JP2012004141A - 非水電解質電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 振動や落下等により外部から衝撃が加わった際の電圧低下が抑制された非水電解質電池を提供する。
【解決手段】 実施形態によれば、扁平形状をなし、第1の面と反対側の第2の面とが熱融着により接合されたフィルム製外装部材5と、外装部材5内に収納された電極群と、正極端子11と、負極端子13とを具備する非水電解質電池が提供される。正極端子11及び負極端子13は外装部材5の同じ熱融着部もしくは互いに対向する熱融着部から外部に引き出されている。第1の面と第2の面は、正極端子11及び負極端子13のうち少なくとも一方が引き出されている熱融着部と電極群との間に位置する空間と対向する領域において、絶縁性スペーサ29が介装されている。
【選択図】図21
Description
前記正極端子及び前記負極端子は前記外装部材の同じ熱融着部もしくは互いに対向する熱融着部から外部に引き出されており、
前記第1の面と前記第2の面は、前記正極端子及び前記負極端子のうち少なくとも一方が引き出されている熱融着部と前記電極群との間に位置する空間と対向する領域において、内面同士が接合されていることを特徴とするものである。
前記正極端子及び前記負極端子は前記外装部材の同じ熱融着部もしくは互いに対向する熱融着部から外部に引き出されており、
前記第1の面と前記第2の面は、前記正極端子及び前記負極端子のうち少なくとも一方が引き出されている熱融着部と前記電極群との間に位置する空間と対向する領域において、絶縁性スペーサが介装されていることを特徴とするものである。
外装部材には、電極群が収納される凹部(カップ部)を備えたものを使用することができる。外装部材には、容器と封口板が一体化されたものを使用しても良いし、封口板と容器とが別々の構成になっているものを使用することも可能である。
電極群には、扁平形状を有するものを使用することができる。扁平形状の電極群は、例えば、正極と負極とをセパレータを介して渦巻状に捲回するか、あるいは正極と負極とをその間にセパレータを介在させながら交互に積層することにより作製される。
<外装部材の形成>
厚さ0.025mmのナイロンフィルム/厚さ0.04mmのアルミニウム箔/厚さ0.03mmのポリエチレンフィルムで構成される総厚さ0.095mmの外装フィルムに絞り加工を施し、図1に示すように、短辺側の一端部の3箇所に深さ3.5mmの円柱状の凹部1a〜1cを設け、外寸法105×75mmに切り出し、封口板2を得た。円柱状の凹部1a〜1cはナイロンフィルム側(保護層側)からポリエチレンフィルム側(熱可塑性樹脂層側)に突き出すように加工した。また、凹部1a〜1cには、突き出し側に向かって径が小さくなるようにテーパ3が設けられている。
まず、活物質としてのLiCoO2粉末89重量部に導電性フィラーとしてのグラファイト粉末8重量部および結着剤としてポリフッ化ビニリデン樹脂3重量部をN−メチルピロリドン25重量部に混合して正極ペーストを調製した。この正極ペーストを集電体である厚さ0.03mmのアルミニウム箔フープ材の両面へ両サイドに未塗布部分が残るように連続塗布し、乾燥した後、圧延して正極合剤層を形成した後、塗布部分の外形寸法が80×60mm、未塗布部分6の寸法が長辺部右端面より10mm内側の位置で5×10mmになるように切り出して正極とした。
エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)が体積比で1:1の割合で混合された非水溶媒に電解質としてLiPF6を1mol/lの濃度になるように溶解させて非水電解液を調製した。
図5に示すように、容器5のカップ部4に、正極タブ11および負極タブ13が短辺側縁部4aから外部に引き出され、酸変性ポリエチレンフィルム12が容器5の短辺側縁部4aに架かるように電極群を収納した。
<外装部材の形成>
実施例1で説明したのと同様な外装フィルムを絞り加工により、図7に示すように、短辺側端部の3箇所に深さ3.5mmの直方体状の凹部14a〜14cを設け、外寸法105×75mmに切り出した封口板15を作製した。直方体状の凹部14a〜14cはナイロンフィルム側(保護層側)からポリエチレンフィルム側(熱可塑性樹脂層側)に突き出すように加工した。また、凹部14a〜14cには、突き出し側に向かって面積が小さくなるようにテーパ16が設けられている。一方、実施例1と同じ方法で図8に示す構造の容器5を作製した。
<外装部材の形成>
実施例1で説明したのと同様な外装フィルムを絞り加工により、図10に示すように、短辺側の両端部に深さ3.5mmの直方体状の凹部17a〜17dを2箇所ずつ計4箇所設け、外寸法115×75mmに切り出した封口板18を作製した。直方体状の凹部17a〜17dはナイロンフィルム側(保護層側)からポリエチレンフィルム側(熱可塑性樹脂層側)に突き出すように加工した。また、凹部17a〜17dには、突き出し側に向かって面積が小さくなるようにテーパ19が設けられている。
実施例1と同じ方法で正極合剤層を形成した後、塗布部分の外形寸法が80×60mm、未塗布部分22の寸法が5×20mmになるように切り出して正極とした。
実施例1と同じ方法で調製した。
図13に示すように、容器21のカップ部20に、正極タブ24が短辺側縁部20aから外部に引き出され、負極タブ25が短辺側縁部20bから外部に引き出され、酸変性ポリエチレンフィルム26が容器21の短辺側縁部20a、20bに架かるように電極群を収納した。
<外装部材の形成>
実施例1で説明したのと同様な外装フィルムを絞り加工により、図15に示すように、短辺側端部の3箇所に深さ0.5mmの直方体状の凹部27a〜27cを設け、外寸法105×75mmに切り出した封口板28を作製した。直方体状の凹部27a〜27cはナイロンフィルム側(保護層側)からポリエチレンフィルム側(熱可塑性樹脂層側)に突き出すように加工した。また、凹部27a〜27cには、突き出し側に向かって断面積が小さくなるようにテーパが設けられている。一方、実施例1と同じ方法で図16に示す構造の容器5を作製した。
実施例1と同じ方法で図19に示す電極群を作製した。
実施例1と同じ方法で調製した。
図17に示すように、外寸法3.0mm×8.0mm×60.0mmとなる直方体のポリエチレン製絶縁体29(絶縁性スペーサ)を作製した。図18に示すように、絶縁体29を容器5のカップ部4内の短辺4a側に配置した。
図22に示すように、凹部14a〜14cの空隙にシリコンゴムからなる充填部材30を充填すること以外は、実施例2で説明したのと同様な方法で非水電解質電池を100個作製した。
凹部14a〜14cの空隙にウレタン樹脂からなる充填部材を充填すること以外は、実施例2で説明したのと同様な方法で非水電解質電池を100個作製した。
実施例2と同じ方法で、図23(b)に示す構造を有し、厚さ4mm、幅75mm、長さ105mm(正負極タブ寸法を除く)、容量1500mAhの非水電解質電池を作製した。
実施例3の非水電解質電池において、封口板とカップ部の内面を接合する代わりに、カップ部20内の短辺側縁部20a,20b側に外寸法3.0mm×8.0mm×60.0mmとなる直方体のポリエチレン製絶縁体(絶縁性スペーサ)を配置し、絶縁体と外装部材とを実施例4で説明したのと同様な条件で熱融着した。このような構成の非水電解質電池を100個用意した。封口板と絶縁体との熱融着面積(片側)およびカップ部と絶縁体との熱融着面積(片側)は、それぞれ、電極群と短辺側縁部との間に位置するカップ部底部内面積(片側)の18%であった。
凹部17a〜17dの空隙にシリコンゴムからなる充填部材を充填すること以外は、実施例3で説明したのと同様な方法で非水電解質電池を100個作製した。
実施例3と同じ方法で非水電解質電池を作製した。
<外装部材の形成>
実施例1と同じ種類の外装フィルムを絞り加工を行わずに図25に示すように寸法105×75mmに切り出し、矩形板状の封口板34を作製した。また、実施例1と同じ方法で図26に示す構造の外形寸法105×75mmの容器5を作製した。
実施例1と同じ方法で電極群を作製した。
実施例1と同じ方法で調製した。
正負極タブが外部に延出している熱融着部と電極群間の空間と対向するカップ部と封口板を電池内部にて熱融着しないこと以外は実施例1と同じ方法で、図27に示す構造を有し、厚さ4mm、幅75mm、長さ105mm(正負極タブ寸法を除く)、容量1500mAhの非水電解質電池を100個作製した。
<外装部材の形成>
実施例1と同じ種類の外装フィルムを絞り加工を行わずに寸法115×75mmに切り出し、矩形板状の封口板を作製した。また、実施例3と同じ方法で外形寸法115×75mmの容器を作製した。
実施例3と同じ方法で電極群を作製した。
実施例1と同じ方法で調製した。
正負極タブが外部に延出している熱融着部と電極群間の空間と対向するカップ部と封口板を電池内部にて熱融着しないこと以外は実施例3と同じ方法で、図28に示す構造を有し、厚さ4mm、幅75mm、長さ115mm(正負極タブ寸法を除く)、容量1500mAhの非水電解質電池を100個作製した。
比較例1の非水電解質電池において、カップ部4の側面に内側に突出する突出部(面積外寸8.0×8.0mm)を、正極タブ11と負極タブ13の間に位置するように形成した。この突出部の内面は、封口板の内面に熱融着させた。熱融着部の面積は、電極群と短辺側縁部との間に位置するカップ部底部内面積の9%であった。
Claims (4)
- 扁平形状をなし、第1の面と反対側の第2の面とが熱融着により接合されたフィルム製外装部材と、前記外装部材内に収納され、正極、負極及びセパレータを含む電極群と、前記正極に電気的に接続された正極端子と、前記負極に電気的に接続された負極端子とを具備する非水電解質電池であって、
前記正極端子及び前記負極端子は前記外装部材の同じ熱融着部もしくは互いに対向する熱融着部から外部に引き出されており、
前記第1の面と前記第2の面は、前記正極端子及び前記負極端子のうち少なくとも一方が引き出されている熱融着部と前記電極群との間に位置する空間と対向する領域において、絶縁性スペーサが介装されていることを特徴とする非水電解質電池。 - 前記絶縁性スペーサが前記第1の面と前記第2の面に熱融着により接合されていることを特徴とする請求項1記載の非水電解質電池。
- 前記絶縁性スペーサと前記外装部材との接合面積は、前記領域の面積(片面)の10%以上、60%以下であることを特徴とする請求項2記載の非水電解質電池。
- 前記第1の面に前記第2の面に向かって突き出した凹部が形成され、前記絶縁スペーサが前記凹部と前記第2の面に熱融着により接合されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の非水電解質電池。
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