JP2001006749A - Lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電極シートを重畳
して形成された電極体を有するリチウム二次電池に関
し、特に、安全性に優れたリチウム二次電池に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery having an electrode body formed by overlapping electrode sheets, and more particularly to a lithium secondary battery excellent in safety.
【０００２】[0002]
【従来の技術】リチウム二次電池は、高エネルギー密度
であることから、ノートパソコン、携帯電話等の小型化
に伴い、情報関連機器、通信機器の分野では、既に実用
化され広く普及するに至っている。リチウム二次電池の
一般的な構造は、シート状となっている正極および負極
をセパレータを介し重畳して電極体とし、この電極体
を、有機溶媒を用いた非水電解液とともに電池ケースに
収納するものとなっている。そして、シート状の正極お
よび負極は、金属箔製の集電体の表面に、活物質に結着
剤等を混合したた電極合材を、層状に結着させて形成さ
れている。2. Description of the Related Art Due to the high energy density of lithium secondary batteries, notebook computers and mobile phones have been miniaturized, and in the fields of information-related equipment and communication equipment, they have already been put to practical use and spread widely. I have. The general structure of a lithium secondary battery is that a sheet-like positive electrode and negative electrode are superimposed via a separator to form an electrode body, and this electrode body is stored in a battery case together with a non-aqueous electrolyte using an organic solvent. It is something to do. The sheet-shaped positive electrode and the sheet-shaped negative electrode are formed by binding an electrode mixture in which a binder and the like are mixed with an active material to a surface of a current collector made of a metal foil in a layered manner.
【０００３】リチウム二次電池では、内部短絡、過充電
等の状態となったときに、電極反応でガスが発生し、こ
のガスが発生し続けることによって電池内部の圧力が上
昇する可能性がある。したがって、リチウム二次電池で
は、この電池内部圧の上昇に起因する危険性を回避し得
る高度な安全性が要求されている。In a lithium secondary battery, when an internal short circuit or overcharge occurs, a gas is generated by an electrode reaction, and the pressure inside the battery may increase due to the continuous generation of the gas. . Therefore, the lithium secondary battery is required to have a high level of safety that can avoid the danger caused by the increase in the internal pressure of the battery.
【０００４】そこでリチウム二次電池では、一般的に、
電池ケースの一部に安全弁を設け、電池の内部圧が上昇
した場合、その内部圧を外部へ逃がすといった配慮がな
されている。Therefore, in a lithium secondary battery, generally,
A safety valve is provided in a part of the battery case so that when the internal pressure of the battery rises, the internal pressure is released to the outside.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、実験によ
り、電池内部にガスが発生した場合でも安全弁が有効に
機能しない可能性があることを発見した。安全弁は電池
ケースに付設されていることから、電極体からガスが放
出され、このガスが電極体と電池ケースとの空間（実際
は電解液が存在する）に充満して圧力が上昇した際に機
能する。ところが、電極体内に充満する場合には、安全
弁が有効に機能しないこともあり得る。SUMMARY OF THE INVENTION The inventors have found through experiments that a safety valve may not function effectively even when gas is generated inside a battery. Since the safety valve is attached to the battery case, gas is released from the electrode body, and when the gas fills the space between the electrode body and the battery case (actually, the electrolyte exists) and the pressure rises, it functions. I do. However, when the electrode is filled, the safety valve may not function effectively.
【０００６】上述したように、電極は集電体表面に活物
質等からなる電極合材を結着して形成されており、電極
合材は電池反応のため多孔質の状態となっており、ま
た、この電極は、緊密な状態で重畳させられて電極体を
形成している。このことから、電極で発生したガスは、
電極の電極合材の内部に、あるいは、電極と電極との間
（セパレータが存在する）に加圧状態で蓄積され、電極
体からの放出は容易には行われない。これが、安全弁が
有効に機能しなくなる原因である。As described above, the electrode is formed by binding an electrode mixture made of an active material or the like to the surface of the current collector, and the electrode mixture is in a porous state due to a battery reaction. The electrodes are superimposed in a tight state to form an electrode body. From this, the gas generated at the electrode
It is accumulated in the electrode mixture of the electrode or in a pressurized state between the electrode and the electrode (the separator is present), and is not easily released from the electrode body. This is the reason why the safety valve does not function effectively.
【０００７】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、電極体からのガスの放出を容易にすること
で、安全弁を充分に機能させ、より安全性に優れたリチ
ウム二次電池を提供することを課題としている。[0007] The present invention has been made based on the above-described findings, and a lithium secondary battery having a safety function sufficiently by facilitating the release of gas from an electrode body and having a more excellent safety. The task is to provide.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のリチウム二次電
池は、活物質を含むそれぞれの電極合材をそれぞれの金
属箔製集電体の表面に層状に結着して形成された正極シ
ートおよび負極シートとを、セパレータを介し、重畳し
て形成された電極体と、電池内部圧の異常上昇を回避す
るための安全弁を有し、前記電極体を収納する電池ケー
スとを備えてなるリチウム二次電池であって、前記正極
シートおよび前記負極シートに、発生するガスの前記電
極体からの放出を容易にするための手段を設けることを
特徴とする。The lithium secondary battery of the present invention has a positive electrode sheet formed by binding each electrode mixture containing an active material to the surface of each metal foil current collector in a layered manner. And a negative electrode sheet, an electrode body formed by overlapping with a separator interposed therebetween, and a lithium battery having a battery case that has a safety valve for avoiding an abnormal rise in battery internal pressure and that houses the electrode body. In a secondary battery, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are provided with means for facilitating release of generated gas from the electrode body.
【０００９】発生するガスの前記電極体からの放出を容
易にするための手段は２つのものがあり、その１つは、
前記正極シートおよび前記負極シートの少なくとも一方
の電極シートを、前記集電体および前記電極合材を貫通
する複数の小孔および／またはスリットを有するように
構成するもので、またもう１つは、前記正極シートおよ
び前記負極シートの少なくとも一方の電極シートを、そ
の表面に、前記電極合材が他の部分より薄く結着されて
いるあるいは結着されていないことによって形成され該
電極シートの少なくとも一端部に通じる連続した溝を有
するように構成するものである。There are two means for facilitating the release of generated gas from the electrode body, one of which is:
At least one electrode sheet of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is configured to have a plurality of small holes and / or slits penetrating the current collector and the electrode mixture, and the other is, At least one electrode sheet of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is formed on the surface thereof by the electrode mixture being bonded or not bonded thinner than other portions, and at least one end of the electrode sheet is formed. It has a continuous groove leading to the portion.
【００１０】つまり、本発明のリチウム二次電池は、電
極シートに小孔、スリットを設ける、あるいは電極シー
トの表面に溝を設けることにより、電極シートの電極合
材に加圧状態で蓄積されようとするあるいは電極シート
と電極シートとの間に加圧状態で蓄積されようとするガ
スを、有効に電極体の外部に放出させるものである。そ
して、電極体外部に放出されたガスは、その圧力が所定
圧に達したときに、電池ケースに設けた安全弁から放出
されることで、本発明のリチウム二次電池は、電池内部
圧が安定し、より安全なリチウム二次電池となる。That is, in the lithium secondary battery of the present invention, by providing small holes and slits in the electrode sheet, or providing grooves on the surface of the electrode sheet, the lithium secondary battery can be accumulated in the electrode mixture of the electrode sheet in a pressurized state. Or a gas that is to be accumulated in a pressurized state between the electrode sheets is effectively discharged to the outside of the electrode body. The gas released to the outside of the electrode body is released from the safety valve provided in the battery case when the pressure reaches a predetermined pressure, so that the internal pressure of the lithium secondary battery of the present invention is stable. And a more secure lithium secondary battery.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明のリチウム二次電
池の実施形態について、図を参照しつつ詳細に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the lithium secondary battery of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１２】〈リチウム二次電池の主要構成〉本発明の
リチウム二次電池は、活物質を含むそれぞれの電極合材
をそれぞれの金属箔製集電体の表面に層状に結着して形
成された正極シートおよび負極シートとを、セパレータ
を介し、重畳して形成された電極体と、電池内部圧の異
常上昇を回避するための安全弁を有し、その電極体を収
納する電池ケースとを備えてなるリチウム二次電池を対
象とする。<Main Structure of Lithium Secondary Battery> The lithium secondary battery of the present invention is formed by binding each electrode mixture containing an active material to the surface of each metal foil current collector in a layered manner. An electrode body formed by overlapping the positive electrode sheet and the negative electrode sheet with a separator interposed therebetween, and a battery case having a safety valve for avoiding an abnormal rise in battery internal pressure and containing the electrode body. For lithium secondary batteries.
【００１３】電極体は、複数の正極シートと複数の負極
シートとを、セパレータを介し、幾重にも重畳して形成
されるタイプ（いわゆる積層型電池）と、帯状の正極シ
ートおよび負極シートの１枚づつを、セパレータを介
し、ロール状に捲回して形成されるタイプ（いわゆる捲
回型電池）の２種類がある。本発明のリチウム二次電池
は、積層型、捲回型のいずれにも適用できる。以下、本
明細書では、電極捲回型のリチウム二次電池を例にとっ
て説明する。[0013] The electrode body includes a type (a so-called stacked battery) in which a plurality of positive electrode sheets and a plurality of negative electrode sheets are superimposed one after another with a separator interposed therebetween, and a strip-shaped positive electrode sheet and a negative electrode sheet. There are two types, which are formed by winding each sheet into a roll via a separator (so-called wound type batteries). The lithium secondary battery of the present invention can be applied to both a stacked type and a wound type. Hereinafter, in this specification, an electrode wound lithium secondary battery will be described as an example.
【００１４】図１に、比較的大容量（電極面積の大き
い）の電極捲回型リチウム二次電池を、模式的に示す。
なお、本図のものは、一例として掲げたに過ぎず、本発
明のリチウム二次電池は、決してこの態様のものに限定
されるものではない。FIG. 1 schematically shows a relatively large capacity (large electrode area) electrode wound lithium secondary battery.
It should be noted that the one shown in the drawing is merely an example, and the lithium secondary battery of the present invention is by no means limited to this embodiment.
【００１５】本リチウム二次電池は、ロール状の電極体
４０を、円筒形状の電池ケース５０に収納して構成され
る。電極体４０は、後に説明するが、１枚ずつの正極シ
ートと負極シートとをセパレータを介し捲回して形成さ
れ、それぞれの捲回端面に、それぞれ正極シートおよび
負極シートから集電するための複数の集電用リード１
４、２４が付設されているされている。電池ケース５０
は、電極体４０の外径より若干大きな内径を有するパイ
プ状のケース本体５１と、ケース本体５１の両端を閉塞
する円盤状の２つの蓋体５２からなる。The present lithium secondary battery comprises a roll-shaped electrode body 40 housed in a cylindrical battery case 50. As will be described later, the electrode body 40 is formed by winding one sheet of the positive electrode sheet and one sheet of the negative electrode sheet with a separator interposed therebetween, and has a plurality of winding end faces for collecting current from the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, respectively. Current collecting lead 1
4, 24 are attached. Battery case 50
Is composed of a pipe-shaped case main body 51 having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the electrode body 40, and two disk-shaped lids 52 closing both ends of the case main body 51.
【００１６】電極体４０の２つの捲回端面には、この電
極体４０と少しの間隔を隔てて２つの集電端子６０が設
けられている。集電端子６０は、円盤状のフランジ部６
１と、フランジ部６１と同軸的に設けられた雄ネジを形
成した外部端子部６２とからなり、それぞれのフランジ
部６１の外周部には、電極体４０から延出する正極集電
用リード１４ｐまたは負極集電用リード１４ｎの端部が
接合されている。本実施形態の場合、比較的大型の二次
電池であるため、電極シートの隅々から効率よく集電す
るために複数の集電用リードを設けているが、集電方式
については、電池の大きさ、構成に応じ任意の方式を採
用すればよい。Two current collecting terminals 60 are provided on the two wound end surfaces of the electrode body 40 at a small distance from the electrode body 40. The current collecting terminal 60 has a disk-shaped flange portion 6.
1 and an external terminal portion 62 formed with a male screw provided coaxially with the flange portion 61, and the outer periphery of each flange portion 61 has a positive electrode current collecting lead 14 p extending from the electrode body 40. Alternatively, the end of the negative electrode current collecting lead 14n is joined. In the case of the present embodiment, since the secondary battery is a relatively large battery, a plurality of current collecting leads are provided to efficiently collect current from every corner of the electrode sheet. Any method may be adopted depending on the size and configuration.
【００１７】本実施形態では、集電端子６０は、蓋体６
２の中心に設けられた孔にガスケット６４を介して外部
端子部６２を突出させ、外部端子部６２の雄ネジに螺合
する締結具６３により蓋体６２に保持されている。ま
た、蓋体５２は、ケース本体５１の両端の開口部にガス
ケット５４を介してカシメられ、電池を密閉するように
なっている。本実施形態では、カシメによって蓋体をケ
ース本体に取付けているが、溶接等、他の方法によって
取付けるものであってもよい。In the present embodiment, the current collecting terminal 60 is
The external terminal portion 62 projects through a hole provided at the center of the second 2 via a gasket 64, and is held on the lid 62 by a fastener 63 screwed into a male screw of the external terminal portion 62. The lid 52 is caulked through openings at both ends of the case body 51 via gaskets 54 to seal the battery. In the present embodiment, the lid is attached to the case main body by caulking, but may be attached by another method such as welding.
【００１８】電池ケース５０は、蓋体５２の一部に安全
弁５３が取り付けられることにより、安全弁５３を有す
る構造となっている。この安全弁５３は、電池の内部圧
が設定圧以上に上昇した際に開放し、電池内の圧力を外
部に逃がす働きをしている。安全弁は、従来から用いら
れる方式のものを採用すればよく、例えば、薄い金属箔
等を用い、電池内部圧が上昇した際にこの金属箔が破断
するような構造のものを採用できる。安全弁を設ける箇
所については、蓋体に限定されるものではないが、円筒
型電池の場合、構造上、一般に蓋体に設けられることが
多いことから、本実施形態についても蓋体に設けるもの
を例示した。なお、安全弁は、安全性をより重視して両
端の蓋体のそれぞれの設けるものであっもよく、また、
構造上の簡便さを考慮して片側にだけ設けるものであっ
てもよい。The battery case 50 has a structure in which a safety valve 53 is attached to a part of the lid 52 so as to have the safety valve 53. The safety valve 53 opens when the internal pressure of the battery rises above a set pressure, and functions to release the pressure inside the battery to the outside. The safety valve may be of a type conventionally used. For example, a thin metal foil or the like may be used, and a structure in which the metal foil is broken when the internal pressure of the battery increases may be employed. The location where the safety valve is provided is not limited to the lid, but in the case of a cylindrical battery, since it is often provided generally on the lid due to its structure, the present embodiment also requires that the lid be provided on the lid. Illustrated. In addition, the safety valve may be provided for each of the lids at both ends with more emphasis on safety.
It may be provided on only one side in consideration of structural simplicity.
【００１９】電池ケース、集電端子６０等は、電気化学
的な腐食、および電解液による腐食等を考慮して、従来
からリチウム二次電池に採用している材質のもを用いれ
ばよい。例えば、正極と導通する部分であれば、アルミ
ニウム系の材料等を、負極に導通する部分であれば、銅
系、ニッケル系、あるいはニッケルメッキを施した鉄系
の材料等を用いればよい。なお、電極体とともに電池ケ
ースに収納される電解液は、一般に用いられるもの、例
えば、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等
の有機溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4等を
溶解させた非水電解液を用いればよい。The battery case, the current collecting terminal 60, and the like may be made of a material conventionally used for a lithium secondary battery in consideration of electrochemical corrosion, corrosion by an electrolytic solution, and the like. For example, an aluminum-based material or the like may be used for a portion that is conductive to the positive electrode, and a copper-based, nickel-based, or nickel-plated iron-based material may be used for the portion that is conductive to the negative electrode. The electrolytic solution accommodated in the battery case together with the electrode body is a commonly used one, for example, a non-aqueous electrolytic solution obtained by dissolving LiPF 6 , LiBF 4 or the like as an electrolyte in an organic solvent such as ethylene carbonate or diethyl carbonate. It may be used.
【００２０】〈正極シートおよび負極シート〉電極体を
構成する正極シートおよび負極シートと、正極シートと
負極シートとがセパレータを介し捲回されて電極体の形
成される様子を、図２に示す。<Positive Electrode Sheet and Negative Electrode Sheet> FIG. 2 shows a state in which the positive electrode sheet and the negative electrode sheet constituting the electrode body, and the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound via a separator to form an electrode body.
【００２１】本実施例の電極体は、帯状の正極シート１
０ｐ、帯状の負極シート１０ｎをそれぞれ１枚ずつ用
い、正極シート１０ｐと負極シート１０ｎとが直接接し
ないように、２枚のセパレータ２０をそれぞれの間に挟
み、捲回芯３０を中心にして捲回して形成する。正極シ
ート１０ｐおよび負極シート１０ｎの長さおよび幅は、
電池の構成に応じた任意のものとできる。セパレータ２
０には、ポリエチレン、ポリプロピレン等の薄い微多孔
膜を用いることができる。The electrode body of this embodiment is a strip-shaped positive electrode sheet 1.
0p, each of the strip-shaped negative electrode sheets 10n is used, and two separators 20 are sandwiched between each of them so that the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n are not in direct contact with each other. Turn to form. The length and width of the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n are
It can be any one according to the configuration of the battery. Separator 2
For 0, a thin microporous membrane such as polyethylene or polypropylene can be used.
【００２２】捲回は、捲回機により、それぞれが弛まな
いように、テンションをかけた状態で行い、電極体があ
る程度緊密な状態となるように行う。なお、正極シート
１０ｐおよび負極シート１０ｎに付設された正極集電用
リード１４ｐ、負極集電用リード１４ｎは、互いに反対
側の捲回端面から突出するように捲回する。捲回の際用
いる捲回芯３０は、捲回後電極体から除かれるものであ
ってもよく、また、そのまま残して電極体を構成する部
品の一つとしてもよい。そのまま存置される場合は、電
解液によって腐食しないものである必要がある。The winding is performed by a winding machine in a state where tension is applied so that each of them is not loosened, so that the electrode body is in a tight state to some extent. In addition, the positive electrode current collecting lead 14p and the negative electrode current collecting lead 14n attached to the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n are wound so as to protrude from opposite winding end surfaces. The winding core 30 used for winding may be removed from the electrode body after winding, or may be left as it is to constitute one of the components constituting the electrode body. When it is left as it is, it must be one that does not corrode by the electrolytic solution.
【００２３】正極シート１０ｐは、アルミニウム等の金
属箔製の正極集電体１１ｐの表面（本実施形態で両面）
に正極活物質を含む正極合材１２を層状に結着させて形
成する。正極合材１２ｐの形成では、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ
ｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4等のリチウム複合酸化物を正
極活物質とし、炭素材料等の導電材と、ポリフッ化ビニ
リデン等の結着剤とを混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン等の溶剤を添加してペースト状としたものをまず調
製する。この正極ペーストを、塗工機等を用い、正極集
電体の表面に、塗布し、その後乾燥させることによっ
て、層状に結着した正極合材を形成させることができ
る。必要に応じ、プレスなどによって正極合材１２ｐの
密度を高めることもできる。一般に、リチウム二次電池
の正極集電体の厚さは１５〜２０μｍ、正極合材の厚さ
は片面あたり３０〜１００μｍであり、本実施形態にお
いても、これに従えばよい。The positive electrode sheet 10p is a surface (both surfaces in the present embodiment) of a positive electrode current collector 11p made of a metal foil such as aluminum.
And a positive electrode mixture 12 containing a positive electrode active material is bound in a layer shape. In the formation of the positive electrode mixture 12p, LiCoO 2 , L
A lithium composite oxide such as iNiO 2 or LiMn 2 O 4 is used as a positive electrode active material, a conductive material such as a carbon material and a binder such as polyvinylidene fluoride are mixed, and a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is used. Is first prepared into a paste. This positive electrode paste is applied to the surface of the positive electrode current collector using a coating machine or the like, and then dried to form a positive electrode mixture bound in a layer. If necessary, the density of the positive electrode mixture 12p can be increased by pressing or the like. In general, the thickness of the positive electrode current collector of the lithium secondary battery is 15 to 20 μm, and the thickness of the positive electrode mixture is 30 to 100 μm per side, and this may be followed in the present embodiment.
【００２４】負極シート１０ｎは、銅等の金属箔製の負
極集電体１１ｎの表面（本実施形態で両面）に負極活物
質を含む負極合材１２ｎを層状に結着させて形成する。
負極合材１２ｎの形成では、黒鉛、コークス等の炭素材
料を負極活物質とし、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤
を混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤を添加
してペースト状としたものをまず調製する。次いで、こ
の負極ペーストを、塗工機等を用い、負極集電体の表面
に、塗布し、その後乾燥させることによって、層状に結
着した負極合材を形成させることができる。正極シート
同様、必要に応じ、プレスなどによって負極合材１２ｎ
の密度を高めることもできる。一般に、リチウム二次電
池の負極集電体の厚さは１０〜１５μｍ、負極合材の厚
さは片面あたり２０〜１００μｍであり、本実施形態に
おいても、これに従えばよい。The negative electrode sheet 10n is formed by binding a negative electrode mixture 12n containing a negative electrode active material on the surface (both surfaces in the present embodiment) of a negative electrode current collector 11n made of metal foil such as copper in a layered manner.
In the formation of the negative electrode mixture 12n, a carbon material such as graphite or coke is used as a negative electrode active material, a binder such as polyvinylidene fluoride is mixed, and a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is added to form a paste. Prepared first. Next, the negative electrode paste is applied to the surface of the negative electrode current collector using a coating machine or the like, and then dried to form a negative electrode mixture bound in a layer. Similarly to the positive electrode sheet, if necessary, the negative electrode mixture 12n may be pressed or the like.
Density can be increased. In general, the thickness of the negative electrode current collector of the lithium secondary battery is 10 to 15 μm, and the thickness of the negative electrode mixture is 20 to 100 μm per side, and this may be followed in the present embodiment.
【００２５】本実施形態の場合、正極シート１０ｐ、負
極シート１０ｎともに、その幅方向の一端部にそれぞれ
正極合材未結着部１３ｐ、負極合材未結着部１３ｎを設
け、その部分にそれぞれ、正極集電用リード１４ｐ、負
極集電用リード１４ｎを付設している。集電用リードの
幅、長さ、付設する数、付設するピッチ等は、電池の構
成に応じ任意のものとすることができ、またその材質
は、それぞれの集電体と同じものとすればよく、付設は
超音波接合等によって行えばよい。In the case of this embodiment, both the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n are provided with a positive electrode mixture non-bonded portion 13p and a negative electrode mixture non-bonded portion 13n at one end in the width direction, respectively. And a positive electrode current collecting lead 14p and a negative electrode current collecting lead 14n. The width and length of the current collecting lead, the number to be attached, the pitch to be attached, and the like can be arbitrary according to the configuration of the battery, and if the material is the same as that of each current collector, The attachment may be performed by ultrasonic bonding or the like.
【００２６】〈電極シートに形成する小孔、スリット〉
次に、本発明のリチウム二次電池における特徴部であ
る、発生するガスの電極体からの放出を容易にするため
の手段について説明する。その第１は、正極シートおよ
び前記負極シートの少なくとも一方の電極シートを、集
電体および電極合材を貫通する複数の小孔および／また
はスリットを有するように構成することである。<Small holes and slits formed in electrode sheet>
Next, means for facilitating release of generated gas from the electrode body, which is a feature of the lithium secondary battery of the present invention, will be described. First, at least one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet has a plurality of small holes and / or slits penetrating the current collector and the electrode mixture.
【００２７】図３に、小孔を有する電極シートを模式的
に示す。このように、多数の小孔１５を有する電極シー
ト１０を捲回して構成される電極体では、電極合材１２
の内部あるいは正極シート１０ｐと負極シート１０ｎの
間に蓄積されようとするガスが、この小孔１５を通過し
て電極体外部に放出されるため、電極体内部にガスが蓄
積されず、極めて安全性の高いものとなる。FIG. 3 schematically shows an electrode sheet having small holes. As described above, in the electrode body formed by winding the electrode sheet 10 having a large number of small holes 15, the electrode mixture 12
The gas that is about to accumulate inside the electrode body or between the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n passes through the small holes 15 and is discharged to the outside of the electrode body. It is highly likely.
【００２８】発生するガスの放出ということを考慮すれ
ば、図３（ａ）に示すように、小孔１５は、電極シート
１０の全面にわたって、均一に設けるのが望ましい。In consideration of the release of generated gas, it is desirable that the small holes 15 be provided uniformly over the entire surface of the electrode sheet 10 as shown in FIG.
【００２９】また、図３（ｂ）に示すように、集電体１
１と電極合材１２とを貫通するように形成する。本実施
形態では、集電体１１の両面を電極合材１２が結着され
ており、両面の電極合材１２をも貫通している。小孔
は、電極シートの面に垂直に形成される必要はなく、電
極シートの面に対して斜めに貫通して形成されるもので
あってもよい。小孔のの形状は、円形である必要はな
く、方形、矩形、多角形等いずれの形状でもよい。ただ
し、電極シートの引張強度等を考慮すれば、応力が集中
しない円形のものが望ましい。Further, as shown in FIG.
1 and the electrode mixture 12. In the present embodiment, the electrode mixture 12 is bonded to both sides of the current collector 11 and penetrates the electrode mixture 12 on both sides. The small holes need not be formed perpendicularly to the surface of the electrode sheet, but may be formed to penetrate obliquely to the surface of the electrode sheet. The shape of the small hole need not be circular, and may be any shape such as a square, a rectangle, and a polygon. However, in consideration of the tensile strength and the like of the electrode sheet, it is desirable that the electrode sheet be circular without stress concentration.
【００３０】小孔の大きさは、任意のものとすることが
できる。ガスの放出という点からは、小孔の大きさは大
きいほうが好ましい。しかし、あまり大きすぎると、電
極シートの有効面積が減少する。また、負極シートの場
合、デンドライトの析出といった問題をも抱えるため、
その点でも、あまり大きくすることは好ましくない。電
極合材の厚さ、後に説明する小孔のピッチ（間隔）等に
よっても適正な値は異なるが、円形孔の場合、直径０．
１〜２ｍｍφの範囲であることが望ましい。The size of the small holes can be arbitrary. From the viewpoint of gas release, the size of the small holes is preferably large. However, if it is too large, the effective area of the electrode sheet decreases. In addition, in the case of the negative electrode sheet, since there is also a problem such as precipitation of dendrite,
In that respect, too large a size is not preferable. The appropriate value differs depending on the thickness of the electrode mixture, the pitch (interval) of the small holes described later, and the like.
It is desirable to be in the range of 1 to 2 mmφ.
【００３１】小孔の間隔についても任意のものとするこ
とができる。小孔の大きさの場合と同様、ガスの放出と
いう点からは、間隔が小さいほうが好ましい。しかし、
あまり大きすぎると、電極シートの有効面積が減少す
る。これらの点を考慮すれば、縦横それぞれの方向に、
５〜５０ｍｍの間隔で均一に小孔を設けるのがよい。言
い換えれば、電極面積２５〜２５００ｍｍ2に１個の小
孔を設けるのが望ましい。またさらに開口率（小孔の総
面積／電極面積×１００％）で表せば、１０-5％以上１
２．６％以下とすることが望ましい。The interval between the small holes can be arbitrarily set. As in the case of the size of the small holes, it is preferable that the intervals be small in terms of gas release. But,
If it is too large, the effective area of the electrode sheet decreases. Considering these points, in each of the vertical and horizontal directions,
Small holes are preferably provided uniformly at intervals of 5 to 50 mm. In other words, it is desirable to provide one small hole in the electrode area of 25 to 2500 mm 2 . Further, when expressed in terms of the aperture ratio (total area of small holes / electrode area × 100%), 10 -5 % or more and 1
It is desirable to set it to 2.6% or less.
【００３２】小孔の形成方法は、特に限定するものでは
ない。バリ、カエリ、電極合材の剥離等の電極シートの
機能を損なうような事態が発生しない限りいかななる方
法でもよく、例えば、ドリルによる穴あけ、プレスによ
る打ち抜き等の種々の手段によって行うことができる。The method for forming the small holes is not particularly limited. Burr, burrs, any method may be used as long as a situation that impairs the function of the electrode sheet such as peeling of the electrode mixture does not occur, and for example, it can be performed by various means such as drilling, punching by pressing and the like. .
