JPH11111327A - スパイラル電極体を有する電池 - Google Patents
スパイラル電極体を有する電池Info
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- JPH11111327A JPH11111327A JP9269604A JP26960497A JPH11111327A JP H11111327 A JPH11111327 A JP H11111327A JP 9269604 A JP9269604 A JP 9269604A JP 26960497 A JP26960497 A JP 26960497A JP H11111327 A JPH11111327 A JP H11111327A
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- positive electrode
- plate
- battery
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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
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- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極板と負極板とが対向していない、電極反
応に寄与し難い部分に塗布されていた活物質を有効に活
用できるようにして、電池放電容量の向上を図る。 【解決手段】 正極板Ａと負極板ＢとがセパレータＣを
介してスパイラル状に巻かれている電極体１０を有する
電池において、外装缶をアルミニウム製とし、スパイラ
ル状に巻かれた電極体１０の最外側は全周に亘って正極
板Ａを位置させるとともに、外装缶に対向する外側面部
分は正極活物質１を塗布せずに集電体のアルミニウム箔
２を露出させ、該露出部分にて外装缶と電気的な接続を
取り、電極体１０の最内側は全周に亘って負極板Ｂを位
置させ、その外側に正極板Ａを積層して巻回し、負極板
Ｂの巻芯側に向いた内側面部分には負極活物質３を塗布
せずに集電体の銅箔４を露出させ、それら無塗布とした
体積分の正極及び負極活物質を、正極板Ａと負極板Ｂと
が対向する他の部分に振り分ける。
応に寄与し難い部分に塗布されていた活物質を有効に活
用できるようにして、電池放電容量の向上を図る。 【解決手段】 正極板Ａと負極板ＢとがセパレータＣを
介してスパイラル状に巻かれている電極体１０を有する
電池において、外装缶をアルミニウム製とし、スパイラ
ル状に巻かれた電極体１０の最外側は全周に亘って正極
板Ａを位置させるとともに、外装缶に対向する外側面部
分は正極活物質１を塗布せずに集電体のアルミニウム箔
２を露出させ、該露出部分にて外装缶と電気的な接続を
取り、電極体１０の最内側は全周に亘って負極板Ｂを位
置させ、その外側に正極板Ａを積層して巻回し、負極板
Ｂの巻芯側に向いた内側面部分には負極活物質３を塗布
せずに集電体の銅箔４を露出させ、それら無塗布とした
体積分の正極及び負極活物質を、正極板Ａと負極板Ｂと
が対向する他の部分に振り分ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極板と負極板と
がセパレータを介して円形又は非円形のスパイラル状に
巻かれている電極体を有する電池に関するものである。
がセパレータを介して円形又は非円形のスパイラル状に
巻かれている電極体を有する電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、筒形リチウム電池に代表されるス
パイラル形電池は、シート状正極、セパレータ、シート
状負極を順次重ね合わせ、これをスパイラル状に巻回し
て筒形の発電要素たるスパイラル電極体を構成し、これ
を円筒又は偏平角形の缶に収容して製造される。
パイラル形電池は、シート状正極、セパレータ、シート
状負極を順次重ね合わせ、これをスパイラル状に巻回し
て筒形の発電要素たるスパイラル電極体を構成し、これ
を円筒又は偏平角形の缶に収容して製造される。
【０００３】具体的に扁平角形リチウムイオン電池の場
合を図４を参照しながら説明するに、従来は、例えば次
のようにして組み立てられる。
合を図４を参照しながら説明するに、従来は、例えば次
のようにして組み立てられる。
【０００４】正極にはＬｉＣｏＯ2 を活物質とし、アセ
チレンブラック及び黒鉛を導電剤とし、並びにポリフッ
化ビニデリンを結着剤として用い、これらを良く混合
し、更にＮ−メチル−ピロリドンを添加しながらさらに
混合を行い、塗料状の正極合剤とする。一方、負極とし
て黒鉛粉未を活物質とし、結着剤としてポリフッ化ビニ
デリンを用い、これらを良く混合し、更にＮ−メチル−
ピロリドンを添加しながら更に混合を行い、塗料状の負
極合剤とする。
チレンブラック及び黒鉛を導電剤とし、並びにポリフッ
化ビニデリンを結着剤として用い、これらを良く混合
し、更にＮ−メチル−ピロリドンを添加しながらさらに
混合を行い、塗料状の正極合剤とする。一方、負極とし
て黒鉛粉未を活物質とし、結着剤としてポリフッ化ビニ
デリンを用い、これらを良く混合し、更にＮ−メチル−
ピロリドンを添加しながら更に混合を行い、塗料状の負
極合剤とする。
【０００５】次に、上記塗料状の正極合剤１を集電体で
あるアルミニウム箔２に片面ずつ塗布して乾燥を行い、
両面に均ーな厚さの電極を得て、さらにロール圧延を行
い、所定厚の電極を得る。また塗料状の負極合剤３につ
いても、集電体に銅箔４を用いて正極と同様の作業をな
し、両面均ーな所定厚さの電極を得る。そして、正極
用、負極用の各電極を所定の幅及び長さのものに裁断
し、シート状の正極板Ａ´並びに負極板Ｂ´とする。こ
の時、正極板Ａ´と負極板Ｂ´とには、それぞれ予め塗
り始めの部分において、正極及び負極合剤１，３の無塗
布部分２１、４１を形成しておき、ここに電流取り出し
用リード板５、６を溶接しておく。
あるアルミニウム箔２に片面ずつ塗布して乾燥を行い、
両面に均ーな厚さの電極を得て、さらにロール圧延を行
い、所定厚の電極を得る。また塗料状の負極合剤３につ
いても、集電体に銅箔４を用いて正極と同様の作業をな
し、両面均ーな所定厚さの電極を得る。そして、正極
用、負極用の各電極を所定の幅及び長さのものに裁断
し、シート状の正極板Ａ´並びに負極板Ｂ´とする。こ
の時、正極板Ａ´と負極板Ｂ´とには、それぞれ予め塗
り始めの部分において、正極及び負極合剤１，３の無塗
布部分２１、４１を形成しておき、ここに電流取り出し
用リード板５、６を溶接しておく。
【０００６】次に、ステンレス板（例えば厚さ２ｍｍ）
を巻芯にして、セパレータ（図示せず）を正極板Ａ´と
負極板Ｂ´との間に挟んで巻き取り、非円形のスパイラ
ル状に巻回形成する。このとき、負極板Ｂ´は負極合剤
３の無塗布部分４１側を巻き始め端とし、正極板Ａ´は
正極合剤１の無塗布部分２１側を巻き終わり端として、
負極板Ｂ´を内側に配する。そして、巻き上げた非円形
のスパイラル電極１０´の巻き終わり端を巻き止めテー
プで固定して、ステンレス板の巻き芯から取り外す。
を巻芯にして、セパレータ（図示せず）を正極板Ａ´と
負極板Ｂ´との間に挟んで巻き取り、非円形のスパイラ
ル状に巻回形成する。このとき、負極板Ｂ´は負極合剤
３の無塗布部分４１側を巻き始め端とし、正極板Ａ´は
正極合剤１の無塗布部分２１側を巻き終わり端として、
負極板Ｂ´を内側に配する。そして、巻き上げた非円形
のスパイラル電極１０´の巻き終わり端を巻き止めテー
プで固定して、ステンレス板の巻き芯から取り外す。
【０００７】そして、得られた非円形のスパイラル電極
体１０´を偏平角形の外装缶に挿入し、負極リード板６
を缶蓋の負極端子に溶接し、一方、正極側のリード板５
を外装缶開口部付近に溶接する。その後、電解液を注入
して、外装缶と缶蓋とをシームレス溶接により一体化す
る。かくして、定格４．１Ｖの扁平角形リチウムイオン
電池を得る。
体１０´を偏平角形の外装缶に挿入し、負極リード板６
を缶蓋の負極端子に溶接し、一方、正極側のリード板５
を外装缶開口部付近に溶接する。その後、電解液を注入
して、外装缶と缶蓋とをシームレス溶接により一体化す
る。かくして、定格４．１Ｖの扁平角形リチウムイオン
電池を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スパイラル電極体１０´では、集電体であるアルミニウ
ム箔２又は銅箔４の両面にはその同一位置に同一長さに
亘って、正極合剤１又は負極合剤３がそれぞれ塗布され
ているため、次のような問題点があった。即ち、電極体
１０´の巻き始め部である最内側部について見てみる
と、負極板Ｂ´の巻芯側に向いた内側面（正極に対向し
ていない面）に塗布された負極合剤３の活物質は、相手
側の活物質が対向して存在していないため、電池の充放
電反応には寄与し難い。また、電極体の最外側部につい
て見てみると、正極板Ａ´の外装缶内面に対向する外側
面に塗布された正極合剤１の活物質は、上述と同じく相
手側の活物質が対向して存在していないため、電池の充
放電反応には寄与し難い。
スパイラル電極体１０´では、集電体であるアルミニウ
ム箔２又は銅箔４の両面にはその同一位置に同一長さに
亘って、正極合剤１又は負極合剤３がそれぞれ塗布され
ているため、次のような問題点があった。即ち、電極体
１０´の巻き始め部である最内側部について見てみる
と、負極板Ｂ´の巻芯側に向いた内側面（正極に対向し
ていない面）に塗布された負極合剤３の活物質は、相手
側の活物質が対向して存在していないため、電池の充放
電反応には寄与し難い。また、電極体の最外側部につい
て見てみると、正極板Ａ´の外装缶内面に対向する外側
面に塗布された正極合剤１の活物質は、上述と同じく相
手側の活物質が対向して存在していないため、電池の充
放電反応には寄与し難い。
【０００９】従って、従来のスパイラル電極体を有する
電池では、電極上の活物質が全て有効に活用されてはお
らず、結果的に、活物質と電池の缶内容積とを無駄に消
費して、電池放電容量を小さくしていた。
電池では、電極上の活物質が全て有効に活用されてはお
らず、結果的に、活物質と電池の缶内容積とを無駄に消
費して、電池放電容量を小さくしていた。
【００１０】また、非円形スパイラル状電極体を製造す
るには、従来、(1) 円形のスパイラル電極体を製造した
後、非円形に成形する方法と、(2) 最初から非円形に巻
く方法とがあるが、いずれの方法による場合も、非円形
スパイラル電極体の製造においては、円形のスパイラル
電極体に比べて最内側並びに最外側の周長はともに長く
なる。従って、最内側の周回部分内側面に塗布された負
極合剤の体積、並びに最外側の周回部分外側面に塗布さ
れた正極合剤の体積は、ともに円形スパイラル電極体の
場合よりも甚だ大きくなり、よって充放電反応に有効に
活用されない無駄な活物質の量が著しく増大されてしま
うことになる。
るには、従来、(1) 円形のスパイラル電極体を製造した
後、非円形に成形する方法と、(2) 最初から非円形に巻
く方法とがあるが、いずれの方法による場合も、非円形
スパイラル電極体の製造においては、円形のスパイラル
電極体に比べて最内側並びに最外側の周長はともに長く
なる。従って、最内側の周回部分内側面に塗布された負
極合剤の体積、並びに最外側の周回部分外側面に塗布さ
れた正極合剤の体積は、ともに円形スパイラル電極体の
場合よりも甚だ大きくなり、よって充放電反応に有効に
活用されない無駄な活物質の量が著しく増大されてしま
うことになる。
【００１１】本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、充放電反応に活用され
ない無駄な活物質の存在を極力無くして、電池放電容量
の可及的な向上が図り得るスパイラル電極体を有する電
池を提供することにある。
されたものであり、その目的は、充放電反応に活用され
ない無駄な活物質の存在を極力無くして、電池放電容量
の可及的な向上が図り得るスパイラル電極体を有する電
池を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成したものである。
め、本発明は、次のように構成したものである。
【００１３】（１）請求項１に記載の発明は、正極板と
負極板とがセパレータを介してスパイラル状に巻かれて
いる電極体を有する電池において、外装缶がアルミニウ
ム製であり、前記スパイラル状に巻かれた電極体の最外
側には全周に亘って正極板が位置し、該最外側における
正極板の外装缶に対向する外側面部分には正極活物質が
無く、集電体のアルミニウム箔が露出し、該露出部分に
て外装缶と電気的に接続されており、前記電極体の巻き
始め部は、負極板を最内側にしてその外側に前記正極板
が積層されて巻き始められ、該最内側における負極板の
巻芯側に向いた内側面部分には前記正極板の巻き始め端
の近傍まで負極活物質が無く、集電体である銅箔が露出
している、ことを特徴とするものである。
負極板とがセパレータを介してスパイラル状に巻かれて
いる電極体を有する電池において、外装缶がアルミニウ
ム製であり、前記スパイラル状に巻かれた電極体の最外
側には全周に亘って正極板が位置し、該最外側における
正極板の外装缶に対向する外側面部分には正極活物質が
無く、集電体のアルミニウム箔が露出し、該露出部分に
て外装缶と電気的に接続されており、前記電極体の巻き
始め部は、負極板を最内側にしてその外側に前記正極板
が積層されて巻き始められ、該最内側における負極板の
巻芯側に向いた内側面部分には前記正極板の巻き始め端
の近傍まで負極活物質が無く、集電体である銅箔が露出
している、ことを特徴とするものである。
【００１４】スパイラル電極体の最内側にはその全周に
亘って負極板を位置させ、その巻芯側に向いた内側面部
分（正極に対向していない部分）は集電体の銅箔が露出
する負極活物質の無い無塗布部分となし、また、電極体
の最外側にはその全周に亘って正極板を位置させ、この
正極板の外装缶の内周面に対向する外側面部分（負極に
対向していない部分）も集電体のアルミニウム箔が露出
する正極活物質の無い無塗布部分となし、その無塗布と
した体積分に相当する正極及び負極活物質を、正極板と
負極板とが対向する他の部分に振り分けて十分に充放電
反応に寄与し得るようにすることで、電池放電容量の可
及的な向上を図ることができる。
亘って負極板を位置させ、その巻芯側に向いた内側面部
分（正極に対向していない部分）は集電体の銅箔が露出
する負極活物質の無い無塗布部分となし、また、電極体
の最外側にはその全周に亘って正極板を位置させ、この
正極板の外装缶の内周面に対向する外側面部分（負極に
対向していない部分）も集電体のアルミニウム箔が露出
する正極活物質の無い無塗布部分となし、その無塗布と
した体積分に相当する正極及び負極活物質を、正極板と
負極板とが対向する他の部分に振り分けて十分に充放電
反応に寄与し得るようにすることで、電池放電容量の可
及的な向上を図ることができる。
【００１５】（２）請求項２に記載の発明は、前記電極
体を非円形のスパイラル状に巻回して、偏平状の外装缶
に挿入する構成のものである。
体を非円形のスパイラル状に巻回して、偏平状の外装缶
に挿入する構成のものである。
【００１６】非円形形スパイラル電極体の場合、円形の
スパイラル電極体に比べて、最内側の１周回分の周長並
びに最外側の１周回分の周長が長くなるから、当該部位
の活物質を有効に活用し得ない部分への正極及び負極活
物質の塗布を行わないようにして、その無塗布とした体
積分を相当する正極及び負極活物質を、正極板と負極板
とが対向して十分に活用できる他の部分に振り分けるこ
とで、円形スパイラル状の電極体の場合よりも、更に顕
著に電池放電容量の向上を図ることができる。
スパイラル電極体に比べて、最内側の１周回分の周長並
びに最外側の１周回分の周長が長くなるから、当該部位
の活物質を有効に活用し得ない部分への正極及び負極活
物質の塗布を行わないようにして、その無塗布とした体
積分を相当する正極及び負極活物質を、正極板と負極板
とが対向して十分に活用できる他の部分に振り分けるこ
とで、円形スパイラル状の電極体の場合よりも、更に顕
著に電池放電容量の向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面を参照して説明する。
について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】図１は、正極板と負極板とがセパレータを
介してスパイラル状に巻かれている電極体を有する電池
の例として、扁平角形リチウムイオン電池を示したもの
である。また、図２はその非円形スパイラル電極体を示
したものである。
介してスパイラル状に巻かれている電極体を有する電池
の例として、扁平角形リチウムイオン電池を示したもの
である。また、図２はその非円形スパイラル電極体を示
したものである。
【００１９】図１及び図２に示すように、扁平角形リチ
ウムイオン電池は、正極板Ａと負極板Ｂとをセパレータ
Ｃを介して非円形にスパイラル状に巻回してなるスパイ
ラル電極体１０と、この電極体１０を収納する外装缶
９、及びこの外装缶９の上部開口を密閉する缶蓋９ａと
から主になり、この扁平角形リチウムイオン電池におい
ては、外装缶９はアルミニウム製である。
ウムイオン電池は、正極板Ａと負極板Ｂとをセパレータ
Ｃを介して非円形にスパイラル状に巻回してなるスパイ
ラル電極体１０と、この電極体１０を収納する外装缶
９、及びこの外装缶９の上部開口を密閉する缶蓋９ａと
から主になり、この扁平角形リチウムイオン電池におい
ては、外装缶９はアルミニウム製である。
【００２０】スパイラル電極体１０の最外側にはその１
周回分に亘って正極板Ａが位置し、かつ外装缶９の内周
面に対向することになる当該最外側部位の正極板Ａの外
側面部分（負極板に対向していない部分）には正極活物
質、つまり正極合剤１が塗布されておらず、正極板Ａの
集電体であるアルミニウム箔２が露出している。そし
て、この露出部分である正極合剤１の無塗布部分２１に
は電流取り出し用のリード板５が取り付けられる。
周回分に亘って正極板Ａが位置し、かつ外装缶９の内周
面に対向することになる当該最外側部位の正極板Ａの外
側面部分（負極板に対向していない部分）には正極活物
質、つまり正極合剤１が塗布されておらず、正極板Ａの
集電体であるアルミニウム箔２が露出している。そし
て、この露出部分である正極合剤１の無塗布部分２１に
は電流取り出し用のリード板５が取り付けられる。
【００２１】一方、非円形スパイラル電極体１０の巻き
始め部である最内側は、負極板Ｂがその１周回分の全周
に亘って位置され、その外側に正極板Ａが積層されて巻
回されている。この巻き始め部において、負極板Ｂの巻
芯側に向いた内側面部分（正極に対向していない部分）
には負極活物質、つまり負極合剤３が塗布されておら
ず、集電体である銅箔４が正極板Ａの巻き始め端の近傍
まで露出している。そして、この銅箔４の露出部分であ
る負極合剤３の無塗布塗部分４１には、電流取り出し用
のリード板６が取り付けられる。
始め部である最内側は、負極板Ｂがその１周回分の全周
に亘って位置され、その外側に正極板Ａが積層されて巻
回されている。この巻き始め部において、負極板Ｂの巻
芯側に向いた内側面部分（正極に対向していない部分）
には負極活物質、つまり負極合剤３が塗布されておら
ず、集電体である銅箔４が正極板Ａの巻き始め端の近傍
まで露出している。そして、この銅箔４の露出部分であ
る負極合剤３の無塗布塗部分４１には、電流取り出し用
のリード板６が取り付けられる。
【００２２】即ち、活物質が充放電反応に有効に寄与し
得ない、正極板Ａと負極板Ｂとが対向しない部位には、
正極及び負極合剤１，３を塗布しないことで、これら合
剤１，３と缶内容積との無駄な消費を防ぎ、かつ当該部
位を無塗布にすることで得られる空間（容積）に相当し
た体積分の正極及び負極合剤１，３を、正極板Ａと負極
板Ｂとが対向する他の部位に均等に振り分けて塗布して
いる。
得ない、正極板Ａと負極板Ｂとが対向しない部位には、
正極及び負極合剤１，３を塗布しないことで、これら合
剤１，３と缶内容積との無駄な消費を防ぎ、かつ当該部
位を無塗布にすることで得られる空間（容積）に相当し
た体積分の正極及び負極合剤１，３を、正極板Ａと負極
板Ｂとが対向する他の部位に均等に振り分けて塗布して
いる。
【００２３】そして、このように形成された非円形スパ
イラル電極体１０は、扁平角形の外装缶９に装填され、
正極板Ａはリード板５を介してアルミニウム製の外装缶
９に、負極板Ｂはリード板６を介して缶蓋９ａの負極端
子１７に溶接されて電気的に接続され、電解液が注入さ
れた後、缶蓋９ａで外装缶９の開口が密閉される。
イラル電極体１０は、扁平角形の外装缶９に装填され、
正極板Ａはリード板５を介してアルミニウム製の外装缶
９に、負極板Ｂはリード板６を介して缶蓋９ａの負極端
子１７に溶接されて電気的に接続され、電解液が注入さ
れた後、缶蓋９ａで外装缶９の開口が密閉される。
【００２４】《実施例》 〔正極板の製造〕ＬｉＣｏＯ2 を活物質とし、アセチレ
ンブラック及び黒鉛を導電剤とし、またポリフッ化ビニ
デリンを結着剤として用いてこれらを良く混合し、更に
Ｎ−メチル−ピロリドンを加えて混練し正極合剤１のス
ラリーとした。これを集電体であるアルミニウム箔２上
に両面塗工し、乾燥後、ロールプレス機により圧延し
て、厚さ０. １５９ｍｍの電極を得た。次に、この正極
用の電極を電極幅３８ｍｍ、電極長さ１０２５ｍｍに裁
断して正極板Ａを形成した。この際、スパイラル状に巻
回した時に最外側に位置してその外側面になる部分（外
装缶の内周面に対向することになる部分）には、その１
周回分の長さに亘って正極合剤１を塗布せずに無塗工部
２１とし、この無塗工部２に電気的接触が取れるよう
に、電流取り出し用リード板５を溶接した。
ンブラック及び黒鉛を導電剤とし、またポリフッ化ビニ
デリンを結着剤として用いてこれらを良く混合し、更に
Ｎ−メチル−ピロリドンを加えて混練し正極合剤１のス
ラリーとした。これを集電体であるアルミニウム箔２上
に両面塗工し、乾燥後、ロールプレス機により圧延し
て、厚さ０. １５９ｍｍの電極を得た。次に、この正極
用の電極を電極幅３８ｍｍ、電極長さ１０２５ｍｍに裁
断して正極板Ａを形成した。この際、スパイラル状に巻
回した時に最外側に位置してその外側面になる部分（外
装缶の内周面に対向することになる部分）には、その１
周回分の長さに亘って正極合剤１を塗布せずに無塗工部
２１とし、この無塗工部２に電気的接触が取れるよう
に、電流取り出し用リード板５を溶接した。
【００２５】〔負極板の製造〕天然黒鉛を活物質とし、
結着剤としてポリフッ化ビニデリンを用い、これらを良
く混合し、更にＮ−メチル−ピロリドンを添加しながら
更に混練し、負極合剤３のスラリーとした。これを集電
体である銅箔４上に両面塗工し、乾燥後、ロールプレス
機により圧延し、厚さ０. １４２ｍｍの電極を得た。次
に、この負極用の電極を、電極幅４０ｍｍ、電極長さ１
０５５ｍｍに裁断して負極板Ｂを形成した。この際、ス
パイラル状に巻回した時に最内側に位置してその内側面
になる部分（巻芯に対向することになる部分）には、負
極合剤３は塗布せずに無塗工部４１とし、この無塗工部
４１に電気的接触が取れるように、電流取り出し用リー
ド板６を溶接した。
結着剤としてポリフッ化ビニデリンを用い、これらを良
く混合し、更にＮ−メチル−ピロリドンを添加しながら
更に混練し、負極合剤３のスラリーとした。これを集電
体である銅箔４上に両面塗工し、乾燥後、ロールプレス
機により圧延し、厚さ０. １４２ｍｍの電極を得た。次
に、この負極用の電極を、電極幅４０ｍｍ、電極長さ１
０５５ｍｍに裁断して負極板Ｂを形成した。この際、ス
パイラル状に巻回した時に最内側に位置してその内側面
になる部分（巻芯に対向することになる部分）には、負
極合剤３は塗布せずに無塗工部４１とし、この無塗工部
４１に電気的接触が取れるように、電流取り出し用リー
ド板６を溶接した。
【００２６】〔非円形スパイラル電極体の製造〕ステン
レス板（例えば厚さ２ｍｍ）を巻芯にし、上記正極板Ａ
と負極板Ｂとをそれらの間にセパレータＣを挟んで巻き
取り、スパイラル状に巻回した。ここで、本実施形態に
おいてはセパレータＣにはポリエチレン微多孔膜を用い
た。また、巻回形成したスパイラル電極体１０の巻き終
わり端を巻き止めテープで固定して、ステンレス板の巻
芯から取り外した。
レス板（例えば厚さ２ｍｍ）を巻芯にし、上記正極板Ａ
と負極板Ｂとをそれらの間にセパレータＣを挟んで巻き
取り、スパイラル状に巻回した。ここで、本実施形態に
おいてはセパレータＣにはポリエチレン微多孔膜を用い
た。また、巻回形成したスパイラル電極体１０の巻き終
わり端を巻き止めテープで固定して、ステンレス板の巻
芯から取り外した。
【００２７】この際、非円形のスパイラル電極体１０
は、負極板Ｂの無塗工部４１を巻芯に対面させて巻き付
けて内側にし、先に１周回分だけ巻回して最内側部に配
した後、その外側に正極板Ａを重ねてその正極合剤１が
塗布されている部分が負極板Ｂの無塗布部分４１にはみ
出さないように巻き込んで巻回した。
は、負極板Ｂの無塗工部４１を巻芯に対面させて巻き付
けて内側にし、先に１周回分だけ巻回して最内側部に配
した後、その外側に正極板Ａを重ねてその正極合剤１が
塗布されている部分が負極板Ｂの無塗布部分４１にはみ
出さないように巻き込んで巻回した。
【００２８】ここで、上述したように、正極板Ａの巻き
終わり側は、その外側面になる部分が終端部から１周回
分の長さに亘って、正極合剤が塗布されていない無塗工
部２１となっているから、巻回形成されたスパイラル電
極体１０の最外側部分には、正極板Ａのアルミニウム箔
２が全周に亘って露出する。
終わり側は、その外側面になる部分が終端部から１周回
分の長さに亘って、正極合剤が塗布されていない無塗工
部２１となっているから、巻回形成されたスパイラル電
極体１０の最外側部分には、正極板Ａのアルミニウム箔
２が全周に亘って露出する。
【００２９】また、以上の如き本実施例のスパイラル電
極体１０にあっては、充放電反応に寄与し難い部分であ
る正極板Ａの最外周部分の外側、及び負極板Ｂの最内周
部分の内側を無塗工部２１，４１とし、この無塗工にし
た体積相当分の正極及び負極活物質１，３を、正極板Ａ
と負極板Ｂとが対向している充放電反応に十分寄与し得
る他の部分に均等に振り向けて塗布したことによる体積
効果、つまり充分に活用できる正極及び負極合剤１，３
の体積増大率は、２. ５％であった。
極体１０にあっては、充放電反応に寄与し難い部分であ
る正極板Ａの最外周部分の外側、及び負極板Ｂの最内周
部分の内側を無塗工部２１，４１とし、この無塗工にし
た体積相当分の正極及び負極活物質１，３を、正極板Ａ
と負極板Ｂとが対向している充放電反応に十分寄与し得
る他の部分に均等に振り向けて塗布したことによる体積
効果、つまり充分に活用できる正極及び負極合剤１，３
の体積増大率は、２. ５％であった。
【００３０】〔電池の組立〕上記非円形スパイラル電極
体１０を外装缶９内に装填し、正極板Ａの無塗工部２１
に予め取り付けておいたリード板５を超音波溶接により
外装缶９の内周面に接続して、正極板Ａと外装缶９との
電気的接続を行った。また、負極板Ｂはその内周部側の
無塗工部４１に予め取り付けておいたリード板６を同じ
く超音波溶接で缶蓋９ａの端子１７に溶接接合して電気
的接続を行った。
体１０を外装缶９内に装填し、正極板Ａの無塗工部２１
に予め取り付けておいたリード板５を超音波溶接により
外装缶９の内周面に接続して、正極板Ａと外装缶９との
電気的接続を行った。また、負極板Ｂはその内周部側の
無塗工部４１に予め取り付けておいたリード板６を同じ
く超音波溶接で缶蓋９ａの端子１７に溶接接合して電気
的接続を行った。
【００３１】そして、電解液を注入した後、外装缶９の
開口を缶蓋９ａで塞ぎ、その接合部をシームレス溶接に
より一体化させて密封し、厚み１４ｍｍ、幅３４ｍｍ、
高さ４８ｍｍの扁平角形リチウムイオン電池を得た。な
お、上記電解液には、炭酸プロピレンと炭酸ジエチルと
を体積比１：１で混合し、六フッ化リン酸リチウムを１
モル／リットル溶解させたものを用いた。
開口を缶蓋９ａで塞ぎ、その接合部をシームレス溶接に
より一体化させて密封し、厚み１４ｍｍ、幅３４ｍｍ、
高さ４８ｍｍの扁平角形リチウムイオン電池を得た。な
お、上記電解液には、炭酸プロピレンと炭酸ジエチルと
を体積比１：１で混合し、六フッ化リン酸リチウムを１
モル／リットル溶解させたものを用いた。
【００３２】〔比較試験〕上記本実施例の電池と従来型
の電池との放電容量の比較試験を行った。その結果を図
３のグラフにて示す。ここで、図３中において「従来
例」として示す電池は、図４に示すように正極及び負極
合剤１，３が同じ位置に両面塗工されている正極板Ａ´
及び負極板Ｂ´を用いて非円形状に巻回形成したスパイ
ラル電極体１０´を具備したものであり、その正極板Ａ
´は、電極厚さ０. １５９ｍｍ、電極長さ１０００ｍ
ｍ、負極板Ｂ´は、電極厚さ０. １４２ｍｍ、電極長さ
１０３０ｍｍである。
の電池との放電容量の比較試験を行った。その結果を図
３のグラフにて示す。ここで、図３中において「従来
例」として示す電池は、図４に示すように正極及び負極
合剤１，３が同じ位置に両面塗工されている正極板Ａ´
及び負極板Ｂ´を用いて非円形状に巻回形成したスパイ
ラル電極体１０´を具備したものであり、その正極板Ａ
´は、電極厚さ０. １５９ｍｍ、電極長さ１０００ｍ
ｍ、負極板Ｂ´は、電極厚さ０. １４２ｍｍ、電極長さ
１０３０ｍｍである。
【００３３】なお試験条件は、２０゜Ｃの環境におい
て、１ＣｍＡの電流で３時間にわたって定電流定電圧充
電（４．１Ｖカット）し、１ＣｍＡの電流で電池電圧が
２．５Ｖになるまで放電した。
て、１ＣｍＡの電流で３時間にわたって定電流定電圧充
電（４．１Ｖカット）し、１ＣｍＡの電流で電池電圧が
２．５Ｖになるまで放電した。
【００３４】両者の比較から分かるように、従来例より
本実施例の電池の方が放電容量が大きい。すなわち、実
施例の電池の放電容量が１７００ｍＡｈであるのに対
し、本実施例の電池の放電容量は１７５０ｍＡｈであ
り、その放電容量の増大が確認された。
本実施例の電池の方が放電容量が大きい。すなわち、実
施例の電池の放電容量が１７００ｍＡｈであるのに対
し、本実施例の電池の放電容量は１７５０ｍＡｈであ
り、その放電容量の増大が確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。
のような優れた効果が得られる。
【００３６】（１）スパイラル電極体の最内側にはその
全周に亘って負極板を位置させ、その巻芯側に向いた内
側面部分（正極に対向していない部分）は集電体の銅箔
が露出する負極活物質の無い無塗布部分とし、また、電
極体の最外側にはその全周に亘って正極板を位置させ、
この正極板の外装缶の内周面に対向する外側面部分（負
極に対向していない部分）も集電体のアルミニウム箔が
露出する正極活物質の無い無塗布部分としし、その無塗
布とした体積分に相当する正極及び負極活物質を、正極
板と負極板とが対向する他の部分に振り分けて塗布する
ことで、無駄な活物質の存在や缶内容積の無駄な消費を
避けることができ、電池放電容量の可及的な向上を図る
ことができる。
全周に亘って負極板を位置させ、その巻芯側に向いた内
側面部分（正極に対向していない部分）は集電体の銅箔
が露出する負極活物質の無い無塗布部分とし、また、電
極体の最外側にはその全周に亘って正極板を位置させ、
この正極板の外装缶の内周面に対向する外側面部分（負
極に対向していない部分）も集電体のアルミニウム箔が
露出する正極活物質の無い無塗布部分としし、その無塗
布とした体積分に相当する正極及び負極活物質を、正極
板と負極板とが対向する他の部分に振り分けて塗布する
ことで、無駄な活物質の存在や缶内容積の無駄な消費を
避けることができ、電池放電容量の可及的な向上を図る
ことができる。
【００３７】（２）前記スパイラル電極体を非円形のス
パイラル状に巻き、偏平状の外装缶に挿入する形態にす
ると、非円形スパイラル電極体の場合には、円形のスパ
イラル電極体に比べて巻芯が占める体積が大きくなるだ
けでなく、最内側の１周分の巻回長さ並びに最外側の１
周分の巻回長さも長くなるので、最内側部分における負
極板の巻芯側に向いた内側面（正極に対向していない活
物質を活用し難い部分）の面積が大きくなるし、正極板
の外装缶側に向いた外側面（負極に対向していない活物
質を活用し難い部分）の面積も大きくなるから、円形ス
パイラル状の電極体の場合よりも、更に顕著に電池放電
容量の向上を図ることができる。
パイラル状に巻き、偏平状の外装缶に挿入する形態にす
ると、非円形スパイラル電極体の場合には、円形のスパ
イラル電極体に比べて巻芯が占める体積が大きくなるだ
けでなく、最内側の１周分の巻回長さ並びに最外側の１
周分の巻回長さも長くなるので、最内側部分における負
極板の巻芯側に向いた内側面（正極に対向していない活
物質を活用し難い部分）の面積が大きくなるし、正極板
の外装缶側に向いた外側面（負極に対向していない活物
質を活用し難い部分）の面積も大きくなるから、円形ス
パイラル状の電極体の場合よりも、更に顕著に電池放電
容量の向上を図ることができる。
【図１】本発明に係るスパイラル電極体を有する電池の
一実施形態を概略的に示す分解斜視図である。
一実施形態を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】本発明の電池に用いるスパイラル電極体を概略
的に示す平断面である。
的に示す平断面である。
【図３】本発明に係る電池と従来例の電池との放電容量
の比較を示した図である。
の比較を示した図である。
【図４】従来の電池におけるスパイラル電極体を示した
図である。
図である。
１ 正極合剤（正極活物質） ２ アルミニウム箔（正極集電体） ２１ 無塗布部分（集電体露出部分） ３ 負極合剤（負極活物質） ４ 銅箔（負極集電体） ４１ 無塗布部分（集電体露出部分） ５，６ 電流取り出し用リード板 ９ 外装缶 ９ａ 缶蓋 １０ 非円形スパイラル電極体 Ａ 正極板 Ｂ 負極板 Ｃ セパレータ
Claims (2)
- 【請求項１】 正極板と負極板とがセパレータを介して
スパイラル状に巻かれている電極体を有する電池におい
て、 外装缶がアルミニウム製であり、 前記スパイラル状に巻かれた電極体の最外側には全周に
亘って正極板が位置し、該最外側における正極板の外装
缶に対向する外側面部分には正極活物質が無く、集電体
のアルミニウム箔が露出し、該露出部分にて外装缶と電
気的に接続されており、 前記電極体の巻き始め部は、負極板を最内側にしてその
外側に前記正極板が積層されて巻き始められ、該最内側
における負極板の巻芯側に向いた内側面部分には前記正
極板の巻き始め端の近傍まで負極活物質が無く、集電体
である銅箔が露出している、 ことを特徴とするスパイラル電極体を有する電池。 - 【請求項２】 前記電極体が非円形のスパイラル状に巻
かれており、偏平状の外装缶に挿入されていることを特
徴とする請求項１記載のスパイラル電極体を有する電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9269604A JPH11111327A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | スパイラル電極体を有する電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9269604A JPH11111327A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | スパイラル電極体を有する電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111327A true JPH11111327A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17474682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9269604A Pending JPH11111327A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | スパイラル電極体を有する電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11111327A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001273881A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Yuasa Corp | 捲回式電池 |
| JP2002216853A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその製造法 |
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| US6887616B2 (en) | 2003-03-12 | 2005-05-03 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode unit and secondary battery using the same |
| JP2005166530A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池及びその製造方法 |
| JP2007123009A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Nec Tokin Corp | 巻回型電池 |
| CN100413121C (zh) * | 2004-07-29 | 2008-08-20 | 三星Sdi株式会社 | 电极组件以及使用其的锂可再充电电池 |
| KR100948847B1 (ko) | 2003-01-16 | 2010-03-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지 |
| JP2010287517A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Gs Yuasa Corp | 電池及びその発電要素の作製方法 |
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| WO2018038448A1 (ko) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 |
| WO2021182861A1 (ko) * | 2020-03-10 | 2021-09-16 | 삼성전자 주식회사 | 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP9269604A patent/JPH11111327A/ja active Pending
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| US8338022B2 (en) | 2003-12-04 | 2012-12-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Lithium secondary battery and method for manufacturing the same |
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| JP4497904B2 (ja) * | 2003-12-04 | 2010-07-07 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池及びその製造方法 |
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| CN102804474A (zh) * | 2010-02-23 | 2012-11-28 | Tdk株式会社 | 电化学装置以及电化学装置的制造方法 |
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| US9236632B2 (en) | 2010-02-23 | 2016-01-12 | Tdk Corporation | Electrochemical device and method for manufacturing electrochemical device |
| WO2018038448A1 (ko) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 |
| US11043689B2 (en) | 2016-08-24 | 2021-06-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode assembly, and rechargeable battery comprising same |
| WO2021182861A1 (ko) * | 2020-03-10 | 2021-09-16 | 삼성전자 주식회사 | 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040927 |