JP4284760B2 - 負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 - Google Patents
負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4284760B2 JP4284760B2 JP18286099A JP18286099A JP4284760B2 JP 4284760 B2 JP4284760 B2 JP 4284760B2 JP 18286099 A JP18286099 A JP 18286099A JP 18286099 A JP18286099 A JP 18286099A JP 4284760 B2 JP4284760 B2 JP 4284760B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode plate
- current collector
- active material
- electrode active
- 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
Links
Images
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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液二次電池の負極用電極板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、民生用電子機器のポータブル化,コードレス化が急速に進んでいる。従来、これら電子機器の駆動用電源としての役割を、ニッケル−カドミウム電池,ニッケル−水素電池あるいは密閉型小型鉛蓄電池が担ってきたが、ポータブル化,コードレス化が進展し、定着するにしたがい、駆動用電源となる二次電池の高エネルギー密度化,小型軽量化の要望が強くなっている。また、近年は小型のパソコン,通信機器等の急速な市場の拡大により高率充放電が可能な電池が要望されている。
【0003】
このような状況から、高率充放電電圧を示すリチウムコバルト複合酸化物、例えばLiCoO2 を正極活物質に用いリチウムイオンの挿入、離脱を利用した非水電解液二次電池が主流になっている。
【0004】
このような非水電解液二次電池は、高率充放電を実現可能にするため、正極板,負極板にセパレータを間に介在して巻回したスパイラル構造とすることにより、電池ケース内で反応に寄与する電極面積をできるだけ大きくする工夫がなされている。
【0005】
例えば前記電池のスパイラル状に巻いた電池電極板の負極板の最外周および最内周に相当する部分で、かつ正極板と対向しない部分の負極板の集電体表面を露出することにより有効電極面積を大きくして電池性能を向上させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のような負極用電極板にあっては、負極活物質を集電体に間欠塗工した後の負極用電極板を加圧圧延する際や、正極用電極板ならびにセパレータとともに渦巻状に巻回した際に負極活物質層の間欠塗工時の始端部の盛り上がり部が浮上、離脱する課題が発生している。
【0007】
そこで、本発明は、このような課題を解決して、負極用電極板の生産性を向上させ、電池性能の安定化を図ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、集電体の上に負極活物質層を間欠的に形成した負極板において、集電体の両面に負極活物質が存在する部分と、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分と集電体の両面とも負極活物質が存在しない部分とを形成し、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分の先端に負極活物質層の間欠塗工時の局部的盛り上がりが形成され易い間欠塗工始端部を存在することとした。また集電体の両面に負極活物質が存在する部分の密度を100とした時に集電体の片面のみに存在する負極活物質の密度を75〜95%の範囲にすることとした。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分の先端に間欠塗工時の間欠始端部を存在させることにより達成できるものである。そして、集電体の両面に負極活物質が存在する部分の密度を100とした時に集電体の片面のみに存在する負極活物質層の密度を75〜95%の範囲にすることにより圧延時の間欠塗工始端部の盛り上がり部の密度上昇を緩和することができる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例と比較例を図面とともに説明する。
【0011】
(実施例)
負極活物質として鱗片状黒鉛100重量部に対して、結着剤としてゴム系結着剤を4重量部およびカルボキシメチルセルロースを0.8重量部加え、水を媒体として混練し、負極活物質合剤の塗着用ペーストを作製した。さらに前記の塗着用ペーストを図1に示すように厚さ10μmの銅箔の集電体1の表裏両面に間欠的に塗工し、両面塗工部2,片面塗工部3ならびに塗工がなくて集電体1の表裏両面が露出する部分を形成した。そして、集電体1の表面において片面塗工部3の始めを間欠塗工始端部4aとした。また集電体1の裏面においては、片面塗工部3の始めを間欠塗工始端部4bとした。従って図1に示しているように局部的な盛り上がりが形成され易い間欠塗工始端部4aや4bや4cをそれぞれ片面塗工部3の始めに形成し、これら間欠塗工始端部4a,4bならびに4cは両面塗工部2には形成されないようにした。
【0012】
なお、図1において集電体1の表面には塗工部を325mm、未塗工部を90mm、極板ピッチを415mmとしてダイ方式で連続的に塗着用ペーストを塗着し、集電体1の裏面には塗着ペーストの塗着開始に当る間欠塗工始端部4bを集電体1の表面に形成されている間欠塗工始端部4cから30mm位置をずらし、塗工長さを340mm、未塗工長さを75mmとして間欠塗工して乾燥した。
【0013】
なお、乾燥後の塗工重量は集電体1の両面ともそれぞれ0.425g/φ75mm(集電体の重量を除く)で行った。得られた負極用電極板の塗布幅は500mm、乾燥後の負極用電極板の厚みは集電体を含め、両面塗工部2の厚みは0.25mm、片面塗工部3の厚みは0.11mmであった。
【0014】
その後ローラープレス機により所定の厚みになるまで圧縮成型を行った。
【0015】
なお、表面,裏面の負極活物質合剤存在部の厚みは0.136mm(集電体の厚みを除く)、圧延密度1.42g/ccとし、片面のみに負極活物質合剤が存在する部分の厚みを▲1▼0.068mm(集電体の厚みを除く)、片面圧延密度1.42g/cc、▲2▼0.073mm(集電体の厚みを除く)、片面圧延密度1.31g/cc、▲3▼0.078mm(集電体の厚みを除く)、片面圧延密度1.23g/cc、▲4▼0.083mm(集電体の厚みを除く)、片面圧延密度1.12g/ccになるようにそれぞれ負極用電極板を作製した。
【0016】
圧延方式としては集電体の両面に負極活物質合剤を存在させた部分は定圧圧延、集電体の片面のみに負極活物質合剤を存在させた部分の圧延は定位圧延で行った。なおギャップ調整は間座を挿入して調整し、加圧力は線圧110kg/cmで行った。
【0017】
前記する▲1▼〜▲4▼の4種類の負極用極板の間欠塗工始端部の上り部の浮上および離脱率を確認した結果を表1に示す。表1の片面圧延密度比とは、両面に負極活物質合剤が存在する部分の圧延密度を100とした時の片面にのみ負極活物質合剤を存在させた部分の圧延密度比率を示すものとする。
【0018】
【表1】
【0019】
表1の結果から、集電体の片面にのみ負極活物質合剤を存在させた部分の圧延密度を制御することにより、間欠塗工始端部の盛り上がり部の浮上、離脱を改善できることが判る。片面圧延密度比が95%を超すと間欠塗工始端部の盛り上がり部の密度が増大してしまい、浮上、剥れが多発してしまう。
【0020】
そして、片面圧延密度比が75〜95%では間欠塗工始端部の盛り上がり部の負担が低減され、浮上、離脱が発生しないことから本条件が好ましいことが判る。また片面圧延密度比が75%未満では、圧延後の厚みが厚くなり、正極電極板のシートならびにセパレータとともにスパイラル状に巻いた時の巻径が大きくなることから、電池組立の際に電池ケースに挿入できない問題が生じる。
【0021】
(比較例)
比較例として実施例と同様のペーストを作製して、厚さ10μmの銅箔の集電体1に図2に示すように表面を実施例と同様に負極活物質合剤の塗着用ペーストを塗着した。裏面は塗着の開始位置である間欠塗着始端部4dを表面の間欠塗着終端部5から45mmの位置として塗工長さを340mm、未塗工長さを75mmで間欠塗工して乾燥した。なお塗工重量は両面とも実施例と同様それぞれ0.425g/φ75mm(集電体の重量を除く)で行った。得られた負極用電極板の塗布幅は500mm、乾燥後の負極用電極板の厚みは集電体を含め、両面部250μm、片面部110μmであった。
【0022】
その後ローラープレス機により所定の厚みになるまで圧縮成型を行った。
【0023】
なお、表面,裏面の両面に負極活物質合剤が存在する部分の厚みは0.136mm(集電体の厚みを除く)、圧延密度1.42として負極用電極板を作製した。従って比較例では間欠塗工始端部4e,4dがともに両面塗工部に存在することになり、この点で本発明の実施例と大きく異る。
【0024】
前記比較例の極板の始端盛り上がり部の浮上および離脱率を確認した結果を表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
表2の結果から、塗工表面部と裏面部の両面塗工部に存在する塗工始端部4d,4eの盛り上がり部の密度が増大して浮上、離脱が多発している。
【0027】
本方式では、表面,裏面部の間欠塗工時の間欠塗工始端部4d,4eの盛り上がり部が集電体1の両面部に存在するために、両面部圧延密度を緩和しないかぎり間欠塗工始端部の密度は制御できないことが判る。
【0028】
図3に前記実施例と比較例でそれぞれ作製した負極用電極板を用いて作製した角形非水電解液二次電池の縦断面を示す。図3において、11は耐有機電解液性のステンレス鋼板を加工した電池ケース、12は安全弁を設けた封口板、13は絶縁パッキングを示す。14は極板群であり、これは正極用電極板15および負極用電極板16がセパレータ17を介して複数回渦巻状に巻回されている。そして正極用電極板15からは正極リード15aが引き出されて封口板12に接続され、負極用電極板16からは負極リード16aが引き出されて電池ケース11の底部に接続されている。18は絶縁リングで、極板群14の上下部にそれぞれ設けられている。
【0029】
以下、前記角形非水電解液二次電池の作製について説明する。
【0030】
正極用電極板15,負極用電極板16にそれぞれ正極リード15a,負極リード16aを取り付け、セパレータ17を介して渦巻状に巻回し、その後プレスして厚さ4.5mm,高さ42mmの群として電池ケース11内に収納した。
【0031】
電解液には炭酸エチレンと炭酸ジエチルの等容積混合溶媒に、六フッ化リン酸リチウム1モル/リットルの割合で溶解したものを用い、その所定量を極板群14に注入した後、電池を密封口し、試験電池として、本発明の実施例,比較例で作製した負極用電極板を用いてそれぞれ角形非水電解液二次電池を作製した。
【0032】
比較例で作製した負極用電極板を用いた角形非水電解液二次電池は、正極用電極板とセパレータを渦巻状に巻回した時に、負極用電極板の間欠塗工始端部の離脱が発生した。また過充電した際の電池内部の熱安定性も不安定であったことから、本発明の実施例で作製した負極用電極板を用いた方が電池特性的にも優れていることが判明した。
【0033】
【発明の効果】
前記に説明したように、本発明は集電体の両面に負極活物質が存在する部分と、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分と、集電体のみの部分とを形成した負極用電極板において、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分の先端に間欠塗工時の間欠塗工始端部を位置させ、また集電体の両面に負極活物質が存在する部分の密度を制御することにより、圧延時の間欠塗工始端部の浮上および剥れを改善することができ、熱安定性に優れた非水電解液二次電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における負極用電極板の要部断面図
【図2】比較例における負極用電極板の要部断面図
【図3】本発明の実施例と比較例における負極用電極板を用いた角形非水電解液二次電池の断面図
【符号の説明】
1 集電体
2 両面塗工部
3 片面塗工部
4a,4b,4c,4d,4e 間欠塗工始端部
5 間欠塗工終端部
11 電池ケース
12 封口板
13 絶縁パッキング
14 極板群
15 正極用電極板
15a 正極リード
16 負極用電極板
16a 負極リード
17 セパレータ
18 絶縁リング
Claims (2)
- 集電体の上に負極活物質層を間欠的に形成した負極用電極板において、集電体の両面に負極活物質が存在する部分と、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分と、集電体のみで集電体の両面とも負極活物質が存在しない部分とを形成し、集電体の片面のみに負極活物質が存在する部分の先端に負極活物質層の間欠塗工時の局部的盛り上がりが形成され易い間欠塗工始端部を存在するようにし、かつ、集電体の両面に負極活物質が存在する部分の圧延後の密度を100とした時に、集電体の片面のみに存在する負極活物質の圧延後の密度を75〜95%の範囲としたことを特徴とする負極用電極板。
- リチウムを可逆的に吸蔵放出可能な材料を含む正極用電極板および負極用電極板、リチウム塩を含む非水電解質、セパレータを有し、前記負極用電極板に請求項1記載の負極用電極板を用いた非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18286099A JP4284760B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18286099A JP4284760B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001015103A JP2001015103A (ja) | 2001-01-19 |
JP4284760B2 true JP4284760B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=16125723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18286099A Expired - Lifetime JP4284760B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4284760B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4975901B2 (ja) * | 2000-10-27 | 2012-07-11 | パナソニック株式会社 | 電池用電極板と電池 |
KR102265849B1 (ko) | 2017-08-21 | 2021-06-16 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지용 전극, 이의 제조 방법 및 전극 조립체 |
CN111384358B (zh) * | 2020-03-25 | 2021-06-01 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 一种电池极片的制作工艺 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3257877B2 (ja) * | 1993-09-27 | 2002-02-18 | 富士写真フイルム株式会社 | シート状極板の製造方法および非水電池 |
JP3483072B2 (ja) * | 1995-10-04 | 2004-01-06 | 日立マクセル株式会社 | 間欠塗工方法およびそれを使用した電池の製造方法 |
JP3697324B2 (ja) * | 1996-08-12 | 2005-09-21 | 株式会社東芝 | シート状極板の製造方法および非水電解質電池 |
JP4003268B2 (ja) * | 1996-12-11 | 2007-11-07 | 宇部興産株式会社 | 電極シート及び電池 |
JPH1176901A (ja) * | 1997-09-05 | 1999-03-23 | Toshiba Mach Co Ltd | コーティング装置 |
JPH11265707A (ja) * | 1998-03-16 | 1999-09-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 電池の電極及びこの電極の製造方法 |
JPH11265706A (ja) * | 1998-03-16 | 1999-09-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 電 池 |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP18286099A patent/JP4284760B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001015103A (ja) | 2001-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4411690B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
KR101664244B1 (ko) | 전극의 표면에 패턴을 형성하는 방법, 이 방법을 이용해 제조된 전극 및 이 전극을 포함하는 이차전지 | |
CN105958124B (zh) | 一种锂离子电池及其制备方法 | |
JP7036125B2 (ja) | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 | |
EP3396743B1 (en) | Electrode for secondary battery including electrode protection layer | |
JPH08171917A (ja) | 電 池 | |
JP3821434B2 (ja) | 電池用電極群およびそれを用いた非水電解液二次電池 | |
WO2023283835A1 (zh) | 电化学装置及电子装置 | |
CN106575796A (zh) | 柔性电池 | |
CN111029566A (zh) | 一种快充软包装锂离子电池 | |
JP2006185830A (ja) | リチウム二次電池 | |
JP4636920B2 (ja) | 渦巻式電極の電池 | |
JP2002008730A (ja) | リチウム二次電池 | |
JP4284760B2 (ja) | 負極用電極板およびその負極用電極板を用いた非水電解液二次電池 | |
JP3582823B2 (ja) | 非水系二次電池用正極および非水系二次電池 | |
JP2007258084A (ja) | リチウム二次電池 | |
JPH11144762A (ja) | 渦巻型リチウムイオン電池用電極およびそれを用いた渦巻型リチウムイオン電池 | |
JP2002190294A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
KR102326289B1 (ko) | 건조전극의 표면에 패턴을 형성하는 방법 | |
JP5086644B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2007242518A (ja) | 角形電池 | |
JPH11273743A (ja) | 円筒型非水電解液二次電池 | |
JP2004158362A (ja) | 有機電解液電池 | |
KR101150252B1 (ko) | 응력의 확산이 차단된 리튬 이차전지의 제조방법 | |
CN117637991B (zh) | 一种极片、电极组件及电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051202 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080930 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090303 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090316 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4284760 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |