CN115133214A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次电池。二次电池包括容器、电解液、电极体和多孔构件。电极体的轮廓面包括第一区域和第二区域。在第一区域中，电极板露出。在第二区域中，电极板不露出。第一区域和第二区域中的至少一方包括第三区域。第三区域面向容器的底面。满足“5.00×10‑2＜Vp/Ve＜2.00×10‑1”、“2.00×10‑1＜Sp1/Se1”和“Sp2/Se2＜1.00×10‑1”的关系。Ve表示电极体的体积。Vp表示多孔构件的体积。Se1表示第一区域的面积。Sp1表示多孔构件与第一区域的接触面积。Se2表示第二区域的面积。Sp2表示多孔构件与第二区域的接触面积。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
日本特开2007-157427号公报公开了多孔的隔离件。
发明内容
由于反复充放电循环，二次电池(在本说明书中可简称为“电池”。)的容量逐渐降低。作为容量降低的一个原因，可举出电解液分布的不均匀性。
电池包括容器。容器收纳电极体和电解液。电解液浸渍电极体。电极体包括正极板和负极板。在本说明书中，“正极板和负极板中的至少一方”可统称为“电极板”。
电极板随着充放电而反复膨胀和收缩。由于电极板的体积变化，电极体内的空隙量也可能变化。例如，在充电时，电极体内的空隙减少，从而电解液可能从电极体被挤出。从电极体排出的电解液可贮存在容器的底面。在本说明书中，贮存于容器的底面的电解液也记为“贮存液”。例如，在放电时，电极体内的空隙增加，从而贮存液可能被吸引到电极体中。
电极体的轮廓面包括露出面和非露出面。在露出面上，电极板露出。在非露出面上，电极板不露出。例如，在卷绕型的电极体中，与卷绕轴正交的两端面可以是露出面。不与卷绕轴交叉的平面和曲面可以是非露出面。
电解液的排出可能从整个露出面发生。电解液的吸引可能从露出面中的与贮存液接触的区域发生。因此，可认为电解液难以返回到露出面中的不与贮存液接触的区域。由于电解液的排出和吸引的不均衡，在电极体内可能产生电解液分布的不均匀性。可认为由于电解液分布不均匀，导致电极反应变得不均匀，可能促进容量降低。
本发明的目的是改善循环耐久性。
以下，说明本发明的结构和作用效果。但是，本说明书的作用机理包括推定。作用机理不限定本发明的范围。
〔1〕二次电池包括容器、电解液、电极体和多孔构件。
容器收纳电解液、电极体和多孔构件。容器包括顶面、底面和侧面。底面与顶面相向。侧面将顶面和底面连接。
电极体包括正极板、负极板和间隔件。间隔件将正极板和负极板分离。电极体的轮廓面包括第一区域和第二区域。在第一区域中，正极板和负极板中的至少一方露出。在第二区域中，正极板和负极板不露出。第一区域和第二区域中的至少一方包括第三区域。第三区域面向底面。
多孔构件包括沿着轮廓面在连结底面和顶面的方向上延伸的部分。多孔构件覆盖第一区域的至少一部分。
满足下述式(A)、(B)和(C)的关系：
5.00×10-2＜Vp/Ve＜2.00×10-1...(A)
2.00×10-1＜Sp1/Se1...(B)
Sp2/Se2＜1.00×10-1...(C)。
在上述式(A)中，Ve表示电极体的体积。Vp表示多孔构件的体积。
在上述式(B)中，Se1表示第一区域的面积。Sp1表示多孔构件与第一区域的接触面积。
在上述式(C)中，Se2表示第二区域的面积。Sp2表示多孔构件与第二区域的接触面积。
在本发明中，除了电极体和电解液之外，还将多孔构件配置在容器内。通过多孔构件，能够减轻电解液分布的不均匀性。
第一区域相当于露出面。第二区域相当于非露出面。容器的底面能够贮存贮存液。多孔构件覆盖第一区域(露出面)的一部分。多孔构件沿着电极体的轮廓面在连结底面和顶面的方向上延伸。连结容器的底面和顶面的方向在电池的使用时能够与铅垂方向平行。多孔构件能够与贮存液接触。与多孔构件接触的贮存液能够通过毛细管现象向铅垂上方移动。即，电解液也能够返回到远离贮存液的液面的位置。由此，可期待减轻伴随充放电循环产生的容量降低。即，可期待循环耐久性的改善。
但是，例如在多孔构件的体积相对于电极体的体积过大的情况下，电解液可能会滞留于多孔构件，在电极体中电解液有可能枯竭。结果，反而有可能促进容量降低。另外，电解液不从非露出面被吸引到电极体内。在多孔构件中的覆盖非露出面的部分的比率过高的情况下，电解液也可能会滞留于多孔构件，在电极体中电解液有可能枯竭。通过满足上述式(A)～(C)，电解液具有不易滞留于多孔构件且电解液容易返回到电极体的倾向。
〔2〕也可以还满足下述式(D)的关系：
2.00＜Sp1/Ve...(D)。
