JPH11312537A - 捲回密閉式電池の製造法 - Google Patents

捲回密閉式電池の製造法

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JPH11312537A
JPH11312537A JP10119707A JP11970798A JPH11312537A JP H11312537 A JPH11312537 A JP H11312537A JP 10119707 A JP10119707 A JP 10119707A JP 11970798 A JP11970798 A JP 11970798A JP H11312537 A JPH11312537 A JP H11312537A
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JP
Japan
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battery
lead
lead pieces
wound
sealed
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Pending
Application number
JP10119707A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Konuki
利明 小貫
Kensuke Hironaka
健介 弘中
Yoshio Naota
良夫 直田
Yuzo Sakata
有三 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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  • Secondary Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】帯状の正極と帯状の負極の少なくとも一方に長
さ方向に亘って多数のリード片1を突出させ、これら正
極と負極をセパレータを介して捲回した極板群の端面に
突出したリード片1群を集合して電池外部端子に電気的
に接続し、電池蓋により密閉して製造される捲回密閉式
電池において、捲回工程前にリード片1位置を制御する
ことなく、簡単な手法で電池内で発生したガスの通路を
確保する。 【解決手段】極板群の端面に突出した前記リード片1群
から部分的にリード片1を取除いて、実質的にリード片
の存在しない箇所(切除箇所)を設け、その後リード片
1群と電池外部端子の電気的接続を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、捲回密閉式電池の
製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば電気自動車用電源を対象とした捲
回密閉式電池の電池内ガスを、迅速且つスムーズにガス
排気弁付近へと誘導する技術として、特開平9−922
50号公報に開示された技術がある。この公報で提案し
ているの技術の一つは、多数枚のリード片が、捲回群端
面と、それと対向する位置にあるガス排気弁を有する電
池蓋との間に、重なり合うように存在した場合の、ガス
の通路を塞ぐ不具合を、捲回時に各リード片が重なり合
わないよう、リード片の極板上での配置を等間隔とせず
に予め位相をずらすことで故意に隙間を作ってガスの通
路を得るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記技術
では同公報でも指摘がある通り、極板の厚みむらにより
捲回工程前のリード片位置制御が不可能な場合がある。
その場合前記ガスの通路を確保するのが困難になる。本
発明が解決しようとする課題は、捲回工程前にリード片
位置を制御することなく、簡単な手法で電池内で発生し
たガスの通路を確保することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯状の正極と
帯状の負極の少なくとも一方に長さ方向に亘って多数の
リード片1を突出させ、これら正極と負極をセパレータ
を介して捲回した極板群(以下、捲回群と記す)の端面
に突出した前記リード片1群を集合して電池外部端子に
電気的に接続し、電池蓋により密閉する捲回密閉式電池
の製造を対象とする。上記課題を解決するため、本発明
の捲回密閉式電池の製造法は、捲回群2の端面に突出し
たリード片1群から部分的にリード片1を取除いて、実
質的にリード片の存在しない箇所(図1の切除箇所)を
設け、その後リード片1群と電池外部端子の電気的接続
を行うことを特徴とする。前記リード片1を取除く手段
の一例は、引きちぎりである。捲回工程後の捲回群2
の、リード片1が多数存在する端面のリード片1を局部
的に取除くことにより、確実に捲回群2端面に電池内で
発生したガスの通路を確保できる。
【0005】上記製造法に加え、実質的にリード片の存
在しない箇所と、電池蓋面に配置されている電解液注液
口とが対応する位置関係となるよう電池を組立てること
が好ましい。この理由は、リード片1を取除いた捲回群
2端面(図1の切除箇所)が電解液注液口と対向した位
置にあることで、蓋を取りつけた後に電池内に電解液を
注入する際、電解液注入通路を確保することができ、そ
れにより捲回群2内への電解液の浸透も迅速になる。
【0006】また上記製造法に加え、残存するリード片
1群の幅の合計をリード片1群を有する電極の長さの1
5%以上とすることが好ましい。その理由は、リード片
1を多く取り除き過ぎると、リード片1数を余計に減ら
し過ぎるおそれがあるためである。その結果電池の集電
性が劣り、高率放電特性に支障を来たす。しかし残存す
るリード片1群の幅の合計をリード片1群を有する電極
の長さの15%以上とすることで良好な高率放電特性を
維持することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】(正極板の作製)活物質であるマ
ンガン酸リチウム(LiMn24)粉末100重量部
に、導電剤として10重量部の鱗片状黒鉛(平均粒径:
20μm)と結着剤として10重量部のポリフッ化ビニ
リデンを添加し、これに分散溶媒のN−メチルピロリド
ンを添加、混練したスラリを厚み20μmのアルミニウ
ム箔の両面に塗布した。この時極板長寸方向の一方の側
縁に幅30mmの未塗布部を残した。その後乾燥、プレ
ス、裁断して幅130mm、長さ2000mm、活物質
塗布部厚み200μmの正極板を得た。上記未塗布部に
図2に示す形状に切り欠きを入れる。切り欠き残部はリ
ード片1となる。隣り合うリード片1は、13mm間隔
で設けられている。またリード片1先端部幅は10mm
である。正極板からはリード片1が86本導出されてい
る。
【0008】(負極板の作製)活物質としての非晶質炭
素材(呉羽化学工業製 PIC)100重量部に結着剤
として10重量部のポリフッ化ビニリデンを添加し、こ
れに分散溶媒のN−メチルピロリドンを添加、混練した
スラリを厚み10μmの圧延銅箔の両面に塗布した。こ
の時極板長寸方向の一方の側縁に幅30mmの未塗布部
を残した。その後乾燥、プレス、裁断して幅135m
m、長さ2200mm、活物質塗布部厚み130μmの
負極板を得た。上記未塗布部に正極板と同様図2に示す
形状に切り欠きを入れる。切り欠き残部はリード片1と
なる。隣り合うリード片1は、13mm間隔で設けられ
ている。またリード片1先端部幅は10mmである。負
極板からはリード片1が95本導出されている。
【0009】(電池の作製)上記作製した正極板と負極
板を、厚み40μmのポリエチレン製セパレータ4とと
もにに捲回する。正極板のリード片1と負極板のリード
片1は、それぞれ捲回群の両端に位置するように捲回し
ている。出来上がった捲回群2は、その両端面からリー
ド片1がほぼ全面に亘って突出している状態にある。捲
回群2端面において、捲回中心から扇状に局部的にリー
ド片1を手で引きちぎり、実質的にリード片1の存在し
ない箇所(図1の切除箇所)を形成する(後述する、電
池蓋の電解液注液口よりも面積が大きい)。この段階で
の捲回群2端面の正面図が図1である。引きちぎるリー
ド片1の本数は、正極板が26本、負極板が29本とす
る。これで正極板、負極板ともに極板長さに対する、リ
ード片1幅の和の比が30%となる。その後捲回群2を
円筒形の電池容器に挿入する。その後正極板から導出さ
れているリード片1全てを、捲回群2中心軸のほぼ延長
線上にある円柱形状の正極外部端子(電池蓋と一体化し
ている)の電池内部側周面に接触させるよう、リード片
1を変形させる。前記接触させた後でリード片1と正極
外部端子とを超音波溶接して電気的導通を得た。負極外
部端子と負極板から導出されているリード片1の接続操
作も上記した正極外部端子と正極板から導出されている
リード片1の接続操作と同様に実施した。
【0010】その後電解液注液口、ガス排気弁を有する
電池蓋で電池容器両開放部分を封口する。このとき、上
記実質的にリード片1の存在しない箇所が電解液注液口
と対向するように配慮する。これで上記実質的にリード
片1の存在しない箇所が電解液注液口と対向した位置に
あり、且つ電解液注液口と対向した位置にある、リード
片が捲回群2端面にて局部的に且つ実質的に存在しない
箇所は電解液注液口よりも面積が大きい構成を実現す
る。その後電池蓋にある注液口より電解液を所定量電池
容器内に注入、注液口を封止することにより円筒形リチ
ウムイオン電池を作製する。電解液にはエチレンカーボ
ネートとジメチルカーボネートの混合溶液中へ6フッ化
リン酸リチウム(LiPF6)を1モル/リットル溶解
したものを用いた。この電池の定格容量は10Ahであ
る。
【0011】本例では双方の極性の極板(リード片)に
本発明の構成を適用したが、電池蓋が一つであり、電池
蓋と一体化された一方の極性の外部端子を有し、該電池
蓋に注液口を有する構成などでは、該一方の極性の極板
(リード片)のみに本発明の構成を適用する。また本例
では上記実質的にリード片1の存在しない箇所を1箇所
とし、その形状を捲回中心から広がる扇形としたが、該
実質的にリード片1の存在しない箇所の数、形状は限定
されない。上記「実質的に」とは、本発明におけるリー
ド片の存在しない箇所での電解液の注液性、電池内ガス
のスムーズな移動を阻害しない程度の、ごく僅かなリー
ド片1の存在は、本発明の範囲内であることを意味す
る。
【0012】本例以外のリード片1を取除く手段は、カ
ッターや鋏等の使用である。
【0013】また本例ではリチウムイオン電池に代表さ
れる非水電解液電池を例示したが、電池系は限定されな
い。但しリチウムイオン電池等の非水電解液電池は、電
極面積を大きくして電池内部抵抗を低くする必要があ
り、そのため極板を薄くし、リード片を極板1枚に複数
個設けて集電性を良好にする必要性が高いため本発明の
適用は特に有効である。
【0014】また本例では、正極にマンガン酸リチウ
ム、負極にグラファイト、電解液に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液中へ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
が、本発明の電池の製造方法には特に制限はなく、また
結着剤、正負極活物質、非水電解液も通常用いられてい
るいずれのものも使用可能である。但し正極活物質とし
て、コバルト酸リチウムよりも低コストのマンガン酸リ
チウムを使用する場合、特に本発明はその効力を発揮す
ると考えられる(他元素による部分置換材料も含む)。
その理由は、一般にマンガン酸リチウムはコバルト酸リ
チウムやニッケル酸リチウム等に比して電子伝導性が低
く、それを含む極板の導電性を向上させることが期待さ
れている。従って本発明のように集電性を損なわない構
成は好ましいのである。また本例では定格容量が10A
hもの大型電解液電池について記載している。これは電
池が大型化すればするほど集電性を損なわない構成が要
求されるためである。また特に電気自動車用電源として
使用される電池は、電気自動車の始動時や上り坂走行時
等に良好な高率放電特性を要求されるため、用途として
特に本発明の適用は好適である。
【0015】また本例以外で用いることのできる極板活
物質結着剤としては、テフロン、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、
スチレン/ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロ
ース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アク
リロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ
化プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体及びこれ
らの混合体などがある。また本例以外で用いることので
きる正極活物質としては、リチウムを挿入・脱離可能な
材料であり、予め十分な量のリチウムを挿入した材料が
好ましい。例えば、リチウム遷移金属複合酸化物であ
り、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、リチウム・マンガン複合酸化物、リチウ
ム・バナジウム複合酸化物等がある。また、これらのリ
チウム遷移金属複合酸化物の一部にそれ以外の元素を置
換させたようなものでも良い。また本例以外で用いるこ
とのできる負極活物質も特に制限はない。例えば、リチ
ウム金属、リチウム合金や各種黒鉛材、コークスなどの
炭素質材料、ポリアセチレンなどの導電性ポリマー等が
好適である。
【0016】電解液としては、一般的なリチウム塩を電
解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解液が用いられ
る。しかし、用いられるリチウム塩や有機溶媒は特に制
限されない。例えば、電解質としては、LiClO4
LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiB(C
654、CH3SO3Li、CF3SO3Li等やこれら
の混合物が用いられる。また、本例以外の非水電解液有
機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエ
トキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラ
ン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオ
キソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスル
ホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこ
れら2種類以上の混合溶媒が用いられる。
【0017】
【実施例】上記発明の実施の形態に記載した製法による
リチウムイオン電池(実施例1)とし、それと以下に示
す製法による各電池(実施例2、3、比較例)との集電
性を比較検討した。 (実施例2、3、比較例の電池の作製)正、負極板のリ
ード片引きちぎり本数を調整し、極板長さに対する、リ
ード片幅の和の比を20%(実施例2)、15%(実施
例3)、10%(比較例)とした以外は実施例1と同条
件で作製した。
【0018】(実験)実施例2、3、比較例の電池それ
ぞれを定電流、2時間率(1/2C)で100%充電し
た後、1C、2C、3Cで放電した後で終止電圧を2.
8Vまでそれぞれ放電した際の放電容量を測定した。表
1に各電池の放電容量を示した。
【0019】
【0020】表1から、放電率が高率になればなるほ
ど、極板長さに対する、リード片幅の和の比を15%以
上とする利点がはっきりとわかる。
【0021】
【発明の効果】本発明により、捲回工程前にリード片位
置を制御することなく、簡単な手法で電池内で発生した
ガスの通路及び電解液注入通路を確保し、且つ高率放電
特性を低下させないことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要部を示した捲回群端面概略図であ
る。
【図2】極板の正面図である。
【符号の説明】
1.リード片 2.捲回群
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01M 10/04 H01M 10/04 W (72)発明者 坂田 有三 東京都中央区日本橋本町2丁目8番7号 新神戸電機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状の正極と帯状の負極の少なくとも一方
    に長さ方向に亘って多数のリード片を突出させ、これら
    正極と負極をセパレータを介して捲回した極板群の端面
    に突出した前記リード片群を集合して電池外部端子に電
    気的に接続し、電池蓋により密閉する捲回密閉式電池の
    製造において、 極板群の端面に突出した前記リード片群から部分的にリ
    ード片を取除いて、実質的にリード片の存在しない箇所
    を設け、その後リード片群と電池外部端子の電気的接続
    を行うことを特徴とする捲回密閉式電池の製造法。
  2. 【請求項2】実質的にリード片の存在しない箇所と、電
    池蓋面に配置されている電解液注液口とが対応する位置
    関係となるよう電池を組立てることを特徴とする請求項
    1記載の捲回密閉式電池の製造法。
  3. 【請求項3】残存するリード片群の幅の合計を当該リー
    ド片群を有する電極の長さの15%以上とする請求項1
    又は2記載の捲回密閉式電池の製造法。
  4. 【請求項4】電池がリチウムイオン電池である請求項3
    記載の捲回密閉式電池の製造法。
  5. 【請求項5】長さ方向に亘って多数のリード片を突出さ
    せた電極が正負極の少なくとも正極であり、正極活物質
    がマンガン酸リチウムを主体とする請求項4記載の捲回
    密閉式電池の製造法。
  6. 【請求項6】捲回密閉式電池が電気自動車用電源である
    請求項3〜5のいずれかに記載の捲回密閉式電池の製造
    法。
JP10119707A 1998-04-28 1998-04-28 捲回密閉式電池の製造法 Pending JPH11312537A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008218234A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Toyota Motor Corp 電池、この電池を搭載した車両、及び、この電池を搭載した電池搭載機器
WO2023090576A1 (ko) * 2021-11-19 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008218234A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Toyota Motor Corp 電池、この電池を搭載した車両、及び、この電池を搭載した電池搭載機器
WO2023090576A1 (ko) * 2021-11-19 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

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