JPH02309561A - らせん状に巻いた電極アセンブリーを有する電気化学電池 - Google Patents
らせん状に巻いた電極アセンブリーを有する電気化学電池Info
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- H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、らせん状に巻いた電極アセンブリーなＭする
電気化学′電池、さらに強制放電中に生ずる問題に対し
てこのような電池を抵抗性にする手段に関する。
電気化学′電池、さらに強制放電中に生ずる問題に対し
てこのような電池を抵抗性にする手段に関する。
高定格応用を目的とする高エネルギー密度電気化学電池
は、らせん状に巻いた電極アセンブリーを用いる。この
ようなアセンブリーは、比較的多量の活性物質の使用を
可能にし、そして陽極及び陰極が非常に近接しているた
め電気化学反応は低い抵抗で進む。
は、らせん状に巻いた電極アセンブリーを用いる。この
ようなアセンブリーは、比較的多量の活性物質の使用を
可能にし、そして陽極及び陰極が非常に近接しているた
め電気化学反応は低い抵抗で進む。
十分に放電された電池が十分に充電された電池と並列で
用いられるとき、強制放電が生ずる。これは、望ましく
ない結果をもたらす。もし電池が強制的に放電させられ
ると、逆電圧が生ずる。これは、陰極上への電解質塩か
らの金属性陽極材料のメッキをもたらす。もしメッキが
そのまま続けられると、陽極材料の樹枝状結晶が形成し
そしてセパレーターを通して生長して、遂に残りの活性
陽極と接触する。
用いられるとき、強制放電が生ずる。これは、望ましく
ない結果をもたらす。もし電池が強制的に放電させられ
ると、逆電圧が生ずる。これは、陰極上への電解質塩か
らの金属性陽極材料のメッキをもたらす。もしメッキが
そのまま続けられると、陽極材料の樹枝状結晶が形成し
そしてセパレーターを通して生長して、遂に残りの活性
陽極と接触する。
この樹枝状結晶の橋かけは、陽極と陰極との間の非常に
低い抵抗路であり、そして内部短絡を生じさせる。これ
は、最後に電池の熱的な無拘束を生ずる。
低い抵抗路であり、そして内部短絡を生じさせる。これ
は、最後に電池の熱的な無拘束を生ずる。
米国特許第４４５０２１３号は、逆電圧の問題を解決す
る一つの方法を開示している。その方法は、陽極材料の
二つの部分の全長にわたりそしてそれらの間に鋼フォイ
ルの一片をはさむことを含む。残念ながら、銅フオイル
は、活性材料に用いられるスペースを塞ぎそして余分な
処理工程が必要になる。
る一つの方法を開示している。その方法は、陽極材料の
二つの部分の全長にわたりそしてそれらの間に鋼フォイ
ルの一片をはさむことを含む。残念ながら、銅フオイル
は、活性材料に用いられるスペースを塞ぎそして余分な
処理工程が必要になる。
米国特許第４７０７４２１号で論じられているように、
逆電圧の問題は、陽極材料の外側の覆い及び外側の覆い
に位置する陽極タブを有する電池で最も顕著である。こ
の特許は、陰極の二つの部分の間に置かれた陽極の部分
に陽極タブを設けることにより、逆電圧の問題を避ける
方法を開示している。又、陰極の端末は、端末からのイ
オンの流れを防ぐためにテープによりカバーされている
。米国特許第４７０７４２１号の電池の成功の理論は、
陰極の二つの部分の間にはさまれている陽極の部分が、
一つの側にのみ置かれた陰極を有する陽極の外側の覆い
の部分の消費前に消費されるだろうということである。
逆電圧の問題は、陽極材料の外側の覆い及び外側の覆い
に位置する陽極タブを有する電池で最も顕著である。こ
の特許は、陰極の二つの部分の間に置かれた陽極の部分
に陽極タブを設けることにより、逆電圧の問題を避ける
方法を開示している。又、陰極の端末は、端末からのイ
オンの流れを防ぐためにテープによりカバーされている
。米国特許第４７０７４２１号の電池の成功の理論は、
陰極の二つの部分の間にはさまれている陽極の部分が、
一つの側にのみ置かれた陰極を有する陽極の外側の覆い
の部分の消費前に消費されるだろうということである。
従って、陽極のはさまれた部分に位置するタブは、一度
はさまれた部分が消費されるならば、陽極の残りからは
断絶されるだろう。この解決法の明らかな不利は、比較
的多量の陽極が利用されないことである。又、テープに
より陰極の末端をカバーすることは、生産及び加工を困
難にする。
はさまれた部分が消費されるならば、陽極の残りからは
断絶されるだろう。この解決法の明らかな不利は、比較
的多量の陽極が利用されないことである。又、テープに
より陰極の末端をカバーすることは、生産及び加工を困
難にする。
周知の方法の不利益から、らせん状に巻いた電極アセン
ブリーを用いる電気化学電池における、逆電圧から生ず
る問題に対する解決法がなお要求されている。
ブリーを用いる電気化学電池における、逆電圧から生ず
る問題に対する解決法がなお要求されている。
本発明は、陰極及び陽極の互い違いの層よりなるらせん
状に巻いた電極アセンブリーであり、それぞれのこのよ
うな層は、それらの間に位置する電気的に絶縁ししかも
イオンが透過可能なセパレーターの層を有する。アセン
ブリーの外側の電極は、陽極層である。アセンブリーは
、さらに陰極、陽極及びセパレーターの巻いた層の回り
に置かれたイオンが透過不可能なしかも電気的に絶縁す
るオーバーラツプフィルムよりなり、そして最も外側の
陰極層の一つの側に、陰極、陽極及びセパレーターの巻
いた層の終りに長さ方向で延在する第二の部分を有する
。陽極タブは、陽極のタブが位置する部分がオーバーラ
ツプフィルムの第一の部分の外方へ真直に放射状に延び
ている、外側の陽極層の部分に位置する。
状に巻いた電極アセンブリーであり、それぞれのこのよ
うな層は、それらの間に位置する電気的に絶縁ししかも
イオンが透過可能なセパレーターの層を有する。アセン
ブリーの外側の電極は、陽極層である。アセンブリーは
、さらに陰極、陽極及びセパレーターの巻いた層の回り
に置かれたイオンが透過不可能なしかも電気的に絶縁す
るオーバーラツプフィルムよりなり、そして最も外側の
陰極層の一つの側に、陰極、陽極及びセパレーターの巻
いた層の終りに長さ方向で延在する第二の部分を有する
。陽極タブは、陽極のタブが位置する部分がオーバーラ
ツプフィルムの第一の部分の外方へ真直に放射状に延び
ている、外側の陽極層の部分に位置する。
他の態様では、本発明は、タブが陽極と陽極端末との間
の堆−の接触をもたらす、このような電極アセンブリー
よりなる電気化学電池である。
の堆−の接触をもたらす、このような電極アセンブリー
よりなる電気化学電池である。
又他の態様では、本発明はらせん状に巻いた電極アセン
ブリーを有する電気化学電池である。アセンブリーは、
陰極片及び陽極片の互い違いの層よりなり、それぞれの
そのような層はそれらの間に位置するイオンが透過可能
なしかも電気的に絶縁しているセパレーター片の層を有
する。陽極、陰極及びセパレーターの各層は、内面及び
外面を有し、内面はらせんの中心に向いている表面であ
る。陰極の反応可能な量は、陽極の反応可能な量に比べ
て少い。外側の電極層は陽極であり、従って陰極層は外
側の陽極層の内面の次に配置されるのに過ぎない。この
陰極は、その内面及び外面の両方の次に配置された陽極
を有し、さらに端末を有する。イオンが透過不可能なし
かも電気的に絶縁するオーバーラツプフィルムは、陽極
、雲砺の巻いた片及びセパレーター片の回りを覆い、そ
して陰極の端末と陽極層の一つとの間に配置された第一
の部分を有する。陽極タブは、オーバーラツプフィルム
とは反対に外方へ真直に放射状に延びている陽極の外側
の層に位置し、そして陽極と陽極端末との間の唯一の接
触をもたらす。電池の強制放電中、タブが位置する陽極
の部分は、陽極の残りからは物理的且つ電気的に断絶し
ている。
ブリーを有する電気化学電池である。アセンブリーは、
陰極片及び陽極片の互い違いの層よりなり、それぞれの
そのような層はそれらの間に位置するイオンが透過可能
なしかも電気的に絶縁しているセパレーター片の層を有
する。陽極、陰極及びセパレーターの各層は、内面及び
外面を有し、内面はらせんの中心に向いている表面であ
る。陰極の反応可能な量は、陽極の反応可能な量に比べ
て少い。外側の電極層は陽極であり、従って陰極層は外
側の陽極層の内面の次に配置されるのに過ぎない。この
陰極は、その内面及び外面の両方の次に配置された陽極
を有し、さらに端末を有する。イオンが透過不可能なし
かも電気的に絶縁するオーバーラツプフィルムは、陽極
、雲砺の巻いた片及びセパレーター片の回りを覆い、そ
して陰極の端末と陽極層の一つとの間に配置された第一
の部分を有する。陽極タブは、オーバーラツプフィルム
とは反対に外方へ真直に放射状に延びている陽極の外側
の層に位置し、そして陽極と陽極端末との間の唯一の接
触をもたらす。電池の強制放電中、タブが位置する陽極
の部分は、陽極の残りからは物理的且つ電気的に断絶し
ている。
強制放′成中、本発明の電気化学電池では、陽極タブは
ヒユーズのようなやり方で陽極の残りからは離れており
、そしてそれ故内部の電気回路は遮断される。そのため
、電池は実質的に逆電圧の問題を避ける。
ヒユーズのようなやり方で陽極の残りからは離れており
、そしてそれ故内部の電気回路は遮断される。そのため
、電池は実質的に逆電圧の問題を避ける。
第１図は、本発明の電極アセンブリーの一つの態様の断
面図を示す。
面図を示す。
第２図は、第１図に示された電極アセンブリーの陰極及
び陽極の端末及びタブ位置の拡大図を示す。
び陽極の端末及びタブ位置の拡大図を示す。
第３ａ及びｂ図は、一部な除いた陽極を示す。
第４図は、本発明の電極アセンブリーの他の態様の断面
図を示す。
図を示す。
第５図は、第４図に示された電極アセンブリーの陰極及
び陽極の端末及びタブ位置の拡大図を示す。
び陽極の端末及びタブ位置の拡大図を示す。
前述のように、本発明の電池は、陽極タブが位置する陽
極の部分が電池の強制放電中陽極の残りから断絶され、
電池の電気回路が従って遮断されるために、逆電圧の問
題を避けることになる。
極の部分が電池の強制放電中陽極の残りから断絶され、
電池の電気回路が従って遮断されるために、逆電圧の問
題を避けることになる。
本発明は、陽極、陰極及びセパレーターの１層」の用語
で記載されるだろう。この用語は、陽極、陰極又はセパ
レーターの別々の片を含むか、又は陽極の単一の片、セ
パレーターの片、陰極の片、並にそれぞれ互に次に置か
れそして巻かれて多数の別々の層を有するらせんをもた
らすセパレーターの他の片に関する。陽極及び陰極の各
層は、その間に位置するセパレーターの層を有する九ろ
う。又、すべての層は内面及び外面を有する。内面は、
らせんの中心に向いている層の表面である。
で記載されるだろう。この用語は、陽極、陰極又はセパ
レーターの別々の片を含むか、又は陽極の単一の片、セ
パレーターの片、陰極の片、並にそれぞれ互に次に置か
れそして巻かれて多数の別々の層を有するらせんをもた
らすセパレーターの他の片に関する。陽極及び陰極の各
層は、その間に位置するセパレーターの層を有する九ろ
う。又、すべての層は内面及び外面を有する。内面は、
らせんの中心に向いている層の表面である。
陰極は、片、フォイル又は含浸スクリーンの形である。
好適な陰極材料の例は、遷移金属酸化物、遷移金属硫化
物及びポリ弗化カーボン重合体を含む。好ましい陰極材
料は、Ｆｅａｔ、 ＭｎＯ２，（ＣｚＦ）ｎ、 （Ｃ
Ｆｘ）ｎ、 ｖ２ｏ１ ｗｏ３゜ＭＯＯ，、Ｍｏｂ、
、酸化鉛、酸化コバルト、酸化鋼、 Ｃｕｂ。
物及びポリ弗化カーボン重合体を含む。好ましい陰極材
料は、Ｆｅａｔ、 ＭｎＯ２，（ＣｚＦ）ｎ、 （Ｃ
Ｆｘ）ｎ、 ｖ２ｏ１ ｗｏ３゜ＭＯＯ，、Ｍｏｂ、
、酸化鉛、酸化コバルト、酸化鋼、 Ｃｕｂ。
ＣｕＳ２ 、 Ｂｉ２Ｏ３，Ｉｎ２Ｏ３Ｔ Ｎｉｐ、
Ａｇ２Ｃｒ０４ 、 ＡｇｇＰＯ４及びＴｉＳ２で
ある。好ましくは陰極材料は、担体く活性陰極材料、結
合剤及び導電性剤の混合物を被覆又は混入することによ
り片の形で提供される。膨張した金属スクリーンが好適
な担体であるが、好ましい担体は金属フォイルである。
Ａｇ２Ｃｒ０４ 、 ＡｇｇＰＯ４及びＴｉＳ２で
ある。好ましくは陰極材料は、担体く活性陰極材料、結
合剤及び導電性剤の混合物を被覆又は混入することによ
り片の形で提供される。膨張した金属スクリーンが好適
な担体であるが、好ましい担体は金属フォイルである。
好適な金属フォイル担体は、このような目的で当業者に
周知のものである。
周知のものである。
本発明の能率は、陽極のタブが位置する部分が陽極の残
りから物理的に断絶していることにある。それ故、陽極
が担体のない陽極材料のフォイルの形であるのが非常に
好ましい。好適な陽極材料の例は、アルカリ金属、アル
カリ土類金属、他の金属及びその合金である。好ましい
アルカリ及びアルカリ土類金属は、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム及びマグネシウムである。特
定の陽極材料が所望の電池系に従って変化しようが、一
般にリチウムが最も好ましい。他の好ましい金属はアル
ミニウムである。
りから物理的に断絶していることにある。それ故、陽極
が担体のない陽極材料のフォイルの形であるのが非常に
好ましい。好適な陽極材料の例は、アルカリ金属、アル
カリ土類金属、他の金属及びその合金である。好ましい
アルカリ及びアルカリ土類金属は、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム及びマグネシウムである。特
定の陽極材料が所望の電池系に従って変化しようが、一
般にリチウムが最も好ましい。他の好ましい金属はアル
ミニウムである。
リチウム陽極と組合わされるべき好ましい陰極は、Ｆ’
ｅＳ＊である。
ｅＳ＊である。
好適なセパレーター材料の例は、微孔性ポリプロピレン
・又はポリエチレン及び不織材料例えば不織ポリプロピ
レン又はガラスファイバーマットである。
・又はポリエチレン及び不織材料例えば不織ポリプロピ
レン又はガラスファイバーマットである。
本発明のらせん状に巻いた電極アセンブリーにおいて、
陽極は、巻いたアセンブリーの中心に関して外側の電極
層である。陰極及び陽極の層が互い違いＫなっているの
で、外側の陽極層は、その内側の表面の次にのみ配置さ
れた陰極を有するだろう。この陰極層は、最も外側の陰
極層であり、その内側及び外側の両方の表面の次に配置
された陽極を有しさらに端末を有する。
陽極は、巻いたアセンブリーの中心に関して外側の電極
層である。陰極及び陽極の層が互い違いＫなっているの
で、外側の陽極層は、その内側の表面の次にのみ配置さ
れた陰極を有するだろう。この陰極層は、最も外側の陰
極層であり、その内側及び外側の両方の表面の次に配置
された陽極を有しさらに端末を有する。
電気的に絶縁しそしてイオンが透過可能なオーバーラツ
プフィルムは、巻いた電極アセンブリー全体の回りに配
置される。それ故、アセンブリーの最も外側の材料はオ
ーバーラツプフィルムである。このフィルムは、最も外
側の陰極層の端末の一つの側面又は表面上でアセンブリ
ーに長さ方向で延在する第一の部分を有する。フィルム
はイオンが透過不可能なため、フィルムはフィルムの他
の側面に並置した陰極のその部分及び陽極の層の間でイ
オンの流れを阻止する。
プフィルムは、巻いた電極アセンブリー全体の回りに配
置される。それ故、アセンブリーの最も外側の材料はオ
ーバーラツプフィルムである。このフィルムは、最も外
側の陰極層の端末の一つの側面又は表面上でアセンブリ
ーに長さ方向で延在する第一の部分を有する。フィルム
はイオンが透過不可能なため、フィルムはフィルムの他
の側面に並置した陰極のその部分及び陽極の層の間でイ
オンの流れを阻止する。
好適なオーバーラツプフィルムの例は、非孔性ポリエチ
レン、ポリプロピレン又は成るポリエステルである。好
ましくは非孔性ポリプロピレンが用いられる。
レン、ポリプロピレン又は成るポリエステルである。好
ましくは非孔性ポリプロピレンが用いられる。
タブは、オーバーラツプフィルムの第一の部分から放射
状に外方へ真直延びている外側の陽極層の部分に存在す
る。
状に外方へ真直延びている外側の陽極層の部分に存在す
る。
従って、このタブが位置する部分は、境界を有するもの
と考えられる。一つの側面では、境界は外側の陽極層の
部分であり、後者はオーバーラツプフィルムの第一の部
分の主な端即ちアセンブリーに延在している長さのもの
の端の外方へ放射状に延在している。他の境界は、外側
の陽極層の端末である。従って、タブが位置する部分は
、アセンブリーに延在しているオーバーラツプフィルム
の第一の部分の長さと長さで少くとも等しい。タブは、
電池の陽極及び陽極端末の間の唯一の接触をもたらす。
と考えられる。一つの側面では、境界は外側の陽極層の
部分であり、後者はオーバーラツプフィルムの第一の部
分の主な端即ちアセンブリーに延在している長さのもの
の端の外方へ放射状に延在している。他の境界は、外側
の陽極層の端末である。従って、タブが位置する部分は
、アセンブリーに延在しているオーバーラツプフィルム
の第一の部分の長さと長さで少くとも等しい。タブは、
電池の陽極及び陽極端末の間の唯一の接触をもたらす。
この点において、オーバーラツプフィルムは、外側の陽
極Ｊ−と電池コンテナーとの間の接触を妨げる。
極Ｊ−と電池コンテナーとの間の接触を妨げる。
本発明の一つの態様において、オーバーラツプフィルム
は、最も外側の１ｍ極層の端末とこの陰極層の内表面に
配置された陽極との間にある。陽極の外側の層が、最も
外側の陰極層の端末を超えて延在する部分を有すること
が、この態様では好ましい。タブは好ましくは陽極のこ
の延在する部分に位置する。この態様では、強制放電を
経た後、陽極は２個のしゃ断点を有する。一つの点は、
１英極の端末の端に隣接する陽極の外側の層にあり、他
の点はオーバーラツプフィルムの主な端に並置した点で
陰極の内表面の次に配置した陽極の層上にある。
は、最も外側の１ｍ極層の端末とこの陰極層の内表面に
配置された陽極との間にある。陽極の外側の層が、最も
外側の陰極層の端末を超えて延在する部分を有すること
が、この態様では好ましい。タブは好ましくは陽極のこ
の延在する部分に位置する。この態様では、強制放電を
経た後、陽極は２個のしゃ断点を有する。一つの点は、
１英極の端末の端に隣接する陽極の外側の層にあり、他
の点はオーバーラツプフィルムの主な端に並置した点で
陰極の内表面の次に配置した陽極の層上にある。
他の態様では、オーバーラツプフィルムの初めの端末は
、最も外側の陰極層の外側の表面の次Ｋｌ！１ｉ２ｆさ
れ、従って最も外側の陰極層の端末と陽極の外側の層と
の間にある。この態様では、最も外側の陰極層の端末及
び外側の陽極層は同一境界にある。有効な量の強制放電
を経た後、電池の内部回路は断絶される。しゃ断は、オ
ーバーラツプフィルムの最初の端に並置した点で外側の
陽極層で生ずる。
、最も外側の陰極層の外側の表面の次Ｋｌ！１ｉ２ｆさ
れ、従って最も外側の陰極層の端末と陽極の外側の層と
の間にある。この態様では、最も外側の陰極層の端末及
び外側の陽極層は同一境界にある。有効な量の強制放電
を経た後、電池の内部回路は断絶される。しゃ断は、オ
ーバーラツプフィルムの最初の端に並置した点で外側の
陽極層で生ずる。
このアセンブリーは、陽極及び陰極が同じ巾を有しそれ
らがアセンブリー中で十分にＶ＠整されたとき、有効に
働（。
らがアセンブリー中で十分にＶ＠整されたとき、有効に
働（。
片の製造又はアセンブリー操作中に遭遇する不正確さを
考慮して、陽極は好ましくは陰極の巾に対して狭い巾を
有する。陽極の全長はより狭いが、もし最も外側の陰極
層の端末の端に反対の陽極の部分がより狭いならば、そ
れは十分である。この狭さは、最も外側の陰極層の端と
反対の領域の陽極に切り目をつけることにより達成でき
る。活性陽極に対してより少い量の活性陰極を用いるこ
とが非常に好ましい。
考慮して、陽極は好ましくは陰極の巾に対して狭い巾を
有する。陽極の全長はより狭いが、もし最も外側の陰極
層の端末の端に反対の陽極の部分がより狭いならば、そ
れは十分である。この狭さは、最も外側の陰極層の端と
反対の領域の陽極に切り目をつけることにより達成でき
る。活性陽極に対してより少い量の活性陰極を用いるこ
とが非常に好ましい。
電池を完成するために、液状の電解質が用いられる。電
解質は、用いる特定の陽極及び陰極に従って変化しよう
。
解質は、用いる特定の陽極及び陰極に従って変化しよう
。
好適な電解質の例は、金属塩の溶質を含む水溶液及び非
水泪液を含む。アルカリ及びアルカリ土類金属が用いら
れるときの好ましい電解質は、濱解したアルカリ又はア
ルカリ土類金属塩を含む有機溶媒又はその混合物例えば
ＬｉＣｚｏ４又はＬｉＣＦ３ＳＯ４を含むプロピレンカ
ーボネート及びジメトキシエタンを含む。
水泪液を含む。アルカリ及びアルカリ土類金属が用いら
れるときの好ましい電解質は、濱解したアルカリ又はア
ルカリ土類金属塩を含む有機溶媒又はその混合物例えば
ＬｉＣｚｏ４又はＬｉＣＦ３ＳＯ４を含むプロピレンカ
ーボネート及びジメトキシエタンを含む。
電池を組立てるために、電極材料の片、セパレーターの
片、他の電極材料の片及びセパレーターの片が好適な巻
取り装置に導入される。電極材料の順序は、外側の電極
が陽極である巻いたアセンブリーをもたらすために選ば
れる。
片、他の電極材料の片及びセパレーターの片が好適な巻
取り装置に導入される。電極材料の順序は、外側の電極
が陽極である巻いたアセンブリーをもたらすために選ば
れる。
電極及びセパレーターが完全に巻かれる直前に、オーバ
ーラツプフィルムの第一の部分が、陰極片の端末の一つ
の側面にそう人される。巻きとりが完成しそしてアセン
ブリーの回りに完全に覆われたオーバーラツプフィルム
を有する。
ーラツプフィルムの第一の部分が、陰極片の端末の一つ
の側面にそう人される。巻きとりが完成しそしてアセン
ブリーの回りに完全に覆われたオーバーラツプフィルム
を有する。
巻いたアセンブリーは、次に′電池コンテナーに置かれ
、電解質を加える。最後に、コンテナーの開放端を次に
シールして完成した電池を得る。
、電解質を加える。最後に、コンテナーの開放端を次に
シールして完成した電池を得る。
第１図は、らせん状に巻いた電極アセンブＩＪ−１０は
、陰極１５、陽極２５、セパレーター２３及びオーバー
ラツプフィルム２０を有する。フィルム２０は、陰極１
５の端末３５と陽極２５との間の陰極１５の内表面上に
アセンプＩＪ−１０へ延在している第一の部分３０を有
する。タブ４５は、陰極端末３５の端３６を越えて延在
する陽極の部分５０に位置する。タブが位置する部分４
３は、フィルム２０の端３１及び陽極部分５０の端４６
により制限される。電池がこのようなアセンブリーを用
いそして電池が強制的に放電されるとき、陽極２５は点
４０及び４１でしゃ断する。
、陰極１５、陽極２５、セパレーター２３及びオーバー
ラツプフィルム２０を有する。フィルム２０は、陰極１
５の端末３５と陽極２５との間の陰極１５の内表面上に
アセンプＩＪ−１０へ延在している第一の部分３０を有
する。タブ４５は、陰極端末３５の端３６を越えて延在
する陽極の部分５０に位置する。タブが位置する部分４
３は、フィルム２０の端３１及び陽極部分５０の端４６
により制限される。電池がこのようなアセンブリーを用
いそして電池が強制的に放電されるとき、陽極２５は点
４０及び４１でしゃ断する。
点４０は、陰極端末３５の端３６に並置した陽極部分５
０上にある。点４１は、フィルム２０の端３１に並置し
た陽極２５上にある。
０上にある。点４１は、フィルム２０の端３１に並置し
た陽極２５上にある。
第２図において、タブ４５を有するアセンブリー１０の
部分が拡大される。陽極２５、セパレーター２３、陰極
１５及びセパレーター２３の互い違いの層が示される。
部分が拡大される。陽極２５、セパレーター２３、陰極
１５及びセパレーター２３の互い違いの層が示される。
タブ４５は、延在する陽極部分の端５０上に位置する。
陰極端末部分３５は、オーバーラツプフィルム２０の第
一の部分３０により陽極２５とのイオン透過可能な接触
から阻止されている。
一の部分３０により陽極２５とのイオン透過可能な接触
から阻止されている。
第３（ａ）図は、陽極２５の食中にわたって接触してい
るタブ４５を有する陽極２５を示す。点ｌＳＩ！３４は
、陰極１５の端末３５の端３６を表す。陽極２５は、さ
らにノツチ４３を有する。
るタブ４５を有する陽極２５を示す。点ｌＳＩ！３４は
、陰極１５の端末３５の端３６を表す。陽極２５は、さ
らにノツチ４３を有する。
第３（ｂ）図は、タブ４５を有する陽極２５を示す。点
線３４は、陰極工５の端末３５の端３６を表す。陽極２
５はさらにノツチ４２を有する。
線３４は、陰極工５の端末３５の端３６を表す。陽極２
５はさらにノツチ４２を有する。
第４図において、外側の陽極層と陰極との間に延在する
オーバーラツプフィルム２０の第一の部分３１を有する
電極アセンブリーが示される。アセンブリーＩＯは、陰
極１５、陽極２５、セパレーター２３及びオーバーラツ
プフィルム２０よりなる。フィルム２０は、陰極端末３
６と陽極端末１７との間の陰極１５の外側の表面上でア
センブリー１０へ延在する第一の部分３１を有する。陽
極端末１７は陰極端末３６と同一限界にあることが示さ
れているが、それは陰極端末３６を越えて延在できる。
オーバーラツプフィルム２０の第一の部分３１を有する
電極アセンブリーが示される。アセンブリーＩＯは、陰
極１５、陽極２５、セパレーター２３及びオーバーラツ
プフィルム２０よりなる。フィルム２０は、陰極端末３
６と陽極端末１７との間の陰極１５の外側の表面上でア
センブリー１０へ延在する第一の部分３１を有する。陽
極端末１７は陰極端末３６と同一限界にあることが示さ
れているが、それは陰極端末３６を越えて延在できる。
オーバーラツプフィルムの第一の部分の外方へ放射状に
延びる部分がある限り、それは又陰極端末３６の前で終
る。タブ４５は、フィルム２０の第一の部分３１に隣接
した陽極端末１７に位置する。
延びる部分がある限り、それは又陰極端末３６の前で終
る。タブ４５は、フィルム２０の第一の部分３１に隣接
した陽極端末１７に位置する。
タブが位置する部分４３は、従つ【フィルム２０の端３
２及び陽極２５の端１９により設けられた境界を有する
。電気化学電池がこのようなアセンブリーを用いそして
電池が強制的に放電するとき、陽極２５は、フィルム２
０の端３２に並置する点４２でしゃ断できる。
２及び陽極２５の端１９により設けられた境界を有する
。電気化学電池がこのようなアセンブリーを用いそして
電池が強制的に放電するとき、陽極２５は、フィルム２
０の端３２に並置する点４２でしゃ断できる。
第５図において、タブが位置する部分４３を有するアセ
／プリー１０の部分が拡大される。陽極２５、セパレー
ター２ａ、ｍ極１５及びセパレーター２３の互い違いの
層が示される。タブ４５は、タブが位置する部分４３（
それは前述の境界を有する）で陽極２５に位置する。陰
極の端末３６は、オーバーラツプフィルム２０の第一の
部分３１により陽極とのイオンが透過可能な接触を阻止
する。
／プリー１０の部分が拡大される。陽極２５、セパレー
ター２ａ、ｍ極１５及びセパレーター２３の互い違いの
層が示される。タブ４５は、タブが位置する部分４３（
それは前述の境界を有する）で陽極２５に位置する。陰
極の端末３６は、オーバーラツプフィルム２０の第一の
部分３１により陽極とのイオンが透過可能な接触を阻止
する。
第１図は、本発明の電極アセンブリーの一つの態様の断
面図を示す。 第２図は、第１図に示された電極アセンブリーの陰極及
び陽極の端末及びタブ位置の拡大図を示す。 第３ａ及びｂ図は、一部を除いた陽極を示す。 第４図は、本発明の電極アセンブリーの他の態様の断面
図を示す。 第５図は、第４図に示された電極アセンブリーの陰極及
び陽極の端末及びタグ位置の拡大図を示す。 １０・・・電極アセンブリー １５・・・陰極１７・
・・２５の端末 １９・・・２５の端２０・・
・フィルム ２３・・・七ノ櫂レータ−２
５・・・陽極 ３０・・・２０の第一の
部分３１・・・２０の端（第一の部分） ３２・・・
２０の端３４・・・点線 ３５・・・１
５の端末３６・・・３５の端 ４０・・・し
ゃ断点４１・・・しゃ断点 ４２・・・しゃ
断点４３・・・タブが位置する部分 ４５・・・タブ５
０・・・２５の端末
面図を示す。 第２図は、第１図に示された電極アセンブリーの陰極及
び陽極の端末及びタブ位置の拡大図を示す。 第３ａ及びｂ図は、一部を除いた陽極を示す。 第４図は、本発明の電極アセンブリーの他の態様の断面
図を示す。 第５図は、第４図に示された電極アセンブリーの陰極及
び陽極の端末及びタグ位置の拡大図を示す。 １０・・・電極アセンブリー １５・・・陰極１７・
・・２５の端末 １９・・・２５の端２０・・
・フィルム ２３・・・七ノ櫂レータ−２
５・・・陽極 ３０・・・２０の第一の
部分３１・・・２０の端（第一の部分） ３２・・・
２０の端３４・・・点線 ３５・・・１
５の端末３６・・・３５の端 ４０・・・し
ゃ断点４１・・・しゃ断点 ４２・・・しゃ
断点４３・・・タブが位置する部分 ４５・・・タブ５
０・・・２５の端末
Claims (32)
- （１）陰極及び陽極の互い違いの層よりなるらせん状に
巻いた電極アセンブリーにおいて、それぞれのこのよう
な層が、その間に位置する電気的に絶縁ししかもイオン
が透過可能なセパレーターの層を有し；外側の電極の層
が陽極層であり；該アセンブリーがさらに陰極、陽極及
びセパレーターの巻いた層の回りに置かれたイオンが透
過不可能なしかも電気的に絶縁するオーバーラップフィ
ルムよりなり；該フィルムが最も外側の陰極層の一つの
面上に陰極、陽極及びセパレーターの巻いた層の末端に
延在する第一の部分を有し；前記の外側の陽極層がさら
にオーバーラップフィルムの第一の部分の外側に真直に
放射状に存在するタブが位置する部分でその上に位置す
る陽極を有する電極アセンブリー。 - （２）電解質及び請求項１記載の電極アセンブリーより
なる電気化学電池。 - （３）電池の強制された放電に当つて陽極のタブが位置
する部分が陽極の残りから物理的且つ電気的に断絶して
いる請求項２記載の電池。 - （４）オーバーラップフィルムが、最も外側の陰極層の
内表面に並置される請求項１記載のアセンブリー。 - （５）外側の陽極層が陰極の端末を超えて延在する部分
を有し、該延在陽極部分がタブを含む請求項４記載のア
センブリー。 - （６）電解質及び請求項５記載の電気化学電池。
- （７）電池の強制された放電に当つて陽極のタブが位置
する部分が陽極の残りから物理的且つ電気的に断絶して
いる請求項６記載の電池。 - （８）陽極層がアルカリ又はアルカリ土類金属のフォイ
ルよりなり、そして陰極層が金属フォイル担体の両面に
置かれた活性陰極材料である請求項７記載の電池。 - （９）フォイル陽極層がリチウム、ナトリウム、カリウ
ム、マグネシウム又はカルシウムよりなる群から選ばれ
るアルカリ又はアルカリ土類金属であり、そして活性陰
極材料が遷移金属硫化物又は遷移金属酸化物である請求
項８記載の電池。 - （１０）フォイル陽極層がリチウムよりなりそして活性
陰極材料がＦｅＳ＿２である請求項９記載の電池。 - （１１）オーバーラップフィルムが、陰極の端末の外側
の表面に並置されている請求項１記載の電極アセンブリ
ー。 - （１２）外側の陽極層が、陰極層の端末と同一限界の末
端を有する請求項１１記載のアセンブリー。 - （１３）電解質及び請求項１２記載の電極アセンブリー
よりなる電気化学電池。 - （１４）電池の強制した放電に当つて、陽極のタブが位
置する部分が陽極の残りと物理的且つ電気的に断絶して
いる請求項１３記載の電気化学電池。 - （１５）陽極層がアルカリ又はアルカリ土類金属のフォ
イルよりなり、そして陰極層が金属フォイル担体の両面
に置かれた活性陰極材料である請求項１４記載の電気化
学電池。 - （１６）フォイル陽極層がリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、マグネシウム又はカルシウムよりなる群から選ば
れるアルカリ又はアルカリ土類金属であり、そして活性
陰極材料が遷移金属硫化物又は遷移金属酸化物である請
求項１５記載の電気化学電池。 - （１７）フォイル陽極層がリチウムよりなりそして活性
陰極材料がＦｅＳ＿２である請求項１６記載の電気化学
電池。 - （１８）陰極片及び陽極片の互い違いの層よりなるらせ
ん状に巻いた電極アセンブリーを有する電気化学電池に
おいて、それぞれのこのような層がその間に位置するイ
オンが透過可能なしかも電気的に絶縁されたセパレータ
ー片の層を有し、陽極、陰極及びセパレーターの各層が
内側及び外側の表面を有し、内側の表面がらせんの中心
に面する表面であり、そして陰極の反応可能な量が陽極
の反応可能な量に比べて大きく；該アセンブリーが、外
側の陽極層の内表面の次にのみ置かれた陰極を従つて有
する外側の陽極層を有し、その陰極層がその内側及び外
側の両方の表面の次に置かれた陽極を有しさらに端末を
有し；該アセンブリーがさらに陽極、陰極の巻いた片及
びセパレーター片の回りを覆つたイオンが透過不可能な
しかも電気的に絶縁するオーバーラップフィルムよりな
り；該フィルムが陰極端末と陽極層の一つとの間に置か
れた第一の部分を有し；前記の外側の陽極層がオーバー
ラップフィルムとは反対に外方に放射状にその上に位置
する陽極タブを有し、該タブが陽極と一極端末との間の
唯一の接触をもたらし；電池の強制された放電中タブが
位置する陽極の部分が陽極の残りからは物理的且つ電気
的に断絶している電気化学電池。 - （１９）オーバーラップフィルムが、最も外側の陰極層
の内表面に並置されている請求項１８記載の電気化学電
池。 - （２０）外側の陽極層が、陰極の端末を超えて延在する
部分を有し、前記の延在する陽極部分がタブを含む請求
項１９記載の電気化学電池。 - （２１）オーバーラップフィルムが、陰極の端末の外側
の表面に並置されている請求項２０記載の電気化学電池
。 - （２２）外側の陽極層が陰極層の端末と同一限界の末端
を有する請求項２１記載の電気化学電池。 - （２３）陽極層がアルカリ又はアルカリ土類金属のフォ
イルよりなり、そして陰極層が金属フォイル担体の両面
に置かれた活性陰極材料である請求項２０記載の電気化
学電池。 - （２４）フォイル陽極層がリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、マグネシウム又はカルシウムよりなる群から選ば
れるアルカリ又はアルカリ土類金属であり、そして活性
陰極材料が遷移金属硫化物又は遷移金属酸化物である請
求項２３記載の電気化学電池。 - （２５）フォイル陽極層がリチウムよりなりそして活性
陰極材料がＦｅＳ＿２である請求項２４記載の電気化学
電池。 - （２６）陽極層がアルカリ又はアルカリ土類金属のフォ
イルよりなり、そして陰極層が金属フォイル担体の両面
に置かれた活性陰極材料である請求項２２記載の電気化
学電池。 - （２７）フォイル陽極層がリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、マグネシウム又はカルシウムよりなる群から選ば
れるアルカリ又はアルカリ土類金属であり、そして活性
陰極材料が遷移金属硫化物又は遷移金属酸化物である請
求項２６記載の電気化学電池。 - （２８）フォイル陽極層がリチウムよりなり、そして活
性陰極材料がＦｅＳ＿２である請求項２７記載の電気化
学電池。 - （２９）該陽極層が、少くとも該陰極端末に隣接する領
域において該陰極より狭い巾を有する請求項５記載のア
センブリー。 - （３０）該陽極層が、該陰極端末に隣接する領域でより
狭くなるように該領域で切り目をつけられている請求項
５記載のアセンブリー。 - （３１）該陽極層が、少くとも該陰極端末に隣接する領
域で該陰極より狭い巾を有する請求項２０記載のアセン
ブリー。 - （３２）該陽極層が、該陰極端末に隣接する領域でより
狭くなるように該領域で切り目をつけられる請求項２０
記載のアセンブリー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/348,367 US4963445A (en) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | Electrochemical cells having spirally wound electrode assemblies |
| US348367 | 1989-05-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02309561A true JPH02309561A (ja) | 1990-12-25 |
| JP3055065B2 JP3055065B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=23367714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2099458A Expired - Lifetime JP3055065B2 (ja) | 1989-05-08 | 1990-04-17 | らせん状に巻いた電極アセンブリーを有する電気化学電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4963445A (ja) |
| EP (1) | EP0397457B1 (ja) |
| JP (1) | JP3055065B2 (ja) |
| DE (1) | DE69008231T2 (ja) |
| HK (1) | HK1005047A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5091273A (en) * | 1990-06-11 | 1992-02-25 | Optima Batteries, Inc. | Method of applying a tail wrap to a wound electrochemical cell and cell produced by the method |
| US5354629A (en) * | 1991-10-09 | 1994-10-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Monaqueous electrolyte battery |
| CA2068290C (fr) * | 1992-05-08 | 1999-07-13 | Michel Gauthier | Prise de contact electrique sur des anodes de lithium |
| US5439760A (en) * | 1993-11-19 | 1995-08-08 | Medtronic, Inc. | High reliability electrochemical cell and electrode assembly therefor |
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