【００３３】図４に、スリットを有する電極シートを模
式的に示す。スリット１６は、集電体１１および電極合
材１２を貫通する切れ目（裂け目)であり、このような
多数のスリット１６を有する電極シート１０を捲回して
構成される電極体では、電極合材１２の内部あるいは正
極シート１０ｐと負極シート１０ｎの間にガスが加圧状
態で蓄積された場合、電極シート１０自体が歪むことで
スリット１６が開口し、開口を通過して電極体外部に放
出されるため、電極体内部にガスが蓄積されず、極めて
安全性の高いものとなる。また、上述した小孔の場合と
異なり、電極合材の欠損がないことで、電極シートの有
効面積を大きくすることができるというメリットがあ
る。FIG. 4 schematically shows an electrode sheet having slits. The slits 16 are cuts (splits) penetrating the current collector 11 and the electrode mixture 12. In an electrode body formed by winding the electrode sheet 10 having such a large number of slits 16, the electrode mixture 12 is formed. When gas is accumulated under pressure or between the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n, the electrode sheet 10 itself is distorted to open the slit 16 and pass through the opening to be discharged to the outside of the electrode body. Therefore, gas does not accumulate inside the electrode body, which is extremely safe. Also, unlike the case of the small holes described above, there is an advantage that the effective area of the electrode sheet can be increased by the absence of the electrode mixture.
【００３４】スリットの長さは、電極体内部の圧力の上
昇による電極シートの歪みにより微少面積の開口を伴う
長さであればよく、２ｍｍ程度以上とすれば良い。ただ
し、あまり長いと電極シート自体の強度低下を招くこと
から、スリット形成のし易さ等をも考慮し、１０〜１０
０ｍｍ程度の長さとするのが望ましい。The length of the slit may be a length with an opening having a small area due to distortion of the electrode sheet due to an increase in the pressure inside the electrode body, and may be about 2 mm or more. However, if the length is too long, the strength of the electrode sheet itself is reduced.
Desirably, the length is about 0 mm.
【００３５】図４に示す電極シートのスリットの方向は
電極シートの長さ方向となっているが、スリットの方向
は、特に限定するものではない。電極シートの捲回時に
長さ方向にテンションをかけることから、電極シートの
長さ方向に概平行な方向とするのが望ましい。また、ス
リットの数については、電極シートの実用的な強度を保
てる範囲であればいくつでも設けることができるが、あ
まり多すぎるとスリットの形成に手間どることとなるこ
とから、それらを総合的に勘案して決定すればよい。ス
リットは電極シート全体にまんべんなく形成されること
が望ましい。例えば、１つの長さが２０ｍｍのスリット
を設ける場合は、電極面積６００〜２５００ｍｍ2当た
りに１つのスリットを設けることが望ましい。Although the direction of the slit of the electrode sheet shown in FIG. 4 is the length direction of the electrode sheet, the direction of the slit is not particularly limited. Since tension is applied in the length direction when the electrode sheet is wound, it is desirable to set the direction substantially parallel to the length direction of the electrode sheet. In addition, as for the number of slits, any number of slits can be provided as long as the practical strength of the electrode sheet can be maintained. However, if the number is too large, it takes time to form the slits. What is necessary is just to determine it. It is desirable that the slit is formed evenly over the entire electrode sheet. For example, when one slit having a length of 20 mm is provided, it is desirable to provide one slit per electrode area of 600 to 2500 mm 2 .
【００３６】スリットの形成方法についても、特に限定
するものではなく、小孔の形成の場合と同様、バリ、カ
エリ、電極合材の剥離等の電極シートの機能を損なうよ
うな事態が発生しない限りいかななる方法でもよい。例
えば、ナイフ状の刃によって部分的に切断する方法、プ
レス等を用い金型を利用して剪断により部分的にシャー
リングする方法等を採用することができる。The method of forming the slits is not particularly limited either, as in the case of the formation of the small holes, as long as the functions of the electrode sheet such as burrs, burrs, and peeling of the electrode mixture are not impaired. Any method is acceptable. For example, a method of partially cutting with a knife-shaped blade, a method of partially shearing by shearing using a mold using a press or the like, and the like can be adopted.
【００３７】１つの電極シートに、小孔とスリットとの
両方を設けることも可能である。また、正極シート、負
極シートの一方にのみ小孔、スリットを設けることも可
能である。一方の電極シートの小孔、スリットを通過し
たガスは、電極シートの間を通過して電極体の端面にま
で至ることが可能である限り、一方にのみ設けた場合で
あっても有効に機能する。ただし、正極シート、負極シ
ートの両方に小孔、スリットを設ける場合は、電極体の
中心部あるいは外周部に通じるガスの通路がより多く確
保されるために、より安全性に優れることになる。It is also possible to provide both small holes and slits in one electrode sheet. It is also possible to provide small holes and slits only in one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. The gas that has passed through the small holes and slits of one electrode sheet effectively functions even if it is provided only on one side as long as it can pass between the electrode sheets and reach the end face of the electrode body. I do. However, when small holes and slits are provided in both the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, more gas passages to the central portion or the outer peripheral portion of the electrode body are secured, so that the safety is further improved.
【００３８】〈電極シートに形成する溝〉発生するガス
の電極体からの放出を容易にするための第２の手段は、
正極シートおよび負極シートの少なくとも一方の電極シ
ートを、その表面に、電極合材が他の部分より薄く結着
されているあるいは結着されていないことによって形成
され電極シートの少なくとも一端部に通じる連続した溝
を有するように構成するものである。<Groove formed in electrode sheet> A second means for facilitating release of generated gas from the electrode body is as follows.
At least one electrode sheet of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is formed on the surface thereof by an electrode mixture being thinly bonded or not bonded to other portions, and is connected to at least one end of the electrode sheet. It is configured to have a groove formed.
【００３９】図５に溝を有する電極シートを示す。図５
（ａ）に示すように、この電極シート１０は、幅方向に
連続し両端が部電極合材１２の端部にまで通じる（達す
る）態様の溝１７を有している。溝１７の断面は、図５
（ｂ）に示すように、電極合材１２が他の部分より薄く
結着されていることによって形成される態様のもの（１
７ａ）でもよく、図５（ｃ）に示すように、電極合材１
２が結着されていないことによって形成される態様のも
の（１７ｂ）でもよい。FIG. 5 shows an electrode sheet having grooves. FIG.
As shown in FIG. 1A, the electrode sheet 10 has a groove 17 that is continuous in the width direction and has both ends communicating (reaching) to the end of the electrode mixture 12. The cross section of the groove 17 is shown in FIG.
As shown in (b), the electrode mixture 12 is formed by being thinner than other parts (1).
7a), and as shown in FIG.
2 (17b) may be formed by not being bound.
【００４０】この図５に示す電極シート１０が捲回され
た電極体は、電極体内部から電極体の捲回端面にまで通
じるガス通路を有することとなり、電極体内部のガスの
蓄積が抑制される。The electrode body in which the electrode sheet 10 shown in FIG. 5 is wound has a gas passage extending from the inside of the electrode body to the wound end face of the electrode body, so that accumulation of gas inside the electrode body is suppressed. You.
【００４１】溝の深さは、深いほどガスの流れにとって
は良好に作用するが、電極体における電極合材密度を考
慮すれば浅いほうが望ましい。一般に、セパレータとし
て厚さ２０〜４０μｍのフィルムが用いられることか
ら、このセパレータがずれて溝を閉塞する危険性を考慮
し、セパレータの厚さ以上の深さを有することが望まし
い。The depth of the groove is more effective for the gas flow as the groove is deeper. However, it is preferable that the groove is shallower in consideration of the density of the electrode mixture in the electrode body. Generally, since a film having a thickness of 20 to 40 μm is used as the separator, it is preferable that the separator has a depth equal to or greater than the thickness of the separator in consideration of the risk that the separator may shift and close the groove.
【００４２】溝の幅、間隔、数量等についても、特に限
定するものではないが、電池の容量、電極体の構造、電
極合材密度、ガス通路の確保といった観点から総合的に
勘案して決定すればよい。ガス抜けという観点からは、
溝のある部分の面積は、電極全体の面積の１／１００以
上とするのが望ましい。The width, spacing, quantity, etc. of the grooves are not particularly limited either, but are determined by comprehensively considering the capacity of the battery, the structure of the electrode body, the density of the electrode mixture, and the securing of the gas passage. do it. In terms of outgassing,
It is desirable that the area of the grooved portion is 1/100 or more of the area of the entire electrode.
【００４３】溝は、電極シートの端部にまで通じている
必要があるが、図５に示すものは、幅方向に一端部に電
極合材未結着部１３を有しており、この部分に通じれば
溝の機能は達成される。したがって、本明細書中、溝が
通じる電極シートの端部とは、電極合材の端部をも含む
ことを意味する。Although the groove needs to communicate with the end of the electrode sheet, the groove shown in FIG. 5 has an electrode-mixture-unbound portion 13 at one end in the width direction. If it leads to the function of the groove is achieved. Therefore, in this specification, the end of the electrode sheet through which the groove communicates means that the end of the electrode mixture is also included.
【００４４】また、図５に示す電極シート１０は、集電
体１１の両面に電極合材１２が結着されているが、溝は
必ず電極シート１０の両面に形成される必要はない。対
向するもう一方の電極シートの表面に溝が形成されてい
る場合は、その溝に対向する面に溝がなくても、電極体
自体のガスの通路は確保されることになる。ただし、電
極シートの両面に溝が形成されているほうが、よりスム
ーズのガスの流れが確保されることになる。なお、図５
に示すものは、集電体１１を挟んで同じ位置に両面の溝
１７が形成されているが、これに限定されず、電極シー
トの両面に溝を形成する場合、両面の溝は集電体を挟ん
で異なる位置に形成されるものでもよい。In the electrode sheet 10 shown in FIG. 5, the electrode mixture 12 is bonded to both sides of the current collector 11, but the grooves need not necessarily be formed on both sides of the electrode sheet 10. When a groove is formed on the surface of the other opposing electrode sheet, even if there is no groove on the surface opposing the groove, the gas passage of the electrode body itself is secured. However, when the grooves are formed on both sides of the electrode sheet, a smoother gas flow is ensured. FIG.
Although the grooves 17 on both sides of the electrode sheet are formed in the same position with the current collector 11 interposed therebetween, the grooves 17 are not limited to this. May be formed at different positions with the.
