JP2015060712A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、二次電池に関する。 Embodiments described herein relate generally to a secondary battery.
近年、情報端末機器、ノート型パソコンなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車などの車両の普及により、これらの動力電源として用いられる二次電池の需要は増大している。このような二次電池としては、例えば、金属缶又はラミネート缶に蓋体をカシメ又は溶接して形成した筐体と、この筐体の内部に収容された電極群とを具備する電池が用いられる。このような二次電池では、例えば、蓋体に、正極端子及び負極端子が設けられる。正極端子及び負極端子のそれぞれと蓋体との間には、たとえばガスケットと呼ばれるシール材が配されることがある。正極端子及び負極端子は、例えばリードなどを介して、筐体内の電極群に電気的且つ機械的に接続されている。 In recent years, with the spread of portable electronic devices such as information terminal devices and notebook personal computers, and vehicles such as hybrid electric vehicles, the demand for secondary batteries used as these power sources is increasing. As such a secondary battery, for example, a battery including a casing formed by caulking or welding a lid to a metal can or a laminate can, and an electrode group housed in the casing is used. . In such a secondary battery, for example, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are provided on the lid. For example, a sealing material called a gasket may be disposed between each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and the lid. The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are electrically and mechanically connected to the electrode group in the housing via, for example, leads.
筐体と電極群との固定が、端子と筐体内の電極群との間の接続に頼っている二次電池は、この二次電池に振動や衝撃が加わった際に電極群が揺れ動き、リード、電極群の集電タブ、及び／又はこれらの接合部に破断が生じるおそれがある。 A secondary battery that relies on the connection between the terminal and the electrode group in the casing to fix the casing and the electrode group. When the secondary battery is subjected to vibration or impact, the electrode group swings and leads There is a possibility that the current collecting tab of the electrode group and / or the joint portion thereof may break.
本発明が解決しようとする課題は、高い安全性を示すことができる二次電池を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a secondary battery that can exhibit high safety.
実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、電極群と、電解液と、容器と、筐体と、第１の樹脂層とを具備する。電解液は電極群に含浸されている。容器は、電極群及び電解液を収容している。容器は、可撓性の表面を有する底部を含んでいる。筐体は、容器を収容している。筐体は端子を備えている。端子は、電極群に接続されている。第１の樹脂層は、容器の底部の表面と筐体の内表面との間に介在している。第１の樹脂層は、第１の表面と第２の表面とを有している。第１の表面は、容器の底部の表面を被覆している。第２の表面は、筐体の内表面を被覆している。 According to the embodiment, a secondary battery is provided. The secondary battery includes an electrode group, an electrolytic solution, a container, a housing, and a first resin layer. The electrolytic solution is impregnated in the electrode group. The container contains an electrode group and an electrolytic solution. The container includes a bottom having a flexible surface. The housing accommodates the container. The housing has a terminal. The terminal is connected to the electrode group. The first resin layer is interposed between the bottom surface of the container and the inner surface of the housing. The first resin layer has a first surface and a second surface. The first surface covers the surface of the bottom of the container. The second surface covers the inner surface of the housing.
以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected to a common structure through embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Each figure is a schematic diagram for promoting explanation and understanding of the embodiment, and its shape, dimensions, ratio, etc. are different from the actual device, but these are the following explanations and known techniques. The design can be changed as appropriate.
［実施形態］
実施形態によると、二次電池が提供される。この二次電池は、電極群と、電解液と、容器と、筐体と、第１の樹脂層とを具備する。電解液は電極群に含浸されている。容器は、電極群及び電解液を収容している。容器は、可撓性の表面を有する底部を含んでいる。筐体は、容器を収容している。筐体は端子を備えている。端子は、電極群に接続されている。第１の樹脂層は、容器の底部の表面と筐体の内表面との間に介在している。第１の樹脂層は、第１の表面と第２の表面とを有している。第１の表面は、容器の底部の表面を被覆している。第２の表面は、筐体の内表面を被覆している。
[Embodiment]
According to the embodiment, a secondary battery is provided. The secondary battery includes an electrode group, an electrolytic solution, a container, a housing, and a first resin layer. The electrolytic solution is impregnated in the electrode group. The container contains an electrode group and an electrolytic solution. The container includes a bottom having a flexible surface. The housing accommodates the container. The housing has a terminal. The terminal is connected to the electrode group. The first resin layer is interposed between the bottom surface of the container and the inner surface of the housing. The first resin layer has a first surface and a second surface. The first surface covers the surface of the bottom of the container. The second surface covers the inner surface of the housing.
実施形態に係る二次電池では、第１の樹脂層が、電極群及び電解液を収容した容器の底部の可撓性の表面と、筐体の内表面とを被覆している。この第１の樹脂層は、電極群及び電解液を収容した容器を、筐体に対して固定することができる。 In the secondary battery according to the embodiment, the first resin layer covers the flexible surface at the bottom of the container containing the electrode group and the electrolytic solution, and the inner surface of the housing. The first resin layer can fix the electrode group and the container containing the electrolytic solution to the housing.
また、実施形態に係る二次電池では、電極群が、筐体が備えた端子に接続されている。この端子は、電極群を筐体に対して固定することができる。 In the secondary battery according to the embodiment, the electrode group is connected to a terminal provided in the housing. This terminal can fix the electrode group to the casing.
実施形態に係る二次電池は、このような第１の樹脂層及び端子を含んでいるおかげで、電極群を筐体に対して確実に固定することができる。それにより、実施形態に係る二次電池は、振動や衝撃を受けた際に電極群が揺れ動くことを防ぐことができ、ひいては高い安全性を示すことができる。 The secondary battery according to the embodiment includes the first resin layer and the terminal, so that the electrode group can be reliably fixed to the casing. Thereby, the secondary battery according to the embodiment can prevent the electrode group from swaying when subjected to vibration or impact, and thus can exhibit high safety.
実施形態に係る二次電池が具備する第１の樹脂層は、容器の底部の可撓性の表面を被覆しているものであり、容器の底部の表面に単に接した樹脂層とは異なる。例えば、予め成形した樹脂から成る固定部材を筐体内に設置し、この固定部材に接するように可撓性の表面を有する底部を含んだ容器を設置しても、以下の理由により、筐体に対して容器を確実に固定することは極めて困難である。容器の底部の表面は、可撓性であるがために、寸法精度が低い。このように寸法精度が低い表面形状に完全に沿った表面形状を有する固定部材を形成することは、現実的に不可能に近い。容器の底部の表面形状に完全には沿っていない表面を有する固定部材に接するようにこの容器を設置すると、容器と固定部材との間に必然的に隙間が生じる。この隙間の存在により、振動や衝撃を受けた際に、容器、ひいては電極群が揺れ動くおそれがある。 The first resin layer included in the secondary battery according to the embodiment covers the flexible surface of the bottom of the container, and is different from the resin layer that simply contacts the surface of the bottom of the container. For example, even if a fixing member made of a pre-molded resin is installed in the casing, and a container including a bottom portion having a flexible surface so as to be in contact with the fixing member is installed in the casing for the following reason. On the other hand, it is extremely difficult to securely fix the container. Since the bottom surface of the container is flexible, its dimensional accuracy is low. In this way, it is practically impossible to form a fixing member having a surface shape that completely follows the surface shape with low dimensional accuracy. When this container is installed so as to contact a fixing member having a surface that does not completely follow the surface shape of the bottom of the container, a gap is inevitably generated between the container and the fixing member. Due to the presence of this gap, the container, and thus the electrode group, may swing when subjected to vibration or impact.
一方、実施形態に係る二次電池は、第１の樹脂層が容器の底部の可撓性の表面を被覆しており、容器の底部と第１の樹脂層との間に容器が揺れ動く隙間がないため、振動や衝撃を受けた際に電極群が揺れ動くことを防ぐことができ、高い安全性を示すことができる。 On the other hand, in the secondary battery according to the embodiment, the first resin layer covers the flexible surface of the bottom of the container, and there is a gap in which the container swings between the bottom of the container and the first resin layer. Therefore, the electrode group can be prevented from swinging when subjected to vibration or impact, and high safety can be exhibited.
更に、実施形態に係る二次電池では、電解液は容器内に収容されているため、容器は、第１の樹脂層と電解液との接触を防ぐことができる。そのため、実施形態に係る二次電池において用いることができる第１の樹脂層の材料は、耐薬品性に縛られず、耐薬品性が低いウレタン材料などに代表される汎用樹脂や機能性樹脂などの様々な材料を用いることができる。 Furthermore, in the secondary battery according to the embodiment, since the electrolytic solution is accommodated in the container, the container can prevent contact between the first resin layer and the electrolytic solution. Therefore, the material of the first resin layer that can be used in the secondary battery according to the embodiment is not limited to chemical resistance, such as general-purpose resin and functional resin represented by urethane material having low chemical resistance. Various materials can be used.
次に、実施形態に係る二次電池をより詳細に説明する。 Next, the secondary battery according to the embodiment will be described in more detail.
実施形態に係る二次電池は、例えば、非水電解質を電解液として具備する非水電解質二次電池であっても良い。或いは、実施形態に係る二次電池は、水溶液を電解液として具備する二次電池であっても良い。実施形態に係る二次電池の一例としては、非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池が挙げられる。 The secondary battery according to the embodiment may be, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery including a non-aqueous electrolyte as an electrolytic solution. Alternatively, the secondary battery according to the embodiment may be a secondary battery including an aqueous solution as an electrolytic solution. As an example of the secondary battery according to the embodiment, a lithium ion secondary battery that is a non-aqueous electrolyte secondary battery can be given.
実施形態に係る二次電池が具備する電極群は、正極及び負極を含むことができる。正極は、例えば、正極集電体と、その上に形成された正極材料層と、正極集電タブとを含むことができる。正極材料層は、例えば、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。負極は、例えば、負極集電体と、その上に形成された負極材料層と、負極集電タブとを含むことができる。負極材料層は、例えば、負極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。正極材料層と負極材料層とは、互いに対向して配置され得る。 The electrode group included in the secondary battery according to the embodiment may include a positive electrode and a negative electrode. The positive electrode can include, for example, a positive electrode current collector, a positive electrode material layer formed thereon, and a positive electrode current collector tab. The positive electrode material layer can include, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. The negative electrode can include, for example, a negative electrode current collector, a negative electrode material layer formed thereon, and a negative electrode current collector tab. The negative electrode material layer can include, for example, a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder. The positive electrode material layer and the negative electrode material layer may be disposed to face each other.
電極群は、互いに対向する正極材料層と負極材料層との間に配置されたセパレータを更に含むことができる。 The electrode group may further include a separator disposed between the positive electrode material layer and the negative electrode material layer facing each other.
電極群の構造は、特に限定されない。例えば、電極体はスタック構造を有することができる。スタック構造は、正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層した構造を有する。或いは、電極群は捲回構造を有することができる。捲回構造は、正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層し、かくして得られた積層体を渦巻状に捲回した構造である。 The structure of the electrode group is not particularly limited. For example, the electrode body can have a stack structure. The stack structure has a structure in which a positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator interposed therebetween. Alternatively, the electrode group may have a wound structure. The wound structure is a structure in which a positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator interposed therebetween, and the stacked body thus obtained is wound in a spiral shape.
電極群は、筐体が備えた端子に接続されている。この接続は、例えば、電極群の正極集電タブ及び負極集電タブのそれぞれにおいてに行うことができる。この接続は、直接行うこともできるし、又は例えばリードを介して行うこともできる。また、この接続を、高い接続強度を持たせるように電気的に且つ機械的に行うことにより、端子による電極群の筐体に対する固定をより強固にすることができる。 The electrode group is connected to a terminal provided in the housing. This connection can be made, for example, in each of the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab of the electrode group. This connection can be made directly or for example via a lead. Further, by performing this connection electrically and mechanically so as to have a high connection strength, it is possible to further firmly fix the electrode group to the housing by the terminals.
容器は、例えば、絶縁性の可撓性シートで形成された袋であり得る。このような容器は、底部の表面が可撓性であり、更に、側部の表面も可撓性であり得る。 The container can be, for example, a bag formed of an insulating flexible sheet. Such containers may have a flexible bottom surface and a flexible side surface.
容器は、内圧が規定値以上に上昇した際に圧力を開放するための圧力開放弁を更に備えることもできる。 The container may further include a pressure release valve for releasing the pressure when the internal pressure rises above a specified value.
筐体は、筐体本体と、端子が固定された端子設置部とを含むことができる。端子設置部は、例えば、筐体本体にかしめ固定又は溶接された蓋体であり得る。端子と端子設置部との間には、ガスケットと呼ばれるシール材を配すこともできる。 The housing can include a housing body and a terminal installation portion to which terminals are fixed. The terminal installation part may be, for example, a lid body that is caulked and welded to the housing body. A sealing material called a gasket can be disposed between the terminal and the terminal installation portion.
或いは、筐体は、正極端子又は負極端子の何れの役割を果たすことができる。そのために、筐体は、正極集電タブ又は負極集電タブの何れかに電気的に接続することができる。 Alternatively, the housing can serve as either a positive terminal or a negative terminal. To that end, the housing can be electrically connected to either the positive current collector tab or the negative current collector tab.
筐体は、内圧が規定値以上に上昇した際に圧力を開放するための圧力開放弁を更に備えることもできる。 The housing can further include a pressure release valve for releasing the pressure when the internal pressure rises above a specified value.
実施形態に係る二次電池が具備する第１の樹脂層は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、筐体内に流動性を有する樹脂前駆体材料を入れる。次に、筐体内に電極群及び電解液を収容した容器を入れて、この容器の底部を予め筐体内に入れておいた樹脂前駆体材料に接触させる。そして、この状態で樹脂前駆体材料を樹脂層に変換することによって、第１の樹脂層を形成することができる。 The first resin layer included in the secondary battery according to the embodiment can be formed by, for example, the following method. First, a resin precursor material having fluidity is placed in a housing. Next, a container containing an electrode group and an electrolytic solution is placed in the casing, and the bottom of the container is brought into contact with the resin precursor material previously stored in the casing. And a 1st resin layer can be formed by converting a resin precursor material into a resin layer in this state.
或いは、第１の樹脂層は、以下の方法によっても形成することができる。まず、電極群及び電解液を収容した容器を筐体の底部の内側と容器の底部との間に間隙を設けて筐体内に設置する。次に、この間隙に樹脂前駆体材料が入り込むように筐体内に樹脂前駆体材料を注入する。そして、この状態で樹脂前駆体材料を樹脂層に変換することによって、第１の樹脂層を形成することができる。 Alternatively, the first resin layer can also be formed by the following method. First, a container containing an electrode group and an electrolytic solution is placed in the casing with a gap between the inside of the bottom of the casing and the bottom of the container. Next, the resin precursor material is injected into the housing so that the resin precursor material enters the gap. And a 1st resin layer can be formed by converting a resin precursor material into a resin layer in this state.
樹脂前駆体材料を樹脂層に変換する方法は、第１の樹脂層の材料に応じて様々な手段を採ることができる。例えば、熱硬化及び光硬化によって、樹脂前駆体材料を樹脂層に変換することができる。或いは、２液混合により硬化する樹脂前駆体材料に硬化剤を混合させ、所定の時間放置する（場合によっては加熱する）ことによっても、樹脂前駆体材料を樹脂層に変換することができる。２液混合により硬化するエポキシ樹脂としては、ナガセケムテックス（株）から販売されているエポキシレジンＡＷ１０６が挙げられる。この材料は、例えば硬化剤ＨＶ９５３Ｕである硬化剤を添加すると、２０℃で１２時間後に硬化が完了することができる。 The method for converting the resin precursor material into the resin layer can employ various means depending on the material of the first resin layer. For example, the resin precursor material can be converted into a resin layer by thermosetting and photocuring. Alternatively, the resin precursor material can be converted into a resin layer by mixing a curing agent with a resin precursor material that is cured by two-component mixing and leaving it for a predetermined time (in some cases, heating). Examples of the epoxy resin that is cured by mixing two liquids include epoxy resin AW106 sold by Nagase ChemteX Corporation. This material can be cured after 12 hours at 20 ° C. with the addition of a curing agent, for example the curing agent HV953U.
また、実施形態に係る二次電池は、容器の側部の可撓性の表面の少なくとも一部と筐体の内側面の少なくとも一部との間に介在した第２の樹脂層を更に含むことができる。このような第２の樹脂層は、第１の表面及び第２の表面を有し、第１の表面が容器の側部の表面の少なくとも一部を被覆し、第２の表面が筐体の内側面の少なくとも一部を被覆することができる。このような第２の樹脂層は、筐体に対する容器の固定をさらに強めることができる。 The secondary battery according to the embodiment further includes a second resin layer interposed between at least a part of the flexible surface of the side part of the container and at least a part of the inner side surface of the housing. Can do. Such a second resin layer has a first surface and a second surface, the first surface covers at least a part of the surface of the side portion of the container, and the second surface is the housing. At least a portion of the inner surface can be coated. Such a 2nd resin layer can further strengthen the fixation of the container with respect to a housing | casing.
第１の樹脂層と第２の樹脂層とは、一体になっていても良いし、又は別体であっても良い。 The first resin layer and the second resin layer may be integrated or separate.
実施形態に係る二次電池は、このような第２の樹脂層を更に具備する場合、容器が、第２の樹脂層と電解液との接触を防ぐこともできる。そのため、実施形態に係る二次電池において用いることができる第２の樹脂層の材料は、第１の樹脂層と同様に、耐薬品性に縛られず、耐薬品性が低いウレタン材料などに代表される汎用樹脂や機能性樹脂などの様々な材料を用いることができる。 When the secondary battery according to the embodiment further includes such a second resin layer, the container can prevent contact between the second resin layer and the electrolytic solution. Therefore, the material of the second resin layer that can be used in the secondary battery according to the embodiment is represented by a urethane material that is not restricted by chemical resistance and has low chemical resistance, as in the first resin layer. Various materials such as general-purpose resins and functional resins can be used.
第２の樹脂層は、例えば、先に説明した第１の樹脂層の形成方法を応用して形成することができる。例えば、先に説明した方法において、筐体内に入れておく流動性の樹脂前駆体材料の量を、筐体の底部の内表面と容器の底部との間の間隙の体積よりも多くすることにより、第２の樹脂層を形成することができる。 The second resin layer can be formed, for example, by applying the method for forming the first resin layer described above. For example, in the method described above, the amount of the fluid resin precursor material to be placed in the casing is made larger than the volume of the gap between the inner surface of the bottom of the casing and the bottom of the container. A second resin layer can be formed.
以下、実施形態に係る電池の一例である非水電解質電池において用いることのできる正極、負極、セパレータ、電解液、容器、第１の樹脂層及び第２の樹脂層、筐体、シール材、リード並びに端子の材料の例について詳細に説明する。 Hereinafter, a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolytic solution, a container, a first resin layer and a second resin layer, a housing, a sealing material, and a lead that can be used in a nonaqueous electrolyte battery that is an example of the battery according to the embodiment. An example of the material of the terminal will be described in detail.
１）正極
正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵する二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4）、硫酸鉄（Ｆｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が挙げられる。上記の式において、０＜ｘ≦１であり、０＜ｙ≦１である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いても良い。
1) Positive electrode As a positive electrode active material, an oxide or sulfide can be used, for example. Examples of oxides and sulfides include manganese dioxide (MnO 2 ) that occludes lithium, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), Lithium nickel composite oxide (for example, Li x NiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (for example, Li x CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (for example, LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium manganese cobalt composite oxide (e.g. Li x Mn y Co 1-y O 2), lithium manganese nickel complex oxide having a spinel structure (e.g., Li x Mn 2-y Ni y O 4), lithium phosphates having an olivine structure (e.g., Li x FePO 4, Li x Fe 1- y Mn y PO 4, Li x CoPO 4), iron sulfate (Fe 2 (SO 4) 3 ), vanadium oxide (e.g. Examples thereof include V 2 O 5 ) and lithium nickel cobalt manganese composite oxide. In the above formula, 0 <x ≦ 1 and 0 <y ≦ 1. As the active material, these compounds may be used alone, or a plurality of compounds may be used in combination.
結着剤は、活物質と集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムが挙げられる。 A binder is mix | blended in order to bind an active material and an electrical power collector. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。導電剤の例としては、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。 The conductive agent is blended as necessary in order to enhance the current collecting performance and suppress the contact resistance between the active material and the current collector. Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as carbon black and graphite.
正極材料層において、正極活物質及び結着剤はそれぞれ８０質量％以上９８質量％以下、２質量％以上２０質量％以下の割合で配合することが好ましい。 In the positive electrode material layer, the positive electrode active material and the binder are preferably blended at a ratio of 80% by mass to 98% by mass and 2% by mass to 20% by mass, respectively.
結着剤は、２質量％以上の量にすることにより十分な電極強度を得ることができる。また、２０質量％以下にすることにより電極中の絶縁物質の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。 Sufficient electrode strength can be obtained by setting the binder to an amount of 2% by mass or more. Further, by setting it to 20% by mass or less, the amount of the insulating material in the electrode can be reduced and the internal resistance can be reduced.
導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤は、それぞれ、７７質量％以上９５質量％以下、２質量％以上２０質量％以下、及び、３質量％以上１５質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤は、３質量％以上の量にすることにより上述した効果を十分に発揮することができる。また、１５質量％以下にすることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。 When a conductive agent is added, the positive electrode active material, the binder, and the conductive agent are 77% by mass to 95% by mass, 2% by mass to 20% by mass, and 3% by mass to 15% by mass, respectively. It is preferable to mix | blend in the ratio. A conductive agent can fully exhibit the effect mentioned above by making it the quantity of 3 mass% or more. Moreover, by setting it as 15 mass% or less, decomposition | disassembly of the nonaqueous electrolyte on the surface of the positive electrode conductive agent under high temperature storage can be reduced.
正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。 The positive electrode current collector is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil containing at least one element selected from Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu, and Si.
正極集電体は、正極集電タブと一体であることが好ましい。しかしながら、正極集電体は、正極集電タブと別体でも良い。 The positive electrode current collector is preferably integral with the positive electrode current collector tab. However, the positive electrode current collector may be a separate body from the positive electrode current collector tab.
２）負極
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出することができる金属酸化物、金属窒化物、合金、炭素質物等を用いることができる。０．４Ｖ以上（対Ｌｉ／Ｌｉ+）の電位でリチウムイオンの吸蔵放出が可能な物質を負極活物質として用いることが好ましい。
2) Negative electrode As the negative electrode active material, for example, a metal oxide, a metal nitride, an alloy, a carbonaceous material or the like capable of occluding and releasing lithium ions can be used. A material capable of occluding and releasing lithium ions at a potential of 0.4 V or higher (vs. Li / Li + ) is preferably used as the negative electrode active material.
導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例としては、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。 The conductive agent is blended in order to improve current collecting performance and suppress contact resistance between the negative electrode active material and the current collector. Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as carbon black and graphite.
結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジエンゴムが挙げられる。 The binder is blended to fill a gap between the dispersed negative electrode active materials and bind the negative electrode active material and the current collector. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine-based rubber, and styrene-butadiene rubber.
