DE112021001844T5 - Sekundärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug - Google Patents

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Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterie bereitzustellen, die keinen internen Kurzschluss bewirkt, falls die Batterie wiederholt geladen und entladen wird.Bereitgestellt als ein Lösungsmittel ist eine Sekundärbatterie mit einem Elektrodenwicklungskörper, der in einem Batteriebehälter beherbergt ist, mit dem Elektrodenwicklungskörper aufweisend eine Struktur mit einer bandförmigen Positivelektrode und einer bandförmigen Negativelektrode laminiert und gewickelt mit einem Separator dazwischen zwischengeordnet, wobei die Positivelektrode eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Positivelektrodenfolie aufweist, die Negativelektrode eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Negativelektrodenfolie aufweist, wobei der Elektrodenwicklungskörper ein Positivelektrodenstreifen an einem Zentralabschnitt der Positivelektrode aufweist, ein Negativelektrodenstreifen auf einer Wicklungsendseite der Negativelektrode aufweist und ein Folienstreifen in einer flachen Plattenform auf einer Wicklungsstartseite von einer oder beiden der Positivelektrode und der Negativelektrode aufweist, wobei der Folienstreifen eine plattenförmigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode oder der

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sekundärbatterie, eine elektronische Einrichtung und ein Elektrowerkzeug.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Lithiumionenbatterien wurden verbreitet genutzt in Maschinen, Werkzeugen und Ähnlichem, und Strukturen, die einen wiederholten Laden und Entladen standhalten, waren erforderlich. Wenn Laden und Entladen wiederholt wird, können die inneren Umfänge der Elektrodenwicklungskörper in den Batteriebehältern deformiert und krumm werden, wodurch interne Kurzschlüsse bewirkt werden.
  • Patentdokument 1 offenbart die Tatsache, dass die Stärke des Innenumfangs eines Elektrodenwicklungskörpers durch Anordnen einer Verstärkungsplatte auf der Wicklungsstartseite einer Positivelektrode und dann Wickeln der Verstärkungsplatte zusammen mit einer Negativelektrode und einem Separator vergrößert werden kann.
  • DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2013-025912
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Jedoch weist Patentdokument 1, wenn ein Positivelektrodenstreifen auf die Verstärkungsplatte geschweißt wird, das Problem war wahrscheinlich ist, einen internen Kurzschluss zu bewirken, weil die Ausbildung einer großen Stufe an dem Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers aufgrund der Dicke des Positivelektrodenstreifens. Patentdokument 1 weist auch, wenn die Dicke des Positivelektrodenstreifens zum Verringern der Stufe des Innenumfangs verringert ist, das Problem des Erzeugens von Wärme in dem Fall des Entladens eines relativ großen Stroms auf.
  • Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie bereitzustellen, die keine Verkrümmung oder einen internen Kurzschluss bewirkt, falls die Batterie wiederholt geladen und entladen wird.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Um die voranstehend beschriebenen Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Sekundärbatterie mit einem Elektrodenwicklungskörper bereit, der in einem Batteriebehälter beherbergt ist, mit dem Elektrodenwicklungskörper aufweisend eine Struktur, mit einer bandförmigen Positivelektrode und einer bandförmigen Negativelektrode, die laminiert und gewickelt sind mit einem Separator dazwischen zwischengeordnet, wo die Positivelektrode eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Positivelektrodenfolie aufweist, die Negativelektrode eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Negativelektrodenfolie aufweist, wobei der Elektrodenwicklungskörper einen Positivelektrodenstreifen an einem Zentralabschnitt der Positivelektrode, einen Negativelektrodenstreifen auf einer Wicklungsendseite der Negativelektrode aufweist, und ein Folienstreifen in einer flachen Plattenform auf einer Wicklungsstartseite von entweder einem oder beiden von der Positivelektrode und der Negativelektrode aufweist, wobei der Folienstreifen einen plattenförmigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode oder der Negativelektrode angebracht ist, und einen kammgezahnten Teil aufweist, der von der Positivelektrode oder der Negativelektrode vorsteht, und wobei der kammgezahnte Teil als Verbindung des Elektrodenwicklungskörpers bereitgestellt ist.
  • Vorteilhafter Effekt der Erfindung
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann eine Batterie mit geringem Widerstand bereitgestellt werden, ohne jegliche Stufe auf einem Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers oder das Bewirken eines internen Kurzschlusses, falls die Batterie wiederholt geladen und entladen wird. Es ist anzumerken, dass die Inhalte der vorliegenden Erfindung nicht als beschränkt durch die in dieser Beschreibung dargestellten Effekte auszulegen ist.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Batterie gemäß einer Ausführungsform.
    • 2A bis 2D sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels eines Folienstreifens.
    • 3A bis 3C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 1.
    • 4A bis 4C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 2.
    • 5A bis 5C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 3.
    • 6A bis 6C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 4.
    • 7A bis 7C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 5.
    • 8A bis 8C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 6.
    • 9A bis 9C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 7.
    • 10A bis 10C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 8.
    • 11A bis 11C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 9.
    • 12A bis 12C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 10.
    • 13A bis 13C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 11.
    • 14A bis 14C sind Diagramme zum Darstellen eines Beispiels 12.
    • 15A bis 15C sind Diagramme zum Darstellen eines Vergleichsbeispiels 1.
    • 16 zeigt ein Verbindungsdiagramm zur Nutzung bei der Beschreibung eines Batteriepacks als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 17 zeigt ein Verbindungsdiagramm zur Nutzung bei der Beschreibung eines Elektrowerkzeugs als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 18 zeigt ein Verbindungsdiagramm zur Nutzung bei der Beschreibung eines Elektrofahrzeugs als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Hiernach werden Ausführungsformen und Ähnliches der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen. Es ist anzumerken, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge bereitgestellt werden wird.
  • <1. Ausführungsform>
  • <2. Modifikationsbeispiel>
  • <3. Anwendungsbeispiel>
  • Die Ausführungsform und Ähnliches, die nachstehend beschrieben werden, sind bevorzugte spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung die Inhalte der vorliegenden Erfindung sind nicht als durch die Ausführungsformen und Ähnliches beschränkt, auszulegen.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird eine zylindrische Lithiumionenbatterie als ein Beispiel der Sekundärbatterie beschrieben. Offensichtlich kann jegliche Batterie außer der Lithiumionenbatterie oder einer Batterie, die jegliche Form, außer der zylindrischen Form aufweist, genutzt werden.
  • <1. Ausführungsform>
  • Zuerst wird die Gesamtkonfiguration der Lithiumionenbatterie beschrieben. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Lithiumionenbatterie 1. Die Lithiumionenbatterie 1 ist zum Beispiel eine zylindrische Lithiumionenbatterie 1, die einen Elektrodenwicklungskörper 20 aufweist, der innerhalb eines Batteriebehälters 11 beherbergt ist, wie in 1 dargestellt.
  • Genauer gesagt, weist die Lithiumionenbatterie 1 ein Paar von Isolationsplatten 12 und 13 und einen Elektrodenwicklungskörper 20 innerhalb des zylindrischen Batteriebehälters 11 auf. Die Lithiumionenbatterie 1 kann des Weiteren jegliches von, oder zwei oder mehr von, einem thermosensitiven Widerstand (Positiver-Temperaturkoeffizient-Thermalwiderstand oder PTC), einem Verstärkungselement und Ähnliches innerhalb des Batteriebebehälters 11 aufweisen.
  • [Batteriebehälter]
  • Der Batteriebehälter 11 ist ein Element, das hauptsächlich den Elektrodenwicklungskörper 20 beherbergt. Der Batteriebehälter 11 ist ein zylindrischer Behälter mit einem Ende davon geöffnet und dem anderen Ende davon geschlossen. Genauer gesagt, weist der Batteriebehälter 11 ein geöffnetes Ende auf (offenes Ende 11N). Der Batteriebehälter 11 enthält eines von, oder zwei oder mehr von Metallmaterialien wie etwa Eisen, Aluminium und Legierungen davon. Die Oberfläche des Batteriebehälters 11 kann jedoch plattiert mit jeglichem von, oder zwei oder mehr von Metallmaterialien wie etwa Nickel.
  • [Isolationsplatte]
  • Die Isolationsplatten 12 und 13 sind schichtförmige Elemente, die jeweils eine Oberfläche im Wesentlichen senkrecht zu der Wicklungsachsenrichtung (Vertikalrichtung in 1) des Elektrodenwicklungskörpers 20 aufweisend. Die Isolationsplatten 12 und 13 sind angeordnet, um den Elektrodenwicklungskörper 20 zwischen sich einzufassen. Als ein Material für die Isolationsplatten 12 und 13 wird ein Polyethylenterephthalat (PET), ein Polypropylen (PP), Bakelit, oder Ähnliches genutzt. Beispiele von Bakelit umfassen Papierbakelit und Gewebebakelit, das durch Auftragen eines Phenolharzes auf Papier oder Gewebe und anschließend das Erwärmen des Papiers oder Gewebes hergestellt wird.
  • [Gekrimpte Struktur]
  • An dem offenen Ende 11N des Batteriebehälters 11, die Batterieabdeckung 14 und der Sicherheitsventilmechanismus 30 an einem gebogenen Teil 11P mit der Dichtung 15 gekrimpt, um eine gekrimpte Struktur 11R (gekrimpte Struktur) auszubilden. Daher, mit dem Elektrodenwicklungskörper 20 und Ähnlichem innerhalb des Batteriebebehälters 11 beherbergt, wird der Batteriebehälter 11 abgedichtet.
