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JP2000260477A - Non-aqueous secondary battery - Google Patents

Non-aqueous secondary battery

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Publication number
JP2000260477A
JP2000260477A JP11065078A JP6507899A JP2000260477A JP 2000260477 A JP2000260477 A JP 2000260477A JP 11065078 A JP11065078 A JP 11065078A JP 6507899 A JP6507899 A JP 6507899A JP 2000260477 A JP2000260477 A JP 2000260477A
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JP
Japan
Prior art keywords
battery
negative electrode
positive electrode
terminal
secondary battery
Prior art date
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Application number
JP11065078A
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Japanese (ja)
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Shiro Kato
史朗 加藤
Hajime Kinoshita
肇 木下
Shizukuni Yada
静邦 矢田
Haruo Kikuta
治夫 菊田
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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 Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
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Publication of JP2000260477A publication Critical patent/JP2000260477A/en
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Publication of JP4009803B2 publication Critical patent/JP4009803B2/en
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    • 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
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    • 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
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    • 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

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部と容易に接続できるとともに電池の厚み
を薄くすることができる扁平形状の非水系二次電池を提
供する。 【解決手段】 エネルギー容量が30Wh以上且つ体積
エネルギー密度が180Wh/l以上の扁平形状非水系
二次電池において、電池の厚さを12mm未満にすると
ともに、正極端子3及び負極端子4の電池外側部分に、
正極端子3及び負極端子4と外部の負荷に接続された圧
着端子とを接続するための雌ねじ部31、41を設けて
ねじ結合し、正極端子3及び負極端子4と正極タブ32
及び負極タブ42とをかしめにより接続し、正極タブ3
2及び負極タブ42と正極集電片106a及び負極集電
片106bをボルト33、43及びナット34、44に
より接続する。
(57) [Problem] To provide a flat non-aqueous secondary battery that can be easily connected to the outside and reduce the thickness of the battery. SOLUTION: In a flat non-aqueous secondary battery having an energy capacity of 30 Wh or more and a volume energy density of 180 Wh / l or more, the thickness of the battery is made less than 12 mm, and a positive electrode terminal 3 and a negative electrode terminal 4 outside the battery. To
Female screw portions 31 and 41 for connecting the positive terminal 3 and the negative terminal 4 to a crimp terminal connected to an external load are provided and screwed together, and the positive terminal 3 and the negative terminal 4 are connected to the positive tab 32.
And the negative electrode tab 42 by caulking.
2 and the negative electrode tab 42 are connected to the positive electrode current collector 106 a and the negative electrode current collector 106 b by bolts 33 and 43 and nuts 34 and 44.

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、非水系二次電池及
びその製造方法に関し、特に、蓄電システム用非水系二
次電池及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a non-aqueous secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a non-aqueous secondary battery for a power storage system and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、省資源を目指したエネルギーの有
効利用及び地球環境問題の観点から、深夜電力貯蔵及び
太陽光発電の電力貯蔵を目的とした家庭用分散型蓄電シ
ステム、電気自動車のための蓄電システム等が注目を集
めている。例えば、特開平6−86463号公報には、
エネルギー需要者に最適条件でエネルギーを供給できる
システムとして、発電所から供給される電気、ガスコー
ジェネレーション、燃料電池、蓄電池等を組み合わせた
トータルシステムが提案されている。このような蓄電シ
ステムに用いられる二次電池は、エネルギー容量が10
Wh以下の携帯機器用小型二次電池と異なり、容量が大
きい大型のものが必要とされる。このため、上記の蓄電
システムでは、複数の二次電池を直列に積層し、電圧が
例えば50〜400Vの組電池として用いるのが常であ
り、ほとんどの場合、鉛電池を用いていた。
2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of effective use of energy for resource saving and global environmental problems, a home-use decentralized power storage system for late-night power storage and power storage for photovoltaic power generation has been developed. Power storage systems are attracting attention. For example, JP-A-6-86463 discloses that
As a system capable of supplying energy to an energy consumer under optimum conditions, a total system combining electricity supplied from a power plant, gas cogeneration, a fuel cell, a storage battery, and the like has been proposed. A secondary battery used in such a power storage system has an energy capacity of 10
Unlike small secondary batteries for portable devices of Wh or less, large batteries having large capacities are required. For this reason, in the above-described power storage system, a plurality of secondary batteries are stacked in series, and usually used as a battery pack having a voltage of, for example, 50 to 400 V. In most cases, a lead battery is used.

【0003】一方、携帯機器用小型二次電池の分野で
は、小型及び高容量のニーズに応えるべく、新型電池と
してニッケル水素電池、リチウム二次電池の開発が進展
し、180Wh/l以上の体積エネルギー密度を有する
電池が市販されている。特に、リチウムイオン電池は、
350Wh/lを超える体積エネルギー密度の可能性を
有すること、及び、安全性、サイクル特性等の信頼性が
金属リチウムを負極に用いたリチウム二次電池に比べ優
れることから、その市場を飛躍的に延ばしている。
On the other hand, in the field of small rechargeable batteries for portable equipment, nickel-metal hydride batteries and lithium rechargeable batteries have been developed as new types of batteries in order to meet the needs of small size and high capacity, and volume energy of 180 Wh / l or more has been developed. Batteries having a density are commercially available. In particular, lithium-ion batteries
It has the potential of a volume energy density exceeding 350 Wh / l, and its reliability, such as safety and cycle characteristics, is superior to a lithium secondary battery using lithium metal as a negative electrode. Prolonged.

【0004】これを受け、蓄電システム用大型電池の分
野においても、高エネルギー密度電池の候補として、リ
チウムイオン電池をターゲットとし、リチウム電池電力
貯蔵技術研究組合(LIBES)等で精力的に開発が進
められている。
[0004] In response to this, in the field of large-sized batteries for power storage systems, lithium-ion batteries have been targeted as candidates for high-energy density batteries, and lithium battery power storage technology research associations (LIBES) and others have been vigorously developing them. Have been.

【0005】これら大型リチウムイオン電池のエネルギ
ー容量は、100Whから400Wh程度であり、体積
エネルギー密度は、200〜300Wh/lと携帯機器
用小型二次電池並のレベルに達している。その形状は、
直径50mm〜70mm、長さ250mm〜450mm
の円筒型、厚さ35mm〜50mmの角形又は長円角形
等の扁平角柱形が代表的なものである。
The energy capacity of these large lithium ion batteries is about 100 Wh to 400 Wh, and the volume energy density is 200 to 300 Wh / l, which is at the level of a small secondary battery for portable equipment. Its shape is
Diameter 50mm-70mm, length 250mm-450mm
And a rectangular prism having a thickness of 35 mm to 50 mm or an oblong prism or the like are typical.

【0006】また、薄型のリチウム二次電池について
は、薄型の外装に、例えば、金属とプラスチックをラミ
ネートした厚さ1mm以下のフィルムを収納したフィル
ム電池(特開平5−159757号公報、特開平7−5
7788号公報等)、厚さ2mm〜15mm程度の小型
角型電池(特開平8−195204号公報、特開平8−
138727号公報、特開平9−213286号公報
等)が知られている。これらのリチウム二次電池は、い
ずれも、その目的が携帯機器の小型化及び薄型化に対応
するものであり、例えば携帯用パソコンの底面に収納で
きる厚さ数mmでJIS A4サイズ程度の面積を有す
る薄型電池も開示されているが(特開平5−28310
5号公報)、エネルギー容量が10Wh以下であるた
め、蓄電システム用二次電池としては容量が小さ過ぎ
る。
[0006] As for the thin lithium secondary battery, for example, a film battery (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 5-159575 and Hei 7-15975) in which a thin film having a thickness of 1 mm or less in which metal and plastic are laminated is accommodated in a thin exterior. -5
No. 7788), a small rectangular battery having a thickness of about 2 mm to 15 mm (JP-A-8-195204, JP-A-8-195204).
138727, JP-A-9-213286, etc.) are known. The purpose of these lithium secondary batteries is to respond to the miniaturization and thinning of portable devices. For example, an area of about JIS A4 size with a thickness of several mm that can be stored on the bottom surface of a portable personal computer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28310 discloses a thin battery.
No. 5), since the energy capacity is 10 Wh or less, the capacity is too small for a secondary battery for a power storage system.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の大型電池を蓄電
システムに用いる場合、一般に4〜10個の大型電池
(単電池)を直列に接続して15〜50Vの電池モジュ
ールとし、さらに、これら電池モジュールを直列、並列
に接続し、所定の電圧及び容量を有する蓄電システムと
して用いられることが多い。一般に、各電池間は圧着端
子等を用いてナットで締めることにより接続される。こ
の場合、電池の外部端子(正極端子及び負極端子)の一
方側(電池の外側の負荷側との接点部分)に雄ねじ部が
形成され、他方側(電池容器内の電極側の接点部分)に
も雄ねじ部が形成される場合が多い。従来のように、電
池厚みが大きい場合、上記のような両雄ねじ構造が実用
的であるが、厚さが薄い扁平形状の電池の場合、この方
法で接続することは困難であった。以下、その理由を説
明する。
When the above-mentioned large batteries are used in a power storage system, generally, 4 to 10 large batteries (cells) are connected in series to form a 15 to 50 V battery module. Modules are connected in series and in parallel, and are often used as a power storage system having a predetermined voltage and capacity. Generally, each battery is connected by tightening with a nut using a crimp terminal or the like. In this case, a male screw portion is formed on one side (contact portion with the load side outside the battery) of the external terminals (positive terminal and negative terminal) of the battery, and on the other side (contact portion on the electrode side inside the battery container). In many cases, a male screw portion is formed. As in the past, when the battery thickness is large, the double external thread structure as described above is practical, but in the case of a thin flat battery, it is difficult to connect by this method. Hereinafter, the reason will be described.

【0008】従来の大型電池では、図7に示すように、
外部端子は、電池外及び電池内共にねじを用いて固定す
る場合が一般的であり、図7の(a)においては、外部
端子31で圧着端子32をナット33で締めることによ
り、内部抵抗が小さく、かつ高強度に負荷側又は電池同
士を接続していた。また、図7の(b)においては、外
部端子31は、電池外の接続部に雌ねじが形成され、圧
着端子32をボルト34で締めることにより接続してい
た。このような一般的な接続方式が、比較的自由に行え
る理由としては、従来の大型電池は厚みがあり、外部端
子に許される長さが20mm以上であることにある。一
方、扁平形状の電池の場合、大電流を流すことが可能な
大きな径の外部端子を電池容器の側面から取り出すこと
は難しく、電池容器の主面となる表裏面から取り出す必
要がある。この場合、許容される外部端子の長さは、電
池の厚みにより異なるが、最大でも、10mm程度であ
り、それ以下であることが多い。また、電池外部に突出
する長さを大きくすると、電池を並べてモジュール化す
る場合、隙間部分が大きくなり、電池モジュールが大型
化してしまう。従って、外部端子の長さは数mm以内に
するとともに、外部と不要な隙間を発生させずに十分な
強度で接続できる新規な接続構造が切望されていた。
In a conventional large battery, as shown in FIG.
The external terminals are generally fixed using screws both outside and inside the battery. In FIG. 7A, the internal resistance is reduced by tightening the crimp terminal 32 with the external terminal 31 with the nut 33. The load side or the batteries were connected to each other with a small size and high strength. In FIG. 7B, the external terminal 31 is formed by forming a female screw at a connection portion outside the battery, and connecting the crimp terminal 32 with a bolt 34. The reason that such a general connection method can be performed relatively freely is that a conventional large battery has a thickness and a length allowed for an external terminal is 20 mm or more. On the other hand, in the case of a flat battery, it is difficult to take out a large-diameter external terminal through which a large current can flow from the side surface of the battery case, and it is necessary to take out the external terminal from the front and back surfaces that are the main surfaces of the battery case. In this case, the allowable length of the external terminal varies depending on the thickness of the battery, but is at most about 10 mm, and is often shorter than that. In addition, when the length protruding outside the battery is increased, when the batteries are arranged side by side to form a module, the gap becomes large, and the battery module becomes large. Accordingly, there has been a long-felt need for a new connection structure that can keep the length of the external terminal within a few millimeters and that can be connected with sufficient strength without generating an unnecessary gap with the outside.

【0009】本発明の目的は、外部と容易に接続できる
とともに電池の厚みを薄くすることができる扁平形状の
非水系二次電池を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flat non-aqueous secondary battery which can be easily connected to the outside and can reduce the thickness of the battery.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩
を含む非水系電解質を備えた非水系二次電池であって、
前記非水系二次電池は、その厚さが12mm未満の扁平
形状であり、そのエネルギー容量が30Wh以上且つ体
積エネルギー密度が180Wh/l以上であり、正極端
子及び/又は負極端子の電池外側部分には、前記正極端
子及び/又は前記負極端子と外部接続部材とを接続する
ための凹部が設けられ、前記正極端子及び/又は前記負
極端子の電池内側部分は、前記正極の正極集電体及び/
又は前記負極の負極集電体、若しくは前記正極集電体に
電気的に接続された中継部材及び/又は前記負極集電体
に電気的に接続された中継部材に直接接合されることを
特徴とする非水系二次電池を提供するものである。
According to the present invention, there is provided a non-aqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
The non-aqueous secondary battery has a flat shape with a thickness of less than 12 mm, an energy capacity of 30 Wh or more, and a volume energy density of 180 Wh / l or more. Is provided with a concave portion for connecting the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal to an external connection member, and the inside of the battery of the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal is provided with a positive electrode current collector and / or
Or directly joined to a negative electrode current collector of the negative electrode, or a relay member electrically connected to the positive electrode current collector and / or a relay member electrically connected to the negative electrode current collector. And a non-aqueous secondary battery.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の非
水系二次電池について図面を参照しながら説明する。図
1は、本発明の一実施の形態の扁平な矩形(ノート型)
の蓄電システム用非水系二次電池の平面図及び側面図を
示す図であり、図2は、図1に示す電池の内部に収納さ
れる電極積層体の構成を示す側面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-aqueous secondary battery according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flat rectangle (note type) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a side view of the non-aqueous secondary battery for a power storage system of FIG. 1, and FIG. 2 is a side view showing a configuration of an electrode laminate housed inside the battery shown in FIG.

【0012】図1及び図2に示すように、本実施の形態
の非水系二次電池は、上蓋1及び底容器2からなる電池
容器と、該電池容器の中に収納されている複数の正極1
01a、負極101b、101c、及びセパレータ10
4からなる電極積層体とを備えている。本実施の形態の
ような扁平型非水系二次電池の場合、正極101a、負
極101b(又は積層体の両外側に配置された負極10
1c)は、例えば、図2に示すように、セパレータ10
4を介して交互に配置されて積層されるが、本発明は、
この配置に特に限定されず、積層数等は、必要とされる
容量等に応じて種々の変更が可能である。また、図1及
び図2に示す非水系二次電池の形状は、例えば縦300
mm×横210mm×厚さ6mmであり、正極101a
にLiMn24、負極101b、101cに炭素材料を
用いるリチウム二次電池の場合、例えば、蓄電システム
に用いることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a non-aqueous secondary battery according to the present embodiment includes a battery container including an upper lid 1 and a bottom container 2 and a plurality of positive electrodes housed in the battery container. 1
01a, negative electrodes 101b and 101c, and separator 10
4 of the present invention. In the case of the flat nonaqueous secondary battery as in the present embodiment, the positive electrode 101a and the negative electrode 101b (or the negative electrode 10 arranged on both outer sides of the laminate)
1c) is, for example, as shown in FIG.
4, the layers are alternately arranged and laminated.
The arrangement is not particularly limited, and the number of layers and the like can be variously changed according to the required capacity and the like. The shape of the non-aqueous secondary battery shown in FIGS.
mm × 210 mm × 6 mm in thickness.
In the case of a lithium secondary battery using LiMn 2 O 4 and a carbon material for the negative electrodes 101b and 101c, for example, it can be used for a power storage system.

【0013】次に、正極101a、負極101b、10
1c、セパレータ104の積層時の位置決めに使用され
る開口部となる位置決め穴について説明する。位置決め
穴は、正極101a、負極101b、101c、及びセ
パレータ104のいずれかに設けられ、図2に示すよう
なシート状の正極101a、負極101b、101c、
及びセパレータ104を積層する場合、正極101a及
び負極101b、101cに設けられることがより好ま
しく、以下、その一例を具体的に説明する。なお、本発
明は、以下に説明する積層用治具及び位置決め穴等に限
定されるものではない。また、位置決めに使用される開
口部は、穴に特に限定されず、位置決めできれば、切り
欠き、凹部等であってもよい。
Next, a positive electrode 101a, a negative electrode 101b, 10
1c, a positioning hole serving as an opening used for positioning the separator 104 during lamination will be described. The positioning hole is provided in any one of the positive electrode 101a, the negative electrodes 101b and 101c, and the separator 104, and has a sheet-like positive electrode 101a, negative electrodes 101b and 101c as shown in FIG.
In the case where the separator 104 and the separator 104 are stacked, it is more preferable that the separator 104 is provided on the positive electrode 101a and the negative electrodes 101b and 101c, and an example thereof will be specifically described below. Note that the present invention is not limited to the stacking jigs and positioning holes described below. The opening used for positioning is not particularly limited to a hole, and may be a notch, a recess, or the like as long as positioning is possible.

【0014】図3は、正極101a、負極101b、1
01cセパレータ104の積層方法の一例の説明図であ
る。図3に示すように、各2個の正極用位置決め穴10
7a及び負極用位置決め穴107bは、最大サイズであ
るセパレータ104の外側で位置決めが可能な位置で正
極集電片106a及び負極集電片106bにそれぞれ設
けられている。
FIG. 3 shows a positive electrode 101a, a negative electrode 101b, and a negative electrode 101b.
It is explanatory drawing of an example of the lamination method of 01c separator 104. As shown in FIG. 3, each of two positive electrode positioning holes 10 is provided.
The negative electrode 7a and the negative electrode positioning hole 107b are provided in the positive electrode current collector 106a and the negative electrode current collector 106b, respectively, at positions that can be positioned outside the separator 104, which is the maximum size.

【0015】積層用治具は、基盤81と、基盤81の所
定位置に固定された4本の正極用ガイドピン82、4本
の負極用ガイドピン83及び4個のL字型固定部84と
を備える。まず、最も大きいセパレータ104を、その
四隅が4個のL字型固定部84の内側に沿うように位置
決めする。次に、負極用ガイドピン83を負極用位置決
め穴107bに挿入し、次に大きい負極101b(又は
101c)を位置決めする。次に、セパレータ104
を、その四隅が4個のL字型固定部84の内側に沿うよ
うに位置決めする。最後に、正極用ガイドピン82を正
極用位置決め穴107aに挿入し、正極101aを位置
決めする。以降、正極101a、負極101b(又は1
01c)及びセパレータ104の枚数に応じて上記操作
を繰り返すことにより、正極101a、負極101b、
101c及びセパレータ104を高精度に位置合わせさ
れた状態で積層することができる。なお、ガイドピンは
積層完了後に容易に抜けるようにしておくと、電極積層
体の取り外し時の位置ずれが少なくなり好ましい。
The laminating jig includes a base 81, four positive guide pins 82 fixed at predetermined positions on the base 81, four negative guide pins 83, and four L-shaped fixing portions 84. Is provided. First, the largest separator 104 is positioned so that its four corners are along the inside of the four L-shaped fixing portions 84. Next, the negative electrode guide pin 83 is inserted into the negative electrode positioning hole 107b, and the next largest negative electrode 101b (or 101c) is positioned. Next, the separator 104
Are positioned so that the four corners are along the inside of the four L-shaped fixing portions 84. Finally, the positive electrode guide pin 82 is inserted into the positive electrode positioning hole 107a to position the positive electrode 101a. Hereinafter, the positive electrode 101a and the negative electrode 101b (or 1
01c) and the number of separators 104, the above operation is repeated, whereby the positive electrode 101a, the negative electrode 101b,
The layers 101c and the separator 104 can be laminated in a state where they are aligned with high precision. Note that it is preferable that the guide pins be easily removed after the lamination is completed, because the positional displacement at the time of removing the electrode laminate is reduced.

【0016】ここで、位置決め用の開口部の形状は、特
に限定されるものではなく、穴の場合、円形、長円形、
L字形、三日月形、三角形、正方形、長方形、多角形等
が挙げられ、切り欠き又は凹部の場合は、U字形、楔形
等が挙げられる。1枚の電極に設けられる位置決め用の
開口部の数は、特に限定されるものではなく、少なくと
も一つあればよいが、縦横方向のずれをより防止するた
めに、図3に示すように2つ設けてもよく、また、それ
以上の個数であってもよい。また、1枚の電極に設けら
れる位置決め用の開口部を設ける個数も、特に限定され
るものではなく、図3に示すように少なくとも1箇所に
設ければよく、縦横方向のずれをより防止するために、
電極の対角上又は対向する位置等の2箇所に設けてもよ
く、また、それ以上の箇所に設けてもよい。なお、複数
箇所に位置決め穴を設け、後述するように1箇所の位置
決め穴を利用して外部への電気的接続をとる場合、積層
完了後に他の部分を切断することも可能である。また、
1枚の電極に設けられる位置決め用の開口部を設ける位
置も、特に限定されるものではなく、図3に示すように
一辺の端部に設けてもよく、又は一辺の中間部に設けて
もよい。
Here, the shape of the positioning opening is not particularly limited, and in the case of a hole, it may be circular, oval,
Examples include an L-shape, a crescent, a triangle, a square, a rectangle, a polygon, and the like. In the case of a notch or a recess, a U-shape, a wedge, and the like. The number of positioning openings provided in one electrode is not particularly limited, and may be at least one. However, in order to further prevent displacement in the vertical and horizontal directions, as shown in FIG. One or more may be provided. Further, the number of openings for positioning provided in one electrode is not particularly limited, and may be provided at at least one position as shown in FIG. 3 to further prevent displacement in the vertical and horizontal directions. for,
It may be provided at two places, such as diagonally or opposing positions of the electrodes, or may be provided at more places. In the case where positioning holes are provided at a plurality of locations and electrical connection to the outside is made using one positioning hole as described later, it is also possible to cut other portions after the completion of lamination. Also,
The position at which the positioning opening provided in one electrode is provided is not particularly limited either. The position may be provided at one end as shown in FIG. 3 or may be provided at the middle of one side. Good.

【0017】また、外部端子すなわち図1に示す正極端
子3及び/又は負極端子4の電池内側部分を位置決め穴
に通して直接接合することにより、位置決め穴を正極端
子3及び/又は負極端子4と正極101a及び/又は負
極101b、101cとの接続用の穴として共用するこ
とも可能である。また、中継部材を介して外部端子と電
極との間の電気的接続を行い、中継部材の一端側の穴と
位置決め穴とにボルトを通してナットで締結するように
してもよい。
The external terminals, that is, the positive electrode terminal 3 and / or the negative electrode terminal 4 shown in FIG. It can also be used as a hole for connection with the positive electrode 101a and / or the negative electrodes 101b and 101c. Alternatively, an electrical connection may be made between the external terminal and the electrode via the relay member, and a bolt may be passed through a hole on one end side of the relay member and the positioning hole and fastened with a nut.

【0018】上記のように、位置決め穴を利用して外部
への電気的接続をとる場合、位置決め穴は円形でないこ
とが好ましい。図4の(a)及び(b)を用いてこの理
由を説明する。図4の(a)は、ガイドピン83(ガイ
ドピン82は図示省略)を備える積層用治具を用いて電
極等を積層した時の状態を示す図であり、図4の(b)
は、位置決め後に負極101b、101cの負極集電片
106bをボルト91及びナット92で締結した時の状
態を示す図である。なお、図中、説明の簡略化のため、
積層枚数は少なくしている。
As described above, when making electrical connection to the outside by using the positioning holes, the positioning holes are preferably not circular. This reason will be described with reference to FIGS. FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which electrodes and the like are stacked using a stacking jig provided with the guide pins 83 (the guide pins 82 are not shown), and FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the negative electrode current collecting pieces 106b of the negative electrodes 101b and 101c are fastened by bolts 91 and nuts 92 after positioning. In the figure, for simplicity of explanation,
The number of layers is reduced.

【0019】図4の(a)に示すように、積層用治具を
用いて位置決めした後、図4の(b)に示すように、ボ
ルト91及びナット92を用いて接続しようとすると、
各負極101b、101cの端部からボルト91及びナ
ット92による固定位置までの距離は、各負極により異
なり、外側の負極ほど遠くなり、中間の負極が最も近く
なる。従って、円形の位置決め穴を用いる場合、中間側
の負極の負極集電片106bが弛み、集電片の折れ等の
損傷が発生し、ボルト・ナットによる固定が煩雑にな
る。これは、正極の場合も同様である。従って、このよ
うな不都合を回避するために、位置決め穴の少なくとも
1つは、上記距離の差を吸収できるように、円形でない
形状、例えば、円形を一方向に伸ばした長円形であるこ
とが好ましい。
As shown in FIG. 4 (a), after positioning using a laminating jig, as shown in FIG. 4 (b), when connection is attempted using bolts 91 and nuts 92,
The distance from the end of each of the negative electrodes 101b and 101c to the position fixed by the bolt 91 and the nut 92 differs for each negative electrode. The outer negative electrode is farther, and the intermediate negative electrode is closest. Therefore, when a circular positioning hole is used, the negative electrode current collector piece 106b of the intermediate negative electrode is loosened, and the current collector piece is damaged, such as being broken, and fixing with the bolts and nuts is complicated. This is the same in the case of the positive electrode. Therefore, in order to avoid such inconvenience, it is preferable that at least one of the positioning holes has a non-circular shape, for example, an elliptical shape obtained by extending a circular shape in one direction so as to absorb the difference in the distance. .

【0020】ここまで、シート状の電極等を積層する場
合について説明したが、例えば、電極の一方を折り畳み
ながら、その間にセパレータと他の電極を挟み込んでい
く場合等にも上記と同様の位置決め穴を用いることがで
きる。また、例えば、セパレータと負極を張り合わせた
ものを、図3のL字型固定部84により位置決めし、正
極のみに上記の位置決め穴を設け、ガイドピン等を用い
て位置決めを行うこと等も可能である。
Although the case where the sheet-like electrodes and the like are stacked has been described above, for example, when one of the electrodes is folded and the separator and the other electrode are interposed therebetween, the same positioning holes as described above are used. Can be used. Further, for example, it is also possible to position the separator and the negative electrode bonded together by the L-shaped fixing portion 84 in FIG. 3, provide the above-described positioning holes only in the positive electrode, and perform positioning using a guide pin or the like. is there.

【0021】外部端子となる正極端子3及び/又は負極
端子4の電池外側部分には、正極端子3及び/又は負極
端子4と電池の外部、例えば、外部の負荷とを接続する
ための外部接続部材を接続するための凹部、例えば、雌
ねじ部又は嵌着用凹部が設けられ、該凹部に外部接続部
材が接続されて電気的接続が取られている。該接続は、
以下に説明する理由により、嵌着又は螺着によることが
好ましく、例えば、外部接続部材としてボルト、ねじ、
リベット等を用いてねじ止め、圧入、くさび止め等によ
り電気的接続を取ることができる。また、正極端子3及
び/又は負極端子4の電池内側部分は、正極集電体10
5a及び/又は負極集電体105b、若しくは正極集電
体105aに電気的に接続された中継部材及び/又は負
極集電体105bに電気的に接続された中継部材に直接
接合されて電気的接続が取られている。該接合は、以下
に説明する理由により、かしめによる圧着又は溶接によ
ることが好ましい。
An external connection for connecting the positive terminal 3 and / or the negative terminal 4 to the outside of the battery, for example, an external load, is provided on the outside of the battery of the positive terminal 3 and / or the negative terminal 4 serving as an external terminal. A concave portion for connecting members, for example, a female screw portion or a concave portion for fitting is provided, and an external connection member is connected to the concave portion for electrical connection. The connection is
For the reasons described below, it is preferable to use fitting or screwing. For example, bolts, screws,
Electrical connection can be obtained by screwing, press-fitting, wedging, or the like using a rivet or the like. The inside of the battery of the positive electrode terminal 3 and / or the negative electrode terminal 4 is connected to the positive electrode current collector 10.
5a and / or a negative electrode current collector 105b or a relay member electrically connected to the positive electrode current collector 105a and / or a direct connection to a relay member electrically connected to the negative electrode current collector 105b for electrical connection Has been taken. The joining is preferably performed by crimping or welding by caulking for the reasons described below.

【0022】図5は、正極端子3及び負極端子4と正極
集電体105a及び負極集電体105bとの接続構造の
一例を示す説明図である。正極端子3及び負極端子4の
頭部部分には、外部の負荷と接続された外部接続部材で
ある圧着端子をボルトにより締結するための凹部となる
雌ねじ部31、41が形成され、正極端子3及び負極端
子4の電池内部分まで彫り込むことにより、接続に必要
な深さを確保している。一方、正極端子3及び負極端子
4の電池内部の接続は、中継部材となる正極タブ32が
電池容器の上蓋1と絶縁された状態で正極端子3の下部
部分とかしめられ、中継部材となる負極タブ42が電池
容器の上蓋1と絶縁された状態で負極端子4の下部部分
とかしめられている。さらに、正極集電体105aの正
極用集電片106aと正極タブ32とがボルト33及び
ナット34を用いて接続され、負極集電体105bの負
極用集電片106bと負極タブ42とがボルト43及び
ナット44を用いて接続され、電気的接続が取られてい
る。
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of a connection structure between the positive electrode terminal 3 and the negative electrode terminal 4 and the positive electrode current collector 105a and the negative electrode current collector 105b. Female screw portions 31 and 41 are formed in the head portions of the positive electrode terminal 3 and the negative electrode terminal 4 as concave portions for fastening crimp terminals, which are external connection members connected to an external load, with bolts. In addition, the depth necessary for connection is ensured by engraving the inside of the battery of the negative electrode terminal 4. On the other hand, the connection between the positive terminal 3 and the negative terminal 4 inside the battery is performed by caulking the lower part of the positive terminal 3 with the positive tab 32 serving as a relay member insulated from the upper lid 1 of the battery container, thereby forming a negative electrode serving as a relay member. The tab 42 is caulked with the lower part of the negative electrode terminal 4 while being insulated from the upper lid 1 of the battery container. Further, the positive electrode current collector 106a of the positive electrode current collector 105a and the positive electrode tab 32 are connected using bolts 33 and nuts 34, and the negative electrode current collector 106b of the negative electrode current collector 105b and the negative electrode tab 42 are connected to each other by bolts. A connection is made by using a nut 43 and an electrical connection.

【0023】例えば、外部端子の電池の外側の部分にM
3の雌ねじを形成する場合、外部端子の電池の内側の部
分に雄ねじを形成して十分な強度を持たせるためには、
例えば、M6〜M8の雄ねじを形成する必要があり、外
部端子の直径は12mmにもなる。また、電池内でM6
〜M8の雄ねじをナットを用いて締結すると、ナットの
厚みが大きく、外部端子も大きくなる。しかしながら、
上記の接続構造では、電池内部の接続は、かしめ又は溶
接により十分な強度が得られるとともに、電池の内側の
部分に雄ねじを形成する必要がないため、接続部分を小
型且つ薄型にすることができる。
For example, in the external terminal outside the battery, M
In the case of forming the female screw of No. 3, in order to form a male screw on the inner part of the battery of the external terminal to have sufficient strength,
For example, it is necessary to form external threads M6 to M8, and the diameter of the external terminal is as large as 12 mm. In addition, M6
When the M8 to M8 male screws are fastened using a nut, the nut becomes thicker and the external terminals become larger. However,
In the above connection structure, the connection inside the battery can obtain sufficient strength by caulking or welding, and it is not necessary to form an external thread on the inside portion of the battery, so that the connection portion can be made small and thin. .

【0024】また、外部端子の電池の外側の部分の接続
に、溶接を用いることも考えられるが、電池内と異な
り、電池外の接続においては、十分な強度が必要とな
る。また、外部端子の材質は、銅、アルミニウム等の電
気伝導性の高い材料が選ばれることから、溶接が難し
く、また、溶接した場合においても、電池同士又は負荷
との接続において、十分な強度が得られないことから、
電池外の接続に用いるには信頼性に乏しい。また、外部
端子の電池外の接続に、外部端子に凸部を設け、該凸部
をかしめことが考えられるが、電池外部へ突出する部分
の長さが制限されるため、充分な強度が得られない。し
かしながら、上記の接続構造では、電池外部の接続は、
外部端子に設けた凹部を用いているため、上記のような
問題も発生しない。
It is also conceivable to use welding to connect the external terminals outside the battery, but unlike the inside of the battery, a sufficient strength is required for the connection outside the battery. In addition, since the material of the external terminal is selected from materials having high electrical conductivity such as copper and aluminum, welding is difficult, and even in the case of welding, sufficient strength is obtained in connection between batteries or a load. Because it cannot be obtained,
Poor reliability for use outside the battery. In addition, it is conceivable to provide a convex portion on the external terminal and connect the external terminal to the outside of the battery and caulk the convex portion. However, since the length of the portion protruding to the outside of the battery is limited, sufficient strength is obtained. I can't. However, in the above connection structure, the connection outside the battery is
Since the concave portion provided in the external terminal is used, the above problem does not occur.

【0025】なお、上記の電池の内側の接続構造は、こ
の例に特に限定されず、外部端子に電極集電体を直接か
しめたり、又は、溶接することも可能であり、中継部材
の両端ともにかしめたり、又は、溶接することも可能で
ある。
The connection structure inside the above-mentioned battery is not particularly limited to this example, and the electrode current collector can be directly caulked or welded to the external terminal. It is also possible to caulk or weld.

【0026】上記の接続構造により、各正極101aの
正極集電体105aは、正極端子3に電気的に接続さ
れ、同様に、各負極101b、101cの負極集電体1
05bは、負極端子4に電気的に接続されている。正極
端子3及び負極端子4は、電池容器すなわち上蓋1と絶
縁された状態で取り付けられている。
With the above connection structure, the positive electrode current collector 105a of each positive electrode 101a is electrically connected to the positive electrode terminal 3, and similarly, the negative electrode current collector 1 of each of the negative electrodes 101b and 101c.
05b is electrically connected to the negative electrode terminal 4. The positive electrode terminal 3 and the negative electrode terminal 4 are attached in a state of being insulated from the battery container, that is, the upper lid 1.

【0027】上蓋1及び底容器2は、図1中の拡大図に
示したA点で全周を上蓋を溶かし込み、溶接されてい
る。上蓋1には、電解液の注液口5が開けられており、
電解液注液後、仮封口のため、例えば、アルミニウム−
変性ポリプロピレンラミネートフィルムからなる封口フ
ィルム6を用いて一旦封口され、その後、少なくとも1
回充電された後に外され、電池容器内の圧力を大気圧未
満にした状態で最終封口される。この場合、封口フィル
ム6は電池内部の内圧が上昇したときに解放するための
安全弁を兼ね備えることができる。封口フィルム6によ
る最終封口工程後の電池容器内の圧力は、大気圧未満で
あり、好ましくは650Torr以下、更に好ましくは
550Torr以下である。この圧力は、使用するセパ
レータ、電解液の種類、電池容器の材質及び厚み、電池
の形状等を加味して決定されるものである。内圧が大気
圧以上の場合、電池が設計厚みより大きくなったり、又
は、電池の厚みのバラツキが大きくなり、電池の内部抵
抗及び容量がばらつく原因となるため好ましくない。
The upper lid 1 and the bottom container 2 are welded by melting the upper lid at the point A shown in the enlarged view of FIG. An electrolyte injection port 5 is opened in the upper lid 1.
After electrolyte injection, for temporary sealing, for example, aluminum-
Once sealed using a sealing film 6 made of a modified polypropylene laminate film,
After being charged several times, it is removed, and the battery container is finally sealed in a state where the pressure in the battery container is lower than the atmospheric pressure. In this case, the sealing film 6 can also have a safety valve for releasing when the internal pressure inside the battery rises. The pressure in the battery container after the final sealing step by the sealing film 6 is lower than the atmospheric pressure, preferably 650 Torr or less, more preferably 550 Torr or less. This pressure is determined in consideration of the separator used, the type of electrolyte, the material and thickness of the battery container, the shape of the battery, and the like. If the internal pressure is equal to or higher than the atmospheric pressure, the battery becomes larger than the designed thickness, or the thickness of the battery varies widely, which causes the internal resistance and capacity of the battery to vary, which is not preferable.

【0028】正極101aに用いられる正極活物質とし
ては、リチウム系の正極材料であれば、特に限定され
ず、リチウム複合コバルト酸化物、リチウム複合ニッケ
ル酸化物、リチウム複合マンガン酸化物、或いはこれら
の混合物、更にはこれら複合酸化物に異種金属元素を一
種以上添加した系等を用いることができ、高電圧、高容
量の電池が得られることから、好ましい。また、安全性
を重視する場合、熱分解温度が高いマンガン酸化物が好
ましい。このマンガン酸化物としてはLiMn24に代
表されるリチウム複合マンガン酸化物、更にはこれら複
合酸化物に異種金属元素を一種以上添加した系、さらに
はリチウム、酸素等を量論比よりも過剰にしたLiMn
24が挙げられる。
The positive electrode active material used for the positive electrode 101a is not particularly limited as long as it is a lithium-based positive electrode material. A lithium composite cobalt oxide, a lithium composite nickel oxide, a lithium composite manganese oxide, or a mixture thereof is used. Further, a system in which one or more different metal elements are added to these composite oxides can be used, and a high-voltage, high-capacity battery can be obtained, which is preferable. When importance is placed on safety, a manganese oxide having a high thermal decomposition temperature is preferable. Examples of the manganese oxide include a lithium composite manganese oxide represented by LiMn 2 O 4 , a system in which one or more different metal elements are added to these composite oxides, and an excess of lithium, oxygen, etc. in excess of the stoichiometric ratio. LiMn
2 O 4 .

【0029】負極101b、101cに用いられる負極
活物質としては、リチウム系の負極材料であれば、特に
限定されず、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料
であることが、安全性、サイクル寿命などの信頼性が向
上し好ましい。リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材
料としては、公知のリチウムイオン電池の負極材として
使用されている黒鉛系物質、炭素系物質、錫酸化物系、
ケイ素酸化物系等の金属酸化物、或いはポリアセン系有
機半導体に代表される導電性高分子等が挙げられる。特
に、安全性の観点から、150℃前後の発熱が小さいポ
リアセン系物質又はこれを含んだ材料が望ましい。
The negative electrode active material used for the negative electrodes 101b and 101c is not particularly limited as long as it is a lithium-based negative electrode material. A material capable of doping and undoping lithium can be used for safety and cycle life. This is preferable because the reliability of the device is improved. As a material capable of doping and undoping lithium, a graphite-based material, a carbon-based material, a tin oxide-based material, which is used as a negative electrode material of a known lithium ion battery,
Examples thereof include metal oxides such as silicon oxides, and conductive polymers typified by polyacene-based organic semiconductors. In particular, from the viewpoint of safety, a polyacene-based substance that generates a small amount of heat at about 150 ° C. or a material containing the same is desirable.

【0030】セパレータ104の構成は、特に限定され
るものではないが、単層又は複層のセパレータを用いる
ことができ、少なくとも1枚は不織布を用いることが好
ましく、この場合、サイクル特性が向上する。また、セ
パレータ104の材質も、特に限定されるものではない
が、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオ
レフィン、ポリアミド、クラフト紙、ガラス等が挙げら
れるが、ポリエチレン、ポリプロピレンが、コスト、含
水などの観点から好ましい。また、セパレータ104と
して、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いる場合、セ
パレータの目付量は、好ましくは5g/m2以上30g
/m2以下であり、より好ましくは5g/m2以上20g
/m2以下であり、さらに好ましくは8g/m2以上20
g/m2以下である。セパレータの目付量が30g/m2
を越える場合、セパレータが厚くなりすぎたり、又は気
孔率が低下し、電池の内部抵抗が高くなるので好ましく
なく、5g/m2未満の場合、実用的な強度が得られな
いので好ましくない。
The structure of the separator 104 is not particularly limited, but a single-layer or multi-layer separator can be used, and it is preferable to use at least one non-woven fabric. In this case, the cycle characteristics are improved. . Also, the material of the separator 104 is not particularly limited, and examples thereof include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamide, kraft paper, and glass. However, polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoints of cost, water content, and the like. . When polyethylene or polypropylene is used as the separator 104, the basis weight of the separator is preferably 5 g / m 2 or more and 30 g or more.
/ M 2 or less, more preferably 5 g / m 2 or more and 20 g
/ M 2 or less, more preferably 8 g / m 2 or more and 20
g / m 2 or less. The basis weight of the separator is 30 g / m 2
If it exceeds, the separator becomes too thick or the porosity decreases and the internal resistance of the battery increases, and if it is less than 5 g / m 2 , it is not preferable because practical strength cannot be obtained.

【0031】本実施の形態の非水系二次電池の電解質と
しては、公知のリチウム塩を含む非水系電解質を使用す
ることができ、正極材料、負極材料、充電電圧等の使用
条件により適宜決定され、より具体的にはLiPF6
LiBF4、LiClO4等のリチウム塩を、プロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネ
ート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、酢酸メ
チル、蟻酸メチル、或いはこれら2種以上の混合溶媒等
の有機溶媒に溶解したもの等が例示される。また、電解
液の濃度は特に限定されるものではないが、一般的に
0.5mol/lから2mol/lが実用的であり、該
電解液は当然のことながら、水分が100ppm以下の
ものを用いることが好ましい。なお、本明細書で使用す
る非水系電解質とは、非水系電解液、有機電解液を含む
概念を意味するものであり、また、ゲル状又は固体の電
解質も含む概念を意味するものである。
As the electrolyte of the non-aqueous secondary battery of the present embodiment, a known non-aqueous electrolyte containing a lithium salt can be used, which is appropriately determined according to the conditions of use such as a positive electrode material, a negative electrode material, and a charging voltage. , More specifically LiPF 6 ,
LiBF 4 , a lithium salt such as LiClO 4 , propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, methyl acetate, methyl formate, or a mixed solvent of two or more of these Examples thereof include those dissolved in an organic solvent. Further, the concentration of the electrolytic solution is not particularly limited, but is generally practically 0.5 mol / l to 2 mol / l. Naturally, the electrolytic solution has a water content of 100 ppm or less. Preferably, it is used. In addition, the non-aqueous electrolyte used in this specification means a concept including a non-aqueous electrolyte and an organic electrolyte, and also a concept including a gel or solid electrolyte.

【0032】上記のように構成された非水系二次電池
は、家庭用蓄電システム(夜間電力貯蔵、コージェネレ
ション、太陽光発電等)、電気自動車等の蓄電システム
等に用いることができ、大容量且つ高エネルギー密度を
有することができる。この場合、エネルギー容量は、好
ましくは30Wh以上、より好ましくは50Wh以上で
あり、且つエネルギー密度は、好ましくは180Wh/
l以上、より好ましくは200Wh/lである。エネル
ギー容量が30Wh未満の場合、或いは、体積エネルギ
ー密度が180Wh/l未満の場合は、蓄電システムに
用いるには容量が小さく、充分なシステム容量を得るた
めに電池の直並列数を増やす必要があること、また、コ
ンパクトな設計が困難となることから蓄電システム用と
しては好ましくない。
The non-aqueous secondary battery configured as described above can be used for home power storage systems (nighttime power storage, cogeneration, solar power generation, etc.), power storage systems for electric vehicles, etc. It can have capacity and high energy density. In this case, the energy capacity is preferably 30 Wh or more, more preferably 50 Wh or more, and the energy density is preferably 180 Wh /
1 or more, more preferably 200 Wh / l. When the energy capacity is less than 30 Wh or when the volume energy density is less than 180 Wh / l, the capacity is small for use in a power storage system, and it is necessary to increase the number of series-parallel batteries in order to obtain a sufficient system capacity. In addition, it is not preferable for a power storage system because a compact design is difficult.

【0033】ところで、一般に、蓄電システム用の大型
リチウム二次電池(エネルギー容量30Wh以上)にお
いては、高エネルギー密度が得られるものの、その電池
設計が携帯機器用小型電池の延長にあることから、直径
又は厚さが携帯機器用小型電池の3倍以上の円筒型、角
型等の電池形状とされる。この場合には、充放電時の電
池の内部抵抗によるジュール発熱、或いはリチウムイオ
ンの出入りによって活物質のエントロピーが変化するこ
とによる電池の内部発熱により、電池内部に熱が蓄積さ
れやすい。このため、電池内部の温度と電池表面付近の
温度差が大きく、これに伴って内部抵抗が異なる。その
結果、充電量、電圧のバラツキを生じ易い。また、この
種の電池は複数個を組電池にして用いるため、システム
内での電池の設置位置によっても蓄熱されやすさが異な
って各電池間のバラツキが生じ、組電池全体の正確な制
御が困難になる。更には、高率充放電時等に放熱が不十
分な為、電池温度が上昇し、電池にとって好ましくない
状態におかれることから、電解液の分解等による寿命の
低下、更には電池の熱暴走の誘起など信頼性、特に、安
全性に問題が残されていた。
In general, a large lithium secondary battery (energy capacity of 30 Wh or more) for a power storage system can obtain a high energy density, but the battery design is an extension of a small battery for a portable device. Alternatively, the battery has a cylindrical shape, a square shape, or the like having a thickness three times or more that of a small battery for a portable device. In this case, heat easily accumulates inside the battery due to Joule heat generated by the internal resistance of the battery during charge / discharge or internal heat generated by the battery due to a change in entropy of the active material due to the entrance and exit of lithium ions. For this reason, the difference between the temperature inside the battery and the temperature near the battery surface is large, and the internal resistance differs accordingly. As a result, the charge amount and the voltage are likely to vary. Also, since a plurality of batteries of this type are used as assembled batteries, the heat storage easiness varies depending on the installation position of the batteries in the system, causing variations among the batteries, and accurate control of the entire assembled battery. It becomes difficult. In addition, the battery temperature rises due to insufficient heat dissipation during high-rate charge / discharge, etc., and the battery is placed in an unfavorable state. Problems such as induction of reliability and, in particular, safety remain.

【0034】本実施の形態の扁平形状の非水系二次電池
は、放熱面積が大きくなり、放熱に有利であるため、上
記のような問題も解決することができる。すなわち、本
実施の形態の非水系二次電池は、扁平形状をしており、
その厚さは、好ましくは12mm未満、より好ましくは
10mm未満、さらに好ましくは8mm未満である。厚
さの下限については電極の充填率、電池サイズ(薄くな
れば同容量を得るためには面積が大きくなる)を考慮し
た場合、2mm以上が実用的である。電池の厚さが12
mm以上になると、電池内部の発熱を充分に外部に放熱
することが難しくなること、或いは電池内部と電池表面
付近での温度差が大きくなり、内部抵抗が異なる結果、
電池内での充電量、電圧のバラツキが大きくなる。な
お、具体的な厚さは、電池容量、エネルギー密度に応じ
て適宜決定されるが、期待する放熱特性が得られる最大
厚さで設計するのが、好ましい。
The flat non-aqueous secondary battery of the present embodiment has a large heat radiation area and is advantageous for heat radiation, so that the above-mentioned problems can be solved. That is, the non-aqueous secondary battery of the present embodiment has a flat shape,
Its thickness is preferably less than 12 mm, more preferably less than 10 mm, even more preferably less than 8 mm. The lower limit of the thickness is practically 2 mm or more in consideration of the filling rate of the electrode and the battery size (the smaller the thickness, the larger the area for obtaining the same capacity). Battery thickness is 12
mm or more, it becomes difficult to sufficiently radiate the heat generated inside the battery to the outside, or the temperature difference between the inside of the battery and the vicinity of the battery surface increases, resulting in a difference in internal resistance.
Variations in the amount of charge and voltage in the battery increase. Although the specific thickness is appropriately determined according to the battery capacity and the energy density, it is preferable to design the thickness so as to obtain the expected heat radiation characteristics.

【0035】また、本実施の形態の非水系二次電池の形
状としては、例えば、扁平形状の表裏面が角形、円形、
長円形等の種々の形状とすることができ、角形の場合
は、一般に矩形であるが、三角形、六角形等の多角形と
することもできる。さらに、肉厚の薄い円筒等の筒形に
することもできる。筒形の場合は、筒の肉厚がここでい
う厚さとなる。また、製造の容易性の観点から、電池の
扁平形状の表裏面が矩形であり、図1に示すようなノー
ト型の形状が好ましい。
The shape of the non-aqueous secondary battery of the present embodiment is, for example, that the flat front and back surfaces are square, circular,
Various shapes such as an oval shape can be used. In the case of a square shape, the shape is generally a rectangle, but it can also be a polygon such as a triangle or a hexagon. Further, it may be a cylindrical shape such as a thin-walled cylinder. In the case of a cylindrical shape, the thickness of the cylinder is the thickness referred to here. Further, from the viewpoint of ease of production, the flat front and back surfaces of the battery are preferably rectangular, and a notebook-type shape as shown in FIG. 1 is preferable.

【0036】電池容器となる上蓋1及び底容器2に用い
られる材質は、電池の用途、形状により適宜選択され、
特に限定されるものではなく、鉄、ステンレス鋼、アル
ミニウム等が一般的であり、実用的である。また、電池
容器の厚さも電池の用途、形状或いは電池ケースの材質
により適宜決定され、特に限定されるものではない。好
ましくは、その電池表面積の80%以上の部分の厚さ
(電池容器を構成する一番面積が広い部分の厚さ)が
0.2mm以上である。上記厚さが0.2mm未満で
は、電池の製造に必要な強度が得られないことから望ま
しくなく、この観点から、より好ましくは0.3mm以
上である。また、同部分の厚さは、1mm以下であるこ
とが望ましい。この厚さが1mmを超えると、電極面を
押さえ込む力は大きくなるが、電池の内容積が減少し充
分な容量が得られないこと、或いは、重量が重くなるこ
とから望ましくなく、この観点からより好ましくは0.
7mm以下である。
The materials used for the upper lid 1 and the bottom container 2 which are to be battery containers are appropriately selected depending on the use and shape of the battery.
There is no particular limitation, and iron, stainless steel, aluminum and the like are common and practical. Also, the thickness of the battery container is appropriately determined depending on the use and shape of the battery or the material of the battery case, and is not particularly limited. Preferably, the thickness of a portion of 80% or more of the battery surface area (the thickness of the portion having the largest area constituting the battery container) is 0.2 mm or more. If the thickness is less than 0.2 mm, the strength required for manufacturing the battery cannot be obtained, which is not desirable. From this viewpoint, the thickness is more preferably 0.3 mm or more. Further, it is desirable that the thickness of the portion is 1 mm or less. When the thickness exceeds 1 mm, the force for pressing down the electrode surface increases, but it is not desirable because the internal volume of the battery is reduced and a sufficient capacity cannot be obtained, or the weight increases, which is not desirable. Preferably 0.
7 mm or less.

【0037】上記のように、非水系二次電池の厚さを1
2mm未満に設計することにより、例えば、該電池が3
0Wh以上の大容量且つ180Wh/lの高エネルギー
密度を有する場合、高率充放電時等においても、電池温
度の上昇が小さく、優れた放熱特性を有することができ
る。従って、内部発熱による電池の蓄熱が低減され、結
果として電池の熱暴走も抑止することが可能となり信頼
性、安全性に優れた非水系二次電池を提供することがで
きる。
As described above, the thickness of the non-aqueous secondary battery is set to 1
By designing it to be less than 2 mm, for example,
When the battery has a large capacity of 0 Wh or more and a high energy density of 180 Wh / l, the battery temperature rise is small even during high-rate charging and discharging, and excellent heat radiation characteristics can be obtained. Therefore, heat storage of the battery due to internal heat generation is reduced, and as a result, thermal runaway of the battery can be suppressed, and a non-aqueous secondary battery excellent in reliability and safety can be provided.

【0038】次に、上記のように構成された非水系二次
電池の製造方法のうち最終封口工程について詳細に説明
する。本実施形態の非水系二次電池では、完成後の電池
の内部圧力が大気圧未満になるように、正極101a、
負極101b、101c、セパレータ104及び非水系
電解質を電池容器内に収容し、少なくとも1回充電した
後に電池容器内の圧力を大気圧未満にした状態で電池容
器の最終封口工程を行っている。
Next, the final sealing step of the method for manufacturing the non-aqueous secondary battery having the above-described structure will be described in detail. In the nonaqueous secondary battery of the present embodiment, the positive electrode 101a, the internal pressure of the completed battery is less than the atmospheric pressure,
After the negative electrodes 101b and 101c, the separator 104, and the non-aqueous electrolyte are accommodated in the battery container and charged at least once, the final sealing step of the battery container is performed in a state in which the pressure in the battery container is lower than the atmospheric pressure.

【0039】上記の最終封口工程は、少なくとも一回の
充電操作の後に行うことが好ましい。上記の充電操作
は、電池に用いられる正極材料、負極材料、セパレー
タ、電解液等の種類、これらの材料の含水率及び不純
物、電池が使用される電圧等に応じて種々の条件を採用
することができる。例えば、電池の使用電圧まで4〜8
時間率程度の速度で充電し、また必要に応じて定電圧を
印可し、さらに8時間率程度の速度で放電した後に、最
終封口工程を行ってもよい。或いは、電池の容量以下の
充電操作のみを行った後に封口したり、2回以上の充放
電を繰り返した後に封口する等の種々の充電操作も可能
であるが、肝要なことは、完成後の電池の内圧を大気圧
未満に維持することである。
The above-mentioned final sealing step is preferably performed after at least one charging operation. The above charging operation employs various conditions according to the type of the positive electrode material, the negative electrode material, the separator, the electrolytic solution, etc. used in the battery, the water content and impurities of these materials, the voltage at which the battery is used, and the like. Can be. For example, up to 4-8 battery operating voltage
The final sealing step may be performed after charging at a rate of about an hour rate, applying a constant voltage as needed, and discharging at a rate of about an 8 hour rate. Alternatively, it is possible to perform various charging operations such as sealing after performing only the charging operation less than or equal to the capacity of the battery, or sealing after repeating charging and discharging two or more times. Maintaining the internal pressure of the battery below atmospheric pressure.

【0040】特に、負極に黒鉛、正極にリチウム複合酸
化物を用いた液系の電解液を用いる場合、1回目の充電
初期に電解液の分解により内部にガスが発生するため、
例えば、充電操作を行わずに大気圧未満で最終封口工程
を行っても、その後の1回目の充電操作により電池内部
が加圧状態(大気圧以上)になり、電池の厚みが厚くな
ったり、電池の内部抵抗及び容量がばらつき、安定した
サイクル特性が得られない場合がある。しかしながら、
本実施の形態のように、充電操作を行ってガスを発生さ
せた後に、最終封口工程を大気圧未満で行うことによ
り、この問題を解決できる。この場合、1回目の充電操
作を行うときは、電池内を大気圧未満にして行うことも
可能であるが、このときの電池内部の圧力については特
に限定されない。
In particular, when a liquid electrolyte using graphite for the negative electrode and a lithium composite oxide for the positive electrode is used, gas is generated inside by decomposition of the electrolyte at the beginning of the first charging.
For example, even if the final sealing step is performed at a pressure lower than the atmospheric pressure without performing the charging operation, the inside of the battery is pressurized (atmospheric pressure or more) by the first charging operation thereafter, and the thickness of the battery increases. The internal resistance and capacity of the battery may fluctuate, and stable cycle characteristics may not be obtained. However,
This problem can be solved by performing the final sealing step at a pressure lower than the atmospheric pressure after performing the charging operation to generate gas as in the present embodiment. In this case, when performing the first charging operation, the inside of the battery may be made to be lower than the atmospheric pressure, but the pressure inside the battery at this time is not particularly limited.

【0041】また、電池内部を大気圧未満にする方法は
特に限定されないが、具体的には、以下のようにして行
うことができる。
The method for reducing the inside of the battery to a pressure lower than the atmospheric pressure is not particularly limited. Specifically, the method can be performed as follows.

【0042】まず、図2に示すように、正極101a、
負極101b、101c及びセパレータ104を積層
し、得られた電極積層体等を上蓋1及び底容器2内に収
容し、上蓋1及び底容器2の外周部を溶接する。次に、
注液口5から電解液を電池容器内に注入する。次に、仮
封口のため、前述のアルミニウム−変性ポリプロピレン
ラミネートフィルム、アルミニウム−変性ポリエチレン
ラミネートフィルムに代表される熱融着型で水分透過率
の低い封口フィルム6を用いて注液口5を一旦封口し、
その後、上記のように少なくとも1回充電した後に封口
フィルム6を外す。なお、上記の仮封口の方法は、上記
の例に特に限定されず、ねじ等を用いて開口部を一時的
に封口してもよく、また、水分を除去した状態、例え
ば、空気を遮断した環境下又は露点が−40℃以下のド
ライ雰囲気下の場合、封口せずに上記の充電操作を行っ
てもよい。
First, as shown in FIG.
The negative electrodes 101b and 101c and the separator 104 are laminated, the obtained electrode laminate and the like are accommodated in the upper lid 1 and the bottom container 2, and the outer peripheral portions of the upper lid 1 and the bottom container 2 are welded. next,
An electrolyte is injected into the battery container from the injection port 5. Next, for the temporary sealing, the injection port 5 is temporarily closed by using a heat-sealing type sealing film 6 having a low moisture permeability represented by the above-mentioned aluminum-modified polypropylene laminated film and aluminum-modified polyethylene laminated film. And
Then, after charging at least once as described above, the sealing film 6 is removed. The method of the temporary sealing is not particularly limited to the above example, and the opening may be temporarily sealed using a screw or the like, or in a state where moisture is removed, for example, air is shut off. In an environment or a dry atmosphere having a dew point of −40 ° C. or less, the above charging operation may be performed without sealing.

【0043】次に、最終封口工程として、封口フィルム
6を熱融着する。なお、最終封口工程に用いられる方法
は、上記の例に特に限定されず、金属板又は箔を溶接し
たり、若しくは、電池容器にコックを取り付けて電池内
を所定の圧力(大気圧未満)に減圧した後、コックを閉
じる等してもよい。
Next, as a final sealing step, the sealing film 6 is heat-sealed. The method used in the final sealing step is not particularly limited to the above example, and the inside of the battery is brought to a predetermined pressure (less than atmospheric pressure) by welding a metal plate or foil, or attaching a cock to the battery container. After reducing the pressure, the cock may be closed.

【0044】なお、上記の最終封口工程の圧力は、大気
圧未満であり、好ましくは650Torr以下、更に好
ましくは550Torr以下である。この圧力は、最終
的に完成した電池に要求される内部圧力に応じて決定さ
れるものである。また、最終封口工程を行うために電池
容器に設けられる開口部の周長は、電池の外周長の1/
10以下にすることが好ましく、1/20以下にするこ
とがより好ましい。開口部の周長が外周長の1/10を
越えると、上記したように、融着面積が大きくなり、巨
大な熱融着装置が必要になると共に、融着部分の信頼性
に欠ける等の問題が発生する。また、該開口部を設ける
部分は、電池の外周部分5mmを除く、表裏面にあるこ
とが好ましい。電池の外周部分5mm以内に開口部を設
けると、十分な強度が得られず、電解液の漏れ等の封口
不良が発生し易いため好ましくない。
The pressure in the final sealing step is lower than atmospheric pressure, preferably 650 Torr or less, more preferably 550 Torr or less. This pressure is determined according to the internal pressure required for the finally completed battery. The peripheral length of the opening provided in the battery container for performing the final sealing step is 1/1 / the outer peripheral length of the battery.
It is preferably at most 10 and more preferably at most 1/20. If the perimeter of the opening exceeds 1/10 of the perimeter, the fusion area increases as described above, and a large heat fusion device is required, and the reliability of the fusion portion is lacking. Problems arise. Further, the portion where the opening is provided is preferably on the front and back surfaces except for the outer peripheral portion of 5 mm of the battery. If the opening is provided within 5 mm of the outer peripheral portion of the battery, sufficient strength cannot be obtained, and poor sealing such as leakage of the electrolyte is likely to occur.

【0045】[0045]

【実施例】以下、本発明の実施例を示し、本発明をさら
に具体的に説明する。 (実施例1) (1)LiCo24100重量部、アセチレンブラック
8重量部、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)3
重量部をN−メチルピロリドン(NMP)100重量部
と混合し正極合材スラリーを得た。該スラリーを集電体
となる厚さ20μmのアルミ箔の両面に塗布、乾燥した
後、プレスを行い、正極を得た。図6の(a)は正極の
説明図である。本実施例において正極101aの塗布面
積(W1×W2)は、262.5×192mm2であ
り、20μmの集電体105aの両面に103μmの厚
さで塗布されている。その結果、電極厚さtは226μ
mとなっている。また、電極の短辺側には電極が塗布さ
れていない正極集電片106aが設けられ、5mm×3
mmの長穴が2個開けられている。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples of the present invention. (Example 1) (1) 100 parts by weight of LiCo 2 O 4 , 8 parts by weight of acetylene black, polyvinylidene fluoride (PVDF) 3
The mixture was mixed with 100 parts by weight of N-methylpyrrolidone (NMP) to obtain a positive electrode mixture slurry. The slurry was applied to both sides of a 20 μm-thick aluminum foil serving as a current collector, dried, and then pressed to obtain a positive electrode. FIG. 6A is an explanatory diagram of the positive electrode. In this embodiment, the coating area (W1 × W2) of the positive electrode 101a is 262.5 × 192 mm 2 , and the positive electrode 101a is coated on both surfaces of the 20 μm current collector 105a with a thickness of 103 μm. As a result, the electrode thickness t is 226 μm.
m. On the short side of the electrode, a positive electrode current collector 106a to which no electrode is applied is provided.
2 mm long holes are drilled.

【0046】(2)黒鉛化メソカーボンマイクロビーズ
(MCMB、大阪ガスケミカル製、品番6−28)10
0重量部、PVDF10重量部をNMP90重量部と混
合し、負極合材スラリーを得た。該スラリーを集電体と
なる厚さ14μmの銅箔の両面に塗布、乾燥した後、プ
レスを行い、負極を得た。図6の(b)は負極の説明図
である。負極101bは、正極より、長辺方向で両側に
2.25mm、短辺方向で両側に1.5mm大きく、負
極101bの塗布面積(W1×W2)は、267×19
5mm2であり、18μmの集電体105bの両面に1
08μmの厚さで塗布されている。その結果、電極厚さ
tは234μmとなっている。また、電極の短辺側には
電極が塗布されていない負極集電片106bが設けら
れ、5mm×3mmの長穴が2個開けられている。更
に、同様の手法で片面だけに塗布し、それ以外は同様の
方法で厚さ126μmの片面電極を作成した。片面電極
は(3)項の電極積層体において外側に配置される(図
2中101c)。
(2) Graphitized mesocarbon microbeads (MCMB, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., product number 6-28) 10
0 parts by weight and 10 parts by weight of PVDF were mixed with 90 parts by weight of NMP to obtain a negative electrode mixture slurry. The slurry was applied on both sides of a 14 μm-thick copper foil serving as a current collector, dried, and then pressed to obtain a negative electrode. FIG. 6B is an explanatory diagram of the negative electrode. The negative electrode 101b is larger than the positive electrode by 2.25 mm on both sides in the long side direction and 1.5 mm on both sides in the short side direction. The coating area (W1 × W2) of the negative electrode 101b is 267 × 19
5 mm 2 , and 1 mm on both sides of an 18 μm current collector 105b.
It is applied with a thickness of 08 μm. As a result, the electrode thickness t is 234 μm. Further, a negative electrode current collector 106b to which no electrode is applied is provided on the short side of the electrode, and two long holes of 5 mm × 3 mm are formed. Further, a single-sided electrode having a thickness of 126 μm was prepared in the same manner except that the coating was performed on one side only. The single-sided electrode is disposed outside in the electrode laminate of item (3) (101c in FIG. 2).

【0047】(3)図6の(c)はセパレータの説明図
である。セパレータ104の面積(W1×W2)は、2
71×197mm2であり、負極104bより長辺方向
で両側に2mm、短辺方向で両側に1mm大きい。図2
に示すように、上記(1)項で得られた正極8枚、負極
9枚(内片面2枚)をセパレータ104a(ポリプロピ
レン不織布:ニッポン高度紙工業、MP1050、目付
10g/m2)とセパレータ104b(ポリエチレン製
微孔膜;旭化成工業HIPORE6022、目付13.
3g/m2)とを張り合わせたセパレータ104を介し
て交互に積層し、さらに、電池容器との絶縁のために外
側の負極101cの更に外側にセパレータ104bを配
置し、電極積層体を作成した。なお、セパレータ104
は、セパレータ104bが正極側に、セパレータ104
aが負極側になるように配置した。上記の積層に際して
は図3に示す積層用治具を用い、積層時間は10回の平
均で28分であった。
(3) FIG. 6C is an explanatory view of the separator. The area (W1 × W2) of the separator 104 is 2
It is 71 × 197 mm 2, which is larger by 2 mm on both sides in the long side direction and 1 mm on both sides in the short side direction than the negative electrode 104b. FIG.
As shown in the above, eight positive electrodes and nine negative electrodes (two inside one side) obtained in the above item (1) were used as separators 104a (polypropylene nonwoven fabric: Nippon Kodoshi Paper Industries, MP1050, basis weight 10 g / m 2 ) and separators 104b. (Polyethylene microporous membrane; Asahi Kasei Corporation HIPORE6022, basis weight 13.
3 g / m 2 ) were alternately laminated via a separator 104 bonded thereto, and a separator 104 b was further arranged outside the outer negative electrode 101 c for insulation from a battery container, thereby producing an electrode laminate. The separator 104
Means that the separator 104b is on the positive electrode side,
It was arranged such that a was on the negative electrode side. At the time of the above lamination, the lamination jig shown in FIG. 3 was used, and the lamination time was 28 minutes on average for ten times.

【0048】(4)図1に示すように、厚さ0.5mm
のSUS304製薄板を深さ5mmに絞り、底容器2を
作成し、上蓋1も厚さ0.5mmのSUS304製薄板
で作成した。次に、図5に示すように、上蓋1に、アル
ミニウム製の正極端子3及び銅製の負極端子4(端子最
大部6mmφ、外部接続用雌ねじ部M3)を取り付け
た。正極及び負極端子3、4は、ポリプロピレン製ガス
ケットで上蓋1と絶縁した。また、正極端子3には、中
継部材となるアルミニウム製の正極タブ32がかしめら
れ、負極端子4には、中継部材となる銅製の負極タブ4
2がかしめられ、それぞれ電気的に接続され、必要に応
じて、PET性粘着テープを用いて各部を絶縁した。
(4) As shown in FIG.
Of the SUS304 thin plate was squeezed to a depth of 5 mm to prepare the bottom container 2, and the upper lid 1 was also formed of a 0.5 mm thick SUS304 thin plate. Next, as shown in FIG. 5, a positive electrode terminal 3 made of aluminum and a negative electrode terminal 4 made of copper (terminal maximum portion 6 mmφ, female screw portion M3 for external connection) were attached to the upper lid 1. The positive and negative terminals 3 and 4 were insulated from the upper lid 1 by a polypropylene gasket. The positive electrode terminal 3 is caulked with an aluminum positive electrode tab 32 serving as a relay member, and the negative electrode terminal 4 is provided with a copper negative electrode tab 4 serving as a relay member.
2 were caulked and electrically connected to each other, and if necessary, each part was insulated using a PET adhesive tape.

【0049】(5)上記(3)項で作成した電極積層体
の各正極集電片106aの2個の位置決め穴及び正極タ
ブ32の2個の穴にアルミニウム製のボルト33を通し
てアルミニウム製のナット34により締結し、各負極集
電片106bの2個の位置決め穴及び負極タブ42の2
個の穴に銅製のボルト43を通して銅製のナット44に
より締結し、それぞれ電気的に接続した。接続された電
極積層体を絶縁テープで固定し、図1の角部Aを全周に
亘りレーザー溶接した。その後、注液口5(6mmφ)
から電解液としてエチレンカーボネート:ジエチルカー
ボネート:メチルエチルカーボネートを6:7:7重量
比で混合した溶媒に1mol/lの濃度にLiPF6
溶解した溶液を注液した。次に、300Torrの減圧
下で、仮止め用のボルトを用いて注液口5を一旦封口し
た。
(5) An aluminum nut is passed through two positioning holes of each positive electrode current collector piece 106a and two holes of the positive electrode tab 32 of the electrode laminate prepared in the above item (3). 34, two positioning holes of each negative electrode current collector 106b and two of the negative electrode tabs 42.
Copper bolts 43 were passed through the holes and fastened by copper nuts 44, and each was electrically connected. The connected electrode laminate was fixed with an insulating tape, and the corner A of FIG. 1 was laser-welded over the entire circumference. After that, injection port 5 (6mmφ)
Then, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / l into a solvent obtained by mixing ethylene carbonate: diethyl carbonate: methyl ethyl carbonate at a weight ratio of 6: 7: 7 was poured as an electrolytic solution. Next, under a reduced pressure of 300 Torr, the injection port 5 was temporarily closed using a temporary fixing bolt.

【0050】(6)この電池を5Aの電流で4.1Vま
で充電し、その後4.1Vの定電圧を印可する定電流定
電圧充電を12時間行い、続いて、5Aの定電流で2.
5Vまで放電した後、該電池の仮止め用ボルトをはず
し、再度、300Torrの減圧下で、12mmφに打
ち抜いた厚さ0.08mmのアルミ箔−変性ポリプロピ
レンラミネートフィルムからなる封口フィルム6を、温
度250〜350℃、圧力1〜3kg/cm2、加圧時
間5〜10秒の条件で熱融着することにより、注液口5
を最終封口した。次に、M3のねじを用いて、得られた
電池の正極端子3及び負極端子4に測定用タブを取り付
けた。このとき、電池の内部抵抗は4.6mΩであり、
測定用タブを強く引っ張っても安定していた。該電池を
上記と同じ条件で定電流定電圧充電及び放電したとこ
ろ、放電容量は27.2Ahであり、エネルギー容量は
100Whであった。また、25Aの定電流で放電した
場合、放電容量は、24.0Ahであった。放電終了時
の電池温度の上昇は、同容量の箱形(厚み12mm以
上)電池を組み立てた場合に比べ少なかった。 (比較例1)M3の外部接続用雌ねじ部を設けていない
正極端子及び負極端子(端子最大部6mmφ)を用いた
以外は、実施例1と同様にして電池を組んだ。次に、測
定用タブをレーザー溶接を用いて正極端子及び負極端子
に取り付け、実施例1と同様に内部抵抗を測定したとこ
ろ、電池の内部抵抗は5.4mΩであったが、測定端子
を強く引っ張ると容易にはずれた。
(6) This battery is charged to a current of 5 A up to 4.1 V, and thereafter, a constant current constant voltage charging of applying a constant voltage of 4.1 V is performed for 12 hours, and then a constant current of 5 A is applied to the battery.
After the battery was discharged to 5 V, the temporary fixing bolts of the battery were removed, and the sealing film 6 made of an aluminum foil-modified polypropylene laminated film having a thickness of 0.08 mm and punched into 12 mmφ under a reduced pressure of 300 Torr was heated to a temperature of 250 mm. By performing heat fusion under the conditions of 〜350 ° C., pressure 1-3 kg / cm 2 and pressurization time 5-10 seconds, the injection port 5
Was finally sealed. Next, measurement tabs were attached to the positive electrode terminal 3 and the negative electrode terminal 4 of the obtained battery using M3 screws. At this time, the internal resistance of the battery is 4.6 mΩ,
It was stable even when the measurement tab was pulled strongly. When the battery was charged and discharged at a constant current and a constant voltage under the same conditions as described above, the discharge capacity was 27.2 Ah and the energy capacity was 100 Wh. When the battery was discharged at a constant current of 25 A, the discharge capacity was 24.0 Ah. The rise in battery temperature at the end of discharging was less than that in the case where a box-shaped (thickness of 12 mm or more) battery of the same capacity was assembled. (Comparative Example 1) A battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that a positive terminal and a negative terminal (terminal maximum part: 6 mmφ) having no female screw part for external connection of M3 were used. Next, the measurement tab was attached to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal using laser welding, and the internal resistance was measured in the same manner as in Example 1. The internal resistance of the battery was 5.4 mΩ. Pulled off easily.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上から明らかな通り、本発明によれ
ば、扁平型電池、特に、大容量且つ高体積エネルギー密
度を有する扁平型電池において、新規な正極及び負極端
子を採用することにより、電池同士又は外部の負荷への
取り付けが容易で且つ十分な強度が得られるとともに電
池の厚みを薄くすることができる扁平形状の非水系二次
電池を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a flat battery, in particular, a flat battery having a large capacity and a high volume energy density, a novel positive electrode and a negative electrode terminal are employed. A flat nonaqueous secondary battery that can be easily attached to each other or to an external load, has sufficient strength, and can reduce the thickness of the battery can be provided.

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

【図1】本発明の一実施の形態の蓄電システム用非水系
二次電池の平面図及び側面図を示す図である。
FIG. 1 is a plan view and a side view of a non-aqueous secondary battery for a power storage system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電池の内部に収納される電極積層体
の構成を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a configuration of an electrode laminate housed inside the battery shown in FIG.

【図3】図1に示す電池の正極、負極、セパレータの積
層方法の一例の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a method of laminating a positive electrode, a negative electrode, and a separator of the battery shown in FIG.

【図4】位置決め治具を用いて電極等を積層した時の状
態及び位置決め後に負極集電片をボルト及びナットで締
結した時の状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state when electrodes and the like are stacked using a positioning jig and a state when the negative electrode current collector is fastened with bolts and nuts after positioning.

【図5】図1に示す電池の正極端子及び負極端子の接続
構造の一例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a connection structure between a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of the battery shown in FIG.

【図6】本発明の非水系二次電池の実施例に用いた正
極、負極、及びセパレータの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a positive electrode, a negative electrode, and a separator used in an example of the nonaqueous secondary battery of the present invention.

【図7】従来の電池の外部端子の接続構造を示す説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a connection structure of external terminals of a conventional battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上蓋 2 底容器 3 正極端子 4 負極端子 5 注液口 6 封口フィルム 31、41 雌ねじ部 101a 正極(両面) 101b 負極(両面) 101c 負極(片面) 104、104a、104b セパレータ 105a 正極集電体 105b 負極集電体 106a 正極集電片 106b 負極集電片 107a 正極用位置決め穴 107b 負極用位置決め穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top cover 2 Bottom container 3 Positive electrode terminal 4 Negative terminal 5 Injection port 6 Sealing film 31, 41 Female screw part 101a Positive electrode (both sides) 101b Negative electrode (both sides) 101c Negative electrode (one side) 104, 104a, 104b Separator 105a Positive electrode collector 105b Negative electrode current collector 106a Positive electrode current collector 106b Negative current collector 107a Positive electrode positioning hole 107b Negative electrode positioning hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢田 静邦 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1−2 株式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 菊田 治夫 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 5E012 BA12 5H011 AA09 CC06 CC10 DD09 5H014 AA04 EE08 EE10 5H022 AA09 CC05 5H029 AJ14 AK02 AK03 AL07 AM03 AM05 AM07 BJ04 DJ02 DJ05 HJ04 HJ19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Shizukuni Yada 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Inside Kansai New Technology Research Institute Co., Ltd. (72) Haruo Kikuta, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 4-Chome 1-2 Term in Osaka Gas Co., Ltd. F-term (reference) 5E012 BA12 5H011 AA09 CC06 CC10 DD09 5H014 AA04 EE08 EE10 5H022 AA09 CC05 5H029 AJ14 AK02 AK03 AL07 AM03 AM05 AM07 BJ04 DJ02 DJ05 HJ04 HJ19

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極、負極、セパレータ、及びリチウム
塩を含む非水系電解質を備えた非水系二次電池であっ
て、 前記非水系二次電池は、その厚さが12mm未満の扁平
形状であり、そのエネルギー容量が30Wh以上且つ体
積エネルギー密度が180Wh/l以上であり、 正極端子及び/又は負極端子の電池外側部分には、前記
正極端子及び/又は前記負極端子と外部接続部材とを接
続するための凹部が設けられ、 前記正極端子及び/又は前記負極端子の電池内側部分
は、前記正極の正極集電体及び/又は前記負極の負極集
電体、若しくは前記正極集電体に電気的に接続された中
継部材及び/又は前記負極集電体に電気的に接続された
中継部材に直接接合されることを特徴とする非水系二次
電池。
1. A non-aqueous secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, wherein the non-aqueous secondary battery has a flat shape with a thickness of less than 12 mm. The energy capacity is 30 Wh or more and the volume energy density is 180 Wh / l or more, and the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal and the external connection member are connected to the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal outside the battery. A concave portion for the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal inside the battery is electrically connected to the positive electrode current collector of the positive electrode and / or the negative electrode current collector of the negative electrode or the positive electrode current collector. A non-aqueous secondary battery, which is directly joined to a connected relay member and / or a relay member electrically connected to the negative electrode current collector.
【請求項2】 前記正極端子及び/又は前記負極端子の
電池内側部分の接合は、かしめによる圧着又は溶接によ
ることを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池。
2. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the joining of the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal to the inside of the battery is performed by crimping or welding by caulking.
【請求項3】 前記正極端子及び/又は前記負極端子の
電池外側部分の接続は、嵌着又は螺着によることを特徴
とする請求項1又は2に記載の非水系二次電池。
3. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the connection of the positive electrode terminal and / or the negative electrode terminal to the outside of the battery is performed by fitting or screwing.
【請求項4】 前記正極は、マンガン酸化物を含み、前
記負極は、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な物質を
含むことを特徴とする請求項1から3までのいずれかに
記載の非水系二次電池。
4. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode includes a manganese oxide, and the negative electrode includes a material capable of doping and undoping lithium. Next battery.
【請求項5】 前記扁平形状の表裏面の形状は、矩形で
あることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに
記載の非水系二次電池。
5. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the flat front and back surfaces are rectangular.
【請求項6】 前記非水系二次電池の電池容器の板厚
は、0.2mm以上1mm以下であることを特徴とする
請求項1から5までのいずれかに記載の非水系二次電
池。
6. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the battery container of the non-aqueous secondary battery is 0.2 mm or more and 1 mm or less.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001256965A (en) * 2000-03-09 2001-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sealed battery and sealing method thereof
JP2002246068A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2002246071A (en) * 2001-02-20 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Electricity storage device
JP2002246067A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2002245991A (en) * 2001-02-16 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2002260743A (en) * 2001-02-28 2002-09-13 Osaka Gas Co Ltd Charging/discharging method of nonaqueous secondary battery
JP2002270242A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery and method of manufacturing the same
JP2002270240A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2008059948A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Fdk Corp Method for manufacturing power storage element
JP2008269926A (en) * 2007-04-19 2008-11-06 Sharp Corp Power supply device and manufacturing method thereof
JP2017084468A (en) * 2015-10-22 2017-05-18 日産自動車株式会社 Assembled battery and manufacturing method of assembled battery
CN107204407A (en) * 2017-06-05 2017-09-26 山东衡远新能源科技有限公司 A kind of lithium-ion battery shell

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001256965A (en) * 2000-03-09 2001-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sealed battery and sealing method thereof
JP2002246068A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2002246067A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2002245991A (en) * 2001-02-16 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2002246071A (en) * 2001-02-20 2002-08-30 Osaka Gas Co Ltd Electricity storage device
JP2002260743A (en) * 2001-02-28 2002-09-13 Osaka Gas Co Ltd Charging/discharging method of nonaqueous secondary battery
JP2002270242A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery and method of manufacturing the same
JP2002270240A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Osaka Gas Co Ltd Non-aqueous secondary battery
JP2008059948A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Fdk Corp Method for manufacturing power storage element
JP2008269926A (en) * 2007-04-19 2008-11-06 Sharp Corp Power supply device and manufacturing method thereof
JP2017084468A (en) * 2015-10-22 2017-05-18 日産自動車株式会社 Assembled battery and manufacturing method of assembled battery
CN107204407A (en) * 2017-06-05 2017-09-26 山东衡远新能源科技有限公司 A kind of lithium-ion battery shell

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