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JP2003092148A - Non-aqueous secondary battery - Google Patents

Non-aqueous secondary battery

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JP2003092148A
JP2003092148A JP2001284029A JP2001284029A JP2003092148A JP 2003092148 A JP2003092148 A JP 2003092148A JP 2001284029 A JP2001284029 A JP 2001284029A JP 2001284029 A JP2001284029 A JP 2001284029A JP 2003092148 A JP2003092148 A JP 2003092148A
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JP
Japan
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battery
center pin
negative electrode
positive electrode
electrode
Prior art date
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Application number
JP2001284029A
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Japanese (ja)
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Inventor
Kazuaki Urano
和昭 浦野
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Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
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Publication of JP3786349B2 publication Critical patent/JP3786349B2/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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池缶内に、正極と負極とがセパレータを介
して渦巻状に巻回されてなる電極体と、この電極体の中
心空隙部に配設された中空筒状のセンターピンとを収容
してなる非水二次電池において、電極体中心部の変形時
にセンターピンの端面エッジ部がセパレータを突き破る
ことにより内部短絡を引き起こすといった不具合を防止
する。 【解決手段】 センターピン16を、金属材を筒状加工
したもので、その軸方向に沿って延びる金属材両端面1
6a・16aが隙間を介して対向もしくは近接したもの
から構成し、当該両端面16a・16aもしくはその近
傍に角落とし部16b・16bを設ける。
(57) [Problem] To provide an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are spirally wound through a separator in a battery can, and a hollow cylindrical shape provided in a central gap portion of the electrode body. In the non-aqueous secondary battery accommodating the center pin and the center pin, it is possible to prevent a problem that the edge of the center pin penetrates through the separator when the center of the electrode body is deformed, thereby causing an internal short circuit. SOLUTION: A center pin 16 is formed by processing a metal material into a cylindrical shape, and both end surfaces 1 of the metal material extending along the axial direction thereof.
6a and 16a are opposed or close to each other with a gap therebetween, and corner drop portions 16b and 16b are provided at or near the both end surfaces 16a and 16a.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、非水二次電池に関
し、特に電極が渦巻式電極である非水二次電池に関する
ものである。 【0002】 【従来の技術】電子機器の小型化、携帯電話の普及等に
伴い、それらの電源として高エネルギー密度を有する二
次電池への要求がますます高まっている。現在、この要
求に応える高容量二次電池としては、正極活物質として
リチウム含有複合酸化物であるLiCoO2 、LiNi
2 、又はLiMn24 等を用い、負極活物質として
炭素系材料を用いたリチウムイオン二次電池が実用化さ
れている。このリチウムイオン二次電池は、その平均駆
動電圧が3.6Vと高く、従来のニッケル−カドミウム電
池やニッケル水素電池の平均駆動電圧の約3倍である。
また、負極活物質として炭素系材料を用い、充放電に関
与するモビリティ(移動体)が軽金属であるリチウム
(イオン)であることから、軽量化も期待できる。 【0003】リチウムイオン二次電池は、従来のリチウ
ム金属を負極とする非水二次電池とは異なり、前記活物
質を結着剤とともに溶液中に分散させたペーストとし、
このペーストを用いて帯状の正極集電体、負極集電体の
両面にそれぞれの活物質を含有する塗膜を形成して正極
及び負極を作製するものである。そして、それらの帯状
の正、負電極、及び、セパレータの順に積層し、この積
層電極体を、巻取芯を中心にして渦巻状に巻回した後、
前記巻取芯を除去して電極体を形成し、電池缶に挿入す
ることにより、電池が構成されている。また、前記正極
には正極活物質と結着剤以外に塗膜中のインピーダンス
低減のため、炭素系材料等の導電助剤が添加されてい
る。 【0004】上記のような渦巻式電極構造を採る非水二
次電池においては、充放電の繰り返しに伴って電池中心
部で内部短絡が生じる場合があるという問題を有してい
る。すなわち、非水二次電池では、充放電の繰り返しに
よって電極の体積が増加するという現象が見られる。渦
巻式電極は、金属缶内に収容されているので、径外向に
は膨張することができないが、中心部は巻取芯除去後の
空隙を有したままであるため、体積増加はこの空隙を有
する中心部に集中することになり、結果として、電極中
心部付近の電極が変形してセパレータを突き破り、正極
と負極とが接触して内部短絡を引き起こすといった不都
合が生じることとなる。 【0005】このような非水二次電池の電極中心部が変
形することによって生ずる内部短絡を防止するために、
例えば、特開平4−332481号公報において、図3
に示すような電池外周の1割程度の隙間56cを設けた
中空筒状のセンターピン56を用い、電極中心部の変形
