JPH07320714A - 渦巻電極体を備えた電池 - Google Patents
渦巻電極体を備えた電池Info
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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
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 渦巻電極体を備えた電池において、内部短絡
等を防止するとともに製造工程の簡略化をはかる。 【構成】 本発明の渦巻電極体を備えた電池は、セパレ
ータを介して正極及び負極を巻芯に捲回した渦巻電極体
を電池ケース内に収納した電池であって、前記巻芯は、
中央部分が弾性を有する絶縁部材で構成されると共に両
端部が電気伝導性金属部材で構成されており、前記各金
属部材は、前記正極及び負極にそれぞれ電気的接続され
ており、かつ前記各金属部材は、電池ケースの正極端子
及び負極端子に各々圧接され、電気的に接続されている
ことを特徴とする。
等を防止するとともに製造工程の簡略化をはかる。 【構成】 本発明の渦巻電極体を備えた電池は、セパレ
ータを介して正極及び負極を巻芯に捲回した渦巻電極体
を電池ケース内に収納した電池であって、前記巻芯は、
中央部分が弾性を有する絶縁部材で構成されると共に両
端部が電気伝導性金属部材で構成されており、前記各金
属部材は、前記正極及び負極にそれぞれ電気的接続され
ており、かつ前記各金属部材は、電池ケースの正極端子
及び負極端子に各々圧接され、電気的に接続されている
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、渦巻電極体を備えた電
池において、特に渦巻電極体の巻芯に関するものであ
る。
池において、特に渦巻電極体の巻芯に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、渦巻電極体を備えた電池におい
て、その集電は、正、負極から取り出したタブまたは別
途芯体に溶接したリード部等を電池外装缶または封口体
に溶接したり、渦巻電極体の最外周部分の電極体を直接
電池外装缶に接触させたりして、集電を行っていた。
て、その集電は、正、負極から取り出したタブまたは別
途芯体に溶接したリード部等を電池外装缶または封口体
に溶接したり、渦巻電極体の最外周部分の電極体を直接
電池外装缶に接触させたりして、集電を行っていた。
【０００３】しかしながら、タブ部やリード部を溶接す
る場合、このタブ部やリード部の折れ曲がり等によって
電極体と接触して、内部短絡を生じる等の問題があり、
これを解消するために、電極体上部に絶縁板等を入れた
り、検査工程を追加しなければならないといった対策が
必要となり、作業工程が煩雑になるという問題点があ
る。
る場合、このタブ部やリード部の折れ曲がり等によって
電極体と接触して、内部短絡を生じる等の問題があり、
これを解消するために、電極体上部に絶縁板等を入れた
り、検査工程を追加しなければならないといった対策が
必要となり、作業工程が煩雑になるという問題点があ
る。
【０００４】また、実開昭５６−１５００６８号公報、
実開昭５９−６１４６８号公報には、巻芯を兼ねた金属
棒を封口体に接触あるいはスポット溶接して、集電する
ことが開示されている。
実開昭５９−６１４６８号公報には、巻芯を兼ねた金属
棒を封口体に接触あるいはスポット溶接して、集電する
ことが開示されている。
【０００５】しかしながら、この場合では、金属棒で集
電しない他方の電極に対しては、上述と同様の問題点が
ある。
電しない他方の電極に対しては、上述と同様の問題点が
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題点を解決し、電極体からの集電を確実に行えると
共に、製造工程が簡略化され、内部短絡が確実に防止で
きるものである。
な問題点を解決し、電極体からの集電を確実に行えると
共に、製造工程が簡略化され、内部短絡が確実に防止で
きるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の渦巻電極体を備
えた電池は、セパレータを介して正極及び負極を巻芯に
捲回した渦巻電極体を電池ケース内に収納した電池であ
って、前記巻芯は、中央部分が弾性を有する絶縁部材で
構成されると共に両端部が電気伝導性金属部材で構成さ
れており、前記各金属部材は、前記正極及び負極にそれ
ぞれ電気的接続されており、かつ前記各金属部材は、電
池ケースの正極端子及び負極端子に各々圧接され、電気
的に接続されていることを特徴とする。
えた電池は、セパレータを介して正極及び負極を巻芯に
捲回した渦巻電極体を電池ケース内に収納した電池であ
って、前記巻芯は、中央部分が弾性を有する絶縁部材で
構成されると共に両端部が電気伝導性金属部材で構成さ
れており、前記各金属部材は、前記正極及び負極にそれ
ぞれ電気的接続されており、かつ前記各金属部材は、電
池ケースの正極端子及び負極端子に各々圧接され、電気
的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】また、前記絶縁部材が熱可塑性部材である
ことが好ましい。
ことが好ましい。
【０００９】さらに、前記熱可塑性部材がポリプロピレ
ン製であることが好ましい。
ン製であることが好ましい。
【００１０】
【作用】本発明は、中央部が弾性を有する絶縁部材で構
成される巻芯を渦巻電極体の集電に用いたことにより、
電池ケース内の正極端子及び負極端子への集電は、絶縁
部材の弾性力によって巻芯両端部の金属部材に各々圧接
されているので、タブまたはリード部等は不必要とな
る。
成される巻芯を渦巻電極体の集電に用いたことにより、
電池ケース内の正極端子及び負極端子への集電は、絶縁
部材の弾性力によって巻芯両端部の金属部材に各々圧接
されているので、タブまたはリード部等は不必要とな
る。
【００１１】従って、タブ、リード部を使用することに
よって生じる内部短絡等の危険性が本発明では防止でき
る。
よって生じる内部短絡等の危険性が本発明では防止でき
る。
【００１２】さらに、本発明は、その内部短絡の検査工
程等もなくなり、合理化がはかれるので生産性が向上す
る。
程等もなくなり、合理化がはかれるので生産性が向上す
る。
【００１３】また、外部短絡や過充電等によって、電池
が発熱した場合、巻芯の中央部の絶縁部材が熱可塑性部
材からなるので、巻芯中央部の絶縁部材が塑性変形して
弾性力が著しく低下し、集電が不良となり、短絡電流を
遮断することができる（図２）。
が発熱した場合、巻芯の中央部の絶縁部材が熱可塑性部
材からなるので、巻芯中央部の絶縁部材が塑性変形して
弾性力が著しく低下し、集電が不良となり、短絡電流を
遮断することができる（図２）。
【００１４】
［実施例１］以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
述する。
述する。
【００１５】図１に本発明の渦巻電極体を備えた電池の
要部断面図を示す。１は二酸化マンガン合剤をシート状
にした正極と、リチウム金属箔を用いた負極との間に、
ポリプロピレン製の微多孔性膜のセパレータとを介して
巻芯２に捲回した渦巻電極体である。
要部断面図を示す。１は二酸化マンガン合剤をシート状
にした正極と、リチウム金属箔を用いた負極との間に、
ポリプロピレン製の微多孔性膜のセパレータとを介して
巻芯２に捲回した渦巻電極体である。
【００１６】３は金属部材のステンレス製からなる正極
集電棒であり、５は金属部材のニッケル製からなる負極
集電棒である。尚、正極集電棒３及び負極集電棒５共に
それぞれ正極及び負極と電気接続されている。
集電棒であり、５は金属部材のニッケル製からなる負極
集電棒である。尚、正極集電棒３及び負極集電棒５共に
それぞれ正極及び負極と電気接続されている。
【００１７】巻芯２は、集電棒３，５の中央部をポリプ
ロピレン製の絶縁部材４で形成され、その直径は４ｍｍ
である。電池ケース６は、電池外装缶７及び封口板８と
から構成され、電池外装缶７の内部に渦巻電極体１を挿
入しており、電解液を注液後、電池外装缶開口部に絶縁
パッキング９を介して、安全装置を備えた封口板７を配
置して、かしめ固定されている。
ロピレン製の絶縁部材４で形成され、その直径は４ｍｍ
である。電池ケース６は、電池外装缶７及び封口板８と
から構成され、電池外装缶７の内部に渦巻電極体１を挿
入しており、電解液を注液後、電池外装缶開口部に絶縁
パッキング９を介して、安全装置を備えた封口板７を配
置して、かしめ固定されている。
【００１８】この状態では、巻芯２は中央部の絶縁部材
４の弾性力によって、正極は集電棒３によって、正極端
子を兼ねる封口体８に圧接集電され、負極は集電棒５に
よって、負極端子を兼ねる電池外装缶７に圧接集電され
ている。このように作製した電池を、本発明電池Ａとす
る。
４の弾性力によって、正極は集電棒３によって、正極端
子を兼ねる封口体８に圧接集電され、負極は集電棒５に
よって、負極端子を兼ねる電池外装缶７に圧接集電され
ている。このように作製した電池を、本発明電池Ａとす
る。
【００１９】［比較例１］図３に比較例１の要部断面図
を示す。２１は二酸化マンガン合剤をシート状にした正
極と、リチウム金属箔を用いた負極との間に、ポリプロ
ピレン製の微多孔性膜のセパレータとを介した渦巻電極
体である。
を示す。２１は二酸化マンガン合剤をシート状にした正
極と、リチウム金属箔を用いた負極との間に、ポリプロ
ピレン製の微多孔性膜のセパレータとを介した渦巻電極
体である。
【００２０】２３は正極芯体に取り付けた集電用のステ
ンレスタブであり、２５は負極芯体に取り付けた集電用
のニッケルタブである。ステンレスタブ２３は封口体７
に、ニッケルタブ２５は外装缶６にそれぞれスポット溶
接することで集電される。
ンレスタブであり、２５は負極芯体に取り付けた集電用
のニッケルタブである。ステンレスタブ２３は封口体７
に、ニッケルタブ２５は外装缶６にそれぞれスポット溶
接することで集電される。
【００２１】以下、実施例１と同様にして電池を作製
し、この電池を比較電池Ｘ１とした。
し、この電池を比較電池Ｘ１とした。
【００２２】［比較例２］図４に比較例２の要部断面図
を示す。３１は二酸化マンガン合剤をシート状にした正
極と、リチウム金属箔を用いた負極との間に、ポリプロ
ピレン製の微多孔性膜のセパレータとを介して負極集電
用巻芯３３に捲回した渦巻電極体である。
を示す。３１は二酸化マンガン合剤をシート状にした正
極と、リチウム金属箔を用いた負極との間に、ポリプロ
ピレン製の微多孔性膜のセパレータとを介して負極集電
用巻芯３３に捲回した渦巻電極体である。
【００２３】負極集電用巻芯３３は、封口体７にスポッ
ト溶接されて集電されている。正極の集電方法は、渦巻
電極体最外周部分の正極を直接電池外装缶に接触させて
集電している。
ト溶接されて集電されている。正極の集電方法は、渦巻
電極体最外周部分の正極を直接電池外装缶に接触させて
集電している。
【００２４】以下、実施例１と同様にして電池を作製
し、この電池を比較電池Ｘ２とした。
し、この電池を比較電池Ｘ２とした。
【００２５】［実験１］本発明電池Ａ、比較電池Ｘ１及
びＸ２をそれぞれ、１ｍの高さからコンクリート上に１
０回自然落下させた後、電池の内部短絡の発生率を表１
に示した。尚、実験した電池の数量はそれぞれ１０個と
する。
びＸ２をそれぞれ、１ｍの高さからコンクリート上に１
０回自然落下させた後、電池の内部短絡の発生率を表１
に示した。尚、実験した電池の数量はそれぞれ１０個と
する。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１から、本発明電池Ａは、落下衝撃によ
る電極群の移動が少なく、正、負極のタブが存在しない
ので、タブと電極群との接触による内部短絡発生率が低
いと考えられる。
る電極群の移動が少なく、正、負極のタブが存在しない
ので、タブと電極群との接触による内部短絡発生率が低
いと考えられる。
【００２８】［実験２］次に、本発明電池Ａ、比較電池
Ｘ１及びＸ２を外部短絡させる実験を行った。この実験
で短時間に短絡電流を遮断できずに電池外部温度が上昇
する電池を不良電池と判定し、この不良電池の発生割合
を電池不良率として表した。この結果を表２に示す。
尚、実験した電池の数量はそれぞれ１０個とする。
Ｘ１及びＸ２を外部短絡させる実験を行った。この実験
で短時間に短絡電流を遮断できずに電池外部温度が上昇
する電池を不良電池と判定し、この不良電池の発生割合
を電池不良率として表した。この結果を表２に示す。
尚、実験した電池の数量はそれぞれ１０個とする。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２より、本発明電池Ａは、外部短絡した
場合でも電池不良率が低いことが判る。
場合でも電池不良率が低いことが判る。
【００３１】ここで、本発明電池Ａ、比較電池Ｘ１及び
Ｘ２の外部短絡時間における短絡電流と電池外部温度の
関係を図５に示す。
Ｘ２の外部短絡時間における短絡電流と電池外部温度の
関係を図５に示す。
【００３２】図５からわかるように、本発明電池Ａは、
電池外部温度が約１２０℃に達すると、急激に短絡電流
が減少していることが判る。これは、図２に示すよう
に、温度上昇が生じると、巻芯２の中央部に用いられて
いるポリプロピレン製の絶縁部材４の熱変形によって、
封口体８及び電池外装缶７に圧接する弾性力が失われる
ので、巻芯が接触することができなくなり、集電が不良
となって短絡電流が流れないので、温度上昇が抑えられ
ると考えられる。
電池外部温度が約１２０℃に達すると、急激に短絡電流
が減少していることが判る。これは、図２に示すよう
に、温度上昇が生じると、巻芯２の中央部に用いられて
いるポリプロピレン製の絶縁部材４の熱変形によって、
封口体８及び電池外装缶７に圧接する弾性力が失われる
ので、巻芯が接触することができなくなり、集電が不良
となって短絡電流が流れないので、温度上昇が抑えられ
ると考えられる。
【００３３】
【発明の効果】本発明では、巻芯の中央部に設けた弾力
性を有する絶縁部材の反発力により、渦巻電極体の電極
部から封口体及び電池外装缶への集電が行えるので、製
造工程が簡略化され、さらに、集電タブまたはリードを
使用することがないので、タブ等と電極体による内部短
絡が防止することができ、また、外部短絡等の異常時に
よる温度上昇が生じた場合、絶縁部材が熱変形を生じ
て、弾性力が失われ集電効果を低下させるため、電流の
流れを遮断することができ、電池が発火する危険もなく
安全性が向上する。
性を有する絶縁部材の反発力により、渦巻電極体の電極
部から封口体及び電池外装缶への集電が行えるので、製
造工程が簡略化され、さらに、集電タブまたはリードを
使用することがないので、タブ等と電極体による内部短
絡が防止することができ、また、外部短絡等の異常時に
よる温度上昇が生じた場合、絶縁部材が熱変形を生じ
て、弾性力が失われ集電効果を低下させるため、電流の
流れを遮断することができ、電池が発火する危険もなく
安全性が向上する。
【００３４】尚、本発明は、一次電池、二次電池に関係
なく渦巻電極体を備えた電池において効果がある。
なく渦巻電極体を備えた電池において効果がある。
【図１】本発明電池Ａの要部断面図。
【図２】本発明電池Ａの外部短絡時の要部断面図。
【図３】比較電池Ｘ１の要部断面図。
【図４】比較電池Ｘ２の要部断面図。
【図５】短絡時間と電池外部温度及び短絡電流の関係を
示した図。
示した図。
１，２１，３１・・・・・渦巻電極体 ２・・・・・・・・・・・巻芯 ３・・・・・・・・・・・正極集電棒（金属部材） ４・・・・・・・・・・・絶縁部材 ５・・・・・・・・・・・負極集電棒（金属部材） ６・・・・・・・・・・・電池ケース Ａ・・・・・・・・・・・本発明電池 Ｘ１，Ｘ２・・・・・・・比較電池
Claims (3)
- 【請求項１】 セパレータを介して正極及び負極を巻芯
に捲回した渦巻電極体を電池ケース内に収納した電池で
あって、前記巻芯は、中央部分が弾性を有する絶縁部材
で構成されると共に両端部が電気伝導性金属部材で構成
されており、前記各金属部材は、前記正極及び負極にそ
れぞれ電気的接続されており、かつ前記各金属部材は、
電池ケースの正極端子及び負極端子に各々圧接され、電
気的に接続されていることを特徴とする渦巻電極体を備
えた電池。 - 【請求項２】 前記絶縁部材が熱可塑性部材であること
を特徴とする請求項１記載の渦巻電極体を備えた電池。 - 【請求項３】 前記熱可塑性部材がポリプロピレン製で
あることを特徴とする請求項２記載の渦巻電極体を備え
た電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112994A JP3407973B2 (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 渦巻電極体を備えた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112994A JP3407973B2 (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 渦巻電極体を備えた電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320714A true JPH07320714A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3407973B2 JP3407973B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=14553185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11112994A Expired - Fee Related JP3407973B2 (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 渦巻電極体を備えた電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407973B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000348754A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電極捲回型電池 |
| JP2006228488A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Nec Corp | 電池及びその製造方法 |
| JP2011071052A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JPWO2013046349A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-03-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 角形電池 |
| CN110379990A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-25 | 金能电池(东莞)有限公司 | 一种不用焊接极耳的纽扣电池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102829177B1 (ko) | 2020-04-06 | 2025-07-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP11112994A patent/JP3407973B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000348754A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電極捲回型電池 |
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