JP2015176789A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非水電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.
近年、薄型の携帯機器の普及に伴って、薄型の電池の需要が高まっている。また、様々な携帯機器が開発されていることを受け、多様な用途に利用することができる電池が求められている。 In recent years, with the spread of thin portable devices, the demand for thin batteries has increased. Further, in response to the development of various portable devices, a battery that can be used for various purposes is demanded.
例えば、特許文献1には、電池素子および電池ケースを湾曲させることにより、電子機器の湾曲したスペースへの搭載を可能とした電池が開示されている。
For example,
特許文献2には、人体内に配置される医療機器に使用される電池において、巻回セルスタックを収容するケーシングの形状を身体形状に合致させるため、ケーシングの側壁部を湾曲させる技術が開示されている。
特許文献3には、リチウムイオン二次電池が適用される機器の設計の自由度の拡大を図るため、電池素体を収容する金属ラミネートの外装体を湾曲させたリチウムイオン二次電池が開示されている。 Patent Document 3 discloses a lithium ion secondary battery in which a metal laminate exterior body that accommodates a battery body is curved in order to increase the degree of freedom in designing a device to which the lithium ion secondary battery is applied. ing.
特許文献4には、湾曲形状を有し、シェーバ内に収容されるリチウム電池が開示されている。 Patent Document 4 discloses a lithium battery having a curved shape and housed in a shaver.
特許文献5には、電極組立体を収容した電池ケースを湾曲させてなり、曲面を有する電子機器に適用される二次電池が開示されている。 Patent Document 5 discloses a secondary battery that is applied to an electronic device having a curved surface by bending a battery case that houses an electrode assembly.
ところで、上記各特許文献に記載されたような電池では、電極体を収容するケースの内部において、電極体の電極と外部端子とを接続するための空間を設ける必要がある。それに伴って、ケースの内部で電極体の位置がずれる可能性がある。 By the way, in the battery as described in each said patent document, it is necessary to provide the space for connecting the electrode of an electrode body, and an external terminal inside the case which accommodates an electrode body. Along with this, there is a possibility that the position of the electrode body is shifted inside the case.
そこで、本発明は、用途の多様化を図ることができるとともに、電極体の位置を安定に保持することが可能な非水電解質二次電池を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that can be used for various purposes and can stably hold the position of the electrode body.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、正極電極および負極電極を含む電極体と、電極体を収容する電極体収容領域と、電極体収容領域に収容された電極体の厚さ方向における寸法が電極体の厚さよりも小さい部分を有する電極体規制領域と、を含む外装缶と、を備える。外装缶は、電極体収容領域に収容された電極体の厚さ方向において互いに対向するよう配置され、少なくとも一部が電極体収容領域に含まれる第1および第2側壁部、を有する。第1および第2側壁部の少なくとも一方は、電極体収容領域に含まれる部分の外表面において、曲げ形状を含む。 This invention is for solving the said subject, The electrode body containing a positive electrode and a negative electrode, The electrode body accommodation area | region which accommodates an electrode body, The thickness of the electrode body accommodated in the electrode body accommodation area | region An outer can including an electrode body regulating region having a portion whose dimension in the direction is smaller than the thickness of the electrode body. The outer can is arranged to face each other in the thickness direction of the electrode body housed in the electrode body housing area, and has first and second side wall portions at least partially included in the electrode body housing area. At least one of the first and second side wall portions includes a bent shape on the outer surface of the portion included in the electrode body accommodation region.
上記非水電解質二次電池において、外装缶の第1側壁部および/または第2側壁部は、電極体収容領域に含まれる部分の外表面に曲げ形状を含んでいる。この構成によれば、様々な形状の空間に電池を配置することが可能となるため、電池の用途の多様化を図ることができる。なお、本発明における「曲げ形状」とは、面の向きが変化する形状を意味し、面の向きが滑らかに変化する湾曲形状だけでなく、面の向きが角度をつけて変化する折曲形状も含む。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery, the first side wall and / or the second side wall of the outer can includes a bent shape on an outer surface of a portion included in the electrode body housing region. According to this configuration, since the batteries can be arranged in various shaped spaces, it is possible to diversify the usage of the batteries. The “bending shape” in the present invention means a shape in which the orientation of the surface changes, and not only a curved shape in which the orientation of the surface changes smoothly but also a bent shape in which the orientation of the surface changes at an angle. Including.
また、上記非水電解質二次電池において、外装缶は、電極体収容領域に収容された電極体の厚さ方向における寸法が電極体の厚さよりも小さい部分を有する電極体規制領域を含んでいる。この電極体規制領域により、外装缶内における電極体の移動を規制することができ、電極体の位置を安定に保持することができる。 Further, in the nonaqueous electrolyte secondary battery, the outer can includes an electrode body regulating region having a portion in which the dimension in the thickness direction of the electrode body housed in the electrode body housing region is smaller than the thickness of the electrode body. . By this electrode body regulating region, the movement of the electrode body within the outer can can be regulated, and the position of the electrode body can be stably maintained.
上記非水電解質二次電池において、外装缶は、第1側壁部を含み、第1側壁部と反対側の面が開口する凹状の第1部材と、第2側壁部を含み、第1部材の開口を封口する第2部材と、を有していてもよい。第1部材は、第1側壁部と反対側の面、つまり、電極体の厚さ方向の一方面が開口している。この構成によれば、第1部材の高さ方向や幅方向の面を開口させる場合と比較して、深絞り加工が不要となるため、加工が容易になる。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery, the outer can includes a first side wall portion, a concave first member having an opening on a surface opposite to the first side wall portion, a second side wall portion, and the first member. And a second member that seals the opening. The surface of the first member opposite to the first side wall, that is, one surface in the thickness direction of the electrode body is opened. According to this configuration, as compared with the case where the surface in the height direction or the width direction of the first member is opened, deep drawing processing is not necessary, and thus processing is facilitated.
上記第1部材は、その開口の周縁部が全周に亘って同一平面上に位置するよう形成されていてもよい。この構成によれば、第1部材と、第1部材の開口を封口する第2部材との接合を容易に行うことができる。 The first member may be formed such that the peripheral edge of the opening is located on the same plane over the entire circumference. According to this configuration, the first member and the second member that seals the opening of the first member can be easily joined.
上記非水電解質二次電池は、さらに、外装缶の外表面において、電極体規制領域に設けられ、正極電極または負極電極と電気的に接続される端子、を備えることができる。電極体規制領域に端子を配置することで、非水電解質二次電池をコンパクトにすることができる。 The non-aqueous electrolyte secondary battery may further include a terminal provided in the electrode body regulating region on the outer surface of the outer can and electrically connected to the positive electrode or the negative electrode. By disposing the terminal in the electrode body regulating region, the nonaqueous electrolyte secondary battery can be made compact.
上記非水電解質二次電池において、外装缶は、さらに、第1側壁部と段差を介して接続され、電極体規制領域において、第1側壁部よりも第2側壁部寄りに配置される第3側壁部、を有していてもよい。この構成によれば、電極体規制領域の少なくとも一部を構成する第3側壁部が第1側壁部よりも内側に配置されるため、非水電解質二次電池をコンパクトにすることができる。 In the nonaqueous electrolyte secondary battery, the outer can is further connected to the first side wall through a step, and in the electrode body regulating region, the third can be disposed closer to the second side than the first side. You may have a side wall part. According to this structure, since the 3rd side wall part which comprises at least one part of an electrode body control area | region is arrange | positioned inside a 1st side wall part, a nonaqueous electrolyte secondary battery can be made compact.
上記第3側壁部の外表面は、平面状に形成されていてもよい。この構成によれば、端子等の部品を第3側壁部の外表面上に容易に設けることができる。 The outer surface of the third side wall portion may be formed in a planar shape. According to this configuration, components such as terminals can be easily provided on the outer surface of the third side wall.
上記第3側壁部は、その外表面の少なくとも一部が湾曲していてもよい。この構成によれば、外装缶において、第1および/または第2側壁部だけでなく、第3側壁部にも湾曲部分が存在するため、さらなる電池の用途の多様化を図ることができる。 The third side wall portion may have at least a part of its outer surface curved. According to this configuration, in the outer can, the curved portion is present not only in the first and / or second side wall portion but also in the third side wall portion, so that further diversification of battery applications can be achieved.
上記非水電解質二次電池において、第1および第2側壁部の少なくとも一方は、電極体収容領域に収容された電極体の厚さ方向に沿う断面が、円弧状をなすよう形成されていてもよい。第1および第2側壁部の少なくとも一方を全体的に湾曲させることにより、非水電解質二次電池をコンパクトにすることができる。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery, at least one of the first and second side wall portions may be formed such that a cross section along the thickness direction of the electrode body accommodated in the electrode body accommodating region is arcuate. Good. By curving at least one of the first and second side walls as a whole, the nonaqueous electrolyte secondary battery can be made compact.
上記第1および第2側壁部は、電極体収容領域に収容された電極体の厚さ方向に沿う断面が、同じ方向に突出する円弧状をなすよう形成されていてもよい。第1および第2側壁部の双方を全体的に且つ同じ方向に湾曲させることで、非水電解質二次電池をよりコンパクトにすることができる。 The first and second side wall portions may be formed such that a cross section along the thickness direction of the electrode body housed in the electrode body housing region has an arc shape projecting in the same direction. The nonaqueous electrolyte secondary battery can be made more compact by curving both the first and second side wall portions in the same direction.
本発明によれば、非水電解二次電池の用途の多様化を図ることができるとともに、電池における電極体の位置を安定に保持することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while diversifying the use of a nonaqueous electrolytic secondary battery, the position of the electrode body in a battery can be hold | maintained stably.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、同一又は相当する構成については、同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the same or equivalent structure, the same code | symbol is attached | subjected and the same description is not repeated.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
<<非水電解質二次電池の構成>>
図1および図2に示すように、第1実施形態に係る非水電解質二次電池1は、外装缶10と、正極端子13と、負極端子14と、電極体15と、電解液(図示略)と、を備えている。
<< Configuration of nonaqueous electrolyte secondary battery >>
As shown in FIGS. 1 and 2, the nonaqueous electrolyte
ここで説明の便宜のため、外装缶10の外形に沿って、図1に示すようにx方向、y方向、z方向を定める。以下では、x方向を幅方向、y方向を厚さ方向、z方向を高さ方向と呼ぶ場合がある。非水電解質二次電池1は、厚さ方向の寸法が幅方向や高さ方向の寸法よりも小さい、扁平形状の電池である。また、図1における上および下を、単に上および下と呼ぶ場合がある。
For convenience of explanation, the x direction, the y direction, and the z direction are determined along the outer shape of the
<外装缶>
外装缶10は、図2に示すように、第1部材11および第2部材12を有し、電極体15を収容する。より詳細には、外装缶10は、図3に示すように、電極体15を収容する電極体収容領域10Aと、厚さ方向の寸法t1が電極体15の厚さteよりも小さい電極体規制領域10Bと、を含む。寸法t1は、より詳しくは、電極体規制領域10Bにおける第1部材11の内表面と第2部材12の内表面との間の距離、すなわち、電極体規制領域10Bにおける外装缶10の内寸である。
<Exterior can>
As shown in FIG. 2, the
図2および図3に示すように、第1部材11は、第1側壁部111を含む。第1部材11は、厚さ方向において、第1側壁部111と反対側の面が開口している。厚さ方向から見て、第1部材11の開口の面積は電極体15の面積よりも大きい。第2部材12は、第2側壁部121を含んでおり、第1部材11の開口を封口する。第1部材11と第2部材12とは、例えばシーム溶接によって接合される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1部材11および第2部材12は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されている。
The
(第1部材)
図3に示すように、第1部材11は、凹状に形成されている。第1部材11は、第1側壁部111と、第1側壁部111に接続された第3側壁部113と、第1側壁部111および第3側壁部113の周囲を囲むように設けられた周壁部112と、を含んでいる。
(First member)
As shown in FIG. 3, the
第1側壁部111の外表面は、曲げ形状を含む。より具体的には、図4に示すように、第1側壁部111は、外装缶10内の電極体15の厚さ方向に沿う断面(xy方向の断面)が第2部材12側に突出する円弧状をなすよう形成される。これにより、第1側壁部111の外表面が全体的に湾曲する。第1側壁部111は、上述の電極体収容領域10A(図3)に含まれる。
The outer surface of the
第3側壁部113は、段差114を介して第1側壁部111と接続され、第1側壁部111よりも後述する第2側壁部121寄りに配置される。したがって、第3側壁部113は、上述の電極体規制領域10B(図3)に含まれる。図4および図5に示すように、第3側壁部113の外表面は、厚さ方向に対して実質的に垂直な平面となっている。
The
図5に示すように、第3側壁部113の外表面上には、正極端子13および負極端子14(図1)が配置される。詳しくは後述するが、正極端子13は外装缶10と電気的に導通しており、負極端子14は外装缶10と電気的に絶縁されている。第3側壁部113には、正極端子13および負極端子14をそれぞれ支持するための貫通孔1112aおよび貫通孔1112b(図6)が形成される。
As shown in FIG. 5, the
図3に示すように、負極端子14が配置された部分の外装缶10の厚さと、負極端子14が外装缶10から突出した部分の厚さとの和t2は、外装缶10の最大の厚さt3以下である。このため、非水電解質二次電池1を側方(幅方向)から見たときに、負極端子14が第1側壁部111の外表面から突出しない。これにより、非水電解質二次電池1がコンパクトに構成され、外装缶10と負極端子14との短絡が抑制される。なお、図示は省略するが、正極端子13が配置された部分の外装缶10の厚さと、正極端子13が外装缶10から突出した部分の厚さとの和も同様に、外装缶10の最大の厚さt3以下である。
As shown in FIG. 3, the sum t2 of the thickness of the
図3および図4に示すように、周壁部112は、第1側壁部111および第3側壁部113と連続し、第1側壁部111および第3側壁部113の周囲を囲むように設けられる。図5に示すように、周壁部112の第2部材12側の端部、つまり、第1部材11の開口の周縁部は、全周に亘り、厚さ方向と垂直な方向(xz方向)に広がる一平面上に位置している。このため、周壁部112において、第3側壁部113と連続する部分の厚さ方向の寸法は、第1側壁部111と連続する部分の厚さ方向の寸法よりも小さくなっている。なお、厚さ方向における第3側壁部113の位置や寸法等に応じて、第3側壁部113の外周部分が周壁部112の一部を兼ねることとしてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
(第2部材)
図3に示すように、第2部材12は、第2側壁部121と、第2側壁部121と連続する上壁部122および底壁部123と、を有する。
(Second member)
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、第2側壁部121は、厚さ方向において、第1部材11の第1側壁部111と対向するよう配置される。第2側壁部121は、高さ方向において、電極体収容領域10Aおよび電極体規制領域10Bに亘って延びている。すなわち、第2側壁部121の一部は電極体収容領域10Aに含まれ、第2側壁部121の他の部分は電極体規制領域10Bに含まれる。
As shown in FIG. 3, the
第2側壁部121の外表面は、曲げ形状を含む。本実施形態では、第2側壁部121の外表面は、全体的に湾曲している。より具体的には、図4に示すように、第2側壁部121は、外装缶10内の電極体15の厚さ方向に沿う断面(xy方向の断面)が第1部材11と反対側に突出する円弧状をなすよう形成されている。すなわち、第2側壁部121および第1側壁部111のxy方向の断面は、同じ方向に突出する円弧状をなす。
The outer surface of the
図3に示すように、上壁部122および底壁部123は、それぞれ、第2側壁部121の上端部および下端部と連続する。上壁部122および底壁部123は、第2側壁部121の上下端部において、第2側壁部121のxy断面が円弧状であることによって生じる厚さ方向の隙間を塞ぐように設けられる。上壁部122および底壁部123の第1部材11側の端部、ならびに第2側壁部121の幅方向の両端部により、第2部材12の周縁部が構成される。この第2部材12の周縁部は、厚さ方向に対して垂直な方向(xz方向)に広がる一平面上に位置づけられる。第2部材12の周縁部は第1部材11の開口の周縁部と接合され、これにより、外装缶10内に密閉空間が形成される。
As shown in FIG. 3, the
<正極端子>
図6に示すように、正極端子13は、第1材質層131と、第2材質層132とを含んでいる。第1材質層131は、平面部131Aと、ボス部131Bとを含んでいる。正極端子13は、ボス部131Bが貫通孔1112aに圧入され、さらに平面部131Aの周縁と外装缶10(第1部材11)とが溶接されることによって、外装缶10に固定されている。
<Positive electrode terminal>
As shown in FIG. 6, the
正極端子13は例えば、第1材質層131と第2材質層132とが圧接されたクラッド材である。正極端子13は例えば、第1材質層131がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、第2材質層132がニッケルまたはニッケル合金で形成される。
The
正極リードタブ151は、外装缶10(第1部材11)に溶接されている。この構成によって、電極体15(図2)の正極電極と正極端子13とが、外装缶10(第1部材11)を介して電気的に接続されている。
The positive
<負極端子>
図6に示すように、負極端子14は、平面部14Aと、ボス部14Bとを含んでいる。負極端子14の周りには、ガスケット141、絶縁板142、および押さえ板143が配置されている。負極端子14のボス部14Bは、ガスケット141を間に挟んで貫通孔1112bに挿入されている。負極端子14は、ボス部14Bの先端を押さえ板143に形成された穴143aに挿入した後、ボス部14Bの先端をかしめることによって、押さえ板143と固定されている。押さえ板143と外装缶10(第1部材11)との間には絶縁板142が配置され、押さえ板143と外装缶10(第1部材11)とを絶縁している。
<Negative terminal>
As shown in FIG. 6, the
負極端子14は例えば、銅またはニッケルメッキされた銅によって形成されている。押さえ板143は例えば、銅によって形成されている。ガスケット141および絶縁板142は例えば、樹脂の成形品である。
The
負極リードタブ152は、押さえ板143に溶接されている。この構成によって、電極体15(図2)の負極電極と負極端子14とが、押さえ板143を介して電気的に接続されている。
The negative
<電極体>
電極体15(図2)は、帯状の正極電極と、帯状の負極電極とを、セパレータを間に挟んで捲回し、厚さ方向に圧縮して扁平形状にしたものである。正極電極には正極リードタブ151が接続されており、負極電極には負極リードタブ152が接続されている。
<Electrode body>
The electrode body 15 (FIG. 2) is obtained by winding a belt-like positive electrode and a belt-like negative electrode with a separator in between and compressing it in the thickness direction into a flat shape. A positive
正極電極、負極電極、セパレータ、および電解液は特に限定されないが、例示すれば次の様なものである。 Although a positive electrode, a negative electrode, a separator, and electrolyte solution are not specifically limited, If it illustrates, it will be as follows.
正極電極は、帯状の正極集電体の片面または両面に正極合剤層が形成されたものである。正極集電体は、例えば、アルミニウムまたはチタン等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等によって形成される。 In the positive electrode, a positive electrode mixture layer is formed on one side or both sides of a belt-like positive electrode current collector. The positive electrode current collector is formed of, for example, a foil such as aluminum or titanium, a plain woven wire net, an expanded metal, a lath net, or a punching metal.
正極合剤層は、正極活物質と、導電助剤と、バインダとを混合して形成される。正極活物質として、マンガン酸リチウム、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、酸化バナジウム、または酸化モリブデン等を用いることができる。導電助剤として、黒鉛、カーボンブラック、またはアセチレンブラック等を用いることができる。バインダとして、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)等を、単独または混合して用いることができる。 The positive electrode mixture layer is formed by mixing a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder. As the positive electrode active material, lithium manganate, lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel cobalt composite oxide, vanadium oxide, molybdenum oxide, or the like can be used. As the conductive assistant, graphite, carbon black, acetylene black, or the like can be used. As the binder, polyimide, polyamideimide, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), or the like can be used alone or in combination.
負極電極は、帯状の負極集電体の片面または両面に負極合剤層が形成されたものである。負極集電体は、例えば、銅、ニッケル、またはステンレス等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等によって形成される。 The negative electrode is one in which a negative electrode mixture layer is formed on one side or both sides of a strip-shaped negative electrode current collector. The negative electrode current collector is formed of, for example, a foil such as copper, nickel, or stainless steel, a plain woven wire net, an expanded metal, a lath net, or a punching metal.
負極合剤層は、負極活物質と、バインダとを混合して形成される。負極活物質として、天然黒鉛、メソフェーズカーボン、または非晶質カーボン等を用いることができる。バインダとして、カルボキシメチルセルロース(CMC)およびヒドロキシプロピルセルロース(HPC)等のセルロース、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリルゴム等のゴムバインダ、PTFE、ならびにPVDF等を、単独または混合して用いることができる。 The negative electrode mixture layer is formed by mixing a negative electrode active material and a binder. As the negative electrode active material, natural graphite, mesophase carbon, amorphous carbon, or the like can be used. As the binder, celluloses such as carboxymethyl cellulose (CMC) and hydroxypropyl cellulose (HPC), rubber binders such as styrene butadiene rubber (SBR) and acrylic rubber, PTFE, PVDF and the like can be used alone or in combination.
セパレータは、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、またはポリフェニルサルフィド(PPS)等の、多孔性フィルムまたは不織布によって形成される。 The separator is formed of a porous film or a non-woven fabric such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), or polyphenyl sulfide (PPS).
<電解液>
電解液は、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた溶液である。有機溶媒として、ビニレンカーボネート(VC)、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、またはγ‐ブチロラクトン等を、単独でまたは2種類以上を混合して用いることができる。リチウム塩として、LiPF6、LiBF4、またはLiN(CF3SO2)2等を用いることができる。
<Electrolyte>
The electrolytic solution is a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent. As an organic solvent, vinylene carbonate (VC), propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), or γ- Butyrolactone and the like can be used alone or in admixture of two or more. As the lithium salt, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2, or the like can be used.
<<非水電解質二次電池の製造方法>>
以下、非水電解質二次電池1の製造方法の一例を説明する。
<< Method for Manufacturing Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery >>
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte
まず、電極体15を準備する。電極体15の製造方法は特に限定されないが、例示すれば次の様なものである。
First, the
正極活物質、導電助剤、およびバインダを、純水または有機溶媒中で十分に混合し、分散体を作製する。分散体を、ダイコータ、スリットコータ、ディップコータ等を用いて、正極集電体の片面または両面に塗布する。塗布後、スラリーを乾燥し、カレンダ処理によって厚さおよび密度を調整する。これによって、正極電極が得られる。正極電極に、溶接または導電性接着材によって正極リードタブ151を取り付ける。
A positive electrode active material, a conductive additive, and a binder are sufficiently mixed in pure water or an organic solvent to prepare a dispersion. The dispersion is applied to one or both sides of the positive electrode current collector using a die coater, slit coater, dip coater or the like. After coating, the slurry is dried, and the thickness and density are adjusted by calendering. Thereby, a positive electrode is obtained. The positive
負極活物質、およびバインダを、純水または有機溶媒中で十分に混合し、分散体を作製する。分散体を、ダイコータ、スリットコータ、ディップコータ等を用いて、負極集電体の片面または両面に塗布する。塗布後、スラリーを乾燥し、カレンダ処理によって厚さおよび密度を調整する。これによって、負極電極が得られる。負極電極に、溶接または導電性接着材によって負極リードタブ152を取り付ける。
The negative electrode active material and the binder are sufficiently mixed in pure water or an organic solvent to prepare a dispersion. The dispersion is applied to one side or both sides of the negative electrode current collector using a die coater, slit coater, dip coater or the like. After coating, the slurry is dried, and the thickness and density are adjusted by calendering. Thereby, a negative electrode is obtained. The negative
正極電極、負極電極、およびセパレータを、断面形状が円形、楕円形、または菱形の巻き芯を用いて捲回した後、巻き芯を抜き、一方向に圧力をかけて扁平形状にする。あるいは、正極電極、負極電極、およびセパレータを、断面形状が扁平形状の巻き芯を用いて捲回して、扁平形状の捲回体としてもよい。これによって、電極体15が得られる。
The positive electrode, the negative electrode, and the separator are wound using a winding core having a circular, elliptical, or rhomboid cross-sectional shape, and then the winding core is pulled out to make a flat shape by applying pressure in one direction. Alternatively, the positive electrode, the negative electrode, and the separator may be wound using a winding core having a flat cross-sectional shape to form a flat wound body. Thereby, the
次に、第1部材11、第2部材12、負極端子14、ガスケット141、絶縁板142、および押さえ板143を準備する。第1部材11に、負極端子14、ガスケット141、絶縁板142、押さえ板143を組み付ける。
Next, the
第1部材11の周壁部112の内側に電極体15を配置する。正極リードタブ151と第1部材11とを溶接し、負極リードタブ152と押さえ板143とを溶接する。第1部材11の開口を覆って第2部材12を配置し、第1部材11と第2部材12とをシーム溶接する。
The
次に、貫通孔1112aから電解液を注液する。すなわち、貫通孔1112aは、ボス部131Bと嵌合することによって正極端子13を位置決めするとともに、電解液の注液孔としての機能を兼ねている。また、正極端子13は、注液孔の封止栓としての機能を兼ねている。
Next, an electrolytic solution is injected from the through
貫通孔1112aを開放したまま、必要に応じて予備充電を行う。その後、貫通孔1112aに正極端子13のボス部131Bを圧入し、さらに平面部131Aと第1部材11とを溶接する。これによって、正極端子13が外装缶10に固定されるとともに、貫通孔1112aが封止される。
While the through
その後、所定の容量まで充電することによって、非水電解質二次電池1が製造される。
Then, the nonaqueous electrolyte
<<実施形態の効果>>
以上のように、本実施形態に係る非水電解質二次電池1において、外装缶10の第1側壁部111および第2側壁部121の外表面は、曲げ形状を含んでいる。より具体的には、第1側壁部111および第2側壁部121の外表面は、平面視で、厚さ方向の一方に突出する円弧状をなすよう形成されている。このため、非水電解質二次電池1は、例えばウェアラブル機器等、電池を配置するためのスペースに曲面形状が存在する機器にも適用することができる。つまり、本実施形態によれば、電池の用途の多様化を図ることができる。
<< Effects of Embodiment >>
As described above, in the nonaqueous electrolyte
また、非水電解質二次電池1の外装缶10では、第3側壁部113を第1側壁部111よりも内側に配置したことにより、電極体規制領域10Bにおける厚さ方向の寸法が電極体15の厚さよりも小さくなっている。これにより、電極体収容領域10Aに収容されている電極体15が移動するのを規制することができ、電極体15の位置を安定に保持することができる。結果として、非水電解質二次電池1においては、電極体15を固定しておくためのスペーサ等の部品を省略することができる。ただし、本実施形態は、外装缶10の内部にスペーサ等を配置することを排除するものではない。すなわち、非水電解質二次電池1は、電極体15を固定しておくためのスペーサ等の部品を備えていてもよい。
Further, in the outer can 10 of the nonaqueous electrolyte
本実施形態において、外装缶10は、厚さ方向の一方面が開口した凹状の第1部材11と、第1部材11の開口を封口する第2部材12と、を含んでいる。この構成によれば、幅方向および高さ方向の寸法の大きい大型の電池や、あるいは幅方向および高さ方向の寸法に対して厚さが薄い薄型の電池の製造が容易になる。すなわち、第1部材11の厚さ方向の面を開口させる場合、第1部材11の高さ方向の面や幅方向の面を開口させる場合と比較して、深絞り加工が不要であるため、加工が容易になる。そのため、大面積または薄型の電池を従来よりも容易に製造することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第1部材11の開口の周縁部は、全周に亘って、厚さ方向に対して垂直な同一平面上に位置している。このため、第1部材11と、第1部材11の開口を封口する第2部材12との接合を容易に行うことができる。
In the present embodiment, the peripheral edge of the opening of the
本実施形態では、第1側壁部111よりも内側に配置された第3側壁部113の外表面には、負極端子14が設けられている。言い換えると、負極端子14は、外装缶10の外表面において、電極体規制領域10Bに設けられている。この構成によれば、非水電解質二次電池1の厚さが増大するのを防止することができる。また、外装缶10の幅広面(高さ方向および幅方向に広がる面)において負極端子14を設けるスペースが確保されているため、非水電解質二次電池1の厚さ方向の寸法が小さい場合であっても、負極端子14を設けることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、正極端子13も、外装缶10の外表面において電極体規制領域10Bに設けられている。よって、非水電解質二次電池1の厚さの増大をより確実に防止することができる。また、非水電解質二次電池1の厚さ方向の寸法が小さい場合であっても、正極端子13を設けることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、外装缶10において、第3側壁部113は、段差114を介して第1側壁部111に接続され、第1側壁部111よりも第2側壁部121寄りに配置されている。この構成によれば、非水電解質二次電池1をよりコンパクトにすることができる。
In the present embodiment, in the
本実施形態において、第3側壁部113の外表面は平面状に形成されている。このため、第3側壁部113の外表面において、正極端子13および負極端子14を容易に設置することができる。
In the present embodiment, the outer surface of the third
本実施形態において、第1側壁部111および第2側壁部121は、そのxy方向の断面が同じ方向に突出する円弧状をなすよう形成されている。この構成によれば、非水電解質二次電池1をさらにコンパクトすることができる。
In this embodiment, the 1st
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第2実施形態に係る非水電解質二次電池2(図7)は、外装缶20の構成が第1実施形態に係る非水電解質二次電池1と異なる。以下、主に外装缶20について説明し、その他の構成については詳細な説明を省略する。
The nonaqueous electrolyte secondary battery 2 (FIG. 7) according to the second embodiment is different from the nonaqueous electrolyte
図8に示すように、非水電解質二次電池2の外装缶20は、第1実施形態と同様、電極体15を収容する電極体収容領域20Aと、厚さ方向の寸法が電極体15の厚さよりも小さい部分を有する電極体規制領域20Bと、を含む。
As shown in FIG. 8, the outer can 20 of the nonaqueous electrolyte
図7および図8に示すように、外装缶20は、第1部材21と、第2部材22と、を含む。第1部材21は、第1側壁部211、第3側壁部213、および周壁部212を有する。第2部材22は、第2側壁部221、上壁部222、および底壁部223を有する。第1部材21の第1側壁部211および周壁部212、ならびに第2部材22の構成は第1実施形態と同様であるため、これらについての説明は省略する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
第3側壁部213は、段差214を介して、第1側壁部211に接続されている。第3側壁部213は、電極体規制領域20Bに含まれる。第3側壁部213は、その外表面が湾曲しているという点を除いて、第1実施形態の第3側壁部113と同様に構成されている。第3側壁部213は、非水電解質二次電池2の上方から見て、その外表面が第2部材22側に突出する円弧状をなすよう形成されている。すなわち、特に図示しないが、第3側壁部213のxy方向の断面は、第2部材22側に突出する円弧状をなす。よって、第3側壁部213の外表面は全体的に湾曲している。なお、第1側壁部211および第2側壁部221のxy方向の断面は、第3側壁部213のxy方向の断面と同じ方向に突出する円弧状をなす。
The third
このように、本実施形態では、外装缶20において、第3側壁部213の外表面にも湾曲する部分を形成したため、さらなる電池の用途の多様化を図ることができる。
Thus, in this embodiment, since the curved part was formed also in the outer surface of the 3rd
なお、本実施形態における第3側壁部213の湾曲形状は特に限定されるものではない。例えば、図9に示すように、第1部材21Aの第3側壁部213Aは、外装缶20Aの上方から見て、第2部材22Aと反対側に突出する円弧状をなすよう形成されていてもよい。第1部材21Aの第1側壁部211Aおよび/または第2部材22Aの第2側壁部221Aは、第3側壁部213Aと同じ方向に湾曲させてもよいが、第3側壁部213Aと反対方向に湾曲させることもできる。図7および図8に示す外装缶20においても、第1側壁部211および/または第2側壁部221と第3側壁部213とは、同じ方向に湾曲していてもよいし、異なる方向に湾曲していてもよい。
In addition, the curved shape of the 3rd
[変形例]
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning.
例えば、上記各実施形態では、外装缶10,20に収容される電極体15が、帯状の正極電極と負極電極とをセパレータを間に挟んで捲回した電極捲回体である場合を説明した。しかしながら、外装缶に収容される電極体は電極捲回体に限定されず、例えば、短冊状の正極電極と負極電極とをセパレータを間に挟んで積層した電極積層体であってもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the case where the
上記各実施形態では、外装缶10,20の極性が正極である場合を説明したが、外装缶の極性は負極であってもよい。あるいは外装缶が、正極および負極の両方から絶縁されていてもよい。外装缶が正極および負極の一方と導通している場合には、外装缶の極性と同じ極性の外部端子は、形成されなくてもよい。
In the above embodiments, the case where the polarity of the
上記各実施形態では、正極端子13および負極端子14が第3側壁部113,213の外表面に配置されていたが、特にこれに限定されるものではない。外装缶において、正極端子および負極端子の一方のみを第3側壁部の外表面に設けることもできるし、正極端子および負極端子の双方を第3側壁部の外表面以外の場所に設けてもよい。また、外装缶が電極体の正極または負極と導通しており、外装缶の極性と同じ極性の端子を設けない場合も、外装缶の外表面において、外装缶の極性と逆の極性の端子を配置する場所は特に限定されない。
In each said embodiment, although the
上記各実施形態では、第1部材11,12の第3側壁部113,213は、第1部材11,21の開口の周縁部よりも第1側壁部111,211寄りに配置されていたが、第3側壁部を第1部材の開口の周縁部よりも第2側壁部寄りに配置することもできる。つまり、第1部材を幅方向から見たときに、第1部材の第3側壁部が第1部材の開口から突出していてもよい。
In each said embodiment, although the 3rd
上記第1実施形態では、第3側壁部113,213の外表面は、厚さ方向に垂直な平面状に形成されていたが、第3側壁部は、種々の形状に形成することができる。
In the said 1st Embodiment, although the outer surface of the 3rd
例えば、図10に示すように、外装缶30において、第3側壁部として、第1側壁部311に接続され且つ第2部材31側に傾斜する傾斜部315を設けることもできる。この場合も、外装缶30において、傾斜部315と第2部材32の第2側壁部321とが対向する部分では、厚さ方向の寸法(内寸)が電極体15の厚さよりも小さい箇所が形成される。すなわち、外装缶30は、電極体15を収容する電極体収容領域30Aと、厚さ方向に沿う寸法が電極体15の厚さよりも小さい部分を有する電極体規制領域30Bと、を含む。なお、傾斜部315は、段差を介して第1側壁部311に接続されていてもよいし、第1側壁部311に直接接続されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 10, in the
図10に示す非水電解質二次電池において、正極端子13および負極端子14は、傾斜部315上に配置されることが好ましいが、正極端子13および負極端子14の少なくとも一方を傾斜部315以外の場所に配置してもよい。また、上述の通り、外装缶30が電極体の正極および負極の一方と導通している場合には、外装缶30の極性と同じ極性の端子は設けなくてよい。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 10, the
外装缶において電極体規制領域を形成する方法としては、外装缶の第1部材に第3側壁部を設ける方法以外にも、様々な方法が考えられる。例えば、第1部材の第3側壁部と同様の側壁部を第2部材に設けてもよい。この場合、第1部材が第3側壁部を有したままであってもよいし、第1部材に第3側壁部が存在しなくてもよい。また、第1側壁部と第2側壁部とを略同一サイズに形成し、第1側壁部および第2側壁部の少なくとも一方において、1以上の凹部を形成すること等により、外装缶において、厚さ方向に沿う寸法が電極体の厚さよりも小さい部分を有する電極体規制領域を形成することもできる。 As a method of forming the electrode body regulating region in the outer can, various methods other than the method of providing the third side wall portion on the first member of the outer can can be considered. For example, a side wall similar to the third side wall of the first member may be provided on the second member. In this case, the first member may have the third side wall portion, or the first side member may not exist in the first member. In addition, by forming the first side wall portion and the second side wall portion in substantially the same size and forming one or more recesses in at least one of the first side wall portion and the second side wall portion, the outer can It is also possible to form an electrode body regulating region having a portion whose dimension along the length direction is smaller than the thickness of the electrode body.
上記各実施形態では、外装缶10,20において、第1部材11,21の開口の周縁部は、全周に亘り、厚さ方向に対して垂直な方向に広がる一平面上に位置していたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、第1部材は、厚さ方向に対して傾斜する一平面上に開口の周縁部全体が位置するように構成されていてもよいし、開口の周縁部が厚さ方向の凹凸を含んでおり、同一平面上に位置しないよう構成されていてもよい。なお、第1部材の開口を封口する第2部材の周縁部は、第1部材の開口の周縁部と対応する形状に形成される。
In each of the embodiments described above, in the
上記各実施形態では、外装缶10,20は、厚さ方向の面が開口する第1部材11,21および第1部材11,21の開口を封口する第2部材21,22を有していたが、特にこれに限定されるものではない。つまり、外装缶が上記各実施形態のような第1部材11,12および第2部材12,22を有していなくてもよい。例えば、外装缶は、その底部から電極体を挿入するよう構成することもできる。
In each of the above-described embodiments, the
第1および第2側壁部の外表面における曲げ形状は、上記各実施形態で示したものに限定されない。例えば、第1および第2側壁部を、第1実施形態の第1および第2側壁部111,121と反対側に突出させることができる。すなわち、図11Aおよび図11Bに示すように、外装缶40の上方から見て、第1側壁部411の外表面を第2側壁部421と反対側に突出する円弧状に形成し、第2側壁部421の外表面を第1側壁部411側に突出する円弧状に形成することができる。
The bending shapes on the outer surfaces of the first and second side wall portions are not limited to those shown in the above embodiments. For example, the first and second side wall portions can be protruded on the opposite side to the first and second
図12Aおよび図12Bに示す例では、外装缶50の上方から見て、第1側壁部511の外表面を略平面状に形成し、第2側壁部521の外表面を第1側壁部511側に突出する円弧状に形成している。すなわち、外装缶50は、第2側壁部521の外表面に湾曲形状を有し、第1側壁部511の外表面には湾曲形状を有しない。なお、特に図示しないが、第2側壁部の外表面には湾曲形状を形成せず、第1側壁部の外表面に湾曲形状を形成することもできる。
In the example shown in FIGS. 12A and 12B, the outer surface of the first
図13Aおよび図13Bの例でも、外装缶60において、第2側壁部621の外表面が湾曲形状を含む一方で、第1側壁部611の外表面は湾曲形状を含んでいない。ただし、図13Aおよび図13Bでは、第2側壁部621の外表面は、外装缶60の上方から見て、第1側壁部611と反対側に突出する円弧状に形成されている。
13A and 13B also, in the
また、第1および第2側壁部の少なくとも一方の外表面を折り曲げることによって曲げ形状を形成してもよい。例えば、図14Aおよび図14Bに示すように、外装缶70において、第1側壁部711の外表面は、幅方向および高さ方向に平行な平面部711Aと、平面部711Aの幅方向両端部から外側且つ第2側壁部721側に延びる斜面部711B,711Cと、を有することができる。平面部711Aと斜面部711B,711Cとは、それぞれ、折曲部711D,711Eを介して接続されている。また、図14Aおよび図14Bの例では、第2側壁部721の外表面は、幅方向および高さ方向に平行な平面部721Aと、平面部721Aの幅方向両端部から外側且つ第1側壁部711と反対側に延びる斜面部721B,721Cと、を有する。平面部721Aと斜面部721B,721Cとは、それぞれ、折曲部721D,721Eを介して接続されている。
Moreover, you may form a bending shape by bend | folding the outer surface of at least one of a 1st and 2nd side wall part. For example, as shown in FIGS. 14A and 14B, in the
上記各実施形態および変形例では、第1および第2側壁部の外表面全体が曲がっている例を示したが、第1および第2側壁部の外表面の形状はこれらに限定されるものではない。第1側壁部および第2側壁部の少なくとも一方において、電極体収容領域に含まれる部分の外表面のうち、少なくとも一部に何らかの曲げ形状が存在すればよい。なお、外装缶において、電極体規制領域に含まれる部分の外表面は、曲げ形状を含んでいてもよいし、曲げ形状を含んでいなくてもよい。 In each of the above-described embodiments and modification examples, the entire outer surfaces of the first and second side wall portions are bent. However, the shape of the outer surface of the first and second side wall portions is not limited thereto. Absent. In at least one of the first side wall part and the second side wall part, it is only necessary that at least a part of the outer surface of the part included in the electrode body accommodation region has some bent shape. In the outer can, the outer surface of the portion included in the electrode body regulating region may include a bent shape or may not include the bent shape.
1,2:非水電解質二次電池、10,20,20A,30,40,50,60,70:外装缶、10A,20A,30A:電極体収容領域、10B,20B,30B:電極体規制領域、11,21,21A:第1部材、111,211,211A,311,411,511,611,711:第1側壁部、113,213,213A,315:第3側壁部、114,214:段差、12,22,22A:第2部材、121,221,221A,321,421,521,621,721:第2側壁部、13,14:端子、15:電極体
1, 2: Non-aqueous electrolyte
Claims (9)
前記電極体を収容する電極体収容領域と、前記電極体収容領域に収容された前記電極体の厚さ方向における寸法が前記電極体の厚さよりも小さい部分を有する電極体規制領域と、を含む外装缶と、
を備え、
前記外装缶は、
前記電極体収容領域に収容された前記電極体の厚さ方向において互いに対向するよう配置され、少なくとも一部が前記電極体収容領域に含まれる第1および第2側壁部、
を有し、
前記第1および第2側壁部の少なくとも一方は、前記電極体収容領域に含まれる部分の外表面において、曲げ形状を含む、非水電解質二次電池。 An electrode body including a positive electrode and a negative electrode;
An electrode body housing region for housing the electrode body, and an electrode body regulating region having a portion in the thickness direction of the electrode body housed in the electrode body housing region that is smaller than the thickness of the electrode body. An outer can,
With
The outer can is
The first and second side wall portions disposed so as to face each other in the thickness direction of the electrode body accommodated in the electrode body accommodation region, at least a part of which is included in the electrode body accommodation region;
Have
At least one of the first and second side wall portions is a nonaqueous electrolyte secondary battery including a bent shape on an outer surface of a portion included in the electrode body housing region.
前記外装缶は、
前記第1側壁部を含み、前記第1側壁部と反対側の面が開口する凹状の第1部材と、
前記第2側壁部を含み、前記第1部材の開口を封口する第2部材と、
を有する、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1,
The outer can is
A concave first member that includes the first side wall and has an opening on the opposite side of the first side wall;
A second member including the second side wall and sealing the opening of the first member;
A non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記第1部材は、その開口の周縁部が全周に亘って同一平面上に位置するよう形成される、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 2,
The first member is a non-aqueous electrolyte secondary battery formed such that a peripheral edge portion of the opening is located on the same plane over the entire circumference.
前記外装缶の外表面において、前記電極体規制領域に設けられ、前記正極電極または前記負極電極と電気的に接続される端子、
を備える、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
On the outer surface of the outer can, provided in the electrode body regulating region, a terminal electrically connected to the positive electrode or the negative electrode,
A non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記外装缶は、さらに、
前記第1側壁部と段差を介して接続され、前記電極体規制領域において、前記第1側壁部よりも前記第2側壁部寄りに配置される第3側壁部、
を有する、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
The outer can is further
A third side wall connected to the first side wall through a step and disposed closer to the second side wall than the first side wall in the electrode body regulating region;
A non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記第3側壁部の外表面は、平面状に形成されている、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 5,
The non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein an outer surface of the third side wall is formed in a planar shape.
前記第3側壁部は、その外表面の少なくとも一部が湾曲している、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 5,
The third side wall portion is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which at least a part of an outer surface thereof is curved.
前記第1および第2側壁部の少なくとも一方は、前記電極体収容領域に収容された前記電極体の厚さ方向に沿う断面が、円弧状をなすよう形成されている、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 7,
A nonaqueous electrolyte secondary battery in which at least one of the first and second side wall portions is formed such that a cross section along the thickness direction of the electrode body accommodated in the electrode body accommodation region forms an arc shape. .
前記第1および第2側壁部は、前記電極体収容領域に収容された前記電極体の厚さ方向に沿う断面が、同じ方向に突出する円弧状をなすよう形成されている、非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 8,
The first and second side wall portions are formed such that a cross section along the thickness direction of the electrode body housed in the electrode body housing region forms an arc shape projecting in the same direction. Next battery.
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