【００４５】図６に示す電極シート１０は、長さ方向に
連続した溝１０を有する態様のものである。この電極シ
ート１０を捲回した電極体では、ガスはその溝１７を通
って、電極体の外周面、内周面に導かれることになる。
この態様のものも、溝の深さ、幅、数量、間隔等につい
ては、上述した観点から総合的に決定すればよい。な
お、幅方向の中央部がガスが抜けにくいことから、この
幅方向の中央部に多くの溝を設けるのが望ましい。The electrode sheet 10 shown in FIG. 6 is an embodiment having a groove 10 continuous in the length direction. In the electrode body in which the electrode sheet 10 is wound, the gas is guided to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the electrode body through the groove 17.
Also in this embodiment, the depth, width, quantity, interval, and the like of the grooves may be comprehensively determined from the above-described viewpoint. In addition, since gas is difficult to escape from the center in the width direction, it is desirable to provide many grooves in the center in the width direction.
【００４６】図７に、他の溝の態様について示す。図７
（ａ）に示すものは、斜め方向に溝を形成したものであ
る。幅方向または長さ方向に平行に溝を形成する態様に
限られず、このように斜めに形成するものであってもガ
スの通路は確保される。図７（ｂ）に示す態様のもの
は、幅方向および長さ方向の両方向に溝を形成したもの
である。このように多方向に交わるように溝が形成され
ることで、よりスムーズなガスの流れが確保される。図
７（ｃ）に示すものは、曲線形状の溝を有する電極シー
トであり、このように、溝は直線形状のものにかぎられ
ない。図７（ｄ）に示すものは、溝の一端部のみが電極
シートの端部に通じている態様のものである。このよう
な態様のものであっても、ガスの通路は確保される。FIG. 7 shows another embodiment of the groove. FIG.
(A) shows a groove formed in an oblique direction. The present invention is not limited to the mode in which the grooves are formed in parallel to the width direction or the length direction. Even if the grooves are formed obliquely, the gas passage is secured. The embodiment shown in FIG. 7B has grooves formed in both the width direction and the length direction. By forming the grooves so as to intersect in multiple directions, a more smooth gas flow is ensured. FIG. 7C shows an electrode sheet having a curved groove, and the groove is not limited to a linear one. FIG. 7D shows an embodiment in which only one end of the groove communicates with the end of the electrode sheet. Even in such an embodiment, a gas passage is ensured.
【００４７】上記様々な溝の態様について述べたが、こ
れらのうちどの態様のものを採用するかは、電極体の構
造、電極シートの形状、大きさ等を考慮して、適切に判
断すればよい。また、前述した小孔、スリットを有する
電極シートの場合と同様、正極シート、負極シートのい
ずれか一方にのみ溝を形成するものであっても、それな
りの効果を奏する。さらに、前述した小孔、スリットと
溝との両方を有する態様の電極シートとすることもで
き、この態様のものは、電極体の内部へのガスの蓄積が
極めて抑制されることになる。Although the various aspects of the grooves have been described above, which of these aspects is to be adopted can be determined appropriately in consideration of the structure of the electrode body, the shape and size of the electrode sheet, and the like. Good. Further, similar to the case of the electrode sheet having the small holes and the slits described above, even if a groove is formed only in one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, a certain effect can be obtained. Furthermore, an electrode sheet having both the small holes, the slits, and the grooves described above can be used. In this embodiment, accumulation of gas inside the electrode body is extremely suppressed.
【００４８】次に、溝の形成方法について説明する。前
述したように、集電体表面への電極合材の結着は、ペー
スト状の電極合材を塗布し、乾燥し、その後必要に応じ
てプレスにて密度を高めるようにして行われる。溝は、
これらの工程が完了してから形成するものであってもよ
く、また、乾燥工程終了後に行ってもよい。形成する手
段は特に限定するものではない。例えば、刃物のような
もので結着した電極合材の一部を除去することによって
形成できる。Next, a method of forming a groove will be described. As described above, the binding of the electrode mixture to the surface of the current collector is performed by applying the paste-like electrode mixture, drying the paste, and then, if necessary, increasing the density by pressing. The groove is
It may be formed after these steps are completed, or may be performed after the drying step. The means for forming is not particularly limited. For example, it can be formed by removing a part of the electrode mixture bound with a blade or the like.
【００４９】また、乾燥工程前、つまり電極合材の塗布
工程においても溝を形成することができる。電極合材の
塗布は、計量ロール、塗布ロール、バックアップロール
の３本のロールを組み合わせたリバースロール塗工機な
どによって行うことができる。このリバースロール塗工
を行う場合は、塗布ロールとバックアップロールとの間
隔を変化させることにより、塗布厚を変更できることか
ら、この間隔を間欠的に変化させることによって、幅方
向に連続した溝を形成させることができる。また、集電
体への塗布後に、細く絞ったエアージェットをペースト
に吹き付けて、その一部を除去することによっても形成
できる。非接触の状態で溝が容易に形成でき、簡便な方
法となる。Also, the grooves can be formed before the drying step, that is, in the step of applying the electrode mixture. The application of the electrode mixture can be performed by a reverse roll coating machine combining three rolls of a measuring roll, a coating roll, and a backup roll. When performing the reverse roll coating, since the coating thickness can be changed by changing the interval between the application roll and the backup roll, a continuous groove is formed in the width direction by intermittently changing the interval. Can be done. Alternatively, after application to the current collector, the paste can be formed by spraying a finely squeezed air jet on the paste to remove a part thereof. Grooves can be easily formed in a non-contact state, which is a simple method.
【００５０】塗布ロール上に供給されたペーストを、あ
るいは集電体表面に転写したペーストを、刃物のような
ものを当てて掻き取るようにすれば、長手方向に連続し
た溝を形成することもできる。また、塗布ロール上に供
給されたペーストに、あるいは集電体表面に転写された
ペーストに、細く絞ったエアージェットを吹き付けるこ
とによっても、長手方向に連続した溝を形成することが
できる。なお、任意の方向に溝を形成する場合も、同様
に可能である。If the paste supplied on the application roll or the paste transferred to the surface of the current collector is scraped off with a blade or the like, a continuous groove in the longitudinal direction can be formed. it can. Alternatively, a continuous groove in the longitudinal direction can be formed by spraying a finely squeezed air jet on the paste supplied on the application roll or on the paste transferred on the current collector surface. In addition, it is possible to form a groove in an arbitrary direction.
【００５１】〈組み合わせ可能な他の手段〉上述した小
孔および溝という発生するガスの電極体からの放出を容
易にするための手段に組み合わせることで、電池内部の
ガス放出をより容易にするための手段について説明す
る。この手段の1つは、円筒型のリチウム二次電池を、
電極体の円筒側面と隣接する電池ケースの円筒形状の内
壁面との間に隙間を有する形態とすることである。<Other Combinable Means> In combination with the above-described means for facilitating release of generated gas from the electrode body, such as small holes and grooves, gas release inside the battery can be further facilitated. The means will be described. One of these means is to use a cylindrical lithium secondary battery,
An embodiment has a gap between the cylindrical side surface of the electrode body and the cylindrical inner wall surface of the adjacent battery case.
【００５２】一般に、円筒捲回型の電極体を有する電池
は、電池ケースも円筒型にし、電池のエネルギー体積密
度等を考慮して、電極体と電池ケースの内壁面との間に
隙間を設けていない。このような形態の電池では、電極
体内部にガスが蓄積された場合、ガス圧によって電極体
が膨らんで電池ケースに密着して、ますます電極体内部
のガスが放出されにくくなる。そこで、電極体の円筒側
面と電池ケースの円筒内壁面との間に所定の隙間を設け
るように電池を構成する。Generally, a battery having a cylindrical wound electrode body has a cylindrical battery case, and a gap is provided between the electrode body and the inner wall surface of the battery case in consideration of the energy volume density and the like of the battery. Not. In a battery of such a form, when gas is accumulated inside the electrode body, the electrode body expands due to the gas pressure and closely adheres to the battery case, so that the gas inside the electrode body becomes more difficult to be released. Therefore, the battery is configured such that a predetermined gap is provided between the cylindrical side surface of the electrode body and the cylindrical inner wall surface of the battery case.
【００５３】図８には、図１に掲げた電極捲回型二次電
池であって、電極体の円筒側面と電池ケースの円筒内壁
面との間に所定の隙間を設けた二次電池の断面を示す。
図からも明らかなように、電極体４０の円周外側面と、
電池ケース５０のケース本体との間に隙間５５を有して
いる。電極体４０を構成する正極シート１０ｐおよび負
極シート１０ｎが、前述した小孔、スリットまたは電極
シートの長さ方向に形成された溝を有する場合、電極体
４０の内部で発生したガスは、小孔、スリットまたは溝
を通過して電極体４０の円筒側面に向かって導かれる。
この図の示す形態の二次電池では、導かれたガスは、電
極体４０とケース本体５１との隙間５５を通過して容易
に電極体４０の捲回端面側にある空間に導かれる。した
がって、電池内部圧力が異常に高くなった場合でも、安
全弁は確実に開放して、電池の破裂といった自体を回避
できることになる。なお、隙間の大きさは、電極体の直
径にもよるが、ガス抜け性能、電池のエネルギー体積密
度等を考慮し、０．１〜１０ｍｍ程度とすることが望ま
しい。FIG. 8 shows the electrode-wound secondary battery shown in FIG. 1 in which a predetermined gap is provided between the cylindrical side surface of the electrode body and the cylindrical inner wall surface of the battery case. 3 shows a cross section.
As is clear from the figure, the outer circumferential surface of the electrode body 40 is
A gap 55 is provided between the battery case 50 and the case body. When the positive electrode sheet 10p and the negative electrode sheet 10n constituting the electrode body 40 have the small holes, slits, or grooves formed in the length direction of the electrode sheet described above, the gas generated inside the electrode body 40 is small holes. , And is guided toward the cylindrical side surface of the electrode body 40 through the slit or the groove.
In the secondary battery shown in this figure, the introduced gas passes through the gap 55 between the electrode body 40 and the case main body 51 and is easily guided to the space on the wound end face side of the electrode body 40. Therefore, even when the battery internal pressure becomes abnormally high, the safety valve is reliably opened, so that the battery itself can be avoided. The size of the gap depends on the diameter of the electrode body, but is desirably about 0.1 to 10 mm in consideration of outgassing performance, the energy volume density of the battery, and the like.
【００５４】なお、図８に示す電池は、電極体の中心に
捲回芯３０を有している。この捲回芯３０を取り除いた
態様のものとすれば、電極体内部に発生するガスを、電
極体の中心部から放出させることができ、より安全性に
優れた二次電池となる。また捲回芯を取り除く代わり
に、捲回芯を中空のパイプ状のものとし、捲回芯の表面
に溝を形成するあるいは多数の孔を設けるといった態様
のものとすることもでき、この態様とすることで、電極
体中心側からのガスの放出を容易にすることができる。The battery shown in FIG. 8 has a winding core 30 at the center of the electrode body. If the wound core 30 is removed, the gas generated inside the electrode body can be discharged from the center of the electrode body, and a secondary battery with more excellent safety can be obtained. Instead of removing the wound core, the wound core may be formed into a hollow pipe, and a groove may be formed on the surface of the wound core or a large number of holes may be provided. By doing so, the gas can be easily released from the center of the electrode body.
【００５５】[0055]
【実施例】上記実施形態に基づいて、実際に小孔を設け
た電極シートを有する電極体を実施例として作製し、過
充電試験を行った。また、これと比較するために、小孔
を設けていない電極体を比較例として作製し、同様に過
充電試験を行い、本発明のリチウム二次電池の安全性に
ついて評価した。以下にこれを説明する。EXAMPLE Based on the above embodiment, an electrode body having an electrode sheet with small holes was actually manufactured as an example, and an overcharge test was performed. Further, for comparison, an electrode body having no small holes was prepared as a comparative example, and an overcharge test was performed in the same manner to evaluate the safety of the lithium secondary battery of the present invention. This will be described below.
【００５６】〈電極シートの作製〉正極シートは以下の
ように作製した。正極活物質にはスピネル構造Ｌｉ1.03
Ｍｎ1.97Ｏ4（本荘ケミカル製）を用い、このＬｉ1.03
Ｍｎ1.97Ｏ4の８０重量部に、導電材としてカーボンブ
ラック（東海カーボン製：ＴＢ＃５５００）１０重量部
と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（呉羽化学工業
製：ＫＦポリマ）１０重量部とを混合し、分散させる溶
剤として適量のＮ−メチル−２−ピロリドンを加え、混
練して、ペースト状の正極合材を得た。このペースト
を、厚さ２０μｍのアルミニウム箔製正極集電体の両面
に塗工機を用いて塗布し、乾燥して結着させ、その後プ
レスにより正極合材密度を高めて、正極シートを得た。<Preparation of Electrode Sheet> The positive electrode sheet was prepared as follows. The cathode active material has a spinel structure of Li 1.03
Using Mn 1.97 O 4 (manufactured by Honjo Chemical), this Li 1.03
80 parts by weight of Mn 1.97 O 4 , 10 parts by weight of carbon black (TB # 5500, manufactured by Tokai Carbon Co.) as a conductive material and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (KF polymer, manufactured by Kureha Chemical Industry) as a binder An appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent to be mixed and dispersed, and kneaded to obtain a paste-like positive electrode mixture. This paste was applied to both sides of a 20 μm-thick aluminum foil positive electrode current collector using a coating machine, dried and bound, and then the positive electrode mixture density was increased by pressing to obtain a positive electrode sheet. .
【００５７】正極合材の塗工量（結着量）は、片面あた
り１５ｍｇ／ｃｍ2で、電極の幅は、１００ｍｍとし
た。プレス圧の調製により、正極合材の密度が１．５ｇ
／ｃｍ 3、２．５ｇ／ｃｍ3の２種類の正極シートを作製
した。正極合材密度２．５ｇ／ｃｍ3の正極シートにつ
いては、ドリルにて、正極合材および正極集電体を貫通
する小孔を格子状に等間隔で設けたものをも作製した。
小孔の孔径は、０．１ｍｍφおよび１ｍｍφの２種類と
し、小孔のピッチ（孔中心間隔）は縦横とも５ｍｍ、２
５ｍｍの２種類とするものをそれぞれ作製した。The coating amount (binding amount) of the positive electrode mixture was determined on one side.
15mg / cmTwoAnd the width of the electrode is 100 mm
Was. By adjusting the pressing pressure, the density of the positive electrode mixture becomes 1.5 g
/ Cm Three, 2.5g / cmThreeOf two types of positive electrode sheets
did. Positive electrode mixture density 2.5g / cmThreePositive electrode sheet
Drill through the positive electrode mixture and the positive electrode current collector
Also, those in which small holes to be provided were provided at regular intervals in a lattice shape were produced.
There are two types of small holes, 0.1mmφ and 1mmφ.
The pitch of the small holes (hole center distance) is 5 mm in both the vertical and horizontal directions.
Two types each having a size of 5 mm were produced.
【００５８】負極シートは以下のように作製した。負極
活物質に人造黒鉛である黒鉛化メソフェーズ小球体（大
阪ガスケミカル製：ＭＣＭＢ２５−２８）を用い、この
ＭＣＭＢの９０重量部に、結着剤としてポリフッ化ビニ
リデン（呉羽化学工業製：ＫＦポリマ）１０重量部を混
合し、分散させる溶剤として適量のＮ−メチル−２−ピ
ロリドンを加え、混練して、ペースト状の負極合材を得
た。このペーストを、厚さ１０μｍの銅箔製負極集電体
の両面に塗工機を用いて塗布し、乾燥して結着させ、そ
の後プレスにより負極合材密度を高めて、負極シートを
得た。The negative electrode sheet was produced as follows. Graphitized mesophase microspheres (manufactured by Osaka Gas Chemicals: MCMB25-28), which are artificial graphite, are used as the negative electrode active material, and 90 parts by weight of the MCMB are polyvinylidene fluoride (KF polymer: Kureha Chemical Industry) as a binder. 10 parts by weight were mixed and an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent to be dispersed and kneaded to obtain a paste-like negative electrode mixture. This paste was applied to both surfaces of a 10 μm thick copper foil negative electrode current collector using a coating machine, dried and bound, and then the negative electrode mixture density was increased by pressing to obtain a negative electrode sheet. .
【００５９】負極合材の塗工量（結着量）は、片面あた
り７ｍｇ／ｃｍ2で、電極の幅は、１０４ｍｍとした。
プレス圧の調製により、負極合材の密度が０．９ｇ／ｃ
ｍ3、１．３ｇ／ｃｍ3の２種類の負極シートを作製し
た。負極合材密度１．３ｇ／ｃｍ3の負極シートについ
ては、正極シート同様、ドリルにて、負極合材および負
極集電体を貫通する小孔を格子状に等間隔で設けたもの
をも作製した。正極シート同様、小孔の孔径は、０．１
ｍｍφおよび１ｍｍφの２種類とし、小孔のピッチ（孔
中心間隔）は縦横とも５ｍｍ、２５ｍｍの２種類とする
ものをそれぞれ作製した。The coating amount (binding amount) of the negative electrode mixture was 7 mg / cm 2 per one side, and the width of the electrode was 104 mm.
By adjusting the pressing pressure, the density of the negative electrode mixture becomes 0.9 g / c.
Two types of negative electrode sheets having m 3 and 1.3 g / cm 3 were produced. As for the negative electrode sheet having a negative electrode mixture density of 1.3 g / cm 3, as in the case of the positive electrode sheet, a sheet in which small holes penetrating the negative electrode mixture and the negative electrode current collector are provided at regular intervals in a lattice by a drill is also produced. did. Like the positive electrode sheet, the pore size of the small holes is 0.1
mmφ and 1 mmφ, and the pitch of the small holes (hole center interval) was set to 5 mm and 25 mm both vertically and horizontally.
【００６０】上記正極シートおよび負極シートを組み合
わせて、リチウム二次電池を作製した。正極シートと負
極シートとの間に挟装させるセパレータは厚さ２５μｍ
の多孔質ポリエチレンフィルム（東燃タルピス製）で、
幅１０６ｍｍのものを使用した。捲回機を用い、正極シ
ートおよび負極シートを、セパレータを介してロール状
に捲回し、外径３８ｍｍφの円筒型電極体を形成させ
た。次いで、この電極体に集電処理を施した後、内径４
０ｍｍφの円筒形電池ケースに非水電解液とともに収納
し、電池を完成させた。非水電解液は、エチレンカーボ
ネートとジエチルカーボネートとを体積比１：１に混合
した混合溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ6を１Ｍの濃度
で溶解させたもの（富山薬品工業製）を用いた。なお、
電池ケースは、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製で、８０
ｋｇ／ｃｍ2の耐圧を有し、２０ｋｇ／ｃｍ2で開弁する
安全弁が２箇所に設けられている。A lithium secondary battery was manufactured by combining the above positive electrode sheet and negative electrode sheet. The separator sandwiched between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet has a thickness of 25 μm.
Of porous polyethylene film (made by Tonen Tarpis)
The one having a width of 106 mm was used. Using a winding machine, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet were wound into a roll with a separator interposed therebetween to form a cylindrical electrode body having an outer diameter of 38 mmφ. Next, after performing a current collecting process on the electrode body,
The battery was housed in a 0 mmφ cylindrical battery case together with the non-aqueous electrolyte to complete the battery. As the non-aqueous electrolyte, a solution prepared by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 M as an electrolyte in a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 (manufactured by Toyama Pharmaceutical Co., Ltd.) was used. In addition,
The battery case is made of stainless steel (SUS304).
