JPH11297348A - 電池用弾性バンド又はシート - Google Patents
電池用弾性バンド又はシートInfo
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- JPH11297348A JPH11297348A JP10097301A JP9730198A JPH11297348A JP H11297348 A JPH11297348 A JP H11297348A JP 10097301 A JP10097301 A JP 10097301A JP 9730198 A JP9730198 A JP 9730198A JP H11297348 A JPH11297348 A JP H11297348A
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- JP
- Japan
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- battery
- sheet
- band
- elastic band
- battery element
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- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、電極とセパレータとの積層体から
なる電池素子の固定に用いられるバンド又はシート、特
にシート状の電極とセパレータを積層後、渦巻状に巻回
してなる渦巻き式電池素子の巻き終わり部を結束固定す
るための電池用弾性バンド又はシートに関する。 【解決手段】電極とセパレータとの積層体からなる電池
素子の固定に用いられるバンド又はシートであって、該
バンド又はシートが電池電解液に接触する環境下におい
て実質的に溶解又は分解等せず、かつゴム弾性し、電池
素子の体積変化に追従して伸縮可能であることを特徴と
する。
なる電池素子の固定に用いられるバンド又はシート、特
にシート状の電極とセパレータを積層後、渦巻状に巻回
してなる渦巻き式電池素子の巻き終わり部を結束固定す
るための電池用弾性バンド又はシートに関する。 【解決手段】電極とセパレータとの積層体からなる電池
素子の固定に用いられるバンド又はシートであって、該
バンド又はシートが電池電解液に接触する環境下におい
て実質的に溶解又は分解等せず、かつゴム弾性し、電池
素子の体積変化に追従して伸縮可能であることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極とセパレータ
との積層体からなる電池素子の固定に用いられるバンド
又はシート、特にシート状の電極とセパレータを積層
後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子の巻き終わ
り部を結束固定するための電池用弾性バンド又はシート
（以下、弾性バンドという）に関する。
との積層体からなる電池素子の固定に用いられるバンド
又はシート、特にシート状の電極とセパレータを積層
後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子の巻き終わ
り部を結束固定するための電池用弾性バンド又はシート
（以下、弾性バンドという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より二次電池として種々の構造のも
のが知られているが、近年、小型電子機器の普及に伴
い、電源用電池としての二次電池にも、高容量、高密度
化が求められている。 このため、従来の水系電解液電
池であるＮｉ−Ｃｄ電池等から、有機電解液電池である
リチウム電池に置き替りつつある。このリチウム電池に
おいて、充電可能なリチウム二次電池であるリチウムイ
オン電池の電池素子の構造としては、シート状の電極を
多孔質膜であるセパレータを介して積層後、渦巻き状に
巻いた渦巻き式構造が一般的である。この電池素子は通
常、その積層体の巻き終わり部を接着剤又は粘着テープ
で固定して、巻き緩まないようにした状態で電池ケース
内に収納されている。
のが知られているが、近年、小型電子機器の普及に伴
い、電源用電池としての二次電池にも、高容量、高密度
化が求められている。 このため、従来の水系電解液電
池であるＮｉ−Ｃｄ電池等から、有機電解液電池である
リチウム電池に置き替りつつある。このリチウム電池に
おいて、充電可能なリチウム二次電池であるリチウムイ
オン電池の電池素子の構造としては、シート状の電極を
多孔質膜であるセパレータを介して積層後、渦巻き状に
巻いた渦巻き式構造が一般的である。この電池素子は通
常、その積層体の巻き終わり部を接着剤又は粘着テープ
で固定して、巻き緩まないようにした状態で電池ケース
内に収納されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このリ
チウムイオン電池においては、充電時にリチウムイオン
が正極から脱ドープされ、セパレータを通過して、負極
にドープされるが、この際、負極においてはその負極活
物質内にリチウムを取り込む結果、負極活物質の膨張が
引き起こされる。 この負極活物質としては、カーボン
素材が多く使用されており、その中でグラファイト系は
リチウムイオンのドープによる膨張度合いが大きいとさ
れている。ここで、上記電池素子構造では、その巻き終
わり部が接着剤又は粘着テープで固定されて、巻き緩ま
ないようにされているため、結果として、電池充電時の
電池素子の膨張を抑制することになっている。 このよ
うに電池充填時の素子膨張が抑制されると、電池内部に
ストレスがもたらされ、このストレスにより正・負極活
物質及びセパレータの破壊、集電体と活物質の密着性低
下等が発生し、電池特性（サイクル特性）の低下が起こ
っていた。特にグラファイト系を負極活物資に用いた場
合、前述の理由により、その傾向が大きい。また、接着
剤の電解液への溶解、分解が著しいと、接着剤成分が電
