JPH01175176A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

Info

Publication number
JPH01175176A
JPH01175176A JP62332934A JP33293487A JPH01175176A JP H01175176 A JPH01175176 A JP H01175176A JP 62332934 A JP62332934 A JP 62332934A JP 33293487 A JP33293487 A JP 33293487A JP H01175176 A JPH01175176 A JP H01175176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
wound
wound body
negative electrode
electrolyte secondary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP62332934A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2699364B2 (ja
Inventor
Yoshinori Kodaira
小平 芳典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP62332934A priority Critical patent/JP2699364B2/ja
Publication of JPH01175176A publication Critical patent/JPH01175176A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2699364B2 publication Critical patent/JP2699364B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えばリチウム二次電池等のように、各種の
電気機器を駆動するための電源として使用される非水電
解液二次電池に関する。
〈発明の概要〉 本発明は、負極、正極及びセパレータよりなる巻回体を
収納缶に収納してなるいわゆるジェリーロールタイプの
非水電解液二次電池において、前記巻回体の軸芯に棒状
の絶縁体を配設することによって、上記正極と負極が短
絡することを防止し電池寿命を長くし得るようにしたも
のである。
〈従来の技術〉 従来より、負極活物質としてリチウムを主体とし、電解
液に非水電解液を使用した非水電解液電池は、自己放電
が少なく保存性に優れた電池として知られており、特に
5年〜10年という長時間使用が要求されるメモリーバ
ックアップ用の電源等として電気機器に広く使用されて
いる。
ところで、これら従来使用されている非水電解液電池は
、通常は一次電池であるが、長時間に亘って経済的に使
用できる電源として再充電可能な非水電解液二次電池へ
の要望が多く、各方面で研究が進められている。特に負
極活物質にリチウムを使用する非水電解液を二次電池化
することができれば、電池電圧が高いとともに商エネル
ギー密度を有することから、様々な分野での応用が期待
されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記負極活物質にリチウムを使用した非水電
解液二次電池は、未だ実用化に至っていない。その原因
の一つは、電池内部においての短絡による短寿命にある
。この短絡現象は充放電の繰り返しによって起こる電極
の体積増加によるものである。
すなわち、従来の円筒型電池では、電極中心部に円柱状
をなした巻取り芯跡の空隙を持っており、充放電の繰り
返しによって電極の体積増加が発生したときに、電極外
周は金g製缶であるため、電極の体積増加量がこの電極
中心部へ集中してしまう。このために電極中心部付近の
電極が変形しセパレークを突き破って正極と負極とが内
部短絡を起こすのである。
そこで、本発明は上記従来の実情に鑑みて提案されたも
のであって、電池の電極中心部における電極の変形に伴
う内部短絡を防止し、長寿命の電池を提供することを目
的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記目的を達成するために、収納缶内に、リ
チウムを主体とする負極と正極とがセパレータを介して
渦巻き状に積層巻回されてなる巻回体と、該巻回体の巻
芯に配設された棒状の絶縁体とを収納してなることを特
徴とするものである。
本発明に係る非水電解液二次電池の正極には、正極活物
質であるLiMn2O4が主として使用される。このL
iCf04は、例えば炭酸リチウムと二酸化マンガンを
空気中や窒素等の不活性ガス雰囲気中で400℃程度に
加熱して反応させるか、またはヨウ化リチウムと二酸化
マンガンとを同様の雰囲気中等で300℃程度に加熱し
て反応させることによって容易に得ることができる。
特に、FeKα線を使用してX線回解を行った際に回折
角46.1°における回折ピークの半値幅が1.1°〜
2.1°であるようなl、1Mn204を正極活物質と
して使用すれば、より優れた充放電特性が得られる。な
お、前述の正極活物質には、導電剤や結合剤、分散剤等
が必要に応じて添加されて正極板に加工される。もちろ
ん、この正極活物質は、これに限らず通常二次電池に使
用される物゛  質であれば、他の物質を使用してもよ
い。
一方、負極には、リチウム箔の如き金属リチウム、リチ
ウム合金(例えばLiAl1.Lir’b。
LiSn、LiB1.LiCd等)、さらにはこれら金
属リチウムやリチウム合金に微量の添加元素を添加した
もの等が使用可能である。
また、電解液としては、例えばリチウム塩を電解質とし
これを有機溶剤(非水溶媒)に溶解した非水電解液が使
用される。
ここで有機溶剤としては、特に限定されるものではない
が、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネ
ート、1.2−ジメトキシエタン、1.2−ジェトキシ
エタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2
−メチルテトラヒドロフラン、1.3−ジオキソラン、
4−メチル−1゜3−ジオキソラン、ジエチルエーテル
、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プ
ロピオニトリル等の単独若しくは2種以上の混合溶剤が
使用できる。
電解質も従来より公知のものが何れも使用可能であり、
LiCf04、LiAsFe 、LiPFe、LiBF
4、LiB (Co Hs)4、LiC7!、LiBr
、CHa SO3Li、CF3 SO3Li等の1種又
は2種以上を混合したもの等が使用可能である。
また、上記絶縁体は、従来より公知の絶縁物質であれば
よく、例えばポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレン、ポリアセタール等が使用可能であ
る。
く作用〉 本発明に係る非水電解液二次電池によれば、巻回体の電
極中心に棒状の絶縁体が配設されてなるので、充放電の
繰り返しによって電極体積が増加しても、体積増加分の
変形がこの電極中心部に集中することがない。
したがって、電極中心部付近の電極の変形が抑制され短
絡が防止される。
〈実施例〉 以下、本発明を通用したリチウム二次電池の具体的な一
実施例について、図面を参照しながら説明する。
