JPH0982361A - 角形非水電解液二次電池 - Google Patents
角形非水電解液二次電池Info
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- JPH0982361A JPH0982361A JP7231718A JP23171895A JPH0982361A JP H0982361 A JPH0982361 A JP H0982361A JP 7231718 A JP7231718 A JP 7231718A JP 23171895 A JP23171895 A JP 23171895A JP H0982361 A JPH0982361 A JP H0982361A
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- battery
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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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部ショートの少ない且つ電池容量の比較的
大きい角形非水電解液二次電池を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 正極集電体7aに正極活物質7bが塗布
された矩形状の正極電極7と負極集電体5aに負極活物
質5bが塗布された矩形状の負極電極5とをセパレータ
6を介して順次積層された電極積層体を角形電池容器1
0に収納するようにした角形非水電解液二次電池におい
て、この矩形状の正極電極7及び負極電極5の少なくと
もこの角形電池容器10への挿入側のコーナー部7c,
7d及び5c,5dを円弧形状としたものである。
大きい角形非水電解液二次電池を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 正極集電体7aに正極活物質7bが塗布
された矩形状の正極電極7と負極集電体5aに負極活物
質5bが塗布された矩形状の負極電極5とをセパレータ
6を介して順次積層された電極積層体を角形電池容器1
0に収納するようにした角形非水電解液二次電池におい
て、この矩形状の正極電極7及び負極電極5の少なくと
もこの角形電池容器10への挿入側のコーナー部7c,
7d及び5c,5dを円弧形状としたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば携帯用カメラ
一体形VTR、携帯用CDプレーヤ、ラップトップ・コ
ンピュータ、セルラーテレフォン等のポータブル用電子
機器の電源として使用して好適な角形非水電解液二次電
池に関する。
一体形VTR、携帯用CDプレーヤ、ラップトップ・コ
ンピュータ、セルラーテレフォン等のポータブル用電子
機器の電源として使用して好適な角形非水電解液二次電
池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子技術の進歩により電子機器の
高性能化、小型化、ポータブル化が進み、このポータブ
ル電子機器に使用される高エネルギー密度電池の要求が
強まっている。従来、このポータブル電子機器に使用さ
れる二次電池としては、ニッケル・カドミウム電池や鉛
電池等が挙げられるが、これらの電池では放電電位が低
く、エネルギー密度の高い電池の要求には十分に応えら
れていないのが実情である。
高性能化、小型化、ポータブル化が進み、このポータブ
ル電子機器に使用される高エネルギー密度電池の要求が
強まっている。従来、このポータブル電子機器に使用さ
れる二次電池としては、ニッケル・カドミウム電池や鉛
電池等が挙げられるが、これらの電池では放電電位が低
く、エネルギー密度の高い電池の要求には十分に応えら
れていないのが実情である。
【0003】最近、リチウム二次電池はこれらの要求を
満たす電池システムとして注目され、盛んに研究が行わ
れている。しかし、金属リチウムやリチウム合金を負極
とするリチウム二次電池はサイクル寿命、安全性、急速
充電性能等の問題点が認識されるようになり、実用化に
対する大きな障害となっている。
満たす電池システムとして注目され、盛んに研究が行わ
れている。しかし、金属リチウムやリチウム合金を負極
とするリチウム二次電池はサイクル寿命、安全性、急速
充電性能等の問題点が認識されるようになり、実用化に
対する大きな障害となっている。
【0004】これらの問題点は負極である金属リチウム
の溶解、析出時のデンドライト生成、微細化に起因する
と考えられ、一部コイン型で実用化されているにすぎな
い。
の溶解、析出時のデンドライト生成、微細化に起因する
と考えられ、一部コイン型で実用化されているにすぎな
い。
【0005】これらの問題を解決するために、炭素材料
のようなリチウムイオンをドープ且つ脱ドープ可能な物
質を負極活物質とするリチウムイオン二次電池(非水電
解液二次電池)の研究開発が盛んに行われている。この
リチウムイオン二次電池はリチウムが金属状態で存在し
ないため、金属リチウム負極に起因するサイクル劣化や
安全性に関する問題はなく、正極活物質に酸化還元電位
の高いリチウム化合物を用いることにより、電池の電圧
が高くなるため、高エネルギー密度を有する特長を持っ
ている。
のようなリチウムイオンをドープ且つ脱ドープ可能な物
質を負極活物質とするリチウムイオン二次電池(非水電
解液二次電池)の研究開発が盛んに行われている。この
リチウムイオン二次電池はリチウムが金属状態で存在し
ないため、金属リチウム負極に起因するサイクル劣化や
安全性に関する問題はなく、正極活物質に酸化還元電位
の高いリチウム化合物を用いることにより、電池の電圧
が高くなるため、高エネルギー密度を有する特長を持っ
ている。
