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JPH07111161A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

Info

Publication number
JPH07111161A
JPH07111161A JP5255588A JP25558893A JPH07111161A JP H07111161 A JPH07111161 A JP H07111161A JP 5255588 A JP5255588 A JP 5255588A JP 25558893 A JP25558893 A JP 25558893A JP H07111161 A JPH07111161 A JP H07111161A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
secondary battery
electrolyte secondary
aqueous electrolyte
synthetic resin
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP5255588A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Fujiwara
信浩 藤原
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.)
Sony Corp
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
Priority to JP5255588A priority Critical patent/JPH07111161A/ja
Publication of JPH07111161A publication Critical patent/JPH07111161A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の形状に容易且つ正確に作製することが
可能であり、導電性及び放熱性に優れ、内部電気抵抗が
小さく、しかも製造コストを大幅に低減する。 【構成】 容器3を、略々矩形形状の薄い筐体形状をな
し、その上部には開口部3aを有して構成し、この開口
部3aから容器3内に、電極部1をポリエチレン製のシ
ート16を介して配置し、電解質を非水溶媒に溶解して
なる非水電解液を開口部3aから注入して電極部1を浸
漬させ、開口部3aに上蓋部2を超音波又は熱圧着を用
いて接合し固定して閉塞することで、本実施例に係る非
水電解液二次電池を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液二次電池に
関し、特に電極及び非水電解液等を収納するための容器
の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小型・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、移動用電源としての電池に対しても益々小型・軽
量且つ高エネルギー密度であることが求められるように
なっている。
【0003】従来、一般用途の二次電池としては、鉛電
池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶液系二次電池が
主流である。しかし、これらの水溶液系二次電池は、サ
イクル特性には優れるものの、電池重量やエネルギー密
度の点で十分に満足できるものとは言えない。
【0004】そこで、最近、リチウムやリチウム合金さ
らには炭素材料のようなリチウムイオンをドープ且つ脱
ドープが可能な物質を負極として使用し、また、正極に
リチウムコバルト複合酸化物等のリチウム複合酸化物を
使用する非水電解液二次電池の研究・開発が盛んに行わ
れている。この電池は、電池電圧が高く、高エネルギー
密度を有し、サイクル特性に優れた電池である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記非水電
解液二次電池において、上記各電極(負極及び正極)や
非水溶媒に電解質が溶解されてなる非水電解液を収納す
る容器には、その材質が金属のものと合成樹脂のものの
2種類のものが用いられている。
【0006】しかしながら、金属製の容器においては、
その作製の際に、加工が容易でなく、いわゆる深しぼり
ができないという欠点がある。特に角型の金属製容器の
場合では、その製造工程及び製造に使用する金型等にお
いて大変なコスト高となっている。また作製の際に、角
型金属製容器のコーナー部分を正確な角型に加工するこ
とが不可能であり、このコーナー部分において容器の板
厚以上の丸みが生じてしまう。そのためこの容器に収納
物を効率よく収納することが困難である。従って、金属
製容器ではその形状に大きな制約がある。
【0007】また、合成樹脂製容器においては、加工が
容易であり、角型等の容器でも容易且つ低コストで作製
することが可能であるが、上記金属製容器と比較して、
熱伝導性及び放熱性の点で大きな問題がある。従って、
容器内部の発熱がほぼそのまま蓄積されるために電池の
性能(エネルギー密度、パワー密度、サイクル特性等)
が著しく劣化してしまう。
【0008】さらに、近時における電池の小型化等の要
請からその容器を端子板として併用することが考案され
ているが、合成樹脂は当然不導体であるために端子板と
して用いることは不可能であり、用途が制限されてしま
うという問題がある。
【0009】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、所望の形状に容易
且つ正確に作製することが可能であり、導電性及び放熱
性に優れ、内部電気抵抗が小さく、しかも製造コストを
大幅に低減することが可能となる非水電解液二次電池を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムのド
ープ・脱ドープが可能な炭素材料よりなる負極と、リチ
ウムと遷移金属の複合酸化物よりなる正極と、非水溶媒
に電解質が溶解されてなる非水電解液と、これら負極、
正極及び非水電解液を収納する容器Xとを有してなる非
水電解液二次電池において、容器3を、ポリエチレン又
はポリプロピレンの合成樹脂と、この合成樹脂より熱伝
導度の高い無機物質の粉末である無機フィラーとを材料
として形成して構成する。
【0011】この場合、上記非水電解液二次電池の容器
3の内面又は外面にNiメッキを施して形成してもよ
い。
【0012】またこの場合、上記無機フィラーの体積比
を、5〜30体積%として構成することが好ましい。
【0013】
【作用】本発明に係る非水電解液二次電池においては、
ポリエチレン又はポリプロピレンの合成樹脂及びこの合
成樹脂より熱伝導度の高い無機フィラーを材料として、
各電極(負極及び正極)及び非水電解液等を収納する容
器3を構成するので、合成樹脂と金属(無機フィラー)
の各利点を利用して電池性能の向上を図ることが可能と
なる。
【0014】さらに、容器3の内面又は外面にNiメッ
キ層を施して非水電解液二次電池を構成することで、上
記合成樹脂を容器3の材料として用いる場合の欠点であ
る放熱性の悪さを放熱性の高いNiメッキ層が補い、更
に電池性能の向上を図ることが可能となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る非水電解液二次電池の実
施例を図面を参照しながら説明する。
【0016】本実施例に係る非水電解液二次電池は、図
1に示すように、電極部1、上蓋部2、及び容器3で構
成されている。
【0017】電極部1は、リチウムのドープ・脱ドープ
が可能な炭素材料であるKHカーボンよりなる負極と、
リチウムと遷移金属の複合酸化物であるLiCoO2
りなる正極とがセパレータを介して複数組配置されてい
る。また、電極部1の上面には正極リード線11と負極
リード線12が各々設置されて構成されている。
【0018】上蓋部2は、正極リード線11、及び負極
リード線12と電気的に接続され、これらのリード線と
導通する正極端子13、及び負極端子14と、電池使用
中に電池内の圧力上昇を軽減化するための安全弁15と
で構成されている。
【0019】容器3は、略々矩形形状の薄い筐体形状を
なし、その上部には開口部3aを有する。この開口部3
aから容器3内に、電極部1をポリエチレン製のシート
16を介して配置し、電解質を非水溶媒に溶解してなる
非水電解液を開口部3aから注入して電極部1を浸漬さ
せ、開口部3aに上蓋部2を超音波又は熱圧着を用いて
接合し固定して閉塞することで、本実施例に係る非水電
解液二次電池が構成される。
【0020】ここで、開口部3aに上蓋部2を接合固定
する前に、この容器3の内面又は外面に放熱性の向上を
考慮してNiメッキを施し、Niメッキ層を形成しても
よい。この場合、容器3の接合部分3bの図中斜線で示
す部分にNiメッキが施されると接合の際に溶着し難く
なるという不都合が生じるために、図2に示すように、
この接合部分3bにはマスキングを施して容器3にNi
メッキを施すことが好ましい。
【0021】この容器3は、比強度の高いポリエチレン
又はポリプロピレンの合成樹脂と、この合成樹脂より熱
伝導度の高いNi,Cu,又はAl等の無機金属物質の
粉末である無機フィラーを材料として形成されている。
なお、この無機フィラーの体積比は5〜30体積%とす
る。
【0022】ここで、上記無機フィラーの体積比を変化
させた際の容器3の熱伝導度の変化について調べた実験
例を示す。この実験例は、上記無機フィラーの体積比を
0体積%としたときの容器3の熱伝導度を1と規定して
行ったものである。
【0023】この実験例によれば、上記無機フィラーの
体積比を5,10,15,30体積%と5体積%づつ増
大させるにつれて、容器3の熱伝導度はほぼ10倍づつ
増大する。しかしながら、上記無機フィラーの体積比を
30体積%以上とすると、容器3の作製時における成形
作業に困難が生じる。従って、上記無機フィラーの体積
比の適切な値は5〜30体積%であることがわかる。
【0024】上記実施例に係る非水電解液二次電池の構
成要素である容器3の成形方法としては、射出成形法を
用い、上記合成樹脂及び上記無機フィラーを射出成形機
のシリンダ内で加熱融解し、これをプランジャでノズル
を通して低温の金型内に射出して成形する。この射出成
形法は、複雑な形状を有する多くのプラスチック製品等
の成形に好適な成形方法である。
【0025】上記実施例に係る非水電解液二次電池にお
いては、ポリエチレン又はポリプロピレンの合成樹脂及
びこの合成樹脂より熱伝導度の高い無機フィラーを材料
として、各電極(負極及び正極)及び非水電解液等を収
納する容器3を構成するので、合成樹脂と金属(無機フ
ィラー)の各利点を利用して電池性能の向上を図ること
が可能となる。
【0026】すなわち、容器3は上記合成樹脂を材料と
しているために、成形を容易且つ正確に行うことがで
き、その形状を自由に設定することが可能である。ま
た、製造コストを大幅に低減させることができ、特に製
造用の金型のコストを従来の1/10以下に抑えること
が可能となる。
【0027】また、この容器3は上記合成樹脂より熱伝
導度の高い無機物質の粉末である上記無機フィラーを材
料としているために熱伝導性が高く、従って放熱性が高
いので、電池内部から発生する熱を効率よく放熱させる
ことができ、電池の性能(エネルギー密度、パワー密
度、サイクル特性等)の劣化を防止することが可能とな
る。
【0028】さらに、上記容器3の内面又は外面にNi
メッキ層を施して非水電解液二次電池を構成すること
で、上記合成樹脂を容器3の材料として用いる場合の欠
点である放熱性の悪さを放熱性の高いNiメッキ層が補
い、更に電池性能の向上を図ることが可能となる。
【0029】次に、上記実施例のいくつかの変形例を図
面を参照しながら説明する。なお、図1と対応するもの
については同符号を記す。
【0030】先ず、第1の変形例を図3に示す。この第
1の変形例は、上記実施例とほぼ同様の構成及び機能を
有するが、上記実施例に係る非水電解液二次電池の構成
要素である容器3を負極端子として併用する点で異な
る。
【0031】すなわち、この第1の変形例においては、
上蓋部2は、電極部1の正極リード線11と電気的に接
続されて導通する正極端子13と、電池使用中に電池内
の圧力上昇を軽減化するための安全弁15とで構成され
ている。そして、電極部1の負極リード線12と電気的
に接続されて導通する負極端子14は、直接容器3に接
続されて導通している。
【0032】この第1の変形例においても、上記実施例
と同様に、ポリエチレン又はポリプロピレンの合成樹脂
及びこの合成樹脂より熱伝導度の高い無機フィラーを材
料として、各電極(負極及び正極)及び非水電解液等を
収納する容器3を構成するので、合成樹脂と金属(無機
フィラー)の各利点を利用して電池性能の向上を図るこ
とが可能となる。
【0033】すなわち、容器3は上記合成樹脂を材料と
しているために、成形を容易且つ正確に行うことがで
き、その形状を自由に設定することが可能である。ま
た、製造コストを大幅に低減させることができ、特に製
造用の金型のコストを従来の1/10以下に抑えること
が可能となる。
【0034】また、この容器3は上記合成樹脂より熱伝
導度の高い無機物質の粉末である上記無機フィラーを材
料としているために熱伝導性が高く、従って放熱性が高
いので、電池内部から発生する熱を効率よく放熱させる
ことができ、電池の性能(エネルギー密度、パワー密
度、サイクル特性等)の劣化を防止することが可能とな
る。
【0035】さらに、上記容器3の内面又は外面にNi
メッキ層を施して非水電解液二次電池を構成すること
で、上記合成樹脂を容器3の材料として用いる場合の欠
点である放熱性の悪さを放熱性の高いNiメッキ層が補
い、更に電池性能の向上を図ることが可能となる。
【0036】また更に、容器3を負極端子として併用す
るために、その形状が上記実施例と比較して単純化され
るので、作製時における工程数が減り、製造コストを更
に低減させることが可能となる。
【0037】次に、第2の変形例を図4に示す。この第
2の変形例は、上記実施例とほぼ同様の構成及び機能を
有するが、円筒形状を有する容器4を非水電解液二次電
池の構成要素とする点で異なる。
【0038】上記第2の変形例では、その電極部は上記
電極(負極及び正極)がセパレータを介して複数組巻回
された構造を有する。また、上蓋部5は円形状をなし、
上蓋部2と同様に正極端子13、及び負極端子14及び
安全弁15を有する。そして、容器4は薄い略々円筒形
状をなし、その上部には円形状の開口部4aを有する。
この開口部4aから容器4内に、上記電極部をポリエチ
レン製のシートを介して配置し、電解質を非水溶媒に溶
解してなる非水電解液を開口部4aから注入して電極部
1を浸漬させ、開口部4aに上蓋部5を超音波又は熱圧
着を用いて接合し固定して閉塞することで本実施例に係
る非水電解液二次電池の上記第2の変形例が構成され
る。なお、この第2の変形例では、その円筒形状の中心
部を貫通する冷却孔17が形成されている。
【0039】この第2の変形例においても、上記実施例
と同様に、ポリエチレン又はポリプロピレンの合成樹脂
及びこの合成樹脂より熱伝導度の高い無機フィラーを材
料として、各電極(負極及び正極)及び非水電解液等を
収納する容器4を構成するので、合成樹脂と金属(無機
フィラー)の各利点を利用して電池性能の向上を図るこ
とが可能となる。
【0040】すなわち、容器4は上記合成樹脂を材料と
しているために、成形を容易且つ正確に行うことがで
き、その形状を円筒形状にも設定することでき、更に製
造コストを大幅に低減させることも可能となる。
【0041】また、この容器4は上記合成樹脂より熱伝
導度の高い無機物質の粉末である上記無機フィラーを材
料としているために熱伝導性が高く、従って放熱性が高
いので、電池内部から発生する熱を効率よく放熱させる
ことができ、電池の性能(エネルギー密度、パワー密
度、サイクル特性等)の劣化を防止することが可能とな
る。
【0042】さらに、容器4には、その円筒形状の中心
部を貫通する冷却孔17が形成されているので、放熱性
を更に改善することが可能となる。
【0043】
【発明の効果】本発明に係る非水電解液二次電池によれ
ば、リチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料より
なる負極と、リチウムと遷移金属の複合酸化物よりなる
正極と、非水溶媒に電解質が溶解されてなる非水電解液
と、これら負極、正極及び非水電解液を収納する容器と
を有してなる非水電解液二次電池において、上記容器
を、ポリエチレン又はポリプロピレンの合成樹脂と、こ
の合成樹脂より熱伝導度の高い無機物質の粉末である無
機フィラーとを材料として構成したので、所望の形状に
容易且つ正確に作製することが可能であり、導電性及び
放熱性に優れ、内部電気抵抗が小さく、しかも製造コス
トを大幅に低減することが可能となる。
【0044】また、本発明に係る非水電解液二次電池に
よれば、上記非水電解液二次電池の容器の内面又は外面
にNiメッキを施して形成することにより、更に放熱性
を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る非水電解液二次電池の構
造を模式的に示す斜視図である。
【図2】本実施例に係る非水電解液二次電池の構成要素
である容器の上蓋接続部分を模式的に示す断面図であ
る。
【図3】本発明の実施例に係る非水電解液二次電池の第
1の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図4】本発明の実施例に係る非水電解液二次電池の第
2の変形例を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
1・・・電極部 2,5・・・上蓋部 3,4・・・容器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウムのドープ・脱ドープが可能な炭
    素材料よりなる負極と、リチウムと遷移金属の複合酸化
    物よりなる正極と、非水溶媒に電解質が溶解されてなる
    非水電解液と、これら負極、正極及び非水電解液を収納
    する容器とを有してなる非水電解液二次電池において、 上記容器が、ポリエチレン又はポリプロピレンの合成樹
    脂と、この合成樹脂より熱伝導度の高い無機物質の粉末
    である無機フィラーよりなることを特徴とする非水電解
    液二次電池。
  2. 【請求項2】 内面又は外面にNiメッキ層を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の非水電解液二次電池。
  3. 【請求項3】 上記無機フィラーの体積比は、5〜30
    体積%であることを特徴とする請求項1記載の非水電解
    液二次電池。
JP5255588A 1993-10-13 1993-10-13 非水電解液二次電池 Pending JPH07111161A (ja)

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Legal Events

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Effective date: 20030603