負極材料層中の活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ６８質量％以上９６質量％以下、２質量％以上３０質量％以下、及び、２質量％以上３０質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極材料層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を２質量％以上とすることにより、負極材料層と集電体の結着性が十分で、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ２８質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。 The active material, the conductive agent, and the binder in the negative electrode material layer are blended at a ratio of 68% by mass to 96% by mass, 2% by mass to 30% by mass, and 2% by mass to 30% by mass, respectively. It is preferable. By setting the amount of the conductive agent to 2% by mass or more, the current collecting performance of the negative electrode material layer can be improved. Further, by setting the amount of the binder to 2% by mass or more, the binding property between the negative electrode material layer and the current collector is sufficient, and excellent cycle characteristics can be expected. On the other hand, the conductive agent and the binder are each preferably 28% by mass or less in order to increase the capacity.
集電体は、負極活物質のリチウムの吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。 As the current collector, a material that is electrochemically stable at the lithium insertion and extraction potential of the negative electrode active material is used. The current collector is preferably made of copper, nickel, stainless steel or aluminum or an aluminum alloy containing at least one element selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si.
負極集電体は、負極集電タブと一体であることが好ましい。負極集電体は、負極集電タブと別体でも良い。 The negative electrode current collector is preferably integral with the negative electrode current collector tab. The negative electrode current collector may be a separate body from the negative electrode current collector tab.
３）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、又は、合成樹脂製不織布を用いることが出来る。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。
3) Separator As the separator, for example, a porous film containing polyethylene, polypropylene, cellulose, or polyvinylidene fluoride (PVdF), or a synthetic resin nonwoven fabric can be used. Especially, since the porous film formed from polyethylene or a polypropylene can melt | dissolve at a fixed temperature and can interrupt | block an electric current, safety | security can be improved.
４）電解液
電解液としては、例えば、非水電解質を用いることができる。
4) Electrolytic Solution As the electrolytic solution, for example, a nonaqueous electrolyte can be used.
非水電解質は、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、又は、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質であって良い。 The non-aqueous electrolyte may be, for example, a liquid non-aqueous electrolyte prepared by dissolving an electrolyte in an organic solvent, or a gel-like non-aqueous electrolyte in which a liquid electrolyte and a polymer material are combined.
液状非水電解質は、電解質を０．５モル／Ｌ以上２．５モル／Ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解したものであることが好ましい。 The liquid non-aqueous electrolyte is preferably one in which the electrolyte is dissolved in an organic solvent at a concentration of 0.5 mol / L or more and 2.5 mol / L or less.
有機溶媒に溶解させる電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。 Examples of the electrolyte dissolved in the organic solvent include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), and lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6). ), Lithium trifluorometasulfonate (LiCF 3 SO 3 ), and lithium salts such as lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ], and mixtures thereof. The electrolyte is preferably one that is difficult to oxidize even at a high potential, and LiPF 6 is most preferred.
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネートのような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、及びスルホラン（ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。 Examples of organic solvents include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), cyclic carbonates such as vinylene carbonate; diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), chain like methyl ethyl carbonate (MEC) Carbonates; cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), dioxolane (DOX); chain ethers such as dimethoxyethane (DME) and diethoxyethane (DEE); γ-butyrolactone (GBL), Acetonitrile (AN) and sulfolane (SL) are included. These organic solvents can be used alone or as a mixed solvent.
高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）が含まれる。 Examples of the polymer material include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), and polyethylene oxide (PEO).
また或いは、非水電解質には、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いても良い。 Alternatively, as the non-aqueous electrolyte, a room temperature molten salt (ionic melt) containing lithium ions, a polymer solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like may be used.
５）容器
電極群及び電解液を収容する容器は、先に述べたように、絶縁性の可撓性シートで形成することができる。容器の材料は、中に収容する電解液との反応性が低いものを用いることが好ましい。容器の材料としては、例えば、フィルム成型性、ヒートシール性、耐電解液性を備えるポリプロピレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの樹脂を挙げることができる。
5) Container As described above, the container for housing the electrode group and the electrolytic solution can be formed of an insulating flexible sheet. As the material for the container, it is preferable to use a material having low reactivity with the electrolyte contained therein. Examples of the container material include polypropylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene (PE) having film moldability, heat sealability, and electrolyte resistance. And the like.
６）第１の樹脂層及び第２の樹脂層
第１の樹脂層の材料は、容器の底部の表面及び筐体の内表面を被覆できるものであれば、特に限定されない。特に、先に説明したように、実施形態に係る二次電池は第１の樹脂層と電解液との接触を防ぐことができるので、用いることができる第１の樹脂層の材料は、耐薬品性に縛られない。例えば、第１の樹脂層は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいても良い。
6) 1st resin layer and 2nd resin layer The material of the 1st resin layer will not be specifically limited if it can coat | cover the surface of the bottom part of a container, and the inner surface of a housing | casing. In particular, as described above, the secondary battery according to the embodiment can prevent the contact between the first resin layer and the electrolytic solution. Therefore, the material of the first resin layer that can be used is a chemical resistant material. Not tied to sex. For example, the first resin layer may include at least one selected from the group consisting of a urethane resin, an epoxy resin, a silicon resin, and an acrylic resin.
例えば、第１の樹脂層は、発泡性樹脂を含むことができる。発泡性樹脂を含む第１の樹脂層は、二次電池の重量密度を低めることができ、ひいては二次電池のエネルギー密度を高めることができる。 For example, the first resin layer can include a foamable resin. The first resin layer containing the foamable resin can reduce the weight density of the secondary battery, and thus can increase the energy density of the secondary battery.
また、第１の樹脂層は、高い熱伝導率を示すものであっても良い。高い熱伝導率を示すことができる第１の樹脂層は、例えば、充放電時の発熱に伴う二次電池の温度上昇を抑制することができ、ひいては二次電池の寿命及び安全性を更に高めることができる。例えば、１Ｗ／ｍ・ｈ以上の熱伝導率を示すことができる第１の樹脂層を具備する実施形態に係る二次電池は、優れた放熱性を示すことができ、ひいては優れた寿命特性を示すことができる。 Further, the first resin layer may exhibit a high thermal conductivity. The 1st resin layer which can show high heat conductivity can control the temperature rise of the secondary battery accompanying the heat_generation | fever at the time of charging / discharging, for example, and also raises the lifetime and safety | security of a secondary battery further. be able to. For example, the secondary battery according to the embodiment including the first resin layer capable of exhibiting a thermal conductivity of 1 W / m · h or more can exhibit excellent heat dissipation, and thus has excellent lifetime characteristics. Can show.
第２の樹脂層の材料としては、第１の樹脂層の材料と同様のものを使用することができる。 As the material of the second resin layer, the same material as that of the first resin layer can be used.
７）筐体
筐体本体と蓋体とは、同じ材料で形成することもできるし、又は異なる材料で形成することもできる。以下では、筐体本体及び蓋体を「筐体」としてまとめて説明する。
7) Housing The housing body and the lid can be formed of the same material, or can be formed of different materials. Hereinafter, the case body and the lid will be collectively described as a “case”.
筐体としては、例えば、金属製の筐体を用いることができる。 As the case, for example, a metal case can be used.
金属製の筐体としては、例えば、厚さ１ｍｍ以下の金属製の筐体を用いることができる。金属製の筐体は、厚さ０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、厚さ０．２ｍｍ以下であることが更に好ましい。 As the metal casing, for example, a metal casing having a thickness of 1 mm or less can be used. The metal housing is more preferably 0.5 mm or less in thickness, and still more preferably 0.2 mm or less.
筐体の形状は、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等であって良い。容器は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に積載される小型電池用容器、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池用容器であって良い。 The shape of the housing may be a flat type (thin type), a square type, a cylindrical type, a coin type, a button type, or the like. The container may be, for example, a small battery container loaded on a portable electronic device or the like, or a large battery container loaded on a two-wheel to four-wheel automobile or the like, depending on the battery size.
金属製の筐体は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１質量％以下にすることが好ましい。 The metal housing is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy. The aluminum alloy is preferably an alloy containing elements such as magnesium, zinc, and silicon. When the alloy contains a transition metal such as iron, copper, nickel, or chromium, the content is preferably 1% by mass or less.
筐体は金属製に限られない。例えば、ラミネートフィルム製の筐体を使用することもできる。 The housing is not limited to metal. For example, a casing made of a laminate film can be used.
８）シール材
シール材を形成することができる材料としては、例えば、フッ素樹脂、フッ素ゴム、ポリフェニルサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などの樹脂が挙げられる。なお、実施形態に係る二次電池はシール材と電解液との接触を防ぐことができるので、用いることができるシール材の材料は、耐薬品性に縛られない。
8) Sealing material Examples of materials that can form the sealing material include resins such as fluororesin, fluororubber, and polyphenyl sulfide resin (PPS). In addition, since the secondary battery which concerns on embodiment can prevent a contact with a sealing material and electrolyte solution, the material of the sealing material which can be used is not tied to chemical resistance.
９）リード
リードの材料としては、例えば、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を用いることができる。接触抵抗を低減するために、リードの材料は、リードに電気的に接続し得る正極集電体又は負極集電体の材料と同じであることが好ましい。
9) Lead As a material of the lead, for example, an aluminum material or an aluminum alloy material can be used. In order to reduce the contact resistance, the material of the lead is preferably the same as the material of the positive electrode current collector or the negative electrode current collector that can be electrically connected to the lead.
９）端子
端子の材料としては、例えば、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を用いることができる。
9) Terminal As a material of the terminal, for example, an aluminum material or an aluminum alloy material can be used.
次に、図面を参照しながら、実施形態に係る二次電池の例を更に詳細に説明する。 Next, examples of the secondary battery according to the embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
まず、図１〜図４を参照しながら、実施形態に係る二次電池の一例を説明する。 First, an example of the secondary battery according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
図１は、実施形態に係る一例の二次電池の概略斜視図である。図２は、図１に示す二次電池のＩＩ−ＩＩ’線に沿った概略断面図である。図３は、図１に示す二次電池が具備する容器及び蓋体の側面図である。図４は、図３に示す容器及び蓋体の分解斜視図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view of an example secondary battery according to the embodiment. 2 is a schematic cross-sectional view of the secondary battery shown in FIG. 1 taken along the line II-II '. FIG. 3 is a side view of a container and a lid provided in the secondary battery shown in FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the container and lid shown in FIG.
この例の二次電池１は、図１に示すように、角型の缶の外観を有する。この例の二次電池１は、図２〜図４に示す電極群３と、図２に示す電解液１０と、図２〜図４に示す容器８と、図２に示す第１の樹脂層９と、図１及び図２に示す筐体２とを具備している。 The secondary battery 1 of this example has the appearance of a square can as shown in FIG. The secondary battery 1 of this example includes an electrode group 3 shown in FIGS. 2 to 4, an electrolytic solution 10 shown in FIG. 2, a container 8 shown in FIGS. 2 to 4, and a first resin layer shown in FIG. 9 and a housing 2 shown in FIGS. 1 and 2.
図２〜図４に示す電極群３は、図示していないが、正極と、負極と、セパレータとを備える。正極は、帯状の正極集電体と、その上に形成された正極材料層と、図４に示す正極集電タブ３ａとを含む。負極は、帯状の負極集電体と、その上に形成された負極材料層と、図４に示す負極集電タブ３ｂとを含む。 Although not shown, the electrode group 3 shown in FIGS. 2 to 4 includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The positive electrode includes a strip-shaped positive electrode current collector, a positive electrode material layer formed thereon, and a positive electrode current collecting tab 3a shown in FIG. The negative electrode includes a strip-shaped negative electrode current collector, a negative electrode material layer formed thereon, and a negative electrode current collector tab 3b shown in FIG.
電極群３は、正極、負極及びセパレータを、正極材料層と負極材料層とが間にセパレータを介して互いに対向して配置されるように重ね合わせ、かくして得られた積層体を捲回することによって得られる。積層体作製の際、図４に示すように、正極集電３ａタブ及び負極集電タブ３ｂが捲回された積層体から互いに反対の向きに延出するように、正極及び負極の位置を調整する。 In the electrode group 3, the positive electrode, the negative electrode, and the separator are overlapped so that the positive electrode material layer and the negative electrode material layer are disposed to face each other with the separator interposed therebetween, and the laminate thus obtained is wound. Obtained by. When the laminate is manufactured, as shown in FIG. 4, the positions of the positive electrode and the negative electrode are adjusted so that the positive electrode current collector 3a tab and the negative electrode current collector tab 3b extend in opposite directions from the wound laminate. To do.
電極群３は、図４に示すように、正極集電タブ３ａ及び負極集電タブ３ｂ以外を被覆した絶縁シール３ｃを更に備えている。 As shown in FIG. 4, the electrode group 3 further includes an insulating seal 3 c that covers other than the positive electrode current collecting tab 3 a and the negative electrode current collecting tab 3 b.
電極群３の正極集電タブ３ａは、図２〜図４に示す導電性の正極リード６に接続されている。同様に、電極群３の負極集電タブ３ｂは、図２〜図４に示す導電性の負極リード７に接続されている。 The positive electrode current collecting tab 3a of the electrode group 3 is connected to the conductive positive electrode lead 6 shown in FIGS. Similarly, the negative electrode current collecting tab 3b of the electrode group 3 is connected to the conductive negative electrode lead 7 shown in FIGS.
正極リード６は、図２〜図４に示すように、貫通孔６ｂを有する端子接続部６ａと、端子接続部６ａから延びた挟持部６ｃとを備える。同様に、負極リード７は、図２〜図４に示すように、貫通孔７ｂを有する端子接続部７ａと、端子接続部７ａから延びた挟持部７ｃとを備える。 As shown in FIGS. 2 to 4, the positive electrode lead 6 includes a terminal connection portion 6 a having a through hole 6 b and a clamping portion 6 c extending from the terminal connection portion 6 a. Similarly, as shown in FIGS. 2 to 4, the negative electrode lead 7 includes a terminal connection portion 7 a having a through hole 7 b and a clamping portion 7 c extending from the terminal connection portion 7 a.
図４では分解図を示しているが、正極リード６の挟持部６ｃは、電極群３の正極集電タブ３ａを挟持した状態で、正極集電タブ３ａに接続されている。同様に、図４では分解図を示しているが、負極リード７の挟持部７ｃは、電極群３の負極集電タブ３ｂを挟持した状態で、負極集電タブ３ｂに接続されている。電極群３に接続された正極リード６の端子接続部６ａ及び負極リード７の端子接続部７ａは、図２〜図４に示すように、同じ方向を向いている。 Although an exploded view is shown in FIG. 4, the clamping portion 6 c of the positive electrode lead 6 is connected to the positive electrode current collecting tab 3 a while holding the positive electrode current collecting tab 3 a of the electrode group 3. Similarly, although an exploded view is shown in FIG. 4, the holding portion 7 c of the negative electrode lead 7 is connected to the negative electrode current collecting tab 3 b in a state where the negative electrode current collecting tab 3 b of the electrode group 3 is held. As shown in FIGS. 2 to 4, the terminal connection portion 6 a of the positive electrode lead 6 and the terminal connection portion 7 a of the negative electrode lead 7 connected to the electrode group 3 face the same direction.
このように接続された電極群３、正極リード６及び負極リード７は、容器８に収容されている。 The electrode group 3, the positive electrode lead 6 and the negative electrode lead 7 connected in this way are accommodated in a container 8.
容器８は、絶縁性であり且つ可撓性のフィルムから形成されている袋状容器である。そのため、容器８は、図２及び図３に示す底部８ｄ及び側部８ｅを含んでおり、底部８ｄ及び側部８ｅはそれぞれ可撓性の表面を有している。容器８の底部８ｄ及び２つの側部８ｅは、図４に示すように可撓性のフィルム８を折り曲げた際に生じる３つの開口端を例えば熱シールすることによって、形成されている。 The container 8 is a bag-like container formed of an insulating and flexible film. Therefore, the container 8 includes the bottom 8d and the side 8e shown in FIGS. 2 and 3, and the bottom 8d and the side 8e each have a flexible surface. The bottom part 8d and the two side parts 8e of the container 8 are formed by, for example, heat-sealing three open ends generated when the flexible film 8 is bent as shown in FIG.
また、容器８は、図２及び図４に示すように、２つの貫通孔８ａ及び８ｂを有している。図２及び図４に示すように、容器８の貫通孔８ａは、容器８に収容された正極リード６の貫通孔６ｂと共に１つの貫通孔を形成している。同様に、図２及び図４に示すように、容器８の貫通孔８ｂは、容器８に収容された負極リード７の貫通孔７ｂと共に１つの貫通孔を形成している。 Moreover, the container 8 has two through-holes 8a and 8b as shown in FIG.2 and FIG.4. As shown in FIGS. 2 and 4, the through hole 8 a of the container 8 forms one through hole together with the through hole 6 b of the positive electrode lead 6 accommodated in the container 8. Similarly, as shown in FIGS. 2 and 4, the through hole 8 b of the container 8 forms one through hole together with the through hole 7 b of the negative electrode lead 7 accommodated in the container 8.
さらに、容器８は、図３に示すように、圧力開放弁８ｃを有している。圧力開放弁８ｃは、圧力開放弁８ｃは、容器８の内圧が規定値以上に上昇した際に開き、容器８内の圧力を開放することができる。 Furthermore, the container 8 has the pressure release valve 8c, as shown in FIG. The pressure release valve 8c is opened when the internal pressure of the container 8 rises to a specified value or more, and can release the pressure in the container 8.
容器８は、図２に示すように、電解液１０を更に収容している。電解液１０は、電極群３に含浸されている。 As shown in FIG. 2, the container 8 further contains an electrolytic solution 10. The electrolytic solution 10 is impregnated in the electrode group 3.
この容器８は、図２に示すように、筐体２に収容されている。 As shown in FIG. 2, the container 8 is accommodated in the housing 2.
筐体２は、図１及び図２に示すように、上面に開口を含み且つ長方形の平面形状を有する底部２ａ1を含む縦長角箱状の筐体本体２ａと、筐体本体２ａの開口を塞ぐ板状の蓋体２ｂとを備えている。筐体２を構成する筐体本体２ａ及び蓋体２ｂは、共に、アルミニウム合金から形成されている。そして、蓋体２ｂは、その外周が、筐体本体２ａの開口部の縁部に溶接されており、それにより、筐体本体２ａ及び蓋体２ｂは筐体２を形成している。 Housing 2, as shown in FIGS. 1 and 2, an elongated angle box-shaped casing body 2a including the bottom 2a 1 and having a rectangular planar shape includes an opening on the upper surface, the opening of the housing body 2a And a plate-like lid body 2b for closing. Both the housing body 2a and the lid body 2b constituting the housing 2 are made of an aluminum alloy. The outer periphery of the lid 2b is welded to the edge of the opening of the casing main body 2a, whereby the casing main body 2a and the lid 2b form the casing 2.
蓋体２ｂは、図２及び図３に示すように、板厚が小さい部分２ｂ1を含んでいる。この部分２ｂ1は、容器８の圧力開放弁８ｃが開くことによって筐体２の内圧が規定値以上に高くなった際に破裂して二次電池１の圧力を開放することができる圧力開放弁として機能することができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the lid 2b includes a portion 2b 1 having a small plate thickness. This portion 2b 1 is a pressure release valve that can be ruptured to release the pressure of the secondary battery 1 when the internal pressure of the housing 2 becomes higher than a specified value by opening the pressure release valve 8c of the container 8. Can function as.
また、蓋体２ｂには、図２に示すように、２つの貫通孔２ｃ及び２ｄが設けられている。貫通孔２ｃには、貫通孔を有する絶縁性の正極シール材１４が嵌め込まれている。正極シール材１４は、貫通孔２ｃの縁部を被覆している。同様に、貫通孔２ｄには、貫通孔を有する絶縁性の負極シール材１５が嵌め込まれている。負極シール材１５は、貫通孔２ｄの縁部を被覆している。 Moreover, as shown in FIG. 2, the cover body 2b is provided with two through holes 2c and 2d. An insulating positive electrode sealing material 14 having a through hole is fitted into the through hole 2c. The positive electrode sealing material 14 covers the edge of the through hole 2c. Similarly, an insulating negative electrode sealing material 15 having a through hole is fitted into the through hole 2d. The negative electrode sealing material 15 covers the edge of the through hole 2d.
図１〜図４に示すように、蓋体２ｂには、正極端子４及び負極端子５が固定されている。 As shown in FIGS. 1-4, the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 are being fixed to the cover body 2b.
正極端子４は、図２〜図４に示すように、フランジ部４ａと、フランジ部４ａから延びた棒状の軸部４ｂとを含む。同様に、負極端子５は、図２〜図４に示すように、フランジ部５ａと、フランジ部５ａから延びた棒状の軸部５ｂとを含む。 The positive electrode terminal 4 includes a flange portion 4a and a rod-shaped shaft portion 4b extending from the flange portion 4a, as shown in FIGS. Similarly, as shown in FIGS. 2 to 4, the negative electrode terminal 5 includes a flange portion 5a and a rod-shaped shaft portion 5b extending from the flange portion 5a.
正極端子４は、図２〜図４に示すように、軸部４ｂが筐体２の蓋体２ｂに設けられた貫通孔２ｃに嵌め込まれた正極シール材１４に差し込まれ且つフランジ部４ａが正極シール材１４上に載置されて、蓋体２ｂに固定されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the positive electrode terminal 4 is inserted into the positive electrode sealing material 14 in which the shaft portion 4 b is fitted in the through hole 2 c provided in the lid body 2 b of the housing 2, and the flange portion 4 a is the positive electrode. It is placed on the sealing material 14 and fixed to the lid 2b.
正極端子４と同様に、負極端子５も、図２〜図４に示すように、軸部５ｂが筐体２の蓋体２ｂに設けられた貫通孔２ｄに嵌め込まれた負極シール材１５の貫通孔に差し込まれ且つフランジ部５ａが負極シール材１５上に載置されて、蓋体２ｂに固定されている。 Like the positive electrode terminal 4, the negative electrode terminal 5 also penetrates the negative electrode sealing material 15 in which the shaft portion 5 b is fitted in the through hole 2 d provided in the lid body 2 b of the housing 2, as shown in FIGS. 2 to 4. The flange portion 5a is inserted on the hole and placed on the negative electrode sealing material 15, and is fixed to the lid 2b.
ここで、図２〜図４に示すように、正極端子４の軸部４ｂは、正極シール材１４の貫通孔を通り抜けたのち、容器８の貫通孔８ａと、正極リード６の貫通孔６ｂとをこの順で通り抜けている。そして、正極端子４の軸部４ｂの先端は、正極リード６の端子接続部６ａに溶接されている。このようにして、電極群３の正極集電タブ３ａは、正極リード６を介して、正極端子４に機械的に接続され、その結果、電極群３の正極集電タブ３ａは正極端子４に電気的に接続されている。 Here, as shown in FIGS. 2 to 4, the shaft portion 4 b of the positive electrode terminal 4 passes through the through hole of the positive electrode sealing material 14, and then passes through the through hole 8 a of the container 8 and the through hole 6 b of the positive electrode lead 6. Are going through in this order. The tip of the shaft portion 4 b of the positive electrode terminal 4 is welded to the terminal connection portion 6 a of the positive electrode lead 6. In this way, the positive electrode current collecting tab 3a of the electrode group 3 is mechanically connected to the positive electrode terminal 4 via the positive electrode lead 6, and as a result, the positive electrode current collecting tab 3a of the electrode group 3 is connected to the positive electrode terminal 4. Electrically connected.
同様に、図２〜図４に示すように、負極端子５の軸部５ｂは、負極シール材１５の貫通孔を通り抜けたのち、容器８の貫通孔８ｂと、負極リード７の貫通孔７ｂとをこの順で通り抜けている。そして、負極端子５の軸部５ｂの先端は、負極リード７の端子接続部７ａに溶接されている。このようにして、電極群３の負極集電タブ３ｂは、負極リード７を介して、負極端子５に機械的に接続され、その結果、電極群３の負極集電タブ３ｂは負極端子５に電気的に接続されている。 Similarly, as shown in FIGS. 2 to 4, the shaft portion 5 b of the negative electrode terminal 5 passes through the through hole of the negative electrode seal material 15, and then passes through the through hole 8 b of the container 8 and the through hole 7 b of the negative electrode lead 7. Are going through in this order. The tip of the shaft portion 5 b of the negative electrode terminal 5 is welded to the terminal connection portion 7 a of the negative electrode lead 7. In this way, the negative electrode current collecting tab 3b of the electrode group 3 is mechanically connected to the negative electrode terminal 5 via the negative electrode lead 7, and as a result, the negative electrode current collecting tab 3b of the electrode group 3 is connected to the negative electrode terminal 5. Electrically connected.
筐体本体２ａの底部２ａ1の内表面２ａ2は容器８の底部８ｄに接しておらず、これらの間には、第１の樹脂層９が介在している。第１の樹脂層９は、第１の表面９1及び第２の表面９2を有している。第１の樹脂層９は、第１の表面９1が容器８の底部８ｄの表面を被覆しており、第２の表面９2が筐体本体２ａの底部２ａ1の内表面２ａ2を被覆している。 The inner surface 2a 2 of the bottom 2a 1 of the housing body 2a is not in contact with the bottom 8d of the container 8, and the first resin layer 9 is interposed therebetween. The first resin layer 9 has a first surface 9 1 and a second surface 9 2 . The first resin layer 9 is first surface 9 1 covers the surface of the bottom 8d of the container 8, the second surface 9 2 covers the inner surface 2a 2 of the bottom 2a 1 of the housing body 2a doing.
図１〜図４に示す二次電池１では、電極群１を収容した容器８が、この容器８の底部８ｄと筐体２の筐体本体２ａの底部２ａ1の内表面２ａ2とを被覆した第１の樹脂層９により、筐体２に対して固定されている。また、図１〜図４に示す二次電池１では、正極集電タブ３ａが、正極リード６を介して、正極端子４に接続されており、負極集電タブ３ｂが、負極リード７を介して、負極端子５に接続されている。それにより、図１〜図４に示す二次電池１では、電極群３が筐体２に対して固定されている。つまり、図１〜図４に示す二次電池１では、容器８内に収納された電極群３が、第１の樹脂層９により、筐体２に対して固定されている。 In the secondary battery 1 shown in FIGS. 1 to 4, a container 8 containing the electrode group 1 covers the bottom 8 d of the container 8 and the inner surface 2 a 2 of the bottom 2 a 1 of the casing body 2 a of the casing 2. The first resin layer 9 is fixed to the housing 2. In the secondary battery 1 shown in FIGS. 1 to 4, the positive electrode current collecting tab 3 a is connected to the positive electrode terminal 4 through the positive electrode lead 6, and the negative electrode current collecting tab 3 b is connected through the negative electrode lead 7. And connected to the negative terminal 5. Thereby, in the secondary battery 1 shown in FIGS. 1 to 4, the electrode group 3 is fixed to the housing 2. That is, in the secondary battery 1 shown in FIGS. 1 to 4, the electrode group 3 housed in the container 8 is fixed to the housing 2 by the first resin layer 9.
図１〜図４に示す二次電池１は、例えば、図５にその一部を示す方法によって作製できる。まず、図５に示すように、筐体本体２ａの中に流動性の樹脂前駆体材料９’を入れる。次に、この筐体本体２ａ内に、蓋体２ｂに接続した電極群３及び電解液（図５においては図示していない）を収容した容器８を入れて、容器８の底部８ｄの表面を樹脂前駆体材料９’に接触させる。樹脂前駆体材料９’は流動性を有するので、樹脂前駆体材料９’と容器８の底部８ｄとの界面は、容器８の可撓性の底部８ｄの表面に沿うようになる。そして、その状態のまま樹脂前駆体材料９’を第１の樹脂層（図５においては図示していない）に変換することによって、図１〜図４に示す二次電池１を作製できる。 The secondary battery 1 shown in FIG. 1 to FIG. First, as shown in FIG. 5, a fluid resin precursor material 9 'is placed in the casing body 2a. Next, a container 8 containing an electrode group 3 connected to the lid 2b and an electrolytic solution (not shown in FIG. 5) is placed in the housing body 2a, and the surface of the bottom 8d of the container 8 is placed. Contact the resin precursor material 9 ′. Since the resin precursor material 9 ′ has fluidity, the interface between the resin precursor material 9 ′ and the bottom 8 d of the container 8 is along the surface of the flexible bottom 8 d of the container 8. And the secondary battery 1 shown in FIGS. 1-4 is producible by converting the resin precursor material 9 'into the 1st resin layer (not shown in FIG. 5) in the state.
或いは、図１〜図４に示す二次電池１は、例えば、図６にその一部を示すような方法によっても作製できる。まず、筐体２を構成する蓋体２ｂに樹脂注入口２ｂ2を設ける。この蓋体２ｂに容器８に収容された電極群３を固定する。次に、容器８を筐体本体２ａ内に入れる。この際、筐体本体２ａの底部２ａ1の内表面２ａ2と容器８の底部８ｄとの間に間隙を設ける。この状態で、筐体本体２ａと蓋体２ｂを先に説明したように溶接する。このように作製した電池ユニット内に、蓋体２ｂに設けておいた樹脂注入口２ｂ2を通して、フィーダー２００を用いて流動性の樹脂前駆体材料（図示していない）を注入する。注入された樹脂前駆体材料は、流動性を有するので、筐体本体２ａの底部２ａ1の内表面２ａ2と容器８の底部８ｄとの間の間隙を埋めて、底部２ａ1の内表面２ａ2と容器８の底部８ｄとを被覆する。その後、樹脂前駆体材料を第１の樹脂層（図６においては図示していない）に変換し、樹脂注入口２ｂ2を封止することによって、図１〜図４に示す二次電池１を作製できる。 Alternatively, the secondary battery 1 shown in FIGS. 1 to 4 can be manufactured, for example, by a method as shown in FIG. First, the resin injection port 2b 2 is provided in the lid 2b constituting the housing 2. The electrode group 3 accommodated in the container 8 is fixed to the lid 2b. Next, the container 8 is put into the housing body 2a. At this time, a gap is provided between the inner surface 2a 2 of the bottom 2a 1 of the housing body 2a and the bottom 8d of the container 8. In this state, the casing body 2a and the lid body 2b are welded as described above. A fluid resin precursor material (not shown) is injected into the battery unit thus manufactured using the feeder 200 through the resin injection port 2b 2 provided in the lid 2b. Since the injected resin precursor material has fluidity, the gap between the inner surface 2a 2 of the bottom 2a 1 of the housing body 2a and the bottom 8d of the container 8 is filled, and the inner surface 2a of the bottom 2a 1 is filled. 2 and the bottom 8d of the container 8 are covered. Thereafter, the resin precursor material is converted into a first resin layer (not shown in FIG. 6), and the resin injection port 2b 2 is sealed, whereby the secondary battery 1 shown in FIGS. Can be made.
筐体内に入れておく流動性の樹脂前駆体材料９’の量又はフィーダー２００を用いて注入する流動性の樹脂前駆体材料の量を適宜調節することによって、第１の樹脂層９に加えて、図７及び図８に示す第２の樹脂層９ａを形成することもできる。 In addition to the first resin layer 9, the amount of the fluid resin precursor material 9 ′ to be put in the casing or the amount of the fluid resin precursor material to be injected using the feeder 200 is appropriately adjusted. The second resin layer 9a shown in FIGS. 7 and 8 can also be formed.
例えば、筐体内に入れておく流動性の樹脂前駆体材料９’の量又はフィーダー２００を用いて注入する流動性の樹脂前駆体材料の量を、筐体本体２ａの底部２ａ1の内表面２ａ2と容器８の底部８ｄとの間の間隙の体積よりも多くすることにより、図７に示すように、容器８の側部８ｅの表面の一部と、筐体本体２ａの内側面２ａ3の一部との間に介在した第２の樹脂層を形成することができる。この第２の樹脂層９ａは、図７に示すように、第１の表面９ａ1と第２の表面９ａ2とを有し、第１の表面９ａ1が容器８の側部８ｅの表面の一部を被覆し、第２の表面９ａ2が筐体本体２ａの内側面２ａ3の一部を被覆している。 For example, the amount of the fluid resin precursor material 9 ′ to be put in the housing or the amount of the fluid resin precursor material to be injected using the feeder 200 is set as the inner surface 2 a of the bottom 2 a 1 of the housing body 2 a. By increasing the volume of the gap between 2 and the bottom portion 8d of the container 8 as shown in FIG. 7, a part of the surface of the side portion 8e of the container 8 and the inner side surface 2a 3 of the housing body 2a are obtained. The 2nd resin layer interposed between some can be formed. As shown in FIG. 7, the second resin layer 9 a has a first surface 9 a 1 and a second surface 9 a 2, and the first surface 9 a 1 is the surface of the side portion 8 e of the container 8. A part of the inner surface 2a 3 of the housing body 2a is covered with the second surface 9a 2 .
また、筐体内に入れておく流動性の樹脂前駆体材料９’の量又はフィーダー２００を用いて注入する流動性の樹脂前駆体材料の量を更に多くすることにより、例えば図８に示すように、容器８のほぼ全ての側部８ｅを被覆した第２の樹脂層９ａを形成することもできる。 Further, by further increasing the amount of the fluid resin precursor material 9 ′ to be put in the casing or the amount of the fluid resin precursor material to be injected using the feeder 200, for example, as shown in FIG. The second resin layer 9a covering almost all the side portions 8e of the container 8 can also be formed.
以上説明した実施形態に係る二次電池は、端子と電極群との接続だけでなく、樹脂層が、電極群及び電解液を収容した容器の底部の可撓性の表面と筐体の内表面とを被覆して、電極群及び電解液を収容した容器を筐体に対して固定することができる。そのため、実施形態に係る二次電池は高い安全性を示すことができる。 In the secondary battery according to the embodiment described above, not only the connection between the terminal and the electrode group, but also the resin layer has a flexible surface at the bottom of the container containing the electrode group and the electrolyte and the inner surface of the housing. The container containing the electrode group and the electrolytic solution can be fixed to the casing. Therefore, the secondary battery according to the embodiment can exhibit high safety.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…二次電池、２…筐体、２ａ…筐体本体、２ａ1…筐体の底部、２ａ2…筐体の底部の内表面、２ａ3…筐体の内側面、２ｂ…蓋体、２ｂ1…圧力開放弁、２ｂ2…樹脂注入口、２ｃ…貫通孔、２ｄ…貫通孔、３…電極群、３ａ…正極集電タブ、３ｂ…負極集電タブ、３ｃ…絶縁シート、４…正極端子、４ａ…フランジ部、４ｂ…軸部、５…負極端子、５ａ…フランジ部、５ｂ…軸部、６…正極リード、６ａ…端子接続部、６ｂ…貫通孔、６ｃ…挟持部、７…負極リード、７ａ…端子接続部、７ｂ…貫通孔、７ｃ…挟持部、８…容器、８ａ…貫通孔、８ｂ…貫通孔、８ｃ…圧力開放弁、８ｄ…容器の底部、８ｅ…容器の側部、９…第１の樹脂層、９1…第１の樹脂層の第１の表面、９2…第１の樹脂層の第２の表面、９ａ…第２の樹脂層、９ａ1…第２の樹脂層の第１の表面、９ａ2…第２の樹脂層の第２の表面、９’…流動性の樹脂前駆体材料、１０…電解液、１４…正極シール材、１５…負極シール材。 1 ... secondary battery, 2 ... housing, 2a ... housing body, 2a 1 ... bottom portion of the housing, the inner surface of 2a 2 ... inner surface of the bottom of the casing, 2a 3 ... casing, 2b ... lid, 2b 1 ... pressure release valve, 2b 2 ... resin injection port, 2c ... through hole, 2d ... through hole, 3 ... electrode group, 3a ... positive electrode current collecting tab, 3b ... negative electrode current collecting tab, 3c ... insulating sheet, 4 ... Positive terminal, 4a ... flange part, 4b ... shaft part, 5 ... negative electrode terminal, 5a ... flange part, 5b ... shaft part, 6 ... positive electrode lead, 6a ... terminal connection part, 6b ... through hole, 6c ... clamping part, 7 ... negative electrode lead, 7a ... terminal connection part, 7b ... through hole, 7c ... clamping part, 8 ... container, 8a ... through hole, 8b ... through hole, 8c ... pressure release valve, 8d ... bottom part of container, 8e ... side, 9 ... first resin layer, 9 1 ... first surface of the first resin layer, 9 2 ... second surface of the first resin layer, 9a ... second resin layer, a 1 ... a first surface of the second resin layer, 9a 2 ... second surface of the second resin layer, 9 '... fluidity of the resin precursor material, 10 ... electrolyte, 14 ... cathode sealing material, 15 ... Negative electrode sealing material.
Claims (7)
前記電極群に含浸された電解液と、
前記電極群及び前記電解液を収容した容器であって、可撓性の表面を有する底部を含んだ容器と、
前記電極群に接続された端子を備え、前記容器を収容した筐体と、
前記容器の前記底部の前記表面と前記筐体の内表面との間に介在した第１の樹脂層であって、第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面が前記容器の前記底部の前記表面を被覆し、前記第２の表面が前記筐体の前記内表面を被覆した第１の樹脂層と
を具備したことを特徴とする二次電池。 An electrode group;
An electrolytic solution impregnated in the electrode group;
A container containing the electrode group and the electrolyte solution, the container including a bottom portion having a flexible surface;
A terminal provided with a terminal connected to the electrode group, and housing the container;
A first resin layer interposed between the surface of the bottom of the container and the inner surface of the housing, the first surface and the second surface, wherein the first surface is A secondary battery comprising: a first resin layer covering the surface of the bottom portion of the container, and the second surface covering the inner surface of the housing.
前記容器の前記側部の前記表面の少なくとも一部と、前記筐体の内側面の少なくとも一部との間に介在した第２の樹脂層を更に含み、
前記第２の樹脂層は第１の表面と第２の表面とを有し、前記第２の樹脂層の前記第１の表面は前記容器の前記側部の前記表面の前記少なくとも一部を被覆しており、前記第２の樹脂層の前記第２の表面は前記筐体の前記内側面の前記少なくとも一部を被覆していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。 The container further includes a side having a flexible surface;
A second resin layer interposed between at least a part of the surface of the side portion of the container and at least a part of the inner surface of the housing;
The second resin layer has a first surface and a second surface, and the first surface of the second resin layer covers the at least part of the surface of the side portion of the container. The secondary battery according to claim 1, wherein the second surface of the second resin layer covers the at least part of the inner surface of the housing.
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