JP2011238456A - Secondary battery, and photovoltaic power generation system, wind turbine power generation system, and vehicle comprising secondary battery - Google Patents
Secondary battery, and photovoltaic power generation system, wind turbine power generation system, and vehicle comprising secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011238456A JP2011238456A JP2010108602A JP2010108602A JP2011238456A JP 2011238456 A JP2011238456 A JP 2011238456A JP 2010108602 A JP2010108602 A JP 2010108602A JP 2010108602 A JP2010108602 A JP 2010108602A JP 2011238456 A JP2011238456 A JP 2011238456A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- plate
- battery according
- electrode group
- convex portion
- 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.)
- Granted
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 37
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 258
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 85
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 28
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 20
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 5
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 5
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 claims description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 149
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 149
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 abstract description 115
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 32
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 32
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 28
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 20
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 19
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 11
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 2
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CAQYAZNFWDDMIT-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-methoxyethane Chemical compound CCOCCOC CAQYAZNFWDDMIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010586 LiFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013275 LiMPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUNMPGNGSSIWFP-UHFFFAOYSA-N dimethylaminopropylamine Chemical compound CN(C)CCCN IUNMPGNGSSIWFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N ethenamine Chemical class NC=C UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- MCVFFRWZNYZUIJ-UHFFFAOYSA-M lithium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [Li+].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F MCVFFRWZNYZUIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 1
- 239000011302 mesophase pitch Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000191 poly(N-vinyl pyrrolidone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002717 polyvinylpyridine Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Abstract
Description
本発明は、二次電池およびその二次電池を備えた太陽光発電システム、風力発電システム、車両に関する。 The present invention relates to a secondary battery and a solar power generation system, a wind power generation system, and a vehicle including the secondary battery.
近年、民生用の携帯電話機やポータブル電子機器、携帯情報端末などの急速な小型軽量化および多機能化に伴い、その電源である電池に対して、小型軽量で高エネルギー密度かつ長期間繰り返し充放電が可能な二次電池の開発が強く要求されている。これらの要求を満たす二次電池として、他の二次電池に比べてエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池が最も有望であり、より優れたリチウムイオン二次電池を開発すべく、種々の研究が推進されている。 In recent years, along with the rapid miniaturization and multi-functionalization of consumer mobile phones, portable electronic devices, personal digital assistants, etc., the battery that is the power source is compact, lightweight, high energy density, and repeated charging and discharging over a long period of time. There is a strong demand for the development of rechargeable batteries. As a secondary battery that satisfies these requirements, a lithium ion secondary battery having a higher energy density than other secondary batteries is the most promising, and various studies have been conducted to develop a better lithium ion secondary battery. Has been promoted.
また、近年では、地球温暖化などの環境問題を踏まえて、太陽光発電システムや風力発電システムなどに対する電力貯蔵用途にリチウムイオン二次電池が利用されるようになってきている。さらに、二酸化炭素(CO2)削減やエネルギー問題への対策として、低燃費で低排気ガスのハイブリッド自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)や電気自動車(EV:Electric Vehicle)の普及に期待が高まっており、車載用電池をターゲットにしたリチウムイオン二次電池の開発および製品化も進められている。 In recent years, lithium ion secondary batteries have been used for power storage applications such as solar power generation systems and wind power generation systems in consideration of environmental problems such as global warming. Furthermore, as measures against carbon dioxide (CO 2 ) reduction and energy problems, there is an increasing expectation for the spread of hybrid vehicles (HEV: Hybrid Electric Vehicle) and electric vehicles (EV: Electric Vehicle) with low fuel consumption and low exhaust gas. Development and commercialization of lithium ion secondary batteries targeting on-vehicle batteries are also underway.
このように、リチウムイオン二次電池は、携帯電話機などの携帯機器のみならず、電気自動車などの大型の動力用としての需要も高まっている。そして、リチウムイオン二次電池の需要の高まりに伴い、大容量、かつ、500サイクル以上といったより長い寿命が求められるようになってきている。 Thus, the demand for lithium ion secondary batteries not only for portable devices such as mobile phones but also for large-sized power such as electric vehicles is increasing. As the demand for lithium ion secondary batteries increases, a longer life such as a large capacity and 500 cycles or more has been demanded.
ここで、リチウムイオン二次電池を上記用途に適用するために、電池の大型化や薄型化などを図ろうとした場合、外装容器の機械的強度が低下し、電池が変形し易くなるという問題が生じる。そこで、従来、電池缶(外装容器)の剛性を向上させるために、電池缶の内面にリブを設けた二次電池が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Here, in order to apply the lithium ion secondary battery to the above-mentioned application, when trying to increase the size or thickness of the battery, the mechanical strength of the outer container is lowered, and the battery is likely to be deformed. Arise. Therefore, conventionally, a secondary battery in which a rib is provided on the inner surface of the battery can has been proposed in order to improve the rigidity of the battery can (exterior container) (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1で提案された二次電池では、電池缶(外装容器)の剛性を向上させることは可能であるものの、電池の寿命特性を向上させることは困難であるという問題点がある。
However, the secondary battery proposed in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、剛性および寿命特性を向上させることが可能な二次電池、およびその二次電池を備えた太陽光発電システム、風力発電システム、車両を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a secondary battery capable of improving rigidity and life characteristics, and the secondary battery. To provide solar power generation system, wind power generation system, vehicle.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による二次電池は、正極とこの正極と対向するように配された負極とを含む電極群と、電極群を電解液とともに封入する外装容器と、この外装容器に設けられ、電極群側に突出するとともに、電極群側とは反対の面側に補充用の電解液が配される空間部を有する凸部とを備えている。また、外装容器は、電極群を収納する収納容器と、この収納容器を封口する封口体とを含んでいる。さらに、上記凸部は、空間部に配された補充用の電解液を電極群側に漏れ出させる漏出部を含むとともに、封口体および収納容器を構成する面のうちの最も大きい面の少なくとも一方に設けられている。 To achieve the above object, a secondary battery according to a first aspect of the present invention includes an electrode group including a positive electrode and a negative electrode disposed so as to face the positive electrode, and an exterior that encloses the electrode group together with an electrolyte. A container and a convex portion provided on the outer container and projecting toward the electrode group side and having a space portion on the surface side opposite to the electrode group side where a replenishing electrolyte is disposed. The exterior container includes a storage container that stores the electrode group and a sealing body that seals the storage container. Further, the convex part includes a leaking part for leaking the replenishing electrolyte solution arranged in the space part to the electrode group side, and at least one of the largest faces among the faces constituting the sealing body and the storage container. Is provided.
この第1の局面による二次電池では、上記のように、封口体および収納容器を構成する面のうちの最も大きい面の少なくとも一方に凸部を設けることによって、この凸部により、機械的強度が低下し易い大面積部分を補強することができる。これにより、外装容器の剛性を向上させることができる。 In the secondary battery according to the first aspect, as described above, by providing a convex portion on at least one of the largest surfaces constituting the sealing body and the storage container, the convex portion provides mechanical strength. It is possible to reinforce a large-area portion that tends to decrease. Thereby, the rigidity of an exterior container can be improved.
また、第1の局面では、上記凸部を、電極群側に突出するとともに電極群側とは反対の面側に空間部を有するように形成することによって、この空間部に、補充用の電解液を貯めておくことができる。そして、凸部の領域に漏出部を形成することにより、この漏出部を介して、空間部に貯められた電解液を電極群側に供給(補充)することができる。 In the first aspect, the convex portion is formed so as to protrude toward the electrode group side and to have a space portion on the surface side opposite to the electrode group side. The liquid can be stored. Then, by forming the leakage portion in the convex region, the electrolytic solution stored in the space portion can be supplied (supplemented) to the electrode group side through the leakage portion.
ここで、充放電サイクルの経過に伴い放電容量が低下した二次電池に新しい電解液を再注液することによって放電容量を回復させることができるため、空間部に貯められた電解液を、漏出部を介して電極群側に供給することにより、充放電サイクル特性を向上させることができる。 Here, since the discharge capacity can be recovered by re-injecting a new electrolyte into the secondary battery whose discharge capacity has decreased with the progress of the charge / discharge cycle, the electrolyte stored in the space is leaked. By supplying to the electrode group side through the part, the charge / discharge cycle characteristics can be improved.
したがって、第1の局面では、上記のように構成することにより、外装容器の剛性を高めつつ、寿命特性を向上させることができる。 Therefore, in the first aspect, by configuring as described above, the life characteristics can be improved while increasing the rigidity of the outer container.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、封口体は、凸部が形成される第1板状部材と、空間部を覆うように第1板状部材に取り付けられた第2板状部材とを有する。このように構成すれば、封口体の剛性をより向上させることができるので、封口体と収納容器とを溶接する場合に、封口体に歪みが生じるのを抑制することができる。なお、二次電池を大型化した場合、溶接距離が長くなるので、溶接時に封口体に歪みが生じ易くなる。その一方、上記のように構成すれば、封口体に歪みが生じるのを抑制することができるので、電池を大型化した場合でも、容易に、封口体と収納容器とを溶接することができる。これにより、二次電池の大型化を容易に図ることができるので、大容量の二次電池を容易に得ることができる。また、封口体の歪みを抑制することによって、封口体と収納容器とを強固に固定することができるので、信頼性および安全性を向上させることもできる。 In the secondary battery according to the first aspect described above, preferably, the sealing body is a first plate-like member in which a convex portion is formed, and a second plate-like member attached to the first plate-like member so as to cover the space portion. Member. If comprised in this way, since the rigidity of a sealing body can be improved more, when welding a sealing body and a storage container, it can suppress that distortion arises in a sealing body. In addition, since a welding distance becomes long when a secondary battery is enlarged, distortion becomes easy to produce a sealing body at the time of welding. On the other hand, since it can suppress that a sealing body produces distortion if comprised as mentioned above, even when a battery is enlarged, a sealing body and a storage container can be welded easily. Thereby, since the secondary battery can be easily increased in size, a large-capacity secondary battery can be easily obtained. Moreover, since the sealing body and the storage container can be firmly fixed by suppressing distortion of the sealing body, reliability and safety can be improved.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、漏出部は、凸部に設けられた孔部と、この孔部を封止するとともに、空間部の電解液を電極群側に漏洩させる封止部材とを含む。このように構成すれば、容易に、空間部に貯められた電解液を電極群側に供給することができる。これにより、容易に、充放電サイクル特性を向上させることができる。また、空間部に貯められた電解液を電極群側に供給することによって、電解液の液枯れを抑制することができるので、容易に、電解液の液枯れに起因する電池性能の劣化を抑制することができる。 In the secondary battery according to the first aspect described above, preferably, the leakage portion seals the hole provided in the convex portion and the hole, and leaks the electrolyte in the space to the electrode group side. A stop member. If comprised in this way, the electrolyte solution stored by the space part can be easily supplied to the electrode group side. Thereby, charge / discharge cycle characteristics can be easily improved. In addition, by supplying the electrolyte stored in the space to the electrode group side, it is possible to suppress the electrolyte from draining, so it is possible to easily suppress the deterioration of battery performance due to the electrolyte draining. can do.
この場合において、好ましくは、封止部材は、電解液によって膨潤し、所定の時間経過後に空間部の電解液を電極群側に漏洩させる樹脂材料からなる。このように構成すれば、電解液による樹脂の劣化によって、空間部に貯められた電解液を電極群側に漏れ出させることができるので、容易に、電極群に電解液を補充することができる。これにより、より容易に、空間部に貯められた電解液を電極群側に供給することができる。 In this case, the sealing member is preferably made of a resin material that swells with the electrolytic solution and leaks the electrolytic solution in the space portion to the electrode group side after a predetermined time has elapsed. If comprised in this way, since the electrolyte solution stored in the space part can be leaked out to the electrode group side by deterioration of the resin by the electrolyte solution, the electrolyte solution can be easily replenished to the electrode group. . As a result, the electrolyte stored in the space can be more easily supplied to the electrode group side.
上記封止部材が樹脂材料からなる構成において、樹脂材料は、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素樹脂含有ゴムから選択される少なくとも一種類を含んで構成されているのが好ましい。 In the configuration in which the sealing member is made of a resin material, the resin material is configured to include at least one selected from styrene butadiene rubber, ethylene propylene diene monomer, butyl rubber, silicon rubber, and fluororesin-containing rubber. preferable.
上記第1の局面による二次電池において、凸部は、電極群とは反対側から見たときに、溝形状となるように構成されているのが好ましい。このように構成すれば、溝内部に電解液を貯めることができ、かつ、外装容器の剛性を容易に高めることができる。 In the secondary battery according to the first aspect, the convex portion is preferably configured to have a groove shape when viewed from the side opposite to the electrode group. If comprised in this way, electrolyte solution can be stored in a groove | channel and the rigidity of an exterior container can be raised easily.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、外装容器における凸部が設けられる面は、平面的に見て、略長方形形状に形成されており、凸部は、長辺方向に延びるように形成されている。このように構成すれば、外装容器の剛性を効果的に高めることができる。 In the secondary battery according to the first aspect, preferably, a surface of the outer container on which the convex portion is provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view, and the convex portion extends in the long side direction. Is formed. If comprised in this way, the rigidity of an exterior container can be raised effectively.
上記第1の局面による二次電池において、外装容器における凸部が設けられる面は、平面的に見て、略長方形形状に形成されており、凸部は、長辺方向と交差する方向に延びるように形成されていてもよい。 In the secondary battery according to the first aspect, the surface of the outer container on which the convex portion is provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view, and the convex portion extends in a direction intersecting the long side direction. It may be formed as follows.
上記第1の局面による二次電池において、外装容器における凸部が設けられる面は、平面的に見て、長辺および短辺を含む略長方形形状に形成されており、凸部は、略菱形形状を構成するように形成されていてもよい。 In the secondary battery according to the first aspect, the surface of the outer container on which the convex portion is provided is formed in a substantially rectangular shape including a long side and a short side when seen in a plan view, and the convex portion has a substantially rhombus shape. You may form so that a shape may be comprised.
この場合において、略菱形形状を構成する凸部は、各々の対角線が外装容器の長辺および短辺と平行となるように配されているのが好ましい。 In this case, it is preferable that the convex portions constituting the approximately rhombus shape are arranged so that each diagonal line is parallel to the long side and the short side of the outer container.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、上記凸部は、1つ以上の漏出部を含む。すなわち、上記凸部には、漏出部を1つだけ形成してもよいし、漏出部を複数形成してもよい。 In the secondary battery according to the first aspect, preferably, the convex portion includes one or more leakage portions. That is, only one leakage part may be formed on the convex part, or a plurality of leakage parts may be formed.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、上記凸部は、複数形成されており、複数の凸部の各々に、漏出部が形成されている。このように構成すれば、凸部の形成により設けられる空間部の各々に、補充用の電解液を貯めておくことができるとともに、空間部の各々に貯められた電解液を、各々の凸部に設けられた漏出部を介して、電極群側に供給することができる。このため、空間部に貯めることが可能な電解液の量を増やすことができるので、長期に渡って電極群側に電解液を供給することができる。これにより、より容易に、充放電サイクル特性を向上させることができる。また、上記凸部を複数形成することによって、容易に、外装容器の剛性を高めることができる。 In the secondary battery according to the first aspect, preferably, a plurality of the convex portions are formed, and a leakage portion is formed in each of the plurality of convex portions. If comprised in this way, while being able to store the electrolyte solution for replenishment in each of the space parts provided by formation of a convex part, the electrolyte solution stored in each of the space parts is stored in each convex part. It can supply to the electrode group side through the leak part provided in. For this reason, since the quantity of the electrolyte solution which can be stored in a space part can be increased, electrolyte solution can be supplied to the electrode group side over a long period of time. Thereby, charging / discharging cycle characteristics can be improved more easily. Moreover, the rigidity of an exterior container can be easily raised by forming the said convex part in multiple numbers.
上記複数の凸部が設けられた構成において、好ましくは、外装容器における凸部が設けられる面は、平面的に見て、略長方形形状に形成されており、複数の凸部の少なくとも一部は、長辺方向に延びるように形成されている。このように構成すれば、外装容器の剛性をより効果的に高めることができる。 In the configuration provided with the plurality of protrusions, preferably, the surface of the outer container on which the protrusions are provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view, and at least a part of the plurality of protrusions is , So as to extend in the long side direction. If comprised in this way, the rigidity of an exterior container can be improved more effectively.
上記複数の凸部が設けられた構成において、外装容器における凸部が設けられる面は、平面的に見て、略長方形形状に形成されており、複数の凸部の少なくとも一部は、長辺方向と交差する方向に延びるように形成されていてもよい。 In the configuration in which the plurality of projections are provided, the surface of the exterior container on which the projections are provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view, and at least some of the plurality of projections have long sides. You may form so that it may extend in the direction which cross | intersects a direction.
上記複数の凸部が設けられた構成において、複数の凸部の少なくとも一部を、平面的に見て、略菱形形状を構成するように形成することもできる。 In the configuration in which the plurality of projections are provided, at least a part of the plurality of projections can be formed so as to form a substantially rhombus shape when seen in a plan view.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、漏出部は、電極群と接触しない位置に形成されている。このように構成すれば、漏出部と電極群とが接触することに起因して、電極群が損傷するという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、電極群の損傷に起因する内部短絡の発生を抑制することができる。その結果、内部短絡の発生による充放電サイクル特性の低下および信頼性の低下を抑制することができる。なお、電池組立時に内部短絡が生じた場合には、歩留まりが低下するおそれがある。そのため、内部短絡の発生を抑制することによって、歩留まり向上の効果を得ることもできる。 In the secondary battery according to the first aspect, preferably, the leakage portion is formed at a position not in contact with the electrode group. If comprised in this way, it can suppress that the problem that an electrode group is damaged resulting from a leak part and an electrode group contacting is produced. Thereby, generation | occurrence | production of the internal short circuit resulting from damage of an electrode group can be suppressed. As a result, it is possible to suppress deterioration of charge / discharge cycle characteristics and reliability due to occurrence of an internal short circuit. If an internal short circuit occurs during battery assembly, the yield may be reduced. Therefore, the yield improvement effect can also be obtained by suppressing the occurrence of an internal short circuit.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、凸部の角部は、角丸め、または、面取りがされている。このように構成すれば、凸部と電極群との接触による電極群の損傷を効果的に抑制することができる。これにより、効果的に内部短絡の発生を抑制することができる。 In the secondary battery according to the first aspect, preferably, the corners of the convex portions are rounded or chamfered. If comprised in this way, the damage of the electrode group by the contact of a convex part and an electrode group can be suppressed effectively. Thereby, generation | occurrence | production of an internal short circuit can be suppressed effectively.
上記第1の局面による二次電池において、凸部によって形成される空間部の幅は、5mm以上であるのが好ましい。このように構成すれば、凸部と電極群との接触による電極群の損傷を抑制し易くすることができる。また、このように構成すれば、空間部の幅が小さくなり過ぎることに起因して、空間部の容積が小さくなり過ぎるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、空間部に貯めておく電解液の量が少なくなり過ぎて、放電容量を回復させることが困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。 In the secondary battery according to the first aspect, it is preferable that the width of the space formed by the convex portion is 5 mm or more. If comprised in this way, it can make it easy to suppress the damage of the electrode group by the contact of a convex part and an electrode group. Moreover, if comprised in this way, it can suppress that the problem that the volume of a space part becomes small resulting from the width | variety of a space part becoming too small arises. As a result, it is possible to suppress the inconvenience that it becomes difficult to recover the discharge capacity because the amount of the electrolytic solution stored in the space portion becomes too small.
上記第1の局面による二次電池において、好ましくは、正極と負極との間に配されるセパレータをさらに備え、正極、セパレータおよび負極が順次積層されることによって電極群が積層構造に構成されている。このように構成すれば、高い剛性を有するとともに、寿命特性に優れた信頼性の高い積層型の二次電池を得ることができる。 The secondary battery according to the first aspect preferably further includes a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and the electrode group is configured in a stacked structure by sequentially stacking the positive electrode, the separator, and the negative electrode. Yes. With such a configuration, it is possible to obtain a highly reliable stacked secondary battery having high rigidity and excellent life characteristics.
上記第1の局面による二次電池において、収納容器における最も面積の大きい面が底面部となっており、正極および負極が、底面部と対向するように、収納容器内に収納されているのが好ましい。このように、収納容器における最も面積の大きい面を底面部とし、底面部と対向する側に電極を収納するための開口部を設ければ、大面積の電極を容易に収納することができる。これにより、大容量の二次電池の製造を容易にすることができる。また、収納容器を金属缶から構成した場合、缶の深絞りには限界があり、使用する材料も制限される。加えて、高価な金型も複数必要になる。その一方、上記のように、大面積の底面部を有する収納容器を用いて二次電池を製造すれば、このような点においても有利となる。すなわち、上記のように構成すれば、材料選定の自由度および製造時における作業性を向上させることができる。 In the secondary battery according to the first aspect, the surface of the storage container having the largest area is the bottom surface, and the positive electrode and the negative electrode are stored in the storage container so as to face the bottom surface. preferable. As described above, if the surface of the storage container having the largest area is the bottom surface portion and the opening for storing the electrode is provided on the side facing the bottom surface portion, the large area electrode can be easily stored. Thereby, manufacture of a high capacity | capacitance secondary battery can be made easy. Further, when the storage container is made of a metal can, there is a limit to the deep drawing of the can, and the material to be used is also limited. In addition, a plurality of expensive dies are required. On the other hand, if a secondary battery is manufactured using a storage container having a bottom area with a large area as described above, it is advantageous in this respect as well. In other words, if configured as described above, the degree of freedom in material selection and workability during manufacturing can be improved.
この発明の第2の局面による太陽光発電システムは、上記第1の局面による二次電池を備えた太陽光発電システムである。このように、太陽光発電システムに対する電力貯蔵用途に、上記第1の局面による二次電池を用いれば、容易に、蓄電設備の長寿命化を図ることができるとともに、システム全体の低コスト化を図ることができる。 A solar power generation system according to a second aspect of the present invention is a solar power generation system including the secondary battery according to the first aspect. As described above, if the secondary battery according to the first aspect is used for power storage for the solar power generation system, the life of the power storage facility can be easily extended, and the cost of the entire system can be reduced. Can be planned.
この発明の第3の局面による風力発電システムは、上記第1の局面による二次電池を備えた風力発電システムである。このように、風力発電システムに対する電力貯蔵用途に、上記第1の局面による二次電池を用いれば、容易に、蓄電設備の長寿命化を図ることができるとともに、システム全体の低コスト化を図ることができる。 A wind power generation system according to a third aspect of the present invention is a wind power generation system including the secondary battery according to the first aspect. As described above, if the secondary battery according to the first aspect is used for power storage for the wind power generation system, the life of the power storage facility can be easily extended and the cost of the entire system can be reduced. be able to.
この発明の第4の局面による車両は、上記第1の局面による二次電池を備えた車両である。 A vehicle according to a fourth aspect of the present invention is a vehicle including the secondary battery according to the first aspect.
以上のように、本発明によれば、剛性および寿命特性を向上させることが可能な二次電池、およびその二次電池を備えた太陽光発電システム、風力発電システム、車両を容易に得ることができる。 As described above, according to the present invention, a secondary battery capable of improving rigidity and life characteristics, and a solar power generation system, a wind power generation system, and a vehicle including the secondary battery can be easily obtained. it can.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、二次電池の一例である積層型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用した場合について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where the present invention is applied to a stacked lithium ion secondary battery which is an example of a secondary battery will be described.
(第1実施形態)
図1〜図3は、本発明の第1実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。図4は、本発明の第1実施形態によるリチウムイオン二次電池の全体斜視図である。図5および図6は、本発明の第1実施形態によるリチウムイオン二次電池の平面図である。図7〜図27は、本発明の第1実施形態によるリチウムイオン二次電池を説明するための図である。なお、図6では、リチウムイオン二次電池の内部がわかるように、本来設けられている封口板を取り除いて描いている。まず、図1〜図27を参照して、本発明の第1実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。
(First embodiment)
1 to 3 are exploded perspective views of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an overall perspective view of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention. 5 and 6 are plan views of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention. 7 to 27 are views for explaining a lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, the sealing plate that is originally provided is removed so that the inside of the lithium ion secondary battery can be seen. First, a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第1実施形態によるリチウムイオン二次電池は、図1〜図4に示すように、角形扁平形状(図4参照)を有する大型二次電池であり、正極10(図1参照)および負極20(図1参照)を含む電極群50(図1および図2参照)と、この電極群50を非水電解液とともに封入する金属製の外装容器100とを備えている。
The lithium ion secondary battery by 1st Embodiment is a large sized secondary battery which has a square flat shape (refer FIG. 4), as shown in FIGS. 1-4, and the positive electrode 10 (refer FIG. 1) and the negative electrode 20 (refer FIG. 1). An electrode group 50 (see FIG. 1) (see FIG. 1 and FIG. 2), and a metal
電極群50は、図1および図7に示すように、正極10と負極20との短絡を抑制するためのセパレータ30をさらに備えている。そして、正極10および負極20が、セパレータ30を挟んで互いに対向するように配されている。また、電極群50は、正極10、負極20およびセパレータ30をそれぞれ複数備えており、正極10、セパレータ30および負極20が順次積層されることによって、積層構造(積層体50a)に構成されている。なお、正極10および負極20は、1つずつ交互に積層されている。また、上記電極群50は、隣り合う2つの負極20の間に、1つの正極10が位置するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 7, the
具体的には、上記電極群50は、たとえば、正極10を24枚、負極20を25枚、セパレータ30を48枚含んで構成されており、正極10および負極20がセパレータ30を挟んで交互に積層されている。なお、上記電極群50における最も外側(最外層の負極20の外側)には、セパレータ30が配されており、外装容器100との絶縁が図られている。
Specifically, the
電極群50を構成する正極10は、図8および図9に示すように、正極集電体11の両面に、正極活物質層12が担持された構成を有している。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
正極集電体11は、正極活物質層12の集電を行う機能を有している。この正極集電体11は、たとえば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄などの金属箔、または、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約1μm〜約500μm(たとえば約20μm)の厚みを有している。なお、正極集電体11は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が好ましく、その厚みは、20μm以下であるのが好ましい。
The positive electrode
また、正極集電体11は、上記以外に、たとえば、導電性および耐酸化性向上の目的で、アルミニウム、銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタン、銀などで処理したものを用いてもよい。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。また、銅とアルミニウムのクラッド材、ステンレス鋼とアルミニウムのクラッド材、あるいは、これらの金属を組み合わせたメッキ材などを用いてもよい。2つ以上の金属箔を貼り合わせた集電体を用いることもできる。さらに、上記正極集電体11は、箔状以外に、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などの形状であってもよい。
In addition to the above, the positive electrode
正極活物質層12は、リチウムイオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を含んで構成されている。正極活物質としては、たとえば、リチウムを含有した酸化物が挙げられる。具体的には、LiCoO2、LiFeO2、LiMnO2、LiMn2O4、および、これら酸化物中の遷移金属を一部他の金属元素で置換した化合物などが挙げられる。中でも、通常の使用において、正極が保有するリチウム量の80%以上を電池反応に利用し得るものを正極活物質に用いるのが好ましい。それにより過充電などの事故に対する二次電池の安全性を高めることが可能となる。このような正極活物質としては、たとえば、LiMn2O4のようなスピネル構造を有する化合物、および、LiMPO4(Mは、Co、Ni、Mn、Feから選択される少なくとも1種以上の元素)で表されるオリビン構造を有する化合物などが挙げられる。中でも、MnおよびFeの少なくとも一方を含む正極活物質がコストの観点から好ましい。さらに、安全性および充電電圧の観点からは、LiFePO4を用いるのが好ましい。LiFePO4は、全ての酸素(O)が強固な共有結合によって燐(P)と結合しているため、温度上昇による酸素の放出が起こりにくい。そのため、安全性に優れている。
The positive electrode
なお、上記正極活物質層12の厚みは、20μm〜2mm程度が好ましく、50μm〜1mm程度がより好ましい。
In addition, the thickness of the positive electrode
また、上記正極活物質層12は、正極活物質を少なくとも含んでいれば、その構成は特に制限されるものではない。たとえば、正極活物質層12は、正極活物質以外に、導電材、増粘材、結着材などの他の材料を含んでいてもよい。
Further, the configuration of the positive electrode
導電材は、正極10の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、たとえば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト(天然黒鉛、人造黒鉛)、炭素繊維などの炭素質材料または導電性金属酸化物などを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性および塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。
The conductive material is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not adversely affect the battery performance of the
増粘材としては、たとえば、ポリエチレングリコール類、セルロース類、ポリアクリルアミド類、ポリN−ビニルアミド類、ポリN−ビニルピロリドン類などを用いることができる。これらの中で、増粘材としては、ポリエチレングリコール類、カルボキシメチルセルロース(CMC)などのセルロース類などが好ましく、CMCが特に好ましい。 As the thickener, for example, polyethylene glycols, celluloses, polyacrylamides, poly N-vinyl amides, poly N-vinyl pyrrolidones and the like can be used. Among these, as the thickener, celluloses such as polyethylene glycols and carboxymethyl cellulose (CMC) are preferable, and CMC is particularly preferable.
結着材は、活物質粒子および導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリビニルピリジン、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系ポリマー、スチレンブタジエンゴムなどを用いることができる。 The binder serves to bind the active material particles and the conductive material particles. For example, a fluorine-based polymer such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylpyridine, polytetrafluoroethylene, or a polyolefin such as polyethylene or polypropylene. A polymer, styrene butadiene rubber, or the like can be used.
正極活物質、導電材、結着材などを分散させる溶剤としては、たとえば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を用いることができる。 Examples of the solvent for dispersing the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the like include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, Organic solvents such as N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, and tetrahydrofuran can be used.
上記した正極10は、たとえば、正極活物質、導電材、増粘材および結着材を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合剤としたものを、正極集電体11の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成される。
The
また、上記正極10は、図9に示すように、平面的に見て、矩形形状を有している。具体的には、第1実施形態では、上記正極10は、Y方向の幅w1が、たとえば、約140mmとされており、X方向の長さg1が、たとえば、約250mmとされている。また、正極活物質層12の塗布領域(形成領域)は、Y方向の幅w11が、正極10の幅w1と同じ、たとえば、約140mmとされており、X方向の長さg11が、たとえば、約235mmとされている。
Further, as shown in FIG. 9, the
また、上記正極10は、X方向の一端に、正極活物質層12が形成されずに正極集電体11の表面が露出された集電体露出部11aを有している。この集電体露出部11aには、外部に電流を取り出すための、後述する集電リード5(図6参照)が電気的に接続される。なお、正極活物質層12における4つの端部は、Y方向に沿った2つの端部のうちの一方側(集電体露出部11a側の端部)を除き、上記正極10における端部と一致している。
The
電極群50を構成する負極20は、図10および図11に示すように、負極集電体21の両面に、負極活物質層22が担持された構成を有している。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
負極集電体21は、負極活物質層22の集電を行う機能を有している。この負極集電体21は、たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、鉄、ニッケルメッキ層などの金属箔、または、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約1μm〜約100μm(たとえば約16μm)の厚みを有している。なお、負極集電体21は、銅またはステンレス鋼からなる金属箔が好ましく、その厚みは、4μm以上20μm以下であるのが好ましい。
The negative electrode
また、上記負極集電体21は、箔状以外に、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などの形状であってもよい。
Moreover, the negative electrode
負極活物質層22は、リチウムイオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を含んで構成されている。負極活物質としては、たとえば、リチウムを含む物質、あるいは、リチウムの吸蔵・放出が可能な物質からなる。また、高エネルギー密度電池を構成するためには、リチウムの吸蔵/放出する電位が金属リチウムの析出/溶解電位に近いものが好ましい。その典型例としては、粒子状(鱗片状、塊状、繊維状、ウィスカー状、球状、粉砕粒子状など)の天然黒鉛もしくは人造黒鉛が挙げられる。なお、負極活物質として、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ粉末、等方性ピッチ粉末などを黒鉛化して得られる人造黒鉛を使用してもよい。また、非晶質炭素を表面付着させた黒鉛粒子を使用することもできる。さらに、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物、遷移金属酸化物および酸化シリコンなども使用可能である。リチウム遷移金属酸化物としては、たとえば、Li4Ti5O12に代表されるチタン酸リチウムを使用すると、負極20の劣化が少なくなるため、電池の長寿命化を図ることが可能となる。
The negative electrode
なお、上記負極活物質層22の厚みは、20μm〜2mm程度が好ましく、50μm〜1mm程度がより好ましい。
The thickness of the negative electrode
また、上記負極活物質層22は、負極活物質を少なくとも含んでいれば、その構成は特に制限されるものではない。たとえば、負極活物質層22は、負極活物質以外に、導電材、増粘材、結着材などの他の材料を含んでいてもよい。なお、導電材、増粘材、結着材などの他の材料は、正極活物質層12と同じもの(正極活物質層12に用いることが可能なもの)を用いることができる。
Further, the configuration of the negative electrode
上記した負極20は、たとえば、負極活物質、導電材、増粘材および結着材を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合剤としたものを、負極集電体21の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成される。
The
また、上記負極20は、図11に示すように、平面的に見て、矩形形状を有しており、正極10(図8および図9参照)よりも大きい平面積に形成されている。具体的には、第1実施形態では、上記負極20は、Y方向の幅w2が、正極10の幅w1(図9参照)よりも大きい、たとえば、約142mmとされており、X方向の長さg2が、正極10の長さg1(図9参照)より長い、たとえば、約251mmとされている。また、負極活物質層22の塗布領域(形成領域)は、Y方向の幅w21が、負極20の幅w2と同じ、たとえば、約142mmとされており、X方向の長さg21が、たとえば、約237mmとされている。
Further, as shown in FIG. 11, the
また、上記負極20は、正極10と同様、Y方向の一端に、負極活物質層22が形成されずに負極集電体21の表面が露出された集電体露出部21aを有している。この集電体露出部21aには、外部に電流を取り出すための、後述する集電リード5(図6参照)が電気的に接続される。なお、負極活物質層22における4つの端部は、Y方向に沿った2つの端部のうちの一方側(集電体露出部21a側の端部)を除き、上記負極20における端部と一致している。
In addition, the
電極群50を構成するセパレータ30は、強度が十分でかつ電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、厚みが10μm〜50μmで空隙率が30%〜70%のポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。
The
また、セパレータ30は、上記以外に、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル(ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド)、セルロース(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース)、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステルなどの高分子からなる微多孔フィルムなどを用いることができる。さらに、これらの微多孔フィルムを重ね合わせた多層フィルムを用いることもできる。
In addition to the above, the
セパレータ30の厚みとしては、5μm〜100μmが好ましく、10μm〜30μmであればより好ましい。また、セパレータ30の空隙率としては、30%〜90%が好ましく、40%〜80%であればより好ましい。セパレータ30の厚みが5μmより小さくなるとセパレータ30の機械的強度が不足し、電池の内部短絡の原因となる。一方、セパレータ30の厚みが100μmより大きくなると正極負極間の距離が長くなり、電池の内部抵抗が高くなる。また、空隙率が30%より低いと、非水電解液の含有量が減り、電池の内部抵抗が高くなる。一方、空隙率が90%より高いと、正極10と負極20とが物理的な接触を起こしてしまい、電池の内部短絡の原因となる。
The thickness of the
また、上記セパレータ30は、正極活物質層12の塗布領域(形成領域)および負極活物質層22の塗布領域(形成領域)よりも大きい形状を有している。具体的には、図12に示すように、上記セパレータ30は、矩形形状に形成されており、そのY方向の幅w3がたとえば約145mm、X方向の長さg3がたとえば約240mmに構成されている。
The
上記した正極10および負極20は、図1および図7に示すように、正極10の集電体露出部11aと負極20の集電体露出部21aとが互いに反対側に位置するように配され、正極負極間にセパレータ30を介在させて積層されている。なお、第1実施形態では、正極活物質層12の形成領域(正極活物質領域)が、面積の大きい負極活物質層22の形成領域(負極活物質領域)で覆われることにより、積層ずれの許容範囲が広げられている。
As shown in FIGS. 1 and 7, the
外装容器100内に電極群50とともに封入される非水電解液は、特に限定されるものではないが、溶媒として、たとえば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンなどのエステル類や、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどのエーテル類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、ギ酸メチル、酢酸メチルなどの極性溶媒を使用することができる。これらの溶媒は単独で使用してもよいし、2種以上を混合して混合溶媒として使用してもよい。
The nonaqueous electrolytic solution sealed together with the
また、非水電解液には、電解質支持塩が含まれていてもよい。電解質支持塩としては、たとえば、LiClO4、LiBF4(ホウフッ化リチウム)、LiPF6(六フッ化リン酸リチウム)、LiCF3SO3(トリフルオロメタンスルホン酸リチウム)、LiF(フッ化リチウム)、LiCl(塩化リチウム)、LiBr(臭化リチ
ウム)、LiI(ヨウ化リチウム)、LiAlCl4(四塩化アルミン酸リチウム)などのリチウム塩が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
The nonaqueous electrolytic solution may contain an electrolyte supporting salt. Examples of the electrolyte supporting salt include LiClO 4 , LiBF 4 (lithium borofluoride), LiPF 6 (lithium hexafluorophosphate), LiCF 3 SO 3 (lithium trifluoromethanesulfonate), LiF (lithium fluoride), LiCl. Examples thereof include lithium salts such as (lithium chloride), LiBr (lithium bromide), LiI (lithium iodide), LiAlCl 4 (lithium tetrachloride aluminate) and the like. These may be used singly or in combination of two or more.
なお、電解質支持塩の濃度は、特に限定されるものではないが、0.5mol/L〜2.5mol/Lが好ましく、1.0mol/L〜2.2mol/Lがより好ましい。電解質支持塩の濃度が、0.5mol/L未満の場合には、非水電解液中において電荷を運ぶキャリア濃度が低くなり、非水電解液の抵抗が高くなるおそれがある。また、電解質支持塩の濃度が、2.5mol/Lより高い場合には、塩自体の解離度が低くなり、非水電解液中のキャリア濃度が上がらないおそれがある。 The concentration of the electrolyte supporting salt is not particularly limited, but is preferably 0.5 mol / L to 2.5 mol / L, and more preferably 1.0 mol / L to 2.2 mol / L. When the concentration of the electrolyte support salt is less than 0.5 mol / L, the carrier concentration for carrying charges in the non-aqueous electrolyte is lowered, and the resistance of the non-aqueous electrolyte may be increased. Further, when the concentration of the electrolyte supporting salt is higher than 2.5 mol / L, the dissociation degree of the salt itself is lowered, and there is a possibility that the carrier concentration in the non-aqueous electrolyte does not increase.
電極群50を封入する外装容器100は、図4〜図6に示すように、大型の扁平角形容器であり、電極群50などを収納する外装缶60と、この外装缶60を封口する封口板90とを含んで構成されている。また、電極群50を収納した外装缶60には、レーザ溶接によって、封口板90が取り付けられている。なお、外装缶60は、本発明の「収納容器」の一例であり、封口板90は、本発明の「封口体」の一例である。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
外装缶60は、たとえば、金属板に深絞り加工などを施すことによって形成されており、底面部61と側壁部62とを有している。また、図6および図13に示すように、外装缶60の一端(底面部61の反対側)には、電極群50(図6参照)を挿入するための開口部63が設けられている。なお、上記外装缶60は、角形缶に形成されており、最も面積の大きい面が底面部61となっている。
The outer can 60 is formed, for example, by performing deep drawing or the like on a metal plate, and has a
また、外装缶60は、電極群50が、その電極面が底面部61と対向するようにして収納することが可能な大きさを有している。具体的には、上記外装缶60は、平面的に見て、略長方形形状となるように形成されている。外装缶60における短辺方向の長さW1(図13のY方向の長さW1)は、たとえば約150mmに構成されており、外装缶60における長辺方向の長さL1(図13のX方向の長さL1)は、たとえば約300mmに構成されている。また、外装缶60の高さH1(図13参照)は、たとえば、約40mm(深さ:約39mm)に構成されている。
The outer can 60 has a size that allows the
また、図5、図6および図13に示すように、上記外装缶60は、Y方向の一方側(長辺側)の側壁部62に、2つの電極端子64(正極端子、負極端子)が形成されている。この電極端子64の一方は、側壁部62のX方向の一端側に配されており、電極端子64の他方は、側壁部62のX方向の他端側に配されている。また、電極端子64が形成された側壁部62には、非水電解液を注液するための注液孔65が形成されている。この注液孔65は、たとえば、φ2mmの大きさに形成されている。また、注液孔65の近傍には、電池内圧を開放するための安全弁66が形成されている。
As shown in FIGS. 5, 6, and 13, the
さらに、外装缶60の開口部63の周縁には、折り返し部67が設けられており、この折り返し部67に、封口板90が溶接固定されている。なお、折り返し部67の幅d(図6参照)は、たとえば、約5mmに構成されている。このため、折り返し部67を含めた外装缶60の短辺方向(Y方向)の長さW2は、たとえば、約160mmとなっており、折り返し部67を含めた長辺方向(X方向)の長さL2は、たとえば、約310mmとなっている。
Further, a folded
ここで、第1実施形態では、上記封口板90は、図1〜図3に示すように、外装缶60に固定される第1板状部材70と、この第1板状部材70に固定される第2板状部材80とを含んで構成されている。第1板状部材70および第2板状部材80は、それぞれ、金属板から構成されており、これら2つの板状部材が互いに対向するように固定されることによって、封口板90が形成されている。
Here, in the first embodiment, the sealing
封口板90を構成する第1板状部材70は、外装缶60の開口部63を塞ぐことが可能な大きさに形成されている。具体的には、図14に示すように、第1板状部材70は、平面的に見て、短辺70aおよび長辺70bを有する略長方形形状に形成されている。また、第1板状部材70の短辺方向の長さW3(Y方向の長さW3)は、たとえば約158mmに構成されているとともに、長辺方向の長さL3(X方向の長さL3)は、たとえば約308mmに構成されている。
The first plate-
なお、第1実施形態では、図5に示すように、第1板状部材70は、短辺方向の長さW3が、折り返し部67を含めた外装缶60の短辺方向の長さW2よりも短くなるように形成されているとともに、長辺方向の長さL3が、折り返し部67を含めた外装缶60の長辺方向の長さL2よりも短くなるように形成されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the first plate-
また、第1実施形態では、図3、図15および図16に示すように、第1板状部材70は、電極群50側に突出する複数の凸部71を有している。この凸部71は、たとえば、金属板をプレス加工することによって第1板状部材70に一体的に形成されている。また、図15および図17に示すように、上記複数の凸部71には、それぞれ、突出側(電極群50側)とは反対側(反対の面)に、底面72aと側面72bとを有する凹部72が形成されている。そして、この凹部72によって、補充用の非水電解液LQ(図22および図24参照)を貯液するための空間部73が構成されている。なお、空間部73に貯液される補充用の非水電解液LQは、電極群50とともに外装缶60内に封入される非水電解液と同種のものを用いるのが好ましい。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 3, 15, and 16, the first plate-
また、図14に示すように、第1板状部材70には、上記凸部71(凹部72)が5つ形成されており、各凸部71は、長辺方向(X方向)に延びるように形成されている。また、5つの凸部71は、互いに平行となるように形成されている。具体的には、上記凸部71は、その突出側とは反対側の凹部72が、それぞれ、約18mmの幅a11(短辺方向の幅a11)を有するように形成されているとともに、約200mmの長さb11(長辺方向の長さb11)を有するように形成されている。また、上記凸部71は、その凹部72側において、短辺方向(Y方向)に、たとえば約12mmの間隔a12を隔てて等間隔に配列されている。このため、第1板状部材70を突出側とは反対側から見た場合に、溝形状となるように上記凸部71(凹部72)が形成されている。さらに、第1板状部材70の短辺70aから凹部72(凸部71)までの距離b12は、たとえば約54mmに構成されており、長辺70bから凹部72(凸部71)までの距離a13は、たとえば約10mmに構成されている。
Further, as shown in FIG. 14, the first plate-
また、上記凸部71は、突出側とは反対側(反対の面)に形成された凹部72(空間部73)の深さが、たとえば約5mmとなるように構成されている。なお、上記凸部71において、突出側(電極群50側)とは反対側(反対の面)に形成された凹部72の開口幅a1(空間部73の幅a1(凹部72の幅a11に対応))(図17参照)は、5mm以上となるように形成されているのが好ましい。
Moreover, the said
また、第1実施形態では、図15および図18に示すように、凹部72(凸部71)の側面72bに、空間部73に貯液された補充用の非水電解液LQ(図22参照)を電極群50側に供給するための孔部74が形成されている。この孔部74は、たとえば、凹部72における長辺方向の一方端部側の側面72bに設けられた、φ2mmの貫通孔からなる。これにより、図24に示すように、封口板90が外装缶60に固定された状態で、上記孔部74(漏出部)が外装缶60内に収納された電極群50と接触しないように構成されている。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 15 and 18, the nonaqueous electrolyte LQ for replenishment stored in the
なお、上記孔部74は、凹部72の底面72aに近い位置に形成されているのが好ましい。孔部74の具体的な形状は特に限定されるものではないが、孔部74の開口面積が3cm2より小さくなるように形成されているのが好ましい。孔部74の開口面積が3cm2以上となると、後述する封止部材75で孔部74を塞ぐ際に、封止部材75を構成する樹脂材料の使用量が多くなるばかりか、封止強度も低下し易くなる。
Note that the
また、封口板90を構成する第2板状部材80は、図1および図19に示すように、平面的に見て、略矩形形状に形成されており、第1板状部材70の凹部72の開口を塞ぐことが可能な大きさを有している。具体的には、第2板状部材80のX方向の長さL4は、たとえば、約306mmに構成されており、第2板状部材80のY方向の長さW4は、たとえば、約156mmに構成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 19, the second plate-
また、図20および図21に示すように、上記第2板状部材80は、第1板状部材70の凸部71の突出側とは反対側の面に、凹部72の開口部分を塞ぐように固定されている。具体的には、第2板状部材80は、凹部72の開口部分を塞ぐように第1板状部材70に重ねられ、レーザパルス溶接により、第2板状部材80の外周が隅肉溶接されている。また、上記第2板状部材80は、凹部72を囲む部分(図5および図21の一点鎖線Pの部分)において重ね合わせ溶接がされている。これにより、第1板状部材70の凹部72の開口部分が、第2板状部材80で密閉された状態となっている。
As shown in FIGS. 20 and 21, the second plate-
また、第1実施形態では、図20、図26および図27に示すように、封口板90における凸部71の角部71a(突出側の角部71a)が角丸めされている。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 20, 26, and 27, the
外装缶60および封口板90は、たとえば、鉄、ステンレススチール、アルミニウムなどの金属板や鉄にニッケルメッキを施した鋼板などを用いて形成することができる。鉄は安価な材料であるため価格の観点では好ましいが、長期間の信頼性を確保するためには、ステンレススチール、アルミニウムなどからなる金属板または鉄にニッケルメッキを施した鋼板などを用いるのがより好ましい。金属板の厚みは、たとえば約0.4mm〜約1.2mm(たとえば約1.0mm)とすることができる。
The
また、第1板状部材70および第2板状部材80は、同じ厚みを有する金属板を用いて形成してもよいし、異なる厚みを有する金属板を用いて形成してもよい。
Moreover, the 1st plate-shaped
また、図22に示すように、封口板90の空間部73には、孔部74を介して、補充用の非水電解液LQが注液されており、図23〜図25に示すように、凸部71の孔部74が、封止部材75で塞がれている。この封止部材75は、非水電解液によって膨潤し、所定の時間経過後に空間部73の非水電解液LQを電極群50側に漏洩させることが可能な樹脂材料から構成されている。そして、上記孔部74と封止部材75とによって、補充用の非水電解液LQを電極群50側に漏れ出させる漏出部が形成される。
Further, as shown in FIG. 22, the nonaqueous electrolyte LQ for replenishment is injected into the
封止部材75を構成する樹脂材料としては、有機電解液に耐える材料、たとえば、SBR(スチレンブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンジエンモノマー)、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素樹脂含有ゴムなどが好ましい。これらの樹脂は、非水電解液によって劣化し、補充用の非水電解液LQを電極群50側に漏れ出させることが可能である。
The resin material constituting the sealing
ここで、樹脂は、一般に合成高分子からなり、合成高分子は通常経年劣化することが知られている。合成高分子が劣化する原因は多数あるが、本実施形態では耐薬品性のコントロールを重視する。劣化原因としては、たとえば、大気中の酸素、水分、紫外線、熱などが考えられるが、封止部材75として樹脂を用いる場合は、金属製の外装容器100内に設置されるため、大気中の酸素、水分、紫外線の影響は小さくなる。また、熱に関しては、通常のリチウムイオン二次電池の使用温度範囲内で安定な樹脂であれば、耐薬品性による劣化の影響の方が大きい。一般的な樹脂(接着剤)の劣化による薬液の漏洩現象の一例を挙げると、母材と接着剤の界面から漏洩する接面漏洩、接着剤を構成している高分子の内部を薬液が浸透する浸透漏洩、および、高分子同士の接合が切断されて物理的に間隔が生じる破壊漏洩などが知られている。本実施形態においては、樹脂が電解液によって劣化することにより、漏れ出させるものであり、上記接面漏洩、浸透漏洩、破壊漏洩のいずれか1つ、または2つ以上が複合的に生じることにより電解液が漏れ出る。また、補充用の非水電解液LQが電極群50側に漏れ出る時間は、電解液の種類(たとえば、誘電率およびSP値など)と、樹脂の誘電率およびSP値の組み合わせによって変化するので、リチウムイオン二次電池の製品寿命を考慮して、製品寿命が延長されるように、電解液の種類、樹脂の材質、使用量、表面積などを設定する。
Here, the resin is generally composed of a synthetic polymer, and it is known that the synthetic polymer usually deteriorates with age. Although there are many causes for the deterioration of the synthetic polymer, emphasis is placed on chemical resistance control in this embodiment. As the cause of deterioration, for example, oxygen, moisture, ultraviolet rays, heat, etc. in the atmosphere can be considered. However, when resin is used as the sealing
なお、封止部材75を構成する樹脂材料は、上記以外の樹脂材料を用いることも可能であるが、樹脂材料を選択するに際して、電池性能に悪影響を与えない樹脂材料を選択するための実験を行うのが好ましい。たとえば、樹脂材料を浸漬させた非水電解液を用いて電池性能評価を行うのが好ましい。このような実験を行うことにより、電池性能に悪影響を与えない樹脂材料を選択することができる。また、非水電解液の漏洩時間を制御するための実験を行うのも好ましい。たとえば、JIS K6858(「接着剤の耐薬品性試験方法」)やJIS K7114(「プラスチック−液体薬品への浸せき効果を求める試験方法」)を参考にして、樹脂材料を非水電解液に浸漬した際の重量変化や形状変化率を予め測定し、凸部71の孔部74の形状および封止部材75を構成する樹脂材料の使用量を決定するのが好ましい。そして、これらの実験の結果をもとに、補充用の非水電解液を備える構成の場合と備えない構成の場合とで、充放電特性やサイクル特性を比較し、封止部材75を構成する樹脂材料の種類と使用量を決定するのが好ましい。空間部73の非水電解液LQが漏洩するまでの時間は、使用環境や電池仕様に併せて適宜選択することが可能である。なお、一般的な樹脂材料(封止樹脂)の漏洩形態は、接面漏洩や浸透漏洩が知られており、封止樹脂と被接着体との接着力および封止樹脂と接触している物質との親和性に依存する。
The resin material constituting the sealing
また、図3に示すように、上記した電極群50は、正極10(図1参照)および負極20(図1参照)が、外装缶60の底面部61と対向するようにして、外装缶60内に収納されている。収納された電極群50は、正極10の集電体露出部11a(図8および図9参照)および負極20の集電体露出部21a(図10および図11参照)が、それぞれ、集電リード5(図6参照)を介して、外装缶60の電極端子64と電気的に接続されている。集電リード5には、集電体と同材質のものを用いることが可能であるが、異なる材質でもかまわない。
As shown in FIG. 3, the
そして、図24および図26に示すように、凸部71の空間部73に補充用の非水電解液LQが貯液された封口板90によって、外装缶60の開口部63が封口されている。具体的には、凸部71が電極群50側となるように、封口板90が配され、レーザパルス溶接により、第1板状部材70の外周が外装缶60の折り返し部67に隅肉溶接されている。なお、封口板90によって封口された外装容器100の高さH2(図26参照)は、たとえば、約42mmとなっている。
24 and 26, the
また、非水電解液は、外装缶60の開口部63が封口板90で封口された後に、注液孔65から、たとえば、減圧注液されている。そして、注液孔65とほぼ同じ直径の金属球6(図4参照)を注液孔65に設置した後、抵抗溶接やレーザ溶接などにより、注液孔65が封口されている。
Further, the nonaqueous electrolytic solution is injected, for example, under reduced pressure from the
上記のように構成された第1実施形態によるリチウムイオン二次電池では、封口板90の空間部73に補充用の非水電解液LQが貯液された状態となっており、時間の経過に伴い、封止部材75で塞がれた孔部74(漏出部)を介して、補充用の非水電解液LQが電極群50側に供給される。すなわち、補充用の非水電解液LQによって封止部材75が膨潤し、所定の時間経過後に電極群50側に非水電解液LQが漏洩されることにより電極群50に非水電解液LQが供給される。この場合、上記孔部74(漏出部)が電極群50の端部の上方(直上)に位置するように形成されており、電極群50の端部に補充用の非水電解液LQが滴下するように構成されているのが好ましい。
In the lithium ion secondary battery according to the first embodiment configured as described above, the non-aqueous electrolyte LQ for replenishment is stored in the
第1実施形態によるリチウムイオン二次電池では、上記のように、封口板90に凸部71を設けることによって、この凸部71により、封口板90の剛性を高めることができる。これにより、封口板90と外装缶60とを溶接する際に、溶接時の熱によって封口板90に歪みが発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。また、このように構成することにより、封口板を構成する金属板の厚みを小さくした場合でも、剛性の低下を抑制することができる。このため、厚みの小さい金属板を用いて封口板を形成することによって、封口板を軽量化することができる。
In the lithium ion secondary battery according to the first embodiment, the
なお、二次電池を大型化した場合、溶接距離が長くなるので、溶接時に封口板90に歪みが生じ易くなる。その一方、上記のように、封口板90に凸部71を形成することによって、封口板90に歪みが生じるのを抑制することができる。このため、電池を大型化した場合でも、容易に、封口板90と外装缶60とを溶接することができる。これにより、二次電池の大型化を容易に図ることができるので、大容量のリチウムイオン二次電池を容易に得ることができる。また、封口板90の歪みを抑制することによって、封口板90と外装缶60とを強固に固定することができるので、信頼性および安全性を向上させることができる。
When the secondary battery is increased in size, the welding distance becomes longer, so that the sealing
また、第1実施形態では、封口板90の第1板状部材70に、上記凸部71を複数形成するとともに、各々の凸部71を長辺方向に延びるように形成することによって、溶接距離が長い長辺部分を溶接する際に、溶接時の熱による封口板90の歪みの発生をより抑制することができる。このため、容易に、封口板90と外装缶60とを強固に固定することができるので、外装容器100の耐圧を高めることができる。これにより、容易に、封口部分の耐圧が安全弁66の動作圧以上となる封口強度で封口板90を取り付けることができる。したがって、電池内圧が上昇した場合でも、安全弁66が作動する前に外装容器100が開かないようにすることができる。その結果、安全弁66で電池内圧を開放することにより、電池の爆発等の危険を避けることができる。
In the first embodiment, a plurality of the
また、第1実施形態では、上記凸部71を、電極群50側に突出するとともに電極群50側とは反対の面側(突出側とは反対側)に空間部73を有するように形成することによって、この空間部73に、補充用の非水電解液LQを貯めておくことができる。そして、凸部71の領域に孔部74(漏出部)を形成することにより、この孔部74(漏出部)を介して、空間部73に貯められた非水電解液LQを電極群50側に供給することができる。これにより、新しい非水電解液LQを電極群50に供給することができるので、充放電サイクルの経過に伴い放電容量が低下した場合でも、補充用の非水電解液LQを供給することにより充放電サイクル特性を向上させることができる。
Further, in the first embodiment, the
ここで、注液孔65などを介して非水電解液を再注液する場合、再注液する環境としては低湿度である必要があるため、湿度管理されたグローブボックスなどの設備が必要となる。そして、大型のリチウムイオン二次電池は、グローブボックスなどの設備内に持ち込むのが困難であるため、電池の大型化により、再注液する際のメンテナンス性が低下するという不都合が生じる。
Here, when the non-aqueous electrolyte is re-injected through the
しかしながら、第1実施形態では、上記のように構成することによって、グローブボックスなどの設備内に持ち込むことなく、新たな非水電解液を電極群50に供給することができる。これにより、簡便な方法でメンテナンスフリー化を図ることができ、かつ、長寿命化を図ることができる。すなわち、封止部材75(樹脂材料)に対する非水電解液漏洩の関係を把握するだけで、メンテナンスフリーな方法で電池を長寿命化させることができる。したがって、メンテナンスフリーな方法で、長期間使用可能な扁平角形缶を用いた大型二次電池を得ることができる。
However, in the first embodiment, by configuring as described above, a new non-aqueous electrolyte can be supplied to the
また、第1実施形態では、凸部71の孔部74を、空間部73の非水電解液LQを電極群50側に漏洩させることが可能な封止部材75で封止することによって、容易に、空間部73に貯められた非水電解液LQを電極群50側に供給することができる。これにより、容易に、充放電サイクル特性を向上させることができる。また、空間部73に貯められた非水電解液LQを電極群50側に供給することによって、非水電解液の液枯れを抑制することができるので、容易に、非水電解液の液枯れに起因する電池性能の劣化を抑制することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, it is easy by sealing the
また、第1実施形態では、封止部材75を、非水電解液によって膨潤し、所定の時間経過後に空間部73の非水電解液LQを電極群50側に漏洩させることが可能な樹脂材料から構成することによって、空間部73に貯められた非水電解液LQを容易に電極群50側に供給することができる。
In the first embodiment, the sealing
また、第1実施形態では、封口板90(第1板状部材70)に複数の凸部71を形成するとともに、複数の凸部71の各々に、補充用の非水電解液LQを供給するための孔部74を形成することによって、凸部71の形成により設けられる空間部73の各々に、補充用の非水電解液LQを貯めておくことができる。加えて、空間部73の各々に貯められた非水電解液LQを、各々の凸部71に設けられた孔部74を介して、電極群50側に供給することができる。このため、空間部73に貯めることが可能な非水電解液LQの量を増やすことができるので、長期に渡って電極群50側に非水電解液LQを供給することができる。これにより、より容易に、充放電サイクル特性を向上させることができ、電池の長寿命化を図ることができる。また、複数の凸部71を封口板90(第1板状部材70)に形成することによって、封口板90の剛性をより高めることができる。
Moreover, in 1st Embodiment, while forming the several
また、第1実施形態では、上記凸部71を、電極群50とは反対側から見たときに、溝形状となるように構成することによって、この溝内部に補充用の非水電解液LQを貯めておくことができ、かつ、封口板90(外装容器100)の剛性を容易に高めることができる。
Moreover, in 1st Embodiment, when the said
また、第1実施形態では、凸部71の孔部74(漏出部)を、電極群50とは接触しない位置に形成することによって、孔部74(漏出部)と電極群50とが接触することに起因して、電極群50が損傷するという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、電極群50の損傷に起因する内部短絡の発生を抑制することができる。その結果、内部短絡の発生による充放電サイクル特性の低下および信頼性の低下を抑制することができる。なお、電池組立時に内部短絡が生じた場合には、歩留まりが低下するおそれがある。そのため、内部短絡の発生を抑制することによって、歩留まり向上の効果を得ることもできる。
Moreover, in 1st Embodiment, the hole 74 (leakage part) and the
また、第1実施形態では、凸部71の角部71aを、角丸めすることによって、凸部71と電極群50との接触による電極群50の損傷を効果的に抑制することができる。これにより、効果的に内部短絡の発生を抑制することができる。
In the first embodiment, by rounding the
また、上記第1実施形態において、凹部72の開口幅a1(空間部73の幅a1)を5mm以上とすれば、凸部71と電極群50との接触による電極群50の損傷を抑制し易くすることができる。また、このように構成すれば、空間部73の幅a1が小さくなり過ぎることに起因して、空間部73の容積が小さくなり過ぎるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、空間部73に貯めておく非水電解液LQの量が少なくなり過ぎて、放電容量を回復させることが困難になるという不都合が生じるのを抑制することができる。
In the first embodiment, if the opening width a1 of the concave portion 72 (the width a1 of the space portion 73) is 5 mm or more, it is easy to suppress damage to the
さらに、第1実施形態では、外装缶60における最も面積の大きい面を底面部61とし、底面部61と対向する側に電極群50を収納するための開口部63を設けることによって、大面積の電極(電極群50)を容易に容器内に収納することができる。これにより、大容量の二次電池の製造を容易にすることができる。また、外装缶60を上記のように構成することによって、電極を大面積化した場合でも、深絞りの量を少なくすることができる。このため、外装缶60に用いる材料の選定自由度を向上させることができるとともに、高価な金型を複数用いることなく外装缶を作製することができる。
Furthermore, in the first embodiment, the surface of the
なお、上記のように構成された第1実施形態によるリチウムイオン二次電池は、長寿命が要求される定置用の電力貯蔵用蓄電池として好適に用いることができる。また、ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(EV)などの車載用の蓄電池としても好適に用いることができる。また、第1実施形態によるリチウムイオン二次電池は、グローブボックスなどの設備内に持ち込むのが困難な、単電池容量が10Ah以上の大容量蓄電池に適している。 The lithium ion secondary battery according to the first embodiment configured as described above can be suitably used as a stationary power storage battery that requires a long life. Moreover, it can use suitably also as storage batteries for vehicle-mounted use, such as a hybrid vehicle (HEV) and an electric vehicle (EV). The lithium ion secondary battery according to the first embodiment is suitable for a large capacity storage battery having a unit cell capacity of 10 Ah or more, which is difficult to bring into a facility such as a glove box.