災止拠 本実施例は、リチウムを主体とする負極板とLiMn2
0Jを主体とする正極板とがセパレータを介して積層巻
回され外装缶内に収納されてなる円筒型(いわゆるジェ
リーロールタイプ)の非水電解液二次電池に適用したも
のである。
上記非水電解液二次電池を作製するには、先ず、正極活
物質として市販の二酸化マンガン86.9 gに18.
5 gの炭酸リチウムを乳鉢にて十分混合した。
次いで、この混合物をアルミナボード上で450℃の温
度にて空気中で、1時間の焼成を行いl、1Mn204
を合成した。
次に、得られたLiMn20Jを79.8重量部、導電
剤としてグラフアイ1−15重量部、結合剤としてポリ
フッカビニリデン5.2 tIffit部、分散剤とし
てN−メチル−2−ピロリドンを湿式混合しペーストを
作成した。
次に、この正極ペーストを厚さO,O3*■のアルミニ
ウム集電体両面上に均一に塗布し、乾燥後ロールプレス
にて厚さ0.14龍の正極シートとなし、幅321、長
さ400龍に切断して一端部にアルミニウムのリード(
9)を超音波溶着して正極板(2)を作製した。
一方、負極活物質として厚さ0.046 鶴の金属リチ
ウム箔を、幅35mm、長さ400 w+*に切断し電
極端部にニッケル材の負極リードを圧着し負極板(3)
を作製した。
次に、先の正極板(2)とこの負極板(3)とをポリプ
ロピレン性のセパレータ(4)を介して、図示しない巻
取装置に設けられた直径4■1の巻取り芯に渦巻状に巻
取り、巻回体(5)を作製した。その後、0のを同体(
5)を上記巻取り芯より抜き取り、ニッケルメッキを施
した外装缶(1)に収納後、上記負極リード(9)を蓋
体(8)の裏面にスボ・7ト溶接するとともに、さらに
上記外装缶(1)内に電解液を注入した。ここで、前記
外装缶(1)の内周面には負極Fj、(3)が接するこ
ととなり、当該外装缶(1)は負極缶に相当することと
なる。
次いで、先端部にテーバが設けられた直径3.5鰭、高
さ36謙1の棒状の絶縁体(6)を前記を同体(5)の
中心の空隙部に挿入した後、ガスケット(10)を介し
てやはりニッケルメッキを施した鉄よりなる蓋体(8)
を外装缶(1)にかしめて封入した。なお、この蓋体(
8)の内面には、正極板(2)と接続されるリード(9
)が溶接され、当該蓋体(8)が電池の正極缶となって
いる。
以上により、外径13.8mm、高さ42mmの円筒型
リチウム二次電池(A)を作製した。
止較凱 先の実施例と同様の手法により厚さ0.14mm、幅3
21■1長さ400 *mΦ正極板極板)を作製し、次
に厚さ0.046 m−の金属リチウム箔を幅36mm
、 扁さ400劇賞に切断し、ポリプロピレン製セパレ
ータを介して渦巻き状に巻取り巻回体を作製し、以下前
記実施例と同じ方法で円筒型の非水電解液二次電池(B
)を作製した。なお、この電池(B)には、前記電池(
A)のような棒状の絶縁体は挿入されていない。
これらの電池(A)及び(B)について、250mAの
定電流にて終止電圧2.Ovまでの放電を行った後、6
0mAの電流にて、上限電圧3.9vとして8時間の充
電を行い、充電から放電までの休止時間を24時間とし
、これを1サイクルとしてサイクル寿命試験を実施した
。なお、このサイクル寿命試験におけるサイクル寿命終
期は、初期容量の5ozに低下した時点とした。その結
果を第1表に示す。また、第2図は各電池(A)、  
(B)についてのサイクル寿命回数と放電容量を示す。
(以下余白) 第1表 第1表及び第2図からも明らかなように、棒状の絶縁体
が配設されている実施例の電池(A>では、サイクル寿
命回数は125回以上と長寿命であり、優れたサイクル
寿命特性を示していることが判明した。これに対し、電
極中心部に上記棒状の絶縁体が設けられていない電池(
B)では、100回と短寿命であった。特に、この電池
(B)では、第2図からも明らかなように、サイクル回
数が50回を過ぎた時点から徐々に放電容量が低下し、
75回以降は急激に低下している。
この短寿命であった電池(B)を解体調査した所、電池
(B)は、組立て時点では略円柱型であった巻回体の中
心の空隙部は、上記実験における充放電の繰り返しで潰
れており、正極活物質がセパレータ(4)を貫通し内部
短絡状態であった。これに対し、棒状の絶縁体(6)が
配設された実施例に係る電池(A)では、このような内
部短絡状態は全くなく、組み立てた時点の電極群中心部
の形状を保っており、内部短絡等は認められなかった。
このように、本実施例に係るリチウム電池によれば、充
放電を繰り返して行っても、内部短絡を起こすことがな
いので、長期間に亘って使用することができる。
なお、前述の実施例では、負極材(2)、正極材(3)
及びセパレータ(4)を渦巻き状に巻回した巻回体(5
)を外装缶(1)内に収納した後、棒状の絶縁体(6)
を上記巻回体(5)の中心部に挿入した電池について説
明したが、本発明は、この実施例に雨足されることなく
、以下に説明する方法により作製したものであってもよ
い。
すなわち、上記巻回体(5)を作製する時に巻取り棒と
なる巻取り芯を絶縁体により構成し、所定回数巻取った
後に上記巻取り芯となされた絶縁体と巻回体とを一緒に
切断し、その後に前記外装缶に収納し、ガスケットを介
してかしめ取付けされた蓋体により密閉してもよい。
この方法によれば、巻回体(5)の中心部の空隙部に棒
状の絶縁体を挿入する際に困難性を伴うことなく簡単に
製造することができる。
〈発明の効果〉 本発明に係る非水電解液二次電池によれば、巻回体の巻
芯に棒状の絶縁体が挿入されてなるので、充放電の繰り
返しによって電極体積が増加しても、電池の電極中心部
付近における電極の変形を抑制することができる。
したがって、電極中心部付近における短絡を防止するこ
とができ、電池の区寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図はサイ
クル寿命を示す特性図である。 (1)・・・外装缶 (2)・・・負極板 (3)・・・正極板 (5)・・・巻回体 (6)・・・絶縁体 特 許 出 願 人     ゛ノニー)朱式会社代理
人   弁理士     l」1111!   見間 
   田村榮−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  収納缶内に、リチウムを主体とする負極と正極とがセ
    パレータを介して渦巻き状に積層巻回されてなる巻回体
    と、該巻回体の巻芯に配設された棒状の絶縁体とを収納
    してなることを特徴とする非水電解液二次電池。
JP62332934A 1987-12-28 1987-12-28 非水電解液二次電池 Expired - Fee Related JP2699364B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62332934A JP2699364B2 (ja) 1987-12-28 1987-12-28 非水電解液二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62332934A JP2699364B2 (ja) 1987-12-28 1987-12-28 非水電解液二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01175176A true JPH01175176A (ja) 1989-07-11
JP2699364B2 JP2699364B2 (ja) 1998-01-19

Family

ID=18260446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62332934A Expired - Fee Related JP2699364B2 (ja) 1987-12-28 1987-12-28 非水電解液二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2699364B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387561B1 (en) 1998-10-13 2002-05-14 Ngk Insulators, Ltd. Electrolyte-solution filling method and battery structure of lithium secondary battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59112582A (ja) * 1982-12-17 1984-06-29 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形渦巻式電池
JPS6266177U (ja) * 1985-10-15 1987-04-24

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59112582A (ja) * 1982-12-17 1984-06-29 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形渦巻式電池
JPS6266177U (ja) * 1985-10-15 1987-04-24

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387561B1 (en) 1998-10-13 2002-05-14 Ngk Insulators, Ltd. Electrolyte-solution filling method and battery structure of lithium secondary battery
US6858342B2 (en) * 1998-10-13 2005-02-22 Ngk Insulators, Ltd. Electrolyte solution filling method and battery structure of lithium secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2699364B2 (ja) 1998-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5490320A (en) Method of making a positive electrode for lithium secondary battery
US5658683A (en) Method for making a cell
CN115552684B (zh) 二次电池
JP3331649B2 (ja) 非水電解質二次電池
JPH07296853A (ja) 充電方法
JPH0992329A (ja) 非水電解液二次電池
JP7209196B2 (ja) 円筒形二次電池
JP3114646B2 (ja) 二次電池、その製造方法
JPH09266012A (ja) 非水電解質二次電池及び組電池
JP2009266706A (ja) リチウムイオン二次電池
JPH09259863A (ja) 非水電解液二次電池およびその製造法
JP4563002B2 (ja) 扁平形非水電解質二次電池
JP3508411B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JPH0745304A (ja) 有機電解液二次電池
JP2003045494A (ja) 扁平形非水電解質二次電池
JP4161396B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP2600214B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP2002324584A (ja) リード端子付扁平形非水電解質二次電池
JP3148905B2 (ja) 薄形非水電解液二次電池の製造法
JPH0855637A (ja) 非水電解液二次電池
JPH01175176A (ja) 非水電解液二次電池
JP2000243452A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2730641B2 (ja) リチウム二次電池
JP2001176560A (ja) リチウムイオン二次電池の特性調整方法
JP3139174B2 (ja) 薄型非水電解液電池の製造法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees