JP2010250985A - Secondary battery - Google Patents
Secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010250985A JP2010250985A JP2009096531A JP2009096531A JP2010250985A JP 2010250985 A JP2010250985 A JP 2010250985A JP 2009096531 A JP2009096531 A JP 2009096531A JP 2009096531 A JP2009096531 A JP 2009096531A JP 2010250985 A JP2010250985 A JP 2010250985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- positive electrode
- mixture
- slit
- electrode mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、二次電池に関し、特に正極に比して面積の大きい負極を有するリチウムイオン二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a lithium ion secondary battery having a negative electrode having a larger area than a positive electrode.
従来、二次電池としては、シート状に形成された正極と負極とをセパレータを介して積層して構成される電極群を捲回した状態でケース内に収容したものがある。このような捲回型の二次電池においては、主として電極を捲回する時に、対向する正極と負極との間にズレが生じて、充電時にデンドライトが生成される等の問題があったため、ズレを考慮して正極に比して面積の大きい負極が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a secondary battery, there is a battery that is housed in a case in a wound state of an electrode group formed by laminating a positive electrode and a negative electrode formed in a sheet shape via a separator. In such a wound type secondary battery, there is a problem that, when the electrode is mainly wound, a gap is generated between the positive electrode and the negative electrode facing each other, and dendrite is generated during charging. In consideration of the above, a negative electrode having a larger area than the positive electrode is used (for example, see Patent Document 1).
しかし、図4に示すように、正極110に比して面積の大きい負極120を有する二次電池は、負極120内におけるリチウムイオンのような電荷担体となるイオンPが、負極120に対向する正極110の面積よりも広がってしまい、負極120でイオンの偏りが生じる。
よって、負極120で電位ムラが発生するため、電位の高い部分は熱暴走温度が低く、発熱量が大きくなり、それに伴って負極120の部位ごとで安全性にバラツキが生じる。
また、正極110と負極120との間でSOC(State of Charge)にもズレが発生し、対向する正極110と負極120とにおけるSOCが部位によって異なり、それに伴って電池全体としての容量が悪化する。
However, as shown in FIG. 4, the secondary battery having the
Therefore, potential unevenness occurs in the
Also, the SOC (State of Charge) is shifted between the
本発明は、電荷担体となるイオンの負極上での偏りを抑制する二次電池を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a secondary battery that suppresses unevenness of ions serving as charge carriers on a negative electrode.
請求項1においては、正極合剤が正極集電体に塗工されてなる正極と、負極合剤が負極集電体に塗工されてなる負極と、前記正極と前記負極との間に介装されたセパレータと、を備え、前記負極合剤の塗工面積は、前記正極合剤の塗工面積に比して大きい二次電池であって、前記負極の負極合剤には、前記負極における負極合剤の塗工面から前記負極集電体にかけて負極合剤を除去した、第一スリットが設けられ、前記第一スリットは、前記正極と前記負極と前記セパレータとが積層された状態で、前記負極合剤における前記正極合剤の外周に位置する部分に配置されるものである。 In claim 1, a positive electrode in which a positive electrode mixture is applied to a positive electrode current collector, a negative electrode in which a negative electrode mixture is applied to a negative electrode current collector, and the positive electrode and the negative electrode are interposed. A secondary battery having a coating area of the negative electrode mixture larger than a coating area of the positive electrode mixture, and the negative electrode mixture of the negative electrode includes the negative electrode In the state where the negative electrode mixture is removed from the coating surface of the negative electrode mixture in the negative electrode current collector, a first slit is provided, and the first slit is in a state where the positive electrode, the negative electrode, and the separator are laminated, It arrange | positions in the part located in the outer periphery of the said positive mix in the said negative mix.
請求項2においては、前記負極の負極合剤には、前記第一スリットよりも外側に、前記負極における負極合剤の塗工面から前記負極集電体にかけて、第二スリットが設けられるものである。 According to a second aspect of the present invention, the negative electrode mixture of the negative electrode is provided with a second slit outside the first slit from the coating surface of the negative electrode mixture in the negative electrode to the negative electrode current collector. .
請求項3においては、前記負極の負極合剤には、前記第一スリットよりも内側に、前記負極における負極合剤の塗工面から前記負極集電体にかけて、第三スリットが設けられるものである。 In Claim 3, the negative electrode mixture of the negative electrode is provided with a third slit on the inner side of the first slit from the coating surface of the negative electrode mixture in the negative electrode to the negative electrode current collector. .
本発明によれば、電荷担体となるイオンの負極上での偏りを抑制することが可能となる。したがって、負極での電位ムラや、正極と負極との間でのSOCのズレを防止することができ、二次電池の安全性が向上すると共に、電池容量の悪化を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the deviation of ions serving as charge carriers on the negative electrode. Therefore, potential unevenness at the negative electrode and SOC shift between the positive electrode and the negative electrode can be prevented, and the safety of the secondary battery can be improved and the battery capacity can be prevented from deteriorating.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る二次電池は、主に正極10、負極20、及びセパレータ30から構成されたリチウムイオン二次電池やニッケル・水素蓄電池等の二次電池である。
前記二次電池は、具体的には、正極10と負極20とを、セパレータ30を介装しつつ積層して電極群40とし、電極群40を捲回して金属缶や金属樹脂複合フィルム等の容器に収納した後、電解液を含浸させて構成されている。
なお、以下では、図示における左右方向を電極群40の「幅方向」とし、この「幅方向」に奥行方向に直交する方向を電極群40の「捲回方向」として説明する。
As shown in FIG. 1, a secondary battery according to an embodiment of the present invention is a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel / hydrogen storage battery mainly composed of a
Specifically, in the secondary battery, the
In the following description, the horizontal direction in the drawing is referred to as the “width direction” of the
正極10は、二次電池に用いられる正極であり、金属箔である正極集電体11の表面に、ダイコータ等の塗工装置を用いてペースト状の正極合剤12を塗布し、乾燥させた後、ロールプレス等の所定の処理を経て形成される。
正極集電体11は、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼等の金属箔からなる集電体である。
正極合剤12は、粉末状の正極活物質を導電助剤や結着剤等と共に分散溶媒で混練したペースト状の電極合剤である。
The
The positive electrode
The
負極20は、二次電池に用いられる負極であり、正極10に比して大きい面積を有する。負極20は、正極10と同様に、金属箔である負極集電体21の表面に、ダイコータ等の塗工装置を用いてペースト状の負極合剤22を塗布し、乾燥させた後、ロールプレス等の所定の処理を経て形成される。
負極集電体21は、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の金属箔からなる集電体である。
負極合剤22は、粉末状の負極活物質を導電助剤や結着剤等と共に分散溶媒で混練したペースト状の電極合剤である。
The
The negative electrode
The
セパレータ30は、正極10と負極20との間に介在し、それらを離間させる絶縁体である。セパレータ30は、ポリオレフィン樹脂等の多孔性材料からなり、電荷担体となるイオンPがセパレータ30を介して正極10と負極20との間を移動可能とすることでイオン導電性を保持している。
The
電極群40は、正極10における正極合剤12の塗工面と負極20における負極合剤22の塗工面とがセパレータ30を介して対向した状態で、正極10と負極20とセパレータ30とが積層されてなる充放電要素である。
In the
以下では、本発明の一実施形態に係る二次電池における負極20の構造についてより詳細に説明する。
Below, the structure of the
図1に示すように、負極20は、正極10よりも大きい面積を有する。詳細には、負極20における負極集電体21への負極合剤22の塗工幅(幅方向の塗工長さ)が、正極10における正極集電体11への正極合剤12の塗工幅よりも大きく形成されており、負極集電体21への負極合剤22の塗工面積は、正極10における正極集電体11への正極合剤12の塗工面積に比して大きくなっている。ただし、正極合剤12及び負極合剤22の捲回方向の長さは等しいものとする。
As shown in FIG. 1, the
負極20の負極合剤22には、捲回方向に沿ってスリット23・23が設けられ、正極10と負極20とセパレータ30とが積層された状態で、負極合剤22における正極合剤12の外周に位置する部分、つまり正極合剤12の幅方向における両端部に位置する部分(図1における破線L・Rで示す位置)にそれぞれ配置される。換言すれば、正極10における正極合剤12の塗工面積と、それに対向する負極20における負極合剤22のスリット23・23によって囲まれた部分の面積とが略同じになるようにスリット23・23が設けられる。
In the
スリット23は、正極合剤12の幅方向における両端部に位置する部分(図1における破線L・Rで示す位置)に、負極20における負極合剤22の塗工面(セパレータ30側の面)から負極集電体21に至るまで矩形状に形成された切込みである。つまり、負極集電体21上において、スリット23・23が形成される箇所には負極合剤22が存在しない。このように、負極合剤22では、スリット23・23によってイオンPの通過が遮断される。
スリット23は、負極集電体21に負極合剤22を塗布した後に針状の部材を用いて負極合剤22に切込みを入れたり、負極集電体21に負極合剤22を間欠的に塗布したり等して形成される。
The
The
以上のように、負極20の負極合剤22に、スリット23・23を設けている。つまり、スリット23・23を設けることによって、負極20が正極10と比して大きい面積を有する場合でも、正極10における正極合剤12の塗工面積と、正極10の正極合剤12に対向する負極20における負極合剤22の塗工面積とを同程度にしている。
これにより、イオンPがスリット23を越えて移動することができず、負極20で対向する正極10における正極合剤12の塗工面積よりも広がることがないため、負極20でのイオンPの偏りを抑制することが可能となる。
したがって、負極20での電位ムラや、正極10と負極20との間でのSOCのズレを防止することができ、前記二次電池の安全性が向上すると共に、電池容量の悪化を防止することができる。
As described above, the
As a result, the ions P cannot move beyond the
Therefore, it is possible to prevent potential unevenness in the
また、図2に示すように、負極20における負極合剤22のスリット23・23よりも幅方向外側に所定の間隔をあけて、第二スリットとしてスリット24・24を更に設ける構成としてもよい。
スリット24は、スリット23と略同様に形成された切込みであって、スリット23が形成されている部分は負極合剤22が除去されており、負極20における負極合剤22の塗工面(セパレータ30側の面)から負極集電体21に至るまで矩形状に形成されている。
In addition, as shown in FIG. 2, a configuration may be adopted in which
The
これにより、例えば、電極群40を捲回する時、正極10が負極20に対して幅方向の一側(図2に示す矢印方向)にズレた場合であっても、破線Lで示す部分に位置するスリット23よりも幅方向外側(正極10のズレ方向)にスリット24が設けられているので、スリット23よりも幅方向外側における負極20でのイオンPの拡散をスリット23とスリット24との間に留めることができ、イオンPの偏りを抑制することが可能となり、正極10のズレが生じていない場合と略同様に負極20の正極10に対向する部分でのイオンPの偏りを抑制することが可能となる。
また、正極10が負極20に対して幅方向の他側(図2に示す矢印方向と逆方向)にズレた場合でも、破線Rで示す部分に位置するスリット23よりも幅方向外側(正極10のズレ方向)にスリット24が設けられているので、図2に示す矢印方向に正極10がズレた場合と同様の効果を奏する。
Thereby, for example, when the
Further, even when the
また、更に、図3に示すように、負極20における負極合剤22のスリット23・23よりも幅方向内側に所定の間隔をあけて、第三スリットとしてスリット25・25を設ける構成としてもよい。
スリット25は、スリット23と略同様に形成された切込みであり、負極20における負極合剤22の塗工面(セパレータ30側の面)から負極集電体21に至るまで矩形状に形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, it is good also as a structure which provides the
The
これにより、例えば、電極群40を捲回する時、正極10が負極20に対して幅方向の一側(図3に示す矢印方向)にズレた場合であっても、破線Rで示す部分に位置するスリット23よりも幅方向内側(正極10のズレ方向)にスリット25が設けられているので、スリット23よりも幅方向内側における負極20でのイオンPの偏りを抑制することが可能となり、更に負極20の正極10に対向する部分でのイオンPの拡散をスリット25・25間で留めることができ、イオンPの偏りを抑制することが可能となる。
また、正極10が負極20に対して幅方向の他側(図2に示す矢印方向と逆方向)にズレた場合でも、破線Lで示す部分に位置するスリット23よりも幅方向内側(正極10のズレ方向)にスリット25が設けられているので、図3に示す矢印方向に正極10がズレた場合と同様の効果を奏する。
Thereby, for example, when the
Further, even when the
なお、スリット24・25の位置は、電極群40を捲回する時に生じるズレを考慮して設定される。具体的には、予想される正極10と負極20とのズレの分だけスリット23から間隔をあけて外側にスリット24、内側にスリット25が配置される。
Note that the positions of the
以上のように、負極20の負極合剤22に、更にスリット24・24や、スリット25・25を設ける、つまり、負極合剤22の幅方向に複数のスリットを形成することで、正極10と負極20とのズレが生じた場合であっても、正極10と負極20とのズレが生じていない場合におけるスリット23・23の効果と略同様の効果を奏し、電極群40を捲回する時に生じる正極10と負極20とのズレを吸収することができる。
As described above, the
なお、スリット23・24・25の幅方向の長さは、イオンPの通過を遮断でき、かつスリット23・24・25にデンドライトが生成されるといった悪影響が生じない程度に設定される。
また、スリット23・24・25の形状は、本実施形態においては矩形状に形成したが、V字状や半楕円状等、イオンPの通過を遮断でき、かつスリット23・24・25にデンドライトが生成されるといった悪影響が生じなければ、その形状を限定しない。
The length in the width direction of the
In addition, the
また、本実施形態においては、正極合剤12及び負極合剤22の捲回方向の長さは等しいものとしたが、正極合剤12の捲回方向の長さよりも負極合剤22の捲回方向の長さが大きい場合は、正極10と負極20とセパレータ30とが積層された状態で、負極合剤22における正極合剤12の外周に位置する部分に全周にわたってスリット23が設けられる。そして、予想される正極10と負極20とのズレの分だけスリット23から間隔をあけて外側にスリット24、内側にスリット25が、スリット23と平行するように設けられる。
In the present embodiment, the lengths of the
P イオン
10 正極
11 正極集電体
12 正極合剤
20 負極
21 負極集電体
22 負極合剤
23 スリット(第一スリット)
24 スリット(第二スリット)
25 スリット(第三スリット)
30 セパレータ
40 電極群
24 slit (second slit)
25 Slit (third slit)
30
Claims (3)
負極合剤が負極集電体に塗工されてなる負極と、
前記正極と前記負極との間に介装されたセパレータと、を備え、
前記負極合剤の塗工面積は、前記正極合剤の塗工面積に比して大きい二次電池であって、
前記負極の負極合剤には、前記負極における負極合剤の塗工面から前記負極集電体にかけて負極合剤を除去した、第一スリットが設けられ、
前記第一スリットは、前記正極と前記負極と前記セパレータとが積層された状態で、前記負極合剤における前記正極合剤の外周に位置する部分に配置される二次電池。 A positive electrode in which a positive electrode mixture is applied to a positive electrode current collector;
A negative electrode in which a negative electrode mixture is applied to a negative electrode current collector;
A separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
The coating area of the negative electrode mixture is a secondary battery larger than the coating area of the positive electrode mixture,
