JPH09306471A - 非水電解質二次電池およびその製造方法 - Google Patents
非水電解質二次電池およびその製造方法Info
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- JPH09306471A JPH09306471A JP8121935A JP12193596A JPH09306471A JP H09306471 A JPH09306471 A JP H09306471A JP 8121935 A JP8121935 A JP 8121935A JP 12193596 A JP12193596 A JP 12193596A JP H09306471 A JPH09306471 A JP H09306471A
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高容量化しても不良率が少なく、かつ高率放
電が可能な非水電解質二次電池およびその製造方法を提
供することである。 【解決手段】 アルミニウム基板からなる帯状の正極集
電体１１の両面または片面に、両方の側縁部の領域を除
いてリチウムコバルト酸化物、導電剤および結着剤から
なる正極合材層１４を塗工することにより、両方の側縁
部に未塗工部１２，１３を有する帯状正極板１を形成す
る。正極集電体１１の未塗工部１２に複数の正極リード
端子４を超音波溶接により取り付ける。電極幅Ｌに対す
る正極リード端子接続側の未塗工部１２の幅Ｗ１の割合
は０．７％以上２０％以下とし、他方の未塗工部１３の
幅Ｗ２は０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とする。
電が可能な非水電解質二次電池およびその製造方法を提
供することである。 【解決手段】 アルミニウム基板からなる帯状の正極集
電体１１の両面または片面に、両方の側縁部の領域を除
いてリチウムコバルト酸化物、導電剤および結着剤から
なる正極合材層１４を塗工することにより、両方の側縁
部に未塗工部１２，１３を有する帯状正極板１を形成す
る。正極集電体１１の未塗工部１２に複数の正極リード
端子４を超音波溶接により取り付ける。電極幅Ｌに対す
る正極リード端子接続側の未塗工部１２の幅Ｗ１の割合
は０．７％以上２０％以下とし、他方の未塗工部１３の
幅Ｗ２は０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯状正極板および
帯状負極板を有する非水電解質二次電池に関する。
帯状負極板を有する非水電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池（リチウムイオン二次
電池）は、高エネルギー密度を有しかつ軽量性に優れる
ことから種々の分野で用いられている。特に、駆動機
器、携帯電子機器、電気自動車等の電源として用いられ
るリチウム二次電池は、高率放電性能が要求される。非
水電解質の抵抗は水溶液系電解質に比べて著しく大きい
ために、高率放電性能を得るためには電極を大面積化し
て対向面積を増やす必要がある。そのため、非水電解質
のリチウム二次電池では、水溶液系二次電池の電極と比
較して極めて薄い帯状電極が必要となる。
電池）は、高エネルギー密度を有しかつ軽量性に優れる
ことから種々の分野で用いられている。特に、駆動機
器、携帯電子機器、電気自動車等の電源として用いられ
るリチウム二次電池は、高率放電性能が要求される。非
水電解質の抵抗は水溶液系電解質に比べて著しく大きい
ために、高率放電性能を得るためには電極を大面積化し
て対向面積を増やす必要がある。そのため、非水電解質
のリチウム二次電池では、水溶液系二次電池の電極と比
較して極めて薄い帯状電極が必要となる。
【０００３】図９、図１０および図１１は従来のリチウ
ム二次電池における電極の製造方法を示す図である。ま
ず、図９に示すように、金属箔からなる帯状の集電体５
０の表面に塗布装置６０を用いてスラリー状の電極ペー
スト５２を間欠塗工した後、乾燥させる。集電体５０上
の電極ペースト５２間には未塗工部５１が形成される。
ム二次電池における電極の製造方法を示す図である。ま
ず、図９に示すように、金属箔からなる帯状の集電体５
０の表面に塗布装置６０を用いてスラリー状の電極ペー
スト５２を間欠塗工した後、乾燥させる。集電体５０上
の電極ペースト５２間には未塗工部５１が形成される。
【０００４】次に、図１０に示すように、集電体５０を
スリッタを用いて破線で示すように所定幅に切断するこ
とにより帯状電極板を形成する。その後、図１１に示す
ように、集電体５０の間欠した未塗工部５１にリード端
子５３を溶接する。このようにして製造された帯状正極
板と帯状負極板とをセパレータを介して巻回または積層
することにより発電素子を組み立てる。
スリッタを用いて破線で示すように所定幅に切断するこ
とにより帯状電極板を形成する。その後、図１１に示す
ように、集電体５０の間欠した未塗工部５１にリード端
子５３を溶接する。このようにして製造された帯状正極
板と帯状負極板とをセパレータを介して巻回または積層
することにより発電素子を組み立てる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車等に用いられる大型リチウム二次電池では、１００
〜４００Ｗｈ級という高容量で、かつ２０〜１０００Ａ
という高率放電性能が要求される。このような高率放電
性能を得るためには、１０〜５０本のリード端子が必要
となる。集電体の間欠した未塗工部にリード端子を溶接
する上記の方法では、多数のリード端子を溶接するため
に未塗工部を複数設けると、電極板の面積に対する未塗
工部の面積の割合が大きくなり、電池のエネルギー密度
が低下するという問題が発生する。そのため、高い電池
容量を得ることが困難となる。
動車等に用いられる大型リチウム二次電池では、１００
〜４００Ｗｈ級という高容量で、かつ２０〜１０００Ａ
という高率放電性能が要求される。このような高率放電
性能を得るためには、１０〜５０本のリード端子が必要
となる。集電体の間欠した未塗工部にリード端子を溶接
する上記の方法では、多数のリード端子を溶接するため
に未塗工部を複数設けると、電極板の面積に対する未塗
工部の面積の割合が大きくなり、電池のエネルギー密度
が低下するという問題が発生する。そのため、高い電池
容量を得ることが困難となる。
【０００６】そこで、本発明者は、上記問題を解決すべ
く図１２および図１３に示す電極板の製造方法を案出し
た。図１２に示すように、帯状の集電体７０の表面に、
両方の側縁部の領域を除いて合材層７３を塗工すること
により、集電体７０の表面の両方の側縁部に未塗工部７
１，７２を形成する。そして、集電体７０を破線で示す
ようにスリッタを用いて切断することにより一方の未塗
工部７２を切り離す。その後、図１３に示すように、集
電体７０の未塗工部７１に複数のリード端子８０を溶接
により取り付ける。この方法によれば、高容量でかつ高
率放電が可能な非水電解質二次電池が得られる。
く図１２および図１３に示す電極板の製造方法を案出し
た。図１２に示すように、帯状の集電体７０の表面に、
両方の側縁部の領域を除いて合材層７３を塗工すること
により、集電体７０の表面の両方の側縁部に未塗工部７
１，７２を形成する。そして、集電体７０を破線で示す
ようにスリッタを用いて切断することにより一方の未塗
工部７２を切り離す。その後、図１３に示すように、集
電体７０の未塗工部７１に複数のリード端子８０を溶接
により取り付ける。この方法によれば、高容量でかつ高
率放電が可能な非水電解質二次電池が得られる。
【０００７】しかしながら、さらに高容量化を図るため
に電極密度を向上させるとともに電極板の長さを増大さ
せると、従来の小型電池に比べて不良率が高くなるとい
う問題が生じた。本発明者は、高容量化に伴う不良率の
増加の原因を究明するために種々の検討および実験を行
った結果、以下の点が判明した。
に電極密度を向上させるとともに電極板の長さを増大さ
せると、従来の小型電池に比べて不良率が高くなるとい
う問題が生じた。本発明者は、高容量化に伴う不良率の
増加の原因を究明するために種々の検討および実験を行
った結果、以下の点が判明した。
【０００８】電極密度を向上させるために合材層７３が
塗工された集電体７０を大きな圧力でプレスすると、図
１４に示すように、集電体７０の平面形状が僅かながら
湾曲する。これは、集電体７０として、厚みが１０〜５
０ｍｍと極めて薄くかつ柔らかい銅またはアルミニウム
からなる金属箔を用いているために、プレス圧が加えら
れると合材層７３の塗工部では矢印Ａで示すように金属
箔が圧延され、未塗工部７１では矢印Ｂで示すようにほ
とんど圧延されないことによる。このように、集電体７
０が僅かながら湾曲しているので、図１５に示すよう
に、湾曲した集電体７０を巻芯８１を中心として渦巻き
状に巻回すると、たけのこ状に巻きずれが生じる。その
結果、内部短絡が生じることとなる。
塗工された集電体７０を大きな圧力でプレスすると、図
１４に示すように、集電体７０の平面形状が僅かながら
湾曲する。これは、集電体７０として、厚みが１０〜５
０ｍｍと極めて薄くかつ柔らかい銅またはアルミニウム
からなる金属箔を用いているために、プレス圧が加えら
れると合材層７３の塗工部では矢印Ａで示すように金属
箔が圧延され、未塗工部７１では矢印Ｂで示すようにほ
とんど圧延されないことによる。このように、集電体７
０が僅かながら湾曲しているので、図１５に示すよう
に、湾曲した集電体７０を巻芯８１を中心として渦巻き
状に巻回すると、たけのこ状に巻きずれが生じる。その
結果、内部短絡が生じることとなる。
【０００９】また、集電体７０の硬度と合材層７３の硬
度が異なるので、電極板の製造時に集電体７０を合材層
７３とともにスリッタで切断すると、集電体７０の縁部
に１０〜５０μｍと極めて薄いひげ状の金属片が発生す
ることがある。このようなひげ状の金属片が発生する
と、内部短絡が生じるおそれがある。小容量の二次電池
では、電極長（帯状電極板の長さ）が５０ｃｍ程度と短
いため、ひげ状の金属片の発生確率が低く、不良率は
０．１〜０．５％程度と問題にならない。これに対し
て、電極長が１０〜２０ｍの高容量の二次電池では、ひ
げ状の金属片の発生確率が高く、不良率が２〜２０％と
大きくなる。
度が異なるので、電極板の製造時に集電体７０を合材層
７３とともにスリッタで切断すると、集電体７０の縁部
に１０〜５０μｍと極めて薄いひげ状の金属片が発生す
ることがある。このようなひげ状の金属片が発生する
と、内部短絡が生じるおそれがある。小容量の二次電池
では、電極長（帯状電極板の長さ）が５０ｃｍ程度と短
いため、ひげ状の金属片の発生確率が低く、不良率は
０．１〜０．５％程度と問題にならない。これに対し
て、電極長が１０〜２０ｍの高容量の二次電池では、ひ
げ状の金属片の発生確率が高く、不良率が２〜２０％と
大きくなる。
【００１０】このように、高容量化を図るために電極密
度を向上させかつ電極板の長さを増大させると、内部短
絡による不良率が増加するという問題が生じる。本発明
の目的は、高容量化しても不良率が低く、かつ高率放電
が可能な非水電解質二次電池およびその製造方法を提供
することである。
度を向上させかつ電極板の長さを増大させると、内部短
絡による不良率が増加するという問題が生じる。本発明
の目的は、高容量化しても不良率が低く、かつ高率放電
が可能な非水電解質二次電池およびその製造方法を提供
することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る非水電解質二次電池は、帯状の集電体に合材層が
形成されてなる帯状電極板を有する非水電解質二次電池
において、集電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて
合材層が形成されたものである。
に係る非水電解質二次電池は、帯状の集電体に合材層が
形成されてなる帯状電極板を有する非水電解質二次電池
において、集電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて
合材層が形成されたものである。
【００１２】本発明に係る非水電解質二次電池において
は、集電体の表面の両方の側縁部に合材層の未形成領域
が形成されている。このため、電極密度を向上させるた
めに帯状電極板をプレスしても、帯状電極板の平面形状
が湾曲しない。また、集電体を合材層の未形成領域で切
断することができるので、集電体の縁部にひげ状の金属
片が発生しない。したがって、高容量化にために電極密
度を向上させかつ帯状電極板の長さを長くしても内部短
絡による不良率が低く保たれる。
は、集電体の表面の両方の側縁部に合材層の未形成領域
が形成されている。このため、電極密度を向上させるた
めに帯状電極板をプレスしても、帯状電極板の平面形状
が湾曲しない。また、集電体を合材層の未形成領域で切
断することができるので、集電体の縁部にひげ状の金属
片が発生しない。したがって、高容量化にために電極密
度を向上させかつ帯状電極板の長さを長くしても内部短
絡による不良率が低く保たれる。
【００１３】特に、集電体の少なくとも一方の側縁部に
おける合材層の未形成領域に１または複数のリード端子
が取り付けられることが好ましい。これにより、帯状電
極板の面積に対する合材層の面積を大きく保ちつつリー
ド端子の数または面積を増加させることができる。した
がって、高容量でかつ高率放電が可能となる。
おける合材層の未形成領域に１または複数のリード端子
が取り付けられることが好ましい。これにより、帯状電
極板の面積に対する合材層の面積を大きく保ちつつリー
ド端子の数または面積を増加させることができる。した
がって、高容量でかつ高率放電が可能となる。
【００１４】また、集電体の幅に対する少なくとも一方
の側縁部における未形成領域の幅の割合が０．７％以上
２０％以下であることが好ましい。それにより、リード
端子の取り付け強度を確保するとともに、高い電池容量
を得ることができる。
の側縁部における未形成領域の幅の割合が０．７％以上
２０％以下であることが好ましい。それにより、リード
端子の取り付け強度を確保するとともに、高い電池容量
を得ることができる。
【００１５】さらに、集電体の一方の側縁部における合
材層の未形成領域に１または複数のリード端子が取り付
けられ、集電体の他方の側縁部における合材層の未形成
領域の幅が０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好
ましい。それにより、プレスの際の帯状電極板の湾曲お
よび集電体の切断の際のひげ状の金属片の発生を防止す
ることができ、かつ高い電池容量を確保することができ
る。
材層の未形成領域に１または複数のリード端子が取り付
けられ、集電体の他方の側縁部における合材層の未形成
領域の幅が０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好
ましい。それにより、プレスの際の帯状電極板の湾曲お
よび集電体の切断の際のひげ状の金属片の発生を防止す
ることができ、かつ高い電池容量を確保することができ
る。
【００１６】なお、上記帯状電極板の構造は、帯状正極
板および帯状負極板の一方が有していてもよく、両方が
有していてもよい。ただし、帯状正極板および帯状負極
板の両方が上記の構造を有することが好ましい。これに
より、不良率の低減、高容量および高率放電を効果的に
確保することができる。
板および帯状負極板の一方が有していてもよく、両方が
有していてもよい。ただし、帯状正極板および帯状負極
板の両方が上記の構造を有することが好ましい。これに
より、不良率の低減、高容量および高率放電を効果的に
確保することができる。
【００１７】帯状の正極集電体に正極合材層が形成され
た帯状正極板と帯状の負極集電体に負極合材層が形成さ
れた帯状負極板とがセパレータを介して巻回または積層
されてなる非水電解質二次電池において、正極集電体の
表面に両方の側縁部の領域を除いて正極合材層が形成さ
れ、かつ負極集電体の表面に両方の側縁部の領域を除い
て負極合材層が形成されてもよい。
た帯状正極板と帯状の負極集電体に負極合材層が形成さ
れた帯状負極板とがセパレータを介して巻回または積層
されてなる非水電解質二次電池において、正極集電体の
表面に両方の側縁部の領域を除いて正極合材層が形成さ
れ、かつ負極集電体の表面に両方の側縁部の領域を除い
て負極合材層が形成されてもよい。
【００１８】この場合、電極密度を向上させるために帯
状正極板および帯状負極板をプレスしても、帯状正極板
および帯状負極板の平面形状は湾曲しない。また、集電
体を合材層の未形成領域で切断することができるので、
集電体の縁部にひげ状の金属片が発生しない。したがっ
て、内部短絡による不良率が少なく、高容量の非水電解
質二次電池が得られる。
状正極板および帯状負極板をプレスしても、帯状正極板
および帯状負極板の平面形状は湾曲しない。また、集電
体を合材層の未形成領域で切断することができるので、
集電体の縁部にひげ状の金属片が発生しない。したがっ
て、内部短絡による不良率が少なく、高容量の非水電解
質二次電池が得られる。
【００１９】本発明に係る非水電解質二次電池の製造方
法は、帯状の集電体に合材層が形成されてなる帯状電極
板を有する非水電解質二次電池の製造方法において、集
電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて集電体よりも
狭い幅に合材層を形成するものである。
法は、帯状の集電体に合材層が形成されてなる帯状電極
板を有する非水電解質二次電池の製造方法において、集
電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて集電体よりも
狭い幅に合材層を形成するものである。
【００２０】本発明に係る製造方法においては、集電体
の表面の両方の側縁部に合材層の未形成領域が存在する
ので、電極密度を向上させるために帯状電極板をプレス
しても、帯状電極板の平面形状が湾曲しない。また、集
電体を合材層の未形成領域で切断することができるの
で、集電体の縁部にひげ状の金属片が発生しない。した
がって、内部短絡による不良率が低く、高容量の非水電
解質二次電池が得られる。
の表面の両方の側縁部に合材層の未形成領域が存在する
ので、電極密度を向上させるために帯状電極板をプレス
しても、帯状電極板の平面形状が湾曲しない。また、集
電体を合材層の未形成領域で切断することができるの
で、集電体の縁部にひげ状の金属片が発生しない。した
がって、内部短絡による不良率が低く、高容量の非水電
解質二次電池が得られる。
【００２１】特に、集電体に複数の合材層をストライプ
状に形成した後、集電体を合材層の未形成領域で切断す
ることにより帯状電極板を形成してもよい。この場合、
複数の帯状電極板を効率良く製造することができる。
状に形成した後、集電体を合材層の未形成領域で切断す
ることにより帯状電極板を形成してもよい。この場合、
複数の帯状電極板を効率良く製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照しながら
本発明の一実施例におけるリチウム二次電池およびその
製造方法について説明する。
本発明の一実施例におけるリチウム二次電池およびその
製造方法について説明する。
【００２３】まず、図３において、帯状正極板１は、厚
さ２０μｍのアルミニウム基板（アルミニウム箔）から
なる正極集電体の片面または両面に、リチウムコバルト
複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）を導電剤とともに結着剤を
用いて保持させたものである。帯状正極板１の厚さは例
えば１９０μｍであり、幅は例えば１６５ｍｍである。
さ２０μｍのアルミニウム基板（アルミニウム箔）から
なる正極集電体の片面または両面に、リチウムコバルト
複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）を導電剤とともに結着剤を
用いて保持させたものである。帯状正極板１の厚さは例
えば１９０μｍであり、幅は例えば１６５ｍｍである。
【００２４】帯状負極板３は、厚さ１８μｍの銅基板
（銅箔）からなる負極集電体の片面または両面に黒鉛を
結着剤を用いて保持させたものである。帯状負極板３の
厚さは例えば１６０μｍであり、幅は例えば１６９ｍｍ
である。
（銅箔）からなる負極集電体の片面または両面に黒鉛を
結着剤を用いて保持させたものである。帯状負極板３の
厚さは例えば１６０μｍであり、幅は例えば１６９ｍｍ
である。
【００２５】セパレータ２は、ポリエチレン製の微多孔
膜により形成される。このセパレータ２の厚さは例えば
２５μｍであり、幅は例えば１７３ｍｍである。ここ
で、図１および図２を参照しながら帯状正極板１の製造
方法を説明する。まず、図１に示すように、アルミニウ
ム基板からなる正極集電体１１の表面に、両方の側縁部
の領域を除いてリチウムコバルト複合酸化物、導電剤お
よび結着剤からなる正極合材層１４を塗布装置を用いて
塗工する。これにより、正極集電体１１の表面の両方の
側縁部に一定幅を有する未塗工部１２，１３がそれぞれ
形成される。未塗工部１２，１３では、正極集電体１１
が露出している。一方の未塗工部１２の幅はＷ１であ
り、他方の未塗工部１３の幅はＷ２である。また、帯状
正極板１の幅（電極幅）はＬとなる。
膜により形成される。このセパレータ２の厚さは例えば
２５μｍであり、幅は例えば１７３ｍｍである。ここ
で、図１および図２を参照しながら帯状正極板１の製造
方法を説明する。まず、図１に示すように、アルミニウ
ム基板からなる正極集電体１１の表面に、両方の側縁部
の領域を除いてリチウムコバルト複合酸化物、導電剤お
よび結着剤からなる正極合材層１４を塗布装置を用いて
塗工する。これにより、正極集電体１１の表面の両方の
側縁部に一定幅を有する未塗工部１２，１３がそれぞれ
形成される。未塗工部１２，１３では、正極集電体１１
が露出している。一方の未塗工部１２の幅はＷ１であ
り、他方の未塗工部１３の幅はＷ２である。また、帯状
正極板１の幅（電極幅）はＬとなる。
【００２６】次に、図２に示すように、正極集電体１１
の未塗工部１２に、複数の正極リード端子４を超音波溶
接により取り付ける。このようにして、帯状正極板１が
製造される。
の未塗工部１２に、複数の正極リード端子４を超音波溶
接により取り付ける。このようにして、帯状正極板１が
製造される。
【００２７】なお、未塗工部１２の幅Ｗ１が電極幅Ｌの
０．７％よりも小さいと、正極リード端子４の溶接強度
が弱くなるので、電池組み立て時に正極リード端子４が
外れる等の支障が生じる。一方、未塗工部１２の幅Ｗ１
が電極板Ｌの２０％を越えると、電池容量が低下する。
したがって、未塗工部１２のＷ１は、電極幅Ｌの０．７
％〜２０％であることが好ましい。
０．７％よりも小さいと、正極リード端子４の溶接強度
が弱くなるので、電池組み立て時に正極リード端子４が
外れる等の支障が生じる。一方、未塗工部１２の幅Ｗ１
が電極板Ｌの２０％を越えると、電池容量が低下する。
したがって、未塗工部１２のＷ１は、電極幅Ｌの０．７
％〜２０％であることが好ましい。
【００２８】また、未塗工部１３の幅Ｗ２が０．５ｍｍ
よりも小さいと、プレス時に帯状正極板１が湾曲しやす
くなるので、電池組み立て時に帯状正極板１の巻きずれ
が生じる。一方、未塗工部１３の幅Ｗ２が２０ｍｍを越
えると、電池容量が低下する。したがって、未塗工部１
３の幅Ｗ２は、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ま
しい。
よりも小さいと、プレス時に帯状正極板１が湾曲しやす
くなるので、電池組み立て時に帯状正極板１の巻きずれ
が生じる。一方、未塗工部１３の幅Ｗ２が２０ｍｍを越
えると、電池容量が低下する。したがって、未塗工部１
３の幅Ｗ２は、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ま
しい。
【００２９】なお、帯状負極板３の製造方法も図１およ
び図２に示した製造方法と同様である。図３において、
帯状正極板１の正極集電体の未塗工部には、上記のよう
にして複数の正極リード端子４が取り付けられ、帯状負
極板３の負極集電体の未塗工部には、複数の負極リード
端子５が取り付けられている。これらの帯状正極板１お
よび帯状負極板３をセパレータ２を介して重ね合わせ、
アルミニウム製のパイプからなる巻芯６を中心として渦
巻状に巻回することにより円筒形の電極群を作製する。
この電極群が発電素子となる。
び図２に示した製造方法と同様である。図３において、
帯状正極板１の正極集電体の未塗工部には、上記のよう
にして複数の正極リード端子４が取り付けられ、帯状負
極板３の負極集電体の未塗工部には、複数の負極リード
端子５が取り付けられている。これらの帯状正極板１お
よび帯状負極板３をセパレータ２を介して重ね合わせ、
アルミニウム製のパイプからなる巻芯６を中心として渦
巻状に巻回することにより円筒形の電極群を作製する。
この電極群が発電素子となる。
【００３０】次に、図４に示すように、円筒形の電極群
の外周部をテープ７で固定し、押し潰すことにより長円
形の横断面を有する電極群に成形する。その後、その電
極群を長円形の横断面を有する電池容器（図示せず）に
収納して二重巻き締め封口する。電池容器の寸法は、例
えば、縦５０ｍｍ、横１３０ｍｍおよび高さ２１０ｍｍ
とし、電池容量を１００Ａｈとする。正極リード端子４
および負極リード端子５は電池容器に設けられた正極端
子および負極端子に接続する。
の外周部をテープ７で固定し、押し潰すことにより長円
形の横断面を有する電極群に成形する。その後、その電
極群を長円形の横断面を有する電池容器（図示せず）に
収納して二重巻き締め封口する。電池容器の寸法は、例
えば、縦５０ｍｍ、横１３０ｍｍおよび高さ２１０ｍｍ
とし、電池容量を１００Ａｈとする。正極リード端子４
および負極リード端子５は電池容器に設けられた正極端
子および負極端子に接続する。
【００３１】そして、この電池容器内に、エチレンカー
ボネートおよびジメチルカーボネートの１：１（体積
比）の混合溶液に１ｍｏｌ／ｌ（リットル）の六フッ化
燐酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を溶解した電解液を減圧注
入する。
ボネートおよびジメチルカーボネートの１：１（体積
比）の混合溶液に１ｍｏｌ／ｌ（リットル）の六フッ化
燐酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を溶解した電解液を減圧注
入する。
【００３２】ここで、図１〜図４に示した方法および条
件で帯状正極板１の未塗工部１２，１３の幅Ｗ１，Ｗ２
が異なるリチウム二次電池をそれぞれ２０個ずつ作製し
た。このようにして作製されたリチウム二次電池を、２
０Ａの定電流および４．２Ｖの定電圧で８時間充電した
後、２０Ａの定電流で２．７５Ｖまで放電した。そし
て、電極幅Ｌに対する未塗工部１２（正極リード端子接
続部）の幅Ｗ１の割合（Ｗ１／Ｌ）とリチウム二次電池
の２０個中の不良数ならびに放電容量の関係を測定し
た。この測定結果を表１に示す。
件で帯状正極板１の未塗工部１２，１３の幅Ｗ１，Ｗ２
が異なるリチウム二次電池をそれぞれ２０個ずつ作製し
た。このようにして作製されたリチウム二次電池を、２
０Ａの定電流および４．２Ｖの定電圧で８時間充電した
後、２０Ａの定電流で２．７５Ｖまで放電した。そし
て、電極幅Ｌに対する未塗工部１２（正極リード端子接
続部）の幅Ｗ１の割合（Ｗ１／Ｌ）とリチウム二次電池
の２０個中の不良数ならびに放電容量の関係を測定し
た。この測定結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示すように、Ｗ１／Ｌが０．７％以
上２０％以下であると、比較的不良数が少なく、かつ比
較的高い放電容量が得られることがわかる。特に、Ｗ１
／Ｌが１％以上１０％以下であると、不良数が極めて少
なく、より高い放電容量が得られる。Ｗ１／Ｌが０．５
％であると、放電容量は高いが、不良数が多くなってい
る。これは、電池組み立て時の正極リード端子４の溶接
部の外れによるものと考えられる。また、Ｗ１／Ｌが３
０％になると、不良数は少ないが、放電容量が低くな
る。したがって、電極幅Ｌに対する未塗工部１２の幅Ｗ
１の割合は０．７％以上２０％以下が好ましく、１％以
上１０％以下がさらに好ましい。
上２０％以下であると、比較的不良数が少なく、かつ比
較的高い放電容量が得られることがわかる。特に、Ｗ１
／Ｌが１％以上１０％以下であると、不良数が極めて少
なく、より高い放電容量が得られる。Ｗ１／Ｌが０．５
％であると、放電容量は高いが、不良数が多くなってい
る。これは、電池組み立て時の正極リード端子４の溶接
部の外れによるものと考えられる。また、Ｗ１／Ｌが３
０％になると、不良数は少ないが、放電容量が低くな
る。したがって、電極幅Ｌに対する未塗工部１２の幅Ｗ
１の割合は０．７％以上２０％以下が好ましく、１％以
上１０％以下がさらに好ましい。
【００３５】なお、帯状負極板３の電極幅Ｌに対する負
極合材層の一方の未塗工部（負極リード端子接続部）の
幅Ｗ１の割合も、帯状正極板１と同様に、０．７％以上
２０％以下が好ましく、１％以上１０％以下がさらに好
ましい。
極合材層の一方の未塗工部（負極リード端子接続部）の
幅Ｗ１の割合も、帯状正極板１と同様に、０．７％以上
２０％以下が好ましく、１％以上１０％以下がさらに好
ましい。
【００３６】次に、未塗工部１３（正極リード端子非接
続部）の幅Ｗ２とリチウム二次電池の２０個中の不良数
ならびに放電容量の関係を測定した。帯状正極板１の製
造の際には、電池の高容量化を図るために、正極集電体
１１の表面にリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ
2 ）、導電剤および結着剤からなる正極合材層１４を塗
工した後、温度１５０℃のホットロールプレスにより１
０トンで加圧した。これにより、正極合材層１４の多孔
度を４０％以下にし、電極密度を向上させた。この場
合、電極幅Ｌに対する未塗工部１２の幅Ｗ１の割合（Ｗ
１／Ｌ）は５％である。この測定結果を表２に示す。
続部）の幅Ｗ２とリチウム二次電池の２０個中の不良数
ならびに放電容量の関係を測定した。帯状正極板１の製
造の際には、電池の高容量化を図るために、正極集電体
１１の表面にリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ
2 ）、導電剤および結着剤からなる正極合材層１４を塗
工した後、温度１５０℃のホットロールプレスにより１
０トンで加圧した。これにより、正極合材層１４の多孔
度を４０％以下にし、電極密度を向上させた。この場
合、電極幅Ｌに対する未塗工部１２の幅Ｗ１の割合（Ｗ
１／Ｌ）は５％である。この測定結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】表２に示すように、Ｗ２が０．５ｍｍ以上
２０ｍｍ以下であると、比較的不良数が少なく、かつ比
較的高い放電容量が得られることがわかる。特に、Ｗ２
が１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下であると、不良数が極め
て少なく、より高い放電容量が得られる。Ｗ２が０．２
ｍｍであると、放電容量は高いが、不良数が多くなって
いる。これは、ホットロールプレス時の帯状正極板１の
湾曲に基づく巻きずれまたは正極集電体１１の切断時の
バリ（ひげ状の金属片）によるものと考えられる。ま
た、Ｗ２が３０ｍｍになると、不良数は少ないが、放電
容量が低くなる。したがって、未塗工部１３の幅Ｗ２
は、０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍ
ｍ以上１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
２０ｍｍ以下であると、比較的不良数が少なく、かつ比
較的高い放電容量が得られることがわかる。特に、Ｗ２
が１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下であると、不良数が極め
て少なく、より高い放電容量が得られる。Ｗ２が０．２
ｍｍであると、放電容量は高いが、不良数が多くなって
いる。これは、ホットロールプレス時の帯状正極板１の
湾曲に基づく巻きずれまたは正極集電体１１の切断時の
バリ（ひげ状の金属片）によるものと考えられる。ま
た、Ｗ２が３０ｍｍになると、不良数は少ないが、放電
容量が低くなる。したがって、未塗工部１３の幅Ｗ２
は、０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍ
ｍ以上１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００３９】なお、帯状負極板３の負極合材層の他方の
未塗工部（負極リード端子非接続部）の幅Ｗ２も、帯状
正極板１と同様に、０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ま
しく、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
未塗工部（負極リード端子非接続部）の幅Ｗ２も、帯状
正極板１と同様に、０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ま
しく、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００４０】上記のように、本実施例のリチウム二次電
池では、帯状正極板１および帯状負極板３の表面の両方
の側縁部にそれぞれ正極合材層および負極合材層の未塗
工部を設け、電極幅Ｌに対するリード端子接続側の未塗
工部の幅Ｗ１の割合を０．７％以上２０％以下に設定す
るとともに、他方の未塗工部の幅Ｗ２を０．５ｍｍ以上
２０ｍｍ以下に設定することにより、不良率が少なく、
高容量でかつ高率放電が可能となる。
池では、帯状正極板１および帯状負極板３の表面の両方
の側縁部にそれぞれ正極合材層および負極合材層の未塗
工部を設け、電極幅Ｌに対するリード端子接続側の未塗
工部の幅Ｗ１の割合を０．７％以上２０％以下に設定す
るとともに、他方の未塗工部の幅Ｗ２を０．５ｍｍ以上
２０ｍｍ以下に設定することにより、不良率が少なく、
高容量でかつ高率放電が可能となる。
【００４１】図５は帯状正極板１の製造方法の他の例を
示す図である。図５の例では、正極集電体１１の両面ま
たは片面に正極合材層１４を複数のストライプ状に塗工
する。それにより、正極集電体１１の両方の側縁部に未
塗工部１２，１３が形成され、正極合材層１４間に未塗
工部１２ａ，１２ｂが形成される。その後、正極集電体
１１を破線で示すようにスリッタを用いて未塗工部１２
ａ，１２ｂで切断する。この方法によれば、複数の帯状
正極板１を効率良く製造することができ、量産性に優れ
る。帯状負極板３も同様にして製造することができる。
示す図である。図５の例では、正極集電体１１の両面ま
たは片面に正極合材層１４を複数のストライプ状に塗工
する。それにより、正極集電体１１の両方の側縁部に未
塗工部１２，１３が形成され、正極合材層１４間に未塗
工部１２ａ，１２ｂが形成される。その後、正極集電体
１１を破線で示すようにスリッタを用いて未塗工部１２
ａ，１２ｂで切断する。この方法によれば、複数の帯状
正極板１を効率良く製造することができ、量産性に優れ
る。帯状負極板３も同様にして製造することができる。
【００４２】なお、上記実施例では、正極リード端子４
を正極集電体１１の一方の未塗工部１２に取り付けてい
るが、図６（ａ）に示すように、正極リード端子４を正
極集電体１１の両方の側縁部に形成された未塗工部１２
に取り付けてもよい。この場合、両方の側縁部の未塗工
部１２の幅Ｗ１を上記実施例と同様に設定することが好
ましい。同様に、負極リード端子５を負極集電体の両方
の側縁部に形成された未塗工部に取り付けてもよい。こ
の場合、図６（ｂ）に示すように、正極リード端子４お
よび負極リード端子５は電極群の両方の端部に設けられ
る。
を正極集電体１１の一方の未塗工部１２に取り付けてい
るが、図６（ａ）に示すように、正極リード端子４を正
極集電体１１の両方の側縁部に形成された未塗工部１２
に取り付けてもよい。この場合、両方の側縁部の未塗工
部１２の幅Ｗ１を上記実施例と同様に設定することが好
ましい。同様に、負極リード端子５を負極集電体の両方
の側縁部に形成された未塗工部に取り付けてもよい。こ
の場合、図６（ｂ）に示すように、正極リード端子４お
よび負極リード端子５は電極群の両方の端部に設けられ
る。
【００４３】なお、上記実施例では、電極群を長円形の
横断面を有する形状に成形しているが、電極群の形状は
これに限定されず、図７（ａ）に示すように、円筒形で
あってもよい。また、図７（ｂ）に示すように、帯状正
極板および帯状負極板をセパレータを介して重ね合わせ
て折り畳むように積層することにより、電極群を角形に
成形してもよい。
横断面を有する形状に成形しているが、電極群の形状は
これに限定されず、図７（ａ）に示すように、円筒形で
あってもよい。また、図７（ｂ）に示すように、帯状正
極板および帯状負極板をセパレータを介して重ね合わせ
て折り畳むように積層することにより、電極群を角形に
成形してもよい。
【００４４】また、正極リード端子および負極リード端
子の形状および溶接方法も上記実施例に限定されない。
例えば、図８に示すように、帯状正極板１の一方の未塗
工部側の端面に例えば十字形の正極リード端子４を溶接
し、帯状負極板３の他方の未塗工部側の端面に例えば十
字形の負極リード端子５を溶接してもよい。なお、正極
リード端子４および負極リード端子５の形状は他の形状
であってもよい。
子の形状および溶接方法も上記実施例に限定されない。
例えば、図８に示すように、帯状正極板１の一方の未塗
工部側の端面に例えば十字形の正極リード端子４を溶接
し、帯状負極板３の他方の未塗工部側の端面に例えば十
字形の負極リード端子５を溶接してもよい。なお、正極
リード端子４および負極リード端子５の形状は他の形状
であってもよい。
【００４５】さらに、正極合材層および負極合材層は、
上記実施例のものに限定されない。正極合材層として
は、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）の
他、二硫化チタンを始めとして二酸化マンガン、リチウ
ムニッケル複合酸化物、スピネル型リチウムマンガン酸
化物、五酸化バナジウム、三酸化モリブデン等を含む種
々の合材層を用いることができる。また、負極合材層と
しては、黒鉛材料の他、低結晶性の炭素材料、アモルフ
ァスの炭素材料、金属酸化物等を含む種々の合材層を用
いることができる。
上記実施例のものに限定されない。正極合材層として
は、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）の
他、二硫化チタンを始めとして二酸化マンガン、リチウ
ムニッケル複合酸化物、スピネル型リチウムマンガン酸
化物、五酸化バナジウム、三酸化モリブデン等を含む種
々の合材層を用いることができる。また、負極合材層と
しては、黒鉛材料の他、低結晶性の炭素材料、アモルフ
ァスの炭素材料、金属酸化物等を含む種々の合材層を用
いることができる。
【００４６】本発明は、リチウム二次電池に限らず、種
々の非水電解質二次電池に適用することができる。
々の非水電解質二次電池に適用することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるリチウム２次電池の
帯状正極板の第１の製造工程を示す平面図である。
帯状正極板の第１の製造工程を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
帯状正極板の第２の製造工程を示す平面図である。
帯状正極板の第２の製造工程を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
電極群の分解斜視図である。
電極群の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例におけるリチウム二次電池の
電極群の斜視図である。
電極群の斜視図である。
【図５】帯状正極板の製造方法の他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図６】正極リード端子および負極リード端子の取り付
け方法の他の例を示す図である。
け方法の他の例を示す図である。
【図７】電極群の形状の他の例を示す斜視図である。
【図８】正極リード端子および負極リード端子の他の例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図９】従来のリチウム二次電池における電極板の第１
の製造工程を示す斜視図である。
の製造工程を示す斜視図である。
【図１０】従来のリチウム二次電池における電極板の第
２の製造工程を示す平面図である。
２の製造工程を示す平面図である。
【図１１】従来のリチウム二次電池における電極板の第
３の製造工程を示す平面図である。
３の製造工程を示す平面図である。
【図１２】本発明者の他の発明に係るリチウム二次電池
の帯状電極板の第１の製造工程を示す平面図である。
の帯状電極板の第１の製造工程を示す平面図である。
【図１３】本発明者の他の発明に係るリチウム二次電池
の帯状電極板の第２の製造工程を示す平面図である。
の帯状電極板の第２の製造工程を示す平面図である。
【図１４】帯状電極板のプレスによる湾曲を示す平面図
である。
である。
【図１５】図１４の帯状電極板を巻回した際の巻きずれ
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【符号の説明】 １ 帯状正極板 ２ セパレータ ３ 帯状負極板 ４ 正極リード端子 ５ 負極リード端子 １１ 正極集電体 １２，１３ 未塗工部 １４ 正極合材層
Claims (7)
- 【請求項１】 帯状の集電体に合材層が形成されてなる
帯状電極板を有する非水電解質二次電池において、前記
集電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて前記合材層
が形成されたことを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項２】 前記集電体の少なくとも一方の側縁部に
おける前記合材層の未形成領域に１または複数のリード
端子が接続されたことを特徴とする請求項１記載の非水
電解質二次電池。 - 【請求項３】 前記集電体の幅に対する前記少なくとも
一方の側縁部における前記合材層の未形成領域の幅の割
合は０．７％以上２０％以下であることを特徴とする請
求項２記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 前記集電体の一方の側縁部における前記
合材層の未形成領域に１または複数のリード端子が接続
され、前記集電体の他方の側縁部における前記合材層の
未形成領域の幅が０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の非水電解質
二次電池。 - 【請求項５】 帯状の正極集電体に正極合材層が形成さ
れた帯状正極板と帯状の負極集電体に負極合材層が形成
された帯状負極板とがセパレータを介して巻回または積
層されてなる非水電解質二次電池において、前記正極集
電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて前記正極合材
層が形成され、かつ前記負極集電体の表面に両方の側縁
部の領域を除いて前記負極合材層が形成されたことを特
徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項６】 帯状の集電体に合材層が形成されてなる
帯状電極板を有する非水電解質二次電池の製造方法にお
いて、前記集電体の表面に両方の側縁部の領域を除いて
前記集電体よりも狭い幅に前記合材層を形成することを
特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。 - 【請求項７】 集電体に複数の合材層をストライプ状に
形成した後、前記集電体を前記合材層の未形成領域で切
断することにより前記帯状電極板を形成することを特徴
とする請求項６記載の非水電解質二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8121935A JPH09306471A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8121935A JPH09306471A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306471A true JPH09306471A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14823581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8121935A Pending JPH09306471A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306471A (ja) |
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-
1996
- 1996-05-16 JP JP8121935A patent/JPH09306471A/ja active Pending
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