CN116365178A - 电池 - Google Patents
电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116365178A CN116365178A CN202211603105.7A CN202211603105A CN116365178A CN 116365178 A CN116365178 A CN 116365178A CN 202211603105 A CN202211603105 A CN 202211603105A CN 116365178 A CN116365178 A CN 116365178A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collector tab
- negative electrode
- concave portion
- power generating
- generating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 23
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 44
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 36
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 26
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 5
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910018130 Li 2 S-P 2 S 5 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002203 sulfidic glass Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005839 GeS 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018133 Li 2 S-SiS 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010835 LiI-Li2S-P2S5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010833 LiI-Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010842 LiI—Li2S—P2O5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010840 LiI—Li2S—P2S5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010855 LiI—Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010847 LiI—Li3PO4-P2S5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010864 LiI—Li3PO4—P2S5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJEIKIOYHOOKDL-UHFFFAOYSA-N [Li].[La] Chemical compound [Li].[La] RJEIKIOYHOOKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFRNYWVKHCQRPE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enoic acid Chemical compound C=CC=C.OC(=O)C=C YFRNYWVKHCQRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002388 carbon-based active material Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Inorganic materials [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LBSANEJBGMCTBH-UHFFFAOYSA-N manganate Chemical compound [O-][Mn]([O-])(=O)=O LBSANEJBGMCTBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002409 silicon-based active material Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
- H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
- H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
- H01M50/597—Protection against reversal of polarity
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
提供能够抑制由集电极耳变形引起的短路的电池。该电池是在外装体中收纳有发电元件且在所述发电元件与所述外装体之间配置有填充剂的电池，发电元件具有向外侧延伸的集电极耳，集电极耳具有至少1个凹部，凹部配置在比集电极耳的延伸方向的长度中央靠内侧的位置。
Description
技术领域
本申请涉及电池。
背景技术
以往，已知将发电元件收纳到外装体中，并在发电元件与外装体之间配置有填充剂的电池。这种电池例如在专利文献1中有所公开。
专利文献1公开了一种层压全固体电池，其中全固体电池层叠体和填充剂被收纳到由层压膜构成的外装体内，在全固体电池层叠体的面方向端部与层压膜之间存在填充剂，并且全固体电池层叠体在层叠方向与所述层压膜相接触，所述全固体电池层叠体具有1个以上的单元电池，所述单元电池是具有负极集电极耳的负极集电体层、负极活性物质层、固体电解质层、正极活性物质层和具有正极集电极耳的正极集电体层依次层叠而成的。在此，专利文献1中的“面方向端部”是指负极集电极耳和正极集电极耳附近的区域。根据专利文献1，记载了这样的层压全固体电池在面方向端部不发生变形，并且单位体积的电池性能优异。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2018-133175号公报
发明内容
本发明人发现，在将发电元件收纳于外装体后，在发电元件与外装体之间注入填充剂时，由于集电极耳的刚性小，因此存在集电极耳变形的问题。另外，发现由于集电极耳的变形，集电极耳与相邻的对电极接触，存在引起短路的问题。
因此，鉴于上述情况，本申请的目的是提供一种能够抑制因集电极耳变形而引起的短路的电池。
作为用于解决上述课题的一方案，本公开提供一种电池，是在外装体中收纳有发电元件，且在发电元件与外装体之间配置有填充剂的电池，发电元件具有向外侧延伸的集电极耳，集电极耳具有至少1个凹部，凹部配置在比集电极耳的延伸方向的长度中央靠内侧的位置。
在上述电池中，集电极耳也可以具有多个凹部，多个凹部也可以在集电极耳的宽度方向上并列配置。另外，发电元件也可以具有在厚度方向上并列的多个集电极耳，在厚度方向上相邻的一个集电极耳的凹部的位置与另一个集电极耳的凹部的位置不同。
本公开的电池具备的集电极耳具有预定的凹部。集电极耳具有凹部而使刚性提高，因此能够抑制因填充剂引起的集电极耳变形。因此，根据本公开的电池，能够抑制因集电极耳变形引起的短路。
附图说明
图1是电池100的平面图。
图2是沿图1的II-II线切断的截面图。
图3是发电元件10的平面图。
图4是沿图3的IV-IV线切断的截面图。
图5是着眼于1个负极集电体层11的负极集电极耳11b的平面图。
图6(A)是沿图5的A-A线切断的截面图。图6(B)是沿图1的B-B线切断的截面图。
图7是在厚度方向上相邻的一个集电极耳11b的凹部11c的底部11d整体包含在另一个负极集电极耳11b的凹部11c的内部的层叠方式的宽度方向截面图一例。
图8是相邻的一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置在宽度方向上与另一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置离开(偏移)了的层叠方式的宽度方向截面图一例。
图9是相邻的一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置在宽度方向上与另一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置离开(偏移)了的层叠方式的宽度方向截面图一例。
图10是相邻的一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置在延伸方向上与另一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置离开(偏移)了的层叠方式的宽度方向截面图一例。
图11示出一实施方式的电池的制造方法的各工序的状态的概略图。
附图标记说明
10 发电元件
11 负极集电体层
11a 负极平板部
11b 负极集电极耳
11c 凹部
11d 底部
11e 侧壁
11f 平面部
12 负极活性物质层
13 固体电解质层
14 正极活性物质层
15 正极集电体层
15a 正极平板部
15b 正极集电极耳
16 电极体
20 外装体
30 填充剂
40a 负极端子
40b 正极端子
100 电池
具体实施方式
[电池]
对于本公开的电池，参照作为一实施方式的电池100进行说明。图1示出电池100的平面图。图2示出沿图1的II-II线切断的截面图。图3示出发电元件10的平面图。图4示出沿图3的IV-IV线切断的截面图。
电池100在外装体20中收纳发电元件10，且在发电元件10与外装体20之间配置有填充剂30。发电元件10具有向外侧延伸的集电极耳(负极集电极耳11b和正极集电极耳15b)，集电极耳与用于连接外部构件的端子(负极端子40a和正极端子40b)分别连接。再者，在图3中，各集电极耳配置在发电元件10的同一面，但不限定于此，各集电极耳也可以配置在不同的发电元件10面上。关于端子的配置位置也是同样的。
<发电元件10>
发电元件10是电池的发电成分，可以是电极层叠而成的层叠体，也可以是电极卷绕而成的卷绕体。发电元件10的种类没有特别限定，可以是液体系电池用的发电元件，也可以是全固体电池用的发电元件。另外，发电元件10的形状没有特别限定，例如俯视时可以是矩形。图1～图4中，例示了包含发电元件10的电池100，发电元件10是全固体电池用的电极层叠而成的层叠体。以下，对于全固体电池用的电极层叠而成的层叠体即发电元件10进行说明。不过，发电元件10的结构不限定于此。
发电元件10在厚度方向上依次具备负极集电体层11、负极活性物质层12、固体电解质层13、正极活性物质层14和正极集电体层15。发电元件10可以将负极集电体层11、负极活性物质层12、固体电解质层13、正极活性物质层14和正极集电体层15作为1个重复单元(电极体16)，在厚度方向上具备多个电极体16。多个电极体16的层叠方法可以是串联也可以是并联。在发电元件10具备多个电极体16的情况下，相邻的电极体16可以共用正极集电体层11或负极集电体层15。图3中示出具备多个电极体16的发电元件10。
(负极集电体层11)
负极集电体层11是片状金属箔。负极集电体层11具备与负极活性物质层12接触的负极平板部11a和从该负极平板部11a向外侧延伸的负极集电极耳11b。负极集电极耳11b是用于连接负极平板部11a和负极端子40a的构件。负极平板部11a和负极集电极耳11b可以由1个构件构成，也可以由各自独立的构件构成。在发电元件10具有多个电极体16的情况下，负极集电极耳11b也可以配置成在厚度方向上以直线排列。
构成负极集电体层11的金属没有特别限定，例如可举出Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。优选为Cu。负极集电体层11可以在其表面具有用于调整电阻的一些涂层(例如碳涂层)。负极集电体层11的厚度例如可以为0.1μm以上且1mm以下。
(负极活性物质层12)
负极活性物质层是含有负极活性物质的片状层。负极活性物质的种类没有特别限定。例如可举出Si和Si合金、氧化硅等硅系活性物质、石墨和硬碳等碳系活性物质、钛酸锂等各种氧化物系活性物质、金属锂和锂合金等。
负极活性物质层12可以任选地包含导电助剂、粘合剂和固体电解质。导电助剂的种类没有特别限定。例如，可举出乙炔黑、科琴黑等碳材料、镍、铝、不锈钢等金属材料。粘合剂的种类没有特别限定。例如，可举出丁二烯橡胶(BR)、丁烯橡胶(IIR)、丙烯酸酯丁二烯橡胶(ABR)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等。固体电解质的种类没有特别限定。例如，可以是有机聚合物电解质，也可以是无机固体电解质。优选为无机固体电解质。因为其与有机聚合物电解质相比，离子传导率高且耐热性优异。无机固体电解质可以是氧化物固体电解质，也可以是硫化物固体电解质。优选硫化物固体电解质。作为氧化物固体电解质，例如可举出锆酸镧锂、LiPON、Li1+XAlXGe2-X(PO4)3、Li-SiO系玻璃、Li-Al-S-O系玻璃等。作为硫化物固体电解质，例如可举出Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Si2S-P2S5、Li2S-P2S5-LiI-LiBr、LiI-Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2O5、LiI-Li3PO4-P2S5、Li2S-P2S5-GeS2等。
负极活性物质层12中的各成分含量根据目的适当设定即可。负极活性物质层的厚度例如可以为0.1μm以上且1mm以下。
(固体电解质层13)
固体电解质层13是含有固体电解质的片状层。固体电解质的种类没有特别限定，可以从能够用于负极活性物质层的固体电解质中适当选择。
固体电解质层13可以任选地包含粘合剂。粘合剂的种类没有特别限定，可以从能够用于负极活性物质层的粘合剂中适当选择。
固体电解质层13中的各成分含量根据目的适当设定即可。固体电解质层13的厚度例如可以为0.1μm以上且1mm以下。
(正极活性物质层14)
正极活性物质层14是含有正极活性物质的片状层。正极活性物质的种类没有特别限定。例如可举出钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、尖晶石系锂化合物等各种含锂复合氧化物。
正极活性物质层可以任选地包含导电助剂、粘合剂和固体电解质。导电助剂、粘合剂和固体电解质的种类没有特别限定，可以从能够用于负极活性物质层的导电助剂、粘合剂和固体电解质中适当选择。
正极活性物质层14中的各成分含量根据目的适当设定即可。另外，正极活性物质的表面也可以用铌酸锂层、钛酸锂层、磷酸锂层等氧化物层被覆。正极活性物质层14的厚度例如可以为0.1μm以上且1mm以下。
(正极集电体层15)
正极集电体层15是片状金属箔。正极集电体层15具备与正极活性物质层14接触的正极平板部15a和从该正极平板部15a向外侧延伸的正极集电极耳15b。正极集电极耳15b是用于连接正极平板部15a和正极端子40b的构件。正极平板部15a和正极集电极耳15b可以由一个构件构成，也可以由各自独立的构件构成。在发电元件10具有多个电极体16的情况下，正极集电极耳15b也可以配置成在厚度方向上以直线排列。
构成正极集电体层15的金属没有特别限定，例如可举出Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。优选为Al。正极集电体层15可以在其表面具有用于调整电阻的一些涂层(例如碳涂层)。正极集电体层15的厚度例如可以为0.1μm以上且1mm以下。
(凹部的形态)
电池100的集电极耳具有预定的凹部。以下，对于凹部，着眼于负极集电极耳11b进行说明。不过，凹部也可以配置在正极集电极耳15b。因此，以下说明也可以适用于正极集电极耳15b。
图5示出着眼于1个负极集电体层11的负极集电极耳11b的平面图。图6(A)示出沿图5的A-A线切断的截面图，图6(B)示出沿图5的B-B线切断的截面图。在此，图5的纸面上下方向是延伸方向(负极集电极耳11b延伸的方向)，纸面左右方向是宽度方向(负极集电极耳11b的宽度方向)。