【0006】さらに、このリチウムイオン二次電池は自
己放電もニッケル・カドミウム電池と比較して少なく、
二次電池として非常に優れている電池である。
己放電もニッケル・カドミウム電池と比較して少なく、
二次電池として非常に優れている電池である。
【0007】従来、このリチウムイオン二次電池の例と
して図5及び図6に示す如き角形リチウムイオン二次電
池が提案されている。この従来例においては、短冊状の
負極電極5、短冊状のセパレータ6、短冊状の正極電極
7、短冊状のセパレータ6‥‥短冊状の負極電極5と順
次所定枚数が積層された電極積層体を例えばニッケルメ
ッキをした鉄板より成る例えば厚さ8mm、幅34m
m、高さが48mmの角形電池容器10に収納する如く
する。
して図5及び図6に示す如き角形リチウムイオン二次電
池が提案されている。この従来例においては、短冊状の
負極電極5、短冊状のセパレータ6、短冊状の正極電極
7、短冊状のセパレータ6‥‥短冊状の負極電極5と順
次所定枚数が積層された電極積層体を例えばニッケルメ
ッキをした鉄板より成る例えば厚さ8mm、幅34m
m、高さが48mmの角形電池容器10に収納する如く
する。
【0008】この正極電極7は次のように作成した。こ
の正極電極7の正極活物質としては炭酸リチウムと酸化
コバルトとをLi:Co=1:1となるように混合し、
空気中で900℃、5時間焼成することにより得たLi
CoO2 を用いる。この材料LiCoO2 についてX線
回析測定を行った結果、JCPDSカードと良く一致し
ていた。
の正極電極7の正極活物質としては炭酸リチウムと酸化
コバルトとをLi:Co=1:1となるように混合し、
空気中で900℃、5時間焼成することにより得たLi
CoO2 を用いる。この材料LiCoO2 についてX線
回析測定を行った結果、JCPDSカードと良く一致し
ていた。
【0009】その後、粉砕して、所望の粒子径を有する
LiCoO2 を得、このLiCoO 2 を正極活物質と
し、このLiCoO2 を91重量%、導電材としてグラ
ファイトを6重量%、ポリフッ化ビニリデン3重量%を
混合して正極合剤を作成し、これをN−メチル−2−ピ
ロリドンに分散させてスラリー状とし、このスラリー状
の正極合剤7bを正極集電体7aである厚さ20μmの
アルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成型を行なった。
LiCoO2 を得、このLiCoO 2 を正極活物質と
し、このLiCoO2 を91重量%、導電材としてグラ
ファイトを6重量%、ポリフッ化ビニリデン3重量%を
混合して正極合剤を作成し、これをN−メチル−2−ピ
ロリドンに分散させてスラリー状とし、このスラリー状
の正極合剤7bを正極集電体7aである厚さ20μmの
アルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成型を行なった。
【0010】その後、カットして図6に示す如く、正極
集電体7aの正極合剤7bの未塗布部をリード部とし、
このリード部に延長した短冊状の正極電極7を形成する
如くした。
集電体7aの正極合剤7bの未塗布部をリード部とし、
このリード部に延長した短冊状の正極電極7を形成する
如くした。
【0011】また、負極電極5は次のように作成した。
この負極電極5の負極活物質としては、出発原料に石油
ピッチを用い、これを酸素を含む官能基を10〜20%
導入(酸素架橋)した後、不活性ガス中1000℃で焼
成して得られたガラス状炭素材料に近い性質の難黒鉛化
炭素材料を用いた。
この負極電極5の負極活物質としては、出発原料に石油
ピッチを用い、これを酸素を含む官能基を10〜20%
導入(酸素架橋)した後、不活性ガス中1000℃で焼
成して得られたガラス状炭素材料に近い性質の難黒鉛化
炭素材料を用いた。
【0012】このようにして得られた炭素材料を90重
量%、結着材としてポリフッ化ビニリデン10重量%の
割合で混合して負極合剤を作成し、この負極合剤をN−
メチル−2−ピロリドンに分散させてスラリー状とし、
このスラリー状の負極合剤5bを負極集電体5aである
厚さ10μmの銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラー
プレス機で圧縮成型を行なった。
量%、結着材としてポリフッ化ビニリデン10重量%の
割合で混合して負極合剤を作成し、この負極合剤をN−
メチル−2−ピロリドンに分散させてスラリー状とし、
このスラリー状の負極合剤5bを負極集電体5aである
厚さ10μmの銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラー
プレス機で圧縮成型を行なった。
【0013】その後、カットして、図6に示す如く、負
極集電体5aの負極合剤5bの未塗布部をリード部と
し、このリード部に延長した短冊状の負極電極5を形成
する如くした。
極集電体5aの負極合剤5bの未塗布部をリード部と
し、このリード部に延長した短冊状の負極電極5を形成
する如くした。
【0014】上述の如く作成した短冊状の負極電極5と
正極電極7とを厚さが30μmの微多孔性ポリプロピレ
ンフィルムからなるセパレータ6を介して積層し、電極
積層体を作製し、この電極積層体の両側に夫々金属の押
え板8を配すると共にこの押え板8の外周より粘着テー
プ9を巻回して一体化する如くする。
正極電極7とを厚さが30μmの微多孔性ポリプロピレ
ンフィルムからなるセパレータ6を介して積層し、電極
積層体を作製し、この電極積層体の両側に夫々金属の押
え板8を配すると共にこの押え板8の外周より粘着テー
プ9を巻回して一体化する如くする。
【0015】この粘着テープ9により一体化された電極
積層体を角形電池容器10にバネ材より成る電極圧迫材
12とともに収納する。この場合、この電池容器10内
の底部に絶縁シート11を配する如くする。
積層体を角形電池容器10にバネ材より成る電極圧迫材
12とともに収納する。この場合、この電池容器10内
の底部に絶縁シート11を配する如くする。
【0016】また、正極電極7のリード部4を互いに接
続すると共にこのリード部4をアルミニウムのサブリー
ド14を介して、この電池容器10の蓋1の中央にガス
ケット2を介して固定した正極端子3に接続する。
続すると共にこのリード部4をアルミニウムのサブリー
ド14を介して、この電池容器10の蓋1の中央にガス
ケット2を介して固定した正極端子3に接続する。
【0017】また負極電極5のリード部を互いに接続
し、このリード部の接続点を銅のリード13を介して電
池容器10に接続し、この電池容器10を負極端子とす
る。
し、このリード部の接続点を銅のリード13を介して電
池容器10に接続し、この電池容器10を負極端子とす
る。
【0018】またこの電池容器10内に電解液を注入す
る如くする。この電解液としてはプロピレンカーボネー
トとジエチルカーボネートとを5:5の比率で混合した
有機溶媒中にLiPF6 を1モル/lの割合で溶解した
ものを用いた。
る如くする。この電解液としてはプロピレンカーボネー
トとジエチルカーボネートとを5:5の比率で混合した
有機溶媒中にLiPF6 を1モル/lの割合で溶解した
ものを用いた。
【0019】斯る従来例の角形リチウムイオン二次電池
の30個の平均電池容量は732mAhであった。
の30個の平均電池容量は732mAhであった。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】斯る従来の角形リチウ
ムイオン二次電池はニッケル・カドミウム電池やニッケ
ル水素電池と同じように、短冊状の電極を積層すること
により電極積層体を形成していた。しかし、このリチウ
ムイオン二次電池(非水電解液二次電池)の電解液の導
電率は、水溶液系の電池の電解液の導電率と比較して1
/40程度と小さいため、正極及び負極電極7及び5の
厚さを薄くして電極の枚数を多くする必要がある。
ムイオン二次電池はニッケル・カドミウム電池やニッケ
ル水素電池と同じように、短冊状の電極を積層すること
により電極積層体を形成していた。しかし、このリチウ
ムイオン二次電池(非水電解液二次電池)の電解液の導
電率は、水溶液系の電池の電解液の導電率と比較して1
/40程度と小さいため、正極及び負極電極7及び5の
厚さを薄くして電極の枚数を多くする必要がある。
【0021】その結果、この正極電極7及び負極電極5
の積層工程及び組立工程が非常に複雑になる不都合があ
ると共にこの短冊状の正極電極7及び負極電極5を積層
した電極積層体を角形電池容器10に挿入する際、この
短冊状の正極電極7及び負極電極5のコーナー部が角形
電池容器10に接触し、正極及び負極活物質が脱落した
り、電極が折れ曲がったりする不都合が生じ、このため
電池の内部ショート不良率が増加し、生産性の低いもの
となる不都合があった。
の積層工程及び組立工程が非常に複雑になる不都合があ
ると共にこの短冊状の正極電極7及び負極電極5を積層
した電極積層体を角形電池容器10に挿入する際、この
短冊状の正極電極7及び負極電極5のコーナー部が角形
電池容器10に接触し、正極及び負極活物質が脱落した
り、電極が折れ曲がったりする不都合が生じ、このため
電池の内部ショート不良率が増加し、生産性の低いもの
となる不都合があった。
【0022】因みに上述従来例の角形リチウムイオン二
次電池を、充電電圧4.20V、充電電流800mA、
充電時間2.5時間の条件で充電を行ない、内部ショー
ト発生率を調査し、また400mA定電流、カットオフ
2.75Vで放電を行ない、これを常温(23℃)で3
0日間放置後の内部ショート数は11/30であり、約
37%の電池に内部ショートが発生し、またこの正極及
び負極活物質の脱落等によりこの30個の平均電池容量
が732mAhと比較的低いものであった。
次電池を、充電電圧4.20V、充電電流800mA、
充電時間2.5時間の条件で充電を行ない、内部ショー
ト発生率を調査し、また400mA定電流、カットオフ
2.75Vで放電を行ない、これを常温(23℃)で3
0日間放置後の内部ショート数は11/30であり、約
37%の電池に内部ショートが発生し、またこの正極及
び負極活物質の脱落等によりこの30個の平均電池容量
が732mAhと比較的低いものであった。
【0023】本発明は斯る点に鑑み、内部ショートの少
ない生産性の高い且つ電池容量の比較的大きい角形非水
電解液二次電池を得ることを目的とする。
ない生産性の高い且つ電池容量の比較的大きい角形非水
電解液二次電池を得ることを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明角形非水電解液二
次電池は正極集電体に正極活物質が塗布された矩形状の
正極電極と負極集電体に負極活物質が塗布された矩形状
の負極電極とをセパレータを介して順次積層された電極
積層体を角形電池容器に収納するようにした角形非水電
解液二次電池において、この矩形状の正極電極及び負極
電極の少なくともこの角形電池容器への挿入側のコーナ
ー部を円弧形状としたものである。
次電池は正極集電体に正極活物質が塗布された矩形状の
正極電極と負極集電体に負極活物質が塗布された矩形状
の負極電極とをセパレータを介して順次積層された電極
積層体を角形電池容器に収納するようにした角形非水電
解液二次電池において、この矩形状の正極電極及び負極
電極の少なくともこの角形電池容器への挿入側のコーナ
ー部を円弧形状としたものである。
【0025】本発明によれば矩形状の正極及び負極電極
の角形電池容器への挿入側のコーナー部を円弧形状とし
たので、正極及び負極電極と角形電池容器との接触によ
る正極及び負極活物質の脱落が抑制され、またこの正極
及び負極電極の折れ曲がりが抑制され、これにより電池
の内部ショートが無くなり、電池容量も比較的大きく維
持される。
