JPH10241735A - リチウムイオン電池 - Google Patents
リチウムイオン電池Info
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- JPH10241735A JPH10241735A JP9041179A JP4117997A JPH10241735A JP H10241735 A JPH10241735 A JP H10241735A JP 9041179 A JP9041179 A JP 9041179A JP 4117997 A JP4117997 A JP 4117997A JP H10241735 A JPH10241735 A JP H10241735A
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極端子となる外装缶に外力が加わって外装
缶が変形しても、この外装缶と負極板とが接触しないよ
うに電極体を構成して短絡を防止する。 【解決手段】 正極板２０の板幅を負極板１０の板幅よ
り大きく形成するとともに、正極板２０への正極活物質
の塗布幅を負極板１０への負極活物質の塗布幅より小さ
く形成し、かつ、セパレータ３０を介して卷回した電極
体Ａの最外周が正極板２０となるように卷回する。この
電極体Ａを電解液とともに正極端子となる金属外装缶４
０内に収納した後、封缶してリチウムイオン電池とす
る。このように構成すると、落下等により外装缶４０が
変形しても、外装缶４０と負極板１０が接触することが
防止できて、短絡を防止することが可能になる。
缶が変形しても、この外装缶と負極板とが接触しないよ
うに電極体を構成して短絡を防止する。 【解決手段】 正極板２０の板幅を負極板１０の板幅よ
り大きく形成するとともに、正極板２０への正極活物質
の塗布幅を負極板１０への負極活物質の塗布幅より小さ
く形成し、かつ、セパレータ３０を介して卷回した電極
体Ａの最外周が正極板２０となるように卷回する。この
電極体Ａを電解液とともに正極端子となる金属外装缶４
０内に収納した後、封缶してリチウムイオン電池とす
る。このように構成すると、落下等により外装缶４０が
変形しても、外装缶４０と負極板１０が接触することが
防止できて、短絡を防止することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
に係り、特に、正極板と負極板をセパレータを介して卷
回して電極体とし、この電極体を電解液とともに金属外
装缶に収納して封缶したリチウムイオン電池に関する。
に係り、特に、正極板と負極板をセパレータを介して卷
回して電極体とし、この電極体を電解液とともに金属外
装缶に収納して封缶したリチウムイオン電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化はめざ
ましく、それに伴い、電源となる電池に対しても小型軽
量化の要望が非常に大きい。一次電池の分野では既にリ
チウム電池等の小型軽量電池が実用化されているが、こ
れらは一次電池であるが故に繰り返し使用できず、その
用途は限られたものであった。一方、二次電池の分野で
は従来より鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニ
ッケル−水素蓄電池等が用いられてきたが、これらは小
型軽量化という点で大きな問題点を有している。
ましく、それに伴い、電源となる電池に対しても小型軽
量化の要望が非常に大きい。一次電池の分野では既にリ
チウム電池等の小型軽量電池が実用化されているが、こ
れらは一次電池であるが故に繰り返し使用できず、その
用途は限られたものであった。一方、二次電池の分野で
は従来より鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニ
ッケル−水素蓄電池等が用いられてきたが、これらは小
型軽量化という点で大きな問題点を有している。
【０００３】そこで、小型軽量でかつ高容量で充放電可
能な電池としてリチウムイオン電池が実用化されるよう
になり、小型ビデオカメラ、携帯電話、ノートパソコン
等の携帯用電子・通信機器等に用いられるようになっ
た。この種のリチウムイオン電池は、負極活物質として
リチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材料を用
い、正極活物質として、ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4，ＬｉＦｅＯ2等のリチウム含有遷移金属酸
化物を用い、電解液として有機溶媒に溶質としてリチウ
ム塩を溶解したイオン伝導体を用い、電池として組み立
てた後、初回の充電により正極活物質から出たリチウム
イオンがカーボン粒子内に入って充放電可能となる電池
である。
能な電池としてリチウムイオン電池が実用化されるよう
になり、小型ビデオカメラ、携帯電話、ノートパソコン
等の携帯用電子・通信機器等に用いられるようになっ
た。この種のリチウムイオン電池は、負極活物質として
リチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材料を用
い、正極活物質として、ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4，ＬｉＦｅＯ2等のリチウム含有遷移金属酸
化物を用い、電解液として有機溶媒に溶質としてリチウ
ム塩を溶解したイオン伝導体を用い、電池として組み立
てた後、初回の充電により正極活物質から出たリチウム
イオンがカーボン粒子内に入って充放電可能となる電池
である。
【０００４】このリチウムイオン電池は、正極活物質お
よび負極活物質をそれぞれ金属製の芯体（箔）に塗布し
て正極板および負極板とし、セパレータを間に入れて巻
回して電極体とする。この電極体を金属製の外装缶に挿
入した後、外装缶内に電解液を充填して封缶することに
より組み立てられる。金属製の外装缶としては鉄、ステ
ンレス製外装缶あるいはアルミニウム、アルミニウム合
金製等の外装缶が用いられる。
よび負極活物質をそれぞれ金属製の芯体（箔）に塗布し
て正極板および負極板とし、セパレータを間に入れて巻
回して電極体とする。この電極体を金属製の外装缶に挿
入した後、外装缶内に電解液を充填して封缶することに
より組み立てられる。金属製の外装缶としては鉄、ステ
ンレス製外装缶あるいはアルミニウム、アルミニウム合
金製等の外装缶が用いられる。
【０００５】ここで、鉄、ステンレス製外装缶を用いる
場合は、外装缶を負極にして上記電極体の最外周が負極
になるように構成し、アルミニウム、アルミニウム合金
製外装缶を用いる場合は、外装缶を正極にして上記電極
体の最外周が正極になるように構成している。このよう
に構成することにより、外装缶と電極板との短絡を防止
するとともに、外装缶の金属が電解液中に溶出すること
を防止している。
場合は、外装缶を負極にして上記電極体の最外周が負極
になるように構成し、アルミニウム、アルミニウム合金
製外装缶を用いる場合は、外装缶を正極にして上記電極
体の最外周が正極になるように構成している。このよう
に構成することにより、外装缶と電極板との短絡を防止
するとともに、外装缶の金属が電解液中に溶出すること
を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リチウムイ
オン電池において、正極板の板幅が負極板の板幅より大
きい場合、充電の際に、負極板の板幅から突出した正極
板の正極活物質から出るリチウムイオンが負極板の両端
部に集中して、リチウムデンドライトが析出するように
なる。したがって、このリチウムデンドライトの析出を
防止するために、正極板の板幅を負極板の板幅より小さ
く形成するとともに、正極板の全面が負極板に対向する
ように卷回している。
オン電池において、正極板の板幅が負極板の板幅より大
きい場合、充電の際に、負極板の板幅から突出した正極
板の正極活物質から出るリチウムイオンが負極板の両端
部に集中して、リチウムデンドライトが析出するように
なる。したがって、このリチウムデンドライトの析出を
防止するために、正極板の板幅を負極板の板幅より小さ
く形成するとともに、正極板の全面が負極板に対向する
ように卷回している。
【０００７】ここで、アルミニウム製外装缶あるいはア
ルミニウム合金製外装缶を用いる場合、外装缶は正極と
なるため、正極板の板幅を負極板の板幅より小さく形成
したものを用いると、このリチウムイオン電池を落下し
た等により外装缶に外力が加わって、外装缶の底部に凹
み等を生じると、正極端子となる外装缶と負極板が接触
して短絡するという問題を生じる。そして、外装缶と負
極板とが短絡すると、短絡部が発熱して電池が破損する
恐れを生じる。
ルミニウム合金製外装缶を用いる場合、外装缶は正極と
なるため、正極板の板幅を負極板の板幅より小さく形成
したものを用いると、このリチウムイオン電池を落下し
た等により外装缶に外力が加わって、外装缶の底部に凹
み等を生じると、正極端子となる外装缶と負極板が接触
して短絡するという問題を生じる。そして、外装缶と負
極板とが短絡すると、短絡部が発熱して電池が破損する
恐れを生じる。
【０００８】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、正極端子となる外装缶に外力が加わっ
て外装缶が変形しても、この外装缶と負極板とが接触し
ないように電極体を構成して短絡を防止することにあ
る。
れたものであり、正極端子となる外装缶に外力が加わっ
て外装缶が変形しても、この外装缶と負極板とが接触し
ないように電極体を構成して短絡を防止することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は、正極板と負極板をセパレータを介して卷回して
電極体とし、この電極体を電解液とともに正極端子とな
る金属外装缶に収納して封缶してなるリチウムイオン電
池であって、上記課題を解決するために、請求項１に記
載の発明においては、電極体の最外周に正極板を配設す
るとともに、正極板の板幅を負極板の板幅より大きく形
成したことにある。
発明は、正極板と負極板をセパレータを介して卷回して
電極体とし、この電極体を電解液とともに正極端子とな
る金属外装缶に収納して封缶してなるリチウムイオン電
池であって、上記課題を解決するために、請求項１に記
載の発明においては、電極体の最外周に正極板を配設す
るとともに、正極板の板幅を負極板の板幅より大きく形
成したことにある。
【００１０】このように、正極板の板幅を負極板の板幅
より大きく形成するとともに、電極体の最外周に正極板
を配設すると、正極端子となる外装缶に外力が加わって
外装缶が変形しても、この変形した部分は負極板より大
きく形成された正極板に接触することとなるので、正極
端子となる外装缶と負極板とが接触することが防止で
き、短絡を防止できるようになる。
より大きく形成するとともに、電極体の最外周に正極板
を配設すると、正極端子となる外装缶に外力が加わって
外装缶が変形しても、この変形した部分は負極板より大
きく形成された正極板に接触することとなるので、正極
端子となる外装缶と負極板とが接触することが防止で
き、短絡を防止できるようになる。
【００１１】請求項２に記載の発明においては、上述の
正極板は極板芯体の両端部が露出するように正極活物質
を塗布してなり、負極板は極板芯体の全面に負極活物質
を塗布してなり、正極活物質の塗布幅は負極活物質の塗
布幅より小さくするとともに、正極活物質が塗布された
部分の全面が負極板に対向するように正極板と負極板を
セパレータを介して卷回したことにある。このように、
正極活物質の塗布幅を負極活物質の塗布幅より小さくす
ると、正極板の板幅を負極板の板幅より大きく形成して
もリチウムデンドライトの析出を防止できるようにな
る。
正極板は極板芯体の両端部が露出するように正極活物質
を塗布してなり、負極板は極板芯体の全面に負極活物質
を塗布してなり、正極活物質の塗布幅は負極活物質の塗
布幅より小さくするとともに、正極活物質が塗布された
部分の全面が負極板に対向するように正極板と負極板を
セパレータを介して卷回したことにある。このように、
正極活物質の塗布幅を負極活物質の塗布幅より小さくす
ると、正極板の板幅を負極板の板幅より大きく形成して
もリチウムデンドライトの析出を防止できるようにな
る。
【００１２】請求項３に記載の発明においては、上述の
金属外装缶はアルミニウムあるいはアルミニウム合金よ
り形成したことにある。アルミニウムあるいはアルミニ
ウム合金は、鉄あるいはステンレスより比重が小さいの
で、この種のリチウムイオン電池の軽量化が可能にな
る。
金属外装缶はアルミニウムあるいはアルミニウム合金よ
り形成したことにある。アルミニウムあるいはアルミニ
ウム合金は、鉄あるいはステンレスより比重が小さいの
で、この種のリチウムイオン電池の軽量化が可能にな
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のリチウムイオン
電池の一実施形態を図１および図２に基づいて説明す
る。なお、図１は正・負極板をセパレータを介して重ね
合わせた状態を示す図であり、図２はセパレータを介し
て重ね合わせた正・負極板を卷回して外装缶内に収納し
た状態を示す図である。
電池の一実施形態を図１および図２に基づいて説明す
る。なお、図１は正・負極板をセパレータを介して重ね
合わせた状態を示す図であり、図２はセパレータを介し
て重ね合わせた正・負極板を卷回して外装缶内に収納し
た状態を示す図である。
【００１４】ａ．負極板の作製 天然黒鉛よりなる負極活物質とポリビニリデンフルオラ
イト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチルピ
ロリドンからなる有機溶剤等に溶解したものを混合し
て、スラリーあるいはペーストとする。これらのスラリ
ーあるいはペーストを、スラリーの場合はダイコータ
ー、ドクターブレード等を用いて、ペーストの場合はロ
ーラコーティング法等により金属芯体（例えば、長さが
３２０ｍｍ、幅が４０ｍｍ、厚みが２０μｍの銅箔）１
１の両面の全面にわたって均一に塗布して、活物質層１
２を塗布した負極板１０を形成する。
イト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチルピ
ロリドンからなる有機溶剤等に溶解したものを混合し
て、スラリーあるいはペーストとする。これらのスラリ
ーあるいはペーストを、スラリーの場合はダイコータ
ー、ドクターブレード等を用いて、ペーストの場合はロ
ーラコーティング法等により金属芯体（例えば、長さが
３２０ｍｍ、幅が４０ｍｍ、厚みが２０μｍの銅箔）１
１の両面の全面にわたって均一に塗布して、活物質層１
２を塗布した負極板１０を形成する。
【００１５】この後、活物質層１２を塗布した負極板１
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。こ
の後、この乾燥負極板１０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１４ｍｍの負極板１０とする。
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。こ
の後、この乾燥負極板１０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１４ｍｍの負極板１０とする。
【００１６】なお、負極活物質としては、天然黒鉛以外
に、リチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材
料、例えば、グラファイト、カーボンブラック、コーク
ス、ガラス状炭素、炭素繊維、またはこれらの焼成体等
が好適である。また、酸化錫、酸化チタン等のリチウム
イオンを吸蔵・脱離し得る酸化物を用いてもよい。
に、リチウムイオンを吸蔵・脱離し得るカーボン系材
料、例えば、グラファイト、カーボンブラック、コーク
ス、ガラス状炭素、炭素繊維、またはこれらの焼成体等
が好適である。また、酸化錫、酸化チタン等のリチウム
イオンを吸蔵・脱離し得る酸化物を用いてもよい。
【００１７】ｂ．正極板の作製 一方、ＬｉＣｏＯ2からなる正極活物質と、アセチレン
ブラック、グラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニ
リデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等と
を、Ｎ−メチルピロリドンからなる有機溶剤等に溶解し
たものを混合して、スラリーあるいはペーストとする。
なお、スラリーあるいはペースト中にポリエチレンオキ
シド、ポリアクリロニトリル、セルロース等の添加剤を
添加してもよい。
ブラック、グラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニ
リデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等と
を、Ｎ−メチルピロリドンからなる有機溶剤等に溶解し
たものを混合して、スラリーあるいはペーストとする。
なお、スラリーあるいはペースト中にポリエチレンオキ
シド、ポリアクリロニトリル、セルロース等の添加剤を
添加してもよい。
【００１８】これらのスラリーあるいはペーストを、ス
ラリーの場合はダイコーター、ドクターブレード等を用
いて、ペーストの場合はローラコーティング法等により
金属芯体（例えば、長さが３４０ｍｍ、幅が４１ｍｍ、
厚みが２０μｍのアルミニウム箔）２１の両面の上・下
端部にそれぞれ約１ｍｍ幅の不塗布部２３を残して均一
に塗布（なお、一部は片面のみに塗布する）して、活物
質層２２を塗布した正極板２０を形成する。
ラリーの場合はダイコーター、ドクターブレード等を用
いて、ペーストの場合はローラコーティング法等により
金属芯体（例えば、長さが３４０ｍｍ、幅が４１ｍｍ、
厚みが２０μｍのアルミニウム箔）２１の両面の上・下
端部にそれぞれ約１ｍｍ幅の不塗布部２３を残して均一
に塗布（なお、一部は片面のみに塗布する）して、活物
質層２２を塗布した正極板２０を形成する。
【００１９】なお、この正極板２０は、後述する電極体
Ａとした場合に最外周になる部分の片面には活物質層２
２を塗布しないように塗布している。このように、電極
体Ａとした場合に最外周になる部分の正極板２０の片面
に活物質層２２を塗布しないと、金属芯体２１と外装缶
４０とが直接接触するようになるので接触抵抗を減少さ
せることが可能になるとともに、電池反応に寄与しない
無駄な活物質を節約することができるようになる。
Ａとした場合に最外周になる部分の片面には活物質層２
２を塗布しないように塗布している。このように、電極
体Ａとした場合に最外周になる部分の正極板２０の片面
に活物質層２２を塗布しないと、金属芯体２１と外装缶
４０とが直接接触するようになるので接触抵抗を減少さ
せることが可能になるとともに、電池反応に寄与しない
無駄な活物質を節約することができるようになる。
【００２０】この後、活物質層２２を塗布した正極板２
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。乾
燥後、この乾燥正極板２０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１７ｍｍの正極板２０とする。このよ
う形成された正極板２０は、幅方向の上・下端部はそれ
ぞれ１ｍｍ幅の不塗布部２３が形成されることとなるの
で、この不塗布部２３は金属芯体２１が露出することと
なる。
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。乾
燥後、この乾燥正極板２０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１７ｍｍの正極板２０とする。このよ
う形成された正極板２０は、幅方向の上・下端部はそれ
ぞれ１ｍｍ幅の不塗布部２３が形成されることとなるの
で、この不塗布部２３は金属芯体２１が露出することと
なる。
【００２１】なお、正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ2
以外に、リチウムイオンをゲストとして受け入れ得るリ
チウム含有遷移金属化合物、例えば、ＬｉＮｉＯ2、Ｌ
ｉＣｏXＮｉ(1-X)Ｏ2、ＬｉＣｒＯ2、ＬｉＶＯ2、Ｌｉ
ＭｎＯ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＴｉＯ2、ＬｉＳｃＯ2、
ＬｉＹＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4等が好ましいが、特に、Ｌｉ
ＮｉＯ2、ＬｉＣｏXＮｉ(1-X)Ｏ2を単独で用いるかある
いはこれらの二種以上を混合して用いるのが好適であ
る。また、ポリアセチレン、ポリアニリン等の導電性ポ
リマーを用いてもよい。
以外に、リチウムイオンをゲストとして受け入れ得るリ
チウム含有遷移金属化合物、例えば、ＬｉＮｉＯ2、Ｌ
ｉＣｏXＮｉ(1-X)Ｏ2、ＬｉＣｒＯ2、ＬｉＶＯ2、Ｌｉ
ＭｎＯ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＴｉＯ2、ＬｉＳｃＯ2、
ＬｉＹＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4等が好ましいが、特に、Ｌｉ
ＮｉＯ2、ＬｉＣｏXＮｉ(1-X)Ｏ2を単独で用いるかある
いはこれらの二種以上を混合して用いるのが好適であ
る。また、ポリアセチレン、ポリアニリン等の導電性ポ
リマーを用いてもよい。
【００２２】ｃ．電極体の作製 上述のようにして作製した負極板１０と正極板２０と
を、有機溶媒との反応性が低く、かつ安価なポリオレフ
ィン系樹脂からなる微多孔膜、好適にはポリエチレン製
微多孔膜（例えば、長さが７２０ｍｍ、幅が４２ｍｍ、
厚みが０．０２５ｍｍのものを長さ方向に半分に折り返
したもの）３０を間にし、かつ、各極板１０，２０の幅
方向の中心線を一致させて重ね合わせる。この後、正極
板２０が外側になるようにする（即ち、負極板１０が内
側になるようにする）とともに、上記した片面のみに正
極活物質が塗布された部分の金属芯体２１が露出した部
分が外側になるようにし、かつ、露出した部分が巻き終
わり部となるようにして、図示しない巻き取り機により
卷回する。この後、最外周をテープ止めして渦巻状電極
体とした後、プレス機で角形外装缶に挿入できるような
形に成形して電極体Ａとする。
を、有機溶媒との反応性が低く、かつ安価なポリオレフ
ィン系樹脂からなる微多孔膜、好適にはポリエチレン製
微多孔膜（例えば、長さが７２０ｍｍ、幅が４２ｍｍ、
厚みが０．０２５ｍｍのものを長さ方向に半分に折り返
したもの）３０を間にし、かつ、各極板１０，２０の幅
方向の中心線を一致させて重ね合わせる。この後、正極
板２０が外側になるようにする（即ち、負極板１０が内
側になるようにする）とともに、上記した片面のみに正
極活物質が塗布された部分の金属芯体２１が露出した部
分が外側になるようにし、かつ、露出した部分が巻き終
わり部となるようにして、図示しない巻き取り機により
卷回する。この後、最外周をテープ止めして渦巻状電極
体とした後、プレス機で角形外装缶に挿入できるような
形に成形して電極体Ａとする。
【００２３】ｄ．リチウムイオン電池の作製 ついで、１枚板からプレス加工により成形したアルミニ
ウム合金製の角形外装缶（例えば、外形寸法が、高さ４
６ｍｍ、幅２２ｍｍ、厚み７．５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ
のもの）４０の内底部と、上述のようにして作製した電
極体Ａの正極板２０の一部に溶接した図示しない正極リ
ードとを溶接した後、この電極体Ａを外装缶４０内に挿
入する。この後、電極体Ａの上部にスペーサ４１を挿入
し、負極板１０の一部に溶接した負極リード４２と負極
端子４３とを溶接する。
ウム合金製の角形外装缶（例えば、外形寸法が、高さ４
６ｍｍ、幅２２ｍｍ、厚み７．５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ
のもの）４０の内底部と、上述のようにして作製した電
極体Ａの正極板２０の一部に溶接した図示しない正極リ
ードとを溶接した後、この電極体Ａを外装缶４０内に挿
入する。この後、電極体Ａの上部にスペーサ４１を挿入
し、負極板１０の一部に溶接した負極リード４２と負極
端子４３とを溶接する。
【００２４】この後、外装缶４０の開口部に封口板４４
を載置して封口し、エチレンカーボネート（ＥＣ）３０
重量部とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）７０重量部よ
りなる混合溶媒に電解質塩として１ＭＬｉＰＦ6を添加
した電解液を注入する。ついで、負極端子を兼ねる封口
キャップ４５と負極端子４３とを溶接した後、充電して
本実施形態のリチウムイオン電池とする。なお、電解液
としては、有機溶媒に溶質としてリチウム塩を溶解した
イオン伝導体であって、イオン伝導率が高く、正・負の
各電極に対して化学的、電気化学的に安定で、使用可能
温度範囲が広くかつ安全性が高く、安価なものを使用す
る。
を載置して封口し、エチレンカーボネート（ＥＣ）３０
重量部とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）７０重量部よ
りなる混合溶媒に電解質塩として１ＭＬｉＰＦ6を添加
した電解液を注入する。ついで、負極端子を兼ねる封口
キャップ４５と負極端子４３とを溶接した後、充電して
本実施形態のリチウムイオン電池とする。なお、電解液
としては、有機溶媒に溶質としてリチウム塩を溶解した
イオン伝導体であって、イオン伝導率が高く、正・負の
各電極に対して化学的、電気化学的に安定で、使用可能
温度範囲が広くかつ安全性が高く、安価なものを使用す
る。
【００２５】例えば、有機溶媒としては上記エチレンカ
ーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）
との混合溶媒以外に、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、スルフォラン（ＳＬ）、テトラハイドロフラン
（ＴＨＦ）、γブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジメチルカ
ーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（Ｅ
ＭＣ）、１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）等あるいは
これらの混合溶媒が好適である。また、溶質としては電
子吸引性の強いリチウム塩を使用し、上記ＬｉＰＦ6以
外に例えば、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、
ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＣ4Ｆ9
ＳＯ3等が好適である。
ーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）
との混合溶媒以外に、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、スルフォラン（ＳＬ）、テトラハイドロフラン
（ＴＨＦ）、γブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジメチルカ
ーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（Ｅ
ＭＣ）、１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）等あるいは
これらの混合溶媒が好適である。また、溶質としては電
子吸引性の強いリチウム塩を使用し、上記ＬｉＰＦ6以
外に例えば、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、
ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＣ4Ｆ9
ＳＯ3等が好適である。
【００２６】（比較例）以下に、比較例のリチウムイオ
ン電池を図３および図４に基づいて説明する。なお、図
３は正・負極板をセパレータを介して重ね合わせた状態
を示す図であり、図４はセパレータを介して重ね合わせ
た正・負極板を卷回して外装缶内に収納した状態を示す
図である。
ン電池を図３および図４に基づいて説明する。なお、図
３は正・負極板をセパレータを介して重ね合わせた状態
を示す図であり、図４はセパレータを介して重ね合わせ
た正・負極板を卷回して外装缶内に収納した状態を示す
図である。
【００２７】ｅ．比較例の負極板の作製 天然黒鉛よりなる負極活物質とポリビニリデンフルオラ
イト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチルピ
ロリドンからなる有機溶剤等に溶解したものを混合し
て、スラリーあるいはペーストとする。これらのスラリ
ーあるいはペーストを、スラリーの場合はダイコータ
ー、ドクターブレード等を用いて、ペーストの場合はロ
ーラコーティング法等により金属芯体（例えば、長さが
３２０ｍｍ、幅が４０ｍｍ、厚みが２０μｍの銅箔）５
１の両面の全面にわたって均一に塗布して、活物質層５
２を塗布した負極板５０を形成する。
イト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤等とを、Ｎ−メチルピ
ロリドンからなる有機溶剤等に溶解したものを混合し
て、スラリーあるいはペーストとする。これらのスラリ
ーあるいはペーストを、スラリーの場合はダイコータ
ー、ドクターブレード等を用いて、ペーストの場合はロ
ーラコーティング法等により金属芯体（例えば、長さが
３２０ｍｍ、幅が４０ｍｍ、厚みが２０μｍの銅箔）５
１の両面の全面にわたって均一に塗布して、活物質層５
２を塗布した負極板５０を形成する。
【００２８】この後、活物質層５２を塗布した負極板５
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。こ
の後、この乾燥負極板５０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１４ｍｍの比較例の負極板５０とす
る。
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。こ
の後、この乾燥負極板５０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１４ｍｍの比較例の負極板５０とす
る。
【００２９】ｆ．比較例の正極板の作製 一方、ＬｉＣｏＯ2からなる正極活物質と、アセチレン
ブラック、グラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニ
リデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤と、ポ
リビニリデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤
等とを、Ｎ−メチルピロリドンからなる有機溶剤等に溶
解したものを混合して、スラリーあるいはペーストとす
る。なお、スラリーあるいはペースト中にポリエチレン
オキシド、ポリアクリロニトリル、セルロース等の添加
剤を添加してもよい。
ブラック、グラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニ
リデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤と、ポ
リビニリデンフルオライト（ＰＶＤＦ）よりなる結着剤
等とを、Ｎ−メチルピロリドンからなる有機溶剤等に溶
解したものを混合して、スラリーあるいはペーストとす
る。なお、スラリーあるいはペースト中にポリエチレン
オキシド、ポリアクリロニトリル、セルロース等の添加
剤を添加してもよい。
【００３０】これらのスラリーあるいはペーストを、ス
ラリーの場合はダイコーター、ドクターブレード等を用
いて、ペーストの場合はローラコーティング法等により
金属芯体（例えば、長さが３４０ｍｍ、幅が３９ｍｍ、
厚みが２０μｍのアルミニウム箔）６１の両面の全面に
均一に塗布して、活物質層６２を塗布した正極板６０を
形成する。なお、この正極板６０は、後述する電極体Ｂ
とした場合に最外周になる部分の片面には活物質層６２
を塗布しないように塗布している。
ラリーの場合はダイコーター、ドクターブレード等を用
いて、ペーストの場合はローラコーティング法等により
金属芯体（例えば、長さが３４０ｍｍ、幅が３９ｍｍ、
厚みが２０μｍのアルミニウム箔）６１の両面の全面に
均一に塗布して、活物質層６２を塗布した正極板６０を
形成する。なお、この正極板６０は、後述する電極体Ｂ
とした場合に最外周になる部分の片面には活物質層６２
を塗布しないように塗布している。
【００３１】この後、活物質層６２を塗布した正極板６
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。乾
燥後、この乾燥正極板６０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１７ｍｍの比較例の正極板６０とす
る。
０を乾燥機中を通過させて、スラリーあるいはペースト
作製に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させる。乾
燥後、この乾燥正極板６０をロールプレス機により圧延
して、厚みが０．１７ｍｍの比較例の正極板６０とす
る。
【００３２】ｇ．比較例の電極体の作製 上述のようにして作製した比較例の負極板５０と正極板
６０とを、有機溶媒との反応性が低く、かつ安価なポリ
オレフィン系樹脂からなる微多孔膜、好適にはポリエチ
レン製微多孔膜（例えば、長さが７２０ｍｍ、幅が４１
ｍｍ、厚みが０．０２５ｍｍのものを長さ方向に半分に
折り返したもの）７０を間にし、かつ、各極板５０，６
０の幅方向の中心線を一致させて重ね合わせる。この
後、正極板６０が外側になるようにするとともに、上記
した片面のみに正極活物質が塗布された部分の金属芯体
６１が露出した部分が外側になるようにし、かつ、露出
した部分が巻き終わり部となるようにして、図示しない
巻き取り機により卷回する。この後、最外周をテープ止
めして渦巻状電極体とした後、プレス機で角形に成形し
て電極体Ｂとする。
６０とを、有機溶媒との反応性が低く、かつ安価なポリ
オレフィン系樹脂からなる微多孔膜、好適にはポリエチ
レン製微多孔膜（例えば、長さが７２０ｍｍ、幅が４１
ｍｍ、厚みが０．０２５ｍｍのものを長さ方向に半分に
折り返したもの）７０を間にし、かつ、各極板５０，６
０の幅方向の中心線を一致させて重ね合わせる。この
後、正極板６０が外側になるようにするとともに、上記
した片面のみに正極活物質が塗布された部分の金属芯体
６１が露出した部分が外側になるようにし、かつ、露出
した部分が巻き終わり部となるようにして、図示しない
巻き取り機により卷回する。この後、最外周をテープ止
めして渦巻状電極体とした後、プレス機で角形に成形し
て電極体Ｂとする。
【００３３】ｈ．比較例のリチウムイオン電池の作製 ついで、１枚板からプレス加工により成形したアルミニ
ウム合金製の角形外装缶（例えば、外形寸法が、高さ４
６ｍｍ、幅２２ｍｍ、厚み７．５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ
のもの）８０の内底部と、上述のようにして作製した電
極体Ｂの正極板６０の一部に溶接した図示しない正極リ
ードとを溶接した後、この電極体Ｂを外装缶８０内に挿
入する。この後、電極体Ｂの上部にスペーサ８１を挿入
し、負極板５０の一部に溶接した負極リード８２と負極
端子８３とを溶接する。
ウム合金製の角形外装缶（例えば、外形寸法が、高さ４
６ｍｍ、幅２２ｍｍ、厚み７．５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ
のもの）８０の内底部と、上述のようにして作製した電
極体Ｂの正極板６０の一部に溶接した図示しない正極リ
ードとを溶接した後、この電極体Ｂを外装缶８０内に挿
入する。この後、電極体Ｂの上部にスペーサ８１を挿入
し、負極板５０の一部に溶接した負極リード８２と負極
端子８３とを溶接する。
【００３４】この後、外装缶８０の開口部に封口板８４
を載置して封口し、エチレンカーボネート（ＥＣ）３０
重量部とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）７０重量部よ
りなる混合溶媒に電解質塩として１ＭＬｉＰＦ6を添加
した電解液を注入する。ついで、負極端子を兼ねる封口
キャップ８５と負極端子８３とを溶接した後、充電して
比較例のリチウムイオン電池とする。
を載置して封口し、エチレンカーボネート（ＥＣ）３０
重量部とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）７０重量部よ
りなる混合溶媒に電解質塩として１ＭＬｉＰＦ6を添加
した電解液を注入する。ついで、負極端子を兼ねる封口
キャップ８５と負極端子８３とを溶接した後、充電して
比較例のリチウムイオン電池とする。
【００３５】落下実験 上述のように作製した本実施形態のリチウムイオン電池
１００個と、上述のように作製した比較例のリチウムイ
オン電池１００個を用意する。これらの１００個のリチ
ウムイオン電池を、それぞれ床上１．９ｍの高さからコ
ンクリート製の床上にランダムの方向に落下させる落下
実験（ＵＬ規格）をそれぞれ５００回ずつ行った。この
実験結果を示すと、以下の表１のような結果となった。
１００個と、上述のように作製した比較例のリチウムイ
オン電池１００個を用意する。これらの１００個のリチ
ウムイオン電池を、それぞれ床上１．９ｍの高さからコ
ンクリート製の床上にランダムの方向に落下させる落下
実験（ＵＬ規格）をそれぞれ５００回ずつ行った。この
実験結果を示すと、以下の表１のような結果となった。
【００３６】
【表１】
【００３７】上記表１より明らかなように、本発明のリ
チウムイオン電池で短絡が発生したものはなかった。こ
のように優れた特性となる理由は、正極板２０の板幅
（例えば、４１ｍｍ）を負極板１０の板幅（例えば、４
０ｍｍ）より大きく形成すると正極端子となる外装缶４
０に外力が加わって外装缶４０が変形しても、この変形
した部分は負極板１０より大きく形成された正極板２０
に接触することとなるので、正極端子となる外装缶４０
と負極板１０とが接触することが防止でき、短絡を防止
できるようになるからである。
チウムイオン電池で短絡が発生したものはなかった。こ
のように優れた特性となる理由は、正極板２０の板幅
（例えば、４１ｍｍ）を負極板１０の板幅（例えば、４
０ｍｍ）より大きく形成すると正極端子となる外装缶４
０に外力が加わって外装缶４０が変形しても、この変形
した部分は負極板１０より大きく形成された正極板２０
に接触することとなるので、正極端子となる外装缶４０
と負極板１０とが接触することが防止でき、短絡を防止
できるようになるからである。
【００３８】また、正極板２０の板幅（例えば、４１ｍ
ｍ）を負極板１０の板幅（例えば、４０ｍｍ）より大き
く形成しても、正極活物質の塗布幅を負極活物質の塗布
幅より小さくすると、リチウムデンドライトの析出を防
止できるようになる。
ｍ）を負極板１０の板幅（例えば、４０ｍｍ）より大き
く形成しても、正極活物質の塗布幅を負極活物質の塗布
幅より小さくすると、リチウムデンドライトの析出を防
止できるようになる。
【００３９】さらに、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金は、鉄あるいはステンレスより比重が小さいの
で、金属製外装缶の材質をアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金とすると、この種のリチウムイオン電池の軽
量化が可能になる。
ム合金は、鉄あるいはステンレスより比重が小さいの
で、金属製外装缶の材質をアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金とすると、この種のリチウムイオン電池の軽
量化が可能になる。
【図１】 本発明の一実施形態の正・負極板をセパレー
タを介して重ね合わせた状態を示す図である。
タを介して重ね合わせた状態を示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態のセパレータを介して重
ね合わせた背・負極板を卷回して外装缶内に収納した状
態を示す図である。
ね合わせた背・負極板を卷回して外装缶内に収納した状
態を示す図である。
【図３】 比較例の正・負極板をセパレータを介して重
ね合わせた状態を示す図である。
ね合わせた状態を示す図である。
【図４】 比較例のセパレータを介して重ね合わせた背
・負極板を卷回して外装缶内に収納した状態を示す図で
ある。
・負極板を卷回して外装缶内に収納した状態を示す図で
ある。
１０…負極板、１１…金属芯体、１２…負極活物質層、
２０…正極板、２１…金属芯体、２２…正極活物質層、
２３…不塗布部、３０…セパレータ、４０…金属外装缶
（正極端子）、４５…封口キャップ（負極端子）
２０…正極板、２１…金属芯体、２２…正極活物質層、
２３…不塗布部、３０…セパレータ、４０…金属外装缶
（正極端子）、４５…封口キャップ（負極端子）
Claims (3)
- 【請求項１】 正極板と負極板をセパレータを介して卷
回して電極体とし、この電極体を電解液とともに正極端
子となる金属外装缶に収納して封缶してなるリチウムイ
オン電池であって、 前記電極体の最外周に前記正極板を配設するとともに、 前記正極板の板幅を前記負極板の板幅より大きく形成し
たことを特徴とするリチウムイオン電池。 - 【請求項２】 前記正極板は極板芯体の両端部が露出す
るように正極活物質を塗布してなり、 前記負極板は極板芯体の全面に負極活物質を塗布してな
り、 前記正極活物質の塗布幅は前記負極活物質の塗布幅より
小さくするとともに、 前記正極活物質が塗布された部分の全面が前記負極板に
対向するように前記正極板と前記負極板を前記セパレー
タを介して卷回したことを特徴とする請求項１に記載の
リチウムイオン電池。 - 【請求項３】 前記金属外装缶はアルミニウムあるいは
アルミニウム合金より形成したことを特徴とする請求項
１または請求項２に記載のリチウムイオン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04117997A JP3332781B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | リチウムイオン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04117997A JP3332781B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | リチウムイオン電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10241735A true JPH10241735A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3332781B2 JP3332781B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=12601214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04117997A Expired - Fee Related JP3332781B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | リチウムイオン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3332781B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329408A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Fuji Film Celltec Kk | 非水二次電池用電極シートとこれらを用いた非水二次電池 |
| JP2001313009A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-11-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 対流促進膜付き密閉電池 |
| KR20020067304A (ko) * | 2001-02-16 | 2002-08-22 | 주식회사 네스캡 | 전기에너지 저장장치 |
| WO2002093666A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
| JP2004055537A (ja) * | 2002-05-30 | 2004-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US7935445B2 (en) | 2002-05-30 | 2011-05-03 | Panasonic Corporation | Lithium ion secondary battery |
| WO2013027238A1 (ja) * | 2011-08-23 | 2013-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置および蓄電装置の製造方法 |
| WO2014195995A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN111584947A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 浙江金非新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池的制备方法 |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP04117997A patent/JP3332781B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329408A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Fuji Film Celltec Kk | 非水二次電池用電極シートとこれらを用いた非水二次電池 |
| JP2001313009A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-11-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 対流促進膜付き密閉電池 |
| KR20020067304A (ko) * | 2001-02-16 | 2002-08-22 | 주식회사 네스캡 | 전기에너지 저장장치 |
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| US7238449B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-07-03 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
| US7608366B2 (en) | 2001-05-15 | 2009-10-27 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
| JP2004055537A (ja) * | 2002-05-30 | 2004-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US7935445B2 (en) | 2002-05-30 | 2011-05-03 | Panasonic Corporation | Lithium ion secondary battery |
| WO2013027238A1 (ja) * | 2011-08-23 | 2013-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置および蓄電装置の製造方法 |
| CN103748725A (zh) * | 2011-08-23 | 2014-04-23 | 丰田自动车株式会社 | 蓄电装置和蓄电装置的制造方法 |
| US20140170502A1 (en) * | 2011-08-23 | 2014-06-19 | Hiroaki Ikeda | Electric storage apparatus and manufacturing method of electric storage apparatus |
| US9053872B2 (en) | 2011-08-23 | 2015-06-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric storage apparatus and manufacturing method of electric storage apparatus |
| US9275803B2 (en) | 2011-08-23 | 2016-03-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric storage apparatus and manufacturing method of electric storage apparatus |
| WO2014195995A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN105264708A (zh) * | 2013-06-05 | 2016-01-20 | 丰田自动车株式会社 | 锂离子二次电池 |
| JPWO2014195995A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN111584947A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 浙江金非新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池的制备方法 |
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|---|---|
| JP3332781B2 (ja) | 2002-10-07 |
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