JPH0457071B2 - - Google Patents
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- JPH0457071B2 JPH0457071B2 JP59123590A JP12359084A JPH0457071B2 JP H0457071 B2 JPH0457071 B2 JP H0457071B2 JP 59123590 A JP59123590 A JP 59123590A JP 12359084 A JP12359084 A JP 12359084A JP H0457071 B2 JPH0457071 B2 JP H0457071B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- negative electrode
- positive electrode
- electrode mixture
- battery
- 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.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ボタン型電池あるいはコイン型電
池と称されている偏平形の非水電解液電池の改良
に関する。
池と称されている偏平形の非水電解液電池の改良
に関する。
周知のように、リチウムなどの軽金属を負極活
物質とする非水電解液電池は、高い理論エネルギ
ー密度を得ることができるので、小さな偏平形電
池で長寿命かつ高放電性能のものを実現すること
ができる。この種の偏平形非水電解液電池におい
て、大きな短絡電流を得るという高負荷放電性能
を特に重視する場合、電池構成上次のような配慮
が必要である。まず、正極缶と正極合剤、負極缶
と負極のそれぞれの電気的接触状態を良好かつ安
定に保つことが必要である。そのために、正極合
剤と正極缶の間、負極缶と負極の間にそれぞれ金
属ネツトやエキスパンデツドメタルなどの集電体
を介在させることが一般に行なわれている。次に
重要なことは、正極合剤と負極との対向面積をで
きるだけ大きくし、しかも極間距離を充分に小さ
くすることである。しかし正負極の対向面積は、
偏平形電池の外径寸法によつて大きく規制され、
限られた寸法内で対向面積を飛躍的に大きくする
ということは従来できなかつた。
物質とする非水電解液電池は、高い理論エネルギ
ー密度を得ることができるので、小さな偏平形電
池で長寿命かつ高放電性能のものを実現すること
ができる。この種の偏平形非水電解液電池におい
て、大きな短絡電流を得るという高負荷放電性能
を特に重視する場合、電池構成上次のような配慮
が必要である。まず、正極缶と正極合剤、負極缶
と負極のそれぞれの電気的接触状態を良好かつ安
定に保つことが必要である。そのために、正極合
剤と正極缶の間、負極缶と負極の間にそれぞれ金
属ネツトやエキスパンデツドメタルなどの集電体
を介在させることが一般に行なわれている。次に
重要なことは、正極合剤と負極との対向面積をで
きるだけ大きくし、しかも極間距離を充分に小さ
くすることである。しかし正負極の対向面積は、
偏平形電池の外径寸法によつて大きく規制され、
限られた寸法内で対向面積を飛躍的に大きくする
ということは従来できなかつた。
ところで本出願人らは、リチウム負極の表面に
形成される不導体皮膜を除去することを目的と
し、負極のセパレータとの当接面に微小な凹凸を
形成することを先に提案している。また、正極合
剤の加圧成形後にそりやひび割れが生ずるのを防
止する目的で、正極合剤とセパレータとの当接面
に溝を形成することも既に提案している。この２
つの例における凹凸や溝の深さ（高低差）はセパ
レータの厚みよりも相当に小さなもので、セパレ
ータがこの凹凸や溝を埋めるかたちとなり、この
凹凸や溝によつて正負極の対向面積が増加すると
いうものではなかつた。正極合剤と負極のいずれ
か一方の対向面にのみ微小な凹凸あるいは溝が形
成されていても、その凹凸や溝を形成した側の表
面積は確かに増加するが、高負荷放電性能上重要
になる対向面積は殆ど増加しない。それだけでな
く、一方の対向面にのみ凹凸あるいは溝が形成さ
れていると、平均極間距離はむしろ増加する傾向
となり、この点でも高負荷放電性能の向上には役
立たない。
形成される不導体皮膜を除去することを目的と
し、負極のセパレータとの当接面に微小な凹凸を
形成することを先に提案している。また、正極合
剤の加圧成形後にそりやひび割れが生ずるのを防
止する目的で、正極合剤とセパレータとの当接面
に溝を形成することも既に提案している。この２
つの例における凹凸や溝の深さ（高低差）はセパ
レータの厚みよりも相当に小さなもので、セパレ
ータがこの凹凸や溝を埋めるかたちとなり、この
凹凸や溝によつて正負極の対向面積が増加すると
いうものではなかつた。正極合剤と負極のいずれ
か一方の対向面にのみ微小な凹凸あるいは溝が形
成されていても、その凹凸や溝を形成した側の表
面積は確かに増加するが、高負荷放電性能上重要
になる対向面積は殆ど増加しない。それだけでな
く、一方の対向面にのみ凹凸あるいは溝が形成さ
れていると、平均極間距離はむしろ増加する傾向
となり、この点でも高負荷放電性能の向上には役
立たない。
この発明は前述した従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、電池ケースの寸法
的な制約を克服して正負極の対向面積を増大させ
るとともに、極間距離を小さくし、短絡電流の大
きな高負荷放電性能に優れた偏平形非水電解液電
池を提供することにある。
れたものであり、その目的は、電池ケースの寸法
的な制約を克服して正負極の対向面積を増大させ
るとともに、極間距離を小さくし、短絡電流の大
きな高負荷放電性能に優れた偏平形非水電解液電
池を提供することにある。
上記の目的を達成するために、この発明は、負
極のセパレータとの接合面にセパレータの厚みよ
り充分大きな高低差をもつた断面波形の凹凸面を
形成し、この凹凸面にセパレータを密着してセパ
レータ自体も波形の凹凸面に形成し、このセパレ
ータの凹凸面に正極合剤を充填状態で接合するよ
うに構成したことを特徴とする。
極のセパレータとの接合面にセパレータの厚みよ
り充分大きな高低差をもつた断面波形の凹凸面を
形成し、この凹凸面にセパレータを密着してセパ
レータ自体も波形の凹凸面に形成し、このセパレ
ータの凹凸面に正極合剤を充填状態で接合するよ
うに構成したことを特徴とする。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図はこの発明を適用した偏平形のリチウム
電池を示している。正極缶１０と、それより外径
寸法が若干小さい皿状の負極端子板１２と、環状
の封口ガスケツト１４とで偏平形の電池ケースが
構成され、その内部に正極合剤１６、セパレータ
１８、リチウム負極２０が積層して装填されてい
る。正極缶１０および負極端子板１２はステンレ
ススチールにより構成されている。封口ガスケツ
ト１４は負極端子板１２の周縁部と正極缶１０の
内周部との間に挾み込まれ、正極缶１０の内底面
を座として圧縮され、電池ケースを密閉してい
る。正極合剤１６は二酸化マンガンに導電剤およ
びバインダを加えて混練・成形したものである。
セパレータ１８は柔軟なポリプロピレン不織布か
らなる。正極合剤１６およびセパレータ１８には
非水電解液が含浸されている。
電池を示している。正極缶１０と、それより外径
寸法が若干小さい皿状の負極端子板１２と、環状
の封口ガスケツト１４とで偏平形の電池ケースが
構成され、その内部に正極合剤１６、セパレータ
１８、リチウム負極２０が積層して装填されてい
る。正極缶１０および負極端子板１２はステンレ
ススチールにより構成されている。封口ガスケツ
ト１４は負極端子板１２の周縁部と正極缶１０の
内周部との間に挾み込まれ、正極缶１０の内底面
を座として圧縮され、電池ケースを密閉してい
る。正極合剤１６は二酸化マンガンに導電剤およ
びバインダを加えて混練・成形したものである。
セパレータ１８は柔軟なポリプロピレン不織布か
らなる。正極合剤１６およびセパレータ１８には
非水電解液が含浸されている。
リチウム負極２０のセパレータ１８側の面は、
セパレータ１８の厚みの数倍程度の大きな高低差
をもつた断面三角波形の凹凸面になつている。柔
軟なセパレータ１８は負極２０の波形凹凸面に密
着して配置されており、セパレータ１８自体も同
じ波形の凹凸面をなしている。正極合剤１６はセ
パレータ１８の凹凸面に緊密に充填された状態に
なつている。つまり、正極合剤１６のセパレータ
１８との接合面が負極２０と同じ波形凹凸面にな
つており、この波形凹凸面同士がセパレータ１８
を挾んで対向している。
セパレータ１８の厚みの数倍程度の大きな高低差
をもつた断面三角波形の凹凸面になつている。柔
軟なセパレータ１８は負極２０の波形凹凸面に密
着して配置されており、セパレータ１８自体も同
じ波形の凹凸面をなしている。正極合剤１６はセ
パレータ１８の凹凸面に緊密に充填された状態に
なつている。つまり、正極合剤１６のセパレータ
１８との接合面が負極２０と同じ波形凹凸面にな
つており、この波形凹凸面同士がセパレータ１８
を挾んで対向している。
第２図はこの発明の要部を製造工程順に示して
いる。リチウム負極２０は柔軟であるので、適当
な金型を用いてプレス加工することにより、第２
図Ａに示すように、負極２０の一方の表面に図の
ような同心円状の平面パターンをもつ凹凸面を容
易に形成することができる。この負極２０の平滑
面側を負極端子板１２の内面に圧着する。負極２
０の凹凸の高低差ａは、セパレータ１８の厚みの
３〜８倍程度とし、また負極２０の最大厚みｂの
１／２以上とする。
いる。リチウム負極２０は柔軟であるので、適当
な金型を用いてプレス加工することにより、第２
図Ａに示すように、負極２０の一方の表面に図の
ような同心円状の平面パターンをもつ凹凸面を容
易に形成することができる。この負極２０の平滑
面側を負極端子板１２の内面に圧着する。負極２
０の凹凸の高低差ａは、セパレータ１８の厚みの
３〜８倍程度とし、また負極２０の最大厚みｂの
１／２以上とする。
負極２０を負極端子板１２の内面に圧着した
後、第２図Ｂに示すように、負極２０の波形凹凸
面上にセパレータ１８を被せ、これを凹凸面に密
着させる。次に同図Ｃに示すように、セパレータ
１８の波形凹凸面上に正極合剤１６を重ねる。こ
の部分の製造工程には幾つかの方法がある。正極
合剤１６を予め円板状に加圧成形しておき、それ
をセパレータ１８上に重ねる方法と、セパレータ
１８上で正極合剤１６を成形する方法のいずれで
も良い。正極合剤１６を予め成形しておく場合に
は、セパレータ１８との当接面側に負極２０と凹
凸を逆にした同心円状の波形凹凸面を成形時に同
時に形成する。
後、第２図Ｂに示すように、負極２０の波形凹凸
面上にセパレータ１８を被せ、これを凹凸面に密
着させる。次に同図Ｃに示すように、セパレータ
１８の波形凹凸面上に正極合剤１６を重ねる。こ
の部分の製造工程には幾つかの方法がある。正極
合剤１６を予め円板状に加圧成形しておき、それ
をセパレータ１８上に重ねる方法と、セパレータ
１８上で正極合剤１６を成形する方法のいずれで
も良い。正極合剤１６を予め成形しておく場合に
は、セパレータ１８との当接面側に負極２０と凹
凸を逆にした同心円状の波形凹凸面を成形時に同
時に形成する。
第２図Ｃの段階まで組立てられたものに非水電
解液を注液し、また封口ガスケツト１４および正
極缶１０を組合せ、正極缶１０の周縁をかしめる
ことで電池が完成する。このように本発明の電池
では、リチウム負極２０と正極合剤１６とが、セ
パレータ１８の厚みより充分大きな高低差をもつ
た波形凹凸面同士で対向しているので、限られた
電池ケースの大きさに対し、正負極の対向面積は
従来より飛躍的に増大する。また極間距離はセパ
レータ１８の厚みにほぼ等しく、最小限の距離に
することができる。従つて電池の高負荷放電性能
が向上し、大きな短絡電流を取り出すことができ
る。
解液を注液し、また封口ガスケツト１４および正
極缶１０を組合せ、正極缶１０の周縁をかしめる
ことで電池が完成する。このように本発明の電池
では、リチウム負極２０と正極合剤１６とが、セ
パレータ１８の厚みより充分大きな高低差をもつ
た波形凹凸面同士で対向しているので、限られた
電池ケースの大きさに対し、正負極の対向面積は
従来より飛躍的に増大する。また極間距離はセパ
レータ１８の厚みにほぼ等しく、最小限の距離に
することができる。従つて電池の高負荷放電性能
が向上し、大きな短絡電流を取り出すことができ
る。
なお上記の実施例では、リチウム負極２０に形
成する波形凹凸面の平面パターンを同心円状とし
たが、本発明はこれに限定されず、凹凸面の平面
パターンは平行線状や格子状あるいはランダム模
様でもよい。
成する波形凹凸面の平面パターンを同心円状とし
たが、本発明はこれに限定されず、凹凸面の平面
パターンは平行線状や格子状あるいはランダム模
様でもよい。
以上詳細に説明したように、この発明の偏平形
非水電解液電池では、正負極の対向面積が同一寸
法の従来電池に比べて大幅に増大し、また極間距
離も充分に小さく保てるので、短絡電流の大きな
高負荷放電性能に優れたものとなる。
非水電解液電池では、正負極の対向面積が同一寸
法の従来電池に比べて大幅に増大し、また極間距
離も充分に小さく保てるので、短絡電流の大きな
高負荷放電性能に優れたものとなる。
第１図はこの発明の一実施例による偏平形非水
電解液電池の断面図、第２図は同上電池における
本発明の要部となる部分の構成を詳細に示す工程
図である。 １０……正極缶、１２……負極端子板、１４…
…封口ガスケツト、１６……正極合剤、１８……
セパレータ、２０……負極。
電解液電池の断面図、第２図は同上電池における
本発明の要部となる部分の構成を詳細に示す工程
図である。 １０……正極缶、１２……負極端子板、１４…
…封口ガスケツト、１６……正極合剤、１８……
セパレータ、２０……負極。
Claims (1)
- １ 偏平形の電池ケース内に、軽金属からなる負
極と、セパレータと、正極合剤とが積層して装填
された非水電解液電池であつて、上記負極の上記
セパレータとの接合面が上記セパレータの厚みよ
り充分大きな高低差をもつた断面波形の凹凸面に
形成され、この凹凸面に上記セパレータが密着し
てセパレータ自体も波形の凹凸面に形成され、こ
のセパレータの凹凸面に上記正極合剤が充填状態
で接合していることを特徴とする偏平形非水電解
液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123590A JPS614167A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 偏平形非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123590A JPS614167A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 偏平形非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614167A JPS614167A (ja) | 1986-01-10 |
| JPH0457071B2 true JPH0457071B2 (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=14864362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123590A Granted JPS614167A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 偏平形非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614167A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63126157A (ja) * | 1986-11-15 | 1988-05-30 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム電池 |
| JPS63289768A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解質電池 |
| KR101249133B1 (ko) * | 2000-10-20 | 2013-04-02 | 매사츄세츠 인스티튜트 오브 테크놀러지 | 2극 장치 |
| US20090202903A1 (en) | 2007-05-25 | 2009-08-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Batteries and electrodes for use thereof |
| JP2012014840A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Panasonic Corp | コイン型電池およびその製造方法 |
| JP5551259B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2014-07-16 | パナソニック株式会社 | リチウム一次電池およびその製造方法 |
| US9065093B2 (en) | 2011-04-07 | 2015-06-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Controlled porosity in electrodes |
| KR101627305B1 (ko) * | 2013-02-04 | 2016-06-03 | 주식회사 엘지화학 | 전극조립체의 제조방법, 그 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자 |
| US10569480B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-02-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Pore orientation using magnetic fields |
| US10675819B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Magnetic field alignment of emulsions to produce porous articles |
| JP6700030B2 (ja) * | 2015-12-07 | 2020-05-27 | 三洋化成工業株式会社 | 電池用セパレータ及びリチウムイオン電池 |
| JP2025064237A (ja) * | 2023-10-05 | 2025-04-17 | トヨタ自動車株式会社 | 電極体及び電池 |
| EP4687179A1 (en) * | 2024-07-31 | 2026-02-04 | Eve Energy Co., Ltd. | Lithium primary button cell, preparation method thereof, and electronic device |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59123590A patent/JPS614167A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS614167A (ja) | 1986-01-10 |
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