JPH11242952A - 積層形電池 - Google Patents
積層形電池Info
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- JPH11242952A JPH11242952A JP10349611A JP34961198A JPH11242952A JP H11242952 A JPH11242952 A JP H11242952A JP 10349611 A JP10349611 A JP 10349611A JP 34961198 A JP34961198 A JP 34961198A JP H11242952 A JPH11242952 A JP H11242952A
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Abstract
が高い積層形電池を提供する。 【解決手段】 N(N≧3)枚のシート状正極、N枚の
シート状負極および少なくとも1枚のシート状隔離体
を、上記隔離体が正極と負極との間に介在するようにし
て積層した電極積層体を有する積層形電池であって、上
記電極積層体中の正極群または負極群の少なくとも一方
の電極群がN個またはN−1個のリードを有し、上記リ
ードが電極群を構成するシート状電極の一辺から取り出
され、上記一辺の長さをL、リードの幅をWiとし、N
個のリードを有する場合は、次の式(I) を満たし、N−1個のリードを有する場合は、次の式
(II) を満たし、かつ隣接するリードが幅方向において重なり
合わないようにする。
Description
り、さらに詳しくは、そのリード取り出し方法の最適化
に関する。
二つに分けられる。一つは、図35に示すように、金属
箔からなる基材の両面に長方形状の活物質塗布部(基材
に活物質含有ペーストを塗布し、乾燥して形成した活物
質含有層のことであるが、これを簡略化して「活物質塗
布部」という)1aを設け、その一端にリード1bを設
けてシート状正極1と、上記シート状正極1と同じ形状
に形成したシート状負極をそれぞれ複数枚用意するとと
もに、上記正極や負極などより一回りサイズの大きいシ
ート状隔離体を複数枚用意し、その隔離体が正極と負極
との間に配置するようにして、図36に示すように、負
極2、隔離体3、正極1の順に積層し、その電極積層体
を外装体4で被覆して製造した「枚葉方式」の積層形電
池である。他の一つは、上記「枚葉方式」の積層形電池
の場合よりも長い活物質塗布部を持つシート状正極およ
びシート状負極と、これらよりも一回りサイズの大きい
シート状隔離体とをそれぞれ1枚ずつ用意し、それらを
隔離体が正極と負極との間に介在するようにして積層し
た後、図37に示すように、折り曲げて電極積層体を形
成し、それを外装体4で被覆して製造した「折り曲げ方
式」の積層形電池である。
池では、シート状正極やシート状負極などのシート状電
極のリードを同一の位置に設けて複数枚接合し、それら
と電池の端子とを接合することによって電流を取り出し
ている。この接合には抵抗溶接やレーザー溶接が採用さ
れているが、いずれもその信頼性を確保することが難し
く、また接合後に接続不良が生じた場合に溶接状態を確
認するためにはリード部位を破壊しなければならず、電
池の取り扱い性が悪いという問題があった。また、後者
の「折り曲げ方式」の積層形電池では、接合の信頼性が
損なわれるおそれはないものの、電池の端子からシート
状電極のリード末端までの距離が長いために、抵抗分極
による活物質利用率の低下や折り曲げに伴う活物質の基
材からの脱離による活物質利用率の低下、さらには折り
曲げ部の重なりによる厚化に伴う容積効率(mAh/c
m3 )の低下などが生じるという問題があった。
な従来の積層形電池が持っていた信頼性の欠如や活物質
利用率の低下、容積効率の低下などといった問題点を解
決し、信頼性が高く、かつ活物質利用率および容積効率
が高い積層形電池を提供することを目的とする。
N≧3)枚のシート状正極、N枚のシート状負極および
少なくとも1枚のシート状隔離体を、上記シート状隔離
体がシート状正極とシート状負極との間に介在するよう
にして積層した電極積層体を有する積層形電池であっ
て、上記電極積層体中の正極群または負極群の少なくと
も一方の電極群がN個またはN−1個のリードを有し、
上記リードが上記電極群を構成するシート状電極の一辺
から取り出され、上記シート状電極のリードが取り出さ
れる一辺の長さをL、シート状電極の積層枚数をN、リ
ードの幅をWiとし、上記電極群がN個のリードを有す
る場合は、次の式(I)
極群がN−1個のリードを有する場合は、次の式(II)
し、かつ隣接するリードが幅方向において重なり合わな
いようにすることによって、上記課題を解決したもので
ある。
≦Lまたは式(II)の(N−1)ΣWi≦Lを満たすよ
うにすることによって、できるだけ広い端子接続面積を
確保して信頼性を高め、かつ隣接するリードが幅方向に
おいて重なり合わないようにすることによってリードに
よる電極積層体の厚化を防止でき、高い容積効率を確保
でき、信頼性が高く、かつ活物質利用率および容積効率
が高い積層形電池を提供することができる。
に特定の電池に限定されることはないが、たとえば、鉛
蓄電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−金属水
素化物電池、ニッケル−亜鉛電池、酸化銀二次電池など
の二次電池や、たとえば、マンガン乾電池、アルカリ・
マンガン乾電池、酸化銀電池、リチウム一次電池などの
一次電池に好適に適用され、中でも後記の実施例で示す
ような、いわゆるポリマー電池と呼ばれるアクリル系、
ポリエーテル系などのゲル状電解質を用いたリチウム二
次電池のように、容積効率を高めて極めて薄形の電池に
するため電池内空隙を少なくする必要がある積層形電池
に適用すると有用である。特に、積層形ポリマーリチウ
ム二次電池においては、負極の基材には銅箔などの直接
溶接可能な基材が用いられているので、前記の抵抗溶接
あるいはレーザー溶接が可能であるが、正極の基材には
アルミニウム箔などの基材が用いられているため、端子
接続のための溶接による接合性が悪いことから、リード
間の溶接の信頼性が低下しやすい。そのため、上記積層
形電池の正極のリードには、正極端子板にニッケルなど
を用いて、それと各リードとを溶接することも考えられ
るが、外部からの金属板の接合によって、リード部が厚
化するとともに、生産性が低下することになる。従っ
て、上記積層形電池のような場合は、少なくとも正極に
本発明を適用することにより、リードと端子間との接合
不良を低減し、信頼性の高い積層形電池にすることがで
き、正極および負極のリードの両者に本発明を適用する
ことにより、容積効率がより一層向上した薄形の積層形
電池にすることができる。
に説明する。まず、最初に説明する積層形電池の場合
は、同一リード幅でリードを設けたシート状正極を4枚
用い、同一リード幅でリードを設けたシート状負極を4
枚用いている。ただし、積層するシート状電極のリード
幅Wiは必ずしも同一幅にする必要はなく、異なる幅の
リードにすることもできる。
と、シート状正極1は4枚用いられ、そのうちの3枚、
つまり、図1の(a)、(b)、(c)に示すものは、
基材の両面に活物質塗布部1aを設けた両面塗布正極で
あり(活物質塗布部1aにはドットを入れて他の部分と
識別しやすくしている)、残りの1枚、つまり、図1の
(d)に示すものは、基材の片面〔図1の(d)では裏
面側〕にのみ活物質塗布部を設けた片面塗布正極であ
り、この片面塗布正極はシート状負極、シート状隔離
体、シート状正極を順次積層した電極積層体において最
外層に配置する。すなわち、最外層のシート状正極の負
極と対向していない面の活物質は負極との電気化学反応
に寄与しないため、この面に活物質塗布部を設ける必要
がなく、また、そのように活物質塗布部を設けないこと
によって、電極積層体の厚みをさらに薄くすることがで
きる。さらに、最外層のシート状正極を片面塗布正極に
しておくことにより、該シート状正極は正極端子板との
接続を基材自体で取ることが可能になるので、最外層の
シート状正極はその基材にリードとしての作用を兼ねさ
せてリードのないものにしてもよく(この場合、N枚の
シート状正極の積層体に相当する正極群のリードはN−
1個になる)、それ以外のシート状正極のリードの幅を
広くして強度を上げることができる。
述の表現ではWiに相当し、この図1に示すものではリ
ードの幅(Wi)は14mmである。このリード1bが
設けられているシート状正極1の一辺の幅は前述の表現
ではLに相当し、この図1に示すものでは、上記Lは7
2mmである。また、このシート状正極1の枚数は前述
の表現ではNに相当し、この図1に示すものではN=4
である。
(d)に示す各部分の寸法から明らかなように、これら
のシート状正極1においては、ΣWi≦Lの関係を満た
し、各リード1b間の中心線間隔は18mmであって、
リード1bの幅(Wi)=14mmより大きくなってい
て、これらのシート状正極1を積層したときに、リード
1bの位置が重なることはない。なお、各リード1bを
電極積層体の最外層で折り曲げた際に各リード1bが幅
方向の端面で接触するようにして、リード間の間隙を0
にすることもできるが、隣接するリード間があまりにも
近接しすぎると、リードを折り曲げた際にそれらが重な
り合って厚化する原因になるので好ましくなく、生産性
を考慮すると、隣接するリード間の間隙はリード幅Wi
の1/10以上で1/3以下が好ましい。
基材に活物質含有ペーストを塗布し、加熱して形成した
活物質含有層をいうが、本発明では、この活物質含有層
を基材に活物質含有ペーストを塗布する工程を経て形成
することから上記のように活物質塗布部という。また、
上記両面塗布正極や後出の両面塗布負極などの両面塗布
電極とは、基材の両面に活物質含有ペーストを塗布し、
加熱して基材の両面に活物質含有層を形成したシート状
電極をいい、上記片面塗布正極や後出の片面塗布負極な
どの片面塗布電極とは、基材の片面に活物質含有ペース
トを塗布し、加熱して基材の片面にのみ活物質含有層を
形成したシート状電極をいう。
ると、このシート状負極2も4枚用いられ、そのうちの
3枚、つまり、図2の(b)、(c)、(d)に示すも
のは、基材の両面に活物質塗布部2aを設けた両面塗布
負極であり(活物質塗布部2aにはドットを入れて他の
部分と識別しやすくしている)、残りの1枚、つまり、
図2の(a)に示すものは、基材の片面〔図2の(a)
では表面側〕にのみ活物質塗布部を設けた片面塗布負極
であり、この片面塗布負極はシート状負極、シート状隔
離体およびシート状正極を順次積重した電極積層体にお
いて最外層に配置する。この最外層のシート状負極にお
いて、片面のみに活物質塗布部を設けるのは前記シート
状正極の場合と同様の理由によるものであり、また、そ
れによって生じる効果も前記シート状正極の場合と同様
であって、たとえば、最外層のシート状負極を片面塗布
負極にしてリードのないものにした場合、N枚のシート
状負極の積層体に相当する負極群のリードはN−1個に
なる。
前出の表現ではWiに相当し、この図2に示すリードの
幅(Wi)は14mmである。また、このリード2bが
設けられているシート状負極2の一辺の幅は前述の表現
ではLに相当し、この図2に示すものでは、上記Lは7
2mmである。また、このシート状負極2の枚数は前述
の表現ではNに相当し、この図2に示すものではN=4
である。
(c)、(d)に示す各部分の寸法から明らかなよう
に、これらのシート状負極2においては、ΣWi≦Lの
関係を満たし、各リード2b間の中心線間隔は18mm
であって、リード2bの幅(Wi)=14mmより大き
くなっていて、これらのシート状負極2を積層したとき
に、リード2bの位置が重なることはない。
解質またはセパレータが用いられる。そして、本発明の
積層形電池の組立にあたり、シート状正極、シート状負
極、シート状隔離体を積層して電極積層体を作製する
が、その際、シート状隔離体がシート状正極とシート状
負極との間に介在するようにして積層する。また、その
際、シート状正極やシート状負極はそれぞれN枚(すな
わち、3枚以上)使用するが、隔離体は長尺のシート状
にし、それを1枚用い、折り曲げてシート状正極とシー
ト状負極との間に介在するようにしつつ積層しても良い
し、また、複数枚(たとえば、シート状電極と同じ枚
数)用いて積層しても良い。さらに、それぞれのシート
状正極のリードを並列に接続し、かつそれぞれのシート
状負極のリードを並列に接続し、電池全体としては、そ
れぞれ1本ずつの正極端子と負極端子を外装体外に引き
出しつつ、電極積層体全体を外装体で被覆する。この外
装体としては、外面層にポリエチレンテレフタレートフ
ィルムなどの樹脂フィルム、中間層にアルミニウム箔な
どの金属箔、内面層に変性ポリオレフィンフィルムなど
の熱接着性フィルムを用いたラミネートフィルムが好ま
しい。
ート状正極、N枚のシート状負極および少なくとも1枚
のシート状隔離体を、上記シート状隔離体がシート状正
極とシート状負極との間に介在するようにして積層する
ので、得られる電極積層体ではシート状正極とシート状
負極とがシート状隔離体を介して交互に積層されている
が、本発明において、上記電極積層体中のシート状正極
の積層部分を正極群といい、シート状負極の積層部分を
負極群という。そして、この正極群または負極群の少な
くとも一方の電極群がN個のリードを有する場合とは、
上記電極群を構成するN枚のシート状電極のそれぞれが
リードを有する場合をいい、上記電極群がN−1個のリ
ードを有する場合とは、上記電極群を構成するN枚のシ
ート状電極のうち電極積層体の最外層を構成するシート
状電極を片面塗布電極にし、その基材にリードの役目を
兼ねさせて、その最外層のシート状電極にリードを設け
ず、その最外層のシート状電極以外のシート状電極のそ
れぞれにリードを設けた場合をいう。なお、Nは3以上
の整数である。
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
ート状負極、隔離体となるシート状ゲル状電解質を作製
した。
量部、鱗片状黒鉛粉末8重量部およびポリフッ化ビニリ
デン(以下、「PVdF」と略す)粉末5重量部を乾式
で混合した後、さらに1.22M(mol/l)のLi
PF6 を含むエチレンカーボネート/プロピレンカーボ
ネート(以下、「EC/PC」と略す)(50/50)
溶液25重量部を加えて混合して調製した活物質含有ペ
ーストを、基材となる厚さ25μmのアルミニウム箔の
両面にそれぞれ75μmの厚さに塗布した後、120℃
で20分間加熱して基材の両面に活物質含有層を形成す
ることにより(上記加熱によりPVdFが溶融し、温度
が低下すると上記PVdFがゲル化し、その際に溶媒も
含み全体がPVdFに取り込まれた状態で非流動化して
柔軟性のある活物質含有層が形成される)、シート状正
極を作製した。このシート状正極はいわゆる両面塗布正
極である。また、これとは別に、基材の片面に上記活物
質含有ペーストを塗布し、上記と同様に加熱して基材の
片面のみに活物質含有層を形成することにより、いわゆ
る片面塗布正極も作製した。ただし、いずれのシート状
正極においても、リードにする部分には活物質含有ペー
ストを塗布しなかった。また、上記EC/PC(50/
50)はエチレンカーボネート(EC)とプロピレンカ
ーボネート(PC)との比が体積比で50:50の混合
溶媒であることを示している。
部、鱗片状黒鉛粉末4重量部およびPVdF粉末5重量
部を乾式で混合した後、さらに1.22MのLiPF6
を含むEC/PC(50/50)溶液5重量部を加えて
混合して調製した活物質含有ペーストを、厚さ25μm
の銅箔の両面にそれぞれ75μmの厚さに塗布した後、
120℃で20分間加熱して基材の両面に活物質含有層
を形成することにより、シート状のいわゆる両面塗布負
極を作製した。また、シート状正極と同様に、電極積層
体の最外層に配置するためのシート状負極として、基材
の片面に上記活物質含有ペーストを塗布し、上記と同様
に加熱して基材の片面のみに活物質含有層を形成するこ
とにより、いわゆる片面塗布負極を作製した。ただし、
いずれのシート状負極においても、リードにする部分に
は活物質含有ペーストを塗布しなかった。
チルアクリレート50重量部、トリエチレングリコール
ジメタクリレート13重量部およびエチレングリコール
エチルカーボネートメタクリレート33重量部を混合し
た後、さらに過酸化ベンゾイル5重量部および1.22
MのLiPF6 を含むEC/PC(50/50)溶液3
5重量部を加えて混合し、過酸化ベンゾイルが完全に溶
解した後、その中に厚さ60μm、坪量30g/m2 の
ポリブチレンテレフタレート不織布を浸漬した。溶液が
上記不織布に完全に浸潤した後、浸漬後の不織布を75
μmの隙間を有する2枚のガラス板の間に挟み込み、7
5℃で20分間加熱してシート状ゲル状電解質を作製し
た。
様に上記シート状負極を図2に示す。シート状正極1の
活物質塗布部1aの寸法、シート状負極2の活物質塗布
部2aの寸法は、いずれもそれぞれの片面において72
mm×40mmであり、シート状正極1は両面塗布正極
を3枚用い、片面塗布正極を1枚用い、シート状負極2
も、両面塗布負極を3枚用い、片面塗布負極を1枚用い
る。
ート状正極1、シート状負極2とも、リード取り出しを
行う辺の長さは72mm、リードの幅は14mm、シー
ト状電極の積層枚数は4枚で、そのいずれのシート状電
極にもリードを設けていて、ΣWi(14mm)≦L
(72mm)を満たし、かつ隣接するリードは重なり合
わない。また、各リード間の中心線間隔は18mmであ
ってWi=14mm以上を満足し、リード間の間隔は4
mm(リード幅の0.28倍)であった。隔離体として
用いるゲル状電解質は74mm×42mmのシート状の
ものを7枚用いる。図1や図2においては、リードの取
り出しを行う辺の長さやリードの幅を示すための数値を
記入しているが、それらの単位はmmである。
ート状隔離体を、シート状負極、シート状隔離体、シー
ト状正極、………シート状負極、シート状隔離体、シー
ト状正極の順に、シート状正極4枚、シート状負極4
枚、シート状ゲル状電解質からなる隔離体7枚を積層
し、電極積層体を作製した。この電極積層体の平面図を
図3に示す。ただし、上記積層にあたっては、最初のシ
ート状負極には片面塗布負極を用い、その活物質塗布部
を上に向け、その上にゲル状電解質からなる隔離体を積
層し、最後に積層するシート状正極には片面塗布正極を
用い、その活物質塗布部を下側、つまり、隔離体に対向
する側にして積層した。
1のリード1bを折り曲げ、その後、電極積層体を裏返
して、図5に示すように、シート状負極2のリード2b
をシート状正極1のリード1bと反対側の面に折り曲げ
た。
0.1mmの板状のニッケル製で正極端子板5と負極端
子板6とになる2枚の金属板を用意し、それら2枚の金
属板でリード折り曲げ後の電極積層体を図7に示すよう
に挟み込んだ。そして、それら全体を端子板5、6の一
部が電池の正極端子5aおよび負極端子6aとして外部
に突出しうるようにしてポリエステルフィルム−アルミ
ニウム箔−変性ポリオレフィンフィルムの3層ラミネー
トフィルムからなる外装体4で被覆して図8にその側面
を一部断面で示すような積層形電池を組み立てた。ただ
し、図8では、リード取り出しの様子が理解しやすいよ
うに、高さ方向の倍率を大きく図示した。また、図8に
は正極端子5aは図示されているが、負極端子は正極端
子5aより向こう側にあるために図示されていない。
よびシート状負極、ならびに実施例1と同様のシート状
ゲル状電解質からなる隔離体を用い、リードの幅(W
i)を10mm、リード取り出し間隔をリード間の中心
線間隔で12mmとし、片面塗布正極および片面塗布負
極はそれぞれ1枚ずつ用い、両面塗布正極および両面塗
布負極はそれぞれを5枚ずつ用い、隔離体としてのゲル
状電解質は11枚用い、実施例1と同様に積層して、図
9に示すような電極積層体を作製した。
10に示すように折り曲げた後、図11に示すように、
正極端子板5を重ね、ついで図12に示すようにポリエ
ステルフィルムからなる絶縁シート7を重ねた。さら
に、図13に示すように、シート状負極2のリード2b
も同じ面方向に折り曲げ、図14に示すように、負極端
子板6を重ね、全体を実施例1と同様のラミネートフィ
ルムからなる外装体で被覆して積層形電池を組み立て
た。
辺の長さ(L)が72mm、リードの幅(Wi)が10
mm、それぞれのシート状電極の積層枚数(N)が6で
あり、そのいずれのシート状電極にもリードを設けてい
て、ΣWi≦Lを満たしており、かつ隣接するリード同
士は重なり合わず、リード間の中心線間隔は12mmで
あってWi=10mm以上であり、各リード間の間隙は
2mm(リード幅の0.2倍)であった。
取り出し方向と垂直な辺の長さの2分の1以下のシート
状正極およびシート状負極を用い、実施例2と同様にシ
ート状正極、シート状負極およびシート状ゲル状電解質
からなる隔離体を図15に示すように積層した後、図1
6に示すように、その上部にポリエステルフィルムから
なる絶縁シート8を載置し、図17に示すように、シー
ト状正極1のリード1bおよびシート状負極2のリード
2bを同じ面に向かって折り曲げた。短絡を防ぐため
に、正極端子板5や負極端子板6は実施例1、実施例2
よりも幅を狭くし、図18に示すように、それらが接触
しないようにしてそれぞれのリードの上に重ねた後、全
体を実施例1と同様のラミネートフィルムからなる外装
体で被覆して積層形電池を組み立てた。
同様に、L=72mm、Wi=10mm、N=6であ
り、そのいずれのシート状電極にもリードを設けてい
て、ΣWi≦Lを満たし、かつ隣接するリードは重なり
合っておらず、各リード間の中心線間隔は12mmであ
ってWi=10mm以上であり、各リード間の間隙は2
mm(リード幅の0.2倍)であった。
い、シート状負極はリード取り出し方向を正極と垂直方
向にし、リード幅(Wi)を5.4mm、リード取り出
し間隔をリード間の中心線間隔で6.5mmにした以外
は実施例2と同様のものを用い、それら以外は、実施例
1と同様にして積層形電池を作製した。
正極、シート状負極およびシート状隔離体を実施例1に
準じて積層して電極積層体を作製し、図20に示すよう
にシート状正極1のリード1bを折り曲げた後、図21
に示すように電極積層体を裏返しにしてシート状負極2
のリード2bを折り曲げ、図22に示すように、それぞ
れのリード1b、2bに接触するように正極端子板5と
負極端子板6を配置し、実施例1と同様のラミネートフ
ィルムからなる外装体で被覆して積層形電池を組み立て
た。
辺の長さ(L)が72mm、リードの幅(Wi)が5.
4mm、それぞれのシート状電極の積層枚数(N)が6
であり、そのいずれのシート状電極にもリードを設けて
いて、ΣWi≦Lを満たしており、かつ隣接するリード
同士は重なり合っておらず、各リード間の中心線間隔は
6.5mmであってWi=5.4mm以上であり、リー
ド間の間隙は1.1mm(リード幅の0.2倍)であっ
た。
設けずに、両面塗布正極および両面塗布負極の各リード
の幅(Wi)を13.2mmにした以外は、実施例2と
同様にして積層形電池を作製した。すなわち、図23に
示すように、シート状正極、シート状負極およびシート
状隔離体を実施例1に準じて積層して電極積層体を作製
し、図24に示すように、シート状正極1のリード体1
bを折り曲げた後、図25に示すように、電極積層体を
裏返しにしてシート状負極2のリード体2bを折り曲
げ、図26に示すように、それぞれのリード1bとリー
ド2bに接触するように正極端子板5と負極端子板6を
配置し、実施例1と同様のラミネートフィルムからなる
外装体で被覆して積層形電池を組み立てた。
辺の長さ(L)が72mm、リードの幅(Wi)が1
3.2mm、シート状電極の積層枚数(N)が6であ
り、最外層のシート状正極とシート状負極とにリードを
設けず、それら以外のシート状正極とシート状負極には
それぞれリードを設けているので、それぞれの電極群の
有するリード数はN−1個であり、(N−1)ΣWi≦
Lを満たし、かつ隣接するリードは重なり合っておら
ず、各リード間の中心線間隔は14.7mmであってW
i=13.2mm以上であり、リード間の間隙は1.5
mm(リード幅の0.11倍)であった。
状電極などと同様に積層した構造を示したが、本発明は
その場合に限られるものではなく、次の実施例6に示す
ように、上記とは異なる構造のものがある。
シート状正極およびシート状負極を用いた。図27〜図
32にそのシート状正極を示す。シート状負極は図示し
ていないが、活物質や極性などが異なる以外はシート状
正極と同様に構成され、その形状は図27〜図32に示
すシート状正極と同形状をしている。そして、それらの
シート状正極6枚(そのうち、両面塗布正極5枚、片面
塗布正極1枚)およびシート状負極6枚(そのうち、両
面塗布負極5枚、片面塗布負極1枚)と実施例1と同様
のゲル状電解質11枚を実施例1と同様に積層した。図
33には、上記電極積層体におけるシート状正極のみの
積層状態を示す。
1.5mm、長さ100mmのニッケル板を用い、これ
を図34に示すように各正極のリードと超音波溶接し
た。図中の9は溶接部分である。負極に関しても同様の
端子板を取り付け、全体を実施例1と同様のラミネート
フィルムからなる外装体で被覆して積層形電池を組み立
てた。なお、上記のような端子板に代えて金属線などを
用いても良い。
同様に、L=72mm、Wi=10mm、N=6であ
り、いずれのシート状電極にもリードを設けていて、Σ
Wi≦Lを満たし、かつ隣接するリードは重なり合って
おらず、各リード間の中心線間隔は12mmであってW
i=10mm以上であり、リード間の間隙は2mm(リ
ード幅の0.2倍)であった。
ート状電極の一端から順に位置をずらして設ける形態に
したが、電極積層体にした時に隣接するリードが重なり
合わないような位置であれば、これらの順を入れ替えて
も特に問題はない。
mmにし、すべて同一の位置にリードを有する形状のシ
ート状正極およびシート状負極(それぞれ両面塗布シー
ト状電極3枚、片面塗布電極1枚、正極については図3
5参照)ならびに実施例1と同様のゲル状電解質からな
る隔離体7枚を用意し、図36に示すように、それらの
シート状正極1のリード1bとシート状負極2のリード
2bが対向する辺に配置するようにして積層し、電極積
層体を作製した。シート状正極1およびシート状負極2
のそれぞれにおいて、それぞれ4枚ずつのシート状電極
からのリードと、外部回路への接続のための端子板1枚
の計5枚の金属板を抵抗溶接で接合して、上記の端子板
をそれぞれ正極端子5aおよび負極端子6aとした。そ
の後、全体を実施例1と同様のラミネートフィルムから
なる外装体4で被覆して図36に示すような枚葉方式の
積層形電池を組み立てた。
ならびに長尺のシート状ゲル状電解質からなる隔離体を
それぞれ1枚ずつ用意し、図37に示すように、それら
をシート状負極2、シート状隔離体3、シート状正極1
の順に重ねて折り曲げ、それら全体を実施例1と同様の
ラミネートフィルムからなる外装体4で被覆して、図3
7に示すような折り曲げ方式の積層形電池を組み立て
た。
池を200個作製したときの端子接続不良数を調べた結
果を表1に示す。なお、シート状正極およびシート状負
極の活物質層の組成やゲル状電解質の組成は、実施例1
〜6および比較例1〜2のいずれも同じである。
により行った。今回作製した電池の電気容量を決定する
のは正極である。正極の利用率を加味した充填電気容量
は、1面(72mm×40mm)当たり40mAhであ
る。実施例1では両面塗布正極(利用率を加味した充填
電気容量は80mAh)3枚と、片面塗布正極(利用率
を加味した充填電気容量は40mAh)1枚とが組み合
わされており、反応面は7面であることから、利用率を
加味した総充填電気容量は280mAhになる。もし、
このうちの片面塗布正極だけが接合不良の場合には、放
電容量は240mAhになり、また、両面塗布正極1枚
だけが接合不良の場合には、放電容量は200mAhに
なる。このことから、シート状正極4枚とシート状負極
4枚とで構成されている実施例1の電池と比較例1の電
池では、放電容量が240mAhに達しない電池を端子
接続不良にした。
実施例5および実施例6の電池では、反応面11面で、
利用率を加味した総充填電気容量は440mAhであ
る。この場合も、片面塗布正極を含んでいるので、放電
容量が400mAhに達しないものを端子接続不良とし
た。比較例2の電池では、端子接続不良は発生しない
が、折り曲げに伴う剥がれが生じ、放電容量が低下し
た。放電容量が充填電気容量の90%未満のものを端子
接続不良とした。
池は、端子接続不良の発生がまったくなく、信頼性に富
むととともに、その判定を放電容量値に基づいて行って
いることから明らかなように、活物質利用率が高かっ
た。
ードと端子板との接合を単に重ね合わせたが、両者を溶
接、ろう付け、かしめなどにより接合することによっ
て、さらに信頼性を向上させることができる。また、上
記の実施例では、本発明を図示化しやすくするためリー
ド幅を各シート状電極とも同一幅にして示したが、リー
ド幅の異なるシート状電極を組み合わせて積層形電池に
することもできる。
性が高く、かつ活物質利用率および容積効率が高い積層
形電池を提供することができた。
ト状正極を示す平面図である。
ト状負極を示す平面図である。
電極積層体を作製した状態を示す平面図である。
ート状正極のリードを折り曲げた状態を示す平面図であ
る。
ート状負極のリードを折り曲げた状態を示す平面図であ
る。
び負極端子板を示す平面図である。
極積層体に正極端子板と負極端子板を配置した状態を示
す平面図である。
側面図である。
極積層体を作製した状態を示す平面図である。
シート状正極のリードを折り曲げた状態を示す平面図で
ある。
極端子板を配置した状態を示す平面図である。
絶縁シートを配置した状態を示す平面図である。
シート状負極のリードを折り曲げた状態を示す平面図で
ある。
負極端子板を配置した状態を示す平面図である。
電極積層体を作製した状態を示す平面図である。
絶縁シートを配置した状態を示す平面図である。
シート状正極のリードおよびシート状負極のリードを折
り曲げた状態を示す平面図である。
正極端子板および負極端子板を配置した状態を示す平面
図である。
電極積層体を作製した状態を示す平面図である。
シート状正極のリードを折り曲げた状態を示す平面図で
ある。
シート状負極のリードを折り曲げた状態を示す平面図で
ある。
正極端子板および負極端子板を配置した状態を示す平面
図である。
電極積層体を作製した状態を示す平面図である。
シート状正極のリードを折り曲げた状態をを示す平面図
である。
正極端子板を配置した状態を示す平面図である。
負極端子板を配置した状態を示す平面図である。
ート状正極を示す平面図である。
ート状正極を示す平面図である。
ート状正極を示す平面図である。
ート状正極を示す平面図である。
ート状正極を示す平面図である。
ート状正極を示す平面図である。
におけるシート状正極の積層状態を示す平面図である。
て、シート状正極のリードと正極端子板を溶接した状態
を示す平面図である。
ト状正極を示す平面図である。
ある。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】N(ただし、N≧3)枚のシート状正極、
N枚のシート状負極および少なくとも1枚のシート状隔
離体を、上記シート状隔離体がシート状正極とシート状
負極との間に介在するようにして積層した電極積層体を
有する積層形電池であって、上記電極積層体中の正極群
または負極群の少なくとも一方の電極群がN個またはN
−1個のリードを有し、上記リードが上記電極群を構成
するシート状電極の一辺から取り出され、上記シート状
電極のリードが取り出される一辺の長さをL、シート状
電極の積層枚数をN、リードの幅をWiとし、上記電極
群がN個のリードを有する場合は、次の式(I) 【数1】 を満たし、上記電極群がN−1個のリードを有する場合
は、次の式(II) 【数2】 を満たし、かつ隣接するリードが幅方向において重なり
合っていないことを特徴とする積層形電池。 - 【請求項2】 隣接するリード間の間隙がリード幅の1
/10以上1/3以下であることを特徴とする請求項1
記載の積層形電池。 - 【請求項3】 隣接するリード間の中心線間隔がWi以
上であることを特徴とする請求項1または2記載の積層
形電池。 - 【請求項4】 上記隔離体が、ゲル状電解質からなるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層形
電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34961198A JP4079295B2 (ja) | 1997-12-09 | 1998-12-09 | 積層形電池 |
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---|---|---|---|
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JP36174297 | 1997-12-09 | ||
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11242952A true JPH11242952A (ja) | 1999-09-07 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004273806A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Nisshinbo Ind Inc | 電気二重層キャパシタ用電極体および電気二重層キャパシタ |
JP2007273320A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP34961198A patent/JP4079295B2/ja not_active Expired - Fee Related
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