JPH11219720A - 電池及びリチウムイオン電池 - Google Patents
電池及びリチウムイオン電池Info
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- JPH11219720A JPH11219720A JP10022107A JP2210798A JPH11219720A JP H11219720 A JPH11219720 A JP H11219720A JP 10022107 A JP10022107 A JP 10022107A JP 2210798 A JP2210798 A JP 2210798A JP H11219720 A JPH11219720 A JP H11219720A
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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
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- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接箇所及び部品点数を少なくし、しかも極
板と電池の端子部との間の電気抵抗を低くして、大電流
を流したときの電圧降下を小さくできる電池を得る。 【解決手段】 帯状金属箔からなる負極集電体6aに、
表面に活物質層6bが形成されず、渦巻状極板群2から
電槽ケース1の底面3d側に突出する底面側露出部6c
を形成する。底面側露出部6cを電池缶本体3の底面3
dに溶接して、負極集電体6aを電池缶本体3に直接接
続する。帯状金属箔からなる正極集電体4aに、表面に
活物質層4bが形成されず、渦巻状極板群2から電槽ケ
ース1の端子部材5側に突出する端子部材側露出部4c
を形成する。端子部材側露出部4cを端子部材5の接続
部5aに溶接して、正極集電体4aを端子部材5に直接
接続する。
板と電池の端子部との間の電気抵抗を低くして、大電流
を流したときの電圧降下を小さくできる電池を得る。 【解決手段】 帯状金属箔からなる負極集電体6aに、
表面に活物質層6bが形成されず、渦巻状極板群2から
電槽ケース1の底面3d側に突出する底面側露出部6c
を形成する。底面側露出部6cを電池缶本体3の底面3
dに溶接して、負極集電体6aを電池缶本体3に直接接
続する。帯状金属箔からなる正極集電体4aに、表面に
活物質層4bが形成されず、渦巻状極板群2から電槽ケ
ース1の端子部材5側に突出する端子部材側露出部4c
を形成する。端子部材側露出部4cを端子部材5の接続
部5aに溶接して、正極集電体4aを端子部材5に直接
接続する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池及びリチウム
イオン電池に関するものであり、特に渦巻状極板群を有
する電池及びリチウムイオン電池に関するものである。
イオン電池に関するものであり、特に渦巻状極板群を有
する電池及びリチウムイオン電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用機器にリチウムイオン電池
等の高エネルギー密度を有する電池が多用されている。
このような高エネルギー密度を有する電池は、電池全体
の小形化を図るために、正極集電体及び負極集電体とし
て厚み10〜20μmの金属箔が用いられている。この
種の電池において、正極板と負極板とをセパレータを介
して巻回した渦巻状極板群を用いるものでは、通常、次
のようなシングル集電方法により渦巻状極板群と電池の
端子との接続を図っている。まず、正極集電体及び負極
集電体のそれぞれに短冊状のリード部材の一方の端部が
溶接等により取り付けた正極板及び負極板を巻回して渦
巻状極板群を作る。次に、リード部材の他方の端部を電
池缶本体及び電池缶本体に取り付けられた端子部材にそ
れぞれ溶接する。高エネルギー密度を有する電池におい
てシングル集電方法を採用する場合には、それぞれの集
電体の複数箇所にリード部材を接続し、複数のリード部
材を一か所で束ねてて電池缶本体及び端子部材にそれぞ
れ溶接することにより、電池の高率放電に対応させてい
る。しかしながら、渦巻状極板群には、厚みのばらつき
があるため、複数のリード部材を一か所で束ねることが
難しい。そのため、リード部材の数を増やすのが難し
く、集電能力を高めるには限界があった。また、複数の
リード部材の位置ずれを解消するために、それぞれのリ
ード部材の長さを調整しなければならなかった。そこ
で、特開平8−115744号公報に示されるように、
集電体の幅方向の端部に活物質を形成しない露出部を形
成し、この露出部に沿って渦巻状にリード線を抵抗溶接
し、このリード線を電槽の各端子に接続部材を介して接
続することが提案された。
等の高エネルギー密度を有する電池が多用されている。
このような高エネルギー密度を有する電池は、電池全体
の小形化を図るために、正極集電体及び負極集電体とし
て厚み10〜20μmの金属箔が用いられている。この
種の電池において、正極板と負極板とをセパレータを介
して巻回した渦巻状極板群を用いるものでは、通常、次
のようなシングル集電方法により渦巻状極板群と電池の
端子との接続を図っている。まず、正極集電体及び負極
集電体のそれぞれに短冊状のリード部材の一方の端部が
溶接等により取り付けた正極板及び負極板を巻回して渦
