JP2016110716A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】捲回型または積層型の電極体を電池ケースに収容した二次電池において、電極体の放熱性を向上させた二次電池を提供する。【解決手段】二次電池100は、捲回型または積層型の電極体120と、電極体120を収容する電池ケース110と、正極板121に導通し、電池ケース110を貫通して外部に延出する正極端子部材150と、負極板131に導通し、電池ケース110を貫通して外部に延出する負極端子部材160とを備える。セパレータ140は、本体樹脂層141及び伝熱層143を有する。電極体120は、セパレータ140同士は厚み方向HTに密着して重なる一方、正極板121及び負極板131は重ならないセパレータ重なり部144,145を含み、正極端子部材150及び負極端子部材160とは別部材であり、電極体120のセパレータ重なり部144,145に圧接して熱接触する一方、電池ケース110にも熱接触して、電極体120の熱を電池ケース110に伝える伝熱部材170,180をさらに備える。【選択図】図１

Description

本発明は、捲回型または積層型の電極体を電池ケースに収容した二次電池に関する。

従来より、正極板、負極板及びセパレータが厚み方向に多重に重なる捲回型または積層型の電極体を電池ケースに収容した二次電池が知られている。例えば、帯状の正極板、負極板及びセパレータを互いに重ねて円筒状や扁平形状に捲回してなる捲回型の電極体を備える二次電池や、矩形状の正極板、負極板及びセパレータを厚み方向に複数積層した積層型の電極体を備える二次電池などが挙げられる。このような二次電池では、電極体の放熱性が、二次電池の耐久性や、過充電時などの発熱時の安全性を考慮する上で重要な事項である。例えば、特許文献１には、扁平形状の捲回型電極体を構成するセパレータが、捲回されたセパレータの外周部上に形成された熱伝導層外周部を含む熱伝導層を有し、捲回型電極体の内部で発生した熱を、セパレータの外周部上の熱伝導層外周部及びこのセパレータが接する電池ケースを通じて、電池外部に放熱させる構造の非水電解質二次電池が開示されている。

特開２０１２−９３２６号公報

上述の構造の二次電池では、電極体で発生した熱の放熱は、電極体に接続した正極及び負極の端子部材のほか、セパレータと電池ケースとが接する電極体の外周部において行われる。しかしながら、この電極体の外周部から電池ケースへの放熱の経路は、セパレータと電池ケースとの接触具合によって放熱の度合いが異なり、充分な放熱効果が得られない場合があった。そこで、二次電池の耐久性や、発熱時の安全性を考慮して、電極体で発生した熱を効率的に電池ケースに伝えることができ、放熱効果を高めた二次電池が求められている。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、捲回型または積層型の電極体を電池ケースに収容した二次電池において、電極体の放熱性を向上させた二次電池を提供することを目的とする。

その一態様は、正極板、負極板及びこれらの間に介在するセパレータが厚み方向に多重に重なる捲回型または積層型の電極体と、上記電極体を収容する金属製の電池ケースと、上記電極体の上記正極板に導通し、上記電池ケースを貫通して外部に延出する正極端子部材と、上記電極体の上記負極板に導通し、上記電池ケースを貫通して外部に延出する負極端子部材と、を備え、上記セパレータは、本体樹脂層及び上記本体樹脂層よりも熱伝導性が高く上記本体樹脂層を覆う伝熱層を有し、上記電極体は、上記セパレータ同士は上記厚み方向に密着して重なる一方、上記正極板及び上記負極板は重ならないセパレータ重なり部を含み、上記正極端子部材及び上記負極端子部材とは別部材であり、上記電極体の上記セパレータ重なり部に圧接して熱接触する一方、上記電池ケースにも熱接触して、上記電極体の熱を上記電池ケースに伝える伝熱部材をさらに備える二次電池である。

この二次電池では、電極体のセパレータが本体樹脂層及びこの本体樹脂層よりも熱伝導性が高く、本体樹脂層を覆う伝熱層を有している。そして、正極端子部材及び負極端子部材とは別部材の伝熱部材を備えており、この伝熱部材は、電極体のセパレータ重なり部に熱接触する一方、電池ケースにも熱接触している。このため、この二次電池では、電極体で発生した熱を、セパレータの伝熱層及びセパレータ重なり部に熱接触した伝熱部材を介して、電池ケースに伝熱し、電池外部へ放熱できる。これにより、電極体の放熱性を向上させた電池とすることができる。

なお、セパレータの本体樹脂層としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）からなる多孔質の樹脂多孔膜が挙げられる。一方、伝熱層としては、例えば、アルミナ、シリカ等の絶縁性の無機セラミック粒子を含む無機粒子層が挙げられる。
さらに、伝熱層は、セパレータの全面（即ち、本体樹脂層の全面）に設けるのが好ましい。セパレータの全面に伝熱層を設けることで、セパレータに簡易に伝熱層を設けることができ、また、セパレータの伝熱層での放熱性をより向上させることができる。

また、セパレータ重なり部に熱接触する伝熱部材としては、金属製の部材を用いることができ、例えば、セパレータ重なり部を、挟んでリベット留めすると共に、電池ケースに溶接等で固定した２枚の金属板が挙げられる。
また、伝熱部材として、良熱伝導粉末を含む絶縁性樹脂材または絶縁性ゴム材など、良好な伝熱性を有する絶縁材を用いることもできる。
なお、良熱伝導粉末としては、絶縁性と、樹脂材やゴム材よりも良好な熱伝導性とを併せ持つ粉末が好ましく、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、マグネシアなどの絶縁性無機フィラーが挙げられる。また、絶縁性樹脂材や絶縁性ゴム材が絶縁性を保つように混合量に留意しつつ、黒鉛やカーボンブラック、銅粉末、アルミニウム粉末など、導電性粉末を用いることもできる。
また、絶縁性樹脂材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが挙げられる。
また、絶縁性ゴム材としては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（ＦＦＫＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などが挙げられる。

さらに、上述の二次電池であって、前記伝熱層は、絶縁性無機粒子を含んでなる二次電池とすると良い。

絶縁性無機粒子は、セパレータの本体樹脂層をなす樹脂に比べて熱伝導性が高い。伝熱層がこのような絶縁性無機粒子を含むことで、良好な電気絶縁性と耐熱性と熱伝導性を有する伝熱層を設けたセパレータとなる。
なお、絶縁性無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ等の酸化物セラミック粒子、窒化ケイ素や窒化アルミニウム等の窒化物セラミック粒子などの粒子が挙げられる。

実施形態１のリチウムイオン二次電池に係り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 実施形態１に係り、（ａ）はセパレータ、（ｂ）は負極板、（ｃ）は正極板の説明図である。 変形形態１のリチウムイオン二次電池に係り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 変形形態１に係り、（ａ）はセパレータ、（ｂ）は負極板、（ｃ）は正極板の説明図である。 変形形態２に係るリチウムイオン二次電池の斜視図である。 実施形態２のリチウムイオン二次電池に係り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。 変形形態３のリチウムイオン二次電池に係り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。 変形形態４のリチウムイオン二次電池に係り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。 変形形態５のリチウムイオン二次電池に係り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ断面図である。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係るリチウムイオン二次電池１００（以下、単に電池１００とも言う）を示す。この電池１００は、角型の電池ケース１１０、この電池ケース１１０内に収容された扁平捲回型の電極体１２０、電池ケース１１０に支持された正極端子部材１５０及び負極端子部材１６０等から構成されている。また、電池ケース１１０内には、図示しない電解液が注入されている。

なお、図１（ａ）は、電池１００の縦断面図であり、図中、左右方向が、電池１００、電池ケース１１０及び電極体１２０の幅方向ＨＷを示し、図中、上下方向が、電池１００及び電池ケース１１０の高さ方向ＨＨを示す。また、図中、右側を幅方向ＨＷの一方側ＨＷ１とし、図中、左側を幅方向ＨＷの他方側ＨＷ２とする。さらに、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面の断面図であり、図中、左右方向が、電池１００、電池ケース１１０及び扁平状の電極体１２０の厚み方向ＨＴを示す。

電池ケース１１０は、金属（具体的にはアルミニウム）からなり、直方体状に形成されている。この電池ケース１１０は、上側のみが開口した箱状をなし、電極体１２０を収容するケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１１２とから構成されている。

また、ケース蓋部材１１２には、幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）の所定位置に、正極端子部材１５０と負極端子部材１６０とが、それぞれ３つの絶縁部材１９１，１９２，１９３を介して固設されている。
なお、正極端子部材１５０は、集電端子部材１５１、端子金具部材１５２及び外部端子部材１５３の３つの部材からなる。このうち、集電端子部材１５１は、電池ケース１１０内において、電極体１２０のうち正極板１２１の正極集電箔１２２が露出した正極集電部１２１ｍに接続されており、端子金具部材１５２及び外部端子部材１５３は、電池ケース１１０の外部に露出している。
同様に、負極端子部材１６０は、集電端子部材１６１、端子金具部材１６２及び外部端子部材１６３の３つの部材からなる。このうち、集電端子部材１６１は、電池ケース１１０内において、電極体１２０のうち負極板１３１の負極集電箔１３２が露出した負極集電部１３１ｍに接続されており、端子金具部材１６２及び外部端子部材１６３は、電池ケース１１０の外部に露出している。

電極体１２０は、いずれも帯状の正極板１２１と負極板１３１とを、同じく帯状のセパレータ１４０を介して互いに重ねて捲回し、扁平状に圧縮したものである。この電極体１２０は、絶縁フィルムを袋状に形成した絶縁フィルム包囲体（図示しない）内に収容された上で、横倒しにした状態で電池ケース１１０内に収容されている。

図２のうち、（ａ）はセパレータ１４０、（ｂ）は負極板１３１、（ｃ）は正極板１２１のそれぞれ長手方向ＨＮ（図中、上下方向）の一部分を示した説明図である。なお、図２（ａ）〜（ｃ）における左右方向が、各々の幅方向ＨＷであり、図１における電極体１２０の幅方向ＨＷに対応する。

正極板１２１は、アルミニウム箔からなる正極集電箔１２２と、この正極集電箔１２２の両面に長手方向ＨＮに帯状に設けられた正極活物質層１２３とを有している。なお、帯状の正極活物質層１２３が設けられた部位を、正極板１２１の正極部１２１ｗとする。正極板１２１のうち、図２（ｃ）中、右側となる幅方向ＨＷの一方側ＨＷ１には、正極集電箔１２２が露出して正極活物質層１２３が存在しない正極集電部１２１ｍが、長手方向ＨＮにとびとびに存在している。即ち、正極板１２１は、帯状の正極活物質層１２３（正極部１２１ｗ）のほか、幅方向ＨＷの一方側ＨＷ１に正極集電部１２１ｍが設けられた幅広部１２１ａと、正極活物質層１２３（正極部１２１ｗ）のみ設けられて正極集電部１２１ｍのない幅狭部１２１ｂとが、長手方向ＨＮに交互に連なった形状になっている。

負極板１３１は、銅箔からなる負極集電箔１３２と、この負極集電箔１３２の両面に長手方向ＨＮに帯状に設けられた負極活物質層１３３とを有している。なお、帯状の負極活物質層１３３が設けられた部位を、負極板１３１の負極部１３１ｗとする。負極板１３１のうち、図２（ｂ）中、左側となる幅方向ＨＷの他方側ＨＷ２には、負極集電箔１３２が露出して負極活物質層１３３が、長手方向ＨＮにとびとびに存在している。即ち、負極板１３１は、帯状の負極活物質層１３３（負極部１３１ｗ）のほか、幅方向ＨＷの他方側ＨＷ２に負極集電部１３１ｍが設けられた幅広部１３１ａと、負極活物質層１３３（負極部１３１ｗ）のみ設けられて負極集電部１３１ｍのない幅狭部１３１ｂとが、長手方向ＨＮに交互に連なった形状になっている。

セパレータ１４０は、ポリプロピレン（ＰＰ）からなり、このセパレータ１４０の本体樹脂層をなす樹脂多孔膜１４１と、ポリエチレン（ＰＥ）からなり、樹脂多孔膜１４１の一方面の全面に形成された、シャットダウン機能を有する熱可塑性樹脂多孔膜１４２と、樹脂多孔膜１４１の他方面の全面に形成され、樹脂多孔膜１４１（本体樹脂層）よりも熱伝導性が高い伝熱層１４３とから構成されている。この伝熱層１４３は、絶縁性無機粒子としてアルミナ粒子を含む無機粒子層である。

また、図２（ａ）に示すように、セパレータ１４０は、幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）に突出した突出部１４４，１４５を含む幅広部１４０ｂと、幅広部１４０ｂよりも狭い幅狭部１４０ａとが、長手方向ＨＮに交互に存在している。なお、捲回して電極体１２０を作製する際には、セパレータ１４０の幅広部１４０ｂが正極板１２１及び負極板１３１の幅狭部１２１ｂ，１３１ｂに重なり、セパレータ１４０の幅狭部１４０ａが正極板１２１及び負極板１３１の幅広部１２１ａ，１３１ａに重なるように捲回される。

このため、電極体１２０のうち、電池１００の高さ方向ＨＨの上側略半分（図１参照）に当たる部位の幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）には、捲回されて厚み方向ＨＴに重なる正極板１２１の正極集電部１２１ｍ及び負極板１３１の負極集電部１３１ｍが、それぞれ存在している。即ち、正極板１２１のうち正極集電部１２１ｍが設けられた幅広部１２１ａ、負極板１３１のうち負極集電部１３１ｍが設けられた幅広部１３１ａ、及び、セパレータ１４０の幅狭部１４０ａが、電極体１２０のうち、上側の半円筒状の曲部を含む、高さ方向ＨＨの上側部分に配置されている（図２参照）。
なお、前述したように、正極板１２１の正極集電部１２１ｍは、正極端子部材１５０の集電端子部材１５１に接続され、負極板１３１の負極集電部１３１ｍは、負極端子部材１６０の集電端子部材１６１に接続されている。

また、電極体１２０のうち、電池１００の高さ方向ＨＨの下側略半分（図１参照）に当たる部位の幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）には、セパレータ１４０（突出部１４４，１４５）同士は厚み方向ＨＴに重なる一方、正極板１２１（正極集電部１２１ｍ）及び負極板１３１（負極集電部１３１ｍ）は重ならないセパレータ重なり部１４４，１４５が存在している。即ち、正極板１２１のうち正極集電部１２１ｍのない幅狭部１２１ｂ、負極板１３１のうち負極集電部１３１ｍのない幅狭部１３１ｂ、及び、セパレータ１４０の幅広部１４０ｂが、電極体１２０のうち、下側の半円筒状の曲部を含む、高さ方向ＨＨの下側部分に配置されており（図２参照）、セパレータ１４０の幅方向ＨＷに突出した突出部１４４，１４５が、セパレータ重なり部１４４，１４５をなしている。

そして、電極体１２０のセパレータ重なり部１４４，１４５は、セパレータ１４０同士が密着して重なり、伝熱板１７１，１８１、リベット１７２，１８２及び固定部材１７３，１８３からなる伝熱部材１７０，１８０を介して電池ケース１１０に接続されている。具体的には、平板状に重なるセパレータ重なり部１４４，１４５を、その厚み方向ＨＴの両側から２枚の金属板からなる伝熱板１７１，１８１で挟んで束ねて、リベット１７２，１８２で加締めると共に、伝熱板１７１，１８１に溶接した固定部材１７３，１８３をケース本体部材１１１の底部１１１ｂの穴に挿通して、気密に封止している。これにより、伝熱部材１７０，１８０は、電極体１２０のセパレータ重なり部１４４，１４５に圧接して熱接触する一方、電池ケース１１０にも熱接触している。なお、伝熱部材１７０，１８０を構成するいずれの部材も、電池ケース１１０と同じ金属（具体的にはアルミニウム）からなる。

また、前述したように、セパレータ１４０は、その全面に樹脂多孔膜１４１（本体樹脂層）よりも熱伝導性が高く、樹脂多孔膜１４１を覆う伝熱層１４３を有している。このため、伝熱部材１７０，１８０は、セパレータ１４０の伝熱層１４３を通じて伝わる電極体１２０の熱を、電池ケース１１０へと伝える。即ち、この電池１００では、電極体１２０で発生した熱を、セパレータ１４０の伝熱層１４３及びセパレータ重なり部１４４，１４５に圧接して熱接触した伝熱部材１７０，１８０を介して、電池ケース１１０に伝熱し、電池１００の外部へ放熱できる。

なお、電極体１２０の正極集電部１２１ｍに接続された正極端子部材１５０及び負極集電部１３１ｍに接続された負極端子部材１６０も、電極体１２０の熱を、外部端子部材１５３，１６３に接続されるリード線（図示しない）や、電池ケース１１０に伝えて、電池１００の外部へ放熱できる。また、図１（ｂ）に示すように、電極体１２０は、絶縁フィルム包囲体（図示しない）を介して、電池ケース１１０に接しており、電極体１２０の厚み方向ＨＴの外周部となるセパレータ１４０の外周部１４０ｃにおいても、電極体１２０の放熱は行われる。
この電池１００では、これらに加えて、電極体１２０で発生した熱が、伝熱部材１７０，１８０を介して電池ケース１１０に伝達され、電池１００の外部へと放熱される。

このように、本実施形態１に係る電池１００では、電極体１２０のセパレータ１４０が本体樹脂層をなす樹脂多孔膜１４１及びこの樹脂多孔膜１４１よりも熱伝導性が高く、樹脂多孔膜１４１を覆う伝熱層１４３を有している。そして、正極端子部材１５０及び負極端子部材１６０とは別部材の伝熱部材１７０，１８０を備えており、この伝熱部材１７０，１８０は、電極体１２０のセパレータ重なり部１４４，１４５に熱接触する一方、電池ケース１１０にも熱接触している。このため、この電池１００では、電極体１２０で発生した熱を、セパレータ１４０の伝熱層１４３及びセパレータ重なり部１４４，１４５に圧接して熱接触した伝熱部材１７０，１８０を介して、電池ケース１１０に伝熱し、電池１００の外部へ放熱できる。これにより、電極体１２０で発生した熱を効率的に電池ケース１１０に伝えることができ、電極体１２０の放熱性を向上させた電池１００とすることができる。

さらに、本実施形態１の電池１００では、セパレータ１４０の伝熱層１４３が絶縁性無機粒子であるアルミナ粒子を含んでいる。アルミナ粒子などの絶縁性無機粒子は、セパレータ１４０の本体樹脂層である樹脂多孔膜１４１をなす樹脂（具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ））に比べて熱伝導性が高い。伝熱層１４３がこのような絶縁性無機粒子を含むことで、良好な電気絶縁性と耐熱性と熱伝導性を有する伝熱層１４３を設けたセパレータ１４０となる。

なお、本実施形態１では、伝熱層１４３に含む絶縁性無機粒子としてアルミナ粒子を用いたが、絶縁性無機粒子としては、このほかに、例えば、アルミナと同じく酸化物セラミックであるシリカ等の酸化物セラミック粒子や、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の窒化物セラミック粒子などの粒子を用いることもできる。

また、この電池１００では、セパレータ１４０の樹脂多孔膜１４１（本体樹脂層）の片側全面に伝熱層１４３を設けている。このため、セパレータ１４０に簡易に伝熱層１４３を設けることができ、また、セパレータ１４０の伝熱層１４３での放熱性をより向上させることができる。

（変形形態１）
図３に、上述の実施形態１の第１の変形形態を示す。本変形形態に係るリチウムイオン二次電池２００（以下、単に電池２００とも言う）は、実施形態１の電池１００と同様に、角型の電池ケース２１０（ケース本体部材２１１及びケース蓋部材２１２）、この電池ケース２１０内に収容された扁平捲回型の電極体２２０、電池ケース２１０に支持された正極端子部材２５０（集電端子部材２５１，端子金具部材２５２，外部端子部材２５３）及び負極端子部材２６０（集電端子部材２６１，端子金具部材２６２，外部端子部材２６３）等から構成されている。

また、電極体２２０は、実施形態１と同様に、正極板２２１、負極板２３１及びセパレータ２４０を互いに重ねて捲回し、扁平状に圧縮したものであり、セパレータ２４０は、本体樹脂層をなす樹脂多孔膜２４１と、樹脂多孔膜２４１の一方面の全面に形成された熱可塑性樹脂多孔膜２４２と、樹脂多孔膜２４１の他方面の全面に形成された伝熱層２４３とから構成されている。

但し、この電池２００は、実施形態１の電池１００とは異なり、電極体２２０の幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）に、高さ方向ＨＨの全体にわたってセパレータ重なり部２４４，２４５を有している。そして、この電極体２２０のセパレータ重なり部２４４，２４５は、伝熱板２７１，２８１及びリベット２７２，２８２からなる伝熱部材２７０，２８０を介して電池ケース２１０に接続されている。具体的には、平板状に重なるセパレータ重なり部２４４，２４５を、その厚み方向ＨＴの両側から２枚の金属板からなる伝熱板２７１，２８１で挟んで束ねて、リベット２７２，２８２で加締めると共に、伝熱板２７１，２８１をケース蓋部材２１２に溶接している。

また、電極体２２０のうち、正極板２２１の正極集電箔２２２が露出した正極集電部２２１ｍ、及び、負極板２３１の負極集電箔２３２が露出した負極集電部２３１ｍは、それぞれ、セパレータ重なり部２４４，２４５よりも幅方向ＨＷの内側に位置し、電池２００の高さ方向ＨＨの上側略半分に当たる部位において、正極端子部材２５０及び負極端子部材２６０に接続されている。

図４は、電極体２２０を構成する、（ａ）セパレータ２４０、（ｂ）負極板２３１、（ｃ）正極板２２１のうち、長手方向ＨＮの一部分を示した説明図である。
正極板２２１は、正極集電箔２２２と、この正極集電箔２２２の両面に長手方向ＨＮに帯状に設けられた正極活物質層２２３とを有しており、本変形形態では、幅方向ＨＷの一方側ＨＷ１の端部全体に、正極集電箔２２２が露出して正極活物質層２２３が存在しない正極集電部２２１ｍが形成されている。
また、負極板２３１は、負極集電箔２３２と、この負極集電箔２３２の両面に長手方向ＨＮに帯状に設けられた負極活物質層２３３とを有しており、本変形形態では、幅方向ＨＷの他方側ＨＷ２の端部全体に、負極集電箔２３２が露出して負極活物質層２３３が存在しない負極集電部２３１ｍが形成されている。

さらに、本変形形態では、セパレータ２４０のうち、幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）の端部全体がセパレータ重なり部２４４，２４５となる一方、これよりも内側には、正極板２２１の正極集電部２２１ｍを露出させるための正極露出穴２４６及び負極板２３１の負極集電部２３１ｍを露出させるための負極露出穴２４７が、長手方向ＨＮに沿って、電極体２２０の高さ方向ＨＨの上側部分に対応する所定位置に設けられている。

これにより、正極端子部材２５０の集電端子部材２５１及び負極端子部材２６０の集電端子部材２６１が、それぞれ、セパレータ２４０の正極露出穴２４６及び負極露出穴２４７を通じて、電極体２２０の上側部分の正極集電部２２１ｍ及び負極集電部２３１ｍに接続されている。

（変形形態２）
また、図５に、実施形態１の第２の変形形態を示す。本変形形態に係るリチウムイオン二次電池３００（以下、単に電池３００とも言う）は、角型の電池ケース３１０（ケース本体部材３１１及びケース蓋部材３１２）、この電池ケース３１０内に収容された積層型の電極体３２０、電池ケース３１０に支持された正極端子部材３５０及び負極端子部材３６０等から構成されている。即ち、この電池３００は、積層型の電極体３２０を備える点で、扁平捲回型の電極体１２０を備える実施形態１の電池１００とは異なる。

電極体３２０は、いずれもその中央部分が矩形板状をなす複数の正極板３２１と負極板３３１とを、同じくその中央部分が矩形板状をなすセパレータ３４０を介して交互に厚み方向ＨＴに重ねたものである。
正極板３２１のうち、図５中、右側となる幅方向ＨＷの一方側ＨＷ１の端部は、正極集電箔３２２が露出した正極集電部３２１ｍとなっており、複数の正極板３２１の正極集電部３２１ｍは、互いに厚み方向ＨＴに重ねられて並列接続され、正極端子部材３５０に溶接されている。なお、この正極端子部材３５０が溶接された正極板３２１の正極集電部３２１ｍは、電池３００の高さ方向ＨＨの上側略半分に位置しており、正極板３２１のうち、これよりも下側部分は、略円弧状に除去された形状になっている。

また、負極板３３１のうち、図５中、左側となる幅方向ＨＷの他方側ＨＷ２の端部は、負極集電箔３３２が露出した負極集電部３３１ｍとなっており、複数の負極板３３１の負極集電部３３１ｍは、互いに厚み方向ＨＴに重ねられて並列接続され、負極端子部材３６０に溶接されている。なお、この負極端子部材３６０が溶接された負極板３３１の負極集電部３３１ｍは、正極集電部３２１ｍと同様に、電池３００の高さ方向ＨＨの上側略半分に位置しており、負極板３３１のうち、これよりも下側部分は、略円弧状に除去された形状になっている。

一方、複数のセパレータ３４０は、それぞれ、実施形態１のセパレータ１４０と同様に、樹脂多孔膜３４１（本体樹脂層）と、樹脂多孔膜３４１の一方面の全面に形成された熱可塑性樹脂多孔膜３４２と、樹脂多孔膜３４１の他方の全面に形成された伝熱層３４３とから構成されている。
セパレータ３４０の幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）の端部は、それぞれ、セパレータ３４０同士が厚み方向ＨＴに重なる一方、正極板３２１及び負極板３３１が重ならないセパレータ重なり部３４４，３４５となっている。なお、このセパレータ重なり部３４４，３４５は、電池３００の高さ方向ＨＨの下側略半分に当たる、正極板３２１の正極集電部３２１ｍ及び負極板３３１の負極集電部３３１ｍの下側に位置しており、セパレータ３４０のうち、これよりも上側部分は、略円弧状に除去された形状になっている。

そして、電極体３２０のセパレータ重なり部３４４，３４５は、実施形態１の電池１００と同様に、伝熱板３７１，３８１、リベット３７２，３８２及び固定部材３７３，３８３からなる伝熱部材３７０，３８０を介して電池ケース３１０に接続されている。具体的には、セパレータ重なり部３４４，３４５を、その厚み方向ＨＴの両側から伝熱板３７１，３８１で挟んで束ねて、リベット３７２，３８２で加締めると共に、伝熱板３７１，３８１に溶接した固定部材３７３，３８３（不図示）をケース本体部材３１１の底部３１１ｂに固定している。

（実施形態２）
次いで、本発明の第２の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図６に、本実施形態２に係るリチウムイオン二次電池４００（以下、単に電池４００とも言う）を示す。この電池４００は、変形形態１の電池２００とほぼ同様の構成である。但し、変形形態１では、セパレータ重なり部２４４，２４５を伝熱板２７１，２８１で挟んだ伝熱部材２７０，２８０を介して、電極体２２０の熱を電池ケース２１０に伝えていた。これに対し、本実施形態２では、電極体２２０のセパレータ重なり部４４４，４４５と電池ケース２１０との間に、樹脂からなる波型の伝熱部材４７０，４８０を介在させ、電極体２２０の熱を電池ケース２１０に伝える点で異なる。
なお、本実施形態２において、変形形態１と同様な部分は、同じ番号を付し、詳細については、説明を省略する。

電池４００の電極体２２０は、変形形態１で説明したセパレータ重なり部２４４，２４５と同様に、その幅方向ＨＷの両側（一方側ＨＷ１及び他方側ＨＷ２）に、高さ方向ＨＨの全体にわたってセパレータ重なり部４４４，４４５を有している。但し、このセパレータ重なり部４４４，４４５には、伝熱板２７１，２８１が重ねられず、また、リベット２７２，２８２が貫通していない。
伝熱部材４７０，４８０は、それぞれ、電極体２２０のセパレータ重なり部４４４，４４５を厚み方向ＨＴの両側から挟む。この伝熱部材４７０，４８０は、ポリプロピレン（ＰＰ）に、良熱伝導粉末として絶縁性無機フィラーであるアルミナを体積分率で３０％以上７０％未満（本実施形態２では約５０％）含有させた絶縁性樹脂材を、ばね性を有する波型に成形した絶縁性の樹脂板である。

そして、この波型の伝熱部材４７０，４８０は、所定の接触圧で電極体２２０のセパレータ重なり部４４４，４４５に熱接触する一方、電池ケース２１０にも熱接触しており、電極体２２０の熱を電池ケース２１０に伝える。

このように、本実施形態２に係る電池４００では、樹脂材（ポリプロピレン（ＰＰ））に良熱伝導粉末（アルミナ）を含む絶縁性樹脂材からなる伝熱部材４７０，４８０を備えており、この伝熱部材４７０，４８０は、電極体２２０のセパレータ重なり部４４４，４４５と電池ケース２１０との間に介在している。このため、この電池４００では、電極体２２０で発生した熱を、セパレータ重なり部４４４，４４５と電池ケース２１０との間に介在する伝熱部材４７０，４８０を介して、電池ケース２１０に伝熱し、電池４００の外部へ放熱することができる。
これにより、電極体２２０で発生した熱を効率的に電池ケース２１０に伝えることができ、電極体２２０の放熱性を向上させた電池４００とすることができる。

さらに、この電池４００では、伝熱部材４７０，４８０が、ポリプロピレン（ＰＰ）に良熱伝導粉末として絶縁性無機フィラーであるアルミナを含む絶縁性樹脂材からなる。伝熱部材４７０，４８０として、このように、アルミナなどの絶縁性無機フィラーを含む絶縁性樹脂材を用いることで、高い電気絶縁性と耐熱性を有すると共に、熱伝導性も高い伝熱部材４７０，４８０とすることができる。

（変形形態３）
図７に、上述の実施形態２の変形形態である変形形態３の電池５００を示す。実施形態２の電池４００では、波型の伝熱部材４７０，４８０を２つずつ用いたが、これに代えて、図７に示す変形形態３の電池５００のように、電池５００の下部でＵ字状に連結して一体になった波型の伝熱部材５７０，５８０を用いても良い。
このようにすることで、電極体２２０のセパレータ重なり部４４４，４４５を挟むかたちで、伝熱部材５７０，５８０を電極体２２０と予め一体にしてから、これらを一緒に電池ケース２１０に収容することが可能になり、電池製作時の作業性を向上させることができる。

（変形形態４）
また、図８に、実施形態２の第２の変形形態である変形形態４の電池６００を示す。本変形形態の電池６００は、実施形態２の伝熱部材４７０，４８０に代えて、伝熱部材６７０，６８０を備えたものであり、それ以外は、実施形態２の電池４００と同じである。
伝熱部材６７０，６８０は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）に絶縁性無機フィラーであるアルミナを体積分率で約５０％含有させた絶縁性ゴム材であり、平板状の平板部６７２，６８２と、この平板部６７２，６８２から延びる櫛歯状の櫛歯部６７１，６８１とが一体に成形されている。

伝熱部材６７０，６８０のうち、櫛歯部６７１，６８１は、電極体２２０のセパレータ重なり部４４４，４４５に接触し、平板部６７２，６８２は、電池ケース２１０に接触して、電極体２２０の熱を電池ケース２１０に伝える。
なお、櫛歯部６７１，６８１は、セパレータ重なり部４４４，４４５との接触面積を稼ぎつつ、櫛歯のパターンや厚さによって、セパレータ重なり部４４４，４４５との接触圧が所定の値になるように調整されている。

（変形形態５）
また、図９に、実施形態２の第３の変形形態である変形形態５の電池７００を示す。本変形形態の電池７００は、実施形態２の伝熱部材４７０，４８０に代えて、絶縁性無機フィラーを含む絶縁性樹脂材からなる伝熱部材７７０，７８０を備えたものである。
伝熱部材７７０，７８０は、樹脂材を平板状に成形した平板部７７２，７８２に、同じ樹脂材を渦巻きばね状に成形した複数のばね状部７７１，７８１を貼り付けて一体にしたものであり、ばね状部７７１，７８１のばね構造により、セパレータ重なり部４４４，４４５との接触圧を所定の値に保ちつつ、電極体２２０の熱を電池ケース２１０に伝える。

以上において、本発明を実施形態１，２及び変形形態１〜５に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態２及び変形形態３〜５では、捲回型の電極体２２０を備える電池４００等に、伝熱部材４７０，４８０等を備える構成を示したが、積層型の電極体を備える電池について、同様の伝熱部材を適用しても良い。また、変形形態１の電池２００に、さらに伝熱部材４７０，４８０等を設けるようにしても良い。

１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ リチウムイオン二次電池（二次電池、電池）
１１０，２１０，３１０ 電池ケース
１２０，２２０，３２０ 電極体
１２１，２２１，３２１ 正極板
１２２，２２２，３２２ 正極集電箔
１２１ｍ，２２１ｍ，３２１ｍ 正極集電部
１３１，２３１，３３１ 負極板
１３２，２３２，３３２ 負極集電箔
１３１ｍ，２３１ｍ，３３１ｍ 負極集電部
１４０，２４０，３４０ セパレータ
１４１，２４１，３４１ 樹脂多孔膜（本体樹脂層）
１４３，２４３，３４３ 伝熱層
１４４，１４５，２４４，２４５，３４４，３４５，４４４，４４５ セパレータ重なり部
１５０，２５０，３５０ 正極端子部材
１６０，２６０，３６０ 負極端子部材
１７０，１８０，２７０，２８０，３７０，３８０，４７０，４８０，５７０，５８０，６７０，６８０，７７０，７８０ 伝熱部材
ＨＷ 幅方向
ＨＨ 高さ方向
ＨＴ 厚み方向
ＨＮ 長手方向

Claims (1)

1. 正極板、負極板及びこれらの間に介在するセパレータが厚み方向に多重に重なる捲回型または積層型の電極体と、
   上記電極体を収容する金属製の電池ケースと、
   上記電極体の上記正極板に導通し、上記電池ケースを貫通して外部に延出する正極端子部材と、
   上記電極体の上記負極板に導通し、上記電池ケースを貫通して外部に延出する負極端子部材と、を備え、
   上記セパレータは、
   本体樹脂層及び上記本体樹脂層よりも熱伝導性が高く上記本体樹脂層を覆う伝熱層を有し、
   上記電極体は、
   上記セパレータ同士は上記厚み方向に密着して重なる一方、上記正極板及び上記負極板は重ならないセパレータ重なり部を含み、
   上記正極端子部材及び上記負極端子部材とは別部材であり、上記電極体の上記セパレータ重なり部に圧接して熱接触する一方、上記電池ケースにも熱接触して、上記電極体の熱を上記電池ケースに伝える伝熱部材をさらに備える
   二次電池。

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