JP2548464B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2548464B2 JP2548464B2 JP3160321A JP16032191A JP2548464B2 JP 2548464 B2 JP2548464 B2 JP 2548464B2 JP 3160321 A JP3160321 A JP 3160321A JP 16032191 A JP16032191 A JP 16032191A JP 2548464 B2 JP2548464 B2 JP 2548464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode
- positive electrode
- current collector
- aqueous electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解液電池に関し、
特に渦巻き状の電極体の構成を改善した非水電解液電池
に関する。
特に渦巻き状の電極体の構成を改善した非水電解液電池
に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム等の軽金属を活物質とする負極
と、酸化物等を正極活物質とする非水電解液電池は、高
エネルギー密度を有し、且つ自己放電が少ないという特
徴を有するので、多くの電子機器に使用されている。こ
のような用途に使用する電池は低率放電時のみならず高
率放電時にも大容量で放電できると同時に、高信頼性が
必要となる。
と、酸化物等を正極活物質とする非水電解液電池は、高
エネルギー密度を有し、且つ自己放電が少ないという特
徴を有するので、多くの電子機器に使用されている。こ
のような用途に使用する電池は低率放電時のみならず高
率放電時にも大容量で放電できると同時に、高信頼性が
必要となる。
【０００３】ここで、従来の渦巻式非水電解液電池は、
負極の一部に固定された負極集電体が負極の最外周部に
位置し、負極の終端が、正極の終端から巻き方向に若干
進んだ位置に設けられている。
負極の一部に固定された負極集電体が負極の最外周部に
位置し、負極の終端が、正極の終端から巻き方向に若干
進んだ位置に設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記従来のよ
うに負極の一部に固定された負極集電体が負極の最外周
部に位置し、負極の終端が、正極の終端から巻き方向に
若干進んだ位置に設けられていると、高率・低率放電時
に大容量で放電できるが、一般的に、単位面積当たりの
容量が正極より負極のほうが大きくなるような構成であ
り、また、最外周の負極は両側に正極が位置しないため
片面のみしか反応しないので、使用済みの電池中に未反
応の活性な軽金属が負極集電体と電気的接続を保って残
ることとなる。
うに負極の一部に固定された負極集電体が負極の最外周
部に位置し、負極の終端が、正極の終端から巻き方向に
若干進んだ位置に設けられていると、高率・低率放電時
に大容量で放電できるが、一般的に、単位面積当たりの
容量が正極より負極のほうが大きくなるような構成であ
り、また、最外周の負極は両側に正極が位置しないため
片面のみしか反応しないので、使用済みの電池中に未反
応の活性な軽金属が負極集電体と電気的接続を保って残
ることとなる。
【０００５】このような電池が強制的に放電された場合
は正極上への負極成分の電析が続き、場合によってはこ
の電析した負極成分がセパレータを突き破り、そして正
極と負極を内部短絡させる。このように内部短絡を起こ
すと、短絡した部分に集中して大電流が流れることにな
り、この部分において急激な温度上昇が生じる。また、
内部短絡が起きた際にガスが充満した電池内にスパーク
が発生すると、このスパークが着火源となって電池の発
火を引き起こす可能性が生じると考えられる。
は正極上への負極成分の電析が続き、場合によってはこ
の電析した負極成分がセパレータを突き破り、そして正
極と負極を内部短絡させる。このように内部短絡を起こ
すと、短絡した部分に集中して大電流が流れることにな
り、この部分において急激な温度上昇が生じる。また、
内部短絡が起きた際にガスが充満した電池内にスパーク
が発生すると、このスパークが着火源となって電池の発
火を引き起こす可能性が生じると考えられる。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するもの
で、使用済みの電池中に未反応の活性な軽金属が残って
いても、負極集電体と電気的接続を保たないようにする
ことにより、強制放電等の場合の負極成分の電析を防止
し、安全性の高い非水電解液電池を提供することを目的
とする。
で、使用済みの電池中に未反応の活性な軽金属が残って
いても、負極集電体と電気的接続を保たないようにする
ことにより、強制放電等の場合の負極成分の電析を防止
し、安全性の高い非水電解液電池を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
は上記目的を達成するために、軽金属を活物質とする帯
状の負極と、帯状の正極とがセパレータを介して巻回さ
れた渦巻き状の電極体を備えた非水電解液電池におい
て、前記電極体における正極の終端から巻き方向と反対
方向の１８０°の半円内に配置された前記負極の終端
と、前記正極の終端より内方の負極に配置された負極集
電体を具備するものである。
は上記目的を達成するために、軽金属を活物質とする帯
状の負極と、帯状の正極とがセパレータを介して巻回さ
れた渦巻き状の電極体を備えた非水電解液電池におい
て、前記電極体における正極の終端から巻き方向と反対
方向の１８０°の半円内に配置された前記負極の終端
と、前記正極の終端より内方の負極に配置された負極集
電体を具備するものである。
【０００８】
【作用】この構成により本発明の非水電解液電池は、正
極の終端から巻き方向と反対方向の１８０°の半円内に
負極の終端を設けるとともに、正極の終端より内方の負
極に負極集電体を配置しているため、その負極集電体の
内側では部分的に負極律速反応が進むため、放電末期に
は最外周の負極と内周の負極とは電気的接続を保たなく
なる。また、負極集電体が内周部に位置しているため最
外周の未反応負極軽金属と負極集電体が電気的接続を保
つことがなくなることとなる。そのため、電池が強制的
に放電された場合にでも正極上への負極成分の電析を防
止することができ内部短絡をおこさないようにすること
ができる。
極の終端から巻き方向と反対方向の１８０°の半円内に
負極の終端を設けるとともに、正極の終端より内方の負
極に負極集電体を配置しているため、その負極集電体の
内側では部分的に負極律速反応が進むため、放電末期に
は最外周の負極と内周の負極とは電気的接続を保たなく
なる。また、負極集電体が内周部に位置しているため最
外周の未反応負極軽金属と負極集電体が電気的接続を保
つことがなくなることとなる。そのため、電池が強制的
に放電された場合にでも正極上への負極成分の電析を防
止することができ内部短絡をおこさないようにすること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例の非水電解液電池を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１０】図２に示すように、二酸化マンガンを活物
質とする帯状の正極１と、リチウム金属からなる帯状の
負極２と、これら正，負両極１・２間に介挿されたセパ
レータ３とからなる電極体４は渦巻き状に巻回されてお
り、この電極体４は図１に示すように外装缶６内に配置
されている。外装缶６の上部開口部にはパッキング５を
介して封口蓋７が装着されている。ここで、負極２にお
ける負極の終端２ａが、正極の終端１ａから巻き方向と
反対方向の約９０°の位置にあり、かつ負極集電体１０
が、正極の終端１ａより内方の負極２に位置している。
質とする帯状の正極１と、リチウム金属からなる帯状の
負極２と、これら正，負両極１・２間に介挿されたセパ
レータ３とからなる電極体４は渦巻き状に巻回されてお
り、この電極体４は図１に示すように外装缶６内に配置
されている。外装缶６の上部開口部にはパッキング５を
介して封口蓋７が装着されている。ここで、負極２にお
ける負極の終端２ａが、正極の終端１ａから巻き方向と
反対方向の約９０°の位置にあり、かつ負極集電体１０
が、正極の終端１ａより内方の負極２に位置している。
【００１１】この負極集電体１０の両面には絶縁部材と
して粘着テープ１１が貼り付けられている。正極集電体
８は、巻き芯近傍の正極１に設けられ、負極集電体１０
と同様に正極集電体８の両面には絶縁部材として粘着テ
ープ９が貼り付けられている。なお正極１の厚みは０.
４５mm、負極２の厚みは０.１６mm、負極集電体１０の
厚みは０.１mm、粘着テープ１１の厚みは０.１８mmであ
る。上記の構造を有する非水電解液電池は、以下のよう
に作製する。正，負極集電体８・１０が固着された正，
負極１・２をセパレータ３を介して巻回し、渦巻状の電
極体４を作製する。
して粘着テープ１１が貼り付けられている。正極集電体
８は、巻き芯近傍の正極１に設けられ、負極集電体１０
と同様に正極集電体８の両面には絶縁部材として粘着テ
ープ９が貼り付けられている。なお正極１の厚みは０.
４５mm、負極２の厚みは０.１６mm、負極集電体１０の
厚みは０.１mm、粘着テープ１１の厚みは０.１８mmであ
る。上記の構造を有する非水電解液電池は、以下のよう
に作製する。正，負極集電体８・１０が固着された正，
負極１・２をセパレータ３を介して巻回し、渦巻状の電
極体４を作製する。
【００１２】次いで、この電極体４を外装缶６に収納
し、外装缶６内に電解液を注液した後、外装缶６の開口
上縁部を、内下方に封口蓋７の外周に設けたパッキング
５介して締着して電池を作製した。このようにして作製
した電池を、以下電池Ａと称する。図５に示すように負
極の終端２２ａが正極の終端２１ａから巻き方向に若干
進んだ位置にあり、負極集電体３０を負極２２の最外周
部に設ける他は、上記実施例と同様にして比較例の電池
Ｂを作製した。上記実施例の電池Ａ及び比較例の電池Ｂ
を高率にて放電させた後の負極軽金属（リチウム）板の
消費状態を図３および図４に示す。図４に示すように、
比較例の電池Ｂでは、負極集電体３０に接している未反
応リチウム２２ｂが残存していることが認められる。こ
れに対して、実施例の電池Ａでは負極集電体３０と接し
ている未反応リチウムは残存していない。上記実施例で
は正極の終端１ａから巻き方向と反対方向に約９０°の
位置に負極の終端２ａを設けたが、これに限定するもの
ではなく正極の終端１ａから巻き方向と反対方向の１８
０°の半円内の位置に負極の終端２ａが配置され、且つ
正極の終端１ａより内方の負極集電体１０を配置すれ
ば、同様の効果がある。但し、巻き取り時の負極２の伸
び，放電容量等を考慮すれば、正極の終端１ａから巻き
方向と反対方向に約４５°〜１３５°の位置に負極の終
端２ａを配置するのが望ましい。
し、外装缶６内に電解液を注液した後、外装缶６の開口
上縁部を、内下方に封口蓋７の外周に設けたパッキング
５介して締着して電池を作製した。このようにして作製
した電池を、以下電池Ａと称する。図５に示すように負
極の終端２２ａが正極の終端２１ａから巻き方向に若干
進んだ位置にあり、負極集電体３０を負極２２の最外周
部に設ける他は、上記実施例と同様にして比較例の電池
Ｂを作製した。上記実施例の電池Ａ及び比較例の電池Ｂ
を高率にて放電させた後の負極軽金属（リチウム）板の
消費状態を図３および図４に示す。図４に示すように、
比較例の電池Ｂでは、負極集電体３０に接している未反
応リチウム２２ｂが残存していることが認められる。こ
れに対して、実施例の電池Ａでは負極集電体３０と接し
ている未反応リチウムは残存していない。上記実施例で
は正極の終端１ａから巻き方向と反対方向に約９０°の
位置に負極の終端２ａを設けたが、これに限定するもの
ではなく正極の終端１ａから巻き方向と反対方向の１８
０°の半円内の位置に負極の終端２ａが配置され、且つ
正極の終端１ａより内方の負極集電体１０を配置すれ
ば、同様の効果がある。但し、巻き取り時の負極２の伸
び，放電容量等を考慮すれば、正極の終端１ａから巻き
方向と反対方向に約４５°〜１３５°の位置に負極の終
端２ａを配置するのが望ましい。
【００１３】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に本発明の有機電解液電池によれば、正極の終端から巻
き方向と反対方向の１８０°の半径内に負極の終端を設
け、かつ正極の終端より内方の負極に集電体を配置すれ
ば、その負極集電体の内側では部分的に負極律速反応が
進むため、放電末期には最外周の負極と内周の負極とは
電気的接続を保たなくなる。また、負極集電体が内周部
に位置しているため最外周の未反応負極軽金属と負極集
電体とが電気的接続を保つことがなくなる。そのため、
電池が強制的に放電された場合にでも正極上の負極成分
の電析を防止することができるため、内部短絡をおこす
ことがなくなり、電池の安全性を向上することができ
る。
に本発明の有機電解液電池によれば、正極の終端から巻
き方向と反対方向の１８０°の半径内に負極の終端を設
け、かつ正極の終端より内方の負極に集電体を配置すれ
ば、その負極集電体の内側では部分的に負極律速反応が
進むため、放電末期には最外周の負極と内周の負極とは
電気的接続を保たなくなる。また、負極集電体が内周部
に位置しているため最外周の未反応負極軽金属と負極集
電体とが電気的接続を保つことがなくなる。そのため、
電池が強制的に放電された場合にでも正極上の負極成分
の電析を防止することができるため、内部短絡をおこす
ことがなくなり、電池の安全性を向上することができ
る。
【図１】本発明の一実施例の非水電解液電池の構成を示
す縦断面図
す縦断面図
【図２】同正，負極の巻き取り状態を示す断面図
【図３】同電池Ａの放電後における負極軽金属（リチウ
ム）の消耗状態を説明する負極の正面図
ム）の消耗状態を説明する負極の正面図
【図４】比較例の電池Ｂの放電後における負極軽金属
（リチウム）の消耗状態を説明する負極の正面図
（リチウム）の消耗状態を説明する負極の正面図
【図５】従来または比較例の非水電解液電池の正，負極
の巻き取り状態を示す断面図
の巻き取り状態を示す断面図
１ 正極 １ａ 正極の終端 ２ 負極 ２ａ 負極の終端 ３ セパレータ ４ 電極体 ５ パッキング ６ 外装缶 ７ 封口蓋 ８ 正極集電体 ９，１１ 粘着テープ １０ 負極集電体
Claims (1)
- 【請求項１】 軽金属を活物質とする帯状の負極と、帯
状の正極とがセパレータを介して、負極を外側、正極を
内側に配置して、巻回された渦巻き状の電極体を備えた
非水電解液電池において、前記電極体において負極の終
端を正極の終端から巻き方向と反対方向の１８０°の半
円内に配置し、負極集電体を、前記正極の最外周で負極
に覆われていない面と対面する負極より巻芯に近い負極
に配するとともに、正極より負極の厚みを薄くする非水
電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160321A JP2548464B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160321A JP2548464B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513089A JPH0513089A (ja) | 1993-01-22 |
| JP2548464B2 true JP2548464B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=15712435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3160321A Expired - Lifetime JP2548464B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548464B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210367271A1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Ningde Amperex Technology Limited | Electrode assembly and battery |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5965290A (en) * | 1996-01-12 | 1999-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte cell |
| EP0901178B1 (en) * | 1996-02-23 | 2001-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte cell with spirally wound electrodes |
| JP2000195556A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| US6391488B1 (en) | 1999-07-09 | 2002-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte cell |
| JP4845408B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-12-28 | 三洋電機株式会社 | 密閉型電池 |
| JP5283544B2 (ja) * | 2009-03-10 | 2013-09-04 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707421A (en) * | 1985-05-02 | 1987-11-17 | Duracell Inc. | Spirally wound electrochemical cells |
| JPS6266177U (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | ||
| JPH01264175A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-20 | Toshiba Battery Co Ltd | 渦巻状電極群の製造方法 |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP3160321A patent/JP2548464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210367271A1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Ningde Amperex Technology Limited | Electrode assembly and battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513089A (ja) | 1993-01-22 |
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