JP3355948B2 - 角形二次電池及びその製造法 - Google Patents
角形二次電池及びその製造法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多数枚の電極群から
構成される角形二次電池及びその製造法に関する。
構成される角形二次電池及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】角形二次電池としては、例えば、ニッケ
ル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池などの小形二
次電池あるいは鉛蓄電池が実用化された実用技術であ
る。これらにおける、セパレ−タの使用形態を見ると、
ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池では、
電池が小形小容量であり、また、電極自体の強度が十分
であるためセパレ−タはただ電極よりやや大きめのもの
を正極と負極の間に介在させているだけである。一方、
一部の鉛蓄電池では機械的に圧着した袋状セパレ−タを
用いる方式のものも知られている（特開平７−３０２６
１６号公報）。また、近年開発されたロッキングチェア
型リチウム二次電池では電極が薄く、それを多数枚積層
する角形密閉型二次電池では電極間の短絡を回避するた
めに袋状に加工したセパレ−タを用いることが提案され
ている。なお、これらの袋状セパレ−タでは、もとにな
るセパレ−タ膜は不織布状ではなく微孔膜状のものが一
般的である。
ル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池などの小形二
次電池あるいは鉛蓄電池が実用化された実用技術であ
る。これらにおける、セパレ−タの使用形態を見ると、
ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池では、
電池が小形小容量であり、また、電極自体の強度が十分
であるためセパレ−タはただ電極よりやや大きめのもの
を正極と負極の間に介在させているだけである。一方、
一部の鉛蓄電池では機械的に圧着した袋状セパレ−タを
用いる方式のものも知られている（特開平７−３０２６
１６号公報）。また、近年開発されたロッキングチェア
型リチウム二次電池では電極が薄く、それを多数枚積層
する角形密閉型二次電池では電極間の短絡を回避するた
めに袋状に加工したセパレ−タを用いることが提案され
ている。なお、これらの袋状セパレ−タでは、もとにな
るセパレ−タ膜は不織布状ではなく微孔膜状のものが一
般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に記した
ロッキングチェア型のリチウム二次電池には、袋状に加
工したセパレ−タの加工技術が明確に規定されていない
ので、実用的に十分な固着強度あるいは、耐久性は保証
されていない。本発明の解決しようとする課題は、袋状
にセパレ−タを加工する技術において、上記従来技術で
は不明確な加工技術を明確にすることにある。
ロッキングチェア型のリチウム二次電池には、袋状に加
工したセパレ−タの加工技術が明確に規定されていない
ので、実用的に十分な固着強度あるいは、耐久性は保証
されていない。本発明の解決しようとする課題は、袋状
にセパレ−タを加工する技術において、上記従来技術で
は不明確な加工技術を明確にすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電極基体上に正極活物質合剤層を形成して
なる正極１、電極基体上に負極活物質合剤層を形成して
なる負極２、それらの両電極の間に介在するセパレー
タ、およびそれらの三者にわたって分布する電解液から
なる電池構成要素を角形密閉容器内に収納してなる角形
二次電池は、正極１と負極２の少なくとも一方を、ポリ
オレフィン系材料を溶着加工した袋状セパレータ３に収
納した構造であって、袋状セパレータ両側部の溶着加工
部分４は、透明な溶着部分と所定の一部に透明でない未
溶着部分が形成されていることを特徴とする。袋状セパ
レータの溶着加工部分４が透明になるということは、十
分に溶着部分が溶着したことであり、これにより実用的
に十分な固着強度あるいは、耐久性は確保される。ま
た、透明であるということは加工作業の不良を発見する
ことが容易になるという特長がある。すなわち、溶着の
のち、目視によって、あるいは光の透過度によって検査
することが容易である。本発明を実施するに当たって、
袋状セパレータ両側部の溶着加工部分４の所定の一部に
透明でない未溶着部分を形成することにより電極への電
解液の浸透を促進しつつ、かつ電極間の短絡を防止する
という効果がある。袋状セパレータ３のポリオレフィン
系材料の具体例はポリエチレン、ポリプロピレンまたは
それらの共存するものであり、かつ延伸などの処理によ
り白色不透明になっている微孔膜である。セパレータを
袋状に溶着加工するには加熱、圧縮による圧着、あるい
は加熱と圧縮による圧着の併用などの方法が特に適して
いる。なお、本発明の目的は袋状セパレータに挿入する
電極が正極であっても、負極であっても、あるいは正
極、負極の両方であっても達せられる。
に、本発明の電極基体上に正極活物質合剤層を形成して
なる正極１、電極基体上に負極活物質合剤層を形成して
なる負極２、それらの両電極の間に介在するセパレー
タ、およびそれらの三者にわたって分布する電解液から
なる電池構成要素を角形密閉容器内に収納してなる角形
二次電池は、正極１と負極２の少なくとも一方を、ポリ
オレフィン系材料を溶着加工した袋状セパレータ３に収
納した構造であって、袋状セパレータ両側部の溶着加工
部分４は、透明な溶着部分と所定の一部に透明でない未
溶着部分が形成されていることを特徴とする。袋状セパ
レータの溶着加工部分４が透明になるということは、十
分に溶着部分が溶着したことであり、これにより実用的
に十分な固着強度あるいは、耐久性は確保される。ま
た、透明であるということは加工作業の不良を発見する
ことが容易になるという特長がある。すなわち、溶着の
のち、目視によって、あるいは光の透過度によって検査
することが容易である。本発明を実施するに当たって、
袋状セパレータ両側部の溶着加工部分４の所定の一部に
透明でない未溶着部分を形成することにより電極への電
解液の浸透を促進しつつ、かつ電極間の短絡を防止する
という効果がある。袋状セパレータ３のポリオレフィン
系材料の具体例はポリエチレン、ポリプロピレンまたは
それらの共存するものであり、かつ延伸などの処理によ
り白色不透明になっている微孔膜である。セパレータを
袋状に溶着加工するには加熱、圧縮による圧着、あるい
は加熱と圧縮による圧着の併用などの方法が特に適して
いる。なお、本発明の目的は袋状セパレータに挿入する
電極が正極であっても、負極であっても、あるいは正
極、負極の両方であっても達せられる。
【０００５】また袋状セパレータ３に収納された電極の
製造法としては、上記溶着加工部分４を有する袋状セパ
レータ３を予め作製しておき、その後正極あるいは負極
あるいは正極、負極の双方を収納する方法が考えられ
る。また、セパレータ膜をＵ字状に折り曲げて電極を包
み、Ｕ字状に折り曲げた両側部を溶着加工する方法も考
えられる。しかし本発明はこれらに限定されない。
製造法としては、上記溶着加工部分４を有する袋状セパ
レータ３を予め作製しておき、その後正極あるいは負極
あるいは正極、負極の双方を収納する方法が考えられ
る。また、セパレータ膜をＵ字状に折り曲げて電極を包
み、Ｕ字状に折り曲げた両側部を溶着加工する方法も考
えられる。しかし本発明はこれらに限定されない。
【０００６】
【実施例】本発明を炭素系材料を負極に用いるロッキン
グチェア型の角形リチウム二次電池において実施した。
本発明を図面にもとづきさらに詳しく説明する。図２に
おいて、１は正極、２は負極であり、この場合正極１は
３の袋状セパレ−タに挿入された状態であり、これによ
り角形電極群が形成される。本発明の要点は３の袋状セ
パレ−タにあり、この構造を適正なものにすることによ
り本発明の目的が達成される。以下、具体的な実施例及
び比較例により更に詳しく説明する。 （実施例）図２に示した電極を以下のようにして作製し
た。負極電極基体には厚さ１５μｍの銅箔を、正極電極
基体には厚さ１５μｍのアルミニウム箔をそれぞれ用い
た。負極電極基体には平均粒径６μｍの人造黒鉛粉末の
スラリ−を塗布した。スラリ−の溶媒には、Ｎ−メチル
ピロリドン（ＮＭＰ）を、結着材にはポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）をそれぞれ用いた。正極電極基体には
平均粒径３μｍのコバルト酸リチウム(ＬｉＣｏＯ2)、
導電剤の人造黒鉛粉末、結着材のＰＶＤＦ、および溶媒
のＮＭＰからなるスラリ−を塗布した。得られた乾燥状
態の電極をさらにロ−ルプレスにより成型し、所定の寸
法に切断し電極を得た。正極を袋状セパレータに収納す
る構成とし、厚さ２５μｍのポリエチレン材料の微孔膜
をＵ字状に折り曲げて正極を包み、Ｕ字状に折り曲げた
両側部を熱溶着した。図１に本発明になる袋状セパレ−
タに挿入された正極を示す。図において１は正極、３は
袋状セパレ−タであり、４はその溶着部分である。な
お、図の下端部は折り返し部分であるために溶着部分は
ない。本実施例ではこのときの溶着条件を検討し、溶着
するための合わせ面が相互に溶け合うまで加熱した。そ
の結果、白色のセパレ−タの溶着部分が透明になり、こ
のとき、波長５００〜７００μｍの範囲の可視光の透過
度が１０％以上となった。このように溶着した袋状セパ
レ−タに挿入した正極と負極を組み合わせて角形電池を
作製した。電極寸法は５５ｍｍ×６７ｍｍであり、正極
１８枚と負極１９枚からなり、電池容量は３．０Ａｈと
した。この電極群を角形金属容器に収納し、電解液を注
入し、密閉して密閉電池とした。このようにして得られ
た電池の２０個を高さ１．５ｍからコンクリ−ト製の床
面に１０回自然落下させた後、４．２Ｖと２．８Ｖの間
で１ＣｍＡの電流で充放電を１０回繰り返し、その後さ
らに高さ１．５ｍからコンクリ−ト製の床面に１０回自
然落下させた後、４．２Ｖと２．８Ｖの間で１ＣｍＡの
電流で充放電を１０回繰り返した。その結果、最初の１
０回の充放電では放電容量は平均２．９７Ａｈであり、
その後の１０回の充放電でも平均放電容量は２．９６Ａ
ｈであり、大幅な容量低下は見られなかった。
グチェア型の角形リチウム二次電池において実施した。
本発明を図面にもとづきさらに詳しく説明する。図２に
おいて、１は正極、２は負極であり、この場合正極１は
３の袋状セパレ−タに挿入された状態であり、これによ
り角形電極群が形成される。本発明の要点は３の袋状セ
パレ−タにあり、この構造を適正なものにすることによ
り本発明の目的が達成される。以下、具体的な実施例及
び比較例により更に詳しく説明する。 （実施例）図２に示した電極を以下のようにして作製し
た。負極電極基体には厚さ１５μｍの銅箔を、正極電極
基体には厚さ１５μｍのアルミニウム箔をそれぞれ用い
た。負極電極基体には平均粒径６μｍの人造黒鉛粉末の
スラリ−を塗布した。スラリ−の溶媒には、Ｎ−メチル
ピロリドン（ＮＭＰ）を、結着材にはポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）をそれぞれ用いた。正極電極基体には
平均粒径３μｍのコバルト酸リチウム(ＬｉＣｏＯ2)、
導電剤の人造黒鉛粉末、結着材のＰＶＤＦ、および溶媒
のＮＭＰからなるスラリ−を塗布した。得られた乾燥状
態の電極をさらにロ−ルプレスにより成型し、所定の寸
法に切断し電極を得た。正極を袋状セパレータに収納す
る構成とし、厚さ２５μｍのポリエチレン材料の微孔膜
をＵ字状に折り曲げて正極を包み、Ｕ字状に折り曲げた
両側部を熱溶着した。図１に本発明になる袋状セパレ−
タに挿入された正極を示す。図において１は正極、３は
袋状セパレ−タであり、４はその溶着部分である。な
お、図の下端部は折り返し部分であるために溶着部分は
ない。本実施例ではこのときの溶着条件を検討し、溶着
するための合わせ面が相互に溶け合うまで加熱した。そ
の結果、白色のセパレ−タの溶着部分が透明になり、こ
のとき、波長５００〜７００μｍの範囲の可視光の透過
度が１０％以上となった。このように溶着した袋状セパ
レ−タに挿入した正極と負極を組み合わせて角形電池を
作製した。電極寸法は５５ｍｍ×６７ｍｍであり、正極
１８枚と負極１９枚からなり、電池容量は３．０Ａｈと
した。この電極群を角形金属容器に収納し、電解液を注
入し、密閉して密閉電池とした。このようにして得られ
た電池の２０個を高さ１．５ｍからコンクリ−ト製の床
面に１０回自然落下させた後、４．２Ｖと２．８Ｖの間
で１ＣｍＡの電流で充放電を１０回繰り返し、その後さ
らに高さ１．５ｍからコンクリ−ト製の床面に１０回自
然落下させた後、４．２Ｖと２．８Ｖの間で１ＣｍＡの
電流で充放電を１０回繰り返した。その結果、最初の１
０回の充放電では放電容量は平均２．９７Ａｈであり、
その後の１０回の充放電でも平均放電容量は２．９６Ａ
ｈであり、大幅な容量低下は見られなかった。
【０００７】（比較例）実施例と同様にして電池を製作
した。ただし、袋セパレ−タは白色のセパレ−タが透明
にならない条件で溶着した。その他の条件はすべて実施
例と同じである。他の電極の仕様、製法などは上記実施
例と同一にして、単三電池を製作した。得られた電池の
２０個を上記実施例と同一条件で、落下−充放電−落下
−充放電の試験をした。その結果、最初の１０回の充放
電では放電容量は平均２．９７Ａｈであり、その後の
２．９７Ａｈ回の充放電でも平均放電容量は２．７３Ａ
ｈであり、若干の容量低下が見られた。また、供試した
２０個の電池のうち２個が内部短絡を生じ、不安定な開
回路電圧を示した。
した。ただし、袋セパレ−タは白色のセパレ−タが透明
にならない条件で溶着した。その他の条件はすべて実施
例と同じである。他の電極の仕様、製法などは上記実施
例と同一にして、単三電池を製作した。得られた電池の
２０個を上記実施例と同一条件で、落下−充放電−落下
−充放電の試験をした。その結果、最初の１０回の充放
電では放電容量は平均２．９７Ａｈであり、その後の
２．９７Ａｈ回の充放電でも平均放電容量は２．７３Ａ
ｈであり、若干の容量低下が見られた。また、供試した
２０個の電池のうち２個が内部短絡を生じ、不安定な開
回路電圧を示した。
【０００８】
【発明の効果】本発明により、正極または負極の少なく
とも一方を袋状に溶着加工したポリオレフィン系材料か
らなるセパレータに収納した構造である角形二次電池に
おいて、該袋状セパレータ両側部の溶着加工部分に、透
明になる条件で溶着して溶着部分を形成すると共に、所
定の一部に透明にならない未溶着部分を形成することに
より、電極への電解液の浸透を促進しつつ、かつ急速充
放電や衝撃を繰り返しても短絡を起こしにくい堅牢な電
池構造が可能となる。
とも一方を袋状に溶着加工したポリオレフィン系材料か
らなるセパレータに収納した構造である角形二次電池に
おいて、該袋状セパレータ両側部の溶着加工部分に、透
明になる条件で溶着して溶着部分を形成すると共に、所
定の一部に透明にならない未溶着部分を形成することに
より、電極への電解液の浸透を促進しつつ、かつ急速充
放電や衝撃を繰り返しても短絡を起こしにくい堅牢な電
池構造が可能となる。
【図１】本発明に係る正極を挿入した袋状セパレータと
その溶着部分を示す図である。
その溶着部分を示す図である。
【図２】本発明に係る電極を用いた角形電池の電極群構
成を示す図である。
成を示す図である。
１．正極 ２．負極 ３．袋状セパレータ ４．袋状セパレータの溶着加工部分
Claims (4)
- 【請求項１】電極基体上に正極活物質合剤層を形成して
なる正極、電極基体上に負極活物質合剤層を形成してな
る負極、それらの両電極の間に介在するセパレータ、お
よびそれらの三者にわたって分布する電解液からなる電
池構成要素を角形密閉容器内に収納してなる角形二次電
池において、 上記正極と負極の少なくとも一方を、ポリオレフィン系
材料を溶着加工した袋状セパレータに収納した構造であ
って、該袋状セパレータ両側部の溶着加工部分は、透明
な溶着部分と所定の一部に透明でない未溶着部分が形成
されていることを特徴とする角形二次電池。 - 【請求項２】袋状セパレータを構成するポリオレフィン
系材料がポリエチレン、ポリプロピレンまたはそれらの
共存するものであることを特徴とする請求項１記載の角
形二次電池。 - 【請求項３】角形二次電池をリチウムイオン二次電池に
適用する請求項１又は２記載の角形二次電池。 - 【請求項４】電極基体上に正極活物質合剤層を形成して
なる正極、電極基体上に負極活物質合剤層を形成してな
る負極、それらの両電極の間に介在するセパレータ、お
よびそれらの三者にわたって分布する電解液からなる電
池構成要素を角形密閉容器内に収納してなる角形二次電
池の製造法において、 上記正極と負極の少なくとも一方が、ポリオレフィン系
材料を溶着加工した袋状セパレータに収納されたもので
あり、前記溶着加工が袋状セパレータを構成するために
溶着すべき両側部を加熱又は圧縮又は加熱と圧縮を併用
して透明な溶着部分と所定の一部に透明でない未溶着部
分を形成することである角形二次電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21181796A JP3355948B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 角形二次電池及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21181796A JP3355948B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 角形二次電池及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1055795A JPH1055795A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3355948B2 true JP3355948B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16612094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21181796A Expired - Lifetime JP3355948B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 角形二次電池及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355948B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365824B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-12-26 | 한국 파워셀 주식회사 | 리튬이온 이차전지 |
| KR20020096731A (ko) * | 2001-06-21 | 2002-12-31 | 주식회사 기노리텍 | 전기 이중층 소자 및 그 제조방법 |
| JP4422166B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2010-02-24 | シャープ株式会社 | 非水電解液二次電池およびその製造方法 |
| KR100966024B1 (ko) | 2007-04-24 | 2010-06-24 | 주식회사 엘지화학 | 이종의 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자 |
| JP5274059B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-08-28 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 捲回式電池の製造方法 |
| JP2013143336A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | 袋詰電極の製造方法、袋詰電極、二次電池、熱溶着装置 |
| GB2520688B (en) | 2013-11-27 | 2019-05-01 | E M & I Maritime Ltd | Apparatus and method for inspecting flooded cavities in a floating offshore installation |
| JP6497751B2 (ja) | 2014-04-09 | 2019-04-10 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| WO2018043419A1 (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 積層電極体及び蓄電素子 |
| EP3401978B1 (en) * | 2017-05-09 | 2022-06-08 | Robert Bosch GmbH | Method for producing an electrode assembly for a battery cell |
| JP7689426B2 (ja) * | 2021-01-06 | 2025-06-06 | エナジーウィズ株式会社 | 電池用極板群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用極板群の製造方法 |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21181796A patent/JP3355948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1055795A (ja) | 1998-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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