CN114223093B

CN114223093B - 组电池

Info

Publication number: CN114223093B
Application number: CN202080057481.3A
Authority: CN
Inventors: 荻岛裕司; 南圭亮; 竹野一基
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: JP7429706B2; JPWO2021065420A1; WO2021065420A1; EP4040525A4; US20220320671A1; CN114223093A; EP4040525A1

Abstract

一种具有方形电池和间隔物的组电池，方形电池具备电极卷绕体，电极卷绕体具有外周面平坦的平坦部、和外周面为曲面的2个弯曲部，间隔物具有基板、和向基板的至少一侧突出的多个肋部，肋部与电极卷绕体的平坦部对置，沿着与电极卷绕体的卷绕轴大致垂直的方向延伸而形成，将电极卷绕体的平坦部的高度设为100时，肋部的长度为60以上且100以下，将肋部的宽度设为A，将邻接的肋部彼此的间隔设为B时，2≤B/A≤10。

Description

组电池

技术领域

本发明涉及方形电池与间隔物交替层叠的组电池。

背景技术

以往，方形电池与间隔物交替层叠的组电池广为人知。例如，专利文献1中公开了一种方形电池与电池间间隔物交替层叠，在间隔物上在与电极卷绕体的上部和宽度方向两端部对置的大致E字状的范围内形成肋部的组电池。专利文献1中公开的组电池中，间隔物上形成的肋部按压容纳电极卷绕体的电池壳。更具体来说，肋部按压电池壳的上部和宽度方向的两端部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-032581号公报

发明内容

专利文献1等现有技术中，公开了针对因电极卷绕体的膨胀而电解质向电极卷绕体的外部漏出而引起劣化的现象(高倍率劣化)，通过使用以大致E字状形状形成了肋部的间隔物来实现其改善。但是，这些现有技术中，在充放电的高倍率化进展的车载用电池中，在电极卷绕体中存留电解质、即电解质的保持不能说充分而劣化率也大。对于这样的课题，要求对于高倍率劣化的进一步改善。

作为本发明的一个方案的组电池是具有方形电池和间隔物的组电池，方形电池具备扁平状卷绕形的电极卷绕体、非水电解质、以及容纳电极卷绕体和非水电解质的电池壳，所述电极卷绕体中，包含正极合剂层的正极板与包含负极合剂层的负极板隔着间隔件卷绕，具有外周面平坦的平坦部、和外周面为曲面的2个弯曲部，间隔物具有基板、和向基板的至少一侧突出的多个肋部，肋部与电极卷绕体的平坦部对置，沿着与电极卷绕体的卷绕轴大致垂直的方向延伸而形成，将电极卷绕体的平坦部的高度设为100时，肋部的长度为60以上且100以下，将肋部的宽度设为A，将邻接的肋部彼此的间隔设为B时，2≤B/A≤10，包含至少1个以上按照间隔物、方形电池、间隔物的顺序层叠的最小单元。

根据本发明的一个方案，可以提供有效抑制伴随充放电而从电极卷绕体漏出电解质、降低高倍率劣化的组电池。

附图说明

图1是表示本实施方式的组电池的立体图。

图2A是表示本实施方式的方形电池的俯视图。

图2B是图2A的BB截面图。

图2C是图2A的CC截面图。

图3是表示本实施方式的间隔物的立体图。

图4是本实施方式的间隔物的正面、和在间隔物上隔着壳体重叠的电极卷绕体的与宽度方向正交的面的说明图。

具体实施方式

根据本发明的一个方案，如上所述通过对具有平坦部和弯曲部的扁平状的电极卷绕体从方形电池的外侧对适宜的位置施加按压，能够有效地抑制伴随充放电的电解质的漏出。本发明涉及的组电池中，因充电时的负极的膨胀而电极卷绕体膨胀时，从电极卷绕体的平坦部挤出的电解质有效地储存在弯曲部。并且，在放电时等平坦部的体积收缩时储存在弯曲部的电解质回到平坦部，从而抑制平坦部的电解质不足。因此，根据本发明涉及的组电池，能够减少含浸于电极体的平坦部的电解质量的减少引起的高倍率劣化。

以下，对本发明的实施方式的一例进行详细说明。以下的说明中，具体的形状、材料、方向、数值等是为了容易理解本发明的例示，能够根据用途、目的、规格等适当变更。需要说明的是，本说明书中，“大致～”这一记载以大致相同为例进行说明，是指完全相同的状态、以及认为实质上相同的状态这两者。

利用图1对组电池10进行说明。图1是表示组电池10的立体图。

组电池10是方形电池20与间隔物40交替层叠而构成的。多个方形电池20在厚度方向上隔着间隔物40层叠而形成电池层叠体11。需要说明的是，组电池10中，虽未图示，但在电池层叠体11的层叠方向上的两端分别配置端板，另外，端板彼此由未图示的接线固定。邻接的方形电池20彼此通过未图示的母线电连接。需要说明的是，虽未图示但可以在端板与电池层叠体11之间配置间隔物40。由此，方形电池20无论组电池10内的配置位置，都成为施加均匀的按压，能够提高本发明效果。

多个方形电池20按照详细后述的正极端子33与负极端子34沿方形电池20的层叠方向交替排列，按照其极性的方向交替的方式配置。并且，通过将沿层叠方向邻接的正极端子33与负极端子34用母线连接，从而多个方形电池20被电串联连接。

间隔物40详细后述，包含大致平板状的基板41。基板41是配置于方形电池20间的部分，在厚度方向(层叠方向)的单面、或两面形成作为突起的多个肋部45(参照图3)。

为了不会由于前述的电极卷绕体的膨胀、收缩导致的方形电池20的变形而方形电池20间的约束宽度发生变化而对母线过度施加负荷，在电池层叠体11的层叠方向(厚度方向)的两端配置的端板优选由高刚性材料构成，在组电池为车载用途的情况下进一步优选为轻量的。因此，作为端板材质，可以优选例示铝或铝合金等金属或硬质树脂等。从一对端板的层叠方向的外侧沿着将方形电池20沿层叠方向压缩的方向施加约束力。例如，用金属制的接线固定一对端板。在该状态下，通过比不施加约束力的状态下的电池层叠体11的层叠方向的长度缩短一对端板间的距离，能够对电池层叠体11沿压缩方向施加约束力，进而保持施加有约束力的状态。由此，能够隔着间隔物40对方形电池20施加约束力并保持。

接着，利用图2A、图2B和图2C，对方形电池20进行说明。

方形电池20具备具有正极板23、负极板24和间隔件(未图示)并成形成扁平状的卷绕型的电极卷绕体21，虽然未图示但电极卷绕体21在被绝缘片覆盖的状态下容纳于电池壳30。电池壳30中，除了电极卷绕体21和绝缘片以外，容纳有电解质。

[电极卷绕体]

如图2C例示，电极卷绕体21是，正极板23与负极板24隔着间隔件以卷绕轴为中心卷绕，具有平坦部21b和一对弯曲部21a的成形为扁平状的卷绕形的电极体。本说明书中，为了方便说明，将平坦部21b与一对弯曲部21a排列的上下方向作为“高度方向”，将电极卷绕体21的卷绕轴向作为“宽度方向”，将与宽度方向和高度方向垂直的方向作为“厚度方向”。本实施方式中，在电极卷绕体21的宽度方向沿着电池壳的横向，电极卷绕体21的高度方向沿着方形外包装体31的高度方向的状态下，电极卷绕体21容纳于电池壳30内。

平坦部21b是极板(正极板23和负极板24)不弯曲，沿着高度方向大致平行地配置的部分。一对弯曲部21a是极板弯曲成圆弧状的部分，在弯曲部21a，极板按照向高度方向外侧凸出的方式弯曲。一对弯曲部21a按照夹着平坦部21b的方式在电极卷绕体21的高度方向两侧形成。

具体后述，电极卷绕体21通过如下方法制造：沿径向以规定的压力压制正极板23与负极板24隔着间隔件卷绕成圆筒状而成的卷绕体，成形成扁平状。

电极卷绕体21包括例如按照夹着正极板23的方式配置的2片长条状的间隔件，从电极卷绕体21的卷内侧，按照间隔件/正极板23/间隔件/负极板24的顺序配置。该情况下，各间隔件的长度优选至少比正极板23的长度长。另外，间隔件的宽度至少比正极合剂层的宽度(沿着电极卷绕体21的宽度方向的正极合剂层的长度)长。间隔件的宽度可以比负极合剂层的宽度长。

将电极卷绕体21的高度方向的长度设为电极卷绕体高度(H)，沿着电极体的宽度方向的正极合剂层的长度(K)相对于该电极卷绕体高度(H)的比率(K/H)优选为1.2以上，进一步优选为1.5以上。以下，有时将比率(K/H)称为长宽比。若长宽比(K/H)成为1.2以上，则与在充电时从平坦部的长度方向两端(电极体的宽度方向两端)挤出的电解质量相比，从平坦部的宽度方向两端向弯曲部的方向挤出的电解质量变多，容易体现基于弯曲部的非水电解质的储存功能。长宽比(K/H)的上限值没有特别限定，优选为3.0以下。