の角形電池容器への挿入側のコーナー部を円弧形状とし
たので、正極及び負極電極と角形電池容器との接触によ
る正極及び負極活物質の脱落が抑制され、またこの正極
及び負極電極の折れ曲がりが抑制され、これにより電池
の内部ショートが無くなり、電池容量も比較的大きく維
持される。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明角形
非水電解液二次電池の実施例につき説明しよう。
非水電解液二次電池の実施例につき説明しよう。
【0027】本例による角形リチウムイオン二次電池も
図5に示す如く、短冊状の負極電極5、短冊状のセパレ
ータ6、短冊状の正極電極7、短冊状のセパレータ6、
‥‥短冊状の負極電極5と順次所定枚数が積層された電
極積層体を例えばニッケルメッキが施された鉄板より成
る例えば厚さ8mm、幅34mm、高さが48mmの角
形電池容器10に収納する如くする。
図5に示す如く、短冊状の負極電極5、短冊状のセパレ
ータ6、短冊状の正極電極7、短冊状のセパレータ6、
‥‥短冊状の負極電極5と順次所定枚数が積層された電
極積層体を例えばニッケルメッキが施された鉄板より成
る例えば厚さ8mm、幅34mm、高さが48mmの角
形電池容器10に収納する如くする。
【0028】この正極電極7は次のように作成した。こ
の正極電極7の正極活物質としては炭酸リチウムと酸化
コバルトとをLi:Co=1:1なるように所定量混合
し、これを空気中で900℃、5時間焼成することによ
り得たLiCoO2 を用いる。この材料LiCoO2 に
ついて、X線回析測定を行なった結果、JCPDSカー
ドと良く一致していた。
の正極電極7の正極活物質としては炭酸リチウムと酸化
コバルトとをLi:Co=1:1なるように所定量混合
し、これを空気中で900℃、5時間焼成することによ
り得たLiCoO2 を用いる。この材料LiCoO2 に
ついて、X線回析測定を行なった結果、JCPDSカー
ドと良く一致していた。
【0029】その後、粉砕して、所望の粒子径を有する
LiCoO2 を得、このLiCoO 2 を正極活物質と
し、このLiCoO2 を91重量%、導電材としてグラ
ファイトを6重量%、ポリフッ化ビニリデン3重量%を
混合して正極合剤を作成し、これをN−メチル−2−ピ
ロリドンに分散させてスラリー状とし、このスラリー状
の正極合剤7bを正極集電体7aである厚さ20μmの
アルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成型を行なった。
LiCoO2 を得、このLiCoO 2 を正極活物質と
し、このLiCoO2 を91重量%、導電材としてグラ
ファイトを6重量%、ポリフッ化ビニリデン3重量%を
混合して正極合剤を作成し、これをN−メチル−2−ピ
ロリドンに分散させてスラリー状とし、このスラリー状
の正極合剤7bを正極集電体7aである厚さ20μmの
アルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成型を行なった。
【0030】その後、カットして、図1に示す如く、正
極集電体7aの正極合剤7bの未塗布部をリード部と
し、このリード部に延長した短冊状の正極電極7を形成
する。
極集電体7aの正極合剤7bの未塗布部をリード部と
し、このリード部に延長した短冊状の正極電極7を形成
する。
【0031】本例においては、この短冊状の正極電極7
の角形電池容器10への挿入側(矢印aはこの挿入方向
を示す。)のコーナー部7c,7dを円弧形状とする。
この場合、図4に示す如く、このコーナー部7c,7d
の円弧形状の円弧の半径Rを例えば0.5mmとする。
の角形電池容器10への挿入側(矢印aはこの挿入方向
を示す。)のコーナー部7c,7dを円弧形状とする。
この場合、図4に示す如く、このコーナー部7c,7d
の円弧形状の円弧の半径Rを例えば0.5mmとする。
【0032】また、この正極電極7の正極活物質として
は上述LiCoO2 の外にLiNiO2 ,LiNiy C
o−yO2 ,LiMn2 O4 等のリチウム複合酸化物が
好ましい。之等リチウム複合酸化物は例えばリチウム、
コバルト、ニケッル、マンガンの炭酸塩、硝酸塩、酸化
物、水酸化物等を出発原料とすることが可能であり、之
等リチウム複合酸化物は組成に応じて混合し、酸素存在
雰囲気下、600℃〜1000℃の温度範囲で焼成する
ことにより得られる。
は上述LiCoO2 の外にLiNiO2 ,LiNiy C
o−yO2 ,LiMn2 O4 等のリチウム複合酸化物が
好ましい。之等リチウム複合酸化物は例えばリチウム、
コバルト、ニケッル、マンガンの炭酸塩、硝酸塩、酸化
物、水酸化物等を出発原料とすることが可能であり、之
等リチウム複合酸化物は組成に応じて混合し、酸素存在
雰囲気下、600℃〜1000℃の温度範囲で焼成する
ことにより得られる。
【0033】また、負極電極5は次のように作成した。
この負極電極5の負極活物質としては、出発原料に石油
ピッチを用い、これを酸素を含む官能基を10〜20%
導入(酸化架橋)した後、不活性ガス中、1000℃で
焼成して得られたガラス状炭素材料に近い性質の難黒鉛
化炭素材料を用いた。
この負極電極5の負極活物質としては、出発原料に石油
ピッチを用い、これを酸素を含む官能基を10〜20%
導入(酸化架橋)した後、不活性ガス中、1000℃で
焼成して得られたガラス状炭素材料に近い性質の難黒鉛
化炭素材料を用いた。
【0034】このようにして得られた炭素材料を90重
量%、結着材として、ポリフッ化ビニリデン10重量%
の割合で混合して負極合剤を作成し、この負極合剤をN
−メチル−2−ピロリドンに分散させてスラリー状と
し、このスラリー状の負極合剤5bを負極集電体5aで
ある厚さ10μmの銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ロー
ラープレス機で圧縮成型を行なった。
量%、結着材として、ポリフッ化ビニリデン10重量%
の割合で混合して負極合剤を作成し、この負極合剤をN
−メチル−2−ピロリドンに分散させてスラリー状と
し、このスラリー状の負極合剤5bを負極集電体5aで
ある厚さ10μmの銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ロー
ラープレス機で圧縮成型を行なった。
【0035】その後、カットして、図1に示す如く、負
極集電体5aの負極合剤5bの未塗布部をリード部と
し、このリード部に延長した短冊状の負極電極5を形成
する。
極集電体5aの負極合剤5bの未塗布部をリード部と
し、このリード部に延長した短冊状の負極電極5を形成
する。
【0036】本例においては、この短冊状の負極電極5
の角形電池容器10への挿入側(矢印aはこの挿入方向
を示す。)のコーナー部5c,5dを円弧形状とする。
この場合、図4に示す如く、このコーナー部5c,5d
の円弧形状の円弧の半径Rを例えば0.5mmとする。
の角形電池容器10への挿入側(矢印aはこの挿入方向
を示す。)のコーナー部5c,5dを円弧形状とする。
この場合、図4に示す如く、このコーナー部5c,5d
の円弧形状の円弧の半径Rを例えば0.5mmとする。
【0037】また、この負極電極5に使用する負極活物
質としては、充放電反応に伴いリチウムをドープ且つ脱
ドープ可能な炭素材料を用いることができるが、この負
極活物質はリチウムをドープ、脱ドープ可能なものであ
ればなんでも良く、2000℃以下の比較的低い温度で
焼成して得られる低結晶性炭素材料や、結晶化しやすい
原料を3000℃近くの高温で処理した人造黒鉛や、天
然黒鉛等の高結晶性材料が用いられる。
質としては、充放電反応に伴いリチウムをドープ且つ脱
ドープ可能な炭素材料を用いることができるが、この負
極活物質はリチウムをドープ、脱ドープ可能なものであ
ればなんでも良く、2000℃以下の比較的低い温度で
焼成して得られる低結晶性炭素材料や、結晶化しやすい
原料を3000℃近くの高温で処理した人造黒鉛や、天
然黒鉛等の高結晶性材料が用いられる。
【0038】例えば熱分解炭素類、コークス類(ピッチ
コークス、ニードルコークス、石油コークス等)、黒鉛
類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フラン
樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊
維、活性炭等が使用可能である。
コークス、ニードルコークス、石油コークス等)、黒鉛
類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フラン
樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊
維、活性炭等が使用可能である。
【0039】この場合、炭素材料としては、(002)
面の面間隔が0.370nm以上、真比重が1.70未
満であり、且つ空気気流中における示差熱分析で700
℃以上に発熱ピークを有しない低結晶性炭素材料や、高
い負極合剤充填性を得るために、真比重が2.10g/
cm3 以上である高結晶性の黒鉛材料を用いることが好
ましい。
面の面間隔が0.370nm以上、真比重が1.70未
満であり、且つ空気気流中における示差熱分析で700
℃以上に発熱ピークを有しない低結晶性炭素材料や、高
い負極合剤充填性を得るために、真比重が2.10g/
cm3 以上である高結晶性の黒鉛材料を用いることが好
ましい。
【0040】更に低結晶性炭素材料や高結晶性黒鉛材料
を単独で用いるだけでなく、黒鉛材料と結晶性の低い炭
素質材料との共存体とすることも可能である。共存体に
おける低結晶性炭素の割合は、負極炭素共存体全重量に
対して10%から90%に限定され、20%から80%
であることがより好ましい。
を単独で用いるだけでなく、黒鉛材料と結晶性の低い炭
素質材料との共存体とすることも可能である。共存体に
おける低結晶性炭素の割合は、負極炭素共存体全重量に
対して10%から90%に限定され、20%から80%
であることがより好ましい。
【0041】上述の如く作成した短冊状の負極電極5と
正極電極7とを厚さが30μmの微多孔性ポリプロピレ
ンフィルムからなるセパレータ6を介して積層して、電
極積層体を作製する。この場合負極電極5及び正極電極
7の夫々のリード部は上側で且つ互いに逆側に位置する
如くする。
正極電極7とを厚さが30μmの微多孔性ポリプロピレ
ンフィルムからなるセパレータ6を介して積層して、電
極積層体を作製する。この場合負極電極5及び正極電極
7の夫々のリード部は上側で且つ互いに逆側に位置する
如くする。
【0042】この電極積層体の両側に図5に示す如く夫
々例えばステンレス板より成る押え板8を配すると共に
この押え板8の外周より粘着テープ9を巻回して一体化
する如くする。この粘着テープ9により一体化された電
極積層体を図5に示す如く、角形電池容器10にバネ材
より成る電極圧迫材12とともに収納する。この場合、
この電池容器10内の底部に絶縁シート11を配する如
くする。
々例えばステンレス板より成る押え板8を配すると共に
この押え板8の外周より粘着テープ9を巻回して一体化
する如くする。この粘着テープ9により一体化された電
極積層体を図5に示す如く、角形電池容器10にバネ材
より成る電極圧迫材12とともに収納する。この場合、
この電池容器10内の底部に絶縁シート11を配する如
くする。
【0043】また、図5に示す如く、正極電極7のリー
ド部4を互いに接続すると共にこのリード部4をアルミ
ニウムより成るサブリード14を介して、この電池容器
10の例えばニッケルメッキした鉄板より成る蓋1の中
央にシール及び絶縁用のガスケット2を介して固定した
正極端子3に接続する。
ド部4を互いに接続すると共にこのリード部4をアルミ
ニウムより成るサブリード14を介して、この電池容器
10の例えばニッケルメッキした鉄板より成る蓋1の中
央にシール及び絶縁用のガスケット2を介して固定した
正極端子3に接続する。
【0044】また負極電極5のリード部を互いに接続
し、このリード部の接続点を銅のリード13を介して、
電池容器10に接続し、この電池容器10を負極端子と
する如くする。
し、このリード部の接続点を銅のリード13を介して、
電池容器10に接続し、この電池容器10を負極端子と
する如くする。
【0045】また、この電池容器10内に電解液を注入
する如くする。この電解液として本例ではプロピレンカ
ーボネートとジエチルカーボネートとを5:5の比率で
混合した有機溶媒中にLiPF6 を1モル/lの割合で
溶解したものを用いた。
する如くする。この電解液として本例ではプロピレンカ
ーボネートとジエチルカーボネートとを5:5の比率で
混合した有機溶媒中にLiPF6 を1モル/lの割合で
溶解したものを用いた。
【0046】この場合電解液としては、リチウム塩を支
持電解質とし、これを有機溶媒に溶解させた電解液が用
いられる。ここで有機溶媒としては、環状炭酸エステル
類と鎖状炭酸エステル類との混合溶媒が用いられる。
持電解質とし、これを有機溶媒に溶解させた電解液が用
いられる。ここで有機溶媒としては、環状炭酸エステル
類と鎖状炭酸エステル類との混合溶媒が用いられる。
【0047】この環状炭酸エステル類としては、プロピ
レンカーボネート、ブチレンカーボネート等が使用可能
である。また、鎖状炭酸エステル類としては、対称鎖状
炭酸エステルであるジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、ジプロピルカーボネートや、非対称鎖状炭
酸エステルであるメチルエチルカーボネート、メチルプ
ロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート等が
使用可能である。
レンカーボネート、ブチレンカーボネート等が使用可能
である。また、鎖状炭酸エステル類としては、対称鎖状
炭酸エステルであるジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、ジプロピルカーボネートや、非対称鎖状炭
酸エステルであるメチルエチルカーボネート、メチルプ
ロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート等が
使用可能である。
【0048】支持電解質としては、一般に、リチウム電
池用として使用されるLiCl,LiBr,LiCF3
SO3 ,LiAsF6 ,LiPF6 ,LiBF4 等の単
独もしくは2種類以上の混合使用も可能である。
池用として使用されるLiCl,LiBr,LiCF3
SO3 ,LiAsF6 ,LiPF6 ,LiBF4 等の単
独もしくは2種類以上の混合使用も可能である。
【0049】またこの非水電解液は液体状に限定される
ものではなく、固体であってもよく従来より公知の固定
電解質を用いることができる。
ものではなく、固体であってもよく従来より公知の固定
電解質を用いることができる。
【0050】斯る本例によれば短冊状の正極及び負極電
極7及び5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部
7c,7d及び5c,5dを円弧形状としたので、正極
及び負極電極7及び5と角形電池容器10との接触によ
る正極及び負極活物質の脱落が抑制され、また正極及び
負極電極7及び5の折れ曲がりが抑制され、これにより
電池の内部ショートが無くなり、電池容量も比較的大き
く維持される。
極7及び5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部
7c,7d及び5c,5dを円弧形状としたので、正極
及び負極電極7及び5と角形電池容器10との接触によ
る正極及び負極活物質の脱落が抑制され、また正極及び
負極電極7及び5の折れ曲がりが抑制され、これにより
電池の内部ショートが無くなり、電池容量も比較的大き
く維持される。
【0051】因みに上述実施例を、実施例1とし、上述
実施例の正極及び負極電極7及び5の角形電池容器10
への挿入側のコーナー部7c,7d及び5c,5dの夫
々の円弧の半径Rを0.01mmとし、その他を上述実
施例と同様に構成した角形リチウムイオン二次電池を実
施例2とし、また上述実施例の正極及び負極電極7及び
5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部7c,7
d及び5c,5dの夫々の円弧の半径Rを1mmとし、
その他を上述実施例と同様に構成した角形リチウムイオ
ン二次電池を実施例3とし、更に上述実施例の正極及び
負極電極7及び5の角形電池容器10への挿入側のコー
ナー部7c,7d及び5c,5dの夫々の円弧の半径R
を1.5mmとし、その他を上述実施例と同様に構成し
たものを実施例4とし、また上述実施例の正極及び負極
電極7及び5の角形電池容器10への挿入側のコーナー
部7c,7d及び5c,5dの夫々の円弧の半径Rを2
mmとし、その他を上述実施例と同様に構成した角形リ
チウムイオン二次電池を比較例とした。
実施例の正極及び負極電極7及び5の角形電池容器10
への挿入側のコーナー部7c,7d及び5c,5dの夫
々の円弧の半径Rを0.01mmとし、その他を上述実
施例と同様に構成した角形リチウムイオン二次電池を実
施例2とし、また上述実施例の正極及び負極電極7及び
5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部7c,7
d及び5c,5dの夫々の円弧の半径Rを1mmとし、
その他を上述実施例と同様に構成した角形リチウムイオ
ン二次電池を実施例3とし、更に上述実施例の正極及び
負極電極7及び5の角形電池容器10への挿入側のコー
ナー部7c,7d及び5c,5dの夫々の円弧の半径R
を1.5mmとし、その他を上述実施例と同様に構成し
たものを実施例4とし、また上述実施例の正極及び負極
電極7及び5の角形電池容器10への挿入側のコーナー
部7c,7d及び5c,5dの夫々の円弧の半径Rを2
mmとし、その他を上述実施例と同様に構成した角形リ
チウムイオン二次電池を比較例とした。
【0052】このようにして作製した角形リチウムイオ
ン二次電池を充電電圧4.20V、充電電流800m
A、充電時間2.5時間の条件で充電し、その後内部シ
ョート発生率を調査し、また400mA定電流、カット
オフ2.75Vで放電を行ない、これを常温(23℃)
で30日放置後の内部ショート数は表1に示す如くであ
った。
ン二次電池を充電電圧4.20V、充電電流800m
A、充電時間2.5時間の条件で充電し、その後内部シ
ョート発生率を調査し、また400mA定電流、カット
オフ2.75Vで放電を行ない、これを常温(23℃)
で30日放置後の内部ショート数は表1に示す如くであ
った。
【0053】表1において従来例は正極及び負極電極7
及び5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部は円
弧形状となされていない、円弧の半径Rが0のものであ
り、またこの表1の電池容量は夫々30個の平均の電池
容量である。
及び5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部は円
弧形状となされていない、円弧の半径Rが0のものであ
り、またこの表1の電池容量は夫々30個の平均の電池
容量である。
【0054】
【表1】
【0055】この表1より従来例の半径Rを0としたと
きには前述したように正極及び負極電極7及び5を角形
電池容器10に挿入する際にこの電極7及び5のコーナ
ー部が電池容器10に接触し、正極及び負極活物質が脱
落したり、この電極7及び5が折れ曲がったりすること
による内部ショートが発生しやすく、30個中11個に
内部ショートがあり、また電池容量も低かった。
きには前述したように正極及び負極電極7及び5を角形
電池容器10に挿入する際にこの電極7及び5のコーナ
ー部が電池容器10に接触し、正極及び負極活物質が脱
落したり、この電極7及び5が折れ曲がったりすること
による内部ショートが発生しやすく、30個中11個に
内部ショートがあり、また電池容量も低かった。
【0056】これに対しコーナー部7c,7d及び5
c,5dを円弧形状とし、この半径Rを0.5mm,
0.01mm,1mm,1.5mm及び2mmとした実
施例1,2,3,4及び比較例では、その半径Rの大小
に関係無く30個中に内部ショートを発生したものはな
く、内部ショート率は0%であった。
c,5dを円弧形状とし、この半径Rを0.5mm,
0.01mm,1mm,1.5mm及び2mmとした実
施例1,2,3,4及び比較例では、その半径Rの大小
に関係無く30個中に内部ショートを発生したものはな
く、内部ショート率は0%であった。
【0057】ただし、この半径Rを2mmとした比較例
は平均電池容量が728mAhと低かった。これは、こ
の円弧形状としたことにより正極及び負極電極7及び5
の面積が小さくなることによりインプットできる正極及
び負極活物質の量が減ってしまうことによる容量低下と
考えられる。
は平均電池容量が728mAhと低かった。これは、こ
の円弧形状としたことにより正極及び負極電極7及び5
の面積が小さくなることによりインプットできる正極及
び負極活物質の量が減ってしまうことによる容量低下と
考えられる。
【0058】これに対して、この半径Rを0.5mm,
0.01mm,1mm及び1.5mmとした実施例1,
2,3及び4はこの電池容量が800mAh以上と比較
的大きいものが得られた。
0.01mm,1mm及び1.5mmとした実施例1,
2,3及び4はこの電池容量が800mAh以上と比較
的大きいものが得られた。
【0059】斯る実施例1,2,3及び4においては、
正極及び負極電極7及び5を角形電池容器10に挿入す
るときに、このコーナー部7c,7d及び5c,5dが
円弧形状となされているので、この正極及び負極電極7
及び5と角形電池容器10との接触が少なく、正極及び
負極活物質の脱落が抑制され、またこの正極及び負極電
極7及び5の折れ曲がりが抑制され、これによる電池の
内部ショートが無くなり、またこの半径R=0.01m
m〜1.5mmでは、この正極及び負極電極7及び5の
面積の減少は小さく、電池容量の低下にあまり影響がな
いものと考えられる。
正極及び負極電極7及び5を角形電池容器10に挿入す
るときに、このコーナー部7c,7d及び5c,5dが
円弧形状となされているので、この正極及び負極電極7
及び5と角形電池容器10との接触が少なく、正極及び
負極活物質の脱落が抑制され、またこの正極及び負極電
極7及び5の折れ曲がりが抑制され、これによる電池の
内部ショートが無くなり、またこの半径R=0.01m
m〜1.5mmでは、この正極及び負極電極7及び5の
面積の減少は小さく、電池容量の低下にあまり影響がな
いものと考えられる。
【0060】尚、上述実施例では正極電極7及び負極電
極5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部7c,
7d及び5c,5dを円弧形状としたが、図2に示す如
くリード部以外の他のコーナー部7e(5e)をも円弧
形状としても良いし、また図3に示す如く、この正極電
極7及び負極電極5のリード部を中央側に形成したとき
には之等電極7及び5の夫々の4つのコーナー部7c,
7d,7e,7f及び5c,5d,5e,5fを夫々円
弧形状とするようにしても良い。
極5の角形電池容器10への挿入側のコーナー部7c,
7d及び5c,5dを円弧形状としたが、図2に示す如
くリード部以外の他のコーナー部7e(5e)をも円弧
形状としても良いし、また図3に示す如く、この正極電
極7及び負極電極5のリード部を中央側に形成したとき
には之等電極7及び5の夫々の4つのコーナー部7c,
7d,7e,7f及び5c,5d,5e,5fを夫々円
弧形状とするようにしても良い。
【0061】この正極及び負極電極7及び5を図2又は
図3に示す如くしたときにも上述実施例と同様の作用効
果が得られることは容易に理解できよう。
図3に示す如くしたときにも上述実施例と同様の作用効
果が得られることは容易に理解できよう。
【0062】また上述実施例においては、正極及び負極
電極7及び5の形状を短冊状とした例につき述べたが、
この形状はその他の矩形状であっても同様である。
電極7及び5の形状を短冊状とした例につき述べたが、
この形状はその他の矩形状であっても同様である。
【0063】また本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採
り得ることは勿論である。
発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採
り得ることは勿論である。
【0064】
【発明の効果】本発明によれば矩形状の正極及び負極電
極の少なくとも角形電池容器への挿入側のコーナー部を
円弧形状としたので、正極及び負極電極と角形電池容器
との接触による正極及び負極活物質の脱落が抑制され、
また正極及び負極電極の折れ曲がりが抑制され、これに
より電池の内部ショートが無くなり、電池容量も比較的
大きく維持される利益がある。
極の少なくとも角形電池容器への挿入側のコーナー部を
円弧形状としたので、正極及び負極電極と角形電池容器
との接触による正極及び負極活物質の脱落が抑制され、
また正極及び負極電極の折れ曲がりが抑制され、これに
より電池の内部ショートが無くなり、電池容量も比較的
大きく維持される利益がある。
【図1】本発明角形非水電解液二次電池の一実施例の正
極及び負極電極の例を示す平面図である。
極及び負極電極の例を示す平面図である。
【図2】本発明による正極およひ負極電極の他の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図3】本発明による正極及び負極電極の他の例を示す
平面図である。
平面図である。
【図4】本発明の説明に供する線図である。
【図5】角形非水電解液二次電池の例を示す断面図であ
る。
る。
【図6】従来の正極及び負極電極の例を示す平面図であ
る。
る。
1 蓋 2 ガスケット 3 正極端子 5 負極電極 5a 負極集電体 5b 負極合剤 5c,5d,5e,5f コーナー部 6 セパレータ 7 正極電極 7a 正極集電体 7b 正極合剤 7c,7d,7e,7f コーナー部 10 角形電池容器
Claims (2)
- 【請求項1】 正極集電体に正極活物質が塗布された矩
形状の正極電極と負極集電体に負極活物質が塗布された
矩形状の負極電極とをセパレータを介して順次積層され
た電極積層体を角形電池容器に収納するようにした角形
非水電解液二次電池において、 前記矩形状の正極電極及び負極電極の少なくとも前記角
形電池容器への挿入側のコーナー部を円弧形状としたこ
とを特徴とする角形非水電解液二次電池。 - 【請求項2】 請求項1記載の角形非水電解液二次電池
において、前記コーナー部の円弧形状の円弧の半径をR
としたとき、0.01mm≦R≦1.5mmとしたこと
を特徴とする角形非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7231718A JPH0982361A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 角形非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7231718A JPH0982361A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 角形非水電解液二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0982361A true JPH0982361A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16927938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7231718A Pending JPH0982361A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 角形非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0982361A (ja) |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2013137693A1 (ko) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 주식회사 엘지화학 | 비대칭 구조의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩 |
WO2013141279A1 (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-26 | 新神戸電機株式会社 | 角形非水電解液蓄電セル用極板 |
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JP2015122338A (ja) * | 2015-03-30 | 2015-07-02 | 株式会社Gsユアサ | 電池 |
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