JP3424499B2 - 角形非水電解液二次電池 - Google Patents
角形非水電解液二次電池Info
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- JP3424499B2 JP3424499B2 JP13546497A JP13546497A JP3424499B2 JP 3424499 B2 JP3424499 B2 JP 3424499B2 JP 13546497 A JP13546497 A JP 13546497A JP 13546497 A JP13546497 A JP 13546497A JP 3424499 B2 JP3424499 B2 JP 3424499B2
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- Japan
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- battery
- prismatic
- electrolyte secondary
- electrode plate
- secondary battery
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- 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
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- 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
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極板と負極板と
を、セパレータを介して積層し、角形電池容器に納め密
閉した角形非水電解液二次電池の構造に関するものであ
る。
を、セパレータを介して積層し、角形電池容器に納め密
閉した角形非水電解液二次電池の構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の排気ガスによる大気汚染
が進んでいるため、これ以上の環境悪化をさけるために
電気自動車の開発が急がれている。従来、電気自動車の
動力源として使用される電池は、鉛電池が主流であっ
た。しかし、鉛電池は、重量が重く、エネルギー密度も
低いため、十分に普及にいたっていない。このため近年
では、高エネルギー密度を達成できる電池として、リチ
ウムイオンを吸蔵放出できる炭素材料を負極に用いたリ
チウム二次電池等の非水電解液二次電池が提案されてい
る。このリチウム二次電池は、アルミニウム（Ａｌ）よ
りなる正極集電体の両面に例えばマンガン酸リチウム
（ＬｉＭｎ2Ｏ4）を正極活物質として塗布し、銅（Ｃ
ｕ）よりなる負極集体の両面にカーボン（Ｃ）を負極活
物質として塗布したものである。
が進んでいるため、これ以上の環境悪化をさけるために
電気自動車の開発が急がれている。従来、電気自動車の
動力源として使用される電池は、鉛電池が主流であっ
た。しかし、鉛電池は、重量が重く、エネルギー密度も
低いため、十分に普及にいたっていない。このため近年
では、高エネルギー密度を達成できる電池として、リチ
ウムイオンを吸蔵放出できる炭素材料を負極に用いたリ
チウム二次電池等の非水電解液二次電池が提案されてい
る。このリチウム二次電池は、アルミニウム（Ａｌ）よ
りなる正極集電体の両面に例えばマンガン酸リチウム
（ＬｉＭｎ2Ｏ4）を正極活物質として塗布し、銅（Ｃ
ｕ）よりなる負極集体の両面にカーボン（Ｃ）を負極活
物質として塗布したものである。
【０００３】このリチウム二次電池において外観が角形
の電池容器形状であれば、多数枚の正極および負極をセ
パレータを介して交互に積み重ね、極板群を形成する
か、あるいは長尺の正極、セパレータ、負極を重ねて扁
平に捲回して極板群を形成することが必要であり、その
後、得られた極板群を角形電池容器に収納して有機電解
液を充填したものである。
の電池容器形状であれば、多数枚の正極および負極をセ
パレータを介して交互に積み重ね、極板群を形成する
か、あるいは長尺の正極、セパレータ、負極を重ねて扁
平に捲回して極板群を形成することが必要であり、その
後、得られた極板群を角形電池容器に収納して有機電解
液を充填したものである。
【０００４】角形電池に関しては、上記リチウム二次電
池は、確実に極板群を角形電池容器に納めるには、極板
群の厚さを角形電池容器の内寸よりも薄く作る必要があ
る。しかし、極板群と角形電池容器の間に隙間がある
と、極板群に圧力がかからないため、個々の正極集電体
と負極集電体の間に隙間ができ、極板表面で充放電反応
の局所化が起こり、内部抵抗の増大を招くおそれがあ
る。極板寸法が大きいほどこの懸念が大きい。角形電池
の極板群を加圧するには、極板群とともに板バネを電池
容器内に挿入する方法がある。
池は、確実に極板群を角形電池容器に納めるには、極板
群の厚さを角形電池容器の内寸よりも薄く作る必要があ
る。しかし、極板群と角形電池容器の間に隙間がある
と、極板群に圧力がかからないため、個々の正極集電体
と負極集電体の間に隙間ができ、極板表面で充放電反応
の局所化が起こり、内部抵抗の増大を招くおそれがあ
る。極板寸法が大きいほどこの懸念が大きい。角形電池
の極板群を加圧するには、極板群とともに板バネを電池
容器内に挿入する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】板バネを用いて極板群
を加圧する方式は、電池の構成部品が増えることにより
重量エネルギー密度、および体積エネルギー密度が低下
する不都合があった。
を加圧する方式は、電池の構成部品が増えることにより
重量エネルギー密度、および体積エネルギー密度が低下
する不都合があった。
【０００６】本発明は、上述の如き角形非水電解液二次
電池において、電池構成部品を増やすことなく極板群を
加圧し、極板表面での充放電反応の局所化を抑制するこ
とを目的とする。
電池において、電池構成部品を増やすことなく極板群を
加圧し、極板表面での充放電反応の局所化を抑制するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明角形非水電解液二
次電池は、電池内部圧力が大気圧より低い圧力で不活性
ガスを封入したことにより、前記角形電池容器の極板面
と対向する面を内側に弾性変形させたことを特徴とす
る。また、正極活物質がマンガン酸リチウムであり、前
記電池容器がアルミニウム製であることが好ましい。
次電池は、電池内部圧力が大気圧より低い圧力で不活性
ガスを封入したことにより、前記角形電池容器の極板面
と対向する面を内側に弾性変形させたことを特徴とす
る。また、正極活物質がマンガン酸リチウムであり、前
記電池容器がアルミニウム製であることが好ましい。
【０００８】本発明では角形非水電解液二次電池のアル
ミニウム製角形電池容器内にアルゴンガスを大気圧より
低い圧力で封入することにより、角形電池容器の極板面
と対向する面が内側に弾性変形し極板群に圧力がかか
り、極板群が固定される。これにより極板表面における
充放電反応の局所化、内部抵抗の増大が抑制できる。
ミニウム製角形電池容器内にアルゴンガスを大気圧より
低い圧力で封入することにより、角形電池容器の極板面
と対向する面が内側に弾性変形し極板群に圧力がかか
り、極板群が固定される。これにより極板表面における
充放電反応の局所化、内部抵抗の増大が抑制できる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を説明する。本発明電池に用
いる電極の構成は次の通りである。正極活物質合剤はマ
ンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、導電助剤としての
黒鉛、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンからなり、
負極活物質合剤は黒鉛および結着剤としてのポリフッ化
ビニリデンからなる。各々の合剤層は正極はアルミニウ
ム箔集電体、負極は銅箔集電体の表面へ塗布され、正極
板、負極板を構成する。
いる電極の構成は次の通りである。正極活物質合剤はマ
ンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、導電助剤としての
黒鉛、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンからなり、
負極活物質合剤は黒鉛および結着剤としてのポリフッ化
ビニリデンからなる。各々の合剤層は正極はアルミニウ
ム箔集電体、負極は銅箔集電体の表面へ塗布され、正極
板、負極板を構成する。
【００１０】図１に示すように、正極板１、負極板２を
セパレータ３を介して交互に積層し、アルミニウム製の
角形電池容器４へ挿入する。上蓋５へ配置された電池端
子６へ各電極のリード端子を接続し、上蓋５を該容器４
へ溶接して封口する。次いで注液口７より非水電解液
〔六フッ化リン酸リチウム（LiPF6）を１ｍｏｌ／ｌの
割合で、エチレンカーボネート（ＥＣ）＋ジメチルカー
ボネート（ＤＭＣ）≪体積比で１：２≫の混合溶媒に溶
解させたもの〕を所定量注入した後、電池内部を約５２
０mmHgに減圧した状態で注液口を密封し、本発明電池Ａ
を作製した。また、電解液注入後の減圧工程を経ずに電
池を密封した以外は上記と同じ方法により、比較電池Ｂ
を作製した。
セパレータ３を介して交互に積層し、アルミニウム製の
角形電池容器４へ挿入する。上蓋５へ配置された電池端
子６へ各電極のリード端子を接続し、上蓋５を該容器４
へ溶接して封口する。次いで注液口７より非水電解液
〔六フッ化リン酸リチウム（LiPF6）を１ｍｏｌ／ｌの
割合で、エチレンカーボネート（ＥＣ）＋ジメチルカー
ボネート（ＤＭＣ）≪体積比で１：２≫の混合溶媒に溶
解させたもの〕を所定量注入した後、電池内部を約５２
０mmHgに減圧した状態で注液口を密封し、本発明電池Ａ
を作製した。また、電解液注入後の減圧工程を経ずに電
池を密封した以外は上記と同じ方法により、比較電池Ｂ
を作製した。
【００１１】また、図２に示すように、角形電池容器内
部へ極板群以外の加圧部材、すなわち板バネ８、ステン
レススチール板９および接着テープ１０を配置した構造
を有し、かつ電解液注入後の減圧工程を経ずに電池を密
閉した以外は上記と同じ方法により、従来電池Ｃを作製
した。図３は各電池Ａ、Ｂ、Ｃの放電特性を示したもの
である。放電容量（％）は、０．１２５Ｃ放電容量を１
００としたときの比である。極板群への加圧が考慮され
ていない比較電池Ｂは本発明電池Ａ、および従来電池Ｃ
に比べ高率放電特性が劣ることが判る。表１は各電池の
エネルギー密度を示したものである。
部へ極板群以外の加圧部材、すなわち板バネ８、ステン
レススチール板９および接着テープ１０を配置した構造
を有し、かつ電解液注入後の減圧工程を経ずに電池を密
閉した以外は上記と同じ方法により、従来電池Ｃを作製
した。図３は各電池Ａ、Ｂ、Ｃの放電特性を示したもの
である。放電容量（％）は、０．１２５Ｃ放電容量を１
００としたときの比である。極板群への加圧が考慮され
ていない比較電池Ｂは本発明電池Ａ、および従来電池Ｃ
に比べ高率放電特性が劣ることが判る。表１は各電池の
エネルギー密度を示したものである。
【００１２】
【表１】
【００１３】従来電池Ｃは、本発明電池Ａ、比較電池Ｂ
に比べエネルギー密度が低い。これは電池内部へ加圧部
材を配置したため、重量増加や発電要素の占有スペース
が減少したためである。図４は、本発明電池Ａにおい
て、電解液注入後の減圧度を変化させて作製した場合
の、高率放電特性を示したものである。３Ｃ放電容量
（％）は、０．１２５Ｃ放電容量を１００としたときの
比である。この結果によると、電池内部圧力を４５０mm
Hg〜６１０mmHgにすることで良好な特性が得られること
がわかる。
に比べエネルギー密度が低い。これは電池内部へ加圧部
材を配置したため、重量増加や発電要素の占有スペース
が減少したためである。図４は、本発明電池Ａにおい
て、電解液注入後の減圧度を変化させて作製した場合
の、高率放電特性を示したものである。３Ｃ放電容量
（％）は、０．１２５Ｃ放電容量を１００としたときの
比である。この結果によると、電池内部圧力を４５０mm
Hg〜６１０mmHgにすることで良好な特性が得られること
がわかる。
【００１４】６１０mmHgを超える圧力では加圧力が不十
分で、本発明の効果が得られない。また４５０mmHgを超
えない圧力では電極面へ圧力が加わり過ぎ、電解液保持
量が低下して活物質利用率が低下してしまう。
分で、本発明の効果が得られない。また４５０mmHgを超
えない圧力では電極面へ圧力が加わり過ぎ、電解液保持
量が低下して活物質利用率が低下してしまう。
【００１５】
【本発明の効果】本発明は角形非水電解液二次電池の角
形電池容器内に不活性ガスを大気圧より低い圧力で封入
したので、角形電池容器の極板面と対向する面が内側に
弾性変形し極板群に圧力がかかり、極板群が固定され
る。これにより、極板表面における充放電反応の局所
化、内部抵抗の増大が抑制できる。また、電池構成部品
を増やさないので体積エネルギー密度および重量エネル
ギー密度を低下させない。
形電池容器内に不活性ガスを大気圧より低い圧力で封入
したので、角形電池容器の極板面と対向する面が内側に
弾性変形し極板群に圧力がかかり、極板群が固定され
る。これにより、極板表面における充放電反応の局所
化、内部抵抗の増大が抑制できる。また、電池構成部品
を増やさないので体積エネルギー密度および重量エネル
ギー密度を低下させない。
【図１】本発明電池をしめすもので、（イ）は短側面側
の断面図、（ロ）は長側面側の断面図である。
の断面図、（ロ）は長側面側の断面図である。
【図２】従来の電池の断面図である。
【図３】本発明電池、比較電池、従来の電池の放電特性
を比較した図である。
を比較した図である。
【図４】本発明電池の内部圧力と３Ｃ放電容量の関係を
示した図である。
示した図である。
１：正極板
２：負極板
３：セパレータ
４：角形電池容器
５：上蓋
６：電池端子
７：注液口
Claims (2)
- 【請求項１】角形電池容器を用いた角形非水電解液二次
電池において、電池内部圧力が大気圧より低い圧力で不
活性ガスを封入したことにより、前記角形電池容器の極
板面と対向する面を内側に弾性変形させたことを特徴と
する角形非水電解液二次電池。 - 【請求項２】角形電池容器を用いた角形非水電解液二次
電池において、正極活物質がマンガン酸リチウムであ
り、前記電池容器がアルミニウム製であることを特徴と
する請求項１記載の角形非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13546497A JP3424499B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 角形非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13546497A JP3424499B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 角形非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326627A JPH10326627A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3424499B2 true JP3424499B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=15152334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13546497A Expired - Fee Related JP3424499B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 角形非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424499B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5017385B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2012-09-05 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 密閉型電池 |
| WO2011111153A1 (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池の処理装置および製造方法 |
| CN108780856B (zh) * | 2016-03-10 | 2019-12-17 | 日产自动车株式会社 | 电池组 |
| JP6865379B2 (ja) * | 2017-03-29 | 2021-04-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池及び電池モジュール |
| JP7008272B2 (ja) * | 2017-09-12 | 2022-01-25 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
| WO2023074559A1 (ja) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP13546497A patent/JP3424499B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10326627A (ja) | 1998-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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