JPH09283149A - 電池用極板の集電体及びその集電体を用いた電池 - Google Patents

電池用極板の集電体及びその集電体を用いた電池

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JPH09283149A
JPH09283149A JP8114107A JP11410796A JPH09283149A JP H09283149 A JPH09283149 A JP H09283149A JP 8114107 A JP8114107 A JP 8114107A JP 11410796 A JP11410796 A JP 11410796A JP H09283149 A JPH09283149 A JP H09283149A
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current collector
thin film
collector
electrode plate
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Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
Hiroaki Yoshida
吉田  浩明
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電池の軽量化及び不燃化に有効な集電体を提供
する。 【解決手段】有機電解質電池1の中で、電極3,4の活
物質又はホスト物質を保持する集電体において、PE
T、PP等の樹脂膜と、蒸着又は無電解メッキされたA
l、Cu、Ni等の電子伝導性の薄膜との層状体である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
用極板等の電池用極板の集電体及びその集電体を用いた
電池に属する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、特にリチウム金属やリチウ
ム合金等の活物質、リチウムイオンをホスト物質(ここ
でホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放出でき
る物質をいう。)である炭素に吸蔵させたインターカレ
ーション等のリチウム系を負極材料とし、LiCI
4、LiPF6等のリチウム塩を溶解した非プロトン性
の有機溶媒を電解液とするリチウム二次電池である。
【0003】リチウム二次電池は、上記の負極材料をそ
の支持体である負極集電体に保持してなる負極板、リチ
ウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオンと可逆
的に電気化学反応をする正極活物質をその支持体である
正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保持すると
ともに負極板と正極板との間に介在して両極の短絡を防
止するセパレータからなっている。
【0004】そして、短冊形状又は円筒形状の電池の場
合、上記正極板、セパレータ及び負極板は、いずれも薄
いシートないし箔状に成形されたものを順に積層し、螺
旋状に巻いて電池容器に収納される。従って、極板は、
一般に活物質又はホスト物質に有機結着剤、導電剤及び
溶剤を混合してペースト状にし、それを支持体表面に塗
布し乾燥後、支持体とともに厚さ方向に加圧成形するこ
とによって製造される。従来、極板の集電体としては、
それ自体の導電性が必要であることから、銅、アルミニ
ウムなどの金属の箔が用いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】リチウム電池に限らず
電池を電源とする機器の場合、機器全体の軽量化及び不
燃化の要請は尽きることがない。従って、電池性能が同
じで有れば軽いほど且つ安全であるほどユーザーに好ま
れる。
【0006】しかし、金属箔を薄くするにも生産上及び
取り扱い上の限界がある。また、機器破損等の対策とし
て、PTC素子、保護回路、電流遮断機構等が施されて
いるが、火元となる電極自体を不燃化する対策は提案さ
れていない。
【0007】それ故、本発明の目的は、従来の集電体に
対するコンセプトから脱却し、従来の集電体と全く異な
る構成により、電池の軽量化及び不燃化に有効な集電体
並びにそのような集電体を用いた電池を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、本発明の電池用極板の集電体は、樹脂膜と、電子伝
導性の薄膜との層状体であることを特徴とする。
【0009】本発明の集電体は、樹脂膜を芯としている
ので、同じ厚さの金属箔からなる集電体よりも軽い。し
かも、樹脂の多くは、その熱変形温度が有機電解質の発
火点よりも低いので、短絡により発熱しても有機電解液
や高分子電解質等の有機電解質が発火する前に樹脂膜が
熱収縮するか溶けて、電流が遮断される。この点、金属
箔の場合、その融点が有機電解質の発火点よりも高いか
ら、短絡により発熱すると、電極温度が金属箔の融点に
達する前に有機電解質が発火して危険な状態となるのと
異なり、本発明集電体は電流遮断機能を兼ね備える。そ
して、樹脂の多くは絶縁性であるが、本発明の集電体
は、樹脂膜の表面に電子伝導性の薄膜が密着しているの
で、その薄膜を電流が流れる。
【0010】このように、本発明の集電体は、軽くて電
流遮断機能を有するので、これを用いた本発明の電池も
軽くて安全である。もちろん、有機電解質電池に限ら
ず、一次電池及び二次電池の区別無く、アルカリ電池、
Ni−Cd電池、Ni−HM電池、鉛電池など電池全般
において軽量化及び安全化が期待できることは言うまで
もない。更に、金属箔からなる従来の集電体を所定の大
きさに切断加工する際は、切断面に短絡の原因となるバ
リを生じることがあったが、本発明の集電体は、樹脂膜
を芯としているので、切断性に優れ、バリを生じない。
【0011】
【発明の実施の形態】上記の電流遮断機能を確実にする
ために、有機電解質電池の場合、樹脂膜としては、集電
体が用いられる電池の有機電解質の発火点よりも低い熱
変形温度を有するものが好ましい。発火点の測定法とし
ては、定速加熱法及び定温加熱法の2種類が知られてい
るが、現実に即した方を選択すると良い。どちらが現実
に即しているか不明の場合は、低い測定値を選択するほ
うが安全である。樹脂膜の材質例としては、ポリエチレ
ンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)
等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【0012】樹脂膜の表面に形成される薄膜としては、
無電解メッキされたNi、Cu又は蒸着されたCu、A
lなどの金属が好ましい。特に、正極の集電体の薄膜は
アルミニウムAlが好ましい。アルミニウムは耐食性に
優れ、正極が高電位となる充電時においても電解液中に
溶け出さないからである。一方、負極の集電体の薄膜と
して特に好ましいのは、銅Cu又はニッケルNiであ
る。銅は、蒸着により膜厚を極めて薄くし、集電体を軽
量にすることができる。また、銅は、3.7〜3.9V
vs. Li/Li+付近で溶けてしまうことが実験的に知
られている。従って、適正な放電電圧は3Vまでであっ
て、それ以下は過放電となる。これに対して、Niは
4.0〜4.2V vs. Li/Li+まで溶けないので、
0Vまで放電できる。
【0013】層状体の層構成は、樹脂膜と薄膜との2層
でも又は薄膜、樹脂膜及び薄膜の順の3層でも良い。層
状にする手段としては、蒸着やメッキを含めて種々の公
知の手段が適用可能である。また、樹脂膜と薄膜とは全
面密着していても良いし、一部が密着していても良い。
電極全体の形状も渦巻き状に限定されない。
【0014】
【実施例】
−実施例1− 本発明の実施例を図面とともに説明する。図1は、実施
例の有機電解質電池の分解斜視図である。有機電解質電
池1は、正極板3、負極板4及びセパレータ5からなる
電極群2が非水系の電解液(図示省略)とともに電池ケ
ース6に収納された角形リチウム二次電池である。
【0015】正極板3は、集電体に活物質としてリチウ
ムコバルト複合酸化物部が保持されたものである。集電
体は、厚さ20μmのPET膜の表面に真空蒸着により
厚さ2μmのアルミニウム薄膜を密着させることによっ
て得られたものである。正極板3は、結着剤であるポリ
フッ化ビニリデン8部と導電剤であるアセチレンブラッ
ク5部とを活物質87部とともに混合してペースト状に
調製した後、その集電体材料の両面に塗布、乾燥するこ
とによって製作された。
【0016】負極板4の集電体は、厚さ20μmのPE
T膜の表面に真空蒸着により厚さ2μmの銅薄膜を密着
させることによって得られた。負極板4は、その集電体
の両面に、ホスト物質としてのグラファイト(黒鉛)8
6部と結着剤としてのポリフッ化ビニリデン14部とを
混合しペースト状に調製したものを塗布、乾燥すること
によって製作された。
【0017】セパレータ5は、ポリエチレン微多孔膜で
ある。また、電解液は、LiPF6を1mol/l含む
エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート=1:1
(体積比)の混合液である。
【0018】各々の寸法は、正極板3が厚さ180μ
m、幅29mmで、セパレータ5が厚さ25μm、幅3
3mmで、負極板4が厚さ220μm、幅31mmとな
っており、順に重ね合わせてポリエチレンの巻芯を中心
として、その周囲に長円渦状に巻いた後、電池ケース6
に収納されている。電池ケース6は、厚さ0.3mm、
内寸33.1×46.5×7.5mmの鉄製本体の表面
に厚さ5μmのニッケルメッキを施したものであり、側
部上部には電解液注入用の孔12が設けられている。
【0019】なお、正極板3は、安全弁8と正極端子1
0とを設けたケース蓋7の端子10に正極リード11を
介して接続されている。負極板4は、蓋7の下面に溶接
された負極リード(図示省略)と接続している。そし
て、この電池は、ケース6に蓋7をレーザー溶接して封
口される。
【0020】完成した電池の重さは、16gであった。
この電池に1CmAで充電終止電圧4.1Vまで定電流
充電した後、電池1のケース6の側面より直径2.5m
mの鉄釘を貫通させ、暫く様子を観察したが、電解液は
発火しなかった。
【0021】−実施例2− 負極板4の集電体として、真空蒸着により銅薄膜をPE
T膜に密着させる代わりに無電解メッキにより厚さ8μ
mのニッケル薄膜をPET膜に密着させた以外は、実施
例1と同一条件で電池を製造した。
【0022】完成した電池の重さは、17gであった。
この電池に1CmAで充電終止電圧4.1Vまで定電流
充電した後、1CmAで放電したところ、放電終止電圧
0Vまで異常無く放電した。
【0023】−比較例− 正極板3の集電体として厚さ20μmのアルミニウム
箔、負極板4の集電体として厚さ20μmの銅箔を用い
た以外は、実施例1と同一条件で比較用電池を製造し
た。この電池の重さは、20gであった。この電池1の
ケース6の側面より直径2.5mmの鉄釘を貫通させた
ところ、30秒後に発煙した。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電池を
軽くしかも安全なものとすることができるので、携帯用
電子機器の部品として有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の有機電解質電池を示す分解斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 有機電解質電池 2 電極群 3 正極板 4 負極板 5 セパレータ 6 電池ケース 7 ケース蓋

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池の中で、電極の活物質又はホスト物質
    を保持する集電体において、 樹脂膜と、電子伝導性の薄膜との層状体であることを特
    徴とする電池用極板の集電体。
  2. 【請求項2】電池が有機電解液電池、高分子電解質電池
    等の有機電解質電池である請求項1に記載の電池用極板
    の集電体。
  3. 【請求項3】樹脂膜が、前記有機電解質の発火点よりも
    低い熱変形温度を有する請求項2に記載の電池用極板の
    集電体。
  4. 【請求項4】前記樹脂膜がポリエチレンテレフタレート
    (PET)、ポリプロピレン(PP)等の熱可塑性樹脂
    からなる請求項2に記載の電池用極板の集電体。
  5. 【請求項5】前記薄膜が無電解メッキ又は蒸着された金
    属からなる請求項1〜4のいずれかに記載の電池用極板
    の集電体。
  6. 【請求項6】前記層状体が、樹脂膜と薄膜との2層又は
    薄膜、樹脂膜及び薄膜の順の3層である請求項1〜5の
    いずれかに記載の電池用極板の集電体。
  7. 【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載の集電体を
    正負の電極に用いた電池。
  8. 【請求項8】前記正極の集電体の薄膜がアルミニウムA
    lである請求項7に記載の電池。
  9. 【請求項9】前記負極の集電体の薄膜が銅Cuである請
    求項7又は8に記載の電池。
  10. 【請求項10】前記負極の集電体の薄膜がニッケルNi
    である請求項7又は8に記載の電池。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000042669A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-20 Fujitsu Limited Lithium secondary cell
JP2001085016A (ja) * 1999-09-09 2001-03-30 Sony Corp 非水電解質電池
JP2005108835A (ja) * 2003-09-26 2005-04-21 Samsung Sdi Co Ltd リチウムイオン二次電池
KR100585584B1 (ko) * 1999-04-01 2006-06-07 삼성테크윈 주식회사 전지의 집전체 제조 방법 및 장치
WO2009157263A1 (ja) * 2008-06-23 2009-12-30 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2010282789A (ja) * 2009-06-03 2010-12-16 Sharp Corp 非水電解液二次電池
WO2012127561A1 (ja) * 2011-03-18 2012-09-27 株式会社日立製作所 非水電解質電池
CN103081205A (zh) * 2010-08-27 2013-05-01 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
US9548497B2 (en) 2011-06-10 2017-01-17 Eaglepicher Technologies, Llc Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same
US10700339B2 (en) 2017-09-09 2020-06-30 Sateria Battery Innovation Group, Inc. Method of manufacture of an energy storage device having an internal fuse
US10763481B2 (en) 2017-09-09 2020-09-01 Soteria Battery Innovation Group Inc. Lithium storage device with improved safety architecture
US10854868B2 (en) 2017-09-09 2020-12-01 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Lithium energy storage device with internal fuse
JP2020198290A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited リチウムイオン二次電池、セル及び負極シート
US10957956B2 (en) 2017-09-09 2021-03-23 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Energy storage device having a current collector with inherent current limitations
US11139510B2 (en) 2017-09-09 2021-10-05 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Battery connections and metallized film components in energy storage devices having internal fuses
US11158860B2 (en) 2017-09-09 2021-10-26 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Battery connections and metallized film components in energy storage devices having internal fuses
US11482711B2 (en) 2017-09-09 2022-10-25 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Tabless cell utilizing metallized film current collectors
JP2022168728A (ja) * 2021-04-26 2022-11-08 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電極集電体および二次電池
US11646424B2 (en) 2019-05-31 2023-05-09 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Lithium-ion secondary battery

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000042669A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-20 Fujitsu Limited Lithium secondary cell
JP3696790B2 (ja) * 1999-01-14 2005-09-21 富士通株式会社 リチウム二次電池
KR100585584B1 (ko) * 1999-04-01 2006-06-07 삼성테크윈 주식회사 전지의 집전체 제조 방법 및 장치
JP2001085016A (ja) * 1999-09-09 2001-03-30 Sony Corp 非水電解質電池
JP2005108835A (ja) * 2003-09-26 2005-04-21 Samsung Sdi Co Ltd リチウムイオン二次電池
US7560192B2 (en) 2003-09-26 2009-07-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable lithium ion battery
US7736809B2 (en) 2003-09-26 2010-06-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable lithium ion battery
WO2009157263A1 (ja) * 2008-06-23 2009-12-30 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JPWO2009157263A1 (ja) * 2008-06-23 2011-12-08 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP5371979B2 (ja) * 2008-06-23 2013-12-18 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2010282789A (ja) * 2009-06-03 2010-12-16 Sharp Corp 非水電解液二次電池
JP2013538427A (ja) * 2010-08-27 2013-10-10 エルジー・ケム・リミテッド ケーブル型二次電池
CN103081205A (zh) * 2010-08-27 2013-05-01 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
US8748032B2 (en) 2010-08-27 2014-06-10 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2012127561A1 (ja) * 2011-03-18 2012-09-27 株式会社日立製作所 非水電解質電池
US9548497B2 (en) 2011-06-10 2017-01-17 Eaglepicher Technologies, Llc Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same
US10854868B2 (en) 2017-09-09 2020-12-01 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Lithium energy storage device with internal fuse
US10763481B2 (en) 2017-09-09 2020-09-01 Soteria Battery Innovation Group Inc. Lithium storage device with improved safety architecture
US10700339B2 (en) 2017-09-09 2020-06-30 Sateria Battery Innovation Group, Inc. Method of manufacture of an energy storage device having an internal fuse
US10957956B2 (en) 2017-09-09 2021-03-23 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Energy storage device having a current collector with inherent current limitations
US11139510B2 (en) 2017-09-09 2021-10-05 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Battery connections and metallized film components in energy storage devices having internal fuses
US11158860B2 (en) 2017-09-09 2021-10-26 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Battery connections and metallized film components in energy storage devices having internal fuses
US11482711B2 (en) 2017-09-09 2022-10-25 Soteria Battery Innovation Group, Inc. Tabless cell utilizing metallized film current collectors
JP2020198290A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited リチウムイオン二次電池、セル及び負極シート
US11611081B2 (en) 2019-05-31 2023-03-21 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Lithium ion secondary battery, battery core, negative electrode plate, and apparatus
US11646424B2 (en) 2019-05-31 2023-05-09 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Lithium-ion secondary battery
JP2022168728A (ja) * 2021-04-26 2022-11-08 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電極集電体および二次電池

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