JP2008027867A

JP2008027867A - Wound cell

Info

Publication number: JP2008027867A
Application number: JP2006202454A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Takagi; 良介高木; Naoko Yamakawa; 直子山川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of a short circuit between a positive electrode and a negative electrode due to contraction of a separator when a temperature in a cell becomes high. <P>SOLUTION: For example, in a laminated electrode body composed by laminating in the order of the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator; a uniaxially-stretched resin material is used as the separator, and a bonded part is provided by bonding both ends in the stretched direction of each of the two separators with each other so as to wrap the negative electrode. A wound cell is manufactured by using a wound electrode body composed by winding such a laminated electrode body in a longitudinal direction. It is preferable to make the stretched direction of each separator the same as the longitudinal direction that becomes a winding direction of the laminated electrode body. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、正極および負極を巻回して作製した巻回電池に関する。 The present invention relates to a wound battery produced by winding a positive electrode and a negative electrode.

従来、いわゆる乾電池と互換性を持つさまざまな電池が開発、使用されている。その一つとして、例えば、以下の特許文献１に示すような、正極に硫化鉄（ＦｅＳ）もしくは二硫化鉄（ＦｅＳ₂）等の硫化物、二酸化マンガン（ＭｎＯ₂）等の遷移金属酸化物、（ＣＦ_x）_n等の多炭素フッ化物を用い、負極に金属リチウム箔を用いた円筒型リチウム電池が挙げられる。中でも、正極に二硫化鉄（ＦｅＳ₂）を用いたリチウム二硫化鉄一次電池は、アルカリ乾電池に比べ０．２Ｖ高い平均放電電圧を有することから、定出力放電において単純に１５％長持ちする。また、特許文献１のような構成の電池では、正極と負極とを積層して渦巻状に巻いた巻回構造を有しており、電極の反応面積を大きくとることができるため、優れた重負荷放電特性を得ることができる。 Conventionally, various batteries compatible with so-called dry batteries have been developed and used. As one of them, for example, as shown in the following Patent Document 1, the positive electrode is a sulfide such as iron sulfide (FeS) or iron disulfide (FeS ₂ ), a transition metal oxide such as manganese dioxide (MnO ₂ ), Examples thereof include a cylindrical lithium battery using a multi-carbon fluoride such as (CF _x ) _n and using a metal lithium foil as a negative electrode. Among them, a lithium iron disulfide primary battery using iron disulfide (FeS ₂ ) as a positive electrode has an average discharge voltage that is 0.2 V higher than that of an alkaline dry battery, and therefore simply lasts 15% in constant output discharge. In addition, the battery having the configuration as in Patent Document 1 has a winding structure in which the positive electrode and the negative electrode are stacked and wound in a spiral shape, and the reaction area of the electrode can be increased. Load discharge characteristics can be obtained.

特許第３０６０１０９号公報Japanese Patent No. 3060109

このようなリチウム二硫化鉄一次電池は、正極活物質の二硫化鉄が約８９４ｍＡｈ／ｇ、負極活物質のリチウムが約３８６３ｍＡｈ／ｇと、非常に高い理論容量を示す正極材料および負極材料から構成されており、高容量かつ軽量、負荷特性、低温特性といった電池特性の面からも、極めて優れた電池である。 Such a lithium iron disulfide primary battery is composed of a positive electrode material and a negative electrode material that have a very high theoretical capacity of about 894 mAh / g for the positive electrode active material iron and about 3863 mAh / g for the negative electrode active material. Therefore, the battery is extremely excellent in terms of battery characteristics such as high capacity and light weight, load characteristics, and low temperature characteristics.

また、リチウム二硫化鉄一次電池は、初期の開回路電圧(ＯＣＶ；Open Circuit Voltage)が１．７Ｖ〜１．８Ｖ、平均放電電圧が１．３Ｖ〜１．６Ｖ付近であり、他の１．５Ｖ級一次電池、例えば水溶液を電解液に用いるマンガン電池、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、空気電池、ニッケル／亜鉛電池と互換性を有する点からもその実用価値は高い。 The lithium iron disulfide primary battery has an initial open circuit voltage (OCV) of 1.7 V to 1.8 V, an average discharge voltage of 1.3 V to 1.6 V, and other 1. The practical value is also high in terms of compatibility with 5V class primary batteries such as manganese batteries, alkaline manganese batteries, silver oxide batteries, air batteries, and nickel / zinc batteries using an aqueous solution as an electrolyte.

このような巻回構造を有する電池は、セパレータを介して交互に積層した正極および負極からなる積層電極体を一方の端部から巻回する構造を有しており、電極の反応面積を大きくとることができることから高い電池特性を有するものとなっている。 A battery having such a winding structure has a structure in which a laminated electrode body composed of positive and negative electrodes alternately stacked via a separator is wound from one end, and the reaction area of the electrode is increased. Therefore, it has high battery characteristics.

しかしながら、積層電極体に用いられるセパレータは、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）等からなるポリオレフィン系樹脂材料からなるシートを２方向に延伸して空孔を設けて作製されるものであり、高温となった場合には樹脂材料の延伸方向に収縮が生じてしまう。このため、電池内温度が高温となった際にセパレータが収縮して正極と負極とが接触し、短絡してしまうおそれがある。 However, the separator used for the laminated electrode body is produced by stretching a sheet made of a polyolefin resin material made of polypropylene (PP) or polyethylene (PE) or the like in two directions to provide pores. In such a case, shrinkage occurs in the extending direction of the resin material. For this reason, when the temperature in a battery becomes high temperature, there exists a possibility that a separator may shrink | contract, a positive electrode and a negative electrode may contact, and it may short-circuit.

したがって、この発明は、上記問題点を解決し、電池内温度が高温になった場合でも短絡を抑制することができる巻回電池を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a wound battery that can suppress a short circuit even when the temperature inside the battery becomes high.

上記課題を解決するために、この発明は、正極、第１のセパレータ、負極、第２のセパレータを順に積層してなる積層電極体を有する巻回電池において、第１のセパレータおよび第２のセパレータは一軸延伸された樹脂材料からなり、第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の長さが負極の同方向の長さよりも大きく、第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の両端部が互いに接着された接着部を有することを特徴とする巻回電池である。 In order to solve the above problems, the present invention provides a wound battery having a laminated electrode body in which a positive electrode, a first separator, a negative electrode, and a second separator are laminated in this order, the first separator and the second separator. Is made of a uniaxially stretched resin material, and the length of the first separator and the second separator in the stretch direction is larger than the length of the negative electrode in the same direction, and both ends of the first separator and the second separator in the stretch direction It is a winding battery characterized by having the adhesion part by which the part mutually adhere | attached.

このとき、第１のセパレータおよび第２のセパレータは、上述の積層電極体の巻回方向である長手方向に延伸されていることが好ましい。 At this time, it is preferable that the 1st separator and the 2nd separator are extended | stretched in the longitudinal direction which is the winding direction of the above-mentioned laminated electrode body.

また、上述の積層電極体の巻回終端部には固定部材が設けられることが好ましい。このような固定部材としては、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートからなる基材に粘着層を設けた絶縁テープ等が好ましい。また、固定部材は、上述の積層電極体を巻回した巻回電極体の巻回最外周を１周するようにして設けられてもよい。 Moreover, it is preferable that a fixing member is provided at the winding terminal portion of the laminated electrode body. As such a fixing member, an insulating tape in which an adhesive layer is provided on a base material made of polypropylene or polyethylene terephthalate is preferable. Further, the fixing member may be provided so as to make one turn of the outermost winding periphery of the wound electrode body obtained by winding the above-described laminated electrode body.

この発明によれば、上述のセパレータは、高温下であってもセパレータの延伸方向に対して垂直な方向には収縮が生じない。また、延伸方向では収縮は生じるものの、負極を包み込むようにして第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向両端に接着部が設けられているため、正極と負極とが直接接触するのを防止することができる。 According to this invention, the above-described separator does not shrink in a direction perpendicular to the stretching direction of the separator even at high temperatures. In addition, although shrinkage occurs in the stretching direction, adhesive portions are provided at both ends in the stretching direction of the first separator and the second separator so as to wrap the negative electrode, thereby preventing direct contact between the positive electrode and the negative electrode. can do.

また、積層電極体の巻回終端部を融点が１５０℃以上のポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる固定部材にて固定することにより、高温下でも固定部材が収縮し、固定部材の収縮に追随してセパレータが引きつって変形し、正極と負極とが接触するのを防止することができる。特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる固定部材を用いた場合、１８０℃以上の高温でも固定部材の収縮が生じない。 Further, by fixing the winding terminal portion of the laminated electrode body with a fixing member made of polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 150 ° C. or more, the fixing member contracts even at high temperatures, and the fixing member It is possible to prevent the positive electrode and the negative electrode from coming into contact with each other by following the contraction and pulling and deforming the separator. In particular, when a fixing member made of polyethylene terephthalate (PET) is used, the fixing member does not shrink even at a high temperature of 180 ° C. or higher.

この発明によれば、電池内温度が高温となった際にセパレータが収縮して正極と負極とが接触し、短絡が生じるのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the separator from contracting when the temperature inside the battery reaches a high temperature, the positive electrode and the negative electrode coming into contact with each other, and a short circuit from occurring.

以下、この発明の実施の形態について、図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１ないし図３では、一例として積層電極体の巻回方向である長手方向と同方向に一軸延伸を施したセパレータを用いた場合の構成例を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, in FIG. 1 thru | or FIG. 3, the structural example at the time of using the separator which gave uniaxial stretching to the longitudinal direction which is the winding direction of a laminated electrode body as an example is shown.

図１は、この発明の第１の実施形態による巻回電池の一例であるリチウム二硫化鉄一次電池１０を示す。図１に示す電池はいわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１の内部に巻回電極体２０を有している。巻回電極体２０は、正極活物質を有する帯状の正極１１と、負極活物質を有する帯状の負極１２とが、イオン透過性を有するセパレータ１３を介して多数回巻回されてなる。 FIG. 1 shows a lithium iron disulfide primary battery 10 which is an example of a wound battery according to the first embodiment of the present invention. The battery shown in FIG. 1 is a so-called cylindrical type, and has a wound electrode body 20 inside a substantially hollow cylindrical battery can 1. The wound electrode body 20 is formed by winding a strip-shaped positive electrode 11 having a positive electrode active material and a strip-shaped negative electrode 12 having a negative electrode active material many times through a separator 13 having ion permeability.

電池缶１は、例えばニッケルメッキが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され、他端部が開放されている。電池缶１の内部には、巻回電極体２０を挟み込むように、周面に対して垂直に一対の絶縁板８および絶縁板９がそれぞれ配置されている。 The battery can 1 is made of, for example, iron plated with nickel, and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 1, a pair of insulating plates 8 and 9 are arranged perpendicular to the peripheral surface so as to sandwich the wound electrode body 20.

電池缶１の開放端部には、電池蓋２と、この電池蓋２の内側に設けられた熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）４と安全弁３とが、絶縁封口ガスケット５を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶１の内部は密閉されている。また、巻回電極体２０と安全弁３の間には、遮断ディスク６および安全弁３と遮断ディスク６とを絶縁するための絶縁リング７が配されている。 At the open end of the battery can 1, there is a battery lid 2, a thermal resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 4 provided inside the battery lid 2, and a safety valve 3 through an insulating sealing gasket 5. The battery can 1 is attached by being caulked, and the inside of the battery can 1 is sealed. Further, between the wound electrode body 20 and the safety valve 3, a shut-off disk 6 and an insulating ring 7 for insulating the safety valve 3 and the shut-off disk 6 are arranged.

電池蓋２は、例えば電池缶１と同様の材料により構成されている。安全弁３は、熱感抵抗素子４を介して電池蓋２と電気的に接続されており、内部短絡または外部からの加熱等により電池の内圧が一定以上となった場合に電池蓋２方向に変形する。巻回電極体２０から導出された正極端子１４は、遮断ディスク６が有する孔部を通じて安全弁３と接続されている。安全弁３および遮断ディスク６を主とする機構は、安全弁３の変形時に遮断ディスク６に正極端子１４が引っかかって接続が解除されることにより、電池蓋２と巻回電極体２０との電気的接続を切断する、いわゆる電流遮断機構としての機能を備えている。 The battery lid 2 is made of, for example, the same material as the battery can 1. The safety valve 3 is electrically connected to the battery lid 2 via the heat sensitive resistance element 4 and deforms in the direction of the battery lid 2 when the internal pressure of the battery becomes a certain level or more due to an internal short circuit or external heating. To do. The positive terminal 14 led out from the wound electrode body 20 is connected to the safety valve 3 through a hole portion of the shut-off disk 6. The mechanism mainly composed of the safety valve 3 and the shutoff disk 6 is such that the positive electrode terminal 14 is caught by the shutoff disk 6 when the safety valve 3 is deformed and the connection is released, so that the battery lid 2 and the wound electrode body 20 are electrically connected. It has a function as a so-called current interruption mechanism.

熱感抵抗素子４は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものであり、例えば、チタン酸バリウム系半導体セラミックスにより構成されている。絶縁封口ガスケット５は、例えば絶縁材料により構成されており、表面には、例えばアスファルトが塗布されている。 When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 4 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current, and is made of, for example, barium titanate semiconductor ceramics. The insulating sealing gasket 5 is made of, for example, an insulating material, and the surface is coated with, for example, asphalt.

以下、巻回電極体２０について説明する。 Hereinafter, the wound electrode body 20 will be described.

［巻回電極体］
巻回電極体２０は、図２Ａに上面図を、図２Ｂに図２Ａのａ−ａ´線に沿う断面図を示すような、正極１１と負極１２とをセパレータ１３を介して積層した積層電極体１６を巻回することにより作製される。 [Wound electrode body]
The spirally wound electrode body 20 is a laminated electrode in which a positive electrode 11 and a negative electrode 12 are laminated via a separator 13 as shown in a top view in FIG. 2A and a cross-sectional view along line aa ′ in FIG. 2A. It is produced by winding the body 16.

［正極］
正極１１は、帯状の形状を有する正極集電体１１ｂと、この正極集電体１１ｂの両面に形成された正極合剤層１１ａとからなる。正極集電体１１ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔等の金属箔である。 [Positive electrode]
The positive electrode 11 includes a positive electrode current collector 11b having a strip shape and a positive electrode mixture layer 11a formed on both surfaces of the positive electrode current collector 11b. The positive electrode current collector 11b is a metal foil such as an aluminum (Al) foil, a nickel (Ni) foil, or a stainless (SUS) foil.

正極合剤層１１ａは、例えば、正極活物質である二硫化鉄（ＦｅＳ₂）と、導電剤と、結着剤とからなる。正極活物質である二硫化鉄は、主に自然界に存在する黄鉄鉱（Pyrite）を粉砕したものが用いられるが、化学合成、例えば、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ₂）を硫化水素（Ｈ₂Ｓ）中にて焼成して得られる二硫化鉄なども使用可能である。 The positive electrode mixture layer 11a includes, for example, iron disulfide (FeS ₂ ) that is a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. Iron disulfide, which is a positive electrode active material, is obtained by pulverizing pyrite (Pyrite) that exists mainly in nature. Chemical synthesis, for example, ferrous chloride (FeCl ₂ ) is converted to hydrogen sulfide (H ₂ S). Iron disulfide obtained by firing inside can also be used.

結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が用いられる。また、導電剤としては、正極活物質に適量混合して導電性を付与できる材料を用い、例えば、グラファイト、カーボンブラックなどの炭素粉末を用いることができる。 As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like is used. Further, as the conductive agent, a material that can be mixed with an appropriate amount of the positive electrode active material to impart conductivity, for example, carbon powder such as graphite and carbon black can be used.

［負極］
負極１２は、帯状の形状を有する金属箔からなる。この負極活物質でもある金属箔の材料としては、リチウム金属またはリチウムにアルミなどの合金元素を添加したリチウム合金などが挙げられる。 [Negative electrode]
The negative electrode 12 is made of a metal foil having a strip shape. Examples of the metal foil material that is also the negative electrode active material include lithium metal or lithium alloy obtained by adding an alloy element such as aluminum to lithium.

［電解液］
電解液は、非水溶媒に電解質塩が溶解されたものであり、一般的に使用される材料が使用可能である。 [Electrolyte]
The electrolytic solution is a solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, and generally used materials can be used.

非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、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、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリルあるいはプロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、絡酸エステルあるいはプロピオン酸エステル等が好ましく、これらのうちのいずれか１種または２種以上を混合して用いることができる。 Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-dimethoxyethane, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane. , Diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile or propionitrile, anisole, acetic acid ester, tangled acid ester or propionic acid ester, etc. are preferred, and any one of these or a mixture of two or more may be used. it can.

電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解するものが用いられ、カチオンとアニオンが組み合わされてなる。カチオンにはアルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられ、アニオンには、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、Ｉ^-、ＳＣＮ^-、ＣｌＯ₄ ^-、ＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-等が用いられる。具体的には、例えばＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＢ（Ｃ₆Ｈ₅）₄、ＬｉＢｒ、ＣＨ₃ＳＯ₃Ｌｉ、ＣＦ₃ＳＯ₃Ｌｉ、Ｎ（ＣｎＦ_2n+1ＳＯ₂）₂Ｌｉなどがあり、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられている。中でも、ＬｉＰＦ₆を主として用いることが好ましい。また、電解質塩濃度としては、上記非水溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上、２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。 As the electrolyte salt, one that dissolves in the non-aqueous solvent is used, and a combination of a cation and an anion is used. Alkali metal or alkaline earth metal is used as the cation, and Cl ⁻ , Br ⁻ , I ⁻ , SCN ⁻ , ClO ₄ ⁻ , BF ₄ ⁻ , PF ₆ ⁻ , CF ₃ SO ₃ ⁻ or the like is used as the anion. It is done. Specifically, for example, LiCl, LiClO ₄ , LiAsF ₆ , LiPF ₆ , LiBF ₄ , LiB (C ₆ H ₅ ) ₄ , LiBr, CH ₃ SO ₃ Li, CF ₃ SO ₃ Li, N (CnF _{2n + 1} SO ₂ ) ₂ Li and the like, and any one of these or a mixture of two or more thereof is used. Among them, it is preferable to mainly use LiPF ₆ . The electrolyte salt concentration is not a problem as long as it can be dissolved in the non-aqueous solvent, but the lithium ion concentration is 0.4 mol / kg or more and 2.0 mol / kg or less with respect to the non-aqueous solvent. A range is preferable.

［セパレータ］
セパレータ１３は、樹脂材料を一軸延伸方式により作製した微少な孔を多数有する樹脂材料からなる微多孔性膜からなる。ここで、セパレータ１３は、積層電極体１６の巻回方向である長手方向と同方向に一軸延伸が施すことが好ましい。また、微多孔性膜とは、孔の平均孔径が５μｍ以下程度の微孔を多数有する樹脂膜のことである。セパレータ１３としては、従来の電池に使用されてきたポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、またはセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の材料を用いることが可能である。中でも、ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上が可能なポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン材料からなる微多孔性膜を用いることが特に好ましい。 [Separator]
The separator 13 is made of a microporous film made of a resin material having a large number of minute holes made of a resin material by a uniaxial stretching method. Here, the separator 13 is preferably uniaxially stretched in the same direction as the longitudinal direction that is the winding direction of the laminated electrode body 16. The microporous membrane is a resin membrane having a large number of micropores having an average pore size of about 5 μm or less. As the separator 13, materials such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), cellulose, and polytetrafluoroethylene (PTFE) that have been used in conventional batteries can be used. Among these, it is particularly preferable to use a microporous film made of a polyolefin material such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), which has an excellent short-circuit preventing effect and can improve battery safety by a shutdown effect.

このようなセパレータ１３には、例えば非水電解液が含浸されている。セパレータ１３は、正極１１と負極１２との間に配設されることにより、正極１１と負極１２の物理的接触を防ぐ機能を有する。さらに、セパレータ１３は非水電解液を吸収することにより孔中に非水電解液を保持するとともに、放電時にリチウムイオンが通過できるものである。 Such a separator 13 is impregnated with, for example, a non-aqueous electrolyte. The separator 13 has a function of preventing physical contact between the positive electrode 11 and the negative electrode 12 by being disposed between the positive electrode 11 and the negative electrode 12. Further, the separator 13 absorbs the non-aqueous electrolyte so as to hold the non-aqueous electrolyte in the pores and allows lithium ions to pass during discharge.

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、セパレータ１３の延伸方向の長さＬ₁は、負極１２の同方向の長さＬ₂よりも例えば５ｍｍ以上６０ｍｍ以下程度長くなるように構成されることが好ましい。これは、２枚のセパレータ１３の巻回方向の両端部を互いに接着するためである。接着方法としては、例えば加圧しながら加熱することにより２枚のセパレータ１３を溶着させることが好ましい。２枚のセパレータ１３を溶着して形成された接着部１３ａを設けることにより、電池内温度が高温となった場合であってもセパレータ１３の延伸方向への収縮が抑制され、正極１１と負極１２とが接触するのを防止することができる。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the length L ₁ of the separator 13 in the extending direction is preferably configured to be longer than the length L ₂ of the negative electrode 12 by, for example, about 5 mm to 60 mm. . This is because the two end portions in the winding direction of the two separators 13 are bonded to each other. As an adhesion method, for example, it is preferable to weld the two separators 13 by heating while applying pressure. By providing the adhesive portion 13a formed by welding the two separators 13, shrinkage in the extending direction of the separator 13 is suppressed even when the temperature in the battery becomes high, and the positive electrode 11 and the negative electrode 12 Can be prevented from coming into contact with each other.

また、セパレータ１３の延伸方向に対して垂直な方向は、正極１１と負極１２との短絡を防止するために、正極１１および負極１２のそれぞれと同等またはやや大きくなるように構成される。セパレータ１３の延伸方向に対して垂直な方向は無延伸のため、高温による収縮はほとんど考えなくて良い。 Further, the direction perpendicular to the extending direction of the separator 13 is configured to be equal to or slightly larger than each of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 in order to prevent a short circuit between the positive electrode 11 and the negative electrode 12. Since the direction perpendicular to the stretching direction of the separator 13 is not stretched, the shrinkage due to high temperature is hardly considered.

セパレータ１３は、例えば、その厚みが５μｍ以上５０μｍ以下の範囲にされているとともに、その全体積における空隙体積の比率を表す空孔率が２０％以上６０％以下の範囲とされていることが好ましい。このような条件に合致するセパレータ１３では、製造歩留まり、出力特性、サイクル特性、安全性に優れたリチウム二硫化鉄一次電池１０を得ることが可能となる。 For example, the separator 13 preferably has a thickness in the range of 5 μm or more and 50 μm or less, and a porosity that represents the ratio of the void volume in the entire volume thereof in the range of 20% or more and 60% or less. . With the separator 13 meeting such conditions, it becomes possible to obtain the lithium iron disulfide primary battery 10 excellent in manufacturing yield, output characteristics, cycle characteristics, and safety.

［正極端子］
正極集電体１１ｂには、アルミニウム（Ａｌ）等よりなる正極端子１４が抵抗溶接または超音波溶着等により接続されている。正極端子１４は、正極活物質層１１ａが設けられていない正極集電体１１ｂの一面に接続されることが好ましい。正極端子１４は、安全弁３と溶接されることにより電池蓋２と電気的に接続されている。 [Positive terminal]
A positive electrode terminal 14 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode current collector 11b by resistance welding or ultrasonic welding. The positive electrode terminal 14 is preferably connected to one surface of the positive electrode current collector 11b where the positive electrode active material layer 11a is not provided. The positive electrode terminal 14 is electrically connected to the battery lid 2 by being welded to the safety valve 3.

［負極端子］
負極１２には、ニッケル（Ｎｉ）等よりなる負極端子１５が圧着等により接続されている。このような負極端子１５は、電池缶１に固着されて電気的に接続されている。 [Negative terminal]
A negative electrode terminal 15 made of nickel (Ni) or the like is connected to the negative electrode 12 by pressure bonding or the like. Such a negative electrode terminal 15 is fixed and electrically connected to the battery can 1.

［固定部材］
電極積層体１６の巻回終端部には、例えば樹脂材料からなる基材に粘着層を設けた絶縁テープ等の固定部材１７を設けて積層電極体１６を固定する。固定部材１７の基材に用いる樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を用いることができる。中でも、２５０度以上の融点を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、高温でも安定して用いることができるため好ましい。 [Fixing member]
For example, a fixing member 17 such as an insulating tape in which an adhesive layer is provided on a base material made of a resin material is provided at the winding end portion of the electrode laminate 16 to fix the laminate electrode body 16. As a resin material used for the base material of the fixing member 17, for example, polypropylene (PP) and polyethylene terephthalate (PET) can be used. Among these, polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 250 ° C. or more is preferable because it can be used stably even at high temperatures.

固定部材１７は、積層電極体１６の巻回終端部が固定されればどのように設けても構わないが、例えば図３Ａに示すように、積層電極体１６の巻回終端部近傍のみに、巻回終端部が全て覆われるようにして設けたり、図３Ｂに示すように固定部材１７が巻回電極体の巻回外周部を１周して全て覆うように設けてもよい。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、正極端子 The fixing member 17 may be provided in any way as long as the winding terminal portion of the laminated electrode body 16 is fixed. For example, as shown in FIG. The winding end portion may be provided so as to be covered, or as shown in FIG. 3B, the fixing member 17 may be provided so as to cover the entire winding outer peripheral portion of the winding electrode body. 3A and 3B, the positive terminal

次に、巻回電極体１０の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the wound electrode body 10 will be described.

［巻回電極体の製造］
まず、例えば、正極活物質、結着剤および導電剤を混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散してペースト状の正極合剤スラリーとする。この正極合剤スラリーを正極集電体１１ｂ上に塗布して乾燥させた後、ローラプレス機などにより圧縮成型して正極合剤層１１ａを形成する。さらに、正極端子１４を接続することにより、正極１１が作製される。 [Manufacture of wound electrode body]
First, for example, a positive electrode active material, a binder, and a conductive agent are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to form a paste A positive electrode mixture slurry is obtained. The positive electrode mixture slurry is applied on the positive electrode current collector 11b and dried, and then compression molded by a roller press or the like to form the positive electrode mixture layer 11a. Furthermore, the positive electrode 11 is produced by connecting the positive electrode terminal 14.

上述のようにして得られた帯状の形状を有する正極１１と、負極端子１５を圧着等により接続した負極１２と、セパレータ１３とを、例えば正極１１、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３の順に積層し、積層電極体１６とする。 The positive electrode 11 having the band shape obtained as described above, the negative electrode 12 having the negative electrode terminal 15 connected by pressure bonding, and the separator 13 are laminated in the order of, for example, the positive electrode 11, the separator 13, the negative electrode 12, and the separator 13. Thus, the laminated electrode body 16 is obtained.

次に、２枚のセパレータ１３の巻回方向（延伸方向）の両端を例えばヒータブロック等で加熱、加圧することにより、セパレータ１３を溶着して接着部１３ａを設ける。このとき、図２Ａまたは図２Ｂに示すように、接着部１３ａは負極１２の端部からそれぞれ５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の間隔Ｌを有するようにして設けるようにすることが好ましい。間隔を持って接着部１３ａを有するようにすることで、電池内が高温になりセパレータ１３が収縮した際に短絡を抑制することができる。また、溶着により接着部１３ａを設ける場合は、安全性の観点からリチウム金属またはリチウム合金からなる負極１２を加熱しなようにする必要があり、間隔Ｌを設けることが重要となる。 Next, both ends of the two separators 13 in the winding direction (stretching direction) are heated and pressurized by, for example, a heater block, so that the separators 13 are welded to provide the bonding portions 13a. At this time, as shown in FIG. 2A or FIG. 2B, it is preferable that the adhesive portion 13 a is provided so as to have an interval L of about 5 mm or more and 30 mm or less from the end portion of the negative electrode 12. By having the adhesive portions 13a with an interval, a short circuit can be suppressed when the inside of the battery becomes high temperature and the separator 13 contracts. Moreover, when providing the adhesion part 13a by welding, it is necessary not to heat the negative electrode 12 which consists of a lithium metal or a lithium alloy from a viewpoint of safety, and providing the space | interval L becomes important.

続いて、この積層電極体１６を長手方向に多数回巻回し、積層電極体１６の巻回終端部が固定されるように固定部材１７を設けて巻回電極体２０を作製する。 Subsequently, the laminated electrode body 16 is wound many times in the longitudinal direction, and the winding electrode body 20 is manufactured by providing the fixing member 17 so that the winding terminal portion of the laminated electrode body 16 is fixed.

次に、このような巻回電極体２０を用いてリチウム二硫化鉄一次電池１０を作製する。 Next, the lithium iron disulfide primary battery 10 is manufactured using such a wound electrode body 20.

［リチウム二硫化鉄一次電池の作製］
まず、底部に絶縁板８が予め挿入され、内側に例えばニッケルメッキが予め施された電池缶１に、巻回電極体２０を収納する。そして、巻回電極体２０の上面に絶縁板９を配設する。その後、負極１２の集電をとるために、巻回電極体２０から導出された負極端子１５の一端を抵抗溶接または超音波溶着等により電池缶１に溶接する。 [Production of lithium iron disulfide primary battery]
First, the wound electrode body 20 is accommodated in the battery can 1 in which the insulating plate 8 is inserted in advance at the bottom and nickel plating is applied in advance on the inside. Then, the insulating plate 9 is disposed on the upper surface of the wound electrode body 20. Thereafter, in order to collect current from the negative electrode 12, one end of the negative electrode terminal 15 led out from the wound electrode body 20 is welded to the battery can 1 by resistance welding or ultrasonic welding.

これにより、電池缶１は負極１２と導通をもつことになり、外部負極となる。また、正極１１の集電をとるために、巻回電極体２０から導出された正極端子１４の一端を安全弁３に接続することにより電池蓋２と電気的に接続する。これにより、電池蓋２は正極１１と導通をもつこととなり、外部正極となる。 As a result, the battery can 1 is electrically connected to the negative electrode 12 and becomes an external negative electrode. Further, in order to collect the current of the positive electrode 11, one end of the positive electrode terminal 14 led out from the wound electrode body 20 is connected to the safety valve 3 to be electrically connected to the battery lid 2. As a result, the battery lid 2 is electrically connected to the positive electrode 11 and becomes an external positive electrode.

続いて、電池缶１の中に電解液を注入した後に、遮断ディスク６および絶縁リング７を挿入し、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケット５を介して電池蓋２をかしめることにより電池缶１を密封する。これにより、円筒型のリチウム二硫化鉄一次電池が作製される。 Subsequently, after injecting the electrolyte into the battery can 1, the blocking disc 6 and the insulating ring 7 are inserted, and the battery lid 2 is caulked through the insulating sealing gasket 5 coated with asphalt to thereby remove the battery can 1. Seal. Thereby, a cylindrical lithium iron disulfide primary battery is manufactured.

このようにして作製されたリチウム二硫化鉄一次電池は、電池内温度が高温となった際にセパレータ１３が延伸方向に収縮するのを防止することができ、正極１１および負極１２が接触して短絡が生じるのを防止することができる。 The lithium iron disulfide primary battery thus manufactured can prevent the separator 13 from contracting in the extending direction when the temperature inside the battery becomes high, and the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are in contact with each other. A short circuit can be prevented from occurring.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例では、用いるセパレータの材料、作製方法および積層電極体の構成を変化させて単三型のリチウム二硫化鉄一次電池を作製し、安全性試験を行った。 In the examples, AA type lithium iron disulfide primary batteries were manufactured by changing the separator material, the manufacturing method, and the structure of the laminated electrode body, and the safety test was performed.

＜サンプル１＞
［正極の作製］
正極活物質として二硫化鉄を、導電剤として黒鉛を、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用い、二硫化鉄９５重量％と、黒鉛２重量％と、ポリフッ化ビニリデン３重量％とを混合し、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに十分に分散させて正極合剤スラリーとした。 <Sample 1>
[Production of positive electrode]
Using iron disulfide as the positive electrode active material, graphite as the conductive agent, and polyvinylidene fluoride as the binder, mixing 95% by weight of iron disulfide, 2% by weight of graphite, and 3% by weight of polyvinylidene fluoride, It was sufficiently dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to obtain a positive electrode mixture slurry.

次に、正極合剤スラリーを厚さ２０μｍの帯状のアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、温度１２０℃で２時間乾燥させてＮ−メチル−２−ピロリドンを揮発させた後、一定圧力で圧縮成型して帯状の正極を作製した。さらに、正極集電体に、アルミニウム箔からなる正極端子を溶接した。 Next, the positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried at 120 ° C. for 2 hours to volatilize N-methyl-2-pyrrolidone, A belt-like positive electrode was produced by compression molding at a constant pressure. Further, a positive electrode terminal made of aluminum foil was welded to the positive electrode current collector.

［巻回電極体の作製］
続いて、上述のようにして作製された帯状の正極と、ニッケル箔からなる負極端子を溶接した厚さ１５０μｍの金属リチウムからなる負極とを、正極活物質層と負極とがセパレータを介して対向するようにして、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、４層構造の積層電極体を作製した。このとき、セパレータとしては巻回方向に対して一軸延伸を施した高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、２枚のセパレータの巻回方向両端部は互いに溶着しないものとした。 [Production of wound electrode body]
Subsequently, the positive electrode active material layer and the negative electrode are opposed to each other with a separator interposed between the strip-shaped positive electrode manufactured as described above and the negative electrode made of 150 μm thick metal lithium welded with the negative electrode terminal made of nickel foil. In this way, a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator were laminated in this order to produce a laminated electrode body having a four-layer structure. At this time, as the separator, high density polyethylene (HDPE) subjected to uniaxial stretching in the winding direction was used, and both ends in the winding direction of the two separators were not welded to each other.

次に、この積層電極体を巻回し、積層電極体の巻回終端部を基材部分がポリプロピレン（ＰＰ）からなる絶縁テープで固定した。 Next, this laminated electrode body was wound, and the winding terminal portion of the laminated electrode body was fixed with an insulating tape whose base material portion was made of polypropylene (PP).

［リチウム二硫化鉄一次電池の作製］
以上のようにして得られた巻回電極体をニッケルメッキを施した鉄製電池缶に収納した。このとき、渦巻型電極体の下面に絶縁板が配設されるようにした。次に、ニッケル製の負極リードを電池缶に溶接した。さらに、渦巻型電極体の上面にも絶縁板を配設した後、遮断ディスクおよび絶縁リングを挿入し、遮断ディスクおよび絶縁リングの孔部を通じてアルミニウム製の正極リードを電池蓋に溶接した。 [Production of lithium iron disulfide primary battery]
The wound electrode body obtained as described above was stored in a nickel-plated iron battery can. At this time, an insulating plate was disposed on the lower surface of the spiral electrode body. Next, a nickel negative electrode lead was welded to the battery can. Further, after an insulating plate was disposed also on the upper surface of the spiral electrode body, a blocking disk and an insulating ring were inserted, and an aluminum positive electrode lead was welded to the battery lid through the hole of the blocking disk and the insulating ring.

次に、１，３−ジオキシラン（ＤＯＬ）と、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）が体積比で２：１の混合溶媒にヨウ化リチウム（ＬｉＩ）を添加して、ヨウ化リチウムのモル濃度が１．０ｍｏｌ／ｌとなるように調整した電解液を電池缶に注入した。 Next, lithium iodide (LiI) was added to a mixed solvent of 1,3-dioxirane (DOL) and 1,2-dimethoxyethane (DME) in a volume ratio of 2: 1 to obtain a molar concentration of lithium iodide. Was poured into the battery can.

続いて、アスファルトが表面に塗布された絶縁封口ガスケットを介して電池蓋をかしめることにより電流遮断機構を有する安全弁、熱感抵抗素子および電池蓋を固定し、電池を密閉することにより、単三型のリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 Subsequently, the battery lid is caulked through an insulating sealing gasket coated with asphalt on the surface, thereby fixing the safety valve having a current interruption mechanism, the heat-sensitive resistor element, and the battery lid, and sealing the battery. Type lithium iron disulfide primary battery was fabricated.

＜サンプル２＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 2>
A lithium iron disulfide primary battery was produced in the same manner as Sample 1 except that biaxially stretched high-density polyethylene (HDPE) was used as the separator.

＜サンプル３＞
２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設けた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 3>
A lithium iron disulfide primary battery was fabricated in the same manner as in Sample 1, except that both end portions in the winding direction of the two separators were welded together so as to enclose the negative electrode to provide a welded portion.

＜サンプル４＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設けた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 4>
As in the case of Sample 1, two biaxially stretched high-density polyethylene (HDPE) was used as the separator, and both end portions in the winding direction of the two separators were welded to each other so as to wrap the negative electrode. An iron sulfide primary battery was produced.

＜サンプル５＞
基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 5>
A lithium iron disulfide primary battery was fabricated in the same manner as Sample 1 except that an insulating tape made of polyethylene terephthalate (PET) was used as the base material.

＜サンプル６＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 6>
A lithium iron disulfide primary battery was fabricated in the same manner as in Sample 1, except that biaxially stretched high-density polyethylene (HDPE) was used as the separator and an insulating tape whose base material portion was made of polyethylene terephthalate (PET).

＜サンプル７＞
２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設け、基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 7>
Both ends of the two separators in the winding direction are welded to each other so as to enclose the negative electrode, a welded portion is provided, and lithium is used in the same manner as in sample 1 except that an insulating tape made of polyethylene terephthalate (PET) is used as the base material portion. An iron disulfide primary battery was produced.

＜サンプル８＞
セパレータとして２軸延伸の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用い、２枚のセパレータの巻回方向両端部を、負極を包むようにして互いに溶着して溶着部を設け、基材部分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁テープを用いた以外はサンプル１と同様にしてリチウム二硫化鉄一次電池を作製した。 <Sample 8>
Biaxially stretched high-density polyethylene (HDPE) is used as the separator, and both end portions in the winding direction of the two separators are welded to each other so as to enclose the negative electrode to provide a welded portion, and the base material portion is made of polyethylene terephthalate (PET). A lithium iron disulfide primary battery was fabricated in the same manner as Sample 1 except that the insulating tape was used.

＜安全性試験＞
（ａ）１５０度１０分試験
上述のようにして作製した各サンプルのリチウム二硫化鉄一次電池について、ＪＩＳＣ８５１６に規定される１５０度１０分試験を行い、短絡の生じた電池個数を確認した。 <Safety test>
(A) 150 degree | times 10 minute test About the lithium iron disulfide primary battery of each sample produced as mentioned above, the 150 degree | times 10 minute test prescribed | regulated to JISC8516 was done, and the number of the batteries which the short circuit produced was confirmed.

この試験では、リチウム二硫化鉄一次電池を２０℃の雰囲気下に載置し、昇温速度５℃／分で１５０℃まで上昇させた後、１５０℃の雰囲気下で１０分間リチウム二硫化鉄一次電池を保存した。 In this test, a lithium iron disulfide primary battery was placed in an atmosphere of 20 ° C., raised to 150 ° C. at a rate of temperature increase of 5 ° C./min, and then primary for lithium iron disulfide for 10 minutes in an atmosphere of 150 ° C. The battery was saved.

次に、保存後のリチウム二硫化鉄一次電池の電圧を測定し、電圧が０Ｖのものを短絡したものとして個数を測定した。 Next, the voltage of the lithium iron disulfide primary battery after storage was measured, and the number was measured assuming that the voltage of 0 V was short-circuited.

（ｂ）１８０度１０分試験
昇温速度５℃／分で１８０℃まで上昇させた後、１８０℃の雰囲気下で１０分間リチウム二硫化鉄一次電池を保存した以外は（ａ）１５０度１０分試験と同様にして短絡の生じた電池個数を確認した。 (B) 180 degree | times 10 minute test (a) 150 degree | times 10 minutes except having raised the lithium iron disulfide primary battery for 10 minutes in 180 degreeC atmosphere after raising to 180 degreeC by the temperature increase rate of 5 degree-C / min. The number of short-circuited batteries was confirmed in the same manner as in the test.

以下の表１に、安全性試験の結果を示す。なお、表中では、短絡が生じた電池を「○」、短絡が生じなかった電池を「×」とした。 Table 1 below shows the results of the safety test. In the table, a battery in which a short circuit occurred was indicated as “◯”, and a battery in which a short circuit did not occur was indicated as “x”.

表１から分かるように、巻回方向に一軸延伸が施された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をセパレータとして用い、かつ負極を包むようにして巻回方向の両端部を溶着したサンプル３およびサンプル７のリチウム二硫化鉄一次電池では、１５０度１０分試験において短絡が生じなかった。 As can be seen from Table 1, high density polyethylene (HDPE) uniaxially stretched in the winding direction was used as a separator, and both ends of the winding direction were welded so as to wrap the negative electrode. In the iron sulfide primary battery, no short circuit occurred in the 150 ° C. 10 minute test.

また、サンプル３およびサンプル７以外の各サンプルでは短絡が生じた。短絡が生じたリチウム二硫化鉄一次電池では、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の融点より高い１５０℃の雰囲気下に保存することによりセパレータが収縮したために正極と負極とが接触して短絡が生じたものである。 In addition, a short circuit occurred in each sample other than sample 3 and sample 7. In a lithium iron disulfide primary battery that has short-circuited, the separator contracted when stored in an atmosphere at 150 ° C. higher than the melting point of high-density polyethylene (HDPE). It is.

また、サンプル７では、絶縁テープとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いたため、１８０度１０分試験においても短絡が生じず、高い熱安定性を有するリチウム二硫化鉄一次電池を作製することができた。 In Sample 7, since polyethylene terephthalate (PET) was used as the insulating tape, a short circuit did not occur even in the 180 ° 10 minute test, and a lithium iron disulfide primary battery having high thermal stability could be produced.

サンプル３では、絶縁テープとして融点が１６０〜１７０℃程度のポリプロピレン（ＰＰ）を用いたため、１５０度１０分試験においては短絡が防止されたものの、１８０度１０分試験においては絶縁テープが巻回電極体の高さ方向（セパレータの延伸方向である巻回方向に対して垂直な方向）に収縮した。このため、絶縁テープの収縮に追随してセパレータが引きつって変形し、巻回電極体の高さ方向の上下部分において正極および負極が接触し、短絡が生じてしまった。 In sample 3, since polypropylene (PP) having a melting point of about 160 to 170 ° C. was used as the insulating tape, short-circuiting was prevented in the 150 ° C. 10 minute test, but in the 180 ° C. 10 minute test, the insulating tape was wound. It shrunk in the body height direction (direction perpendicular to the winding direction, which is the stretching direction of the separator). For this reason, the separator pulled and deformed following the contraction of the insulating tape, and the positive electrode and the negative electrode contacted at the upper and lower portions in the height direction of the wound electrode body, causing a short circuit.

上記結果から、巻回方向に一軸延伸を施した樹脂材料からなるセパレータを用い、負極を包むようにしてセパレータの巻回方向両端部に溶着部を設けることにより、高温下でのセパレータの収縮を防止して短絡を防止することができる。また、絶縁テープとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を設けることにより、１８０℃程度の高温下でも短絡が生じない、高い安全性を有するリチウム二硫化鉄一次電池を作製することができる。 From the above results, the separator made of a resin material uniaxially stretched in the winding direction is used, and the separator is prevented from shrinking at high temperatures by providing welded portions at both ends of the separator in the winding direction so as to wrap the negative electrode. Can prevent short circuit. Further, by providing polyethylene terephthalate (PET) as an insulating tape, a lithium iron disulfide primary battery having high safety that does not cause a short circuit even at a high temperature of about 180 ° C. can be manufactured.

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。 The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。 For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.

また、上述の実施形態では、積層電極体の巻回方向である長手方向と同方向に一軸延伸されたセパレータを用いて説明したが、積層電極体の短手方向に一軸延伸したセパレータを用い、セパレータの長辺同士を接着して接着部を設けることもできる。 Moreover, in the above-described embodiment, the separator was uniaxially stretched in the same direction as the longitudinal direction that is the winding direction of the laminated electrode body, but a separator uniaxially stretched in the short direction of the laminated electrode body was used. The long sides of the separator can be bonded together to provide an adhesive portion.

また、この発明は、リチウム二硫化鉄一次電池のみでなく、負極に炭素系材料を用いたリチウムイオン電池等、巻回構造を有する電池であれば、一次電池、二次電池に限らずいずれの電池にも用いることができる。 The present invention is not limited to a primary battery and a secondary battery, as long as the battery has a winding structure, such as a lithium ion battery using a carbon-based material for a negative electrode, as well as a lithium iron disulfide primary battery. It can also be used for batteries.

この発明による巻回電池の一例であるリチウム二硫化鉄一次電池の断面図である。It is sectional drawing of the lithium iron disulfide primary battery which is an example of the winding battery by this invention. この発明による積層電極体の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the laminated electrode body by this invention. この発明による積層電極体の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the laminated electrode body by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・電池缶
２・・・電池蓋
３・・・安全弁
４・・・熱感抵抗素子
５・・・絶縁封口ガスケット
６・・・遮断ディスク
７・・・絶縁リング
８，９・・・絶縁板
１０・・・リチウム二硫化鉄一次電池
１１・・・正極
１１ａ・・・正極活物質層
１１ｂ・・・正極集電体
１２・・・負極
１３・・・セパレータ
１３ａ・・・溶着部
１４・・・正極端子
１５・・・負極端子
１６・・・積層電極体
１７・・・固定部材
２０・・・巻回電極体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery can 2 ... Battery cover 3 ... Safety valve 4 ... Heat sensitive resistance element 5 ... Insulation sealing gasket 6 ... Shut-off disk 7 ... Insulation ring 8, 9 ... Insulating plate 10 ... Lithium iron disulfide primary battery 11 ... Positive electrode 11a ... Positive electrode active material layer 11b ... Positive electrode current collector 12 ... Negative electrode 13 ... Separator 13a ... Welded part 14 ... Positive electrode terminal 15 ... Negative electrode terminal 16 ... Laminated electrode body 17 ... Fixing member 20 ... Winding electrode body

Claims

正極、第１のセパレータ、負極、第２のセパレータを順に積層してなる積層電極体を有する巻回電池において、
上記第１のセパレータおよび第２のセパレータは一軸延伸された樹脂材料からなり、
上記第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の長さが、上記負極の同方向の長さよりも大きく、
上記第１のセパレータおよび第２のセパレータの延伸方向の両端部が互いに接着された接着部を有する
ことを特徴とする巻回電池。 In a wound battery having a laminated electrode body in which a positive electrode, a first separator, a negative electrode, and a second separator are sequentially laminated,
The first separator and the second separator are made of a uniaxially stretched resin material,
The length in the extending direction of the first separator and the second separator is larger than the length in the same direction of the negative electrode,
A wound battery comprising: an adhesive portion in which both end portions in the extending direction of the first separator and the second separator are adhered to each other.

上記延伸方向は上記積層電極体の巻回方向と同方向であることを特徴とする請求項１に記載の巻回電池。 The wound battery according to claim 1, wherein the extending direction is the same as the winding direction of the laminated electrode body.

上記接着部は、上記負極の端部から５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の間隔を有するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の巻回電池。 The wound battery according to claim 1, wherein the adhesive portion is provided so as to have an interval of 5 mm or more and 30 mm or less from an end portion of the negative electrode.

上記積層電極体の巻回終端部には固定部材が設けられ、
上記固定部材がポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の巻回電池。 A fixing member is provided at the winding end of the laminated electrode body,
The wound battery according to claim 2, wherein the fixing member is made of polypropylene or polyethylene terephthalate.

上記固定部材は、上記積層電極体を巻回してなる巻回電極体の巻回最外周を１周するように設けられることを特徴とする請求項３に記載の巻回電池。 The wound battery according to claim 3, wherein the fixing member is provided so as to make one round of a winding outermost periphery of a wound electrode body formed by winding the laminated electrode body.