を抑えた非水二次電池が提案されている。 【0006】 【発明が解決しよとする課題】上記のようなセンターピ
ンは一般的に金属材を所定長さに切り出し、この金属材
を円筒加工するという方法によって作製される。その場
合に、円筒状に曲げられる金属材は、コスト低減の意味
からも、その軸方向に沿って延びる両端面が溶接されさ
れることなく、若干の隙間をもって対向するように加工
される。 【0007】しかしながら、このようなセンターピンの
構造では、電池に外部より大きな外圧が加わった場合、
電極体が押し潰されると共に、センターピンも同様に押
し潰されることになる。押し潰す力が隙間部分に均等に
加わる場合には左程問題とはならないが、どちらか一方
に偏って力が加わった場合に問題が発生する。つまり力
の加わったセンターピン部分は押し潰されるが、他方の
センターピン部分はこれに反して起立することになるた
め、金属材の切り出し加工の際に生じた端面エッジ部に
よって、セパレータを突き破り、正極と負極が接触して
内部短絡を引き起こすという問題を生じるのである。か
かる問題を解決するためには、スリットを設けていない
円筒状のセンターピンを用いることが考えられるが、一
般的に加工に非常に手間を要するため、高価で、生産コ
ストの低減を図ることができないという問題がある。 【0008】本発明は前記従来の問題を解決するために
なされたものであり、電極中心部の変形を抑えるセンタ
ーピンの形状に工夫を凝らすことで、先に述べたような
内部短絡を防止もしくは抑制することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、電極体の中心空隙部に中空筒状のセンタ
ーピンとを収容してなる非水二次電池において、センタ
ーピンを金属材からなる筒状体で、かつ、その軸方向に
沿って延びる金属材両端面が隙間を介して対向もしくは
近接したものから構成し、当該両端面もしくはその近傍
にR状に形成した、又は、端面折返し加工により形成し
た角落とし部を設けた構成としたものである。このよう
な構成によれば、センターピンの隙間部において押し潰
す力によってセンターピン端面部分が起立した場合で
も、当該両端部にR状に形成された、又は、端面折返し
加工により形成された角落とし部が存在するため、端面
エッジ部による内部短絡の発生を有効に防止することが
できる。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明において、正極活物質としては特に
限定されることはないが、例えば、LiCoO2 等のリ
チウムコバルト酸化物、LiMnO2 等のリチウムマン
ガン酸化物、LiNiO2 等のリチウムニッケル酸化
物、二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物
等の金属酸化物、又はこれらを基本構造とする複合酸化
物(例えば、異種金属元素との置換品)、あるいは二硫
化チタン、二硫化モリブデン等の金属硫化物等が単独で
又は2種以上の混合物として、あるいはそれらの固溶体
として用いられる。また、LiMO2 又はLiM24
で示され、MがCo、Ni、Mn、Fe、Cu等の金属
元素を少なくとも1つ以上を含んだリチウム含有金属化
合物であってもよい。中でもLiCoO2 、LiNiO
2 、LiMnO2 、LiM24 等の充電時の開路電圧
がLi基準で4V以上を示すリチウム含有複合酸化物を
正極活物質として用いるのが、高エネルギー密度が得ら
れる点で好ましい。 【0011】また正極は、例えば、前記正極活物質を含
み、必要に応じて鱗片状黒鉛、カーボンブラック等の導
電助剤を含み、更に結着剤を含むペーストを正極集電体
上に塗布して乾燥し、正極集電体上に少なくとも正極活
物質と結着剤を含有する塗膜を形成する工程を経て作製
される。前記正極活物質含有ペーストの調整にあたっ
て、結着剤はあらかじめ溶剤に溶解させた溶液として用
い、前記正極活物質等の固体粒子と混合して調整するこ
とが好ましい。 【0012】本発明において、前記正極集電体の厚さと
しては、5〜60μm、特に8〜40μmが好ましく、
また、前記正極活物質含有塗膜の厚さとしては、片面あ
たり30〜300μm、特に50〜150μmが好まし
い。 【0013】負極に用いる材料としては、リチウムイオ
ンをドープ(吸蔵)、脱ドープ(放出)することができ
るものであればよく、本発明においては、そのようなリ
チウムイオンをドープ、脱ドープすることができる物質
を負極活物質という。この負極活物質としては、特に限
定されることはないが、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、
コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成
体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭等
の炭素;アルミニウム、ケイ素、錫、インジウム等とリ
チウムとの合金、又はリチウムに近い低電圧で充放電で
きるケイ素、錫、インジウム等の酸化物等を用いること
ができる。 【0014】負極活物質として炭素材料を用いる場合、
当該炭素材料としては下記の特性を持つものが好まし
い。即ち、その結晶の(002)面の面間距離(d00
2)に関しては、0.350nm以下が好ましく、より好
ましくは0.345nm以下、更に好ましくは0.340n
m以下である。またc軸方向の結晶子の大きさ(Lc)
に関しては、3nm以上が好ましく、より好ましくは8
nm以上、更に好ましくは25nm以上である。そし
て、前記炭素材料の平均粒径は、8〜20μm、特に1
0〜15μmが好ましい。また、その純度は99.9質量
%以上が好ましい。 【0015】また、負極は、例えば、前記負極活物質に
ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等
の結着剤を適宜添加し、更に要すれば導電助剤を適宜添
加して、溶剤でペースト状にし、その負極活物質含有ペ
ーストを銅箔等からなる負極集電体に塗布して乾燥し、
負極集電体上に負極活物質含有塗膜を形成することによ
って作製される。なお、結着剤はあらかじめ溶剤に溶解
させておいてから負極活物質等と混合しても良い。 【0016】前記負極集電体の厚さとしては、5〜60
μm、特に8〜40μmが好ましく、また、前記負極活
物質塗膜の厚さとしては、片面当たり30〜300μ
m、特に50〜150μmが好ましい。 【0017】前記正極及び負極に使用される結着剤とし
ては、熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマー及び多
糖類を一種又はこれらの混合物として用いることができ
る。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン−プロピレン−ジエン共重合体、スチレンブタジエ
ンゴム、ポリブタジエン、フッ素ゴム、ポリエチレンオ
キシド、ポリビニルピロリドン、ポリエステル樹脂、ア
クリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニ
ルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース等のセル
ロース樹脂、などが挙げられる。 【0018】前記正極集電体及び負極集電体としては、
例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、
チタン等の金属の箔、エキスパンドメタル、網、フォー
ムメタル等が用いられるが、正極集電体としては特にア
ルミニウム箔が好ましく、負極集電体としては特に銅が
好ましい。 【0019】前記正極及び負極の作製にあたって、前記
正極活物質含有ペースト及び負極活物質含有ペーストを
集電体に塗布する際の塗布方法としては、例えば、押出
しコーター、リバースローラー、ドクターブレード等を
はじめ、各種の塗布方法を採用することができる。 【0020】本発明の非水二次電池では、通常、液状電
解質(以下、これを「電解液」という)を使用する。具