如图5所示，负极集电极耳11b具备凹部11c。如图6(A)、6(B)所示，凹部11c由底部11d和从底部的外周竖立设置的侧壁11e构成。底部11d是凹部11c的最深部分。如图6(A)、6(B)所示，在凹部11c的截面形状是矩形的情况下，构成最深部分的边成为底部。在凹部的截面形状是三角形等多边形、圆形或椭圆等圆的形状的情况下，最深部(点)成为底部。另外，在负极集电极耳11b中，除凹部11c以外的部分是平面部11f。
通过负极集电极耳11b具备凹部11c，负极集电极耳11b的刚性提高。另外，凹部11c的至少部分配置在比负极集电极耳11b的延伸方向的长度中央靠内侧(负极平板部11a侧)。由此，能够提高负极集电极耳11b的负极平板部11a侧的部分(根部)的刚性。从确保负极集电极耳11b与电极端子40b的接合区域的观点出发，也可以将凹部11c整体配置在比负极集电极耳11b的延伸方向的长度中央靠内侧。在注入填充剂30时，负极集电极耳11b的根部变形而容易发生短路，因此，通过抑制根部的变形，短路抑制效果进一步提高。
负极集电极耳11b中的凹部11c的数量没有特别限定，可以为至少一个。不过，从提高负极集电极耳11b的根部刚性的观点出发，如图5所示，也可以具备多个凹部11c。凹部11c的配置方式没有特别限定，可以允许各种配置方式。优选如图5所示，是凹部11c在宽度方向上并列配置的方式。
凹部11c的外形形状没有特别限定，俯视时(沿厚度方向观察)可以为矩形、多边形、圆形或椭圆形。图5中，示出俯视具有矩形的凹部11c。凹部11c的截面形状没有特别限定。图6(A)、6(B)示出具有矩形截面形状的凹部11c。
凹部11c的延伸方向的长度X1没有特别限定，例如可以为3mm以上，也可以为5mm以上，且可以为10mm以下，也可以为8mm以下。凹部11c的宽度方向的长度Y1没有特别限定，例如可以为2mm以上，也可以为4mm以上，且可以为10mm以下，也可以为8mm以下。凹部11c的长宽比(延伸方向的长度X1/宽度方向的长度Y1)没有特别限定，可以为0.5以上，可以为1以上，也可以为2以上，且可以为5以下，也可以为3以下。从负极平板部11a到凹部11c的延伸方向的内侧端部的长度W没有特别限定，长度W越短根部的强度就越提高。不过，如果该距离过短，则在附加凹部11c时负极活性物质层12可能破裂或滑落等。因此，该距离可以为0.5mm以上，也可以为1mm以上，且可以为5mm以下，也可以为3mm以下。各凹部11c间的长度P没有特别限定，可以为5mm以上，也可以为8mm以上，且可以为15mm以下，也可以为12mm以下。
在此，凹部11c的延伸方向长度是从凹部11c的延伸方向的最内侧的点到最外侧的点的延伸方向分量的长度。凹部11c的宽度方向长度是从凹部11c的宽度方向上的最靠一侧的点到最靠另一侧的点的宽度方向分量的长度。
凹部11c的深度Z没有特别限定。在发电元件10由1个电极体16构成的情况下，凹部11c的深度Z可以为电极体16的厚度以下。在发电元件由多个电极体16构成的情况下，凹部11c的深度Z可以为从相邻的一个负极集电极耳11b到另一负极集电极耳11b的长度以下。具体而言，凹部11c的深度Z可以为0.1μm以上，且可以为5mm以下。不过，在后述的图7所示方式的情况下，也可以使凹部11c的深度Z为从负极集电极耳11b到在厚度方向相邻的负极集电极耳11b的长度以上。
凹部11c的底部11d的大小没有特别限定。底部11d的延伸方向的长度X2例如可以为凹部11c的延伸方向的长度X1的0.5倍以上，也可以为0.7倍以上，且可以为1倍以下，也可以为0.9倍以下。底部11d的宽度方向的长度Y2例如可以为凹部11c的宽度方向的长度Y2的0.5倍以上，也可以为0.7倍以上，且可以为1倍以下，也可以为0.9倍以下。凹部11c的侧壁11e的截面形状没有特别限定，可以是直线状，也可以是锥形。
接着，对凹部11c的层叠方式进行说明。在发电元件10具备多个电极体16的情况下，负极集电极耳11b在厚度方向上并列配置。这种情况下，在厚度方向上相邻的一个负极集电体接线片11b的凹部11c的位置可以与另一个负极集电体的凹部11c的位置相同，也可以不同。在任一层叠方式下，即使注入填充剂30时负极集电极耳11b变形，通过一个负极集电极耳11b的凹部11c与另一负极集电极耳11b接触，能够将相邻的负极集电极耳11b间的长度保持为一定长度，抑制由负极集电极耳11b与正极活性物质层14或正极集电体层15接触引起的短路。另外，由于能够将相邻的负极集电极耳11b间的长度保持为一定长度，因此具有在制造时填充剂容易进入的优点。优选在厚度方向上相邻的一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置不同的层叠方式。在此，凹部11c的位置是指延伸方向及宽度方向的位置、即负极集电极耳11b的平面方向的位置。
在厚度方向上相邻的负极集电极耳11b中，作为一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置相同的层叠方式，除了沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c与另一负极集电极耳11b的凹部11c完全重叠的层叠方式之外，还包括一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d整体包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部的层叠方式。
图7示出在厚度方向上相邻的负极集电极耳11b中，一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置相同的层叠方式一例。
图7是将多个凹部11c在宽度方向上并列的负极集电极耳11b在厚度方向上并列配置3个的情形，是1个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d整体包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部的层叠方式的宽度方向截面图。如图7所示，在厚度方向上相邻的负极集电极耳11b中，一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d进入另一负极集电极耳11b的凹部11c内部，一个负极集电极耳11b的凹部11c的侧壁11e与另一负极集电极耳11b的侧壁11e接触，由此能够使相邻的负极集电极耳11b间的长度保持在一定长度。另外，通过采用这样的层叠方式，能够将凹部11c的深度Z1设定在从负极集电极耳11b到厚度方向上相邻的另一负极集电极耳11b的长度以上。由此，即使是负极集电极耳11b不变形的状态，相邻的负极集电极耳11b也能够接触，因此将负极集电极耳11b间的长度保持为一定长度的效果提高。
在厚度方向上相邻的负极集电极耳11b中，作为一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置不同的层叠方式，除了在沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c与另一负极集电极耳11b的凹部11c完全不重叠的层叠方式之外，还包括一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的一部分包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部的层叠方式，以及一个负极集电体的凹部11c的底部11d整体不包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部且一个负极集电极耳11b的凹部11c的侧面11e的至少一部分包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部的层叠方式。
换句话说，这些层叠方式是沿厚度方向观察时，一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的至少一部分包含在另一负极集电极耳11b的平面部11f中的层叠方式。通过采取这种层叠方式，即使一个负极集电极耳11b变形，由于一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d能够与另一负极的平面部11f接触，因此，能够将相邻的负极集电极耳11b间的长度保持为一定长度，由此，能够抑制负极集电极耳11b与正极活性物质层14或正极集电体层15接触引起的短路。能够更加发挥该效果的方式，是沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c与另一负极集电极耳11b的凹部11c完全不重叠的层叠方式，以及沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d整体不包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部且一个负极集电极耳11b的凹部11c的侧面11e的至少一部分包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部的层叠方式。能够进一步发挥效果的方式，是沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c与另一负极集电极耳11b的凹部11c完全不重叠的层叠方式。
图8～图10中，分别示出在厚度方向上相邻的负极集电极耳11b中，一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置不同的层叠方式一例。图8、图9是将多个凹部11c在宽度方向上并列的负极集电极耳11b，在厚度方向上并列配置3枚的情况，是使一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置在宽度方向上与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置离开(偏移)了的层叠方式的宽度方向截面图。图10是将多个凹部1c在宽度方向上并列的负极集电极耳11b，在厚度方向上并列配置3枚的情况，是使一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置在延伸方向上与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置离开(偏移)了的层叠方式的宽度方向截面图。
图8所示方式是沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的一部分包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c内部的层叠方式。因此，沿厚度方向观察时，一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的剩余部分包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c的平面部11f中。一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的剩余部分包含在另一个负极集电极耳11b的凹部11c的平面部11f中的比例越多，上述效果越强。具体而言，优选一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的50％以上的面积包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c的平面部11f中，更优选一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d的80％以上的面积包含在另一负极集电极耳11b的凹部11c的平面部11f中。
图9所示方式是沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c未与另一负极集电极耳11b的凹部11c重叠的层叠方式。这种层叠方式中，沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c的底部11d整体包含在另一负极集电极耳11b的平面部11f中，因此最容易获得上述效果。
图10所示方式是沿厚度方向观察时一个负极集电极耳11b的凹部11c未与另一负极集电极耳11b的凹部11c重叠的层叠方式。与图9的方式的差异在于，使一个负极集电极耳11b的凹部11c的位置在延伸方向上与另一负极集电极耳11b的凹部11c的位置离开(偏移)。这样，相邻的负极集电极耳11b的凹部11c的位置可以在宽度方向上离开，也可以在延伸方向上离开。
这种集电极耳例如可以通过采用压花加工赋予凹部来制造。在发电元件10是层叠体的情况下，可以在层叠各电极层之前对集电极耳设置凹部，也可以在层叠后对集电极耳设置凹部。在发电元件10是卷绕体的情况下，也可以在卷绕电极之前对集电极耳设置凹部。
<外装体20>
外装体20是用于在内部收纳发电元件10的构件。外装体20没有特别限定，可以使用公知的外装体。例如，可以举出Al层压体等金属层压体、金属罐等金属制框体。外装体20的形状也没有特别限定，可以是方型也可以是圆筒型。电池100中，将2枚金属层压体组合形成外装体20。在使用金属层叠体的情况下，在密封发电元件10时，在外装体20的周围形成热熔接部S。
<填充剂30>
填充剂30是配置在发电元件10与外装体20之间，用于保护发电元件10的树脂。填充剂30配置在发电元件10与外装体20之间的至少一部分即可，但特别优选配置在发电元件10的配置有集电极耳的面与外装体20之间。另外，从保护发电元件10整体的观点出发，也可以将其配置在发电元件10与外装体20之间的整个范围。
填充剂30的材料只要是树脂就没有特别限定，可以使用热塑性树脂、热固性树脂和紫外线固化性树脂等。
<端子>
端子是用于连接发电元件10和外部构件的构件。负极端子40a与负极集电极耳11b连接，正极端子40b与正极集电极耳15b连接。端子的材料没有特别限定，可以从能够用于负极端子40a或正极端子40b的金属材料中适当选择。将集电极耳与端子接合的方法没有特别限定。例如，可举出激光焊接、超声波接合和软钎焊等。
[电池的制造方法]
接着，对本公开的电池的制造方法进行说明。本公开的电池的制造方法没有特别限定，可以采用公知方法制造。以下，对具备发电元件的电池的制造方法一实施方式进行说明，该发电元件是全固体电池用的电极层叠而成的层叠体。
一实施方式的电池的制造方法包含：电极制作工序S1、压花加工工序S2、电极层叠工序S3、端子接合工序S4、外装体收纳工序S5、填充剂注入工序S6和密封工序S7。图11是表示各工序的状态的概略图。
<电极制作工序S1>
电极制作工序S1是制作负极电极和正极电极的工序。负极电极和正极电极可以采用公知方法制作。例如，可以将构成负极活性物质层的材料分散在有机溶剂中，将得到的浆料涂布到负极集电体层上并干燥，得到负极电极。可以采用同样的方法得到正极电极。
固体电解质层可以通过层叠在负极电极和正极电极中的一者上而制作，也可以与这些电极分开制作。例如，可以通过将构成固体电解质层的材料分散在有机溶剂中，将其涂布到负极电极的负极活性物质层的表面并干燥，而将固体电解质层层叠到负极电极上。或者，也可以另行制作固体电解质层，在电极层叠工序S3中将其配置在正极电极与负极电极之间。
在此，用于层叠体内部的负极电极和正极电极可以在两面形成电极层。
<压花加工工序S2>
压花加工工序S2是对各集电极耳赋予凹部的工序。压花加工可以适当应用公知方法。
<电极层叠工序S3>
电极层叠工序S3是层叠负极电极和正极电极而制作层叠体的工序。各电极的层叠方法没有特别限定，可以适当采用公知方法。另外，在制作层叠体后，可以对层叠体加压而增强各电极的粘接。
<端子接合工序S4>
端子接合工序S4是将各集电极耳和各端子接合的工序。接合方法没有特别限定，例如可以举出激光焊接、超声波接合和软钎焊等。
<外装体收纳工序S5>
外装体收纳工序S5是将接合有端子的发电元件收纳到外装体中的工序。一实施方式中，使用将2枚设有凸部的金属层叠体组合而成的外装体，将发电元件收纳到外装体的内部。
<填充剂注入工序S6>
填充剂注入工序S6是将填充剂F注入到收纳有发电元件的外装体内部的工序。填充剂的注入方法没有特别限定，可以适当采用公知方法。由于对一实施方式的发电元件的各集电极耳形成了预定的凹部，因此提高了集电极耳的刚性。因此，即使注入填充剂，集电极耳的变形也得到抑制，集电极耳与对电极接触而引起的短路也得到抑制。
<密封工序S7>
密封工序S7是密封外装体的工序。一实施方式中，对外装体使用了金属层叠体，因此通过在外周形成热熔部S，能够将发电元件密封到外装体内部。再者，在外装体使用金属框体的情况下，可以例如激光焊接而密封外装体。
Claims (4)
1.一种电池，是在外装体中收纳发电元件，且在所述发电元件与所述外装体之间配置有填充剂的电池，
所述发电元件具有向外侧延伸的集电极耳，
所述集电极耳具有至少1个凹部，
所述凹部的至少一部分配置在比所述集电极耳的延伸方向上的长度中央靠内侧的位置。
2.根据权利要求1所述的电池，所述集电极耳具有多个所述凹部。
3.根据权利要求2所述的电池，多个所述凹部在所述集电极耳的宽度方向上并列配置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池，
所述发电元件具有在厚度方向上并列的多个所述集电极耳，
在厚度方向上相邻的一个所述集电极耳的所述凹部的位置与另一个所述集电极耳的所述凹部的位置不同。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-215155 | 2021-12-28 | ||
| JP2021215155A JP2023098417A (ja) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116365178A true CN116365178A (zh) | 2023-06-30 |
Family
ID=86897366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211603105.7A Pending CN116365178A (zh) | 2021-12-28 | 2022-12-13 | 电池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230207980A1 (zh) |
| JP (1) | JP2023098417A (zh) |
| CN (1) | CN116365178A (zh) |
-
2021
- 2021-12-28 JP JP2021215155A patent/JP2023098417A/ja active Pending
-
2022
- 2022-12-13 CN CN202211603105.7A patent/CN116365178A/zh active Pending
- 2022-12-15 US US18/066,378 patent/US20230207980A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230207980A1 (en) | 2023-06-29 |
| JP2023098417A (ja) | 2023-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2500972B1 (en) | Lithium secondary battery having multi-directional lead-tab structure | |
| JP5720779B2 (ja) | バイポーラ全固体電池 | |
| JP6859059B2 (ja) | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 | |
| US8232004B2 (en) | Power storage device, and method for manufacturing power storage device | |
| JP4293501B2 (ja) | 電気化学デバイス | |
| JP4720384B2 (ja) | バイポーラ電池 | |
| CN107851768B (zh) | 电化学器件的制造方法 | |
| JP2002298825A (ja) | 電気化学デバイスの製造方法、および電気化学デバイス | |
| CN112424975A (zh) | 固体电池用正极、固体电池用正极的制造方法、及固体电池 | |
| JP4670275B2 (ja) | バイポーラ電池および組電池 | |
| US20220263206A1 (en) | Secondary battery | |
| US10158107B2 (en) | Battery comprising insulative films | |
| US20210020895A1 (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
| JP5429304B2 (ja) | 固体電池モジュール | |
| JP2002260601A (ja) | 電気化学デバイスおよびその製造方法 | |
| CN116365178A (zh) | 电池 | |
| CN114256564A (zh) | 二次电池 | |
| CN115552717A (zh) | 二次电池 | |
| JP2021099949A (ja) | 全固体電池 | |
| WO2018154926A1 (ja) | 蓄電シート及び電池 | |
| US20230207979A1 (en) | Battery | |
| EP2421074B1 (en) | Jelly roll and electrode assembly having the same | |
| CN220420637U (zh) | 电池 | |
| US20230147419A1 (en) | All-solid-state battery | |
| US20220294018A1 (en) | Solid-state battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |