JP3114466B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP3114466B2 JP3114466B2 JP29173893A JP29173893A JP3114466B2 JP 3114466 B2 JP3114466 B2 JP 3114466B2 JP 29173893 A JP29173893 A JP 29173893A JP 29173893 A JP29173893 A JP 29173893A JP 3114466 B2 JP3114466 B2 JP 3114466B2
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- positive electrode
- plate
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- Y02E60/12—
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集電体に正極活物質を
保持させた正極板と、リチウムあるいはリチウム合金な
どの軽金属よりなる負極板とをセパレータを介して巻回
した渦巻状の極板群を備える非水電解液電池に関する。
保持させた正極板と、リチウムあるいはリチウム合金な
どの軽金属よりなる負極板とをセパレータを介して巻回
した渦巻状の極板群を備える非水電解液電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】実開昭６３−１３３０６５号公報記載の
ようなリチウム等の軽金属を活物質とする帯状の負極板
と二酸化マンガン等を活物質とする帯状の正極板を備
え、セパレータを介して正、負極板が渦巻状に巻回され
た非水電解液電池は、高エネルギー密度を有し、高率放
電に適し、且つ、自己放電が少ないという特徴を有する
ので多くの用途に使用されている。
ようなリチウム等の軽金属を活物質とする帯状の負極板
と二酸化マンガン等を活物質とする帯状の正極板を備
え、セパレータを介して正、負極板が渦巻状に巻回され
た非水電解液電池は、高エネルギー密度を有し、高率放
電に適し、且つ、自己放電が少ないという特徴を有する
ので多くの用途に使用されている。
【０００３】近年、この渦巻式非水電解液電池の用途が
拡大するにつれて、単に高率放電で使用するだけではな
く、低率放電での使用や、両者の組み合わせ使用など使
用条件が多様化してきており、このような場合でも、大
容量（十分な反応効率）が得られることが必要となって
きている。
拡大するにつれて、単に高率放電で使用するだけではな
く、低率放電での使用や、両者の組み合わせ使用など使
用条件が多様化してきており、このような場合でも、大
容量（十分な反応効率）が得られることが必要となって
きている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の渦巻式非水電解
液電池は、正，負極板の反応面積が大きく高率放電にお
いて十分な反応効率が得られるように、図４に示すよう
に負極板１の一部に固定された負極集電リード板１ａを
正極板２の最外周部２ｂから内側に少し入り込んだ位置
に設けていた。
液電池は、正，負極板の反応面積が大きく高率放電にお
いて十分な反応効率が得られるように、図４に示すよう
に負極板１の一部に固定された負極集電リード板１ａを
正極板２の最外周部２ｂから内側に少し入り込んだ位置
に設けていた。
【０００５】このような軽金属を用いた電池では、放電
が進むにつれて、負極板１の軽金属が消費され薄くなっ
て行く。図５に示すように、負極板１１は巻回された際
に正極板の外周部から内側に入り込んだ位置、すなわち
巻終端部よりも巻中心側に負極集電体１１ａを配するこ
とで放電効率を改善している。然し乍、低率放電におい
ては極板群の構成上、負極板１１の中で放電反応が速く
進む部分１１ｆと遅く進む部分１１ｓが生じる。
が進むにつれて、負極板１の軽金属が消費され薄くなっ
て行く。図５に示すように、負極板１１は巻回された際
に正極板の外周部から内側に入り込んだ位置、すなわち
巻終端部よりも巻中心側に負極集電体１１ａを配するこ
とで放電効率を改善している。然し乍、低率放電におい
ては極板群の構成上、負極板１１の中で放電反応が速く
進む部分１１ｆと遅く進む部分１１ｓが生じる。
【０００６】この結果、放電反応が速く進む部分１１ｆ
では負極板１１の軽金属の消費が早くなるため、放電末
期にはその部分で、負極板１１の軽金属と負極集電リー
ド板１１ａとの接続が切れることになり放電反応が中断
してしまう。放電反応が遅く進む部分１１ｓにおいて、
１１ｃは反応が特に遅く進む部分であり、負極板１１の
両面が正極板２と対向していない部分または正極集電リ
ード板２ａと対向している部分である。この部分では、
負極１１の軽金属はほとんど消費されていない。
では負極板１１の軽金属の消費が早くなるため、放電末
期にはその部分で、負極板１１の軽金属と負極集電リー
ド板１１ａとの接続が切れることになり放電反応が中断
してしまう。放電反応が遅く進む部分１１ｓにおいて、
１１ｃは反応が特に遅く進む部分であり、負極板１１の
両面が正極板２と対向していない部分または正極集電リ
ード板２ａと対向している部分である。この部分では、
負極１１の軽金属はほとんど消費されていない。
【０００７】この結果、放電反応が遅く進む部分１１ｓ
が放電可能な状態にあるにも拘わらず、集電リード板１
１ａとの接続が切断され、残存する軽金属が負極活物質
として利用されない。このため、電池が本来有している
容量分の放電ができず、放電末期における低率放電特性
が劣るという課題を有していた。
が放電可能な状態にあるにも拘わらず、集電リード板１
１ａとの接続が切断され、残存する軽金属が負極活物質
として利用されない。このため、電池が本来有している
容量分の放電ができず、放電末期における低率放電特性
が劣るという課題を有していた。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するもの
で、本来保有している負極板の容量を十分取り出すこと
ができる非水電解液電池を提供することを目的とする。
で、本来保有している負極板の容量を十分取り出すこと
ができる非水電解液電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の非水電解液電池は、軽金属を活物質とする
帯状の負極板と帯状の正極板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であ
って、前記セパレータは、正極板、負極板に接する面の
長手方向に沿い、且つ少なくとも正極集電リード板と当
接するように配置され、イオンの透過を妨げる絶縁部分
を有することを特徴とする。
に、本発明の非水電解液電池は、軽金属を活物質とする
帯状の負極板と帯状の正極板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であ
って、前記セパレータは、正極板、負極板に接する面の
長手方向に沿い、且つ少なくとも正極集電リード板と当
接するように配置され、イオンの透過を妨げる絶縁部分
を有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】この構成により本発明の非水電解液電池は、微
多孔質合成樹脂膜からなるセパレータの正，負極板に接
する面の長手方向にその一部が正極集電リード板と当接
する連続した絶縁部分を少なくとも１箇所以上設けてい
るため、この絶縁部分では、セパレータの微細孔が閉塞
され、イオンの透過が妨げられるため正極板と負極板の
前記絶縁部分を介して対向する部分の反応が阻害され、
負極活物質はその部分のみ消費されず残存することにな
り、その結果、負極板を構成するすべての活物質と負極
集電リード板が、放電反応が完全に終了するまで電気的
に接続された状態を維持することとなる。又、正極板最
外周部と当接する絶縁部分についても同様の作用があ
る。
多孔質合成樹脂膜からなるセパレータの正，負極板に接
する面の長手方向にその一部が正極集電リード板と当接
する連続した絶縁部分を少なくとも１箇所以上設けてい
るため、この絶縁部分では、セパレータの微細孔が閉塞
され、イオンの透過が妨げられるため正極板と負極板の
前記絶縁部分を介して対向する部分の反応が阻害され、
負極活物質はその部分のみ消費されず残存することにな
り、その結果、負極板を構成するすべての活物質と負極
集電リード板が、放電反応が完全に終了するまで電気的
に接続された状態を維持することとなる。又、正極板最
外周部と当接する絶縁部分についても同様の作用があ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例の非水電解液電池に
ついて図面とともに詳述する。
ついて図面とともに詳述する。
【００１２】正極板２は、正極活物質である二酸化マン
ガンに導電剤を混合したペーストを集電体に圧着し一定
寸法に切断したものである。
ガンに導電剤を混合したペーストを集電体に圧着し一定
寸法に切断したものである。
【００１３】負極板１は、負極活物質であるリチウムを
一定寸法に切断したものである。セパレータ３は図１に
示すように、厚みが１０〜５０μのポリプロピレン製微
多孔質膜よりなるセパレータ３の長手方向に幅約１ｍ／
ｍのポリプロピレン製の絶縁テープによる絶縁部分３ａ
を設けている。図１にはこのセパレータ３と対向させて
巻回する正極集電リード板２ａを有する正極板２を点線
で示しているが、絶縁部分３ａの一部は正極集電リード
板２ａに当接している。そして、これらの正極板２と負
極板１をセパレータ３を介して渦巻状に巻回して構成す
る。この極板群を用いて本実施例の電池Ａを作製した。
比較のために絶縁部分のないセパレータを用い、その他
は同一条件で比較電池Ｂを作製した。電解液には、プロ
ピレンカーボネートとジメトシキエタンとの混合溶媒に
トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを溶解させたも
のを使用した。
一定寸法に切断したものである。セパレータ３は図１に
示すように、厚みが１０〜５０μのポリプロピレン製微
多孔質膜よりなるセパレータ３の長手方向に幅約１ｍ／
ｍのポリプロピレン製の絶縁テープによる絶縁部分３ａ
を設けている。図１にはこのセパレータ３と対向させて
巻回する正極集電リード板２ａを有する正極板２を点線
で示しているが、絶縁部分３ａの一部は正極集電リード
板２ａに当接している。そして、これらの正極板２と負
極板１をセパレータ３を介して渦巻状に巻回して構成す
る。この極板群を用いて本実施例の電池Ａを作製した。
比較のために絶縁部分のないセパレータを用い、その他
は同一条件で比較電池Ｂを作製した。電解液には、プロ
ピレンカーボネートとジメトシキエタンとの混合溶媒に
トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを溶解させたも
のを使用した。
【００１４】図２は、本実施例の電池Ａと比較電池Ｂと
を室温下２００Ωの負荷で放電した時の放電特性を示し
ている。
を室温下２００Ωの負荷で放電した時の放電特性を示し
ている。
【００１５】図２より本実施例の電池Ａでは、放電末期
における急激な電圧降下は認められなかったが、比較電
池Ｂでは、放電末期にＰ点で急激な電圧降下が認められ
た。次に、図２のＰ点、すなわち比較電池Ｂの電圧が急
激に降下した時点で、両方の電池ＡとＢをそれぞれ分解
し、両電池の負極板の状態を調べた。図３は本実施例の
電池Ａの負極板１、図５は比較例の電池Ｂの負極板１１
のそれぞれ長手方向で正極集電リード板２ａ，最外周部
２ｂ付近の横断面を示す。
における急激な電圧降下は認められなかったが、比較電
池Ｂでは、放電末期にＰ点で急激な電圧降下が認められ
た。次に、図２のＰ点、すなわち比較電池Ｂの電圧が急
激に降下した時点で、両方の電池ＡとＢをそれぞれ分解
し、両電池の負極板の状態を調べた。図３は本実施例の
電池Ａの負極板１、図５は比較例の電池Ｂの負極板１１
のそれぞれ長手方向で正極集電リード板２ａ，最外周部
２ｂ付近の横断面を示す。
【００１６】図３に示す本実施例の電池Ａの負極板１
は、絶縁テープ貼布を施したセパレータ３の絶縁部分３
ａと対向する部分の負極板１のリチウムが残存してお
り、この残存部分のリチウムが負極集電リード板１ａが
取り付けられていなく分断されつつある部分のリチウム
と負極集電リード板１ａとを連続的に接続しているため
放電反応が連続可能状況になっている。しかし図５に示
す比較電池Ｂの負極板１１では、負極集電リード板１１
ａが取り付けられていない部分のリチウムは、負極集電
リード板１１ａと分断されていた。尚、図３，図５にお
いて点線は初期の負極板の状態を示す。
は、絶縁テープ貼布を施したセパレータ３の絶縁部分３
ａと対向する部分の負極板１のリチウムが残存してお
り、この残存部分のリチウムが負極集電リード板１ａが
取り付けられていなく分断されつつある部分のリチウム
と負極集電リード板１ａとを連続的に接続しているため
放電反応が連続可能状況になっている。しかし図５に示
す比較電池Ｂの負極板１１では、負極集電リード板１１
ａが取り付けられていない部分のリチウムは、負極集電
リード板１１ａと分断されていた。尚、図３，図５にお
いて点線は初期の負極板の状態を示す。
【００１７】また、セパレータの正極板最外周部と接す
る面に絶縁部分を設けた場合も、本実施例の電池Ａと同
様の効果が得られた。また本実施例の絶縁材としてポリ
プロピレン製の絶縁テープを用いたが、テープ以外に印
刷方法等で絶縁材を印刷処理しても同様の効果が得られ
た。
る面に絶縁部分を設けた場合も、本実施例の電池Ａと同
様の効果が得られた。また本実施例の絶縁材としてポリ
プロピレン製の絶縁テープを用いたが、テープ以外に印
刷方法等で絶縁材を印刷処理しても同様の効果が得られ
た。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施例の説明で明らかなように本
発明の非水電解液電池によれば、セパレータの正、負極
板に接する面の長手方向に沿って形成され、少なくとも
その一部が正極集電リード板と当接するイオンの透過を
阻害する絶縁部分、言い換えれば電池のセパレータ機能
をなくした絶縁部分を設けることにより、放電末期に従
来負極集電リード板から分断されていた負極活物質を、
電気的に負極集電リード板に接続することができるた
め、放電末期における急激な電圧降下を解消し、負極板
の放電容量を十分に取り出せるものであり、その実用的
価値は極めて大である。
発明の非水電解液電池によれば、セパレータの正、負極
板に接する面の長手方向に沿って形成され、少なくとも
その一部が正極集電リード板と当接するイオンの透過を
阻害する絶縁部分、言い換えれば電池のセパレータ機能
をなくした絶縁部分を設けることにより、放電末期に従
来負極集電リード板から分断されていた負極活物質を、
電気的に負極集電リード板に接続することができるた
め、放電末期における急激な電圧降下を解消し、負極板
の放電容量を十分に取り出せるものであり、その実用的
価値は極めて大である。
【図１】本発明の一実施例における絶縁テープによる絶
縁部分を設けたセパレータの正極板と対向した状態を示
す正面図
縁部分を設けたセパレータの正極板と対向した状態を示
す正面図
【図２】本実施例電池および比較電池の放電特性を示す
図
図
【図３】本実施例電池の放電末期の負極板の状態を示す
横断面図
横断面図
【図４】非水電解液電池の渦巻状に巻回して構成した極
板群の上面図
板群の上面図
【図５】比較電池の放電末期の負極板の状態を示す横断
面図
面図
１ １１ 負極板 １ａ １１ａ 負極集電リード板 １ｃ １１ｃ 正極板と対向していない部分または正極
集電リード板と対向している部分 １１ｆ 放電反応が速く進む部分 １１ｓ 放電反応が遅く進む部分 ２ 正極板 ２ａ 正極集電リード板 ２ｂ 正極板最外周部 ３ セパレータ ３ａ 絶縁部分（イオン透過性のない）
集電リード板と対向している部分 １１ｆ 放電反応が速く進む部分 １１ｓ 放電反応が遅く進む部分 ２ 正極板 ２ａ 正極集電リード板 ２ｂ 正極板最外周部 ３ セパレータ ３ａ 絶縁部分（イオン透過性のない）
フロントページの続き (56)参考文献 実開 平５−43465（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−49454（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/18 H01M 6/16
Claims (2)
- 【請求項１】軽金属を活物質とする帯状の負極板と帯状
の正極板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であって、前記セパレー
タは、正極板、負極板に接する面の長手方向に沿い、且
つ少なくとも正極集電リード板と当接するように配置さ
れ、イオンの透過を妨げる絶縁部分を有することを特徴
とする非水電解液電池。 - 【請求項２】絶縁部分が正極板最外周部と当接する請求
項１記載の非水電解液電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29173893A JP3114466B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 非水電解液電池 |
| US08/343,636 US5458993A (en) | 1993-11-22 | 1994-11-22 | Non-aqueous electrolyte battery and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29173893A JP3114466B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142049A JPH07142049A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3114466B2 true JP3114466B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17772766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29173893A Expired - Fee Related JP3114466B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114466B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4606551B2 (ja) * | 1999-07-09 | 2011-01-05 | パナソニック株式会社 | 非水電解液電池 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29173893A patent/JP3114466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07142049A (ja) | 1995-06-02 |
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Legal Events
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