(第1実施形態の変形例)
図28は、第1実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池の断面図である。図29は、図28のD3部分を拡大して示した断面図である。次に、図28および図29を参照して、第1実施形態の変形例によるリチウムイオン二次電池について説明する。
(Modification of the first embodiment)
FIG. 28 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery according to a modification of the first embodiment. FIG. 29 is an enlarged cross-sectional view of a portion D3 in FIG. Next, with reference to FIG. 28 and FIG. 29, the lithium ion secondary battery by the modification of 1st Embodiment is demonstrated.
この第1実施形態の変形例では、図28および図29に示すように、封口板90における凸部71の角部71a(突出側の角部71a)に面取り加工が施されている。すなわち、第1実施形態の変形例では、凸部71の角部71a(突出側の角部71a)が面取りされている。これにより、凸部71と電極群50との接触による電極群50の損傷を効果的に抑制することが可能となる。したがって、このように構成することにより、電極群50の損傷に起因する内部短絡の発生を効果的に抑制することができる。その結果、内部短絡の発生による充放電サイクル特性の低下および信頼性の低下を抑制することができる。なお、角部71aの面取りは、たとえば、グラインダーまたはエンドミルなどで削ることによって行うことができる。
In the modification of the first embodiment, as shown in FIGS. 28 and 29, chamfering is performed on the
第1実施形態の変形例によるその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第1実施形態の変形例によるその他の効果も、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations according to the modified example of the first embodiment are the same as those of the first embodiment. In addition, other effects obtained by the modification of the first embodiment are the same as those of the first embodiment.
(第2実施形態)
図30は、本発明の第2実施形態によるリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。図31は、本発明の第2実施形態によるリチウムイオン二次電池の全体斜視図である。図32〜図34は、本発明の第2実施形態によるリチウムイオン二次電池を説明するための図である。図32は、図31のA4−A4線に沿った断面を示している。次に、図30〜図34を参照して、本発明の第2実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 30 is an exploded perspective view of a lithium ion secondary battery according to the second embodiment of the present invention. FIG. 31 is an overall perspective view of a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention. 32 to 34 are views for explaining a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention. FIG. 32 shows a cross section taken along line A4-A4 of FIG. Next, with reference to FIGS. 30-34, the lithium ion secondary battery by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding component, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
この第2実施形態によるリチウムイオン二次電池では、図30〜図32に示すように、上記第1実施形態の構成において、封口板90に、上記第1実施形態とは異なる形状の凸部271が形成されている。具体的には、上記封口板90は、第1実施形態と同様、第1板状部材70および第2板状部材80を含んで構成されており、この第1板状部材70に比較的大面積を有する凸部271が1つ形成されている。この凸部271は、図32〜図34に示すように、電極群50側に突出するとともに、突出側(電極群50側)とは反対側(反対の面)に補充用の非水電解液LQを貯液するための空間部273(凹部272)を有している。なお、凹部272は、上記第1実施形態と同様、底面272aと側面272bとを含んで構成されている。
In the lithium ion secondary battery according to the second embodiment, as shown in FIGS. 30 to 32, in the configuration of the first embodiment, the sealing
また、図33に示すように、封口板90(第1板状部材70)の凸部271(凹部272)は、平面的に見て、略矩形形状(略長方形形状)に形成されている。また、上記凸部271は、凹部272側において、長辺方向(X方向)の長さb2が、たとえば、約200mmとなるように形成されており、短辺方向(Y方向)の幅a2が、たとえば、約130mmとなるように形成されている。さらに、上記凸部271は、突出側とは反対側(反対の面)に形成された凹部272の深さが、上記第1実施形態と同様、たとえば約5mmとなるように形成されている。
As shown in FIG. 33, the convex portion 271 (concave portion 272) of the sealing plate 90 (first plate-like member 70) is formed in a substantially rectangular shape (substantially rectangular shape) when seen in a plan view. Further, the
第2実施形態のその他の構成は上記第1実施形態と同様である。また、第2実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. The effect of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
なお、封口板90(第1板状部材70)における凸部271の角部271a(突出側の角部271a)(図32参照)は、上記第1実施形態のように、角丸め形状にしてもよいし、上記第1実施形態の変形例のように、面取り形状にしてもよい。
In addition, the corner |
(第3実施形態)
図35は、本発明の第3実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図36は、本発明の第3実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図35は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図36は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図24、図35および図36を参照して、本発明の第3実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第3実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 35 is a plan view of the first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the third embodiment of the present invention. FIG. 36 is a perspective view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the third embodiment of the present invention. FIG. 35 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 36 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIG. 24, FIG. 35 and FIG. 36, a lithium ion secondary battery according to a third embodiment of the present invention will be described. In addition, in 3rd Embodiment, since structures other than the convex part of a sealing board are the same as that of the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
この第3実施形態では、図35および図36に示すように、封口板90の第1板状部材70に、2つの凸部371が形成されている。これら2つの凸部371は、長辺方向(X方向)と交差する方向に延びるように形成されており、その途中で折れ曲がることにより略「く」の字状に構成されている。また、2つの凸部371は、たとえば、長辺70bと平行に引いた一点鎖線Q1(たとえば、短辺方向(Y方向)の中心線)に対して対象となるように構成されており、全体として、略菱形形状に構成されている。なお、上記凸部371は、略菱形形状の対角線がそれぞれ長辺70bおよび短辺70aと平行となるように配されている。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 35 and 36, two
また、図36に示すように、上記凸部371の形成によって、第1板状部材70における突出側とは反対側(反対の面)に凹部372が形成されている。そして、この凹部372によって、補充用の非水電解液LQ(図24参照)を貯液するための空間部373が構成されている。また、第1板状部材70を突出側とは反対側から見た場合に、上記凹部372が溝形状となるように上記第1板状部材70が構成されている。なお、図35に示すように、凹部372の開口幅a3(空間部373の幅a3)は、たとえば、約8mmに構成されている。
As shown in FIG. 36, the formation of the
第3実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第3実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
The other structure of the sealing
また、封口板90(第1板状部材70)における凸部371の角部371a(突出側の角部371a)は、上記第1実施形態のように、角丸め形状にしてもよいし、上記第1実施形態の変形例のように、面取り形状にしてもよい。
Further, the
(第4実施形態)
図37は、本発明の第4実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図38は、本発明の第4実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図37は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図38は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図24、図37および図38を参照して、本発明の第4実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第4実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 37 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 38 is a perspective view of the first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 37 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 38 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIGS. 24, 37, and 38, a lithium ion secondary battery according to a fourth embodiment of the invention will be described. In addition, in 4th Embodiment, since structures other than the convex part of a sealing board are the same as that of the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
この第4実施形態では、図37および図38に示すように、上記第3実施形態の構成において、凸部371と略相似形状を有する凸部471がさらに形成されている。すなわち、第4実施形態では、上記第3実施形態に比べて、第1板状部材70に、より多くの凸部(凸部371および372)が形成された構成となっている。このように、第4実施形態では、封口板90(第1板状部材70)に形成される凸部の数を増やすことによって、封口板90の剛性をより高めることができる。加えて、凸部371および471の形成により設けられる空間部373および473の各々に、補充用の非水電解液LQ(図24参照)を貯めておくことができるので、第3実施形態の構成に比べて、充放電サイクル特性をより向上させることができる。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 37 and 38, a
なお、略相似形状を有する上記凸部471において、空間部473の幅および空間部473の深さは、凸部371と同じに形成されている。
In the
第4実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1および第3実施形態と同様である。また、第4実施形態の効果は、上記第1および第3実施形態と同様である。
The other structure of the sealing
(第5実施形態)
図39は、本発明の第5実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図40は、本発明の第5実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図39は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図40は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図24、図39および図40を参照して、本発明の第5実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第5実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 39 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 40 is a perspective view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the fifth embodiment of the present invention. 39 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 40 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIGS. 24, 39 and 40, a lithium ion secondary battery according to a fifth embodiment of the invention will be described. In addition, in 5th Embodiment, since structures other than the convex part of a sealing board are the same as that of the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
この第5実施形態では、図39および図40に示すように、封口板90の第1板状部材70に、1つの凸部571が形成されている。この凸部571は、その各部が長辺方向(X方向)と交差する方向に延びるように形成されており、平面的に見て、略菱形形状をなす環状に構成されている。なお、上記凸部571は、略菱形形状の対角線がそれぞれ長辺70bおよび短辺70aと平行となるように配されている。
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 39 and 40, one
また、図40に示すように、上記凸部571の形成によって、第1板状部材70における突出側とは反対側(反対の面)に、凹部572が形成されている。そして、この凹部572によって、補充用の非水電解液LQ(図24参照)を貯液するための空間部573が構成されている。また、第1板状部材70を突出側とは反対側から見た場合に、上記凹部572が溝形状となるように構成されている。なお、図39に示すように、凹部572の開口幅a5(空間部573の幅a5)は、たとえば、約8mmに構成されている。
In addition, as shown in FIG. 40, a
第5実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第5実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
The other structure of the sealing
(第6実施形態)
図41は、本発明の第6実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図42は、本発明の第6実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図41は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図42は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図24、図41および図42を参照して、本発明の第6実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第6実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Sixth embodiment)
FIG. 41 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 42 is a perspective view of a first plate member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the sixth embodiment of the present invention. 41 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 42 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIG. 24, FIG. 41 and FIG. 42, a lithium ion secondary battery according to a sixth embodiment of the present invention will be described. In addition, in 6th Embodiment, since structures other than the convex part of a sealing board are the same as that of the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
この第6実施形態では、図41および図42に示すように、上記第5実施形態の構成において、凸部571と略相似形状を有する凸部671がさらに形成されている。すなわち、第6実施形態では、上記第5実施形態に比べて、第1板状部材70に、より多くの凸部(凸部571および671)が形成された構成となっている。このように、第6実施形態では、封口板90(第1板状部材70)に形成される凸部の数を増やすことによって、封口板90の剛性をより高めることができる。加えて、凸部571および671の形成により設けられる空間部573および673の各々に、補充用の非水電解液LQ(図24参照)を貯めておくことができるので、第5実施形態の構成に比べて、充放電サイクル特性をより向上させることができる。
In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 41 and 42, in the configuration of the fifth embodiment, a
なお、略相似形状を有する上記凸部671において、空間部673の幅および空間部673の深さは、凸部571と同じに形成されている。
In the
第6実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1および第5実施形態と同様である。また、第6実施形態の効果は、上記第1および第5実施形態と同様である。
Other configurations of the sealing
(第7実施形態)
図43は、本発明の第7実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図44は、本発明の第7実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図43は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図44は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図24、図43および図44を参照して、本発明の第7実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第7実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Seventh embodiment)
FIG. 43 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 44 is a perspective view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the seventh embodiment of the present invention. 43 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 44 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, a lithium ion secondary battery according to a seventh embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. In addition, in 7th Embodiment, since structures other than the convex part of a sealing board are the same as that of the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
この第7実施形態では、図43および図44に示すように、封口板90の第1板状部材70に、4つの凸部771が形成されている。これら4つの凸部771は、長辺方向(X方向)と交差する方向に延びるように形成されており、全体として、略菱形形状を構成するように形成されている。なお、4つの凸部771は、たとえば、長辺70bと平行に引いた一点鎖線Q1(たとえば、短辺方向(Y方向)の中心線)および短辺70aと平行に引いた一点鎖線Q2(たとえば、長辺方向(X方向)の中心線)に対して対象となるように構成されている。
In the seventh embodiment, as shown in FIGS. 43 and 44, four
また、図44に示すように、上記凸部771の形成によって、第1板状部材70における突出側とは反対側(反対の面)に、凹部772が形成されている。そして、この凹部772によって、補充用の非水電解液LQ(図24参照)を貯液するための空間部773が構成されている。また、第1板状部材70を突出側とは反対側から見た場合に、上記凹部772が溝形状となるように構成されている。なお、図43に示すように、凹部772の開口幅a7(空間部773の幅a7)は、上記第3〜第6実施形態と同様、たとえば、約8mmに構成されている。
As shown in FIG. 44, the formation of the
第7実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第7実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
The other structure of the sealing
(第8実施形態)
図45は、本発明の第8実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図46は、本発明の第8実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図45は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図46は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図24、図45および図46を参照して、本発明の第8実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第8実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Eighth embodiment)
FIG. 45 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 46 is a perspective view of a first plate member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the eighth embodiment of the present invention. 45 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projection side of the convex portion), and FIG. 46 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projection side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIGS. 24, 45 and 46, a lithium ion secondary battery according to an eighth embodiment of the invention will be described. Note that in the eighth embodiment, the configuration other than the convex portions of the sealing plate is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
この第8実施形態では、図45および図46に示すように、上記第7実施形態の構成において、凸部771と略相似形状を有する凸部871がさらに形成されている。すなわち、第8実施形態では、上記第7実施形態に比べて、第1板状部材70に、より多くの凸部(凸部771および871)が形成された構成となっている。このように、第8実施形態では、封口板90(第1板状部材70)に形成される凸部の数を増やすことによって、封口板90の剛性をより高めることができる。加えて、凸部771および871の形成により設けられる空間部773および873の各々に、補充用の非水電解液LQ(図24参照)を貯めておくことができるので、第7実施形態の構成に比べて、充放電サイクル特性をより向上させることができる。
In the eighth embodiment, as shown in FIGS. 45 and 46, in the configuration of the seventh embodiment, a
なお、略相似形状を有する上記凸部871において、空間部873の幅および空間部873の深さは、凸部771と同じに形成されている。
In the
第8実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1および第5実施形態と同様である。また、第8実施形態の効果は、上記第1および第5実施形態と同様である。
The other structure of the sealing
(第9実施形態)
図47は、本発明の第9実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図48は、本発明の第9実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図47は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図48は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図14、図47および図48を参照して、本発明の第9実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第9実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Ninth embodiment)
FIG. 47 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 48 is a perspective view of a first plate member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the ninth embodiment of the present invention. 47 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projection side of the convex portion), and FIG. 48 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projection side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, a lithium ion secondary battery according to a ninth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. Note that in the ninth embodiment, the configuration other than the convex portions of the sealing plate is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
この第9実施形態では、図47および図48に示すように、封口板90の第1板状部材70に、長辺方向(X方向)に延びる2つの凸部971が形成されている。これら2つの凸部971は、上記第1実施形態の凸部71(図14参照)と同様の形状を有しており、互いに平行となるように配されている。また、2つの凸部971の一方は、短辺方向(Y方向)の一方端部側(Y1側)に配されており、2つの凸部971の他方は、短辺方向(Y方向)の他方端部側(Y2側)に配されている。なお、上記凸部971の間隔a9は、たとえば、約102mmとされている。
In the ninth embodiment, as shown in FIGS. 47 and 48, the
第9実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第9実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
Other configurations of the sealing
(第10実施形態)
図49は、本発明の第10実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図50は、本発明の第10実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図49は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図50は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図14、図49および図50を参照して、本発明の第10実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第10実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(10th Embodiment)
FIG. 49 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the tenth embodiment of the present invention. FIG. 50 is a perspective view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the tenth embodiment of the present invention. 49 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 50 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIGS. 14, 49 and 50, a lithium ion secondary battery according to a tenth embodiment of the invention will be described. In the tenth embodiment, the configuration other than the convex portion of the sealing plate is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
この第10実施形態では、図49および図50に示すように、封口板90の第1板状部材70に、長辺方向(X方向)に延びる5つの凸部1071が形成されている。これら5つの凸部1071は、上記第1実施形態の凸部71(図14参照)よりも凹部の開口幅(凸部の幅)が小さくなるように形成されている。具体的には、上記凸部1071における凹部1072側の幅a10は、たとえば、約6mmに構成されている。
In the tenth embodiment, as shown in FIGS. 49 and 50, five
第10実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第10実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
Other configurations of the sealing
(第11実施形態)
図51は、本発明の第11実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図52は、本発明の第11実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図51は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図52は、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た斜視図を示している。次に、図51および図52を参照して、本発明の第11実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第11実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Eleventh embodiment)
FIG. 51 is a plan view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the eleventh embodiment of the present invention. FIG. 52 is a perspective view of a first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the eleventh embodiment of the present invention. 51 shows a plan view of the first plate-like member as seen from the lower side (projecting side of the convex portion), and FIG. 52 shows the first plate-like member on the upper side (opposite side from the projecting side of the convex portion). The perspective view seen from FIG. Next, with reference to FIGS. 51 and 52, a lithium ion secondary battery according to an eleventh embodiment of the present invention will be described. In the eleventh embodiment, the configuration other than the convex portion of the sealing plate is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
この第11実施形態では、図51および図52に示すように、上記第10実施形態の構成において、隣り合う凸部1071の間に、同様の凸部1071がさらに形成されている。そのため、この第11実施形態では、9つの凸部1071が、長辺方向(X方向)に延びるように形成されている。なお、上記9つの凸部1071は、短辺方向(Y方向)に等間隔に配列されている。
In the eleventh embodiment, as shown in FIGS. 51 and 52, in the configuration of the tenth embodiment, similar
第11実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1および図10実施形態と同様である。また、第11実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
Other configurations of the sealing
(第12実施形態)
図53および図54は、本発明の第12実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の平面図である。図55は、本発明の第12実施形態によるリチウムイオン二次電池の封口板を構成する第1板状部材の斜視図である。図53は、第1板状部材を下側(凸部の突出側)から見た平面図を示しており、図54および図55は、それぞれ、第1板状部材を上側(凸部の突出側とは反対側)から見た平面図および斜視図を示している。次に、図53〜図55を参照して、本発明の第12実施形態によるリチウムイオン二次電池について説明する。なお、第12実施形態において、封口板の凸部以外の構成は上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
(Twelfth embodiment)
53 and 54 are plan views of the first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the twelfth embodiment of the present invention. FIG. 55 is a perspective view of the first plate-like member constituting the sealing plate of the lithium ion secondary battery according to the twelfth embodiment of the present invention. 53 shows a plan view of the first plate-like member as viewed from the lower side (projection side of the convex portion), and FIGS. 54 and 55 respectively show the first plate-like member on the upper side (projection of the convex portion). The plan view and perspective view seen from the side opposite to the side) are shown. Next, a lithium ion secondary battery according to a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that in the twelfth embodiment, the configuration other than the convex portions of the sealing plate is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
この第12実施形態では、図53〜図55に示すように、封口板90の第1板状部材70に、長辺方向(X方向)に互いに平行に延びる3つの凸部1271が形成されている。これら3つの凸部1271は、図54に示すように、その突出側とは反対側の凹部1272が、それぞれ、約30mmの幅a121を有するように形成されている。なお、長辺方向(X方向)の長さb121は、上記第1実施形態と同様、たとえば、約200mmに構成されている。
In the twelfth embodiment, as shown in FIGS. 53 to 55, the
また、上記凸部1271は、その凹部1272側において、短辺方向(Y方向)に、たとえば約24mmの間隔a122を隔てて等間隔に配列されている。このため、第1板状部材70を突出側とは反対側から見た場合に、溝形状となるように上記凸部1271(凹部1272)が形成されている。さらに、第1板状部材70の短辺70aから凹部1272までの距離b122は、たとえば約10mmに構成されており、第1板状部材70の長辺70bから凹部1272までの距離a123は、たとえば約10mmに構成されている。
The
また、上記凸部1271は、突出側とは反対側(反対の面)に形成された凹部1272(空間部1273)の深さが、たとえば約5mmとなるように構成されている。
Further, the
第12実施形態における封口板90のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第12実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
Other configurations of the sealing
次に、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。 Next, an experiment conducted for confirming the effect of the embodiment will be described.
この実験では、凸部の形成による封口板の剛性向上の効果を確認するために、外装容器の耐圧試験を行った。また、電池特性の向上効果を確認するために、充放電サイクル試験も併せて行った。 In this experiment, in order to confirm the effect of improving the rigidity of the sealing plate by the formation of the convex portion, a pressure resistance test of the outer container was performed. Moreover, in order to confirm the effect of improving battery characteristics, a charge / discharge cycle test was also performed.
耐圧試験は、電極群および非水電解液を封入していない外装容器を作製し、この外装容器に窒素ガスで内圧をかけることによって行った。また、封口板(第1板状部材)に凸部を形成した外装容器を実施例とし、封口板(第1板状部材)に凸部を形成していない外装容器を比較例とした。実施例と比較例とは、封口板(第1板状部材)の凸部の有無以外は同じになるように作製した。 The pressure resistance test was performed by preparing an outer container in which the electrode group and the non-aqueous electrolyte were not sealed, and applying an internal pressure to the outer container with nitrogen gas. Moreover, the exterior container which formed the convex part in the sealing board (1st plate-shaped member) was made into the Example, and the exterior container which has not formed the convex part in the sealing board (1st plate-shaped member) was made into the comparative example. The example and the comparative example were made to be the same except for the presence or absence of the convex portion of the sealing plate (first plate-like member).
また、外装缶は、実施例および比較例のいずれも、短辺方向の長さが150mm、長辺方向の長さが300mm、深さが40mmとなるように形成した。外装缶における折り返し部の幅は、5mmとした。封口板は、第1板状部材と第2板状部材とをレーザパルス溶接により貼り合わせることによって形成した。また、封口板の第1板状部材は、長辺方向の長さが308mm、短辺方向の長さが158mmとなるように形成し、封口板の第2板状部材は、長辺方向の長さが306mm、短辺方向の長さが156mmとなるように形成した。なお、外装缶および封口板(第1板状部材、第2板状部材)には、約1.0mmの厚みを有するステンレス鋼板(SUS304)を用いた。 The outer can was formed so that the length in the short side direction was 150 mm, the length in the long side direction was 300 mm, and the depth was 40 mm in both the examples and the comparative examples. The width of the folded portion in the outer can was 5 mm. The sealing plate was formed by laminating the first plate member and the second plate member by laser pulse welding. The first plate member of the sealing plate is formed so that the length in the long side direction is 308 mm and the length in the short side direction is 158 mm. The second plate member of the sealing plate is formed in the long side direction. The length was 306 mm and the length in the short side direction was 156 mm. A stainless steel plate (SUS304) having a thickness of about 1.0 mm was used for the outer can and the sealing plate (first plate-like member, second plate-like member).
また、実施例による外装容器として、封口板の凸部の形状が異なる5種類の外装容器を作製し、それぞれ、実施例1〜5とした。 Moreover, five types of exterior containers with different shapes of the convex portions of the sealing plate were produced as the exterior containers according to the examples, and Examples 1 to 5 were used respectively.
〈実施例1〉
実施例1では、図56に示すように、上記第2実施形態と同様の凸部271を封口板90(第1板状部材70)に形成した。
<Example 1>
In Example 1, as shown in FIG. 56, the
〈実施例2〉
実施例2では、図57に示すように、上記第1実施形態と同様の凸部71を封口板90(第1板状部材70)に形成した。
<Example 2>
In Example 2, as shown in FIG. 57, the
〈実施例3〉
実施例3では、図58に示すように、上記第3実施形態と同様の凸部371を封口板90(第1板状部材70)に形成した。
<Example 3>
In Example 3, as shown in FIG. 58, the
〈実施例4〉
実施例4では、図59に示すように、上記第5実施形態と同様の凸部571を封口板90(第1板状部材70)に形成した。
<Example 4>
In Example 4, as shown in FIG. 59, the
〈実施例5〉
実施例5では、図60に示すように、上記第7実施形態と同様の凸部771を封口板90(第1板状部材70)に形成した。
<Example 5>
In Example 5, as shown in FIG. 60, the
〈比較例〉
比較例では、図61に示すように、封口板90(第1板状部材70)に凸部を形成しない構成とした。なお、比較例においても、上記実施例1〜5と同様、第1板状部材と第2板状部材とを貼り合わせることによって封口板を構成した。
<Comparative example>
In the comparative example, as shown in FIG. 61, the sealing plate 90 (the first plate-like member 70) has a configuration in which no convex portion is formed. In addition, also in the comparative example, the sealing board was comprised by bonding together the 1st plate-shaped member and the 2nd plate-shaped member similarly to the said Examples 1-5.
また、外装缶における電極端子部位(正極端子部位および負極端子部位)および安全弁部位はレーザ封止を行うことによって、この部分からのリークが生じないようにした。そして、この外装缶に封口板を、レーザパルス溶接で隅肉溶接することによって、実施例1〜5および比較例による外装容器を作製した。なお、各第1板状部材に、第2板状部材を隅肉溶接することによって、実施例1〜5および比較例による封口板を作製した。また、実施例1〜5および比較例における、外装缶と封口板との溶接条件、および、第1板状部材と第2板状部材との溶接条件は全て同一とした。ただし、実施例(実施例2〜5)においては、第1板状部材と第2板状部材との溶接は、隅肉溶接に加えて、重ね合わせ溶接も行っている。さらに、実施例(実施例1〜5)においては、凸部に孔部を設けた構成(封止栓なし)としている。 Moreover, the electrode terminal part (a positive electrode terminal part and a negative electrode terminal part) and the safety valve part in the outer can were sealed with laser so that no leakage occurred from this part. And the exterior container by Examples 1-5 and a comparative example was produced by carrying out fillet welding of the sealing board to this exterior can by laser pulse welding. In addition, the sealing plate by Examples 1-5 and a comparative example was produced by carrying out fillet welding of the 2nd plate-shaped member to each 1st plate-shaped member. The welding conditions between the outer can and the sealing plate and the welding conditions between the first plate member and the second plate member in Examples 1 to 5 and the comparative example were all the same. However, in the examples (Examples 2 to 5), welding of the first plate-like member and the second plate-like member is performed by overlap welding in addition to fillet welding. Furthermore, in an Example (Examples 1-5), it is set as the structure (without sealing stopper) which provided the hole part in the convex part.
このようにして、実施例1〜5および比較例による外装容器を、それぞれ、5個ずつ作製し、作製した外装容器を用いて耐圧試験を行った。具体的には、非水電解液を注液するための注液孔から窒素ガスを流入することによって加圧し、外装缶と封口板との溶接部位から窒素ガスがリークしたときの圧力を測定した。そして、このときの圧力を破壊時圧力とした。その結果を表1に示す。なお、リーク位置の確認は水中で行った。また、表1の結果は、耐圧試験を行った各5個の平均値を示している。 In this manner, five exterior containers according to Examples 1 to 5 and the comparative example were produced, and a pressure resistance test was performed using the produced exterior containers. Specifically, pressure was applied by injecting nitrogen gas from a liquid injection hole for injecting a non-aqueous electrolyte, and the pressure when nitrogen gas leaked from the welded part between the outer can and the sealing plate was measured. . And the pressure at this time was made into the pressure at the time of destruction. The results are shown in Table 1. The leak position was confirmed in water. Moreover, the result of Table 1 has shown the average value of each 5 pieces which performed the pressure | voltage resistant test.
上記表1に示すように、封口板(第1板状部材)に凸部を形成した実施例1〜5では、凸部を形成していない比較例に比べて、破壊時圧力が高くなる結果が得られた。具体的には、比較例による破壊時圧力は、5.6kg/cm2であったのに対し、実施例による各破壊時圧力は、実施例1では、6.2kg/cm2、実施例2では、8.4kg/cm2、実施例3では、7.7kg/cm2、実施例4では、7.5kg/cm2、実施例5では、7.1kg/cm2であった。すなわち、実施例1〜5では、比較例に比べて、破壊時圧力が1割〜5割程度高くなる結果となった。 As shown in Table 1 above, in Examples 1 to 5 in which convex portions are formed on the sealing plate (first plate-like member), the pressure at breakage is higher than in the comparative example in which the convex portions are not formed. was gotten. Specifically, the pressure at break according to the comparative example was 5.6 kg / cm 2 , whereas the pressure at break according to the example was 6.2 kg / cm 2 in Example 1 and Example 2 in, 8.4 kg / cm 2, in example 3, 7.7 kg / cm 2, in example 4, 7.5 kg / cm 2, in example 5, was 7.1 kg / cm 2. That is, in Examples 1-5, the pressure at the time of destruction became about 10%-50% higher than the comparative example.
上記の結果より、実施例1〜5では、比較例に比べて、封口板の溶接が適切に行われており、溶接時における封口板の歪みが抑制されているといえる。これにより、封口板に凸部を形成することによって、封口板の剛性を向上させることが可能であることわかる。 From the above results, it can be said that in Examples 1 to 5, the sealing plate is appropriately welded as compared with the comparative example, and the distortion of the sealing plate during welding is suppressed. Thereby, it turns out that the rigidity of a sealing board can be improved by forming a convex part in a sealing board.
なお、実施例1〜5では、長手方向に延びるように複数の凸部を形成した実施例2が最も破壊時圧力が高く、比較的大面積の凸部を1つ形成した実施例1が最も破壊時圧力が低い結果となった。また、略菱形形状となるように(長手方向と交差する方向に延びる)凸部を形成した実施例3〜5では、その破壊時圧力はほとんど同じ値となっている。このような結果が得られた理由として、凸部の数や配置等が影響しているものと考えられる。また、表1の結果より、比較的大面積の凸部を1つ形成するよりも、長手方向または長手方向と交差する方向に延びるように凸部を形成する方が、封口板の剛性を高めるという観点からは好ましいと考えられる。 In Examples 1 to 5, Example 2 in which a plurality of convex portions are formed so as to extend in the longitudinal direction has the highest pressure at break, and Example 1 in which one convex portion having a relatively large area is formed is the most. The result was low pressure at break. Further, in Examples 3 to 5 in which the convex portions (extending in the direction intersecting the longitudinal direction) are formed so as to have a substantially rhombus shape, the pressures at the time of destruction are almost the same value. The reason why such a result is obtained is considered to be influenced by the number and arrangement of convex portions. In addition, from the results of Table 1, it is preferable to form the convex portion so as to extend in the longitudinal direction or the direction intersecting the longitudinal direction, rather than forming one relatively large area convex portion. From this point of view, it is considered preferable.
また、破壊時圧力は、安全弁の作動圧より高ければよいが、安全弁が作動しない場合などの不慮の事態を考慮すると、破壊時圧力がより高い外装容器を用いるのが好ましい。 Moreover, the pressure at the time of destruction should just be higher than the operating pressure of a safety valve, but it is preferable to use an exterior container with a higher pressure at the time of destruction in consideration of unforeseen circumstances such as when the safety valve does not operate.
続いて、充放電サイクル試験について説明する。 Next, the charge / discharge cycle test will be described.
この充放電サイクル試験では、上記耐圧試験で用いた外装容器(実施例1〜5および比較例による外装容器)と同様の外装容器を用いて、実施例1〜5および比較例によるリチウムイオン二次電池を作製した。ただし、外装缶には、電極端子および安全弁が設けられたものを用いている。そして、作製した各リチウムイオン二次電池を用いて特性評価を行った。なお、電極群の作製、非水電解液の作製および二次電池の組立は、以下のようにして行った。 In this charge / discharge cycle test, using the same outer container as the outer container used in the pressure resistance test (the outer container according to Examples 1 to 5 and the comparative example), the lithium ion secondary according to Examples 1 to 5 and the comparative example. A battery was produced. However, the outer can is provided with an electrode terminal and a safety valve. And characteristic evaluation was performed using each produced lithium ion secondary battery. The production of the electrode group, the production of the non-aqueous electrolyte, and the assembly of the secondary battery were performed as follows.
〈実施例1〜5および比較例共通〉
[正極の作製]
まず、活物質のLiFePO490重量部と、導電材のアセチレンブラック50重量部と、結着材のポリフッ化ビニリデン5重量部とを混合した後、N−メチル−2−ピロリドンを適宜加えて分散させることによって正極合剤スラリーを調整した。次に、この正極合剤スラリーを、20μmの厚みを有するアルミニウム集電体(正極集電体)の両面に均一に塗布、乾燥させた後、200μmの厚みまでロールプレスで圧縮した。最後に、所望の大きさに切断することにより、実施例1〜5および比較例の正極(正極板)を作製した。正極の活物質層を塗布する領域の大きさは、縦140mm、横235mmとし、正極(正極集電体)の大きさは、縦140mm、横250mmとした。
<Common to Examples 1 to 5 and Comparative Example>
[Production of positive electrode]
First, 90 parts by weight of LiFePO 4 as an active material, 50 parts by weight of acetylene black as a conductive material, and 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed, and N-methyl-2-pyrrolidone was appropriately added and dispersed. Thus, the positive electrode mixture slurry was prepared. Next, this positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of an aluminum current collector (positive electrode current collector) having a thickness of 20 μm and dried, and then compressed by a roll press to a thickness of 200 μm. Finally, the positive electrode (positive electrode plate) of Examples 1 to 5 and the comparative example was manufactured by cutting into a desired size. The size of the positive electrode active material layer was 140 mm long and 235 mm wide, and the positive electrode (positive electrode current collector) was 140 mm long and 250 mm wide.
[負極の作製]
天然黒鉛(中国産天然黒鉛)90重量部と、ポリフッ化ビニリデン10重量部とを混合した後、N−メチル−2−ピロリドンを適宜加えて分散させることによって負極合剤スラリーを調整した。次に、この負極合剤スラリーを、16μmの厚みを有する銅集電体(負極集電体)の両面に均一に塗布、乾燥させた後、200μmの厚みまでロールプレスで圧縮した。最後に、所望の大きさに切断することにより、実施例1〜5および比較例の負極(負極板)を作製した。負極の活物質層を塗布する領域の大きさは、縦142mm、横237mmとし、負極(負極集電体)の大きさは、縦142mm、横251mmとした。
[Production of negative electrode]
After 90 parts by weight of natural graphite (Chinese natural graphite) and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride were mixed, N-methyl-2-pyrrolidone was appropriately added and dispersed to prepare a negative electrode mixture slurry. Next, this negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both sides of a copper current collector (negative electrode current collector) having a thickness of 16 μm, dried, and then compressed by a roll press to a thickness of 200 μm. Finally, the negative electrode (negative electrode plate) of Examples 1-5 and a comparative example was produced by cutting to a desired size. The size of the area where the active material layer of the negative electrode was applied was 142 mm long and 237 mm wide, and the negative electrode (negative electrode current collector) was 142 mm long and 251 mm wide.
[非水電解液の作製]
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを、30:70の容積比で混合した混合液(溶媒)に、LiPF6を1mol/L溶解することにより非水電解液を作製した。
[Preparation of non-aqueous electrolyte]
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving 1 mol / L of LiPF 6 in a mixed solution (solvent) in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 30:70.
〈実施例1〜5〉
[二次電池の組立]
正極板および負極板枚を、正極板、セパレータ、負極板、セパレータ、・・・の順に、正極板と負極板との間にセパレータが入るように積層することにより、電極群(積層体)を形成した。このとき、正極板に対して負極板が外側に位置するように、正極板を24枚、負極板を25枚用いた。また、セパレータを48枚用いることにより、電極群(積層体)の最も外側にはセパレータが位置するように構成した。なお、最外層に負極板がある状態で、別途セパレータで全体を包み、外装容器との絶縁を図っている。
<Examples 1-5>
[Assembly of secondary battery]
By laminating the positive electrode plate and the negative electrode plate in the order of the positive electrode plate, the separator, the negative electrode plate, the separator,... So that the separator enters between the positive electrode plate and the negative electrode plate. Formed. At this time, 24 positive plates and 25 negative plates were used so that the negative plates were located outside the positive plates. Further, by using 48 separators, the separator was positioned on the outermost side of the electrode group (laminated body). In addition, in the state which has a negative electrode plate in the outermost layer, the whole is separately wrapped with a separator, and insulation with an exterior container is aimed at.
セパレータには、25μmの厚みを有する微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。セパレータの大きさは、正極板および負極板の活物質層が塗布されたサイズよりも大きくなるように、縦145mm、横240mmとした。 As the separator, a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm was used. The size of the separator was 145 mm in length and 240 mm in width so as to be larger than the size on which the active material layers of the positive electrode plate and the negative electrode plate were applied.
次に、第1板状部材に第2板状部材をレーザパルス溶接で隅肉溶接するとともに、凸部(凹部)を囲むように重ね合わせ溶接した後、凸部の孔部から補充用の非水電解液を注液した。補充用の非水電解液は、上記と同様、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを、30:70の容積比で混合した混合液(溶媒)に、LiPF6を1mol/L溶解したものを用いた。また、補充用の非水電解液は、各空間部(凸部における突出部と反対側の空間部)に10mlずつ注液した。封口板に複数の凸部が形成されている場合には、複数の凸部の各々に補充用の非水電解液を10mlずつ注液した。その後、補充用の非水電解液を注液した孔部に、封止部材としての樹脂材料(株式会社スリーボンド製 リチウムイオン電池用シール剤 スリーボンド1171)を0.5g塗布した後、乾燥させて、この孔部を封止した。 Next, the second plate-like member is welded to the first plate-like member by laser pulse welding and welded so as to surround the convex portion (concave portion). A water electrolyte was injected. As described above, the replenishing non-aqueous electrolyte solution was prepared by dissolving 1 mol / L of LiPF 6 in a mixed solution (solvent) obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) at a volume ratio of 30:70. What was done was used. In addition, 10 ml of replenishment non-aqueous electrolyte was poured into each space portion (space portion on the opposite side of the protruding portion in the convex portion). When a plurality of convex portions were formed on the sealing plate, 10 ml of replenishment non-aqueous electrolyte was poured into each of the plurality of convex portions. Thereafter, 0.5 g of a resin material as a sealing member (three-bond Lithium-ion battery sealant Three Bond 1171) as a sealing member was applied to the hole into which the nonaqueous electrolyte for replenishment was poured, and then dried, This hole was sealed.
そして、この外装缶に電極群(積層体)を収納し、封口板を載せて、レーザパルス溶接により封口板を隅肉溶接した。その後、封口板に予め設けられたφ2mmの注液孔から約200mlの非水電解液を減圧注液した。注液後、注液孔とほぼ同じ直径の金属球を注液孔に設置し、抵抗溶接により、注液孔を封口した。このようにして、実施例1〜5の電池を5個ずつ作製した。 And the electrode group (laminated body) was accommodated in this exterior can, the sealing board was mounted, and the sealing board was fillet welded by laser pulse welding. Thereafter, about 200 ml of non-aqueous electrolyte was injected under reduced pressure from a φ2 mm injection hole provided in advance on the sealing plate. After the injection, a metal ball having the same diameter as the injection hole was placed in the injection hole, and the injection hole was sealed by resistance welding. In this way, five batteries of Examples 1 to 5 were produced.
〈比較例〉
[二次電池の組立]
この比較例では、補充用の非水電解液を注液しない点以外は、上記と同様にしてリチウムイオン二次電池を組み立てた。なお、比較例によるリチウムイオン二次電池も、実施例1〜5と同様、5個作製した。
<Comparative example>
[Assembly of secondary battery]
In this comparative example, a lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as described above except that the nonaqueous electrolyte for replenishment was not injected. In addition, the five lithium ion secondary batteries by a comparative example were produced similarly to Examples 1-5.
このようにして作製した実施例1〜5および比較例によるリチウムイオン二次電池の公称電圧は3.2Vであり、内部抵抗は3mΩであった。また、雰囲気温度25℃、10A/3.8Vの定電流/定電圧で6時間充電し、10Aで2.25Vまで放電した際の放電容量は50Ahであった。 Thus, the nominal voltage of the lithium ion secondary battery by Examples 1-5 and a comparative example which were produced was 3.2V, and internal resistance was 3 m (ohm). The discharge capacity was 50 Ah when charged at an ambient temperature of 25 ° C. and a constant current / constant voltage of 10 A / 3.8 V for 6 hours and discharged at 10 A to 2.25 V.
なお、上記実施例1〜5によるリチウムイオン二次電池は、空間部に補充用の非水電解液が貯められており、新しい非水電解液が電極群に供給される点において、そのような補充用の非水電解液が貯められておらず、新しい非水電解液が電極群に供給されない比較例と異なる。 In addition, the lithium ion secondary batteries according to Examples 1 to 5 are such that the nonaqueous electrolyte for replenishment is stored in the space, and a new nonaqueous electrolyte is supplied to the electrode group. This is different from the comparative example in which no nonaqueous electrolyte for replenishment is stored and no new nonaqueous electrolyte is supplied to the electrode group.
そして、実施例1〜5および比較例によるリチウムイオン二次電池を用いて、40℃の雰囲気温度で、上記充放電条件にてサイクル試験を行い、1サイクル目の放電容量に対する1500サイクル目の放電容量の比率(放電容量保持率)を比較した。その結果を表2に示す。なお、表2中における放電容量保持率は、サイクル試験を行った各5個の電池の平均値を示している。 Then, using the lithium ion secondary batteries according to Examples 1 to 5 and the comparative example, a cycle test was performed under the above charge and discharge conditions at an ambient temperature of 40 ° C., and a discharge at the 1500th cycle with respect to a discharge capacity at the 1st cycle The capacity ratio (discharge capacity retention) was compared. The results are shown in Table 2. In addition, the discharge capacity retention in Table 2 indicates the average value of each of the five batteries subjected to the cycle test.
上記表2に示すように、実施例1〜5では、比較例に比べて、放電容量保持率が向上することが確認された。具体的には、実施例1〜5では、1500サイクル後の容量保持率が85%以上といずれも高い放電容量保持率が得られた。また、実施例1および4では、実施例2、3および5に比べて、放電容量保持率が若干低下するものの、それでも87%および88%と高い放電容量保持率が得られた。このように、実施例1〜5で高い容量保持率が得られた理由としては、補充用の非水電解液が電極群側に漏洩することにより、新しい非水電解液が電極群に供給されたためであると考えられる。これに対し、比較例では、1500サイクル後の放電容量保持率が70%以下(69%)と、実施例1〜5に比べて低い結果となった。これは、比較例では、実施例1〜5とは異なり、新しい非水電解液が電極群に供給されないためであると考えられる。なお、実施例1および4で放電容量保持率が低くなったのは、実施例1および4では凸部(空間部)が1つしか形成されておらず、凸部(空間部)が複数形成されている実施例2、3および5に比べて、空間部に貯められている非水電解液の量が少なかったため(供給される非水電解液の量が少なかったため)であると考えられる。 As shown in Table 2 above, in Examples 1 to 5, it was confirmed that the discharge capacity retention rate was improved as compared with the comparative example. Specifically, in Examples 1 to 5, the capacity retention after 1500 cycles was 85% or more, and a high discharge capacity retention was obtained. Further, in Examples 1 and 4, although the discharge capacity retention rate was slightly lowered as compared with Examples 2, 3 and 5, a high discharge capacity retention rate of 87% and 88% was still obtained. As described above, the reason why the high capacity retention ratio was obtained in Examples 1 to 5 was that the nonaqueous electrolyte for replenishment leaked to the electrode group side, so that a new nonaqueous electrolyte was supplied to the electrode group. This is probably because On the other hand, in the comparative example, the discharge capacity retention after 1500 cycles was 70% or less (69%), which was lower than in Examples 1-5. This is considered to be because, in the comparative example, unlike Examples 1 to 5, a new non-aqueous electrolyte is not supplied to the electrode group. In Examples 1 and 4, the discharge capacity retention rate was low. In Examples 1 and 4, only one convex portion (space portion) was formed, and a plurality of convex portions (space portions) were formed. This is probably because the amount of the non-aqueous electrolyte stored in the space portion was small (because the amount of the non-aqueous electrolyte supplied was small) as compared to Examples 2, 3 and 5.
このように、凸部の形成によって設けられた空間部に、補充用の非水電解液を貯液しておき、封止部材(孔部)を介して、補充用の非水電解液を電極群側に漏洩させることによって、充放電サイクル特性を向上させることができ、電池の寿命特性を向上させることが可能となることが確認された。また、封口板に凸部を形成することにより、封口板の剛性も向上させることができるため、外装容器の耐圧の向上と電池特性の向上(長寿命化)とが同時に得られる。 In this way, the nonaqueous electrolyte for replenishment is stored in the space provided by the formation of the convex portion, and the nonaqueous electrolyte for replenishment is electroded through the sealing member (hole). It was confirmed that by making it leak to the group side, the charge / discharge cycle characteristics can be improved, and the battery life characteristics can be improved. Moreover, since the rigidity of a sealing board can be improved by forming a convex part in a sealing board, the improvement of the pressure resistance of an exterior container and the improvement of battery characteristics (life extension) are obtained simultaneously.
なお、充放電サイクル試験は、加速試験にて行っているが、封止部材(封止樹脂)の劣化速度も促進されるため、非水電解液の漏洩速度が速まっているものと考えられる。そのため、通常の使用状態であっても、同様の結果が得られるものと考えられる。 In addition, although the charge / discharge cycle test is performed by an acceleration test, the deterioration rate of the sealing member (sealing resin) is also accelerated, and thus the leakage rate of the non-aqueous electrolyte is considered to be increased. . For this reason, it is considered that the same result can be obtained even in a normal use state.
また、上記表1および表2に示した結果より、封口板(第1板状部材)の凸部の形状を、上記第4、第6、第8〜第12実施形態と同様の形状にした場合でも、封口板の剛性向上の効果および寿命特性向上の効果が得られるものと容易に予想できる。 Further, from the results shown in Table 1 and Table 2, the shape of the convex portion of the sealing plate (first plate-like member) is the same as that in the fourth, sixth, and eighth to twelfth embodiments. Even in this case, it can be easily predicted that the effect of improving the rigidity of the sealing plate and the effect of improving the life characteristics can be obtained.
(第13実施形態)
図62は、本発明の第13実施形態による太陽光発電システムの概略図である。次に、図62を参照して、本発明の第13実施形態による太陽光発電システムについて説明する。
(13th Embodiment)
FIG. 62 is a schematic diagram of a photovoltaic power generation system according to a thirteenth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 62, a solar power generation system according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described.
この第13実施形態による太陽光発電システムは、図62に示すように、太陽電池1500と、太陽電池1500によって発電された電力を貯蔵する電力貯蔵用の蓄電池(二次電池)1600とを備えている。また、第13実施形態では、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池と同様の二次電池が、電力貯蔵用の蓄電池1600として用いられている。
As shown in FIG. 62, the solar power generation system according to the thirteenth embodiment includes a
また、上記蓄電池1600は、1つ、または、複数のリチウムイオン二次電池から構成されている。なお、蓄電池1600の接続数n(nは、0を含む自然数)は、太陽電池1500の発電能力に応じて、任意数に設定することができる。また、蓄電池1600が複数接続されている場合、その接続方法は、直列接続であってもよいし、並列接続であってもよい。また、直列接続と並列接続とを混在させた構成であってもよい。蓄電池1600の接続手段としては、任意の手段を用いることができる。
The
なお、第13実施形態では、蓄電池1600は、補充用の非水電解液が電極群側に供給されるように、封口板が上側(天側)に位置するように設置されている。
In the thirteenth embodiment, the
また、上記太陽電池1500は、制御システム1700に接続されており、この制御システム1700を介して、蓄電池1600が太陽電池1500と接続されている。また、蓄電池1600の出力側には、インバータ1710が接続されている。そして、太陽電池1500で発生した電力が蓄電池1600に充電され、この蓄電池1600によって、直流利用機器1720および交流利用機器1730に電力が供給される。
The
太陽電池1500で発生した電力は、たとえば、制御システム1700で発電量を検知後、蓄電池1600を経由せずに、インバータ1710経由で交流利用機器1730および系統連携1740に電力供給される場合もある。
For example, the electric power generated in the
第13実施形態による太陽光発電システムでは、上記のように、電力貯蔵用の蓄電池1600を備えることによって、日中は太陽電池1500で発生した電力を蓄電池1600に充電し、夜間は蓄電池1600を放電させて蓄電池1600に蓄えた電力を使用することができる。また、電力貯蔵用の蓄電池1600に、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池を用いることによって、蓄電設備の長寿命化を実現することができるので、太陽光発電システム全体の低コスト化を図ることができる。加えて、蓄電池1600にリチウムイオン二次電池を用いることによって、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池などのリチウムイオン二次電池以外の電池を用いた場合と比べて、同規模の蓄電設備を備えたシステム全体の小型軽量化を図ることができる。
In the solar power generation system according to the thirteenth embodiment, as described above, by providing the
なお、家庭用の太陽光発電システムに、リチウムイオン二次電池を用いる場合には、特に安全性を高くする必要がある。そのため、正極に使用する活物質は、充電時の熱安定性が高い、オリビン型構造の一般式LixMPO4(Mは、一種以上の遷移金属)で表される種々の化合物を用いるのが好ましい。特に、リン酸鉄リチウムは電解液の分解が少なく安全性が高いため好ましい。 In addition, when using a lithium ion secondary battery for a domestic | home-use solar power generation system, it is necessary to make safety high especially. Therefore, as the active material used for the positive electrode, various compounds represented by the general formula Li x MPO 4 (M is one or more transition metals) having an olivine structure and high thermal stability during charging are used. preferable. In particular, lithium iron phosphate is preferable because it is less decomposed and has high safety.
(第14実施形態)
図63は、本発明の第14実施形態による風力発電システムの概略図である。次に、図63を参照して、本発明の第14実施形態による風力発電システムについて説明する。
(14th Embodiment)
FIG. 63 is a schematic diagram of a wind power generation system according to a fourteenth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 63, the wind power generation system by 14th Embodiment of this invention is demonstrated.
この第14実施形態による風力発電システムは、図63に示すように、発電機能を有する風車2000と、風車2000によって発電された電力を貯蔵する電力貯蔵用の蓄電池(二次電池)2100とを備えている。また、第14実施形態では、電力貯蔵用の蓄電池2100に、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池と同様の二次電池が用いられている。なお、風車2000の設置数n(nは、0を含む自然数)は、任意数に設定することができる。
As shown in FIG. 63, the wind power generation system according to the fourteenth embodiment includes a
また、電量貯蔵用の蓄電池2100は、1つ、または、複数のリチウムイオン二次電池から構成されており、風車2000の発電能力に応じて、その数を任意数に設定することができる。蓄電池2100が複数接続されている場合に、その接続方法は、直列接続であってもよいし、並列接続であってもよい。また、直列接続と並列接続とを混在させた構成であってもよい。蓄電池2100の接続手段としては、任意の手段を用いることができる。
Further, the storage battery 2100 for storing electric energy is composed of one or a plurality of lithium ion secondary batteries, and the number thereof can be set to an arbitrary number according to the power generation capability of the
また、上記風車2000は、トランス(変圧器)2200を介して制御装置2300に接続されている。この制御装置2300は、蓄電池2100、インバータ2400および系統連携保護装置2500に接続されている。制御装置2300と接続された蓄電池2100は、系統連携保護装置2500およびインバータ2400にも接続されている。さらに、系統連携保護装置2500は、インバータ2400にも接続されている。なお、風車2000とトランス2200との間には、抵抗器2600が接続されている。
The
上記のように構成された風力発電システムでは、風車2000によって発生した電力がトランス2200によって変圧された後、制御装置2300によって、電力の供給先が、蓄電池2100、インバータ2400および系統連携保護装置2500に振り分けられる。蓄電池2100に電力が供給されると、供給された電力によって蓄電池2100が充電される。一方、系統連携保護装置2500に電力が供給されると、系統連携保護装置2500から電力系統2700に電力が送られる。また、インバータ2400に電力が供給されると、このインバータ2400を介して、電力利用機器2800に電力が供給される。また、たとえば、風車2000からの電力供給が停止している場合などには、蓄電池2100によって、系統連携保護装置2500およびインバータ2400に電力が供給される。そして、供給された電力は、系統連携保護装置2500およびインバータ2400を介して、それぞれ、電力系統2700および電力利用機器2800に電力が供給される。
In the wind power generation system configured as described above, after the electric power generated by the
第14実施形態による風力発電システムでは、上記のように、電力貯蔵用の蓄電池2100に、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池を用いることによって、蓄電設備の長寿命化を実現することができるので、風力発電システム全体の低コスト化を図ることができる。加えて、蓄電池2100にリチウムイオン二次電池を用いることによって、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池などのリチウムイオン二次電池以外の電池を用いた場合と比べて、同規模の蓄電設備を備えたシステム全体の小型軽量化を図ることができる。 In the wind power generation system according to the fourteenth embodiment, as described above, the use of the lithium ion secondary battery shown in the first to twelfth embodiments as the storage battery 2100 for power storage extends the life of the power storage equipment. Therefore, the cost of the entire wind power generation system can be reduced. In addition, by using a lithium ion secondary battery for the storage battery 2100, the storage battery 2100 is equipped with power storage equipment of the same scale as compared to the case of using a battery other than a lithium ion secondary battery such as a lead storage battery or a nickel hydride secondary battery. The entire system can be reduced in size and weight.
(第15実施形態)
図64は、本発明の第15実施形態による電動自転車の概略図である。次に、図64を参照して、本発明の第15実施形態による電動自転車(車両)について説明する。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 64 is a schematic view of an electric bicycle according to a fifteenth embodiment of the present invention. Next, an electric bicycle (vehicle) according to a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この第15実施形態による電動自転車は、電動モータにより駆動力をアシストする駆動補助機付自転車であり、図64に示すように、電動モータに電力を供給するための蓄電池3000が搭載されている。この蓄電池3000には、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池と同様の二次電池が用いられている。
The electric bicycle according to the fifteenth embodiment is a bicycle with a drive assisting device that assists the driving force with an electric motor, and is equipped with a
第15実施形態による電動自転車では、上記のように、電動モータに電力を供給するための蓄電池3000に、ニッケル水素二次電池などに比べてよりエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池を用いることによって、蓄電池3000の小型軽量化を図ることができる。これにより、自転車全体の軽量化を図ることができるので、自転車の操作性を向上させることができる。加えて、蓄電池3000の小型化により、自転車におけるデザイン自由度を向上させることができる。
In the electric bicycle according to the fifteenth embodiment, as described above, the
(第16実施形態)
図65は、本発明の第16実施形態による電気鉄道車両の概略図である。次に、図65を参照して、本発明の第16実施形態による電気鉄道車両について説明する。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 65 is a schematic diagram of an electric railway vehicle according to a sixteenth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 65, an electric railway vehicle according to a sixteenth embodiment of the present invention will be described.
この第16実施形態による電気鉄道車両は、図65に示すように、動力源としての電動モータに電力を供給するための蓄電池4000が搭載されている。この蓄電池4000には、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池と同様の二次電池が用いられている。そして、送電架線からの電力供給がない場合に、蓄電池4000の放電によって電動モータに電力が供給される。
As shown in FIG. 65, the electric railway vehicle according to the sixteenth embodiment is equipped with a
また、この蓄電池4000からの電力は、電動モータの駆動以外に、車両内の空調機器や照明機器などの電気機器を作動させる際にも用いられる。
The electric power from the
このように、第16実施形態による電気鉄道車両では、電動モータに電力を供給するための蓄電池4000を搭載することによって、送電架線からの電力供給がない場所でも走行することができる。このため、地理的および経済的に送電架線を設置することが困難なために、ディーゼルなどの内燃動力車が用いられている区間においても、電気鉄道車両を走行させることが可能となる。このため、内燃動力車に代えて、電気鉄道車両を走行させることにより、二酸化炭素の排出量を低減することができる。したがって、上記のように構成することにより、環境負荷の少ない輸送手段を提供することができる。
Thus, in the electric railway vehicle according to the sixteenth embodiment, by mounting the
なお、現状の鉄道運行システムでは、電力の一括制御を行っているため停電などのトラブルの際には、鉄道車両が止まり、乗客は車両内に取り残される。この時、空調機器の作動のために電力が取れない場合には、車両内温度が高まり、乗客のストレスが増加する。しかしながら、上記蓄電池4000を車両に搭載することによって、電力供給が停止した場合にも、蓄電池4000の電力を用いて通常通りに電気機器を作動させることができる。
In the current railway operation system, since the power is collectively controlled, in the event of a power failure or the like, the railway vehicle stops and passengers are left behind in the vehicle. At this time, when power cannot be obtained due to the operation of the air conditioner, the temperature inside the vehicle increases and passenger stress increases. However, by mounting the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第12実施形態では、積層型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、巻回型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用してもよい。 For example, in the first to twelfth embodiments, an example in which the present invention is applied to a stacked lithium ion secondary battery has been described. However, the present invention is not limited to this, and a wound lithium ion secondary battery is used. The present invention may be applied.
また、上記第1〜第12実施形態では、二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池(非水電解質二次電池)に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、リチウムイオン二次電池以外の非水電解質二次電池に本発明を適用してもよい。また、非水電解質二次電池以外の二次電池に本発明を適用してもよい。さらに、今後開発される二次電池においても、本発明を適用することができる。 Moreover, in the said 1st-12th embodiment, although the example which applied this invention to the lithium ion secondary battery (nonaqueous electrolyte secondary battery) which is an example of a secondary battery was shown, this invention is not limited to this. First, the present invention may be applied to nonaqueous electrolyte secondary batteries other than lithium ion secondary batteries. Moreover, you may apply this invention to secondary batteries other than a nonaqueous electrolyte secondary battery. Furthermore, the present invention can also be applied to secondary batteries that will be developed in the future.
また、上記第1〜第12実施形態では、封口板に、補充用の非水電解液を貯めておく空間部を有する凸部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、外装缶の底面に、補充用の非水電解液を貯めておく空間部を有する凸部を形成してもよい。この場合、封口板の剛性を高めるために、封口板にリブや凸部を形成するのが好ましい。また、封口板および外装缶の底面の両方に、補充用の非水電解液を貯めておく空間部を有する凸部を形成してもよい。ただし、封口板に、補充用の非水電解液を貯めておく空間部を有する凸部を形成すれば、封口板の剛性向上の効果と、寿命特性向上の効果とが同時に得られるため好ましい。 Further, in the first to twelfth embodiments, the example in which the convex portion having the space for storing the nonaqueous electrolyte for replenishment is formed on the sealing plate, but the present invention is not limited thereto, You may form the convex part which has the space part which stores the nonaqueous electrolyte for replenishment in the bottom face of an exterior can. In this case, in order to increase the rigidity of the sealing plate, it is preferable to form ribs or protrusions on the sealing plate. Moreover, you may form the convex part which has the space part which stores the nonaqueous electrolyte for replenishment in both the sealing board and the bottom face of an exterior can. However, it is preferable to form a convex portion having a space for storing a nonaqueous electrolyte for replenishment on the sealing plate, since the effect of improving the rigidity of the sealing plate and the effect of improving the life characteristics can be obtained at the same time.
なお、上記第1〜第12実施形態において、凸部の形状、大きさ、深さなどは適宜変更することができる。また、上記第1〜第12実施形態の凸部の構成を適宜組み合わせることもできる。さらに、外装容器(封口板、外装缶)の大きさや形状等についても種々変更することができる。 In the first to twelfth embodiments, the shape, size, depth, and the like of the convex portion can be changed as appropriate. Moreover, the structure of the convex part of the said 1st-12th embodiment can also be combined suitably. Furthermore, various changes can be made to the size and shape of the outer container (sealing plate, outer can).
また、上記第1〜第12実施形態では、封口板の第1板状部材に第2板状部材を溶接することにより、第1板状部材の凹部の開口部分を第2板状部材で塞ぐように構成した例を示したが、第1板状部材の凹部の開口部分を塞ぐことが可能に構成されていれば、上記以外の構成であってもよい。たとえば、第2板状部材に代えて、シート状の部材を接着剤などで貼り合わせることにより、このシート状の部材で第1板状部材の開口部分を塞ぐようにしてもよい。 In the first to twelfth embodiments, the second plate member is welded to the first plate member of the sealing plate, so that the opening of the concave portion of the first plate member is closed with the second plate member. Although the example comprised in this way was shown, if it is comprised so that the opening part of the recessed part of a 1st plate-shaped member can be plugged up, the structure of those other than the above may be sufficient. For example, instead of the second plate-like member, a sheet-like member may be bonded with an adhesive or the like so that the opening portion of the first plate-like member is closed with this sheet-like member.
また、上記第1〜第12実施形態では、樹脂材料からなる封止部材(封止樹脂)で凸部の孔部を封止した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ネジによって孔部を封止するようにしてもよい。すなわち、漏出部をネジによって構成してもよい。具体的には、図66および図67に示すように、第1板状部材70の凸部の部分に、たとえば、M2のネジ穴5100を形成し、このネジ穴5100をネジ5200で封止する。なお、M2ネジは、ISOメートルネジに準拠するネジを意味する。この場合、ネジ5200のピッチは、ネジ5200とネジ穴5100との間(雄ネジと雌ネジとの間の隙間)から非水電解液LQが徐々に流れる(漏れる)ように構成されていればよい。具体的なネジピッチは、製品の寿命設計に合わせて選択することができ、たとえば、ピッチ0.4などにすることができる。また、ネジ穴5100を封止するネジ5200にO−リング5300(図66参照)やシール材5400(図67参照)を挿入することにより、気密を保つように構成されているのが好ましい。なお、上記O−リング5300は、有機電解液に耐える材料、たとえば、SBR、EPDM、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素樹脂含有ゴムなどから構成されているのが好ましい。また、上記シール材5400は、有機電解液に耐える材料、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、PPとPEとの共重合体、SBR、EPDM、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素樹脂含有ゴム、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製テフロンシールテープ(テフロン:登録商標)などから構成されているのが好ましい。また、漏出部を構成するネジにおいても、O−リング、シール材、封止部材に用いることが可能な樹脂と同様の樹脂から構成してもよい。さらに、上記ネジ5200は、外装容器の内部圧力上昇によって、補充用の非水電解液LQが電極群側に供給される(漏れる)ようなトルクで締め付けられているのが好ましい。また、封止部材としてネジ5200を用いた場合、たとえば、以下のようにして封口板を組み立てることができる。凸部のネジ穴5100をネジ5200で封止した後、予め注液孔が設けられた第2板状部材を第1板状部材に溶接する。次に、第2板状部材の注液孔から補充用の非水電解液LQを注液する。その後、第2板状部材の注液孔を封止する。これにより、補充用の非水電解液LQを備えた封口板が構成される。
Moreover, in the said 1st-12th embodiment, although the example which sealed the hole of the convex part with the sealing member (sealing resin) which consists of resin materials was shown, this invention is not restricted to this, For example, You may make it seal a hole with a screw | thread. That is, the leaking part may be constituted by a screw. Specifically, as shown in FIGS. 66 and 67, for example, an
また、上記第1〜第12実施形態では、封口板の凸部(凹部、空間部)に、補充用の非水電解液を電極群側に供給するための孔部を1つ形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、封口板の凸部(凹部、空間部)に複数の上記孔部を形成してもよい。 Moreover, in the said 1st-12th embodiment, the example which formed one hole for supplying the nonaqueous electrolyte for replenishment to the electrode group side in the convex part (concave part, space part) of a sealing board is formed. Although shown, this invention is not restricted to this, You may form several said hole part in the convex part (concave part, space part) of a sealing board.
また、上記第1〜第12実施形態では、凸部の形成によって設けられる凹部の側面に上記孔部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、凹部の底面に上記孔部を形成してもよい。また、側面および底面の両方に孔部を形成してもよい。 Moreover, in the said 1st-12th embodiment, although the example which formed the said hole in the side surface of the recessed part provided by formation of a convex part was shown, this invention is not restricted to this, The said hole is formed in the bottom face of a recessed part. May be formed. Moreover, you may form a hole in both a side surface and a bottom face.
なお、上記第1〜第12実施形態において、封口板の第2板状部材に、補充用の非水電解液を注液するための注液孔を形成してもよい。 In the first to twelfth embodiments, a liquid injection hole for injecting a nonaqueous electrolyte for replenishment may be formed in the second plate member of the sealing plate.
また、上記第1〜第12実施形態において、補充用の非水電解液が孔部(漏出部)に向かって流れるように、空間部の底面(凹部の底面)を傾斜面にしてもよい。 Moreover, in the said 1st-12th embodiment, you may make the bottom face (bottom surface of a recessed part) into an inclined surface so that the nonaqueous electrolyte for replenishment may flow toward a hole (leakage part).
また、上記第1〜第12実施形態では、外装缶における短辺方向の一方側の側壁部に、非水電解液を注液するための注液孔を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記注液孔は、電極群が収納されている空間に非水電解液を注液することが可能な位置であれば、上記以外の位置に形成してもよい。たとえば、図68に示すように、外装缶60における長辺方向(X方向)の一方側の側壁部62に、上記注液孔65を形成してもよい。なお、図68では、注液孔65の近傍に安全弁66を設けた例を示したが、安全弁66の位置は、図68で示した位置以外の位置であってもよい。
Moreover, although the said 1st-12th embodiment showed the example which formed the injection hole for inject | pouring a nonaqueous electrolyte in the side wall part of the short side direction in an exterior can. However, the liquid injection hole may be formed at a position other than the above as long as the nonaqueous electrolyte can be injected into the space in which the electrode group is accommodated. For example, as shown in FIG. 68, the
また、上記実施形態では、封口板に凸部を形成することにより、封口板と電極群との間に隙間部が形成されるので、封口板の溶接後に注液孔から非水電解液を注液する際に、この隙間部を介して、非水電解液を注液孔とは異なる側に流すことができる。たとえば、第1実施形態の構成を例にすると、図26に示したように、凸部71の形成により、封口板90と電極群50との間に隙間部100aが形成される。このため、たとえば、図68で示した位置に注液孔65が形成されている場合において、非水電解液の注液時に、図69に示すように、リチウムイオン二次電池を傾けることにより、注液孔65から注液された非水電解液が上記隙間部100aを通って注液孔65の反対側に流れる。そのため、注液した非水電解液を、注液孔65が形成されている側と反対側から、電極群50に染み込ませることが可能となる。これにより、非水電解液の染み込みを良好することができる。なお、第1実施形態以外の他の実施形態においても、上記と同様に、非水電解液の染み込みを良好することができる。
Further, in the above embodiment, since the gap is formed between the sealing plate and the electrode group by forming the convex portion on the sealing plate, the nonaqueous electrolytic solution is poured from the liquid injection hole after the sealing plate is welded. When the liquid is poured, the non-aqueous electrolyte can be flowed to the side different from the liquid injection hole through the gap. For example, taking the configuration of the first embodiment as an example, the
また、上記第1〜第12実施形態では、集電体の両面に活物質層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、集電体の片面にのみ活物質層を形成してもよい。また、集電体の片面にのみ活物質層を形成した電極(正極、負極)を電極群の一部に含むように構成してもよい。 In the first to twelfth embodiments, the active material layer is formed on both sides of the current collector. However, the present invention is not limited to this, and the active material layer is formed only on one side of the current collector. May be. Moreover, you may comprise so that the electrode (positive electrode, negative electrode) which formed the active material layer only in the single side | surface of a collector may be included in a part of electrode group.
また、上記第1〜第12実施形態では、正極の集電体露出部と負極の集電体露出部とが互いに反対側に位置するように正極および負極を配した例を示したが、本発明はこれに限らず、正極の集電体露出部と負極の集電体露出部とが同じ側に位置するように正極および負極を配してもよい。 In the first to twelfth embodiments, the positive electrode and the negative electrode are disposed so that the positive electrode collector exposed portion and the negative electrode collector exposed portion are located on opposite sides. The invention is not limited to this, and the positive electrode and the negative electrode may be arranged so that the current collector exposed portion of the positive electrode and the current collector exposed portion of the negative electrode are located on the same side.
また、上記第1〜第12実施形態では、集電体の一端に集電体露出部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記集電体露出部は、たとえば、集電体の両端に形成してもよい。また、このような構成以外の構成にしてもよい。 Moreover, in the said 1st-12th embodiment, although the example which formed the electrical power collector exposure part in the end of an electrical power collector was shown, this invention is not restricted to this, The said electrical power collector exposure part is, for example, You may form in the both ends of a collector. Further, a configuration other than such a configuration may be used.
また、上記第1〜第12実施形態では、2つの電極端子(正極端子、負極端子)を、外装缶における長辺側の側壁部に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、電極端子の形成位置は、上記以外の位置であってもよい。たとえば、図70に示した位置に電極端子64を形成してもよいし、図71に示した位置に電極端子64を形成してもよい。
Moreover, although the said 1st-12th embodiment showed the example which formed two electrode terminals (a positive electrode terminal, a negative electrode terminal) in the side wall part of the long side in an armored can, this invention is not limited to this. The electrode terminal may be formed at a position other than the above. For example, the
また、上記実施形態において、封口板に凸部(空間部)が複数形成されている場合に、各空間部に貯液された補充用の非水電解液が、異なる供給速度(漏洩速度)で電極群側に供給される(漏洩する)ように構成することもできる。たとえば、凸部(空間部)の孔部を封止する封止部材としてネジを用いる場合、ネジピッチなどを変えることにより、各空間部からの非水電解液の供給速度(漏洩速度)を変えることができる。具体的には、ピッチの大きいネジを用いたり、公差位置Gの雌ねじと公差位置e(>f>g)の雄ねじとを組み合わせたりすることによって、非水電解液の供給開始時間(漏洩開始時間)を短くすることができる。なお、ここで言う公差位置とは、JIS B0209−1で説明されているように、基準寸法に対する寸法許容差を表す。また、凸部(空間部)の孔部を封止する封止部材に樹脂材料を用いる場合、樹脂材料の使用量を変えることにより、各空間部からの非水電解液の供給速度(漏洩速度)を変えることができる。たとえば、孔部を覆う封止樹脂量を少なくすることによって、非水電解液の供給開始時間(漏洩開始時間)を短くすることができる。このように、各空間部からの非水電解液の供給速度(漏洩速度)を変えることにより、製品の寿命設計を容易に行うことが可能となる。 Moreover, in the said embodiment, when the convex part (space part) is formed in multiple numbers in the sealing board, the nonaqueous electrolyte solution for replenishment stored in each space part has different supply speed (leakage speed). It can also be configured to be supplied (leaked) to the electrode group side. For example, when a screw is used as a sealing member for sealing the hole of the convex portion (space portion), the supply rate (leakage rate) of the non-aqueous electrolyte from each space portion is changed by changing the screw pitch or the like. Can do. Specifically, the supply start time (leakage start time) of the non-aqueous electrolyte is obtained by using a screw with a large pitch or by combining a female screw at the tolerance position G and a male screw at the tolerance position e (> f> g). ) Can be shortened. In addition, the tolerance position said here represents the dimensional tolerance with respect to a reference | standard dimension, as demonstrated by JISB0209-1. In addition, when a resin material is used for the sealing member that seals the hole of the convex part (space part), the supply rate (leakage rate) of the non-aqueous electrolyte from each space part can be changed by changing the amount of resin material used. ) Can be changed. For example, the supply start time (leakage start time) of the non-aqueous electrolyte can be shortened by reducing the amount of sealing resin covering the hole. In this way, it is possible to easily design the product life by changing the supply rate (leakage rate) of the non-aqueous electrolyte from each space.
また、上記第1、第2および第9〜第12実施形態では、凹部の一方端部側の側面(長辺方向の一方端部側の側面)に孔部(補充用の非水電解液を電極群側に供給するための孔部)を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、凹部の両端部側の側面(長辺方向の両端部側の側面)にそれぞれ孔部を形成してもよい。このように構成すれば、電極群の両端部に補充用の非水電解液を供給することができるので、非水電解液の染み込みを良好することができる。なお、上記孔部は、上記以外の側面(たとえば、短辺方向の側面)に形成してもよい。 In the first, second, and ninth to twelfth embodiments, a hole (replenishment non-aqueous electrolyte is added to the side surface on the one end side of the recess (the side surface on the one end side in the long side direction). Although the example which formed the hole part for supplying to the electrode group side was shown, this invention is not restricted to this, A hole part is provided in the side surface (side surface of the both ends part of a long side direction) at the both ends part side of a recessed part, respectively May be formed. If comprised in this way, since the nonaqueous electrolyte for replenishment can be supplied to the both ends of an electrode group, the permeation of a nonaqueous electrolyte can be made favorable. In addition, you may form the said hole in side surfaces other than the above (for example, side surface of a short side direction).
また、上記第1〜第12実施形態で示したリチウムイオン二次電池は、太陽光発電システム、風力発電システム、電動自転車および電気鉄道車両以外に、ハイブリッド自動車(HEV)や電気自動車(EV)用の蓄電池として用いることもできる。 Moreover, the lithium ion secondary battery shown in the first to twelfth embodiments is for a hybrid vehicle (HEV) or an electric vehicle (EV), in addition to a solar power generation system, a wind power generation system, an electric bicycle, and an electric railway vehicle. It can also be used as a storage battery.
10 正極
11 正極集電体
11a 集電体露出部
12 正極活物質層
20 負極
21 負極集電体
21a 集電体露出部
22 負極活物質層
30 セパレータ
50 電極群
50a 積層体
60 外装缶(収納容器)
64 電極端子
65 注液孔
66 安全弁
67 折り返し部
70 第1板状部材
70a 短辺
70b 長辺
71、271、371、471、571、
671、771、871、971、1071、1271 凸部
71a、271a、371a 角部
72、272、372、572、772、
1072、1272 凹部
73、273、373、473、573、
673、773、873、1273 空間部
74 孔部
75 封止部材
80 第2板状部材
90 封口板(封口体)
100 外装容器
1500 太陽電池
1600、2100、3000、4000 蓄電池
1700 制御システム
1710、2400 インバータ
1720 直流利用機器
1730 交流利用機器
2000 風車
2200 トランス
2300 制御装置
2500 系統連携保護装置
2600 抵抗器
2700 電力系統
2800 電力利用機器
DESCRIPTION OF
64
671, 771, 871, 971, 1071, 1271
1072, 1272
673, 773, 873, 1273
DESCRIPTION OF
Claims (23)
前記電極群を電解液とともに封入する外装容器と、
前記外装容器に設けられ、前記電極群側に突出するとともに、前記電極群側とは反対の面側に補充用の電解液が配される空間部を有する凸部とを備え、
前記外装容器は、前記電極群を収納する収納容器と、前記収納容器を封口する封口体とを含み、
前記凸部は、前記空間部に配された前記補充用の電解液を前記電極群側に漏れ出させる漏出部を含むとともに、前記封口体および前記収納容器を構成する面のうちの最も大きい面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする、二次電池。 An electrode group including a positive electrode and a negative electrode arranged to face the positive electrode;
An outer container enclosing the electrode group together with an electrolyte solution;
Provided in the exterior container, and protruding to the electrode group side, and provided with a convex portion having a space portion in which a replenishing electrolyte is disposed on the surface side opposite to the electrode group side,
The exterior container includes a storage container that stores the electrode group, and a sealing body that seals the storage container,
The convex portion includes a leaking portion for leaking the replenishing electrolyte solution disposed in the space portion to the electrode group side, and is the largest surface among the surfaces constituting the sealing body and the storage container. A secondary battery, characterized by being provided on at least one of the above.
前記凸部に設けられた孔部と、
前記孔部を封止するとともに、前記空間部の電解液を前記電極群側に漏洩させる封止部材とを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の二次電池。 The leakage portion is
A hole provided in the convex portion;
The secondary battery according to claim 1, further comprising: a sealing member that seals the hole and leaks the electrolytic solution in the space to the electrode group side.
前記凸部は、長辺方向に延びるように形成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二次電池。 The surface on which the convex portion in the outer container is provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view,
The secondary battery according to claim 1, wherein the convex portion is formed to extend in a long side direction.
前記凸部は、長辺方向と交差する方向に延びるように形成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二次電池。 The surface on which the convex portion in the outer container is provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view,
The secondary battery according to claim 1, wherein the convex portion is formed to extend in a direction intersecting the long side direction.
前記凸部は、略菱形形状に構成されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二次電池。 The surface on which the convex portion in the outer container is provided is formed in a substantially rectangular shape including a long side and a short side when seen in a plan view.
The secondary battery according to claim 1, wherein the convex portion has a substantially rhombus shape.
前記複数の凸部の各々に、前記漏出部が形成されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の二次電池。 A plurality of the convex portions are formed,
The secondary battery according to claim 1, wherein the leakage portion is formed in each of the plurality of convex portions.
前記複数の凸部の少なくとも一部は、長辺方向に延びるように形成されていることを特徴とする、請求項12に記載の二次電池。 The surface on which the convex portion in the outer container is provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view,
The secondary battery according to claim 12, wherein at least some of the plurality of convex portions are formed to extend in a long side direction.
前記複数の凸部の少なくとも一部は、長辺方向と交差する方向に延びるように形成されていることを特徴とする、請求項12または13に記載の二次電池。 The surface on which the convex portion in the outer container is provided is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view,
14. The secondary battery according to claim 12, wherein at least a part of the plurality of convex portions is formed to extend in a direction intersecting the long side direction.
前記正極、前記セパレータおよび前記負極が順次積層されることによって前記電極群が積層構造に構成されていることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1項に記載の二次電池。 A separator disposed between the positive electrode and the negative electrode;
The secondary battery according to any one of claims 1 to 18, wherein the electrode group is configured in a stacked structure by sequentially stacking the positive electrode, the separator, and the negative electrode.
前記正極および前記負極が、前記底面部と対向するように、前記収納容器内に収納されていることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか1項に記載の二次電池。 The surface of the storage container having the largest area is the bottom surface,
The secondary battery according to any one of claims 1 to 19, wherein the positive electrode and the negative electrode are accommodated in the storage container so as to face the bottom surface portion.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010108602A JP5603649B2 (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Secondary battery and solar power generation system, wind power generation system, and vehicle equipped with the secondary battery |
CN201110039410.3A CN102163735B (en) | 2010-02-15 | 2011-02-15 | Secondary battery, solar power system, wind generator system and vehicle and manufacture method of secondary battery |
CN201410047347.1A CN103824977A (en) | 2010-02-15 | 2011-02-15 | Secondary battery and electric or electrical device of utilizing secondary battery as power source |
US13/027,631 US8652668B2 (en) | 2010-02-15 | 2011-02-15 | Secondary battery; solar power generation system, wind power generation system, and vehicle provided therewith; and method for fabrication of a secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010108602A JP5603649B2 (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Secondary battery and solar power generation system, wind power generation system, and vehicle equipped with the secondary battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011238456A true JP2011238456A (en) | 2011-11-24 |
JP5603649B2 JP5603649B2 (en) | 2014-10-08 |
Family
ID=45326225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010108602A Expired - Fee Related JP5603649B2 (en) | 2010-02-15 | 2010-05-10 | Secondary battery and solar power generation system, wind power generation system, and vehicle equipped with the secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5603649B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013118154A (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Toyota Industries Corp | Secondary battery, vehicle, and power storage device |
JP2013246892A (en) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Sharp Corp | Secondary battery |
CN103988335A (en) * | 2012-02-07 | 2014-08-13 | 株式会社Lg化学 | Manufacturing method for battery cells having novel structure |
JPWO2017081834A1 (en) * | 2015-11-13 | 2018-05-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery member |
JPWO2021106139A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | ||
JP2023507304A (en) * | 2020-06-25 | 2023-02-22 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Pouch-type battery cell that can be replenished with electrolyte |
CN116632387A (en) * | 2023-07-26 | 2023-08-22 | 深圳海辰储能控制技术有限公司 | Electrolyte replenishing device, energy storage device and electric equipment |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4740326Y1 (en) * | 1969-04-03 | 1972-12-06 | ||
JPS4831395Y1 (en) * | 1969-06-10 | 1973-09-26 | ||
JPS4933818B1 (en) * | 1969-01-28 | 1974-09-10 | ||
JPS5012654Y1 (en) * | 1969-09-01 | 1975-04-18 | ||
JPS5215719U (en) * | 1975-07-22 | 1977-02-03 | ||
JPS56122267U (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-17 | ||
JPH07272763A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Sony Corp | Organic electrolytic secondary battery |
JP2000067848A (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Yukio Uemichi | Lead-acid battery |
-
2010
- 2010-05-10 JP JP2010108602A patent/JP5603649B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4933818B1 (en) * | 1969-01-28 | 1974-09-10 | ||
JPS4740326Y1 (en) * | 1969-04-03 | 1972-12-06 | ||
JPS4831395Y1 (en) * | 1969-06-10 | 1973-09-26 | ||
JPS5012654Y1 (en) * | 1969-09-01 | 1975-04-18 | ||
JPS5215719U (en) * | 1975-07-22 | 1977-02-03 | ||
JPS56122267U (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-17 | ||
JPH07272763A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Sony Corp | Organic electrolytic secondary battery |
JP2000067848A (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-03 | Yukio Uemichi | Lead-acid battery |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013118154A (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Toyota Industries Corp | Secondary battery, vehicle, and power storage device |
CN103988335A (en) * | 2012-02-07 | 2014-08-13 | 株式会社Lg化学 | Manufacturing method for battery cells having novel structure |
EP2775551A4 (en) * | 2012-02-07 | 2015-07-08 | Lg Chemical Ltd | Manufacturing method for battery cells having novel structure |
JP2013246892A (en) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Sharp Corp | Secondary battery |
JPWO2017081834A1 (en) * | 2015-11-13 | 2018-05-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery member |
JPWO2021106139A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | ||
JP7277831B2 (en) | 2019-11-28 | 2023-05-19 | 日本電信電話株式会社 | Air battery and detector |
JP2023507304A (en) * | 2020-06-25 | 2023-02-22 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Pouch-type battery cell that can be replenished with electrolyte |
JP7418899B2 (en) | 2020-06-25 | 2024-01-22 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Pouch-type battery cell that allows electrolyte replenishment |
CN116632387A (en) * | 2023-07-26 | 2023-08-22 | 深圳海辰储能控制技术有限公司 | Electrolyte replenishing device, energy storage device and electric equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5603649B2 (en) | 2014-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5543269B2 (en) | Secondary battery | |
US8652668B2 (en) | Secondary battery; solar power generation system, wind power generation system, and vehicle provided therewith; and method for fabrication of a secondary battery | |
JP5693982B2 (en) | Non-aqueous secondary battery | |
CN102646844B (en) | Rechargeable battery | |
JP5541957B2 (en) | Multilayer secondary battery | |
WO2012081368A1 (en) | Non-aqueous secondary battery | |
WO2013008321A1 (en) | Battery module | |
CN102456856B (en) | Secondary battery and assembled battery | |
JP5603649B2 (en) | Secondary battery and solar power generation system, wind power generation system, and vehicle equipped with the secondary battery | |
US11430994B2 (en) | Protective coatings for lithium metal electrodes | |
JP2007048662A (en) | Auxiliary power source device | |
KR101707335B1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5855893B2 (en) | Method for producing non-aqueous lithium storage element | |
JP6062668B2 (en) | Secondary battery and secondary battery module | |
JP5937969B2 (en) | Non-aqueous secondary battery | |
JP2022188177A (en) | Film outer package battery, battery pack, and manufacturing method of the film outer package battery | |
JP2011222128A (en) | Secondary battery | |
KR102083712B1 (en) | Flat-type secondary battery | |
JP5413945B2 (en) | Multilayer laminated nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2013206724A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
WO2013008335A1 (en) | Sulfide-based solid-state battery, moving body provided with sulfide-based solid-state battery, and use method of sulfide-based solid-state battery | |
JP2012174452A (en) | Secondary battery | |
JP2020113487A (en) | Lithium ion secondary battery | |
US10170797B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140528 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20140528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140729 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140822 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5603649 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |