DE112021003195T5 - Sekuntärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug - Google Patents

Sekuntärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug Download PDF

Info

Publication number
DE112021003195T5
DE112021003195T5 DE112021003195.3T DE112021003195T DE112021003195T5 DE 112021003195 T5 DE112021003195 T5 DE 112021003195T5 DE 112021003195 T DE112021003195 T DE 112021003195T DE 112021003195 T5 DE112021003195 T5 DE 112021003195T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
positive electrode
negative electrode
electrode
strip
winding
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
Application number
DE112021003195.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikazu Nakamura
Koji Shibutani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of DE112021003195T5 publication Critical patent/DE112021003195T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • 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
    • H01M50/543—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
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

Bereitgestellt wird eine Sekundärbatterie, mit: einem Elektrodenwicklungskörper, der eine Struktur aufweist, in der eine bandförmige Positivelektrode und eine bandförmige Negativelektrode gestapelt sind mit einem Separator dazwischen zwischengeordnet und gewickelt; und einem Batteriebehälter, der den Elektrodenwicklungskörper aufnimmt, wobei die Positivelektrode eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Positivelektrodenfolie aufweist, die Negativelektrode eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Negativelektrodenfolie aufweist, der Elektrodenwicklungskörper einen Positivelektrodenfolienstreifen zwischen einer Wicklungsstartseite und einer Wicklungsendseite der Positivelektrode und einen Negativelektrodenstreifen zwischen einer Wicklungsstartseite und einer Wicklungsendseite der Negativelektrode aufweist, der Positivelektrodenfolienstreifen einen plattenartigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode verbunden ist, und einen kammartigen Teil aufweist, der von der Positivelektrode vorsteht, und wobei der kammartige Teil ein Verbindungsteil des Elektrodenwicklungskörpers ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sekundärbatterie, eine elektronische Einrichtung und ein Elektrowerkzeug.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Lithiumionenbatterien werden weit verbreitet genutzt in Maschinen, Werkzeuge und Ähnlichen, und eine Struktur war erforderlich, die dazu in der Lage ist, einem wiederholten Laden und Entladen zu widerstehen. Wenn Laden und Entladen wiederholt wird, kann sich der innere Umfangsabschnitt eines Elektrodenwicklungskörpers, der in einem Batteriebehälter vorhanden ist, verziehen und willig werden, so dass interne Kurzschlüsse auftreten können.
  • Patentdokument 1 offenbart, dass die Stärke eines Innenumfangsabschnitts eines Elektrodenwicklungskörpers vergrößert werden kann durch Anordnen einer Verstärkungsplatte auf einer Wicklungsstartseite einer Positivelektrode und Wickeln der Positivelektrode und der Verstärkungsplatte gemeinsam mit einer Negativelektrode, einem Separator, und Ähnlichem.
  • STAND DER TECHNIKDOKUMENT
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2013-025912
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Jedoch war die in Patentliteratur 1 offenbarte Technik problematisch darin, dass, wenn ein Positivelektrodenstreifen mit der Verstärkungsplatte verschweißt wird, ein großer Niveauunterschied in dem Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers ausgebildet wird, aufgrund der Dicke des Positivelektrodenstreifens, so dass ein interner Kurzschluss wahrscheinlich auftritt. Es gab auch noch ein anderes Problem darin, dass, wenn die Dicke des Positivelektrodenstreifens reduziert wird, um den Niveauunterschied in dem Innenumfangsabschnitt zu reduzieren, Wärme erzeugt wird, wenn ein relativ großer Strom entladen wird.
  • Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Batterie bereitzustellen, die weder ein Welligwerden bzw. Beulen bewirkt, noch einen internen Kurzschluss bewirkt, sogar wenn sie wiederholt geladen und entladen wird.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Zum Lösen der voranstehend beschriebenen Probleme, ist die vorliegende Erfindung eine Sekundärbatterie mit: einem Elektrodenwicklungskörper, der eine Struktur aufweist, in dem eine bandförmige Positivelektrode und eine bandförmige Negativelektrode gestapelt sind mit einem Separator dazwischen zwischengeordnet und gewickelt sind, und einem Batteriebehälter, die den Elektrodenwicklungskörper aufnimmt, wobei die Positivelektrode eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Positivelektrodenfolie aufweist, die Negativelektrode eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Negativelektrodenfolie aufweist, der Elektrodenwicklungskörper einen Positivelektrodenfolienstreifen zwischen einer Wicklungsstartseite und einer Wicklungsendseite der Positivelektrode aufweist, und einen Negativelektrodenstreifen zwischen einer Wicklungsstartseite und einer Wicklungsendseite der Negativelektrode aufweist, wobei der Positivelektrodenfolienstreifen einen plattenartigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode verbunden ist, und einen kammartigen Teil aufweist, der von der Positivelektrode vorsteht, und der kammartige Teil der Verbindungsteil des Elektrodenwicklungskörpers ist.
  • Vorteilhafter Effekt der Erfindung
  • Gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann eine Batterie bereitgestellt werden, in der der Innenumfangsabschnitt eines Elektrodenwicklungskörpers keinen Niveauunterschied aufweist und der keinen internen Kurzschluss bewirkt, sogar wenn er wiederholt geladen und entladen wird. Es wird angemerkt, dass die Inhalte der vorliegenden Erfindung nicht als durch die in dieser Beschreibung dargestellten Effekte beschränkt auszulegen sind.
  • 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 von Beispiel 1.
    • 4A bis 4C sind Diagramme zum Darstellen von Beispiel 2.
    • 5A bis 5C sind Diagramme zum Darstellen von Beispiel 3.
    • 6A bis 6C sind Diagramme zum Darstellen von Beispiel 4.
    • 7A bis 7C sind Diagramme zum Darstellen von Beispiel 5.
    • 8A bis 8C sind Diagramme zum Darstellen von Vergleichsbeispiel 1.
    • 9A bis 9C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 1.
    • 10A bis 10C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 2.
    • 11A bis 11C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 3.
    • 12A bis 12C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 4.
    • 13A bis 13C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 5.
    • 14A bis 14C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 6.
    • 15A bis 15C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 7.
    • 16A bis 16C sind Diagramme zum Darstellen von Modifikationsbeispiel 8.
    • 17 zeigt ein Verbindungsdiagramm, das genutzt wird zum Darstellen eines Batteriepacks als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 18 zeigt ein Verbindungsdiagramm, das genutzt wird zum Darstellen eines Elektrowerkzeugs als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 19 zeigt ein Verbindungsdiagramm, das genutzt wird zum Darstellen eines Elektrofahrzeugs als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Hiernach werden Ausführungsformen und Ähnliches der vorliegenden Erfindung erläutert mit Bezug auf die Zeichnungen. Die Erläuterung wird in der folgenden Reihenfolge gemacht:
    • <1. Ausführungsform>
    • <2. Modifikationsbeispiel>
    • <3. Anwendungsbeispiel>
  • Die Ausführungsformen und Ähnliches, die hiernach beschrieben werden, sind geeignete Beispiele der vorliegenden Erfindung, und die Inhalte der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die Ausführungsformen und Ähnliches beschränkt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine zylindrische Lithiumionenbatterie als ein Beispiel der Sekundärbatterie. Offensichtlich kann jegliche Batterie außer Lithiumionenbatterie oder an einer Batterie, die jegliche Form aus einer zylindrischen Form aufweist, genutzt werden.
  • <1. Ausführungsform>
  • Zuerst wird eine Gesamtkonfiguration der Lithiumionenbatterie beschrieben. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Lithiumionenbatterie 1. Die Lithiumionenbatterie 1 ist zum Beispiel eine zylindrische Lithiumionenbatterie 1 mit einem Elektrodenwicklungskörper 20, der innerhalb eines Batteriebehälters 11, wie in 1 dargestellt, aufgenommen ist.
  • Genauer gesagt weist die Lithiumionenbatterie 1 ein Paar von Isolationsplatten 12 und 13 und den Elektrodenwicklungskörper 20 innerhalb des Batteriebehälters 11 auf, der eine zylindrische Form aufweist. Die Lithiumionenbatterie 1 kann zum Beispiel des Weiteren irgendein oder mehr von einem thermischen Widerstand (Positiv-Temperaturkoeffizienten-Thermalwiderstand, PTC), ein Verstärkungselement, und Ähnliches innerhalb des Batteriebehälters 11 aufweisen.
  • [Batteriebehälter]
  • Der Batteriebehälter 11 ist ein Element, das hauptsächlich den Elektrodenwicklungskörper 20 aufnimmt. Der Batteriebehälter 11 ist ein zylindrischer Behälter, dessen eines Ende offen ist und das andere Ende ist geschlossen. Das bedeutet, der Batteriebehälter 11 weist ein Ende auf, das geöffnet ist (offenes Ende 11N). Der Batteriebehälter 11 enthält irgendeines oder mehr von Metallmaterialien wie etwa Eisen, Aluminium und einer Legierung davon. Es wird angemerkt, dass irgendeines oder mehrere von Metallmaterialien, wie etwa Nickel, auf einer Oberfläche des Batteriebehälters 11 datiert sein können.
  • [Isolationsplatte]
  • Die Isolationsplatten 12, 13 sind blattförmige Elemente, die jeweils eine Oberfläche aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Wicklungsachsenrichtung (Vertikalrichtung in 1) des Elektrodenwicklungskörpers 20 ist. Die Isolationsplatten 12, 13 sind derart angeordnet, dass sie den Elektrodenwicklungskörper 20 zwischen sich einschließen. Als die Materialien der Isolationsplatten 12, 13, wird Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP), Bakelit, oder Ähnliches genutzt. Das Bakelit weist ein Papierbakelit und Gewebebakelit auf, die hergestellt werden durch Beaufschlagen eines Phenolharzes auf Papier oder Gewebe und dann erwärmen.
  • [Gecrimpte Struktur]
  • Als das offenes Ende 11N des Batteriebehälters 11, werden ein Batteriedeckel 14 und ein Sicherheitsventilmechanismus 30 an einem gebogenen Abschnitt 11P mit einer Dichtung 15 dazwischen zwischengeordnet gecrimpt und eine gecrimpte Struktur 11R (Krimstruktur) wird ausgebildet. Daher wird der Batteriebehälter 11 mit dem Elektrodenwicklungskörper 20 und Ähnlichen in den Batteriebehälter 11 aufgenommen, abgedichtet.
  • [Batteriedeckel]
  • Der Batteriedeckel 14 ist ein Element, das das offene Ende 11N des Batteriebehälters 11 mit dem Elektrodenwicklungskörper 20 und Ähnlichen in den Batteriebehälter 11 aufgenommen, schließt. Der Batteriedeckel 14 enthält dasselbe Material wie das Material, das den Batteriebehälter 11 ausbildet. Ein Zentralbereich des Batteriedeckels 14 steht in der Vertikalrichtung in 1 vor. Auf der anderen Seite ist ein Bereich (Umfangsbereich) außer dem Zentralabschnitt des Batteriedeckels 14 in Kontakt mit dem Sicherheitsventilmechanismus 30 mit einem PTC-Element 16 dazwischen zwischengeordnet.