  • [Batterieabdeckung]
  • Die Batterieabdeckung 14 ist ein Element, das das offene Ende 11N des Batteriebehälters 11 verschließt mit dem Elektrodenwicklungskörper 20 und Ähnlichem innerhalb des Batteriebebehälters 11 beherbergt. Die Batterieabdeckung 14 enthält dasselbe Material wie das Material, das den Batteriebehälter 11 ausbildet. Der Zentralbereich der Batterieabdeckung 14 steht in der Vertikalrichtung in 1 vor. Im Gegensatz dazu, weist der Bereich (Umfangsbereich) der Batterieabdeckung 14 außer dem Zentralbereich, einen Kontakt mit dem Sicherheitsventilmechanismus 30 des PTC-Elements 16 zwischen sich zwischengeordnet auf.
  • [Dichtung]
  • Die Dichtung 15 ist ein Element, das hauptsächlich zwischen dem gebogenen Teil 11P des Batteriebehälters 11 (auch bezeichnet als ein gekrimpter Teil) und die Batterieabdeckung 14 zwischengeordnet ist, um die Lücke zwischen dem gebogenen Teil 11P und der Batterieabdeckung 14 abzudichten. Zum Beispiel kann Asphalt oder Ähnliches auf die Oberfläche der Dichtung 15 beaufschlagt sein.
  • Die Dichtung 15 enthält ein Isolationsmaterial. Die Arten des Isolationsmaterials sind nicht besonders beschränkt, und es kann ein Polymermaterial wie etwa ein Polybutylenterephthalat (PBT) und ein Polypropylen (PP) sein. Dies ist, weil die Lücke zwischen dem gebogenen Teil 11P und der Batterieabdeckung 14 genügend abgedichtet ist, während der Batteriebehälter 11 und die Batterieabdeckung 14 elektrisch voneinander getrennt sind.
  • [Sicherheitsventilmechanismus]
  • Der Sicherheitsventilmechanismus 30 hebt hauptsächlich den abgedichteten Zustand des Batteriebehälters 11 auf, um Druck (Innendruck) innerhalb des Batteriebebehälters 11 freizusetzen, falls notwendig, wenn der Innendruck vergrößert wird. Der Grund des Vergrößerns des Innendrucks des Batteriebehälters 11 ist ein Gas, das aufgrund einer Dekompositionsreaktion einer Elektrolytlösung während des Ladens oder Entladens erzeugt wird.
  • [Elektrodenwicklungskörper]
  • Für die zylindrische Lithiumionenbatterie, sind eine bandförmige Positivelektrode 21 und eine bandförmige Negativelektrode 22 spiralförmig mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gewickelt, imprägniert mit einer Elektrolytlösung, und beherbergt in dem Batteriebehälter 11. Obwohl nicht dargestellt, sind die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 erlangt durch jeweiliges Ausbilden einer Positivelektrodenaktivmaterialschicht und einer Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf einer Seite oder beiden Seiten einer Positivelektrodenfolie und einer Negativelektrodenfolie. Das Material der Positivelektrodenfolie ist eine Metallfolie, die Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthält. Das Material der Negativelektrodenfolie ist eine Metallfolie, die Nickel, eine Nickellegierung, Kupfer, oder eine Kupferlegierung enthält. Der Separator 23 ist ein poröser und isolierender Film, der ein Transfer von Lithiumionen ermöglicht, während er elektrisch isolierender die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 isoliert.
  • Die Mitte des Elektrodenwicklungskörpers 20 ist mit einem Zwischenraum (zentraler Zwischenraum 20C) bereitgestellt, der erzeugt wird, wenn die Positivelektrode 21, die Negativelektrode 22 und der Separator 23 gewickelt werden, und ein Zentralstift 24 in den zentralen Zwischenraum 20C eingefügt (1). Der Zentralstift 24 kann jedoch ausgelassen sein.
  • Eine Positivelektrodenleitung 25 ist mit der Positivelektrode 21 verbunden, und eine Negativelektrodenleitung 26 ist mit der Negativelektrode 22 verbunden (1). Die Positivelektrodenleitung 25 weist ein leitendes Material wie etwa Aluminium auf. Die Positivelektrodenleitung 25 ist mit dem Sicherheitsventilmechanismus 30 verbunden und elektrisch mit der Batterieabdeckung 14 über das PTC-Element verbunden.
  • Die Negativelektrodenleitung 26 weist ein leitendes Material wie etwa Nickel auf. Die Negativelektrodenleitung 26 ist elektrisch mit dem Batteriebehälter 11 verbunden.
  • Die jeweiligen detaillierten Konfigurationen und Materialien der Positivelektrode 21, der Negativelektrode 22, des Separators 23 und der Elektrolytlösung werde später beschrieben.
  • [Positivelektrode]
  • Die Positivelektrodenaktivmaterialschicht weist mindestens ein Positivelektrodenmaterial (Positivelektrodenaktivmaterial) auf, das dazu in der Lage ist, Lithium einzuschließen und abzugeben, und kann des Weiteren einen Positivelektrodenbinder, einen Positivelektroden-Leitagenten, und Ähnliches aufweisen. Das Positivelektrodenmaterial ist vorzugsweise eine lithiumenthaltende Zusammensetzung (zum Beispiel, ein lithiumenthaltendes Verbundwerkstoffoxid und eine lithiumenthaltende Phosphatzusammensetzung).
  • Das lithiumenthaltende Verbundwerkstoffoxid weist, zum Beispiel, eine geschichtete steinsalzartige oder spinellartige Kristallstruktur auf. Die lithiumenthaltende Phosphatzusammensetzung weist, zum Beispiel, eine Kristallstruktur vom Olivintyp auf.
  • Der Positivelektrodenbinder weist einen synthetischen Kautschuk oder eine Polymerzusammensetzung auf. Der synthetische Kautschuk kann Styren-Butadien-Kautschuk, Fluorin-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien und dergleichen handeln. Beispiele für eine Polymerzusammensetzung sind Polyvinylidenfluorid (PVdF) und ein Polyimid.
  • Der Positivelektroden-Leitagent kann ein Kohlenstoffmaterial wie etwa Grafit, Ruß, Acetylenschwarz oder Ketjenschwarz sein. Der Positivelektroden-Leitagent kann jedoch ein Metallmaterial und ein leitendes Polymer sein.
  • [Negativelektrode]
  • Die Oberfläche der Negativelektrodenfolie ist vorzugsweise aufgeraut. Dies ist, weil die Adhäsion der Negativelektrodenaktivmaterialschicht an der Negativelektrodenfolie verbessert wird aufgrund eines sog. Ankereffekts. Beispiele der Aufrauungsverfahren weisen ein Verfahren zum Ausbilden von Feinpartikeln unter Nutzung eines Elektrolytverfahrens auf, um die Oberfläche der Negativelektrodenfolie mit Irregularitäten bereitzustellen. Eine Kupferfolie, die mit einem Elektrolytverfahren vorbereitet ist, wird allgemein als eine Elektrolyt-Kupferfolie bezeichnet.
  • Die Negativelektrodenaktivmaterialschicht weist mindestens ein Negativelektrodenmaterial (Negativelektrodenaktivmaterial) auf, dazu in der Lage ist, Lithium einzuschließen und abzugeben, und kann des Weiteren einen Negativelektrodenbinder, einen Negativelektroden-Leitagenten und Ähnliches aufweisen.
  • Das Negativelektrodenmaterial weist, zum Beispiel, ein Kohlenstoffmaterial auf. Dies ist, weil eine hohe Energiedichte stabil erreicht werden kann, aufgrund der relativ kleinen Änderung in der Kristallstruktur zum Zeitpunkt des Einschließens und Abgebens von Lithium. Zusätzlich dienen die Kohlenstoffmaterialien als Negativelektroden-Leitagenten und verbessern dadurch die Leitfähigkeit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht.
  • Die Kohlenstoffmaterialien können bspw. grafitisierbarer Kohlenstoff, nicht-grafitisierbarer Kohlenstoff, Grafit, niedrigkristalliner Kohlenstoff oder amorpher Kohlenstoff sein. Die Form der Kohlenstoffmaterialien weist eine faserartige, sphärische, granulare, oder schuppenförmige Form auf.
  • Das Negativelektrodenmaterial kann, zum Beispiel, ein metallbasiertes Material aufweisen. Beispiele des metallbasierten Materials weisen Li (Lithium), Si (Silizium), Sn (Zinn), Al (Aluminium), Zr (Zink) und Ti (Titan) auf. Die metallbasierten Elemente bilden eine Zusammensetzung, eine Mischung, oder eine Legierung mit einem anderen Element aus, und Beispiele davon umfassen ein Siliziumoxid (SiOx (0 < x ≤ 2)), ein Siliziumcarbid (SiC) oder eine Legierung von Kohlenstoff und Silizium, und ein Lithium-Titanat (LTO) auf.
  • Des Weiteren, zum Zweck des Vergrößerns der Kapazität, enthält das Negativelektrodenmaterial vorzugsweise eine siliziumenthaltende Zusammensetzung wie etwa Siliziumoxid oder eine Siliziumlegierung, oder eine einfache Substanz von Silizium.
