JP2002289257A - 扁平形非水電解質二次電池 - Google Patents
扁平形非水電解質二次電池Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電極の緩みによる電池作製時の不良の低減と、
電池性能向上を図った扁平形非水電解質二次電池を提供
する。 【解決手段】金属製の負極ケースと金属製の正極ケース
が、絶縁ガスケットを介して加締め加工された封口構造
を有し、その内部に正極、負極、セパレータを捲回して
なる電極群と、非水電解質を内包し、さらに電極群の扁
平形電池の扁平面に水平な方向の両外面のそれぞれに導
電性を有する正極構成材と負極構成材をそれぞれ露出さ
せ、正極ケースまたは電池ケースに接続した扁平形非水
電解質二次電池において、シート状の電極単位が捲回さ
れた電極群の正極及び負極の外周最端部と、その内面に
位置するセパレータと、そのセパレータの内面に位置す
る他極電極と、前記電極群の２個所の側面Ｒ部双方をそ
れぞれ個別に巻止めしてなる構造であるので、電極の緩
み及びずれを防止し、電池性能の向上を図り、かつ、電
極群と電池ケースのショートを防止できる。
電池性能向上を図った扁平形非水電解質二次電池を提供
する。 【解決手段】金属製の負極ケースと金属製の正極ケース
が、絶縁ガスケットを介して加締め加工された封口構造
を有し、その内部に正極、負極、セパレータを捲回して
なる電極群と、非水電解質を内包し、さらに電極群の扁
平形電池の扁平面に水平な方向の両外面のそれぞれに導
電性を有する正極構成材と負極構成材をそれぞれ露出さ
せ、正極ケースまたは電池ケースに接続した扁平形非水
電解質二次電池において、シート状の電極単位が捲回さ
れた電極群の正極及び負極の外周最端部と、その内面に
位置するセパレータと、そのセパレータの内面に位置す
る他極電極と、前記電極群の２個所の側面Ｒ部双方をそ
れぞれ個別に巻止めしてなる構造であるので、電極の緩
み及びずれを防止し、電池性能の向上を図り、かつ、電
極群と電池ケースのショートを防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は扁平形非水電解質二
次電池に係り、特に、電極のゆるみ防止による電池性能
向上と、電極群と電池ケースのショートを防止する扁平
形非水電解質二次電池に関する。
次電池に係り、特に、電極のゆるみ防止による電池性能
向上と、電極群と電池ケースのショートを防止する扁平
形非水電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話やＰＤＡなどの小型情報端末を
中心に使用機器の小型化が加速しており、主電源である
二次電池についても小型化を図ることが要求されてい
る。この要求に応えるために、負極端子を兼ねる金属製
の負極ケースと正極端子を兼ねる金属製の正極ケース
が、絶縁ガスケットを介し嵌合され、さらに正極ケース
または負極ケースが加締め加工により加締められた封口
構造を有し、その内部に少なくとも正極、セパレータ、
負極を含む発電要素と、非水電解質を内包した扁平形非
水電解質二次電池において、この扁平形電池の扁平面に
垂直な方向の断面を見た場合に、少なくとも３面以上の
正極と負極がセパレータを介し対向している正負極対向
面を有した電極群が収納され、かつ、電極群内の正負極
対向面積の総和が絶縁ガスケットの開口面積よりも大き
い扁平形非水電解質二次電池が種々提案されている。
中心に使用機器の小型化が加速しており、主電源である
二次電池についても小型化を図ることが要求されてい
る。この要求に応えるために、負極端子を兼ねる金属製
の負極ケースと正極端子を兼ねる金属製の正極ケース
が、絶縁ガスケットを介し嵌合され、さらに正極ケース
または負極ケースが加締め加工により加締められた封口
構造を有し、その内部に少なくとも正極、セパレータ、
負極を含む発電要素と、非水電解質を内包した扁平形非
水電解質二次電池において、この扁平形電池の扁平面に
垂直な方向の断面を見た場合に、少なくとも３面以上の
正極と負極がセパレータを介し対向している正負極対向
面を有した電極群が収納され、かつ、電極群内の正負極
対向面積の総和が絶縁ガスケットの開口面積よりも大き
い扁平形非水電解質二次電池が種々提案されている。
【０００３】このような扁平形非水電解質二次電池は、
少なくとも正極、セパレータ、負極を含む電極群から、
扁平形電池の扁平面に水平な方向の一方の外面に導電性
を有する正極構成材を露出させ、その正極構成材を直接
正極ケースに接続し、かつ電極群の扁平形電池の扁平面
に水平な方向のもう一方の外面から導電性を有する負極
構成材を露出させ、直接負極ケースに接触させ電極群と
外部端子を兼ねる電池ケースとの集電をとる構造を有し
ている。従って、円筒形電池のように電極群の中心部か
ら取り出したタブ端子を複雑に曲げ加工を行い、安全素
子や封口ピン、電池缶などに溶接して集電を取るような
複雑な製造工程を有さないため、作業性が良いなどの利
点がある。
少なくとも正極、セパレータ、負極を含む電極群から、
扁平形電池の扁平面に水平な方向の一方の外面に導電性
を有する正極構成材を露出させ、その正極構成材を直接
正極ケースに接続し、かつ電極群の扁平形電池の扁平面
に水平な方向のもう一方の外面から導電性を有する負極
構成材を露出させ、直接負極ケースに接触させ電極群と
外部端子を兼ねる電池ケースとの集電をとる構造を有し
ている。従って、円筒形電池のように電極群の中心部か
ら取り出したタブ端子を複雑に曲げ加工を行い、安全素
子や封口ピン、電池缶などに溶接して集電を取るような
複雑な製造工程を有さないため、作業性が良いなどの利
点がある。
【０００４】しかしながら、これらの扁平形非水電解質
二次電池では、直接電極群と電池ケースを接触させ集電
する方法を採っているため、電池作製時に電極群がずれ
たりあるいは緩んでしまうと、電池ケースを嵌合し加締
める際に、緩んだ電極を電池ケースとガスケットの間に
噛み込んでしまい、そこから漏液を起こしてしまうこと
があった。また、上述の扁平形電池は円筒形や角形の電
池と異なり、ガスケットを介して正極ケースと負極ケー
スとが非常に近い位置に存在しているため、電池作製時
に電極群が緩んでしまうと電極群のＲ部や電極の先端が
他極の電池ケースの側部に接触し、電池が容易に内部シ
ョートを起こすという問題があった。
二次電池では、直接電極群と電池ケースを接触させ集電
する方法を採っているため、電池作製時に電極群がずれ
たりあるいは緩んでしまうと、電池ケースを嵌合し加締
める際に、緩んだ電極を電池ケースとガスケットの間に
噛み込んでしまい、そこから漏液を起こしてしまうこと
があった。また、上述の扁平形電池は円筒形や角形の電
池と異なり、ガスケットを介して正極ケースと負極ケー
スとが非常に近い位置に存在しているため、電池作製時
に電極群が緩んでしまうと電極群のＲ部や電極の先端が
他極の電池ケースの側部に接触し、電池が容易に内部シ
ョートを起こすという問題があった。
【０００５】また、たとえ電池組立て時に内部ショート
を起こすほど、電極の緩みやずれがなくとも、充放電に
より電極が膨張、収縮を繰り返すため、それに伴い電極
の緩みは増大し、内部ショートが起きたり、セパレータ
を介した正極、負極がずれるなどして、正負極間のリチ
ウムイオン授受のバランスが崩れてしまい、電池特性の
低下を引き起こすことがあった。
を起こすほど、電極の緩みやずれがなくとも、充放電に
より電極が膨張、収縮を繰り返すため、それに伴い電極
の緩みは増大し、内部ショートが起きたり、セパレータ
を介した正極、負極がずれるなどして、正負極間のリチ
ウムイオン授受のバランスが崩れてしまい、電池特性の
低下を引き起こすことがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
状況に対処するためになされたもので、その目的は電極
の緩みによる電池作製時の不良の低減と、電池性能向上
を図った扁平形非水電解質二次電池を提供することにあ
る。
状況に対処するためになされたもので、その目的は電極
の緩みによる電池作製時の不良の低減と、電池性能向上
を図った扁平形非水電解質二次電池を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、負極端子を兼ねる金属製の負極ケース
と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガス
ケットを介し嵌合され、さらに前記正極ケースまたは負
極ケースが加締め加工により加締められた封口構造を有
し、その内部に正極、負極、セパレータを捲回してなる
電極群と、非水電解質を内包し、さらに電極群の扁平形
電池の扁平面に水平な方向の一方の外面に導電性を有す
る正極構成材を露出させ、その正極構成材を直接、ある
いは電気的に正極ケースに接続し、かつ電極群の扁平形
電池の扁平面に水平な方向のもう一方の外面から導電性
を有する負極構成材を露出させ、直接、あるいは電気的
に負極ケースに接続させ電極群と外部端子を兼ねる電池
ケースの集電をとる構造の扁平形非水電解質二次電池に
おいて、シート状の電極単位が捲回された電極群の正極
及び負極の外周最端部、その内面に位置するセパレータ
と、そのセパレータの内面に位置する他極電極とを該電
極群の２個所の側面Ｒ部双方をそれぞれ個別に巻止めし
てなることを特徴とする。
に、本発明は、負極端子を兼ねる金属製の負極ケース
と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガス
ケットを介し嵌合され、さらに前記正極ケースまたは負
極ケースが加締め加工により加締められた封口構造を有
し、その内部に正極、負極、セパレータを捲回してなる
電極群と、非水電解質を内包し、さらに電極群の扁平形
電池の扁平面に水平な方向の一方の外面に導電性を有す
る正極構成材を露出させ、その正極構成材を直接、ある
いは電気的に正極ケースに接続し、かつ電極群の扁平形
電池の扁平面に水平な方向のもう一方の外面から導電性
を有する負極構成材を露出させ、直接、あるいは電気的
に負極ケースに接続させ電極群と外部端子を兼ねる電池
ケースの集電をとる構造の扁平形非水電解質二次電池に
おいて、シート状の電極単位が捲回された電極群の正極
及び負極の外周最端部、その内面に位置するセパレータ
と、そのセパレータの内面に位置する他極電極とを該電
極群の２個所の側面Ｒ部双方をそれぞれ個別に巻止めし
てなることを特徴とする。
【０００８】電極の巻ずれ、及び緩み防止に関する巻止
めにおいては、シート状の正負極電極の最外周部に該当
する端部、その内面に位置するセパレータ、さらにその
セパレータの内面に位置する他極電極をそれぞれ止めて
あればよい。しかしながら、この種の電池は、正負極電
極の端部と、電極ケースとがそれぞれ直接集電をとって
いるため、正極側端部、負極側端部の個々に巻止めが必
要である。また、巻止め方法は、特に限定されるもので
はないが、絶縁性の接着剤かまたは絶縁テープを用いる
のが簡便でよい。
めにおいては、シート状の正負極電極の最外周部に該当
する端部、その内面に位置するセパレータ、さらにその
セパレータの内面に位置する他極電極をそれぞれ止めて
あればよい。しかしながら、この種の電池は、正負極電
極の端部と、電極ケースとがそれぞれ直接集電をとって
いるため、正極側端部、負極側端部の個々に巻止めが必
要である。また、巻止め方法は、特に限定されるもので
はないが、絶縁性の接着剤かまたは絶縁テープを用いる
のが簡便でよい。
【０００９】電極に接着剤を塗布する位置または絶縁テ
ープを貼る位置は扁平形電池の扁平面に掛かって貼り出
すと、電極と電極ケースとの接触面積の低下や、段差に
よる接触不良を起こすため、接着剤や絶縁テープが正負
極ケースに接触しない電極群のＲ部に貼るのがよい。
ープを貼る位置は扁平形電池の扁平面に掛かって貼り出
すと、電極と電極ケースとの接触面積の低下や、段差に
よる接触不良を起こすため、接着剤や絶縁テープが正負
極ケースに接触しない電極群のＲ部に貼るのがよい。
【００１０】さらに、外側Ｒ部を絶縁テープで完全に被
覆すると、Ｒ部と電池ケースとの接触が避けられるの
で、電池作製の際、電極群のケースへの挿入時、電極群
が中心よりもずれてしまっても短絡を防止できる。
覆すると、Ｒ部と電池ケースとの接触が避けられるの
で、電池作製の際、電極群のケースへの挿入時、電極群
が中心よりもずれてしまっても短絡を防止できる。
【００１１】接着剤の材質としては、電解液やリチウム
イオンに安定なものであればいずれのものでもよく、ゴ
ム系、アクリル系、セルロース系、オレフィン系、フッ
素系、シリコン系、サルファイド系、ビニル系などが挙
げられ、電池正極作用物質の結着材として用いられてい
るスチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリフッ化ビニリデンなどを用いてもよい。
イオンに安定なものであればいずれのものでもよく、ゴ
ム系、アクリル系、セルロース系、オレフィン系、フッ
素系、シリコン系、サルファイド系、ビニル系などが挙
げられ、電池正極作用物質の結着材として用いられてい
るスチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリフッ化ビニリデンなどを用いてもよい。
【００１２】テープの材質としては、ガラス質材料やポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂、ポリイミド、
液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）、アセテート樹脂から選ばれる樹脂が電解液
やリチウムイオンに対して安定で好ましく、これらの材
料に上記接着剤や粘着剤を、片面もしくは両面塗布した
ものを用いるのがよい。本電池は、電極の巻止め方法を
含めた電池の電極群の構造に主点を置いたものであり、
正極作用物質、負極活物質、電解液については限定され
るものではない。
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂、ポリイミド、
液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）、アセテート樹脂から選ばれる樹脂が電解液
やリチウムイオンに対して安定で好ましく、これらの材
料に上記接着剤や粘着剤を、片面もしくは両面塗布した
ものを用いるのがよい。本電池は、電極の巻止め方法を
含めた電池の電極群の構造に主点を置いたものであり、
正極作用物質、負極活物質、電解液については限定され
るものではない。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例及び比較例
について詳細に説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の扁平形非水電解
質二次電池の断面図である。以下、本実施例１の電池の
製造方法を説明する。まず、ＬｉＣｏＯ2１００質量部
に対し導電剤としてアセチレンブラック５質量部と黒鉛
粉末５質量部を加え、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ンを５質量部加え、Ｎ−メチルピロリドンで希釈，混合
し、スラリー状の正極合剤を得た。次に、この正極合剤
を、正極集電体である厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔の両
面にドクターブレード法により塗工，乾燥を行い、アル
ミ箔表面に正極作用物質含有層を形成した。以後、正極
作用物質含有層の塗膜厚さが両面で０．１５ｍｍとなる
まで塗工，乾燥を繰り返し、両面塗工正極を作製した。
次に、この電極体の片面の端から１０ｍｍ部分の作用物
質含有層を除去し、アルミ層を剥き出しにし通電部と
し、幅１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍの長さに切り出した正
極板２を作製した。
について詳細に説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の扁平形非水電解
質二次電池の断面図である。以下、本実施例１の電池の
製造方法を説明する。まず、ＬｉＣｏＯ2１００質量部
に対し導電剤としてアセチレンブラック５質量部と黒鉛
粉末５質量部を加え、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ンを５質量部加え、Ｎ−メチルピロリドンで希釈，混合
し、スラリー状の正極合剤を得た。次に、この正極合剤
を、正極集電体である厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔の両
面にドクターブレード法により塗工，乾燥を行い、アル
ミ箔表面に正極作用物質含有層を形成した。以後、正極
作用物質含有層の塗膜厚さが両面で０．１５ｍｍとなる
まで塗工，乾燥を繰り返し、両面塗工正極を作製した。
次に、この電極体の片面の端から１０ｍｍ部分の作用物
質含有層を除去し、アルミ層を剥き出しにし通電部と
し、幅１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍの長さに切り出した正
極板２を作製した。
【００１４】次に、黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維
粉末１００質量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴ
ム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
をそれぞれ２．５質量部添加し、イオン交換水で希釈，
混合し、スラリー状の負極合剤を得た。得られた負極合
剤を負極集電体である厚さ０．０２ｍｍの銅箔に作用物
質含有層の厚さが０．１５ｍｍとなるように正極の場合
と同様に塗工，乾燥を繰り返し実施し、両面塗工負極を
作製した。次に、この電極体の片面の端から１０ｍｍ部
分の作用物質含有層を除去し、銅層を剥き出しにし通電
部とし、幅１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍの長さに切り出し
た負極板４を作製した。
粉末１００質量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴ
ム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
をそれぞれ２．５質量部添加し、イオン交換水で希釈，
混合し、スラリー状の負極合剤を得た。得られた負極合
剤を負極集電体である厚さ０．０２ｍｍの銅箔に作用物
質含有層の厚さが０．１５ｍｍとなるように正極の場合
と同様に塗工，乾燥を繰り返し実施し、両面塗工負極を
作製した。次に、この電極体の片面の端から１０ｍｍ部
分の作用物質含有層を除去し、銅層を剥き出しにし通電
部とし、幅１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍの長さに切り出し
た負極板４を作製した。
【００１５】次に、正負極通電部面を外周巻き終わり側
とし、これら正極板２と負極板４の間に厚さ２５μｍの
ポリエチレン微多孔膜からなるセパレータ３を介在させ
て渦巻状に捲回し、扁平形電池の扁平面に対し水平方向
に正負極対向部を持つように一定方向に捲回電極の中心
部の空間がなくなるまで加圧した。
とし、これら正極板２と負極板４の間に厚さ２５μｍの
ポリエチレン微多孔膜からなるセパレータ３を介在させ
て渦巻状に捲回し、扁平形電池の扁平面に対し水平方向
に正負極対向部を持つように一定方向に捲回電極の中心
部の空間がなくなるまで加圧した。
【００１６】その後、正極外周最端部とその内面に位置
するセパレータ３とそのセパレータ３の内面に位置する
負極部をポリエステル粘着テープの絶縁テープ７にて外
周最端部が隠れる程度の面積を接着した。同様にして負
極外周最端部についてもポリエステル粘着テープの絶縁
テープ７にて外周最端部が隠れる程度の面積を接着し
た。
するセパレータ３とそのセパレータ３の内面に位置する
負極部をポリエステル粘着テープの絶縁テープ７にて外
周最端部が隠れる程度の面積を接着した。同様にして負
極外周最端部についてもポリエステル粘着テープの絶縁
テープ７にて外周最端部が隠れる程度の面積を接着し
た。
【００１７】図２は本発明の実施例１における電極群の
側面Ｒ部の断面図である。作製した電極群を８５℃で１
２ｈ乾燥した後、絶縁ガスケット６を一体化した負極金
属ケース５の内底面に電極群の負極通電部が接するよう
に配置し、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボ
ネートを体積比１：１の割合で混合した溶媒に支持塩と
してＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解せしめた非
水電解質を注液し、さらに電極群の正極通電部に接する
ようにステンレス製の正極ケース１を嵌合し、上下反転
後、正極ケース１に加締め加工を実施し、封口し、厚さ
３ｍｍ、直径φ２４．５ｍｍの実施例１の扁平形非水電
解質二次電池を作製した。
側面Ｒ部の断面図である。作製した電極群を８５℃で１
２ｈ乾燥した後、絶縁ガスケット６を一体化した負極金
属ケース５の内底面に電極群の負極通電部が接するよう
に配置し、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボ
ネートを体積比１：１の割合で混合した溶媒に支持塩と
してＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解せしめた非
水電解質を注液し、さらに電極群の正極通電部に接する
ようにステンレス製の正極ケース１を嵌合し、上下反転
後、正極ケース１に加締め加工を実施し、封口し、厚さ
３ｍｍ、直径φ２４．５ｍｍの実施例１の扁平形非水電
解質二次電池を作製した。
【００１８】（実施例２）図３は本発明の実施例２にお
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。負極４の外周最
端部とその内面に位置するセパレータ３と、そのセパレ
ータ３の内面に位置する正極２をポリエステル粘着テー
プ７にて側面Ｒ部がすべて粘着テープで被覆されるよう
に接着した。同様に正極２の外周最端部についてもポリ
エステル粘着テープ７にて側面Ｒ部がすべて被覆される
ように接着する作業を行った。それ以外の工程は実施例
１と同様にして実施例２の扁平形非水電解質二次電池を
作製した。
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。負極４の外周最
端部とその内面に位置するセパレータ３と、そのセパレ
ータ３の内面に位置する正極２をポリエステル粘着テー
プ７にて側面Ｒ部がすべて粘着テープで被覆されるよう
に接着した。同様に正極２の外周最端部についてもポリ
エステル粘着テープ７にて側面Ｒ部がすべて被覆される
ように接着する作業を行った。それ以外の工程は実施例
１と同様にして実施例２の扁平形非水電解質二次電池を
作製した。
【００１９】（実施例３）図４は本発明の実施例３にお
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。セパレータ３の
端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパレータ３の上から
ポリエステル製の両面テープ８を貼り、セパレータ３を
対向する正極板２に固定し、その後、両面テープ８の上
から負極板４の外周最端部を接着した。同様に正極外周
最端部についてもセパレータ３の端部を側面Ｒ部に位置
させ、そのセパレータ３の上からポリエステル製の両面
テープ８を貼り、セパレータ３を対向する負極板４に固
定し、その後両面テープ８の上から正極２を接着する作
業を行った。それ以外の工程は実施例１と同様にして実
施例３の扁平形非水電解質二次電池を作製した。
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。セパレータ３の
端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパレータ３の上から
ポリエステル製の両面テープ８を貼り、セパレータ３を
対向する正極板２に固定し、その後、両面テープ８の上
から負極板４の外周最端部を接着した。同様に正極外周
最端部についてもセパレータ３の端部を側面Ｒ部に位置
させ、そのセパレータ３の上からポリエステル製の両面
テープ８を貼り、セパレータ３を対向する負極板４に固
定し、その後両面テープ８の上から正極２を接着する作
業を行った。それ以外の工程は実施例１と同様にして実
施例３の扁平形非水電解質二次電池を作製した。
【００２０】（実施例４）図５は本発明の実施例４にお
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。セパレータ３の
端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパレータ３の内面に
ポリエステル製の両面テープ８を貼り、セパレータ３を
対向する正極板２に固定し、さらに、セパレータ３の上
部にも両面テープ８を貼り付け、その上から負極板４の
外周最端部を接着した。同様に正極外周最端部について
もセパレータ３の端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパ
レータ３の内面にポリエステル製の両面テープ８を貼
り、セパレータ３を対向する負極板４に固定し、さら
に、セパレータ３の上部にも両面テープ８を貼り付け、
その上から正極板２を接着する作業を行った。それ以外
の工程は実施例１と同様にして実施例４の扁平形非水電
解質二次電池を作製した。
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。セパレータ３の
端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパレータ３の内面に
ポリエステル製の両面テープ８を貼り、セパレータ３を
対向する正極板２に固定し、さらに、セパレータ３の上
部にも両面テープ８を貼り付け、その上から負極板４の
外周最端部を接着した。同様に正極外周最端部について
もセパレータ３の端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパ
レータ３の内面にポリエステル製の両面テープ８を貼
り、セパレータ３を対向する負極板４に固定し、さら
に、セパレータ３の上部にも両面テープ８を貼り付け、
その上から正極板２を接着する作業を行った。それ以外
の工程は実施例１と同様にして実施例４の扁平形非水電
解質二次電池を作製した。
【００２１】（実施例５）図６は本発明の実施例５にお
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。セパレータ３の
端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパレータ３の内面に
ポリエステル製の両面テープ８を貼り、セパレータ３を
対向する負極板４に固定し、さらに、セパレータ３の上
部に正極板２の外周最端部を重ね、正極最端部の上から
片面テープ７を貼り、固定した。同様に負極外周最端部
についてもセパレータ３の端部を側面Ｒ部に位置させ、
そのセパレータ３の内面にポリエステル製の両面テープ
８を貼り、セパレータ３を対向する正極板２に固定し、
さらに、セパレータ３の上部に負極板４の外周最端部を
重ね、負極最端部の上から片面テープ７を貼り、固定す
る作業を行った。それ以外の工程は実施例１と同様にし
て実施例５の扁平形非水電解質二次電池を作製した。
ける電極群の側面Ｒ部の断面図である。セパレータ３の
端部を側面Ｒ部に位置させ、そのセパレータ３の内面に
ポリエステル製の両面テープ８を貼り、セパレータ３を
対向する負極板４に固定し、さらに、セパレータ３の上
部に正極板２の外周最端部を重ね、正極最端部の上から
片面テープ７を貼り、固定した。同様に負極外周最端部
についてもセパレータ３の端部を側面Ｒ部に位置させ、
そのセパレータ３の内面にポリエステル製の両面テープ
８を貼り、セパレータ３を対向する正極板２に固定し、
さらに、セパレータ３の上部に負極板４の外周最端部を
重ね、負極最端部の上から片面テープ７を貼り、固定す
る作業を行った。それ以外の工程は実施例１と同様にし
て実施例５の扁平形非水電解質二次電池を作製した。
【００２２】（実施例６）ポリエステルの両面テープの
代りに、ＳＢＲを塗布して貼り付けた以外は実施例４と
同様にして実施例６の扁平形非水電解質二次電池を作製
した。
代りに、ＳＢＲを塗布して貼り付けた以外は実施例４と
同様にして実施例６の扁平形非水電解質二次電池を作製
した。
【００２３】（実施例７）ポリエステルの両面テープの
代りに、ＳＢＲを塗布して貼り付けた以外は実施例５と
同様にして実施例７の扁平形非水電解質二次電池を作製
した。
代りに、ＳＢＲを塗布して貼り付けた以外は実施例５と
同様にして実施例７の扁平形非水電解質二次電池を作製
した。
【００２４】（比較例１）セパレータを介し正極板２、
負極板４を捲回し扁平形電池の扁平面に対し水平方向に
正負極対向部を持つように一定方向に捲回電極の中心部
の空間がなくなるまで加圧し、その後巻止めを行わなか
った電極群を用いて電池を作製した以外は実施例１と同
様にして比較例１の扁平形非水電解質二次電池を作製し
た。
負極板４を捲回し扁平形電池の扁平面に対し水平方向に
正負極対向部を持つように一定方向に捲回電極の中心部
の空間がなくなるまで加圧し、その後巻止めを行わなか
った電極群を用いて電池を作製した以外は実施例１と同
様にして比較例１の扁平形非水電解質二次電池を作製し
た。
【００２５】（参考例１）巻止めテープを電極群の正極
扁平面から、側面Ｒ部を介して負極扁平面に掛かるよう
に貼り付けた以外は実施例１と同様にして参考例１の扁
平形非水電解質二次電池を作製した。
扁平面から、側面Ｒ部を介して負極扁平面に掛かるよう
に貼り付けた以外は実施例１と同様にして参考例１の扁
平形非水電解質二次電池を作製した。
【００２６】以上のとおり作製した本実施例１〜７，比
較例１及び参考例１の電池１０００個において、４．２
Ｖ、３ｍＡの定電流定電圧で４８ｈ初充電を実施し、３
日間室温で放置後、開路電圧を測定した。開路電圧が
４．０Ｖ以下であった電池の個数を表１に示す。その
後、３日後の開路電圧が４．０Ｖ以上であった電池を２
００個選別し、４５℃−９３％の雰囲気下で１００日間
放置し、拡大鏡にて漏液の確認を行った。
較例１及び参考例１の電池１０００個において、４．２
Ｖ、３ｍＡの定電流定電圧で４８ｈ初充電を実施し、３
日間室温で放置後、開路電圧を測定した。開路電圧が
４．０Ｖ以下であった電池の個数を表１に示す。その
後、３日後の開路電圧が４．０Ｖ以上であった電池を２
００個選別し、４５℃−９３％の雰囲気下で１００日間
放置し、拡大鏡にて漏液の確認を行った。
【００２７】また、他の電池を２００個選別し２０℃の
雰囲気下で３０ｍＡの定電流にて放電を行い、閉路電圧
が３．０Ｖになるまでの放電容量を測定した。この後
４．２Ｖ、３０ｍＡの定電流定電圧で３ｈ充電を行いこ
れを１サイクルとし、１００回サイクルを繰り返した。
初期放電容量に対する１００サイクル目の放電容量の維
持率が５０％以下であった電池の個数を表１に示す。
雰囲気下で３０ｍＡの定電流にて放電を行い、閉路電圧
が３．０Ｖになるまでの放電容量を測定した。この後
４．２Ｖ、３０ｍＡの定電流定電圧で３ｈ充電を行いこ
れを１サイクルとし、１００回サイクルを繰り返した。
初期放電容量に対する１００サイクル目の放電容量の維
持率が５０％以下であった電池の個数を表１に示す。
【００２８】また、他の電池を２００個選別し、２０℃
の雰囲気下で１８０ｍＡの定電流にて重負荷放電を行
い、閉路電圧が３．０Ｖになるまでの放電容量を測定し
た。前述の３０ｍＡでの放電容量に対する１８０ｍＡで
の放電容量の利用率を表１に示す。
の雰囲気下で１８０ｍＡの定電流にて重負荷放電を行
い、閉路電圧が３．０Ｖになるまでの放電容量を測定し
た。前述の３０ｍＡでの放電容量に対する１８０ｍＡで
の放電容量の利用率を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１より明らかなように、本実施例の電池
は電極群の正極、負極の外周最端部と、その内面に位置
するセパレータと、そのセパレータの内面に位置する他
極電極が該電極群の２個所の側面Ｒ部でそれぞれ個別に
絶縁テープ、もしくは接着剤で巻止めされているため、
初充電後のＯＶ劣化や、貯蔵後の漏液や、サイクル劣化
が比較例の巻止めを施していない電池に比べて、非常に
少ない。特に、電極群の側面Ｒ部をすべて被覆した実施
例２については更に良好である。また参考例１として挙
げた巻止めテープを電極群の正極扁平面から、側面Ｒ部
を介して負極扁平面に掛かるように貼り付けたものにつ
いては電池の内部抵抗が上昇し、重負荷特性が低下し
た。
は電極群の正極、負極の外周最端部と、その内面に位置
するセパレータと、そのセパレータの内面に位置する他
極電極が該電極群の２個所の側面Ｒ部でそれぞれ個別に
絶縁テープ、もしくは接着剤で巻止めされているため、
初充電後のＯＶ劣化や、貯蔵後の漏液や、サイクル劣化
が比較例の巻止めを施していない電池に比べて、非常に
少ない。特に、電極群の側面Ｒ部をすべて被覆した実施
例２については更に良好である。また参考例１として挙
げた巻止めテープを電極群の正極扁平面から、側面Ｒ部
を介して負極扁平面に掛かるように貼り付けたものにつ
いては電池の内部抵抗が上昇し、重負荷特性が低下し
た。
【００３１】なお、本発明の実施例は、非水電解質に非
水溶媒を用いた扁平形非水溶媒二次電池を用いて説明し
たが、非水電解質にポリマー電解質を用いたポリマー二
次電池や固体電解質を用いた固体電解質二次電池につい
ても当然適用可能であり、樹脂製セパレータの代りにポ
リマー薄膜や固体電解質膜を用いることも可能である。
また、電池形状については正極ケースの加締め加工によ
り封口するコイン形非水電解質をもとに説明したが、正
負極電極を入れ替え、負極ケースの加締め加工により封
口することも可能である。さらに、電池形状についても
真円である必要はなく、小判形などの特殊形状を有する
扁平形非水電解質二次電池においても適用可能である。
水溶媒を用いた扁平形非水溶媒二次電池を用いて説明し
たが、非水電解質にポリマー電解質を用いたポリマー二
次電池や固体電解質を用いた固体電解質二次電池につい
ても当然適用可能であり、樹脂製セパレータの代りにポ
リマー薄膜や固体電解質膜を用いることも可能である。
また、電池形状については正極ケースの加締め加工によ
り封口するコイン形非水電解質をもとに説明したが、正
負極電極を入れ替え、負極ケースの加締め加工により封
口することも可能である。さらに、電池形状についても
真円である必要はなく、小判形などの特殊形状を有する
扁平形非水電解質二次電池においても適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば扁
平形非水電解質二次電池において、シート状の電極単位
が捲回された電極群の正極板、負極板の外周最端部と、
その内面に位置するセパレータと、そのセパレータの内
面に位置する他極電極を該電極群の２個所の側面Ｒ部で
それぞれ個別に巻止めを施すことにより、電極の緩み及
びずれを防止し、電池性能の向上を図り、かつ、電極群
と電池ケースのショートを防止でき、従来の電池に対し
格段に優れており、工業的価値の非常に大きい扁平形非
水電解質二次電池を提供することができる。
平形非水電解質二次電池において、シート状の電極単位
が捲回された電極群の正極板、負極板の外周最端部と、
その内面に位置するセパレータと、そのセパレータの内
面に位置する他極電極を該電極群の２個所の側面Ｒ部で
それぞれ個別に巻止めを施すことにより、電極の緩み及
びずれを防止し、電池性能の向上を図り、かつ、電極群
と電池ケースのショートを防止でき、従来の電池に対し
格段に優れており、工業的価値の非常に大きい扁平形非
水電解質二次電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例１の扁平形非水電解質二次電池
の断面図。
の断面図。
【図２】図１の電極群の側面Ｒ部の断面図。
【図３】本発明の実施例２の電極群の側面Ｒ部の断面
図。
図。
【図４】本発明の実施例３の電極群の側面Ｒ部の断面
図。
図。
【図５】本発明の実施例４の電極群の側面Ｒ部の断面
図。
図。
【図６】本発明の実施例５の電極群の側面Ｒ部の断面
図。
図。
１…正極ケース、２…正極板、３…セパレータ、４…負
極板、５…負極ケース、６…絶縁ガスケット、７…絶縁
テープ（片面接着剤塗布）、８…絶縁テープ（両面接着
剤塗布）。
極板、５…負極ケース、６…絶縁ガスケット、７…絶縁
テープ（片面接着剤塗布）、８…絶縁テープ（両面接着
剤塗布）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 和男 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM07 BJ03 BJ14 CJ01 CJ07 DJ02
Claims (4)
- 【請求項１】 負極端子を兼ねる金属製の負極ケース
と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガス
ケットを介し嵌合され、さらに前記正極ケースまたは負
極ケースが加締め加工により加締められた封口構造を有
し、その内部に正極、負極、セパレータを捲回してなる
電極群と、非水電解質を内包し、さらに電極群の扁平形
電池の扁平面に水平な方向の一方の外面に導電性を有す
る正極構成材を露出させ、その正極構成材を直接、ある
いは電気的に正極ケースに接続し、かつ、電極群の扁平
形電池の扁平面に水平な方向のもう一方の外面から導電
性を有する負極構成材を露出させ、直接、あるいは電気
的に負極ケースに接触させ電極群と外部端子を兼ねる電
池ケースの集電をとる構造の扁平形非水電解質二次電池
において、シート状の電極単位が捲回された電極群の正
極及び負極の外周最端部と、その内面に位置するセパレ
ータと、そのセパレータの内面に位置する他極電極と、
前記電極群の２個所の側面Ｒ部双方をそれぞれ個別に巻
止めしてなる扁平形非水電解質二次電池。 - 【請求項２】 電極群を構成する正極シート、または負
極シートの外周最端部が電極群の側面Ｒ部まで伸びてお
り、かつ、その外周最端部の内面に位置するセパレータ
も最端部が電極群の側面Ｒ部まで伸びており、電極シー
トの外周最端部とセパレータと、そのセパレータの内面
に位置する他極電極とがそれぞれ側面Ｒ部で接着剤によ
り接着されている請求項１記載の扁平形非水電解質二次
電池。 - 【請求項３】 電極群を構成する正極シートまたは負極
シートの外周最端部が電極群の側面Ｒ部まで伸びてお
り、かつその外周最端部の内面に位置するセパレータも
最端部が電極群の側面Ｒ部まで伸びており、電極シート
の外周最端部とセパレータと、そのセパレータの内面に
位置する他極電極とがそれぞれ側面Ｒ部で絶縁テープに
より接着されている請求項１記載の扁平形非水電解質二
次電池。 - 【請求項４】 電極群の側面Ｒ部が完全に絶縁テープに
より被覆されている請求項１記載の扁平形非水電解質二
次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001084639A JP2002289257A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 扁平形非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001084639A JP2002289257A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 扁平形非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289257A true JP2002289257A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18940272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001084639A Withdrawn JP2002289257A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 扁平形非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002289257A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7378183B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-05-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Sealed cell using film outer casing body |
| JP2011508393A (ja) * | 2007-12-25 | 2011-03-10 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | コイル状コアを有する電気化学的セル |
| WO2018105398A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 三洋電機株式会社 | 円筒形の非水電解質二次電池 |
| CN109088090A (zh) * | 2018-10-17 | 2018-12-25 | 深圳市迪丰能源科技有限公司 | 一种具有卷绕模式的纽扣电池及其制作方法 |
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| US10804506B2 (en) | 2009-06-18 | 2020-10-13 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| JP2021061161A (ja) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001084639A patent/JP2002289257A/ja not_active Withdrawn
Cited By (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101063099B1 (ko) | 2003-09-30 | 2011-09-07 | 산요덴키가부시키가이샤 | 필름상 외장체를 갖는 전지 |
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| KR101182071B1 (ko) | 2005-03-29 | 2012-09-11 | 산요덴키가부시키가이샤 | 스파이럴식 전극의 각형 전지 |
| US8298702B2 (en) | 2005-03-29 | 2012-10-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Spiral electrode rectangular battery |
| JP2011508393A (ja) * | 2007-12-25 | 2011-03-10 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | コイル状コアを有する電気化学的セル |
| US11258092B2 (en) | 2009-02-09 | 2022-02-22 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US11024869B2 (en) | 2009-02-09 | 2021-06-01 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US20200185755A1 (en) | 2009-02-09 | 2020-06-11 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US11791493B2 (en) | 2009-02-09 | 2023-10-17 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US11276875B2 (en) | 2009-02-09 | 2022-03-15 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US11233264B2 (en) | 2009-02-09 | 2022-01-25 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US11233265B2 (en) | 2009-02-09 | 2022-01-25 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method of producing same |
| US11024904B2 (en) | 2009-06-18 | 2021-06-01 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| US10971776B2 (en) | 2009-06-18 | 2021-04-06 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| US11024905B2 (en) | 2009-06-18 | 2021-06-01 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| US11024907B1 (en) | 2009-06-18 | 2021-06-01 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
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| US11217844B2 (en) | 2009-06-18 | 2022-01-04 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| US10804506B2 (en) | 2009-06-18 | 2020-10-13 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| US11791512B2 (en) | 2009-06-18 | 2023-10-17 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
| US11362385B2 (en) | 2009-06-18 | 2022-06-14 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
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