  • [Dichtung]
  • Die Dichtung 15 ist ein Element, das hauptsächlich, indem zwischen den gebogenen Abschnitt 11P (auch genannt Crimpabschnitt) des Batteriebehälters 11 und den Batteriedeckel 14 zwischengeordnet wird, dichtet eine Lücke zwischen dem gebogenen Abschnitt 11P und dem Batteriedeckel 14 ab. Auf die Oberfläche der Dichtung 15 kann zum Beispiel Asphalt oder Ähnliches beaufschlagt sein.
  • Die Dichtung 15 enthält ein Isolationsmaterial. Die Art des Isolationsmaterials ist nicht besonders beschränkt, aber es ist ein Polymermaterial, wie etwa Polybutylenterephthalat (PBT) und Polypropylen (PP). Dies ist, weil die Lücke zwischen dem gebogenen Abschnitt 11P und dem Batteriedeckel 14 genügend mit dem Batteriebehälter 11 und dem Batteriedeckel 14 abgedichtet ist, die elektrisch voneinander getrennt sind.
  • [Sicherheitsventilmechanismus]
  • Der Sicherheitsventilmechanismus 30 hebt den abgedichteten Zustand des Batteriebehälters 11 soweit notwendig auf, hauptsächlich wenn der Druck (Innendruck) innerhalb des Batteriebehälters 11 ansteigt, wodurch der Innendruck abgegeben wird. Der Grund für das Ansteigen in den Innendruck in dem Batteriebehälter 11 ist zum Beispiel ein Gas, das während einer Dekompositionsreaktion einer Elektrolytlösung während des Ladens und Entladens erzeugt wird.
  • [Elektrodenwicklungskörper]
  • In einer zylindrischen Lithiumionenbatterie, sind eine bandförmige Positivelektrode 21 und eine bandförmige Negativelektrode 22 spiralförmig mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet gewickelt in dem Batteriebehälter 11 in einem Zustand aufgenommen, in dem sie mit einer Elektrolytlösung imprägniert sind. Obwohl nicht in den Zeichnungen dargestellt, sind in der Positivelektrode 21 und der Negativelektrode 22, eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht und eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf einer Seite oder beiden Seiten einer Positivelektrodenfolie bzw. einer Negativelektrodenfolie ausgebildet. Das Material der Positivelektrodenfolie ist eine Metallfolie, die Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthält. Das Material der Positivelektrodenfolie ist eine Metallfolie, die Nickel, eine Nickellegierung, Kupfer oder a Kupferlegierung enthält. Der Separator 23 ist ein poröser Isolationsfilm, der eine Bewegung der Lithiumionen erlaubt, während er elektrisch die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 isoliert.
  • In der Mitte des Elektrodenwicklungskörpers 20 ist ein Freiraum bereitgestellt (Zentralraum 20C), der ausgebildet wird, wenn die Positivelektrode 21, die Negativelektrode 22 und der Separator 23 gewickelt werden. In dem Zentralraum 20C ist ein Zentralstift bzw. Mittelstift 24 (1) eingefügt. Jedoch kann der Zentralstift 24 ausgelassen werden.
  • Mit der Positivelektrode 21 ist eine Positivelektrodenleitung 25 verbunden und mit der Negativelektrode 22 ist eine Negativelektrodenleitung 26 verbunden. Die Positivelektrode 25-Leitung enthält ein leitendes Material, wie etwa Aluminium. Die Positivelektrodenleitung 25 ist mit dem Sicherheitsventilmechanismus 30 verbunden und elektrisch mit dem Batteriedeckel 14 mit dem PTC-Element, dazwischen zwischengeordnet, verbunden. Die Negativelektrodenleitung 26 enthält ein leitendes Material wie etwa Nickel. Die Negativelektrodenleitung 26 ist elektrisch mit dem Batteriebehälter 11 verbunden.
  • Die detaillierten Konfigurationen und Materialien der Positivelektrode 21, der Negativelektrode 22, von dem Separator 23 und der Elektrolytlösung werden später beschrieben.
  • [Positivelektrode]
  • Die Positivelektrodenaktivmaterialschicht enthält mindestens ein Positivelektrodenmaterial (Positivelektrodenaktivmaterial), das dazu in der Lage ist, Lithium einzuschließen und abzugeben, und kann des Weiteren einen Positivelektrodenbinder, einen Positivelektrodenleitagenten, und Ähnliches aufweisen. Das Positivelektrodenmaterial, das vorzugsweise eine lithiumhaltige Zusammensetzung (z.B., ein lithiumhaltiges Verbundoxid und eine lithiumhaltige Phosphorsäurezusammensetzung) .
  • Das lithiumhaltige Zusammensetzungsoxid bzw. Mischoxid bzw. Verbundoxid weist zum Beispiel eine schichtförmige steinsalzartige oder spinellartige Kristallstruktur auf. Die lithiumhaltige Phosphorsäureverbindung bzw. -zusammensetzung weist zum Beispiel eine Kristallstruktur vom Olivintyp auf.
  • Die Positivelektrodenbinder enthält einen synthetischen Kautschuk oder eine Polymerverbindung. Der synthetische Kautschuk ist Styrol-Butadien-Kautschuk, fluorhaltiger Kautschuk, Ethylenpropylendien, oder dergleichen. Die Polymerverbindung ist Polyvinylidenfluorid (PVdF), Polyimid, oder Ähnliches.
  • Der Positivelektrodenleitagent ist ein Kohlenstoffmaterial wie etwa Grafit, Ruß, acetylenschwarz, oder Ketjenschwarz. Es wird angemerkt, dass der Positivelektrodenleitagent ein Metallmaterial oder ein leitendes Polymer sein kann.
  • [Negativelektrode]
  • Die Oberfläche der Negativelektrodenfolie ist vorzugsweise aufgeraut. Dies ist, weil die Adhäsion der Negativelektrodenaktivmaterialschicht an der Negativelektrodenfolie verbessert wird durch den sog. Ankereffekt. Beispiele von Verfahren zum Aufrauen der Oberfläche weisen ein Verfahren des Ausbildens von feinen Partikeln durch Nutzen eines Elektrolytverfahrens auf, um Unebenheiten auf der Oberfläche der Negativelektrodenfolie bereitzustellen. Eine Kupferfolie hergestellt durch das Elektrolytverfahren wird allgemein eine Elektrolytkupferfolie genannt.
  • Die Negativelektrodenaktivmaterialschicht enthält mindestens ein Negativelektrodenmaterial (Negativelektrodenaktivmaterial), das dazu in der Lage ist, Lithium einzuschließen und abzugeben, und kann des Weiteren einen Negativelektrodenbinder, ein Negativelektrodenleitagenten, oder Ähnliches, aufweisen.
  • Das Negativelektrodenmaterial enthält zum Beispiel ein Kohlenstoffmaterial. Dies ist, weil eine Änderung in der Kristallstruktur während des Einschließens und Abgebens von Lithium ist sehr klein und daher eine hohe Energiedichte stabil erlangt werden kann. Zusätzlich dient ein Kohlenstoffmaterial auch als ein Negativelektrodenleitagent, so dass die Leitfähigkeit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht verbessert wird.
  • Das Kohlenstoffmaterial ist leicht grafitisierbarer Kohlenstoff, schwer grafitisierbarer Kohlenstoff, Grafit, niedrig kristalliner Kohlenstoff oder amorpher Kohlenstoff. Die Form des Kohlenstoffmaterials ist faserig, kugelförmig, körnig oder schuppenförmig.
  • Zusätzlich kann das Negativelektrodenmaterial zum Beispiel ein metallbasiertes Material enthalten. Beispiele von dem metallbasierten Material umfassen Li (Lithium), Si (Silizium), Sn (Zinn), Al (Aluminium), Zr (Zink) und Ti (Titan). Das metallbasierte Element formt eine Zusammensetzung, eine Mischung, oder eine Legierung mit einem anderen Element. Beispiele davon umfassen Siliziumoxid (SiOx (0 < x ≤ 2)), Siliziumcarbid (SiC) oder eine Legierung von Kohlenstoff und Silizium und Lithiumtitanat (Li4Ti5O12).
  • Zusätzlich enthält das Negativelektrodenmaterial vorzugsweise eine siliziumenthaltende Zusammensetzung, wie etwa Siliziumoxid und eine Siliziumlegierung, oder eine einfache Substanz von Silizium zum Zwecke der Vergrößerung der Kapazität. Zum Beispiel ist der Inhalt von Siliziumoxid, das in der Negativelektrodenaktivmaterialschicht enthalten ist, vorzugsweise 5 Gew.-% oder mehr und 20 Gew.-% oder weniger. Dies ist weil, wenn der Inhalt außerordentlich niedrig ist, der Effekt des Vergrößerns der Kapazität nicht erlangt wird, wobei, wenn der Inhalt bzw. Anteil außergewöhnlich groß ist, das Silizium sich dazu ausdehnt, die Batteriecharakteristiken zu verschlechtern. Dasselbe trifft auch auf den Anteil einer Siliziumlegierung oder einer einfachen Substanz von Silizium zu.
  • In der Lithiumionenbatterie 1, wenn die Leerlaufspannung (d.h., Batteriespannung) im vollen Ladezustand 4,25 V oder höher ist, ist die Menge von Lithium, die per Masseneinheit freigesetzt wird, größer als verglichen mit dem Fall, wo die Leerlaufspannung im vollen Ladezustand gering ist, sogar wenn dasselbe Positivelektrodenaktivmaterial genutzt wird. Daher wird eine hohe Energiedichte erreicht.
  • [Separator]
  • Der Separator 23 ist ein poröser Film, der ein Harz enthält, und kann ein laminierter Film aus zwei oder mehr Arten von porösen Filmen sein. Das Harz ist Polypropylen, Polyethylen, oder Ähnliches.
  • Der Separator 23 weist einen porösen Film als eine Substratschicht auf, und kann eine Harzschicht auf eine oder beiden Seiten davon aufweisen. Dies ist, weil die Adhäsion des Separators 23 mit jeder der Positivelektrode 21 und der Negativelektrode 22 verbessert wird und daher eine Verschlechterung des Elektrodenwicklungskörpers 20 gesteuert wird.
  • Die Harzschicht enthält ein Harz wie etwa PVdF. Wenn diese Harzschicht ausgebildet wird, wird eine Lösung, in der das Harz in einer organischen Lösung aufgelöst wird, auf die Substratschicht beaufschlagt, und dann wird die Substratschicht getrocknet. Alternativ kann die Substratschicht in die Lösung eingetaucht und dann getrocknet werden. Es ist bevorzugt, dass die Harzschicht anorganische Partikel oder organische Partikel für den Blick auf die Verbesserung Wärmewiderstandsfähigkeit und Batteriesicherheit aufweist. Beispiele der Art von anorganischen Partikeln umfassen Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Böhmit, Talkum, Siliziumdioxid und Glimmer. Alternativ kann anstelle der Harzschicht auch eine Oberflächenschicht verwendet werden, die anorganische Partikel als Hauptbestandteil aufweist und durch ein Sputterverfahren, ein Atomschichtabscheidungsverfahren (ALD), oder Ähnliches gebildet wird.
  • [Elektrolytlösung]
  • Die Elektrolytlösung enthält eine Lösung und ein Elektrolytsalz und kann des Weiteren Additive und Ähnliches, soweit notwendig, aufweisen. Die Lösung ist eine nichtwässrige Lösung wie etwa eine organische Lösung oder Wasser. Eine Elektrolytlösung, die eine nichtwässrige Lösung enthält, wird eine nichtwässrige Elektrolytlösung genannt. Die nichtwässrige Lösung ist ein zyklisches Carbonatester, ein Kettencarbonatester, ein Lacton, ein Kettencarbonsäureester, Nitril (Mononitril), oder Ähnliches.
  • Ein typisches Beispiel für ein Elektrolytsalz ist ein Lithiumsalz, wobei auch ein anderes Salz als das Lithiumsalz enthalten sein kann. Beispiele für das Lithiumsalz sind Lithiumhexafluorphosphae (LiPF6), Lithiumtetrafluorborat (LiBF4), Lithiumperchlorat (LiClO4), Lithiummethansulfonat (LiCH3SO3), Lithiumtrifluormethansulfonat (LiCF3SO3) und Dilithiumhexafluorsilicat (Li2SF6). Es können Mischungen dieser Salze verwendet werden, wobei insbesondere eine Mischung aus LiPF6 und LiBF4 mit dem Blick auf die Verbesserung der Batteriecharakteristiken vorzuziehen ist. Der Anteil des Elektrolytsalzes ist nicht besonders beschränkt und beträgt vorzugsweise 0,3 mol/kg bis 3 mol/kg, bezogen auf das Lösungsmittel.
  • [Lithiumionenbatterie]
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Sekundärbatterie beschrieben. Beim Vorbereiten einer Positivelektrode 21, wird eine Positivelektrodenmischung zuerst vorbereitet durch Mischen eines Positivelektrodenaktivmaterials, eines Positivelektrodenbinders und eines Positivelektrodenleitagenten. Nachfolgend wird die Positivelektrodenmischung in einer organischen Lösung dispergiert, um eine Positivelektrodenmischungssuspension in einer pastösen Form vorzubereiten. Nachfolgend wird die Positivelektrodenmischungssuspension auf beide Seiten einer Positivelektrodenfolie beaufschlagt und dann getrocknet, um eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auszubilden. Nachfolgend wird die Positivelektrodenaktivmaterialschicht druckgegossen unter Nutzung einer Rollpressmaschine während die Positivelektrodenaktivmaterialschicht erwärmt wird, wodurch eine Positivelektrode 21 erreicht wird.
  • Auch bei der Vorbereitung einer Negativelektrode 22, wird dieselbe Prozedur wie die für die Positivelektrode 21 durchgeführt, die voranstehend beschrieben wurde.
  • Als Nächstes wird eine Positivelektrodenleitung 25 und eine Negativelektrodenleitung 26 mit einer Positivelektrodenfolie bzw. Negativelektrodenfolie verbunden, durch Nutzen eines Schweißverfahrens. Nachfolgend werden die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit dem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet und dann werden sie gewickelt und ein Befestigungsband wird an einer äußersten Umfangsfläche des Separators 23 zum Ausbilden eines Elektrodenwicklungskörpers 20 angebracht.
  • Nachfolgend wird der Elektrodenwicklungskörper 20 in einen Batteriebehälter 11 gegeben mit einem Isolator in Kontakt mit dem Elektrodenwicklungskörper 20 auf einer Seite, wo eine Negativelektrodenleitung 26 freigelegt ist, und einen Behälterboden wird mit der Negativelektrodenleitung 26 unter Nutzung des Schweißverfahrens verbunden. Als Nächstes wird ein Isolator auch an dem Elektrodenwicklungskörper 20 von der Seite platziert, wo eine Positivelektrodenleitung 25 freiliegt, und ein Ende der Positivelektrodenleitung 25 ist mit einem Sicherheitsventilmechanismus 30 unter Nutzung des Schweißverfahrens verbunden.
  • Nachfolgend wird der Batteriebehälter 11 verarbeitet durch Nutzen einer Sickenbearbeitungsmaschine (Rillenbearbeitungsmaschine), um eine Aussparung in dem Batteriebehälter 11 zu bilden. Nachfolgend wird eine Elektrolytlösung in den Batteriebehälter 11 gegossen, um den Elektrodenwicklungskörper 20 damit zu imprägnieren. Anschließend werden ein Batteriedeckel 14 und der Sicherheitsventilmechanismus 30 in den Batteriebehälter 11 zusammen mit einer Dichtung 15 gegeben.
  • Letztlich, wie in 1 dargestellt, werden der Batteriedeckel 14 und der Sicherheitsventilmechanismus 30 mit der Dichtung 15 dazwischen zwischengeordnet an dem offenen Ende 11N des Batteriebehälters 11 gecrimpt und dadurch eine gecrimpte Struktur 11R ausgebildet.
  • BEISPIELE
  • Hiernach wird die vorliegende Erfindung spezifisch beschrieben basierend auf Beispielen in Bezug auf den Innenwiderstand der Batterie und die Rate des Kurzschlussauftretens und die Rate des Beulungsauftretens nach einem Niedrigtemperaturzyklustest und einem Falltest unter Nutzung der Batterie 1, die, wie voranstehend beschrieben, hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Beispiele beschränkt.
  • Die Batteriegröße war auf 18650 (Durchmesser: 18 mm, Höhe: 65 mm) festgesetzt, und die bezogene Kapazität war auf 3000 mAh festgesetzt. Das Material der Positivelektrodenfolie 21A war Al und die Dicke war auf 0,015 mm festgesetzt. Das Material der Positivelektrodenfolie 22A war Cu und die Dicke war festgesetzt auf 0,015 mm. Der Separator 23 war biaxial gezogenes Polyethylen und hat eine Dicke von 0,010 mm. In allen Beispielen und Vergleichsbeispielen, enthalten die Negativelektrodenaktivmaterialien Kohlenstoff und Silizium. Genauer gesagt, enthalten die Negativelektrodenaktivmaterialien Kohlenstoff als ein Hauptmaterial, und in Beispielen und Vergleichsbeispielen, war der Anteil von Siliziumoxid festgesetzt auf 15 Gew.-%.
  • Der Positivelektrodenfolienstreifen 35 und Ähnliches, die in dem Folgenden dargestellt sind, entsprechen der Positivelektrodenleitung 25 in 1 und der Negativelektrodenstreifen 52 und Ähnliches entsprechen der Negativelektrodenleitung 26 in 1. In Beispielen und Vergleichsbeispielen, in einigen Fällen, gibt es Folienstreifen 31, 32 auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode und der Negativelektrode zusätzlich zu dem Folienstreifen 35 und dem Streifen 52, der zwischen der Wicklungsstartseite und der Wicklungsendseite der Positivelektrode und der Negativelektrode angeordnet ist. Im Folgenden wird eine Beschreibung gegeben, in Bezug auf den Folienstreifen 35 der Positivelektrode und den Folienstreifen 32 der Negativelektrode als Beispiele.
  • Im Folgenden ist ein Bereich, wo die Oberfläche der Positivelektrodenfolie 21A mit einer Positivelektrodenaktivmaterialschicht bedeckt ist, bezeichnet als ein Aktivmaterial-Abgedeckter-Abschnitt 21B der Positivelektrode, und ein Bereich, wo die Oberfläche nicht abgedeckt ist, wird bezeichnet als ein Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 21C der Positivelektrode. Zusätzlich wird ein Bereich, wo die Oberfläche der Positivelektrodenfolie 22A abgedeckt ist mit einer Negativelektrodenaktivmaterialschicht, bezeichnet als ein Aktivmaterial-Abgedeckter-Abschnitt 22B der Negativelektrode, und ein Bereich, wo die Oberfläche nicht abgedeckt ist, wird bezeichnet als ein Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 22C der Negativelektrode.
  • Zum Zwecke des grundlegenden Verständnisses des Folienstreifens 35 der Positivelektrode, werden die Folienstreifen 31, 32 nachstehend beschrieben. Die Positivelektrode 21 oder die Negativelektrode 22 weisen den Folienstreifen 31 der Positivelektrode oder den Folienstreifen 32 der Negativelektrode auf der Wicklungsstartseite auf. Zum Beispiel, wie in 2A dargestellt, weist der Folienstreifen 32 der Negativelektrode eine flache plattenartige Form auf und ist zusammengesetzt aus einem plattenartigen Teil 39 und einem kammartigen Teil 34. Der plattenartige Teil 39 des Folienstreifens 32 weist eine Breite von 24 mm auf, die größer ist als die eines herkömmlichen Streifens, und hat die Rolle der Stromsammlung von der Negativelektrode 22. Der Folienstreifen 32 weist den kammartigen Teil 34 an einem Ende davon auf.
  • Die 2A bis 2D zeigen Beispiele der Struktur des Folienstreifens 32 und Beispiele des Folienstreifens 32, die mit der Negativelektrode 22 zusammengewickelt sind. In 2A ist der kammartige Teil 34 in einer kammartigen Form mit bandförmigen Vorsprüngen, die jeweils eine Breite von 3 mm und eine Länge von 5 mm aufweisen. Die Intervalle zwischen den bandförmigen Vorsprüngen des kammartigen Teils 34 der 2A sind 7 mm und 8 mm genommen von der Wicklungsstartseite und sind nicht ein einzelner festgelegter Wert. Die Intervalle zwischen den bandförmigen Vorsprüngen des kammartigen Teils 34 sind derart ausgelegt, dass die Breiten der bandförmigen Vorsprünge überlappen mit einer runden Verzögerung zum Zeitpunkt der Wicklungsüberlappung innerhalb fast ±1 mm und werden zunehmend vergrößert von der Wicklungsstartseite ausgehend, um nicht Probleme zum Zeitpunkt des Schweißens mit einem Behälterboden oder einem Sicherheitsventil hervorzurufen. Die Intervalle zwischen den bandförmigen Vorsprüngen des Folienstreifens 32 sind dazu festgesetzt, sich zunehmend von der Wicklungsstartseite ausgehend zu vergrößern, derart, dass die bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 34 eine einzelne zusammengefügte Form aufweisen, wenn der Folienstreifen 32 gewickelt ist. Wie in 2B zum Beispiel dargestellt, ist der plattenartige Teil 39 des Folienstreifens 32 der Negativelektrode mit dem Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 22C der Negativelektrode verbunden, die die Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 ist, an drei Schweißbereichen 61 (die Teile, die mit einem Punktmuster in der Zeichnung versehen sind). Zu diesem Zeitpunkt wird der Folienstreifen 32 derart angeordnet, dass der kammartige Teil 34 von der Negativelektrode 22 vorsteht. Auch in dem Fall des Folienstreifens 31 der Positivelektrode, kann dieselbe Konfiguration wie die des Folienstreifens 32 der Negativelektrode angewendet werden.
  • Der Folienstreifen 32 ist gewickelt mit der Negativelektrode 22 und, wie in 2C dargestellt, ist der kammartige Teil 34 des Folienstreifens 32 mit einem Intervall von einer Runde überlagert und an einem Ort vereinigt, so dass ein einzelner Verbindungsteil 42 des Folienstreifens 32 ausgebildet wird. Der Verbindungsteil 42 ist mit dem Behälterboden des Batteriebehälters 11 verbunden. Der kammartige Teil 34 des Folienstreifens 32 der 2A und 2B weist drei bandförmige Vorsprünge auf, und in 2C, ist der plattenartige Teil 39 des Folienstreifens 32 gewickelt zwei Runden gewickelt und der Verbindungsteil 42 weist eine Struktur auf, in der drei bandförmige Vorsprünge überlagert sind. Der Folienstreifen 32 ist eine Verstärkung für den Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers 20 und kann das Beulen oder eine Deformation des Innenumfangsabschnitts des Elektrodenwicklungskörpers 20 zum Zeitpunkt des Ladens und Entladens der Batterie 1 vermeiden.
  • Der kammartige Teil des Folienstreifens 32 der Negativelektrode kann separiert sein in einer Mehrzahl von kammartigen Teilen 34 zum Beispiel, vier oder sechs oder mehr Teile. In diesem Fall, wie in 2D dargestellt, wenn der Folienstreifen 32 gewickelt wird, werden die kammartigen Teile 34 davon gemeinsam überlagert an zwei Positionen, um zwei zugewandte Verbindungsteile 42A und 42B auszubilden. In diesem Fall, in dem kammartigen Teil 34 des Folienstreifens 32 der Negativelektrode, sind relativ lange bandförmige Vorsprünge und relativ kurze bandförmige Vorsprünge alternierend angeordnet (nicht dargestellt), und wenn sie gewickelt werden, werden die langen bandförmigen Vorsprünge einander überlagert und die kurzen bandförmigen Vorsprünge werden einander überlagert, so dass, wie in 2D dargestellt, ein relativ langer Verbindungsteil 42A und ein relativ kurzer Verbindungsteil 42B in dem Folienstreifen 32 ausgebildet werden. Wenn die zwei Verbindungsteile 42A und 42B in der Länge variiert werden, können sie gefaltet werden, um mit dem Behälterboden zu verschweißen.
  • Der Folienstreifen 31 der Positivelektrode ist derselbe in der Form wie der Folienstreifen 32 der Negativelektrode, aber unterscheidet sich darin, dass die Länge des kammartigen Teils 33 relativ groß ist. Auf eine ähnliche Weise, springt der kammartige Teil 33 von der Positivelektrode 21 vor und ist mit der Positivelektrode 21 gewickelt, so dass eine Mehrzahl von bandförmigen Vorsprüngen in eine oder zwei Verbindungsteile 41 vereinigt ist. Wenn es zwei Verbindungsteile 41 gibt, haben die Verbindungsteile 41 keine spezielle Differenz in der Länge. Der plattenartige Teil des Folienstreifens 31 ist durch Schweißen an der Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 21C der Positivelektrode auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode verbunden. Der Folienstreifen 31 ist eine Verstärkung für den Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers 20 und das Beulen oder Deformation des Innenumfangsabschnitts des Elektrodenwicklungskörpers 20 zum Zeitpunkt des Ladens und Entladens der Batterie 1 vermeiden.
  • Aufgrund des Erfordernisses, dass die Folienstreifen 31 und 32 eine Dicke als eine Verstärkung für den Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers 20 aufweisen müssen und aufgrund von Beschränkungen in Bezug auf die Struktur des Batteriebehälters 11, ist die Dicke der Folienstreifen 31 und 32 vorzugsweise 0,020 mm oder mehr und 0,100 mm oder weniger. Bevorzugter ist die Dicke der Folienstreifen 31 und 32 0,030 mm oder mehr und 0,080 mm oder weniger. Das Material des Folienstreifens 32 der Negativelektrode ist vorzugsweise eines von Kupfer, einer Kupfer-Nickel-Legierung, Nickel, Zink, einer Kupfer-ZinkLegierung und einer Kupfer-Zink-Nickel-Legierung oder einem Verbundmaterial davon. Zusätzlich kann die Anzahl der Wicklung des Folienstreifens 32 vorzugsweise 1 Runde oder mehr und 4 Runden oder weniger sein.
  • Beispiele der Materialien des Folienstreifens 31 der Positivelektrode weisen Aluminium, Titan und rostfreien Stahl bzw. Edelstahl (SUS) auf. SUS304 löst sich nach Wärmehärten in einem 4,2V-System, in dem eine LCO-Positivelektrode oder eine NCA-Positivelektrode genutzt werden, aber löst sich nicht in einem 3,6V-System, in dem eine LiFePO4-Positivelektrode und Ähnliches genutzt werden. SUS316 löst sich nicht nach Wärmehärten auch in einem 4,2V-System, in dem eine LCO-Positivelektrode oder eine NCA-Positivelektrode genutzt werden. Daher, in Bezug auf SUS, kann ein Material genutzt werden mit einer geeigneten Auswahl gemäß der Batteriespannung.
  • Die Positivelektrode 21 des nachstehend beschriebenen Beispiels weist einen Folienstreifen 35 der Positivelektrode zwischen der Wicklungsstartseite und der Wicklungsendseite auf. Zum Beispiel weist der Folienstreifen 35 der Positivelektrode eine flache plattenförmige Form auf und ist zusammengesetzt aus einem plattenartigen Teil und einem kammartigen Teil 36. Der plattenartige Teil des Folienstreifens 35 ist größer in der Breite verglichen mit herkömmlichen Streifen und weist die Rolle des Stromsammelns von der Positivelektrode auf. Der Folienstreifen 35 weist einen kammartigen Teil 36 auf, der aus zwei bandförmigen Vorsprüngen an einem Ende zusammengesetzt ist.
  • Der kammartige Teil 36 des Folienstreifens 35 ist in einer kammartigen Form mit bandförmigen Vorsprüngen, die jeweils eine Breite von 6 mm und eine Länge von 7 mm aufweisen. Das Intervall zwischen zwei bandförmigen Vorsprüngen ist ungefähr 20 mm, und die Folienstreifen 35 sind derart ausgelegt, dass die bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 eine einzelne zusammengefügte Form ausbilden, wenn der Folienstreifen 35 mit der Positivelektrode 21 gewickelt wird. Der plattenartige Teil des Folienstreifens 35 der Positivelektrode ist durch Schweißen mit dem Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 21C der Positivelektrode verbunden, die eine ungefähre Mittelposition der Positivelektrode 21 ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Folienstreifen 35 derart angeordnet, dass der kammartige Teil 36 von der Positivelektrode 21 vorspringt. Als das Material des Folienstreifens 35 der Positivelektrode können dieselben Materialien wie die für den Folienstreifen 31 genutzt werden. Die Dicke des Folienstreifens 35 ist vorzugsweise 0,020 mm oder mehr und 0,100 mm oder weniger. Noch bevorzugter ist die Dicke des Folienstreifens 35 0,030 mm und 0,080 mm oder weniger.
  • Der Folienstreifen 35 ist mit der Positivelektrode 21 gewickelt, und bandförmige Vorsprünge des kammartigen Teils 36 des Folienstreifens 35 sind mit einer Runde Intervalle überlagert und an einem Ort vereinigt, so dass ein einzelner Verbindungsteil 43 des Folienstreifens 35 ausgebildet wird. Der Verbindungsteil 43 ist mit dem Sicherheitsventilmechanismus 30 verbunden. Der kammartige Teil 36 des Folienstreifens 35 weist zwei bandförmige Vorsprünge auf und der plattenartige Teil des Folienstreifens 35 ist eine Runde gewickelt und der Verbindungsteil 43 weist eine Struktur auf, in der zwei bandförmige Vorsprünge überlagert sind. Der Folienstreifen 35 ist gewickelt und eine Verstärkung für den Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers 20 und kann das Beulen oder Deformation des Innenumfangsabschnitts des Elektrodenwicklungskörpers 20 zum Zeitpunkt des Ladens und Entladens der Batterie 1 vermeiden.
  • Die Dicke des Folienstreifens 35, die an einer ungefähren Mittelposition der Positivelektrode 21 angeordnet ist, war auf 0,05 mm festgesetzt, die Breite der bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 war festgesetzt auf 6 mm, und das Material war Al. Der Folienstreifen 35, der an der ungefähren Mittelposition der Positivelektrode 21 angeordnet ist und der Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 21C der Positivelektrode, mit dem der Folienstreifen 35 verbunden war, wurden mit einem Isolationsband bzw. Isolationsstreifen 51 abgedeckt. Der Streifen 52, der an einer ungefähren Mittelposition der Negativelektrode 22 angeordnet war, war auf 0,08 mm in der Dicke und 3 mm in der Breite festgesetzt, und war aus Cu hergestellt. Der Streifen 52, in einer ungefähren Mittelposition der Negativelektrode 22 angeordnet war und der Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 22C der Negativelektrode, der mit dem Streifen 52 verbunden worden ist, wurden mit einem Isolationsband 51 abgedeckt.
  • Des Weiteren, in den Beispiel 2 bis 5, war die Dicke des Folienstreifens 31, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet war, festgesetzt auf 0,05 mm, die Breite der bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 33 war festgesetzt auf 3 mm, und das Material war Al. Der Folienstreifen 31, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet ist, und der Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 21C der Positivelektrode, mit der der Folienstreifen 31 verbunden war, waren mit einem Isolationsband 51 abgedeckt. Die Dicke des Folienstreifens 32, der auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet ist, war festgesetzt auf 0,04 mm, die Breite der bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 34 war auf 3 mm und das Material war Cu.
  • Im Vergleichsbeispiel 1 war die Dicke des Streifens 55, der an einer ungefähren Mittelposition der Positivelektrode 21 angeordnet ist, festgesetzt auf 0,1 mm, die Breite war festgesetzt auf 6 mm und das Material war Al. Die Dicke des Streifens 54, der auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22 angeordnet ist, war festgesetzt auf 0,08 mm, die Breite war festgesetzt auf 3 mm und das Material war CuNi. Die Dicke des Streifens 53, der auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 angeordnet ist, war festgesetzt auf 0,08 mm, die Breite war festgesetzt auf 3 mm und das Material war CuNi.
  • Die Dicke der Streifen 52, 53, 54 und 55, die Dicke des Folienstreifens 35 und die Dicke der Folienstreifen 31 und 32 wurde gemessen unter Nutzung eines Mikrometers (MDC-25 MX, hergestellt durch die Mitutoyo Corporation).