It has a breakdown voltage of kg / cm 2, a safety valve which opens at 20 kg / cm 2 is provided in two places.
【００６１】作製したリチウム二次電池は、正極シート
と負極シートとの組み合わせにより、下記表１のものと
した。The prepared lithium secondary batteries were as shown in Table 1 below by combining the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
【００６２】[0062]
【表１】 [Table 1]
【００６３】〈過充電試験とその評価〉上記実施例およ
び比較例のリチウム二次電池に対して、過充電試験を行
った。過充電試験の条件は、２０℃の環境温度の下、１
／５Ｃの電流密度で４．２Ｖまで定電流充電を行い、次
いで１／５Ｃの電流密度で３．０Ｖまで定電流放電を行
って放電容量をチェックした後、１Ｃの電流密度で、上
限電圧２０Ｖまで充電を行うものとした。この実験によ
り、各二次電池の、開弁（安全弁が開放すること）、破
裂（電池ケースが破裂すること）、発火の有無について
調べた。なお、いずれの電池もそれぞれ２０個ずつ試験
を行った。過充電試験の結果を下記表２に示す。<Overcharge Test and Its Evaluation> The lithium secondary batteries of the above Examples and Comparative Examples were subjected to an overcharge test. The conditions for the overcharge test are as follows:
A constant current charge was performed up to 4.2 V at a current density of / 5 C, then a constant current discharge was performed up to 3.0 V at a current density of 1/5 C, and the discharge capacity was checked. The battery was charged up to Through this experiment, the opening / closing (opening of the safety valve), rupture (battery of the battery case), and the presence or absence of ignition of each secondary battery were examined. Each battery was tested for 20 batteries. The results of the overcharge test are shown in Table 2 below.
【００６４】[0064]
【表２】 [Table 2]
【００６５】リチウム二次電池の安全性は、過充電によ
って電池内部圧が上昇した場合にあって、安全弁が開放
して圧力が低下する場合に高いといえる。電極体内部か
らガスが放出されず、電極体内部に蓄積される場合は、
開弁に至るまでの時間が長くあるいは開弁にまで至ら
ず、電池温度がかなりの温度まで上昇する。その結果た
とえ開弁したとしてもガスが発火し易くなる。また、時
には、安全弁が開放する前に電池ケース自体が破裂して
しまうことになる。実際に、今回の実験では、開弁に至
らないもの、発火したもの、電池ケースが破裂するもの
が数多くあった。It can be said that the safety of the lithium secondary battery is high when the internal pressure of the battery increases due to overcharge, and when the safety valve opens and the pressure decreases. If gas is not released from inside the electrode body and accumulates inside the electrode body,
The time until the valve is opened is long or the valve is not opened, and the battery temperature rises to a considerable temperature. As a result, even if the valve is opened, the gas is easily ignited. Also, sometimes, the battery case itself will burst before the safety valve opens. In fact, in this experiment, there were many cases in which the valve did not open, fired, and the battery case burst.
【００６６】電極シートに小孔を設けていない比較例の
二次電池では、開弁率は低く、発火率、破裂率は高いも
のとなっている。特に、正極シートおよび負極シートの
両者の電極合材密度が高い比較例２の二次電池では、１
００％のものが発火、破裂し、開弁率の１０％と極めて
低いものとなった。In the secondary battery of the comparative example in which no small holes were formed in the electrode sheet, the valve opening rate was low, and the firing rate and burst rate were high. In particular, in the secondary battery of Comparative Example 2 in which the electrode mixture density of both the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is high, 1
00% fired and ruptured, and the valve opening rate was extremely low at 10%.
【００６７】比較例の二次電池の結果から、電極合材密
度を低くすることにより、安全性を高められることが期
待できる。しかし、今回の試験では、プレス工程がない
場合でもこれ以下の密度にはならないという理由から、
電極合材密度をこれ以上低く抑えることができなかっ
た。したがって、電極合材密度をコントロールするだけ
では、リチウム二次電池の安全性を満足のいくレベルに
まで高めることは困難であると考えられる。また、実際
に電極合材密度を低下させた電池を作製したとしても、
電池のエネルギー体積密度が低く、実用的な二次電池と
はなり得ないと考えられる。ちなみに、電極合材密度の
低下により安全性が向上する原因は、電極合材密度の低
下に伴って、過充電時に電極合材内で発生するガスの拡
散抵抗が減少し、電極体内部からのガスの放出が容易に
なり、電極体内部の圧力上昇が抑制されるためであると
考えられる。From the results of the secondary battery of the comparative example, it can be expected that the safety can be improved by lowering the density of the electrode mixture. However, in this test, even if there is no pressing process, the density will not be lower than this,
The density of the electrode mixture could not be suppressed further. Therefore, it is considered that it is difficult to increase the safety of the lithium secondary battery to a satisfactory level only by controlling the electrode mixture density. Also, even if a battery with an actually reduced electrode mixture density is manufactured,
It is considered that the energy volume density of the battery is low and cannot be a practical secondary battery. By the way, the reason that the safety is improved by the decrease in the density of the electrode mixture is that the diffusion resistance of the gas generated in the electrode mixture at the time of overcharging decreases with the decrease in the density of the electrode mixture, and the inside of the electrode body is reduced. This is considered to be because the gas is easily released and the pressure increase inside the electrode body is suppressed.
【００６８】上記比較例の二次電池の結果と比較して、
電極シートに小孔を設けた実施例の二次電池の結果を判
断すれば、いずれの実施例の二次電池も、比較例のいず
れの二次電池よりも安全性が高いといえる。特に、正極
シートおよび負極シートの両者に小孔を設け、その小孔
を形成するピッチを５ｍｍとした実施例１および実施例
２の二次電池では、すべて開弁し、発火、破裂は皆無で
あった。また、小孔のピッチを２５ｍｍとした実施例３
の二次電池では、発火が１０％程度認められたが、すべ
て開弁し、破裂は皆無であった。さらに、若干安全性は
低下するものの、正極のみに小孔を設けた実施例４の二
次電池では、発火が３０％程度認められたが、すべて開
弁し、破裂は皆無という結果となり、負極のみに小孔を
設けた実施例５の二次電池では、発火が４０％程度、破
裂が１０％程度認められたものの、すべて開弁するとい
う結果となった。これらの結果を総合すれば、正極シー
トおよび負極シートの少なくとも一方に、電極合材およ
び集電体を貫通する小孔を設けることは、リチウム二次
電池の安全性を向上させる有効な手段であることが確認
できる。In comparison with the result of the secondary battery of the comparative example,
Judging from the results of the secondary batteries of the examples in which the electrode sheet is provided with small holes, it can be said that the secondary batteries of any of the examples have higher safety than any of the secondary batteries of the comparative examples. In particular, in the secondary batteries of Examples 1 and 2 in which small holes were provided in both the positive electrode sheet and the negative electrode sheet and the pitch for forming the small holes was 5 mm, all the valves were opened, and no ignition or rupture occurred. there were. Example 3 where the pitch of the small holes was 25 mm
In the secondary battery, ignition was observed at about 10%, but all valves were opened and no rupture occurred. Further, although the safety was slightly reduced, in the secondary battery of Example 4 in which only the positive electrode was provided with a small hole, ignition was observed at about 30%, but all the valves were opened and no rupture occurred. In the secondary battery of Example 5 in which only the small holes were provided, ignition was about 40% and burst was about 10%, but all the valves were opened. Summarizing these results, providing a small hole penetrating the electrode mixture and the current collector on at least one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is an effective means for improving the safety of the lithium secondary battery. Can be confirmed.
【００６９】また、これらの結果から、安全性の向上に
は、孔径の増大よりも、小孔のピッチの減少のほうがよ
り有効に影響することが確認でき、正極シート、負極シ
ートのいずれか一方に小孔を設ける場合には、正極シー
トに設けるほうがより安全性が高まることも確認でき
る。なお、電極シートに小孔を設ける場合、開口率に比
例して電池容量が低下することが懸念されるが、孔径
０．１ｍｍφ、孔ピッチ５ｍｍの場合で０．０３％、孔
径１ｍｍφ、孔ピッチ５ｍｍの場合で３．１４％という
値であり、実際の容量測定でも、殆ど無視できる値であ
った。From these results, it was confirmed that the reduction of the pitch of the small holes more effectively affects the improvement of the safety than the increase of the hole diameter. In the case where small holes are provided in the positive electrode sheet, it can also be confirmed that providing the holes in the positive electrode sheet increases the safety. In addition, when providing a small hole in the electrode sheet, there is a concern that the battery capacity may decrease in proportion to the opening ratio. However, when the hole diameter is 0.1 mmφ and the hole pitch is 5 mm, 0.03%, the hole diameter is 1 mmφ, and the hole pitch is In the case of 5 mm, the value was 3.14%, which was almost negligible in actual capacity measurement.
【００７０】リチウム二次電池の場合、充電時のデンド
ライトの析出を防止するため、正極合材の存在する部分
に対峙する負極シートの部分には負極合材を存在させる
こととしているが、今回の試験において負極シートに形
成した程度の小孔では、リチウムデンドライトの析出は
認められず、この点での安全性も確保されるものとなっ
ている。なお、正極活物質により高容量のＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2を用いた場合には、負極シートに孔径
１ｍｍφの小孔を設けたときにデンドライトの析出が懸
念されるが、この場合、上記試験結果に基づき、孔径を
０．１ｍｍφ程度にすれば析出は回避できるものと考え
られる。それでもなおデンドライトの析出が懸念される
場合には、負極シートに小孔を設けず正極シートのみに
設ければよく、それでも実用的に高い安全性を有するリ
チウム二次電池とすることができる。In the case of a lithium secondary battery, in order to prevent dendrite precipitation during charging, the negative electrode mixture is present in the portion of the negative electrode sheet facing the portion where the positive electrode mixture is present. In the small holes formed in the negative electrode sheet in the test, no precipitation of lithium dendrite was observed, and safety at this point was also ensured. In addition, a high capacity LiCo
When O 2 and LiNiO 2 are used, dendrite is likely to precipitate when a small hole having a hole diameter of 1 mmφ is provided in the negative electrode sheet. In this case, the hole diameter is reduced to about 0.1 mmφ based on the above test results. It is thought that the precipitation can be avoided by doing so. If dendrite precipitation is still a concern, the negative electrode sheet may be provided only in the positive electrode sheet without providing small holes, and a lithium secondary battery having practically high safety can be obtained.
【００７１】[0071]
【発明の効果】本発明のリチウム二次電池は、正極シー
トおよび負極シートとを重畳して形成された電極体を備
えてなるリチウム二次電池において、正極シートおよび
負極シートの少なくとも一方に、発生するガスの電極体
からの放出を容易にするための手段を設けるものでる、
そしてその手段は、集電体および前記電極合材を貫通す
る複数の小孔であり、電極合材が他の部分より薄く結着
されているあるいは結着されていないことによって形成
され電極シートの少なくとも一端部に通じる連続した溝
である。According to the lithium secondary battery of the present invention, there is provided a lithium secondary battery comprising an electrode body formed by superposing a positive electrode sheet and a negative electrode sheet on at least one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. Means for facilitating the release of the gas from the electrode body.
And the means is a plurality of small holes penetrating the current collector and the electrode mixture, the electrode mixture is formed by being thinned or not bonded to other parts of the electrode sheet, It is a continuous groove leading to at least one end.
【００７２】このような電極シートから構成される電極
体を有することにより、電極シートの電極合材に加圧状
態で蓄積されようとするあるいは電極シートと電極シー
トとの間に加圧状態で蓄積されようとするガスは、有効
に電極体の外部に放出されることとなり、そして、電極
体外部に放出されたガスは、その圧力が所定圧に達した
ときに、電池ケースに設けた安全弁から放出されること
で、本発明のリチウム二次電池は、電池内部圧が安定
し、より安全なリチウム二次電池となる。By having an electrode body composed of such an electrode sheet, it is attempted to accumulate in the electrode mixture of the electrode sheet in a pressurized state or to accumulate in a pressurized state between the electrode sheets. The gas to be released is effectively released to the outside of the electrode body, and the gas released to the outside of the electrode body is released from the safety valve provided in the battery case when the pressure reaches a predetermined pressure. By being released, the lithium secondary battery of the present invention has a stable battery internal pressure and is a safer lithium secondary battery.
【図１】 本発明のリチウム二次電池の実施形態である
比較的大容量の電極捲回型リチウム二次電池を模式的に
示す。FIG. 1 schematically shows a relatively large-capacity electrode-wound lithium secondary battery which is an embodiment of the lithium secondary battery of the present invention.
【図２】 実施形態のリチウム二次電池の電極体を構成
する正極シートおよび負極シートと、この正極シートと
負極シートとがセパレータを介し捲回されて電極体の形
成される様子を模式的に示す。FIG. 2 schematically shows a positive electrode sheet and a negative electrode sheet constituting an electrode body of the lithium secondary battery according to the embodiment, and a state in which the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound via a separator to form an electrode body. Show.
【図３】 実施形態のリチウム二次電池における小孔を
有する電極シートを模式的に示す。FIG. 3 schematically shows an electrode sheet having small holes in the lithium secondary battery of the embodiment.
【図４】 実施形態のリチウム二次電池におけるスリッ
トを有する電極シートを模式的に示す。FIG. 4 schematically shows an electrode sheet having slits in the lithium secondary battery of the embodiment.
【図５】 実施形態のリチウム二次電池における幅方向
に連続する溝を有する電極シートを模式的に示す。FIG. 5 schematically shows an electrode sheet having grooves continuous in the width direction in the lithium secondary battery of the embodiment.
【図６】 実施形態のリチウム二次電池における長手方
向に連続する溝を有する電極シートを模式的に示す。FIG. 6 schematically shows an electrode sheet having grooves continuous in the longitudinal direction in the lithium secondary battery of the embodiment.
【図７】 実施形態のリチウム二次電池の電極シートに
形成することのできる溝についての各種態様を模式的に
示す。FIG. 7 schematically shows various aspects of grooves that can be formed in the electrode sheet of the lithium secondary battery of the embodiment.
【図８】 実施形態のリチウム二次電池であって、電極
体の円筒側面と電池ケースの円筒内壁面との間に所定の
隙間を設けた二次電池の断面を示す。FIG. 8 shows a cross section of the lithium secondary battery of the embodiment, in which a predetermined gap is provided between the cylindrical side surface of the electrode body and the cylindrical inner wall surface of the battery case.
１０：電極シート（添え字のｐは正極、ｎは負極を表
す） １１：集電体 １２：電極合材 １３：電極合材未結着部 １４：集電用リード １５：小孔 １６：スリット １７：溝 ２０：セパレータ ３０：捲回芯 ４０：電極体 ５０：電池ケース ５１：ケース本体 ５２：蓋体 ５３：安全弁 ５４：ガスケット ５５：隙間 ６０：集電端子 ６１：フランジ部 ６２：外部端子部 ６３締結具 ６４：ガスケット10: Electrode sheet (subscript p represents a positive electrode, n represents a negative electrode) 11: Current collector 12: Electrode mixture 13: Electrode mixture non-bonded part 14: Current collecting lead 15: Small hole 16: Slit 17: Groove 20: Separator 30: Wound core 40: Electrode body 50: Battery case 51: Case body 52: Lid 53: Safety valve 54: Gasket 55: Gap 60: Current collecting terminal 61: Flange 62: External terminal 63 fastener 64: gasket
フロントページの続き (72)発明者 河合 泰明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 恵比根 美明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 右京 良雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 鋤柄 和俊 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 三浦 房美 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 正木 英之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 黒柳 考司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H014 AA04 BB08 CC04 CC07 EE05 EE08 5H028 AA01 AA05 AA07 CC10 EE01 HH05 5H029 AJ12 AK03 AL06 AL07 AL08 AM02 AM07 BJ02 BJ14 BJ27 CJ05 CJ07 DJ02 DJ04 DJ07 DJ12 DJ14 EJ01 HJ04 HJ12Continuation of the front page (72) Inventor Yasuaki Kawai 41-Cho Chu-Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Institute, Inc. 41 No. 1 Inside Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Ukyo 41 Aichi No. 1 inside Toyota Chuo Research Institute Co., Ltd., Nagakute-cho, Aichi-gun Aichi-gun Aichi-gun, Aichi Prefecture Toyota Central Research Institute, Co., Ltd., No. 41, Nagakute-cho, Yokomichi, Yokomichi (72) Inventor Fumi Miura 41, Toyoda Central Research Institute, Inc., Aichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi-gun, Aichi-gun, Japan Person Hideyuki Masaki 41-cho, Chukku-Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Kuroyagi 1-Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F-term (reference) 5H014 AA04 BB08 CC04 CC07 EE05 EE08 5H028 AA01 AA05 A A07 CC10 EE01 HH05 5H029 AJ12 AK03 AL06 AL07 AL08 AM02 AM07 BJ02 BJ14 BJ27 CJ05 CJ07 DJ02 DJ04 DJ07 DJ12 DJ14 EJ01 HJ04 HJ12
Claims (3)
ぞれの金属箔製集電体の表面に層状に結着して形成され
た正極シートおよび負極シートとを、セパレータを介
し、重畳して形成された電極体と、 電池内部圧の異常上昇を回避するための安全弁を有し、
前記電極体を収納する電池ケースとを備えてなるリチウ
ム二次電池であって、 前記正極シートおよび前記負極シートの少なくとも一方
の電極シートは、前記集電体および前記電極合材を貫通
する複数の小孔および／またはスリットを有することを
特徴とするリチウム二次電池。1. A positive electrode sheet and a negative electrode sheet each formed by binding each electrode mixture containing an active material on the surface of each metal foil current collector in a layered manner, with a separator interposed therebetween. It has a formed electrode body, and a safety valve to avoid abnormal rise of battery internal pressure,
And a battery case for housing the electrode body, wherein at least one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet has a plurality of electrode sheets penetrating the current collector and the electrode mixture. A lithium secondary battery having small holes and / or slits.
ぞれの金属箔製集電体の表面に層状に結着して形成され
た正極シートおよび負極シートとを、セパレータを介
し、重畳して形成された電極体と、 電池内部圧の異常上昇を回避するための安全弁を有し、
前記電極体を収納する電池ケースとを備えてなるリチウ
ム二次電池であって、 前記正極シートおよび前記負極シートの少なくとも一方
の電極シートは、その表面に、前記電極合材が他の部分
より薄く結着されているあるいは結着されていないこと
によって形成され該電極シートの少なくとも一端部に通
じる連続した溝を有することを特徴とするリチウム二次
電池。2. A positive electrode sheet and a negative electrode sheet each formed by binding each electrode mixture containing an active material to the surface of each metal foil current collector in a layered manner, with a separator interposed therebetween. It has a formed electrode body, and a safety valve to avoid abnormal rise of battery internal pressure,
A lithium secondary battery comprising: a battery case accommodating the electrode body, wherein at least one of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet has a surface on which the electrode mixture is thinner than other portions. A lithium secondary battery having a continuous groove formed by being attached or not attached and communicating with at least one end of the electrode sheet.
記負極シートがロール状に捲回されて円筒形状をなし、 前記電池ケースは、前記電極体の円筒側面と隙間を隔て
て隣接する円筒形状の内壁面を有する請求項１または請
求項２に記載のリチウム二次電池。3. The electrode body has a cylindrical shape in which the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound in a roll shape, and the battery case has a cylindrical shape adjacent to a cylindrical side surface of the electrode body with a gap therebetween. The lithium secondary battery according to claim 1, which has an inner wall surface.
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