  • Zum Beispiel ist der Anteil von einem Siliziumoxid, der in der Negativelektrodenaktivmaterialschicht vorhanden ist, vorzugsweise 5 Gewichtsprozent oder mehr und 20 Gewichtsprozent oder weniger. Dies ist, weil der Effekt des Vergrößerns der Kapazität nicht erlangt wird, falls der Inhalt extrem niedrig ist, wobei Silizium sich ausdehnt und dann die Batteriecharakteristiken verschlechtert, dass der Anteil extrem hoch ist. Es ist zu bemerken, dass dasselbe auf die Anteile der Siliziumlegierung und der einfachen Substanz von Silizium zutreffen.
  • In der Lithiumionenbatterie 1, wenn die Leerlaufspannung (d.h., die Batteriespannung) in einem vollständig geladenen Zustand 4,25 V oder höher ist, ist die Abgabemenge von Lithium pro Masseneinheit vergrößert auch bei der Nutzung desselben Positivelektrodenaktivmaterials verglichen mit einem Fall, wo die Leerlaufspannung in dem vollständig geladenen Zustand niedrig ist. Daher wird eine hohe Energiedichte erlangt.
  • [Separator]
  • Der Separator 23 ist eine poröse Membran, die ein Harz enthält, und kann ein laminierter Film von zwei oder mehr porösen Filmen sein. Das Harz kann ein Polypropylen und ein Polyethylen sein.
  • Der Separator 23 kann eine Harzschicht auf einer oder beiden Seiten der porösen Membran als eine Substratschicht aufweisen. Dies ist, weil die Adhäsion des Separators 23 mit jeder der Positivelektrode 21 und der Negativelektrode 22 verbessert wird, wodurch die Elektrodenwicklungskörper 20 davon abgehalten wird, sich zu krümmen bzw. zu verziehen.
  • Die Harzschicht enthält ein Harz wie etwa PVdF. In dem Fall des Ausbildens der Harzschicht, wird eine Lösung, in der ein Harz gelöst ist, in einer organischen Lösung oder Ähnlichem auf die Substratschicht beaufschlagt, und dann wird die Substratschicht getrocknet. Es ist anzumerken, dass nach dem Eintauchen der Substratschicht in die Lösung, die Substratschicht getrocknet werden kann. Die Harzschicht weist vorzugsweise anorganische Partikel oder organische Partikel aus dem Betrachtungspunkt des Verbesserns des Wärmewiderstands und der Sicherheit der Batterie auf. Die Art der anorganischen Partikel ist Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Böhmit, Talkum, Siliziumdioxid, Glimmer oder Ähnliches. Anstatt der Harzschicht, kann eine Oberflächenschicht, die anorganischen Partikel als Hauptkomponente aufweist, genutzt werden, die ausgebildet ist, durch ein Sputterverfahren, ein Atomschichtabscheidungsverfahren (ALD), oder Ähnliches.
  • [Elektrolytlösung]
  • Die Elektrolytlösung weist ein Lösungsmittel und ein Elektrolytsalz auf, und kann des Weiteren Additive und Ähnliches aufweisen, falls notwendig. Die Lösung ist eine nicht wässrige Lösung, wie etwa eine organische Lösung, oder Wasser. Die Elektrolytlösung, die ein nicht wässriges Lösungsmittel aufweist, wird als nicht wässrige Elektrolytlösung bezeichnet. Das nicht wässrige Lösungsmittel kann ein zyklisches Carbonat, ein Kettencarbonat, ein Lacton, ein Kettencarboxylat, ein Nitril (Mononitril), oder Ähnliches sein.
  • Typische Beispiele des Elektrolytsalzes sind Lithiumsalze, aber ein Salz außer einem Lithiumsalze kann enthalten sein. Das Lithiumsalz kann Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6), Lithiumtetrafluoroborat (LiBF4), Lithiumperchlorat (LiClO4), Lithiummethansulfonat (LiCH3SO3), Lithiumtrifluormethanesulfonat (LiCF3SO3), Dilithiumhexafluorsilicat (Li2SF6) und Ähnliches sein. Diese Salze können auch in Mischung genutzt werden, über allen ist die Nutzung von LiPF6 und LiBF4 in Mischung bevorzugt, aus einem Betrachtungspunkt der Verbesserung der Batteriecharakteristiken. Der Anteil des Elektrolytsalzes ist nicht besonders beschränkt, aber vorzugsweise 0,3 mol/kg bis 3 mol/kg in Bezug auf die Lösung.
  • [Verfahren zum Herstellen der Lithiumionenbatterie]
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen der Sekundärbatterie beschrieben. Zuerst, in dem Fall des Vorbereitens der Positivelektrode 21, werden ein Positivelektrodenaktivmaterial, ein Positivelektrodenbinder und ein Positivelektroden-Leitagent gemischt, um eine Positivelektrodenkombination vorzubereiten. Nachfolgend wird die Positivelektrodenkombination in einer organischen Lösung dispergiert, wodurch eine pastöse Positivelektrodenkombinationsuspension vorbereitet wird. Nachfolgend wird die Positivelektrodenkombinationsuspension auf beide Seiten der Positivelektrodenfolie beaufschlagt und dann getrocknet, wodurch die Positivelektrodenaktivmaterialschicht ausgebildet wird. Nachfolgend während des Erwärmens der Positivelektrodenaktivmaterialschicht, wird die Positivelektrodenaktivmaterialschicht Druckgießen mit Nutzung einer Rollendruckmaschine ausgesetzt, um die Positivelektrode 21 zu erlangen.
  • Auch im Fall des Vorbereitens der Negativelektrode 22, wird die Vorbereitung durchgeführt gemäß derselben Prozedur wie die für die Positivelektrode 21, die voranstehend benannt wurde.
  • Als Nächstes werden die Positivelektrodenleitung 25 und die Negativelektrodenleitung 26 jeweils mit der Positivelektrodenfolie und der Negativelektrodenfolie unter Nutzung eines Schweißverfahrens verbunden. Nachfolgend werden die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gestapelt, und dann gewickelt, und ein Befestigungsband wird an der äußersten Umfangsfläche des Separators 23 angebracht, um den Elektrodenwicklungskörper 20 auszubilden.
  • Nachfolgend, mit dem Isolator in Kontakt mit einer Seite eines Elektrodenwicklungskörpers 20, wo die Negativelektrodenleitung 26 freiliegt, wird der Elektrodenwicklungskörper 20 innerhalb des Batteriebehälters 11 beherbergt, und der Behälterboden und der Negativelektrodenleiter 26 werden unter Nutzung eines Schweißverfahrens verbunden. Als Nächstes wird ein Isolator auch auf einer Seite des Elektrodenwicklungskörpers 20 angeordnet, wo der Positivelektrodenleiter 25 freiliegt, und ein Ende des Positivelektrodenleiters 25 ist mit dem Sicherheitsventilmechanismus 30 unter Nutzung eines Schweißverfahrens verbunden.
  • Nachfolgend wird der Batteriebehälter 11 unter Nutzung einer Sickenbearbeitungsmaschine (Nutbearbeitungsmaschine) bearbeitet, um eine Ausnehmung in dem Batteriebehälter 11 auszubilden. Nachfolgend wird die Elektrolytlösung in den Innenraum des Batteriebehälters 11 eingespritzt, um den Elektrodenwicklungskörper 20 zu imprägnieren. Nachfolgend werden die Batterieabdeckung 14 und der Sicherheitsventilmechanismus 30 gemeinsam mit der Dichtung 15 innerhalb des Batteriebehälters 11 beherbergt.
  • Letztlich, wie in 1 dargestellt, werden an dem offene Ende 11N des Batteriebehälters 11, die Batterieabdeckung 14 und der Sicherheitsventilmechanismus 30 gekrimpt mit der Dichtung 15 zum Ausbilden der gekrimpten Struktur 11R.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird genauer beschrieben nachstehend mit Bezug auf Beispiele der Kurzschlussauftrittsrate und Krümmungsauftrittsrate nach einem Niedrigtemperaturzyklustest und einem Falltest, unter Nutzung der Batterie 1, die auf die voranstehend beschriebene Weise vorbereitet. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht dazu vorgesehen ist, durch die nachstehenden Beispiele beschränkt zu sein.
  • Die Batterie war 18650 (Durchmesser: 18 mm, Länge: 65 mm) in der Größe und 3000 mAh in Nennkapazität. Das Material der Positivelektrodenfolie 21A war Al, und die Dicke davon war 0,015 mm. Das Material der Negativelektrodenfolie 22A war Cu, und die Dicke davon war 0,015 mm. Der Separator 23 war aus einem biaxial orientierten Polyethylen hergestellt, und war 0,010 mm in der Dicke. In all den Beispielen und Vergleichsbeispielen, enthält das Negativelektrodenaktivmaterial Kohlenstoff und Silizium. Genauer gesagt, in enthält das Negativelektrodenaktivmaterial Kohlenstoff als Hauptmaterial, und der Anteil von einem Siliziumoxid war 5Gewichtsprozent im Beispiel 6, 20 Gewichtsprozent im Beispiel 8, und 15 Gewichtsprozent in anderen Beispielen.
  • Ein Positivelektrodenstreifen 52, der nachstehend präsentiert wird, entspricht der Positivelektrodenleitung 25 in 1, und ein Negativelektrodenstreifen 53, der nachstehend gezeigt ist, entspricht der Negativelektrodenleitung 26 in 1. Die Beispiele und Vergleichsbeispiele weisen, zusätzlich zu den Streifen 52, 53 und Ähnlichem, Folienstreifen 31, 32 auf der Wicklungsstartseite bzw. Wicklungsstartseiten von ein oder beiden der Positivelektrode und der Negativelektrode auf. Der Folienstreifen 32 der Negativelektrode wird nachstehend als ein Beispiel beschrieben.
  • Hiernach wird ein Bereich, wo die Oberfläche der Positivelektrodenfolie 21A mit der Positivelektrodenaktivmaterialschicht beschichtet ist, bezeichnet als ein Positivelektrodenaktivmaterial-abgedeckt-Teil 21B, und ein unbeschichteter Bereich wird bezeichnet als ein Positivelektrodenaktivmaterial-nicht-abgedeckt-Teil 21C. Zusätzlich wird ein Bereich, wo die Oberfläche der Negativelektrodenfolie 22A mit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht beschichtet ist, bezeichnet als ein Negativelektrodenaktivmaterial-abgedeckt-Teil 22B, und ein unbeschichteter Bereich wird bezeichnet als ein Negativelektrodenaktivmaterial-nicht-abgedeckt-Teil 22C.
  • Die Positivelektrode 21 oder die Negativelektrode 22 weisen ein Folienstreifen 31 für die Positivelektrode oder ein Folienstreifen 32 für die Negativelektrode auf der Wicklungsstartseite auf. Zum Beispiel, wie in 2A dargestellt, weist der Folienstreifen 32 für die Negativelektrode eine flache Plattenform auf, und weist ein plattenförmiges Teil 36 und einen kammgezahnten Teil 34 auf. Der plattenförmige Teil 36 des Folienstreifens 32 weist eine Breite von 24 mm, was größer ist als die Breite eines herkömmlichen Streifens, und dient als Stromsammlung von der Negativelektrode 22. Der Folienstreifen 32 weist, an einem Ende davon, den kammgezahnten Teil 34 auf.
  • In 2A weist der kammgezahnte Teil 34 eine Kammform mit einem streifenförmigen Vorsprung von 3 mm in der Breite und 5 mm in der Länge auf. Die Intervalle zwischen den streifenförmigen Vorsprüngen des kammgezahnten Teils 34 in 2A sind 7 mm und 8 mm von der Wicklungsstartseite, die kein konstanter Wert sind. Die Intervalle zwischen den streifenförmigen Vorsprüngen des kammgezahnten Teils 34 sind dazu ausgelegt, graduell bzw. zunehmend sich von der Wicklungsstartseite aus zu vergrößern, so dass die Breiten der streifenförmigen Vorsprünge (Folienstreifenteile) eine Umdrehung dahinter überlappen mit gleichzeitiger Wickelungsüberlappung innerhalb von ungefähr ±1 mm, ohne dass irgendein Problem beim Schweißen zu dem Behälterboden und dem Sicherheitsventil entsteht. Die Intervalle zwischen den streifenförmigen Vorsprüngen des Folienstreifens 32 sind festgesetzt sich zunehmend zu vergrößern von der Wicklungsstartseite, derart, dass die streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 34 eine integrierte Form aufweisen, wenn der Folienstreifen 32 gewickelt wird. Wie in 2B dargestellt, zum Beispiel, ist der plattenförmige Teil 36 des Folienstreifens 32 der Negativelektrode mit dem Negativelektrodenaktivmaterial-nicht-abgedeckt-Teil 22C auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 an drei geschweißten Orten 61 verbunden (schraffierte Teile in der Zeichnung). Diesbezüglich ist der Folienstreifen 32 derart angeordnet, dass der kammgezahnte Teil 34 von der Negativelektrode 22 vorsteht. Es ist zu beachten, dass auch in dem Fall des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode, dieselbe Konfiguration wie die des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode angewendet werden kann.
  • Beispiele des Materials des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode weisen Aluminium, Titan und rostfreien Stahl (SUS) auf. SUS 304 ist, nach dem Härten über Heizen, in einem 4,2 V-System mit einer LCO-Positivelektrode oder einer NCA-Positivelektrode, die genutzt wird, losgelöst, aber nicht gelöst in einem 3,6 V-System losgelöst, in dem eine LiFePO4 Positivelektrode oder Ähnliches genutzt wird. SUS 316 ist, nach dem Härten über Erwärmen, nicht gelöst in einem 4,2 V-System mit einer LCO-Positivelektrode oder einer NCA-Positivelektrode, die genutzt wird. Wie voranstehend beschrieben, wie für SUS, kann ein Material geeignet ausgewählt werden und dann genutzt werden abhängig von der Batteriespannung.
  • Der Folienstreifen 32 wird zusammen mit der Negativelektrode 22 gewickelt, und wie in 2C dargestellt, wird der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 eine Umwicklung dahinter überlappt und an einem Ort zusammengetan, wodurch eine Verbindung 42 des Folienstreifens 32 bereitgestellt ist. Die Verbindung 42 wird mit dem Behälterboden des Batteriebehälters 11 verbunden. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 in den 2A und 2B weist drei streifenförmige Vorsprünge auf, der plattenförmige Teil 36 des Folienstreifens 32 wird über zwei Umwicklungen in 2C gewickelt, und die Verbindung 42 weist eine Struktur mit drei streifenförmigen Vorsprüngen auf, die einander überlappen. Der gewickelte Folienstreifen 32 dient als Verstärkungselement für den Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers 20 und kann vermeiden, dass der Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers 20 sich verzieht oder deformiert wird, zu der Zeit des Ladens und Entladens der Batterie 1.
  • Der kammgezahnte Teil des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode kann geteilt werden in, zum Beispiel, vier, sechs, oder mehr kammgezahnte Teile 34, und in solch einem Fall, wie in 2D dargestellt, wenn er gewickelt wird, werden die kammgezahnten Teile 34 des Folienstreifens 32 zusammengetan und dann an zwei Orten überlappt, um zwei Verbindungen 42A und 42B auszubilden, die einander zugewandt sind. In diesem Fall weisen die kammgezahnten Teile 34 des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode relativ lange streifenförmige Vorsprünge und relativ kurze streifenförmige Vorsprünge auf, die alternierend angeordnet sind (nicht dargestellt), und wenn sie gewickelt werden, werden die langen streifenförmigen Vorsprünge miteinander überlappt, wodurch die kurzen streifenförmigen Vorsprünge miteinander überlappt werden, wodurch die relativ lange Verbindung 42A und die relativ kurze Verbindung 42B für den Folienstreifen 32, wie in 2D dargestellt, ausgebildet werden. Die Längen der zwei Verbindungen 42A und 42B werden geändert, wodurch das Falten und dann Schweißen an den Behälterboden ermöglicht wird.
  • Der Folienstreifen 31 für die Positivelektrode weist dieselbe Form wie der Folienstreifen 32 für die Negativelektrode auf, aber unterscheidet sich davon darin, dass die Länge des kammgezahnten Teils 33 relativ groß ist. Auf ähnliche Weise wird der kammgezahnte Teil 33, der von der Positivelektrode 21 vorspringt, zusammen mit der Positivelektrode 21 gewickelt, um mehrere streifenförmige Vorsprünge in ein oder zwei Verbindungen 41 auszubilden. In dem Fall der zwei Verbindungen 41, gibt es keinen besonderen Unterschied in der Länge zwischen den zwei Verbindungen 41. Der plattenförmige Teil 35 des Folienstreifens 31 wird durch Schweißen an dem Positivelektrodenaktivmaterial-nicht-abgedeckt-Teil 21C verbunden, welches die Wicklungsstartseite der Positivelektrode ist. Der gewickelte Folienstreifen 31 dient als ein Verstärkungselement für den Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers 20, und kann vermeiden, dass der Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers 20 sich verzieht oder deformiert wird zum Zeitpunkt des Ladens und Entladens der Batterie 1.
  • Die Folienstreifen 31 und 32 sind vorzugsweise 0,020 mm oder mehr und 0,100 mm oder weniger in der Dicke, weil die Folienstreifen 31, 32 eine Dicke als ein Verstärkungsmaterial für den Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers 20 aufweisen sollen, und weil der Batteriebehälter 11 strukturell beschränkt ist. Genauer gesagt sind die Folienstreifen 31 und 32 0,030 mm oder mehr und 0,080 mm oder weniger in der Dicke. Das Material des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode ist vorzugsweise jegliches von Kupfer, einer Kupfer-Nickel-Legierung, Nickel, Zink, einer Kupfer-Zink-Legierung und einer Kupfer-Zink-Nickel-Legierung, oder eines zusammengesetzten Materials bzw. Verbundwerkstoffmaterials davon. Des Weiteren, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 vorzugsweise 1 Umwicklung oder mehr und 4 Umwicklungen oder weniger.
