を挟んだアルミニウム部分1
および銅部分3からなっており、捲回軸芯には切欠部1
3が設けられ、セパレータを挟み込めるようになってい
る。アルミニウム部分1と銅部分3を絶縁する絶縁部分
2の幅は、極板の活物質塗布幅よりも狭く、かつアルミ
ニウム部分1と銅部分3を絶縁するとともにある程度の
強度を持つことが好ましい。
リチウム二次電池を提供する。 【解決手段】正極板と負極板をセパレータを介して捲回
軸芯により捲回した渦巻状の捲回極板群を電池ケース内
に収納してなる円筒形リチウム二次電池であって、ポリ
プロピレン製の絶縁部分2を挟んだアルミニウム部分1
および銅部分3からなっており、捲回軸芯には切欠部1
3が設けられ、セパレータを挟み込めるようになってい
る。アルミニウム部分1と銅部分3を絶縁する絶縁部分
2の幅は、極板の活物質塗布幅よりも狭く、かつアルミ
ニウム部分1と銅部分3を絶縁するとともにある程度の
強度を持つことが好ましい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形リチウム二
次電池の構造に係り、特に捲回極板群の捲回軸芯の構造
を改良して、高率放電特性に優れ、かつ製造しやすい円
筒形リチウム二次電池に関するものである。
次電池の構造に係り、特に捲回極板群の捲回軸芯の構造
を改良して、高率放電特性に優れ、かつ製造しやすい円
筒形リチウム二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、リチウム二次電池等の円筒形電池
は、捲回極板群の正極板と負極板の一方あるいは両方に
集電タブを溶接した後、上半軸芯と下半軸芯を組み合わ
せた捲回軸芯を用い、この上半軸芯と下半軸芯でセパレ
ータをはさみ、捲回軸芯に1/2〜1回転分セパレータ
の中心部を巻き込んだ後にセパレータの内外面にそれぞ
れ正極板および負極板を挿入し、捲回軸芯の回転によっ
て渦巻状の捲回極板群を形成している。そして、この捲
回極板群を電池ケースに挿入し、捲回軸芯を抜いて上蓋
や電池ケース等に正極板および負極板の集電タブを取り
付けた後、電解液を注入し、封口している。
は、捲回極板群の正極板と負極板の一方あるいは両方に
集電タブを溶接した後、上半軸芯と下半軸芯を組み合わ
せた捲回軸芯を用い、この上半軸芯と下半軸芯でセパレ
ータをはさみ、捲回軸芯に1/2〜1回転分セパレータ
の中心部を巻き込んだ後にセパレータの内外面にそれぞ
れ正極板および負極板を挿入し、捲回軸芯の回転によっ
て渦巻状の捲回極板群を形成している。そして、この捲
回極板群を電池ケースに挿入し、捲回軸芯を抜いて上蓋
や電池ケース等に正極板および負極板の集電タブを取り
付けた後、電解液を注入し、封口している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のような
作り方による構造では正極板と負極板の一方あるいは両
方に集電タブを溶接しなければならず、その溶接のため
には活物質の無塗布部が必要で、この活物質の無塗布部
を得るためには間歇的に活物質を塗布したり、一旦塗布
した活物質を剥離したりする等の方法をとらなければな
らない。また、集電性は高率放電特性に効いてくるた
め、高率放電特性を向上させるには集電タブを複数とる
ことが有効であるが、複数の集電タブを電極に溶接する
と工程が複雑になるだけでなく、溶接時の活物質の脱落
による容量低下や溶接の信頼性が問題となる。さらに集
電タブ同士を束ね一体化するいわゆる極柱に相当する部
材が必要となってくる。本発明の目的は、上記の課題を
解決した高率放電特性に優れ、かつ製造し易い円筒形リ
チウム二次電池を提供することにある。
作り方による構造では正極板と負極板の一方あるいは両
方に集電タブを溶接しなければならず、その溶接のため
には活物質の無塗布部が必要で、この活物質の無塗布部
を得るためには間歇的に活物質を塗布したり、一旦塗布
した活物質を剥離したりする等の方法をとらなければな
らない。また、集電性は高率放電特性に効いてくるた
め、高率放電特性を向上させるには集電タブを複数とる
ことが有効であるが、複数の集電タブを電極に溶接する
と工程が複雑になるだけでなく、溶接時の活物質の脱落
による容量低下や溶接の信頼性が問題となる。さらに集
電タブ同士を束ね一体化するいわゆる極柱に相当する部
材が必要となってくる。本発明の目的は、上記の課題を
解決した高率放電特性に優れ、かつ製造し易い円筒形リ
チウム二次電池を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極板と負極
板をセパレータを介して捲回軸芯により捲回した渦巻状
の捲回極板群を電池ケース内に収納してなる円筒形リチ
ウム二次電池であり、前記捲回軸芯は、その両端の金属
部分とその間の絶縁部分で構成されており、該絶縁部分
により前記両端の金属部分が互いに絶縁されていること
を特徴とし、(請求項1記載の発明)また、前記捲回軸
芯の両端の金属部分は、一方の端がアルミニウム、他方
の端が銅であることを特徴とする(請求項2記載の発
明)ものである。そのために、捲回軸芯の両端の金属部
分を、それぞれ正極板および負極板の集電タブあるいは
複数の集電タブを束ね一体化する極柱として利用するこ
とが可能である。
板をセパレータを介して捲回軸芯により捲回した渦巻状
の捲回極板群を電池ケース内に収納してなる円筒形リチ
ウム二次電池であり、前記捲回軸芯は、その両端の金属
部分とその間の絶縁部分で構成されており、該絶縁部分
により前記両端の金属部分が互いに絶縁されていること
を特徴とし、(請求項1記載の発明)また、前記捲回軸
芯の両端の金属部分は、一方の端がアルミニウム、他方
の端が銅であることを特徴とする(請求項2記載の発
明)ものである。そのために、捲回軸芯の両端の金属部
分を、それぞれ正極板および負極板の集電タブあるいは
複数の集電タブを束ね一体化する極柱として利用するこ
とが可能である。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る円筒形リチ
ウム二次電池の捲回軸芯の実施の形態の一例を示したも
のである。本例では、ポリプロピレン製の絶縁部分2を
挟んだアルミニウム部分1および銅部分3からなってお
り、捲回軸芯には切欠部13が設けられ、セパレータを
挟み込めるようになっている。アルミニウム部分1と銅
部分3を絶縁する絶縁部分2の幅は、極板の活物質塗布
幅よりも狭く、かつアルミニウム部分1と銅部分3を絶
縁するとともにある程度の強度を持つことが好ましい。
図3は、本発明に係る円筒形リチウム二次電池の実施の
形態の一例を示したものである。切欠部13にセパレー
タ10を挟み、従来法と同様にして捲回し、正極板12
および負極板11に接続された集電タブ8および9を捲
回軸芯に圧着し溶接する。その後、この捲回軸芯を電池
ケースや上蓋等に溶接し、電解液を注入後封口し円筒形
リチウム二次電池を得た。
ウム二次電池の捲回軸芯の実施の形態の一例を示したも
のである。本例では、ポリプロピレン製の絶縁部分2を
挟んだアルミニウム部分1および銅部分3からなってお
り、捲回軸芯には切欠部13が設けられ、セパレータを
挟み込めるようになっている。アルミニウム部分1と銅
部分3を絶縁する絶縁部分2の幅は、極板の活物質塗布
幅よりも狭く、かつアルミニウム部分1と銅部分3を絶
縁するとともにある程度の強度を持つことが好ましい。
図3は、本発明に係る円筒形リチウム二次電池の実施の
形態の一例を示したものである。切欠部13にセパレー
タ10を挟み、従来法と同様にして捲回し、正極板12
および負極板11に接続された集電タブ8および9を捲
回軸芯に圧着し溶接する。その後、この捲回軸芯を電池
ケースや上蓋等に溶接し、電解液を注入後封口し円筒形
リチウム二次電池を得た。
【0006】この場合、正極板12および負極板11の
集電タブ8および9が複数ある場合においても新たな極
柱部材を設けることなく簡単に集電できるだけでなく、
正極板12および負極板11の集電タブ8および9から
極柱部材の役割を果たす捲回軸芯までの距離が短縮でき
るために集電性が向上し、高率放電特性が良くなる。ま
た、図2に示すように活物質無塗布部4および5を残し
ておけば、図4のように捲回軸芯に活物質無塗布部4お
よび5を直接圧着し溶接することにより集電できる。こ
の場合には、正極板12および負極板11に集電タブ8
および9を溶接等により接続しなくてもすみ、かつ電極
全体から集電できるので、さらに高率放電特性の優れた
電池を得ることができる。なお、以下に示す実施例は使
用材料、捲回軸芯形状、集電タブの形状等を下記のもの
に特定するものではなく、特許請求の範囲に記載された
範囲に基づいて種々の変更を加えることができる。
集電タブ8および9が複数ある場合においても新たな極
柱部材を設けることなく簡単に集電できるだけでなく、
正極板12および負極板11の集電タブ8および9から
極柱部材の役割を果たす捲回軸芯までの距離が短縮でき
るために集電性が向上し、高率放電特性が良くなる。ま
た、図2に示すように活物質無塗布部4および5を残し
ておけば、図4のように捲回軸芯に活物質無塗布部4お
よび5を直接圧着し溶接することにより集電できる。こ
の場合には、正極板12および負極板11に集電タブ8
および9を溶接等により接続しなくてもすみ、かつ電極
全体から集電できるので、さらに高率放電特性の優れた
電池を得ることができる。なお、以下に示す実施例は使
用材料、捲回軸芯形状、集電タブの形状等を下記のもの
に特定するものではなく、特許請求の範囲に記載された
範囲に基づいて種々の変更を加えることができる。
【0007】
実施例1 実施例として用いる円筒形リチウム二次電池は、正極に
コバルト酸リチウム、負極にグラファイト、電解液とし
てエチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合
溶媒中へ6フッ化リン酸リチウムを1モル/リットル溶
解したものを用いた。電極は以下のようにして作製す
る。集電体(正極はアルミニウム箔、負極は銅箔でいず
れも厚さ20μm)の両面に上記物質を結着剤(ポリフッ
化ビニリデン、重量比で8%添加)および分散溶媒(N
−メチルピロリドン)とともに混練して得たスラリを塗
布し、乾燥、プレスし、所望の寸法に切断する。この時
の電極の総厚さは両極ともに200μmとした。
コバルト酸リチウム、負極にグラファイト、電解液とし
てエチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合
溶媒中へ6フッ化リン酸リチウムを1モル/リットル溶
解したものを用いた。電極は以下のようにして作製す
る。集電体(正極はアルミニウム箔、負極は銅箔でいず
れも厚さ20μm)の両面に上記物質を結着剤(ポリフッ
化ビニリデン、重量比で8%添加)および分散溶媒(N
−メチルピロリドン)とともに混練して得たスラリを塗
布し、乾燥、プレスし、所望の寸法に切断する。この時
の電極の総厚さは両極ともに200μmとした。
【0008】正極板および負極板にそれぞれ3本の集電
タブ(3mm幅の銅およびアルミニウムリボン)を溶接
し、図1に示す捲回軸芯(3φ)の切欠部13にセパレ
ータ10をはさみ1回転分セパレータ10の中心部を巻
き込んだ後にセパレータ10の内外面にそれぞれ、図3
に示すように正極板12の集電タブ8が捲回軸芯のアル
ミニウム部分1側に、負極板11の集電タブ9が捲回軸
芯の銅部分3側になるように正極板12および負極板1
1を挿入して捲回した。
タブ(3mm幅の銅およびアルミニウムリボン)を溶接
し、図1に示す捲回軸芯(3φ)の切欠部13にセパレ
ータ10をはさみ1回転分セパレータ10の中心部を巻
き込んだ後にセパレータ10の内外面にそれぞれ、図3
に示すように正極板12の集電タブ8が捲回軸芯のアル
ミニウム部分1側に、負極板11の集電タブ9が捲回軸
芯の銅部分3側になるように正極板12および負極板1
1を挿入して捲回した。
【0009】本実施例では、絶縁部分2が極板の活物質
塗布幅の1/4の幅であり捲回軸芯の中央部に位置する
ものを用いた。その後、正極板12および負極板11の
それぞれ3本の集電タブ8,9を捲回軸芯に圧着し溶接
し、電解液を注入して封口した。正極板12および負極
板11に集電タブ8,9を溶接するための活物質無塗布
部4,5は、それぞれの極板11,12から活物質を削
り落として作製し、セパレータ10にはポリプロピレン
製で厚さ25μm、空孔率40%のものを用いた。なお、注
液以後の工程は水分を十分に除去したドライボックス中
で行った。以上のようにして円筒形リチウム二次電池を
作製し、電池容量は1300mAhとした。
塗布幅の1/4の幅であり捲回軸芯の中央部に位置する
ものを用いた。その後、正極板12および負極板11の
それぞれ3本の集電タブ8,9を捲回軸芯に圧着し溶接
し、電解液を注入して封口した。正極板12および負極
板11に集電タブ8,9を溶接するための活物質無塗布
部4,5は、それぞれの極板11,12から活物質を削
り落として作製し、セパレータ10にはポリプロピレン
製で厚さ25μm、空孔率40%のものを用いた。なお、注
液以後の工程は水分を十分に除去したドライボックス中
で行った。以上のようにして円筒形リチウム二次電池を
作製し、電池容量は1300mAhとした。
【0010】実施例2 実施例1と同様にして電極の塗布、切断、プレスおよび
注液等を行った。実施例1と異なる点について以下に示
す。正極板12および負極板11に活物質塗布後、図2
のように片側の活物質無塗布部5,4は残して切断し、
この部分を集電タブ8,9の代りとする。正極板12の
活物質無塗布部5が捲回軸芯のアルミニウム部分1側
に、負極板11の活物質無塗布部4が捲回軸芯の銅部分
3側になるように実施例1と同様に捲回した。その後、
正極板12および負極板11の活物質無塗布部5,4を
図4のように、それぞれ捲回軸芯に圧着し溶接した。
注液等を行った。実施例1と異なる点について以下に示
す。正極板12および負極板11に活物質塗布後、図2
のように片側の活物質無塗布部5,4は残して切断し、
この部分を集電タブ8,9の代りとする。正極板12の
活物質無塗布部5が捲回軸芯のアルミニウム部分1側
に、負極板11の活物質無塗布部4が捲回軸芯の銅部分
3側になるように実施例1と同様に捲回した。その後、
正極板12および負極板11の活物質無塗布部5,4を
図4のように、それぞれ捲回軸芯に圧着し溶接した。
【0011】比較例 実施例1と同様にして極板の塗布、切断、プレスおよび
注液等は行った。実施例1と異なる点について以下に示
す。正極板および負極板にそれぞれ1本の集電タブを溶
接し、それぞれの集電タブを電池ケースおよび上蓋に直
接溶接した。なお、正極板および負極板に集電タブを溶
接するための活物質無塗布部は、それぞれの集電体から
活物質を削り落として作製した。
注液等は行った。実施例1と異なる点について以下に示
す。正極板および負極板にそれぞれ1本の集電タブを溶
接し、それぞれの集電タブを電池ケースおよび上蓋に直
接溶接した。なお、正極板および負極板に集電タブを溶
接するための活物質無塗布部は、それぞれの集電体から
活物質を削り落として作製した。
【0012】実施例1,2および比較例により作製した
円筒形リチウム二次電池の0.2CmAでの放電容量に対する
2CmAでの放電容量比を表1に示す。この表より、実施例
1および実施例2の円筒形リチウム二次電池は、0.2CmA
での放電容量に対する2CmAでの放電容量比が高く、高率
放電特性に優れていることがわかる。また、実施例1や
実施例2のようにして作製すると、捲回軸芯を抜く工程
を省くことができ、さらに、実施例2においては、正極
板および負極板に集電タブを溶接する必要がなく、比較
例に比べ集電性、信頼性に優れる。
円筒形リチウム二次電池の0.2CmAでの放電容量に対する
2CmAでの放電容量比を表1に示す。この表より、実施例
1および実施例2の円筒形リチウム二次電池は、0.2CmA
での放電容量に対する2CmAでの放電容量比が高く、高率
放電特性に優れていることがわかる。また、実施例1や
実施例2のようにして作製すると、捲回軸芯を抜く工程
を省くことができ、さらに、実施例2においては、正極
板および負極板に集電タブを溶接する必要がなく、比較
例に比べ集電性、信頼性に優れる。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】本発明の円筒形リチウム二次電池は、セ
パレータを挟み込む捲回軸芯が、その両端の金属部分と
その間の絶縁部分で構成されており、該絶縁部分により
前記両端の金属部分が互いに絶縁されているため、この
捲回軸芯を正極板および負極板の集電タブや複数の集電
タブを束ね一体化する極柱として利用でき、そのため、
正極板および負極板に接続された複数の集電タブを簡単
かつ確実に一体化することができる。また、活物質塗布
の際にできる活物質無塗布部は残しておき、この部分を
集電タブの代りに本発明の捲回軸芯に圧着し溶接すれ
ば、非常に集電性に優れた円筒形リチウム二次電池を作
製でき、高率放電特性の良い電池となる。
パレータを挟み込む捲回軸芯が、その両端の金属部分と
その間の絶縁部分で構成されており、該絶縁部分により
前記両端の金属部分が互いに絶縁されているため、この
捲回軸芯を正極板および負極板の集電タブや複数の集電
タブを束ね一体化する極柱として利用でき、そのため、
正極板および負極板に接続された複数の集電タブを簡単
かつ確実に一体化することができる。また、活物質塗布
の際にできる活物質無塗布部は残しておき、この部分を
集電タブの代りに本発明の捲回軸芯に圧着し溶接すれ
ば、非常に集電性に優れた円筒形リチウム二次電池を作
製でき、高率放電特性の良い電池となる。
【図1】本発明における捲回軸芯を示す断面図である。
【図2】実施例2における正極板または負極板を示す平
面図である。
面図である。
【図3】実施例1における捲回極板群を示す斜視図であ
る。
る。
【図4】実施例2における捲回極板群を示す斜視図であ
る。
る。
1は捲回軸芯のアルミニウム部分、2は捲回軸芯の絶縁
部分、3は捲回軸芯の銅部分、4は負極板の活物質無塗
布部分、5は正極板の活物質無塗布部分、6は負極板の
活物質塗布部分、7は正極板の活物質塗布部分、 8は
正極板の集電タブ、9は負極板の集電タブ、10はセパ
レータ、11は負極板、12は正極板
部分、3は捲回軸芯の銅部分、4は負極板の活物質無塗
布部分、5は正極板の活物質無塗布部分、6は負極板の
活物質塗布部分、7は正極板の活物質塗布部分、 8は
正極板の集電タブ、9は負極板の集電タブ、10はセパ
レータ、11は負極板、12は正極板
Claims (2)
- 【請求項1】正極板と負極板をセパレータを介して捲回
軸芯により捲回した渦巻状の捲回極板群を電池ケース内
に収納してなる円筒形リチウム二次電池であって、前記
捲回軸芯は、その両端の金属部分とその間の絶縁部分で
構成されており、該絶縁部分により前記両端の金属部分
が互いに絶縁されていることを特徴とする円筒形リチウ
ム二次電池。 - 【請求項2】前記捲回軸芯の両端の金属部分は、一方の
端がアルミニウム、他方の端が銅であることを特徴とす
る請求項1記載の円筒形リチウム二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8218958A JPH1064588A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 円筒形リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8218958A JPH1064588A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 円筒形リチウム二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1064588A true JPH1064588A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16728018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8218958A Pending JPH1064588A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 円筒形リチウム二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1064588A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000348754A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電極捲回型電池 |
JP2008123695A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Ntt Facilities Inc | 電池 |
WO2011001617A1 (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | パナソニック株式会社 | 捲回型電極群および電池 |
JP2011071052A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
WO2013163189A1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Medtronic, Inc. | Electrode assemblies including insulative portions |
US8778521B2 (en) | 2012-04-26 | 2014-07-15 | Medtronic, Inc. | Mandrel for electrode assemblies |
JPWO2013046349A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-03-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 角形電池 |
US9130223B2 (en) | 2012-04-26 | 2015-09-08 | Medtronic, Inc. | Mandrel for electrode assemblies |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP8218958A patent/JPH1064588A/ja active Pending
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