解液中に拡散することによる電解液特性の低下に起因す
る電池特性の低下が懸念される。
チウムイオン電池においては、充電時にリチウムイオン
が正極から脱ドープされ、セパレータを通過して、負極
にドープされるが、この際、負極においてはその負極活
物質内にリチウムを取り込む結果、負極活物質の膨張が
引き起こされる。 この負極活物質としては、カーボン
素材が多く使用されており、その中でグラファイト系は
リチウムイオンのドープによる膨張度合いが大きいとさ
れている。ここで、上記電池素子構造では、その巻き終
わり部が接着剤又は粘着テープで固定されて、巻き緩ま
ないようにされているため、結果として、電池充電時の
電池素子の膨張を抑制することになっている。 このよ
うに電池充填時の素子膨張が抑制されると、電池内部に
ストレスがもたらされ、このストレスにより正・負極活
物質及びセパレータの破壊、集電体と活物質の密着性低
下等が発生し、電池特性（サイクル特性）の低下が起こ
っていた。特にグラファイト系を負極活物資に用いた場
合、前述の理由により、その傾向が大きい。また、接着
剤の電解液への溶解、分解が著しいと、接着剤成分が電
解液中に拡散することによる電解液特性の低下に起因す
る電池特性の低下が懸念される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性バンドは、
かかる課題を解決するためになされたものであり、電池
素子を固定する機能を有し、電池電解液に接触後も弾性
バンドが実質的に溶解又は分解することなく、適当なゴ
ム弾性を有し、その結果充電時には電池素子の体積膨張
に追従して、該バンドが伸びることで、体積膨張が抑制
されず応力が緩和され、素子の構成材料に与えるストレ
スを低減でき、これらに起因する電池特性の低下を回避
できる。また、放電時には素子の体積収縮に追従して、
バンドが収縮することで、体積収縮による電池素子の必
要以上の巻き緩みを抑制することができ、過度の巻き緩
みにより正極／負極電極間距離が拡大することによる電
池特性の低下を防止できる。また、弾性バンドが電解液
に実質的に溶解、分解等しないため、これらに起因する
電池特性の低下も回避することができる。
かかる課題を解決するためになされたものであり、電池
素子を固定する機能を有し、電池電解液に接触後も弾性
バンドが実質的に溶解又は分解することなく、適当なゴ
ム弾性を有し、その結果充電時には電池素子の体積膨張
に追従して、該バンドが伸びることで、体積膨張が抑制
されず応力が緩和され、素子の構成材料に与えるストレ
スを低減でき、これらに起因する電池特性の低下を回避
できる。また、放電時には素子の体積収縮に追従して、
バンドが収縮することで、体積収縮による電池素子の必
要以上の巻き緩みを抑制することができ、過度の巻き緩
みにより正極／負極電極間距離が拡大することによる電
池特性の低下を防止できる。また、弾性バンドが電解液
に実質的に溶解、分解等しないため、これらに起因する
電池特性の低下も回避することができる。
【０００５】即ち本発明は、 電極とセパレータとの積
層体からなる電池素子の固定に用いられるバンド又はシ
ートであって、該バンド又はシートが電池電解液に接触
する環境下において実質的に溶解又は分解等せず、かつ
ゴム弾性し、電池素子の体積変化に追従して伸縮可能で
あることを特徴とする電池用弾性バンド又はシートに係
るものである。
層体からなる電池素子の固定に用いられるバンド又はシ
ートであって、該バンド又はシートが電池電解液に接触
する環境下において実質的に溶解又は分解等せず、かつ
ゴム弾性し、電池素子の体積変化に追従して伸縮可能で
あることを特徴とする電池用弾性バンド又はシートに係
るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の電池用弾性バンドは、電
池電解液に接触する環境下において、ゴム弾性を有する
ことが重要である。ここで、電池電解液に接触する環境
下においてゴム弾性を有するとは、好ましくは後述の特
定の電池電解液に接触後に、該弾性バンドの５％伸びの
時の強度が１kgf/mm2以下、特に０．５〜０．０５kgf/m
m2で、かつ復元率が９０％以上、特に９５〜１００％で
あることが望ましい。この５％伸び時の強度が１kgf/mm
2を超える場合、電池素子の巻き緩みが不十分となるお
それがあり、電池充電時の負極活物質の体積膨張による
電池素子の膨張が抑制されて応力が緩和されず、素子の
構成材料にストレスを与える割合が高くなり、これらに
起因する電池特性の低下が回避できなくなるため、好ま
しくない。 また、復元率が９０％未満の場合、放電時
の電池素子の体積収縮に追従して、弾性バンドが十分収
縮しないおそれがあり、素子の体積収縮による過度の巻
き緩みを抑制することができず、この巻き緩みによる正
極／負極電極間距離が拡大することによる電池特性の低
下を回避できなくなるため、好ましくない。 これらの
強度及び復元率は、後述の実施例における測定により得
ることができる。また上記弾性バンドは、電池電解液に
接触後に、好ましくは溶解又は分解等による重量減少率
が２０％未満、特に１５〜０％であることが望ましい。
この重量減少率が２０％以上となる場合、電解液への
バンド成分の拡散による電解液特性の低下する割合が増
し、これらに起因する電池特性の低下が顕著となるた
め、好ましくない。 この重量減少率は、後述の実施例
における重量変化の測定により得ることができる。 ま
た弾性バンドの厚みは、通常１０〜１５０μｍ程度とす
ることができる。
池電解液に接触する環境下において、ゴム弾性を有する
ことが重要である。ここで、電池電解液に接触する環境
下においてゴム弾性を有するとは、好ましくは後述の特
定の電池電解液に接触後に、該弾性バンドの５％伸びの
時の強度が１kgf/mm2以下、特に０．５〜０．０５kgf/m
m2で、かつ復元率が９０％以上、特に９５〜１００％で
あることが望ましい。この５％伸び時の強度が１kgf/mm
2を超える場合、電池素子の巻き緩みが不十分となるお
それがあり、電池充電時の負極活物質の体積膨張による
電池素子の膨張が抑制されて応力が緩和されず、素子の
構成材料にストレスを与える割合が高くなり、これらに
起因する電池特性の低下が回避できなくなるため、好ま
しくない。 また、復元率が９０％未満の場合、放電時
の電池素子の体積収縮に追従して、弾性バンドが十分収
縮しないおそれがあり、素子の体積収縮による過度の巻
き緩みを抑制することができず、この巻き緩みによる正
極／負極電極間距離が拡大することによる電池特性の低
下を回避できなくなるため、好ましくない。 これらの
強度及び復元率は、後述の実施例における測定により得
ることができる。また上記弾性バンドは、電池電解液に
接触後に、好ましくは溶解又は分解等による重量減少率
が２０％未満、特に１５〜０％であることが望ましい。
この重量減少率が２０％以上となる場合、電解液への
バンド成分の拡散による電解液特性の低下する割合が増
し、これらに起因する電池特性の低下が顕著となるた
め、好ましくない。 この重量減少率は、後述の実施例
における重量変化の測定により得ることができる。 ま
た弾性バンドの厚みは、通常１０〜１５０μｍ程度とす
ることができる。
【０００７】かかる弾性バンドの具体的な構成材料は、
上記の機能、好ましくは上記の特性を有する限り特に限
定されないが、例えば、ポリイソブチレン、エチレン−
プロピレンゴム等のオレフィン系ゴム、フッ化ビニリデ
ン、六フッ化プロピレン共重合体等のフッ素系ゴム、ポ
リジメチルシロキサン等のシリコーン系ゴムなど、及び
これらのゴムを必要に応じて架橋したもの等が挙げられ
る。
上記の機能、好ましくは上記の特性を有する限り特に限
定されないが、例えば、ポリイソブチレン、エチレン−
プロピレンゴム等のオレフィン系ゴム、フッ化ビニリデ
ン、六フッ化プロピレン共重合体等のフッ素系ゴム、ポ
リジメチルシロキサン等のシリコーン系ゴムなど、及び
これらのゴムを必要に応じて架橋したもの等が挙げられ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、これらに限定されるものではない。表１に示す弾性
バンドを得、これらの電解液浸漬後のバンド強度、復元
率、重量減少率を、以下の方法で評価し、その結果を表
に併せてに示す。
が、これらに限定されるものではない。表１に示す弾性
バンドを得、これらの電解液浸漬後のバンド強度、復元
率、重量減少率を、以下の方法で評価し、その結果を表
に併せてに示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】（５％伸びの時の強度）得られた弾性バン
ドを、電解液溶媒として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカー
ボネート（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）にて調整し
た溶媒に浸漬し、次いで６０℃で１日保存後取り出し、
引張試験機にて、３ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張強度−伸
びを測定し、５％伸びの時の強度を読み取り、次式にて
算出する。 ５％伸びの時の強度（kgf/mm2）＝ ５％伸びの時の強
度（kgf）／断面積（mm2）
ドを、電解液溶媒として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカー
ボネート（ＤＥＣ）＝１：１：１（体積比）にて調整し
た溶媒に浸漬し、次いで６０℃で１日保存後取り出し、
引張試験機にて、３ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張強度−伸
びを測定し、５％伸びの時の強度を読み取り、次式にて
算出する。 ５％伸びの時の強度（kgf/mm2）＝ ５％伸びの時の強
度（kgf）／断面積（mm2）
【００１１】（復元率）得られた弾性バンドを、電解液
溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）＝１：１：１（体積比）にて調整した溶媒に浸漬
し、次いで６０℃で１日保存後取り出し、引張試験機に
て、３ｍｍ／ｍｉｎの速度で伸びが５％になるまで引き
伸ばし、１０分間放置し、引き伸ばしを開放後、１０分
間放置した後、長さを測定し次式にて算出する。 復元率（％）＝（１−（引き伸ばし後長さ−初期長さ）
／初期長さ）×１００
溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）＝１：１：１（体積比）にて調整した溶媒に浸漬
し、次いで６０℃で１日保存後取り出し、引張試験機に
て、３ｍｍ／ｍｉｎの速度で伸びが５％になるまで引き
伸ばし、１０分間放置し、引き伸ばしを開放後、１０分
間放置した後、長さを測定し次式にて算出する。 復元率（％）＝（１−（引き伸ばし後長さ−初期長さ）
／初期長さ）×１００
【００１２】（重量減少率）十分に乾燥した各基材の重
量を秤量計で測定し、初期重量とする。 一方、電解液
溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）＝１：１：１（体積比）を調整し、これに各弾性バ
ンドを浸漬する。 次いで、６０℃で１日保存後取り出
し、十分に乾燥した後、重量を秤量計で測定し、浸漬後
の重量とした。 初期と浸漬後の重量について、次式で
重量減少率を算出した。 重量減少率（％）＝ １００−（浸漬後の重量／初期の
重量）×１００
量を秤量計で測定し、初期重量とする。 一方、電解液
溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）＝１：１：１（体積比）を調整し、これに各弾性バ
ンドを浸漬する。 次いで、６０℃で１日保存後取り出
し、十分に乾燥した後、重量を秤量計で測定し、浸漬後
の重量とした。 初期と浸漬後の重量について、次式で
重量減少率を算出した。 重量減少率（％）＝ １００−（浸漬後の重量／初期の
重量）×１００
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明の電池用弾性バンド
又はシートによれば、電池充電時の電池素子の膨張が抑
制されず応力が緩和され、素子の構成材料に与えるスト
レスを低減でき、これらに起因する電池特性の低下を回
避できるという効果がある。また、弾性バンドが電解液
に実質的に溶解、分解等しないため、これらに起因する
電池特性の低下も回避することができる。
又はシートによれば、電池充電時の電池素子の膨張が抑
制されず応力が緩和され、素子の構成材料に与えるスト
レスを低減でき、これらに起因する電池特性の低下を回
避できるという効果がある。また、弾性バンドが電解液
に実質的に溶解、分解等しないため、これらに起因する
電池特性の低下も回避することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 電極とセパレータとの積層体からなる電
池素子の固定に用いられるバンド又はシートであって、
該バンド又はシートが電池電解液に接触する環境下にお
いて実質的に溶解又は分解等せず、かつゴム弾性し、電
池素子の体積変化に追従して伸縮可能であることを特徴
とする電池用弾性バンド又はシート。 - 【請求項２】 弾性バンド又はシートが、電池電解液に
接触後に、該バンド又はシートの５％伸びの時の強度が
１kgf/mm2以下で、かつ復元率が９０％以上のゴム弾性
を有することを特徴とする請求項１記載の電池用弾性バ
ンド又はシート。 - 【請求項３】 弾性バンド又はシートが、電池電解液に
接触後に、溶解又は分解等による重量減少率が２０％未
満であることを特徴とする請求項１又は２記載の電池用
弾性バンド又はシート。 - 【請求項４】 電池素子が、シート状の電極とセパレー
タを積層後、渦巻状に巻回してなる渦巻き式電池素子で
あることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電池
用弾性バンド又はシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10097301A JPH11297348A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 電池用弾性バンド又はシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10097301A JPH11297348A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 電池用弾性バンド又はシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297348A true JPH11297348A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14188675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10097301A Pending JPH11297348A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 電池用弾性バンド又はシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297348A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007042630A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 電池モジュール |
| JP2015159086A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| WO2017150939A3 (ko) * | 2016-03-03 | 2018-09-07 | 주식회사 엘지화학 | 완충부재를 구비한 셀 어셈블리 |
| CN115377567A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-22 | 苏州时代华景新能源有限公司 | 一种高膨胀圆柱电池梯度缓释结构 |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP10097301A patent/JPH11297348A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007042630A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 電池モジュール |
| JP2015159086A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| WO2017150939A3 (ko) * | 2016-03-03 | 2018-09-07 | 주식회사 엘지화학 | 완충부재를 구비한 셀 어셈블리 |
| US10804580B2 (en) | 2016-03-03 | 2020-10-13 | Lg Chem, Ltd. | Cell assembly having cushion member |
| CN115377567A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-22 | 苏州时代华景新能源有限公司 | 一种高膨胀圆柱电池梯度缓释结构 |
| CN115377567B (zh) * | 2022-08-24 | 2023-10-20 | 苏州时代华景新能源有限公司 | 一种高膨胀圆柱电池梯度缓释结构 |
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