体的には、有機溶媒に溶質を溶解させた有機溶媒系の非
水電解液を用いる。この場合の溶媒は特に限定されるも
のではないが、鎖状エステルを主溶媒として用いること
が特に好ましい。そのような鎖状エステルとしては、例
えば、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカー
ボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EM
C)、酢酸エチル(EA)、プロピオン酸メチル(M
P)等の鎖状のCOO−結合を有する有機溶媒が挙げら
れる。この鎖状エステルが電解液の主溶媒であるという
ことは、これらの鎖状エステルが全電解液溶媒中の50
体積%より多い体積を占めることを意味しており、特に
鎖状エステルが全電解液溶媒中の65体積%以上、とり
わけ鎖状エステルが全電解液溶媒中の70体積%以上を
占めることが好ましく、中でも鎖状エステルが全電解液
溶媒中の75体積%以上を占めることが最も好ましい。 【0021】ただし、電解液の溶媒としては、前記鎖状
エステルのみで構成するよりも、電池容量の向上を図る
ために、前記鎖状エステルの誘電率の高いエステル(誘
電率30以上のエステル)を混合して用いることが好ま
しい。そのような誘電率の高いエステルの全電解液溶媒
中で占める量としては、10体積%以上、特に20体積
%以上が好ましい。 【0022】前記誘電率の高いエステルとしては、例え
ば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボ
ネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ―
ブチロラクトン(γ−BC)、エチレングルコールサル
ファイト(EGS)等が挙げられ、特にエチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネート等の環状構造のものが
好ましく、とりわけ環状のカーボネートが好ましく、具
体的にはエチレンカーボネート(EC)が最も好まし
い。 【0023】また、前記誘電率の高いエステル以外に併
用可能な溶媒としては、例えば、1,2−ジメトキシエ
タン(1,2−DME)、1,3−ジオキソラン(1,
3−DO)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチ
ル−テトラヒドロフラン(2−Me−THF)、ジエチ
ルエーテル(DEE)等が挙げられる。そのほか、アミ
ン系又はイミド系の有機溶媒や、含イオウ系又は含フッ
素系の有機溶媒等も用いることができる。 【0024】電解質の溶質としては、例えば、LiCl
4 、LiPF6 、LiBF4 、LiAsF6 、LiS
bF6 、LiCF3 SO3 、LiC49 SO3 、Li
CF 3 Co2 、Li224 (SO32 、LiN
(CF3 SO22 、LiC(CF3 SO23 、Li
n2n+1SO3 (n≧2)等が、単独又は2種以上混
合して用いられる。特に、LiPF6 やLiC49
3 等が、充放電特性が良好なことから好ましい。電解
液中における溶質の濃度は特に限定されるものではない
が、0.3〜1.7mol/dm3 、特に0.4〜1.5mol
/dm3 程度が好ましい。 【0025】本発明において、電解質としては前記電解
液以外にも固体状又はゲル状の電解質を用いることがで
きる。このような電解質としては、無機固体電解質のほ
か、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイ
ド又はこれらの誘導体等を主材にした有機固体電解質等
を挙げることができる。 【0026】本発明に用いるセパレータとしては、例え
ば不織布や微孔性フィルムが用いられる。前記不織布の
材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等
がある。微孔性フィルムの材質としては、プリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリエチレン−プロピレン共重合体
等がある。 【0027】前記セパレータは、強度が十分でしかも電
解液を多く保持できるものが好ましく、そのような観点
から、厚さが10〜50μmで、開孔率が30〜70%
のポリプロピレン製、ポリエチレン製又はエチレン−プ
ロピレン共重合体製の微孔性フィルムや不織布が好まし
い。 【0028】本発明において、負極のリード体は、前記
のようにして作製された負極に、抵抗溶接、超音波溶接
等により負極集電体の露出部分に溶接されるが、この負
極のリード体の断面積としては、大電流が流れた場合の
抵抗を低減して発熱量を低減させるために、0.1mm2
上で、1.0mm2 以下が好ましく、0.3mm2 以上で0.7mm
2 以下がより好ましい。負極のリード体の材質として
は、ニッケルが一般に用いられるが、銅、チタン、ステ
ンレス鋼等も用いることができる。 【0029】本発明において用いるセンターピンは、電
極強度を確保するために、金属材により構成される。金
属材としては特に限定されるものではないが、生産性、
加工性、硬度、及び、耐食性に優れるものが好ましい。
そのような金属として、ステンレス鋼、ニッケル、チタ
ン、スチール等が挙げられる。 【0030】また、センターピンの形状は、中空筒状に
形成される。本発明では、所定形状に切り出した金属材
の両端部にR加工や、また、両端部を折返し加工により
曲げ込んで角落とし部を予め設けておく。コスト面から
は折返し加工により角落とし部を設けた方が好ましい。
また、センターピンの先端部は電極体中心部への挿入を
容易なものとするためテーパー状に形成しておくのが好
ましい。 【0031】本発明の非水二次電池は、例えば、前記の
ようにして作製されたシート状の正極と負極との間にセ
パレータを介在させて重ね合わせ、それを渦巻状に巻回
して作製した巻回構造の電極体を、ニッケルメッキを施
した鉄やステンレス鋼に挿入した後、電極体中心部の空
隙にセンターピンを挿入し、その後、電解液液を注入し
た後封口する工程を経て作製される。また、前記電池に
は、通常、電池内部に発生したガスをある一定圧力まで
上昇した段階で電池外部に排出して、電池の内圧上昇に
よる破裂を防止するための防爆機構が取り付けられてい
る。 【0032】 【実施例】次に、実施例に基づき本発明をより具体的に
説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではない。 【0033】(実施例)先ず、以下のようにして正極を
作製した。正極活物質としてLiCoO2 を190質量
部、導電助剤としてアセチレンブラックを4質量部、結
着剤としてポリフッ化ビニリデンを6質量部、芳香族の
置換基を有するリン酸化合物としてフェニルホスホン酸
を正極活物質に対して0.2質量%となるように均一に混
合し、更にN−メチルピロリドン60質量部を加えて混
合し、ペースト状の正極塗料を調整した。このペースト
状の正極塗料を70メッシュの網を通過させて大きなも
のを取り除いた後、厚さ15μmの帯状のアルミニウム
箔からなる正極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥して
正極活物質含有塗膜を形成した。乾燥後の塗膜の厚さは
215μmであり、単位面積当りの電極質量は25.0mg
/cm2 であった。この帯状の電極体を乾燥後、厚み17
0μmに圧縮成形した。その後、所定の大きさに切断
し、アルミニウム製リード体を溶接して、シート状の正
極を得た。 【0034】次に以下のようにして負極を作製した。負
極活物質として黒鉛系炭素材料[ただし、その結晶の
(002)面の面間距離(d002)=0.337nm、
c軸方向の結晶子の大きさ(Lc)=95nm、平均粒
径10μm、純度99.9質量%という特性を持つ炭素材
料]180質量部を、ポリフッ化ビニリデン14質量部
をN−メチルピロリドン190質量部に溶解させた溶液
と混合して、ペースト状の負極塗料を調整した。このペ
