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JPH09270252A - Battery - Google Patents

Battery

Info

Publication number
JPH09270252A
JPH09270252A JP8078836A JP7883696A JPH09270252A JP H09270252 A JPH09270252 A JP H09270252A JP 8078836 A JP8078836 A JP 8078836A JP 7883696 A JP7883696 A JP 7883696A JP H09270252 A JPH09270252 A JP H09270252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
battery
positive electrode
lead
electrode
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
Application number
JP8078836A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Hashisaka
和彦 橋阪
Masahide Taniguchi
雅英 谷口
Isamu Sakuma
勇 佐久間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP8078836A priority Critical patent/JPH09270252A/en
Publication of JPH09270252A publication Critical patent/JPH09270252A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery with almost no drop in battery capacity and low generation ratio of internal shoft-circuiting in production and use of the battery by covering a lead connected to a positive current collector and/or a negative current collector with a folded current collector. SOLUTION: As the electrolyte of a battery, the ordinary electrolyte can be used without specifically limiting. A lead 1 connected to a positive current connector and/or a negative current collector is necessary to be covered with a folded current collector 2. The connecting method of the lead 1 to the positive current collector and/or the negative current collector is not specifically limited, and the usual method can be applicable. The distance from the positive current collector and/or the end part of a negative material coating part 3 is preferable to be less than 30mm. If the distance exceeds 30mm, the filling amount of an electrode is reduced, resulting in decrease in battery capacity. The number of folding of the current collector for covering the lead 1 is not specifically limited, but folding less than 10 times is preferable.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正極、負極、セパ
レータをスパイラル状に巻回した電極体を有してなる電
池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery having an electrode body in which a positive electrode, a negative electrode and a separator are spirally wound.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、携帯電話、ノート
型パソコン等のポータブル機器の普及に伴い、小型かつ
軽量で高容量の二次電池に対する需要が高まりつつあ
る。現在使用されている二次電池の多くはアルカリ電解
液を使用したニッケル- カドミウム電池である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the widespread use of portable devices such as video cameras, mobile phones, and notebook computers, there is an increasing demand for small, lightweight, high-capacity secondary batteries. Many of the secondary batteries currently used are nickel-cadmium batteries using an alkaline electrolyte.

【0003】さらに最近では、リチウム金属やリチウム
合金もしくはコークスや有機物焼成体などの炭素質材料
のような、リチウムイオンをドープ、脱ドープできる物
質を負極材料として用いた非水電解液二次電池の開発も
活発に行われている。
More recently, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a material capable of doping and undoping lithium ions, such as lithium metal, a lithium alloy, or a carbonaceous material such as coke or an organic fired material, as a negative electrode material has been developed. Development is also being actively pursued.

【0004】このような非水電解液二次電池において
は、一般的に、例えば図1に示すように、正極、負極、
セパレータをスパイラル状に巻回した電極体が使用され
ている。
In such a non-aqueous electrolyte secondary battery, generally, for example, as shown in FIG.
An electrode body in which a separator is spirally wound is used.