  • Mit Bezug auf die 3A bis 8A (A in jeweils 3 bis 8) ist auf der oberen Seite von jeder Zeichnung dargestellt ein schematisches Diagramm der Positivelektrode 21 vor dem Wickeln, auf der unteren Seite von jeder Zeichnung ist dargestellt ein schematisches Diagramm einer Negativelektrode 22 vor dem Wickeln. Die rechte Seite von jeder Zeichnung ist die Wicklungsstartseite, und die linke Seite von jeder Zeichnung ist die Wicklungsendseite. 3B bis 8B (B in jeder von 3 bis 8) zeigen schematische Diagramme der Elektrodenwicklungskörper 20, die aus dem Wickeln der Positivelektroden 21 und der Negativelektroden 22 der 3A bis 8A gemeinsam mit jeweiligen Separatoren 23 resultieren. Die obere Seite von jeder Zeichnung ist die Batteriedeckel 14-Seite, und die untere Seite von jeder Zeichnung ist die Behälterbodenseite eines Batteriebehälters 11. 3C bis 8C (C in jeder der 3 bis 8) sind schematische Diagramme von Batterien 1, die hergestellt sind durch Eingeben der Elektrodenwicklungskörper 20 der 3B bis 8B in Batteriebehälter 11 jeweils.
  • [Beispiel 1]
  • Wie in 3A dargestellt, wurde der Folienstreifen 35 an einer ungefähren Mittelposition einer Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Streifen 52 war an einer ungefähren Mittelposition einer Negativelektrode 22 angeordnet. Ein kammartiger Teil 36 des Folienstreifens 35 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen. Wie in 3B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese waren derart gewickelt, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 überlagert waren und vereinigt waren in einen Verbindungsteil 43. Die Anzahl von Wicklungen des Streifens 52 der Negativelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Das Material des Folienstreifens 35 war Al und das Material des Streifens 52 war Cu. Wie in 3C dargestellt, war ein Elektrodenwicklungskörper 20, an dem der Folienstreifen 35 und der Streifen 52 befestigt waren, in einen Batteriebehälter 11 eingegeben. Der Anteil von Siliziumoxid, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial enthalten ist, war auf 15 Gew.-%.
  • [Beispiel 2]
  • Wie in 4A dargestellt, war ein Folienstreifen 35 an einer ungefähren Mittelposition einer Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war an der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Ein kammartiger Teil 36 des Folienstreifens 35 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen, und ein kammartiger Teil 33 des Folienstreifens 31 war zusammengesetzt aus sechs bandförmigen Vorsprüngen. Ein Streifen 52 war angeordnet an einer ungefähren Mittelposition einer Negativelektrode 22, und ein Folienstreifen 32 war angeordnet auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22. Ein kammartiger Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus sechs bandförmigen Vorsprüngen. Wie in 4B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese waren derart gewickelt, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 des Folienstreifens 35 überlagert waren und in einen Verbindungsteil 43 vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 35 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Des Weiteren, waren der Folienstreifen 31 und der Folienstreifen 32 jeweils derart gewickelt, dass die sechs bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 alternierend überlagert waren und in zwei Verbindungsteilen 41, 41 vereinigt waren und zwei Verbindungsteile 42A, 42B. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 31 der Positivelektrode war festgesetzt auf 2,5 Runden, und die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 32 der Negativelektrode war festgesetzt auf 2,5 Runden. Wie in 4C dargestellt, war ein Elektrodenwicklungskörper 20, mit dem der Folienstreifen 35, der Streifen 52 und die Folienstreifen 31, 32 verbunden waren in den Batteriebehälter 11 eingegeben. Der Anteil von Siliziumoxid, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial enthalten ist, war festgesetzt auf 15 Gew.-%.
  • [Beispiel 3]
  • Wie in 5A dargestellt, war ein Folienstreifen 35 an einer ungefähren Mittelposition einer Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war angeordnet an der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21. Ein kammartiger Teil 36 des Folienstreifens 35 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen, und ein kammartiger Teil 33 des Folienstreifens 31 war zusammengesetzt aus vier bandförmigen Vorsprüngen. Ein Streifen 52 war angeordnet an einer ungefähren Mittelposition einer Negativelektrode 22, und ein Folienstreifen 32 war angeordnet an der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22. Ein kammartiger Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus vier bandförmigen Vorsprüngen. Wie in 5B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese waren gewickelt derart, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 des Folienstreifens 35 überlagert und in einen Verbindungsteil 43 vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 35 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Des Weiteren, waren der Folienstreifen 31 und der Folienstreifen 32 jeweils derart gewickelt, dass die vier bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 alternierend überlagert waren und in zwei Verbindungsteile 41, 41 und zwei Verbindungsteile 42A, 42B vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 31 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1,5 Runden, und die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 32 der Negativelektrode war festgesetzt auf 1,5 Runden. Wie in 5C dargestellt, war ein Elektrodenwicklungskörper 20, in dem der Folienstreifen 35, der Streifen 52 und die Folienstreifen 31, 32 verbunden waren, in einen Batteriebehälter 11 eingegeben. Der Anteil von Siliziumoxid, der in dem Negativelektrodenaktivmaterial enthalten ist, war festgesetzt auf 15 Gew.-%.
  • [Beispiel 4]
  • Wie in 6A dargestellt, ein Folienstreifen 35 an einer ungefähren Mittelposition einer Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Ein kammartiger Teil 36 des Folienstreifens 35 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen, und ein kammartiger Teil 33 des Folienstreifens 31 war zusammengesetzt aus drei bandförmigen Vorsprüngen. Ein Streifen 52 war angeordnet an einer ungefähren Mittelposition einer Negativelektrode 22, und ein Folienstreifen 32 war angeordnet auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22. Ein kammartiger Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus drei bandförmigen Vorsprüngen. Wie in 6B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese wurden derart gewickelt, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 des Folienstreifens 35 überlagert und in einen einzigen Verbindungsteil 43 vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 35 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Des Weiteren, waren der Folienstreifen 31 und der Folienstreifen 32 derart gewickelt, dass die drei bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 einander überlagert waren und in einen einzigen Verbindungsteil 41 und einen Verbindungsteil 42 vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 31 der Positivelektrode war festgesetzt auf 2 Runden, und die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 32 der Negativelektrode war festgesetzt auf 2 Runden. Wie in 6C dargestellt, war ein Elektrodenwicklungskörper 20, mit dem der Folienstreifen 35, der Streifen 52 und die Folienstreifen 31, 32 verbunden waren, in einen Batteriebehälter 11 eingegeben. Der Anteil von Siliziumoxid, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial enthalten ist, war festgesetzt auf 15 Gew.-%.
  • [Beispiel 5]
  • Wie in 7A dargestellt, war ein Folienstreifen 35 auf einer ungefähren Mittelposition einer Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war angeordnet an der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21. Ein kammartiger Teil 36 des Folienstreifens 35 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen, und ein kammartiger Teil 33 des Folienstreifens 31 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen. Ein Streifen 52 war auf einer ungefähren Mittelposition einer Negativelektrode 22 angeordnet, und ein Folienstreifen 32 war angeordnet auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22. Ein kammartiger Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen. Wie in 7B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese wurden derart gewickelt, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 36 des Folienstreifens 35 überlagert und in einen einzigen Verbindungsteil 43 vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 35 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Des Weiteren, waren der Folienstreifen 31 und der Folienstreifen 32 derart gewickelt, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 einander überlagert und in einen einzigen Verbindungsteil 41 und einen Verbindungsteil 42 vereinigt waren. Die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 31 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Runde, und die Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens 32 der Negativelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Wie in 7C dargestellt, waren ein Elektrodenwicklungskörper 20, mit dem der Folienstreifen 35, der Streifen 52 und die Folienstreifen 31, 32 verbunden sind, in einen Batteriebehälter 11 eingegeben. Der Anteil von Siliziumoxid, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial enthalten ist, war festgesetzt auf 15 Gew.-%.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Wie in 8A dargestellt, war ein Streifen 55 auf einer ungefähren Mittelposition einer 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 8B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese waren gewickelt. Wie in 8C dargestellt, waren ein Elektrodenwicklungskörper 20, mit dem die Streifen 53, 54 und 55 verbunden waren in einem Batteriebehälter 11 eingegeben. Der Anteil von Siliziumoxid, das in dem Negativelektrodenaktivmaterial enthalten ist, war festgesetzt auf 15 Gew.-%.
  • [Auswertung]
  • Für die Batterien 1 der Beispiele, die voranstehend beschrieben wurden, wurde ein Innenwiderstand von jeder Batterie gemessen, eine Rate des Kurzschlussauftretens wurde bestimmt durch Durchführen eines Falltests nach einem Niedrigtemperaturzyklustest, eine Rate des Auftretens von Beulen wurde bestimmt durch Durchführen eines CT-Scans und basierend auf diesen Ergebnissen, wurde die Gesamtbewertung durchgeführt. Der Innenwiderstand einer Batterie, der Niedrigtemperaturzyklustest, der Falltest und der CT-Scan sind wie folgt.
  • <Innenwiderstand der Batterie>
  • Der Innenwiderstand einer Batterie wurde bestimmt basierend auf dem Ergebnis einer AC-Impedanzmessung bei einer Frequenz von 1 kHz.
  • <Niedrigtemperaturzyklustest>
    • Umgebungstemperatur: 0°C
    • Laden: CC/AC, 4,25 V/1C, 100 mAcut
    • Entladen: 2C, 2Vcut (Laden wurde wieder gestartet, wenn die Zelltemperatur 0°C nach dem Entladen erreicht hat.)
  • Die Anzahl von Zyklen: die Anzahl von Zyklen des Fortsetzens bis die Kapazitätswiedererlangungsrate letztendlich 30% erreicht bei einer niedrigen Rate (0,5C), wenn die Entladerate reduziert wird, in Schritt mit Bezug auf das Eintreffen der Kapazitätswiedererlangungsrate bei 30%.
  • Wenn das Wiedererlangungsverhältnis basierend auf der initialen Entladekapazität 30% oder weniger erreicht, war die Entladerate reduziert auf 1C, und dann war die Entladerate reduziert auf 0,5C, wenn auf ähnliche Weise das Wiedererlangungsverhältnis 30% oder weniger erreicht hat, und der Test war durchgeführt bis zu 30% oder weniger.
  • <Falltest>
  • Ein Teil des Tests definiert in „Richtlinien zur Sicherheitsbeurteilung von Lithium-Sekundärbatterien“ (SBA G1101) wurde modifiziert. Genauer gesagt, obwohl der Falltest, der in SBA G1101 definiert ist, ein Test ist, in dem ein Probe 10 x auf Beton von einer Höhe von 1,9 m gefallen lassen wird, wurde im Falltest der vorliegenden Auswertung, ein Test durchgeführt mit 20 x Fallenlassen, und die Wahrscheinlichkeit des Kurzschlussauftretens bei n = 10 wurde bestimmt.
  • <CT-Scan>
  • Nach dem Falltest nachfolgend auf einen Niedrigtemperaturzyklus wurde ein Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers betrachtet unter Nutzung eines Röntgen-CT-Scanners, und die Proportion der Batterien, die gebeult waren, wurde betrachtet als die Rate des Auftretens von Beulen. Die Anzahl der Tests war festgesetzt auf 10.
    [Tabelle 1]
    Anteil (Gew.-%) von Siliziumoxid in Negativelektrodenaktivmaterial Wicklungsstartseite der Positivelektrode Wicklungsstartseite der Negativelektrode Innenwiderstand einer Batterie ACR (mΩ) Rate des Kurzschlussauftretens (%) Rate des Beulenauftretens (%) Gesamtbewertung
    Anzahl von bandförmigen Vorsprüngen des Streifens Anzahl von Verbindungsteilen des Streifens Anzahl von Wicklungen des Streifens (Runde) Anzahl von bandförmigen Vorsprüngen des Folienstreifens Anzahl von Verbindungsteilen des Folienstreifens Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens (Runde) Anzahl von bandförmigen Vorsprüngen des Folienstreifens Anzahl von Verbindungsteilen des Folienstreifens Anzahl von Wicklungen des Folienstreifens (Runde)
    Beispiel 1 15 2 1 1 - - - - - - 12.2 0 10 OK
    Beispiel 2 15 2 1 1 6 2 2.5 6 2 2.5 8.5 0 0 OK
    Beispiel 3 15 2 1 1 4 2 1.5 4 2 1.5 8.6 0 0 OK
    Beispiel 4 15 2 1 1 3 1 2 3 1 2 8.6 0 0 OK
    Beispiel 5 15 2 1 1 2 1 1 2 1 1 8. 7 0 0 OK
    Vergleichsbeispiel 1 15 1 1 - - - - - - - 12.2 50 100 NG
  • In den Beispielen 1 bis 5, war die Rate des Kurzschlussauftretens und die Rate des Beulungsauftretens 0% oder 10% und die Gesamtbewertung war Okay, aber im Vergleichsbeispiel 1 waren diese Raten hoch und die Gesamtbewertung war NG. Insbesondere im Beispiel 2 bis Beispiel 5, wenn Folienstreifen auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 und auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode vorhanden waren, war ein Innenwiderstand der Batterie niedriger verglichen mit Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 1, die beide keine Folienstreifen aufweisen. Im Beispiel 1 bis Beispiel 5 war der Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers nicht gestört und in einem perfekten Kreis erhalten, wobei im Vergleichsbeispiel 1 der Innenumfangsabschnitt des Elektrodenwicklungskörpers gestört war und der perfekte Kreis nicht erhalten war. Es kann beurteilt werden, basierend auf Table 1, dass, wenn ein Folienstreifen 35 einer Positivelektrode bereitgestellt ist zwischen der Wicklungsstartseite und der Wicklungsendseite der Positivelektrode (d.h., an einer ungefähren Mittelposition der Positivelektrode), der Folienstreifen 35 einen kammartigen Teil 36 aufweist, der von der Positivelektrode 21 vorsteht, und der kammartige Teil 36 ist gemacht als Verbindungsteil 43 eines Elektrodenwicklungskörpers 20 und eine Batterie 1 erfährt keinerlei Beulen noch einen internen Kurzschluss, sogar wenn die Batterie wiederholt geladen und entladen wird.
  • <2. Modifikationsbeispiel>
  • Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung spezifisch voranstehend beschrieben wurde, sind Inhalte der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsform, und verschiedene Modifikationen basierend auf der technischen Idee der vorliegenden Erfindung können gemacht werden.
  • In den Modifikationsbeispielen 5 bis 8 ist ein Streifen 56 an einer Position angeordnet worden, die ungefähr 1/3 der Gesamtlänge von der Wicklungsstartseite in Richtung der Wicklungsendseite der Positivelektrode 21 entspricht, und die Dicke des Streifens 56 war festgesetzt auf 0,1 mm, die Breite war festgesetzt auf 5 mm und das Material war Aluminium. Der Streifen 56 war an einer ungefähren Mittelposition der Positivelektrode 21 angeordnet und der Aktivmaterial-Nicht-Abgedeckt-Abschnitt 21C der Positivelektrode, bei dem der Streifen 56 verbunden war, war mit einem Isolationsstreifen 51 abgedeckt. Die Dicke des Streifens 56 war gemessen unter Nutzung eines Mikrometers (MDC-25 MX hergestellt von der Mitutoyo Corporation). Der Folienstreifen 37, der in den Modifikationsbeispielen gezeigt ist, ist derselbe wie der Folienstreifen 35, außer den Intervallen zwischen den bandförmigen Vorsprüngen des kammartigen Teils 38.
  • Mit Bezug auf die 9A bis 16A (A in jeder der 9 bis 16) ist in der oberen Seite von jeder Zeichnung ein schematisches Diagramm einer Positivelektrode 21 vor dem Wickeln dargestellt, auf der unteren Seite von jeder Zeichnung ist ein schematisches Diagramm einer Negativelektrode 22 vor dem Wickeln dargestellt. Die rechte Seite von jeder Zeichnung ist die Wicklungsstartseite und die linke Seite von jeder Zeichnung ist die Wicklungsendseite. 9B bis 16B (B in jeder der 9 bis 16) zeigen schematische Diagramme von Elektrodenwicklungskörpern 20, die vom Wickeln der Positivelektroden 21 und der Negativelektroden 22 der 9A bis 16A zusammen mit jeweiligen Separatoren resultieren. Die obere Seite von jeder Zeichnung ist die Batteriedeckel 14-Seite, und die untere Seite von jeder Zeichnung ist die Behälterbodenseite eines Batteriebehälters 11. 9C bis 16C (C in jeder der 9 bis 16) sind schematische Diagramme der Batterien 1, die durch Eingeben der Elektrodenwicklungskörper 20 der 9B bis 16B, die in jeweilige Batteriebehälter 11 hergestellt werden.
  • [Modifikationsbeispiele 1 bis 4]
  • Die Negativelektroden der Modifikationsbeispiele 1 bis 4 weisen Strukturen auf, in denen ein Streifen 53 auf der Wicklungsendseite einer Negativelektrode zu den Negativelektroden der Beispiele 2 bis 5 hinzugefügt war. 9 stellt ein Modifikationsbeispiel 1 dar, in dem der Streifen 53 zum Beispiel 2 hinzugefügt wurde, 10 stellt ein Modifikationsbeispiel 2 dar, in dem der Streifen 53 zum Beispiel 3 hinzugefügt wurde, 11 stellt ein Modifikationsbeispiel 3 dar, in dem der Streifen 53 zum Beispiel 4 hinzugefügt wurde, und 12 stellt ein Modifikationsbeispiel 4 dar, in dem der Streifen 53 zum Beispiel 5 hinzugefügt wurde. Die Streifen 53 der Negativelektroden, die im Modifikationsbeispiel 1 bis Modifikationsbeispiel 4 hinzugefügt waren, waren mit den Behälterböden der Batteriebehälter zusammen mit Verbindungsteilen 42 und Ähnlichem geschweißt.
  • [Modifikationsbeispiel 5]
  • Wie in 13A dargestellt, war ein Folienstreifen 37 an einer Position von ungefähr 1/3 der Gesamtlänge von der Wicklungsstartseite in Richtung der Wicklungsendseite der Positivelektrode 21 angeordnet, ein Streifen 56 war an einer Position von ungefähr 1/3 der Gesamtlänge der Wicklungsendseite in Richtung der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet, und ein Folienstreifen 31 war auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode 21 angeordnet. Der kammartige Teil 38 des Folienstreifens 37 war zusammengesetzt aus zwei bandförmigen Vorsprüngen, und der kammartige Teil 33 des Folienstreifens 31 war zusammengesetzt aus sechs bandförmigen Vorsprüngen. Ein Streifen 52 war angeordnet an einer Position von ungefähr 1/3 der Gesamtlänge von der Wicklungsstartseite in Richtung der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22, ein Streifen 53 war angeordnet auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode 22 und ein Folienstreifen 32 war angeordnet auf der Wicklungsstartseite der Negativelektrode 22. Der kammartige Teil 34 des Folienstreifens 32 war zusammengesetzt aus sechs bandförmigen Vorsprüngen. Wie in 13B dargestellt, waren die Positivelektrode 21 und die Negativelektrode 22 gestapelt mit einem Separator 23 dazwischen zwischengeordnet, und diese waren derart gewickelt, dass die zwei bandförmigen Vorsprünge des kammartigen Teils 38 des Folienstreifens 37 überlagert waren und in einen Verbindungsteil 45 vereinigt waren. Die Anzahl von Wickelungen des Folienstreifens 37 der Positivelektrode war festgesetzt auf 1 Runde. Des Weiteren, waren der Folienstreifen 31 und der Folienstreifen 32 jeweils auf dieselbe Weise ausgelegt wie in Beispiel 2. Wie in 13C dargestellt, waren ein Elektrodenwicklungskörper 20 mit dem der Folienstreifen 37, die Streifen 52, 53, 56 und die Folienstreifen 31, 32 verbunden waren, in einem Batteriebehälter 11 eingegeben.
  • [Modifikationsbeispiel 6]
  • Wie in den 14A bis 14C dargestellt, wurden Vorgänge durchgeführt auf dieselbe Weise wie im Modifikationsbeispiel 5, außer dass die Anzahlen der bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 der Folienstreifen 31, 32 auf vier festgesetzt war. Die Folienstreifen 31, 32 waren jeweils auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3 ausgelegt.
  • [Modifikationsbeispiel 7]
  • Wie in den 15A bis 15C dargestellt, wurden Vorgänge durchgeführt auf dieselbe Weise wie im Modifikationsbeispiel 5, außer dass die Anzahlen der bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 der Folienstreifen 31, 32 jeweils auf drei festgesetzt waren. Die Folienstreifen 31, 32 waren jeweils auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 ausgelegt.
  • [Modifikationsbeispiel 8]
  • Wie in den 16A bis 16C dargestellt, wurden Vorgänge durchgeführt auf dieselbe Weise wie im Modifikationsbeispiel 5, außer dass die Anzahlen der bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 der Folienstreifen 31, 32 festgesetzt war auf zwei. Die Folienstreifen 31, 32 waren jeweils ausgelegt auf dieselbe Weise wie in Beispiel 5.
  • Im Modifikationsbeispiel 1 bis Modifikationsbeispiel 4, wurden Raten des Beulungsauftretens ähnlich zu denen in dem Beispiel 2 bis Beispiel 5 erreicht, und solche Modifikationsbeispiele werden erwartet in niedrigen Widerstandswerten der Elektrodenwicklungskörper als die der Beispiele 2 bis 5 zu resultieren. Im Modifikationsbeispiel 5 bis Modifikationsbeispiel 8 wurden Raten des Beulungsauftretens ähnlich zu dem in Beispiel 2 bis Beispiel 5 erreicht, und diese Modifikationsbeispiele werden erwartet in niedrigen Widerstandswerten als die Elektrodenwicklungskörper als die des Modifikationsbeispiels 1 bis Modifikationsbeispiel 4 zu resultieren.
  • Die Größe der Batterie 1 war festgesetzt auf 18650, aber kann andere Größen aufweisen. Die Nennkapazität der Batterie 1 war festgesetzt auf 3000 mAh, aber kann andere Werte annehmen. Die The Dicken der Positivelektrodenfolie 21A, die Positivelektrodenfolie 22A und des Separators 23 müssen nicht die voranstehend beschriebenen Werte sein. Die Anzahl der bandförmigen Vorsprünge der kammartigen Teile 33, 34 sind nicht auf die der Beispiele beschränkt, und kann andere Werte annehmen.
  • <3. Anwendungsbeispiel>
  • (1) Batteriepack
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Schaltungskonfigurationsbeispiel darstellt, wenn die Batterie 1 gemäß der Ausführungsform oder Beispiele in der vorliegenden Erfindung angewendet wird auf ein Batteriepack 300. Das Batteriepack 300 weist eine zusammengebaute Batterie 301, eine Schalteinheit 304 mit einem Ladesteuerungsschalter 302a und einem Entladesteuerungsschalter 303a, einen Stromdetektionswiderstand 307, ein Temperaturdetektionselement 308 und eine Steuerungseinheit 310 auf. Die Steuerungseinheit 310 steuert jede Einrichtung, und kann eine Lade/Entlade-Steuerung durchführen, wenn abnormale Wärmeerzeugung auftritt, oder kann Berechnen und Korrigieren die verbleibende Kapazität des Batteriepacks 300.
  • Wenn das Batteriepack 300 geladen wird, sind ein Positivelektrodenanschluss 321 und ein Negativelektrodenanschluss 322 mit einem Positivelektrodenanschluss und einem Negativelektrodenanschluss eines Laders jeweils verbunden, und ein Laden wird durchgeführt. Zusätzlich, wenn eine elektronische Einrichtung, die mit dem Batteriepack 300 verbunden ist, genutzt wird, sind der Positivelektrodenanschluss 321 und der Negativelektrodenanschluss 322 mit einem Positivelektrodenanschluss und einem Negativelektrodenanschluss der elektronischen Einrichtung jeweils verbunden, und Entladen wird durchgeführt.
  • Die zusammengebaute Batterie 301 wird ausgebildet durch Verbinden einer Mehrzahl von Sekundärbatterien 301a in Reihe und/oder parallel. In 17 ist ein Fall, wo sechs Sekundärbatterien 301a verbunden sind in zwei parallel und drei Reihe (2P3S), dargestellt als ein Beispiel, aber jegliches Verbindungsverfahren kann angewendet werden.
  • Eine Temperaturdetektionseinheit 318 ist mit einem Temperaturdetektionselement 308 (zum Beispiel einem Thermistor) verbunden, und misst die Temperatur der zusammengebauten Batterie 301 oder des Batteriepacks 300, und führt die gemessene Temperatur zu der Steuerungseinheit 310 zu. Eine Spannungsdetektionseinheit 311 misst die Spannungen der zusammengebauten Batterie 301 und jede der Sekundärbatterien 301a, die die zusammengebaute Batterie 301 ausbilden, und A/D wandelt die gemessenen Spannungen, und führt die gewandelten Spannungen zu der Steuerungseinheit 310 zu. Eine Stromesseinheit 313 misst einen Strom unter Nutzung des Stromdetektionswiderstands 307, und führt den gemessenen Strom zu der Steuerungseinheit 310 zu.
  • Die Schaltungssteuerungseinheit 314 steuert den Ladesteuerungsschalter 302a und den Entladesteuerungsschalter 303a der Schalteinheit 304 basierend auf der Spannung der Stromeingabe von der Spannungsdetektionseinheit 311 und der Stromesseinheit 313. Wenn die Spannung von irgendeiner Sekundärbatterien 301a gleich zu oder geringer als eine Überladedetektionsspannung oder eine Überentladedetektionsspannung wird, oder wenn ein großer Strom plötzlich strömt, vermeidet die Schaltungssteuerungseinheit 314 ein Überladen, ein Überentladen, oder ein Überstromladen und Entladen durch Senden eines Steuerungssignal zum Abschalten zu der Schalteinheit 304. Hier, wenn die Sekundärbatterie eine Lithiumionensekundärbatterie ist, ist die Überladedetektionsspannung definiert als zum Beispiel 4,20 V ± 0,05 V zu sein, und die Überladedetektionsspannung ist definiert als zum Beispiel, 2,4 V ± 0,1 V zu sein.
  • Nachdem der Ladesteuerungsschalter 302a oder der Entladesteuerungsschalter 303a ausgeschaltet wird, kann ein Laden oder Entladen nur durchgeführt werden durch eine Diode 302b oder eine Diode 303b. Als diese Lade/Entlade-Schalter können Halbleiterschalter, wie etwa ein MOSFET, genutzt werden. In diesem Fall dienen die parasitären Dioden des MOSFET als Dioden 302b und 303b. Es wird angemerkt, dass die Schalteinheit 304 bereitgestellt ist auf der +-Seite in 17, aber sie kann auch auf der -Seite bereitgestellt sein.
  • Ein Speicher 317 weist einen RAM und einen ROM auf, und weist zum Beispiel einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) auf, welcher ein nicht-flüchtiger Speicher ist. In dem Speicher 317 sind der numerische Wert, der durch die Steuerungseinheit 310 berechnet ist, die Batteriecharakteristiken in einem initialen Zustand von jeder Sekundärbatterie 301a, die gemessen sind beim Zustand des Herstellungsprozesses und Ähnliches im Voraus gespeichert, und können geeignet überschrieben werden. Zusätzlich, durch Speichern der vollen Ladekapazität der Sekundärbatterie 301a, kann die verbleibende Kapazität im Zusammenwirken mit der Steuerungseinheit 310 berechnet werden.
  • (2) Elektronische Einrichtung
  • Die Batterie 1 gemäß der Ausführungsform oder Beispiele der vorliegenden Erfindung, wie voranstehend beschrieben, kann auf einer Einrichtung, wie etwa eine elektronische Einrichtung montiert sein, und eine elektronische Transporteinrichtung und eine Leistungsspeichereinrichtung und genutzt werden zum Zuführen von elektronischer Leistung.
  • Beispiele der elektronischen Einrichtung weisen ein Laptoppersonalcomputer, Smartphones, Tablet-Endgeräte, persönliche digitale Assistenten (PDAs), Mobiltelefone, tragbare Endgeräte, Videofilme, digitale Bildkameras, elektronische Bücher, Musikspieler, Kopfhörer, Spielemaschinen, Herzschrittmacher, Hörgeräte, elektrische Werkzeuge, Fernseher, Beleuchtungseinrichtungen, Spielzeuge, medizinische Einrichtungen und Roboter auf. Des Weiteren können eine elektrische Transporteinrichtung, eine Leistungsspeichereinrichtung, ein Elektrowerkzeug und ein elektrisches unbemanntes Fluggerät, die später beschrieben werden, auch in der elektronischen Einrichtung auf breite Weise vorhanden sein.
  • Beispiele der elektronische Transporteinrichtung weisen elektrische Fahrzeuge (einschließlich Hybridfahrzeuge), elektrische Motorräder, elektrisch-unterstützte Fahrräder, elektrische Busse, elektrische Carts, automatisch-geführte Fahrzeuge (AGV) und Schienenfahrzeuge auf. Elektrische Passagierluftfahrzeuge und elektrische unbemannte Flugfahrzeuge zum Transport sind auch vorhanden. Die Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird nicht nur als eine Leistungszufuhr zum Antreiben dieser Einrichtungen genutzt, sondern auch als Hilfsleistungszufuhr, eine Leistungszufuhr zur Energieregeneration, und Ähnliches.
  • Beispiele der Leistungsspeichereinrichtung weisen ein Leistungsspeichermodul zur kommerziellen oder Privatnutzung auf, eine Leistungsspeicherleistungsquelle für eine Architekturstruktur wie etwa ein Wohngebäude, ein Gebäude und ein Büro oder für eine Leistungserzeugungsfabrik.
  • (3) Elektrowerkzeug
  • In Bezug auf 18 wird schematisch ein Beispiel eines elektrischen Schraubers als Elektrowerkzeug beschrieben auf den die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Ein elektrischer Schrauber 431 ist bereitgestellt mit einem Motor 433, der Rotationsleistung zu einer Welle 434 überträgt und einem Auslöseschalter 432 der durch einen Nutzer zu betreiben ist. Eine Schraube oder Ähnliches ist in ein Objekt durch die Welle 434 durch einen Betrieb des Auslöseschalters 432 getrieben.
  • Ein Batteriepack 430 und eine Motorsteuerungseinheit 435 sind in einem unteren Gehäuse eines Griff des elektrischen Schraubers 431 aufgenommen. Das Batteriepack 300 wie voranstehend beschrieben, kann genutzt werden als Batteriepack 430. Das Batteriepack 430 ist eingebaut oder lösbar von dem elektrischen Schrauber 431. Das Batteriepack 430 kann an der Ladeeinrichtung in einem Zustand wie eingebaut, angebracht sein oder losgelöst von dem elektrischen Schrauber 431.
  • Jedes von dem Batteriepack 430 und der Motorsteuerungseinheit 435 ist versehen mit einem Mikrocomputer. Leistung wird von dem Batteriepack 430 zu der Motorsteuerungseinheit 435 zugeführt, und Lade/Entlade-Information des Batteriepacks 430 wird kommuniziert zwischen den Mikrocomputern des Batteriepacks 430 und der Motorsteuerungseinheit 435. Die Motorsteuerungseinheit 435 steuert die Rotation/Stopp und die Richtung der Rotation des Motors 433, und kann des Weiteren die Leistungszufuhr zu einer Last (Motor 433, usw.) zum Zeitpunkt des Überentladens abschneiden.
  • (4) Leistungsspeichersystem für ein Elektrofahrzeug
  • Als ein Beispiel des Beaufschlagens des Anwendens der vorliegenden Erfindung auf ein Leistungsspeichersystem für Elektrofahrzeuge, stellt 19 schematisch ein Konfigurationsbeispiel eines Hybridfahrzeugs (HV) dar, das ein Serienhybridsystem anwendet. Das Serienhybridsystem ist ein Fahrzeug, das mit einem Leistungsantriebskraftwandler fährt, der eine Leistung nutzt, die durch einen Motor betriebenen Generator erzeugt wird oder die temporär in einer Batterie gespeicherte Leistung.
  • An einem Hybridfahrzeug 600 sind montiert ein Motor 601, ein Generator 602, ein Leistungsantriebskraftwandler 603 (DC-Motor oder AC-Motor; hiernach einfach bezeichnet als „Motor 603“), ein Antriebsrad 604a, ein Antriebsrad 604b, ein Rad 605a, ein Rad 605b, eine Batterie 608, eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung 609, verschiedene Sensoren 610 und einen Ladeanschluss 611. Das Batteriepack 300 der vorliegenden Erfindung, wie voranstehend beschrieben, oder ein Leistungsspeichermodul, das mit einer Mehrzahl der Batterien 1 der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, kann auf die Batterie 608 beaufschlagt werden. Die Sekundärbatterie weist eine zylindrische Form, eine Quadratform oder eine laminierter Form auf.
  • Der Motor 603 wird durch die Leistung von der Batterie 608 betrieben und das Moment des Motors 603 wird auf die Antriebsräder 604a, 604b übertragen. Das Moment des Motors 601 wird auf den Generator 602 übertragen und die durch den Generator 602 erzeugte Leistung wird unter Nutzung des Moments, kann in der Batterie 608 gespeichert werden. Die verschiedenen Sensoren 610 steuern die Motorgeschwindigkeit durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 609 und steuert den Öffnungsgrad des Klappenventils (nicht dargestellt). Die verschiedenen Sensoren 610 weisen einen Geschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungssensor, einen Motorgeschwindigkeitssensor und Ähnliches auf.
  • Wenn das Hybridfahrzeug 600 abgebremst wird durch ein Bremsmechanismus (nicht dargestellt), wird eine Widerstandskraft zum Zeitpunkt des Abbremsens auf den Motor 603 als ein Moment beaufschlagt, und eine Regenerativleistung, die durch das Moment erzeugt ist, wird in der Batterie 608 gespeichert. Zusätzlich, obwohl nicht dargestellt, kann eine Informationsverarbeitungseinrichtung (z.B. eine Anzeigeeinrichtung für ein verbleibendes Batterieniveau), die eine Informationsverarbeitung in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung basierend auf Informationen in Bezug auf die Sekundärbatterie durchführt, auch bereitgestellt sein. Die Batterie 608 kann eine Leistungszufuhr empfangen, indem sie mit einer externen Leistungsquelle durch den Ladeanschluss 611 des Hybridfahrzeugs 600 verbunden wird und die Leistung speichern. Solch ein HV-Fahrzeug wird ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV oder PHEV) genannt.
  • In dem Voranstehenden, wurde als ein Beispiel ein Reihenhybridfahrzeug beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf ein Parallelsystem angewendet werden, in dem ein Motor und ein Verbrennungsmotor in Kombination genutzt werden, oder ein Hybridfahrzeug, in dem ein Reihensystem und ein Parallelsystem kombiniert sind. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung auch angewendet werden auf ein Elektrofahrzeug (EV oder BEV) und ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCV), die nur durch einen Antriebsmotor ohne Nutzung eines Verbrennungsmotors fahren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lithiumionenbatterie
    12, 13
    Isolationsplatte
    20
    Elektrodenwicklungskörper
    21
    Positivelektrode
    22
    Negativelektrode
    23
    Separator
    24
    Mittelstift
    25
    Positivelektrodenleitung
    26
    Negativelektrodenleitung
    31, 32
    Folienstreifen
    33, 34
    kammartiger Teil
    35, 37
    Folienstreifen
    36, 38
    kammartiger Teil
    39
    plattenartiger Teil
    41, 42, 42A, 42B 43
    Verbindungsteil
    51
    Isolationsstreifen
    52, 53, 54
    Streifen der Negativelektrode
    55, 56
    Streifen der Positivelektrode

Claims (13)

  1. Sekundärbatterie, mit: einem Elektrodenwicklungskörper, der eine Struktur aufweist, in der eine bandförmige Positivelektrode und eine bandförmige Negativelektrode gestapelt sind mit einem Separator dazwischen zwischengeordnet und gewickelt sind; und einem Batteriebehälter, der den Elektrodenwicklungskörper aufnimmt, wobei die Positivelektrode eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Positivelektrodenfolie aufweist, die Negativelektrode eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht auf beiden Seiten einer bandförmigen Negativelektrodenfolie aufweist, der Elektrodenwicklungskörper einen Positivelektrodenfolienstreifen zwischen einer Wicklungsstartseite und einer Wicklungsendseite der Positivelektrode und einen Negativelektrodenstreifen zwischen einer Wicklungsstartseite und einer Wicklungsendseite der Negativelektrode aufweist, der Positivelektrodenfolienstreifen einen plattenartigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode verbunden ist, und einen kammartigen Teil aufweist, der von der Positivelektrode vorsteht, und der kammartige Teil ein Verbindungsteil des Elektrodenwicklungskörpers ist.
  2. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei die Position des Positivelektrodenfolienstreifens eine ungefähre Mittelposition der Positivelektrode ist, und die Position des Negativelektrodenstreifens eine ungefähre Mittelposition der Negativelektrode ist.
  3. Sekundärbatterie nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren mit einem flachen plattenförmigen Folienstreifen auf der Wicklungsstartseite von jeder von der Positivelektrode und der Negativelektrode, wobei der Folienstreifen einen plattenartigen Teil aufweist, der auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode oder der Negativelektrode verbunden ist, und einen kammartigen Teil aufweist, der von der Positivelektrode oder der Negativelektrode vorsteht, and der kammartige Teil ein Verbindungsteil des Elektrodenwicklungskörpers ist.
  4. Sekundärbatterie nach Anspruch 3, wobei die Intervalle zwischen den bandförmigen Vorsprüngen des kammartigen Teils festgesetzt sind, sich von der Wicklungsstartseite aus zu vergrößern.
  5. Sekundärbatterie nach Anspruch 3, des Weiteren mit einem Streifen auf der Wicklungsendseite der Negativelektrode.
  6. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei eine Position des Positivelektrodenfolienstreifens eine Position von ungefähr 1/3 einer Gesamtlänge von der Wicklungsstartseite und in Richtung der Wicklungsendseite der Positivelektrode ist, eine Position des Positivelektrodenstreifen einer Position von ungefähr 1/3 einer Gesamtlänge von der Wicklungsstartseite und in Richtung der Wicklungsendseite der Positivelektrode ist, eine Position des Negativelektrodenstreifens eine Position von ungefähr 1/3 einer Gesamtlänge von der Wicklungsstartseite und in Richtung der Wicklungsendseite der Negativelektrode ist, die Sekundärbatterie des Weiteren einen flachen plattenförmigen Folienstreifen auf der Wicklungsstartseite von jeder der Positivelektrode und der Negativelektrode aufweist, der Folienstreifen ein plattenartiges Teil aufweist, das auf der Wicklungsstartseite der Positivelektrode oder der Negativelektrode verbunden ist, und einen kammartigen Teil aufweist, der von der Positivelektrode oder der Negativelektrode vorsteht, und der kammartige Teil ein Verbindungsteil des Elektrodenwicklungskörpers ist.
  7. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein Material des Positivelektrodenfolienstreifens und ein Material des Folienstreifens der Positivelektrode irgendeines oder ein Verbundmaterial von Aluminium, Titan und Edelstahl (SUS) sind.
  8. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei ein Material des Folienstreifens der Negativelektrode irgendeines oder ein Verbundmaterial von Kupfer, einer Kupfer-Nickel-Legierung, Nickel, Zink, einer Kupfer-ZinkLegierung und einer Kupfer-Zink-Nickel-Legierung ist.
  9. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei eine Dicke des Positivelektrodenfolienstreifens, einer Dicke des Folienstreifens der Positivelektrode oder eine Dicke des Folienstreifens der Negativelektrode 0,020 mm oder mehr und 0,100 mm oder weniger ist.
  10. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Anzahl von Wicklung eines Folienstreifens der Positivelektrode oder die Anzahl von Wicklung des Folienstreifens der Negativelektrode 1 Runde oder mehr und 2,5 Runden oder weniger ist.
  11. Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Inhalt des Siliziumoxids, das in der Negativelektrodenaktivmaterialschicht vorhanden ist, 5 Gew.-% oder mehr und 20 Gew.-% oder weniger ist.
  12. Elektronische Einrichtung mit der Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
  13. Elektrowerkzeug mit der Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
DE112021003195.3T 2020-06-09 2021-05-24 Sekuntärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug Pending DE112021003195T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-100252 2020-06-09
JP2020100252 2020-06-09
PCT/JP2021/019556 WO2021251121A1 (ja) 2020-06-09 2021-05-24 二次電池、電子機器及び電動工具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021003195T5 true DE112021003195T5 (de) 2023-04-20

Family

ID=78846018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021003195.3T Pending DE112021003195T5 (de) 2020-06-09 2021-05-24 Sekuntärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230102083A1 (de)
JP (1) JP7396481B2 (de)
CN (1) CN115699441A (de)
DE (1) DE112021003195T5 (de)
WO (1) WO2021251121A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240258555A1 (en) * 2021-05-25 2024-08-01 Panasonic Energy Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2024203324A1 (ja) * 2023-03-28 2024-10-03 株式会社村田製作所 二次電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5770666U (de) * 1980-10-16 1982-04-28
JPH07192717A (ja) * 1993-12-24 1995-07-28 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2009129553A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Sony Corp 電池
JP5762676B2 (ja) * 2009-09-25 2015-08-12 株式会社東芝 電極及び非水電解液電池
CN108701856B (zh) * 2016-03-17 2021-07-20 日本汽车能源株式会社 二次电池
WO2018180828A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 三洋電機株式会社 円筒形電池
JP2021005437A (ja) * 2017-09-11 2021-01-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP7396481B2 (ja) 2023-12-12
JPWO2021251121A1 (de) 2021-12-16
CN115699441A (zh) 2023-02-03
US20230102083A1 (en) 2023-03-30
WO2021251121A1 (ja) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3520163B1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrodeneinheit für eine batteriezelle und elektrodeneinheit
EP2216842B1 (de) Galvanische Zelle mit Umhüllung
DE112021001462T5 (de) Sekundärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug
DE112021003195T5 (de) Sekuntärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug
WO2021131482A1 (ja) 二次電池、電子機器及び電動工具
DE102021130557A1 (de) Gel-elektrolyt für festkörperbatterie
US20220336862A1 (en) Secondary battery, electronic device, and electric tool
US12046777B2 (en) Secondary battery, battery pack, electronic device, electric tool, and electric vehicle
DE102022120235A1 (de) Festkörpersynthese für die herstellung eines geschichteten anodenmaterials
DE102022108466A1 (de) Geschichtete anodenmaterialien
DE112021001714T5 (de) Sekundärbatterie, elektronische vorrichtung und elektrowerkzeug
DE102022108463A1 (de) Elektrochemischer austausch für die herstellung eines geschichteten anodenmaterials
DE102022108412A1 (de) Passiver ionenaustausch für die herstellung eines geschichteten anodenmaterials
DE102022109020A1 (de) Überlithiierte kathodenmaterialien und verfahren zu deren herstellung
DE102022103138A1 (de) Verfahren zur herstellung bipolarer festkörperbatterien
DE102021112569A1 (de) Bipolare festkörperbatterie mit ionengel
DE102011110815A1 (de) Elektrochemische Energiespeicherzelle mit metallischem Gehäuse, Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle mit metallischem Gehäuse
DE112021000781T5 (de) Sekundärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug
JP2015032495A (ja) 固体電池の製造方法
DE112022005499T5 (de) Sekundärbatterie, elektronische Geräte, elektrisches Werkzeug, elektrisches Flugzeug und elektrisches Fahrzeug
DE102022103141A1 (de) Verfahren zur herstellung von bipolaren festkörperbatterien
DE112021001844T5 (de) Sekundärbatterie, elektronische einrichtung und elektrowerkzeug
DE112021001799T5 (de) Batteriepack und elektrowerkzeug
CN114223079A (zh) 二次电池、电池组、电子设备、电动工具以及电动车辆
US20220376307A1 (en) Secondary battery, electronic device, and electric tool

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed