JPH1167222A - 電池用集電体およびこれを用いた電池 - Google Patents
電池用集電体およびこれを用いた電池Info
- Publication number
- JPH1167222A JPH1167222A JP9264795A JP26479597A JPH1167222A JP H1167222 A JPH1167222 A JP H1167222A JP 9264795 A JP9264795 A JP 9264795A JP 26479597 A JP26479597 A JP 26479597A JP H1167222 A JPH1167222 A JP H1167222A
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- Japan
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- current collector
- metal foil
- active material
- battery
- electrode
- Prior art date
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- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電サイクル寿命が長く、且つ、エネルギ
ー密度の大きいリチウムイオン電池を提供する。 【解決手段】長方形の金属箔の長辺側の周辺部を除く部
分に直径０．１ないし３ｍｍの多数の穴をパンチング加
工した集電体を用いる。
ー密度の大きいリチウムイオン電池を提供する。 【解決手段】長方形の金属箔の長辺側の周辺部を除く部
分に直径０．１ないし３ｍｍの多数の穴をパンチング加
工した集電体を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
用集電体、およびこれを用いたリチウムイオン電池に関
し、特にその集電体の構造を改良することにより、充放
電のサイクル寿命とエネルギー密度を大幅に改善するも
のである。
用集電体、およびこれを用いたリチウムイオン電池に関
し、特にその集電体の構造を改良することにより、充放
電のサイクル寿命とエネルギー密度を大幅に改善するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器はめざましく進歩し、携
帯用電子機器の小型化、軽量化が急速に進行している。
これらの電源となる電池にも、小型で軽量で且つ高エネ
ルギー密度が要求されている。中でもリチウムのインタ
ーカレーションの起こる炭素質材料を負極の活物質と
し、遷移金属のコバルト、ニッケル、マンガン等とリチ
ウムと酸素からなるリチウム複合金属酸化物を正極の活
物質とした非水系二次電池は、リチウムイオン電池と呼
ばれ、携帯電話、パソコン等の電源に用途が広がってい
る。通常これらの電池の活物質は長方形の金属箔からな
る集電体の両面にスラリー状で塗布され乾燥、プレスさ
れ、この様にして形成された両極間に多孔質のセパレー
ターをはさんで巻回し、缶体に入れ、電解液を注入し、
密封して電池としている。しかしながら、集電体と活物
質との接着は弱く、充放電に伴う活物質の膨張収縮で剥
離を起こしやすく、これを避けるため活物質の塗布厚を
薄くする必要が有り、また、集電体が占める体積が大き
いためエネルギー密度が制約される欠点が有った。ま
た、活物質の剥離を防止する目的で、集電体にエキスパ
ンドメタルを用いることも提案されているが、エキスパ
ンドメタルは外部からの応力により変形しやすく、充放
電に伴う活物質の膨張収縮で容易に変形してしまうた
め、サイクル寿命を改善できなかった。
帯用電子機器の小型化、軽量化が急速に進行している。
これらの電源となる電池にも、小型で軽量で且つ高エネ
ルギー密度が要求されている。中でもリチウムのインタ
ーカレーションの起こる炭素質材料を負極の活物質と
し、遷移金属のコバルト、ニッケル、マンガン等とリチ
ウムと酸素からなるリチウム複合金属酸化物を正極の活
物質とした非水系二次電池は、リチウムイオン電池と呼
ばれ、携帯電話、パソコン等の電源に用途が広がってい
る。通常これらの電池の活物質は長方形の金属箔からな
る集電体の両面にスラリー状で塗布され乾燥、プレスさ
れ、この様にして形成された両極間に多孔質のセパレー
ターをはさんで巻回し、缶体に入れ、電解液を注入し、
密封して電池としている。しかしながら、集電体と活物
質との接着は弱く、充放電に伴う活物質の膨張収縮で剥
離を起こしやすく、これを避けるため活物質の塗布厚を
薄くする必要が有り、また、集電体が占める体積が大き
いためエネルギー密度が制約される欠点が有った。ま
た、活物質の剥離を防止する目的で、集電体にエキスパ
ンドメタルを用いることも提案されているが、エキスパ
ンドメタルは外部からの応力により変形しやすく、充放
電に伴う活物質の膨張収縮で容易に変形してしまうた
め、サイクル寿命を改善できなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点に鑑み、電極活物質との接着が強固で、充放電に伴う
活物質の膨張収縮による変形が少なく、集電体の占める
体積が小さいため活物質の量を多くでき、更に電極活物
質の塗布厚を厚くできる結果、充放電のサイクル寿命と
エネルギー密度を大幅に改善したリチウムイオン電池の
提供を目的とする。
点に鑑み、電極活物質との接着が強固で、充放電に伴う
活物質の膨張収縮による変形が少なく、集電体の占める
体積が小さいため活物質の量を多くでき、更に電極活物
質の塗布厚を厚くできる結果、充放電のサイクル寿命と
エネルギー密度を大幅に改善したリチウムイオン電池の
提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、長方形の金属
箔の長辺側の周辺部を除く部分に直径０．１ないし３ｍ
ｍの多数の穴をパンチング加工したことを特徴とするリ
チウムイオン電池用集電体、およびこれを用いたリチウ
ムイオン電池である。
箔の長辺側の周辺部を除く部分に直径０．１ないし３ｍ
ｍの多数の穴をパンチング加工したことを特徴とするリ
チウムイオン電池用集電体、およびこれを用いたリチウ
ムイオン電池である。
【０００５】本発明において、集電体に用いる金属箔
は、厚さ５０マイクロメートル以下が望ましく、３０マ
イクロメートル以下が更に好ましい。金属箔の材料とし
ては、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等を
用いることができる。また、パンチング加工する穴は直
径０．１ないし３ｍｍが望ましく、直径０．２ないし２
ｍｍがさらに望ましい。穴の直径０．１ｍｍ未満では電
極活物質のペーストが穴に充分に入らず、３ｍｍより大
きいと活物質の保持が不十分となり、電池の内部抵抗も
大きくなる。穴の形状は円である必要は無く、多角形、
長円形、星型等でも良く、この場合の穴径は等しい面積
の円に換算すれば良い。孔の配置は、図１および図２に
示す様に、金属箔の長手方向に金属部分が所定の幅で一
直線に繋がる状態が、箔の長手方向の伸びを防止するた
めに望ましい。またパンチング加工をしない周辺部の幅
の好ましい値は金属箔の幅によっても異なるが、例えば
５０ｍｍ幅の集電体の場合１〜３ｍｍ程度が好ましい。
は、厚さ５０マイクロメートル以下が望ましく、３０マ
イクロメートル以下が更に好ましい。金属箔の材料とし
ては、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等を
用いることができる。また、パンチング加工する穴は直
径０．１ないし３ｍｍが望ましく、直径０．２ないし２
ｍｍがさらに望ましい。穴の直径０．１ｍｍ未満では電
極活物質のペーストが穴に充分に入らず、３ｍｍより大
きいと活物質の保持が不十分となり、電池の内部抵抗も
大きくなる。穴の形状は円である必要は無く、多角形、
長円形、星型等でも良く、この場合の穴径は等しい面積
の円に換算すれば良い。孔の配置は、図１および図２に
示す様に、金属箔の長手方向に金属部分が所定の幅で一
直線に繋がる状態が、箔の長手方向の伸びを防止するた
めに望ましい。またパンチング加工をしない周辺部の幅
の好ましい値は金属箔の幅によっても異なるが、例えば
５０ｍｍ幅の集電体の場合１〜３ｍｍ程度が好ましい。
【０００６】即ち本発明では、集電体の長辺側の周辺部
を除く部分にのみパンチング加工を施したことにより、
集電体の長手方向の剛性の低下が少なく、充放電に伴う
活物質の膨張収縮を押さえ込むのに必要な集電体の剛性
を確保することと、電極活物質との接着性の改善との両
立を達成したものである。
を除く部分にのみパンチング加工を施したことにより、
集電体の長手方向の剛性の低下が少なく、充放電に伴う
活物質の膨張収縮を押さえ込むのに必要な集電体の剛性
を確保することと、電極活物質との接着性の改善との両
立を達成したものである。
【０００７】
【実施例】図１に示すように、金属箔１にその長手方向
の周辺部３を残した部分に多数の穴２をパンチング加工
により設ける。これを正極および負極の集電体として図
３に示す様に、それぞれの集電体４の両面に電極活物質
を塗布し、乾燥してプレスし正極５、負極６を得る。こ
の両極の間に多孔質のポリエチレンとポリプロピレンと
の貼合わせ膜のセパレーター７を挟んで巻き取る。この
巻回物を缶体８に入れ、電解液を注入して、密閉してリ
チウムイオン電池９を得る。
の周辺部３を残した部分に多数の穴２をパンチング加工
により設ける。これを正極および負極の集電体として図
３に示す様に、それぞれの集電体４の両面に電極活物質
を塗布し、乾燥してプレスし正極５、負極６を得る。こ
の両極の間に多孔質のポリエチレンとポリプロピレンと
の貼合わせ膜のセパレーター７を挟んで巻き取る。この
巻回物を缶体８に入れ、電解液を注入して、密閉してリ
チウムイオン電池９を得る。
【０００８】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よれば、集電体の長辺側の周辺部を除く部分にのみパン
チング加工を施したことにより、充放電のサイクル寿命
とエネルギー密度を大幅に改善したリチウムイオン電池
が得られ、産業上極めて有用である。
よれば、集電体の長辺側の周辺部を除く部分にのみパン
チング加工を施したことにより、充放電のサイクル寿命
とエネルギー密度を大幅に改善したリチウムイオン電池
が得られ、産業上極めて有用である。
【図１】 本発明に係わる集電体の平面図である。
【図２】 本発明に係わる他の集電体の平面図である。
【図３】 本発明の集電体を用いたリチウムイオン電池
の展開図である。
の展開図である。
１：金属箔 ２：穴
３：周辺部の長辺 ４：集電体 ５：正極
６：負極 ７：セパレーター膜 ８：缶体
９：リチウムイオン電池
３：周辺部の長辺 ４：集電体 ５：正極
６：負極 ７：セパレーター膜 ８：缶体
９：リチウムイオン電池
Claims (2)
- 【請求項１】長方形の金属箔の長辺側の周辺部を除く部
分に直径０．１ないし３ｍｍの多数の穴をパンチング加
工したことを特徴とするリチウムイオン電池用集電体。 - 【請求項２】請求項１の集電体を用いたことを特徴とす
るリチウムイオン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264795A JPH1167222A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 電池用集電体およびこれを用いた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264795A JPH1167222A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 電池用集電体およびこれを用いた電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167222A true JPH1167222A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=17408320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9264795A Pending JPH1167222A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 電池用集電体およびこれを用いた電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167222A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6399253B1 (en) * | 1999-04-16 | 2002-06-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery with planar electrodes having collectors with polygonal through holes |
| KR100624972B1 (ko) | 2005-01-28 | 2006-09-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 전극판과 이의 제조 방법 및 이를구비하는 리튬 이차 전지 |
| US7427455B2 (en) | 2004-11-25 | 2008-09-23 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Anode for lithium metal polymer secondary battery comprising surface patterned anodic current collector and method of preparing the same |
| WO2012096233A1 (ja) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | 三井金属鉱業株式会社 | 補強された多孔質金属箔およびその製造方法 |
| JP2016219275A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日立マクセル株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| US9548497B2 (en) | 2011-06-10 | 2017-01-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same |
| CN108493393A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-04 | 重庆市紫建电子有限公司 | 一种新涂布工艺 |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP9264795A patent/JPH1167222A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6399253B1 (en) * | 1999-04-16 | 2002-06-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery with planar electrodes having collectors with polygonal through holes |
| US7427455B2 (en) | 2004-11-25 | 2008-09-23 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Anode for lithium metal polymer secondary battery comprising surface patterned anodic current collector and method of preparing the same |
| KR100624972B1 (ko) | 2005-01-28 | 2006-09-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 전극판과 이의 제조 방법 및 이를구비하는 리튬 이차 전지 |
| WO2012096233A1 (ja) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | 三井金属鉱業株式会社 | 補強された多孔質金属箔およびその製造方法 |
| JP2012144790A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 補強された多孔質金属箔およびその製造方法 |
| CN103282552A (zh) * | 2011-01-13 | 2013-09-04 | 三井金属矿业株式会社 | 加强的多孔质金属箔及其制造方法 |
| US9512527B2 (en) | 2011-01-13 | 2016-12-06 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Reinforced porous metal foil and process for production thereof |
| US9548497B2 (en) | 2011-06-10 | 2017-01-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same |
| JP2016219275A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日立マクセル株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN108493393A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-04 | 重庆市紫建电子有限公司 | 一种新涂布工艺 |
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Legal Events
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