JPH06150971A - 円筒型非水電解液二次電池 - Google Patents
円筒型非水電解液二次電池Info
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- JPH06150971A JPH06150971A JP4292880A JP29288092A JPH06150971A JP H06150971 A JPH06150971 A JP H06150971A JP 4292880 A JP4292880 A JP 4292880A JP 29288092 A JP29288092 A JP 29288092A JP H06150971 A JPH06150971 A JP H06150971A
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- battery
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
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- 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
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- 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
- 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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 充放電サイクル特性の優れた円筒型非水電解
液二次電池を得ることを目的とする。 【構成】 帯状負極及び帯状正極をセパレータを挟んで
渦巻状に巻回して、その巻き終わり部を粘着テープ２０
を用いて固定される渦巻式電極１５を非水電解液ととも
に電池缶内に収容する円筒型非水電解液二次電池におい
て、この渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻き終わり部
を固定する粘着テープ２０のこの外径に沿う長さをｋπ
Ｌとするときに、ｋ≧０．６となるようにした円筒型非
水電解液二次電池である。
液二次電池を得ることを目的とする。 【構成】 帯状負極及び帯状正極をセパレータを挟んで
渦巻状に巻回して、その巻き終わり部を粘着テープ２０
を用いて固定される渦巻式電極１５を非水電解液ととも
に電池缶内に収容する円筒型非水電解液二次電池におい
て、この渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻き終わり部
を固定する粘着テープ２０のこの外径に沿う長さをｋπ
Ｌとするときに、ｋ≧０．６となるようにした円筒型非
水電解液二次電池である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電極と帯状セパレータ
とを積層後、渦巻状に巻回した渦巻式電極を電池缶内に
挿入する円筒型非水電解液二次電池に関する。
とを積層後、渦巻状に巻回した渦巻式電極を電池缶内に
挿入する円筒型非水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小型・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、移動用電源としての電池に対しても益々小型・軽
量且つ高エネルギ密度のものが求められている。
子機器の小型・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、移動用電源としての電池に対しても益々小型・軽
量且つ高エネルギ密度のものが求められている。
【０００３】従来、一般用途の二次電池としては鉛電
池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶液系電池が主流
であった。これらの電池はサイクル特性には優れるが、
電池重量やルネルギ密度の点では十分満足できる特性と
は言えない。
池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶液系電池が主流
であった。これらの電池はサイクル特性には優れるが、
電池重量やルネルギ密度の点では十分満足できる特性と
は言えない。
【０００４】最近、リチウム或はリチウム合金を負極に
用いた非水電解液二次電池の研究・開発が盛んに行われ
ている。この電池は高エネルギ密度を有し、自己放電も
少なく、軽量という優れた特性を有するが、充放電サイ
クルの進行に伴い、充電時にリチウムがデンドライト状
に結晶成長し、正極に到達して内部ショートに至る可能
性が高くなる欠点があり、実用化への大きな障害となっ
ている。
用いた非水電解液二次電池の研究・開発が盛んに行われ
ている。この電池は高エネルギ密度を有し、自己放電も
少なく、軽量という優れた特性を有するが、充放電サイ
クルの進行に伴い、充電時にリチウムがデンドライト状
に結晶成長し、正極に到達して内部ショートに至る可能
性が高くなる欠点があり、実用化への大きな障害となっ
ている。
【０００５】これに対し、負極に炭素材料を使用した非
水電解液二次電池は、化学的、物理的方法により、予め
炭素材料に担持させたリチウム、正極活物質の結晶構造
中のリチウム、電解液中に溶解しているリチウム等の、
炭素層間へのドープ／脱ドープを利用するもので、充放
電サイクルが進行しても充電時のデンドライト状の析出
が見られず、１０００回を超える優れた充放電サイクル
特性を示す。
水電解液二次電池は、化学的、物理的方法により、予め
炭素材料に担持させたリチウム、正極活物質の結晶構造
中のリチウム、電解液中に溶解しているリチウム等の、
炭素層間へのドープ／脱ドープを利用するもので、充放
電サイクルが進行しても充電時のデンドライト状の析出
が見られず、１０００回を超える優れた充放電サイクル
特性を示す。
【０００６】これらの材料を用いた非水電解液二次電池
の用途としては、ビデオ・カメラやラップ・トップ・パ
ソコン等が挙げられるが、このような機器は比較的消費
電流が大きいものが多く、電池構造としては渦巻式電極
構造が有効である。これは、帯状正極と帯状負極とをセ
パレータを介して渦巻状に巻いたもので、電極面積が大
きくとれることから重負荷に耐えられる。
の用途としては、ビデオ・カメラやラップ・トップ・パ
ソコン等が挙げられるが、このような機器は比較的消費
電流が大きいものが多く、電池構造としては渦巻式電極
構造が有効である。これは、帯状正極と帯状負極とをセ
パレータを介して渦巻状に巻いたもので、電極面積が大
きくとれることから重負荷に耐えられる。
【０００７】一方、電池特性は電極間に圧力が加わって
いる方が良い傾向がある。しかしながら、電池の組立工
程に於いてこのような電極を電池缶に挿入する際、生産
性の点から電極外径と電池缶内径との間にはある程度の
クリアランスを設ける必要がある。巻回した電極は最外
周巻き終わり部を粘着テープにより固定し、緩まないよ
うにする方法が一般的に採られる。本発明者は、特願平
２−３１７４２８に示すように、電極の幅方向に対す
る、粘着テープの幅方向占有率を規定することにより、
非水電解液二次電池の充放電サイクル特性が向上するこ
とを見だした。
いる方が良い傾向がある。しかしながら、電池の組立工
程に於いてこのような電極を電池缶に挿入する際、生産
性の点から電極外径と電池缶内径との間にはある程度の
クリアランスを設ける必要がある。巻回した電極は最外
周巻き終わり部を粘着テープにより固定し、緩まないよ
うにする方法が一般的に採られる。本発明者は、特願平
２−３１７４２８に示すように、電極の幅方向に対す
る、粘着テープの幅方向占有率を規定することにより、
非水電解液二次電池の充放電サイクル特性が向上するこ
とを見だした。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法を採用しても種々の変動要因によって、サイクル劣化
の不十分なロットが生じるという問題があった。そこ
で、より信頼性の高い非水電解液二次電池を生産するた
めに、さらにサイクル劣化を向上させる手法の開発が望
まれている。
法を採用しても種々の変動要因によって、サイクル劣化
の不十分なロットが生じるという問題があった。そこ
で、より信頼性の高い非水電解液二次電池を生産するた
めに、さらにサイクル劣化を向上させる手法の開発が望
まれている。
【０００９】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、充放電サイクル特性の優れた円筒型非水電
解液二次電池を得ることを目的とする。
ものであり、充放電サイクル特性の優れた円筒型非水電
解液二次電池を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の円筒型非水電解
液二次電池は、例えば図１に示すように、帯状負極及び
帯状正極をセパレータを介して積層するように渦巻状に
巻回し、その巻き終わり部を粘着テープ２０を用いて固
定される渦巻式電極１５を非水電解液とともに電池缶内
に収容してなる円筒型非水電解液二次電池において、こ
の渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻き終わり部を固定
する粘着テープ２０のこの外径に沿う長さをｋπＬとす
るとき、ｋ≧０．６であるものである。
液二次電池は、例えば図１に示すように、帯状負極及び
帯状正極をセパレータを介して積層するように渦巻状に
巻回し、その巻き終わり部を粘着テープ２０を用いて固
定される渦巻式電極１５を非水電解液とともに電池缶内
に収容してなる円筒型非水電解液二次電池において、こ
の渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻き終わり部を固定
する粘着テープ２０のこの外径に沿う長さをｋπＬとす
るとき、ｋ≧０．６であるものである。
【００１１】また、本発明の円筒型非水電解液二次電池
は、例えば、図６に示すように、帯状負極及び帯状正極
をセパレータを介して積層するように渦巻状に巻回し、
その巻き終わり部を粘着テープ２０を用いて固定される
渦巻式電極１５を非水電解液とともに電池缶内に収容し
てなる円筒型非水電解液二次電池において、この粘着テ
ープ２０は支持体上に粘着層を有してなり、この支持体
はこの電解液との接触により膨潤し、体積膨張する材料
よりなるものである。
は、例えば、図６に示すように、帯状負極及び帯状正極
をセパレータを介して積層するように渦巻状に巻回し、
その巻き終わり部を粘着テープ２０を用いて固定される
渦巻式電極１５を非水電解液とともに電池缶内に収容し
てなる円筒型非水電解液二次電池において、この粘着テ
ープ２０は支持体上に粘着層を有してなり、この支持体
はこの電解液との接触により膨潤し、体積膨張する材料
よりなるものである。
【００１２】また、本発明の円筒型非水電解液二次電池
は、帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して積層す
るように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘着テー
プ２０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水電解液
とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二次
電池において、この渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻
き終わり部を固定する粘着テープ２０のこの外径に沿う
長さをｋπＬとするとき、ｋ≧０．６であり、かつ、こ
の粘着テープ２０は支持体上に粘着層を有してなり、こ
の支持体はこの電解液との接触により膨潤し、体積膨張
する材料よりなるものである。
は、帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して積層す
るように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘着テー
プ２０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水電解液
とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二次
電池において、この渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻
き終わり部を固定する粘着テープ２０のこの外径に沿う
長さをｋπＬとするとき、ｋ≧０．６であり、かつ、こ
の粘着テープ２０は支持体上に粘着層を有してなり、こ
の支持体はこの電解液との接触により膨潤し、体積膨張
する材料よりなるものである。
【００１３】
【作用】本発明の円筒型非水電解液二次電池によれば、
帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して積層するよ
うに渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘着テープ２
０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水電解液とと
もに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二次電池
において、この渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻き終
わり部を固定する粘着テープ２０のこの外径に沿う長さ
をｋπＬとするとき、ｋ≧０．６であるものとすること
により、粘着テープの長さを規定するので、円筒型非水
電解液二次電池の充放電サイクル特性を向上させること
ができる。
帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して積層するよ
うに渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘着テープ２
０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水電解液とと
もに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二次電池
において、この渦巻式電極１５の外径をＬとし、巻き終
わり部を固定する粘着テープ２０のこの外径に沿う長さ
をｋπＬとするとき、ｋ≧０．６であるものとすること
により、粘着テープの長さを規定するので、円筒型非水
電解液二次電池の充放電サイクル特性を向上させること
ができる。
【００１４】また、本発明の円筒型非水電解液二次電池
によれば、帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して
積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘
着テープ２０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水
電解液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解
液二次電池において、この粘着テープ２０は支持体上に
粘着層を有してなり、この支持体はこの電解液との接触
により膨潤し、体積膨張する材料よりなるものとするこ
とにより、粘着テープの支持体が電解液との接触により
膨潤するので、非水電解液二次電池の充放電サイクル特
性を向上させることができる。
によれば、帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して
積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘
着テープ２０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水
電解液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解
液二次電池において、この粘着テープ２０は支持体上に
粘着層を有してなり、この支持体はこの電解液との接触
により膨潤し、体積膨張する材料よりなるものとするこ
とにより、粘着テープの支持体が電解液との接触により
膨潤するので、非水電解液二次電池の充放電サイクル特
性を向上させることができる。
【００１５】また、本発明の円筒型非水電解液二次電池
によれば、帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して
積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘
着テープ２０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水
電解液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解
液二次電池において、この渦巻式電極１５の外径をＬと
し、巻き終わり部を固定する粘着テープ２０のこの外径
に沿う長さをｋπＬとするとき、ｋ≧０．６であり、か
つ、この粘着テープ２０は支持体上に粘着層を有してな
り、この支持体はこの電解液との接触により膨潤し、体
積膨張する材料よりなるものとすることにより、渦巻式
電極の巻き緩みを防止するために最外周に貼り付ける粘
着テープの長さを規定し、さらに、粘着テープの支持体
が電解液との接触により膨潤するので、非水電解液二次
電池の充放電サイクル特性を向上させることができる。
によれば、帯状負極及び帯状正極をセパレータを介して
積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部を粘
着テープ２０を用いて固定される渦巻式電極１５を非水
電解液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解
液二次電池において、この渦巻式電極１５の外径をＬと
し、巻き終わり部を固定する粘着テープ２０のこの外径
に沿う長さをｋπＬとするとき、ｋ≧０．６であり、か
つ、この粘着テープ２０は支持体上に粘着層を有してな
り、この支持体はこの電解液との接触により膨潤し、体
積膨張する材料よりなるものとすることにより、渦巻式
電極の巻き緩みを防止するために最外周に貼り付ける粘
着テープの長さを規定し、さらに、粘着テープの支持体
が電解液との接触により膨潤するので、非水電解液二次
電池の充放電サイクル特性を向上させることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明円筒型非水電解液二次電池の一
実施例について図１〜図５を参照しながら説明しよう。
実施例について図１〜図５を参照しながら説明しよう。
【００１７】図１は、本例円筒型非水電解液二次電池の
渦巻式電極１５の例を示し、この渦巻式電極１５は、そ
れぞれ帯状である正極と負極を同じく帯状のセパレータ
の間に挟んで渦巻状に巻き込んだものである。
渦巻式電極１５の例を示し、この渦巻式電極１５は、そ
れぞれ帯状である正極と負極を同じく帯状のセパレータ
の間に挟んで渦巻状に巻き込んだものである。
【００１８】１１は、負極リードを示し、この負極リー
ド１１は上述の負極と電池の負極となるべき電池缶との
電気的接続をなすものである。
ド１１は上述の負極と電池の負極となるべき電池缶との
電気的接続をなすものである。
【００１９】１２は、正極リードを示し、この正極リー
ド１２は上述の正極と電池の正極となるべき電池蓋との
電気的接続をなすものである。
ド１２は上述の正極と電池の正極となるべき電池蓋との
電気的接続をなすものである。
【００２０】２０は、粘着テープを示し、この粘着テー
プ２０は渦巻電極１５の巻き終わり部が外れないように
固定するとともに、この粘着テープ２０を張力が生じる
ように貼ることにより、渦巻電極に対して圧縮力を発生
させる機能をも持つものである。
プ２０は渦巻電極１５の巻き終わり部が外れないように
固定するとともに、この粘着テープ２０を張力が生じる
ように貼ることにより、渦巻電極に対して圧縮力を発生
させる機能をも持つものである。
【００２１】次に、本例で用いた渦巻式電極の具体的な
製造方法について説明する。本例においては、第１の本
例電池〜第４の本例電池、及び第１の比較例電池を作製
した。
製造方法について説明する。本例においては、第１の本
例電池〜第４の本例電池、及び第１の比較例電池を作製
した。
【００２２】第１の本例電池 負極１は次のようにして作製した。出発原料として石油
ピッチを用い、これに酸素を含む官能基を１０〜２０重
量％導入（いわゆる酸素架橋）した後、不活性ガス気流
中１０００℃で焼成して、ガラス状炭素に近い性質を持
った炭素質材料を得た。この材料について、Ｘ線解析測
定を行った結果、（００２）面の面間隔は３．８Ａであ
った。またピクノメータ法により真比重を測定したとこ
ろ、１．５４ｇ／ｃｍ3 であった。この炭素材料を粉砕
し、平均粒径２０μｍの炭素材料粉末とした。
ピッチを用い、これに酸素を含む官能基を１０〜２０重
量％導入（いわゆる酸素架橋）した後、不活性ガス気流
中１０００℃で焼成して、ガラス状炭素に近い性質を持
った炭素質材料を得た。この材料について、Ｘ線解析測
定を行った結果、（００２）面の面間隔は３．８Ａであ
った。またピクノメータ法により真比重を測定したとこ
ろ、１．５４ｇ／ｃｍ3 であった。この炭素材料を粉砕
し、平均粒径２０μｍの炭素材料粉末とした。
【００２３】このようにして得た炭素材料粉末を負極活
物質担持体とし、これを９０重量部、結着材としてフッ
化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）１０重量部を混合し、負
極合剤を調整した。この負極合剤を、溶剤であるＮ−メ
チルピロリドンに分散させてスラリー（ペースト）にし
た。
物質担持体とし、これを９０重量部、結着材としてフッ
化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）１０重量部を混合し、負
極合剤を調整した。この負極合剤を、溶剤であるＮ−メ
チルピロリドンに分散させてスラリー（ペースト）にし
た。
【００２４】負極集電体として厚さ１０μｍの帯状の銅
箔を用い、この集電体の両面に負極合剤スラリーを塗布
し、乾燥させた後圧縮成型して帯状負極１を作製した。
成型後の合剤厚さは両面共に８０μｍで同一とし、電極
の幅は４１．５ｍｍ、長さは７２０ｍｍとした。
箔を用い、この集電体の両面に負極合剤スラリーを塗布
し、乾燥させた後圧縮成型して帯状負極１を作製した。
成型後の合剤厚さは両面共に８０μｍで同一とし、電極
の幅は４１．５ｍｍ、長さは７２０ｍｍとした。
【００２５】正極２は次のようにして作製した。炭素リ
チウム０．５モルと炭酸コバルト１モルを混合し、９０
０℃の空気中で５時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。得
られた材料についてＸ線回折測定を行った結果、ＪＣＰ
ＤＳフィルムに登録されたＬｉＣｏＯ2 のピークと良く
一致した。この材料を粉砕し、５０％累積粒径が１５μ
ｍのＬｉＣｏＯ2 粉末を得た。ＬｉＣｏＯ2 粉末９５重
量部と炭酸リチウム粉末５重量部からなる混合物を９１
重量部、導電剤としてグラファイト６重量部、結着剤と
してフッ化ビニリデン樹脂３重量部を混合して正極合剤
を調整し、Ｎ−メチルピロリドンに分散させてスラリー
（ペースト状）にした。
チウム０．５モルと炭酸コバルト１モルを混合し、９０
０℃の空気中で５時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。得
られた材料についてＸ線回折測定を行った結果、ＪＣＰ
ＤＳフィルムに登録されたＬｉＣｏＯ2 のピークと良く
一致した。この材料を粉砕し、５０％累積粒径が１５μ
ｍのＬｉＣｏＯ2 粉末を得た。ＬｉＣｏＯ2 粉末９５重
量部と炭酸リチウム粉末５重量部からなる混合物を９１
重量部、導電剤としてグラファイト６重量部、結着剤と
してフッ化ビニリデン樹脂３重量部を混合して正極合剤
を調整し、Ｎ−メチルピロリドンに分散させてスラリー
（ペースト状）にした。
【００２６】正極集電体として厚さ２０μｍの帯状のア
ルミニウム箔を用い、この集電体の両面に均一に正極合
剤スラリーを塗布し、乾燥させた後、圧縮成型して帯状
正極２を作製した。成型後の合剤厚さは両面共に７０μ
ｍで同一とし、電極の幅は４０．５ｍｍ、長さは６６０
ｍｍとした。
ルミニウム箔を用い、この集電体の両面に均一に正極合
剤スラリーを塗布し、乾燥させた後、圧縮成型して帯状
正極２を作製した。成型後の合剤厚さは両面共に７０μ
ｍで同一とし、電極の幅は４０．５ｍｍ、長さは６６０
ｍｍとした。
【００２７】帯状負極１、帯状正極２及び厚さ２５μ
ｍ、幅４４ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムより
成るセパレータ３を負極、セパレータ、正極、セパレー
タの順に積層してから、この積層体を渦巻型に多数回巻
回した。最外周の巻き終わり部を、厚さ２５μｍのポリ
エステルフィルムを支持体とし、シリコン系の粘着剤を
塗布した、幅４０ｍｍ、長さ４１ｍｍの粘着テープ２０
で固定して外径１９．６ｍｍの電極を作製した。また、
テープは幅方向両端部を２ｍｍずつ残して貼付け、図１
に示したような渦巻式電極を作製した。
ｍ、幅４４ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムより
成るセパレータ３を負極、セパレータ、正極、セパレー
タの順に積層してから、この積層体を渦巻型に多数回巻
回した。最外周の巻き終わり部を、厚さ２５μｍのポリ
エステルフィルムを支持体とし、シリコン系の粘着剤を
塗布した、幅４０ｍｍ、長さ４１ｍｍの粘着テープ２０
で固定して外径１９．６ｍｍの電極を作製した。また、
テープは幅方向両端部を２ｍｍずつ残して貼付け、図１
に示したような渦巻式電極を作製した。
【００２８】このようにして作製した渦巻式電極を、図
２に示すように、ニッケルめっきを施した鉄製電池缶５
に収納した。渦巻式電極上下両面には絶縁板４を配設
し、アルミニウム製正極リード１２を正極集電体から導
出して電池蓋７に、ニッケル製負極リード１１を負極集
電体から導出して電池缶５に溶接した。この電池缶５の
中に、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネート
との等容量混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6 を１モル／１の割
合で溶解した電解液を注入した。
２に示すように、ニッケルめっきを施した鉄製電池缶５
に収納した。渦巻式電極上下両面には絶縁板４を配設
し、アルミニウム製正極リード１２を正極集電体から導
出して電池蓋７に、ニッケル製負極リード１１を負極集
電体から導出して電池缶５に溶接した。この電池缶５の
中に、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネート
との等容量混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6 を１モル／１の割
合で溶解した電解液を注入した。
【００２９】アスファルトで表面を塗布した絶縁封口ガ
スケット６を介して電池缶５をかしめることにより、電
流遮断機構を有する安全弁装置８並びに電池蓋７を固定
し、電池内の気密性を保持させた。
スケット６を介して電池缶５をかしめることにより、電
流遮断機構を有する安全弁装置８並びに電池蓋７を固定
し、電池内の気密性を保持させた。
【００３０】以上のような構成で、直径２０ｍｍ、高さ
５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を試作した。
５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を試作した。
【００３１】第２の本例電池 渦巻式電極最外周の巻き終わり部を、幅４０ｍｍ、長さ
５６ｍｍのポリエステル系テープ２０を用い、幅方向両
端部を２ｍｍずつ残して貼付けた（図３参照）こと以外
は第１の本例電池と同様の方法で、図２に示したような
直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を
試作した。
５６ｍｍのポリエステル系テープ２０を用い、幅方向両
端部を２ｍｍずつ残して貼付けた（図３参照）こと以外
は第１の本例電池と同様の方法で、図２に示したような
直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を
試作した。
【００３２】第３の本例電池 渦巻式電極最外周の巻き終わり部を、幅４０ｍｍ、長さ
６６ｍｍのポリエステル系テープ２０を用い、幅方向両
端部を２ｍｍずつ残して、また一部が重なるように貼付
けた（図４参照）こと以外は第１の本例電池と同様の方
法で、図２に示したような直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍ
の円筒型非水電解液電池を試作した。
６６ｍｍのポリエステル系テープ２０を用い、幅方向両
端部を２ｍｍずつ残して、また一部が重なるように貼付
けた（図４参照）こと以外は第１の本例電池と同様の方
法で、図２に示したような直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍ
の円筒型非水電解液電池を試作した。
【００３３】第１の比較例電池 渦巻式電極最外周の巻き終わり部を、幅４０ｍｍ、長さ
２０ｍｍのポリエステル系テープ２０を用い、幅方向両
端部を２ｍｍずつ残して貼付けた（図５参照）こと以外
は第１の本例電池と同様の方法で、図２に示したような
直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を
試作した。
２０ｍｍのポリエステル系テープ２０を用い、幅方向両
端部を２ｍｍずつ残して貼付けた（図５参照）こと以外
は第１の本例電池と同様の方法で、図２に示したような
直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を
試作した。
【００３４】本例の渦巻式電極は、上述実施例による方
法ばかりでなく、他の方法によっても作製することがで
きる。
法ばかりでなく、他の方法によっても作製することがで
きる。
【００３５】すなわち、負極としては、充放電反応に伴
いリチウム等のアルカリ金属をドープ／脱ドープ可能な
炭素材料を用いることができる。例えば、黒鉛、熱分解
炭素類、コークス類（石油コークス、ピッチコークス、
石炭コークス等）、カーボンブラック（アセチレンブラ
ック等）、ガラス状炭素、有機高分子材料焼成体（有機
高分子材料を、不活性ガス気流中、あるいは真空中で５
００℃以上の適当な温度で焼成したもの）、炭素繊維等
が用いられる。また、これらの材料は単独で用いる他、
複合体や混合物として用いられる。
いリチウム等のアルカリ金属をドープ／脱ドープ可能な
炭素材料を用いることができる。例えば、黒鉛、熱分解
炭素類、コークス類（石油コークス、ピッチコークス、
石炭コークス等）、カーボンブラック（アセチレンブラ
ック等）、ガラス状炭素、有機高分子材料焼成体（有機
高分子材料を、不活性ガス気流中、あるいは真空中で５
００℃以上の適当な温度で焼成したもの）、炭素繊維等
が用いられる。また、これらの材料は単独で用いる他、
複合体や混合物として用いられる。
【００３６】好ましいものとしては、（００２）面の面
間隔が３．７０Å以上、真密度１．７０ｇ／ｃｍ3 未満
であり、且つ空気気流中に於ける示差熱分析で７００℃
以上に発熱ピークを有しない炭素質材料が用いられる。
間隔が３．７０Å以上、真密度１．７０ｇ／ｃｍ3 未満
であり、且つ空気気流中に於ける示差熱分析で７００℃
以上に発熱ピークを有しない炭素質材料が用いられる。
【００３７】このような性質を有する材料としては、有
機材料を焼成等の手法により炭素化して得られる炭素質
材料が挙げられ、炭素化の出発原料としてはフルフリル
アルコールあるいはフルフラールのホモポリマー、コポ
リマーよりなるフラン樹脂が好適である。具体的には、
フラフラール＋フェノール、フルフリルアルコール＋ジ
メチロール尿素、フルフリルアルコール、フルフリルア
ルコール＋ホルムアルデヒド、フルフリルアルコール＋
フラフラール、フルフラール＋ケトン類等よりなる重合
体が、非水電解液二次電池用負極剤として非常に良好な
特性を示す。
機材料を焼成等の手法により炭素化して得られる炭素質
材料が挙げられ、炭素化の出発原料としてはフルフリル
アルコールあるいはフルフラールのホモポリマー、コポ
リマーよりなるフラン樹脂が好適である。具体的には、
フラフラール＋フェノール、フルフリルアルコール＋ジ
メチロール尿素、フルフリルアルコール、フルフリルア
ルコール＋ホルムアルデヒド、フルフリルアルコール＋
フラフラール、フルフラール＋ケトン類等よりなる重合
体が、非水電解液二次電池用負極剤として非常に良好な
特性を示す。
【００３８】あるいは、原料として水素／炭素原子比
０．６〜０．８の石油ピッチを用い、これに酸素を含む
官能基を導入し、いわゆる酸素架橋を施して酸素含有量
１０〜２０重量％の前駆体とした後、焼成して得られる
炭素質材料も好適である。
０．６〜０．８の石油ピッチを用い、これに酸素を含む
官能基を導入し、いわゆる酸素架橋を施して酸素含有量
１０〜２０重量％の前駆体とした後、焼成して得られる
炭素質材料も好適である。
【００３９】さらには、前記フラン樹脂や石油ピッチ等
を炭素化する際にリン化合物、あるいはホウ素化合物を
添加することにより、リチウムに対するドープ量を大き
なものとした炭素材料も使用可能である。
を炭素化する際にリン化合物、あるいはホウ素化合物を
添加することにより、リチウムに対するドープ量を大き
なものとした炭素材料も使用可能である。
【００４０】一方、正極にはＬｉX ＭＯ2(ただし、Ｍは
１種以上の遷移金属、好ましくは、ＣｏまたはＮｉの少
なくとも１種をあらわし、０．０５≦Ｘ≦１．１０であ
る。）を含んだ活物質が使用される。かかる活物質とし
ては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＮｉy Ｃｏ
(1-y) Ｏ2(但し、０．０５≦Ｘ≦１．１０、０＜ｙ＜
１）で表される複合酸化物が挙げられる。
１種以上の遷移金属、好ましくは、ＣｏまたはＮｉの少
なくとも１種をあらわし、０．０５≦Ｘ≦１．１０であ
る。）を含んだ活物質が使用される。かかる活物質とし
ては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＮｉy Ｃｏ
(1-y) Ｏ2(但し、０．０５≦Ｘ≦１．１０、０＜ｙ＜
１）で表される複合酸化物が挙げられる。
【００４１】上記複合酸化物は、たとえばリチウム、コ
バルト、ニッケル等の炭酸塩を組成に応じて混合し、酸
素存在雰囲気下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成
することにより得られる。なお、出発原料は炭酸塩に限
定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可能であ
る。
バルト、ニッケル等の炭酸塩を組成に応じて混合し、酸
素存在雰囲気下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成
することにより得られる。なお、出発原料は炭酸塩に限
定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可能であ
る。
【００４２】また、電解液としては、例えばリチウム塩
を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解液が用い
られる。ここで有機溶媒としては、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、ジエチルカーボネート、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラ
クトン、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、
プロピオリトリル等の単独もしくは二種類以上の混合溶
媒が使用できる。電解質も従来より公知のものがいずれ
も使用でき、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰ
Ｆ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5)4 、ＬｉＣｌ、Ｌ
ｉＢｒ、ＣＨ3ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ等があ
る。
を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解液が用い
られる。ここで有機溶媒としては、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、ジエチルカーボネート、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラ
クトン、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、
プロピオリトリル等の単独もしくは二種類以上の混合溶
媒が使用できる。電解質も従来より公知のものがいずれ
も使用でき、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰ
Ｆ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5)4 、ＬｉＣｌ、Ｌ
ｉＢｒ、ＣＨ3ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ等があ
る。
【００４３】渦巻式電極の最外周に貼付けるテープは種
々のものが使用可能であるが、テープ及び粘着剤の材質
が電解液の有機溶媒に対して安定であること、テープの
粘着剤の最外周に巻回されるセパレータへの粘着強度等
を考慮して選択することができる。特に、この種の電池
に一般的に用いられている電解液に対しては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステ
ル、ポリイミド、フッ素樹脂系のテープの使用が望まし
い。
々のものが使用可能であるが、テープ及び粘着剤の材質
が電解液の有機溶媒に対して安定であること、テープの
粘着剤の最外周に巻回されるセパレータへの粘着強度等
を考慮して選択することができる。特に、この種の電池
に一般的に用いられている電解液に対しては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステ
ル、ポリイミド、フッ素樹脂系のテープの使用が望まし
い。
【００４４】次に、上述実施例において作製した電池を
各々２０本用意し、上限電圧を４．２Ｖに設定し、１Ａ
の定電流で２．５時間充電後、４００ｍＡの定電流で
２．７５Ｖまで放電する充放電サイクルを繰り返した。
各々２０本用意し、上限電圧を４．２Ｖに設定し、１Ａ
の定電流で２．５時間充電後、４００ｍＡの定電流で
２．７５Ｖまで放電する充放電サイクルを繰り返した。
【００４５】これらの電池の１０サイクル目の容量（以
下、初期容量と記す）、並びに１００サイクル目の容量
の平均値（各ｎ＝２０）を、各電極の巻き終わり部の固
定に用いた粘着テープ長さと共に、表１に示した。
下、初期容量と記す）、並びに１００サイクル目の容量
の平均値（各ｎ＝２０）を、各電極の巻き終わり部の固
定に用いた粘着テープ長さと共に、表１に示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】表１に示すように、第１〜第３の本例電池
は従来の方法による第１の比較例電池に比べ、サイクル
経過後の容量が大きく、充放電サイクル進行に伴う劣化
率が小さい。
は従来の方法による第１の比較例電池に比べ、サイクル
経過後の容量が大きく、充放電サイクル進行に伴う劣化
率が小さい。
【００４８】以上示したように、本例電池は高容量が得
られ、サイクル寿命に優れる。なお、実施例の説明には
一枚の粘着テープで固定した場合を示したが、合計の長
さが本発明の範囲にはいるように、複数枚に分割して断
続的に貼ることも可能である。この場合、複数枚のうち
の一枚が巻き終わり部の固定に使われる。
られ、サイクル寿命に優れる。なお、実施例の説明には
一枚の粘着テープで固定した場合を示したが、合計の長
さが本発明の範囲にはいるように、複数枚に分割して断
続的に貼ることも可能である。この場合、複数枚のうち
の一枚が巻き終わり部の固定に使われる。
【００４９】また、説明には粘着テープの幅は、電極
（セパレータ）のほぼ全域を覆うものを用いたが、必ず
しもこの幅が確保できなくともよい。但し、電極幅に対
して４０％以上の部分を覆うことが望ましい。この場
合、テープの貼付け方法としては、１枚のテープでも複
数のテープを使用しても良く、複数のテープにより固定
する場合には、各テープの幅の合計が電極幅に対して４
０％以上であれば良い。
（セパレータ）のほぼ全域を覆うものを用いたが、必ず
しもこの幅が確保できなくともよい。但し、電極幅に対
して４０％以上の部分を覆うことが望ましい。この場
合、テープの貼付け方法としては、１枚のテープでも複
数のテープを使用しても良く、複数のテープにより固定
する場合には、各テープの幅の合計が電極幅に対して４
０％以上であれば良い。
【００５０】以上のことから、本例によれば、渦巻式電
極の巻き緩みを防止するために最外周に貼り付ける粘着
テープの長さを規定することにより、円筒型非水電解液
二次電池の充放電サイクル特性を向上させることができ
る。
極の巻き緩みを防止するために最外周に貼り付ける粘着
テープの長さを規定することにより、円筒型非水電解液
二次電池の充放電サイクル特性を向上させることができ
る。
【００５１】なお、上述実施例においては、渦巻式電極
の外径をＬとし、巻き終わり部を固定する粘着テープの
外径に沿う長さをｋπＬとするとき、ｋ≧０．６のもの
について検討を行った。
の外径をＬとし、巻き終わり部を固定する粘着テープの
外径に沿う長さをｋπＬとするとき、ｋ≧０．６のもの
について検討を行った。
【００５２】実施例の厚さ２５μｍの支持体を用いた場
合、ｋ≧２にしても効果は変わらず、また、ｋを余り大
きくするとその体積分だけ電極の体積を減らすことにな
る。しかし、粘着テープをさらに薄いものを用いれば、
ｋを２以上にすることも可能である。
合、ｋ≧２にしても効果は変わらず、また、ｋを余り大
きくするとその体積分だけ電極の体積を減らすことにな
る。しかし、粘着テープをさらに薄いものを用いれば、
ｋを２以上にすることも可能である。
【００５３】次に、本例円筒型非水電解液二次電池の他
の実施例について図６〜図１０を参照しながら説明しよ
う。
の実施例について図６〜図１０を参照しながら説明しよ
う。
【００５４】図６は、本例円筒型非水電解液二次電池の
他の実施例に用いた渦巻式電極を示すものである。この
渦巻式電極の構成は上述の実施例とほぼ同じものである
が、上述の実施例においては、粘着テープとして電解液
により膨潤しないものを用いていたが、本例では膨潤性
を有する粘着テープを用いたものである。
他の実施例に用いた渦巻式電極を示すものである。この
渦巻式電極の構成は上述の実施例とほぼ同じものである
が、上述の実施例においては、粘着テープとして電解液
により膨潤しないものを用いていたが、本例では膨潤性
を有する粘着テープを用いたものである。
【００５５】次に、本例で用いた渦巻式電極の具体的な
製造方法について説明する。本例においては、第４の本
例電池〜第６の本例電池、及び第２の比較例電池を作製
した。
製造方法について説明する。本例においては、第４の本
例電池〜第６の本例電池、及び第２の比較例電池を作製
した。
【００５６】ここで、負極１、負極集電体９、正極２、
及び正極集電体１０は、上述した実施例での方法と同じ
方法により作製した。
及び正極集電体１０は、上述した実施例での方法と同じ
方法により作製した。
【００５７】第４の本例電池 帯状負極１、帯状正極２及び厚さ２５μｍ、幅４４ｍｍ
の微多孔性ポリプロピレンフィルムより成るセパレータ
３を負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層し
てから、この積層体を渦巻型に多数回巻回した。最外周
の巻き終わり部を、厚さ３０μｍのフッ化ビニリデン樹
脂フィルムを支持体とし、アクリル樹脂系の粘着剤を塗
布した、幅４０ｍｍ、長さ５６ｍｍの粘着テープ２０で
固定して外径１９．６ｍｍの電極を作製した。また、テ
ープは幅方向両端部を２ｍｍずつ残して貼付け、図６に
示したような渦巻式電極を作製した。
の微多孔性ポリプロピレンフィルムより成るセパレータ
３を負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層し
てから、この積層体を渦巻型に多数回巻回した。最外周
の巻き終わり部を、厚さ３０μｍのフッ化ビニリデン樹
脂フィルムを支持体とし、アクリル樹脂系の粘着剤を塗
布した、幅４０ｍｍ、長さ５６ｍｍの粘着テープ２０で
固定して外径１９．６ｍｍの電極を作製した。また、テ
ープは幅方向両端部を２ｍｍずつ残して貼付け、図６に
示したような渦巻式電極を作製した。
【００５８】なお、このベース・フィルムの膨潤性をみ
るために、５０ｍｍ×６０ｍｍの試験片とし、これを使
用電解液に６時間浸せきしこのベース・フィルムの体積
膨張率を測定した結果、これは約４０％であった。
るために、５０ｍｍ×６０ｍｍの試験片とし、これを使
用電解液に６時間浸せきしこのベース・フィルムの体積
膨張率を測定した結果、これは約４０％であった。
【００５９】このようにして作製した渦巻式電極を、図
７に示すように、ニッケルめっきを施した鉄製電池缶５
に収納した。渦巻式電極上下両面には絶縁板４を配設
し、アルミニウム製正極リード１２を正極集電体から導
出して電池蓋７に、ニッケル製負極リード１１を負極集
電体から導出して電池缶５に溶接した。この電池缶５の
中に、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネート
との等容量混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6 を１モル／１の割
合で溶解した電解液を注入した。
７に示すように、ニッケルめっきを施した鉄製電池缶５
に収納した。渦巻式電極上下両面には絶縁板４を配設
し、アルミニウム製正極リード１２を正極集電体から導
出して電池蓋７に、ニッケル製負極リード１１を負極集
電体から導出して電池缶５に溶接した。この電池缶５の
中に、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネート
との等容量混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6 を１モル／１の割
合で溶解した電解液を注入した。
【００６０】アスファルトで表面を塗布した絶縁封口ガ
スケット６を介して電池缶５をかしめることにより、電
流遮断機構を有する安全弁装置８並びに電池蓋７を固定
し、電池内の気密性を保持させた。
スケット６を介して電池缶５をかしめることにより、電
流遮断機構を有する安全弁装置８並びに電池蓋７を固定
し、電池内の気密性を保持させた。
【００６１】以上のような構成で、直径２０ｍｍ、高さ
５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を試作した。
５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を試作した。
【００６２】第５の本例電池 電極最外周の巻き終わり部を固定する粘着テープにおけ
るベース・フィルムの材質を、架橋ポリエチレン・オキ
サイド樹脂としたこと以外は第４の本例電池と同じ方法
で、図６に示したような渦巻式電極を作製し、図７に示
したような直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電
解液電池を試作した。なお、ベース・フィルムの膨潤に
よる体積膨張率は約８２０％であった。
るベース・フィルムの材質を、架橋ポリエチレン・オキ
サイド樹脂としたこと以外は第４の本例電池と同じ方法
で、図６に示したような渦巻式電極を作製し、図７に示
したような直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電
解液電池を試作した。なお、ベース・フィルムの膨潤に
よる体積膨張率は約８２０％であった。
【００６３】第６の本例電池 電極最外周の巻き終わり部を固定する粘着テープにおけ
るベース・フィルムの材質を、一軸延伸した塩化ビニル
樹脂としたこと以外は第４の本例電池と同じ方法で、図
６に示したような渦巻式電極を作製し、図７に示したよ
うな直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電
池を試作した。なお、ベース・フィルムの膨潤による体
積膨張率は約２０％であった。
るベース・フィルムの材質を、一軸延伸した塩化ビニル
樹脂としたこと以外は第４の本例電池と同じ方法で、図
６に示したような渦巻式電極を作製し、図７に示したよ
うな直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電
池を試作した。なお、ベース・フィルムの膨潤による体
積膨張率は約２０％であった。
【００６４】第２の比較例電池 電極最外周の巻き終わり部を固定する粘着テープにおけ
るベース・フィルムの材質を、ポリエステル樹脂とした
こと以外は第４の本例電池と同じ方法で、図８に示した
ような渦巻式電極を作製し、図７に示したような直径２
０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を試作し
た。
るベース・フィルムの材質を、ポリエステル樹脂とした
こと以外は第４の本例電池と同じ方法で、図８に示した
ような渦巻式電極を作製し、図７に示したような直径２
０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を試作し
た。
【００６５】本例の渦巻式電極に用いた粘着テープは、
上述実施例による方法ばかりでなく、他の方法によって
も作製することができる。
上述実施例による方法ばかりでなく、他の方法によって
も作製することができる。
【００６６】すなわち、渦巻式電極の最外周の巻き終わ
り部を固定するための粘着テープとしては、電解液との
接触により、ベース・フィルムが膨潤し体積膨張する材
料を種々使用することができる。
り部を固定するための粘着テープとしては、電解液との
接触により、ベース・フィルムが膨潤し体積膨張する材
料を種々使用することができる。
【００６７】ベース・フィルムの膨潤は、材料の溶解等
によって起きる変化、材質の化学的な反応によって起き
る変化、延伸等の機械的前処理を行った材料の復元力に
よって起きる変化等による結果として現れる現象であ
る。
によって起きる変化、材質の化学的な反応によって起き
る変化、延伸等の機械的前処理を行った材料の復元力に
よって起きる変化等による結果として現れる現象であ
る。
【００６８】ベース・フィルムとなる高分子化合物の、
溶解による膨潤し易さを支配する因子としては、電解液
の有機溶媒に対する誘電率や極性等が挙げられる。ま
た、化学的変化による膨潤とは、電解液中の溶媒、溶質
がベース・フィルムとなる高分子化合物と化学反応し、
新らたな物質が生成することにより、体積が膨張するも
の等をいう。さらに、機械的な性質による膨潤とは、延
伸等の機械的前処理を行ったベース・フィルムが、長さ
方向に収縮することにより、処理前の厚さに復元する結
果生じるもの等をいう。いずれの場合も最適なベース・
フィルムの材質は、使用する電解液の種類によって決定
される。
溶解による膨潤し易さを支配する因子としては、電解液
の有機溶媒に対する誘電率や極性等が挙げられる。ま
た、化学的変化による膨潤とは、電解液中の溶媒、溶質
がベース・フィルムとなる高分子化合物と化学反応し、
新らたな物質が生成することにより、体積が膨張するも
の等をいう。さらに、機械的な性質による膨潤とは、延
伸等の機械的前処理を行ったベース・フィルムが、長さ
方向に収縮することにより、処理前の厚さに復元する結
果生じるもの等をいう。いずれの場合も最適なベース・
フィルムの材質は、使用する電解液の種類によって決定
される。
【００６９】ここで、膨潤というのは、直接フィルムの
厚さが増加するものだけでなく、フィルム本来の厚さに
はほとんど変化は見られないが、長さ方向への増加がシ
ワとなって現れ、実質的に厚さが増加した場合と同様の
効果が得られるものも含まれる。
厚さが増加するものだけでなく、フィルム本来の厚さに
はほとんど変化は見られないが、長さ方向への増加がシ
ワとなって現れ、実質的に厚さが増加した場合と同様の
効果が得られるものも含まれる。
【００７０】また、テープに塗布される粘着剤は最外周
に巻回されるセパレータへの粘着強度等を考慮して種々
選択することができるが、用いる電解液の有機溶媒に対
して安定であることが望ましい。
に巻回されるセパレータへの粘着強度等を考慮して種々
選択することができるが、用いる電解液の有機溶媒に対
して安定であることが望ましい。
【００７１】次に、上述実施例において作製した電池と
各々２０本用意し、上限電圧を４．２Ｖに設定し、１Ａ
の定電流で２．５時間充電後、４００ｍＡの定電流で
２．７５Ｖまで放電する充放電サイクルを繰り返した。
なお、電極を間に挿入する時点においては、電極外径〜
缶内径間に生産上十分なクリアランスが確保されている
ため、第４〜第６の本例電池、第２の比較例電池共に挿
入不良は発生しなかった。
各々２０本用意し、上限電圧を４．２Ｖに設定し、１Ａ
の定電流で２．５時間充電後、４００ｍＡの定電流で
２．７５Ｖまで放電する充放電サイクルを繰り返した。
なお、電極を間に挿入する時点においては、電極外径〜
缶内径間に生産上十分なクリアランスが確保されている
ため、第４〜第６の本例電池、第２の比較例電池共に挿
入不良は発生しなかった。
【００７２】これらの電池の１０サイクル目の容量（初
期容量）、並びに１００サイクル目の容量の平均値（ｎ
＝２０）を、表２に示した。また、１００サイクル経過
後の電池を分解し、各電極の巻き終わり部の固定に用い
た粘着テープのベース・フィルムの膨潤の有無を調べ、
表２に併せて示した。
期容量）、並びに１００サイクル目の容量の平均値（ｎ
＝２０）を、表２に示した。また、１００サイクル経過
後の電池を分解し、各電極の巻き終わり部の固定に用い
た粘着テープのベース・フィルムの膨潤の有無を調べ、
表２に併せて示した。
【００７３】
【表２】
【００７４】表２に示すように、本発明電池は従来の方
法による比較例電池に比べ、サイクル経過後の容量が大
きく、充放電サイクル進行に伴う劣化率が小さい。これ
は、１００サイクル経過後の第４の本例電池より取り出
した粘着テープのベース・フィルムの外観（図９参照）
からもわかるように、電解液との接触により膨潤したフ
ィルムが電極外径と電池缶内径とのクリアランスを埋
め、さらに電極に対し外周方向から中心に向けて加圧す
る力が働き、円滑に電極反応が行われたためと考えられ
る。なお、第２の比較例電池から取り出したベースフィ
ルムの外観を図１０に示した。
法による比較例電池に比べ、サイクル経過後の容量が大
きく、充放電サイクル進行に伴う劣化率が小さい。これ
は、１００サイクル経過後の第４の本例電池より取り出
した粘着テープのベース・フィルムの外観（図９参照）
からもわかるように、電解液との接触により膨潤したフ
ィルムが電極外径と電池缶内径とのクリアランスを埋
め、さらに電極に対し外周方向から中心に向けて加圧す
る力が働き、円滑に電極反応が行われたためと考えられ
る。なお、第２の比較例電池から取り出したベースフィ
ルムの外観を図１０に示した。
【００７５】本例によれば高容量で、サイクル特性に優
れた電池が生産性よく量産できる。なお、実施例の説明
には電解液に対し膨潤する材質のベース・フィルムから
なる一枚の粘着テープで固定した場合を示したが、複数
の材質からなる粘着テープを併用したり、非膨潤性テー
プで固定した後、その外周に更に膨潤性テープを貼付け
たり、あるいは膨潤性フィルムを電極〜缶間に挿入し同
様の効果を期待することもできる。
れた電池が生産性よく量産できる。なお、実施例の説明
には電解液に対し膨潤する材質のベース・フィルムから
なる一枚の粘着テープで固定した場合を示したが、複数
の材質からなる粘着テープを併用したり、非膨潤性テー
プで固定した後、その外周に更に膨潤性テープを貼付け
たり、あるいは膨潤性フィルムを電極〜缶間に挿入し同
様の効果を期待することもできる。
【００７６】なお、上述の実施例で用いたベース・フィ
ルムの膨潤性については、常温で１昼夜このベース・フ
ィルムを使用電解液に浸せきした結果、体積膨張率が５
％以上であることが好ましく、また１０％以上であれば
さらに好ましい効果が得られる。
ルムの膨潤性については、常温で１昼夜このベース・フ
ィルムを使用電解液に浸せきした結果、体積膨張率が５
％以上であることが好ましく、また１０％以上であれば
さらに好ましい効果が得られる。
【００７７】以上のことから、本例によれば、渦巻式電
極の巻き緩みを防止するために最外周に貼り付ける粘着
テープのベース・フィルムの材質を、電解液との接触に
より膨潤する材料とすることにより、非水電解液二次電
池の充放電サイクル特性を向上させることができる。ま
た、粘着テープの長さを種々の長さにして用いることも
勿論できる。
極の巻き緩みを防止するために最外周に貼り付ける粘着
テープのベース・フィルムの材質を、電解液との接触に
より膨潤する材料とすることにより、非水電解液二次電
池の充放電サイクル特性を向上させることができる。ま
た、粘着テープの長さを種々の長さにして用いることも
勿論できる。
【００７８】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
【００７９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
渦巻式電極の最外周に貼り付ける粘着テープの長さを規
定することにより、また、粘着テープのベース・フィル
ムの材質を電解液との接触により膨潤する材料とするこ
とにより、円筒型非水電解液二次電池の充放電サイクル
特性を向上させることができる。
渦巻式電極の最外周に貼り付ける粘着テープの長さを規
定することにより、また、粘着テープのベース・フィル
ムの材質を電解液との接触により膨潤する材料とするこ
とにより、円筒型非水電解液二次電池の充放電サイクル
特性を向上させることができる。
【図１】本発明円筒型非水電解液二次電池の一実施例の
渦巻式電極を示す構成図である。
渦巻式電極を示す構成図である。
【図２】本発明円筒型非水電解液二次電池の一実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明円筒型非水電解液二次電池の一実施例の
渦巻式電極を示す斜視図である。
渦巻式電極を示す斜視図である。
【図４】本発明円筒型非水電解液二次電池の一実施例の
渦巻式電極を示す構成図である。
渦巻式電極を示す構成図である。
【図５】円筒型非水電解液二次電池の比較例の渦巻式電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図６】本発明円筒型非水電解液二次電池の他の実施例
の渦巻式電極を示す構成図である。
の渦巻式電極を示す構成図である。
【図７】本発明円筒型非水電解液二次電池の他の実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図８】円筒型非水電解液二次電池の比較例の渦巻式電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図９】本例の渦巻式電極から取り出した粘着テープの
ベース・フィルムを示す説明図である。
ベース・フィルムを示す説明図である。
【図１０】比較例の渦巻式電極から取り出した粘着テー
プのベース・フィルムを示す説明図である。
プのベース・フィルムを示す説明図である。
１１ 負極リード １２ 正極リード １５ 渦巻式電極 ２０ 粘着テープ
フロントページの続き (72)発明者 小丸 篤雄 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１−１ 株式会社ソニー・エナジー・テック郡山 工場内 (72)発明者 伊達 尚幸 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１−１ 株式会社ソニー・エナジー・テック郡山 工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 帯状負極及び帯状正極をセパレータを介
して積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部
を粘着テープを用いて固定される渦巻式電極を非水電解
液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二
次電池において、 上記渦巻式電極の外径をＬとし、巻き終わり部を固定す
る粘着テープの該外径に沿う長さをｋπＬとするとき、
ｋ≧０．６であることを特徴とする円筒型非水電解液二
次電池。 - 【請求項２】 帯状負極及び帯状正極をセパレータを介
して積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部
を粘着テープを用いて固定される渦巻式電極を非水電解
液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二
次電池において、 上記粘着テープは支持体上に粘着層を有してなり、該支
持体は上記電解液との接触により膨潤し、体積膨張する
材料よりなることを特徴とする円筒型非水電解液二次電
池。 - 【請求項３】 帯状負極及び帯状正極をセパレータを介
して積層するように渦巻状に巻回し、その巻き終わり部
を粘着テープを用いて固定される渦巻式電極を非水電解
液とともに電池缶内に収容してなる円筒型非水電解液二
次電池において、 上記渦巻式電極の外径をＬとし、巻き終わり部を固定す
る粘着テープの該外径に沿う長さをｋπＬとするとき、
ｋ≧０．６であり、 かつ、上記粘着テープは支持体上に粘着層を有してな
り、該支持体は上記電解液との接触により膨潤し、体積
膨張する材料よりなることを特徴とする円筒型非水電解
液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29288092A JP3321853B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29288092A JP3321853B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150971A true JPH06150971A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3321853B2 JP3321853B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=17787576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29288092A Expired - Lifetime JP3321853B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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