JP2017224519A - 二次電池 - Google Patents
二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017224519A JP2017224519A JP2016119944A JP2016119944A JP2017224519A JP 2017224519 A JP2017224519 A JP 2017224519A JP 2016119944 A JP2016119944 A JP 2016119944A JP 2016119944 A JP2016119944 A JP 2016119944A JP 2017224519 A JP2017224519 A JP 2017224519A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- negative electrode
- positive electrode
- stacked
- current collector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 8
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 15
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 4
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 3
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910006025 NiCoMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
Description
積層型電極群は、正極板、セパレータおよび負極板を、それぞれ複数含む。積層型電極群において、正極板および負極板は、交互に積層されている。セパレータは、正極板と負極板との間に介在している。正極板および負極板は、それぞれ、集電箔および活物質層を含む。活物質層は、集電箔の表面に形成されている。
積層型電極群の積層方向において、最外層である正極板または負極板に含まれる集電箔は、最外層ではない正極板および負極板に含まれる集電箔よりも厚い。
図1は、本実施形態に係る二次電池の構成の一例を示す概略図である。二次電池1000は、たとえば、車載用電池である。二次電池1000は、リチウムイオン二次電池であってもよいし、ニッケル水素二次電池であってもよい。ここでは、一例としてリチウムイオン二次電池が説明される。
二次電池1000は、電池ケース200を備える。電池ケース200の形状は、角形(扁平直方体)である。電池ケース200の材質は、たとえば、アルミニウム(Al)合金等でよい。電池ケース200は、ケース本体210および蓋220を含む。蓋220には、正極端子221および負極端子222が設けられている。電池ケース200には、安全弁、注液孔、電流遮断機構等が設けられていてもよい。電池ケース200は、積層型電極群100および電解質(図示されず)を収納できる限り、たとえば、アルミラミネートフィルムにより構成される袋状のケース等であってもよい。
二次電池1000は、積層型電極群100を備える。積層型電極群100は、電池ケース200に収納されている。積層型電極群100は、正極端子221および負極端子222と、電気的に接続されている。積層型電極群100は、電池ケース200の側壁によって圧迫されていない。すなわち、積層型電極群100は、拘束されていない。
セパレータの平面形状は、たとえば、矩形状である。平面形状とは、積層方向から、セパレータおよび極板が観察された場合の形状を示す。セパレータは、絶縁性の多孔質膜である。セパレータは、たとえば、5〜30μmの厚さを有する。セパレータは、たとえば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン製でよい。セパレータは、単一の多孔質膜でもよい。たとえば、セパレータは、PEの多孔質膜でもよい。セパレータは、複数の多孔質膜を含んでもよい。たとえば、セパレータは、PEの多孔質膜と、PPの多孔質膜とが積層されて構成されていてもよい。セパレータの表面には、無機粒子(たとえば、アルミナ等)を含有する耐熱層が形成されていてもよい。
正極板10および負極板20の平面形状は、たとえば、矩形状である。正極板10および負極板20は、それぞれ、集電箔および活物質層を含む。
本実施形態では、積層型電極群100の積層方向の両端に配置される極板が「最外層である極板」と称され、それ以外の極板が「最外層ではない極板」と称される。図2では、一例として、最外層30である極板が負極板である態様が示されている。ただし、最外層である極板は、正極板であってもよい。また図2においては、最外層30である負極板が、片面のみに活物質層32を含む。ただし、最外層30である極板は、両面に活物質層32を含んでいてもよい。
二次電池1000は、電解質を備える。電解質は、電池ケース200に収納されている。本実施形態において、電解質は、液体電解質(電解液)であってもよいし、ゲル電解質であってもよい。ここでは、一例として液体電解質が説明される。
以下のようにして、実施例および比較例に係る二次電池(リチウムイオン二次電池)が製造された。
1.正極板の準備
以下の材料が準備された。
正極活物質:3元系正極活物質〔Li(NiCoMn)O2〕
導電材 :AB
バインダ :PVdF
溶媒 :N−メチル−2−ピロリドン(NMP)
正極集電箔:Al箔(厚さ:12μm)
以下の材料が準備された。
負極活物質:黒鉛
バインダ :CMCおよびSBR
溶媒 :水
負極集電箔:Cu箔(厚さ:10μm)
EC、EMCおよびDMCが、体積比で「EC:EMC:DMC=30:40:30」となるように混合されることにより、混合溶媒が調製された。混合溶媒に、LiPF6(1.1mоl/L)が溶解された。これにより、液体電解質が調製された。
セパレータとして、PEの多孔質膜が複数準備された。セパレータは、112mm×82mmの矩形状とされた。正極板と負極板とが、それらの間にセパレータを挟みながら、交互に積層された。これにより、積層型電極群が作製された。この積層型電極群は、69枚の負極板、および68枚の正極板を含む。
最外層用の集電箔として、下記表1に示される集電箔(Cu箔,厚さ:20μm、50μm、100μm、200μm、500μm)が準備された。これらの厚い集電箔が使用されることにより、各種の最外層用負極板が準備された。最外層用負極板が、積層型電極群の最外層(積層方向の両端)に配置されることを除いては、上記の比較例と同じ手順により、実施例1〜5に係る二次電池が製造された。
以下のようにして、上記で製造された二次電池が評価された。
二次電池が拘束されていない状態で、二次電池の初充電が実施された。X線CT(Computed Tomography)装置により、充電状態の二次電池の断層撮影が実施された。これにより、積層型電極群に含まれる極板の面外方向へのうねりが測定された。具体的には、積層型電極群の積層方向が高さ方向とされ、極板内の最大高低差が測定された。結果は、下記表1の「面外うねり」の欄に示されている。
二次電池のSOC(Sate Of Charge)が50%に調整された。ここでの「SOC」は、3Vを0%とし、4.1Vを100%として定義されている。常温において、6Cの放電電流で10秒間に亘って、二次電池が放電された。ここでは、電池の定格容量を1時間で放電しきる電流が「1C」と定義されている。放電中の電圧降下量が測定された。電圧降下量と放電電流との関係から、放電抵抗が算出された。結果は、下記表1の「放電抵抗」の欄に示されている。
Claims (1)
- 電池ケース、
前記電池ケースに収納されている積層型電極群、および
前記電池ケースに収納されている電解質
を備え、
前記積層型電極群は、正極板、セパレータおよび負極板を、それぞれ複数含み、
前記積層型電極群において、
前記正極板および前記負極板は、交互に積層されており、
前記セパレータは、前記正極板と前記負極板との間に介在しており、
前記正極板および前記負極板は、それぞれ、集電箔および活物質層を含み、
前記活物質層は、前記集電箔の表面に形成されており、
前記積層型電極群の積層方向において、
最外層である前記正極板または前記負極板に含まれる前記集電箔は、前記最外層ではない前記正極板および前記負極板に含まれる前記集電箔よりも厚い、
二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016119944A JP6733338B2 (ja) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016119944A JP6733338B2 (ja) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017224519A true JP2017224519A (ja) | 2017-12-21 |
JP6733338B2 JP6733338B2 (ja) | 2020-07-29 |
Family
ID=60686428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016119944A Expired - Fee Related JP6733338B2 (ja) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6733338B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004139775A (ja) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 積層型電池、組電池および車両 |
JP2005005163A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
JP2005174691A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
JP2011187443A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Samsung Sdi Co Ltd | 電極組立体及びこれを利用した二次電池 |
JP2014072181A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-21 | Toyota Central R&D Labs Inc | 積層電池及び組電池 |
JP2014182993A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置 |
-
2016
- 2016-06-16 JP JP2016119944A patent/JP6733338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004139775A (ja) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 積層型電池、組電池および車両 |
JP2005005163A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
JP2005174691A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
JP2011187443A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Samsung Sdi Co Ltd | 電極組立体及びこれを利用した二次電池 |
JP2014072181A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-21 | Toyota Central R&D Labs Inc | 積層電池及び組電池 |
JP2014182993A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6733338B2 (ja) | 2020-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6359454B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2019149269A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2013201077A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2013016265A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2016024987A (ja) | 非水系二次電池 | |
JP6865596B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
JP5614567B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
WO2021132208A1 (ja) | 蓄電素子 | |
JP2011198600A (ja) | 電池用電極板およびそれを用いた電池 | |
KR101709391B1 (ko) | 비수전해질 2차 전지 | |
JP5674357B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
EP3131149B1 (en) | Flat-type secondary battery | |
JP2010062299A (ja) | 蓄電デバイス | |
WO2019105840A1 (en) | Energy storage device | |
JP2005327489A (ja) | 蓄電素子用正極 | |
JP2010232011A (ja) | 二次電池 | |
JP6733338B2 (ja) | 二次電池 | |
JP2018078029A (ja) | 負極及び非水電解質蓄電素子 | |
JP5699858B2 (ja) | 電極及び電気デバイス | |
JP6681017B2 (ja) | 電極体を有する二次電池 | |
JP6569907B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2020077492A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
KR101917488B1 (ko) | 편평형 이차 전지 | |
JP4107214B2 (ja) | 二次電池 | |
JP7249991B2 (ja) | 二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190321 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200609 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200622 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6733338 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |