TW410486B - Nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery Download PDF

Info

Publication number
TW410486B
TW410486B TW88102000A TW88102000A TW410486B TW 410486 B TW410486 B TW 410486B TW 88102000 A TW88102000 A TW 88102000A TW 88102000 A TW88102000 A TW 88102000A TW 410486 B TW410486 B TW 410486B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
current collector
positive electrode
negative electrode
electrode current
exposed portion
Prior art date
Application number
TW88102000A
Other languages
English (en)
Inventor
Ken Segawa
Takashi Tomita
Hideaki Ojima
Shigeru Fujita
Original Assignee
Sony Corp
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Application granted granted Critical
Publication of TW410486B publication Critical patent/TW410486B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643Cylindrical cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410486 A7 _ B7 五、發明説明(i ) 本發明之背景: 本發明之領域: 本發明係關於一種含有非水溶劑當做其電解液之溶劑的 非水電解液電池 相關之背景技術: —種含有非水電解液之鋰二次電池結合一通常藉由將當 做正電極用活性材料之金屬氧化物等等之物塗覆於鋁箔上 所構成的正電極、而且:藉由將當做負電極用活性材料之 鋰壓住銅箔而構成電池的負電極。、除此之外,,一藉由以聚 乙烯所做成之微小多孔膜所構成的隔板被放置在介於如上 所述所獲得的兩個電極之間,、藉由捲繞及堆疊所獲得之結 構所構成之捲繞體被容納於由不銹鐧所做成並當做外部電 極(例如一外部負電極)的罐內.= f 上述之鋰二次電池具有大容量:高電壓及大輸出的特性^ ,如果在不正常的情況下電路等等造成電池之正電極與負 電極短路ί則電池的溫度非所願地升高。.爲了防止電池溫 度的升高,,種種的保護裝置,、諸如溫度熔絲、,電流熔絲以 及P C Τ裝置等:被提供給電池。.除此之外.,還提供用以 防止電池中壓力上升的安全閥/· 但是\假設發生種種不正常的狀態以及由於電池中電路 的不正常狀態所造成之電池的正電極與負電極之短路.,如 果電池意外受到外部壓力而被壓毀.,則介於正電極與負電 極之間的隔板破裂或熔化i因此;正電極與負電極形成短 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4规格(210X297公釐) @ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 410486 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 £7__ 五、發明説明(2 ) 路。Λ如果正電極與負電極形成短路,則有電池被熱氣、煙 害等等所損壞的憂慮j 本發明之槪述: 鑒於前面所述本發明之目的在於提供一種非水電解液 電池,.即使電池由於壓力而被壓毀,.能夠使其損壞達到最 小。, 根據本發明,,一方面提供有一種非水電解液電池其包 括;藉由經過一隔板來捲繞一正電極與一負電極所構成之 螺旋捲繞體,.該正電極結合一具有兩面之伸長的正電極集 電器.,正電極用活性材料已經被形成於該兩面的每一面上 ,、而負電極則結合一具有兩面之伸長的負電極集電器:負 電極用活性材料已經被形成於該兩面的每一面上.,其中., 正電極具有一具有兩面之長度方向端,.每一面被提供有露 出正電極集電器之正電極集電器露出部分*,負電極具有一 具有兩面之縱向端,,每一面被提供有露出負電極集電器之 負電極集電器露出部分,,而且正電極集電器露出部分和負 電極集電器露出部分經過隔板而覆蓋捲繞體一或多次、。 根據本發明之非水電解液電池結合被正電極集電器露出 部分和負電極集電器露出部分所覆蓋的捲繞體:因此.,即 使電池被壓力所壓毁:正電極集電器露出部分和負電極集 電器露出部分首先形成短路。^根據本發明之非水電解液電 池致使由於介在正電極集電器露出部分與負電極集電器露 出部分間之短路所產生的熱被擴散因此,,幾乎對電極用 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂. 線. 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS > A4規格(210X297公釐) -5- 410486 五、發明説明ς ) 〇 活性材料沒有影響,.結果,.能夠避免電池全體的損壞,· 本發明之其他目的及優點將從下面所敘述之較佳實施例 的詳細說明連同附圖而變的明顯: 附圖之簡略說明: 圖1係顯示根據本發明之非水電解液電池的結構之實例 的縱向剖面圖、; 圖2係顯示正電極之結構的實例之立體圖,;. 圖3係顯示負電極之結構的實例之立體圖,; 圖4係顯示捲繞體之結構的實例之橫向剖面圖〈以及 圖5係顯示在圖4中所顯示之圓圏A的橫向剖面圖·。 元件對照表 1 非水電解液電池 2 正電極 3 負電極 4 a 隔板 經濟部中央橾準局舅工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 b 隔板 5 螺旋捲繞體 6 電池罐 7 正電極集電器 8 正電極活性材料層 9 正電極集電器露出部分 10 負電極集電器 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -6- A7 B7 410486 五、發明説明(4 ) 11 負電極活性材料 12 負電極集電器露出部分 (請先聞讀背面之注項再填窝本頁) 1 3 絕緣板 14 負電極引線 15 正電極引線 1 6 電流中斷薄板 17 電池蓋 ‘ 18 絕緣密封墊片 19 中心銷 2〇 安全閥單元 21 PTC (正溫度係數)元件 較佳實施例之詳細說明: 現在將參考附圖來說明本發明之實施例t。 圖1係顯示根據本發明之非水電解液電池的結構之實例 的縱向剖面圖、。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 非水電解液電池1結合藉由經過隔板4 a及4 b來捲繞 一伸長之正電極2與一伸長之負電極3於密封狀態所構成 之螺旋捲繞體5,、此螺旋捲繞體5被容納於電池罐6內 如圖2所示,.正電極2具有一具有兩面之正電極集電器 7,正電極活性材料層8已經被形成於該兩面的每一面上 。當正電極2被製做時,,9 1 w t %之爲正電極用材料的 Μ η Ο 2、6 w t %的導電材料和3 w t %的黏合劑被相互 混合。•因此t預先準備正電極配料,.正電極用材料最好含 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 410486 a7 B7 五、發明説明(5 ) 有足夠大的量之L i,’例如,,複合的金屬氧化物及含有 L i之中間層化合物爲適合之材料:該複合的金屬氧化物 係由鋰和過渡金屬所組成而被表示成例如L i Μ 0 2 (其中 Μ 爲至少一種選自 C 〇 .、N i·、Μη ,、F e、·Α 1 、ν 及 Τ i的材料)/ 用以傳導導電性至正電極之導電材料和用以將正電極用 材料與正電極集電器連結在一起的黏合劑可以是傳統材料、 〇 導電材料可以爲石墨或炭黑;而黏合劑可以是由譬如像 聚偏二氟乙烯之氟樹脂所做的,。 然後,.正電極配料擴散於N -甲基一 2 -吡喀烷酮中以 便被混合成漿:漿狀的正電極配料被均勻地塗覆於鋁箔兩 面的每一面上,,鋁箔將被形成爲正電極集電器7 .,且具有 例如2 0微米(# m )的厚度:而後使漿狀的正電極配料 變乾。,因此:一層正電極活性材料層8被形成而使得正電 極2被製成 正電極2具有形成於其長度方向端之正電極集電器露出 部分9,.正電極集電器露出部分9具有兩面,正電極活性 材料層8並沒有形成在該雨面的每一面上而使得露出正電 極集電器7。. 被形成爲正電極集電器露出部分9的末端部分當做藉由 捲繞操作所構成之螺旋捲繞體5的外部.。正電極集電器露 出部分9覆蓋螺旋捲繞體5至少一次,.假設螺旋捲繞體5 的外徑爲d ’,則正電極集電器露出部分9的長度Li爲?r d 本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4规格(210X297公釐) (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本買) -9 -8 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410486 A7 B7 丨 「 . . - 五、發明説明ς ) 6 或者;r d以上。> 如在圖3所顯示,*負電極3結合一具有兩面之負電極集 電器1 0,,負電極活性材料1 1已經被形成於該兩面的每 —面上,.負電極3係藉由例如將當做負電極活性材料1 1 之金屬鋰箔黏合於當做負電極集電器1 0且具有例如1 〇 微米(jum)之厚度的銅箔而被做成、,負電極3可以爲~ 藉由將一種允許鋰離子之攙雜/去攙雜的負電極用材料和 黏合劑塗覆於負電極集電器1 0上所獲得之結構,。 負電極用材料例如可以是一種碳材料,,碳材料的例示爲 熱分解碳、.焦炭(瀝青焦炭、,針狀焦炭\石油焦炭:或與 其性質相同之物)\石墨\玻璃態石墨、,鍛燒之有機聚合 物化合物(藉由鍛燒酚樹脂、,夫喃樹脂或與其性質相同之 物所獲得的材料)、碳纖維以及活性碳,,負電極用材料可 以是一種允許鋰離子之攙雜/去攙雜的結晶系或非結晶系 金屬氧化物以及碳材料 用以連結負電極用材料與負電極集電器之黏合劑可以是 傳統材料,,舉例來說:黏合劑可以是氟樹脂t,譬如像聚偏 二氟乙烯。, 負電極3具有形成於其長度方向端之負電極集電器露出 部分1 2,,負電極集電器露出部分1 2具有兩面.,負電極 活性材料層1 1並沒有形成在該兩面的每一面上而使得露 出負電極集電器1 0。 被形成爲負電極集電器露出部分12的末端部分當做藉 由捲繞操作所構成之螺旋捲繞體5的外部〜負電極集電器 本張尺度適用中關家標準(CNS ) A4規格(21GX297公釐) ' ^i 裝 訂. 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 410486 at B7 .- ____:- - — - .... ~ — 五、發明説明(7 ) 露出部分1 2覆蓋螺旋捲繞體5至少一次5假設螺旋捲繞 體5的外徑爲d.,則負電極集電器露出部分1 2的長度 L2爲π d或者π d以上,。 (藉由螺旋捲繞透過依照正電極2 :隔板4 a、負電極3 及隔板4 b此一序列順序堆疊所構成之組件而構成螺旋捲 繞體5 每一個隔板4 a及4 b係藉由一層具有厚度大約2 5微 米(A m )之微小多孔的聚丙烯膜所構成的,。 隔板並沒有被特別地限制,_隔板可以是機織織物、.非機 織織物、.或由合成樹脂所做的微小多孔膜等等在上述材 料中,,從實現所需之形成膜的厚度,、強度及該膜之阻力的 觀點來看,,由聚烯烴所做的微小多孔膜係較佳的材料.,尤 其,,可以使用聚乙烯微小多孔膜丨聚丙烯微小多孔膜,、微 小多孔膜中的任何一個以及他們的混合物.° 圖4'係顯示捲繞體5之結構的實例之橫向剖面圖,圖5 係顯示在圖4中所顯示之圓圏A的放大圖,。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 以正電極集電器露出部分9及負電極集電器露出部分 1 2覆蓋捲繞體5 —或多次而且,,捲繞體5的最外側部 分被形成爲隔板4 b 捲繞體5的負電極3最好係位在比正電極2還外面之處. ,而且、,負電極集電器露出部分1 2最好覆蓋正電極集電 器露出部分9 _。因爲負電極3的位置比正電極2的位置還 外面,,所以如同稍後所做說明.,可以防止電池的短路 如同在圖1中所顯示,,非水電解液電池1具有捲繞體5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210 X 297公釐)^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 41048€ A7 B7 五、發明説明(8 ) 被容納於電池罐6內的結構: 爲了藉由將捲繞體5容納在電池罐6內以構成非水電解 液電池1,.一絕緣板1 3被插入由例如鐵所做且先被鍍上 鎳之電池罐6的底部內:因此,,捲繞體5被容納於電池罐 6之內 爲了集取負電極3的電流:由例如鎳所做之負電極引線 1 4的一端壓住負電極3 :負電極引線1 4的另一端被焊 接於電池罐6:結果:電池罐6導電至負電極3以便被構 成爲非水電解液電池1的外部負電極.。爲了集取正電極2 的電流,,由例如鋁所做之正電極引線1 5的一端被連接至 正電極2,,正電極引線1 5的另一端經由電流中斷薄板 16而被連接至電池蓋17 :結果,.電池蓋17與正電極 2互相導電以便被構成爲非水電解液電池1的外部正電極, 0 捲繞體5的負電極3係位於比正電極2還外面之處,,因 此,,即使爲捲繞體5之最外側組件的隔板4 b捲起,,仍可 防止發生在電池內介於導電至負電極3的電池罐6與正電 極2間之短路。、結果,能夠改善製造良率.。 然後,.在電池罐6內注入非水電解液:藉由將係電解液 之L i P F溶解於藉由將係有機溶劑之5 0 v ο 1 %的碳 酸伸丙酯與5 0 v ο 1 %二甲氧基乙烷相混合所製備之混 合溶劑中來製備該非水電解液,,.相關於混合溶劑的溶解比 率爲 1 m ο 1 / 1 。》 並未特別限制之有機溶劑的例示有碳酸伸丙酯、.碳酸伸 本紙浪尺度適用中國國家標準< CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 工- -11 - 410486丨 A7 .,r_B7____ 五、發明説明(9 ) 乙酯、,1 ,、2—二甲氧基乙烷、,1 ,.2 —二乙氧基乙烷; 碳酸二乙酯—丁丙酯、.四氫呋喃、、1,· 3 —二氧戊環 、4 —甲基一1 ,. 3 —二氧戊環,、二乙醚.、硕戊環:甲基 砸戊環:乙腈以及丙腈:前述之材料被單獨用來當做混合 溶劑或者兩種或兩種的材料被用來當做混合溶劑乂。 並未特別限制之電解液的例示有L i C 1 0 4 ,、 LlAsF6\L i P F 6 \ L i B F_4.、
LiB (C6H5)4:LiCl、'LiBr,、LiS〇3 CH3 以及 LiS〇3 C F 3 ° 最後,(藉由被瀝青所塗覆之絕緣密封墊片1 8來封住電 池罐6而使得電池蓋1 7被固定v結果,.能夠製成圓柱形 非水電解液電池1彳 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 非水電解液電池1具有被連接至正電極引線1 5及負電 極引線1 4的中心銷1 9,,而且,,如果電池中的壓力上升 至高於預定位準之位準,.非水電解液電池1提供有用以去 除電池中之氣體的安全閥單元2 0 .。除此之外.,非水電解 液電池1提供有用以防止電池中之溫度升高的PTC (正 溫度係數)元件2 1Λ 丨/現在將說明由於受到外部壓力而使非水電解液電池被壓 ·、 毀所造成之發熱及冒煙的問題。如果電池罐受外壓而被壓 毀,隔板首先被破壞,因此,電池中之正電極與負電極形 成短路,致使熱氣被產生,熱氣造成反應發生且因此產生 煙。 如果非水電解液電池1遭遇不正常的狀態,譬如像電池 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) q — 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410486 A7 B7 五、發明説明(1Q ) 本體的壓毀,,則在捲繞體5的外圍處\正電極集電器露出 部分9及負電極集電器露出部分1 2首先形成短路,.介於 正電極集電器露出部分9與負電極集電器露出部分1 2之 間的短路發生在離開正電極活性材料層8及負電極活性材 料層1 1的位置處;而且,,各自具有相對高之比熱的隔板 4 a及4 b被配置在短路發生的位置附近·;因此、,即使由 於介於正電極集電器露出部分9與負電極集電器露出部分 1 2之間的短路而產生熱,、熱可以被擴散,,結果,,幾乎對 電極用活性材料沒有影響。 '3此,.能夠令人滿意地預防對整個電池本體有影響之諸 如發熱及冒煙的損害。,結果.,可以獲得優展現異之安全性· 的非水電解液電池1。 如果正電極集電器露出部分9的長度或者負電極集電器 露出部分1 2的長度短於π d i則正電極集電器露出部分 9及負電極集電器露出部分12不能夠覆蓋捲繞體5—或 多次。,現在將說明捲繞體5沒有被正電極集電器露出部分 9及負電極集電器露出部分1 2覆蓋一或多次的狀態:如 果電池被壓毀於沒有被正電極集電器露出部分9及負電極 集電器露出部分1 2所覆蓋的位置處.,則正電極集電器露 出部分9及負電極集電器露出部分12不能夠首先形成短 路%因此:能夠使損害達最小、。 如果正電極集電器露出部分9或負電極集電器露出部分 1 2僅被提供於一面,,則不能夠致使介於正電極集電器露 出部分9與負電極集電器露出部分12之間的短路發生在 本了紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ ^|._ -J 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 410486 A7 B7 五、發明説明(n )
充分離開電極用活性材料的位置處,,因此,,不能夠對電極 用活性材料的影響達最小S ^因此,.電極集電器露出部分被配置於電極的兩面上,,而 _且他們的長度被做成π d或π d以上:因此,,能夠進一步 改善非水電解液電池1的安全性* 雖然上述之實施例已經說明了鋰二次電池,,但是本發明 並非限定於此,.本發明可以被應用至非水電解液電池以及 鋰二次電池。 i 實例 製造具有上述結構之非水電解液電池以便接受壓力壓毀 試驗。. 實例1 首先,、製做一正電極/ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 起初,,將9 Iwt%的Mn〇2,、的導電材料 和3 w t %的黏合劑混合以便製備正電極配料/導電材料 爲石墨,;而黏合劑爲聚偏二氟乙嫌。、 然後’、正電極配料擴散於N _甲基-2 -毗喀烷酮中以 便被混合成漿,,漿狀物被均勻地塗覆於鋁箔兩面上,鋁箔 將做爲正電極集電器_:且具有例如2 0微米(/im)的厚 度,、然後使漿狀物變乾..,而後藉由輥式壓製機來壓縮成型 。因此_,正電極被製成/ 此時^正電極用活性材料層並未被形成於正電極之末端 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410486 A7 _____B7_ 五、發明説明(12 ) 處的兩面之任何一面上。,因此,,露出正電極集電器之正電 極集電器露出部分被形成:正電極集電器露出部分的長度 被做成π d : 然後製做一負電極(。 負電極係藉由將係負電極用活性材料之金屬鋰箔塗覆於 爲負電極集電器且具有1 0微米(/zm)之厚度的銅箔而 被做成。., 此時,、負電極用活性材料層並未被形成於負電極之末端 處的兩面之任何一面上。,因此,,露出負電極集電器之負電 極集電器露出部分被形成,.負電極集電器露出部分的長度 被做成π d .。 正電極、隔板t、負電極及隔板依此序列順序而被密封堆 疊。.然後Λ此層疊結構被螺旋捲繞複數次以便構成捲繞體 ,隔板係藉由具有厚度大約2 5微米(# m )之微小多孔 的聚丙烯膜所構成的.。 然後,.一絕緣板被插入由鐵所做且先被鍍上鎳之電池罐 的底部內然後,,前述之捲繞體被容納於電池罐之內t。爲 了集取負電極的電流.,負電極引線的一端壓住負電極•,負 電極引線的另一端被焊接於電池罐〜 爲了集取正電極的電流.,由鋁所做之正電極引線的一端 被連接至正電極:正電極引線的另一端經由電流中斷薄板 而被連接至電池蓋ϊ 然後,.在電池罐內注入非水電解液,t藉由將係電解液之 L i P F 6溶解於藉由將係有機溶劑之5 0 v ο 1 %的碳酸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐> ·Ί1 一 J 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) -15- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410486 A7 .B7 五、發明説明(13 ) 伸丙酯與5 Ο ν ο 1 %二甲氧基乙烷相混合所製備之混合 溶劑中來製備該非水電解液:相關於混合溶劑的溶解比率 爲 1 m ο 1 / 1 .。 最後,.藉由被瀝青所塗覆之絕緣密封墊片來封住電池罐 而使得電池蓋被固定t,結果~製成具有大約1 8毫米之直 徑及大約6 5毫米之高度的圓柱形非水電解液電池/ 實例2 實施一類似於根據實例1之製程的製程,,除了正電極集 電器露出部分與負電極集電器露出部分的各自長度被做成 2 π d之外。,因此,,一非水電解液電池被製成,。 比較實例1 實施一類似於根據實例1之製程的製程’·除了正電極集 電器露出部分並未被提供給正電極及負電極集電器露出部 分並未被提供給負電極之外。,因此;一非水電解液電池被 製成4 比較實例2 實施一類似於根據實例1之製程的製程,.除了正電極集 電器露出部分僅被提供給正電極的任何一面之外f因此., 一非水電解液電池被製成,。 比較實例3 ·Η.^„..—I. —裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS > Α4规格(2! ο X 297公釐) -16- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410486 A7 … B7 __ 五、發明説明(14 ) 實施一類似於根據實例1之製程的製程,,除了負電極 集電器露出部分並未被提供給負電極之外。,因此,,一非水 電解液電池被製成。 k 比較實例4 實施一類似於根據實例1之製程的製程,,除了負電極, 集電器露出部分僅被提供給負電極的任何一面之外·。因此 ,一非水電解液電池被製成。, 比較實例5 實施一類似於根據實例1之製程的製程,•除了正電極 集電器露出部分與負電極集電器露出部分的各自長度被做 成0 . 5 π d之外,。因此,,一非水電解液電池被製成/ 比較實例6 實施一類似於根據實例1之製程的製程,.除了正電極 集電器露出部分的長度被做成0 . 5 d與負電極集電器 露出部分的長度被做成?r d之外\因此:一非水電解液電 池被製成。, 比較實例7 實施一類似於根據實例1之製程的製程.,除了正電極集 電器露出部分的長度被做成π d與負電極集電器露出部分 的長度被做成0 . 5 a d之外。,因此,.一非水電解液電池 —、 _ 裝 I 11 訂 11 I 線 -1V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本1) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) -17- 410486 A7 __, _B7__ 五、發明説明(15 ) 被製成。., 製備根據實例1及2與比較實例1到7之預定數目之如 此製成的非水電解液電池,.非水電解液電池各自在從 1 . 5V到3 . 0V的電壓範圍內被充電/放電10 0個 循環。,然後,t非水電解液電池被充電至3 . 0 V_ :而後實 施壓力壓毀試驗。t 根據比較實例1到3之非水電解液電池結合沒有電極集 電器露出部分的電極、,被提供有電極集電器露出部分之電 極的任何一個電極或者一具有電極集電器露出部分被提供 給其任一表面的電極:一部分前述之非水電解液電池遭遇 電池整個本體的損壞;譬如像發熱及/或冒煙、。 根據實例1及2並具有電極集電器露出部分被提供給二 電極之兩面的每一面之結構的非水電解液電池免於遭受電 池整個本體的損壞,,譬如像發熱及/或冒煙, 因此,,電極集電器露出部分被提供給二電極之兩面的結 構改善非水電解液電池的安全性。. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在實例1及2與比較實例1及5到7中,.藉由改變正電 極集電器露出部分的長度及負電極集電器露出部分的長度 來做實驗。. 受到實驗的一些電池及遭遇發熱及/或冒煙的電池均顯 示於表1、 本紙張尺度適用中國國家插準(CNS ) A4規格(2〗0Χ2ί»7公釐) -18- 410486 Β7 五、發明説明(% ) 〔表1〕 正電極集電 器露出部分 的長度 負電極集電 器露出部分 的長度 試驗電池的 數目 產生煙之電 池的數目 實例1 π d. π d • 5 0 實例2 2 7Γ d 2 ττ d 5 0 比較實例1 0 0 5 5 比較實例5 0,5 π d 0.5 π d 5 3 比較實例6 0.5 π d π d 5 2 比較實例7 π d 0.5 it d 5 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1·丨J 可由表1中了解,Z根據實例1及2與比較實例1及5到 7之各自具有電極集電器露出部分之長度専於7Γ d的非水 電解液電池遭遇電池整個本體的損壞:譬如像發熱及/或 冒煙广1 \另一方面;根據實例1及2之各1自具有電極集電器露出 部分之長度長於ττ d的非水電解液電池免於遭受電池整個 本體的損壞4 r 因此,,當電極集電器露出部分之長度並非短於7Γ d時,, 、
能夠進一步改善非水電解液電池的安全性J 根據本發明之非水電解液電池被建構而使得短路發生在 介於被提供在電極之兩面上的正電極集電器露出部分與負 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ί 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 -歧- 410486 A7 B7 五、發明説明<|7 ) 電極集電器露出部分之間。.因此,,熱能夠被擴散。、結果,, 幾乎對正電極及負電極用活性材料沒有影響,.而且·,能夠 防止發熱及冒煙、。 -i 根據本發明之非水電解液電池具有電極集電器露出部分 被提供給二電極之兩面的結構?而且,.電極集電器露出部 分覆蓋捲繞體一或多次.。因此,,能夠令人滿意地預防當電 池已經被壓毀時所產生之發熱及冒煙_ ) (因此,.能夠使電池的損壞及對環境不利的影響達最小,。 \ * 結果,,能夠提供展現優異之安全性及可靠度的非水電解液 電池1。, / , 雖然已經以其具有某種程度之特質的較佳型式及結構 說明本發明,.但是可以了解到能夠以結構的詳細內容及組 件的組合與配置來改變本發明較隹型式之掲示而沒有違反 如同在下文中所主張之本發明的精神和範疇: ^ J 裝 訂 線 (請先鬩讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20-

Claims (1)

  1. A8 B8 C8 D8 410486 六、申請專利範圍 1 . 一種非水電解液電池,.其包括,: (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 一螺旋捲繞體,.其藉由經過一隔板來捲繞一正電極與_ 一負電極而被構成.,該正電極結合一具有兩面之仲長的正 電極集電器,·正電極用活性材料已經被形成於該兩面的每 一面上,、而負電極則結合一具有兩面之伸長的負電極集電 器,.負電極用活性材料已經被形成於該兩面的每一面上., 其中,- 該正電極具有一具有兩面之長度方向端,每一面被提 供有露出正電極集電器之正電極集電器露出部分., 該負電極具有一具有兩面之縱向端,#每一面被提供有 露出負電極集電器之負電極集電器露出部分.,以及 該正電極集電器露出部分和該負電極集電器露出部分 經過該隔板而覆該蓋捲繞體一或多次.。 2 .如申請專利範圍第1項的非水電解液電池/其中 當假設該正電極集電器露出部分的長度爲L,且該螺旋捲繞 體的外徑爲d時,.滿足關係L i 3 π d .。 經濟部中央標麥局員工消費合作社印製 3 .如申請專利範圍第1項的非水電解液電池,,其中 當假設該負電極集電器露出部分的長度爲La且該螺旋捲繞 體的外徑爲d時,.滿足關係L 2 2 π d, 4 .如申請專利範圍第1項的非水電解液電池:其中 該捲繞體具有該負電極係位在比該正電極還外面之處,,而 且:該負電極集電器露出部分覆蓋該正電極集電器露出部 分、 5 ·如申請專利範圍第1項的非水電解液電池、其中 本紙張又度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) _ 21 - 410486 鉍 C8 D8 六、申請專利範圍 該正電極用活性材料爲被表示成例如L i Μ ◦ 2之複合的金 屬氧化物(其中Μ爲至少任何一種選自C ο、. N i .、Μη. 、?6、,六1及丁1的材料).。 6、如申請專利範圍第1項的非水電解液電池:其中該 負電極用活性材料係允許鋰離子之攙雜/去攙雜的碳材料 、結晶系或非結晶系金屬氧化物的任何一種.。 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) -裝_ 訂_ 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(210 X 297公釐) -22 -
TW88102000A 1998-02-13 1999-02-09 Nonaqueous electrolyte battery TW410486B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3182098A JPH11233149A (ja) 1998-02-13 1998-02-13 非水電解液電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW410486B true TW410486B (en) 2000-11-01

Family

ID=12341734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW88102000A TW410486B (en) 1998-02-13 1999-02-09 Nonaqueous electrolyte battery

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20020006543A1 (zh)
EP (1) EP0936690B1 (zh)
JP (1) JPH11233149A (zh)
KR (1) KR100321946B1 (zh)
CN (1) CN1226755A (zh)
DE (1) DE69937078T2 (zh)
TW (1) TW410486B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100528932B1 (ko) * 1999-05-31 2005-11-16 삼성에스디아이 주식회사 각형전지
NO20004855L (no) * 1999-09-30 2001-04-02 Sony Corp Fast elektrolyttcelle
JP4002829B2 (ja) 2000-09-06 2007-11-07 日立マクセル株式会社 電気化学素子用電極材料とその製造方法および電気化学素子
US7070881B2 (en) * 2001-10-18 2006-07-04 Quallion Llc Electrical battery assembly and method of manufacture
NZ524537A (en) 2003-03-04 2005-08-26 Tait Electronics Ltd Improvements relating to frequency and/or phase lock loops
US20050196665A1 (en) * 2004-02-23 2005-09-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery, battery pack, method for manufacturing the battery, and method for manufacturing the battery pack
US20080026288A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell with positive container
US20100273036A1 (en) * 2006-10-17 2010-10-28 Eveready Battery Company, Inc. Lithium-Iron Disulfide Cell Design with Core Reinforcement
JP5132206B2 (ja) * 2007-06-28 2013-01-30 三洋電機株式会社 非水電解質電池用セパレータの評価方法
CN106981621A (zh) * 2016-01-19 2017-07-25 株式会社杰士汤浅国际 负极板及其制造方法、蓄电元件及其制造方法
JP7125658B2 (ja) * 2019-09-26 2022-08-25 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池
JP7380463B2 (ja) * 2020-07-15 2023-11-15 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3191394B2 (ja) * 1992-04-10 2001-07-23 松下電器産業株式会社 非水二次電池とその負極板の製造法
JP3216107B2 (ja) * 1992-09-24 2001-10-09 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
EP0780920B1 (en) * 1994-09-27 2007-04-18 Asahi Kasei EMD Corporation Non-aqueous battery
JPH09180761A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Fuji Elelctrochem Co Ltd スパイラル形リチウムイオン二次電池
JPH09180751A (ja) 1995-12-28 1997-07-11 Yuasa Corp 鉛蓄電池
JPH11144765A (ja) 1997-11-11 1999-05-28 Toray Ind Inc 非水電解液系二次電池
JP3988901B2 (ja) 1997-12-15 2007-10-10 日立マクセル株式会社 有機電解液二次電池
US6325611B1 (en) * 1998-07-10 2001-12-04 Hitachi Maxell, Ltd. Non-aqueous secondary cell
JP4518583B2 (ja) * 1998-08-19 2010-08-04 ソニー株式会社 固体電解質電池
NO20004855L (no) * 1999-09-30 2001-04-02 Sony Corp Fast elektrolyttcelle

Also Published As

Publication number Publication date
US20020182484A1 (en) 2002-12-05
JPH11233149A (ja) 1999-08-27
DE69937078T2 (de) 2008-06-12
DE69937078D1 (de) 2007-10-25
CN1226755A (zh) 1999-08-25
EP0936690A2 (en) 1999-08-18
EP0936690B1 (en) 2007-09-12
EP0936690A3 (en) 2004-01-21
KR100321946B1 (ko) 2002-02-04
KR19990072664A (ko) 1999-09-27
US7527892B2 (en) 2009-05-05
US20020006543A1 (en) 2002-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW451511B (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4990241B2 (ja) 非水系二次電池
JP3116643B2 (ja) 電気化学素子、及び組電池並びに電気化学素子の製造方法
KR100559363B1 (ko) 편평형 비수전해질(非水電解質) 2차 전지
CN110301062B (zh) 非水电解质二次电池
KR101502040B1 (ko) 비수 전해질 2차 전지용 세퍼레이터, 그 제조 방법 및 비수 전해질 2차 전지
US6346345B2 (en) Electrode having PTC characteristic
US20030162088A1 (en) Coin-shaped battery
TW410486B (en) Nonaqueous electrolyte battery
JP2006527467A (ja) 積層形リチウムイオン再充電可能バッテリ
JPH11260415A (ja) 非水電解液二次電池
TW475288B (en) Nonaqueous electrolyte battery
JP7320166B2 (ja) 二次電池
JP3035677B2 (ja) 安全素子付き二次電池
WO1996010273A1 (fr) Element d'accumulateur de type sec
JP2017174998A (ja) 電気化学デバイス
JPH0574443A (ja) 非水系電解液電池
US5731098A (en) Secondary cell with terminal cap of safety structure
JP2001084984A (ja) 電 池
CN113875044A (zh) 非水电解质二次电池
JP2000353502A (ja) 非水電解質二次電池
JPH09274934A (ja) 非水電解液系二次電池
JP6904939B2 (ja) 蓄電池モジュール
JPH11144697A (ja) 非水電解質電池
JP2000348771A (ja) 非水電解液二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees