JP2001185224A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JP2001185224A JP2001185224A JP37469399A JP37469399A JP2001185224A JP 2001185224 A JP2001185224 A JP 2001185224A JP 37469399 A JP37469399 A JP 37469399A JP 37469399 A JP37469399 A JP 37469399A JP 2001185224 A JP2001185224 A JP 2001185224A
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- Japan
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- wound
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- secondary battery
- tape
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高温放置した後であっても、容量回復率の高い
非水電解質二次電池を提供する。 【解決手段】正極板と隔離体と負極板とを偏平状に巻回
してなる偏平巻電極を袋状単電池ケースに収納した非水
電解質二次電池において、前記偏平巻電極は、正極、負
極リードを偏平巻電極の同一端面側に間隔をあけて設け
たものであって、電極群巻き軸に平行な一方の側壁部分
と、前記電極群巻き軸に垂直でリードが取り出されてい
る平面の正極リードと負極リードの間と、前記電極群巻
き軸に平行な他方の側壁部分と、前記電極群巻き軸に垂
直でリードが取り出されていない平面とを通る巻き止め
テープＡで固定されており、かつ前記巻き止めテープＡ
に対して直交するように、巻き止めテープＢで前記偏平
巻電極が巻回された構成とする。
非水電解質二次電池を提供する。 【解決手段】正極板と隔離体と負極板とを偏平状に巻回
してなる偏平巻電極を袋状単電池ケースに収納した非水
電解質二次電池において、前記偏平巻電極は、正極、負
極リードを偏平巻電極の同一端面側に間隔をあけて設け
たものであって、電極群巻き軸に平行な一方の側壁部分
と、前記電極群巻き軸に垂直でリードが取り出されてい
る平面の正極リードと負極リードの間と、前記電極群巻
き軸に平行な他方の側壁部分と、前記電極群巻き軸に垂
直でリードが取り出されていない平面とを通る巻き止め
テープＡで固定されており、かつ前記巻き止めテープＡ
に対して直交するように、巻き止めテープＢで前記偏平
巻電極が巻回された構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池に関する。
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、特にリチウム金属やリチウ
ム合金等の活物質、又はリチウムイオンをホスト物質
（ここでホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放
出できる物質をいう。）である炭素に吸蔵させたリチウ
ムインターカレーション化合物を負極材料とし、ＬｉＣ
ｌＯ４、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩を溶解した非プロト
ン性の有機溶媒を電解液とする非水電解質二次電池であ
る。
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、特にリチウム金属やリチウ
ム合金等の活物質、又はリチウムイオンをホスト物質
（ここでホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放
出できる物質をいう。）である炭素に吸蔵させたリチウ
ムインターカレーション化合物を負極材料とし、ＬｉＣ
ｌＯ４、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩を溶解した非プロト
ン性の有機溶媒を電解液とする非水電解質二次電池であ
る。
【０００３】この非水電解質二次電池は、上記の負極材
料をその支持体である負極集電体に保持してなる負極
板、リチウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオ
ンと可逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持
体である正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保
持するとともに負極板と正極板との間に介在して両極の
短絡を防止する隔離体などからなっている。
料をその支持体である負極集電体に保持してなる負極
板、リチウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオ
ンと可逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持
体である正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保
持するとともに負極板と正極板との間に介在して両極の
短絡を防止する隔離体などからなっている。
【０００４】そして、上記正極板及び負極板は、いずれ
も薄いシートないし箔状に成形されたものを、隔離体を
介して順に積層するか又は渦巻き状に巻回するなどして
発電要素とする。そしてこの発電要素を、ステンレス、
ニッケルメッキを施した鉄、又はアルミニウム製等の金
属からなる電池容器に収納され、電解液を注液後、蓋板
で密封固着したりして、電池が組み立てられる。
も薄いシートないし箔状に成形されたものを、隔離体を
介して順に積層するか又は渦巻き状に巻回するなどして
発電要素とする。そしてこの発電要素を、ステンレス、
ニッケルメッキを施した鉄、又はアルミニウム製等の金
属からなる電池容器に収納され、電解液を注液後、蓋板
で密封固着したりして、電池が組み立てられる。
【０００５】ところが、金属製電池容器を用いた場合、
気密性が高く、かつ機械的強度に優れてはいるものの、
電池の軽量化や薄型化、電池容器の材料、デザインには
大きな制約となる。
気密性が高く、かつ機械的強度に優れてはいるものの、
電池の軽量化や薄型化、電池容器の材料、デザインには
大きな制約となる。
【０００６】その問題を解決するものとして、発電要素
を袋状単電池ケースに収納する方法が提案されている。
特に、袋状単電池ケースの材質として、気密構造を有す
る金属ラミネート樹脂フィルムを使用することにより、
電解液の漏液や電池外部からの水分等の侵入がなく、か
つ電池の軽量化を図ることができる。
を袋状単電池ケースに収納する方法が提案されている。
特に、袋状単電池ケースの材質として、気密構造を有す
る金属ラミネート樹脂フィルムを使用することにより、
電解液の漏液や電池外部からの水分等の侵入がなく、か
つ電池の軽量化を図ることができる。
【０００７】また、発電要素の形状としては、巻回型、
特に断面を非円形あるいは長円形とすることにより、電
極表面積を大きくすることができ、製造工程も簡単とな
る。
特に断面を非円形あるいは長円形とすることにより、電
極表面積を大きくすることができ、製造工程も簡単とな
る。
【０００８】このような非水電解質二次電池を電子機器
に用いる場合、単電池又は複数個を直列接続したものと
して目的の電圧を得るようにする。この単数又は複数個
の電池は、充放電制御回路とともに樹脂もしくは金属と
樹脂からなる筐体に収納され、内容物を取り出せないよ
う封口したりするなどして電池パックとして用いられ
る。
に用いる場合、単電池又は複数個を直列接続したものと
して目的の電圧を得るようにする。この単数又は複数個
の電池は、充放電制御回路とともに樹脂もしくは金属と
樹脂からなる筐体に収納され、内容物を取り出せないよ
う封口したりするなどして電池パックとして用いられ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記非水電解質二次電
池は、世界各国で電子機器等の電源として使用されるた
め、寒冷地で使用されることも想定しなければならな
い。この場合、低温放電性能が重要になるが、前記性能
を改善するために、例えば電解液の一部に凝固点および
粘度が低いエチルメチルカーボネート等の鎖状炭酸エス
テルを使用することが一般的である。
池は、世界各国で電子機器等の電源として使用されるた
め、寒冷地で使用されることも想定しなければならな
い。この場合、低温放電性能が重要になるが、前記性能
を改善するために、例えば電解液の一部に凝固点および
粘度が低いエチルメチルカーボネート等の鎖状炭酸エス
テルを使用することが一般的である。
【００１０】しかしながら、例えば、晴天時に電子機器
等を、車のダッシュボードの上に長時間置いた場合の如
き高温環境下においては、放置後に容量が激減するとい
う問題があった。これは、例えば電解液の蒸発や分解等
によって気体が発生することで、電池が膨れて発電要素
を圧迫変形せしめ、その結果、正・負極板の極間距離が
不均一になり、温度を常温に戻しても、その形状が回復
しないことなどが原因と考えられる。
等を、車のダッシュボードの上に長時間置いた場合の如
き高温環境下においては、放置後に容量が激減するとい
う問題があった。これは、例えば電解液の蒸発や分解等
によって気体が発生することで、電池が膨れて発電要素
を圧迫変形せしめ、その結果、正・負極板の極間距離が
不均一になり、温度を常温に戻しても、その形状が回復
しないことなどが原因と考えられる。
【００１１】極板間の緊迫度の不均一性あるいは極板間
の高さ方向の位置ずれから生じる電池性能劣化を防止す
ることを目的として、渦巻状に巻回した極板群の渦巻方
向の直角方向に緊縛材が巻回された電池がすでに提案
（特開平８−１９５２０４号公報）されているが、しか
しながら、上述の如く高温環境下に放置された後の容量
低下の対策としては、十分ではなかった。特に、電池の
薄型化のために、偏平巻電極の中心に平板状等の心材や
スペーサーなどを設けない電極の場合には、上述のごと
き正・負極間の極間距離の不均一化がより一層大きくな
り、容量回復率の低下が顕著であった。
の高さ方向の位置ずれから生じる電池性能劣化を防止す
ることを目的として、渦巻状に巻回した極板群の渦巻方
向の直角方向に緊縛材が巻回された電池がすでに提案
（特開平８−１９５２０４号公報）されているが、しか
しながら、上述の如く高温環境下に放置された後の容量
低下の対策としては、十分ではなかった。特に、電池の
薄型化のために、偏平巻電極の中心に平板状等の心材や
スペーサーなどを設けない電極の場合には、上述のごと
き正・負極間の極間距離の不均一化がより一層大きくな
り、容量回復率の低下が顕著であった。
【００１２】そこで、本発明の課題は、高温放置した後
であっても、容量回復率の高い非水電解質二次電池を提
供することにある。
であっても、容量回復率の高い非水電解質二次電池を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明になる非水電解質
二次電池は、上記問題を鑑みてなされたものであり、正
極板と隔離体と負極板とを偏平状に巻回してなる偏平巻
電極を袋状単電池ケースに収納した非水電解質二次電池
において、前記偏平巻電極の縦方向を巻き止めテープＡ
および横方向を巻き止めテープＢで巻回されてなること
を特徴とするものである。
二次電池は、上記問題を鑑みてなされたものであり、正
極板と隔離体と負極板とを偏平状に巻回してなる偏平巻
電極を袋状単電池ケースに収納した非水電解質二次電池
において、前記偏平巻電極の縦方向を巻き止めテープＡ
および横方向を巻き止めテープＢで巻回されてなること
を特徴とするものである。
【００１４】このような構成により、高温放置後の容量
回復率を向上させることができる。また、巻回した電極
の巻き終わり部の緩みも防止することができる。
回復率を向上させることができる。また、巻回した電極
の巻き終わり部の緩みも防止することができる。
【００１５】前記縦方向に巻回とは、偏平巻電極の両端
面および側壁面を通るように巻回することであり、前記
横方向に巻回とは、前記縦方向に対して直交する方向に
巻回することである。なお、直交とは、９０°に交わる
ことのみを意味するのではなく、概ね９０°に交わるこ
とも意味する。
面および側壁面を通るように巻回することであり、前記
横方向に巻回とは、前記縦方向に対して直交する方向に
巻回することである。なお、直交とは、９０°に交わる
ことのみを意味するのではなく、概ね９０°に交わるこ
とも意味する。
【００１６】上記テープＡ、テープＢは、同一の材質で
あっても良いし、同じ形状であっても良い。
あっても良いし、同じ形状であっても良い。
【００１７】さらに好ましくは、上記袋状単電池ケース
が気密構造を有し、偏平状に巻回してなる偏平巻電極
が、その電極群巻き軸と袋状単電池ケースの開口面とが
垂直方向であるように収納されていることを特徴とする
ものである。なお、垂直方向とは、完全な垂直のみを意
味するのではなく、おおむね垂直な方向も意味する。
が気密構造を有し、偏平状に巻回してなる偏平巻電極
が、その電極群巻き軸と袋状単電池ケースの開口面とが
垂直方向であるように収納されていることを特徴とする
ものである。なお、垂直方向とは、完全な垂直のみを意
味するのではなく、おおむね垂直な方向も意味する。
【００１８】上記袋状単電池ケースの材質は金属ラミネ
ート樹脂フィルムが好ましい。
ート樹脂フィルムが好ましい。
【００１９】特に本発明は、前記非水電解質電池の電解
質に鎖状炭酸エステルが含有されてなる非水電解質電池
に適している。前記鎖状炭酸エステルが存在すると、高
温放置後の容量が激減するという問題があるので、容量
回復には、より効果的である。特に、エチルメチルカー
ボネートを有する非水電解質二次電池は、前記の問題が
一層顕著であることから、上記鎖状炭酸エステルがエチ
ルメチルカーボネートである上記非水電解質二次電池に
適している。
質に鎖状炭酸エステルが含有されてなる非水電解質電池
に適している。前記鎖状炭酸エステルが存在すると、高
温放置後の容量が激減するという問題があるので、容量
回復には、より効果的である。特に、エチルメチルカー
ボネートを有する非水電解質二次電池は、前記の問題が
一層顕著であることから、上記鎖状炭酸エステルがエチ
ルメチルカーボネートである上記非水電解質二次電池に
適している。
【００２０】また、前記巻き止めテープＡ，Ｂの幅を
ａ，ｂとし、前記偏平巻電極の高さ、横断面の長径を各
々Ｈ，Ｌとすると、０．０５Ｌ≦ａ≦０．６Ｌかつａ≦
ｂ≦Ｈを満たす構成とすることが好ましい。
ａ，ｂとし、前記偏平巻電極の高さ、横断面の長径を各
々Ｈ，Ｌとすると、０．０５Ｌ≦ａ≦０．６Ｌかつａ≦
ｂ≦Ｈを満たす構成とすることが好ましい。
【００２１】テープや電池の材質、形状などが異なれ
ば、回復率の値は変化するが、相対的関係を示す上記の
式を満たすことにより、より大きな容量回復率を得るこ
とができる。
ば、回復率の値は変化するが、相対的関係を示す上記の
式を満たすことにより、より大きな容量回復率を得るこ
とができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、同一端面
から正・負極２つのリードを設けた偏平状に巻回してな
る偏平巻電極を例として、以下に図面を参照して説明す
る。
から正・負極２つのリードを設けた偏平状に巻回してな
る偏平巻電極を例として、以下に図面を参照して説明す
る。
【００２３】図１に、前記非水電解質二次電池の外観を
示す。
示す。
【００２４】図１において、１は非水電解質二次電池、
２は袋状単電池ケース、３は正極リード、４は負極リー
ド、５は袋状単電池ケースの溶着部、６はリード取り出
し部の袋状単電池ケースの溶着部、７はリード取り出し
部とは反対側の袋状単電池ケースの溶着部である。な
お、袋状単電池ケースの材質としては金属ラミネート樹
脂フィルムを使用した。
２は袋状単電池ケース、３は正極リード、４は負極リー
ド、５は袋状単電池ケースの溶着部、６はリード取り出
し部の袋状単電池ケースの溶着部、７はリード取り出し
部とは反対側の袋状単電池ケースの溶着部である。な
お、袋状単電池ケースの材質としては金属ラミネート樹
脂フィルムを使用した。
【００２５】次に、上記本発明になる非水電解質二次電
池１の袋状単電池ケース５の内部に存する正極板と隔離
体と負極板とを偏平状に巻回してなる偏平巻電極の構造
の概略図を、図２に示す。
池１の袋状単電池ケース５の内部に存する正極板と隔離
体と負極板とを偏平状に巻回してなる偏平巻電極の構造
の概略図を、図２に示す。
【００２６】図２において、符号３および４は図１と同
じく各々正極、負極リードを示し、８は前記正極板と隔
離体と負極板とを偏平状に巻回してなる偏平巻電極、９
は偏平状に巻回してなる偏平巻電極の電極群巻き軸、１
０は縦方向に巻回した巻き止めテープＡ、１１は横方向
に巻回した巻き止めテープＢである。縦方向とは、前記
巻き軸９に平行な方向かつ電極端面の厚さ方向であり、
横方向とは、該巻き軸９に対して直交する方向である。
じく各々正極、負極リードを示し、８は前記正極板と隔
離体と負極板とを偏平状に巻回してなる偏平巻電極、９
は偏平状に巻回してなる偏平巻電極の電極群巻き軸、１
０は縦方向に巻回した巻き止めテープＡ、１１は横方向
に巻回した巻き止めテープＢである。縦方向とは、前記
巻き軸９に平行な方向かつ電極端面の厚さ方向であり、
横方向とは、該巻き軸９に対して直交する方向である。
【００２７】図１、および図２の本実施形態では、電極
８の断面形状が長円形であるが、概ね楕円形状のもので
も良い。また、正極リード３および負極リード４は、そ
の形状や取り付け位置など限定されるものではない。
８の断面形状が長円形であるが、概ね楕円形状のもので
も良い。また、正極リード３および負極リード４は、そ
の形状や取り付け位置など限定されるものではない。
【００２８】好ましくは、上記電極の構造が図１のよう
に、正極、負極リードを偏平巻電極の同一端面側に間隔
をあけて設けたものであって、電極群巻き軸に平行な一
方の側壁部分と、前記電極群巻き軸に垂直でリードが取
り出されている平面の正極リードと負極リードの間と、
電極群巻き軸に平行な他方の側壁部分と、電極群巻き軸
に垂直でリードが取り出されていない平面とを通る巻き
止めテープＡで固定されており、かつ前記巻き止めテー
プＡに対して直交するように、巻き止めテープＢで前記
偏平巻電極が巻回されているものがよい。さらに、上記
巻き止めテープＡおよびＢの位置が、各々電極の中央に
設けられているものが好ましい。回復率がより向上する
からである。
に、正極、負極リードを偏平巻電極の同一端面側に間隔
をあけて設けたものであって、電極群巻き軸に平行な一
方の側壁部分と、前記電極群巻き軸に垂直でリードが取
り出されている平面の正極リードと負極リードの間と、
電極群巻き軸に平行な他方の側壁部分と、電極群巻き軸
に垂直でリードが取り出されていない平面とを通る巻き
止めテープＡで固定されており、かつ前記巻き止めテー
プＡに対して直交するように、巻き止めテープＢで前記
偏平巻電極が巻回されているものがよい。さらに、上記
巻き止めテープＡおよびＢの位置が、各々電極の中央に
設けられているものが好ましい。回復率がより向上する
からである。
【００２９】さらに、前記巻き止めテープＡ，Ｂの幅を
各々ａ，ｂとし、前記偏平巻電極の高さ、横断面の長径
を各々Ｈ，Ｌとすると、０．０５Ｌ≦ａ≦０．６Ｌかつ
ａ≦ｂ≦Ｈを満たすことが好ましい。前記高さとは、電
極の巻き軸に平行な方向の長さであり、長径とは、端面
の最も幅の広いところ、すなわち電池の幅方向の長さで
ある。このようなテープ幅とすることにより、電極から
の放熱特性および電解液を注入するタイプの電池におい
てはその注入効率を阻害することなく、容量回復率をさ
らに高めることができる。
各々ａ，ｂとし、前記偏平巻電極の高さ、横断面の長径
を各々Ｈ，Ｌとすると、０．０５Ｌ≦ａ≦０．６Ｌかつ
ａ≦ｂ≦Ｈを満たすことが好ましい。前記高さとは、電
極の巻き軸に平行な方向の長さであり、長径とは、端面
の最も幅の広いところ、すなわち電池の幅方向の長さで
ある。このようなテープ幅とすることにより、電極から
の放熱特性および電解液を注入するタイプの電池におい
てはその注入効率を阻害することなく、容量回復率をさ
らに高めることができる。
【００３０】すなわち、Ａの幅ａは、放熱性やガス排出
性あるいは電解液の注液性を妨げないためには、小さい
方が良いが、あまりに小さすぎると、テープそのものの
強度が低下したり、強度は維持できたとしても極間距離
の均一化が損なわれてしまうからである。一方、Ｂの幅
ｂは、ａより小さいと、テープＢの効果が得られず、高
温放置後の容量回復率を向上させることができないから
である。
性あるいは電解液の注液性を妨げないためには、小さい
方が良いが、あまりに小さすぎると、テープそのものの
強度が低下したり、強度は維持できたとしても極間距離
の均一化が損なわれてしまうからである。一方、Ｂの幅
ｂは、ａより小さいと、テープＢの効果が得られず、高
温放置後の容量回復率を向上させることができないから
である。
【００３１】偏平巻電極を袋状単電池ケースに収納する
場合には、前記偏平巻電極はその電極の巻き軸が前記袋
状単電池ケースの開口面に垂直方向であることが好まし
い。なお、垂直方向とは、完全な垂直のみを意味するの
ではなく、概ね垂直な方向も意味する。
場合には、前記偏平巻電極はその電極の巻き軸が前記袋
状単電池ケースの開口面に垂直方向であることが好まし
い。なお、垂直方向とは、完全な垂直のみを意味するの
ではなく、概ね垂直な方向も意味する。
【００３２】また、電解質には、鎖状炭酸エステルを含
有することが好ましい。
有することが好ましい。
【００３３】金属ラミネート樹脂フィルムの金属の材質
としては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン箔
などを使用することができる。
としては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン箔
などを使用することができる。
【００３４】金属ラミネート樹脂フィルムの熱溶着部の
材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱
可塑性高分子材料であればどのような物質でもよい。
材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱
可塑性高分子材料であればどのような物質でもよい。
【００３５】また、金属ラミネート樹脂フィルムの樹脂
層や金属箔層は、それぞれ１層に限定されるものではな
く、２層以上であってもかまわない。
層や金属箔層は、それぞれ１層に限定されるものではな
く、２層以上であってもかまわない。
【００３６】巻き止めテープの材質としては、ポリイミ
ドおよびポリプロピレン等の電池に使用する電解液に侵
されない材質を使用するのが好ましい。特に好ましく
は、ポリプロピレンがよい。
ドおよびポリプロピレン等の電池に使用する電解液に侵
されない材質を使用するのが好ましい。特に好ましく
は、ポリプロピレンがよい。
【００３７】本発明になる非水電解質二次電池は特に限
定されるものではないが、使用する電解液溶媒として
は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル
メチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、メチルアセテート等の極性溶媒か、もしくはこれら
の混合物を使用することができる。
定されるものではないが、使用する電解液溶媒として
は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル
メチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、メチルアセテート等の極性溶媒か、もしくはこれら
の混合物を使用することができる。
【００３８】また、有機溶媒に溶解するリチウム塩とし
ては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ
（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ２ＣＦ３）
２、ＬｉＮ（ＣＯＣＦ３）２およびＬｉＮ（ＣＯＣＦ２
ＣＦ３）２などの塩もしくはこれらの混合物が使用可能
である。
ては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ
（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ２ＣＦ３）
２、ＬｉＮ（ＣＯＣＦ３）２およびＬｉＮ（ＣＯＣＦ２
ＣＦ３）２などの塩もしくはこれらの混合物が使用可能
である。
【００３９】また、本発明になる非水電解質二次電池の
隔離体としては、絶縁性のポリエチレン微多孔膜に電解
液を含浸したものや、高分子固体電解質、高分子固体電
解質に電解液を含有させたゲル状電解質等も使用でき
る。また、絶縁性の微多孔膜と高分子固体電解質等を組
み合わせて使用してもよい。さらに、高分子固体電解質
として有孔性高分子固体電解質膜を使用する場合、高分
子中に含有させる電解液と、細孔中に含有させる電解液
とが異なっていてもよい。
隔離体としては、絶縁性のポリエチレン微多孔膜に電解
液を含浸したものや、高分子固体電解質、高分子固体電
解質に電解液を含有させたゲル状電解質等も使用でき
る。また、絶縁性の微多孔膜と高分子固体電解質等を組
み合わせて使用してもよい。さらに、高分子固体電解質
として有孔性高分子固体電解質膜を使用する場合、高分
子中に含有させる電解液と、細孔中に含有させる電解液
とが異なっていてもよい。
【００４０】さらに、正極材料たるリチウムを吸蔵放出
可能な化合物としては、無機化合物としては、組成式Ｌ
ｉｘＭＯ２、またはＬｉｙＭ２Ｏ４（ただしＭ は遷移
金属、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦２ ）で表される、複合酸
化物、トンネル状の空孔を有する酸化物、層状構造の金
属カルコゲン化物を用いることができる。その具体例と
しては、ＬｉＣｏＯ２ 、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ
４ 、Ｌｉ２Ｍｎ２Ｏ４、ＭｎＯ２、ＦｅＯ２、Ｖ２Ｏ
５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２、ＴｉＳ２等が挙げられる。
また、有機化合物としては、例えばポリアニリン等の導
電性ポリマー等が挙げられる。さらに、無機化合物、有
機化合物を問わず、上記各種活物質を混合して用いても
よい。
可能な化合物としては、無機化合物としては、組成式Ｌ
ｉｘＭＯ２、またはＬｉｙＭ２Ｏ４（ただしＭ は遷移
金属、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦２ ）で表される、複合酸
化物、トンネル状の空孔を有する酸化物、層状構造の金
属カルコゲン化物を用いることができる。その具体例と
しては、ＬｉＣｏＯ２ 、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ
４ 、Ｌｉ２Ｍｎ２Ｏ４、ＭｎＯ２、ＦｅＯ２、Ｖ２Ｏ
５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２、ＴｉＳ２等が挙げられる。
また、有機化合物としては、例えばポリアニリン等の導
電性ポリマー等が挙げられる。さらに、無機化合物、有
機化合物を問わず、上記各種活物質を混合して用いても
よい。
【００４１】さらに、負極材料たる化合物としては、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ等とリチウムとの合
金、ＬｉＦｅ２Ｏ３、ＷＯ２、ＭｏＯ２等の遷移金属酸
化物、グラファイト、カーボン等の炭素質材料、Ｌｉ５
（Ｌｉ３Ｎ）等の窒化リチウム、もしくは金属リチウム
箔、又はこれらの混合物を用いることができる。
ｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ等とリチウムとの合
金、ＬｉＦｅ２Ｏ３、ＷＯ２、ＭｏＯ２等の遷移金属酸
化物、グラファイト、カーボン等の炭素質材料、Ｌｉ５
（Ｌｉ３Ｎ）等の窒化リチウム、もしくは金属リチウム
箔、又はこれらの混合物を用いることができる。
【００４２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を、比較例とあわせ
て、説明する。
て、説明する。
【００４３】本発明になる非水電解質二次電池は、正極
板と隔離体と負極板とからなる偏平状に巻回してなる偏
平巻電極が非水系の電解液とともに金属ラミネート樹脂
フィルムを熱溶着してなる金属ラミネート樹脂フィルム
ケースに収納されたものであり、その外観は図１に示し
たものと同じである。
板と隔離体と負極板とからなる偏平状に巻回してなる偏
平巻電極が非水系の電解液とともに金属ラミネート樹脂
フィルムを熱溶着してなる金属ラミネート樹脂フィルム
ケースに収納されたものであり、その外観は図１に示し
たものと同じである。
【００４４】正極活物質にはリチウムコバルト複合酸化
物を用いた。正極板は集電体に上記のリチウムコバルト
複合酸化物を活物質として保持したものである。集電体
は厚さ２０μｍのアルミニウム箔を使用した。正極板
は、結着剤であるポリフッ化ビニリデン８部と導電剤で
あるアセチレンブラック５部とを活物質８７部とともに
混合し、適宜Ｎ−メチルピロリドンを加えてペースト状
に調製した後、その集電体材料の両面に塗布、乾燥する
ことによって製作した。
物を用いた。正極板は集電体に上記のリチウムコバルト
複合酸化物を活物質として保持したものである。集電体
は厚さ２０μｍのアルミニウム箔を使用した。正極板
は、結着剤であるポリフッ化ビニリデン８部と導電剤で
あるアセチレンブラック５部とを活物質８７部とともに
混合し、適宜Ｎ−メチルピロリドンを加えてペースト状
に調製した後、その集電体材料の両面に塗布、乾燥する
ことによって製作した。
【００４５】負極板は、集電体の両面に、ホスト物質と
してのグラファイト（黒鉛）９２部と結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデン８部とを混合し、適宜Ｎ−メチルピ
ロリドンを加えてペースト状に調製したものを塗布、乾
燥することによって製作した。負極板の集電体は、厚さ
２０μｍの銅箔を使用した。
してのグラファイト（黒鉛）９２部と結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデン８部とを混合し、適宜Ｎ−メチルピ
ロリドンを加えてペースト状に調製したものを塗布、乾
燥することによって製作した。負極板の集電体は、厚さ
２０μｍの銅箔を使用した。
【００４６】隔離体はポリエチレン微多孔膜とし、ま
た、電解液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／ｌ含むエチレン
カーボネート：エチルメチルカーボネート５：５（体積
比）の混合液とした。
た、電解液は、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／ｌ含むエチレン
カーボネート：エチルメチルカーボネート５：５（体積
比）の混合液とした。
【００４７】極板の寸法は、正極板が厚さ１８０μｍ、
幅４９ｍｍ、セパレータが厚さ２５μｍ、幅５３ｍｍ、
負極板が厚さ１７０μｍ、幅５１ｍｍであり、正極板及
