CN110337751A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

在本发明的一实施方式中，提供一种二次电池，该二次电池在外装体内收容有：包括正极(10A)、负极(10B)以及配置于正极(10A)与负极(10B)之间的隔板(50)的电极组件(100A)；和电解质，其中，电极组件(100A)形成为在剖视下具有呈平面状地层叠多层包括正极(10A)、负极(10B)以及隔板(50)的电极构成层而成的平面层叠结构，并且在俯视的情况下具有切口部(30A)，该二次电池设有至少固定形成切口部(30A)的电极组件(100A)的切口侧面(101A)、和与切口侧面(101A)对置并形成切口部(30A)以外的部分的电极组件(100A)的非切口侧面(102A)的固定构件(60Aa、60Ab)。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
迄今为止，能够重复进行充电放电的二次电池被用于各种各样的用途。例如，二次电池被用作智能手机、笔记本电脑等电子设备的电源。
近年来，随着该电子设备的轻薄化以及小型化的要求进一步提高，要求轻薄化·小型化且高容量的二次电池。为了响应该要求，在专利文献1中公开有如下主旨：作为二次电池的构成要素的电极组件形成为在剖视下具有呈平面状地层叠多层包括正极、负极以及隔板的电极构成层而成的平面层叠结构，并且在俯视的情况下具有陷入部(即切口部)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-536036号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在此，本申请的发明人们发现在将俯视的情况下具有切口部30’而形成的平面层叠结构型的电极组件100’封入外装体200’而制造二次电池300’的过程中，会产生以下的现象(参照图10)。具体地说，发现在俯视的情况下具有切口部30’而形成的平面层叠结构型的电极组件100’中，成形该切口部30’的电极组件100’的端部区域70’的强度因其形状而相对不高，由此在制造中途该端部区域70’会局部地弯曲。该端部区域70’中的局部的弯曲的产生使得构成电极组件的正极、负极、以及夹在正极与负极之间的隔板的适当的层间连接变得困难。因此，存在有所获得的二次电池300’无法发挥适当的电池特性的隐患。
本发明就是鉴于该情况而被提出的。具体地说，本发明的目的在于提供一种能够适当地抑制在俯视的情况下具有切口部而形成的平面层叠结构型的电极组件中所产生的局部的弯曲的二次电池。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，在本发明的一实施方式中，提供一种二次电池，在外装体收容有：包括正极、负极、以及配置于正极与负极之间的隔板的电极组件；和电解质，
电极组件形成为在剖视下具有呈平面状地层叠多层包括正极、负极以及隔板的电极构成层而成的平面层叠结构，并且在俯视的情况下具有切口部，
所述二次电池设有至少固定形成切口部的电极组件的切口侧面、和与切口侧面对置并形成切口部以外的部分的电极组件的非切口侧面的固定构件。
发明效果
根据本发明的一实施方式，能够适当地抑制在俯视的情况下具有切口部而形成的平面层叠结构型的电极组件中所产生的局部的弯曲。
附图说明
图1A是示意性地表示作为本发明的一个实施方式所涉及的二次电池的构成要素的电极组件的俯视图。
图1B是示意性地表示作为本发明的一个实施方式所涉及的二次电池的构成要素的电极组件的立体图。
图2A是示意性地表示其它方式的电极组件的俯视图。
图2B是示意性地表示其它方式的电极组件的立体图。
图3A是示意性地表示另外方式的电极组件的俯视图。
图3B是示意性地表示另外方式的电极组件的立体图。
图4A是示意性地表示另外方式的电极组件的俯视图。
图4B是示意性地表示另外方式的电极组件的立体图。
图4C是示意性地表示图4A以及图4B的变更方式的俯视图。
图4D是示意性地表示图4A以及图4B的变更方式的俯视图。
图4E是示意性地表示组合图3A以及图3B所示的方式和图4A以及图4B所示的方式而成的方式的俯视图。
图5A是示意性地表示提供了沿大致相同的方向延伸的至少两个固定构件带的方式的俯视图。
图5B是示意性地表示提供了沿大致相同的方向延伸的至少两个固定构件带(相当于连续方式的固定构件)的方式的俯视图。
图6是示意性地表示具有其它方式的切口部而形成的电极组件的俯视图。
图7A是示意性地表示大致平行地设置一个固定构件带和另一个固定构件带的方式的俯视图。
图7B是示意性地表示大致平行地设置一个固定构件带和另一个固定构件带的其它方式的俯视图。
图8A是示意性地表示非连续方式的固定构件(绝缘带状)的形成方式的剖视图。
图8B是示意性地表示连续方式的固定构件(绝缘带状)的形成方式的剖视图。
图9是示意性地表示电极组件的具体构成的剖视图。
图10是表示本申请发明人们发现的技术的课题的示意图。
具体实施方式
以下，在说明本发明的一实施方式所涉及的二次电池之前，先说明二次电池的基本构成。
[二次电池的基本构成]
