JP2000243376A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、リチウム二次電池、特にその極板
の構成に関するものであり、高容量であり、かつ集電性
が良好であり、特性の優れたリチウム二次電池を提供す
るものである。 【解決手段】 集電体上に前記活物質と結着剤を含む合
剤層を配して構成された極板の一方の側縁部の両面ある
いは片面に、集電リードを接合させる面積分、合剤層が
形成されていない領域を有し、その領域に集電リードを
接合することを特徴とするリチウム二次電池であり、こ
れにより、合剤未塗工部を有する極板の高圧縮により生
じるしわ、きれつなどの問題を起こすことなく、所定厚
み内の合剤充填密度を向上させることができる。
の構成に関するものであり、高容量であり、かつ集電性
が良好であり、特性の優れたリチウム二次電池を提供す
るものである。 【解決手段】 集電体上に前記活物質と結着剤を含む合
剤層を配して構成された極板の一方の側縁部の両面ある
いは片面に、集電リードを接合させる面積分、合剤層が
形成されていない領域を有し、その領域に集電リードを
接合することを特徴とするリチウム二次電池であり、こ
れにより、合剤未塗工部を有する極板の高圧縮により生
じるしわ、きれつなどの問題を起こすことなく、所定厚
み内の合剤充填密度を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電
池、特にその極板の構成に関するものである。
池、特にその極板の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化が急速
に進んでおり、その電源としての電池に対しても小型、
軽量化、さらに高容量化の要望が高まっている。その要
望に対し、負極活物質に金属リチウム、あるいはリチウ
ム合金を用いた高エネルギー密度のリチウム二次電池に
大きな期待がよせられている。しかしながら、金属リチ
ウム、あるいはリチウム合金を負極活物質として用いた
場合、充電によってリチウムが樹枝状に析出したり、合
金が微細化することによりサイクル特性が悪く、あるい
は内部短絡が発生するなどの問題があり、この電池系の
実用化には多くの問題が残されている。
に進んでおり、その電源としての電池に対しても小型、
軽量化、さらに高容量化の要望が高まっている。その要
望に対し、負極活物質に金属リチウム、あるいはリチウ
ム合金を用いた高エネルギー密度のリチウム二次電池に
大きな期待がよせられている。しかしながら、金属リチ
ウム、あるいはリチウム合金を負極活物質として用いた
場合、充電によってリチウムが樹枝状に析出したり、合
金が微細化することによりサイクル特性が悪く、あるい
は内部短絡が発生するなどの問題があり、この電池系の
実用化には多くの問題が残されている。
【０００３】これに対し、負極活物質として炭素質材料
を用い、正極活物質にLiCoO2を用いたリチウム二次電池
が各社で実用化されている。この電池系は、充電により
負極上へリチウム析出が生じないため良好なサイクル特
性が得られており、現在、小型リチウム二次電池の開発
が盛んに行われている。また、近年の地球環境問題、あ
るいはエネルギー問題を解決する手段としてのリチウム
二次電池の開発も行われている。地球環境を良好に保全
しつつ電力の安定確保を図っていく方策の一つとしての
負荷平準化技術の実用化が望まれており、一般家庭など
で小規模に夜間電力を貯蔵できる電池電力貯蔵装置や夜
間に貯蔵した電力を利用する電気自動車を普及させるこ
とにより、大きな負荷平準化効果が期待できるため、こ
のような家庭用の電池電力貯蔵や電気自動車等の要望に
対し、単電池容量100Ah程度の大型リチウム二次電池の
開発が行われている。
を用い、正極活物質にLiCoO2を用いたリチウム二次電池
が各社で実用化されている。この電池系は、充電により
負極上へリチウム析出が生じないため良好なサイクル特
性が得られており、現在、小型リチウム二次電池の開発
が盛んに行われている。また、近年の地球環境問題、あ
るいはエネルギー問題を解決する手段としてのリチウム
二次電池の開発も行われている。地球環境を良好に保全
しつつ電力の安定確保を図っていく方策の一つとしての
負荷平準化技術の実用化が望まれており、一般家庭など
で小規模に夜間電力を貯蔵できる電池電力貯蔵装置や夜
間に貯蔵した電力を利用する電気自動車を普及させるこ
とにより、大きな負荷平準化効果が期待できるため、こ
のような家庭用の電池電力貯蔵や電気自動車等の要望に
対し、単電池容量100Ah程度の大型リチウム二次電池の
開発が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この大型リチウム二次
電池の普及のために高容量、長寿命、高信頼性、また低
価格化が要求されている。しかし大型リチウム二次電池
では合剤層の体積、面積が増大するため、集電構成が課
題の一つであり、電池の特性に大きく影響してくる因子
の一つである。従来は、金属箔の集電体両面上に合剤を
塗工した合剤層形成部分と、側縁部に合剤層を配してい
ない未塗工部分が長さ方向に連続に有する極板を作成
し、所定厚み内の合剤密度を上げるためこの極板をプレ
スロールなどにより圧縮を行った後、前記合剤未塗工の
連続した集電体の金属箔部に集電リードを複数接合する
構成方法であった。しかし、この極板構造では合剤塗工
部と未塗工部には合剤層分の厚み差があるため、正極の
集電体に一般に使用されるアルミ箔などでは、圧縮率を
高くすると、合剤塗工部極板に延びが生じ、圧力のかか
らない未塗工部分は延びない。そのため両者の境界辺り
にしわ、あるいはきれつが発生する。そのため極板が延
びない限界領域での圧力に止めることが考えられるが、
これでは合剤充填密度を上げることができないため、単
位容積当たりの合剤充填量を多くすることができず、容
量の少ない電池となってしまう。
電池の普及のために高容量、長寿命、高信頼性、また低
価格化が要求されている。しかし大型リチウム二次電池
では合剤層の体積、面積が増大するため、集電構成が課
題の一つであり、電池の特性に大きく影響してくる因子
の一つである。従来は、金属箔の集電体両面上に合剤を
塗工した合剤層形成部分と、側縁部に合剤層を配してい
ない未塗工部分が長さ方向に連続に有する極板を作成
し、所定厚み内の合剤密度を上げるためこの極板をプレ
スロールなどにより圧縮を行った後、前記合剤未塗工の
連続した集電体の金属箔部に集電リードを複数接合する
構成方法であった。しかし、この極板構造では合剤塗工
部と未塗工部には合剤層分の厚み差があるため、正極の
集電体に一般に使用されるアルミ箔などでは、圧縮率を
高くすると、合剤塗工部極板に延びが生じ、圧力のかか
らない未塗工部分は延びない。そのため両者の境界辺り
にしわ、あるいはきれつが発生する。そのため極板が延
びない限界領域での圧力に止めることが考えられるが、
これでは合剤充填密度を上げることができないため、単
位容積当たりの合剤充填量を多くすることができず、容
量の少ない電池となってしまう。
【０００５】本発明は、このような課題を解決し、高容
量であり、かつ集電性が良好であり、特性の優れたリチ
ウム二次電池を提供するものである。
量であり、かつ集電性が良好であり、特性の優れたリチ
ウム二次電池を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、無合剤部を集電リードの接合部付近のみ
とし、側縁部に連続した無合剤部を有しない極板とする
ものである。これにより、塗工部と無合剤部境界で発生
する問題が生じることなく、圧縮率を高めることがで
き、高合剤充填極板を作成することができる。
に本発明では、無合剤部を集電リードの接合部付近のみ
とし、側縁部に連続した無合剤部を有しない極板とする
ものである。これにより、塗工部と無合剤部境界で発生
する問題が生じることなく、圧縮率を高めることがで
き、高合剤充填極板を作成することができる。
【０００７】無合剤部を形成する方法は、集電板の全面
に合剤層を設けた後、極板側縁部のどちらか一方の両面
あるいは片面の合剤塗工部を集電リード接合面積分、合
剤を剥離する方法や、マスキングにより合剤を塗工しな
い方法がある。
に合剤層を設けた後、極板側縁部のどちらか一方の両面
あるいは片面の合剤塗工部を集電リード接合面積分、合
剤を剥離する方法や、マスキングにより合剤を塗工しな
い方法がある。
【０００８】その後、リードを複数本接合することによ
り良好な集電性が得られ、合剤の充填量を多くすること
が可能であることと合わせ、高容量で特性の優れたなリ
チウム二次電池が得られる。
り良好な集電性が得られ、合剤の充填量を多くすること
が可能であることと合わせ、高容量で特性の優れたなリ
チウム二次電池が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、正極活物質にリチウム含有遷移金属酸化物、負極活
物質にリチウムイオンを吸蔵、放出可能な材料を用いた
リチウム二次電池において、集電体上に前記活物質と結
着剤を含む合剤層を配して構成された極板の一方の側縁
部の両面あるいは片面に、集電リードを接合させる面積
分、合剤層が形成されていない領域を有し、その領域に
集電リードを接合することを特徴とするリチウム二次電
池であり、これにより、合剤未塗工部を有する極板の高
圧縮により生じるしわ、きれつなどの問題を起こすこと
なく、所定厚み内の合剤充填密度を向上させることがで
き、その後一部合剤層を剥離し、集電リードを接合した
ものであり、高充填極板の作成が可能となり、高容量な
リチウム二次電池が得られる。
は、正極活物質にリチウム含有遷移金属酸化物、負極活
物質にリチウムイオンを吸蔵、放出可能な材料を用いた
リチウム二次電池において、集電体上に前記活物質と結
着剤を含む合剤層を配して構成された極板の一方の側縁
部の両面あるいは片面に、集電リードを接合させる面積
分、合剤層が形成されていない領域を有し、その領域に
集電リードを接合することを特徴とするリチウム二次電
池であり、これにより、合剤未塗工部を有する極板の高
圧縮により生じるしわ、きれつなどの問題を起こすこと
なく、所定厚み内の合剤充填密度を向上させることがで
き、その後一部合剤層を剥離し、集電リードを接合した
ものであり、高充填極板の作成が可能となり、高容量な
リチウム二次電池が得られる。
【００１０】請求項２に記載の発明は正極、及び負極板
に複数の集電リードを接合させることを特徴とする請求
項１記載のリチウム二次電池であり、長尺で大面積の極
板の場合、複数リードの接合により、集電性を高めるこ
とができ、また集電リード周辺の合剤への電流集中が低
減できるため、特性の優れたリチウム二次電池が得られ
る。
に複数の集電リードを接合させることを特徴とする請求
項１記載のリチウム二次電池であり、長尺で大面積の極
板の場合、複数リードの接合により、集電性を高めるこ
とができ、また集電リード周辺の合剤への電流集中が低
減できるため、特性の優れたリチウム二次電池が得られ
る。
【００１１】以下、本発明の実施の形態について図１、
２を用いて説明する。
２を用いて説明する。
【００１２】(実施の形態１)図１に円筒型のリチウム二
次電池の断面図（（ａ）全体図、（ｂ）部分拡大図）、
図２に極板の展開図を示す。図１における１は正極であ
り、２の集電体両面に正極活物質と結着剤を含む合剤層
を配しており、一方の側縁部の一部合剤剥離後、そこに
３の正極用集電リードを接合したもので構成されてい
る。正極活物質にはLiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、もしく
はこれらのCo、Mn、Niの一部を他の遷移金属で置換した
もの、あるいはそれ以外のリチウム含有遷移金属酸化物
を使用する。大型のリチウム二次電池においては特に地
球上に豊富に存在し、低価格であるLiMn2O4などのMn系
リチウム含有遷移金属酸化物が適している。
次電池の断面図（（ａ）全体図、（ｂ）部分拡大図）、
図２に極板の展開図を示す。図１における１は正極であ
り、２の集電体両面に正極活物質と結着剤を含む合剤層
を配しており、一方の側縁部の一部合剤剥離後、そこに
３の正極用集電リードを接合したもので構成されてい
る。正極活物質にはLiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、もしく
はこれらのCo、Mn、Niの一部を他の遷移金属で置換した
もの、あるいはそれ以外のリチウム含有遷移金属酸化物
を使用する。大型のリチウム二次電池においては特に地
球上に豊富に存在し、低価格であるLiMn2O4などのMn系
リチウム含有遷移金属酸化物が適している。
【００１３】４は負極であり、５の集電体両面に負極活
物質と結着剤を含む合剤層を配しており、正極とは反対
側の側縁部の一部合剤剥離後、そこに６の負極用集電リ
ードを接合したもので構成されている。負極活物質には
グラファイト、石油コークス類、炭素繊維、有機高分子
焼成物などの炭素質材料を用いるか、リチウムを吸蔵、
放出可能な金属、あるいは酸化物、もしくはこれらの複
合化材料を使用する。
物質と結着剤を含む合剤層を配しており、正極とは反対
側の側縁部の一部合剤剥離後、そこに６の負極用集電リ
ードを接合したもので構成されている。負極活物質には
グラファイト、石油コークス類、炭素繊維、有機高分子
焼成物などの炭素質材料を用いるか、リチウムを吸蔵、
放出可能な金属、あるいは酸化物、もしくはこれらの複
合化材料を使用する。
【００１４】これら極板を構成する際、集電リードを合
剤上に接合した場合、合剤とリードとの接触抵抗が大き
いため、集電リードとしての効果を示さない。そのため
接合面は合剤部を剥離する必要がある。図２の１３のよ
うに合剤を剥離する。極板圧縮後の合剤剥離方法として
は従来の超音波剥離法、もしくは引っ掻き剥離法などを
用いる。１４の集電リードの集電体部への接合方法とし
ては超音波溶着やぐざり接合などを用いる。超音波溶着
の場合、リード接合面もその裏面も合剤を剥離する必要
があり、ぐざり接合の場合は、接合面のみの合剤剥離で
リード接合が可能となるが、合剤剥離方法、リード接合
方法については集電性が良好になる方法であればこれら
に限定しない。
剤上に接合した場合、合剤とリードとの接触抵抗が大き
いため、集電リードとしての効果を示さない。そのため
接合面は合剤部を剥離する必要がある。図２の１３のよ
うに合剤を剥離する。極板圧縮後の合剤剥離方法として
は従来の超音波剥離法、もしくは引っ掻き剥離法などを
用いる。１４の集電リードの集電体部への接合方法とし
ては超音波溶着やぐざり接合などを用いる。超音波溶着
の場合、リード接合面もその裏面も合剤を剥離する必要
があり、ぐざり接合の場合は、接合面のみの合剤剥離で
リード接合が可能となるが、合剤剥離方法、リード接合
方法については集電性が良好になる方法であればこれら
に限定しない。
【００１５】また、正極、負極の集電リードは極板が長
尺、大面積になった場合、図２に示すように集電リード
を複数接合することにより集電性が良好になり、合剤へ
の電流集中が低減できるため、電池特性の向上を図るこ
とができる。集電リードが少ないと極板全面の反応性が
不均一となり、接合部付近への電流集中による活物質の
劣化を早め、電池特性が低下してしまう。
尺、大面積になった場合、図２に示すように集電リード
を複数接合することにより集電性が良好になり、合剤へ
の電流集中が低減できるため、電池特性の向上を図るこ
とができる。集電リードが少ないと極板全面の反応性が
不均一となり、接合部付近への電流集中による活物質の
劣化を早め、電池特性が低下してしまう。
【００１６】また電解液は溶質として6フッ化リン酸リ
チウム(LiPF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、ほうフッ
化リチウム(LiBF4)などのリチウム塩、溶媒はエチレン
カーボネイト(EC)、プロピレンカーボネイト(PC)、ジエ
チレンカーボネイト(DEC)、エチルメチルカーボネイト
(EMC)などの非水溶媒単独、もしくはそれらの混合溶媒
に上記溶質を0.5mol/dm3〜2mol/dm3の濃度に溶解したも
のを用いる。
チウム(LiPF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、ほうフッ
化リチウム(LiBF4)などのリチウム塩、溶媒はエチレン
カーボネイト(EC)、プロピレンカーボネイト(PC)、ジエ
チレンカーボネイト(DEC)、エチルメチルカーボネイト
(EMC)などの非水溶媒単独、もしくはそれらの混合溶媒
に上記溶質を0.5mol/dm3〜2mol/dm3の濃度に溶解したも
のを用いる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。
【００１８】（実施例１）図１に、本発明の実施例に用
いた円筒型電池の断面図を示す。図１において１は正極
である。電解二酸化マンガン(MnO2)と炭酸リチウム(Li2
CO3)とをLi/Mn=1/2となるように混合し、800℃20時間、
大気中で焼成した正極活物質のLiMn2O4と導電剤のアセ
チレンブラックと結着剤のポリ四フッ化エチレンを重量
比90:3:7の割合で混合したものを正極合剤とした。この
正極合剤をペースト状に混練するために結着剤としての
ポリ四フッ化エチレンは水溶性ディスパージョン液を用
いた。上記の混合比率は固形分としての割合である。こ
の正極合剤ペーストを２の正極集電体である厚み0.02mm
のアルミ箔の両面に塗工し、乾燥させた後、幅300mmの
全面合剤層を配した状態に切断を行った。正極集電体両
面に形成した正極合剤層の両膜厚は同じであり、塗工、
乾燥後の両膜厚和Ｗを0.28mmとした。その後Ｗが0.18mm
になるようにプレスロールを用いて圧縮成形した後、正
極板長6000mmに切断した。この時の正極活物質の充填量
は両面総和で900gであり、合剤密度は3.0g/cm3であっ
た。0.74電子の反応として充填容量は100Ahである。
いた円筒型電池の断面図を示す。図１において１は正極
である。電解二酸化マンガン(MnO2)と炭酸リチウム(Li2
CO3)とをLi/Mn=1/2となるように混合し、800℃20時間、
大気中で焼成した正極活物質のLiMn2O4と導電剤のアセ
チレンブラックと結着剤のポリ四フッ化エチレンを重量
比90:3:7の割合で混合したものを正極合剤とした。この
正極合剤をペースト状に混練するために結着剤としての
ポリ四フッ化エチレンは水溶性ディスパージョン液を用
いた。上記の混合比率は固形分としての割合である。こ
の正極合剤ペーストを２の正極集電体である厚み0.02mm
のアルミ箔の両面に塗工し、乾燥させた後、幅300mmの
全面合剤層を配した状態に切断を行った。正極集電体両
面に形成した正極合剤層の両膜厚は同じであり、塗工、
乾燥後の両膜厚和Ｗを0.28mmとした。その後Ｗが0.18mm
になるようにプレスロールを用いて圧縮成形した後、正
極板長6000mmに切断した。この時の正極活物質の充填量
は両面総和で900gであり、合剤密度は3.0g/cm3であっ
た。0.74電子の反応として充填容量は100Ahである。
【００１９】上記の正極片側側縁部に150mm2(幅10mm、
長さ15mm)分の合剤層を両面、超音波剥離を行い、その
片面に幅10mm、長さ50mm、厚み0.2mmの３のアルミリー
ドを超音波接合した。同様の方法でリードを全部で5本
接合した。
長さ15mm)分の合剤層を両面、超音波剥離を行い、その
片面に幅10mm、長さ50mm、厚み0.2mmの３のアルミリー
ドを超音波接合した。同様の方法でリードを全部で5本
接合した。
【００２０】４は人造黒鉛と結着剤のスチレンブタジエ
ンゴム(SBR)とから構成される負極であり、それぞれを
重量比97:3の割合で混合し、ペースト状に混練したもの
を５の負極集電体である、厚み14μmの銅箔の両面に塗
工した後、乾燥、圧延し、所定寸法に切断したものであ
る。負極の結着剤のスチレンブタジエンゴムも水溶性の
ディスパージョン液を用い、上記混合比率は固形分とし
てのものである。塗工、乾燥後、負極の厚みが0.170mm
になるように圧縮成形し、負極幅325mm、負極長6400mm
に切断した。この時の負極活物質の充填量は440gとし
た。負極合剤密度は1.4g/cm3であり、上記正極に対し負
極の容量密度は260mAh/gとなる。
ンゴム(SBR)とから構成される負極であり、それぞれを
重量比97:3の割合で混合し、ペースト状に混練したもの
を５の負極集電体である、厚み14μmの銅箔の両面に塗
工した後、乾燥、圧延し、所定寸法に切断したものであ
る。負極の結着剤のスチレンブタジエンゴムも水溶性の
ディスパージョン液を用い、上記混合比率は固形分とし
てのものである。塗工、乾燥後、負極の厚みが0.170mm
になるように圧縮成形し、負極幅325mm、負極長6400mm
に切断した。この時の負極活物質の充填量は440gとし
た。負極合剤密度は1.4g/cm3であり、上記正極に対し負
極の容量密度は260mAh/gとなる。
【００２１】上記の負極片側側縁部に150mm2(幅10mm、
長さ15mm)分の合剤層を片面のみエタノールを塗布後、
引っ掻き剥離を行い、その面に幅10mm、長さ50mm、厚み
0.15mmの銅リードをぐざり接合した。同様の方法でリー
ドを全部で５本接合した。
長さ15mm)分の合剤層を片面のみエタノールを塗布後、
引っ掻き剥離を行い、その面に幅10mm、長さ50mm、厚み
0.15mmの銅リードをぐざり接合した。同様の方法でリー
ドを全部で５本接合した。
【００２２】これら正極と負極を図１の７のポリエチレ
ン製セパレータを介して渦巻き状に巻き、８のステンレ
ス製ケースに挿入し、挿入後、正極リードを９のアルミ
製正極柱に、負極リードを１０の銅製負極柱にそれぞれ
超音波接合を行った。１１の封口板とケースとをレーザ
ー溶接した後、１２の注液口から電解液を注入後、注液
口をステンレス製の蓋をかぶせ、封口板にレーザー接合
を行った。
ン製セパレータを介して渦巻き状に巻き、８のステンレ
ス製ケースに挿入し、挿入後、正極リードを９のアルミ
製正極柱に、負極リードを１０の銅製負極柱にそれぞれ
超音波接合を行った。１１の封口板とケースとをレーザ
ー溶接した後、１２の注液口から電解液を注入後、注液
口をステンレス製の蓋をかぶせ、封口板にレーザー接合
を行った。
【００２３】電解液はエチレンカーボネイト(EC)とジエ
チレンカーボネイト(DEC)を体積比1:1の配合比で混合し
た混合溶媒に、溶質として6フッ化リン酸リチウム(LiPF
6)を1mol/dm3の濃度に溶解したものを用いた。以上の構
成の電池を電池Ａとする。
チレンカーボネイト(DEC)を体積比1:1の配合比で混合し
た混合溶媒に、溶質として6フッ化リン酸リチウム(LiPF
6)を1mol/dm3の濃度に溶解したものを用いた。以上の構
成の電池を電池Ａとする。
【００２４】この電池Ａを、20℃の環境下、1mA/cm2の
定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で充放電サイクル
試験を行った。
定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で充放電サイクル
試験を行った。
【００２５】（実施例２）正極の集電リードを４本接合
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｂと
する。
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｂと
する。
【００２６】この電池Ｂを電池Ａと同じく、20℃の環境
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
【００２７】（実施例３）正極の集電リードを３本接合
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｃと
する。
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｃと
する。
【００２８】この電池Ｃを電池Ａと同じく、20℃の環境
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
【００２９】（比較例１）正極の片側側縁部に合剤未塗
工部を長さ方向に連続に有した正極板を作成し、未塗工
部を有した状態での圧縮成形を行う電池を作成した。こ
の構成ではリード接合のための合剤剥離工程が不必要で
あり、未塗工部にリードを直接接合することができる。
しかし、この極板では合剤密度を2g/cc程度以上に成形
する高圧縮をかけると、極板が延びるため、合剤塗工部
と未塗後部境界にしわ、きれつが入ってしまう。そのた
め電池Ａと同じ最終合剤膜厚0.18mmの構成にするため
に、合剤塗工で正極両面の総活物質充填量が580gになる
ように塗工し、合剤密度2g/cc、合剤膜厚Ｗ0.18mmにな
るように電池Ａと同じプレスロールを用いて圧縮成形を
行った。合剤塗工部幅300mm、片側側縁部に連続に未塗
工部幅15mmを有した状態に切断した後、未塗工部に電池
Ａと同様に５本のアルミリードを超音波接合した。この
正極の充填容量は0.74電子反応で64Ahである。
工部を長さ方向に連続に有した正極板を作成し、未塗工
部を有した状態での圧縮成形を行う電池を作成した。こ
の構成ではリード接合のための合剤剥離工程が不必要で
あり、未塗工部にリードを直接接合することができる。
しかし、この極板では合剤密度を2g/cc程度以上に成形
する高圧縮をかけると、極板が延びるため、合剤塗工部
と未塗後部境界にしわ、きれつが入ってしまう。そのた
め電池Ａと同じ最終合剤膜厚0.18mmの構成にするため
に、合剤塗工で正極両面の総活物質充填量が580gになる
ように塗工し、合剤密度2g/cc、合剤膜厚Ｗ0.18mmにな
るように電池Ａと同じプレスロールを用いて圧縮成形を
行った。合剤塗工部幅300mm、片側側縁部に連続に未塗
工部幅15mmを有した状態に切断した後、未塗工部に電池
Ａと同様に５本のアルミリードを超音波接合した。この
正極の充填容量は0.74電子反応で64Ahである。
【００３０】その他の構成は電池Ａと同じであるこの電
池を電池Ｄとする。この電池Ｄを電池Ａと同じく、20℃
の環境下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範
囲内で充放電サイクル試験を行った。
池を電池Ｄとする。この電池Ｄを電池Ａと同じく、20℃
の環境下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範
囲内で充放電サイクル試験を行った。
【００３１】（比較例２）正極の集電リードを２本接合
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｅと
する。
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｅと
する。
【００３２】この電池Ｅを電池Ａと同じく、20℃の環境
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
【００３３】（比較例３）正極の集電リードを１本接合
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｆと
する。
し、その他の構成は電池Ａと同じである電池を電池Ｆと
する。
【００３４】この電池Ｆを電池Ａと同じく、20℃の環境
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
下、1mA/cm2の定電流で、4.3Vから3.0Vの電圧範囲内で
充放電サイクル試験を行った。
【００３５】図３にこれら電池Ａ〜Ｆのサイクルと放電
容量の関係を示す。電池ＤはＡと比較して、放電容量が
明らかに少ない。これは構成上活物質充填量を大きくで
きないことによる。電池ＡとＢ、Ｃ、Ｅ、Ｆを比較する
と電池Ｆ＜Ｅ＜Ｃ＜Ｂ＜Ａの順番で初期放電容量、サイ
クル特性が向上している。電池Ｅ、Ｆでは電池Ａと正極
活物質充填量が同じにも関わらず、容量が小さく、サイ
クル特性も低下している。これらの結果はリードの本数
が多いほど、集電性が良好であり、リード近傍の電流集
中が低減し、極板全面での均一反応が促進され、活物質
の高利用率、低劣化率が図られたことによるものと考え
られる。
容量の関係を示す。電池ＤはＡと比較して、放電容量が
明らかに少ない。これは構成上活物質充填量を大きくで
きないことによる。電池ＡとＢ、Ｃ、Ｅ、Ｆを比較する
と電池Ｆ＜Ｅ＜Ｃ＜Ｂ＜Ａの順番で初期放電容量、サイ
クル特性が向上している。電池Ｅ、Ｆでは電池Ａと正極
活物質充填量が同じにも関わらず、容量が小さく、サイ
クル特性も低下している。これらの結果はリードの本数
が多いほど、集電性が良好であり、リード近傍の電流集
中が低減し、極板全面での均一反応が促進され、活物質
の高利用率、低劣化率が図られたことによるものと考え
られる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明のリチウム二次電池
を構成する極板の製造方法として、全面合剤塗工極板を
構成し、圧縮成型による高充填を行った後、リード接合
部の合剤剥離を行い、複数集電リードを接合することに
より、高容量で特性の優れたリチウム二次電池を得るこ
とができる。
を構成する極板の製造方法として、全面合剤塗工極板を
構成し、圧縮成型による高充填を行った後、リード接合
部の合剤剥離を行い、複数集電リードを接合することに
より、高容量で特性の優れたリチウム二次電池を得るこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例による円筒型電池の断面図
【図２】本発明の一実施例による極板の展開図
【図３】電池ＡからＦのサイクル特性を示す図
１ 正極 ２ 正極集電体 ３ 正極集電リード ４ 負極 ５ 負極集電体 ６ 負極集電リード ７ セパレータ ８ ケース ９ 正極柱 １０ 負極柱 １１ 封口板 １２ 注液口 １３ 合剤剥離領域 １４ 集電リード
フロントページの続き (72)発明者 上本 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大森 敬介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H014 AA04 BB08 5H022 AA09 BB11 CC12 CC19 5H029 AJ01 AJ03 AK03 AL06 AL07 AM03 AM05 AM07 BJ02 CJ05 DJ07 HJ12
Claims (2)
- 【請求項１】 正極活物質にリチウム含有遷移金属酸化
物、負極活物質にリチウムイオンを吸蔵、放出可能な材
料が用いられ、この活物質と結着剤を含む合剤層が集電
体として用いられる金属箔上に設けられ、この集電体に
は電流を外部へ導出するための集電リードが取り付けら
れたリチウム二次電池であって、前記集電体の前記集電
リードとの接合部は無合剤部が形成されていることを特
徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 集電リードは、複数取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046237A JP2000243376A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046237A JP2000243376A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243376A true JP2000243376A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12741531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11046237A Pending JP2000243376A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243376A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009163929A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Tdk Corp | 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
| JP2013089604A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Research In Motion Ltd | 高密度エネルギー薄型バッテリのためのはめ込まれたタブ |
| CN103443965A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-12-11 | 巴登-符腾堡州太阳能和氢能公益基金研究中心 | 电池电极及其生产方法 |
| US9142840B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-09-22 | Blackberry Limited | Method of reducing tabbing volume required for external connections |
| US10446828B2 (en) | 2011-10-21 | 2019-10-15 | Blackberry Limited | Recessed tab for higher energy density and thinner batteries |
| WO2024181017A1 (ja) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | パナソニックエナジー株式会社 | 二次電池 |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046237A patent/JP2000243376A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009163929A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Tdk Corp | 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
| CN103443965A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-12-11 | 巴登-符腾堡州太阳能和氢能公益基金研究中心 | 电池电极及其生产方法 |
| CN103443965B (zh) * | 2010-11-29 | 2016-08-17 | 巴登-符腾堡州太阳能和氢能公益基金研究中心 | 电池电极及其生产方法 |
| US10062897B2 (en) | 2010-11-29 | 2018-08-28 | Zentrum Fuer Sonnenenergie- Und Wasserstoff-Forschung Baden-Wuerttemberg Gemeinnuetzige Stiftung | Battery electrode and a method for producing same |
| EP2647068B1 (de) * | 2010-11-29 | 2019-04-24 | Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg | Batterieelektrode und verfahren zum herstellen derselben |
| JP2013089604A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Research In Motion Ltd | 高密度エネルギー薄型バッテリのためのはめ込まれたタブ |
| US9142840B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-09-22 | Blackberry Limited | Method of reducing tabbing volume required for external connections |
| US10446828B2 (en) | 2011-10-21 | 2019-10-15 | Blackberry Limited | Recessed tab for higher energy density and thinner batteries |
| WO2024181017A1 (ja) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | パナソニックエナジー株式会社 | 二次電池 |
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Legal Events
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