JPH11135101A - 二次電池の電極構造 - Google Patents
二次電池の電極構造Info
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- JPH11135101A JPH11135101A JP9299922A JP29992297A JPH11135101A JP H11135101 A JPH11135101 A JP H11135101A JP 9299922 A JP9299922 A JP 9299922A JP 29992297 A JP29992297 A JP 29992297A JP H11135101 A JPH11135101 A JP H11135101A
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- Japan
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- battery
- electrode
- positive
- winding
- current collector
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】リード線を使用せず巻回方向に対して一方の垂
直方向に集電体を露出させ電極端子部と接続する方法で
は、電池の一方向に正負両極を揃えることが難しい。 【解決手段】二次電池の正極，負極のそれぞれ巻き始め
部，巻き終わり部に集電部のみ未塗布部を設け、この未
塗布部を９０°折り曲げこれに電池電極端子を接続する
ことにより、リード線を設けることなくかつ電池の一方
向に正負両極を揃えて取り出すことを可能とするもので
ある。
直方向に集電体を露出させ電極端子部と接続する方法で
は、電池の一方向に正負両極を揃えることが難しい。 【解決手段】二次電池の正極，負極のそれぞれ巻き始め
部，巻き終わり部に集電部のみ未塗布部を設け、この未
塗布部を９０°折り曲げこれに電池電極端子を接続する
ことにより、リード線を設けることなくかつ電池の一方
向に正負両極を揃えて取り出すことを可能とするもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車，電動
カート等の移動体機器，ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器，停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる二次電池において、
比較的容易に加工できる接続電気抵抗の少ない集電構造
に関するものである。
カート等の移動体機器，ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器，停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる二次電池において、
比較的容易に加工できる接続電気抵抗の少ない集電構造
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の二次電池の集電構造は、正極の巻
き始め部及び負極の巻き終わり部に集電材のみ露出した
未塗布部を設け、この未塗布部にＡｌ，Ｎｉで代表され
るリード線を溶接し、このリード線を電池電極端子に接
続する構造をとっている。
き始め部及び負極の巻き終わり部に集電材のみ露出した
未塗布部を設け、この未塗布部にＡｌ，Ｎｉで代表され
るリード線を溶接し、このリード線を電池電極端子に接
続する構造をとっている。
【０００３】また、リード線なしで発電要素と電池電極
端子を接続する方法として、特開平3−49151号公報に集
電材に電極活物質を担持した電極の巻回方向に対して一
方の垂直方向に、集電体を電極活物質部より集電体長の
１／４以上を山形の形状で露出せしめ、当該集電体露出
部と電極端子部とを直接溶着する方法が示されている。
端子を接続する方法として、特開平3−49151号公報に集
電材に電極活物質を担持した電極の巻回方向に対して一
方の垂直方向に、集電体を電極活物質部より集電体長の
１／４以上を山形の形状で露出せしめ、当該集電体露出
部と電極端子部とを直接溶着する方法が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リード
線を使って接続する方法では、構造上リード線の断面積
が集電体の断面積より小さくなるため、リード線部での
電気抵抗が増加し、また電流はリード線及びリード線と
集電体の溶接部分に集中する。よって、大電流で充放電
する場合、上記リード線及びリード線と集電体との溶接
個所を中心とした局部発熱が起こり、電極に塗布した活
物質や電解液の劣化を引き起こす可能性がある。また、
溶接強度が不十分な場合、巻回作業時リード線が剥がれ
たり、溶接部分の電気抵抗の増加による電池の性能低下
が発生するという問題がある。
線を使って接続する方法では、構造上リード線の断面積
が集電体の断面積より小さくなるため、リード線部での
電気抵抗が増加し、また電流はリード線及びリード線と
集電体の溶接部分に集中する。よって、大電流で充放電
する場合、上記リード線及びリード線と集電体との溶接
個所を中心とした局部発熱が起こり、電極に塗布した活
物質や電解液の劣化を引き起こす可能性がある。また、
溶接強度が不十分な場合、巻回作業時リード線が剥がれ
たり、溶接部分の電気抵抗の増加による電池の性能低下
が発生するという問題がある。
【０００５】また、特開平3−49151号公報に示されるよ
うな、巻回方向に対して一方の垂直方向に集電体を露出
させ電極端子部と接続する場合、先に述べた溶接部への
電流集中や溶接強度の問題は回避できるが、巻回体の軸
心に沿った両方向に山形の形状に加工された複数の集電
体を巻回体から直接はみ出させる構造であるため、巻回
作業時や電池電極端子接続時山形状集電体の根元に亀裂
が生じ易い。
うな、巻回方向に対して一方の垂直方向に集電体を露出
させ電極端子部と接続する場合、先に述べた溶接部への
電流集中や溶接強度の問題は回避できるが、巻回体の軸
心に沿った両方向に山形の形状に加工された複数の集電
体を巻回体から直接はみ出させる構造であるため、巻回
作業時や電池電極端子接続時山形状集電体の根元に亀裂
が生じ易い。
【０００６】また、上記集電構造では露出した正，負極
の集電体同士の短絡を回避するため、巻回体の軸心に沿
って片側を正極、片側を負極と二方向に電極を設ける必
要があり、特開平3−49151号公報に示されるような、電
池の上下等二方向に正，負極端子を設ける電池には適し
ているが、組み電池を構成する場合電池間の接続及び絶
縁のための治具が片側のみで可能な一方向に正負両極を
設けた電池にする場合、電池内部においての電極の接続
が複雑になりかつ電池の外形寸法が大きくなるという問
題がある。
の集電体同士の短絡を回避するため、巻回体の軸心に沿
って片側を正極、片側を負極と二方向に電極を設ける必
要があり、特開平3−49151号公報に示されるような、電
池の上下等二方向に正，負極端子を設ける電池には適し
ているが、組み電池を構成する場合電池間の接続及び絶
縁のための治具が片側のみで可能な一方向に正負両極を
設けた電池にする場合、電池内部においての電極の接続
が複雑になりかつ電池の外形寸法が大きくなるという問
題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記課
題を解決するため、集電材に活物質，導電助材，バイン
ダを塗布した正極，負極及びセパレータからなる巻回体
を用いた二次電池において、正極，負極のそれぞれ巻き
始め部，巻き終わり部に集電部のみ未塗布部を設け、こ
の未塗布部を９０°折り曲げこれに電池電極端子を接続
することにより、集電用のリード線をなくしかつ一方向
に正負両極を設けた電池にも外形寸法を増加することな
く容易に対応できる二次電池の電極構造を提供するもの
である。
題を解決するため、集電材に活物質，導電助材，バイン
ダを塗布した正極，負極及びセパレータからなる巻回体
を用いた二次電池において、正極，負極のそれぞれ巻き
始め部，巻き終わり部に集電部のみ未塗布部を設け、こ
の未塗布部を９０°折り曲げこれに電池電極端子を接続
することにより、集電用のリード線をなくしかつ一方向
に正負両極を設けた電池にも外形寸法を増加することな
く容易に対応できる二次電池の電極構造を提供するもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、電
極，電池構造を例にして図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施例を示す電極構造図であり、図２
ａ，図２ｂはその加工方法を示す。図１において、２は
集電材に活物質，バインダ及び必要に応じて導電助剤を
混合した合材（以下合材と称す。）を塗布した部分（以
下塗布部と称す。）を示し、１は上記合材を塗布せず集
電材のみ露出させた未塗布部（以下未塗布部と称す。）
を示す。また、１ａは１の未塗布部を折り曲げて作成し
た集電リード部を示し、本電極を用いて電池を製作する
場合に、この１ａの部分を直接電池電極端子に接続す
る。これにより、別部品の集電用リード線を溶接して設
けなくてもよい。
極，電池構造を例にして図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施例を示す電極構造図であり、図２
ａ，図２ｂはその加工方法を示す。図１において、２は
集電材に活物質，バインダ及び必要に応じて導電助剤を
混合した合材（以下合材と称す。）を塗布した部分（以
下塗布部と称す。）を示し、１は上記合材を塗布せず集
電材のみ露出させた未塗布部（以下未塗布部と称す。）
を示す。また、１ａは１の未塗布部を折り曲げて作成し
た集電リード部を示し、本電極を用いて電池を製作する
場合に、この１ａの部分を直接電池電極端子に接続す
る。これにより、別部品の集電用リード線を溶接して設
けなくてもよい。
【０００９】次に、図２ａ，図２ｂを用いて本発明の一
実施例である電極の製作方法を説明する。３，４はそれ
ぞれ塗布部，未塗布部を示す。まず図２ａの如く、電極
の少なくとも１ケ所に電極幅Ｗより長く未塗布部４を設
け、この未塗布部の一部を未塗布部の端部からＬの部分
を起点とし、図の如く電極に対し４５°の傾斜を持った
基準線５を基準に山折りし、図２ｂに示す電極に対し９
０°折り曲げた未塗布部の凸部分７を作成する。
実施例である電極の製作方法を説明する。３，４はそれ
ぞれ塗布部，未塗布部を示す。まず図２ａの如く、電極
の少なくとも１ケ所に電極幅Ｗより長く未塗布部４を設
け、この未塗布部の一部を未塗布部の端部からＬの部分
を起点とし、図の如く電極に対し４５°の傾斜を持った
基準線５を基準に山折りし、図２ｂに示す電極に対し９
０°折り曲げた未塗布部の凸部分７を作成する。
【００１０】この時Ｌ＞Ｗとし、Ｌは本電極を適用する
電池の巻回体と電池電極端子との距離、電池の組立性を
考慮し、Ｗに対する余長分を決めればよい。さらに図２
ｂにおいて、凸部分の端部から幅方向にＷ／ｎの所に設
けた基準線６を基準に谷折りし、これをｎ−１回繰り返
すことにより図１で示す電極が製作できる。また、電池
端子を巻回体の上下二方向に取り出す場合や、Ｗが巻回
体の最外円周長さの１／２以下の場合はｎ＝１でもよ
い。
電池の巻回体と電池電極端子との距離、電池の組立性を
考慮し、Ｗに対する余長分を決めればよい。さらに図２
ｂにおいて、凸部分の端部から幅方向にＷ／ｎの所に設
けた基準線６を基準に谷折りし、これをｎ−１回繰り返
すことにより図１で示す電極が製作できる。また、電池
端子を巻回体の上下二方向に取り出す場合や、Ｗが巻回
体の最外円周長さの１／２以下の場合はｎ＝１でもよ
い。
【００１１】次に図３，図４を用いて一方向に正，負両
極を取り出した巻回体の製作方法の一実施例を示す。８
は巻回途中の巻回体を示す。巻回体はセンターピン９に
正極１０，負極１１をセパレータ１２を挟んで巻回する
ことにより製作される。また、△Ｌは負極と正極の電極
全長の差を示す。ここで、図４の如く巻回体１３に対し
負極集電リード部１４，正極集電リード部１５を巻回軸
を中心に反対方向に揃えるためには、△Ｌを以下のよう
に設ければよい。
極を取り出した巻回体の製作方法の一実施例を示す。８
は巻回途中の巻回体を示す。巻回体はセンターピン９に
正極１０，負極１１をセパレータ１２を挟んで巻回する
ことにより製作される。また、△Ｌは負極と正極の電極
全長の差を示す。ここで、図４の如く巻回体１３に対し
負極集電リード部１４，正極集電リード部１５を巻回軸
を中心に反対方向に揃えるためには、△Ｌを以下のよう
に設ければよい。
【００１２】
【数１】△Ｌ＝((負極周回長さ)−(正極周回長さ))＋
(巻回体最外円周長さ)／２ なお、以上は集電リード部が１ケ所の場合を説明した
が、図５の如く塗布部１６に対し両端に未塗布部を設
け、集電リード部１７，１８の如く、２ケ所設けてもよ
い。
(巻回体最外円周長さ)／２ なお、以上は集電リード部が１ケ所の場合を説明した
が、図５の如く塗布部１６に対し両端に未塗布部を設
け、集電リード部１７，１８の如く、２ケ所設けてもよ
い。
【００１３】最後に、図６を用いて、本発明を使用した
二次電池の一実施例を説明する。センターピン２２にセ
パレータ２３，正極２４，負極２５を巻回して作成した
巻回体を電池缶２０に挿入の後、電池蓋１９と電池缶２
０の嵌合部２６を溶接することで密封する。巻回体の下
部と電池缶２０はドーナツ形の絶縁板２１で絶縁する。
二次電池の一実施例を説明する。センターピン２２にセ
パレータ２３，正極２４，負極２５を巻回して作成した
巻回体を電池缶２０に挿入の後、電池蓋１９と電池缶２
０の嵌合部２６を溶接することで密封する。巻回体の下
部と電池缶２０はドーナツ形の絶縁板２１で絶縁する。
【００１４】また、電池蓋１９には電池負極端子２７，
電池正極端子２８の２ケの電池電極端子が設けられ、絶
縁シール材２９により電池蓋１９と絶縁される。先に図
４で説明した負極の最外周に設けた負極集電リード部２
５ａ，正極の最外周に設けた正極集電リード部２４ａ
を、それぞれ電池負極端子２７，電池正極端子２８に直
接接続する。このとき接続方法は、超音波溶接，レーザ
溶接，リベットによるカシメ接続のいずれを使用しても
よい。
電池正極端子２８の２ケの電池電極端子が設けられ、絶
縁シール材２９により電池蓋１９と絶縁される。先に図
４で説明した負極の最外周に設けた負極集電リード部２
５ａ，正極の最外周に設けた正極集電リード部２４ａ
を、それぞれ電池負極端子２７，電池正極端子２８に直
接接続する。このとき接続方法は、超音波溶接，レーザ
溶接，リベットによるカシメ接続のいずれを使用しても
よい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、集電
材に活物質，導電助材，バインダを塗布した正極，負極
及びセパレータからなる巻回体を用いた二次電池におい
て、正極，負極のそれぞれ巻き始め部、巻き終わり部に
集電部のみ未塗布部を設け、この未塗布部を９０°折り
曲げて作成した集電リード部を直接電池電極端子に接続
した集電構造とした。これにより、別部品の集電用リー
ド線を設ける必要がなくなるため、溶接強度，面積を管
理する必要がなくなる。また、集電体をその断面積が減
少することなく電池電極端子に接続できるため、電気抵
抗の増加及び電流の局部集中も起きにくくなり、大電流
での充放電時でも発熱による電極の劣化を回避すること
ができる。
材に活物質，導電助材，バインダを塗布した正極，負極
及びセパレータからなる巻回体を用いた二次電池におい
て、正極，負極のそれぞれ巻き始め部、巻き終わり部に
集電部のみ未塗布部を設け、この未塗布部を９０°折り
曲げて作成した集電リード部を直接電池電極端子に接続
した集電構造とした。これにより、別部品の集電用リー
ド線を設ける必要がなくなるため、溶接強度，面積を管
理する必要がなくなる。また、集電体をその断面積が減
少することなく電池電極端子に接続できるため、電気抵
抗の増加及び電流の局部集中も起きにくくなり、大電流
での充放電時でも発熱による電極の劣化を回避すること
ができる。
【００１６】さらに、正負極両方またはどちらか一方の
集電体を折り曲げる方向を変更することにより、二方向
にそれぞれ正，負極を設けた電池及び一方向に正負両極
を設けた電池の両者とも容易に対応することが可能とな
る。
集電体を折り曲げる方向を変更することにより、二方向
にそれぞれ正，負極を設けた電池及び一方向に正負両極
を設けた電池の両者とも容易に対応することが可能とな
る。
【図１】本発明の一実施例である電極構造を示す図であ
る。
る。
【図２】（ａ）は図１の集電構造の加工方法の加工手順
を示す図である。（ｂ）は図２ａの本発明の集電構造の
加工方法の加工手順を示す図である。
を示す図である。（ｂ）は図２ａの本発明の集電構造の
加工方法の加工手順を示す図である。
【図３】本発明一実施例である巻回体の概略構造を示す
図である。
図である。
【図４】図３の外観を示す図である。
【図５】本発明の一実施例である電極構造を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の一実施例である二次電池の構造を示す
断面図である
断面図である
１…未塗布部、１ａ，１７，１８…集電リード部、２，
３‥‥塗布部、４…未塗布部、５，６…折り曲げ基準
線、７…未塗布部を９０°折り曲げて作成した凸部分、
８…巻回途中の巻回体、９，２２…センターピン、１
０，２４…正極、１１，２５…負極、１２，２３…セパ
レータ、１３…巻回体、１４，２５ａ…負極集電リード
部、１５…正極集電リード部、１６…合材塗布部、１９
…電池蓋、２０…電池缶、２１…絶縁板、２４ａ…正極
集電リード部、２６…電池蓋電池缶嵌合部、２７…電池
負極端子、２８…電池正極端子、２９…絶縁シール材。
３‥‥塗布部、４…未塗布部、５，６…折り曲げ基準
線、７…未塗布部を９０°折り曲げて作成した凸部分、
８…巻回途中の巻回体、９，２２…センターピン、１
０，２４…正極、１１，２５…負極、１２，２３…セパ
レータ、１３…巻回体、１４，２５ａ…負極集電リード
部、１５…正極集電リード部、１６…合材塗布部、１９
…電池蓋、２０…電池缶、２１…絶縁板、２４ａ…正極
集電リード部、２６…電池蓋電池缶嵌合部、２７…電池
負極端子、２８…電池正極端子、２９…絶縁シール材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂入 美千子 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内
Claims (1)
- 【請求項１】集電材に活物質，導電助材，バインダを塗
布した正極，負極及びセパレータを巻回して発電要素
（以降巻回体と称す。）を構成する二次電池において、
正極，負極のそれぞれ巻き始め部，巻き終わり部の少な
くとも１ヶ所に集電材が露出した未塗布部を設け、この
未塗布部を９０°折り曲げこれに電池電極端子を接続す
ることを特徴とする二次電池の電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299922A JPH11135101A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 二次電池の電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299922A JPH11135101A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 二次電池の電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11135101A true JPH11135101A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17878556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9299922A Pending JPH11135101A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 二次電池の電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11135101A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-10-31 JP JP9299922A patent/JPH11135101A/ja active Pending
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