[正极]

正极板23具有金属制的正极芯体、和在芯体的两面形成的正极合剂层，在短边方向的一侧的端部，沿着长度方向形成正极芯体露出的正极芯体露出部23a。正极芯体露出部23a配置于电极卷绕体21的宽度方向的一端侧(图2(b)的右侧)。正极芯体露出部23a的层叠部与正极集电体25通过焊接等而电连接。适宜的正极集电体25为铝制或铝合金制。正极集电体25与正极端子33电连接。

上述的正极芯体中，可以使用铝、铝合金等在电池的工作电压范围内的正极的电位范围内稳定的金属的箔等。正极合剂层包含正极活性物质、导电材和粘结材。正极板23可以通过如下方式制造：在正极芯体上涂布包含正极活性物质、导电材、粘结材和分散介质等的正极合剂浆料，并使涂膜干燥而除去分散介质后，压缩涂膜而在正极芯体的两面形成正极合剂层。

正极活性物质以含锂过渡金属复合氧化物为主成分构成。作为含锂过渡金属复合氧化物中含有的金属元素，可以举出Ni、Co、Mn、Al、B、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Sr、Zr、Nb、In、Sn、Ta、W等。适宜的含锂过渡金属复合氧化物的一例为含有Ni、Co、Mn中的至少1种的复合氧化物。需要说明的是，在含锂过渡金属复合氧化物的粒子表面，可以固着有氧化铝、含镧系元素的化合物等无机化合物粒子等。

作为正极合剂层中包含的导电材，可例示炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨等碳材料。作为正极合剂层中包含的粘结材，可例示聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)等氟树脂、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺、丙烯酸系树脂、聚烯烃等。这些树脂与羧甲基纤维素(CMC)或其盐等纤维素衍生物、聚环氧乙烷(PEO)等可以合用。

[负极]

负极板24具有金属制的负极芯体、和在芯体的两面形成的负极合剂层，在短边方向的一侧的端部，沿着长度方向形成负极芯体露出的负极芯体露出部24a。负极芯体露出部24a配置于电极卷绕体21的宽度方向的另一端侧(图2(b)的左侧)。负极芯体露出部24a的层叠部与负极集电体26通过焊接等电连接。适宜的负极集电体26为铜或铜合金制。负极集电体26与负极端子34电连接。

上述的负极芯体中，可以使用铜、铜合金等在电池的工作电压范围内在负极的电位范围内稳定的金属的箔。负极芯体的厚度为例如5μm以上且20μm以下。负极合剂层包含负极活性物质和粘结材。负极合剂层的厚度在负极芯体的单面侧例如为50μm以上且150μm以下，优选为80μm以上且120μm以下。负极板24可以通过如下方式制造：在负极芯体上涂布包含负极活性物质和粘结材的负极合剂浆料，使涂膜干燥而除去分散介质后，压缩涂膜而在负极芯体的两面形成负极合剂层。

负极合剂层中，作为负极活性物质，包含例如可逆地吸藏、放出锂离子的碳系活性物质。适宜的碳系活性物质为鳞片状石墨、块状石墨、无定形石墨等天然石墨、块状人造石墨、石墨化中间相碳微球(MCMB)等人造石墨等石墨。另外，负极活性物质中，可以使用由Si和含Si化合物中的至少一者构成的Si系活性物质，碳系活性物质与Si系活性物质可以合用。

负极合剂层中包含的粘结材中，与正极的情况同样，可以使用PTFE、PVdF等含氟树脂、PAN、聚酰亚胺、丙烯酸系树脂、聚烯烃等，但优选使用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。另外，负极合剂层中，可以包含CMC或其盐、聚丙烯酸(PAA)或其盐、PVA等。CMC或其盐作为将负极合剂浆料调整到适当的粘度范围的增稠剂发挥功能，另外与SBR同样还作为粘结材发挥功能。

负极合剂层的适宜的一例包含体积基准的中值粒径为8μm以上且12μm以下的负极活性物质、SBR、和CMC或其盐。体积基准的中值粒径是在利用激光衍射散射法测定的粒度分布中体积累积值成为50％的粒径，也称50％粒径(D50)或中位粒径。负极合剂层的填充密度主要由负极活性物质的填充密度决定，负极活性物质的D50、粒度分布、形状等对填充密度产生较大影响。SBR、CMC或其盐的含量相对于负极合剂层的质量优选分别为0.1质量％以上且5质量％以下，更优选为0.5质量％以上且3质量％以下。

