JP2002093404A

JP2002093404A - 偏平型電池

Info

Publication number: JP2002093404A
Application number: JP2000284415A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Okamoto; 朋仁岡本
Original assignee: GS Melcotec Co Ltd
Current assignee: Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】長円形に巻回された電極群において微小短
絡や内部短絡の発生を防止し、信頼性・安全性に優れた
偏平型電池を提供する。【解決手段】電極活物質を含む塗液を集電体上に塗工し
てなる正極板と負極板とを隔離体を介して長円形状に巻
回した電極群を備えた偏平型電池において、正極板の最
内周側端部から５ｍｍ以下の範囲を未塗工部とし、さら
に好ましくは正極板の最内周部分で長円形状に巻回した
最初の曲折部分の内面または両面を未塗工部とするとと
もに、前記正極板端部未塗工部に対向する負極板の曲折
部分の内面を未塗工部として電極群を構成し、正極板お
よび負極板のこれらの未塗工部を絶縁テープで覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏平型電池における電
極群の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン電池等の非水電解質二次
電池は、一般に電池電圧が高く、エネルギー密度が大き
いことから、比較的消費電力の大きい携帯電話やノート
パソコン等の携帯用機器の電源として広く用いられてい
る。

【０００３】このような非水電解質二次電池は、それに
用いる非水系電解質のイオン伝導度が、水系電解質と比
較して低いため、集電体上に形成される電極合剤層の厚
さを薄くして、電極面積を大きくする必要がある。そし
て、非水電解質二次電池においては、電極活物質の充填
量を上げるため、電極活物質を含む塗液を金属箔などの
集電体上に塗工・乾燥し、圧延して得たシート状の電極
板を隔離体を介して円筒形や長円形に巻回した渦巻状の
巻回構造や、シート状の電極板を隔離体を介して積み重
ねた積層構造の電極群を備え、この電極群を円筒形また
は角形の外装缶や、金属箔と樹脂フィルムで構成された
ラミネートシートからなる外装体に収納する方式が採用
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、長円形巻回
構造の電極群をもつ偏平型電池においては、電極板を巻
回した最内周部においては、曲率半径が小さいために、
電極板をほぼ１８０度に折り曲げたのと同様の状態にな
る。このとき、電極合剤層が硬いと、巻回する際に電極
合剤層が集電体を突き破り、電極板が切断することがあ
った。また、電極合剤層と集電体との接着性が足りなけ
れば、巻回する際に電極合剤層が集電体から剥がれて脱
落することがあった。

【０００５】このようにして、切断した電極板や脱落し
た電極合剤層片が隔離体を突き破り、他の極性の電極板
と接触するようなことになれば、電池の内部短絡が発生
するなどの不具合を生じることがあった。また、脱落し
た電極合剤層片が隔離体を介して電極板間にとどまった
場合であっても、その部分で電流集中が生じてリチウム
金属を析出させ、微小な内部短絡（微小短絡）を発生さ
せて、電池内での自己放電量増大に伴う容量低下などの
特性劣化を招くことがあった。

【０００６】従来の偏平型非水二次電池電池において
は、負極合剤が集電体である銅箔との接着性に欠けるた
め、巻回時において脱落することがあったため、図４に
示されるように、負極板の最内周部における最初の曲折
部分の内面を未塗工部にする対策が取られている（特開
２０００−２１４５２）ものもあり、負極合剤の脱落に
よる微小短絡の発生をある程度防ぐことができている。

【０００７】しかしながら、これだけでは、負極板未塗
工部にリチウムが吸蔵する負極活物質がないために、充
電時において、対向する正極板最内周側端部から放出さ
れる金属リチウムが負極板未塗工部の集電体上に析出す
ることにより微小短絡が発生する可能性があった。ま
た、正極板の最内周部における最初の曲折部分において
も、同様に、最内周部の正極合剤層が硬いと、正極合剤
層が集電体を突き破ったり正極合剤が脱落することがあ
り、内部短絡や放電容量低下などの不都合を生じること
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、電極
活物質を含む塗液を金属箔などの集電体に塗工して得た
シート状の正極板および負極板について、それらの塗工
パターンを工夫することにより、電極合剤層の脱落や金
属リチウムの析出を防止して、微小短絡を引き起こすこ
とがなく、良好な充放電サイクル特性と高い信頼性・安
全性を兼ね備えた偏平型電池を作製することを目的とし
ている。