在本发明中提供一种二次电池。本说明书中所述的“二次电池”是指能够重复充电·放电的电池。由此，本发明的二次电池并不过分拘泥于该名称，例如，“蓄电设备”等也可以包含在本发明的对象中。本说明书所述的“俯视”是指沿基于构成二次电池的电极材料的层叠方向的厚度方向而从上侧或者下侧观察对象物时的状态。本说明书所述的“剖视”是指相对于基于构成二次电池的电极材料的层叠方向的厚度方向从大致垂直的方向观察时的状态。二次电池形成为具有在外装体的内部收容以及封入电极组件和电解质而成的结构。在本发明中，以电极组件具有层叠多层包括正极、负极以及隔板的电极构成层而成的平面层叠结构为前提。另外，外装体可以采用导电性硬盒或者挠性盒(袋等)的方式。在外装体的方式是挠性盒(袋等)的情况下，多个正极各自经由正极用集电引线与正极用外部端子连结。正极用外部端子被密封部固定于外装体，该密封部防止电解质的漏液。同样地，多个负极各自经由负极用集电引线与负极用外部端子连结。负极用外部端子被密封部固定于外装体，密封部防止电解质的漏液。此外，并不局限于此，与多个正极各自连接的正极用集电引线也可以具备正极用外部端子的功能，另外，与多个负极各自连接的负极用集电引线也可以具备负极用外部端子的功能。在外装体的方式是导电性硬盒的情况下，多个正极各自经由正极用集电引线与正极用外部端子连结。正极用外部端子被密封部固定于外装体，该密封部防止电解质的漏液。
正极10A至少由正极集电体11A以及正极材料层12A构成(参照图9)，在正极集电体11A的至少单面设有正极材料层12A。在该正极集电体11A中的未设有正极材料层12A的位置、即正极集电体11A的端部定位有正极侧引出片。作为电极活性物质，在正极材料层12A中含有正极活性物质。负极10B至少由负极集电体11B以及负极材料层12B构成(参照图9)，在负极集电体11B的至少单面设有负极材料层12B。在该负极集电体11B中的未设有负极材料层12B的位置、即负极集电体11B的端部定位有负极侧引出片。作为电极活性物质，在负极材料层12B中含有负极活性物质。
正极材料层12A中所含有的正极活性物质以及负极材料层12B中所含有的负极活性物质是在二次电池中与电子的交接直接相关的物质，是承担充电放电、即电池反应的正负极的主物质。更加具体地说，因“正极材料层12A所含有的正极活性物质”以及“负极材料层12B所含有的负极活性物质”而向电解质中带来离子，该离子在正极10A与负极10B之间移动而进行电子的交接，从而进行充电放电。正极材料层12A以及负极材料层12B特别优选是能够吸收释放锂离子的层。即，优选为锂离子经由电解质而在正极10A与负极10B之间移动从而进行电池的充电放电的二次电池。在锂离子与充电放电相关的情况下，二次电池相当于所谓的“锂离子电池”。
正极材料层12A的正极活性物质例如由粒状体形成，但是为了颗粒彼此间的充分的接触与形状保持，优选在正极材料层12A中含有粘合剂(也称作“粘接材料”)。进而，为了使推进电池反应的电子的传递顺畅，在正极材料层12A中也可以含有导电助剂。同样地，负极材料层12B的负极活性物质例如由粒状体形成，为了颗粒彼此间的充分的接触与形状保持，优选含有粘合剂，为了使推进电池反应的电子的传递顺畅，也可以在负极材料层12B中含有导电助剂。这样，由于是含有多个成分而形成的形态，也可以将正极材料层12A以及负极材料层12B分别称为“正极复合层”以及“负极复合层”等。
正极活性物质优选是有助于锂离子的吸收释放的物质。从该观点来说，正极活性物质例如优选是含锂复合氧化物。更加具体地说，正极活性物质优选是包括锂和从钴、镍、锰以及铁形成的组中选择的至少一种过渡金属的锂过渡金属复合氧化物。即，在二次电池的正极材料层12A中，作为正极活性物质，优选含有这样的锂过渡金属复合氧化物。例如，正极活性物质可以是以其它金属来置换钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、或者这些过渡金属的一部分的物质。这样的正极活性物质既可以单独含有一种，也可以含有二种以上组合。在更加适当的方式中，正极材料层12A所含有的正极活性物质为钴酸锂。
作为正极材料层12A所能够含有的粘合剂，并无特殊限制，能够列举从由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯(vinylidene fluoride)-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物以及聚四氟乙烯等形成的组中选择的至少一种。作为正极材料层12A所能够含有的导电助剂，并无特殊限制，能够列举从热裂炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴炭黑以及乙炔黑等炭黑、石墨、碳纳米管以及气相生长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝以及银等金属粉末、以及聚苯衍生物等中选择的至少一种。例如，正极材料层12A的粘合剂可以是聚偏氟乙烯。虽仅为示例，但正极材料层12A的导电助剂是炭黑。进而，正极材料层12A的粘合剂以及导电助剂可以为聚偏氟乙烯与炭黑的组合。
负极活性物质优选有助于锂离子的吸收释放的物质。从该观点来说，负极活性物质例如优选各种炭材料、氧化物、或者锂合金等。
作为负极活性物质的各种炭材料，能够列举石墨(天然石墨、人造石墨)、硬炭、软炭、金刚石状碳等。基于电子传导性较高且与负极集电体11B的粘结性优异的点等，特别优选石墨。作为负极活性物质的氧化物，能够列举从由氧化硅、氧化锡、氧化铟、氧化锌以及氧化锂等形成的组中选择的至少一种。负极活性物质的锂合金只要是能够与锂形成合金的金属即可，例如，可以是Al、Si、Pb、Sn、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、Zn、La等金属与锂的二元、三元或者这以上的合金。作为这样的氧化物的结构方式，该氧化物优选形成为非晶质。因此难以引起因晶界或者缺陷这样的不均匀性而导致的劣化。虽仅为示例，但负极材料层12B的负极活性物质可以为人造石墨。