负极合剂层包括位于电极卷绕体21的平坦部21b的第1区域、和位于一对弯曲部21a的第2区域，第2区域的填充密度(D)相对于第1区域的填充密度(C)的比率(D/C)可以设为0.75以上且0.98以下。换言之，电极卷绕体21的弯曲部21a的负极合剂层的填充密度可以设为平坦部21b的该填充密度的0.75倍以上且0.98倍以下。填充密度比(D/C)更优选为0.78以上且0.97以下，特别优选为0.80以上且0.96以下。

对于负极合剂层中的电解质的保持性而言，填充密度低的第2区域(弯曲部21a)比填充密度高的第1区域(平坦部21b)良好。在填充密度比(D/C)为0.75以上且0.98以下的情况下，能够将平坦部21b的体积膨胀时挤出的电解质高效地储存在弯曲部21a，平坦部21b的体积收缩时储存于弯曲部21a的电解质快速回到平坦部21b。由此，能够更有效地抑制平坦部21b的电解质不足、以及因其导致的高倍率劣化。

第1区域和第2区域的填充密度(C、D)只要满足上述填充密度比(D/C)则没有特别限定，但从电池容量等的观点出发，均优选为0.9mg/cm³以上，更优选为1.0mg/cm³以上。第1区域的填充密度(C)例如为1.15mg/cm³以上且1.35mg/cm³以下，更优选为1.20mg/cm³以上且1.30mg/cm³以下。第2区域的填充密度(D)例如为1.05mg/cm³以上且1.25mg/cm³以下，更优选为1.10mg/cm³以上且1.20mg/cm³以下。

第1区域的填充密度(C)优选在第1区域的整体上大致均匀。同样，第2区域的填充密度(D)优选在第2区域的整体上大致均匀。其中，可以在第1区域的一部分存在填充密度比其它低的部分、或高的部分(对于第2区域也同样)。填充密度(C、D)是测量负极芯体的每单位面积的负极合剂层的质量、和负极合剂层的厚度，将该质量除以厚度而求出的。

填充密度比(D/C)能够根据将正极板23、负极板24、和间隔件的卷绕体成形为扁平状时的压制条件，控制在0.75以上且0.98以下的范围内。具体来说，通过适当改变压制温度、压制压力、压制时间，能够控制填充密度比(D/C)。将负极合剂浆料的涂布量在负极芯体的成为第1区域的部分与成为第2区域的部分改变，也能控制填充密度比(D/C)，但从生产性等的观点出发，优选在形成填充密度大致均匀的负极合剂层后，通过改变压制条件来控制填充密度比(D/C)。

在压制温度和时间相同的条件的情况下，越提高压制压力，则第1区域的填充密度(C)越容易变高，填充密度比(D/C)越容易变小。另一方面，越降低压制压力，则第1区域的填充密度(C)越容易变低，填充密度比(D/C)越容易变大。压制压力的一例为60kN以上且115kN以下，更优选为60kN以上且80kN以下。

[间隔件]

间隔件中，使用具有离子透过性和绝缘性的多孔性片材。间隔件(多孔性片材)包含例如以选自聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚酰亚胺、和芳族聚酰胺中的至少1种为主成分的多孔质基材。其中，优选聚烯烃，特别优选聚乙烯、和聚丙烯。

间隔件可以仅由树脂制的多孔质基材构成，也可以是在多孔质基材的至少一面形成有包含无机物粒子等的耐热层等的多层结构。另外，树脂制的多孔质基材可以具有聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯等的多层结构。间隔件的厚度例如为10μm以上且30μm以下。间隔件例如平均孔径为0.02μm以上且5μm以下、孔隙率为30％以上且70％以下。一般来说，电极卷绕体21包括两片间隔件，对于各间隔件可以使用相同的材料。

[电池壳]

电池壳30具有上方具有开口的方形外包装体31、和将该开口封口的封口板32。方形外包装体31和封口板32分别为金属制，优选为铝制或铝合金制。尺寸没有特别限定，作为一例，横向长度为120mm以上且140mm以下，高度为60mm以上且70mm以下，厚度为11mm以上且14mm以下。与电极卷绕体的平坦部对置的面的罐厚度壁厚优选为0.3mm以上且1.5mm以下，进一步优选为0.4mm以上且1.1mm以下，特别优选为0.5mm以上且0.7mm以下。若没有0.3mm以上则强度不足，此外，对于电池壳30的划伤有可能不能确保罐内部的充分的密闭性。另外，1.5mm以上时，由于刚性高，即使从电池壳30外用间隔物40按压，也有可能不对电极卷绕体21产生预期的按压。

在方形外包装体31内，电极卷绕体21在被未图示的绝缘片覆盖的状态下容纳。在方形外包装体31的开口缘部，封口板32通过激光焊接等而焊接连接。

封口板32具有电解质注液孔35。电解质注液孔35在向电池壳30内注入非水电解质后，由密封栓36密封。封口板32上，形成有用于在电池内部的压力成为规定值以上时排出气体的气体排出阀37。电池层叠体11中，在多个方形电池20的气体排出阀37的上侧所对应的位置，可以配置用于将从气体排出阀37排出的气体向外部排出的、在层叠方向上长的排放管(未图示)。

[电解质]

电解质从离子传导性的观点出发优选由非水溶剂、和溶解于非水溶剂的电解质盐构成。非水溶剂中，可以使用例如酯类、醚类、腈类、酰胺类、和这些的两种以上的混合溶剂等。非水溶剂可以含有将这些溶剂的氢的至少一部分用氟等卤原子取代的卤取代物。非水电解质的25℃下的粘度优选为2.0mPa·s以上且6.0mPa·s以上，进一步优选为3.0mPa·s以上且5.0mPa·s以下，特别优选为3.5mPa·s以上且4.5mPa·s以下。在低于2.0mPa·s的情况下，充放电导致的电解质的移动量大，从弯曲部21a向电极卷绕体21外漏出电解质，有可能不能高效地储存电解质。在超过6.0mPa·s的情况下，有可能离子传导性降低，输入输出功率降低。电解质盐中，使用例如LiPF₆等锂盐。电解质盐的浓度从电解质粘度的观点出发，优选为0.7mol/L以上且1.5mol/L以下。非水电解质的量优选为20g以上且150g以下，进一步优选为25g以上且75g以下，特别是在电极卷绕体21、电池壳30具有上述尺寸的情况下，从填满正极板23与负极板24与间隔件内的空隙、还有正极板23与负极板24与间隔件的层间形成的空隙的观点出发，非水电解液的量优选为30g以上且50g以下。

接着，利用图3、图4对间隔物40进行说明。图3是表示间隔物40的基板41的立体图。图4是基板41的正面、和在间隔物40上隔着电池壳30重叠的电极卷绕体21的与宽度方向正交的面(高度方向截面)的说明图。

间隔物40在邻接的方形电池20彼此之间配置。间隔物40优选具有使邻接的方形电池20彼此绝缘的功能。在电池壳30被绝缘膜覆盖的情况下，未必需要具有绝缘的功能。另外，间隔物40具有调整电池层叠体11的层叠方向(厚度方向)的长度的功能。进一步，可以通过形成肋部等而在沟槽中流过空气等气体，而具有冷却方形电池20的功能。间隔物40例如将聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、铝合金、不锈钢等成形而制作，但本发明中不限定其材质。

本发明人等发现，电极卷绕体21的平坦部21b位置与基于间隔物40的向方形电池20的按压位置处于优选的关系时，通过充放电挤出、或返回来引导移动的电解质，能够有效地降低高倍率劣化。更具体来说，因充电时的负极的膨胀而电极卷绕体膨胀时，能够将从电极卷绕体21的平坦部21b沿基于肋部45的按压方向挤出的电解质，向与平坦部21b相比填充密度相对低而且罐的按压小且正极板23与间隔件、间隔件与负极板24的层间距离大的弯曲部21a引导。也就是说，能够在弯曲部21a储存电解质。

另外，本发明的电极卷绕体21由于高度方向相对于宽度方向短，从电极卷绕体21的中心部(宽度方向和高度方向的中心部)挤出的电解质不是沿宽度方向长距离挤出，而是沿弯曲部21a方向以大致最短距离沿着基于肋部45的按压方向挤出。挤出并储存于弯曲部21a的电解质能够在放电时等平坦部21b的体积收缩时沿基于肋部45的按压方向以短距离的移动回到平坦部，因而电极卷绕体21中心部(平坦部)的电解质不足被降低。因此可以认为，根据本发明涉及的组电池，能够减少含浸于电极体的平坦部的电解质量的减少所引起的高倍率劣化。

为了最大限度体现本发明效果，对间隔物40的优选形状进行说明。

间隔物40如上所述，具有平板状的基板41、和向基板41的厚度方向的单面、或两面突出的多个肋部45。肋部45沿高度方向延伸形成多条。肋部45在间隔物40配置于方形电池20间时，与电极卷绕体21的平坦部21b对置形成(参照图4)。

肋部45与高度方向大致平行地以直线状形成。大致平行包括从实际上平行的方向到±10°的范围。肋部45沿着高度方向不间断地连续形成。由此，按压电极卷绕体21的平坦部21b时能够不间断地挤出电解质。多个肋部45的各自的长度优选彼此大致相同。由此，能够均匀地按压电极卷绕体21的平坦部21b。

肋部45在与正极合剂层和负极合剂层对置的部分形成。由此，不会对电连接的正极芯体露出部23a的层叠部和正极集电体25、以及负极芯体露出部24a的层叠部和负极集电体26作用按压力。

肋部45的长度L2在将电极卷绕体21的平坦部21b的高度L1设为100时，为60以上且100以下。更严格来说，肋部45的长度L2优选为70以上且90以下，进一步优选为70以上且80以下。

优选按照间隔物40的高度方向的中心与肋部45的高度方向的中心大致一致的方式形成肋部45。由此，肋部45能够在高度方向上不偏向上侧或下侧地按压电极卷绕体21的平坦部21b。

肋部45在基板41上与邻接的肋部45沿宽度方向隔开规定间隔配置。将肋部45的宽度设为A，将邻接的肋部45彼此的间隔设为B时，宽度A与间隔B的关系为2≤B/A≤10。更严格来说，宽度A与间隔B的关系优选为2≤B/A≤5。

对于肋部45的条数而言，如上所述，将肋部45的宽度方向的长度设为宽度A，将邻接的肋部45彼此的间隔设为间隔B，只要满足2≤B/A≤10的条件则没有特别限定。作为一例，可例示为10～15条左右。

肋部45的宽度只要满足上述的2≤B/A≤10的条件则没有特别限定，优选为电极卷绕体横宽的1～10％的长度，进一步优选为2～4％。作为一例可例示为2～4mm左右。

肋部45的间隔只要满足上述的2≤B/A≤10的条件则没有特别限定。作为一例可例示为6～8mm左右。

肋部45的宽度A、肋部45的间隔B在均匀地按压电极卷绕体的观点上优选大致均匀，只要满足上述的2≤B/A≤10的条件则没有特别限定。

肋部形状仅图示出优选的直线形状，但不限于此。例如，从图4的间隔物主视图来看肋部形状不限于长方形，可以是梯形、菱形。该情况下，前述的宽度A和间隔B由肋部高度方向中心长度定义。另外，肋部的突出形状也不限于直线延伸的形状。例如，可以是基板侧宽，与方形型电池抵接的一侧窄。该情况下，前述的宽度A和间隔B由基板侧长度定义。

本实施方式的组电池10中，在间隔物40上在层叠方向的一侧沿着电极卷绕体21的高度方向形成长度35mm、宽度3mm的肋部45，在电极卷绕体21的宽度方向上逐个相距7mm的间隔配置10条。(此时，将电极卷绕体21的平坦部21b的高度设为100时，肋部45的高度方向的长度为70。另外，将肋部宽度设为A，将肋部与取肋部的间隔设为B时，B/A＝2.3)。

需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式及其变形例，在本申请的本申请的技术方案记载的事项的范围内当然能够进行各种变更、改良。

以下，通过实施例进一步说明本发明，但本发明不限于这些实施例。

<实施例1>

[方形电池的制作]

将正极浆料涂布于宽104.8mm的铝箔(涂布宽89.6mm＝沿着电极体的轴向的正极合剂层的长度(K))而形成涂膜，使其干燥。将干燥的涂膜压缩，切断形成了涂膜的集电体从而准备了正极板。另外，将负极浆料涂布于宽106.8mm的铜箔(涂布宽94.8mm)而形成涂膜，使其干燥。将干燥的涂膜压缩，切断形成了涂膜的集电体，从而准备了负极板。间隔件宽为100.0mm。将正极与负极隔着间隔件卷绕，准备了筒状的电极卷绕体。进而以70kN压制筒状的电极卷绕体，制作了具有平坦部和弯曲部的扁平状的电极卷绕体。

电极卷绕体为宽度116.3mm、厚度10.5mm、高度(＝电极卷绕高度(H))57.6mm，长宽比K/H为1.6。电极卷绕体的平坦部为高度50mm。负极合剂层的第2区域的填充密度(D)相对于第1区域的填充密度(C)的比率(D/C)为0.96。电极卷绕体固定片的厚度为10.5mm，将电极卷绕体的正极芯体露出部和负极芯体露出部分别通过焊接连接于封口体的正极集电板和负极集电体，将电极卷绕体插入宽120.0mm(内部尺寸119.2mm)、厚度12.6mm(内部尺寸11.4mm、与电极卷绕体的平坦部对置的面的壁厚0.6mm)、高度65.0mm(内部尺寸62.9mm)的罐中，注入电解质(电解质盐浓度1.3mol/L、粘度4.0mPa·s)38g。充分浸渍电解质盐后，进行临时充电，关闭注液口，从而制作了非水电解质二次方形电池(电池容量为5.0Ah)。

[组电池的制作]

将制作的方形电池、和后述的具有多个肋部的间隔物交替层叠，按照方形电池间的约束厚度成为12.5mm的方式制作了组电池。方形电池按照正极端子与负极端子交替排列的方式改变方向层叠，将层叠方向上邻接的正极端子与负极端子用母线连接，从而将多个方形电池电连接。

实施例1中，使用邻接的方形电池彼此之间配置的间隔物制作了组电池。作为间隔物的材质，使用聚丙烯。对于间隔物在层叠方向的一侧在基板的表面上相互并列地形成长度35mm、宽度3mm的肋部，按照形成的肋部与电极卷绕体的卷绕轴的高度方向平行的方式配置间隔物，沿电极卷绕体的宽度方向以7mm的间隔配置10条(此时，将电极卷绕体的平坦部的高度设为100时，肋部的高度方向的长度如表1中记载成为70。另外，将肋部宽设为A，将肋部与肋部的间隔设为B时，如表1记载B/A＝2.3)。

电池评价中实施循环试验，确认了放电电阻的可逆劣化率。循环试验条件是，在电池温度50℃下，不中断地反复2000次以10It(50A)从初期电池容量的20％充电到80％再从80％放电到20％的循环。充放电电流值不限于10It，通过以5It以上的电流值的循环就可以得到效果。“放电电阻可逆劣化率”定义为从“循环试验60天后的电阻上升率”减去“刚循环试验后的电阻上升率”。电阻上升率设为循环试验后的放电电阻/初期放电电阻×100(％)，放电电阻值设为从电池容量50％以240A放电时的10秒后的电阻值。

<实施例2>

实施例2将实施例1的肋部的长度设为50mm，如表1中记载与电极卷绕体的平坦部的高度相同设为100，除此以外，使用相同的间隔物制作了组电池。

<实施例3>

实施例3将实施例1的肋部的长度设为40mm，如表1记载相对于电极卷绕体的平坦部的高度设为80，除此以外，使用相同的间隔物制作了组电池。

<实施例4>

实施例4将实施例1的肋部的长度设为30mm，如表1记载相对于电极卷绕体的平坦部的高度设为60，除此以外，使用相同的间隔物制作了组电池。

<实施例5>

实施例5将实施例1的肋部的长度设为30mm，将肋部宽度设为2.8mm，以28mm间隔配置4条肋部，除此以外，使用相同的间隔物制作了组电池(此时，如表1记载将电极卷绕体的平坦部的高度设为100时，肋部的高度方向的长度如表1记载成为60。另外，将肋部宽设为A，将肋部与肋部的间隔设为B时，如表1记载B/A＝10)。

<比较例1>

比较例1与电极卷绕体的宽度方向平行地形成长度95mm、宽度3mm的肋部，在电极卷绕体的高度方向上逐个相距7mm的间隔配置5条。

<比较例2>

比较例2将实施例1的肋部的长度如表1中记载设为130，除此以外，使用相同的间隔物制作了组电池。

<比较例3>

比较例3将实施例1的肋部的长度如表1记载设为50，除此以外，使用相同的间隔物制作了组电池。

<比较例4>

比较例4沿着相对于电极卷绕体的宽度方向垂直的方向(高度方向)形成长度50mm、宽度3mm的肋部，沿电极卷绕体的宽度方向逐个相距7mm的间隔从正极端子侧开始配置3条，从负极端子侧开始配置3条。方形电池的中央部的肋部间隔为47mm(此时，将肋部的宽度设为A，将中央部的邻接的肋部彼此的间隔设为B时，如表1记载B/A＝15.7)。

[表1]

实施例的方形电池与比较例的方形电池相比抑制了循环试验后的劣化。作为可以想到的理由，因充电时的负极的膨胀而电极卷绕体膨胀时从电极卷绕体的平坦部挤出的电解质沿肋部方向向弯曲部方向引导，有效地储存在弯曲部。并且，认为是由于，放电时等平坦部的体积收缩时储存于弯曲部的电解质沿肋部方向引导，回到平坦部，从而抑制了平坦部的电解质不足。

比较例1中，按压电极卷绕体的肋部与电极卷绕体的宽度方向平行，因此认为对于充放电导致的电极卷绕体的膨胀收缩，电解质不会向弯曲部方向引导，电解质向电极卷绕体的外侧挤出。认为其结果是，平坦部的电解质不足，高倍率劣化变大。

比较例2中，肋部长度相对于电极卷绕体高度为130而较长。即，肋部接近刚性高的电池壳的封口板和方形外包装体的底部，即使从电池壳30外用间隔物40按压，也不会对电极卷绕体21产生预期的按压，因此认为对于充放电导致的电极卷绕体的膨胀收缩，向弯曲部引导电解质的能力低。认为其结果是，平坦部的电解质不足，高倍率劣化变大。

比较例3中，认为肋部的长度相对于电极卷绕体的高度没有充分的长度，在充放电导致的电极卷绕体的膨胀收缩时，电解质从电极卷绕体的平坦部的没有被肋部按压的区域向电极卷绕体的外侧挤出。认为其结果是，平坦部的电解质不足，放电电阻的可逆劣化率变大。

比较例4中，B/A为15.7而较大。相对于对宽度方向的按压部，非按压部更宽广，因此认为不能将电解质的移动方向控制为弯曲部方向。认为其结果是，由于电解质向电极卷绕体的外侧挤出从而电极卷绕体内的电解质不足，高倍率劣化变大。

附图标记说明

10 组电池

11 电池层叠体

20 方形电池

21 电极卷绕体

21a 弯曲部

21b 平坦部

23 正极板

23a 正极芯体露出部

24 负极板

24a 负极芯体露出部

25 正极集电体

26 负极集电体

27 绝缘片

30 电池壳

31 方形外包装体

32 封口板

33 正极端子

33a 凸缘部

34 负极端子

34a 凸缘部

35 电解质注液孔

36 密封栓

37 气体排出阀

40 间隔物

41 基板

42 框部

45 肋部

Claims

1.一种组电池，其特征在于，是具有方形电池和间隔物的组电池，

所述方形电池具备扁平状卷绕形的电极卷绕体、非水电解质、以及容纳所述电极卷绕体和所述非水电解质的电池壳，所述电极卷绕体中，包含正极合剂层的正极板与包含负极合剂层的负极板隔着间隔件卷绕，具有外周面平坦的平坦部、和外周面为曲面的2个弯曲部，

所述间隔物具有基板、和向所述基板的至少一侧突出的多个肋部，

所述肋部与所述电极卷绕体的所述平坦部对置，沿着与所述电极卷绕体的卷绕轴大致垂直的方向延伸而形成，并且仅在与所述正极合剂层和所述负极合剂层对置的部分形成，

将所述电极卷绕体的所述平坦部的高度设为100时，所述肋部的长度为60以上且100以下，

将所述肋部的宽度设为A，将邻接的所述肋部彼此的间隔设为B时，2≤B/A≤10，

所述组电池包含至少一个以上的按照所述间隔物、所述方形电池、所述间隔物的顺序层叠而成的最小单元，

沿着所述肋部的宽度方向的所述正极合剂层的长度K相对于与所述电极卷绕体的宽度方向和厚度方向垂直的方向的长度H的比率K/H为1.2以上，

所述负极合剂层包含位于所述电极卷绕体的所述平坦部的第1区域、和位于所述2个弯曲部的第2区域，所述第2区域的填充密度D相对于所述第1区域的填充密度C的比率D/C为0.75以上且0.98以下。

2.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，

所述电池壳中，容纳有20g以上且150g以下的量的所述非水电解质。

3.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，

所述非水电解质的粘度为2.0mPa·s以上且6.0mPa·s以下。

4.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，

所述电池壳由铝或铝合金形成，与所述电极卷绕体的所述平坦部对置的面的壁厚为0.3mm以上且1.5mm以下。

5.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，

所述负极合剂层包含体积基准的中值粒径为8μm以上且12μm以下的负极活性物质、苯乙烯－丁二烯橡胶、和羧甲基纤维素或其盐。