JPH09161815A - Nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery

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JPH09161815A
JPH09161815A JP7312997A JP31299795A JPH09161815A JP H09161815 A JPH09161815 A JP H09161815A JP 7312997 A JP7312997 A JP 7312997A JP 31299795 A JP31299795 A JP 31299795A JP H09161815 A JPH09161815 A JP H09161815A
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JP
Japan
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winding
aqueous electrolyte
adhesive
tape
battery
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Application number
JP7312997A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Fukuoka
悟 福岡
Shuji Ono
修二 大野
Atsushi Yamano
淳 山野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the defectrate of batteries by restraining the battery voltage drop caused by a short circuit after assembling. SOLUTION: A lithium battery is formed of a cylindrical metal exterior facing can, an electrode roll body 10 formed of a positive electrode plate and a negative electrode which are laminated with a separator and spirally wound, and a nonaqueous electrolyte. The electrode roll body 10 is fixed by a fixing tape 11. The fixing tape 11 is formed of an adhesive tape formed of a PET cloth tape and an adhesive applied to the surface thereof. As the adhesive, a one in which a polymer soluble to nonaqueous electrolyte such as ethylene carbonate or polyethylene glycol is added to a rubber elastomer is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒渦巻式の非水
電解液電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cylindrical spiral type non-aqueous electrolyte battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、コードレス化
が進んでいるが、リチウム電池は、高電圧,高エネルギ
ー密度を得ることができるので、これらの電源として期
待が高まっている。リチウム電池は一般に、負極にリチ
ウム金属やリチウム合金が用いられ、正極には、固体活
物質や液体活物質が用いられる。その電池電圧は、正極
に用いられる活物質の種類によって異なり、例えば、正
極活物質として酸化銅を用いることによって1.5Vの
電池電圧を得ることができ、二酸化マンガンやフッ化黒
鉛等を用いることによって3Vを越える電池電圧を得る
ことができる。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices are becoming smaller and cordless, but lithium batteries are expected to be used as a power source for these because they can obtain high voltage and high energy density. In a lithium battery, generally, a negative electrode is made of lithium metal or a lithium alloy, and a positive electrode is made of a solid active material or a liquid active material. The battery voltage depends on the type of active material used for the positive electrode, and for example, a battery voltage of 1.5 V can be obtained by using copper oxide as the positive electrode active material, and manganese dioxide, fluorinated graphite, or the like is used. It is possible to obtain a battery voltage exceeding 3V.

【0003】リチウム電池の電解液としては、プロピレ
ンカーボネート(PC)やγ−ブチロラクトン(BL)
等の非プロトン性溶媒に、ホウフッ化リチウム(LiB
4)や過塩素酸リチウム(LiClO4)等の塩を溶解
した非水系電解液が用いられている。リチウム電池の構
造としては、ボタン型,コイン型の他に、負極板と正極
板とを渦巻状に巻いた電極巻取体が金属外装缶内に収納
されてなる円筒渦巻式も開発されている。非水系電解液
を用いた場合、電池の単位電極面積当りの充放電の電流
密度が制限を受けるため、電極面積を大きく設計するこ
とが望まれるが、円筒渦巻式の電池は、電極面積を大き
くできる点で有利といえる。
Propylene carbonate (PC) and γ-butyrolactone (BL) are used as electrolytes for lithium batteries.
Lithium borofluoride (LiB
A non-aqueous electrolyte solution in which a salt such as F 4 ) or lithium perchlorate (LiClO 4 ) is dissolved is used. As the structure of the lithium battery, in addition to the button type and the coin type, a cylindrical spiral type in which an electrode winding body obtained by spirally winding a negative electrode plate and a positive electrode plate is housed in a metal outer can has been developed. . When a non-aqueous electrolyte is used, the current density of charging / discharging per unit electrode area of the battery is limited, so it is desirable to design a large electrode area, but the cylindrical spiral type battery has a large electrode area. It can be said to be advantageous in that it can be done.

【0004】円筒渦巻式の電池は、電極巻取体を組み立
て、それを金属外装缶に入れて封口することによって製
造されるが、電極巻取体は、正極板,セパレータ,負極
板を積層して渦巻状に巻いて、電極巻止テープで巻き止
めることによって組立てられる。この巻止テープとして
は、従来よりポリエチレンテレフタレート(以下PET
と称する)の生地テープにゴム系等の粘着剤を塗布した
PET粘着テープが広く使用されている。
Cylindrical spiral type batteries are manufactured by assembling an electrode winding body, putting it in a metal outer can and sealing it. The electrode winding body is formed by laminating a positive electrode plate, a separator and a negative electrode plate. It is assembled by winding it in a spiral shape and winding it with an electrode winding tape. Conventionally, polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) has been used as this winding stop tape.
The PET adhesive tape obtained by applying a rubber-based adhesive agent to the cloth tape (referred to as (1)) is widely used.

【0005】ところで、電池の容量を高めるためには、
電極の容量を大きくすることが必要なので、限られた金
属外装缶のスペースの中で、できるだけ電極を大きく設
定すると共に、セパレータを薄くし且つ電極巻取体をき
つく締め付けて巻止め、金属外装缶に収納するようにし
ている。
By the way, in order to increase the capacity of the battery,
Since it is necessary to increase the capacity of the electrode, set the electrode as large as possible within the limited space of the metal outer can, thin the separator and tighten the electrode winding body tightly to fix it. I am trying to store it in.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な円筒渦巻式のリチウム電池において、組立てられた電
池の中には、しばらく放置すると電池電圧が低下するも
のが発生するという問題があった。この電圧低下は、電
池組立後に、電極が膨潤してセパレータが圧迫されてセ
パレータに小孔が開き、軽ショートが生じるために生ず
るものである。
However, in such a cylindrical spiral type lithium battery, there is a problem in that some assembled batteries have a lowered battery voltage after being left for a while. This voltage drop occurs because after the battery is assembled, the electrodes swell and the separator is pressed to open small holes in the separator, causing a short circuit.

【0007】例えば、正極活物質として二酸化マンガン
やフッ化黒鉛を使用したリチウム電池は、電池組立直後
には約3.6Vの電池電圧を示すが、電池に軽ショート
が発生した場合、組立後数時間或いは数日経過すると、
3Vより低い電池電圧になってしてしまう。このように
軽ショートで電池電圧が低下した電池は、出荷前に電圧
不良品として除かれることになる。
For example, a lithium battery using manganese dioxide or fluorinated graphite as a positive electrode active material shows a battery voltage of about 3.6 V immediately after the battery is assembled. After hours or days,
The battery voltage will be lower than 3V. Batteries whose battery voltage has dropped due to a light short circuit are excluded as defective products before shipment.

【0008】このような軽ショートによる電圧低下の問
題は、電極巻取体を巻取るときに緩く巻取るようにした
り、厚いセパレータ用いることによって回避することも
できるが、このような方法は、金属外装缶内に収納でき
る正極板,負極板の量が低下し電池の高容量化に反する
ことになるので、有効な解決方法とは言えない。なお、
このような課題は、高容量化に対する要請の大きいリチ
ウム電池では、特に顕著に見られるが、一般的に非水電
解液電池において生じ得る問題ということができる。
The problem of the voltage drop due to such a light short circuit can be avoided by winding the electrode winding body loosely or by using a thick separator. This is not an effective solution because the amount of the positive electrode plate and the negative electrode plate that can be stored in the outer can decreases, which is against the increase in battery capacity. In addition,
Such a problem is particularly noticeable in a lithium battery, which has a large demand for higher capacity, but it can be said that it can generally occur in a non-aqueous electrolyte battery.

【0009】本発明は上記課題に鑑みて、負極板と正極
板とをセパレータを介して重ねて渦巻状に巻いた電極巻
取体を備えた円筒渦巻式の非水電解液電池において、電
池組立後に軽ショートが生じて電池電圧が低下する電池
が発生するの抑えることによって、電池不良率を低減さ
せることを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a cylindrical spiral non-aqueous electrolyte battery including an electrode winding body in which a negative electrode plate and a positive electrode plate are stacked via a separator and spirally wound. It is an object of the present invention to reduce the battery defect rate by suppressing generation of a battery in which a light short circuit later occurs and the battery voltage drops.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、負極板と正極板とをセパレ
ータを介して重ねて渦巻状に巻き、その巻き端を粘着剤
が配された巻止テープで巻止めた電極巻取体と、非水電
解液とが、円筒形の外装缶に収納されてなる非水電解液
電池において、巻止テープの粘着剤には、エチレンカー
ボネート及び前記非水電解液に溶解するポリマーの少な
くとも1つが添加されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is arranged such that a negative electrode plate and a positive electrode plate are superposed with a separator in between and wound in a spiral shape, and the winding end is provided with an adhesive. In the non-aqueous electrolyte battery, in which the electrode winding body wound with the wound tape and the non-aqueous electrolyte solution are housed in a cylindrical outer can, the adhesive agent of the winding tape is ethylene carbonate. And at least one polymer soluble in the non-aqueous electrolyte is added.

【0011】この構成によれば、電池組立時に電極巻取
体がきつく巻かれていても、組立後に短時間で巻止テー
プの粘着剤に非水電解液が含浸され巻止テープが解か
れ、電極巻取体の巻付けが緩むため、セパレータに小孔
が開いて軽ショートが生じ電池電圧が低下するというこ
とは避けることができるので、電池の不良率を低下する
ことができる。
According to this structure, even if the electrode winding body is tightly wound at the time of assembling the battery, the adhesive of the winding-stop tape is impregnated with the nonaqueous electrolytic solution in a short time after the assembly, and the winding-stop tape is unwound. Since the winding of the electrode winding body is loosened, it can be avoided that a small hole is opened in the separator to cause a light short circuit and the battery voltage is reduced, so that the defective rate of the battery can be reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明者等は、円筒渦巻式のリチ
ウム電池における、電池組立後の電圧低下の発生状況を
観察した結果、巻止テープによって強い緊縛度で巻止め
られた電極巻取体は、金属外装缶に収納され、非水電解
液が注入された後には、電極巻取体が膨潤することによ
って更に高い緊縛度となるため、セパレータに小さな孔
が開いて軽ショートが生じることがわかった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a result of observing the occurrence of voltage drop after battery assembly in a cylindrical spiral type lithium battery, the inventors of the present invention have found that the electrode winding wound by a winding tape with a high degree of tight binding. The body is housed in a metal outer can, and after the non-aqueous electrolyte is injected, the electrode winding body swells to a higher degree of tightness, resulting in a small hole in the separator and a light short circuit. I understood.

【0013】そこで、電池組立後の電極巻取体の緊縛を
緩める方法を研究した結果、渦巻電極群を巻止める巻止
テープの粘着剤にエチレンカーボネート(以下ECと称
する)或いは非水電解液に溶解するポリマ−を添加する
ことによって、電池組立後、短時間で電極巻取体の緊縛
を緩めることができることを見い出し、本発明に到っ
た。
Therefore, as a result of research on a method of loosening the binding of the electrode winding body after the battery is assembled, ethylene carbonate (hereinafter referred to as EC) or a non-aqueous electrolyte solution is used as an adhesive for the winding tape for winding the spiral electrode group. It has been found that the binding of the electrode winding body can be loosened in a short time after the battery is assembled by adding the soluble polymer, and the present invention has been completed.

【0014】請求項1記載の発明によれば、電極巻取体
を巻止める巻止テープの粘着剤にEC及び非水電解液に
溶解するポリマーの少なくとも1つが添加されているの
で、電極巻取体が電池に組み込まれ、巻止テープが非水
電解液に浸漬されると、粘着剤に含まれているEC或い
は非水電解液に溶解するポリマ−が非水電解液中に溶け
出し、巻止テープの粘着力が弱められて巻取テープの巻
解けが生じる。それによって、電池組立後、比較的短時
間で電極巻取体の巻き付けが緩められるので、電極の合
剤等が脱落して電極巻取体の中に挟まったとしても軽シ
ョートは発生しにくい。
According to the first aspect of the invention, since at least one of EC and a polymer soluble in the non-aqueous electrolyte is added to the adhesive of the winding tape for winding the electrode winding body, the electrode winding When the body is assembled into a battery and the winding tape is dipped in the non-aqueous electrolyte, the EC contained in the adhesive or the polymer that dissolves in the non-aqueous electrolyte dissolves into the non-aqueous electrolyte and is wound. The adhesive strength of the stop tape is weakened and the take-up tape is unwound. As a result, the winding of the electrode winding body is loosened in a relatively short time after the battery is assembled, so that a light short circuit is unlikely to occur even if the electrode mixture or the like falls off and is caught in the electrode winding body.

【0015】請求項2記載の発明によれば、非水電解液
電池は、リチウム電池である。リチウム電池では、高容
量化に対する要請から、一般的にセパレータが薄く且つ
電極巻取体がきつく巻き付けられているため、特に本発
明による軽ショートの防止効果は大きいものとなる。請
求項3記載の発明によれば、非水電解液に溶解するポリ
マーは、ポリエチレングリコール(PEG),ポリエチ
レンオキサイド(PEO),ポリオキシエチレン,ポリ
(オキシメチレン−オリゴ−オキシエチレン)(PO
O)から選択される。このようなポリマーについては、
巻止テープの粘着剤に含有させると、軽ショートを防止
する効果が良好であることが確認されている。
According to the invention of claim 2, the non-aqueous electrolyte battery is a lithium battery. In a lithium battery, the separator is generally thin and the electrode winding body is tightly wound due to the demand for higher capacity, and therefore the light short circuit prevention effect according to the present invention is particularly great. According to the invention of claim 3, the polymer dissolved in the non-aqueous electrolyte is polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide (PEO), polyoxyethylene, poly (oxymethylene-oligo-oxyethylene) (PO).
O). For such polymers,
It has been confirmed that the effect of preventing a light short circuit is good when it is contained in the pressure-sensitive adhesive of the winding tape.

【0016】請求項4記載の発明によれば、ECまたは
電解液に溶解するポリマーは、粘着剤に対して5〜20
重量%含有されている。軽ショートを防止する効果及び
巻止テープとしての機能を考慮すると、電解液に溶解す
るポリマーの含有量がこの範囲にあることが望ましい。
According to the fourth aspect of the invention, the polymer dissolved in the EC or the electrolytic solution is 5 to 20 with respect to the adhesive.
It is contained by weight%. Considering the effect of preventing a light short circuit and the function as a winding tape, the content of the polymer dissolved in the electrolytic solution is preferably within this range.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づき
詳述する。 (実施例1)図1は、本発明の一実施例に係るリチウム
電池の断面図である。図1に示すように、リチウム電池
1は、上部に開口2aを有する円筒形の金属外装缶2
と、正極板20と負極板30とがセパレータ40を介し
て積層され渦巻状に巻かれてなる電極巻取体10と、電
極巻取体10に含浸された非水電解液(不図示)と、上
記の開口2aを封口する封口蓋50等から構成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a lithium battery according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a lithium battery 1 has a cylindrical metal outer can 2 having an opening 2a at the top.
An electrode winding body 10 in which the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 are laminated via a separator 40 and wound in a spiral shape, and a non-aqueous electrolyte solution (not shown) impregnated in the electrode winding body 10. It is composed of a sealing lid 50 for sealing the opening 2a.

【0018】リチウム電池1の寸法は、直径16.3m
m、高さ33.5mmであって、放電容量1300mA
hとして設計されており、金属外装缶2が負極端子、封
口蓋50が正極端子となっている。金属外装缶2は、鋼
板が有底円筒形に成形されてなるものである。金属外装
缶2の中に、電極巻取体10が収納されており、電極巻
取体10は金属外装缶2の内部の大部分を占めている。
The lithium battery 1 has a diameter of 16.3 m.
m, height 33.5 mm, discharge capacity 1300 mA
The metal outer can 2 serves as a negative electrode terminal and the sealing lid 50 serves as a positive electrode terminal. The metal outer can 2 is formed by forming a steel plate into a bottomed cylindrical shape. The electrode winding body 10 is housed in the metal outer can 2, and the electrode winding body 10 occupies most of the inside of the metal outer can 2.

【0019】図2は、巻取り前の正極板20の構成を示
す上面図(a)及び平面図(b)であり、図3は、巻取
り前の負極板30及びセパレータ40の構成を示す上面
図(a)及び平面図(b)であり、図4は、電極巻取体
10の外観を示す斜視図である。電極巻取体10は、帯
状の正極板20(図2参照)が、ポリプロピレン製不織
布からなる微多孔性のセパレータ40(図3参照)を介
して、帯状の負極板30(図3参照)の上に積層され、
その上に更にセパレータ40を積層し、正極板20を内
側にして渦巻状に巻き取られ、巻止テープ11で巻止め
られて構成され(図4参照)ており、その上面及び下面
は、電極巻取体10と金属外装缶2とを絶縁するための
円板状の上部絶縁板12及び下部絶縁板13で覆われて
いる。また、電極巻取体10の上面側には、正極板20
と封口蓋50とを接続するための正極タブ23が、下面
側には、負極板30と金属外装缶2とを接続するための
負極タブ33が取付けられている。
FIG. 2 is a top view (a) and a plan view (b) showing the structure of the positive electrode plate 20 before winding, and FIG. 3 shows the structure of the negative electrode plate 30 and separator 40 before winding. FIG. 4 is a top view (a) and a plan view (b), and FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of the electrode winding body 10. In the electrode winding body 10, the strip-shaped positive electrode plate 20 (see FIG. 2) is separated from the strip-shaped negative electrode plate 30 (see FIG. 3) via the microporous separator 40 (see FIG. 3) made of polypropylene nonwoven fabric. Stacked on top,
A separator 40 is further laminated thereon, the positive electrode plate 20 is placed inside, and the separator 40 is wound up in a spiral shape and is wound with a winding stop tape 11 (see FIG. 4). It is covered with a disk-shaped upper insulating plate 12 and lower insulating plate 13 for insulating the winding body 10 from the metal outer can 2. In addition, the positive electrode plate 20 is provided on the upper surface side of the electrode winding body 10.
A positive electrode tab 23 for connecting the lid cover 50 and the lid 50 is attached, and a negative electrode tab 33 for connecting the negative electrode plate 30 and the metal outer can 2 is attached on the lower surface side.

【0020】図2に示すように、正極板20は、ステン
レス製のエキスパンドメタル21の両面に、正極活物質
となる二酸化マンガンに対して適量の導電剤(グラファ
イト)と結着材(ポリテトラフルオロエチレン)とを添
加混合した正極合剤22が、塗布されてなるものであ
る。正極タブ23は、ステンレス薄板からなり、正極板
20の帯の中央より若干渦巻の中心寄りにおいて上方に
突出するよう、エキスパンドメタル21に溶接されてい
る。そして、図1に示すように、正極タブ23は、上部
絶縁板12に開設された孔を突き抜けてその先端部が封
口蓋50の下面に溶接されており、図2に示すように正
極タブ23の先端部以外は、ポリアミド製の絶縁テープ
24(例えばデュポン社製のノーメックステープ)で覆
われて、正極タブ23が負極板30と接触しないように
なっている。
As shown in FIG. 2, the positive electrode plate 20 has a conductive metal (graphite) and a binder (polytetrafluoro) in an appropriate amount with respect to manganese dioxide serving as a positive electrode active material on both sides of an expanded metal 21 made of stainless steel. The positive electrode mixture 22 in which ethylene) is added and mixed is applied. The positive electrode tab 23 is made of a thin stainless plate, and is welded to the expanded metal 21 so as to project upward slightly from the center of the strip of the positive electrode plate 20 toward the center of the spiral. Then, as shown in FIG. 1, the positive electrode tab 23 penetrates through a hole formed in the upper insulating plate 12 and has its tip end welded to the lower surface of the sealing lid 50. As shown in FIG. A portion other than the tip portion of is covered with an insulating tape 24 made of polyamide (for example, Nomex tape made by DuPont) so that the positive electrode tab 23 does not come into contact with the negative electrode plate 30.

【0021】負極板30は、金属リチウム板で構成され
ている。負極タブ33はニッケル薄板からなり、図3に
示すように負極板30の渦巻の外端近くにおいて下方に
突出するよう負極板30に圧着されている。そして、図
1に示すように、負極タブ33は、金属外装缶2の底面
に接続されている。封口蓋50は、中央に円形窓52が
形成された円板状のステンレス鋼板からなる封口板51
と、この封口板51に固着され上方に突出する正極端子
板53と、円形窓52を塞ぎ安全弁として機能する筒状
の樹脂体54及び熱溶着フィルム556とから構成され
ている。
The negative electrode plate 30 is composed of a metallic lithium plate. The negative electrode tab 33 is made of a nickel thin plate and is crimped to the negative electrode plate 30 so as to project downward near the outer end of the spiral of the negative electrode plate 30 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 1, the negative electrode tab 33 is connected to the bottom surface of the metal outer can 2. The sealing lid 50 is composed of a disc-shaped stainless steel plate with a circular window 52 formed in the center.
And a positive electrode terminal plate 53 fixed to the sealing plate 51 and protruding upward, a cylindrical resin body 54 closing the circular window 52 and functioning as a safety valve, and a heat-welding film 556.

【0022】封口蓋50は、金属外装缶2の上端近傍の
開口縁部2bにはめ込まれており、開口縁部2bは、円
環状の絶縁パッキング55を介して封口板51の外周部
にかしめられることによって、封口板51と開口縁部2
bの間は密封されている。なお、金属外装缶2には、開
口縁部2bの下側に沿って、内側に突出したシーム溝2
cが形成されており、このシーム溝2cによって電極巻
取体10は押さえられて金属外装缶2内に固定されてい
る。
The sealing lid 50 is fitted into the opening edge portion 2b near the upper end of the metal outer can 2, and the opening edge portion 2b is crimped to the outer peripheral portion of the sealing plate 51 via an annular insulating packing 55. As a result, the sealing plate 51 and the opening edge portion 2
The space between b is sealed. The metal outer can 2 has a seam groove 2 protruding inward along the lower side of the opening edge 2b.
c is formed, and the electrode winding body 10 is pressed by the seam groove 2c and fixed in the metal outer can 2.

【0023】熱溶着フィルム56は、アルミニウム薄板
に熱溶着性ポリエチレンフィルムをラミネートされたも
のである。樹脂体54と熱溶着フィルム56は、封口板
51と正極端子板53とによって囲まれた空間内に収納
されており、熱溶着フィルム56は樹脂体54と封口板
51とに挟まれた状態で円形窓52を塞いでいる。そし
て、電池の内圧が規定の圧力以上に上昇したときには、
熱溶着フィルム56を突き破って内部のガスが大気中に
放出されるという安全弁の構成となっている。
The heat-welding film 56 is a thin aluminum plate laminated with a heat-welding polyethylene film. The resin body 54 and the heat-sealing film 56 are housed in a space surrounded by the sealing plate 51 and the positive electrode terminal plate 53, and the heat-sealing film 56 is sandwiched between the resin body 54 and the sealing plate 51. The circular window 52 is closed. When the internal pressure of the battery rises above the specified pressure,
The safety valve is configured to break through the heat-welding film 56 and release the gas inside to the atmosphere.

【0024】非水電解液としては、プロピレンレンカー
ボネート(PC)と1,2−ジメトキシエタン(DM
E)の等容量混合溶媒に、LiCF3SO3を1mol/l
で溶解したものを用いている。巻止テープ11は、PE
T製の生地テープの表面に粘着剤が塗布されてなるPE
T粘着テープであって、電極巻取体の外周に約1周半巻
きつけて貼付けられている。本実施例では、巻止テープ
11の粘着剤として、ゴム系のエラストマーにECを2
0重量%添加したものを用いている。
As the non-aqueous electrolyte, propylenelencarbonate (PC) and 1,2-dimethoxyethane (DM) are used.
1 mol / l of LiCF 3 SO 3 was added to an equal volume mixed solvent of E).
I used the one dissolved in. Winding stop tape 11 is PE
PE made by applying adhesive to the surface of T fabric tape
It is a T-adhesive tape, which is attached to the outer circumference of the electrode winding body by winding it for about one and a half turns. In this embodiment, as an adhesive for the winding tape 11, EC is added to a rubber elastomer.
The thing added 0 weight% is used.

【0025】リチウム電池1は次のようにして作製する
ことができる。 (1)タブ付正極板20の作製:まず活物質としての二酸
化マンガンに対して、所定比率(例えば5wt%づつ)
の導電剤と結着材と、適量の水を加え、混練して、適度
な粘性を有する正極合剤のスラリーを作製する。このス
ラリーを、エキスパンドメタル21の両面に塗工し、ロ
ーラで圧延した後、規定の寸法に切断し、乾燥すること
によって、正極板20が作製される。
The lithium battery 1 can be manufactured as follows. (1) Fabrication of tabbed positive electrode plate 20: First, a predetermined ratio (for example, 5 wt% each) to manganese dioxide as an active material.
The conductive agent, the binder, and an appropriate amount of water are added and kneaded to prepare a slurry of the positive electrode mixture having appropriate viscosity. The positive electrode plate 20 is manufactured by applying this slurry on both surfaces of the expanded metal 21, rolling it with rollers, cutting it to a prescribed size, and drying it.

【0026】次に、作製した正極板20の正極合剤層の
所定の部分を剥離してエキスパンドメタル21を露出さ
せ、露出部分に正極タブ23をスポット溶接する。その
後、正極タブ23の先端部以外とエキスパンドメタル2
1の露出部分を覆うように絶縁テープ24を貼り付ける
ことによって、図2に示すタブ付正極板20が作製され
る。
Next, a predetermined portion of the positive electrode mixture layer of the produced positive electrode plate 20 is peeled off to expose the expanded metal 21, and the positive electrode tab 23 is spot-welded to the exposed portion. After that, the expanded metal 2 and the portion other than the tip of the positive electrode tab 23 are formed.
By attaching the insulating tape 24 so as to cover the exposed portion of No. 1, the tabbed positive electrode plate 20 shown in FIG. 2 is manufactured.

【0027】(2)タブ付負極板30の作製:負極板30
は、金属リチウム板を所定の寸法に加工することによっ
て作製し、この負極板30の所定位置に負極タブ33を
圧着することによって、図3に示すタブ付負極板30が
作製される。 (3)電極巻取体10の作製:負極板30をセパレータ4
0に粘着テープ31,32で図3に示すように貼付け、
これとセパレータ40と正極板20とを積層して、セパ
レータ40,負極板30,セパレータ40,正極板20
の積層物を作製する。そして、この積層物を、正極板を
内側にして巻回し、巻止テープ11で巻止めることによ
って、電極巻取体10が作製される。
(2) Fabrication of tabbed negative electrode plate 30: negative electrode plate 30
Is manufactured by processing a metal lithium plate into a predetermined size, and the negative electrode tab 33 is pressure-bonded to a predetermined position of the negative electrode plate 30, whereby the tabbed negative electrode plate 30 shown in FIG. 3 is manufactured. (3) Production of electrode roll 10: negative electrode plate 30 and separator 4
Affix it with adhesive tapes 31 and 32 as shown in FIG.
The separator 40, the negative electrode plate 30, the separator 40, and the positive electrode plate 20 are laminated by stacking this, the separator 40, and the positive electrode plate 20.
To produce a laminate. Then, the laminated body is wound with the positive electrode plate inside, and is wound with the winding stopping tape 11, whereby the electrode winding body 10 is manufactured.

【0028】巻止テープ11は、粘着テープ用の粘着剤
(ゴム系のエラストマー)にECを20重量%添加混合
し、これをPET製の生地テープの表面に塗布すること
によって作製される。 (4)リチウム電池1の組立:電極巻取体10の正極タブ
23を、上部絶縁板12の孔に貫通させ、金属外装缶2
(開口縁2bのカシメ及びシーム溝2cが未形成のも
の)に下部絶縁板13と電極巻取体10と上部絶縁板1
2とを収納した後、負極タブ33を金属外装缶2の底に
スポット溶接し、正極タブ23を封口蓋50の封口板5
1にスポット溶接して、シーム溝2cを形成する。
The roll-stop tape 11 is prepared by adding 20% by weight of EC to an adhesive (rubber-based elastomer) for an adhesive tape and mixing it, and applying this to the surface of a PET cloth tape. (4) Assembling the lithium battery 1: The positive electrode tab 23 of the electrode winding body 10 is passed through the hole of the upper insulating plate 12 to form the metal outer can 2.
The lower insulating plate 13, the electrode winding body 10, and the upper insulating plate 1 are formed on (the opening edge 2b is not crimped and the seam groove 2c is not formed).
2, the negative electrode tab 33 is spot-welded to the bottom of the metal outer can 2, and the positive electrode tab 23 is attached to the sealing plate 5 of the sealing lid 50.
1 is spot-welded to form a seam groove 2c.

【0029】その後、金属外装缶2に非水電解液を注入
して、電極巻取体10に含浸させた後、金属外装缶2の
開口縁部2bに、絶縁パッキング55を介して封口蓋5
0をはめ込んで、開口縁部2bをカシメ圧着することに
よって封口し、リチウム電池1が完成する。 (実施例2)本実施例のリチウム電池は、実施例1のリ
チウム電池1と同様であるが、電極巻取体10に用いる
巻止テープ11の粘着剤だけが異なっている。即ち、実
施例1では、巻止テープ11の粘着剤として、ゴム系の
エラストマーにECを20重量%添加したものを用いた
のに対して、本実施例では、同じゴム系のエラストマー
に、ポリエチレングリコール(以下PEGと称する)を
20重量%添加混合したものを用いている。
After that, a non-aqueous electrolytic solution is injected into the metal outer can 2 to impregnate the electrode winding body 10, and then the opening lid 2b of the metal outer can 2 is covered with an insulating packing 55 through a sealing lid 5.
The lithium battery 1 is completed by fitting 0 and sealing the opening edge portion 2b by crimping and crimping. (Example 2) The lithium battery of this example is the same as the lithium battery 1 of Example 1, except for the adhesive of the winding tape 11 used for the electrode winding body 10. That is, in Example 1, as the adhesive of the winding tape 11, a rubber-based elastomer to which 20% by weight of EC was added was used, whereas in the present Example, the same rubber-based elastomer was mixed with polyethylene. 20% by weight of glycol (hereinafter referred to as PEG) is added and mixed.

【0030】(実施例3)本実施例のリチウム電池は、
実施例1のリチウム電池1と同様であるが、電極巻取体
10に用いる巻止テープ11の粘着剤だけが異なってい
る。即ち、実施例1では、巻止テープ11の粘着剤とし
て、ゴム系のエラストマーにECを20重量%添加した
ものを用いたのに対して、本実施例では、同じゴム系の
エラストマーに、ポリエチレンオキサイド(以下PEO
と称する)を20重量%添加混合したものを用いてい
る。
(Embodiment 3) The lithium battery of this embodiment is
The lithium battery 1 is the same as the lithium battery 1 of Example 1, but only the adhesive of the winding tape 11 used for the electrode winding body 10 is different. That is, in Example 1, as the adhesive of the winding tape 11, a rubber-based elastomer to which 20% by weight of EC was added was used, whereas in the present Example, the same rubber-based elastomer was mixed with polyethylene. Oxide (hereinafter PEO
(Referred to as “)” is added and mixed in an amount of 20% by weight.

【0031】(比較例)本比較例のリチウム電池は、実
施例1のリチウム電池1と同様であるが、電極巻取体に
用いる巻止テープの粘着剤だけが異なっている。即ち、
本比較例では、巻止テープの粘着剤にECは添加せず、
実施例1と同じゴム系のエラストマーを、そのまま用い
ている。
(Comparative Example) The lithium battery of this comparative example is the same as the lithium battery 1 of Example 1, except for the adhesive of the winding tape used for the electrode winding body. That is,
In this comparative example, EC was not added to the adhesive of the winding tape,
The same rubber-based elastomer as in Example 1 is used as it is.

【0032】(実験1)上記非水電解液(即ち、PCと
DMEの等容量混合溶媒にLiCF3SO3を溶解した溶
液)をビーカー入れる。そして、実施例1,実施例2,
実施例3,比較例に対応する各電極巻取体を、ビーカー
中の非水電解液に漬けて、巻止テープの巻緩みが観察さ
れるまでの時間を測定した。
(Experiment 1) The above nonaqueous electrolytic solution (that is, a solution in which LiCF 3 SO 3 is dissolved in an equal volume mixed solvent of PC and DME) is placed in a beaker. Then, Example 1, Example 2,
Each electrode winding body corresponding to Example 3 and Comparative Example was immersed in a non-aqueous electrolyte solution in a beaker, and the time until the looseness of the winding stop tape was observed was measured.

【0033】その結果、粘着剤にECやPEGやPEO
を添加した巻止テープ11を用いた場合は、いずれも巻
緩みが5時間以内に生じているが、粘着剤に何も添加し
ていない巻止テープを用いた場合は、巻緩みが起きるま
でに5時間以上かかった。このように巻緩みの時間に差
が生じたのは、ゴム系のエラストマー自体は、非水電解
液にあまり溶解しないのに対して、ECやPEGやPE
Oは非水電解液に溶解するので、ECやPEGやPEO
を添加した粘着剤は、非水電解液中での巻止テープの粘
着力が早く低下するためと考えられる。
As a result, EC, PEG and PEO are used as the adhesive.
In the case of using the winding stop tape 11 added with, the winding was loosened within 5 hours in all cases, but when using the winding stop tape in which nothing was added to the adhesive, Took more than 5 hours. The difference in the winding loosening time is caused by the fact that the rubber-based elastomer itself does not dissolve in the non-aqueous electrolyte so much, whereas EC, PEG, PE
O dissolves in non-aqueous electrolyte, so EC, PEG and PEO
It is considered that the pressure-sensitive adhesive to which is added rapidly reduces the adhesive strength of the roll-sealing tape in the non-aqueous electrolyte.

【0034】(実験2)実施例1の電極巻取体10にお
いて、巻止めに用いる巻止テープ11の粘着剤に添加す
るECの量を、4wt%,5wt%,10wt%,20
wt%の各値に変化させたものを作製し、各EC添加量
に対応する電極巻取体10を、電極巻取体a1,a2,a
3,a4とした。
(Experiment 2) In the electrode winding body 10 of Example 1, the amount of EC added to the adhesive of the winding tape 11 used for winding is 4 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 20.
What was changed to each value of wt% was produced, and the electrode winding body 10 corresponding to each EC addition amount was formed into the electrode winding body a1, a2, a.
3 and a4.

【0035】また、実施例2の電極巻取体10におい
て、巻止めに用いる巻止テープ11の粘着剤に添加する
PEGの量を、4wt%,5wt%,10wt%,20
wt%の各値に変化させたものを作製し、各PEG添加
量に対応する電極巻取体10を、電極巻取体b1,b2,
b3,b4とした。そして、実験1と同様に、非水電解液
に電極巻取体a1,a2,a3,a4及び電極巻取体b1,
b2,b3,b4及び比較例の電極巻取体を漬けて、巻止
テープの巻緩みが起こるまでの時間を測定した。
In the electrode winding body 10 of Example 2, the amount of PEG added to the adhesive of the winding tape 11 used for winding is 4 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 20.
What was changed to each value of wt% was produced, and the electrode winding body 10 corresponding to each PEG addition amount was changed to the electrode winding body b1, b2,
b3 and b4. Then, as in Experiment 1, the electrode winding bodies a1, a2, a3, a4 and the electrode winding body b1,
The electrode winding bodies of b2, b3, b4 and the comparative example were dipped, and the time until the winding loosening of the winding stopping tape occurred was measured.

【0036】図5はその結果であって、EC及びPEG
の添加量と、巻緩みが観察されるまでの時間との関係を
示す特性図である。図5より、EC及びPEGの添加量
が5〜20wt%の範囲では0〜4wt%の範囲よりも
巻緩みが発生するまでの時間が短いことがわかる。な
お、巻止めに用いる巻止テープ11の粘着剤に添加する
ECやPEGの添加量が20wt%を越えたものについ
ても試験しようとしたが、粘着剤がPETの生地テープ
から剥がれて、粘着テープとしての機能を果たさないと
いう問題が生じることがわかった。
FIG. 5 shows the result, which shows EC and PEG.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of addition of and the time until slackness is observed. From FIG. 5, it can be seen that in the range where the amount of EC and PEG added is 5 to 20 wt%, the time until winding loosening occurs is shorter than the range of 0 to 4 wt%. In addition, we also tried to test the amount of EC or PEG added to the adhesive of the winding tape 11 used for the winding stop exceeding 20 wt%, but the adhesive was peeled off from the PET fabric tape, and the adhesive tape It was found that there is a problem that it does not function as.

【0037】これより、電極巻取体10の巻緩みを早め
るためには、EC及びPEGの添加量は5〜20wt%
の範囲であることが望ましいことがわかる。 (実験3)電極巻取体a1,a2,a4及び電極巻取体b
1,b2,b4を用いて、実施例1のリチウム電池1と同
様の製法でリチウム電池A1,A2,A4及びリチウム電
池B1,B2,B4を作製した。
From this, in order to accelerate the loosening of the electrode winding body 10, the amount of EC and PEG added is 5 to 20 wt%.
It can be seen that the range is desirable. (Experiment 3) Electrode winding bodies a1, a2, a4 and electrode winding body b
Using 1, b2 and b4, lithium batteries A1, A2 and A4 and lithium batteries B1, B2 and B4 were manufactured by the same manufacturing method as the lithium battery 1 of Example 1.

【0038】そして、リチウム電池A1,A2,A4、リ
チウム電池B1,B2,B4及び比較例のリチウム電池に
ついて、電池組立後における電圧不良の発生率を調べ
た。電圧不良の発生率は、10000個の電池を組立て
た後に、電圧不良が見られた電池の数を電圧不良の発生
率とした。表1は、その結果を示す表である。
Then, with respect to the lithium batteries A1, A2, A4, the lithium batteries B1, B2, B4 and the lithium battery of the comparative example, the occurrence rate of voltage defects after the battery assembly was examined. The occurrence rate of voltage failure was defined as the occurrence rate of voltage failure based on the number of batteries in which voltage failure was observed after assembling 10,000 cells. Table 1 is a table showing the results.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1の結果より、リチウム電池A1,A2,
A4及びリチウム電池B1,B2,B4は、比較例のリチウ
ム電池と比べて電圧不良の発生が少ないこと、即ち電池
組立後の軽ショートの発生が抑えられていることが確か
められた。このように、リチウム電池A1,A2,A4及
びリチウム電池B1,B2,B4において軽ショートの発
生が少ないのは、電池組立後の電極巻取体10の巻緩み
が早いので、正極合剤22等が脱落したとしても、それ
らによってセパレータ40が突き破られることが少ない
ためと考えられる。
From the results of Table 1, lithium batteries A1, A2,
It was confirmed that the A4 and the lithium batteries B1, B2, and B4 were less likely to cause voltage failure than the lithium battery of the comparative example, that is, the occurrence of a light short circuit after the battery was assembled was suppressed. As described above, in the lithium batteries A1, A2, A4 and the lithium batteries B1, B2, B4, the occurrence of light shorts is small because the electrode winding body 10 loosens quickly after the battery is assembled, and thus the positive electrode mixture 22 and the like. It is considered that the separator 40 is less likely to be pierced by them even if they fall off.

【0041】また、表1の結果より、リチウム電池A
2,A4及びリチウム電池B2,B4は、リチウム電池A1
及びリチウム電池B1と比べて電圧不良の発生が少ない
ことも確かめられ、上記実験2の結論を裏付けている。 (その他の事項)なお、上記実施例では、巻止テープ1
1の粘着剤として、ゴム系のエラストマーに、EC,P
EG,POGを添加する例を示したが、粘着剤に添加す
るものとしては、この他にPEO,ポリオキシエチレ
ン,POO等を用いても、またこれらの混合物を用いて
も同様に実施することができる。また一般的に、非水電
解液に溶解するようなポリマーを用いれば、同様に実施
することができ、同様の効果を奏するものと考えられ
る。
From the results of Table 1, lithium battery A
2, A4 and lithium batteries B2, B4 are lithium batteries A1
It was also confirmed that the occurrence of voltage failure was less than that of the lithium battery B1 and supports the conclusion of Experiment 2 above. (Other matters) In the above embodiment, the winding stop tape 1 is used.
As a pressure-sensitive adhesive of 1, a rubber-based elastomer, EC, P
Although an example of adding EG and POG has been shown, the same thing can be done by adding PEO, polyoxyethylene, POO, etc., or a mixture thereof as the one added to the adhesive. You can Further, in general, if a polymer that is soluble in the non-aqueous electrolyte is used, it can be carried out in the same manner, and it is considered that the same effect is exhibited.

【0042】また、粘着剤としては、ゴム系の粘着剤以
外に、アクリル系やシリコン系の粘着剤の場合において
も同様に実施することができ、同様の効果を奏する。ま
た、上記実施例では、非水電解液として、PCとDME
の等容量混合溶媒に、LiCF3SO3を溶解した溶液を
用いる例を示したが、非水電解液としては、一般的にリ
チウム電池に用いられている非水電解液を用いても同様
に実施することができ、同様の効果を奏する。
As the pressure-sensitive adhesive, not only rubber-based pressure-sensitive adhesives but also acrylic-based or silicon-based pressure-sensitive adhesives can be used in the same manner and the same effect can be obtained. In addition, in the above-described embodiment, PC and DME are used as the non-aqueous electrolyte.
Although an example of using a solution in which LiCF3SO3 is dissolved in an equal volume mixed solvent of is shown, the non-aqueous electrolyte solution may be a non-aqueous electrolyte solution that is generally used in lithium batteries. The same effect can be achieved.

【0043】また、上記実施例では、負極板30として
金属リチウム板を用いる例を示したが、リチウム−アル
ミニウム合金等のリチウム合金板、或いはナトリウム等
のアルカリ金属やこれらの合金の板等を用いる場合も同
様に実施することができ、同様の効果を奏する。また、
上記実施例では、正極活物質として二酸化マンガンを用
いる例を示したが、フッ化黒鉛や酸化銅等を用いる場合
も同様に実施することができ、同様の効果を奏する。
Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which a metal lithium plate is used as the negative electrode plate 30 has been shown, but a lithium alloy plate such as a lithium-aluminum alloy or an alkali metal such as sodium or a plate of these alloys is used. In the case, it can be carried out in the same manner and the same effect can be obtained. Also,
In the above-mentioned embodiment, an example in which manganese dioxide is used as the positive electrode active material has been shown, but the same effect can be obtained even when fluorinated graphite, copper oxide or the like is used.

【0044】また、上記実施例では、リチウム電池の例
を示したが、本発明は一般的に、非水電解液を用いた1
次電池および2次電池において適用することができる。
Further, although the example of the lithium battery is shown in the above embodiment, the present invention generally uses a non-aqueous electrolyte solution.
It can be applied to secondary batteries and secondary batteries.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の本発明によれば、円筒渦巻型リチ
ウム電池を初めとする渦巻型の非水電解液電池におい
て、電極巻取体を巻止める巻止テープの粘着剤に手を加
えるだけで、電池組立後に発生する軽ショートを抑える
ことができ、非水電解液電池の生産における電圧不良の
発生率を低下させ、部留りを向上させることができる。
As described above, according to the present invention, in a spiral non-aqueous electrolyte battery such as a cylindrical spiral lithium battery, the adhesive of the winding tape for winding the electrode winding body is simply modified. Thus, it is possible to suppress a light short circuit that occurs after the battery is assembled, reduce the occurrence rate of a voltage defect in the production of the non-aqueous electrolyte battery, and improve the partial yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るリチウム電池の断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lithium battery according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る巻取り前の正極板の構
成を示す上面図及び平面図である。
2A and 2B are a top view and a plan view showing a configuration of a positive electrode plate before winding according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係る巻取り前の負極板及び
セパレータの構成を示す上面図及び平面図である。
3A and 3B are a top view and a plan view showing the configurations of a negative electrode plate and a separator before winding according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例に係る電極巻取体の外観を示
す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of an electrode winding body according to an embodiment of the present invention.

【図5】実験2の結果であって、EC及びPEGの添加
量と、巻緩みが観察されるまでの時間との関係を示す特
性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the results of Experiment 2, showing the relationship between the amounts of EC and PEG added and the time until loosing of winding is observed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 リチウム電池 2 金属外装缶 10 電極巻取体 11 巻止テープ 20 正極板 22 正極合剤 30 負極板 40 セパレータ 50 封口蓋 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium battery 2 Metal outer can 10 Electrode winding body 11 Winding stop tape 20 Positive electrode plate 22 Positive electrode mixture 30 Negative electrode plate 40 Separator 50 Sealing lid

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負極板と正極板とをセパレータを介して
重ねて渦巻状に巻き、その巻き端を粘着剤が配された巻
止テープで巻止めた電極巻取体と、非水電解液とが、円
筒形の外装缶に収納されてなる非水電解液電池におい
て、 前記巻止テープの粘着剤には、 エチレンカーボネート及び前記非水電解液に溶解するポ
リマーの少なくとも1つが添加されていることを特徴と
する非水電解液電池。
1. An electrode roll-up body in which a negative electrode plate and a positive electrode plate are superposed with a separator in between and wound in a spiral shape, and the winding ends thereof are wound with a winding tape having an adhesive, and a non-aqueous electrolyte solution. And a non-aqueous electrolyte battery housed in a cylindrical outer can, wherein the adhesive of the winding tape contains at least one of ethylene carbonate and a polymer soluble in the non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte battery characterized by the above.
【請求項2】 前記非水電解液電池は、 リチウム電池であることを特徴とする請求項1記載の非
水電解液電池。
2. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte battery is a lithium battery.
【請求項3】 前記非水電解液に溶解するポリマーは、
ポリエチレングリコール,ポリエチレンオキサイド,ポ
リオキシエチレン,ポリ(オキシメチレン−オリゴ−オ
キシエチレン)から選択されることを特徴とする請求項
1または請求項2記載の非水電解液電池。
3. The polymer soluble in the non-aqueous electrolyte is
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1 or 2, which is selected from polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyoxyethylene, and poly (oxymethylene-oligo-oxyethylene).
【請求項4】 前記エチレンカーボネートまたは非水電
解液に溶解するポリマーは、粘着剤に対して5〜20重
量%含有されていることを特徴とする請求項1または請
求項2記載の記載の非水電解液電池。
4. The non-aqueous polymer according to claim 1, wherein the ethylene carbonate or the polymer soluble in the non-aqueous electrolyte is contained in an amount of 5 to 20% by weight based on the pressure-sensitive adhesive. Water electrolyte battery.
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US6730440B1 (en) 1999-04-09 2004-05-04 Basf Aktiengesellschaft Composite body suitable for utilization as a lithium ion battery
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