JPH1031996A - Battery - Google Patents
BatteryInfo
- Publication number
- JPH1031996A JPH1031996A JP8204139A JP20413996A JPH1031996A JP H1031996 A JPH1031996 A JP H1031996A JP 8204139 A JP8204139 A JP 8204139A JP 20413996 A JP20413996 A JP 20413996A JP H1031996 A JPH1031996 A JP H1031996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- positive electrode
- pole
- current collector
- aluminum
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の正極の集電部の強度を上げて信頼性を
高めることができる電池を提供すること。
【解決手段】 正極20の集電部がアルミニウムで作ら
れている電池1において、正極20の集電部は、アルミ
ニウムにアルミナ繊維を加えて形成されている。
(57) [Problem] To provide a battery capable of improving the reliability by increasing the strength of a current collector of a positive electrode of the battery. SOLUTION: In a battery 1 in which a current collecting portion of a positive electrode 20 is made of aluminum, the current collecting portion of the positive electrode 20 is formed by adding alumina fiber to aluminum.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、正極の集電部がア
ルミニウムで作られている電池の改良に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a battery in which a current collector of a positive electrode is made of aluminum.
【0002】[0002]
【従来の技術】電池、例えばリチウムイオン2次電池
は、例えば携帯型パーソナルコンピュータの駆動用に用
いられたり、大型のリチウムイオン2次電池は電気自動
車のモータ駆動用に用いられる。2. Description of the Related Art A battery, for example, a lithium ion secondary battery is used for driving a portable personal computer, for example, and a large lithium ion secondary battery is used for driving a motor of an electric vehicle.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、大型の2次
電池の場合には、作動させる機器に対して供給する電流
量が大きいために、大型のリチウムイオン2次電池と作
動させる機器との間に接続される結線(ブスバーとい
う)も自ずと大きくなる。しかもこの結線とリチウムイ
オン2次電池の端子間の接触面積を十分確保しないと、
作動させる機器に対する電流量が大きいために思わぬ発
熱を引き起こす恐れもある。そのために、結線を大型の
リチウムイオン2次電池の端子に締結する場合には、ネ
ジ接合を用いる事例が出ている。In the case of a large secondary battery, the amount of current supplied to the device to be operated is large, so that a large amount of current is supplied between the large lithium ion secondary battery and the device to be operated. The connection (referred to as a bus bar) connected to is naturally increased. Moreover, if the contact area between the connection and the terminal of the lithium ion secondary battery is not sufficiently secured,
The large amount of current flowing to the equipment to be operated may cause unexpected heat generation. For this reason, in the case where the connection is fastened to a terminal of a large-sized lithium ion secondary battery, there is an example in which a screw connection is used.
【0004】従来の大型のリチウムイオン2次電池は、
正極の集電部(端子部)の材質としてはアルミニウムを
使用している。このような正極の集電部に対して結線を
強力に信頼性をもってネジ締結するためには、集電部に
締結されるリチウムイオン2次電池の端子をアルミニウ
ムの合金にすることが考えられる。この集電体に接合さ
れる電池端子をアルミニウム合金で作るにしても、その
アルミニウム合金が電解液中に溶出しないようにする必
要があり、高剛性のものを選択したいのであるがアルミ
ニウム合金の場合には使用の制約がある。また強度の点
の他にも、大電流量を流すのに対応するために、導電性
の良い合金の種類を選択しないと、発熱抵抗を下げるた
めに集電部の断面積を大きくする必要がある等の問題が
生じ、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度を考え
ると、剛性が高くかつ導電性の良い材質により正極の集
電部を作ることが望まれている。そこで本発明は上記課
題を解消し、電池の正極集電部の強度を上げて信頼性を
高めることができる電池を提供することを目的としてい
る。[0004] Conventional large-sized lithium ion secondary batteries are:
Aluminum is used as the material of the current collecting part (terminal part) of the positive electrode. In order to strongly and reliably connect the screw to the current collector of the positive electrode with screws, it is conceivable to use an aluminum alloy for the terminal of the lithium ion secondary battery fastened to the current collector. Even if the battery terminals to be joined to this current collector are made of aluminum alloy, it is necessary to prevent the aluminum alloy from being eluted in the electrolytic solution. Has usage restrictions. In addition to the strength, if the type of alloy with good conductivity is not selected to cope with the flow of a large amount of current, it is necessary to increase the cross-sectional area of the current collector to reduce the heating resistance. Some problems arise, and in view of the volume energy density and the weight energy density, it is desired that the current collector of the positive electrode be made of a material having high rigidity and good conductivity. Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a battery capable of increasing the strength of a positive electrode current collector of a battery and improving reliability.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、正極の集電部がアルミニウムで作られている電
池において、正極の集電部は、アルミニウムにアルミナ
繊維を加えて形成されている電池により、達成される。
電池の正極の集電部がアルミニウムで作られる場合に、
正極の集電部はアルミニウムにアルミナ繊維を加えて形
成されている。このようにすることで、純正のアルミニ
ウムにより作られた正極の集電部に比べて、アルミニウ
ムにアルミナ繊維を加えて作られた正極の集電部はその
強度や剛性が大きいために、この集電部に対して結線を
する場合でもしっかりと結線を固定することができる。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a battery in which the current collector of the positive electrode is made of aluminum, wherein the current collector of the positive electrode is formed by adding alumina fibers to aluminum. This is achieved by the battery being used.