【０００９】まず、本願第１の発明は、電極活物質を含
む塗液を集電体上に塗工してなる正極板と負極板とを隔
離体を介して長円形状に巻回した電極群を備えた偏平型
電池において、正極板の最内周側端部に未塗工部を設け
たことを特徴としている。本願第１の発明によれば、正
極板の最内周部の端部に未塗工部を設けることにより、
これに対向する負極板未塗工部の集電体上において充放
電に伴う金属リチウムの析出を防ぐことを可能としてい
る。

【００１０】また、本願第２の発明は、上記正極板未塗
工部の極板長手方向の寸法が、最内周側端部から５ｍｍ
以下であることとしている。本願第２の発明によれば、
正極板の未塗工部は、それに対向する負極板の未塗工部
に対向するだけの極板長手方向の寸法をもつ必要がある
が、必要以上に長すぎると、充放電に関与するリチウム
イオンを供給するＬｉＣｏＯ₂などの正極活物質の量を
減らすことになり、電池の放電容量を不必要に下げるこ
とになる。したがって、最内周部先端における正極板の
未塗工部の範囲は、最大でも端部から５ｍｍあれば十分
であるとした。

【００１１】次ぎに、本願第３の発明は、正極板の最内
周部分において、長円形状に巻回した最初の曲折部分の
内面または両面を未塗工部としたことを特徴としてい
る。本願第３の発明によれば、正極板の最初の曲折部分
における巻回時の折れを防ぎ、正極板の切断や正極合剤
層の脱落を防ぐことが可能となる。

【００１２】さらに、本願第４の発明は、上記電極群に
おいて、正極板の未塗工部に対向する負極板における最
初の曲折部分の内面を未塗工部としたことを特徴として
いる。ここで、正極板の未塗工部に対向する負極板の曲
折部分とは、曲折する半円周形状部を含んで正極板の未
塗工部に近接している部分を指す。本願第４の発明によ
れば、負極板の最初の曲折部分における巻回時の折れを
防ぎ、負極板の切断や負極合剤層の脱落を防ぐことが可
能となる。

【００１３】最後に、本願第５の発明は、前記電極群に
おいて、正極板および負極板の未塗工部を絶縁テープで
覆ったことを特徴としている。

【００１４】未塗工部が存在する部分では、集電体であ
るアルミ箔や銅箔が露出した状態で巻回されていること
になり、集電体同士が接触して内部短絡が発生した場合
には、電極合剤同士が接触するときより、短絡電流が大
きくなり、したがって、より大きな発熱を引き起こすこ
とになる。

【００１５】本願第５の発明によれば、この集電体同士
の接触を防ぐことができため、短絡発生時における電池
の安全性を高めることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】偏平型電池は、通常、薄いシート
状ないしは箔状に成形し、裁断した正極板および負極板
を、隔離体を介して順に積層したり（積層型）、あるい
は渦巻き状に巻回して（巻回型）、発電要素を構成して
おり、特に後者の場合には、その断面を長円形の電極群
形状とすることにより、電極表面積を大きくすることが
でき、高率での充放電を可能としている。

【００１７】本発明に係る偏平型電池の一形態として、
鉄（ニッケルメッキ）製の外装缶に収納された非水電解
質二次電池の構造を図１に示す。この偏平型電池は、シ
ート状の正極板２と負極板３とを隔離体４を介して長円
形に巻回した電極群１と、この電極群１に非水電解質
（図示せず）を含浸させて電池外装体６に収納したもの
であり、電池外装体６は、電池内圧の異常上昇時に開裂
する安全弁８を備えた蓋７により密閉封口されている。
そして、電極群を構成する正極板の最外周側の端部が正
極合剤未塗工の状態で正極集電リード１０として、蓋７
とは電気的に絶縁された正極端子９に接続され、負極板
の最外周側の端部が負極合剤未塗工の状態で負極集電リ
ード１１（図示せず）として蓋７に接続されている。

【００１８】本発明の偏平型電池に用いられる電池外装
体６は、ステンレス鋼、ニッケルメッキを施した鉄、ま
たはアルミニウム等の金属からなる角形の金属製外装缶
であってもよいし、アルミニウム等の金属箔にポリエチ
レン（ＰＥ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
等の樹脂フィルムを積層して構成されたラミネートシー
トからなる外装袋であってもよい。

【００１９】本発明による電極群１の最内周部の構造を
図２に示す。長円形状に巻回された電極群１の最内周部
分において、正極板２の最内周側端部から５ｍｍ以下の
範囲にある部分２Ａの両面、ならびに最内周部分で長円
形状に巻回した最初の曲折部分２Ｂの内面または両面を
未塗工部とし、さらに前記正極板の最内周側端部の未塗
工部に対向する負極板の曲折部分３Ｂの内面を未塗工部
としている。そして、このような未塗工部を設けること
により、電極板の切断や電極合剤層の脱落を防止して、
内部短絡や、微小短絡による容量低下等を引き起こすこ
とのない信頼性の高い偏平型電池を提供することを可能
とした。

【００２０】そして、正極板、負極板を巻回して電極群
を構成した際に上記のような未塗工部が配設されるよ
う、それらの電極板製造工程において所定の塗工パター
ンで活物質を含む塗液を塗工することにより実現され
る。また、正極板、負極板の塗工、乾燥後、圧延加工を
行った後に、図３に示すように、未塗工部２Ａ、２Ｂお
よび３Ｂに絶縁テープ５を貼り付け、未塗工部を絶縁体
で覆うことにより、電極板の切断や電極合剤層の脱落を
防止して、内部短絡を発生するようなことのない、さら
に安全性・信頼性の高い偏平型電池を実現した。

【００２１】本発明で用いられる絶縁テープとしては、
耐熱性が高く、有機電解液に溶解しないことが必要であ
り、ポリイミド樹脂テープが好ましい。また、絶縁テー
プの厚みが大きすぎると、テープを貼付した部分におい
て電極と隔離体との間に隙間が生じて電極群がうねりや
すくなるために、絶縁テープの厚さは１００μｍ以下、
さらには５０μｍ以下が好ましい。

【００２２】本発明の正極板に含まれる正極活物質とし
ては、リチウムイオンを吸蔵・放出できる物質であれば
よく、金属酸化物（ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭ
ｎ₂Ｏ₄、ＭｎＯ₂、ＭｏＯ₂、ＣｕＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＣｒＯ
₃、Ｖ₂Ｏ₅、ＮｉＯＯＨなど）、金属硫化物（ＦｅＳ、
ＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂など）、金属セレン化物（ＴｉＳｅ ₂
など）等が例示される。なお、これらの中から選択され
る複数の物質を混合して正極活物質として用いてもよ
い。

【００２３】また、正極板に用いられる導電剤として
は、アチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネ
スブラック等を単体、もしくはこれらの組み合わせが例
示される。また、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ゴム系高分子もしく
はこれらとセルロース系高分子との混合物またはポリフ
ッ化ビニリデンを主体とするコポリマー等が例示され
る。

【００２４】本発明の負極板に含まれる負極活物質とし
ては、リチウム金属、またはリチウムアルミニウム合金
や熱分解炭素、コークス類、天然黒鉛や人造黒鉛等のグ
ラファイト類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活
性炭などリチウムを吸蔵・放出する炭素質材料、または
ポリピロールやポリアセチレンのようなポリマー材料を
用いることも可能である。なお、これらの中から選択さ
れる複数の物質を混合して負極活物質として用いてもよ
い。

【００２５】また、負極板に用いられる導電剤や結着剤
としては、正極板に用いられるものと同様のものが例示
されるが、それらに限定されるものではない。

【００２６】本発明に用いられる非水電解質としては、
一般的には非プロトン性の有機溶媒に電解質としてのリ
チウム塩を溶解した非水電解液が用いられる。この非水
電解液の溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、メチルエチルカーボネートなどの炭酸エス
テルやγ−ブチルラクトン、１，２ジメトキシエタン、
テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、
プロピオン酸メチル等の有機溶媒を単独または二種以上
用いて混合して使用してもよい。

【００２７】また、非水電解液の電解質には、ＬｉＣｌ
Ｏ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃
ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂等を単独または二種以上
混合して使用することができる。なかでもＬｉＰＦ₆が
最も望ましい。

【００２８】また、本発明の偏平型電池における隔離体
としては、絶縁性で多孔質のポリエチレン樹脂等からな
る微多孔質膜（セパレータ）が使用される。セパレータ
としては、樹脂の種類、性質あるいは膜特性の異なる複
数の微多孔質膜が積層して形成させたものであってもよ
い。また、このようなセパレータ以外にも、高分子固体
電解質、あるいは高分子固体電解質に上記非水電解液を
含有させたゲル状電解質等を隔離体として使用すること
ができる。ここでの高分子固体電解質としては、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロ
ニトリル、ポリエチレングリコール、またはこれらの変
成体が例示される。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非水電解液と、細孔中
に含有させる非水電解液とが異なっていてもよい。した
がって、本発明に用いられる非水電解質には、このよう
な高分子固体電解質やゲル状電解質なども含まれる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施形態を、非水電解液を備
えた非水電解液二次電池における実施例に基づいて詳細
に説明するが、下記実施例により何ら限定されるもので
はなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更し
て実施することが可能であることは言うまでもない。

【００３０】［実施例１］（正極板の作製）正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂を９５
重量％、炭素系導電剤としてアセチレンブラックを２重
量％、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）を３重量％の割合で混合し、さらにＮ−メチル−２
−ピロリドン（ＮＭＰ）を添加したものを混練して正極
ペースト（塗液）を得た。次に、この正極ペーストを１
５μｍ厚のアルミニウム箔よりなる電極基材上に所定の
塗工パターンにより間欠塗工を行い、乾燥後、電極合剤
層の空孔率が３０％となるようにプレス加工した。そし
て、この長尺の正極板シートから、最外周側の正極端子
リード部、および最内周側の端部から２ｍｍの範囲の両
面が未塗工部になるように正極板を切り出した。

【００３１】（負極板の作製）ピッチの炭素化過程で生
ずる表面に難黒鉛化炭素の層を有する２層構造のメソフ
ェーズ小球体を原料としたメソカーボンマイクロビーズ
を負極活物質として９６重量％、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶｄＦ）を結着剤として４重量％の割合で混合し、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を添加したもの
を混練して負極ペースト（塗液）を得た。次に、この正
極ペーストを１５μｍ厚の銅箔よりなる電極基材上に所
定の塗工パターンにより間欠塗布を行い、乾燥後、電極
合剤層の空孔率が３５％となるようにプレス加工した。
そして、この長尺の負極板シートから、最外周側の負極
端子リード部の両面、および最内周側の端部から３５ｍ
ｍ〜３９ｍｍの範囲の片面が未塗工部になるように負極
板を切り出した。

【００３２】（電極群の作製）上記負極板の片面未塗工
部が、巻回したときに最初の曲折部分の内面になり、さ
らに上記正極板の最内周側先端の未塗工部に対向するよ
うに、正負両極板と隔離体を同時に巻回して電極群とし
た。隔離体としては、厚さ２５μｍ、空孔率４０％であ
るポリエチレン微多孔膜（セパレータ）を使用した。

【００３３】（試験電池の作製）上記電極群を幅３０ｍ
ｍ×高さ４８ｍｍ×厚み５ｍｍの角形の電池外装缶に収
納し、さらに非水電解液を注入して蓋を封口することに
より、図１に示すような構造を持つ非水電解質二次電池
［実施例１］を作製した。実施例１の電池における電極
群最内周部の構造を図２に示す。非水電解液には、エチ
レンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（Ｄ
ＥＣ）との体積比１：１の混合溶媒に、リチウム塩とし
てＬｉＰＦ₆を１モル／リットル溶解させたものを使用
した。