作为负极材料层12B所能够含有的粘合剂，并无特殊限制，能够列举从由苯乙烯丁二烯橡胶、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺系树脂以及聚酰胺酰亚胺系树脂形成的组中选择的至少一种。例如，负极材料层12B所含有的粘合剂可以为苯乙烯丁二烯橡胶。作为负极材料层12B所能够含有的导电助剂，并无特殊限制，能够列举从热裂炭黑、炉黑、槽法炭黑、科琴炭黑以及乙炔黑等炭黑、石墨、碳纳米管以及气相成长碳纤维等碳纤维、铜、镍、铝以及银等的金属粉末、以及聚苯衍生物等中选择的至少一种。此外，在负极材料层12B中也可以含有来源于在电池制造时所使用的增粘剂成分(例如羧甲基纤维素)的成分。
虽仅为示例，但负极材料层12B中的负极活性物质以及粘合剂可以为人造石墨和苯乙烯丁二烯橡胶的组合。
正极10A以及负极10B所使用的正极集电体11A以及负极集电体11B是有助于收集或者供给因电池反应而由活性物质产生的电子的构件。这样的集电体既可以是片状的金属构件，也可以具有多孔或者穿孔的形态。例如，集电体可以是金属箔、穿孔金属、网或者金属板网等。正极10A所使用的正极集电体11A优选由包括从由铝、不锈钢以及镍等形成的组中选择的至少一种的金属箔形成，例如可以是铝箔。另一方面，负极10B所使用的负极集电体11B优选由包括从由铜、不锈钢以及镍等形成的组中选择的至少一种的金属箔形成，例如可以是铜箔。
正极10A以及负极10B所使用的隔板50是从防止因正负极的接触而导致的短路以及电解质保持等的观点出发而设置的构件。换言之，隔板50可以说是防止正极10A与负极10B之间的电子的接触并且使离子通过的构件。优选的是，隔板50是多孔性或者微多孔性的绝缘性构件，因其较小的厚度而具有膜形态。虽仅为示例，但可以使用聚烯烃制的微多孔膜作为隔板。对于这一点，在被用作隔板50的微多孔膜中，例如，作为聚烯烃可以仅包含聚乙烯(PE)、或者仅包含聚丙烯(PP)。进而言之，隔板50可以是由“PE制的微多孔膜”和“PP制的微多孔膜”构成的层叠体。隔板50的表面也可以被无机颗粒涂层和/或粘结层等覆盖。隔板的表面可以具有粘结性。此外，隔板50并不特别拘泥于其名称，也可以是具有同样的功能的固体电解质、凝胶状电解质、绝缘性的无机颗粒等。此外，从进一步提高电极的处理的观点出发，优选粘结隔板50与电极(正极10A/负极10B)。隔板50与电极的粘结能够通过将粘结性隔板用作隔板50、将粘结性粘合剂向电极材料层(正极材料层12A/负极材料层12B)之上涂敷和/或热压接等来进行。作为向隔板50或者电极材料层提供粘结性的粘结剂，列举有聚偏氟乙烯、丙烯酸系粘结剂等。
在正极10A以及负极10B具有能够吸收释放锂离子的层的情况下，电解质优选是有机电解质和/或有机溶剂等“非水系”的电解质(即，优选电解质为非水电解质)。在电解质中存在有从电极(正极10A·负极10B)释放出的金属离子，因此，电解质有助于电池反应中的金属离子的移动。
非水电解质是包括溶剂和溶质的电解质。作为具体的非水电解质的溶剂，优选至少包含碳酸酯而成。该碳酸酯可以是环状碳酸酯类和/或链状碳酸酯类。对此并无特殊限制，但是作为环状碳酸酯类，能够列举从由碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丁烯酯(BC)以及碳酸亚乙烯酯(VC)形成组中选择的至少一种。作为链状碳酸酯类，能够列举从由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)以及碳酸二丙酯(DPC)形成的组中选择的至少一种。虽仅为示例，但作为非水电解质，使用环状碳酸酯类和链状碳酸酯类的组合，例如，可以使用碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。另外，作为具体的非水电解质的溶质，例如，优选使用LiPF6、LiBF4等Li盐。另外，作为具体的非水电解质的溶质，例如，优选使用LiPF6和/或LiBF4等Li盐。
作为正极用集电引线以及负极用集电引线，能够使用在二次电池的领域中使用的所有的集电引线。这样的集电引线只要由能够实现电子的移动的材料构成即可，例如，由铝、镍、铁、铜、不锈钢等导电性材料构成。正极用集电引线优选由铝构成，负极用集电引线优选由镍构成。正极用集电引线以及负极用集电引线的形态并无特殊限定，例如，可以是线或者板状。
作为外部端子，能够使用在二次电池的领域中使用的所有外部端子。这样的外部端子只要由能够实现电子的移动的材料构成即可，通常由铝、镍、铁、铜、不锈钢等导电性材料构成。外部端子5既可以与基板直接电连接、或者也可以经由其它设备与基板间接电连接。此外，并不局限于此，与多个正极各自连接的正极用集电引线也可以具备正极用外部端子的功能，另外，与多个负极各自连接的负极用集电引线也可以具备负极用外部端子的功能。
如上所述，外装体也可以具有导电性硬盒或者挠性盒(袋等)的形态。
导电性硬盒由主体部以及盖部形成。主体部由构成该外装体的底面的底部以及侧面部形成。主体部和盖部是在收容了电极组件、电解质、集电引线以及外部端子之后被密封的。作为密封方法，并无特殊限定，例如，列举有激光照射法等。作为构成主体部以及盖部的材料，能够使用在二次电池的领域中能够构成硬盒型外装体的所有材料。这样的材料只要是能够实现电子的移动的材料即可，例如，列举有铝、镍、铁、铜、不锈钢等导电性材料。主体部以及盖部的尺寸主要是根据电极组件的尺寸来决定，例如，在收容有电极组件时，优选具有防止外装体内的电极组件的移动(偏移)的程度的尺寸。通过防止电极组件的移动，能够防止电极组件的破坏，提高二次电池的安全性。
挠性盒由软质薄片构成。软质薄片只要具有能够实现密封部的弯折的程度的软质性即可，优选为可塑性薄片。可塑性薄片是在赋予外力之后并去除时具有维持基于外力的变形的特性的薄片，例如，能够使用所谓的层压膜。由层压膜形成的挠性袋例如能够通过使两片层压膜重叠而对其周缘部进行热封来制造。作为层压膜，通常为层叠金属箔和聚合物薄膜而成的薄膜，具体地说，示例有由外层聚合物薄膜/金属箔/内层聚合物薄膜形成的三层结构的层压膜。外层聚合物薄膜用于防止因水分等的透过以及接触等而导致的金属箔的损伤，能够优选使用聚酰胺以及聚酯等聚合物。金属箔用于防止水分以及气体的透过，能够优选使用铜、铝、不锈钢等的箔。内层聚合物薄膜用于保护金属箔免受收纳于内部的电解质的腐蚀，并且用于在热封时进行熔融封口，能够优选使用聚烯烃或者酸改性聚烯烃。
[本发明的二次电池]
在考虑了本发明的一个实施方式所涉及的二次电池的基本构成的基础上，以下，对本发明的一个实施方式所涉及的二次电池的特征部分进行说明。
本申请发明人们为了解决在俯视的情况下在具有切口部30’而成的平面层叠结构型的电极组件100’的形成该切口部30’的电极组件100’的端部区域70’所产生的局部弯曲的产生这样的技术课题(参照图10)而进行了深入研究，从而作出了本发明的一个实施方式所涉及的二次电池。
此外，以下，本说明书所谓的“切口部”是指，在俯视的情况下从矩形的电极组件的主面切掉或者除去其一部分从而形成非矩形的电极组件的主面的部分。本说明书所谓的“固定构件”是指，用于将至少在电极组件的侧面露出的正极、负极以及隔板的端部固定为一体的构件。此外，本说明书所谓“固定构件”没有特别限定，也可以是能够与绝缘带状的固定构件和/或电极组件嵌合的嵌合构件。本说明书所谓的“切口侧面”是指，电极组件的侧面中的在俯视的情况下形成切口部的部分的侧面。本说明书所谓的“非切口侧面”是指，电极组件的侧面中的在俯视的情况下形成切口部以外的部分的侧面。
图1A是示意性表示作为本发明的一个实施方式所涉及的二次电池的构成要素的电极组件的俯视图。图1B是示意性表示作为本发明的一个实施方式所涉及的二次电池的构成要素的电极组件的立体图。
为了解决上述技术课题，本发明的一个实施方式的特征在于，如图1A以及图1B所示，设有固定构件60A(60Aa、60Ab)，该固定构件60A(60Aa、60Ab)至少对形成切口部30A的电极组件100A的切口侧面101A、和与切口侧面101A对置并形成切口部30A以外的部分的电极组件的非切口侧面102A进行固定。
通过所述固定构件60A(60Aa、60Ab)的设置对相互对置的电极组件100A的切口侧面101A与非切口侧面102A进行固定。具体地说，在切口侧面101A露出的正极、负极以及夹在正极与负极之间的隔板的各端部被固定构件60Aa固定为一体，并且在与该切口侧面101A对置的非切口侧面102A露出的正极、负极以及夹在正极与负极之间的隔板的各端部被固定构件60Ab固定为一体。
通过在两侧面露出的正极、负极以及隔板的各端部的一体式的固定，第一，能够适当地抑制在切口侧面101A以及非切口侧面102A这两方露出的正极、负极以及隔板的沿着各层间的层叠方向的分离。此外，通过在两侧面露出的正极、负极以及隔板的各端部的一体式的固定，第二，能够适当地抑制正极、负极以及隔板的沿着与层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移。通过上述的(1)沿着各层间的层叠方向的分离的适当的抑制以及(2)沿着与各层间的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移的适当的抑制，能够适当地维持形成切口部30A的电极组件100A的端部区域70A的强度。通过所述电极组件100A的端部区域70A的强度的适当的维持，能够适当的地抑制在形成切口部30A的电极组件100A的端部区域70A所产生的局部弯曲的发生。通过该端部区域70A中的局部弯曲产生的适当的抑制，能够适当地维持正极、负极以及隔板的各层间连接。因此，通过将适当维持正极、负极以及隔板的各层间连接的电极组件100A封入外装体而获得的二次电池能够发挥适当的电池特性。此外，以通过固定构件来适当维持电极组件100A的端部区域70A的强度为大前提，固定构件相对于电极组件100A的占有面积越小，能够确保稍后朝向外装体内在该电极组件100A之外浸入规定量的电解液的浸入性。
本发明优选采用下述方式。
在一个方式中，优选的是，固定构件在切口侧面之外进一步以与切口侧面连续的方式分别设置在电极组件的两个主面的一部分，以及固定构件在非切口侧面之外进一步以与非切口侧面连续的方式分别设置在电极组件的两个主面的一部分。
图2A是示意性表示其它方式的电极组件的俯视图。图2B是示意性表示其它方式的电极组件的立体图。
作为本方式的一例，举出图2A以及图2B所示的方式。
与图1A以及图1B所示的方式相比，图2A以及图2B所示的方式的特征在于，一个固定构件60Ba在切口侧面101B之外进一步以与切口侧面101B连续的方式分别设置于电极组件100B的两个主面103B的一部分。此外，与图1A以及图1B所示的方式相比，图2A以及图2B所示的方式的特征在于，与一个固定构件60Ba对置的另一个固定构件60Bb在非切口侧面102B之外进一步以与非切口侧面102B连续的方式分别设置在电极组件100B的两个主面103B的一部分。此外，在图2A以及图2B所示的方式中，固定切口侧面101B的固定构件60Ba与固定非切口侧面102B的固定构件60Bb经由电极组件100B的主面103B成为非连续。
通过所述固定构件60Ba的设置，电极组件100B的切口侧面101B、以及与切口侧面101B连续的电极组件100B的两个主面103B的一部分被固定。此外，通过所述固定构件60Bb的设置，电极组件100B的非切口侧面102B以及与非切口侧面102B连续的电极组件100B的两个主面103B的一部分被固定。具体地说，在切口侧面101B露出的正极、负极以及夹在正极与负极之间的隔板的各端部被固定构件60Ba固定为一体，并且电极组件100B的一个主面103B与另一个主面103B以由固定构件60Ba夹入的方式被固定。此外，在非切口侧面102B露出的正极、负极以及夹在正极与负极之间的隔板的各端部被固定构件60Bb固定为一体，并且电极组件100B的一个主面103B与另一个主面103B以由固定构件60Bb夹入的方式被固定。
如上述那样，在图2A以及图2B所示的方式中，除“基于固定构件60Ba以及60Bb各自的在两侧面露出的正极、负极以及隔板的各端部的一体式固定”之外，进行“基于固定构件60Ba以及60Bb各自的电极组件100B的一个主面103B与另一个主面103B的夹入固定”。通过进一步进行该夹入固定，第一，能够更适当地抑制在切口侧面101B以及非切口侧面102B的两方露出的正极、负极以及隔板的沿着各层间的层叠方向的分离。此外，通过进一步进行该夹入固定，第二，能够更适当地抑制沿着与正极、负极以及隔板的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移。通过上述的(1)沿着各层间的层叠方向的分离的更适当的抑制以及(2)沿着与各层间的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移的更适当的抑制，能够更适当地维持形成切口部30A的电极组件100A的端部区域70A的强度。通过所述电极组件100A的端部区域70A的强度的更适当的维持，能够更适当地抑制在形成切口部30A的电极组件100A的端部区域70A产生的局部弯曲的发生。通过该端部区域70A中的局部弯曲产生的更适当的抑制，能够更适当地维持正极、负极以及隔板的各层间连接。因此，通过将正极、负极以及隔板的各层间连接被更适当地维持的电极组件100A封入外装体而获得的二次电池能够发挥更适当的电池特性。
图3A是示意性表示另外方式的电极组件的俯视图。图3B是示意性表示另外方式的电极组件的立体图。
作为本方式的其它例，举出图3A以及图3B所示的方式。
与图2A以及图2B所示的方式相比，图3A以及图3B所示的方式的特征在于，固定切口侧面101C的固定构件60Ca与固定非切口侧面102C的固定构件60Cb是经由电极组件100C的主面103C而连续的。
通过所述特征，在图3A以及图3B所示的方式中，与图2A以及图2B所示的方式相比，固定构件60Ca以及固定构件60Cb、即固定构件60C被设为在剖视下整体上包围电极组件100C的切口侧面101C、非切口侧面102C以及两个主面103C。由此，与图2A以及图2B所示的方式相比，因通过固定构件60C在剖视下整体上包围提供了该固定构件60C的位置的电极组件100C，所以能够进一步强化该位置的电极组件100C的固定。
通过该固定构件60C的包围，第一，能够更进一步适当地抑制在切口侧面101C以及非切口侧面102C这两方露出的正极、负极以及隔板的沿着各层间的层叠方向的分离。此外，通过该固定构件60C的包围，第二，能够更进一步适当地抑制沿着与正极、负极以及隔板的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移。通过上述的(1)沿着各层间的层叠方向的分离的更进一步的适当的抑制以及(2)沿着与各层间的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移的更进一步的适当的抑制，能够更进一步适当地维持形成切口部30C的电极组件100C的端部区域70C的强度。通过所述电极组件100C的端部区域70C的强度的更适当的维持，能够更进一步适当地抑制在形成切口部30C的电极组件100C的端部区域70C产生的局部弯曲的产生。通过该端部区域70C中的局部弯曲产生的更进一步适当的抑制，能够更进一步适当地维持正极、负极以及隔板的各层间连接。因此，通过将正极、负极以及隔板的各层间连接被更进一步适当地维持的电极组件100C封入外装体而获得的二次电池能够发挥更进一步适当的电池特性。
在一个方式中，至少提供两个由对切口侧面以及非切口侧面进行固定的固定构件构成的固定构件带，在一个固定构件带的延伸方向与另一个固定构件带的延伸方向之间形成的角度优选在俯视的情况下为60度～120度。
图4A是示意性表示其它方式的电极组件的俯视图。图4B是示意性表示其它方式的电极组件的立体图。
