JP2014060062A - Electricity storage element and electrode body - Google Patents
Electricity storage element and electrode body Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014060062A JP2014060062A JP2012204719A JP2012204719A JP2014060062A JP 2014060062 A JP2014060062 A JP 2014060062A JP 2012204719 A JP2012204719 A JP 2012204719A JP 2012204719 A JP2012204719 A JP 2012204719A JP 2014060062 A JP2014060062 A JP 2014060062A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- positive electrode
- material layer
- electrode active
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、正極と、負極と、当該正極と当該負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備える蓄電素子及び電極体に関する。 The present invention relates to a power storage element and an electrode body including an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.
世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、非水電解質二次電池などの蓄電素子を電気自動車の電源として使用することが検討されている。 The shift from gasoline cars to electric cars has become important as a global environmental problem. For this reason, use of electrical storage elements such as nonaqueous electrolyte secondary batteries as a power source for electric vehicles has been studied.
このような蓄電素子においては、正極と、負極と、当該正極と当該負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備えており、当該正極には正極活物質層が形成され、当該負極には負極活物質層が形成されている。そして、当該正極活物質層と当該負極活物質層とがセパレータを挟んで対向した位置に配置されており、蓄電素子の充放電が行われる。 Such a storage element includes an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode, A negative electrode active material layer is formed on the negative electrode. And the said positive electrode active material layer and the said negative electrode active material layer are arrange | positioned in the position which opposes on both sides of the separator, and charging / discharging of an electrical storage element is performed.
ここで、従来、正極及び負極間の電圧とSOC(State Of Charge)との関係を示す電圧特性において、電圧が平坦なプラトー領域を有する蓄電素子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この蓄電素子では、当該プラトー領域において充電が行われる。 Here, conventionally, a storage element having a plateau region where the voltage is flat has been proposed in the voltage characteristics indicating the relationship between the voltage between the positive electrode and the negative electrode and SOC (State Of Charge) (see, for example, Patent Document 1). . In this power storage element, charging is performed in the plateau region.
しかしながら、上記従来の蓄電素子では、過充電が生じるのを防ぐのが困難であるという問題がある。つまり、従来の蓄電素子では、上記のプラトー領域において充電が行われるが、SOCが増加して100%に近づくと、電圧が急激に増加し、過充電が生じる。 However, the conventional power storage device has a problem that it is difficult to prevent overcharging. That is, in the conventional power storage element, charging is performed in the plateau region described above, but when the SOC increases and approaches 100%, the voltage increases rapidly and overcharging occurs.
ここで、この過充電を防ぐためには、当該電圧の増加を検知して、充電量を減少させたり、充電を停止させたりすることが必要である。しかし、従来の蓄電素子では、当該電圧の増加が急激であるため、当該電圧の増加を検知する間もなく、過充電に至ってしまう。このため、従来の蓄電素子では、過充電が生じるのを防ぐのが困難である。 Here, in order to prevent this overcharge, it is necessary to detect an increase in the voltage and reduce the charge amount or stop the charge. However, in the conventional power storage element, the increase in the voltage is abrupt, and thus overcharge occurs without detecting the increase in the voltage. For this reason, it is difficult to prevent overcharge from occurring in the conventional power storage element.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる蓄電素子及び電極体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a storage element and an electrode body that can suppress overcharge even when the voltage rapidly increases during charging. And
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備える蓄電素子であって、前記正極には、第一種類の活物質を含む活物質層である第一正極活物質層と、前記第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含む活物質層である第二正極活物質層とが形成されており、前記第二正極活物質層は、前記負極に形成された負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている。 In order to achieve the above object, a power storage device according to one embodiment of the present invention is a power storage device including an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode includes a first positive electrode active material layer, which is an active material layer containing a first type of active material, and an active material containing a second type of active material having a higher operating potential than the first type of active material. A second positive electrode active material layer as a material layer is formed, and the second positive electrode active material layer is disposed at a position facing a region where the negative electrode active material layer formed on the negative electrode is not disposed. Yes.
これによれば、蓄電素子は、正極に作動電位が異なる2つの活物質層である第一正極活物質層と第二正極活物質層とが形成されており、作動電位が貴の方の第二正極活物質層は、負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている。これにより、まず、蓄電素子の通常の充電時には、作動電位が卑の方の第一正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われる。そして、第一正極活物質層と負極活物質層との間での充電が過充電状態になった場合には電圧が急激に増加するが、当該電圧の増加後に、作動電位が貴の方の第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われることになる。つまり、過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われる際の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。以上により、当該蓄電素子によれば、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる。 According to this, the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer, which are two active material layers having different operating potentials, are formed on the positive electrode. The two positive electrode active material layers are disposed at positions facing the region where the negative electrode active material layer is not disposed. Thereby, first, at the time of normal charge of an electrical storage element, charge is performed between the 1st positive electrode active material layer and negative electrode active material layer whose operating potential is a base. And when the charge between the first positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer becomes an overcharged state, the voltage rapidly increases. Charging is performed between the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. That is, during overcharge, the voltage once suddenly increases, but charging is performed between the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, whereby the increase in the voltage is suppressed. For this reason, by detecting the voltage when charging is performed between the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, it is possible to detect the occurrence of overcharge and suppress the occurrence of overcharge. can do. As described above, according to the power storage element, it is possible to suppress overcharging even when the voltage rapidly increases during charging.
また、前記電極体は、前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されて形成され、前記第二正極活物質層は、前記電極体の巻き始め部分である最内周部、または前記電極体の巻き終わり部分である最外周部に配置されることにしてもよい。 The electrode body is formed by winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator, and the second positive electrode active material layer is an innermost peripheral portion that is a winding start portion of the electrode body, or the electrode You may decide to arrange | position to the outermost periphery part which is a winding end part of a body.
これによれば、蓄電素子は、巻回型の電極体を有しており、第二正極活物質層は、電極体の最内周部または最外周部に配置されるため、正極に第二正極活物質層を容易に塗布することができ、電極体を容易に製造することができる。 According to this, since the electricity storage element has a wound electrode body, and the second positive electrode active material layer is disposed on the innermost or outermost periphery of the electrode body, The positive electrode active material layer can be easily applied, and the electrode body can be easily manufactured.
また、前記正極は、前記第一正極活物質層と前記第二正極活物質層との間に、正極活物質層が形成されていない領域を有していることにしてもよい。 The positive electrode may have a region where no positive electrode active material layer is formed between the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer.
ここで、第一正極活物質層と第二正極活物質層とを間隔を空けずに塗工する場合には、第一正極活物質層の上に第二正極活物質層が重なって塗工される部分が生じるが、この場合、第一正極活物質層と第二正極活物質層との境界線部分の厚み管理が困難であるので、組立後工程に不利となる。つまり、第一正極活物質層と第二正極活物質層とが重なってしまうと、活物質層の厚みが変化する部分が生じ、巻回するときに巻回体の一部で活物質層の厚みが異なってしまうため、巻き上がりの状態が不均一になる。しかし、蓄電素子の正極に、第一正極活物質層と第二正極活物質層とを間を空けて塗工することで、第一正極活物質層と第二正極活物質層とが重なるようなことがなく、巻回するときに活物質層の厚みが異なるのを防ぐことができるため、巻き上がりの状態を均一にすることができる。 Here, when the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer are applied without a gap, the second positive electrode active material layer is overlaid on the first positive electrode active material layer. However, in this case, it is difficult to manage the thickness of the boundary line between the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer, which is disadvantageous for the post-assembly process. That is, when the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer overlap, a portion where the thickness of the active material layer changes is generated, and when wound, a part of the wound body may be part of the active material layer. Since the thickness is different, the rolled-up state becomes non-uniform. However, the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer are overlapped with each other by applying the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer to the positive electrode of the energy storage device with a gap therebetween. Since the thickness of the active material layer can be prevented from being different when winding, the state of winding can be made uniform.
また、前記第二正極活物質層は、前記正極の内周面のみに形成されていることにしてもよい。 The second positive electrode active material layer may be formed only on the inner peripheral surface of the positive electrode.
これによれば、蓄電素子の正極の内周面のみに第二正極活物質層を塗布すればよいため、第二正極活物質層を容易に塗布することができ、電極体を容易に製造することができる。また、正極の両面に第二正極活物質層を塗布するよりも、材料コストを低減することができる。 According to this, since it is sufficient to apply the second positive electrode active material layer only to the inner peripheral surface of the positive electrode of the energy storage device, the second positive electrode active material layer can be easily applied, and the electrode body is easily manufactured. be able to. Moreover, material cost can be reduced rather than apply | coating a 2nd positive electrode active material layer on both surfaces of a positive electrode.
また、前記第一種類の活物質は、前記正極及び前記負極間の電圧とSOCとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部と、前記第一安定部から電圧が急激に増加する急峻部とを形成し、前記第二種類の活物質は、当該電圧特性において、前記急峻部に接続され、電圧が平坦または前記急峻部よりも緩やかに増加する第二安定部を形成することにしてもよい。 In addition, the first type of active material includes a first stable portion in which a voltage is flat or gradually increased in a voltage characteristic indicating a relationship between the voltage between the positive electrode and the negative electrode and SOC, and the first stable portion. The second type of active material is connected to the steep part in the voltage characteristics, and the voltage is flat or increases more slowly than the steep part. A part may be formed.
これによれば、電圧特性において、第一正極活物質層によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態から急激に増加し、その後、第二正極活物質層によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態になる。つまり、第一正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われた後の過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層によって平坦または緩やかに増加した状態の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。 According to this, in the voltage characteristics, the voltage is rapidly increased from a state where the voltage is flat or gently increased by the first positive electrode active material layer, and then the voltage is flatly or gently increased by the second positive electrode active material layer. It becomes a state. In other words, during overcharging after charging between the first positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, the voltage once increases rapidly, but the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer The increase in the voltage is suppressed by charging between the two. For this reason, it can detect that overcharge arises by detecting the voltage of the state which increased flatly or gently by the 2nd positive electrode active material layer, and can control that overcharge arises.
また、前記第一種類の活物質は、オリビン構造を有する化合物であり、前記第二種類の活物質は、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物であることにしてもよい。 The first type of active material may be a compound having an olivine structure, and the second type of active material may be a complex oxide containing at least one of manganese, cobalt, and nickel.
これによれば、第一種類の活物質は、例えばリン酸鉄リチウムのようなオリビン構造を有する化合物であり、第二種類の活物質は、例えばマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはコバルト酸リチウムなどのマンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物である。このように第一種類の活物質と第二種類の活物質とを適切に選定することで、第一正極活物質層よりも第二正極活物質層の作動電位を貴にすることができ、過充電が生じるのを抑制することができる。 According to this, the first type of active material is a compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate, and the second type of active material is, for example, lithium manganate, lithium nickelate or lithium cobaltate A composite oxide containing at least one of manganese, cobalt and nickel. Thus, by appropriately selecting the first type active material and the second type active material, the working potential of the second positive electrode active material layer can be made noble than the first positive electrode active material layer, It is possible to suppress the occurrence of overcharge.
なお、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極体としても実現することができる。 Note that the present invention can be realized not only as such a power storage element but also as an electrode body included in the power storage element.
本発明に係る蓄電素子によれば、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる。 According to the electricity storage device of the present invention, it is possible to suppress overcharging even when the voltage rapidly increases during charging.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.
(実施の形態)
まず、蓄電素子10の構成について、説明する。
(Embodiment)
First, the configuration of the
図1は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10の外観を模式的に示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10の容器内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。図3は、本発明の実施の形態に係る電極体400の外観を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an external appearance of a
蓄電素子10は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。
The
図1に示すように、蓄電素子10は、容器100と、正極端子200と、負極端子300とを備えている。また、図2に示すように、容器100内方には、正極集電体120と、負極集電体130と、電極体400とが収容されている。
As shown in FIG. 1, the
なお、蓄電素子10の容器100の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。また、蓄電素子10は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
Note that a liquid such as an electrolytic solution is sealed inside the
容器100は、金属からなる矩形筒状で底を備える本体111と、本体111の開口を閉塞する金属製の板状部材である蓋体110とで構成されている。また、容器100は、電極体400等を内部に収容後、蓋体110と本体111とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。
The
電極体400は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。電極体400の詳細な構成については、後述する。
The
そして、図3に示すように、電極体400は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻き回されて形成されている。なお、同図では、電極体400の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。
And as shown in FIG. 3, the
図2に戻り、正極端子200は、電極体400の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子300は、電極体400の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子200及び負極端子300は、電極体400に蓄えられている電気を蓄電素子10の外部空間に導出し、また、電極体400に電気を蓄えるために蓄電素子10の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子200及び負極端子300は、電極体400の上方に配置された蓋体110に取り付けられている。
Returning to FIG. 2, the
正極集電体120は、電極体400の正極と容器100の本体111の側壁との間に配置され、正極端子200と電極体400の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体120は、電極体400の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。
The positive electrode
負極集電体130は、電極体400の負極と容器100の本体111の側壁との間に配置され、負極端子300と電極体400の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体130は、電極体400の負極基材層と同様、銅または銅合金で形成されている。
The negative electrode
具体的には、正極集電体120及び負極集電体130は、本体111の側壁から蓋体110に亘って当該側壁及び蓋体110に沿って屈曲状態で配置される金属製の板状部材である。また、正極集電体120及び負極集電体130は、蓋体110に固定的に接続されており、電極体400の正極及び負極にそれぞれ溶接などによって固定的に接続されている。これにより、電極体400は、容器100の内部において、正極集電体120及び負極集電体130により、蓋体110から吊り下げられた状態で保持される。
Specifically, the positive electrode
次に、電極体400の構成について、詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図4及び図5は、本発明の実施の形態に係る電極体400の構成を示す断面図である。具体的には、図4は、図3に示された電極体400をA−A断面で切断した場合の断面を示す図であり、図5は、図4に示された電極体400のBの部分を拡大して示す図である。
4 and 5 are cross-sectional views showing the configuration of the
また、図6は、本発明の実施の形態に係る電極体400の最外周部の構成を示す図である。具体的には、同図は、図3に示した電極体400の巻回状態を一部展開した図である。なお、同図では、説明の便宜のため、セパレータは省略して図示している。
Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the structure of the outermost periphery part of the
これらの図に示すように、電極体400は、正極410と負極420と2つのセパレータ431、432とが巻回されて形成されている。具体的には、電極体400は、上方(図5のZ軸プラス方向)からセパレータ431、正極410、セパレータ432、負極420の順に積層されて配置されるように、正極410と負極420との間にセパレータ431、432が配置されて形成されている。
As shown in these drawings, the
正極410は、正極基材層411と、第一正極活物質層412と、第二正極活物質層413とを有している。また、負極420は、負極基材層421と、負極活物質層422とを有している。
The
正極基材層411は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる長尺帯状の導電性の集電箔である。負極基材層421は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の集電箔である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Al−Cd合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。
The positive electrode
第一正極活物質層412は、正極基材層411の外側及び内側の両面(図5のZ軸プラス側及びマイナス側の面)に配置される、正極410に形成された活物質層である。具体的には、第一正極活物質層412は、電極体400の最内周から最外周のうち、巻き終わり部分である最外周部(図4〜図6の領域Q1)を除く部分(図4〜図6の領域P1)に配置されている。
The first positive electrode
第二正極活物質層413は、正極基材層411の内側の面(図5のZ軸マイナス側の面)に配置される、正極410に形成された活物質層である。つまり、第二正極活物質層413は、正極410の内周面のみに形成された活物質層である。そして、第二正極活物質層413は、電極体400の巻き終わり部分である最外周部(図4〜図6の領域Q1)に配置されている。
The second positive electrode
なお、第二正極活物質層413は電極体400の巻き終わり部分に配置されていればよく、第二正極活物質層413が配置される領域の大きさ(上記の領域Q1)は、図4〜図6に示される範囲には限定されない。例えば、第二正極活物質層413は、電極体400の最外周の端部のみに配置されていてもよいし、最外周の1周分全部に配置されていてもよいし、最外周のみならず、巻き終わりの複数周に亘って配置されていてもよい。また、第二正極活物質層413のX軸方向の長さも図4〜図6に示される範囲には限定されず、正極基材層411のX軸方向の長さの半分など一部のみに配置されることにしてもかまわない。また、第二正極活物質層413の形状についても、図6に示すような矩形状には限定されず、三角形状や円形状などどのような形状であってもかまわない。
The second positive electrode
また、第二正極活物質層413は、第一正極活物質層412から間隔を空けて間欠塗工されている。つまり、図5に示すように、正極410は、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413との間に、正極活物質層が形成されていない領域である正極活物質層非形成領域414を有している。なお、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413との間隔である正極活物質層非形成領域414の幅(Y軸方向の長さ)は、同図に示す幅には限定されないが、第一正極活物質層412が塗布された正極基材層411上に第二正極活物質層413を塗布しやすい大きさの幅であるのが好ましい。
Further, the second positive electrode
また、第二正極活物質層413は、負極420に形成された負極活物質層422が配置されていない領域である負極活物質層非配置領域423に対向する位置に配置されている。つまり、第二正極活物質層413は、セパレータ432を挟んで、負極活物質層非配置領域423と対向する位置に配置されており、言い換えれば、第二正極活物質層413は、負極活物質層422とは対向しない位置に配置されている。ここで、負極活物質層非配置領域423は、図5に示すように空間であってもよいし、正極410の巻回状態によっては、同図に示す正極端部410aのように空間のない領域であってもよい。なお、第一正極活物質層412は、セパレータ432を挟んで、負極活物質層422と対向する位置に配置されている。
The second positive electrode
このように、セパレータ432の一方の面に第一正極活物質層412が配置されている場合には、セパレータ432の当該一方の面と対応する他方の面には負極活物質層422が配置されているのに対し、セパレータ432の一方の面に第二正極活物質層413が配置されている場合には、セパレータ432の当該一方の面と対応する他方の面には負極活物質層422は配置されていない(負極活物質層非配置領域423が配置されている)。
Thus, when the first positive electrode
なお、第一正極活物質層412は、正極基材層411の外側及び内側の両面に配置されていることには限定されない。例えば、電極体400の最外周の全部または一部については、第一正極活物質層412は、正極基材層411の内側のみに配置されていることにしてもよい。
Note that the first positive electrode
また、第一正極活物質層412は、第一種類の活物質を含有している。また、第二正極活物質層413は、第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含有している。
The first positive electrode
ここで、第一種類の活物質よりも第二種類の活物質の方が作動電位が貴であれば、第一種類の活物質と第二種類の活物質とはどのような活物質が選定されてもよいが、第一種類の活物質及び第二種類の活物質は、SOC(State Of Charge)が変化しても正極の作動電位が平坦または緩やかに変化する電極電位特性を有する物質であるのが好ましい。 Here, if the working potential of the second type of active material is higher than that of the first type of active material, what kind of active material is selected between the first type of active material and the second type of active material? However, the first type active material and the second type active material are materials having electrode potential characteristics in which the operating potential of the positive electrode changes flatly or slowly even when the SOC (State Of Charge) changes. Preferably there is.
具体的には、第一種類の活物質は、オリビン構造を有する化合物、さらに具体的にはリチウムを含みオリビン構造を有するリン酸化合物であるのが好ましく、第二種類の活物質は、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物、さらに具体的にはリチウムを含み例えばスピネル構造を有する遷移金属複合酸化物であるのが好ましい。 Specifically, the first type of active material is preferably a compound having an olivine structure, more specifically a phosphate compound containing lithium and having an olivine structure, and the second type of active material is manganese, A composite oxide containing at least one of cobalt and nickel, more specifically a transition metal composite oxide containing lithium, for example, having a spinel structure is preferable.
例えば、第一種類の活物質は、LixMePO4で表されるオリビン構造を有する化合物(LiFePO4、LiMnPO4、LiFe(1−y)MnyPO4など)のように、電極電位特性が平坦な電位平坦部を有する正極活物質を用いたものであることが好ましい。なお、これら化合物中の金属元素、リンまたは酸素は一部他の元素で置換されていてもよい。 For example, the first type of active material has an electrode potential characteristic such as a compound having an olivine structure represented by Li x MePO 4 (LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiFe (1-y) Mn y PO 4, etc.). It is preferable to use a positive electrode active material having a flat potential flat portion. Note that the metal element, phosphorus, or oxygen in these compounds may be partially substituted with other elements.
また、第二種類の活物質は、LixMOy(MはMn、Co、Niから選択される少なくとも一種の遷移金属元素を表す)で表される複合酸化物(LixMn2O4、LixMnO3、LixCoO2、LixNiO2、LixNiyCo(1−y)O2、LixNiyMnzCo(1−y−z)O2、LixNiyMn(2−y)O4など)のように、電位が平坦または緩やかに変化する電極電位特性を有する正極活物質を用いたものであることが好ましい。なお、これら化合物中の金属元素または酸素は一部他の元素で置換されていてもよい。 The second type of active material is a composite oxide (Li x Mn 2 O 4 , Li x MO y (M represents at least one transition metal element selected from Mn, Co, Ni)). Li x MnO 3 , Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x Ni y Co (1-y) O 2 , Li x Ni y Mn z Co (1-yz) O 2 , Li x Ni y Mn It is preferable to use a positive electrode active material having electrode potential characteristics in which the potential changes flatly or gently as in (2-y) O 4 or the like). Note that the metal element or oxygen in these compounds may be partially substituted with other elements.
負極活物質層422は、負極基材層421の外側及び内側の両面(図5のZ軸プラス側及びマイナス側の面)に配置される、負極420に形成された活物質層である。ここで、負極活物質層422に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できるが、SOCが変化しても電位が平坦または緩やかに変化する電極電位特性を有する物質であるのが好ましい。
The negative electrode
例えば、負極活物質層422に用いられる負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金(リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金などのリチウム金属含有合金)の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボンなど)、金属酸化物、リチウム金属酸化物(Li4Ti5O12など)、ポリリン酸化合物などが挙げられる。この中でも、特に、電極電位特性が平坦な電位平坦部を有する負極活物質が用いられることが好ましく、具体的には、負極活物質として、Li4Ti5O12、黒鉛質炭素(グラファイト)、難黒鉛化炭素(ハードカーボン)や易黒鉛化炭素(ソフトカーボン)などの炭素材料などを用いたものであることが好ましい。
For example, the negative electrode active material used for the negative electrode
セパレータ431、432は、樹脂からなる微多孔性のシートであり、有機溶媒と電解質塩とを含む非水電解液が含浸されている。ここで、セパレータ431、432としては、有機溶剤に不溶な織布、不織布、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂からなる合成樹脂微多孔膜が用いられ、材料、重量平均分子量や空孔率の異なる複数の微多孔膜が積層してなるものや、これらの微多孔膜に各種の可塑剤、酸化防止剤、難燃剤などの添加剤を適量含有しているものや片面及び両面にシリカなどの無機酸化物を塗布したものであってもよい。特に、合成樹脂微多孔膜を好適に用いることができる。中でもポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、アラミドやポリイミドと複合化させたポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、または、これらを複合した微多孔膜などのポリオレフィン系微多孔膜が、厚さ、膜強度、膜抵抗などの面で好適に用いられる。
The
次に、蓄電素子10が奏する効果について、説明する。
Next, the effect which the
図7及び図8は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10が奏する効果を説明するための図である。具体的には、図7は、蓄電素子10の充電時のリチウムイオンの動きを示す図であり、図8は、蓄電素子10の充電時の電極間の電圧とSOCとの関係を示す電圧特性を示す図である。
7 and 8 are diagrams for explaining the effects exerted by
まず、図7の(a)に示すように、蓄電素子10の通常の充電時には、第一正極活物質層412から負極活物質層422に向けてリチウムイオンが移動し、蓄電素子10の充電が行われる。この通常の充電時には、図8の(a)または(b)に示すように、蓄電素子10の正極410及び負極420間の電圧とSOCとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部F1の状態となっている。つまり、第一正極活物質層412によって、作動電圧V1(例えば、3.3V)において、蓄電素子10の充電が行われている。
First, as shown in FIG. 7A, during normal charging of the
その後、第一正極活物質層412から負極活物質層422に十分にリチウムイオンが移動した場合には、第一正極活物質層412から負極活物質層422へのリチウムイオンの移動が僅かとなり、過充電状態に移行し始める。この場合には、図8の(a)または(b)に示すように、蓄電素子10の当該電圧特性において、電圧が急激に増加し始める急峻部F2の状態となっている。
Thereafter, when the lithium ions sufficiently move from the first positive electrode
そして、第二正極活物質層413が配置されていない従来の蓄電素子においては、図8の(a)に示すように、電圧が急激に増加し続けて、過充電状態となる。
And in the conventional electrical storage element in which the 2nd positive electrode
これに対し、図7の(b)に示すように、本実施の形態に係る蓄電素子10によれば、第一正極活物質層412よりも作動電位が貴な第二正極活物質層413が配置されているため、第二正極活物質層413から負極活物質層422に向けてリチウムイオンが移動し始める。これにより、図8の(b)に示すように、蓄電素子10の当該電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第二安定部Mの状態となる。つまり、第二正極活物質層413によって、作動電圧V2(例えば、3.8V)において、蓄電素子10の充電が行われる状態になる。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, according to the
このように、第一種類の活物質は、正極410及び負極420間の電圧とSOCとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部F1と、第一安定部F1から電圧が急激に増加する急峻部F2とを形成する。そして、第二種類の活物質は、当該電圧特性において、急峻部F2に接続され、電圧が平坦または急峻部よりも緩やかに増加する第二安定部Mを形成する。
As described above, the first type of active material includes the first stable portion F1 in which the voltage increases flatly or gently in the voltage characteristics indicating the relationship between the voltage between the
これにより、上記の電圧特性において、第一正極活物質層412によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態から急激に増加し、その後、第二正極活物質層413によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態になる。つまり、第一正極活物質層412と負極活物質層422との間で充電が行われた後の過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層413と負極活物質層422との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層413によって平坦または緩やかに増加した状態の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。
Accordingly, in the voltage characteristics described above, the first positive electrode
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10によれば、正極410に作動電位が異なる2つの活物質層である第一正極活物質層412と第二正極活物質層413とが形成されており、作動電位が貴の方の第二正極活物質層413は、負極活物質層422が配置されていない負極活物質層非配置領域423に対向する位置に配置されている。これにより、まず、蓄電素子10の通常の充電時には、作動電位が卑の方の第一正極活物質層412と負極活物質層422との間で充電が行われる。そして、第一正極活物質層412と負極活物質層422との間での充電が過充電状態になった場合には電圧が急激に増加するが、当該電圧の増加後に、作動電位が貴の方の第二正極活物質層413と負極活物質層422との間で充電が行われることになる。つまり、過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層413と負極活物質層422との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層413と負極活物質層422との間で充電が行われる際の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。以上により、蓄電素子10によれば、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる。
As described above, according to the
また、蓄電素子10は、巻回型の電極体400を有しており、第二正極活物質層413は、電極体400の最外周部(領域Q1)に配置されるため、正極410に第二正極活物質層413を容易に塗布することができ、電極体400を容易に製造することができる。
In addition, the
また、正極410は、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413との間に、正極活物質層が形成されていない正極活物質層非形成領域414を有している。ここで、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413とを間隔を空けずに塗工する場合には、第一正極活物質層412の上に第二正極活物質層413が重なって塗工される部分が生じるが、この場合、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413との境界線部分の厚み管理が困難であるので、組立後工程に不利となる。つまり、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413とが重なってしまうと、活物質層の厚みが変化する部分が生じ、巻回するときに巻回体の一部で活物質層の厚みが異なってしまうため、巻き上がりの状態が不均一になる。しかし、蓄電素子10の正極410に、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413とを間を空けて塗工することで、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413とが重なるようなことがなく、巻回するときに活物質層の厚みが異なるのを防ぐことができるため、巻き上がりの状態を均一にすることができる。
Further, the
また、第二正極活物質層413は、正極410の内周面のみに形成されている。このため、蓄電素子10の正極410の内周面のみに第二正極活物質層413を塗布すればよいため、第二正極活物質層413を容易に塗布することができ、電極体を容易に製造することができる。また、正極410の両面に第二正極活物質層413を塗布するよりも、材料コストを低減することができる。
The second positive electrode
また、第一種類の活物質は、例えばリン酸鉄リチウムのようなオリビン構造を有する化合物であり、第二種類の活物質は、例えばマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはコバルト酸リチウムなどのマンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物である。このように第一種類の活物質と第二種類の活物質とを適切に選定することで、第一正極活物質層412よりも第二正極活物質層413の作動電位を貴にすることができ、過充電が生じるのを抑制することができる。
The first type of active material is a compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate, and the second type of active material is manganese such as lithium manganate, lithium nickelate or lithium cobaltate, It is a complex oxide containing at least one of cobalt and nickel. Thus, by appropriately selecting the first type active material and the second type active material, the operating potential of the second positive electrode
(変形例1)
次に、上記実施の形態の変形例1について、説明する。図9は、本発明の実施の形態の変形例1に係る電極体401の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図5に示された上記実施の形態に係る電極体400の変形例を示す図である。
(Modification 1)
Next,
上記実施の形態に係る電極体400では、第二正極活物質層413は、負極活物質層422とは対向しない位置に配置されていることとしたが、同図に示すように、本変形例1に係る電極体401では、第二正極活物質層413は、一部が負極活物質層422と対向している。
In the
以上のように、本発明の実施の形態の変形例1に係る蓄電素子によれば、正極410に対する負極420の長さの調整を精度良く行う必要がないため、電極体401をより容易に製造することができる。また、負極活物質層422と対向している部分の第二正極活物質層413から負極活物質層422へのリチウムイオンの移動は、通常の充電時に行われるが、過充電時において、負極活物質層422と対向していない部分の第二正極活物質層413から負極活物質層422へのリチウムイオンの移動が行われる。このため、本変形例1によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
As described above, according to the electricity storage device according to the first modification of the embodiment of the present invention, it is not necessary to accurately adjust the length of the
(変形例2)
次に、上記実施の形態の変形例2について、説明する。図10は、本発明の実施の形態の変形例2に係る電極体402の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図5に示された上記実施の形態に係る電極体400の変形例を示す図である。
(Modification 2)
Next, a second modification of the above embodiment will be described. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of an
上記実施の形態に係る電極体400では、第二正極活物質層413は、第一正極活物質層412から間隔を空けて間欠塗工されていることとしたが、同図に示すように、本変形例2に係る電極体402では、第二正極活物質層413は、第一正極活物質層412とは間隔を空けずに接して塗工されている。このように、電極体401では、正極410は、第一正極活物質層412と第二正極活物質層413との間に、正極活物質層が形成されていない領域は有していない。
In the
以上のように、本発明の実施の形態の変形例2に係る蓄電素子によれば、正極基材層411に多くの第二正極活物質層413を塗工することができる。また、過充電時において、第二正極活物質層413から負極活物質層422へのリチウムイオンの移動が行われるため、本変形例2によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
As described above, according to the electricity storage device according to the second modification of the embodiment of the present invention, many second positive electrode active material layers 413 can be applied to the positive electrode
(変形例3)
次に、上記実施の形態の変形例3について、説明する。図11は、本発明の実施の形態の変形例3に係る電極体403の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図5に示された上記実施の形態に係る電極体400の変形例を示す図である。
(Modification 3)
Next, Modification 3 of the above embodiment will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an
上記実施の形態に係る電極体400では、第二正極活物質層413は、正極基材層411の内側の面のみに配置されていることとしたが、同図に示すように、本変形例3に係る電極体403では、第二正極活物質層415は、正極基材層411の外側及び内側の面(Z軸プラス側及びマイナス側の面)に配置されている。
In the
以上のように、本発明の実施の形態の変形例3に係る蓄電素子によれば、正極基材層411に正極活物質層を塗工する際に、片面のみへの塗工か両面への塗工かを選択する必要がないため、電極体403をより容易に製造することができる。また、過充電時において、正極基材層411の内側の面の第二正極活物質層415から負極活物質層422へのリチウムイオンの移動が行われるため、本変形例3によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
As described above, according to the electricity storage device according to the third modification of the embodiment of the present invention, when the positive electrode active material layer is applied to the positive electrode
(変形例4)
次に、上記実施の形態の変形例4について、説明する。
(Modification 4)
Next, Modification 4 of the above embodiment will be described.
図12及び図13は、本発明の実施の形態の変形例4に係る電極体404の構成を示す断面図である。具体的には、図12は、電極体404の断面図であり、図13は、図12に示された電極体404のCの部分を拡大して示す図である。
12 and 13 are cross-sectional views showing a configuration of an
また、図14は、本発明の実施の形態の変形例4に係る電極体404の最内周部の構成を示す図である。具体的には、同図は、電極体404の巻き始めの部分を示す図である。なお、同図では、説明の便宜のため、セパレータは省略して図示している。
Moreover, FIG. 14 is a figure which shows the structure of the innermost peripheral part of the
上記実施の形態に係る電極体400では、第二正極活物質層413は、電極体400の巻き終わり部分である最外周部に配置されていることとしたが、同図に示すように、本変形例4に係る電極体404では、第二正極活物質層443は、電極体404の巻き始め部分である最内周部(図12〜図14の領域Q2)に配置されている。
In the
つまり、電極体404は、上記実施の形態に係る電極体400が備える正極410に代えて、正極440を備えている。そして、電極体404は、正極440と負極420と2つのセパレータ431、432とが巻回されて形成されている。ここで、正極端部440aは、電極体404の最内周においての正極440の端部である。
That is, the
また、正極440は、正極基材層441と、第一正極活物質層442と、第二正極活物質層443とを有している。この正極基材層441、第一正極活物質層442及び第二正極活物質層443の材質や組成については、上記実施の形態に係る電極体400が備える正極基材層411、第一正極活物質層412及び第二正極活物質層413と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In addition, the
第一正極活物質層442は、正極基材層441の外側及び内側の両面(図5のZ軸プラス側及びマイナス側の面)に配置され、また、電極体404の最内周から最外周のうち、巻き始め部分である最内周部(図12〜図14の領域Q2)を除く部分(図12〜図14の領域P2)に配置されている。
The first positive electrode
第二正極活物質層443は、正極基材層441の内側の面(図13のZ軸マイナス側の面)に配置され、また、電極体404の巻き始め部分である最内周部(図12〜図14の領域Q2)に配置されている。ここで、正極440の外側の面(図13のZ軸プラス側の面)に負極420が配置されて電極体404が巻き始められる場合には、第二正極活物質層443は、正極基材層441の外側の面(図13のZ軸プラス側の面)に配置される。
The second positive electrode
なお、第二正極活物質層443は電極体404の巻き始め部分に配置されていればよく、第二正極活物質層443が配置される領域の大きさ(上記の領域Q2)は、図12〜図14に示される範囲には限定されない。例えば、第二正極活物質層443は、電極体404の最内周の端部のみに配置されていてもよいし、最内周の1周分全部に配置されていてもよいし、最内周のみならず、巻き始めの複数周に亘って配置されていてもよい。また、第二正極活物質層443のX軸方向の長さも図12〜図14に示される範囲には限定されず、正極基材層441のX軸方向の長さの半分など一部のみに配置されることにしてもかまわない。また、第二正極活物質層443の形状についても、図14に示すような矩形状には限定されず、三角形状や円形状などどのような形状であってもかまわない。
Note that the second positive electrode
また、正極440は、第一正極活物質層442と第二正極活物質層443との間に、正極活物質層が形成されていない領域である正極活物質層非形成領域444を有している。また、第二正極活物質層443は、負極420に形成された負極活物質層422が配置されていない領域である負極活物質層非配置領域424に対向する位置に配置されている。この正極活物質層非形成領域444及び負極活物質層非配置領域424については、上記実施の形態に係る電極体400における正極活物質層非形成領域414及び負極活物質層非配置領域423と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In addition, the
以上のように、本発明の実施の形態の変形例4に係る蓄電素子によれば、第二正極活物質層443は、電極体404の最内周部に配置されるため、正極440に第二正極活物質層443を容易に塗布することができ、電極体404を容易に製造することができる。また、過充電時において、第二正極活物質層443から負極活物質層422へのリチウムイオンの移動が行われるため、本変形例4によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
As described above, according to the electricity storage device according to the fourth modification of the embodiment of the present invention, the second positive electrode
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 Although the power storage device according to the embodiment of the present invention and the modification thereof has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the modification. In other words, it should be considered that the embodiment and its modification disclosed this time are illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。例えば、上記の変形例4に、変形例1〜3に係る変形を施してもよい。つまり、第二正極活物質層が電極体の最内周部に配置されている場合でも、一部が負極活物質層と対向していたり、第一正極活物質層とは間隔を空けずに接して塗工されていたり、正極基材層の外側及び内側の面に配置されていたりしてもよい。また、上記実施の形態または変形例4に、変形例1〜3のうちの2つ以上の変形を施してもよい。
Moreover, the form constructed | assembled combining the said embodiment and the said modification arbitrarily is also contained in the scope of the present invention. For example, the modification 4 may be modified according to the
また、上記実施の形態及びその変形例では、第二正極活物質層は、電極体の巻き始め部分または巻き終わり部分に配置されていることとしたが、第二正極活物質層は、当該巻き始め部分と巻き終わり部分との間の中間部分に配置されていてもよい。 Moreover, in the said embodiment and its modification, although the 2nd positive electrode active material layer was arrange | positioned at the winding start part or winding end part of the electrode body, the 2nd positive electrode active material layer is the said winding. You may arrange | position in the intermediate part between a start part and a winding end part.
また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体の形状は巻回型であることとしたが、電極体の形状は巻回型に限られず、平板状極板を積層した形状(積層型)であってもよい。この場合、平板状の正極の一部(例えば端部)または全部に第二正極活物質層が形成され、当該第二正極活物質層は、負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されていることにすればよい。 Further, in the above embodiment and its modification, the shape of the electrode body is a winding type, but the shape of the electrode body is not limited to the winding type, and is a shape in which flat plate plates are stacked (laminated type). ). In this case, a second positive electrode active material layer is formed on a part (for example, an end portion) or the whole of the flat positive electrode, and the second positive electrode active material layer faces a region where the negative electrode active material layer is not disposed. What is necessary is just to arrange | position to the position.
なお、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極体としても実現することができる。 Note that the present invention can be realized not only as such a power storage element but also as an electrode body included in the power storage element.
本発明は、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができるリチウムイオン二次電池などの蓄電素子に適用できる。 The present invention can be applied to a storage element such as a lithium ion secondary battery that can suppress overcharge even when the voltage rapidly increases during charging.
10 蓄電素子
100 容器
110 蓋体
111 本体
120 正極集電体
130 負極集電体
200 正極端子
300 負極端子
400、401、402、403、404 電極体
410、440 正極
410a、440a 正極端部
411、441 正極基材層
412、442 第一正極活物質層
413、415、443 第二正極活物質層
414、444 正極活物質層非形成領域
420 負極
421 負極基材層
422 負極活物質層
423、424 負極活物質層非配置領域
431、432 セパレータ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記正極には、第一種類の活物質を含む活物質層である第一正極活物質層と、前記第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含む活物質層である第二正極活物質層とが形成されており、
前記第二正極活物質層は、前記負極に形成された負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている
蓄電素子。 An electrical storage element comprising an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
The positive electrode includes a first positive electrode active material layer, which is an active material layer containing a first type of active material, and an active material containing a second type of active material having a higher operating potential than the first type of active material. A second positive electrode active material layer, which is a layer, is formed,
The second positive electrode active material layer is disposed at a position facing a region where the negative electrode active material layer formed on the negative electrode is not disposed.
前記第二正極活物質層は、前記電極体の巻き始め部分である最内周部、または前記電極体の巻き終わり部分である最外周部に配置される
請求項1に記載の蓄電素子。 The electrode body is formed by winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator,
The power storage device according to claim 1, wherein the second positive electrode active material layer is disposed on an innermost peripheral portion that is a winding start portion of the electrode body or an outermost peripheral portion that is a winding end portion of the electrode body.
請求項1または2に記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 1, wherein the positive electrode has a region where no positive electrode active material layer is formed between the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 1, wherein the second positive electrode active material layer is formed only on an inner peripheral surface of the positive electrode.
前記第二種類の活物質は、当該電圧特性において、前記急峻部に接続され、電圧が平坦または前記急峻部よりも緩やかに増加する第二安定部を形成する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The first type active material has a voltage characteristic indicating a relationship between a voltage between the positive electrode and the negative electrode and SOC, a first stable portion where the voltage is flat or gradually increased, and a voltage from the first stable portion. A steep portion that increases rapidly,
The said 2nd type active material is connected to the said steep part in the said voltage characteristic, and forms the 2nd stable part in which a voltage is flat or increases more slowly than the said steep part. The electricity storage device according to item.
前記第二種類の活物質は、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物である
請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The first type of active material is a compound having an olivine structure,
The power storage element according to any one of claims 1 to 5, wherein the second type of active material is a composite oxide containing at least one of manganese, cobalt, and nickel.
前記正極には、第一種類の活物質を含む活物質層である第一正極活物質層と、前記第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含む活物質層である第二正極活物質層とが形成されており、
前記第二正極活物質層は、前記負極に形成された負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている
電極体。 An electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
The positive electrode includes a first positive electrode active material layer, which is an active material layer containing a first type of active material, and an active material containing a second type of active material having a higher operating potential than the first type of active material. A second positive electrode active material layer, which is a layer, is formed,
The second positive electrode active material layer is disposed at a position facing a region where the negative electrode active material layer formed on the negative electrode is not disposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012204719A JP2014060062A (en) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Electricity storage element and electrode body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012204719A JP2014060062A (en) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Electricity storage element and electrode body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014060062A true JP2014060062A (en) | 2014-04-03 |
Family
ID=50616349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012204719A Pending JP2014060062A (en) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Electricity storage element and electrode body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014060062A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6447854A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-22 | Kobe Steel Ltd | Zn-mn alloy vapor deposition plated metallic material excellent in corrosion resistance and workability |
JP2017091871A (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | エネルギー コントロール リミテッドEnergy Control Limited | Composite lithium secondary battery |
CN110380110A (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-25 | 三星Sdi株式会社 | Electrode assembly and rechargeable battery including the electrode assembly |
JP2021039874A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | トヨタ自動車株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
2012
- 2012-09-18 JP JP2012204719A patent/JP2014060062A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6447854A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-22 | Kobe Steel Ltd | Zn-mn alloy vapor deposition plated metallic material excellent in corrosion resistance and workability |
JP2017091871A (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | エネルギー コントロール リミテッドEnergy Control Limited | Composite lithium secondary battery |
CN110380110A (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-25 | 三星Sdi株式会社 | Electrode assembly and rechargeable battery including the electrode assembly |
JP2021039874A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | トヨタ自動車株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP7174335B2 (en) | 2019-09-02 | 2022-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6044095B2 (en) | Electricity storage element | |
JP6208708B2 (en) | Lithium ion secondary battery and system using the same | |
KR101651712B1 (en) | Secondary Battery | |
JP5558262B2 (en) | battery | |
JP6246901B2 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and battery pack | |
JP6748401B2 (en) | Storage element | |
JP2014120399A (en) | Electrode, battery, and battery pack | |
US20120202097A1 (en) | Lithium ion secondary cell | |
WO2017007015A1 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and battery pack | |
JPWO2014188501A1 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6122213B1 (en) | Non-aqueous electrolyte battery, battery pack and automobile | |
JP2014060062A (en) | Electricity storage element and electrode body | |
WO2020218217A1 (en) | Secondary battery | |
JP7320165B2 (en) | secondary battery | |
JP6407665B2 (en) | Assembled battery | |
KR101636115B1 (en) | Electrode assembly for lithium secondary battery and lithium secondary battery | |
JP6213634B2 (en) | Electricity storage element | |
JP2007073437A (en) | Secondary battery | |
JP2018195406A (en) | Power storage element | |
JP2018097928A (en) | Power storage element | |
JP2012216460A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JPWO2011096069A1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5434143B2 (en) | Thin battery | |
JP2008311011A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP4107214B2 (en) | Secondary battery |