  • Der Querschnittsbereich der Verbindung 41, 42, 42A oder 42B des Folienstreifens 31 oder 32, der nachstehend gezeigt ist, ist repräsentiert durch das Produkt der Breite und Dicke der Verbindung 41, 42, 42A, oder 42B des Folienstreifens 31 oder 32, und des Querschnittsbereichs des Streifens 52, 53, oder 54 ist repräsentiert durch das Produkt von der Breite und der Dicke des Streifens 52, 53 oder 54. In all den Beispielen und Vergleichsbeispiel 1, ist die Breite des Streifens 52 an der Zwischenposition der Positivelektrode 21 festgesetzt auf 6 mm und die Dicke davon war festgesetzt auf 0,1 mm (0,6 mm2 im Querschnittsbereich), und das Material davon war Al. Der Positivelektrodenaktivmaterial-nicht-abgedeckt-Teil 21C mit dem Streifen 52 und dem Streifen 52 befestigt an dem Zentralabschnitt der Positivelektrode 21 war mit einer Isolierband 51. Die Dicke des Folienstreifens 31 auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 war festgesetzt auf 0,05 mm, die Breite des streifenförmigen Vorsprungs des kammgezahnten Teils 33 war festgesetzt auf 3 mm, und das Material davon war Al. Der Positivelektrodenaktivmaterial-nicht-abgedeckt-Teil 21C mit dem Folienstreifen 31 und dem Folienstreifen 31 befestigt auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 war mit dem Isolierband 51 abgedeckt. Die Dicke des Streifens 53 auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 war festgesetzt auf 0,08 mm zu sein, die Breite davon war festgesetzt auf 3 mm (0,24 mm2 im Querschnittsbereich), und das Material davon war CuNi.
  • Des Weiteren, in den Beispielen 1 bis 10, waren die Dicke des Folienstreifens 32 auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 festgesetzt auf 0,04 mm, die Breite des streifenförmigen Vorsprungs des kammgezahnten Teils 34 war festgesetzt auf 3 mm (ein streifenförmiger Vorsprung des kammgezahnten Teils 34 war 0,12 mm2 im Querschnittsbereich), und das Material davon war Cu. In den Beispiele 11 bis 14 und Vergleichsbeispiel 1, war die Dicke des Streifens 54 auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 festgesetzt auf 0,08 mm, die Breite davon war festgesetzt auf 3 mm (0,24 mm2 im Querschnittsbereich), und das Material davon war CuNi.
  • Die Dicken der Streifen 52, 53 und 54 und die Dicken der Folienstreifen 31 und 32 wurden unter Nutzung eines Mikrometers gemessen (MDC-25 MX von Mitutoyo Corporation).
  • 3A bis 15A zeigen jeweils (A für jede der 3 bis 15) eine schematische Ansicht der Positivelektrode 21 vor dem Wickeln auf der oberen Seiter Seite jeder Zeichnung und zeigen eine schematische Ansicht der Negativelektrode 22 vor dem Wickeln auf der unteren Seite jeder Zeichnung, wo wobei die rechte Seite jeder Zeichnung als Wicklungsstartseite anzusehen ist, wobei die linke Seite jeder Zeichnung als Wicklungsendseite anzusehen ist. Die 3B bis 15B zeigen jeweils (B für jede der 3 bis 15) eine schematische Ansicht des Elektrodenwicklungskörpers 20 nach dem Wickeln der Positivelektrode 21 und der Negativelektrode 22 in den 3A bis 15A gemeinsam mit dem Separator, wo die obere Seite von jeder Zeichnung als eine Seite näher an der Batterieabdeckung 14 anzusehen ist, wobei die untere Seite jeder Zeichnung als eine Seite näher an dem Behälterboden des Batteriebehälters 11 anzusehen ist. Die 3C bis 15C (C für jede der 3 bis 15) sind eine schematische Ansicht in dem Fall der Batterie 1 mit dem Elektrodenwicklungskörper 20 in den 3B bis 15B beherbergt in dem Batteriebehälter 11, wobei Details der Dichtung 15 und Ähnliches ausgelassen sind.
  • [Beispiel 1]
  • Wie in 3A dargestellt, war der Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, einer Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus sechs streifenförmigen Vorsprüngen. Wie in 3B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen angeordnet, die sechs streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 34 waren überlappt mit jedem anderen Vorsprung, und dann gewickelt um mit den zwei Verbindungen 42A und 42B zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 2,5 Umwicklungen, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindungen 42A und 42B des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,72 mm2. Wie in 3C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und dem Folienstreifen 32 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 2]
  • Wie in 4A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, ein Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war aus vier streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Wie in 4B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die vier streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 34 mit jedem anderen Vorsprung überlappt, und dann gewickelt, um zusammen an den zwei Verbindungen 42A und 42B zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 1,5 Umwicklungen, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindungen 42A und 42B des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,48 mm2. Wie in der 4C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und dem Folienstreifen 32 in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 3]
  • Wie in 5A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, ein Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 an der angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war aus drei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Wie in 5B gezeigt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 waren mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gestapelt, die drei streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 34 waren in einen überlappt, und dann gewickelt, um zusammen an der Verbindung 42 zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 2 Umwicklungen, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 42 des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,36 mm2. Wie in 5C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und dem Folienstreifen 32 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 4]
  • Wie in 6A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, ein Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war aus zwei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Wie in der 6B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gestapelt, die zwei streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 34 waren in einen überlappt und dann gewickelt, um zusammen an der Verbindung 42 zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 1 Umwicklung, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 42 des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,24 mm2. Wie in 6C dargestellt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und dem Folienstreifen 32 verbunden, in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war auf 15 Gewichtsprozent festgesetzt.
  • [Beispiel 5]
  • Wie in 7A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war zusammengesetzt aus sechs streifenförmigen Vorsprüngen. Ein Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus sechs streifenförmigen Vorsprüngen. Wie in 7B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die sechs streifenförmigen Vorsprünge der kammgezahnten Teile 33 und 34 waren überlappt mit jedem anderen Vorsprung für jeden von dem Folienstreifen 31 und Folienstreifen 32 und dann gewickelt, um zusammen an den zwei Verbindungen 41 und 41 und den zwei Verbindungen 42A und 42B zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 2,5 Umwicklungen, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindungen 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode festgesetzt auf 0,9 mm2, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 2,5 Umwicklungen, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindungen 42A und 42B des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,72 mm2. Wie in 7C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und dem Folienstreifen 31 32 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 6]
  • Wie in 8A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus vier streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war aus vier streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Wie in 8B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die vier streifenförmigen Vorsprünge der kammgezahnten Teile 33 und 34 waren mit jedem anderen Vorsprung für jeden von dem Folienstreifen 31 und dem Folienstreifen 32, und dann gewickelt, um zusammen an den zwei Verbindungen 41 und 41 und den zwei Verbindungen 42A und 42B zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 1,5 Umwicklungen, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindungen 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,6 mm2, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 1,5 Umwicklungen, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindungen 42A und 42B des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,48 mm2. Wie in 8C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und den Folienstreifen 31 und 32 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 5 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 7]
  • Dieses Beispiel war auf dieselbe Weise bereitgestellt wie in Beispiel 6, außer, dass der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, auf 15 Gewichtsprozent festgesetzt war.
  • [Beispiel 8]
  • Dieses Beispiel war auf dieselbe Weise bereitgestellt wie in Beispiel 6 bereitgestellt, außer, dass der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, auf 20 Gewichtsprozent festgesetzt war.
  • [Beispiel 9]
  • Wie in 9A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus drei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Folienstreifen 32 war an der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war aus drei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Wie in 9B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die drei streifenförmigen Vorsprünge der kammgezahnten Teile 33 und 34 waren in einen überlappt für jeden der Folienstreifen 31 und 32, und dann gewickelt, um an der Verbindung 41 und der Verbindung 42 zusammengetan zu werden, und die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 2 Umwicklungen, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,45 mm2, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 2 Umwicklungen, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 42 des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,36 mm2. Wie in 9C dargestellt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und den Folienstreifen 31 und 32 verbunden, in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war 15 Gewichtsprozent festgesetzt.
  • [Beispiel 10]
  • Wie in 10A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus zwei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Folienstreifen 32 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 34 des Folienstreifens 32 war aus zwei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Wie in 10B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die zwei streifenförmigen Vorsprünge der kammgezahnten Teile 33 und 34 waren überlappt in einen für jeden des Folienstreifens 31 und des Folienstreifens 32, und dann gewickelt, um an der Verbindung 41 und der Verbindung 42 zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Umwicklung, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,3 mm2, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 1 Umwicklung, und der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 42 des Folienstreifens 32 für die Negativelektrode war festgesetzt auf 0,24 mm2. Wie in 10C dargestellt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52 und 53 und den Folienstreifen 31 und 32 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war auf 15 Gewichtsprozent festgesetzt.
  • [Beispiel 11]
  • Wie in 11A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war an der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus sechs streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Streifen 54 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Wie in 11B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die sechs streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 33 waren mit jedem zweiten Vorsprung überlappt für die Folienstreifen 31 und dann gewickelt, um zusammen an den zwei Verbindungen 41 und 41 zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode 21 war festgesetzt auf 2,5 Umwicklungen, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindunge41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,9 mm2, und der Querschnittsbereich des Negativelektrodenstreifens 54 war festgesetzt auf 0,24 mm2. Wie in 11C dargestellt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52, 53 und 54 und dem Folienstreifen 31 verbunden, in dem Batteriebehälter angeordnet.
  • Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war auf 15 Gewichtsprozent festgesetzt.
  • [Beispiel 12]
  • Wie in 12A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus vier streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Streifen 54 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Wie in 12B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, die vier streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 33 waren mit jedem zweiten Vorsprung überlappt für den Folienstreifen 31 und dann gewickelt, um zusammengetan zu werden an den zwei Verbindungen 41 und 41, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 1,5 Umwicklungen, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,6 mm2, und der Querschnittsbereich des Negativelektrodenstreifens 54 war festgesetzt auf 0,24 mm2. Wie in 12C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52, 53 und 54 und dem Folienstreifen 31 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet.
  • Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 13]
  • Wie in 13A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war an der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus drei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Streifen 54 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Wie in 13B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gestapelt, wobei die drei streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 33 in einen überlappt waren für den Folienstreifen 31, und dann gewickelt waren, um an der Verbindung 41 zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 2 Umwicklungen, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,45 mm2, und der Querschnittsbereich des Negativelektrodenstreifens 54 war festgesetzt auf 0,24 mm2. Wie in 13C dargestellt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52, 53 und 54 und dem Folienstreifen 31 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Beispiel 14]
  • Wie in 14A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammgezahnte Teil 33 des Folienstreifens 31 war aus zwei streifenförmigen Vorsprüngen zusammengesetzt. Ein Streifen 54 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Wie in 14B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gestapelt, die zwei streifenförmigen Vorsprünge des kammgezahnten Teils 33 waren in einen überlappt für den Folienstreifen 31, und dann gewickelt, um an der Verbindung 41 zusammengetan zu werden, die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Umwicklung, der Gesamtquerschnittsbereich der Verbindung 41 des Folienstreifens 31 für die Positivelektrode war festgesetzt auf 0,3 mm2, und der Querschnittsbereich des Negativelektrodenstreifens 54 war festgesetzt auf 0,24 mm2. Wie in 14C gezeigt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52, 53 und 54 und dem Folienstreifen 31 verbunden in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war auf 15 Gewichtsprozent festgesetzt.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Wie in 15A dargestellt, war ein Streifen 52 an einer Zwischenposition der Positivelektrode 21 angeordnet, ein Streifen 54 war auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Streifen 53 war auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet. Wie in 15B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet und gewickelt, und der Querschnittsbereich des Negativelektrodenstreifens 54 war festgesetzt auf 0,24 mm2.
  • Wie in 15C dargestellt, war der Elektrodenwicklungskörper 20 mit den Streifen 52, 53 und 54 in dem Batteriebehälter 11 angeordnet. Der Anteil des Siliziumoxids, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial vorhanden ist, war festgesetzt auf 15 Gewichtsprozent.
  • [Auswertung]
  • Für die Batterien 1 gemäß der Beispiele, die voranstehend erwähnt sind, wurden die internen Widerstände der Batterien bestimmt, die Kurzschlussauftrittsraten wurden erlangt durch Durchführen eines Falltests nach einem Niedrigtemperaturzyklustest, die Verziehen- bzw. Krümmungsauftrittsraten wurden erlangt durch CT-Bildgebung und aus diesen Ergebnissen wurden umfangreiche Auswertungen gemacht. Die internen Widerstände dieser Batterien, der Niedrigtemperaturzyklustest, der Falltest und die CT-Bildgebung waren wie folgt.
  • <Interner Widerstand der Batterie>
  • Die internen Widerstände der Batterien wurden bestimmt aus den Ergebnissen der Wechselstromimpedanzmessung bei einer Frequenz von 1 kHz.
  • <Niedrigtemperatur-Zyklustest>
    • Umgebungstemperatur: 0°C
    • Ladung: CC/CV, 4,25 V/1 C, 100 mA Abgrenzung, Entladung: 2 C, 2 V Abgrenzung (Laden wurde wiederaufgenommen, wenn die Zelltemperatur 0°C nach dem Entladen erreicht hat)
    • Anzahl von Zyklen: die Anzahl von Zyklen setzte sich letztendlich mit einer niedrigen Rate (0,5 C), bis das Kapazitätswiedererlangungsrate 30% erreicht hat, wodurch die Entladerate stufenweise auf der Basis des Erreichens eines Kapazitätswiedererlangungsrate von 30% reduziert wurde.
  • Wenn die Wiedererlangungsrate in Bezug auf die initiale Entladekapazität 30% oder weniger erreicht hat, wurde die Entladerate reduziert auf 1 C, und auf ähnliche Weise, wenn die Wiedererlangungsrate 30% oder weniger erreicht hat, wurde die Entladerate reduziert auf 0,5 C, und der Test wurde bis zu 30% oder weniger durchgeführt.
  • <Falltest>
  • Einige Modifikationen wurden gemacht zu den „Richtlinien zu den Auswertungskriterien für Sicherheit von Lithiumsekundärbatterien“ (SBA G1101). Genauer gesagt, ist der Falltest, der in der SBA G1101 spezifiziert ist, ein Test des Fallenlassens von 10 Malen aus einer Höhe von 1,9 m auf Beton, aber in dem Falltest dieser Auswertung, war die Anzahl von Malen für den Falltest festgesetzt auf 20 Mal, und die Kurzschlussauftrittswahrscheinlichkeit bei n = 10 war wurde bestimmt.
  • <CT-Bildgebung>
  • Nach dem Falltest, nach dem Niedrigtemperaturzyklus, wurde der innere Umfang des Elektrodenwicklungskörpers unter Nutzung einer Röntgenstrahlen-CT-Bildgebungsvorrichtung betrachtet und die Proportion der Batterien, die ein Verziehen bzw. Verbiegen bewirkt hatten, wurde angenommen als die Verziehen- bzw. Verbiegungsauftrittsrate. Die Anzahl von Tests war 10.
  • [Tabelle 1]
    Anteil von Siliziumoxid in dem Negativelektrodenaktivmaterial (%) Wicklungsstartseite der Positivelektrode Wicklungsstartseite der Negativelektrode Innenwiderstand ACR der Batterie (mΩ) Kurzschlussauftrittsrate (%) Verbiegungsauftrittsrate (%) Umfassende Auswertung
    Die Anzahl von streifenförmigen Vorsprüngen des Folienstreifens Die Anzahl von Verbindungen des Folienstreifens Die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens (Umwicklungen) Gesamtquerschnittsbereich von Verbin-dungen des Folienstreifens (mm2) Die Anzahl von streifenförmigen Vorsprüngen des Folienstreifens oder die Anzahl von Streifen Die Anzahl von Verbindungen des Folienstreifens oder die Anzahl von Streifen Die Anzahl von Umwicklungen des Folienstreifens (Umwicklungen) Gesamtquerschnittsbereich des Folienstreifens oder Querschnittsbereich des Streifens (mm2)
    Beispiel 1 15 - - - - 6 2 2,5 0, 72 11, 0 0 0 OK
    Beispiel 2 15 - - - - 4 2 1,5 0,48 11, 1 0 0 OK
    Beispiel 3 15 - - - - 3 1 2 0,36 11, 1 0 0 OK
    Beispiel 4 15 - - - - 2 1 1 0,24 11,2 0 0 OK
    Beispiel 5 15 6 2 2,5 0,9 6 2 2,5 0, 72 11, 0 0 0 OK
    Beispiel 6 5 4 2 1,5 0,6 4 2 1,5 0,48 11, 1 0 0 OK
    Beispiel 7 15 4 2 1,5 0,6 4 2 1,5 0,48 11, 1 0 0 OK
    Beispiel 8 20 4 2 1,5 0,6 4 2 1,5 0,48 11, 1 0 0 OK
    Beispiel 9 15 3 1 2 0,45 3 1 2 0,36 11, 1 0 0 OK
    Beispiel 10 15 2 1 1 0,3 2 1 1 0,24 11,2 0 0 OK
    Beispiel 11 15 6 2 2,5 0,9 1 1 - 0,24 12 0 0 OK
    Beispiel 12 15 4 2 1,5 0,6 1 1 - 0,24 12 0 0 OK
    Beispiel 13 15 3 1 2 0,45 1 1 - 0,24 12 0 0 OK
    Beispiel 14 15 2 1 1 0,3 1 1 - 0,24 12 0 0 OK
    Vergleichsbeispiel 1 15 - - - - 1 1 - 0,24 12 50 100 NG
  • Die umfassende Auswertung war OK, weil die Kurzschlussauftrittsrate und die Verziehen- bzw. Verbiegungsauftrittsrate von 0% in den Beispielen 1 bis 14 vorlag, wobei die umfassende Auswertung NG war, wegen der hohen Werte der Raten im Vergleichsbeispiel 1. Es wurde bestimmt, dass die umfassende Auswertung OK ist mit dem Folienstreifen 31 und/oder 32, die auf der Wicklungsstartseite bzw. den Wicklungsstartseiten von einer oder beiden der Positivelektrode 21 und der Negativelektrode 22 bereitgestellt sind. Der innere Umfang des Elektrodenwicklungskörpers wurde in einem perfekten Kreis gehalten, ohne in den Beispiele 1 bis 14 gestört zu werden, wobei der Innenumfang des Elektrodenwicklungskörpers gestört war ohne in einem perfekten Kreis erhalten zu bleiben in Vergleichsbeispiel 1. Der Anteil des Siliziumoxids für die umfassende Auswertung von OK war 5 Gewichtsprozent oder mehr und 20 Gewichtsprozent oder weniger. Aus Tabelle 1, wurde festgestellt, dass die Batterie 1 kein Verziehen oder internen Kurzschluss aufweist, falls die Batterie 1 wiederholt geladen und entladen wird, wenn: die Batterie 1 den Folienstreifen 31 und/oder 32 mit den kammgezahnten Teilen 33 und/oder 34 auf der Wicklungsstartseite bzw. Wicklungsstartseiten von einer oder beiden der Positivelektrode 21 und der Negativelektrode 22 aufweist; die kammgezahnten Teile 33 und 34 von der Positivelektrode 21 oder der Negativelektrode 22 vorspringen; und die streifenförmigen Vorsprünge der kammgezahnten Teile 33 und 34 überlappt sind und dann zusammengetan sind als ein oder mehr Verbindungen 41, 42, 42A und 42B für die Folienstreifen 31 und 32.