If the current collector of the battery's positive electrode is made of aluminum,
The current collector of the positive electrode is formed by adding alumina fibers to aluminum. By doing so, the current collector of the positive electrode made by adding alumina fiber to aluminum has a higher strength and rigidity than the current collector of the positive electrode made of genuine aluminum. Even when connecting to the electrical part, the connection can be firmly fixed.
【0006】正極の集電部がネジ部を備え、電気を伝え
るための結線が正極の集電部に接続される際に、ボルト
とナットの少なくともいずれか一方を用いる場合であっ
ても、アルミニウムにアルミナ繊維を加えて作った正極
の集電部は、純粋なアルミニウムで作った正極の集電部
に比べて剛性が大きいために、ネジ部のヘタリや座面の
潰れ等が少ない。このためスクリープを少なくすること
ができ、温度変動の大きい場所であっても電池の正極の
集電部における信頼性の高い締結状態が保持できる。正
極の集電部が高剛性なので、振動が与えられていたとし
てもネジ部におけるボルトやナットの緩みを防止するこ
とができ、結線の締結状態を高い信頼性をもって保持す
ることができる。[0006] Even if the current collecting portion of the positive electrode has a screw portion and the connection for transmitting electricity is connected to the current collecting portion of the positive electrode, at least one of a bolt and a nut is used. The current collecting part of the positive electrode made by adding alumina fiber to the positive electrode has higher rigidity than the current collecting part of the positive electrode made of pure aluminum. For this reason, the creep can be reduced, and the highly reliable fastening state in the current collector of the positive electrode of the battery can be maintained even in a place where the temperature fluctuation is large. Since the current collecting portion of the positive electrode has high rigidity, it is possible to prevent the bolts and nuts from being loosened in the screw portion even when vibration is applied, and to maintain the connection state with high reliability.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention,
Although various technically preferable limits are given, the scope of the present invention is not limited to these modes unless otherwise specified in the following description.
【0008】図1は、本発明の電池であるリチウムイオ
ン2次電池の好ましい実施の形態を示しており、図2は
図1のリチウムイオン2次電池の側面図である。また図
3は図1のリチウムイオン2次電池の正極20の部分を
含む領域を拡大して示している。FIG. 1 shows a preferred embodiment of a lithium ion secondary battery which is the battery of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the lithium ion secondary battery of FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing a region including a portion of the positive electrode 20 of the lithium ion secondary battery of FIG.
【0009】図1と図2において、リチウムイオン2次
電池1は電池ケース(電池容器)17、電極ロール体
(電極素子)35、正極20、負極21を備えている。
正極20は円筒型の電池ケース17の一端側に配置され
ており、負極21は円筒型の電池ケース17の他端に配
置されている。電池ケース17は例えばステンレス製
(SUS304)の円筒管であり、その内部には電極ロ
ール体35が収容されている。まずこの電極ロール体3
5について説明する。電極ロール体35は、図4の巻芯
31を用いてロール状(渦巻状)に形成されたものであ
る。電極ロール体35は図5に示すように、正極シート
13、負極シート14、セパレータ30,30を備えて
おり、正極シート13、セパレータ30、負極シート1
4、セパレータ30を順に重ねて、かつ巻芯31により
巻いていくことにより図1のようなロール体になってい
る。1 and 2, the lithium ion secondary battery 1 includes a battery case (battery container) 17, an electrode roll (electrode element) 35, a positive electrode 20, and a negative electrode 21.
The positive electrode 20 is disposed at one end of the cylindrical battery case 17, and the negative electrode 21 is disposed at the other end of the cylindrical battery case 17. The battery case 17 is, for example, a cylindrical tube made of stainless steel (SUS304), in which an electrode roll body 35 is housed. First, this electrode roll 3
5 will be described. The electrode roll body 35 is formed in a roll shape (spiral shape) using the core 31 of FIG. As shown in FIG. 5, the electrode roll body 35 includes a positive electrode sheet 13, a negative electrode sheet 14, and separators 30, 30.
4. A roll body as shown in FIG. 1 is obtained by stacking the separators 30 in order and winding the separator 30 around the core 31.
【0010】この図4の巻芯31が電極ロール体35を
形成していく場合には、図4のように巻芯31の一端の
溝23には動力軸25の回転ストッパ24がはめ込まれ
る。巻芯31の他端の中空部26には押し当て部材22
がはめ込まれる。そしてモータMが作動することにより
巻芯31がR方向に回転して電極ロール体35を形成し
ている。巻芯31は、内芯ともいい、たとえばその外径
が17mmで、内径が14mmで軸方向の長さが354
mmである。When the core 31 of FIG. 4 forms the electrode roll body 35, the rotation stopper 24 of the power shaft 25 is fitted into the groove 23 at one end of the core 31 as shown in FIG. The hollow member 26 at the other end of the core 31 is pressed against the pressing member 22.
Is fitted. When the motor M operates, the core 31 rotates in the R direction to form the electrode roll body 35. The core 31 is also called an inner core. For example, the outer diameter is 17 mm, the inner diameter is 14 mm, and the axial length is 354.
mm.
【0011】正極シート13には活物質13aが塗布さ
れており、負極シート14にも活物質14aが塗布され
ている。活物質13aが塗布されていない正極シート1
3の部分は短冊型にカットされてリード11となってい
る。同様にして活物質14aが形成されていない負極シ
ート14の未塗布部は短冊型に切断されてリード11と
なっている。正極シート13のリード11は正極リード
であり、負極シート14のリード11は負極リードであ
る。正極シート13のリード11と負極シート14のリ
ード11は、反対方向に導かされており、電極ロール体
35を形成する場合に正極シート13のリード11がそ
れぞれ集まり、負極シート14のリード11がそれぞれ
集まるようになっている。An active material 13 a is applied to the positive electrode sheet 13, and an active material 14 a is applied to the negative electrode sheet 14. Positive electrode sheet 1 not coated with active material 13a
A portion 3 is cut into a strip shape to form a lead 11. Similarly, the uncoated portion of the negative electrode sheet 14 on which the active material 14a is not formed is cut into a strip shape to form the lead 11. The lead 11 of the positive electrode sheet 13 is a positive electrode lead, and the lead 11 of the negative electrode sheet 14 is a negative electrode lead. The leads 11 of the positive electrode sheet 13 and the leads 11 of the negative electrode sheet 14 are guided in opposite directions. When the electrode roll body 35 is formed, the leads 11 of the positive electrode sheet 13 gather and the leads 11 of the negative electrode sheet 14 They are getting together.
【0012】次に図5の正極シート13、負極シート1
4及びセパレータ30の材質について説明する。負極シ
ート14は、不活性ガス気流中で焼成した後、粉砕して
得られた平均粒径20μmの炭素を90重量部とし、結
着材としてフッ化ビニリデン樹脂を10重量部とし、こ
れらをN−メチルピロリドンに分散したスラリーを、厚
さ10μmの銅箔の集電体の両面に塗布する事により、
厚さ180μmの電極原板を作製し、この電極原板の一
部に負極のリード部となる未塗布部を残して、たとえば
(348mm+未塗布部35mm)x6940mmにカ
ットして形成されている。Next, the positive electrode sheet 13 and the negative electrode sheet 1 shown in FIG.
4 and the material of the separator 30 will be described. The negative electrode sheet 14 was baked in an inert gas stream and then pulverized to obtain 90 parts by weight of carbon having an average particle diameter of 20 μm, and 10 parts by weight of vinylidene fluoride resin as a binder. By applying a slurry dispersed in methylpyrrolidone to both sides of a 10 μm thick copper foil current collector,
An electrode base plate having a thickness of 180 μm is prepared, and is cut to (348 mm + uncoated portion 35 mm) × 6940 mm, for example, leaving an uncoated portion serving as a negative electrode lead portion in a part of the electrode base plate.
【0013】正極シート13は、平均粒径15μmのL
iCoO2粉末を91重量部とし、導電材としてグラフ
ァイトを6重量部とし、結着材としてフッ化ビニリデン
樹脂を3重量部とし、これらをN−メチルピロリドンに
分散したスラリーを、アルミ箔の集電体の両面に塗布す
ることにより、厚さ150μmの電極原板を作製しこの
電極原板の一部に正極のリード部となる未塗布部を残し
て、(344mm+未塗布部35mm)x7150mm
にカットして形成されている。セパレータ30は、厚さ
38μmで、353mmx7600mmの幅にカットさ
れ形成されて微小な孔が形成されているポリエチレンの
シートである。The positive electrode sheet 13 is made of L having an average particle size of 15 μm.
A slurry in which iCoO2 powder was 91 parts by weight, graphite was 6 parts by weight as a conductive material, vinylidene fluoride resin was 3 parts by weight as a binder, and these were dispersed in N-methylpyrrolidone was used as a current collector of aluminum foil. By coating on both surfaces of the substrate, a non-coated portion serving as a lead portion of a positive electrode is left on a part of the electrode plate, leaving (344 mm + uncoated portion 35 mm) × 7150 mm
It is formed by cutting. The separator 30 is a sheet of polyethylene having a thickness of 38 μm, which is cut into a width of 353 mm × 7600 mm and formed with minute holes.
【0014】図5のようにして作られた電極ロール体3
5は、図1の正極20の極柱10と負極21の極柱10
の間に図1と図3の押さえ金具33を用いてレーザ溶接
される。この時押さえ金具33はリード11を極柱10
に挟み込む。溶接された電極ロール体35及び極柱1
0,10は、キャップ1,1、シール8、セラミックス
ペーサ6等と組込んで、ナット7でセラミックワッシャ
5を介して締め込んだ後に、キャップ1,1は電池ケー
ス17の端部にレーザ溶接される。電池ケース17に注
入される電解液は、プロピレンカーボネートとジエチル
カーボネートの混合溶媒の中にLiPF6を1モル/1
の割合で溶解して形成する。電解液は弁4の注入口32
を開放して注入する。Electrode roll body 3 made as shown in FIG.
5 is the pole 10 of the positive electrode 20 and the pole 10 of the negative electrode 21 in FIG.
During this time, laser welding is performed using the holding bracket 33 shown in FIGS. At this time, the holding bracket 33 connects the lead 11 to the pole 10
Sandwich it. Electrode roll body 35 and pole 1 welded
After the caps 0 and 10 are assembled with the caps 1 and 1, the seal 8, the ceramic spacer 6 and the like and tightened with the nut 7 via the ceramic washer 5, the caps 1 and 1 are laser-welded to the end of the battery case 17. Is done. The electrolyte solution injected into the battery case 17 is a mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate containing LiPF6 at a ratio of 1 mol / 1.
And dissolved at a ratio of The electrolyte is supplied to the inlet 32 of the valve 4.
Open and inject.
【0015】次に図1と図3を参照して正極20の極柱
10とその周辺の構造についてより詳しく説明する。な
お正極20の構造と負極21の構造は同じであるので負
極21の構造の説明は省略する。但し正極の極柱10は
純アルミニウムとアルミナ繊維で作られているのに対し
極柱10は純銅で作られている。図1と図3において、
キャップ1には栓4、メタルシール2、開放弁9、メタ
ルシール3等を備えている。栓4は、これを開けること
により電池ケース17内に電解液を注入することができ
る。電解液を注入後はこの栓4を閉めておく。Next, the structure of the pole 10 of the positive electrode 20 and its peripheral structure will be described in more detail with reference to FIGS. Since the structure of the positive electrode 20 and the structure of the negative electrode 21 are the same, the description of the structure of the negative electrode 21 is omitted. However, the pole 10 of the positive electrode is made of pure aluminum and alumina fiber, whereas the pole 10 is made of pure copper. 1 and 3,
The cap 1 includes a stopper 4, a metal seal 2, an opening valve 9, a metal seal 3, and the like. The electrolytic solution can be injected into the battery case 17 by opening the stopper 4. After the electrolyte is injected, the stopper 4 is closed.
【0016】極柱10は断面で見てほぼT型をしてお
り、この極柱10はキャップ1に対してシール8を介し
て密着して取付けられている。シール8はバックアップ
リング51とセラミックスペーサ6の間に配置されてい
る。極柱10は、キャップ1に対してナット7とセラミ
ックワッシャ5により固定されている。このナット7は
セラミックワッシャ5を介してキャップ1の外面に密着
している。ナット7は極柱10の母材70の先端部15
aに形成されたオネジ15に噛み合っている。極柱10
の母材70の中央には、その軸方向に沿ってボルト19
が着脱可能に取付けられている。このボルト19は、電
池1の正極20を、作動させる機器(図示せず、たとえ
ば電気自動車のモータ)に対して接続する結線CNを固
定するためのものである。The pole 10 is substantially T-shaped when viewed in cross section. The pole 10 is closely attached to the cap 1 via a seal 8. The seal 8 is disposed between the backup ring 51 and the ceramic spacer 6. The pole 10 is fixed to the cap 1 by a nut 7 and a ceramic washer 5. The nut 7 is in close contact with the outer surface of the cap 1 via the ceramic washer 5. The nut 7 is a tip 15 of the base material 70 of the pole 10.
a meshes with the male screw 15 formed in FIG. Pole 10
The center of the base material 70 is provided with bolts 19 along its axial direction.
Are detachably attached. The bolt 19 is for fixing a connection CN that connects the positive electrode 20 of the battery 1 to a device (not shown, for example, a motor of an electric vehicle) to be operated.
【0017】ボルト19は、母材70の内部に形成され
たメネジ16に対して噛み合っており、このメネジ16
はJIS(日本工業規格)の表記方法に基づくM6(締
結ネジのネジサイズ)のメネジである。母材70の外周
囲に設けられているオネジ15はナット7に噛み合って
いるが、ナット7はセラミックワッシャ5とリング50
等を介してしっかりと極柱10に対して固定されてい
る。これにより、電池ケース17内の電解液がキャップ
1から外部に漏れないようにしている。The bolt 19 meshes with a female screw 16 formed inside the base material 70, and the female screw 16
Is a female thread of M6 (thread size of fastening screw) based on the notation method of JIS (Japanese Industrial Standard). The male screw 15 provided on the outer periphery of the base material 70 meshes with the nut 7, and the nut 7 is connected to the ceramic washer 5 and the ring 50.
It is firmly fixed to the pole 10 through the like. This prevents the electrolyte in the battery case 17 from leaking from the cap 1 to the outside.
【0018】母材70、特に母材70のメネジ16は、
結線CNの締結に大きく寄与し、その締結力は強いもの
でなければならない。なぜならば、例えば図3の電池1
は100Ah級の電力量の供給能力があり、1C放電率
で電流を取り出すにしても、結線CNの母材70に対す
る取付けが不完全であると、接触不良を起して危険であ
る。特に電池1が電気自動車(EV)用に車載されるも
のであれば、振動に対しても強くなければならず、ボル
ト19とメネジ16による結線CNの極柱10に対する
締結力は強いものでなければならない。The base material 70, particularly the female thread 16 of the base material 70,
It greatly contributes to the fastening of the connection CN, and the fastening force must be strong. Because, for example, the battery 1 in FIG.
Has a power supply capacity of 100 Ah class, and even if the current is taken out at a discharge rate of 1 C, if the connection of the connection CN to the base material 70 is incomplete, a contact failure occurs, which is dangerous. In particular, if the battery 1 is mounted on an electric vehicle (EV), it must be strong against vibration, and the fastening force of the connection CN to the pole 10 by the bolt 19 and the female screw 16 must be strong. Must.
【0019】また、電気自動車に搭載する電源としてこ
の電池1を使う場合に、電池1の連続使用での許容電流
は3C放電率程度はあり得るために、100Ah級の電
池の場合に、300Aまで対応可能としなければならな
い。これだけの大電流が連続で極柱10に流れても発熱
が大きくならない(例えば80℃以下)ためには、極柱
10が純アルミニウムで作られていても50mm2 以上
の断面積が必要となる。もしくはそれ以下だと放熱を良
くする放熱板との接合が必要となる。When the battery 1 is used as a power source mounted on an electric vehicle, the allowable current in continuous use of the battery 1 can be about 3C discharge rate. Must be available. Even if the pole column 10 is made of pure aluminum, a cross-sectional area of 50 mm 2 or more is necessary so that even if such a large current continuously flows through the pole column 10, heat generation does not increase (for example, 80 ° C. or less). . Otherwise, it is necessary to join with a heat radiating plate for improving heat radiation.
【0020】ここで1C放電率と3C放電率を説明す
る。電池の電流を取り出す場合の放電率を示すもので、
一般に電池が満充電の状態から、3時間連続で使用して
使用限度までの状態に至るまでに取り出せる電力量をそ
の電池の容量とするが、その容量に対し定電流で1時間
で使い切る電流設定で放電していく放電率を1C放電
率、1/3時間で使い切る電流設定で放電率を3C放電
率と呼ぶ。一般に1/3C放電であれば、容量どおりの
電力量を電池から取り出せるが、1Cや3Cのように重
負荷になると実際の容量よりは少ない電力しか取り出せ
ないのが一般的である。今回の場合電池容量が100A
hであるから、3C定電流放電率の場合は3000Aの
電流を放電する事になる。Here, the 1C discharge rate and the 3C discharge rate will be described. Indicates the discharge rate when taking out the battery current,
In general, the amount of power that can be taken out from the fully charged state of the battery until it reaches the usage limit by using it continuously for 3 hours is defined as the capacity of the battery. Is called a 1C discharge rate, and a discharge rate at a current setting used up in 1/3 hour is called a 3C discharge rate. In general, in the case of 1 / 3C discharge, the amount of power corresponding to the capacity can be taken out of the battery, but when the load becomes heavy such as 1C or 3C, generally less power than the actual capacity can be taken out. In this case, the battery capacity is 100A
h, a current of 3000 A is discharged at a constant discharge rate of 3C.
【0021】本発明の実施の形態では、結線CNの締結
力を大きいものにするために、極柱10を構成している
母材70のメネジ16を含む部分(図3の斜線で示す)
は、正極20の極柱10の場合にはアルミナ繊維を純ア
ルミニウムに対して5%混入させて溶融鍛造して作製し
たものであり、その弾性限度は純アルミニウムのみで作
られた極柱の母材に比べて、非常に高いものである。具
体的には、極柱10の場合に比べて、純アルミニウムに
アルミナ繊維を配合した極柱10を用いている。このア
ルミナ繊維の配合率は上述したように5%程度であるの
で、電気抵抗率は純アルミニウムの95%程度の導電率
で済むことから、必要断面積は、50/0.95=5
2.6mm2 の面積で達成することができる。In the embodiment of the present invention, in order to increase the fastening force of the connection CN, a portion including the female thread 16 of the base material 70 constituting the pole 10 (shown by hatching in FIG. 3).
In the case of the pole 10 of the positive electrode 20, the pole is made by melting and forging an alumina fiber mixed with 5% with respect to pure aluminum, and its elastic limit is limited to the base of the pole made of pure aluminum only. It is very expensive compared to wood. Specifically, as compared with the case of the pole 10, the pole 10 in which alumina fibers are mixed with pure aluminum is used. Since the compounding ratio of this alumina fiber is about 5% as described above, the electrical resistivity is only about 95% of that of pure aluminum, so the required cross-sectional area is 50 / 0.95 = 5.
It can be achieved with an area of 2.6 mm 2 .
【0022】本発明のアルミナ繊維の入った純アルミニ
ウムとの極柱10と、従来のアルミニウム合金につい
て、剛性(耐力すなわち弾性限度)と電導率を比較した
のが図6である。本発明の実施の形態におけるアルミナ
繊維入りの純アルミニウムの材質は、他の代表的な合金
アルミ(例えばA5052)に比べて、耐力が同等な割
には電極素子材として必要な導電率が良く、大型電池の
ようにネジ部が必要な電池の集電部(端子)に適してい
るといえる。FIG. 6 shows a comparison between rigidity (proof stress, ie, elastic limit) and electric conductivity of the pole column 10 made of pure aluminum containing alumina fibers of the present invention and a conventional aluminum alloy. The material of the pure aluminum containing the alumina fiber in the embodiment of the present invention has a higher electrical conductivity required as an electrode element material for the same proof stress as compared with other typical alloy aluminum (for example, A5052). It can be said that it is suitable for a current collector (terminal) of a battery that requires a screw portion such as a large battery.
【0023】このような本発明の実施の形態におけるア
ルミナ繊維入り純アルミニウム製の極柱10の効果的な
作り方としては、図7と図8に示すような2段階の成型
法が提案できる。As an effective method of manufacturing the pole column 10 made of pure aluminum containing alumina fibers in the embodiment of the present invention, a two-stage molding method as shown in FIGS. 7 and 8 can be proposed.
【0024】この2段階の成型法について以下に説明す
る。まず図7は図3に対応する極柱10を示している
が、この極柱10は、破線で示した母材70とその残部
90から構成されている。まず母材70は、メネジ16
や図3の結線CNを締結する時に圧縮や引っ張り力等の
力を受けやすい部分のみを作るために型を用意し、この
母材70を作る型を用いて、予めアルミナのみをその型
で焼固める。つまり図8のようにアルミナのみでコア7
0Aを作る。The two-stage molding method will be described below. First, FIG. 7 shows the pole 10 corresponding to FIG. 3, and the pole 10 is composed of a base material 70 indicated by a broken line and a remaining portion 90 thereof. First, the base material 70 is
And a mold for preparing only a portion which is easily subjected to a force such as a compression or a tensile force when fastening the connection CN of FIG. 3 is prepared. Harden. That is, as shown in FIG.
Make 0A.
【0025】このアルミナコア70Aは、図8の溶湯鍛
造用の本型100に配置する。この本型100は上型1
01と下型102を有しており、その上型101と下型
102の間にアルミナコア70Aが配置される。そして
下型102の入口103から純アルミニウム溶湯が注入
されて、この純アルミニウムがアルミナコア70Aに浸
透させて図7のような極柱10を作る。この際に、アル
ミナコア70Aの空孔率が90%であれば、作成された
極柱10の母材(コア部ともいう)70のアルミナ配合
率は10%となり、空孔率95%であればアルミナ配合
率は5%とすることができる。その後に、母材70にメ
ネジ16やオネジ15が機械加工される。このような製
造方法を用いることにより、アルミナ繊維の使用量を節
約することができる。すなわち、極柱全体をアルミナ繊
維を含んだ材料にするよりは、部分的にアルミナ繊維を
含ませることにより、必然的にアルミナ繊維量を節約で
きる。The alumina core 70A is arranged in a main die 100 for forging molten metal shown in FIG. This main mold 100 is an upper mold 1
01 and a lower mold 102, and an alumina core 70A is arranged between the upper mold 101 and the lower mold 102. Then, a pure aluminum melt is injected from an inlet 103 of the lower mold 102, and the pure aluminum permeates the alumina core 70A to form the pole 10 as shown in FIG. At this time, if the porosity of the alumina core 70A is 90%, the alumina mixing ratio of the prepared base material (also referred to as a core portion) 70 of the pole 10 is 10%, and the porosity is 95%. For example, the alumina content can be 5%. Thereafter, the female screw 16 and the male screw 15 are machined on the base material 70. By using such a manufacturing method, the amount of alumina fiber used can be saved. That is, rather than making the whole pole column a material containing alumina fibers, the amount of alumina fibers can be inevitably saved by partially including the alumina fibers.
【0026】また図3に示すようにアルミナ繊維の露出
部が電池ケース1内の電解液に触れない所に限定できる
ために、アルミナ繊維に電解液と反応する不純物が入っ
ているかいないかの管理を厳密にする必要がないという
メリットもある。Further, as shown in FIG. 3, since the exposed portion of the alumina fiber can be limited to a place where the exposed portion does not come into contact with the electrolyte in the battery case 1, it is controlled whether or not the alumina fiber contains impurities which react with the electrolyte. There is also a merit that it is not necessary to make strict.
【0027】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れない。例えば上述した実施の形態では電池としてリチ
ウムイオン2次電池を用いているが、これに限らず他の
種類の2次電池、例えばリチウムメタル電池、非水溶媒
電池、ポリマー電池に適用することもできる。また電池
は2次電池に限らず、他の種類の電池、例えばリチウム
系の1次コイン電池等とすることもできる。また、結線
を極柱に固定するのは、ボルトを用いるばかりでなくナ
ットを極柱にねじこむことで結線を極柱に固定してもよ
い。またそのナットやボルトの両方を用いて結線を極柱
に固定してもよい。極柱を電池ケースに固定する場合
に、ナットを用いるのに代えてボルトを用いてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a lithium ion secondary battery is used as a battery, but the present invention is not limited to this, and can be applied to other types of secondary batteries, for example, lithium metal batteries, non-aqueous solvent batteries, and polymer batteries. . The battery is not limited to a secondary battery, but may be another type of battery, such as a lithium-based primary coin battery. The connection is fixed to the pole not only by using a bolt, but also by screwing a nut into the pole to fix the connection to the pole. The connection may be fixed to the pole using both the nut and the bolt. When fixing the pole to the battery case, bolts may be used instead of nuts.
【0028】このような構造の電池を提案して、純アル
ミニウムで作られた極柱に比べて、アルミナ繊維入りの
アルミニウム極柱10を用いることにより、図3の結線
CNを締結する際に用いられるメネジ16(ネジ部とも
いう)や、極柱10自体をキャップ1に対してしっかり
と固定する際のオネジ(締結部ともいう)15が補強で
きるので剛性が高まり、メネジ16のヘタレやオネジ1
5の潰れを極力避けることができる。従って極柱10の
クリープを少なくすることができ、温度変動の大きい場
所で使用しても、結線CNの締結の信頼性及び極柱の固
定の信頼性を向上することができる。また極柱10は高
剛性を有するので、振動が加わっていたとしても、メネ
ジ16に噛み合っているボルト19の緩みや、オネジ1
5に噛み合っているナット7の緩みを防止することがで
きる。このようなことから本発明の電池の実施の形態が
例えば電気自動車用のバッテリや車のスタータとして用
いられることが期待できる。By proposing a battery having such a structure, by using an aluminum pole 10 containing alumina fiber as compared with a pole made of pure aluminum, the battery is used for fastening the connection CN shown in FIG. Since the internal thread 16 (also referred to as a threaded portion) and the external thread (also referred to as a fastening portion) 15 for firmly fixing the pole 10 itself to the cap 1 can be reinforced, the rigidity is increased, and the internal thread 16 of the internal thread 16 and the external thread 1 are increased.
5 can be avoided as much as possible. Therefore, the creep of the pole 10 can be reduced, and the reliability of the connection of the connection CN and the reliability of fixing the pole can be improved even when used in a place where the temperature fluctuation is large. Further, since the pole 10 has high rigidity, even if vibration is applied, the bolt 19 engaged with the female thread 16 may be loosened or the male screw 1 may be loosened.
The loosening of the nut 7 meshing with the nut 5 can be prevented. Accordingly, it can be expected that the embodiment of the battery of the present invention is used as, for example, a battery for an electric vehicle or a starter of a car.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池の正極の集電部の強度を上げて信頼性を高めること
ができる。As described above, according to the present invention,
The reliability can be improved by increasing the strength of the current collector of the positive electrode of the battery.
【図1】本発明の電池としてリチウムイオン2次電池を
示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery as a battery of the present invention.
【図2】図1のリチウムイオン2次電池の側面図。FIG. 2 is a side view of the lithium ion secondary battery of FIG.
【図3】図1のリチウムイオン2次電池の正極の付近を
示す拡大図。FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of a positive electrode of the lithium ion secondary battery of FIG. 1;
【図4】リチウムイオン2次電池の電極ロール体を形成
するための巻芯を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a core for forming an electrode roll body of a lithium ion secondary battery.
【図5】図4の巻芯を巻くことにより形成される電極ロ
ール体を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing an electrode roll body formed by winding the core shown in FIG. 4;
【図6】純アルミニウム製の極柱と、アルミナ繊維入り
のアルミニウム製の極柱の特性の比較例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a comparative example of the characteristics of a pole made of pure aluminum and an aluminum pole containing alumina fibers.
【図7】本発明の極柱の構造例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a structural example of a pole according to the present invention.
【図8】図7の極柱の製造方法の一例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for manufacturing the pole shown in FIG.
1・・・リチウムイオン2次電池(電池)、10・・・
極柱、15・・・オネジ、16・・・メネジ、17・・
・電池ケース、20・・・正極、21・・・負極、35
・・・ロール体、70・・・母材、90・・・残部1 ... lithium ion secondary battery (battery), 10 ...
Pole, 15 ... male screw, 16 ... female screw, 17 ...
・ Battery case, 20 ・ ・ ・ Positive electrode, 21 ・ ・ ・ Negative electrode, 35
... Roll body, 70 ... Base material, 90 ... Remainder
Claims (4)
いる電池において、 正極の集電部は、アルミニウムにアルミナ繊維を加えて
形成されていることを特徴とする電池。1. A battery in which a current collector of a positive electrode is made of aluminum, wherein the current collector of the positive electrode is formed by adding alumina fibers to aluminum.
に記載の電池。2. A lithium ion secondary battery according to claim 1.
The battery according to 1.
えるための結線を正極の集電部に接続する際に、ボルト
とナットの少なくともいずれか一方を用いる請求項1に
記載の電池。3. The current collector of claim 1, wherein the current collector of the positive electrode includes a screw, and at least one of a bolt and a nut is used when connecting a wire for transmitting electricity to the current collector of the positive electrode. battery.
めに、正極の集電部はボルトやナットを備える請求項1
に記載の電池。4. The current collector of the positive electrode includes a bolt or a nut for holding the current collector of the positive electrode in the battery case.
The battery according to 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8204139A JPH1031996A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8204139A JPH1031996A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031996A true JPH1031996A (en) | 1998-02-03 |
Family
ID=16485490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8204139A Pending JPH1031996A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1031996A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001176492A (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Kyocera Corp | Battery terminal |
| JP2001297745A (en) * | 2000-03-16 | 2001-10-26 | Alcatel | Method of connecting electrode plate to terminal of storage battery, and storage battery obtained thereby |
| JP2002117906A (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Nec Corp | LiMn secondary battery, battery manufacturing method, electric vehicle |
| JP2002203537A (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Kyocera Corp | Battery terminals |
| CN115836422A (en) * | 2020-08-11 | 2023-03-21 | 瓦尔达微电池有限责任公司 | Accumulator battery and method of manufacture |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP8204139A patent/JPH1031996A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001176492A (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Kyocera Corp | Battery terminal |
| JP2001297745A (en) * | 2000-03-16 | 2001-10-26 | Alcatel | Method of connecting electrode plate to terminal of storage battery, and storage battery obtained thereby |
| JP2002117906A (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Nec Corp | LiMn secondary battery, battery manufacturing method, electric vehicle |
| JP2002203537A (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Kyocera Corp | Battery terminals |
| CN115836422A (en) * | 2020-08-11 | 2023-03-21 | 瓦尔达微电池有限责任公司 | Accumulator battery and method of manufacture |
| JP2023537122A (en) * | 2020-08-11 | 2023-08-30 | ヴァルタ マイクロバッテリー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Energy storage battery and manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2274483C (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP5774752B2 (en) | Battery and battery pack | |
| US6040086A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4416770B2 (en) | Assembled battery | |
| CN101341610B (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| US20110008661A1 (en) | Lithium ion secondary battery and method for producing the same | |
| EP3920269A1 (en) | Current collector for electrode | |
| US20180323419A1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary batteries | |
| WO2007142040A1 (en) | Secondary battery | |
| EP2717373B1 (en) | Electrode plate group unit for secondary battery and method for manufacturing same | |
| US20220393251A1 (en) | Electrode Assembly and Method for Manufacturing the Same | |
| JP5420219B2 (en) | Sealed battery and method for manufacturing the same | |
| WO2013088824A1 (en) | Lithium ion battery and method for manufacturing same | |
| JP4273543B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP5270852B2 (en) | Battery pack and battery pack | |
| EP2287943A1 (en) | Battery and method for manufacturing same | |
| JP3768026B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP3777487B2 (en) | Cylindrical lithium secondary battery | |
| JPH1031996A (en) | Battery | |
| JP2000077053A (en) | Rechargeable battery | |
| JPH11250873A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2011086483A (en) | Laminated secondary battery | |
| JP2000173578A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JPWO2018230029A1 (en) | Rechargeable battery | |
| JP2005071862A (en) | Cylindrical secondary battery and battery unit using the same |