通过满足上述式(D)的关系，可期待循环耐久性的改善。
〔3〕也可以还满足下述式(E)的关系：
Sp4/Se3＜5.00×10-1...(E)。
在上述式(E)中，Se3表示第三区域的面积。Sp4表示多孔构件与第三区域的接触面积。
通过满足上述式(E)的关系，可期待循环耐久性的改善。
〔4〕也可以还满足下述式(F)的关系：
5.00-1＜Sp3/Ve...(F)。
在上述式(F)中，Sp3表示多孔构件与底面的接触面积。
〔5〕多孔构件也可以具有例如50％以上的孔隙率。
通过多孔构件具有50％以上的孔隙率，可期待促进电解液的返回。
根据结合附图理解的关于本发明的以下详细说明，可明确本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点。
附图说明
图1是表示第一电池的概略图。
图2是表示第一电极体和第一多孔构件的概略图。
图3是表示第二电池的概略图。
图4是表示第二电极体和第二多孔构件的概略图。
图5是表示第三电池的概略图。
图6是表示第三电极体和第三多孔构件的概略图。
图7是表示第四电池的第一概略图。
图8是表示第四电极体和第四多孔构件的概略图。
图9是表示第四电池的第二概略图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式(在本说明书中也记为“本实施方式”。)。但是，以下的说明不限定本发明的范围。例如，关于本说明书中的作用效果的记载并不将本发明的范围限定到该作用效果全部发挥的范围内。
<用语的定义等>
在本说明书中，“具备、包括(comprise，include)”、“具有(have)”及其变形〔例如“由......构成(be composed of)”、“包含(encompass，involve)”、“含有(contain)”、“承载(carry，support)”、“保持(hold)”等〕的记载是开放式的。开放式除了必需要素之外，可以进一步包括追加要素，也可以不包括追加要素。“由......组成(consist of)”的记载是封闭式的。“实质上由......组成(consist essentially of)”的记载是半封闭式的。半封闭式在不阻碍本发明的目的的范围内，除了必需要素之外还可以进一步包括追加要素。例如，也可以包括本发明所属的领域中通常设想的要素(例如，不可避免的杂质等)作为追加要素。
在本说明书中，以单数形式(a，an，the)表达的要素只要没有特别说明，也包括复数形式。例如，“颗粒”不仅指“一个颗粒”，也可意指“颗粒的集合体(粉体、粉末、颗粒群)”。
在本说明书中，例如“50％至90％”以及“50～90％”等数值范围只要没有特别说明，则包括上限值和下限值。即，“50％至90％”以及“50～90％”均表示“50％以上且90％以下”的数值范围。另外，也可以将从数值范围内任意选择的数值作为新的上限值和下限值。例如，也可以通过任意组合数值范围内的数值和本说明书中的其他部分、表中、图中等记载的数值来设定新的数值范围。
在本说明书中，所有数值都由用语“约”修饰。用语“约”可以意指例如±5％、±3％、±1％等。所有数值是能够根据本发明的利用方式而变化的近似值。所有数值都由有效数字表示。所有测定值等能够基于有效数字的位数通过四舍五入进行处理。所有数值可以包括例如伴随检测极限等的误差。
本说明书中的几何用语(例如，“平行”、“垂直”、“正交”等)不应在严格意义上进行解释。例如，“平行”也可以稍微偏离严格意义上的“平行”。本说明书中的几何用语例如可包括设计上、作业上、制造上等的公差、误差等。各图中的尺寸关系有时与实际的尺寸关系不一致。为了帮助理解本发明，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)有时会变更。并且有时也省略一部分结构。
本说明书中的“底面”表示容器的内表面中的、包含在电池的使用时成为铅垂方向上最低位置的部位的面。“顶面”表示与底面相向的面。顶面、底面、侧面分别可以是平面，也可以是曲面。
在本说明书中，连结底面和顶面的方向也记为“高度方向”。高度方向相当于各图的Z轴方向。此外，“宽度方向”相当于各图的X轴方向，“进深方向”相当于各图的Y轴方向。
本说明书中的“轮廓面”是轮廓线三维扩展的概念。轮廓面是从任意方向观察到的对象物的轮廓线的集合。
本说明书中的“体积”只要没有特别说明，则表示表观体积。表观体积包括内部孔隙的体积。外观体积由对象物的外形尺寸求出。
本说明书中的“接触面积”只要没有特别说明，则表示表观接触面积。在求接触面积时，接触面被视为平面。不考虑接触面的凹凸。
本说明书的“孔隙率”表示通过以下步骤求出的值。测定多孔构件(干燥状态)的质量。多孔构件浸渍于电解液中。在电解液充分渗透到多孔构件中之后，将多孔构件从电解液中提起。测定保持有电解液的多孔构件的质量。根据质量增量求出被吸引到多孔构件中的电解液的质量。根据电解液的质量求出电解液的体积。通过电解液的体积除以多孔构件的体积，求出孔隙率。孔隙率以百分比表示。孔隙率测定三次以上。采用三次以上的结果的算术平均。
<二次电池>
本说明书中的“二次电池”表示包含电解液且能够充电的电池。只要包含电解液且能够充电，二次电池可以是任意的电池系统。二次电池例如可以是非水系电池(锂离子电池、钠离子电池等)，也可以是水系电池(镍氢电池等)。
二次电池例如可以具有1～200Ah的额定容量。二次电池能够用于任意的用途。二次电池例如可以在电动车辆等中用作主电源或动力辅助用电源。也可以通过连结多个二次电池来形成电池模块或电池组。即，在本发明中，也能够提供包括多个二次电池的电池模块或电池组。
二次电池可具有任意的方式。二次电池例如可包括以下说明的第一电池100、第二电池200、第三电池300和第四电池400。但是，第一电池100～第四电池400仅是例示。
<第一电池>
图1是表示第一电池的概略图。
第一电池100包括第一容器110、第一电解液120、第一电极体130和第一多孔构件140。
《第一容器》
第一容器110例如可以是金属制的罐等。第一容器110例如可以是铝(Al)合金制。第一容器110例如也可以是方形(长方体状)。第一容器110包括顶面110a、底面110b和侧面110c。底面110b与顶面110a相向。侧面110c将顶面110a和底面110b连接。例如，第一容器110可以是带盖的容器。盖可以包括顶面110a。容器主体也可以包括底面110b和侧面110c。第一容器110可以是密封的。例如也可以通过激光加工将盖与容器主体接合。可以在盖上设置有正极端子111和负极端子112。也可以在盖上还设置有注液孔、气体排出阀等。第一容器110收纳第一电解液120、第一电极体130和第一多孔构件140。
《第一电解液》
第一电解液120的一部分浸渍第一电极体130。第一电解液120的一部分是贮存液。贮存液与底面110b的至少一部分接触。贮存液也可以与侧面110c的一部分接触。例如，在第一电池100是锂离子电池的情况下，第一电解液可以包含有机溶剂和支持电解质(锂盐等)。
《第一电极体》
第一容器110可以单独收纳1个第一电极体130，也可以收纳多个第一电极体130。即，第一电池100可以包括多个第一电极体130。第一电池100例如可以包括2～5个第一电极体130。
图2是表示第一电极体和第一多孔构件的概略图。
第一电极体130是层叠型。即，第一电极体130通过交替层叠电极板和间隔件而形成。电极板包括正极板和负极板。正极板和负极板分别例如可以是板状、片状等。正极板和负极板分别例如可以具有矩形形状的平面形状。
正极板包含正极活性物质。负极板包含负极活性物质。例如，在第一电池100是锂离子电池的情况下，正极活性物质可以包含钴酸锂等，负极活性物质可以包含石墨等。
正极板与正极端子111的连接部(未图示)例如可以沿Z轴方向导出，也可以沿X轴方向导出。负极板与负极端子112的连接部(未图示)例如可以沿Z轴方向导出，也可以沿X轴方向导出。
间隔件的至少一部分介于正极板与负极板之间。间隔件是电绝缘性的。间隔件将正极板和负极板分离。间隔件可以是片状。间隔件是多孔性的。第一电解液120能够渗透到间隔件中。
(第一区域、第二区域)
第一电极体130的轮廓面包括第一区域130a和第二区域130b。第一区域130a是露出面。在第一区域130a中，正极板和负极板中的至少一方露出。即，在第一区域130a中，正极板和负极板中的至少一方的侧面从间隔件露出。侧面只要至少一部分露出即可。例如，可以是正极板或负极板的侧面从间隔件露出。例如，可以是正极板或负极板被袋状的间隔件包围。例如，可以是正极板和负极板双方的侧面从间隔件露出。“电极板的侧面”表示与电极板的主面交叉的端面。电极板的侧面可以倾斜，也可以不平坦。在XZ平面中，第一区域130a遍及第一电极体130的整周地形成。
第二区域130b是非露出面。在第二区域130b中，正极板和负极板不露出。即，在第二区域130b中，正极板和负极板的侧面不从间隔件露出。第二区域130b是电极板的层叠方向(图2的Y轴方向)上的第一电极体130的两端面。
(第三区域)
第一区域130a包括第三区域130c。即，第一区域130a和第二区域130b中的至少一方包括第三区域130c。第三区域130c面向底面110b。即，第三区域130c表示在从底面110b侧以与Z轴方向平行的视线观察第一电极体130时看到的区域。在第一电池100的使用时，第三区域130c可以与贮存液接触，也可以位于比贮存液的液面低的位置。第三区域130c可以与底面110b接触。
《第一多孔构件》
第一多孔构件140覆盖第一区域130a(露出面)的至少一部分。第一多孔构件140也可以实质上覆盖整个第一区域130a。第一多孔构件140可以覆盖第二区域130b(非露出面)的一部分。第一多孔构件140包括沿着第一电极体130的轮廓面在高度方向(Z轴方向)上延伸的部分。
第一多孔构件140例如可以与贮存液接触。第一多孔构件140可以沿着第一电极体130的轮廓面在远离贮存液的液面的方向上延伸。第一电极体130可以与侧面110c接触。第一电极体130可以沿着侧面110c在高度方向上延伸。
第一多孔构件140例如可以与底面110b接触。可认为通过第一多孔构件140与底面110b接触，即使在贮存液较少的情况下，第一多孔构件140也能够与贮存液接触。第一多孔构件140将贮存液吸起，从而可期待第一电解液120从第一区域130a(露出面)返回到第一电极体130内。第一电解液120也返回到远离贮存液的液面的位置，从而可期待循环耐久性的改善。
第一多孔构件140例如可以具有电绝缘性。第一多孔构件140例如可以具有相对于第一电解液120的耐性。第一电解液120例如可以相对于第一多孔构件140显示出高润湿性。由于第一电解液120的润湿性高(接触角小)，从而可期待第一电解液120的吸收速度变高。第一多孔构件140例如可以包含从由聚氨酯、聚苯乙烯和聚烯烃构成的组中选择的至少一种。聚烯烃例如可以包含从由聚乙烯和聚丙烯构成的组中选择的至少一种。
第一多孔构件140例如可以包含无纺布、海绵、泡沫等。第一多孔构件140例如可以具有50％以上的孔隙率。通过第一多孔构件140具有50％以上的孔隙率，可期待促进第一电解液120的返回。第一多孔构件140例如也可以具有70～90％的孔隙率。
《Vp/Ve》
第一电池100中的“Vp/Ve(无量纲量)”是第一多孔构件140的体积(Vp)相对于第一电极体130的体积(Ve)的分比。在第一容器110内收纳有多个第一电极体130的情况下，全部的第一电极体130的合计体积视为Ve。可认为Vp/Ve对第一电极体130与第一多孔构件140之间的第一电解液120的分配等造成影响。
在第一电池100中，满足“式(A)：5.00×10-2＜Vp/Ve＜2.00×10-1”的关系。在后述的第二电池200、第三电池300和第四电池400中也同样。Vp/Ve例如可以是5.10×10-2以上，也可以是7.40×10-2以上，还可以是1.03×10-1以上。Vp/Ve例如可以是1.96×10-1以下，也可以是1.26×10-1以下，还可以是1.18×10-1以下。通过使Vp/Ve在这些范围内，可期待例如循环耐久性的改善。
《Sp1/Se1》
第一电池100中的“Sp1/Se1(无量纲量)”是第一多孔构件140与第一区域130a的接触面积(Sp1)相对于第一区域130a(露出面)的面积(Se1)的分比。在第一容器110内收纳有多个第一电极体130的情况下，全部的第一电极体130中的第一区域130a的合计面积视为Se1。可认为Sp1/Se1越大，第一电解液120越容易返回到第一电极体130内。
在第一电池100中满足“式(B)：2.00×10-1＜Sp1/Se1”的关系。在后述的第二电池200、第三电池300和第四电池400中也同样。Sp1/Se1例如可以是2.31×10-1以上，也可以是2.86×10-1以上，还可以是3.66×10-1以上。Sp1/Se1例如可以是5.78×10-1以下，也可以是3.85×10-1以下。通过使Sp1/Se1在这些范围内，可期待例如循环耐久性的改善。
《Sp2/Se2》
第一电池100中的“Sp2/Se2(无量纲量)”是第一多孔构件140与第二区域130b的接触面积(Sp2)相对于第二区域130b(非露出面)的面积(Se2)的分比。在第一容器110内收纳有多个第一电极体130的情况下，全部的第一电极体130中的第二区域130b的合计面积视为Se2。可认为若Sp2/Se2变大，则滞留在返回路径以外的区域的电解液增加。“返回路径”表示第一电解液120返回到第一电极体130的路径。
在第一电池100中满足“式(C)：Sp2/Se2＜1.00×10-1”的关系。在后述的第二电池200、第三电池300和第四电池400中也同样。Sp2/Se2例如可以是5.00×10-2以下，也可以是0～5.00×10-2。通过使Sp2/Se2在这些范围内，可期待例如循环耐久性的改善。
《Sp1/Ve》
第一电池100中的“Sp1/Ve(量纲L-1)”是第一多孔构件140与第一区域130a(露出面)的接触面积(Sp1)相对于第一电极体130的体积(Ve)的分比。可期待Sp1/Ve越大，第一电解液120的返回路径越多。在第一电池100中，例如也可以满足“式(D)：2.00＜Sp1/Ve”的关系。在后述的第二电池200、第三电池300和第四电池400中也同样。Sp1/Ve例如可以是3.70以上，也可以是6.15以上。Sp1/Ve例如可以是7.41以下。通过使Sp1/Ve在这些范围内，可期待例如循环耐久性的改善。
《Sp4/Se3》
第一电池100中的“Sp4/Se3(无量纲量)”表示第一多孔构件140与第三区域130c的接触面积(Sp4)相对于第三区域130c的面积(Se3)的分比。在第一电池100的使用时，第三区域130c可以位于铅垂方向上最低的位置。可认为滞留在第三区域130c的周围的第一电解液120难以返回到第一电极体130。可期待Sp4/Se3越小，第一电解液120的滞留量减少。在第一电池100中，例如也可以满足“式(E)：Sp4/Se3＜5.00×10-1”的关系。在后述的第二电池200、第三电池300和第四电池400中也同样。Sp4/Se3例如可以是3.33×10-1以下，也可以是0～1.00×10-1。
《Sp3/Ve》
第一电池100中的“Sp3/Ve(量纲L-1)”表示第一多孔构件140与底面110b的接触面积(Sp3)相对于第一电极体130的体积(Ve)的分比。也可认为接触面积(Sp3)是第一多孔构件140与贮存液的有效接触面积。在第一电池100中，例如也可以满足“式(F)：5.00×10-1＜Sp3/Ve”的关系。在后述的第二电池200、第三电池300和第四电池400中也同样。Sp3/Ve例如可以是1.03以上，也可以是3.70以上。Sp3/Ve例如可以是1.07×102以下，也可以是4.07×101以下，还可以为1.74×101以下。
以下，对于第二电池200、第三电池300和第四电池400，主要以与第一电池100的不同点为中心进行说明。
<第二电池>
图3是表示第二电池的概略图。
第二电池200包括第二容器210、第二电解液220、第二电极体230和第二多孔构件240。第二容器210可以具有与上述第一容器110同样的构造。第二电解液220可以具有与第一电解液120同样的结构。第二电池200可以单独包括1个第二电极体230，也可以包括多个第二电极体230。
《第二电极体》
图4是表示第二电极体和第二多孔构件的概略图。
第二电极体230是卷绕型。例如通过层叠电极板和间隔件，能够形成层叠体。并且，通过将层叠体卷绕成螺旋状，能够形成第二电极体230。第二电极体230也可以成形为扁平状。
电极板包括正极板和负极板。正极板、负极板、间隔件分别例如可以具有带状的平面形状。间隔件的至少一部分介于正极板与负极板之间。间隔件将正极板和负极板分离。正极板与正极端子211的连接部(未图示)例如可以沿Z轴方向导出。负极板与负极端子212的连接部(未图示)例如可以沿Z轴方向导出。
第二电极体230的卷绕轴(单点划线)与高度方向(Z轴方向)平行。第二电极体230的轮廓面包括第一区域230a和第二区域230b。第一区域230a是露出面。第一区域230a是与卷绕轴正交的两端面。第二区域230b是非露出面。在XY平面中，第二区域230b遍及第二电极体230的整周地形成。
第一区域230a包括第三区域230c。即，第一区域230a和第二区域230b中的至少一方包括第三区域230c。第三区域230c面向底面210b。第三区域230c可以与底面210b接触。
《第二多孔构件》
第二多孔构件240覆盖第一区域230a(露出面)的一部分。第二多孔构件240包括沿着第二电极体230的轮廓面在高度方向(Z轴方向)上延伸的部分。并且，第二多孔构件240还包括沿着第二电极体230的轮廓面在宽度方向(X轴方向)上延伸的部分。第二多孔构件240在沿宽度方向延伸的部分覆盖第一区域230a。第二电解液220能够从底面210b附近被吸起，并从与顶面210a相向的第一区域230a返回到第二电极体230内。
<第三电池>
图5是表示第三电池的概略图。
第三电池300包括第三容器310、第三电解液320、第三电极体330和第三多孔构件340。第三容器310可以具有与上述第一容器110同样的构造。第三电解液320可以具有与第一电解液120同样的结构。第三电池300可以单独包括1个第三电极体330，也可以包括多个第三电极体330。
《第三电极体》
图6是表示第三电极体和第三多孔构件的概略图。
第三电极体330是卷绕型。正极板与正极端子311的连接部(未图示)例如可以沿X轴方向导出。负极板与负极端子312的连接部(未图示)例如可以沿X轴方向导出。