【００３４】［実施例２］上記正極板の最内周側端部か
ら５ｍｍの範囲の両面が未塗工部になるように極板を切
り出した以外は、実施例１と同様にして非水電解液二次
電池［実施例２］を作製した。

【００３５】［実施例３］上記正極板の最内周側端部か
ら２ｍｍの範囲の両面、および正極板の最内周側端部か
ら３５ｍｍ〜３９ｍｍの範囲の両面が未塗工部になるよ
うに極板を切り出した以外は、実施例１と同様にして非
水電解液二次電池［実施例３］を作製した。

【００３６】［実施例４］上記正極板の最内周側端部か
ら２ｍｍの範囲の両面、および最内周側端部から３５ｍ
ｍ〜３９ｍｍの範囲の片面が未塗工部になるように極板
を切り出した。そして、後者の片面未塗工部が巻回した
電極群において最内周部曲折部分の内面に位置するよう
に、実施例１と同じ負極板、セパレータを用いて電極群
を構成し、実施例１と同様にして非水電解質電池［実施
例４］を作製した。

【００３７】［実施例５］実施例３と同じように切り出
した正極板および負極板において、リード接合部以外の
未塗工部を完全に覆うように、厚さ３０μｍのポリイミ
ドテープを貼付した。そして、上記正負両極板と、実施
例１と同じセパレータを同時に巻回して電極群を構成
し、実施例１と同様にして非水電解質電池［実施例５］
を作製した。実施例５の電池における電極群最内周部の
構造を図３に示す。

【００３８】［比較例１］正負両極板ともに最内周側端
部近くには未塗工部を設けないようにして極板を切り出
し、それ以外は、実施例１と同様にして非水電解質電池
［比較例１］を作製した。比較例１の電池における電極
群最内周部の構造を図４に示す。

【００３９】［比較例２］正極板の最内周側端部近くに
は未塗工部を設けないようにして極板を切り出し、それ
以外は、実施例１と同様にして非水電解質電池［比較例
２］を作製した。

【００４０】［比較例３］正極板の最内周側端部から８
ｍｍの範囲の両面が未塗工部になるように極板を切り出
した以外は、実施例１と同様にして非水電解質電池［比
較例３］を作製した。

【００４１】［比較例４］正極板の最内周側端部から１
１ｍｍの範囲の両面が未塗工部になるように極板を切り
出した以外は、実施例１と同様にして非水電解質電池
［比較例４］を作製した。

【００４２】[初期容量試験方法]上記実施例と比較例の
電池各々１０個を雰囲気温度２５℃の恒温室に入れ、下
記充放電条件により充放電試験を行い、電池の初期容量
を測定した。充電条件：５７０ｍＡ定電流・４．２Ｖ定電圧×５ｈ放電条件：５７０ｍＡ定電流、終止電圧３．０Ｖ [充放電サイクル試験方法]上記実施例と比較例の電池各
々１０個を雰囲気温度２５℃の恒温室に入れ、下記充放
電条件により充放電サイクル試験を行った。充電条件：５７０ｍＡ定電流・４．２Ｖ定電圧×５ｈ放電条件：５７０ｍＡ定電流、終止電圧３．０Ｖ充放電サイクル試験は、各試験電池の放電容量が初期容
量の８０％に低下するまで継続した。

【００４３】［初期容量試験および充放電サイクル試験
結果］上記実施例と比較例の電池における各電池の初期
容量、および電池の容量保持率が初期容量の８０％にな
ったときのサイクル数を下記の表１に示す。なお、表１
の数値は、それぞれ１０個の試験電池における平均値を
取ったものである。

【００４４】

【表１】注：実施例５は、実施例３の正負両極板の未塗工部に絶
縁テープ貼付け

【００４５】表１の試験結果から、比較例１および比較
例２の電池でサイクル特性が大きく劣っているとことが
わかる。比較例１においては、巻回することで負極板の
最内周部分における最初の曲折部分で内面の負極合剤が
脱離したことにより、その脱離した合剤が正極板と負極
板との間に介在して、充放電を繰り返すうちに微小短絡
を発生させることになり、早期に容量劣化が大きくなっ
たものと考えられる。また、比較例２においては、負極
板の未塗工部に対向している正極板に正極合剤層が存在
し、充電時に正極活物質から放出されたリチウムイオン
を吸蔵する炭素材料が負極板に存在しないことから、集
電体である銅箔上に金属リチウムが析出して、充放電サ
イクルを経過するに伴い析出量が増大して正極板との間
で微小短絡を発生させたことにより、容量低下が大きく
なったものと考えられる。

【００４６】また、比較例３や比較例４の試験結果に見
られるように、正極板の未塗工部を増やすことは、電池
内における正極活物質量すなわち充放電に関与するリチ
ウムイオン量を減少させることに過ぎず、必要以上に未
塗工部を増やすことは電池の初期容量自体を減少させる
ことになる。このようなことから、正極板の未塗工部と
しては、上記の金属リチウム析出による微小短絡の発生
を防ぐのに十分な寸法で良く、長くても端部から５ｍｍ
あれば十分であるということになる。

【００４７】次ぎに、サイクル寿命特性に関しては、特
に実施例３、実施例４および実施例５の電池が優れてい
る。実施例１および２、ならびに比較例１〜４の電池に
おいては、正極板と負極板とが平行に対向している部分
に比べて、最内周部の最初の曲折部分における正極板内
面側の合剤量が、それに対向する負極板の最内周の先端
部分における合剤量に対して過剰に存在する。そのため
に負極板の最内周の先端部分においては、充電時におい
て負極の吸蔵能力以上のリチウムイオンが正極から放出
され、充放電サイクルの進行に伴い金属リチウムの析出
量が増大したことにより放電容量が徐々に減少したもの
と考えられる。これに対して、実施例３、実施例４およ
び実施例５においては、正極板の最内周から最初の曲折
部分の内面に活物質を含んだ合剤層が存在しないため
に、上記のようなサイクルの進行に伴う金属リチウムの
析出の増大を防ぐことができる。そのために、サイクル
寿命特性がさらに向上したものと考えられる。

【００４８】次に、正極板と負極板とを、セパレータを
介して長円形状に巻回した電極群において、正極板およ
び負極板に存在する未塗工部を絶縁テープで覆った電極
群を用いて、それが電池の安全性にもたらす効果につい
て検討を行った。

【００４９】[絶縁試験]上記の実施例３、実施例５およ
び比較例１の電池各々１０００個を作製し、電解液注入
前に正極端子と負極（電池ケース底面）との間に２５０
Ｖの電圧を印加して、その絶縁抵抗を測定した。そし
て、絶縁抵抗が８０ＭΩ以下の電池を絶縁不良電池とし
た。このような電池においては、電極から脱落した電極
合剤が正負両極板間に介在してセパレータを圧迫し、両
極板間の間隙を狭めることとなり、高電圧を印加した際
にセパレータを損傷させたものと判断される。

【００５０】[落下試験]上記の実施例３、実施例５およ
び比較例１の電池各々１０００個のうち上記絶縁試験に
より絶縁不良の見とめられなかった試験電池を用いて、
２５℃の雰囲気温度で下記条件にて過充電し、電池電圧
を測定した後、落下試験を行った。充電条件：６００ｍＡ定電流・４．３Ｖ定電圧×５ｈ落下試験条件：１．５ｍの高さからコンクリート面上
に、６面×各１０回落下試験において電池の発熱の有無を確認するととも
に、その後４８時間放置した後に電池電圧を測定し、落
下試験前より２０ｍＶ以上の電圧低下が起こっている電
池を確認した。ここで、落下試験前後で２０ｍＶ以上の
電圧差が生じるのは、正負両極板間に介在していた電極
合剤脱落片が落下時の衝撃によりセパレータを圧迫し、
微小短絡が発生して放置期間中における自己放電量の増
大をもたらしたものと判断される。

【００５１】［絶縁試験および落下試験結果］絶縁試験
および落下試験の結果を表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】比較例１の電池においては、電池作製工程
中で絶縁不良品４個が見つかり、過充電後の連続落下試
験で残り９９６個の電池うち１個が電圧低下を起こして
いることが確認された。これに対して、実施例３および
実施例５の電池においては、このような絶縁不良や電圧
低下を起こしたものは見つからなかった。比較例１の絶
縁不良電池を解体して調べた結果、いずれもセパレータ
にスパークした痕跡が見とめられ、電極板から脱落した
電極合剤が正負両極板間に介在してセパレータを圧迫し
ていたものと推察される。また、比較例１の電圧低下電
池を解体して調べた結果、電極群内の極板間に多少ずれ
が生じており、電極板からの電極合剤脱落片自体は確認
できなかったが、実施例３および実施例５の電池におい
てこのような現象が起こっていないことから推察して、
電極合剤脱落片が関与しているものと考えられる。

【００５４】上記の試験において、実施例３の電池と実
施例５の電池とでは試験結果に顕著な差異は見られなか
ったが、未塗工部に絶縁テープを貼付することは、未塗
工部縁辺部においても電極合剤の脱落を防止するととも
に、他の部分で脱落した電極合剤片が集電体に付着した
り、電極群内の極板間にずれが生じても、テープにより
絶縁されて集電体が露出していないことから、当然なが
ら、微小短絡や内部短絡の発生を防止する効果は大きい
ものと考えられる。

【００５５】

【発明の効果】以上に述べてきたように、本発明によれ
ば、偏平型電池において、正極板の最内周側端部や正負
両極板の最内周部の曲折部分に塗工部を設けることによ
り、電極合剤層の脱落や金属リチウムの析出を防ぐこと
ができ、微小短絡を引き起こすことなく、良好な充放電
サイクル特性と高い信頼性・安全性を兼ね備えた電池を
提供することができる。さらには、その未塗工部に絶縁
テープを貼付して覆うことにより、過酷な使用条件下に
おいても内部短絡を発生することのない、さらに安全性
に優れた電池を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池群を収納した偏平型電池の構造を
示す図。

【図２】本発明の電極群最内周部の構造を示す図。

【図３】本発明の電極群最内周部（絶縁テープ貼付）の
構造を示す図。

【図４】従来の電極群最内周部の構造を示す図。

【符号の説明】

１電極群２正極板２ａ正極集電体（アルミニウム箔）２ｂ正極合剤２ｃ正極リード部３負極板３ａ負極集電体（銅箔）３ｂ負極合剤３ｃ負極リード部４隔離体（セパレータ）５絶縁テープ６電池ケース７蓋８安全弁９正極端子１０正極集電リード１１負極集電リード２Ａ正極板最内周側端部の未塗工部２Ｂ正極板最内周部の最初の曲折部分における未塗工
部３Ｂ負極板最内周部の最初の曲折部分における未塗工
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 ＺＦターム(参考） 5H022 AA09 AA18 BB03 EE06 KK03 5H028 AA01 AA05 BB07 CC02 CC08 CC13 CC15 EE10 HH06 5H029 AJ12 AK02 AK03 AK05 AK18 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ13 BJ14 DJ04 DJ07 DJ12 EJ12 HJ04 HJ12 5H050 AA15 BA17 CA02 CA03 CA05 CA08 CA09 CA11 CA29 CB07 CB08 CB09 CB12 CB20 CB29 DA04 DA09 EA23 FA05 FA06 FA12 GA22 HA04 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極活物質を含む塗液を集電体上に塗工し
てなる正極板と負極板とを隔離体を介して長円形状に巻
回した電極群を備えた偏平型電池において、正極板の最
内周側端部に未塗工部を設けたことを特徴とする偏平型
電池。
【請求項２】前記正極板の未塗工部が、最内周側端部か
ら５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記
載の偏平型電池。
【請求項３】前記電極群において、正極板の最内周部分
で長円形状に巻回した最初の曲折部分の内面または両面
を未塗工部としたことを特徴とする請求項１または２に
記載の偏平型電池。
【請求項４】前記正極板の未塗工部に対向する負極板の
曲折部分の内面を未塗工部としたことを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の偏平型電池。
【請求項５】前記正極板および負極板の未塗工部を絶縁
テープで覆ったことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の偏平型電池。