  • <2. Modifikationsbeispiel>
  • Während die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genau voranstehend beschrieben wurde, sind die Inhalte der vorliegenden Erfindung nicht dazu aufgefasst zu werden, durch die voranstehe Ausführungsform beschränkt zu sein, und es ist möglich, verschiedene Modifikationen basierend auf technischen Idee der vorliegenden Erfindung zu machen.
  • Die Größe der Batterie 1 war 18650 (Durchmesser: 18 mm, Höhe: 65 mm), aber nicht jegliche andere Größe sein. Die Nennkapazität der Batterie 1 war 3000 mAh, aber kann jeglicher anderer Wert sein. Die Dicken der Positivelektrodenfolie 21A, der Negativelektrodenfolie 22 A und des Separators 23 müssen nicht die voranstehend beschriebenen Werte aufweisen. Die Anzahlen der streifenförmigen Vorsprünge der kammgezahnten Teile 33 und 34 sind nicht auf die Beispiele beschränkt, und können jeglicher anderer Wert sein.
  • <3. Anwendungsbeispiel>
  • (1) Batteriepack
  • 16 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Schaltungskonfigurationsbeispiel in dem Fall des Anwendens der Batterie 1 gemäß einer Ausführungsform oder eines Beispiels der vorliegenden Erfindung auf ein Batteriepack 300 darstellt. Das Batteriepack 300 weist eine zusammengebaute Batterie 301, eine Schalteinheit 304 mit einem Ladesteuerungsschalter 302a und einen Entladesteuerungsschalter 303a, einen Stromdetektionswiderstand 307, ein Temperaturdetektionswiderstand 308 und eine Steuerungseinheit 310 auf. Die Steuerungseinheit 310 steuert jede Einrichtung, und ist des Weiteren dazu in der Lage, eine Lade-/Entladesteuerung zum Zeitpunkt abnormaler Wärmeerzeugung durchzuführen und dazu in der Lage, die verbleibende Kapazität des Batteriepacks 300 zu berechnen und zu korrigieren.
  • In dem Fall des Ladens des Batteriepacks 300, sind ein Positivelektrodenanschluss 321 und ein Negativelektrodenanschluss 322 jeweils mit einem Positivelektrodenanschluss und einem Negativelektrodenanschluss eines Ladegeräts verbunden, um das Laden durchzuführen. Zusätzlich zu dem Fall des Nutzens einer elektronischen Einrichtung, die mit dem Batteriepack 300 verbunden ist, sind der Positivelektrodenanschluss 321 und der Negativelektrodenanschluss 322 jeweils mit einem Positivelektrodenanschluss und einem Negativelektrodenanschluss der elektronischen Einrichtung zum Durchführen des Entladens verbunden.
  • Die zusammengebaute Batterie 301 weist eine Mehrzahl von Sekundärbatterien 301a auf, die in Reihe und/oder parallel verbunden sind. 16 zeigt darin, als ein Beispiel, ein Fall, wo sechs Sekundärbatterien 301a verbunden sind, und zwei Batterien parallel und drei Batterien in Reihe (2P3S) anzuordnen, aber jegliche Verbindungsart kann angewendet werden.
  • Eine Temperaturdetektionseinheit 318 ist mit dem Temperaturdetektionswiderstand 308 verbunden (zum Beispiel, einem Thermistor), zum Messen der Temperatur der zusammengebauten Batterie 301 oder des Batteriepacks 300, und dann Zuführen der gemessenen Temperatur zu der Steuerungseinheit 310. Die Spannungsdetektionseinheit 311 misst die Spannungen der zusammengebauten Batterie 301 und der Sekundärbatterien 301a, die die zusammengebaute Batterie bilden, führt A/D-Wandlung der gemessenen Spannungen durch, und führt die gewandelten Spannungen zu der Steuerungseinheit 310 zu. Eine Strommesseinheit 313 misst einen Strom mit der Nutzung des Stromdetektionswiderstands 307 und führt den gemessenen Strom zu der Steuerungseinheit 310 zu.
  • Die Schaltsteuerungseinheit 314 steuert den Ladesteuerungsschalter 302a und Entladesteuerungsschalter 303a der Schalteinheit 304, basierend auf den Spannungen und Stromeingabe von der Spannungsdetektionseinheit 311 und der Strommesseinheit 313. Wenn die Spannung von einer der Sekundärbatterien 301a gleich zu oder geringer als die Überladungsdetektionsspannung oder die Über-Entladungsdetektionsspannung wird, oder wenn ein großer Strom plötzlich fließt, überträgt die Schaltsteuerungseinheit 314 ein OFF-Steuerungssignal an die Schalteinheit 304 zum Vermeiden einer Überladung, Überentladung, und Überstromladung. In diesem Fall, in dem Fall, wo die Sekundärbatterie eine Lithiumionensekundärbatterie ist, ist die Überladungsdetektionsspannung bestimmt, zum Beispiel, 4,20 V ± 0,05 V, und die Über-Entladungsdetektionsspannung ist bestimmt, zum Beispiel, 2,4 V ± 0,1 V zu sein.
  • Nachdem der Ladesteuerungsschalter 302a oder der Entladesteuerungsschalter 303a ausgeschaltet ist, ist ein Laden oder Entladen nur ermöglicht durch die Diode 302b oder die Diode 303b. Für den Lade-/Entladeschalter, kann ein Halbleiterschalter wie etwa ein MOSFET genutzt werden. In diesem Fall dient die parasitäre Diode des MOSFETs als die Dioden 302b und 303b. Es ist anzumerken, dass die Schalteinheit 304 auf der positiven Seite in 16 bereitgestellt ist, aber auf der negativen Seite bereitgestellt sein kann.
  • Ein Speicher 317 weist ein RAM und ein ROM auf und weist, zum Beispiel, ein EPROM (löschbarer programmierbare Nur-Lese-Speicher) auf, der ein nicht-flüchtiger Speicher ist. In dem Speicher 317 sind der numerische Wert, der durch die Steuerungseinheit 310 berechnet ist, die Batteriecharakteristiken in dem initialen Zustand für jede Sekundärbatterie 301a, gemessen in dem Zustand des Herstellunsprozesses, und Ähnliches im Voraus gespeichert, und können auch geeignet überschrieben werden. Zusätzlich ist die Vollladungskapazität der Sekundärbatterie 301a darin gespeichert, wodurch der verbleibenden Kapazität ermöglicht wird, in Kooperation mit der Steuerungseinheit 310 berechnet zu werden.
  • (2) Elektronische Einrichtung
  • Die voranstehend beschriebene Batterie 1 gemäß einer Ausführungsform oder ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, kann befestigt werden auf und genutzt zum Zuführen von elektrischer Leistung zu elektronischen Einrichtungen und elektrischen Transporteinrichtungen, und Einrichtungen wie etwa elektrischen Speichereinrichtungen.
  • Beispiele der elektronischen Einrichtungen umfassen Laptopcomputer, Smartphones, Tablet-Endgeräte, PDAs (personal digital assistants), Mobiltelefone, Wearable-Endgeräte, Videofilme, digitale Fotokameras, elektronische Bücher, Musikspieler, Kopfhörer, Spielgeräte, Herzschrittmacher, Hörgeräte, elektrische Werkzeuge, Fernseher, Beleuchtungseinrichtungen, Spielzeuge, medizinische Einrichtungen und Roboter. Zusätzlich können die elektrische Transporteinrichtung, elektrische Speichereinrichtungen, elektrische Werkzeuge und elektrischen unbemannter Luftfahrzeuge, wie später beschrieben, auch in den elektronischen Einrichtungen in einem breiten Sinne vorhanden sein.
  • Beispiele der elektrischen Transporteinrichtungen umfassen elektrische Automobile (einschließlich Hybridautomobilen), elektrische Motorräder, elektrisch unterstütze Fahrräder, elektrische Busse, elektrische Wagen, automatische geführte Fahrzeuge (AGVs) und Schienenfahrzeuge. Zusätzlich umfassen die Beispiele auch elektrische Passagierluftfahrzeuge und elektrischen unbemannte Luftfahrzeuge zum Transport. Die Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur als eine Antriebsleistungszufuhr für die Beispiele genutzt, sondern auch als Hilfsleistungsquelle, eine Energieregenerationsleistungszufuhr, und Ähnliches.
  • Beispiele der elektrischen Speichereinrichtungen umfassen elektrische Speichermodule für kommerzielle Nutzung oder Heimnutzung und Leistungszufuhren für Leistungsspeicher für Architekturstrukturen wie etwa Häuser, Gebäude und Büros, oder Leistungserzeugungsgebäude.
  • (3) Elektrowerkzeug
  • Ein Beispiel für einen Elektroschrauber als ein Elektrowerkzeug, auf den die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, wird schematisch mit Bezug auf 17 beschrieben. Ein Elektroschrauber 431 ist mit einem Motor 433 versehen, der Rotationsleistung auf eine Welle 434 überträgt und mit einem Auslöseschalter 432, der durch einen Nutzer betätigt wird, versehen. Die Rotation des Auslöseschalters 432 bewirkt, dass die Welle 434 eine Schraube oder Ähnliches in ein Zielobjekt dreht.
  • Ein Batteriepack 430 und eine Motorsteuerungseinheit 435 sind in einem unteren Gehäuse eines Griffs des Elektroschraubers 431 beherbergt. Das Batteriepack 300, das voranstehend beschrieben ist, kann als das Batteriepack 430 genutzt werden. Das Batteriepack 430 ist in dem Elektroschrauber eingebaut oder entfernbar von dem Elektroschrauber 431. Das Batteriepack 430, das in den Elektroschrauber 431 eingebaut ist, oder von diesem entfernt ist, kann an eine Ladeeinrichtung angebracht sein.
  • Jedes von dem Batteriepack 430 und der Motorsteuerungseinheit 435 weist einen Mikrocomputer auf. Leistung wird von dem Batteriepack 430 zu der Motorsteuerungseinheit 435 zugeführt und eine Information über ein Laden und ein Entladen des Batteriepacks 430 wird zwischen den Mikrocomputern kommuniziert. Die Motorsteuerungseinheit 435 kann Rotation/Stoppen und Rotationsrichtung des Motors 433 steuern, und des Weiteren die Leistungszufuhr zu einer Last (wie etwa der Motor 433) zum Zeitpunkt des Überentladens trennen.
  • (4) Elektrisches Speichersystem für Elektrofahrzeug
  • 18 stellt schematisch ein Konfigurationsbeispiel eines Hybridfahrzeugs (HV) dar, das ein Reihenhybridsystem anwendet, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, wie ein Beispiel des Anwendens der vorliegenden Erfindung auf einen elektrischen Speichersystem für ein Elektrofahrzeug. Das Reihenhybridsystem ist für ein Fahrzeug vorgesehen, das auf einer elektrischen Leistungsantriebskraftwandlereinrichtung fährt, unter Nutzung von elektrischer Leistung, die durch einen Generator erzeugt ist, der durch einen Motor angetrieben wird, oder der elektrischen Leistung, die in der Batterie gespeichert ist.
  • Das Hybridfahrzeug 600 trägt einen Motor 601, einen Generator 602, die elektrische Leistungantriebskraftwandlereinrichtung 603 (Gleichstrommotor oder Wechselstrommotor, hiernach einfach als „Motor 603“ bezeichnet), ein Antriebsrad 604a, ein Antriebsrad 604b, ein Rad 605a, ein Rad 605b, einer Batterie 608, eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung 609, verschiedene Sensoren 610 und ein Ladeanschluss 611. Auf die Batterie 608 kann das voranstehend beschriebene Batteriepack 300 gemäß der vorliegenden Erfindung, oder eine elektrisches Speichermodul, das mit einer Mehrzahl von Batterien 1 gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist, angewendet werden. Die Sekundärbatterie weist eine zylindrische Form, eine rechteckige Form, oder eine Laminatform auf.
  • Der Motor 603 ist durch die elektrische Leistung der Batterie 608 betrieben, und das Moment des Motors 603 wird auf die Antriebsräder 604a und 604b übertragen. Das Moment des Motors 601 wird auf den Generator 602 übertragen, und das Moment macht es möglich, in der Batterie 608, die durch den Generator 602 erzeugte elektrische Leistung vorzuhalten. Die verschiedenen Sensoren 610 steuern die Die Motorrotationsgeschwindigkeit über die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 609, und steuern die Position eines Drosselventils, nicht dargestellt. Die verschiedenen Sensoren 610 weisen einen Geschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungssensor, einen Motorrotationsgeschwindigkeitssensor und Ähnliches auf.
  • Wenn das Hybridfahrzeug 600 abgebremst wird durch ein Abbremsungsmechanismus, nicht dargestellt, wird die Widerstandskraft während des Abbremsens als Moment auf den Motor 603 beaufschlagt, und die regenerative elektrische Leistung, die durch das Moment erzeugt ist, wird in der Batterie 608 vorgehalten. Zusätzlich, obwohl nicht dargestellt, kann das Fahrzeug mit einer Informationsverarbeitungseinrichtung versehen sein (zum Beispiel einer Anzeige für die verbleibende Batterielebenszeit), die eine Informationsverarbeitung bezogen auf die Fahrzeugsteuerung durchführt, basierend auf eine Information über die Sekundärbatterie. Die Batterie 608 kann bestromt und geladen werden, indem sie mit einer externen Leistungszufuhr durch den Ladeanschluss 611 des Hybridfahrzeugs 600 verbunden wird. Solch ein HV-Fahrzeug wird bezeichnet als Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV oder PHEV).
  • Obwohl ein Reihenhybridfahrzeug als voranstehendes Beispiel beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Parallelsystem angewendet werden, in dem ein Verbrennungsmotor und ein Motor in Kombination genutzt werden oder ein Hybridfahrzeug, in dem ein Reihensystem und ein Parallelsystem kombiniert sind. Des Weiteren kann vorliegende Erfindung auch angewendet werden auf Elektrofahrzeuge (EVs oder BEVs), die Fahren durch die Antreiben nur durch einen Antriebsmotor ohne jeglichen Verbrennungsmotor, und Brennstoffzellenfahrzeugen (FCVs).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lithiumionenbatterie
    12, 13
    Isolationsplatte
    20
    Elektrodenwicklungskörper
    21
    Positivelektrode
    22
    Negativelektrode
    23
    Separator
    24
    Zentralstift
    25
    Positivelektrodenleitung
    26
    Negativelektrodenleitung
    31, 32
    Folienstreifen
    33, 34
    Kammgezahnter Teil
    35, 36
    Plattenförmiger Teil
    41, 42, 42A, 42B
    Verbindung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013025912 [0004]

Claims (9)

  1. Sekundärbatterie mit einem Elektrodenwicklungskörper, der in einem Batteriebehälter beherbergt ist, wobei der Elektrodenwicklungskörper eine Struktur aufweist, die eine bandförmige Positivelektrode und eine bandförmige Negativelektrode aufweist, die laminiert und gewickelt sind mit einem Separator dazwischen zwischengeordnet, wobei die Positivelektrode eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Positivelektrodenfolie aufweist, wobei die Negativelektrode eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Negativelektrodenfolie aufweist, wobei der Elektrodenwicklungskörper einen Positivelektrodenstreifen an einem Zentralabschnitt der Positivelektrode aufweist, ein Negativelektrodenstreifen auf einer Wicklungsendseite der Negativelektrode aufweist und einen Folienstreifen in einer flachen Plattenform auf einer Wicklungsstartseite von einer oder beiden der Positivelektrode und der Negativelektrode aufweist, wobei der Folienstreifen einen plattenförmigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode oder der Negativelektrode angebracht ist, und einen kammgezahnten Teil aufweist, der von der Positivelektrode oder der Negativelektrode vorsteht, und wobei der kammgezahnte Teil als Verbindung des Elektrodenwicklungskörpers bereitgestellt ist.
  2. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei Intervalle zwischen streifenförmigen Vorsprüngen der kammgezahnten Teile von der Wicklungsstartseite aus graduell vergrößert sind.
  3. Sekundärbatterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Material des Folienstreifens auf der Negativelektrode eines von Kupfer, einer Kupfer-Nickel-Legierung, Nickel, Zink, einer Kupfer-Zink-Legierung und einer Kupfer-Zink-Nickel-Legierung oder ein Verbundwerkstoffmaterial davon ist.
  4. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Material des Folienstreifens der Positivelektrode eines von Aluminium, Titan und rostfreiem Stahl (SUS), oder einem Verbundwerkstoffmaterial davon ist.
  5. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Folienstreifen der Positivelektrode oder der Folienstreifen der Negativelektrode 0,020 mm oder mehr und 0,100 mm oder weniger einer Dicke ist.
  6. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Folienstreifen der Positivelektrode oder der Folienstreifen der Negativelektrode 1 Umwicklung oder mehr und 2,5 Umwicklungen oder weniger in der Anzahl von Umwicklungen aufweist.
  7. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Anteil von einem Siliziumoxid, das in der Negativelektrodenaktivmaterialschicht vorhanden ist, 5 Gewichtsprozent oder mehr und 20 Gewichtsprozent oder weniger ist.
  8. Elektronische Einrichtung mit der Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Elektrowerkzeug mittels der Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013025912A (ja) 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi Ltd 捲回式二次電池およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164044A (ja) 2000-11-24 2002-06-07 Nec Corp 電極巻回型電池及びその製造方法
JP2014225326A (ja) 2011-09-14 2014-12-04 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
US20190097228A1 (en) 2016-03-24 2019-03-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN110337752B (zh) 2017-03-28 2023-04-28 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013025912A (ja) 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi Ltd 捲回式二次電池およびその製造方法

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