第三电极体330的卷绕轴(单点划线)与宽度方向(X轴方向)平行。第三电极体330的轮廓面包括第一区域330a和第二区域330b。第一区域330a是露出面。第一区域330a是与卷绕轴正交的两端面。第二区域330b是非露出面。在ZY平面中，第二区域330b遍及第三电极体330的整周地形成。
第二区域330b包括第三区域330c。即，第一区域330a和第二区域330b中的至少一方包括第三区域330c。第三区域330c面向底面310b。第三区域330c可以与底面310b接触。
《第三多孔构件》
第三多孔构件340覆盖第一区域330a(露出面)的一部分。第三多孔构件340包括沿着第三电极体330的轮廓面在高度方向(Z轴方向)上延伸的部分。第三电解液320能够从底面310b附近被吸起，并从与侧面310c相向的第一区域330a返回到第三电极体330内。
<第四电池>
图7是表示第四电池的第一概略图。
第四电池400包括第四容器410、第四电解液(未示出)、第四电极体430和第四多孔构件440。第四电池400可以单独包括1个第四电极体430，也可以包括多个第四电极体430。
《第四容器》
第四电池400是所谓的“袋型(也称为层压型。)”。第四容器410包括袋。第四容器410可以实质上由袋构成。袋例如可以是Al层压膜制。在XY平面中，对第四容器410的周缘进行热熔接，从而能够将第四容器410密封。
正极引线极耳413例如可以沿Y轴方向导出。正极引线极耳413将正极端子411和正极板连接。负极引线极耳414例如可以沿Y轴方向导出。负极引线极耳414将负极端子412和负极板连接。
《第四电极体》
图8是表示第四电极体和第四多孔构件的概略图。
第四电极体430是层叠型。第四电极体430的轮廓面包括第一区域430a和第二区域430b。第一区域430a是露出面。在XY平面中，第一区域430a遍及第四电极体430的整周地形成。第二区域430b是非露出面。第二区域430b是电极板的层叠方向(图8的Z轴方向)上的第四电极体430的两端面。
第二区域430b包括第三区域430c。即，第一区域430a和第二区域430b中的至少一方包括第三区域430c。第三区域430c面向底面410b。第三区域430c可以与底面410b接触。
《第四多孔构件》
第四多孔构件440覆盖第一区域430a(露出面)的一部分。第四多孔构件440包括沿着第四电极体430的轮廓面在高度方向(Z轴方向)上延伸的部分。第四电解液能够从底面410b附近被吸起，并从与侧面410c相向的第一区域430a返回到第四电极体430内。
图9是表示第四电池的第二概略图。
只要满足上述式(A)～(C)的关系，第四多孔构件440例如也可以包括介于底面410b和第四电极体430(第三区域430c)之间的部分。
【实施例】
以下，说明本发明的实施例(在本说明书中也记为“本实施例”。)。但是，以下的说明不限定本发明的范围。
在本实施例中，通过将发泡聚丙烯(PP)加工成规定形状，制作第一多孔构件140～第四多孔构件440。发泡PP具有80％的孔隙率。
<第一试验>
《二次电池的制造》
制造了No.1-1～No.1-3的试验电池(锂离子电池)。No.1-1～No.1-3的试验电池具有按照第一电池100的构造(参照图1、图2)。第一容器110是Al合金制的方形罐。第一容器110具有“W148mm×H91mm×D26.5mm(宽度×高度×进深)”的外形尺寸。额定容量为50Ah。各部的尺寸关系示于下述表1。在下述表1、2中，例如“2.44E-04”表示“2.44×10-4”。例如“1.74E+01”表示“1.74×10-1”。
在No.1-1的试验电池中，第一多孔构件140具有5mm的宽度尺寸。
在No.1-2的试验电池中，第一多孔构件140具有3mm的宽度尺寸。即，与No.1-1的试验电池相比，第一多孔构件140的宽度尺寸短2mm。
准备了PP片。PP片具有实质上0％的孔隙率(以下相同)。可认为PP片不透过电解液。在No.1-3的试验电池中，通过PP片调整了第一多孔构件140与第一区域130a的接触面积(Sp1)。即，以有效接触面积(Sp1)达到原本的接触面积的50％的方式在第一多孔构件140与第一区域130a之间配置PP片。
No.1-4的试验电池是不使用第一多孔构件140而制造的。
《循环耐久性的评价》
在25℃的温度环境下，实施了1000次循环的充放电循环。1个循环表示下述“充电→休止→放电”的一个巡回。通过将第1000次循环的放电容量除以第1次循环的放电容量，求出容量维持率。容量维持率示于下述表2。可认为容量维持率越高，循环耐久性越好。
充电：充电电流＝1It，截止电压＝4.2V
休止：60秒
放电：放电电流＝1It，截止电压＝2.5V
“1It”定义为在1小时内流完额定容量的电流。
《结果》
No.1-1的试验电池示出了良好的循环耐久性。在No.1-1的试验电池中，满足上述式(A)～(C)的关系。
No.1-2的试验电池的循环耐久性低。在No.1-2的试验电池中，不满足上述式(A)的关系。
No.1-3的试验电池的循环耐久性低。在No.1-3的试验电池中，不满足上述式(B)的关系。
No.1-4的试验电池的循环耐久性低。No.1-4的试验电池不包括第一多孔构件140。
<第二试验>
《二次电池的制造》
制造了No.2-1～No.2-3的试验电池(锂离子电池)。No.2-1～No.2-3的试验电池具有按照第二电池200的构造(参照图3、图4)。第二容器210是Al合金制的方形罐。第二容器210具有“W148mm×H91mm×D26.5mm(宽度×高度×进深)”的外形尺寸。额定容量为50Ah。各部的尺寸关系示于下述表1。
在No.2-1的试验电池中，第二多孔构件240具有5mm的宽度尺寸。
在No.2-2的试验电池中，第二多孔构件240具有3mm的宽度尺寸。即，与No.2-1的试验电池相比，第二多孔构件240的宽度尺寸短2mm。
在No.2-3的试验电池中，通过PP片调整了第二多孔构件240与第一区域230a的接触面积(Sp1)。即，以有效接触面积(Sp1)达到原本的接触面积的50％的方式在第二多孔构件240与第一区域230a之间配置PP片。
《循环耐久性的评价》
与第一试验同样地评价循环耐久性。
《结果》
No.2-1的试验电池示出了良好的循环耐久性。在No.2-1的试验电池中，满足上述式(A)～(C)的关系。
No.2-2的试验电池的循环耐久性低。在No.2-2的试验电池中，不满足上述式(A)的关系。
No.2-3的试验电池的循环耐久性低。在No.2-3的试验电池中，不满足上述式(B)的关系。
<第三试验>
《二次电池的制造》
制造了No.3-1～No.3-3的试验电池(锂离子电池)。No.3-1～No.3-3的试验电池具有按照第三电池300的构造(参照图5、图6)。第三容器310是Al合金制的方形罐。第三容器310具有“W148mm×H91mm×D26.5mm(宽度×高度×进深)”的外形尺寸。额定容量为37Ah。各部的尺寸关系示于下述表1。
在No.3-1的试验电池中，第三多孔构件340具有5mm的宽度尺寸。
在No.3-2的试验电池中，第三多孔构件340具有3mm的宽度尺寸。即，与No.3-1的试验电池相比，第三多孔构件340的宽度尺寸短2mm。
在No.3-3的试验电池中，通过PP片调整了第三多孔构件340与第一区域330a的接触面积(Sp1)。即，以有效接触面积(Sp1)达到原本的接触面积的50％的方式在第三多孔构件340与第一区域330a之间配置PP片。
《循环耐久性的评价》
与第一试验同样地评价循环耐久性。
《结果》
No.3-1的试验电池示出了良好的循环耐久性。在No.3-1的试验电池中，满足上述式(A)～(C)的关系。
No.3-2的试验电池的循环耐久性低。在No.3-2的试验电池中，不满足上述式(A)的关系。
No.3-3的试验电池的循环耐久性低。在No.3-3的试验电池中，不满足上述式(B)的关系。
<第四试验>
制造了No.4-1～No.4-8的试验电池(锂离子电池)。No.4-1～No.4-5的试验电池具有按照第四电池400的构造(参照图7、图8)。第四容器410是Al层压膜制的袋。第四容器410具有“W90mm×H16mm×D280mm(宽度×高度×进深)”的外形尺寸。额定容量为50Ah。各部的尺寸关系示于下述表1。
在No.4-1的试验电池中，第四多孔构件440具有10mm的宽度尺寸。
在No.4-2的试验电池中，第四多孔构件440具有5mm的宽度尺寸。即，与No.4-1的试验电池相比，第四多孔构件440的宽度尺寸短5mm。
在No.4-3的试验电池中，通过PP片调整了第四多孔构件440与第一区域430a的接触面积(Sp1)。即，以有效接触面积(Sp1)达到原本的接触面积的50％的方式在第四多孔构件440与第一区域430a之间配置PP片。
在No.4-4的试验电池中，通过PP片调整了第四多孔构件440与第一区域430a的接触面积(Sp1)。即，以有效接触面积(Sp1)达到原本的接触面积的33.3％的方式在第四多孔构件440与第一区域430a之间配置PP片。
在No.4-5的试验电池中，通过PP片调整了第四多孔构件440与第一区域430a的接触面积(Sp1)。即，以有效接触面积(Sp1)达到原本的接触面积的25％的方式在第四多孔构件440与第一区域430a之间配置PP片。
在No.4-6～No.4-8的试验电池中，在第四电极体430(第三区域430c)与底面410b之间也配置有第四多孔构件440(参照图9)。在第四电极体430与底面410b之间，第四多孔构件440具有3mm的高度尺寸(厚度尺寸)。
在No.4-6的试验电池中，整个第三区域430c被第四多孔构件440覆盖。
在No.4-7的试验电池中，第三区域430c中的以面积分比计33.3％被第四多孔构件440覆盖。
在No.4-8的试验电池中，第三区域430c中的以面积分比计10％被第四多孔构件440覆盖。
《循环耐久性的评价》
与第一试验同样地评价循环耐久性。
《结果》
No.4-1的试验电池示出了良好的循环耐久性。在No.4-1的试验电池中，满足上述式(A)～(C)的关系。
No.4-2的试验电池的循环耐久性低。在No.4-2的试验电池中，不满足上述式(A)的关系。
No.4-3的试验电池示出了良好的循环耐久性。在No.4-3的试验电池中，满足上述式(A)～(C)的关系。
No.4-4、No.4-5的试验电池的循环耐久性低。在No.4-4、No.4-5的试验电池中，不满足上述式(B)的关系。
No.4-6的试验电池的循环耐久性低。在No.4-6的试验电池中，不满足上述式(A)、(C)的关系。
No.4-7的试验电池的循环耐久性低。在No.4-7的试验电池中，不满足上述式(C)的关系。
No.4-8的试验电池示出了良好的循环耐久性。在No.4-8的试验电池中，满足上述式(A)～(C)的关系。
通过满足上述式(D)的关系，可看到循环耐久性改善的倾向(例如参照No.4-2～No.4-5)。
通过满足上述式(E)的关系，可看到循环耐久性改善的倾向(例如参照No.4-6～No.4-8)。
通过满足上述式(F)的关系，可看到循环耐久性改善的倾向(例如参照No.1-1～No.1-4)。
Figure BDA0003561897860000211
Figure BDA0003561897860000221
本实施方式和本实施例在所有方面都是例示。本实施方式和本实施例并非限制性的。本发明的范围包括与权利要求书的记载等同的含义及范围内的所有变更。例如，最初预计也会从本实施方式和本实施例中提取任意的结构并将它们任意地组合。

Claims (5)

1.一种二次电池，其中，
所述二次电池包括容器、电解液、电极体和多孔构件，
所述容器收纳所述电解液、所述电极体和所述多孔构件，
所述容器包括顶面、底面和侧面，
所述底面与所述顶面相向，
所述侧面将所述顶面和所述底面连接，
所述电极体包括正极板、负极板和间隔件，
所述间隔件将所述正极板和所述负极板分离，
所述电极体的轮廓面包括第一区域和第二区域，
在所述第一区域中，所述正极板和所述负极板中的至少一方露出，
在所述第二区域中，所述正极板和所述负极板不露出，
所述第一区域和所述第二区域中的至少一方包括第三区域，
所述第三区域面向所述底面，
所述多孔构件包括沿着所述轮廓面在连结所述底面和所述顶面的方向上延伸的部分，
所述多孔构件覆盖所述第一区域的至少一部分，
满足式(A)、(B)和(C)的关系：
5.00×10-2<Vp/Ve<2.00×10-1...(A)
2.00×10-1<Sp1/Se1...(B)
Sp2/Se2＜1.00×10-1...(C)，
在所述式(A)中，Ve表示所述电极体的体积，Vp表示所述多孔构件的体积，
在所述式(B)中，Se1表示所述第一区域的面积，Sp1表示所述多孔构件与所述第一区域的接触面积，
在所述式(C)中，Se2表示所述第二区域的面积，Sp2表示所述多孔构件与所述第二区域的接触面积。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
还满足式(D)的关系：
2.00<Sp1/Ve...(D)。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，
还满足式(E)的关系：
Sp4/Se3<5.00×10-1...(E)，
在所述式(E)中，Se3表示所述第三区域的面积，Sp4表示所述多孔构件与所述第三区域的接触面积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，
还满足式(F)的关系：
5.00-1<Sp3/Ve...(F)，
在所述式(F)中，Sp3表示所述多孔构件与所述底面的接触面积。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，
所述多孔构件具有50％以上的孔隙率。
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