(57)【要約】【課題】正極活物質密度の高い正極板を捲回する際に、捲回による正極の破損を防ぎ、生産性が向上した非水電解液電池を提供する。【解決手段】集電体の両面に電極合剤を塗工した負極板と正極板とをセパレータを介し、捲回構成した極板群と電解液をケース内に収容して作成する非水電解液電池において、前記正極には、前記電極合剤で覆われた塗工部と前記電極合剤の塗工が無く集電体が露出した未塗工部を有し、前記未塗工部に集電用のリードを接続し、さらに前記塗工部と前記未塗工部の境界部分に絶縁テープを配し、前記絶縁テープは、糊剤面が基材面の片側端部のみに存在し、前記糊剤面は、前記未塗工部のみに貼り付けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の両面に電極合剤を塗工した負極板と正極板とをセパレータを介し、捲回構成した極板群と電解液をケース内に収容して作成する非水電解液電池において、
前記正極には、前記電極合剤で覆われた塗工部と前記電極合剤の塗工が無く集電体が露出した未塗工部を有し、前記未塗工部に集電用のリードを接続し、さらに前記塗工部と前記未塗工部の境界部分に絶縁テープを配し、前記絶縁テープは、糊剤面が基材面の片側端部のみに存在し、前記糊剤面は、前記未塗工部のみに貼り付けられていることを特徴とする非水電解液電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液電池に関し、特にその絶縁テープの形状および貼り付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の非水電解液電池では、高容量化のため、微小短絡による発熱等の危険性が上昇し、また高容量化のため、正極活物質密度が上昇したため正極板が硬くなり、捲回中に破損することにより信頼性および生産性を低下させていた。
【０００３】
そのため、さまざまな微小短絡対策や捲回中の破損対策が提案されている。
【０００４】
例えば、正極板の集電体上に合剤が塗工されておらず、セパレータを介して負極合剤もしくは、負極芯材と対向している構造では、負極合剤もしくは負極芯材と対向している正極板の集電体上に絶縁テープを貼り付けて保護することが提案されている。（特許文献１または特許文献２参照）
あるいは、捲回中の破損対策としては、正極板の折り曲げ部分に斑点状凹部を設けることにより、捲回中の破損を防ぐ取組がされていた。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００６−１７９３７０号公報
【特許文献２】特開２００４−２４７０６４号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の絶縁テープで保護する方法では、例えば捲回先頭部分の正極板活物質層を曲げて捲回することにより、捲回先頭部分の巻内側の合剤が圧縮され、その際の合剤にかかる応力を、絶縁テープの糊剤面で固定することによって全応力が集電体側に集中し破損する場合があるという課題があった。
【０００６】
また、斑点状凹部による方法でも、破損しやすい部分が合剤面と集電体面の境界部分にあり、斑点状凹部をつけると境界面が脱落し、電圧不良を発生するため斑点状凹部の導入ができず、高容量製品の生産性を低下させていた。
【０００７】
本発明は、正極活物質密度の高い正極板を捲回する際に、捲回による正極の破損を防ぎ、生産性が向上した非水電解液電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの従来の課題を解決するために、本発明の非水電解液電池は、集電体の両面に電極合剤を塗工した負極板と正極板とをセパレータを介し、捲回構成した極板群と電解液をケース内に収容して作成する非水電解液電池において、前記正極には、前記電極合剤で覆われた塗工部と前記電極合剤の塗工が無く集電体が露出した未塗工部を有し、前記未塗工部に集電用のリードを接続し、さらに前記塗工部と前記未塗工部の境界部分に絶縁テープを配し、前記絶縁テープは、糊剤面が基材面の片側端部のみに存在し、前記糊剤面は、前記未塗工部のみに貼り付けられているものである。
【０００９】
この構成により、合剤圧縮応力による正極板の破損を防ぐことができるため、生産性を向上できる。
【００１０】
この時、絶縁テープの形状が、基材面と糊剤面から構成され、糊剤面が基材面の片側端部のみに配され、前記正極板の合剤で覆われた部分と集電体が露出した部分の境界部分の少なくとも、捲回先頭側で、巻内側の境界部分の芯材部分に糊剤面を、合剤部分に基材面を配した構成である事が好ましい。
【００１１】
本発明の絶縁テープを用いることによって、捲回先頭部分の正極板活物質層を曲げて捲回することにより、捲回先頭部分の巻内側の合剤が圧縮され、その際の合剤にかかる応力をテープで固定することによって全応力が集電体側に集中し破損していたのが、合剤部分に粘着材を配しないことにより、合剤の圧縮応力により、合剤が崩れてテープ方向に応力が分散するため、破損を防ぐことができ、高容量品の生産性を向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、正極活物質密度の高い正極板の捲回において正極板の破損をさせることなく、生産性の向上した非水電解液電池を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による絶縁テープを図１（ａ）（ｂ）に示し、従来の絶縁テープを図５（ａ）（ｂ）に示す。図１（ａ）は正面図で、（ｂ）はその側面図である。図１（ａ）（ｂ）において、絶縁テープの形状は、基材面１と糊剤面２からなり、糊剤面のある部分と、基材面のみからなる部分とから構成されている。
【００１４】
このテープを正極板に貼り付けた捲回先頭部の状態を図２（ａ）（ｂ）に示す。図２（ａ）は正面図で、（ｂ）はその側面図である。集電体３には集電用リード４が配され、テープ糊剤面２が配される。そして、合剤面５には、基材面１のみを配し、テープ糊剤面２は配さない。図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態では、捲回方向６に対し、内側になる面に本発明のテープを配し、外側になる面には従来のテープを配している。
【００１５】
図３（ａ）に正極板を捲回したときの断面図を示す。正極板を巻芯のＲ形状に沿って捲回するが、そのとき捲回の内側の合剤には圧縮応力７が加わる。そして、集電体には引っ張り応力８が加わる。この圧縮応力７は、Ｒ形状が小さいほど大きくなる、つまり捲回の先頭部分になればなるほど圧縮応力が大きくなる。そして捲回先頭部の内面の合剤面に図３（ｂ）のように絶縁テープの糊剤面が覆うと、合剤を固定してしまうため、合剤の圧縮ができなくなり、圧縮応力は、集電体への負荷応力９となって加わる。そのため、負荷応力と引っ張り応力に対して集電体の破断限界を超えると、正極板の破損を発生してしまう。そこで、図３（ｃ）のように糊剤面を合剤上に配しないと、捲回時に発生する圧縮応力７によって、合剤が１０の方向に崩れる。この方向に崩れることによって、負荷応力９を軽減できるため、集電体の破損を防ぐことができる。そのため、高容量品のように密度が高く、また厚い正極の捲回において生産性を向上できる。
【実施例１】
【００１６】
本実施例では、捲回機は、皆藤製作所製ＫＡＷ−４ＢＴＱＨ−Ｍを使用した。巻芯は、図４で示すように、φ３．５の巻芯１１を用い、ＬｉＣｏＯ２を主成分とし、活物質密度としては、３２００Ｋｇ／ｍ３、３４００Ｋｇ／ｍ３、３５００Ｋｇ／ｍ３とし、集電体はアルミニウム（ＪＩＳ品番、Ａ３００３）、厚み１５μmを使用し、合剤部厚みは片側８０μmとした正極板を使用し、負極板としては、カーボン系を主成分とする負極板を使用した。また、セパレータは、旭化成（株）製のポリエチレン系セパレータを使用した。絶縁テープは、本発明では、１６ｍｍ幅のテープを使用し、粘剤面の幅を１０ｍｍとした。また従来テープは、テープ幅を１６ｍｍとし、それぞれ合剤面への覆い代を３ｍｍに設定した。そして、それぞれの正極板に対し、１０００セル分捲回し、そのときの破損発生回数と、稼働率を表１に示す。
【００１７】
【表１】
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（表１）より本発明の絶縁テープを使用することにより、捲回における集電体破損による正極板の破損を防ぐことができ、生産性を向上できることを確認した。
【００１８】
この理由は、捲回先頭部分の巻内側の合剤面にテープ粘剤面を配しなかったことで、捲回で発生する圧縮応力により合剤が崩れ、集電体への負荷応力が軽減され、その結果高密度の正極板を使用しても破損を発生させなかったため生産性を低下させること無く捲回できたものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の生産性の良い円筒形非水電解液電池の製造法により製造された円筒形非水電解液電池は、安価な民生用のポータブル機器の電源などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）本発明の絶縁テープの模式正面図、（ｂ）本発明の絶縁テープの模式側面図
【図２】（ａ）本発明の絶縁テープを貼り付けた正極板の模式正面図、（ｂ）（ａ）図の模式側面図
【図３】（ａ）正極板を捲回した際に発生する応力の模式図、（ｂ）従来の絶縁テープを被覆した正極板を捲回した際に発生する応力の模式図、（ｃ）本発明の絶縁テープを被覆した正極板を捲回した際に発生する応力の模式図
【図４】本発明の実施例で用いた巻芯の模式図
【図５】（ａ）従来の絶縁テープの模式正面図、（ｂ）従来の絶縁テープの模式側面図
【符号の説明】
【００２１】
１    絶縁テープの基材面
２    絶縁テープの糊剤面
３    集電体
４    集電用リード
５    合剤面
６    捲回方向
７    圧縮応力
８    引っ張り応力
９    負荷応力
１０    合剤の崩れ方向
１１    巻芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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