巻状極板群を作る。次に、リード部材の他方の端部を電
池缶本体及び電池缶本体に取り付けられた端子部材にそ
れぞれ溶接する。高エネルギー密度を有する電池におい
てシングル集電方法を採用する場合には、それぞれの集
電体の複数箇所にリード部材を接続し、複数のリード部
材を一か所で束ねてて電池缶本体及び端子部材にそれぞ
れ溶接することにより、電池の高率放電に対応させてい
る。しかしながら、渦巻状極板群には、厚みのばらつき
があるため、複数のリード部材を一か所で束ねることが
難しい。そのため、リード部材の数を増やすのが難し
く、集電能力を高めるには限界があった。また、複数の
リード部材の位置ずれを解消するために、それぞれのリ
ード部材の長さを調整しなければならなかった。そこ
で、特開平8−115744号公報に示されるように、
集電体の幅方向の端部に活物質を形成しない露出部を形
成し、この露出部に沿って渦巻状にリード線を抵抗溶接
し、このリード線を電槽の各端子に接続部材を介して接
続することが提案された。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、溶接箇所が多く、電池の製造が繁雑にな
る。またリード線及び接続部材が必要になり、部品点数
が増えるという問題があった。また、極板と端子部(電
池缶本体及び端子部材)との間の接続部分の電気抵抗が
高く、大電流を流したときの電圧降下が大きかった。
うな方法では、溶接箇所が多く、電池の製造が繁雑にな
る。またリード線及び接続部材が必要になり、部品点数
が増えるという問題があった。また、極板と端子部(電
池缶本体及び端子部材)との間の接続部分の電気抵抗が
高く、大電流を流したときの電圧降下が大きかった。
【0004】本発明の目的は、溶接箇所及び部品点数を
少なくして、電池を容易に製造できる電池及びリチウム
イオン電池を提供することにある。
少なくして、電池を容易に製造できる電池及びリチウム
イオン電池を提供することにある。
【0005】本発明の他の目的は、極板と端子部との間
の電気抵抗を低くして、大電流を流したときの電圧降下
を小さくできる電池及びリチウムイオン電池を提供する
ことにある。
の電気抵抗を低くして、大電流を流したときの電圧降下
を小さくできる電池及びリチウムイオン電池を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯状金属箔か
らなる正極集電体上に正極活物質層が形成されてなる正
極板と、帯状金属箔からなる負極集電体上に負極活物質
層が形成されてなる負極板とがセパレータを介して巻回
されてなる渦巻状極板群と、渦巻状極板群を収納し且つ
正極集電体及び負極集電体の一方の集電体と電気的に接
続される電池缶本体と、正極集電体及び負極集電体の他
方の集電体と電気的に接続され且つ電池缶本体に絶縁材
を介して取り付けられる端子部材とを具備する電池を対
象にする。本発明では、正極集電体及び負極集電体の一
方の集電体は、表面に活物質層が形成されず、渦巻状極
板群の一方の端部から突出する第1の露出部を一体に有
しており、正極集電体及び負極集電体の他方の集電体
は、表面に活物質層が形成されず、渦巻状極板群の他方
の端部から突出する第2の露出部を一体に有している。
そして、第1の露出部及び第2の露出部を端子部材及び
電池缶本体にそれぞれ直接接続する。本発明のように集
電体に露出部を形成して、この露出部を端子部材及び電
池缶本体に直接接続すれば、従来のようにリード線及び
接続部材を用いる必要がないので、部品点数を少なくで
きる。また、極板の集電体を電池の端子部(端子部材及
び電池缶本体)に直接接続すると、極板と端子部との間
の電気抵抗を低くすることができて、大電流を流したと
きの電圧降下を小さくできる。
らなる正極集電体上に正極活物質層が形成されてなる正
極板と、帯状金属箔からなる負極集電体上に負極活物質
層が形成されてなる負極板とがセパレータを介して巻回
されてなる渦巻状極板群と、渦巻状極板群を収納し且つ
正極集電体及び負極集電体の一方の集電体と電気的に接
続される電池缶本体と、正極集電体及び負極集電体の他
方の集電体と電気的に接続され且つ電池缶本体に絶縁材
を介して取り付けられる端子部材とを具備する電池を対
象にする。本発明では、正極集電体及び負極集電体の一
方の集電体は、表面に活物質層が形成されず、渦巻状極
板群の一方の端部から突出する第1の露出部を一体に有
しており、正極集電体及び負極集電体の他方の集電体
は、表面に活物質層が形成されず、渦巻状極板群の他方
の端部から突出する第2の露出部を一体に有している。
そして、第1の露出部及び第2の露出部を端子部材及び
電池缶本体にそれぞれ直接接続する。本発明のように集
電体に露出部を形成して、この露出部を端子部材及び電
池缶本体に直接接続すれば、従来のようにリード線及び
接続部材を用いる必要がないので、部品点数を少なくで
きる。また、極板の集電体を電池の端子部(端子部材及
び電池缶本体)に直接接続すると、極板と端子部との間
の電気抵抗を低くすることができて、大電流を流したと
きの電圧降下を小さくできる。
【0007】集電体の第1の露出部及び第2の露出部が
集電体の長手方向に沿って長く形成されている場合に
は、渦巻状に突出することになるので、電池缶本体及び
端子部材に各露出部を直接接続するのは容易ではない。
そこで、このような場合に直接接続を容易に行えるよう
にするためには、次のような構成を採用できる。例え
ば、第1の露出部及び第2の露出部の少なくとも一つの
露出部が対応する集電体の長手方向に沿って延びている
場合には、この露出部を長手方向と直交する方向に延び
る複数のスリットにより分割すればよい。また、第1の
露出部及び第2の露出部の少なくとも一つを、集電体の
長手方向に間隔をあけて並ぶ複数の突出片により構成し
てもよい。これらのように構成すれば、第1の露出部及
び第2の露出部の折り曲げが容易であり、溶接が容易な
る。また、第1の露出部及び第2の露出部の少なくとも
一つを、渦巻状極板群の内径部側から外径部側に向っ
て、突出長さが長くなるように形成してもよい。これら
のように構成すれば、渦巻状極板群の内径部側の露出部
の突出長さが短くなり、渦巻状極板群の外径部側の露出
部の突出長さが長くなる。その結果、露出部を端子部材
または電池缶本体の底部の中央部に集中して溶接するこ
とが容易になる。また、第1の露出部及び第2の露出部
の少なくとも一つは、渦巻状極板群の内径部側のみに部
分的に形成するものであってもよい。
集電体の長手方向に沿って長く形成されている場合に
は、渦巻状に突出することになるので、電池缶本体及び
端子部材に各露出部を直接接続するのは容易ではない。
そこで、このような場合に直接接続を容易に行えるよう
にするためには、次のような構成を採用できる。例え
ば、第1の露出部及び第2の露出部の少なくとも一つの
露出部が対応する集電体の長手方向に沿って延びている
場合には、この露出部を長手方向と直交する方向に延び
る複数のスリットにより分割すればよい。また、第1の
露出部及び第2の露出部の少なくとも一つを、集電体の
長手方向に間隔をあけて並ぶ複数の突出片により構成し
てもよい。これらのように構成すれば、第1の露出部及
び第2の露出部の折り曲げが容易であり、溶接が容易な
る。また、第1の露出部及び第2の露出部の少なくとも
一つを、渦巻状極板群の内径部側から外径部側に向っ
て、突出長さが長くなるように形成してもよい。これら
のように構成すれば、渦巻状極板群の内径部側の露出部
の突出長さが短くなり、渦巻状極板群の外径部側の露出
部の突出長さが長くなる。その結果、露出部を端子部材
または電池缶本体の底部の中央部に集中して溶接するこ
とが容易になる。また、第1の露出部及び第2の露出部
の少なくとも一つは、渦巻状極板群の内径部側のみに部
分的に形成するものであってもよい。
【0008】本発明は、高エネルギー密度を有するリチ
ウムイオン電池に好適に用いることができる。リチウム
イオン電池の具体的な構成は、帯状金属箔からなる正極
集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質
層が形成されてなる正極板と、帯状金属箔からなる負極
集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出する炭素材を含
む負極活物質層が形成されてなる負極板とがセパレータ
を介して巻回されてなる渦巻状極板群と、渦巻状極板群
を収納し且つ正極集電体及び前記負極集電体の一方の集
電体と電気的に接続される電池缶本体と、正極集電体及
び負極集電体の他方の集電体と電気的に接続され且つ電
池缶本体に絶縁材を介して取り付けられる端子部材とを
具備するリチウムイオン電池を対象にする。そして、正
極集電体及び負極集電体の一方の集電体は、表面に活物
質層が形成されず、渦巻状極板群の一方の端部から突出
する第1の露出部を一体に有し、正極集電体及び負極集
電体の他方の集電体は、表面に活物質層が形成されず、
渦巻状極板群の他方の端部から突出する第2の露出部を
一体に有するように構成する。そして、第1の露出部及
び第2の露出部を端子部材及び電池缶本体にそれぞれ直
接接続する。
ウムイオン電池に好適に用いることができる。リチウム
イオン電池の具体的な構成は、帯状金属箔からなる正極
集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質
層が形成されてなる正極板と、帯状金属箔からなる負極
集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出する炭素材を含
む負極活物質層が形成されてなる負極板とがセパレータ
を介して巻回されてなる渦巻状極板群と、渦巻状極板群
を収納し且つ正極集電体及び前記負極集電体の一方の集
電体と電気的に接続される電池缶本体と、正極集電体及
び負極集電体の他方の集電体と電気的に接続され且つ電
池缶本体に絶縁材を介して取り付けられる端子部材とを
具備するリチウムイオン電池を対象にする。そして、正
極集電体及び負極集電体の一方の集電体は、表面に活物
質層が形成されず、渦巻状極板群の一方の端部から突出
する第1の露出部を一体に有し、正極集電体及び負極集
電体の他方の集電体は、表面に活物質層が形成されず、
渦巻状極板群の他方の端部から突出する第2の露出部を
一体に有するように構成する。そして、第1の露出部及
び第2の露出部を端子部材及び電池缶本体にそれぞれ直
接接続する。
【0009】
【発明の実施の形態】(実施例1)図1は大容量のリチ
ウムイオン電池に本発明を適用した本実施例の電池の断
面図である。本図に示すように、本実施例の電池は電槽
ケース1内に渦巻状極板群2が収納されて構成されてい
る。電槽ケース1は、導電性を有する電池缶本体3と電
池缶本体3に絶縁材8を介して取り付けられた正極の端
子部材5とを有している。電池缶本体3は、一端が開口
する金属製の有底の筒体部3aと、筒体部3aの開口部
を塞ぐ環状の金属製の蓋部3bとを有している。正極の
端子部材5は、中央に小径部を有する円柱形状を有して
おり、渦巻状極板群2と対向する端部に小径の凸部を有
している。この凸部の外周部が接続部5aを構成してい
る。
ウムイオン電池に本発明を適用した本実施例の電池の断
面図である。本図に示すように、本実施例の電池は電槽
ケース1内に渦巻状極板群2が収納されて構成されてい
る。電槽ケース1は、導電性を有する電池缶本体3と電
池缶本体3に絶縁材8を介して取り付けられた正極の端
子部材5とを有している。電池缶本体3は、一端が開口
する金属製の有底の筒体部3aと、筒体部3aの開口部
を塞ぐ環状の金属製の蓋部3bとを有している。正極の
端子部材5は、中央に小径部を有する円柱形状を有して
おり、渦巻状極板群2と対向する端部に小径の凸部を有
している。この凸部の外周部が接続部5aを構成してい
る。
【0010】渦巻状極板群2は、正極板4と、負極板6
とがセパレータ7を介して巻回されて構成されている。
正極板4は、厚み20μmのシート状の帯状アルミニウ
ム箔からなる正極集電体4aの両面上にリチウムイオン
を吸蔵、放出するコバルト酸リチウム(LiCoO2 )
を含む正極活物質層4bが形成されて構成されている。
正極集電体4aは、幅方向の一方の端部に、表面に活物
質層が形成されず、渦巻状極板群2から端子部材5及び
蓋部3b側に突出する第1の露出部を構成する端子部材
側露出部4cを有している。この端子部材側露出部4c
は、正極集電体4aの長手方向に沿って延びており、こ
の長手方向と直交する幅方向に延びる複数のスリットに
より分割されている。そして、端子部材側露出部4cの
スリットにより分割された各分割片は、端子部材5側に
向うように曲げられ、その端部4dは相互に重ねられた
状態で端子部材5の接続部5aに溶接により接続されて
いる。端子部材側露出部4cに端子部材5の接続部5a
を接続する態様については、後の製造方法で詳しく説明
する。
とがセパレータ7を介して巻回されて構成されている。
正極板4は、厚み20μmのシート状の帯状アルミニウ
ム箔からなる正極集電体4aの両面上にリチウムイオン
を吸蔵、放出するコバルト酸リチウム(LiCoO2 )
を含む正極活物質層4bが形成されて構成されている。
正極集電体4aは、幅方向の一方の端部に、表面に活物
質層が形成されず、渦巻状極板群2から端子部材5及び
蓋部3b側に突出する第1の露出部を構成する端子部材
側露出部4cを有している。この端子部材側露出部4c
は、正極集電体4aの長手方向に沿って延びており、こ
の長手方向と直交する幅方向に延びる複数のスリットに
より分割されている。そして、端子部材側露出部4cの
スリットにより分割された各分割片は、端子部材5側に
向うように曲げられ、その端部4dは相互に重ねられた
状態で端子部材5の接続部5aに溶接により接続されて
いる。端子部材側露出部4cに端子部材5の接続部5a
を接続する態様については、後の製造方法で詳しく説明
する。
【0011】負極板6は、厚み20μmのシート状の帯
状銅箔からなる負極集電体6aの両面上にリチウムイオ
ンを吸蔵、放出する炭素粉末を含む負極活物質層6bが
形成されて構成されている。負極集電体6aは、幅方向
の一方の端部に、表面に活物質層が形成されず、渦巻状
極板群2から電槽ケース1の底面3d側に突出する第2
の露出部を構成する底面側露出部6cを有している。底
面側露出部6cも端子部材側露出部4cと同様に、負極
集電体6aの長手方向に沿って延びており、この長手方
向と直交する幅方向に延びる複数のスリットにより分割
されている。そして、底面側露出部6cのスリットによ
り分割された各分割片は、底面3dの中心側に向うよう
に曲げられ、その端部6dは相互に重ねられた状態で電
槽ケース1の底面3dに溶接により接続されている。
状銅箔からなる負極集電体6aの両面上にリチウムイオ
ンを吸蔵、放出する炭素粉末を含む負極活物質層6bが
形成されて構成されている。負極集電体6aは、幅方向
の一方の端部に、表面に活物質層が形成されず、渦巻状
極板群2から電槽ケース1の底面3d側に突出する第2
の露出部を構成する底面側露出部6cを有している。底
面側露出部6cも端子部材側露出部4cと同様に、負極
集電体6aの長手方向に沿って延びており、この長手方
向と直交する幅方向に延びる複数のスリットにより分割
されている。そして、底面側露出部6cのスリットによ
り分割された各分割片は、底面3dの中心側に向うよう
に曲げられ、その端部6dは相互に重ねられた状態で電
槽ケース1の底面3dに溶接により接続されている。
【0012】本実施例の電池の製造方法について説明す
る。最初に次のように正極板4を製造する。まず、コバ
ルト酸リチウム(LiCoO2 )粉末88重量部、グラ
ファイト粉末8重量部、ポリフッ化ビニリデン4重量部
をN−メチルピロリドンからなる溶媒に分散させて正極
合剤スラリを作る。次に厚み20μm×幅340mm×
長さ3400mmの帯状アルミニウム箔からなる正極集
電体4aの両面に、幅方向の一方の端部に正極合剤スラ
リを塗布しない幅寸法40mmの端子部材側露出部4c
を形成するように、正極合剤スラリをほぼ均一な厚みで
塗布する。次にこれを乾燥してから、厚み方向に圧縮し
て200μmの厚みにした。次に端子部材側露出部4c
に20mm間隔で幅方向に延びるスリット(切れ目)を
入れて正極板4を作った。
る。最初に次のように正極板4を製造する。まず、コバ
ルト酸リチウム(LiCoO2 )粉末88重量部、グラ
ファイト粉末8重量部、ポリフッ化ビニリデン4重量部
をN−メチルピロリドンからなる溶媒に分散させて正極
合剤スラリを作る。次に厚み20μm×幅340mm×
長さ3400mmの帯状アルミニウム箔からなる正極集
電体4aの両面に、幅方向の一方の端部に正極合剤スラ
リを塗布しない幅寸法40mmの端子部材側露出部4c
を形成するように、正極合剤スラリをほぼ均一な厚みで
塗布する。次にこれを乾燥してから、厚み方向に圧縮し
て200μmの厚みにした。次に端子部材側露出部4c
に20mm間隔で幅方向に延びるスリット(切れ目)を
入れて正極板4を作った。
【0013】次に負極板6を製造する。まず粒径1〜5
0μm、d002 =3.366オングストロームの球形の
メソカーボンマイクロビーズからなる炭素粉末90重量
部及びポリフッ化ビニリデン10重量部をN−メチルピ
ロリドンからなる溶液に分散させて負極合剤スラリを作
る。次に厚み20μm×幅340mm×長さ3600m
mの帯状銅箔からなる負極集電体6aの両面に、幅方向
の一方の端部に負極合剤スラリを塗布しない幅寸法40
mmの底面側露出部6cを形成するように、負極合剤ス
ラリをほぼ均一な厚みで塗布する。次にこれを乾燥して
から、厚み方向に圧縮して120μmの厚みにした。次
に端子部材側露出部4cに20mm間隔で幅方向に延び
るスリット(切れ目)を入れて負極板6を作った。
0μm、d002 =3.366オングストロームの球形の
メソカーボンマイクロビーズからなる炭素粉末90重量
部及びポリフッ化ビニリデン10重量部をN−メチルピ
ロリドンからなる溶液に分散させて負極合剤スラリを作
る。次に厚み20μm×幅340mm×長さ3600m
mの帯状銅箔からなる負極集電体6aの両面に、幅方向
の一方の端部に負極合剤スラリを塗布しない幅寸法40
mmの底面側露出部6cを形成するように、負極合剤ス
ラリをほぼ均一な厚みで塗布する。次にこれを乾燥して
から、厚み方向に圧縮して120μmの厚みにした。次
に端子部材側露出部4cに20mm間隔で幅方向に延び
るスリット(切れ目)を入れて負極板6を作った。
【0014】次に図2の概略図に示すように、ポリエチ
レン微多孔フィルム(寸法:厚み25μm×幅280m
m)からなるセパレータ7を介して正極板4と負極板6
とを重ね合わせて、これを巻回して渦巻状極板群2を作
った。正極板4の端子部材側露出部4c及び負極板6の
底面側露出部6cは、それぞれ幅方向の異なる方向にセ
パレータ7を越えて突出している。次に負極板6の底面
側露出部6cの分割片を相互に重ねるように渦巻状極板
群2の中心側に折り曲げた。そして、底面側露出部6c
の分割片の端部6dが電池缶本体3の底面3dに接触す
るように、渦巻状極板群2を電池缶本体3の筒体部3a
内に挿入する。図3は、渦巻状極板群2を筒体部3a内
に配置した断面図である。図3に示すように、YAGレ
ーザー光L1を底面側露出部6cの端部6dに照射して
端部6dを底面3dにレーザー溶接した。
レン微多孔フィルム(寸法:厚み25μm×幅280m
m)からなるセパレータ7を介して正極板4と負極板6
とを重ね合わせて、これを巻回して渦巻状極板群2を作
った。正極板4の端子部材側露出部4c及び負極板6の
底面側露出部6cは、それぞれ幅方向の異なる方向にセ
パレータ7を越えて突出している。次に負極板6の底面
側露出部6cの分割片を相互に重ねるように渦巻状極板
群2の中心側に折り曲げた。そして、底面側露出部6c
の分割片の端部6dが電池缶本体3の底面3dに接触す
るように、渦巻状極板群2を電池缶本体3の筒体部3a
内に挿入する。図3は、渦巻状極板群2を筒体部3a内
に配置した断面図である。図3に示すように、YAGレ
ーザー光L1を底面側露出部6cの端部6dに照射して
端部6dを底面3dにレーザー溶接した。
【0015】次に図4に示すように、正極板4の端子部
材側露出部4cの分割片の端部4dが相互に重なるよう
に、端子部材側露出部4cの分割片を渦巻状極板群2の
中心側に折り曲げ、その端部4dを、蓋部3bを備えた
端子部材5の接続部5aに接続した。この接続を行うた
めには、まず輪ゴム等の適宜な手段により各分割片の端
部を接続部5aに仮留めする。そしてYAGレーザー光
L2を端子部材側露出部4cの端部4dに照射して端部
4dを接続部5aにレーザー溶接した。
材側露出部4cの分割片の端部4dが相互に重なるよう
に、端子部材側露出部4cの分割片を渦巻状極板群2の
中心側に折り曲げ、その端部4dを、蓋部3bを備えた
端子部材5の接続部5aに接続した。この接続を行うた
めには、まず輪ゴム等の適宜な手段により各分割片の端
部を接続部5aに仮留めする。そしてYAGレーザー光
L2を端子部材側露出部4cの端部4dに照射して端部
4dを接続部5aにレーザー溶接した。
【0016】次に蓋部3bの周縁部を筒体部3aの開口
端部にYAGレーザー光によりレーザー溶接した。そし
て、端子部材5に設けた図示しない注液口から、容積比
1:1のエチレンカーボネートとジメチルカーボネート
の混合溶媒に1モル/lの六フッ化燐酸リチウムを溶解
させた電解液を注液してから、注液口を封止して重量
1.10kgのリチウムイオン電池を完成した。
端部にYAGレーザー光によりレーザー溶接した。そし
て、端子部材5に設けた図示しない注液口から、容積比
1:1のエチレンカーボネートとジメチルカーボネート
の混合溶媒に1モル/lの六フッ化燐酸リチウムを溶解
させた電解液を注液してから、注液口を封止して重量
1.10kgのリチウムイオン電池を完成した。
【0017】(実施例2)本実施例の電池は、図5の概
略図に示すように、負極板16及び正極板14の露出部
16c,14cを、集電体の長手方向に間隔をあけて並
ぶ複数の突出片により構成し、その他は実施例1と同様
に製造した。本実施例では、突出片16c,14cの長
さ寸法を800mmとし、突出片16c,14cの隣接
する間隔を200mmとした。
略図に示すように、負極板16及び正極板14の露出部
16c,14cを、集電体の長手方向に間隔をあけて並
ぶ複数の突出片により構成し、その他は実施例1と同様
に製造した。本実施例では、突出片16c,14cの長
さ寸法を800mmとし、突出片16c,14cの隣接
する間隔を200mmとした。
【0018】(実施例3)本実施例の電池は、図6の概
略図に示すように、負極板26及び正極板24の露出部
26c,24cを、渦巻状極板群2の内径部側から外径
部側に向うにしたがって、突出寸法の長さが長くなるテ
ーパ状に形成し、20mm間隔で幅方向に延びるスリッ
ト(切れ目)を入れた。その他は実施例1と同様に製造
した。
略図に示すように、負極板26及び正極板24の露出部
26c,24cを、渦巻状極板群2の内径部側から外径
部側に向うにしたがって、突出寸法の長さが長くなるテ
ーパ状に形成し、20mm間隔で幅方向に延びるスリッ
ト(切れ目)を入れた。その他は実施例1と同様に製造
した。
【0019】(実施例4)本実施例の電池は、図7の概
略図に示すように、負極板36及び正極板34の露出部
36c,34cを、渦巻状極板群2の内径部側のみに部
分的に形成し、20mm間隔で幅方向に延びるスリット
(切れ目)を入れた。そして、上記構成以外は実施例1
と同様に製造した。
略図に示すように、負極板36及び正極板34の露出部
36c,34cを、渦巻状極板群2の内径部側のみに部
分的に形成し、20mm間隔で幅方向に延びるスリット
(切れ目)を入れた。そして、上記構成以外は実施例1
と同様に製造した。
【0020】(比較例1)本比較例の電池は、図8の概
略図に示すように、負極板46及び正極板44に幅方向
の端部の露出部を設けずに、幅方向に延びる露出部46
c,44cを3か所に設けた。そして、各基体と同材質
の円柱状のリード部材8を露出部46c,44cに超音
波溶接により溶接し、リード部材8の端部を電槽ケース
1の底面3d及び端子部材5の接続部5aにそれぞれ超
音波溶接により溶接した。そして、上記構成以外は実施
例1と同様に製造した。なお、本比較例の電池重量は
1.08kgであった。
略図に示すように、負極板46及び正極板44に幅方向
の端部の露出部を設けずに、幅方向に延びる露出部46
c,44cを3か所に設けた。そして、各基体と同材質
の円柱状のリード部材8を露出部46c,44cに超音
波溶接により溶接し、リード部材8の端部を電槽ケース
1の底面3d及び端子部材5の接続部5aにそれぞれ超
音波溶接により溶接した。そして、上記構成以外は実施
例1と同様に製造した。なお、本比較例の電池重量は
1.08kgであった。
【0021】(比較例2)本比較例の電池は、負極板及
び正極板の幅方向の端部に幅10mmの露出部をそれぞ
れ設けた。そして、正極板では、露出部の長手方向に沿
って幅2mm厚み0.26mmのアルミニウムリード線
を超音波溶接し、負極板では、露出部の長手方向に沿っ
て幅2mm厚み0.30mmのニッケルリード線を抵抗
溶接した。そして、各リード線を各極板と共に巻回して
渦巻状極板群をつくった。次に、8本の放射状に延びる
放射部分と放射部分の中心に位置する円筒の基部とを有
するアルミニウム製の接続部材を用意し、この接続部材
の放射部分を正極板のアルミニウムリード線に超音波溶
接し、接続部材の基部を端子部材5の接続部5aに超音
波溶接して、正極板を端子部材5に電気的に接続した。
また、上記と同様のニッケル製の接続部材を用意し、接
続部材の放射部分を負極板のニッケルリード線に超音波
溶接し、接続部材の基部を電槽ケース1の底面3dに超
音波溶接して、負極板を電槽ケース1に電気的に接続し
た。そして、上記構成以外は実施例1と同様に製造し
た。なお、本比較例の電池重量は1.25kgであっ
た。
び正極板の幅方向の端部に幅10mmの露出部をそれぞ
れ設けた。そして、正極板では、露出部の長手方向に沿
って幅2mm厚み0.26mmのアルミニウムリード線
を超音波溶接し、負極板では、露出部の長手方向に沿っ
て幅2mm厚み0.30mmのニッケルリード線を抵抗
溶接した。そして、各リード線を各極板と共に巻回して
渦巻状極板群をつくった。次に、8本の放射状に延びる
放射部分と放射部分の中心に位置する円筒の基部とを有
するアルミニウム製の接続部材を用意し、この接続部材
の放射部分を正極板のアルミニウムリード線に超音波溶
接し、接続部材の基部を端子部材5の接続部5aに超音
波溶接して、正極板を端子部材5に電気的に接続した。
また、上記と同様のニッケル製の接続部材を用意し、接
続部材の放射部分を負極板のニッケルリード線に超音波
溶接し、接続部材の基部を電槽ケース1の底面3dに超
音波溶接して、負極板を電槽ケース1に電気的に接続し
た。そして、上記構成以外は実施例1と同様に製造し
た。なお、本比較例の電池重量は1.25kgであっ
た。
【0022】次に上記各電池を用いて試験を行った。ま
ず、各電池を7Aで4.1Vまで充電した後に、7Aで
2.8Vまで室温で放電した。このとき得た容量はいず
れの電池も35Ahであった。次に各電池を7Aで4.
1Vまで充電した後に、105A(3Cに相当)で2.
8Vまで室温で放電して各電池の放電容量を測定し、7
A放電に対する105A放電の容量保持率を調べた。ま
た、この試験の放電終了後の各電池の表面温度を熱電対
を用いて測定した。表1は、その測定結果を示してい
る。
ず、各電池を7Aで4.1Vまで充電した後に、7Aで
2.8Vまで室温で放電した。このとき得た容量はいず
れの電池も35Ahであった。次に各電池を7Aで4.
1Vまで充電した後に、105A(3Cに相当)で2.
8Vまで室温で放電して各電池の放電容量を測定し、7
A放電に対する105A放電の容量保持率を調べた。ま
た、この試験の放電終了後の各電池の表面温度を熱電対
を用いて測定した。表1は、その測定結果を示してい
る。
【0023】上記試験とは別に、各電池を7Aで4.1
Vまで充電した後に、7Aで3.5時間放電して放電深
度を70%の状態にしてから、245A(7Cに相当)
で30秒放電して平均放電電圧を測定し、各電池の放電
深度70%における出力密度を測定した。また、完全放
電状態にある各電池を1kHzの交流電流を用いてイン
ピーダンスを測定した。表1は、その測定結果を併せて
示している。
Vまで充電した後に、7Aで3.5時間放電して放電深
度を70%の状態にしてから、245A(7Cに相当)
で30秒放電して平均放電電圧を測定し、各電池の放電
深度70%における出力密度を測定した。また、完全放
電状態にある各電池を1kHzの交流電流を用いてイン
ピーダンスを測定した。表1は、その測定結果を併せて
示している。
【0024】
【表1】 表1より、実施例1〜4の電池は、比較例1,2の電池
に比べて、7A放電に対する105A放電の容量保持率
を高くでき、放電終了後の電池表面温度を低くできるの
が分る。また、放電深度70%における出力密度を高く
して、完全放電状態のインピーダンスを低くできるのが
分る。したがって、実施例1〜4の電池を用いれば、極
板と端子部との間の電気抵抗を低くして、大電流を流し
たときの電圧降下を小さくできるのが分る。
に比べて、7A放電に対する105A放電の容量保持率
を高くでき、放電終了後の電池表面温度を低くできるの
が分る。また、放電深度70%における出力密度を高く
して、完全放電状態のインピーダンスを低くできるのが
分る。したがって、実施例1〜4の電池を用いれば、極
板と端子部との間の電気抵抗を低くして、大電流を流し
たときの電圧降下を小さくできるのが分る。
【0025】また、本実施例は比較的大型の電池に適用
した例であるが、小形の円筒形電池にも本発明が適用で
きるのは勿論である。また、蓋部が端子部材により構成
されている電池にも本発明が適用できるのは勿論であ
る。
した例であるが、小形の円筒形電池にも本発明が適用で
きるのは勿論である。また、蓋部が端子部材により構成
されている電池にも本発明が適用できるのは勿論であ
る。
【0026】また、本実施例はリチウムイオン電池から
なる非水電解液電池に適用したが、他の電池にも本発明
の電池は適用できる。
なる非水電解液電池に適用したが、他の電池にも本発明
の電池は適用できる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、集電体を端子部材及び
電池缶本体に直接接続するので、溶接箇所を少なくでき
る上、従来のようにリード線及び接続部材を用いる必要
がない。そのため、部品点数を少なくできる。また、極
板の集電体を電池の端子部(端子部材及び電池缶本体)
に直接接続するので、極板と端子部との間の電気抵抗を
低くして、電流分布を均一にできるので、大電流を流し
たときの電圧降下を小さくできる。
電池缶本体に直接接続するので、溶接箇所を少なくでき
る上、従来のようにリード線及び接続部材を用いる必要
がない。そのため、部品点数を少なくできる。また、極
板の集電体を電池の端子部(端子部材及び電池缶本体)
に直接接続するので、極板と端子部との間の電気抵抗を
低くして、電流分布を均一にできるので、大電流を流し
たときの電圧降下を小さくできる。
【図1】 本発明の実施例の電池の断面図である。
【図2】 本発明の実施例の電池の渦巻状極板群を作る
態様を説明するのに用いる概略平面図である。
態様を説明するのに用いる概略平面図である。
【図3】 本発明の実施例の電池を作る態様を説明する
のに用いる断面図である。
のに用いる断面図である。
【図4】 本発明の実施例の電池を作る態様を説明する
のに用いる断面図である。
のに用いる断面図である。
【図5】 本発明の他の実施例の電池に用いる極板の概
略平面図である。
略平面図である。
【図6】 本発明の更に他の実施例の電池に用いる極板
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図7】 本発明の更に他の実施例の電池に用いる極板
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図8】 比較例の電池に用いる極板の概略平面図であ
る。
る。
2 渦巻状極板群 3 電池缶本体 3a 筒体部 3b 蓋部 3d 底面 5 正極端子部材 5a 接続部 4 正極板 4a 正極集電体 4b 正極活物質層 4c 端子部材側露出部 6 負極板 6a 負極集電体 6b 負極活物質層 6c 底面側露出部 7 セパレータ
Claims (6)
- 【請求項1】 帯状金属箔からなる正極集電体上に正極
活物質層が形成されてなる正極板と、帯状金属箔からな
る負極集電体上に負極活物質層が形成されてなる負極板
とがセパレータを介して巻回されてなる渦巻状極板群
と、 前記渦巻状極板群を収納し且つ前記正極集電体及び前記
負極集電体の一方の集電体と電気的に接続される電池缶
本体と、 前記正極集電体及び前記負極集電体の他方の集電体と電
気的に接続され且つ前記電池缶本体に絶縁材を介して取
り付けられる端子部材とを具備する電池において、 前記正極集電体及び前記負極集電体の前記一方の集電体
は、表面に活物質層が形成されず、前記渦巻状極板群の
一方の端部から突出する第1の露出部を一体に有してお
り、 前記正極集電体及び前記負極集電体の前記他方の集電体
は、表面に活物質層が形成されず、前記渦巻状極板群の
他方の端部から突出する第2の露出部を一体に有してお
り、 前記第1の露出部及び前記第2の露出部は、前記端子部
材及び前記電池缶本体にそれぞれ直接接続されているこ
とを特徴とする電池。 - 【請求項2】 前記第1の露出部及び前記第2の露出部
の少なくとも一つは、対応する前記集電体の長手方向に
沿って延びており、前記長手方向と直交する方向に延び
る複数のスリットにより分割されていることを特徴とす
る請求項1に記載の電池。 - 【請求項3】 前記第1の露出部及び前記第2の露出部
の少なくとも一つは、前記集電体の長手方向に間隔をあ
けて並ぶ複数の突出片により構成されていることを特徴
とする請求項1または2に記載の電池。 - 【請求項4】 前記第1の露出部及び前記第2の露出部
の少なくとも一つは、前記渦巻状極板群の内径部側から
外径部側に向うに従って突出長さが長くなるように形成
されていることを特徴とする請求項2に記載の電池。 - 【請求項5】 前記第1の露出部及び前記第2の露出部
の少なくとも一つは、前記渦巻状極板群の内径部側のみ
に部分的に形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の電池。 - 【請求項6】 帯状金属箔からなる正極集電体上にリチ
ウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質層が形成されて
なる正極板と、帯状金属箔からなる負極集電体上にリチ
ウムイオンを吸蔵、放出する炭素材を含む負極活物質層
が形成されてなる負極板とがセパレータを介して巻回さ
れてなる渦巻状極板群と、 前記渦巻状極板群を収納し且つ前記正極集電体及び前記
負極集電体の一方の集電体と電気的に接続される電池缶
本体と、 前記正極集電体及び前記負極集電体の他方の集電体と電
気的に接続され且つ前記電池缶本体に絶縁材を介して取
り付けられる端子部材とを具備するリチウムイオン電池
において、 前記正極集電体及び前記負極集電体の前記一方の集電体
は、表面に活物質層が形成されず、前記渦巻状極板群の
一方の端部から突出する第1の露出部を一体に有してお
り、 前記正極集電体及び前記負極集電体の前記他方の集電体
は、表面に活物質層が形成されず、前記渦巻状極板群の
他方の端部から突出する第2の露出部を一体に有してお
り、 前記第1の露出部及び前記第2の露出部は、前記端子部
材及び前記電池缶本体にそれぞれ直接接続されているこ
とを特徴とするリチウムイオン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022107A JPH11219720A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 電池及びリチウムイオン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022107A JPH11219720A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 電池及びリチウムイオン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11219720A true JPH11219720A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12073675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022107A Pending JPH11219720A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 電池及びリチウムイオン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11219720A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2023090576A1 (ko) | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| JP2023155019A (ja) * | 2022-04-08 | 2023-10-20 | 日産自動車株式会社 | 全固体電池 |
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-
1998
- 1998-02-03 JP JP10022107A patent/JPH11219720A/ja active Pending
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| US12609362B2 (en) | 2021-01-19 | 2026-04-21 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery, and battery pack and vehicle comprising the same |
| JPWO2022163482A1 (ja) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | ||
| WO2022163482A1 (ja) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | 株式会社村田製作所 | 二次電池、電子機器及び電動工具 |
| US12407027B2 (en) | 2021-02-19 | 2025-09-02 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery and current collector applied thereto, and battery pack and vehicle including the battery |
| US12407028B2 (en) | 2021-02-19 | 2025-09-02 | Lg Energy Solution, Ltd. | Electrode assembly, battery, and battery pack and vehicle including the same |
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