作为一例，在本方式中，如图4A以及图4B所示，提供了由固定切口侧面101D的第一固定构件60Da1以及固定非切口侧面102D的第二固定构件60Db1构成的固定构件带80D1、和由固定切口侧面101D的第三固定构件60Da2以及固定非切口侧面102D的第四固定构件60Db2构成的固定构件带80D2。在该固定构件带80D1的延伸方向与固定构件带80D2的延伸方向之间形成的角度θ并未被特别限定，但是优选在俯视的情况下为60度～120度。
本说明书所谓的“固定构件带”是指，由固定切口侧面101D以及非切口侧面102D的一个连续方式的固定构件或者一对非连续方式的固定构件形成的带状的固定构件(或者固定构件组)(图4A以及图4B表示一对非连续方式的固定构件)。本说明书所谓的“固定构件带的延伸方向”是指，在俯视的情况下以分别穿过沿着电极组件的侧面的固定构件的规定的边的中点以及与该边对置的固定构件的边的中点的方式延伸的方向。本说明书所谓的“固定构件”并未特别限定，可以如图4B所示为绝缘带状的固定构件61D和/或能够与电极组件100D嵌合的嵌合构件62D。
即，与图2A以及图2B所示的方式相比，本方式的特征在于，以使图4A以及图4B所示的角度θ成为规定角(例如60度～120度)的方式提供向相互不同的方向延伸的至少两个固定构件带。此外，虽未特别限定，在图4A以及图4B所示的方式中，第一固定构件60Da1以及第二固定构件60Db1以与切口侧面101D以及非切口侧面102D分别连续的方式进一步设于电极组件100D的两个主面103D的一部分。此外，在图4A以及图4B所示的方式中，第三固定构件60Da2以及第四固定构件60Db2以与切口侧面101D以及非切口侧面102D分别连续的方式进一步设于电极组件100D的两个主面103D的一部分。
该情况下，在本方式中，除“基于固定构件60Da1以及60Db1的在两侧面露出的正极、负极以及隔板的各端部的一体式固定”之外，进行“基于固定构件60Da1以及60Db1各自的电极组件100D的一个主面103D与另一个主面103D之间的夹入固定”。在此基础上，在本方式中，在“基于固定构件60Da2以及60Db2的在两侧面露出的正极、负极以及隔板的各端部的一体式固定”之外，进一步进行“基于固定构件60Da2以及60Db2各自的电极组件100D的一个主面103D与另一个主面103D之间的夹入固定”。
上述一体式固定以及夹入固定由固定构件60Da1及60Db1以及固定构件60Da2及60Db2进行，由此，第一，能够更适当地抑制在切口侧面101D以及非切口侧面102D这两方露出的正极、负极以及隔板的沿着各层间的层叠方向的分离。另外，通过上述一体式固定以及夹入固定，由此，第二，能够更适当地抑制沿着与正极、负极以及隔板的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移。
进一步，在上述的图2A以及图2B所示的方式中，在俯视的情况下具有切口部30B而成的电极组件100B中，在由固定构件60B固定的电极组件100B的规定位置与未由固定构件60B固定的电极组件100B的规定位置以外的位置处，由于仅该规定位置被固定构件60B固定，因此固定构件60B相对于电极组件100B的固定力所作用的方向为一个方向。这意味着，固定构件60B相对于电极组件100B的固定力有可能无法适当地作用于未由固定构件60B固定的电极组件100B的规定位置以外的位置(例如，形成切口部30B的电极组件100B的其它区域的切口侧面以及与其对置的非切口侧面)。
为此，与图2A以及图2B所示的方式相比，本方式如上述那样提供了以使图4A以及图4B所示的角度θ成为规定角(例如60度～120度)的方式向相互不同的方向延伸的至少两个固定构件带80D1、80D2。通过所述固定构件带80D1、80D2的提供，构成固定构件带80D1的固定切口侧面101D的第一固定构件60Da1以及固定非切口侧面102D的第二固定构件60Db1所产生的对电极组件100D的固定力受到构成固定构件带80D2的固定切口侧面101D的第三固定构件60Da2以及固定非切口侧面102D的第四固定构件60Db2所产生的对电极组件100D的固定力的影响，能够对电极组件100D的整体提供大致均匀的固定力而并非针对电极组件100D的局部部分。
此外，在本方式中，更优选提供以使图4A以及图4B所示的角度θ成为90度的方式向相互不同的方向延伸的至少两个固定构件带80D1、80D2。由此，基于第一固定构件60Da1以及第二固定构件60Db1的相对于电极组件100D的固定力所作用的矢量与基于第三固定构件60Da2以及第四固定构件60Db2的相对于电极组件100D的固定力所作用的矢量的内积因θ＝90度而成为零。由此，能够对电极组件100D的整体适当地提供均匀的的固定力。
通过提供所述对于电极组件100D的整体大致均匀的固定力，(1)能够实现沿着各层间的层叠方向的分离的更进一步适当的抑制以及(2)沿着与各层间的层叠方向(大致上下方向)大致垂直的方向(大致水平方向)的各层间的位置偏移的更进一步适当的抑制。由此，能够更进一步适当地维持形成切口部30D的电极组件100D的端部区域70D的强度。通过所述电极组件100D的端部区域70D的强度的进一步适当的维持，能够更进一步适当地抑制形成切口部30D的电极组件100D的端部区域70D所产生的局部弯曲的产生。
此外，图4A以及图4B所示的方式仅是例示，只要以能够对电极组件的整体提供大致均匀的固定力为前提，例如也可以采用图4C以及图4D所示的方式。
图4C以及图4D是示意性表示图4A以及图4B的变更方式的俯视图。
在一例中，如图4C所示固定切口侧面101E的第一固定构件60Ea1与固定非切口侧面102E的第二固定构件60Eb1在俯视的情况下可以相互偏移地对置配置。同样，如图4C所示固定切口侧面101E的第三固定构件60Ea2与固定非切口侧面102E的第四固定构件60Eb2在俯视的情况下可以相互偏移地对置配置。
在其它例中，如图4D所示固定切口侧面101F的第一固定构件60Fa1与固定非切口侧面102F的第二固定构件60Fb1也可以在俯视的情况下相互对置，并且一个固定构件(第二固定构件60Fb1)的尺寸相对大于另一个固定构件(第一固定构件60Fa1)的尺寸。同样，如图4D所示固定切口侧面101F的第三固定构件60Fa2与固定非切口侧面102F的第四固定构件60Fb2也可以在俯视的情况下相互对置，并且一个固定构件(第三固定构件60Fa2)的尺寸相对大于另一个固定构件(第四固定构件60Fb2)的尺寸。
另一方面，更优选采用对图3A以及图3B所示的方式与图4A以及图4B所示的方式进行组合而成的图4E所示的方式。
图4E所示的方式的特征在于，固定切口侧面101G的第一固定构件60Ga1与固定非切口侧面102G的第二固定构件60Gb1是经由电极组件100G的主面103G而连续的。在此基础上，图4E所示的方式的特征在于，固定切口侧面101G的第三固定构件60Ga2与固定非切口侧面102G的第四固定构件60Gb2是经由电极组件100G的主面103G而连续的。
根据所述特征，在图4E所示的方式中，固定构件60Ga1以及固定构件60Cb1、即固定构件60G1被设为在剖视下整体上包围电极组件100G的切口侧面101G、非切口侧面102G以及两个主面103G。此外，固定构件60Ga2以及固定构件60Cb2、即固定构件60G2被设为在剖视下整体上包围电极组件100G的切口侧面101G、非切口侧面102G以及两个主面103G。由此，因通过固定构件60G1以及固定构件60G2在剖视下整体上包围提供了各固定构件的位置的电极组件100G，所以能够进一步强化该位置的电极组件100G的固定。
在此基础上，更优选提供以使图4E所示的角度θ成为90度的方式向相互不同的方向延伸的固定构件60G1、60G2(在连续方式的情况下，固定构件相当于固定构件带)。由此，基于固定构件60G1(或者也称为固定构件带)的相对于电极组件100G的固定力所作用的矢量与基于固定构件60G2(或者也称为固定构件带)的相对于电极组件100G的固定力所作用的矢量的内积因θ＝90度而成为零。由此，能够对电极组件100G的整体适当地提供均匀的固定力。
在一个方式中，优选进一步设置在与固定构件带的延伸方向大致相同的方向上延伸的固定构件带。
图5A以及图5B是示意性表示进一步设有沿与固定构件带的延伸方向大致相同的方向延伸的固定构件带的方式的俯视图。
与图4A所示的方式相比，图5A所示的方式在沿规定方向延伸的固定构件带的数量至少为两个(在图示的方式中为固定构件带80H1、80H2)、以及沿与规定方向不同的方向延伸的固定构件带的数量至少为两个(在图示的方式中为固定构件带80H3、80H4)这点上不同。根据所述不同，能够对电极组件100H的整体提供大致均匀的固定力，并且因固定构件带的数量比图4A所示的方式多，所以能够进一步提高相对于电极组件100H的固定力。
与图5A所示的方式相比，图5B所示的方式在与固定构件带对应的形成连续方式的固定构件形成连续方式而不是非连续方式这点上不同。根据所述不同，除能够对电极组件100I的整体提供大致均匀的固定力之外，因与固定构件带对应的固定构件的数量相对较多，所以能够进一步提高对电极组件100I的固定力，并且因通过固定构件60I1～60I4在剖视下整体上包围提供了各固定构件的位置的电极组件100I，所以能够进一步强化该位置的电极组件100I的固定。
电极组件的俯视的切口部的形状不限于图1A～图5B所示的形状。例如，也能够采用图6所示那样的方式。在图6所示的方式中，与上述方式同样地从适当抑制在形成切口部30J的电极组件100J的端部区域70J产生的局部弯曲的产生的观点出发，可以至少设置对形成切口部30J的电极组件100J的切口侧面101J进行固定的固定构件60Ja1～60Ja3、以及对与该切口侧面101J对置并形成切口部30J以外的部分的电极组件的非切口侧面102J进行固定的固定构件60Jb1～60Jb3。
此外，例如，以作为本发明的特征的“设有至少固定电极组件的切口侧面与电极组件的非切口侧面的固定构件”为前提，也可以采用下述方式。具体地说，也可以如图7A所示在俯视的情况下至少提供两个固定电极组件100K的切口侧面101K以及非切口侧面102K的固定构件带，并且一个固定构件带80K1与另一个固定构件带80K2被设为大致平行。此外，该情况下，位于各固定构件带内的切口侧面侧的一个固定构件与位于各固定构件带内的非切口侧面侧的另一个固定构件以在俯视的情况下相互对置的方式构成“偏离”形态。此外，也可以如图7B所示在俯视的情况下至少提供两个固定电极组件100L的切口侧面101L以及非切口侧面102L的连续方式的固定构件(即与固定构件带相当)，并且一个固定构件60L1与另一个固定构件60L2被设为大致平行。
最后，为了确认下述主旨而进行附加说明。作为一例，非连续方式的固定构件60(由绝缘带构成的固定构件)能够通过使在剖视下沿着电极组件100的至少两个侧面上卷绕绝缘带而成的辊90旋转被提供(参照图8A)。另一方面，连续方式的固定构件60(由绝缘带构成的固定构件)能够通过使在剖视下以包围形成电极组件100的面的方式卷绕绝缘带而成的辊90旋转被提供(参照图8B)。
产业上的可利用性
本发明的一个实施方式所涉及的二次电池能够在假定了蓄电的各种各样的领域中利用。虽仅是例示，本发明的一个实施方式所涉及的二次电池、特别是非水电解质二次电池能够应用于移动设备等被使用的电·信息·通信领域(例如便携电话、智能手机、笔记本电脑以及数码相机、活动量计、掌机、电子纸等移动设备领域)、家庭·小型工业用途(例如电动工具、高尔夫球车、家庭用·看护用·工业用机器人的领域)、大型工业用途(例如叉车、电梯、湾港起重机的领域)、交通系统领域(例如混合动力车、电动汽车、公交车、电车、电动辅助自行车、电动两轮车等领域)、电力系统用途(例如各种发电、负荷调节器、智能网络、一般家庭设置型蓄电系统等领域)以及IoT领域、宇宙·深海用途(例如宇宙探测器、潜水调查船等领域)等。
附图标记说明
10A…正极；10B…负极；11A…正极集电体；11B…负极集电体；12A…正极材料层；12B…负极材料层；30A、30B、30C、30D、30J…切口部；30’…切口部(以往)；50…隔板；60、60C、60G1、60G2、60I1、60I2、60I3、60I4、60L1、60L2…固定构件；60a、60Aa、60Ba、60Ca、60Da1、60Da2、60Ea1、60Ea2、60Fa1、60Fa2、60Ga1、60Ga2、60Ja1、60Ja2、60Ja3…固定切口侧面的固定构件；60b、60Ab、60Bb、60Cb、60Db1、60Db2、60Eb1、60Eb2、60Fb1、60Fb2、60Gb1、60Gb2、60Jb1、60Jb2、60Jb3…固定非切口侧面的固定构件；61D…绝缘带状固定构件；62D…嵌合构件；70、70A、70B、70C、70D、70J…电极组件的端部区域(俯视)；70’…电极组件的端部区域(俯视)(以往)；80、80D1、80D2、80H1、80H2、80H3、80H4、80K1、80K2…固定构件带；90…辊；100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I、100J、100K、100L…电极组件；100’…电极组件(以往)；101、101A、101B、101C、101D、101E、101F、101G、101H、101I、101J、101K、101L…电极组件的切口侧面；102、102A、102B、102C、102D、102E、102F、102G、102H、102I、102J、102K、102L…电极组件的非切口侧面；103、103B、103C、103D、103G…电极组件的主面；200’…外装体(以往)；300’…二次电池(以往)；θ…一个固定构件带的延伸方向与另一个固定构件带的延伸方向之间所形成的角度。

Claims (8)

1.一种二次电池，在外装体收容有：包括正极、负极以及配置于该正极与该负极之间的隔板的电极组件；和电解质，
所述电极组件形成为在剖视下具有呈平面状地层叠多层包括所述正极、所述负极以及所述隔板的电极构成层而成的平面层叠结构，并且在俯视的情况下具有切口部，
所述二次电池设有固定构件，该固定构件至少固定形成所述切口部的所述电极组件的切口侧面、和与该切口侧面对置并形成该切口部以外的部分的该电极组件的非切口侧面。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
除了所述切口侧面以外，所述固定构件还以与该切口侧面连续的方式分别设于所述电极组件的两个主面的一部分，
除了所述非切口侧面以外，所述固定构件还以与该非切口侧面连续的方式分别设于所述电极组件的两个主面的一部分。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，
固定所述切口侧面的所述固定构件与固定所述非切口侧面的所述固定构件经由所述电极组件的所述主面形成为非连续。
4.根据权利要求2所述的二次电池，其中，
固定所述切口侧面的所述固定构件与固定所述非切口侧面的所述固定构件是经由所述电极组件的所述主面而连续的。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，其中，
所述二次电池至少提供两个由固定所述切口侧面以及所述非切口侧面的所述固定构件构成的固定构件带，
一个所述固定构件带的延伸方向与另一个所述固定构件带的延伸方向之间所形成的角度在俯视的情况下为60度～120度。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，
所述一个所述固定构件带的所述延伸方向与所述另一个所述固定构件带的延伸方向之间所形成的角度在俯视的情况下为90度。
7.根据权利要求5或6所述的二次电池，其中，
所述二次电池还至少设有一个沿与所述固定构件带的延伸方向大致相同的方向延伸的所述固定构件带。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的二次电池，其中，
所述正极以及所述负极具有能够吸收释放锂离子的层。
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