JP6953422B2 - 非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、各構成要素の具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略〜」との用語は、略同一を例に説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「端部」の用語は対象物の端及びその近傍を、「中央部」の用語は対象物の中央及びその近傍をそれぞれ意味するものである。
ものではない。
[正極の作製]
コバルト酸リチウムと、カーボン粉末と、フッ素樹脂粉末とを、100:1:1の重量比で混合し、N−メチル−2−ピロリドンを適量加えて、正極合材スラリーを調製した。次に、当該正極合材スラリーを厚み15μmのアルミニウム箔からなる長尺状集電体の両面に間欠塗布し、極板の厚みが140μmとなるようにロールプレス機で塗膜を圧縮して正極合材層を形成した。正極合材層が両面に形成された長尺状集電体を所定の電極サイズに切断し、集電体の一方の面(第1の面)の露出部に正極リードを溶接することで正極を得た。
天然黒鉛粉末と、カルボキシメチルセルロース(CMC)と、スチレン−ブタジエンラバー(SBR)とを、100:1:1の重量比で混合し、水を適量加えて、負極合材スラリーを調製した。次に、当該負極合材スラリーを銅箔からなる長尺状集電体の両面に間欠塗布し、極板の厚みが160μmとなるようにロールプレス機で塗膜を圧縮して負極合材層を形成した。負極合材層が両面に形成された長尺状集電体を所定の電極サイズに切断し、露出部に負極リードを溶接することで負極を得た。なお、露出部は負極の長手方向両端部にそれぞれ形成し、各露出部に1つずつ負極リードを溶接した。各露出部には、上記ポリイミド製の絶縁テープを貼着した。
エチレンカーボネート(EC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)とを、30:70の体積比で混合した。当該混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1mol/Lの濃度で溶解して非水電解質を調製した。
上記正極と上記負極をポリエチレン製のセパレータを介して渦巻状に巻回し、巻回型の電極体を作製した。当該電極体を有底円筒形状の金属製のケース本体に収容し、正極リードの上端部を封口体の底板に、負極リードの下端部をケース本体の底部内面にそれぞれ溶接した。そして、ケース本体に上記非水電解液を注入し、ポリプロピレン製のガスケットを介してケース本体の開口部を封口体で密封して円筒形電池を作製した。なお、電極群の上下には絶縁板をそれぞれ配置した。
正極合材層の第2領域の集電体の幅方向に沿った長さが集電体の幅方向の一端から1.5mmとなるように正極合材層を形成し、正極集電体の幅方向の一端から2mm離れた部分を溶接端として正極リードを露出部に溶接した以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極集電体の第1の面における正極合材層の第2領域の集電体の幅方向に沿った長さが集電体の幅方向の一端から2mmとなるように正極合材層を形成し、正極集電体の幅方向の一端から2.5mm離れた部分を溶接端として正極リードを露出部に溶接した以外は、実施例2と同様の方法で円筒形電池を作製した。
長尺状集電体の第2の面において、集電体の幅方向に延びる7mm幅の露出部43を残して正極合材スラリーを間欠塗布し、59mm幅の正極合材層を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。実施例4の正極は、正極集電体の第2の面上に正極合材層の第2領域が形成されていない点で(図6参照)、実施例1の正極と異なる。
正極合材層の第2領域の集電体の幅方向に沿った長さが集電体の幅方向の一端から1.5mmとなるように正極合材層を形成し、正極集電体の幅方向の一端から2mm離れた部分を溶接端として正極リードを露出部に溶接した以外は、実施例4と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材層の第2領域の集電体の幅方向に沿った長さが集電体の幅方向の一端から2mmとなるように正極合材層を形成し、正極集電体の幅方向の一端から2.5mm離れた部分を溶接端として正極リードを露出部に溶接した以外は、実施例4と同様の方法で円筒形電池を作製した。
長尺状集電体の第1の面において、集電体の幅方向に延びる7mm幅の露出部43を残して正極合材スラリーを間欠塗布し、59mm幅の正極合材層を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。実施例7の正極は、正極集電体の第1の面上に正極合材層の第2領域が形成されていない点で(図7参照)、実施例1の正極と異なる。
正極合材層の第2領域の集電体の幅方向に沿った長さが集電体の幅方向の一端から1.5mmとなるように正極合材層を形成し、正極集電体の幅方向の一端から2mm離れた部分を溶接端として正極リードを露出部に溶接した以外は、実施例7と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材層の第2領域の集電体の幅方向に沿った長さが集電体の幅方向の一端から2mmとなるように正極合材層を形成し、正極集電体の幅方向の一端から2.5mm離れた部分を溶接端として正極リードを露出部に溶接した以外は、実施例7と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極集電体の両面に正極合材層の第2領域を形成せず、集電体の幅方向に延びる露出部を極板の全幅にわたって形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
25℃の環境下において、0.3Cで電池電圧4.1Vまで定電流充電し、0.3Cで2.5Vまで定電流放電する充放電サイクルを3回行った後、4.1Vの充電状態で45℃の環境下に1週間放置した。放置前後の電池のOCVを求め、その差(ΔOCV)を算出した。ΔOCVが平均値から3σを超える電池をOCV不良と判定した。この試験を10000個の電池について行い、下記式に基づいてOCV不良発生率を算出した。
OCV不良発生率(%)=(OCV不良の有る電池の数/10000)×100
Claims (7)
- 帯状の集電体と、
前記集電体の両面に形成された合材層と、
前記集電体の両面が露出した露出部に接合されると共に、前記集電体の幅方向の両端を構成する一端及び他端のうち前記一端から延出したリードと、
を備え、
前記集電体の少なくとも一方の面において、前記幅方向に沿って前記露出部の前記一端側に隣接して前記合材層が形成されている、非水電解質二次電池用電極。 - 前記合材層は、前記リードが接合された前記集電体の第1の面の前記一端側の端部において、前記集電体と前記リードとの間に形成されている、請求項1に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記合材層は、前記リードが接合されない前記集電体の第2の面の前記一端側の端部において、前記集電体の厚み方向に前記リードと重なって形成されている、請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記合材層は、前記集電体の少なくとも一方の面の前記一端側の端部において、前記集電体の全長にわたって連続して形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記合材層のうち前記幅方向に沿って前記露出部の前記他端側に隣接して形成された部分は、前記幅方向に沿う長さが前記集電体の幅の0.1%〜20%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 正極と負極がセパレータを介して巻回されてなる巻回型の電極体を備え、
前記正極及び前記負極の少なくとも一方が、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用電極によって構成された、非水電解質二次電池。 - 前記正極が、前記非水電解質二次電池用電極によって構成され、
前記露出部が、前記正極の長手方向中央部に形成されている、請求項6に記載の非水電解質二次電池。
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