JPWO2015146076A1 - 非水電解液二次電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(実施例1−1〜1−5)
(正極板の作製)
正極活物質としてのLiNi0.8Co0.15Al0.05O2が100質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンが1.7質量部、導電剤としてのアセチレンブラックが2.5質量部となるように分散媒としてのN−メチルピロリドンへ投入し、これらが均一に分散するように混練してスラリー状の正極合剤を調製した。この正極合剤を、厚みが15μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布、乾燥、圧縮し、所定寸法に裁断した。この正極板11の寸法は長さが573mm、幅が57mm、厚みが163μmである。なお、正極板11の一部に正極合剤が塗布されていない集電体露出部を設け、その集電体露出部にアルミニウム製の正極リード15を接続して正極板11を作製した。
負極活物質としての易黒鉛化炭素が100質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンが0.6質量部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースが1質量部となるように分散媒としての水へ投入し、これらが均一に分散するように混練してスラリー状の負極合剤を調製した。この負極合剤を厚みが10μmの銅箔からなる負極集電体の両面に塗布、乾燥、圧縮し、所定寸法に裁断した。この負極板12の寸法は長さが658mm、幅が58.5mm、厚みが164μmである。なお、負極板12の一部に負極合剤が塗布されていない集電体露出部を設け、その集電体露出部にニッケル製の負極リード16を接続して負極板12を作製した。
上記のようにして作製した正極板11及び負極板12を、厚みが20μmのポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータ13を介して巻回し、巻回終端部に巻き止めテープ22を貼り付けて電極体14を作製した。電極体14の最外周部にはセパレータ13を配置した。
電極体14と負極リード16の間にポリプロピレンからなる円形の下部絶縁板18を配置し、自動装置を用いて電極体14を電池ケース19へ挿入した後に負極リード16を電池ケース19の底部に接続した。次に、ポリプロピレンからなる円形の上部絶縁板17を電極体14上に配置した後に正極リード15を封口体20に接続して注液前の仕掛品を作製した。
エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートの混合溶媒に、電解液塩としてのLiPF6が1.0mol/Lになるように溶解して、非水電解液を調製した。
電解液の注液条件は次の通りである。まず、大気圧下で注液前の仕掛品に2mlの電解液を注液し、真空になるまで減圧して仕掛品の電極体内部の空気を抜き出した。この操作を3回繰り返して、合計6mlの電解液を注液した。
注液された電解液が完全に電極体14の内部に含浸した後、封口体20を電池ケース19の開口部へガスケット21を介してかしめ固定して実施例1−1〜1−5に係る円筒形の非水電解液二次電池10を作製した。この電池寸法は、直径が18mm、高さが65mmである。
実施例1−1の巻き止めテープ22に代えて、Wb/Wa及びWc/Waが表1に示す値となるものを用いて、比較例1−1〜1−3に係る非水電解液二次電池10を作製した。なお、Waは実施例1−1と共通である。
実施例1−1の巻き止めテープ22に代えて、片面の全てに粘着部が設けられたものを用いて、比較例1−4〜1−6に係る非水電解液二次電池10を作製した。比較例1−4、1−5及び1−6においては、それぞれ図3(a)、(b)及び(c)に示すように電極体14の巻回終端部上に巻き止めテープ22を貼り付けた。比較例1−4のテープ幅は実施例1−1と同一であり、比較例1−5及び1−6のテープ幅はそれぞれ比較例1−4のテープ幅の30%及び40%である。
電極体14を自動装置により電池ケース19へ挿入する際に発生する電極体14の損傷について次のように評価した。注液前の仕掛品から電極体14を取り出し、電極体14の最外周部の損傷の有無を目視で確認した。電極体の最外周部に破れが発生しているものを電極体14の損傷有と判断した。電極体14の損傷評価は、各実施例及び比較例とも100個の仕掛品の損傷の有無を目視で確認した。各実施例及び比較例の電極体損傷の発生数を表2にまとめて示す。
電解液の電極体14への含浸性を次のように評価した。上記の注液を行う際の3回目の真空減圧後に仕掛品を大気圧下に開放した時点から、電極体14の上面に残っている電解液の液面が目視で確認できなくなるまでの時間を測定した。このようにして測定した時間を電解液の含浸時間とし、これを電解液の電極体への含浸性の指標として用いた。各実施例及び比較例について50個の仕掛品の含浸時間を測定した。測定結果から算出した平均値を表2にまとめて示す。
(実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−6)
電極体の最外周部に、外周側に活物質層が形成されていない負極板12を配置したことを除いては第1実験群と同様にして実施例2−1〜2−5及び比較例2−1〜2−6に係る非水電解液二次電池を作製した。実施例2−1〜2−5及び比較例2−1〜2−6はそれぞれ実施例1−1〜1−5及び比較例1−1〜1−6に対応している。
(実施例3−1〜3−5及び比較例3−1〜3−6)
注液前に、電極体を収納した電池ケースの内部を0.8MPaに加圧し、その後大気開放する工程を3回繰り返したことを除いては第2実験群と同様にして実施例3−1〜3−5及び比較例3−1〜3−6に係る非水電解液二次電池を作製した。実施例3−1〜3−5及び比較例3−1〜3−6はそれぞれ実施例2−1〜2−5及び比較例2−1〜2−6に対応している。
11 正極板
12 負極板
13 セパレータ
14 電極体
19 電池ケース
22 巻き止めテープ
23 粘着部
24 非粘着部
Claims (3)
- 正極集電体上に形成された正極活物質層を有する正極板と負極集電体上に形成された負極活物質層を有する負極板がセパレータを介して巻回され、巻回終端部を覆うように長方形又は正方形の巻き止めテープが貼り付けられた電極体と、前記電極体を収納する電池ケースとを備える非水電解液二次電池であって、
前記巻き止めテープが、電極体への貼り付け面に粘着剤が設けられた粘着部と粘着剤が設けられていない非粘着部とを有し、
前記電極体の高さ方向を前記巻き止めテープの幅方向とし、
前記巻き止めテープの幅方向に沿った前記非粘着部の両端に前記粘着部が配置され、
前記電極体の高さWa、前記巻き止めテープの幅Wb及び前記非粘着部の幅Wcが0.9≦Wb/Wa≦1.05かつ0.35≦Wc/Wa≦0.85を満たすことを特徴とする、
非水電解液二次電池。 - 前記電極体の最外周部は前記正極板及び前記負極板のいずれか一方の極板が配置され、前記一方の極板のうち前記電池ケースの内面と対向する部分には活物質層が形成されていない集電体露出部が設けられている請求項1に記載の非水電解液二次電池。
- 請求項1又は2に記載の非水電解液二次電池の製造方法であって、
非水電解液を注液する前に、前記電極体を収納した電池ケース内部を大気圧以上に加圧し、大気圧に開放する工程を少なくとも1回行うことを特徴とする、
非水電解液二次電池の製造方法。
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