The negative electrode mixture of the negative electrode is provided with a first slit in which the negative electrode mixture is removed from the coating surface of the negative electrode mixture in the negative electrode to the negative electrode current collector,
The first slit is a secondary battery disposed in a portion of the negative electrode mixture positioned on the outer periphery of the positive electrode mixture in a state where the positive electrode, the negative electrode, and the separator are stacked.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009096531A JP2010250985A (en) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009096531A JP2010250985A (en) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | Secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010250985A true JP2010250985A (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=43313113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009096531A Pending JP2010250985A (en) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | Secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010250985A (en) |
-
2009
- 2009-04-10 JP JP2009096531A patent/JP2010250985A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11121439B2 (en) | Secondary battery | |
US20120196167A1 (en) | Electrode assembly for a battery and method for manufacturing same | |
JP4823398B2 (en) | Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof | |
JP6146232B2 (en) | Secondary battery | |
US10497985B2 (en) | Electrode plate for power storage devices and power storage device | |
JP2011054555A (en) | Electrode assembly, and rechargeable battery with the same | |
JP6167854B2 (en) | Electrode for power storage device and electrode assembly for power storage device | |
JP2015191879A (en) | Wound type secondary battery | |
JP2008300141A (en) | Laminated secondary battery and its manufacturing method | |
JP2016119203A (en) | Electrode body and manufacturing method for electrode body | |
JP2014179217A (en) | Method for manufacturing secondary battery, and secondary battery | |
US10998543B2 (en) | Roll electrode and method for manufacturing roll electrode | |
JP2014107218A (en) | Power storage device and method of manufacturing electrode assembly | |
JP2016012541A (en) | Power storage device and manufacturing method of power storage device | |
JP2012174959A (en) | Power storage cell and manufacturing method therefor | |
JP2014116080A (en) | Electricity storage device and method for manufacturing electricity storage device | |
JP2015076196A (en) | Power storage element and electrode plate | |
KR102028167B1 (en) | Secondary battery and manufacturing method using the same | |
JP2010212143A (en) | Electrode manufacturing method and electrode manufacturing device | |
KR20160054219A (en) | Electrode assembly with srs coated separator | |
TW201817066A (en) | Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof | |
JP2015222657A (en) | Secondary battery | |
JP2012181922A (en) | Battery cell using coating-type electrode group | |
KR101265212B1 (en) | Rechargeable battery | |
JP2012049103A (en) | Electrode assembly, secondary battery comprising the same, and manufacturing method of the same |