JPH11339768A - 捲回式電池 - Google Patents

捲回式電池

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JPH11339768A
JPH11339768A JP10145638A JP14563898A JPH11339768A JP H11339768 A JPH11339768 A JP H11339768A JP 10145638 A JP10145638 A JP 10145638A JP 14563898 A JP14563898 A JP 14563898A JP H11339768 A JPH11339768 A JP H11339768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
external terminal
insulating coating
lead
wound
Prior art date
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Pending
Application number
JP10145638A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Konuki
利明 小貫
Kenichi Maeda
謙一 前田
Kensuke Hironaka
健介 弘中
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP10145638A priority Critical patent/JPH11339768A/ja
Publication of JPH11339768A publication Critical patent/JPH11339768A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】捲回群6の一方の端面から捲回方向と直交する
方向に正負一方の極性のリード片9を複数導出し、捲回
群6の他方の端面から同様に他方の極性のリード片8を
複数導出し、正負それぞれについて複数のリード片9を
電池容器5内で集合して先端が外部端子となる極柱に接
続した捲回式電池において、リード片9が電池容器5内
面に接触しないようにして電池の短絡を防止する。 【解決手段】少なくとも一方の極性の接続部に絶縁被覆
8を施す。このとき絶縁被覆が接続部ならびに捲回群6
外周面と電池容器5内壁面との間隙を埋めていることが
好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は捲回式電池に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】捲回群の一方の端面から捲回方向と直交
する方向に正負一方の極性のリード片を複数導出し、捲
回群の他方の端面から同様に他方の極性のリード片を複
数導出し、正負それぞれについて前記複数のリード片を
電池容器内で集合して先端が外部端子となる極柱に接続
した捲回式電池の構成は、例えば特開平9−92338
号公報に開示されている。このような構成の電池は、電
気自動車用電源等大形の、リチウムイオン電池等の非水
電解液二次電池が代表的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記集合したリード片
全てを極柱に接続するのであるが、接続が不十分で極柱
に固定されていないリード片が導電性電池容器内面に接
触するおそれがある。接続の不十分なリード片が正負両
方に存在し、これらが電池容器内面に接触してしまう
と、電池は短絡する。本発明が解決しようとする課題
は、リード片が電池容器内面に接触することによる電池
の短絡を防止することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の捲回式電池は、捲回群6の一方の端面から
捲回方向と直交する方向に正負一方の極性のリード片9
を複数導出し、捲回群6の他方の端面から同様に他方の
極性のリード片9を複数導出し、正負それぞれについて
前記複数のリード片9を電池容器5内で集合して先端が
外部端子となる極柱に接続した捲回式電池において、少
なくとも一方の極性の前記接続部を絶縁被覆したことを
特徴とする。図中、8が絶縁被覆である。上記接続と
は、例えば溶接である。図1に例示したように、先端が
正極外部端子1、負極外部端子1’となる極柱から周方
向に張り出した鍔部7外周面にリード片9を超音波溶接
等により接続する。溶接作業の際には溶接不良により接
続が不十分なリード片9が発生しやすい。上記絶縁被覆
8は電解液に実質的に溶解しない材質であることが電池
性能上好ましい。この場合の電池性能とは、電解液のイ
オン伝導度である。従って電解液のイオン伝導度がさほ
ど低下しないのであれば多少溶解しても問題ない。また
絶縁被覆8はその表面に粘着性を有するものであっても
よい。該粘着力は絶縁被覆8の電池内移動を抑制する。
上記構成における絶縁被覆8の範囲は、少なくとも一方
の極性のリード片9の接続部である。絶縁被覆8は、好
ましくは捲回群6外周面にまで及ぶ。上記構成を採用す
ることにより、仮に正負両方に接続の不十分なリード片
9が存在しても、それが金属製電池容器6内面に接触し
て電池が短絡することを防止できる。
【0005】上記構成に加えて絶縁被覆8が、接続部な
らびに捲回群6外周面と電池容器5内壁面との間隙を埋
めていることが好ましい。その理由は、上述した課題を
解決できる上に、捲回群6の電池容器5内における振動
を抑制できるためである。具体的に本構成は、リード片
9の極柱への接続部と捲回群6外周面に絶縁膜を巻い
て、絶縁被覆8とする。捲回群6の最大径部が前記絶縁
被覆8存在部となるようにし、該最大径を電池容器5内
径よりも僅かに大きくして捲回群6を電池容器5内に挿
入する。捲回群6の電池容器5内における振動を抑制す
る工夫をした捲回式電池は、電気自動車用電源等、振動
を受け易い条件で使用される電池として好適に使用され
る。振動は、一旦溶接等で接続したリード片9を剥離さ
せるおそれがあり、前述した短絡を起こす要因となる。
しかし本構成の採用により、リード片9が電池容器5内
面に接触することがなくなり、電池の短絡を未然に防止
できる。また電池が振動を受けると、外部端子付近に主
に応力が加えられることとなり、電池内・外部品が損傷
するおそれがある。前記電池内・外部品とは、例えば図
1におけるナット2、電池蓋4、第1のセラミックワッ
シャ3、第2のセラミックワッシャ3’、金属ワッシ
ャ、O−リング等である。しかし本構成の採用により、
前記損傷を防止でき、該損傷に起因する電解液の電池外
部への漏れをも防止できる。絶縁被覆8が、正負両方の
極で、接続部ならびに捲回群外周面と電池容器5内壁面
との間隙を埋めていると、捲回群6両端の外周面を電池
容器5内壁面で支持することとなり、より耐振動性が高
まる。
【0006】
【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
切り欠きを入れる。切り欠き残部はリード片となる。隣
り合うリード片は、13mm間隔で設けられている。ま
たリード片の幅は10mmである。正極板からはリード
片が86本導出されている。
【0007】(負極板の作製)グラファイト粉末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30
mmの未塗布部を残した。その後乾燥、プレス、裁断し
て幅135mm、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
様に切り欠きを入れる。切り欠き残部はリード片とな
る。隣り合うリード片は、13mm間隔で設けられてい
る。またリード片の幅は10mmである。負極板からは
リード片が95本導出されている。
【0008】(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ととも
にに捲回する。そのとき正極板のリード片と負極板のリ
ード片が、それぞれ捲回群6の互いに反対側の両端面に
位置するようにする。図1のように正極板から導出され
ているリード片9を変形させ、その全てを、捲回群6軸
芯のほぼ延長線上にある極柱(正極外部端子1)周囲か
ら一体に張り出している鍔部7周面付近に集合、接触さ
せる。前記接触させた後でリード片9と鍔部7周面とを
超音波溶接してリード片9を鍔部7周面に接続し固定す
る。負極外部端子1’と負極板から導出されているリー
ド片9の接続操作も、上記した正極外部端子1と正極板
から導出されているリード片9の接続操作と同様に実施
する。
【0009】その後正極外部端子1及び負極外部端子
1’の鍔部7周面全周に絶縁被覆8を施す。この絶縁被
覆8は、捲回群6外周面全周にも及ぼす。絶縁被覆8に
は、基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリ
レートからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用いた。
この粘着テープを鍔部7周面から捲回群6外周面に亘っ
て何重にも巻いて絶縁被覆8とする。捲回群6の最大径
部が絶縁被覆8存在部となるように巻き数を調整し、該
最大径を電池容器5内径よりも僅かに大きくして捲回群
6を電池容器5内に挿入する。
【0010】そして第2のセラミックワッシャ3’(ア
ルミナ製、電池蓋4裏面と当接する部分の厚み2mm、
内径16mm、外径25mm)を、図1のように先端が
正極外部端子1を構成する極柱、先端が負極外部端子
1’を構成する極柱にそれぞれ嵌め込む。また、第1の
セラミックワッシャ3を電池蓋4に載置し、正極外部端
子1、負極外部端子1’をそれぞれ第1のセラミックワ
ッシャ3に通す。その後円盤状電池蓋4周端面を電池容
器5開口部に嵌合し、双方の接触部全域を超音波溶接す
る。この時正極外部端子1、負極外部端子1’は、電池
蓋4の中心にある穴を貫通して電池蓋4外部に突出して
いる。そして図1のように平状の第1のセラミックワッ
シャ3(厚み2mm、アルミナ製、内径16mm、外径
28mm)、金属ワッシャ(ナット2底面よりも平滑)
を、この順に正極外部端子1、負極外部端子1’にそれ
ぞれ嵌め込む。次いで金属製のナット2を正極外部端子
1、負極外部端子1’にそれぞれ螺着し、第2のセラミ
ックワッシャ3’、第1のセラミックワッシャ3、金属
ワッシャを介して電池蓋4を鍔部7とナット2の間で締
め付けにより固定する。この時の締め付けトルク値は7
0kgf・cmである。締め付け作業が終了するまで金
属ワッシャは回転しなかった。この状態では、電池蓋4
裏面と鍔部7の間に介在させたゴム(EPDM)製Oリ
ングの圧縮により電池容器内部の発電要素は外気から遮
断されている。
【0011】その後電池蓋4にある注液口より電解液を
所定量電池容器5内に注入し、その後注液口を封止する
ことにより円筒形リチウムイオン電池を完成する。
【0012】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。
【0013】本例では円筒形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、電池形状
は限定されない。また本例では電気自動車用電源等に用
いられる大形の二次電池を例示したが、電池の大きさ、
電池容量には限定されない。但し特に電気自動車用電源
としての電池は、温度変化が大きい条件、大きく長時間
に亘る振動が加えられる条件下で使用されるため、本発
明の適用は好ましい。また本例では、絶縁被覆8に、基
材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレート
からなる粘着剤を塗布した粘着テープを用いたが、特に
制限はない。例えば基材がポリプロピレンやポリエチレ
ン等のポリオレフィンで、その片面又は両面にヘキサメ
タアクリレートやブチルアクリレート等のアクリル系粘
着剤を塗布した粘着テープや、粘着剤を塗布しないポリ
オレフィンやポリイミドからなるテープ等を好適に使用
できる。
【0014】また本例では、リチウムイオン電池用の正
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。
【0015】また本例以外で用いることのできるリチウ
ムイオン電池用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リチウムイオン電池用正極活
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
るリチウムイオン電池用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】
【発明の効果】本発明により、リード片が電池容器内面
に接触しないようにして電池の短絡を防止することがで
き、更には捲回群の電池容器内における振動を抑制でき
る捲回式電池を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示す捲回式電池の断面図であ
る。
【符号の説明】
1.正極外部端子 1’.負極外部端子 2.ナット 3.第1のセラミックワッシャ 3’.第2のセラミックワッシャ 4.電池蓋 5.電池容器 6.捲回群 7.鍔部 8.絶縁被覆 9.リード片

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】捲回群の一方の端面から捲回方向と直交す
    る方向に正負一方の極性のリード片を複数導出し、捲回
    群の他方の端面から同様に他方の極性のリード片を複数
    導出し、正負それぞれについて前記複数のリード片を電
    池容器内で集合して先端が外部端子となる極柱に接続し
    た捲回式電池において、 少なくとも一方の極性の前記接続部を絶縁被覆したこと
    を特徴とする捲回式電池。
  2. 【請求項2】接続部が、極柱から周方向に張り出した鍔
    部の周面にあることを特徴とする請求項1記載の捲回式
    電池。
  3. 【請求項3】絶縁被覆が、接続部から捲回群外周面にま
    で及んでいることを特徴とする請求項2記載の捲回式電
    池。
  4. 【請求項4】絶縁被覆が、接続部ならびに捲回群外周面
    と電池容器内壁面との間隙を埋めていることを特徴とす
    る請求項3記載の捲回式電池。
  5. 【請求項5】電池が電気自動車用電源である請求項2〜
    4のいずれかに記載の電池。
JP10145638A 1998-05-27 1998-05-27 捲回式電池 Pending JPH11339768A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011014249A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Hitachi Vehicle Energy Ltd 密閉型電池
JP2012124039A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池
WO2021020235A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電動工具、電動式航空機及び電動車両

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JP2011014249A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Hitachi Vehicle Energy Ltd 密閉型電池
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WO2021020235A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電動工具、電動式航空機及び電動車両

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