【0005】このようなスパイラル状電極体によれば、
帯状の正極及び帯状の負極は、比較的大きな面積を有す
るため、二次電池に大電流を流しても単位面積当たりの
電流は小さく、この二次電池を重負荷状態で使用するこ
とが可能となる。
According to such a spiral electrode body,
Since the band-shaped positive electrode and the band-shaped negative electrode have a relatively large area, the current per unit area is small even when a large current is applied to the secondary battery, and it is possible to use this secondary battery under heavy load. Become.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極、
負極、セパレータをスパイラル状に巻回した電極体を有
してなる電池は、電極体作製時に代表される電池作製時
および電池使用時の内部短絡の発生率が高い。このた
め、電池作製時の歩留まりが低いという問題があり、ま
た電池使用時に内部短絡が発生すると、特に非水電解液
二次電池は従来電池に比べてエネルギー密度が高いた
め、発熱、破裂、発火などを引き起こす危険性がある。
内部短絡の発生原因の1つとしてスパイラル状電極体の
正極と負極の間に配されたセパレータが正極リードおよ
び/ または負極リードの接続部分において損傷を受ける
ことが挙げられる。この防止のために、例えば、正極リ
ードおよび/ または負極リードの上に絶縁性テープが貼
付されていたり、特開平5-335008に記載されているよう
に、正極リードを正極の内側表面に取り付けることによ
り、正極リードと負極の内部短絡の発生を防止するとい
った提案がなされている。しかしながら前者において
は、この貼付作業が非常に煩雑であり、また、貼付され
たテープの厚みの分だけ電極の充填量が減る等の問題が
あり、後者においては、正極リードによってセパレータ
が損傷を受けても内部短絡が発生しないようにするため
には、正極リードが接続される正極の無塗布部を長くす
る必要があり、結果として電極の充填量が減るという問
題があった。
However, the positive electrode,
A battery having an electrode body in which a negative electrode and a separator are spirally wound has a high occurrence rate of an internal short circuit during the production of the battery as represented by the production of the electrode body and during use of the battery. For this reason, there is a problem that the yield at the time of manufacturing the battery is low, and when an internal short circuit occurs during use of the battery, heat generation, rupture, and ignition occur, particularly since the non-aqueous electrolyte secondary battery has a higher energy density than the conventional battery. There is a risk of causing such.
One of the causes of the internal short circuit is that the separator arranged between the positive electrode and the negative electrode of the spiral electrode body is damaged at the connection portion of the positive electrode lead and / or the negative electrode lead. To prevent this, for example, an insulating tape is attached on the positive electrode lead and / or the negative electrode lead, or the positive electrode lead is attached to the inner surface of the positive electrode as described in JP-A-5-335008. Therefore, a proposal has been made to prevent the occurrence of an internal short circuit between the positive electrode lead and the negative electrode. However, in the former case, there is a problem that this pasting work is very complicated and the filling amount of the electrode is reduced by the thickness of the pasted tape, and in the latter case, the separator is damaged by the positive electrode lead. However, in order to prevent the internal short circuit from occurring, it is necessary to lengthen the uncoated portion of the positive electrode to which the positive electrode lead is connected, resulting in a problem that the filling amount of the electrode is reduced.

【0007】本発明は上記課題を解決しようとするもの
であり、電池容量の低下をほとんど起こすことなく、電
池作製時および使用時の内部短絡の発生率が低い電池を
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a battery which has a low incidence of internal short-circuiting during the production and use of the battery, with almost no reduction in battery capacity. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は下記の構成を有する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement.

【0009】「正極と負極をセパレータを介してスパイ
ラル状に巻回した電極体を有してなる電池において、正
極集電体および/ または負極集電体に接続されたリード
が折り返された該集電体によって覆われていることを特
徴とする電池。」
[In a battery having an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are spirally wound with a separator interposed therebetween, the lead connected to the positive electrode current collector and / or the negative electrode current collector is folded back. A battery characterized by being covered by an electric body. "

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明における正極、負極は、集
電体の片面もしくは両面に正極材料もしくは負極材料を
設けることにより作製される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The positive electrode and the negative electrode in the present invention are produced by providing a positive electrode material or a negative electrode material on one side or both sides of a current collector.

【0011】本発明における集電体は、金属を箔状、網
状、ラス状等の形態にして使用することが可能である
が、これらは特に限定されるものではない。
The current collector of the present invention can be used in the form of metal such as foil, mesh, lath, etc., but these are not particularly limited.

【0012】本発明において製造される電池は、スパイ
ラル状に巻回した電極体を使用する電池であれば特に制
限はないが、高エネルギー密度が要求される携帯機器搭
載用の電池としては、負極材料としてアルカリ金属を使
用した電池や、炭素質材料へのカチオンあるいはアニオ
ンのドーピングを利用した二次電池が効果的である。こ
れらの電池の場合、すなわち、アルカリ金属塩を含む非
水電解液二次電池の場合には、電極材料として、正極材
料にアニオンがドープされる材料を、負極材料にアルカ
リ金属やカチオンがドープされる材料を使用することに
なる。
The battery manufactured in the present invention is not particularly limited as long as it is a battery using an electrode body wound in a spiral shape, but as a battery for mounting on portable equipment requiring high energy density, a negative electrode is used. A battery using an alkali metal as a material and a secondary battery utilizing doping of a carbonaceous material with cations or anions are effective. In the case of these batteries, that is, in the case of a non-aqueous electrolyte secondary battery containing an alkali metal salt, a material in which a positive electrode material is doped with anions and a negative electrode material in which an alkali metal or cation is doped are used as electrode materials. Material will be used.

【0013】本発明の電極体の一例の概略図を、図2に
示す。図2中、5は正極リード、6は負極リード、7は
スパイラル状電極体を示す。
A schematic view of an example of the electrode body of the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, 5 is a positive electrode lead, 6 is a negative electrode lead, and 7 is a spiral electrode body.

【0014】本発明における正極材料としては、特に限
定されるものではなく、公知の材料などが用いられる
が、例えば炭素質材料として、炭素繊維、人造あるいは
天然の黒鉛粉末など、またフッ化カーボン金属あるいは
金属酸化物などの無機化合物や有機高分子化合物などを
使用することができる。金属あるいは金属酸化物などの
無機化合物を用いた場合には、カチオンのドープと脱ド
ープにより充放電反応が生じる。また有機高分子化合物
を用いた場合には、アニオンのドープと脱ドープにより
充放電反応が生じる。このように、物質により様々な充
放電反応様式をとるものであり、これらは必要とされる
電池の特性に応じて適宜選択されるものである。
The positive electrode material in the present invention is not particularly limited, and known materials may be used. Examples of the carbonaceous material include carbon fiber, artificial or natural graphite powder, and carbon fluoride metal. Alternatively, an inorganic compound such as a metal oxide or an organic polymer compound can be used. When an inorganic compound such as a metal or a metal oxide is used, charge / discharge reaction occurs due to cation doping and dedoping. When an organic polymer compound is used, a charge / discharge reaction occurs due to anion doping and undoping. As described above, various charge / discharge reaction modes are adopted depending on the substance, and these are appropriately selected depending on the required characteristics of the battery.

【0015】具体例としては、アルカリ金属を含む遷移
金属酸化物や、遷移金属カルコゲンなどの無機化合物、
ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレン
ビニレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェ
ン等の共役系高分子、ジスルフィド結合を有する架橋高
分子、塩化チオニル等、通常の二次電池において使用さ
れる正極を挙げることができる。これらの中で、リチウ
ム塩を含む非水電解液を使用した二次電池の場合には、
コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、バナジウ
ム、クロム、鉄、銅、チタン等の遷移金属酸化物や遷移
金属カルコゲンが好ましく使用される。
Specific examples include transition metal oxides containing alkali metals, inorganic compounds such as transition metal chalcogens,
Examples of the positive electrode used in ordinary secondary batteries include conjugated polymers such as polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylenevinylene, polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, crosslinked polymers having disulfide bonds, and thionyl chloride. Among these, in the case of a secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt,
Transition metal oxides and transition metal chalcogens such as cobalt, nickel, manganese, molybdenum, vanadium, chromium, iron, copper, and titanium are preferably used.

【0016】特にLiCoO 2 、LiNiO 2 、LiMn2 O 4 、Li
y Ni1-x Mex O 2 (Me:Ti,V,Mn,Feのいずれかを示す) 、
Li1-x-a A x Ni1-y-b B y O 2 ( ただし、A は少なくと
も1種類のアルカリもしくはアルカリ土類金属元素、B
は少なくとも1種類の遷移金属元素) は、電圧が高く、
エネルギー密度も大きいために、最も好ましく使用され
る。特に、Li1-x-a A x Ni1-y-b B y O 2 においては、
0 <x ≦0.1 、0 ≦y≦0.3 、-0.1≦a ≦0.1 、-0.15
≦b ≦0.15(ただし、A,B が2種類以上の元素からなる
場合は、x はLiを除くアルカリもしくはアルカリ土類金
属の、y はNiを除く全遷移金属元素の総モル数、y=0 の
場合、A は少なくとも1種類以上のアルカリ土類金属元
素を含む。)とすることにより、優れた特性の正極材料
を得ることができる。特に好ましいA としてはMg、Sr、
B としてはCo、Feが挙げられる。本発明における負極材
料としても特に限定されるものではないが、炭素質材料
として、炭素繊維、人造あるいは天然の黒鉛粉末など、
またフッ化カーボン、金属あるいは金属酸化物などの無
機化合物や有機高分子化合物などを使用することができ
る。ここで使用される炭素繊維としては、特に限定され
るものではないが、一般に有機物を焼成したものが使用
される。具体的には、ポリアクリロニトリル(PAN )か
ら得られるPAN 系炭素繊維、石炭もしくは石油などのピ
ッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロースから得
られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物の気体か
ら得られる気相成長炭素繊維等が挙げられるが、その他
に、ポリビニルアルコール、リグニン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹脂、フルフ
リルアルコール等を焼成して得られる炭素繊維も好まし
く使用される。これらの炭素繊維の中で、炭素繊維が使
用される電極及び電池の特性に応じて、その特性を満た
す炭素繊維が適宜選択されて使用される。上記炭素繊維
の中で、アルカリ金属塩を含む非水電解液を使用した二
次電池の負極に使用する場合には、PAN 系炭素繊維、ピ
ッチ系炭素繊維が好ましい。その中でも、アルカリ金属
イオン、特にリチウムイオンのドーピングが良好である
という点で、PAN 系炭素繊維が好ましく使用される。
In particular, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , Li
y Ni 1-x Me x O 2 (indicates one of Me: Ti, V, Mn, Fe),
Li 1-xa A x Ni 1 -yb B y O 2 ( however, A is at least one alkali or alkaline earth metal element, B
Is at least one kind of transition metal element) has a high voltage,
It is most preferably used because of its large energy density. In particular, in Li 1-xa A x Ni 1-yb B y O 2 ,
0 <x ≤ 0.1, 0 ≤ y ≤ 0.3, -0.1 ≤ a ≤ 0.1, -0.15
≦ b ≦ 0.15 (However, when A and B consist of two or more elements, x is the total number of moles of all transition metal elements except Ni, y is the alkali or alkaline earth metal except Li, y = In the case of 0, when A contains at least one kind of alkaline earth metal element), a positive electrode material having excellent characteristics can be obtained. Particularly preferred A is Mg, Sr,
Examples of B include Co and Fe. Although it is not particularly limited as the negative electrode material in the present invention, as the carbonaceous material, carbon fiber, artificial or natural graphite powder,
Inorganic compounds such as fluorinated carbon, metal or metal oxide, and organic polymer compounds can be used. The carbon fiber used here is not particularly limited, but generally is obtained by firing an organic substance. Specifically, PAN-based carbon fiber obtained from polyacrylonitrile (PAN), pitch-based carbon fiber obtained from pitch of coal or petroleum, cellulose-based carbon fiber obtained from cellulose, gas obtained from gas of low molecular weight organic substance Examples thereof include phase-grown carbon fibers, but in addition, carbon fibers obtained by firing polyvinyl alcohol, lignin, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, phenol resin, furfuryl alcohol, etc. are also preferably used. Among these carbon fibers, carbon fibers satisfying the characteristics are appropriately selected and used according to the characteristics of the electrode and the battery in which the carbon fibers are used. When the carbon fiber is used for a negative electrode of a secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing an alkali metal salt, a PAN-based carbon fiber and a pitch-based carbon fiber are preferable. Among them, PAN-based carbon fibers are preferably used because alkali metal ions, particularly lithium ions, are preferably doped.

【0017】炭素繊維の直径、長さは特に限定されない
が、コーターによる塗布の容易さ、および張力強化時の
短絡発生防止等の観点から、ミルド状炭素繊維を使用す
ることが好ましい。ミルド状炭素繊維とは、直径が好ま
しくは0.1 〜1000μm 、さらに好ましくは3〜10μm で
あり、平均長さが好ましくは5 μm 以上、1mm 未満、さ
らに好ましくは7 μm 以上、100 μm 未満のものであ
る。ミルド状炭素繊維を使用する場合は、サイクル特性
を改善するために事前に高温熱処理を施すことがさらに
好ましい。
Although the diameter and length of the carbon fiber are not particularly limited, it is preferable to use the milled carbon fiber from the viewpoints of ease of coating with a coater and prevention of short circuit when tension is strengthened. Milled carbon fibers are those having a diameter of preferably 0.1 to 1000 μm, more preferably 3 to 10 μm, and an average length of preferably 5 μm or more and less than 1 mm, more preferably 7 μm or more and less than 100 μm. is there. When milled carbon fibers are used, it is more preferable to perform high-temperature heat treatment in advance to improve cycle characteristics.

【0018】ところで、電極材料である正極材料、負極
材料を集電体に接着して正極シート、負極シートを作製
する際は、どのような方法をとっても構わないが、本発
明の性質上、結着材や導電材等とともに溶媒に溶解、分
散させた液を塗布後、乾燥させたり、活物質を導電性結
着材や、導電材と結着材の混合物を使用して集電体に貼
り付ける方法が好ましい。
By the way, when the positive electrode material and the negative electrode material, which are the electrode materials, are adhered to the current collector to produce the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, any method may be used. After applying a liquid that has been dissolved or dispersed in a solvent together with a binder or conductive material, it is dried, or the active material is attached to a current collector using a conductive binder or a mixture of a conductive material and a binder. The attachment method is preferred.

【0019】本発明で使用可能な結着材としては、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであっても良く、特に
限定されない。また、溶液やエマルジョンなどの状態で
使用することも可能である。添加量としては、通常電極
材料中に0.01〜40wt% で使用される。具体的な結着材と
しては、各種エポキシ樹脂、セルロース樹脂、有機フッ
素系ポリマおよびコポリマ、アクリル樹脂、有機クロル
系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート等
が挙げられる。特に安定性の点から有機フッ素系ポリマ
およびコポリマが好ましく、中でも、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、六フッ化プロピレ
ンポリマおよびコポリマが好ましい例として挙げられ
る。
The binder usable in the present invention may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin and is not particularly limited. Further, it can be used in the form of a solution or an emulsion. The amount of addition is usually 0.01 to 40% by weight in the electrode material. Specific examples of the binder include various epoxy resins, cellulose resins, organic fluorine-based polymers and copolymers, acrylic resins, organic chlorinated resins, polyamides, polyimides, and polycarbonates. Particularly, from the viewpoint of stability, organic fluorine-based polymers and copolymers are preferable, and among them, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, propylene hexafluoride polymer and copolymer are preferable examples.

【0020】本発明で使用可能な導電材としては、炭素
材料、金属粉末等が挙げられるが、特に好ましい導電材
としては、各種カーボンブラックが挙げられる。導電材
添加による導電性向上のためには正極、負極活物質の材
料、形状、粒径、及び結着剤の種類、配合量等によっ
て、最適な粒径や添加量が実験的に決められるべきであ
るが、通常は一次粒子径で0.001 μm 〜100 μm 、さら
に好ましくは0.005 μm〜20μm の微粒子が使用され、
また、添加量としては0.5 〜30wt% 、さらに好ましくは
0.7 〜20wt% が使用される。一次粒子径が0.001 μm を
下回るものは安定した製造が困難となる場合があり、ま
た、100 μm を越えるものは添加効果が小さくなる傾向
がある。一方、0.5wt%未満の添加量では添加効果が小さ
く、30wt%を越えると電極単位重量あたりの容量が低下
する傾向がある。
Examples of the conductive material usable in the present invention include carbon materials and metal powders, and particularly preferable conductive materials include various carbon blacks. In order to improve the conductivity by adding a conductive material, the optimum particle size and addition amount should be experimentally determined according to the material, shape, particle size of the positive electrode and negative electrode active material, and the type and blending amount of the binder. Usually, fine particles having a primary particle size of 0.001 μm to 100 μm, more preferably 0.005 μm to 20 μm are used.
The addition amount is 0.5 to 30 wt%, more preferably
0.7 to 20 wt% is used. If the primary particle size is less than 0.001 μm, stable production may be difficult, and if it exceeds 100 μm, the effect of addition tends to be small. On the other hand, if the addition amount is less than 0.5 wt%, the effect of addition is small, and if it exceeds 30 wt%, the capacity per unit weight of the electrode tends to decrease.

【0021】本発明におけるセパレータとしては、絶縁
性の多孔膜、織布、不織布等であれば良く、例えば、ポ
リオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリアセタール等が用いられ
る。セパレータの膜厚は、電池の内部抵抗を下げるため
に、好ましくは200 μm 以下、さらに好ましくは50μm
以下である。
The separator in the present invention may be an insulating porous film, woven fabric, non-woven fabric or the like, and for example, polyolefin, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacetal or the like is used. The thickness of the separator is preferably 200 μm or less, more preferably 50 μm in order to reduce the internal resistance of the battery.
It is as follows.

【0022】本発明における電解液としては、特に限定
されることなく従来の電解液などが使用可能である。例
えば酸あるいはアルカリ水溶液、または、非水溶媒等が
挙げられる。この中で、上述のアルカリ金属塩を含む非
水電解液からなる二次電池の電解液としては、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート、ジメチルカーボネート、γ- ブチロラクト
ン、N-メチル- 2- ピロリドン、アセトニトリル、N,N-
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、テト
ラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、ギ酸メチル、スル
ホラン、塩化チオニル、1,2-ジメトキシエタン、ジエチ
レンカーボネートや、これらの誘導体や混合物等が好ま
しく使用される。電解液に含まれる電解質としては、ア
ルカリ金属、特にリチウムのハロゲン化物、過塩素酸
塩、チオシアン、ホウフッ化塩、リンフッ化塩、砒素フ
ッ化塩、アルミニウムフッ化塩、トリフルオロメチル硫
酸塩等が好ましく使用される。
The electrolytic solution in the present invention is not particularly limited, and a conventional electrolytic solution or the like can be used. For example, an acid or alkali aqueous solution, a non-aqueous solvent and the like can be mentioned. Among them, as the electrolytic solution of the secondary battery composed of the above-mentioned non-aqueous electrolytic solution containing an alkali metal salt, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, Acetonitrile, N, N-
Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, methyl formate, sulfolane, thionyl chloride, 1,2-dimethoxyethane, diethylene carbonate and derivatives and mixtures thereof are preferably used. Examples of the electrolyte contained in the electrolytic solution include alkali metal, particularly lithium halide, perchlorate, thiocyanate, borofluoride, phosphorus fluoride, arsenic fluoride, aluminum fluoride, trifluoromethyl sulfate, and the like. It is preferably used.

【0023】本発明において、正極集電体および/ また
は負極集電体に接続されたリードは、図1に示したよう
に、折り返された該集電体によって覆われていることが
必要である。図1において、1はリード、2は集電体、
3は電極材料塗布部、4は絶縁性テープを示す。
In the present invention, the leads connected to the positive electrode current collector and / or the negative electrode current collector must be covered with the folded current collector as shown in FIG. . In FIG. 1, 1 is a lead, 2 is a current collector,
Reference numeral 3 indicates an electrode material application portion, and 4 indicates an insulating tape.

【0024】本発明において、正極集電体および/また
は負極集電体へのリードの接続方法は特に制限されるも
のではなく、公知の接続方法が可能である。具体的に
は、抵抗溶接、超音波溶接、冷間圧接、リベットなどに
よる機械的な接続などが挙げられる。
In the present invention, the method of connecting the lead to the positive electrode current collector and / or the negative electrode current collector is not particularly limited, and a known connection method can be used. Specific examples include resistance welding, ultrasonic welding, cold welding, and mechanical connection using rivets.

【0025】本発明において、正極集電体および/また
は負極材料塗布部端部からの距離が30mm未満である
ことが好ましい。30mmを越えると、正極材料および
/または負極材料塗布部端部から正極および/または負
極リード接続部までの集電体の長さの影響により、電極
の充填量が減少し、結果として電池容量が低下する傾向
がある。25mm未満であることが更に好ましい。
In the present invention, the distance from the end of the positive electrode current collector and / or the negative electrode material coating portion is preferably less than 30 mm. When it exceeds 30 mm, the filling amount of the electrode is reduced due to the influence of the length of the current collector from the end portion of the positive electrode material and / or negative electrode material coating portion to the positive electrode and / or negative electrode lead connection portion, and as a result, the battery capacity is reduced. Tends to decline. More preferably, it is less than 25 mm.

【0026】本発明において、リードを覆うために集電
体を折り返す方法や、折り返し幅は特に制限されるもの
ではないが、10回未満であることが好ましい。10回
より多いと、リード部の厚さが増すため電極の充填量が
減少し、結果として容量が低下する傾向がある。5回未
満であることが更に好ましい。
In the present invention, the method of folding the current collector to cover the leads and the folding width are not particularly limited, but it is preferably less than 10 times. If it is more than 10 times, the thickness of the lead portion is increased, so that the filling amount of the electrode is reduced, and as a result, the capacity tends to be reduced. More preferably, it is less than 5 times.

【0027】リードを覆うために集電体を折り返す回数
は特に制限されるものではないが、5 回以下であること
が好ましい。5 回より多いと、リード部の厚さが増すた
め電極の充填量が減少し、結果として容量が低下する傾
向がある。
The number of times the current collector is folded back to cover the leads is not particularly limited, but is preferably 5 times or less. If it is more than 5 times, the thickness of the lead portion increases and the filling amount of the electrode decreases, resulting in a decrease in capacity.

【0028】なお、スパイラル状に巻回した電極体から
出ているリード部分については、電池缶等との接触によ
る短絡発生防止のために絶縁性テープが貼付されていた
り、樹脂等の絶縁物が被覆されていても差し支えない。
The lead portion extending from the spirally wound electrode body is covered with an insulating tape or an insulating material such as a resin in order to prevent a short circuit due to contact with a battery can or the like. It may be covered.

【0029】本発明により、電池容量の低下をほとんど
起こすことなく、電池作製時および使用時の内部短絡の
発生率が低い電池を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a battery having a low occurrence rate of an internal short circuit during the production and use of the battery, with almost no decrease in the battery capacity.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The present invention is not limited to these examples.

【0031】実施例1 正極活物質としてLiCoO 2 を80wt% 、導電材としてアセ
チレンブラック: “デンカブラック”(電気化学工業
(株)製)5wt%、結着材としてポリフッ化ビニリデン:
“KFポリマー”#1000 (呉羽化学工業(株)製)15wt%
を混合し、この混合物をN-メチル-2- ピロリドンに分散
させスラリー状にした。そして、このスラリーを集電体
である厚さ20μm のアルミニウム箔の両面に均一に塗布
し、乾燥させた後、ロールプレスを行うことによって、
正極シートを得た。
Example 1 80% by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 5% by weight of acetylene black: “Denka Black” (manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK) as a conductive material, and polyvinylidene fluoride as a binder:
"KF Polymer"# 1000 (Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) 15wt%
Were mixed, and this mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Then, the slurry was uniformly applied to both surfaces of a 20 μm-thick aluminum foil as a current collector, dried, and then roll-pressed.
A positive electrode sheet was obtained.

【0032】次に負極活物質としてPAN 系炭素繊維“ト
レカ”T-300 (東レ(株)製)をミルド状にしたものを
使用し、正極と同じ結着材、導電材を正極と同じ比率で
混合し、この混合物をN-メチル-2- ピロリドンに分散さ
せスラリー状にした。そして、このスラリーを集電体で
ある厚さ10μm の銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させ
た後、ロールプレスを行うことによって、負極シートを
得た。
Next, a PAN-based carbon fiber "Torayca" T-300 (manufactured by Toray Industries, Inc.) in a milled form was used as the negative electrode active material, and the same binder and conductive material as the positive electrode and the same proportion as the positive electrode were used. And the mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry was uniformly applied to both sides of a copper foil having a thickness of 10 μm as a current collector, dried, and then roll-pressed to obtain a negative electrode sheet.

【0033】次に、正極シート内側の正極材料塗布部端
部から10mm離れた集電体部分に、厚さ100 μm 、幅3mm
のアルミニウム板をリードとして超音波溶接した後、図
1のように、リード取り付け部を芯にして集電体のアル
ミニウム箔を2回折り返すことにより、リードを覆っ
た。次に、負極シートに厚さ100 μm のニッケル板をリ
ードとして超音波溶接した後、セパレータとして多孔質
ポリプロピレンフィルム“セルガード”#2500 (ヘキス
トセラニーズ社製)を介して、正極シートを内側となる
ように重ね合わせ、巻回することによりスパイラル状の
電極体を得た。同様にして、計100 個の電極体を作製し
た。この電極体の内部抵抗をテスターで測定することに
より、内部短絡の有無を測定した。
Next, at a collector portion 10 mm away from the end portion of the positive electrode material coating portion inside the positive electrode sheet, a thickness of 100 μm and a width of 3 mm.
After performing ultrasonic welding using the aluminum plate of No. 2 as a lead, the lead was covered by folding the aluminum foil of the current collector twice twice with the lead attachment portion as the core, as shown in FIG. Next, after a 100 μm thick nickel plate is ultrasonically welded to the negative electrode sheet as a lead, the positive electrode sheet is placed inside with a porous polypropylene film “Celguard” # 2500 (Hoechst Celanese) as a separator. By stacking and winding in this way, a spiral electrode body was obtained. Similarly, a total of 100 electrode bodies were produced. The presence or absence of an internal short circuit was measured by measuring the internal resistance of this electrode body with a tester.

【0034】次に電極体を内容積5cc の電池缶に装填
し、電解液として1M- 6フッ化リンリチウムを含有する
プロピレンカーボネートとジメチルカーボネートの1:
1混合液を使用した電池を作製した。この電池を、充電
電流400mA 、定電圧値4.2V、充電時間2.5 時間で定電流
定電圧充電し、放電電流200mA 、放電終止電圧2.5Vで容
量試験を行った。結果を表1 に示した。
Next, the electrode body was loaded into a battery can having an internal volume of 5 cc, and 1% of propylene carbonate and dimethyl carbonate containing 1M-lithium phosphorus hexafluoride as an electrolytic solution were added.
A battery using one mixed solution was prepared. This battery was charged at a constant current and constant voltage with a charging current of 400 mA, a constant voltage value of 4.2 V, and a charging time of 2.5 hours, and a capacity test was performed at a discharge current of 200 mA and a discharge end voltage of 2.5 V. The results are shown in Table 1.

【0035】比較例1 実施例1 において、正極リードをポリエステル製粘着テ
ープ558A(ニチバン(株)製)により覆った以外は実施
例1 と同様にして電池を作製した。結果を表1に示し
た。
Comparative Example 1 A battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode lead was covered with the polyester adhesive tape 558A (manufactured by Nichiban Co., Ltd.). The results are shown in Table 1.

【0036】比較例2 実施例1 において、正極リードを覆わなかった以外は実
施例1 と同様にして電池を作製した。結果を表1 に示し
た。
Comparative Example 2 A battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode lead was not covered. The results are shown in Table 1.

【0037】比較例3 実施例1 において、正極リードを、正極シート内側の正
極材料塗布部端部から30mm離れた集電体部分に溶接し、
かつ、正極リードを覆わなかったこと以外は実施例1 と
同様にして電池を作製した。結果を表1 に示した。
Comparative Example 3 In Example 1, the positive electrode lead was welded to the current collector portion 30 mm away from the end of the positive electrode material application portion inside the positive electrode sheet,
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode lead was not covered. The results are shown in Table 1.

【0038】表1 の結果より、実施例1 、比較例1 およ
び比較例3 では内部短絡の発生が2個、3 個および2 個
であったのに対し、比較例2 では21個発生している。こ
のことから、正極リードを何らかの方法で覆うことや、
正極材料塗布部端部から正極リード溶接部までの集電体
を長くし、正極リードおよび正極リード溶接部に生じる
凹凸の影響をなくすことが内部短絡の防止に効果的であ
ることがわかる。また、実施例1 および比較例2 に比
べ、比較例1 および比較例3 の容量が低い。これは、前
者においては、正極リードを覆った粘着テープの厚さの
影響、また後者においては、正極材料塗布部端部から正
極リード溶接部までの集電体の長さの影響により、電極
の充填量が減少し、結果として容量が低下したためであ
る。
From the results shown in Table 1, in Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 3, the number of internal short circuits was 2, 3, and 2, whereas in Comparative Example 2, 21 were generated. There is. From this, covering the positive electrode lead by some method,
It can be seen that it is effective to prevent the internal short circuit by lengthening the current collector from the end portion of the positive electrode material application portion to the positive electrode lead welding portion and eliminating the influence of the unevenness generated in the positive electrode lead and the positive electrode lead welding portion. Further, the capacities of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 are lower than those of Example 1 and Comparative Example 2. This is because in the former case, the thickness of the adhesive tape covering the positive electrode lead has an effect, and in the latter case, the length of the current collector from the end of the positive electrode material application part to the positive electrode lead welding part has an effect on the electrode. This is because the filling amount was reduced and as a result, the capacity was reduced.

【0039】この結果より、本発明によれば、電池容量
の低下をほとんど起こすことなく、電池作製時および使
用時の内部短絡の発生率が低い。
From these results, according to the present invention, the occurrence rate of internal short circuit during battery production and use is low, with almost no decrease in battery capacity.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明により、電池容量の低下をほとん
ど起こすことなく、電池作製時および使用時の内部短絡
の発生率が低い電池を作製することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to manufacture a battery having a low occurrence rate of an internal short circuit during battery preparation and during use, with almost no decrease in battery capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】リードが折り返された集電体によって覆われ
た、電極の一例である。
FIG. 1 is an example of an electrode in which a lead is covered with a folded current collector.

【図2】スパイラル状電極体の一例である。FIG. 2 is an example of a spiral electrode body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 リード 2 集電体 3 電極材料塗布部 4 絶縁性テープ 5 正極リード 6 負極リード 7 スパイラル状電極体 1 Lead 2 Current Collector 3 Electrode Material Application Section 4 Insulating Tape 5 Positive Electrode Lead 6 Negative Lead 7 Spiral Electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正極と負極をセパレータを介してスパイラ
ル状に巻回した電極体を有してなる電池において、正極
集電体および/ または負極集電体に接続されたリードが
折り返された該集電体によって覆われていることを特徴
とする電池。
1. A battery having an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are spirally wound with a separator interposed therebetween, wherein a lead connected to the positive electrode current collector and / or the negative electrode current collector is folded back. A battery characterized by being covered with a current collector.
【請求項2】該負極において、炭素繊維を用いているこ
とを特徴とする請求項1記載の電池。
2. The battery according to claim 1, wherein carbon fibers are used in the negative electrode.
【請求項3】該炭素繊維が、ポリアクリロニトリル系炭
素繊維であることを特徴とする、請求項2記載の電池。
3. The battery according to claim 2, wherein the carbon fiber is a polyacrylonitrile-based carbon fiber.
【請求項4】該炭素繊維が、ミルド状炭素繊維であるこ
とを特徴とする、請求項2または3に記載の電池。
4. The battery according to claim 2, wherein the carbon fiber is a milled carbon fiber.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008218202A (en) * 2007-03-05 2008-09-18 Sony Corp Electrodes and batteries
JP2009170365A (en) * 2008-01-18 2009-07-30 Sanyo Electric Co Ltd Sealed battery
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JP2023511179A (en) * 2020-08-03 2023-03-16 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Electrode assembly including disconnection prevention layer and manufacturing method thereof

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