び負極板にそれぞれリード端子を溶接し、順に重ね合わ
せて長方形状の巻芯を中心として、長辺が発電要素の電
極群巻き軸と平行になるよう、その周囲に長円渦状に巻
回して、５３×３５×４ｍｍの大きさの偏平巻電極とし
た。
幅４９ｍｍ、セパレータが厚さ２５μｍ、幅５３ｍｍ、
負極板が厚さ１７０μｍ、幅５１ｍｍであり、正極板及
び負極板にそれぞれリード端子を溶接し、順に重ね合わ
せて長方形状の巻芯を中心として、長辺が発電要素の電
極群巻き軸と平行になるよう、その周囲に長円渦状に巻
回して、５３×３５×４ｍｍの大きさの偏平巻電極とし
た。
【００４８】この電極を、ポリプロピレン製で、幅７ｍ
ｍの裏面にのり層を有するテープで電極群巻き軸に平行
な一方の側壁部分と、前記電極群巻き軸に垂直でリード
が取り出されている平面の正極リードと負極リードの間
と、電極群巻き軸に平行な他方の側壁部分と、電極群巻
き軸に垂直でリードが取り出されていない平面とを通る
ように巻回し巻き止め、つぎに前記テープに垂直となる
ように、同じテープを用いて電極を巻回した。これを金
属ラミネート樹脂フィルムケースに、前記偏平巻電極は
その電極群巻き軸が袋状金属ラミネート樹脂フィルムケ
ースの開口面に垂直方向となるように収納し、袋状金属
ラミネート樹脂フィルムケースのリード取り出し部分を
熱溶着して密封し、電解液を、各電極と隔離体が十分湿
潤し、発電要素外にフリーな電解液が存在しない量を真
空注液した。さらに、袋状金属ラミネート樹脂フィルム
ケースのリード取り出し部分とは反対側を熱溶着で密封
した。これを電池アとする。
ｍの裏面にのり層を有するテープで電極群巻き軸に平行
な一方の側壁部分と、前記電極群巻き軸に垂直でリード
が取り出されている平面の正極リードと負極リードの間
と、電極群巻き軸に平行な他方の側壁部分と、電極群巻
き軸に垂直でリードが取り出されていない平面とを通る
ように巻回し巻き止め、つぎに前記テープに垂直となる
ように、同じテープを用いて電極を巻回した。これを金
属ラミネート樹脂フィルムケースに、前記偏平巻電極は
その電極群巻き軸が袋状金属ラミネート樹脂フィルムケ
ースの開口面に垂直方向となるように収納し、袋状金属
ラミネート樹脂フィルムケースのリード取り出し部分を
熱溶着して密封し、電解液を、各電極と隔離体が十分湿
潤し、発電要素外にフリーな電解液が存在しない量を真
空注液した。さらに、袋状金属ラミネート樹脂フィルム
ケースのリード取り出し部分とは反対側を熱溶着で密封
した。これを電池アとする。
【００４９】比較として従来の巻き止めテープＢがない
こと以外は電池アと同様の構成とした非水電解質二次電
池を電池イ、巻き止めテープＡがないこと以外は電池ア
と同様の非水電解質二次電池を電池ウ、巻き止めテープ
ＡおよびＢの両方がないこと以外は電池アと同様の非水
電解質二次電池を電池エとした。いずれも公称容量５０
０ｍＡｈの電池であり各１０セルづつ作製した。そし
て、各電池を次の条件で高温放置試験を行った。
こと以外は電池アと同様の構成とした非水電解質二次電
池を電池イ、巻き止めテープＡがないこと以外は電池ア
と同様の非水電解質二次電池を電池ウ、巻き止めテープ
ＡおよびＢの両方がないこと以外は電池アと同様の非水
電解質二次電池を電池エとした。いずれも公称容量５０
０ｍＡｈの電池であり各１０セルづつ作製した。そし
て、各電池を次の条件で高温放置試験を行った。
【００５０】 （放置前容量確認条件） 充電：５００ｍＡ定電流＋４．１Ｖ定電圧、合計３時間 放電：５００ｍＡ定電流、終止電圧２．７５Ｖ・・・・・放電容量 ↓ （放置条件） １００℃、３時間 ↓ （放置後容量確認条件） 放置：電池温度が２５℃になるまで 充電：５００ｍＡ定電流＋４．１Ｖ定電圧、合計３時間 放電：５００ｍＡ定電流、終止電圧２．７５Ｖ・・・・・放電容量 容量回復率の計算は次のように行った。
【００５１】 放電容量／放電容量×１００＝容量回復率(％) その結果、各１０セルの平均容量回復率は、本発明実施
例アでは７５％、比較例イ、ウ、エではそれぞれ３２
％、２１％、１９％となり、本発明になる非水電解質二
次電池が、高温放置後の容量回復率において、最も高い
値となった。
例アでは７５％、比較例イ、ウ、エではそれぞれ３２
％、２１％、１９％となり、本発明になる非水電解質二
次電池が、高温放置後の容量回復率において、最も高い
値となった。
【００５２】
【発明の効果】本発明になる非水電解質二次電池は、高
温環境下において、放置後の容量回復率はきわめて良好
となる。また、巻回した電極の巻き終わり部の緩みも防
止することができ、さらにその緩み防止および電極の電
池容器への挿入をも容易ならしめることができる。
温環境下において、放置後の容量回復率はきわめて良好
となる。また、巻回した電極の巻き終わり部の緩みも防
止することができ、さらにその緩み防止および電極の電
池容器への挿入をも容易ならしめることができる。
【図１】本発明の一実施形態である非水電解質二次電池
の外観図。
の外観図。
【図２】本発明の一実施形態である本発明になる非水電
解質二次電池の内部構造を示す図。
解質二次電池の内部構造を示す図。
１ 非水電解質二次電池 ２ 袋状単電池ケース ３ 正極リード ４ 負極リード ５ 発電要素の電極群巻き軸に平行な袋状単電池ケー
スの溶着部 ６ リード取り出し部の袋状単電池ケースの溶着部 ７ リード取り出し部とは反対側の袋状単電池ケース
の溶着部 ８ 偏平状に巻回してなる偏平巻電極 ９ 偏平状に巻回してなる偏平巻電極の電極群巻き軸 １０ 巻止めテープＡ １１ 巻止めテープＢ
スの溶着部 ６ リード取り出し部の袋状単電池ケースの溶着部 ７ リード取り出し部とは反対側の袋状単電池ケース
の溶着部 ８ 偏平状に巻回してなる偏平巻電極 ９ 偏平状に巻回してなる偏平巻電極の電極群巻き軸 １０ 巻止めテープＡ １１ 巻止めテープＢ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H014 AA04 AA06 AA07 EE01 EE05 HH01 HH06 5H028 AA07 BB07 CC12 CC22 CC26 EE01 EE06 HH01 HH05 5H029 AJ03 AK02 AK03 AK05 AK16 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ07 DJ02 DJ04 DJ05 EJ01 EJ12 HJ04
Claims (6)
- 【請求項１】正極板と隔離体と負極板とを偏平状に巻回
してなる偏平巻電極を袋状単電池ケースに収納した非水
電解質二次電池において、前記偏平巻電極の縦方向を巻
き止めテープＡおよび横方向を巻き止めテープＢで巻回
されてなることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項２】正極板と隔離体と負極板とを偏平状に巻回
してなる偏平巻電極を袋状単電池ケースに収納した非水
電解質二次電池において、前記偏平巻電極は、正極、負
極リードを偏平巻電極の同一端面側に間隔をあけて設け
たものであって、電極群巻き軸に平行な一方の側壁部分
と、前記電極群巻き軸に垂直でリードが取り出されてい
る平面の正極リードと負極リードの間と、電極群巻き軸
に平行な他方の側壁部分と、電極群巻き軸に垂直でリー
ドが取り出されていない平面とを通る巻き止めテープＡ
で固定されており、かつ前記巻き止めテープＡに対して
直交するように、巻き止めテープＢで前記偏平巻電極が
巻回されていることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項３】上記袋状単電池ケースが気密構造を有し、
偏平状に巻回してなる偏平巻電極がその電極群巻き軸と
袋状単電池ケースの開口面とが垂直方向であるように収
納されていることを特徴とする、請求項１または２に記
載の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】上記袋状単電池ケースの材質が金属ラミネ
ート樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１か
ら３のいずれかに記載の非水電解質電池。 - 【請求項５】前記非水電解質電池の電解質に鎖状炭酸エ
ステルが含有されてなることを特徴とする請求項１から
４のいずれかに記載の非水電解質電池。 - 【請求項６】前記巻き止めテープＡ，Ｂの幅を各々ａ，
ｂとし、前記偏平巻電極の高さ、横断面の長径を各々
Ｈ，Ｌとすると、０．０５Ｌ≦ａ≦０．６Ｌかつａ≦ｂ
≦Ｈを満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれ
かに記載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37469399A JP4461541B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37469399A JP4461541B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 非水電解質二次電池 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001185224A true JP2001185224A (ja) | 2001-07-06 |
| JP2001185224A5 JP2001185224A5 (ja) | 2007-01-11 |
| JP4461541B2 JP4461541B2 (ja) | 2010-05-12 |
Family
ID=18504278
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37469399A Expired - Fee Related JP4461541B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 非水電解質二次電池 |
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| JP2006093112A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池及びその製造方法 |
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- 1999-12-28 JP JP37469399A patent/JP4461541B2/ja not_active Expired - Fee Related
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