ースト状の負極塗料を厚さ10μmの帯状の銅箔からな
る負極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥して負極活物
質含有塗膜を形成した。乾燥後の塗膜の厚さは243μ
mであり、単位面積当りの電極質量は12.0mg/cm2
あった。この帯状の電極体を乾燥後、厚み175μmに
圧縮成形した。その後、所定の大きさに切断し、ニッケ
ル製のリード体を溶接してシート状の負極を得た。 【0035】また、以下のようにして電解液を調整し
た。メチルエチルカーボネート(MEC)とエチレンカ
ーボネート(EC)とを体積比2:1の割合で混合した
混合溶媒に、LiPF6 を1.2mol/dm3 溶解させ
て非水電解液を得た。 【0036】続いて、以下のようにして非水二次電池を
作製した。前記正極及び負極を乾燥処理後、前記正極を
厚さ25μmの微孔性ポリエチレンフィルムからなるセ
パレータを介して前記負極に重ね、渦巻状に巻回して渦
巻状の巻回構造の電極体を有定円筒状の電池缶内に収容
し、正極および負極のリード体の溶接を行った。 【0037】次に、電極体中心部の空隙に図2に示す外
径3.4mm、内径2.8mm、長さ55mmのステンレス鋼製の
センターピン16を挿入した後、上記電解液を電池缶内
に注入しセパレータなどに十分に浸透させた。その後、
封口し、予備充電、エイジングを行い、図1に示すよう
な構造の筒形の非水二次電池を作製した。 【0038】図1に示す電池について説明すると、1は
前記の正極で、2は前記の負極である。ただし、図1で
は、繁雑化を避けるため、正極1や負極2の作製にあた
って使用された集電体などは図示していない。正極1と
負極2はセパレータ3を介して渦巻状に巻回され、渦巻
状巻回構造の電極体にして、上記の電解液4と共に電池
缶5内に収容されている。 【0039】電池缶5はステンレス鋼製で、その底部に
は上記渦巻状巻回構造の電極体の挿入に先立って、ポリ
プロピレンからなる絶縁体6が配置されている。 【0040】電池缶5の封口部には、図1の状態で下か
ら順に封口板7、絶縁パッキング10、防爆弁9、端子
板8が設けられている。また、これらと電池缶5との間
をシールするために、電池缶5の封口部の内周面側には
ポリプロピレン製の環状ガスケット12が装着されてい
る。 【0041】封口板7は、アルミニウム製で円板状をし
ていて、その中央部に薄肉部7aを設け、かつ薄肉部7
aの周囲に電池内圧を防爆弁9に作用させるための圧力
導入口7bとしての孔を設けた構成である。封口体7の
薄肉部7aの上面には、防爆弁9の突出部9aが溶接さ
れて、溶接部分11を構成している。なお、上記の封口
板7に設けた薄肉部7aや防爆弁9の突出部9aなど
は、図面上での理解がしやすいように、切断面を示して
おり、切断面後方の輪郭線は図示を省略している。ま
た、封口板7の薄肉部7aと防爆弁9の突出部9aとの
溶接部分11も、図面上での理解が容易なように、実際
よりは誇張した状態に図示している。 【0042】端子板8は、圧延鋼鈑で表面にニッケルメ
ッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしてお
り、この端子板8にはガス排出口8aが設けられてい
る。防爆弁9は、アルミニウム製で円板状をしており、
その中央部には発電要素側(図1では下側)に先端部を
有する突出部9aが設けられ、かつ薄肉部9bが設けら
れ、上記突出部9aの下面が、前記したように、封口板
7の薄肉部7aの上面に溶接され、溶接部分11を構成
している。絶縁パッキング10は、ポリプロピレン製で
環状をしており、封口板7の周縁部の上部に配置され、
その上部に防爆弁9が配置されていて、溶接部分11の
剥離時に封口板7の周縁部と防爆弁9とを絶縁すると共
に、両者の間から液状電解質が漏れないように両者の間
隙を封止している。 【0043】13は正極1に一端が接続されたリード体
である。このリード体13はアルミニウム製で、前記封
口板7と正極1とを接続している。電極体の上部には絶
縁体14が配置されている。負極2と電池缶5の底部と
はニッケル製のリード体15で接続されている。 【0044】この電池においては、封口板7の薄肉部7
aと防爆弁9の突出部9aとが溶接部分11で接触し、
防爆弁9の周縁部と端子板8の周縁部とが接触し、正極
1と封口板7とは正極側のリード体13で接続されてい
るので、通常の状態では、正極1と端子板8とはリード
体13、封口板7、防爆弁9およびそれらの溶接部分1
1によって電気的接続が得られ、電路として正常に機能
する。 【0045】そして、電池が過充電によって発熱するな
ど、電池に異常事態が起こり、電池内部にガスが発生し
て電池の内圧が上昇した場合には、その内圧上昇によ
り、防爆弁9の中央部が内圧方向(図1では、上側の方
向)に変形し、それに伴って溶接部分11で一体化され
ている封口板7の薄肉部7aにせん断力が働いて該薄肉
部7aが破断するか、または防爆弁9の突出部9aと封
口板7の薄肉部7aとの溶接部分11が剥離して電流を
遮断し、ついで防爆弁9に設けられている薄肉部9bが
開裂してガスを端子板8のガス排出口8aから電池外部
に排出させて電池の破裂を防止するように設計されてい
る。 【0046】このような電池において、本発明の特徴部
分であるセンターピン16は、正極1と負極2とをセパ
レータ3を介して渦巻状に捲回されてなる電極体の中心
空隙部に挿入されている。このセンターピン16は、図
2(a)および(b)に示すように、ステンレス鋼板を
筒状加工したもので構成されている。具体的には、図示
例のセンターピン16は、筒状に曲げたステレス鋼板
を、軸方向に沿って延びる両端面16a・16aが隙間
を介して対向(溶接されることなく近接している場合を
含む)するように、ステンレス鋼板を筒状に曲げ、さら
に当該両端面16a・16aを内側(センターピン16
の内方側)に角張らないように折返し加工することによ
り、当該両端面16a・16aの近傍に角落とし部16
b・16bを設けた構成である。角落とし部16b・1
6bは、例えば図2(a)の上下方向からセンターピン
16に押し潰し力が作用した場合において、その軸方向
に沿って延びる端面(端面エッジ部分)16a・16a
を外方に飛び出させないようにするとともに、自らも前
記電極体を傷付けることがないようにするために、前記
両端面近傍の折返し部分に付けた丸み、すなわちアール
である。なお、センターピン16の先端部16d(図示
例ではその反対側の端部16eも同様)は、電極体中心
部への当該ピンの挿入を容易なものとするためテーパー
状に形成されている。 【0047】(比較例)電極体の中心空隙部に挿入され
るセンターピンに角落とし部を設けなかった以外は実施
例と同様にして、非水二次電池を作製した。 【0048】(評価)このようにして作製された実施
例、比較例の電池について、適当な治具に電池を固定の
上、上方から金属板を介して13kNの力で電池を加圧
し、内部短絡の発生状況を調べてみた。ここでは、予め
センターピンの隙間部の一方のみに意図的に加圧力が加
わるようにするため、組立て段階においてセンターピン
隙間位置を調整した。そして、該当箇所となる電池缶部
位にマーキングを施した上で、上記圧力をかけるように
した。 【0049】実施例による電池では押し潰し力を加える
ことによっても内部短絡の発生は認められなかったが、
比較例での電池では内部短絡の発生が認められた。内部
短絡発生後の電池を分析した所、起立したセンターピン
の端面エッジ部分でセパレータが破れ、さらには正極を
も貫通してセンターピンエッジが負極まで到達してい
た。 【0050】 【発明の効果】以上からも明らかなように、本発明は、
角落とし部を設けたセンターピンを渦巻式電極体の中心
空隙部に挿入した非水二次電池とすることにより、外部
から圧力が加えられた場合でも内部短絡が発生すること
がなく、高い安全性が確保できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a non-aqueous secondary battery.
In particular, non-aqueous secondary batteries whose electrodes are spiral electrodes
Things. [0002] 2. Description of the Related Art For miniaturization of electronic devices and spread of mobile phones, etc.
As a result, two power sources with high energy density
The demand for the next battery is increasing more and more. At present,
As a high-capacity secondary battery that meets demands,
LiCoO which is a lithium-containing composite oxideTwo , LiNi
OTwo Or LiMnTwo OFour As a negative electrode active material
Practical use of lithium ion secondary battery using carbon-based material
Have been. This lithium-ion secondary battery is
The dynamic voltage is as high as 3.6V, and the conventional nickel-cadmium
It is about three times the average driving voltage of a pond or nickel-metal hydride battery.
In addition, a carbon-based material is used as the negative electrode active material,
Lithium is the light metal that provides mobility
(Ion), it can be expected to be lighter. [0003] A lithium ion secondary battery is a conventional lithium ion battery.
Unlike non-aqueous secondary batteries that use metal as the negative electrode,
Into a paste in which the substance is dispersed in a solution together with a binder,
Using this paste, a belt-like positive electrode current collector and negative electrode current collector
Form a coating containing each active material on both sides to form a positive electrode
And a negative electrode. And those strips
The positive electrode, the negative electrode, and the separator are laminated in this order, and the product
After the layer electrode body is spirally wound around the winding core,
The winding core is removed to form an electrode body and inserted into a battery can.
Thus, a battery is configured. In addition, the positive electrode
In addition to the positive electrode active material and the binder,
Conductive additives such as carbon-based materials
You. [0004] Non-aqueous electrolytes having a spiral electrode structure as described above
In secondary batteries, the battery
Has the problem that internal short circuits may occur in the
You. In other words, in non-aqueous secondary batteries, repeated charging and discharging
Therefore, a phenomenon that the volume of the electrode increases is observed. Swirl
Since the wound electrode is housed in a metal can,
Cannot expand, but the center is
Since the voids remain, the volume increase
The center of the electrode
The electrode near the core deforms and breaks through the separator,
And the negative electrode may come into contact with each other and cause an internal short circuit.
Will result. [0005] The electrode central part of such a non-aqueous secondary battery changes.
In order to prevent internal short circuit caused by shaping,
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-332481, FIG.
A gap 56c of about 10% of the outer periphery of the battery as shown in FIG.
Deformation of the center of the electrode using a hollow cylindrical center pin 56
Non-aqueous secondary batteries have been proposed in which the volume is reduced. [0006] SUMMARY OF THE INVENTION
Generally, a metal material is cut into a predetermined length and this metal material
Is manufactured by a method of cylindrical processing. On the spot
In this case, metal material that can be bent into a cylindrical shape means cost reduction
From both ends are welded along its axial direction.
Processed so that they face each other with a slight gap
Is done. [0007] However, such a center pin
With the structure, when external pressure greater than external is applied to the battery,
As the electrode body is crushed, the center pin is
You will be crushed. Crushing force evenly in gaps
If you join, it does not matter much to the left, but either
The problem arises when a force is applied in a biased manner. In other words, power
Is crushed, but the other
The center pin part will stand up against this
To the edge of the end face generated during the cutting of metal material.
Therefore, the separator breaks through and the positive and negative electrodes
This causes a problem of causing an internal short circuit. Or
No slit is provided to solve this problem
It is conceivable to use a cylindrical center pin.
In general, processing is very labor-intensive, and is expensive
There is a problem that the cost cannot be reduced. The present invention has been developed to solve the above-mentioned conventional problems.
A center that suppresses deformation at the center of the electrode
-By devising the shape of the pin,
An object is to prevent or suppress an internal short circuit. [0009] In order to achieve the above object,
Therefore, the present invention provides a hollow cylindrical center in the central space of the electrode body.
Non-aqueous secondary battery containing
The pin is a cylindrical body made of metal material, and
The two end surfaces of the metal material extending along
It is composed of adjacent ones, and both end faces or its vicinity
Formed into an R shape, or formed by turning the end face
In this configuration, a corner drop portion is provided. like this
According to such a configuration, the center pin is crushed in the gap.
When the center pin end face is upright
Are also formed in an R-shape at both ends, or end faces are turned back
Since there is a corner drop formed by processing, the end face
Effective prevention of internal short circuit due to edge
it can. [0010] Embodiments of the present invention will be described below.
Will be explained. In the present invention, particularly as the positive electrode active material,
Without limitation, for example, LiCoOTwo Etc.
Titanium cobalt oxide, LiMnOTwo Etc. lithium man
Gun oxide, LiNiOTwo Such as lithium nickel oxidation
Substances, manganese dioxide, vanadium pentoxide, chromium oxide
Metal oxides, etc., or composite oxides having these as the basic structure
(For example, a replacement with a different metal element) or disulfur
Metal sulfides such as titanium nitride and molybdenum disulfide
Or as a mixture of two or more, or solid solutions thereof
Used as Also, LiMOTwo Or LiMTwo OFour
And M is a metal such as Co, Ni, Mn, Fe, Cu, etc.
Lithium-containing metallization containing at least one element
It may be a compound. Among them, LiCoOTwo , LiNiO
Two , LiMnOTwo , LiMTwo OFour Open circuit voltage when charging
Is a lithium-containing composite oxide exhibiting 4 V or more based on Li.
High energy density is obtained when used as a positive electrode active material.
Is preferred in that The positive electrode contains, for example, the positive electrode active material.
If necessary, use flake graphite, carbon black, etc.
A paste containing an auxiliary agent and further containing a binder is used as a positive electrode current collector.
On the positive electrode current collector and dry at least
Manufactured through the process of forming a coating film containing a substance and a binder
Is done. In adjusting the positive electrode active material-containing paste
The binder is used as a solution previously dissolved in a solvent.
It can be adjusted by mixing with the solid particles such as the positive electrode active material.
Is preferred. In the present invention, the thickness of the positive electrode current collector
Therefore, 5 to 60 μm, particularly preferably 8 to 40 μm,
In addition, the thickness of the positive electrode active material-containing coating film is one sided.
30-300 μm, especially 50-150 μm is preferred
No. The material used for the negative electrode is lithium ion
Can be doped (occluded) and de-doped (released)
In the present invention, such a resource may be used.
Substances that can dope and undope with lithium ions
Is called a negative electrode active material. This anode active material is particularly limited.
Although not specified, for example, graphite, pyrolytic carbons,
Baking of cokes, glassy carbons, and organic polymer compounds
Body, mesocarbon microbeads, carbon fiber, activated carbon, etc.
Carbon; aluminum, silicon, tin, indium, etc.
Alloy with Titanium, or charge and discharge at low voltage near lithium
Use oxides such as silicon, tin, indium, etc.
Can be. When a carbon material is used as the negative electrode active material,
As the carbon material, those having the following characteristics are preferable.
No. That is, the inter-plane distance (d00) of the (002) plane of the crystal.
Regarding 2), 0.350 nm or less is preferable, and more preferable.
It is preferably 0.345 nm or less, more preferably 0.340 n.
m or less. Also, the crystallite size in the c-axis direction (Lc)
Is preferably 3 nm or more, more preferably 8 nm or more.
nm or more, more preferably 25 nm or more. Soshi
The average particle size of the carbon material is 8 to 20 μm, particularly 1 μm.
0 to 15 μm is preferred. The purity is 99.9 mass
% Or more is preferable. The negative electrode may be, for example, a negative electrode active material.
Polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.
As needed, and if necessary, a conductive additive.
Into a paste with a solvent.
The paste is applied to a negative electrode current collector made of copper foil or the like and dried,
By forming a negative electrode active material-containing coating on the negative electrode current collector
Is produced. The binder is dissolved in a solvent in advance.
After that, it may be mixed with a negative electrode active material or the like. The thickness of the negative electrode current collector is 5 to 60.
μm, particularly preferably 8 to 40 μm.
The thickness of the material coating is 30 to 300 μm per side.
m, particularly preferably 50 to 150 μm. The binder used for the positive electrode and the negative electrode is
Of thermoplastic resins, polymers having rubber elasticity,
Sugars can be used as one kind or a mixture of these
You. Specifically, polytetrafluoroethylene, polyf
Vinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, ethyl
Len-propylene-diene copolymer, styrene butadiene
Rubber, polybutadiene, fluorine rubber, polyethylene rubber
Oxide, polyvinylpyrrolidone, polyester resin,
Kuril resin, phenol resin, epoxy resin, polyvinyl
Alcohol, hydroxypropylcellulose, etc.
Loin resin, and the like. As the positive electrode current collector and the negative electrode current collector,
For example, aluminum, copper, nickel, stainless steel,
Metal foil such as titanium, expanded metal, net,
Metal, etc. are used.
Luminium foil is preferable, and copper is particularly preferable as the negative electrode current collector.
preferable. In manufacturing the positive electrode and the negative electrode,
Positive electrode active material-containing paste and negative electrode active material-containing paste
As a coating method when applying to the current collector, for example, extrusion
Coater, reverse roller, doctor blade, etc.
First, various coating methods can be adopted. In the non-aqueous secondary battery of the present invention, a liquid
Degradation (hereinafter referred to as "electrolyte") is used. Ingredient
Physically, an organic solvent system in which a solute is dissolved in an organic solvent
Use water electrolyte. The solvent in this case is not particularly limited.
Use of chain ester as main solvent
Is particularly preferred. Examples of such chain esters include
For example, diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate
Carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EM
C), ethyl acetate (EA), methyl propionate (M
Organic solvents having a chain COO-bond such as P).
It is. This chain ester is said to be the main solvent of the electrolyte.
This means that these chain esters are present in 50% of the total electrolyte solvent.
Occupies more volume than volume%, especially
When the chain ester is 65% by volume or more in the total electrolyte solvent,
The reason is that the chain ester accounts for 70% by volume or more of the total electrolyte solvent.
Occupied, and among them, chain ester
Most preferably, it accounts for at least 75% by volume of the solvent. However, the solvent for the electrolytic solution is the above-mentioned chain
Improve battery capacity compared to using only ester
Therefore, an ester having a high dielectric constant of the chain ester (attraction)
It is preferable to use a mixture of esters having an electric conductivity of 30 or more.
New All electrolyte solvent of such high dielectric constant ester
The amount occupied therein is 10% by volume or more, especially 20% by volume.
% Or more is preferable. Examples of the ester having a high dielectric constant include, for example,
For example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate
Nate (PC), butylene carbonate (BC), γ-
Butyrolactone (γ-BC), ethylene glycol sal
Fight (EGS) and the like.
Cyclic structures such as carboxylate and propylene carbonate
Preferred, especially cyclic carbonates,
Physically, ethylene carbonate (EC) is the most preferred
No. Further, other than the above-mentioned ester having a high dielectric constant,
Examples of usable solvents include, for example, 1,2-dimethoxyethyl
Tan (1,2-DME), 1,3-dioxolan (1,
3-DO), tetrahydrofuran (THF), 2-methyl
Le-tetrahydrofuran (2-Me-THF), diethyl
Ruether (DEE) and the like. In addition,
Organic or imide-based organic solvents, sulfur-containing or fluorinated
Elemental organic solvents and the like can also be used. As the solute of the electrolyte, for example, LiCl
OFour , LiPF6 , LiBFFour , LiAsF6 , LiS
bF6 , LiCFThree SOThree , LiCFour F9 SOThree , Li
CF Three CoTwo , LiTwo CTwo FFour (SOThree )Two , LiN
(CFThree SOTwo )Two , LiC (CFThree SOTwo )Three , Li
Cn F2n + 1SOThree (N ≧ 2) alone or in combination of two or more
Used together. In particular, LiPF6 And LiCFour F9 S
OThree And the like are preferable because of good charge / discharge characteristics. electrolytic
The concentration of solute in the liquid is not particularly limited
Is 0.3 to 1.7 mol / dmThree , Especially 0.4 to 1.5 mol
/ DmThree The degree is preferred. In the present invention, the electrolyte is
Solid or gel electrolytes can be used in addition to liquids.
Wear. Such electrolytes include inorganic solid electrolytes.
Or polyethylene oxide, polypropylene oxide
Solid electrolytes based on metal or their derivatives, etc.
Can be mentioned. As the separator used in the present invention, for example,
For example, a nonwoven fabric or a microporous film is used. Of the nonwoven fabric
Materials include polypropylene, polyethylene, and polyether.
Tylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.
There is. As the material of the microporous film,
, Polyethylene, polyethylene-propylene copolymer
Etc. The separator has sufficient strength and is electrically
Those that can hold a large amount of lysate are preferable, and such a viewpoint
From 10 to 50 μm in thickness and 30 to 70% porosity
Made of polypropylene, polyethylene or ethylene
Microporous films or nonwovens made of propylene copolymer are preferred
No. In the present invention, the lead of the negative electrode is
Resistance welding and ultrasonic welding to the negative electrode manufactured as
Is welded to the exposed part of the negative electrode current collector.
The cross-sectional area of the pole lead
0.1mm to reduce resistance and reduce heat generationTwo Less than
Above, 1.0mmTwo The following is preferable, and 0.3 mmTwo 0.7mm
Two The following is more preferred. As the material of the negative electrode lead
Nickel is commonly used for copper, titanium,
Stainless steel or the like can also be used. The center pin used in the present invention is
It is made of a metal material to secure the extreme strength. Money
Although the material is not particularly limited, productivity,
Those excellent in workability, hardness and corrosion resistance are preferred.
Such metals as stainless steel, nickel, titanium
And steel. The shape of the center pin is a hollow cylindrical shape.
It is formed. In the present invention, a metal material cut into a predetermined shape
By R processing on both ends of the
A bent corner is provided in advance by bending. From a cost perspective
It is preferable to provide a corner-dropping portion by folding.
Insert the center pin tip into the center of the electrode body.
It is preferable to form it in a tapered shape to make it easier.
Good. The non-aqueous secondary battery of the present invention includes, for example,
Between the sheet-like positive electrode and the negative electrode thus produced.
Overlap with a parator interposed and spirally wound
The electrode structure with a wound structure is nickel-plated.
After inserting into the iron or stainless steel
Insert the center pin into the gap, then inject the electrolyte solution
After that, it is produced through a sealing process. In addition, the battery
Usually reduces the gas generated inside the battery to a certain pressure.
When the battery rises, it is discharged to the outside of the battery,
An explosion-proof mechanism is installed to prevent
You. [0032] Next, the present invention will be described more specifically based on examples.
explain. However, the present invention is limited to only these examples.
It is not done. (Example) First, a positive electrode was formed as follows.
Produced. LiCoO as positive electrode active materialTwo The 190 mass
Parts, 4 parts by mass of acetylene black as a conductive aid,
6 parts by mass of polyvinylidene fluoride as an adhesive,
Phenylphosphonic acid as a phosphoric acid compound having a substituent
Is uniformly mixed so as to be 0.2% by mass with respect to the positive electrode active material.
And further add 60 parts by mass of N-methylpyrrolidone and mix.
Then, a paste-like positive electrode paint was prepared. This paste
The positive electrode paint through a 70 mesh net
After removing the aluminum strip, a 15μm thick aluminum strip
Apply evenly on both sides of the positive electrode current collector made of foil, dry
A positive electrode active material-containing coating film was formed. The thickness of the coating after drying is
The electrode mass per unit area is 25.0 mg.
/cmTwo Met. After drying the strip-shaped electrode body, the thickness 17
It was compression molded to 0 μm. After that, cut to the specified size
And weld the aluminum lead to a sheet
Got the pole. Next, a negative electrode was prepared as follows. negative
Graphite-based carbon material as the polar active material
(002) plane distance (d002) = 0.337 nm;
Crystallite size (Lc) in c-axis direction = 95 nm, average grain size
Carbon material with characteristics of diameter 10μm and purity 99.9% by mass
Material), 14 parts by mass of polyvinylidene fluoride
Dissolved in 190 parts by mass of N-methylpyrrolidone
To prepare a paste-like negative electrode paint. This page
A paste-like negative electrode paint is formed from a 10-μm-thick strip-shaped copper foil.
Uniformly on both sides of the negative electrode current collector
A quality-containing coating was formed. The thickness of the coating film after drying is 243μ.
m, and the mass of the electrode per unit area is 12.0 mg / cm.Two so
there were. After drying the band-shaped electrode body, the thickness is reduced to 175 μm.
It was compression molded. After that, cut it to the specified size,
The lead member made of a metal was welded to obtain a sheet-shaped negative electrode. Further, the electrolytic solution was prepared as follows.
Was. Methyl ethyl carbonate (MEC) and ethylene carbonate
-Carbonate (EC) was mixed at a volume ratio of 2: 1
LiPF in the mixed solvent6 To 1.2 mol / dmThree Dissolve
Thus, a non-aqueous electrolyte was obtained. Subsequently, the non-aqueous secondary battery is manufactured as follows.
Produced. After drying the positive electrode and the negative electrode, the positive electrode is
A 25 micron thick microporous polyethylene film
Overlaid on the negative electrode via a parator, spirally wound and swirled
The spirally wound electrode body is housed in a fixed cylindrical battery can.
Then, the lead bodies of the positive electrode and the negative electrode were welded. Next, the outer space shown in FIG.
Made of stainless steel with a diameter of 3.4 mm, an inner diameter of 2.8 mm and a length of 55 mm
After the center pin 16 is inserted, the electrolytic solution is placed in the battery can.
And sufficiently permeated into a separator or the like. afterwards,
After sealing, pre-charging and aging, as shown in Figure 1
A cylindrical non-aqueous secondary battery having a simple structure was manufactured. Referring to the battery shown in FIG.
In the positive electrode, 2 is the negative electrode. However, in FIG.
Was used to prepare the positive electrode 1 and the negative electrode 2 to avoid complication.
The current collector and the like used are not shown. Positive electrode 1 and
The negative electrode 2 is spirally wound via a separator 3,
A battery having a spirally wound electrode body and the above-described electrolyte 4
It is housed in a can 5. The battery can 5 is made of stainless steel and has a bottom
Prior to inserting the spirally wound electrode body,
An insulator 6 made of propylene is provided. The sealing portion of the battery can 5 is placed under the state shown in FIG.
Sealing plate 7, insulating packing 10, explosion-proof valve 9, terminal
A plate 8 is provided. Also, between these and the battery can 5
To seal the inner peripheral surface of the sealing portion of the battery can 5
An annular gasket 12 made of polypropylene is attached.
You. The sealing plate 7 is made of aluminum and has a disc shape.
And a thin portion 7a is provided at the center thereof.
pressure for causing the battery internal pressure to act on the explosion-proof valve 9 around a
In this configuration, a hole is provided as an inlet 7b. Of the sealing body 7
The projection 9a of the explosion-proof valve 9 is welded to the upper surface of the thin portion 7a.
Thus, a welded portion 11 is formed. In addition, the above-mentioned sealing
The thin portion 7a provided on the plate 7, the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9, etc.
Indicates the cut surface for easy understanding on the drawing.
The contour line behind the cut surface is not shown. Ma
In addition, between the thin portion 7a of the sealing plate 7 and the projection 9a of the explosion-proof valve 9
The welded portion 11 is also used for easy understanding on the drawing.
It is shown in an exaggerated state. The terminal plate 8 is made of a rolled steel plate and has a nickel plating on the surface.
A hat is provided with a stick and the periphery is a collar.
The terminal plate 8 is provided with a gas outlet 8a.
You. The explosion-proof valve 9 is made of aluminum and has a disk shape.
In the center, the tip is on the power generation element side (the lower side in FIG. 1).
Having a protruding portion 9a and a thin portion 9b
As described above, the lower surface of the protruding portion 9a
7 is welded to the upper surface of the thin portion 7a to form a welded portion 11.
are doing. The insulating packing 10 is made of polypropylene.
It has an annular shape and is arranged above the peripheral edge of the sealing plate 7,
An explosion-proof valve 9 is arranged on the top of the
At the time of peeling, the periphery of the sealing plate 7 and the explosion-proof valve 9 are insulated.
Between the two so that the liquid electrolyte does not leak from between the two.
The gap is sealed. 13 is a lead body having one end connected to the positive electrode 1
It is. The lead body 13 is made of aluminum,
The mouth plate 7 and the positive electrode 1 are connected. Above the electrode body
An edge 14 is arranged. The negative electrode 2 and the bottom of the battery can 5
Are connected by a lead body 15 made of nickel. In this battery, the thin portion 7 of the sealing plate 7
a and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 come into contact at the welded portion 11,
The peripheral edge of the explosion-proof valve 9 and the peripheral edge of the terminal plate 8 come into contact with each other,
1 and the sealing plate 7 are connected by a lead 13 on the positive electrode side.
Therefore, in a normal state, the positive electrode 1 and the terminal plate 8 are connected to a lead.
Body 13, sealing plate 7, explosion-proof valve 9 and their welded parts 1
1 provides electrical connection and functions normally as an electrical circuit
I do. Also, be sure that the battery does not generate heat due to overcharging.
When the battery becomes abnormal, gas is generated inside the battery.
If the internal pressure of the battery rises due to
The central part of the explosion-proof valve 9 is in the direction of the internal pressure (in FIG.
Direction), and is thereby integrated at the welded portion 11
Shear force acts on the thin portion 7a of the sealing plate 7
The portion 7a is broken or the projection 9a of the explosion-proof valve 9 is sealed.
The welding portion 11 with the thin portion 7a of the mouth plate 7 is peeled off,
Shut off, and then the thin-walled portion 9b provided on the explosion-proof valve 9
The gas is cleaved and gas is discharged from the gas outlet 8a of the terminal plate 8 to the outside of the battery.
Battery to prevent battery rupture.
You. In such a battery, the characteristic features of the present invention
The center pin 16 separates the positive electrode 1 and the negative electrode 2 from each other.
Of the electrode body spirally wound via the radiator 3
It is inserted in the gap. This center pin 16 is
2 (a) and (b), the stainless steel plate was
It is composed of a cylinder processed. Specifically,
The center pin 16 in the example is a stainless steel plate bent in a cylindrical shape.
The two end faces 16a extending along the axial direction
Facing each other (in the case of proximity without welding)
Stainless steel plate into a cylindrical shape
The both end faces 16a, 16a inside (the center pin 16
By turning it back so that it is not square.
The corner dropping portions 16 are provided near the both end surfaces 16a.
b and 16b. Corner drop part 16b ・ 1
6b is, for example, a center pin from the vertical direction in FIG.
16 when a crushing force is applied to the
End faces (end face edge portions) 16a, 16a extending along
Not to jump outside,
In order not to damage the electrode body,
Roundness attached to the folded part near both end faces, that is, R
It is. The tip 16d of the center pin 16 (shown in the figure)
In the example, the opposite end 16e is also the same).
Taper to facilitate insertion of the pin into the part
It is formed in a shape. (Comparative Example) Inserted in the center gap of the electrode body
Implemented except that there was no corner drop on the center pin
A non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in the example. (Evaluation)
For example, for the battery of the comparative example, fix the battery to an appropriate jig.
Pressurizes the battery with 13kN force from above, through the metal plate
Then, I checked the occurrence situation of internal short circuit. Here,
A pressure is intentionally applied to only one of the center pin gaps.
The center pin during the assembly phase.
The gap position was adjusted. And the battery can part that will be the relevant location
Apply the above pressure after marking the place
did. In the battery according to the embodiment, a crushing force is applied.
Although no internal short circuit was found,
In the battery of the comparative example, occurrence of an internal short circuit was observed. internal
Analysis of the battery after the occurrence of a short-circuit indicates that the standing center pin
The separator breaks at the edge of the end face of
And the center pin edge reaches the negative electrode
Was. [0050] As is clear from the above, the present invention provides:
The center pin with the corner drop part is located at the center of the spiral electrode body.
By using a non-aqueous secondary battery inserted in the gap,
Internal short circuit even when pressure is applied from
There is no security and high security can be ensured.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の非水二次電池の一例を示す概略的な縦
断面図である。 【図2】本発明のセンターピンの一例を示すもので、同
図の(a)はセンターピンの斜視図、同図の(b)はそ
の軸方向と直交する方向で切断した拡大断面図である。 【図3】従来のセンターピンを示す斜視図である。 【符号の説明】 1 正極 2 負極 3 セパレータ 16 センターピン 16a センターピンの軸方向に沿って延びる端面 16b 角落とし部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing one example of a non-aqueous secondary battery of the present invention. FIGS. 2A and 2B show an example of a center pin of the present invention, wherein FIG. 2A is a perspective view of the center pin, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view cut in a direction orthogonal to the axial direction. is there. FIG. 3 is a perspective view showing a conventional center pin. [Description of Signs] 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Separator 16 Center pin 16a End face 16b extending along the axial direction of the center pin Corner dropping portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ05 AJ12 AK02 AK03 AK05 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AL18 AM00 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 BJ27 CJ03 CJ06 DJ04 EJ01 5H050 AA07 AA15 BA17 CA02 CA05 CA07 CA08 CA09 CA11 CA29 CB02 CB07 CB08 CB09 CB12 FA05    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F term (reference) 5H029 AJ05 AJ12 AK02 AK03 AK05                       AL02 AL06 AL07 AL08 AL12                       AL18 AM00 AM02 AM03 AM04                       AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14                       BJ27 CJ03 CJ06 DJ04 EJ01                 5H050 AA07 AA15 BA17 CA02 CA05                       CA07 CA08 CA09 CA11 CA29                       CB02 CB07 CB08 CB09 CB12                       FA05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 電池缶内に、正極と負極とがセパレータ
を介して渦巻状に巻回されてなる電極体と、該電極体の
中心空隙部に配設された中空筒状のセンターピンとを収
容してなる非水二次電池において、前記センターピンは
金属材を筒状加工したもので、その軸方向に沿って延び
る金属材両端面が隙間を介して対向もしくは近接したも
のから構成されており、前記両端面もしくはその近傍に
角落とし部が設けられたものであることを特徴とする非
水二次電池。
Claims: 1. An electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are spirally wound via a separator in a battery can, and a hollow member provided in a center gap portion of the electrode body. In a nonaqueous secondary battery accommodating a cylindrical center pin, the center pin is formed by processing a metal material into a cylindrical shape, and both end surfaces of the metal material extending along the axial direction are opposed to or close to each other via a gap. A non-aqueous secondary battery characterized in that a corner drop portion is provided at or near the both end faces.
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