JP2018160406A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery which enables the suppression of lithium precipitation.SOLUTION: A lithium ion secondary battery according to the present invention comprises: a multilayer electrode body arranged by laminating a plurality of electrode plates in a lamination direction; and collector terminals 70 and 72 electrically connected to the multilayer electrode body. The plurality of electrode plates include all-collector foil tabs 26 and 36 provided so as to protrude from one sides of the respective electrode plates, respectively; the all-collector foil tabs and are arranged by gathering first tabs 26 and 36 in the lamination direction D, and joining the first tabs together, and they are not joined to the collector terminals 70 and 72. Of the plurality of electrode plates, electrode plates disposed on a center side in the lamination direction D include collector terminal joining tabs 28 and 38 joined to the collector terminals 70 and 72; the collector terminal joining tabs are arranged by gathering second tabs 28 and 38 provided so as to protruding from one sides of the respective electrode plates in the lamination direction D, and joining the second tabs together.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。詳しくは、複数の極板が積層されて構成された電極体を備えるリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery. Specifically, the present invention relates to a lithium ion secondary battery including an electrode body configured by laminating a plurality of electrode plates.

近年、リチウムイオン二次電池は、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源として好ましく用いられている。この種のリチウムイオン二次電池の一つとして、正負の電極がセパレータを介して交互に積層された電極体を備える電池構造が知られている。例えば、特許文献1には、集電タブ付きの極板を多数枚備えた極板群を有するリチウムイオン二次電池が開示されている。同公報では、極板群の複数枚のタブが、極板群の積層方向に並ぶ複数のタブ束を構成するように束ねられている。そして、外部端子と電気的に接続する集電端子の導体ブロック上に該タブ束が溶接されている。   In recent years, a lithium ion secondary battery has been preferably used as a vehicle-mounted power source or a power source for personal computers and portable terminals. As one of this type of lithium ion secondary battery, a battery structure including an electrode body in which positive and negative electrodes are alternately stacked via separators is known. For example, Patent Document 1 discloses a lithium ion secondary battery having an electrode plate group including a large number of electrode plates with current collecting tabs. In the publication, a plurality of tabs of the electrode plate group are bundled so as to constitute a plurality of tab bundles arranged in the stacking direction of the electrode plate group. The tab bundle is welded onto the conductor block of the current collecting terminal that is electrically connected to the external terminal.

特開2015−103318号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-103318

しかしながら、特許文献1のように構成されたリチウムイオン二次電池においては、集電端子に対して極板群が相対的に移動すると、タブと集電端子との接続部分に応力が集中して一部の極板のタブが切断される可能性がある。一部の極板のタブが切断されると、該極板が電気的に孤立して外部端子との導通がとれない状態となり得る。その結果、孤立した極板の周囲でリチウムが析出する虞がある。   However, in the lithium ion secondary battery configured as in Patent Document 1, when the electrode plate group moves relative to the current collecting terminal, stress concentrates on the connection portion between the tab and the current collecting terminal. Some electrode tabs may be cut. When the tabs of some of the electrode plates are cut, the electrode plates may be electrically isolated and cannot be electrically connected to the external terminals. As a result, lithium may be deposited around the isolated electrode plate.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、積層電極体を構成する一部の極板のタブが切断された場合でも、該極板が電気的に孤立することに起因するリチウムの析出を抑制し得るリチウムイオン二次電池を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its main purpose is that the electrode plates are electrically isolated even when the tabs of some electrode plates constituting the laminated electrode body are cut. It is an object to provide a lithium ion secondary battery capable of suppressing lithium deposition caused by the above.

本発明によって提供されるリチウムイオン二次電池は、複数の極板が積層方向に積層されて構成された積層電極体と、前記積層電極体に電気的に接続された集電端子とを備える。前記複数の極板は、該極板の一辺から突設された第1タブであって、前記積層方向に寄せ集められて相互に接合されるとともに、前記集電端子と接合されていない全集箔用タブをそれぞれ備えている。そして、前記複数の極板のうち前記積層方向の中央側に配置された極板は、該極板の一辺から突設された第2タブであって、前記積層方向に寄せ集められて相互に接合されるとともに、前記集電端子と接合された集電端子接合用タブを備えている。
かかる構成によれば、集電端子に対して電極体が相対的に動いて一部の極板の集電端子接合用タブが切断された場合でも、全集箔用タブによって全ての極板が電気的に接続されているので、該タブが切断された極板が電気的に孤立しない。このことにより、該極板が電気的に孤立することに起因するリチウムの析出を抑制することができる。
The lithium ion secondary battery provided by the present invention includes a laminated electrode body configured by laminating a plurality of electrode plates in the laminating direction, and a current collecting terminal electrically connected to the laminated electrode body. The plurality of electrode plates are first tabs projecting from one side of the electrode plates, gathered together in the stacking direction, joined together, and all foils not joined to the current collector terminals Each tab is provided. The electrode plate arranged on the center side in the stacking direction among the plurality of electrode plates is a second tab protruding from one side of the electrode plate, and is gathered in the stacking direction and mutually A current collecting terminal joining tab joined to the current collecting terminal is provided.
According to such a configuration, even when the electrode body moves relative to the current collecting terminal and the current collecting terminal joining tabs of some of the electrode plates are cut, all the electrode plates are electrically The electrode plates from which the tabs have been cut are not electrically isolated. As a result, it is possible to suppress the precipitation of lithium resulting from the electrode plate being electrically isolated.

一実施形態に係る電極体を構成する正極、負極、およびセパレータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positive electrode, the negative electrode, and separator which comprise the electrode body which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る電極体を構成する正極、負極、およびセパレータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positive electrode, the negative electrode, and separator which comprise the electrode body which concerns on one Embodiment. 集電端子が接合された電極体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the electrode body to which the current collection terminal was joined. 集電端子が接合された電極体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the electrode body to which the current collection terminal was joined.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、本発明を特徴付けない電極体の一般的な構成および製造プロセス)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention (for example, a general configuration and manufacturing process of an electrode body that does not characterize the present invention) It can be grasped as a design matter of those skilled in the art based on the prior art. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field. Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member and site | part which show | plays the same effect | action. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships.

なお、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。   In the present specification, the “lithium ion secondary battery” refers to a secondary battery that uses lithium ions as a charge carrier and is charged / discharged by movement of charges accompanying the lithium ions between the positive and negative electrodes.

図1および図2は、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池100が備える電極体10を説明するための図である。なお、図面中の符号Wは電池の幅方向を示し、符号Dは電池の厚み方向を示し、符号Hは電池の高さ方向を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、リチウムイオン二次電池100の設置態様を何ら限定するものではない。   1 and 2 are diagrams for explaining an electrode body 10 included in a lithium ion secondary battery 100 according to an embodiment. In addition, the code | symbol W in drawing shows the width direction of a battery, the code | symbol D shows the thickness direction of a battery, and the code | symbol H has shown the height direction of the battery. However, these are only directions for convenience of explanation, and do not limit the installation mode of the lithium ion secondary battery 100 at all.

リチウムイオン二次電池100は、図1および図2に示すように、積層電極体10と、集電端子70、72(図3)と、図示しない電解質と、図示しない電池ケースとを備えている。
電池ケースは、積層電極体10と電解質と集電端子70、72とを収容する容器である。本実施形態において、電池ケースは、有底角型(直方体形状)の外形を有している。電池ケースは、上端に開口部を有する扁平な有底のケース本体と、ケース本体の開口部を塞ぐ蓋体とを備えている。電池ケースの材質は、例えば、アルミニウムやスチール等の金属材料である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the lithium ion secondary battery 100 includes a laminated electrode body 10, current collecting terminals 70 and 72 (FIG. 3), an electrolyte (not shown), and a battery case (not shown). .
The battery case is a container that houses the laminated electrode body 10, the electrolyte, and current collecting terminals 70 and 72. In the present embodiment, the battery case has a bottomed square (cuboid shape) outer shape. The battery case includes a flat bottomed case main body having an opening at the upper end, and a lid for closing the opening of the case main body. The material of the battery case is, for example, a metal material such as aluminum or steel.

電池ケースの上面、すなわち蓋体には、外部接続用の正極端子と負極端子とが突出している。正極端子は、電極体10の正極板20と電気的に接続されている。負極端子は、電極体10の負極板30と電気的に接続されている。   A positive electrode terminal and a negative electrode terminal for external connection protrude from the upper surface of the battery case, that is, the lid. The positive electrode terminal is electrically connected to the positive electrode plate 20 of the electrode body 10. The negative electrode terminal is electrically connected to the negative electrode plate 30 of the electrode body 10.

電池ケースの内部には、積層電極体10と電解質と集電端子70、72とが収容されている。積層電極体10は、積層型の電極体である。積層電極体10は、矩形状の正極板20と矩形状の負極板30とを、それぞれ複数枚備えている。正極板20と負極板30とは、セパレータ40を介して絶縁された状態で積み重ねられている。具体的には、正極板20と負極板30とがセパレータ40を介して積層方向(ここでは厚み方向D)に交互に繰り返し複数積層されて構成されている。ここで、図1は、複数の正極板20および負極板30のうち積層方向Dの中央側に配置された正極板20および負極板30を示している。また、図2は、複数の正極板20および負極板30のうち積層方向Dの両端側に配置された正極板20および負極板30を示している。積層方向Dの中央側に配置された正極板20および負極板30の枚数は、例えば2〜10枚(典型的には2〜5枚)であり得る。   The laminated electrode body 10, the electrolyte, and current collecting terminals 70 and 72 are accommodated inside the battery case. The laminated electrode body 10 is a laminated electrode body. The laminated electrode body 10 includes a plurality of rectangular positive plates 20 and rectangular negative plates 30. The positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 are stacked in a state where they are insulated via the separator 40. Specifically, a plurality of positive electrode plates 20 and negative electrode plates 30 are repeatedly stacked in the stacking direction (here, the thickness direction D) via the separator 40. Here, FIG. 1 shows the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 arranged on the center side in the stacking direction D among the plurality of positive electrode plates 20 and negative electrode plates 30. FIG. 2 shows the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 arranged on both ends in the stacking direction D among the plurality of positive electrode plates 20 and negative electrode plates 30. The number of the positive electrode plates 20 and the negative electrode plates 30 arranged on the center side in the stacking direction D can be, for example, 2 to 10 (typically 2 to 5).

正極板20は、正極集電体22と、その表面に形成された正極活物質層24とを備えている。正極集電体22には、例えば、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、正極集電体22として、アルミニウム箔が用いられている。図示例では、正極活物質層24は、正極集電体22の両面に保持されている。また、幅方向Wにおいて、正極活物質層24は正極集電体22の全幅と同じ幅で形成されている。   The positive electrode plate 20 includes a positive electrode current collector 22 and a positive electrode active material layer 24 formed on the surface thereof. For the positive electrode current collector 22, for example, a metal foil suitable for the positive electrode can be suitably used. In this embodiment, an aluminum foil is used as the positive electrode current collector 22. In the illustrated example, the positive electrode active material layer 24 is held on both surfaces of the positive electrode current collector 22. In the width direction W, the positive electrode active material layer 24 is formed to have the same width as the entire width of the positive electrode current collector 22.

正極活物質層24には、正極活物質や導電材やバインダが含まれている。正極活物質には、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。一例として、LiNi1/3Co1/3Mn1/3(リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物)、LiNiO(リチウムニッケル複合酸化物)、LiCoO(リチウムコバルト複合酸化物)等の一般式LiMeO(Meは、Ni,Co,Mn等の遷移金属元素の少なくとも一種を含む。)で表される層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられる。正極活物質層24は、上述した正極活物質の他に、アセチレンブラック(AB)等の導電材や、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンラバー(SBR)等のバインダを含有することができる。 The positive electrode active material layer 24 contains a positive electrode active material, a conductive material, and a binder. As the positive electrode active material, one or more of materials conventionally used in lithium ion secondary batteries can be used without particular limitation. As an example, general formulas such as LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (lithium nickel cobalt manganese composite oxide), LiNiO 2 (lithium nickel composite oxide), LiCoO 2 (lithium cobalt composite oxide), etc. A lithium transition metal composite oxide having a layered structure represented by LiMeO 2 (Me includes at least one transition metal element such as Ni, Co, and Mn) is used. In addition to the positive electrode active material described above, the positive electrode active material layer 24 can contain a conductive material such as acetylene black (AB), or a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or styrene butadiene rubber (SBR).

正極板20は、正極活物質層24が形成されておらず、正極活物質層24が形成されている部分よりも上向きに突出した突出部分26を有している。この突出部分26は、正極活物質層24が形成されていないため、正極集電体22が露出している。この突出部分26により、第1タブ26および第2タブ28が形成されている。第1タブ26および第2タブ28は、正極板20の一辺から突設されている。第1タブ26は、全集箔用のタブである。全集箔用タブ26は、複数の正極板20のうち積層方向Dの中央側に配置された正極板20と、積層方向Dの両端側に配置された正極板20との双方、すなわち積層電極体1を構成する全ての正極板20に形成されている(図1および図2参照)。一方、第2タブ28は、集電端子接合用のタブである。集電端子接合用タブ28は、複数の正極板20のうち積層方向Dの中央側に配置された正極板20にのみ形成されている(図1参照)。この実施形態では、集電端子接合用タブ28は、全集箔用タブ26よりも幅方向Wの中央側に配置されている。   The positive electrode plate 20 does not have the positive electrode active material layer 24 and has a protruding portion 26 protruding upward from the portion where the positive electrode active material layer 24 is formed. Since the positive electrode active material layer 24 is not formed in the protruding portion 26, the positive electrode current collector 22 is exposed. A first tab 26 and a second tab 28 are formed by the protruding portion 26. The first tab 26 and the second tab 28 protrude from one side of the positive electrode plate 20. The 1st tab 26 is a tab for all foil collection. The all-foil tab 26 is a positive electrode plate 20 arranged on the center side in the laminating direction D among the positive electrode plates 20 and a positive electrode plate 20 arranged on both end sides in the laminating direction D, that is, a laminated electrode body. 1 is formed on all the positive electrode plates 20 constituting 1 (see FIGS. 1 and 2). On the other hand, the 2nd tab 28 is a tab for current collection terminal joining. The current collector terminal joining tab 28 is formed only on the positive electrode plate 20 arranged on the center side in the stacking direction D among the plurality of positive electrode plates 20 (see FIG. 1). In this embodiment, the current collecting terminal joining tab 28 is arranged on the center side in the width direction W with respect to the entire foil collecting tab 26.

負極板30は、負極集電体32と、その表面に形成された負極活物質層34とを備えている。負極集電体32には、例えば、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、負極集電体32として、銅箔が用いられている。図示例では、負極活物質層34は、負極集電体32の両面に保持されている。また、幅方向Wにおいて、負極活物質層34は負極集電体32の全幅と同じ幅で形成されている。   The negative electrode plate 30 includes a negative electrode current collector 32 and a negative electrode active material layer 34 formed on the surface thereof. For the negative electrode current collector 32, for example, a metal foil suitable for the negative electrode can be suitably used. In this embodiment, a copper foil is used as the negative electrode current collector 32. In the illustrated example, the negative electrode active material layer 34 is held on both surfaces of the negative electrode current collector 32. In the width direction W, the negative electrode active material layer 34 is formed to have the same width as the entire width of the negative electrode current collector 32.

負極活物質層34には、負極活物質や増粘剤やバインダなどが含まれている。負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。一例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボンなどの炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物などが挙げられる。また、かかる負極活物質の他に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンラバー(SBR)等のバインダや、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の増粘剤を添加することができる。   The negative electrode active material layer 34 includes a negative electrode active material, a thickener, a binder, and the like. As the negative electrode active material, one type or two or more types of materials conventionally used in lithium ion secondary batteries can be used without any particular limitation. Examples thereof include carbon-based materials such as graphite carbon and amorphous carbon, lithium transition metal oxides, lithium transition metal nitrides, and the like. In addition to the negative electrode active material, a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and styrene butadiene rubber (SBR), and a thickener such as carboxymethyl cellulose (CMC) can be added.

負極板30は、負極活物質層34が形成されておらず、負極活物質層34が形成されている部分よりも上向きに突出した突出部分36を有している。この突出部分36は、負極活物質層34が形成されていないため、負極集電体32が露出している。この突出部分36により、第1タブ36および第2タブ38が形成されている。第1タブ36および第2タブ38は、負極板30の一辺から突設されている。第1タブ36は、全集箔用のタブである。全集箔用タブ36は、複数の負極板30のうち積層方向Dの中央側に配置された負極板30と、積層方向Dの両端側に配置された負極板30との双方、すなわち積層電極体1を構成する全ての負極板30に形成されている(図1および図2参照)。一方、第2タブ38は、集電端子接合用のタブである。集電端子接合用タブ38は、複数の負極板30のうち積層方向Dの中央側に配置された負極板30にのみ形成されている(図1参照)。この実施形態では、集電端子接合用タブ38は、全集箔用タブ36よりも幅方向Wの中央側に配置されている。   The negative electrode plate 30 does not have the negative electrode active material layer 34 and has a protruding portion 36 that protrudes upward from the portion where the negative electrode active material layer 34 is formed. Since the negative electrode active material layer 34 is not formed in the protruding portion 36, the negative electrode current collector 32 is exposed. The protruding portion 36 forms a first tab 36 and a second tab 38. The first tab 36 and the second tab 38 protrude from one side of the negative electrode plate 30. The 1st tab 36 is a tab for all the foil collection. The tabs 36 for the entire foil collection are both the negative electrode plate 30 arranged on the center side in the laminating direction D among the plurality of negative electrode plates 30 and the negative electrode plate 30 arranged on both end sides in the laminating direction D, that is, a laminated electrode body. 1 is formed on all the negative electrode plates 30 constituting 1 (see FIGS. 1 and 2). On the other hand, the second tab 38 is a current collecting terminal joining tab. The current collecting terminal joining tab 38 is formed only on the negative electrode plate 30 disposed on the center side in the stacking direction D among the plurality of negative electrode plates 30 (see FIG. 1). In this embodiment, the current collecting terminal joining tab 38 is disposed closer to the center in the width direction W than the entire foil collecting tab 36.

セパレータ40は、正極板20と負極板30とを隔てる部材である。この例では、セパレータ40は、微小な孔を複数有する所定幅のシート材で構成されている。セパレータ40には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。   The separator 40 is a member that separates the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30. In this example, the separator 40 is made of a sheet material having a predetermined width having a plurality of minute holes. As the separator 40, for example, a single layer structure separator or a multilayer structure separator made of a porous polyolefin-based resin can be used.

積層電極体10は、前述のように、複数枚の正極板20、複数枚の負極板30および複数枚のセパレータ40を積層して形成されている。積層電極体10は、正極活物質層24と負極活物質層34とがセパレータ40を介して重なり合う積層部を有している。この積層部は、正極活物質層24と負極活物質層34との間でセパレータ40を介して電荷担体(ここではリチウムイオン)の授受が行われる部分であり、電池の充放電に寄与する部分である。   As described above, the laminated electrode body 10 is formed by laminating a plurality of positive plates 20, a plurality of negative plates 30, and a plurality of separators 40. The laminated electrode body 10 has a laminated portion in which the positive electrode active material layer 24 and the negative electrode active material layer 34 overlap with a separator 40 interposed therebetween. The stacked portion is a portion where charge carriers (here, lithium ions) are exchanged between the positive electrode active material layer 24 and the negative electrode active material layer 34 via the separator 40, and a portion contributing to charge / discharge of the battery. It is.

図3および図4は、集電端子70、72が接合された積層電極体10を模式的に示す斜視図である。図3および図4に示すように、繰り返し積層された複数の正極板20の全集箔用タブ26が積層電極体10の積層方向(ここでは厚み方向D)に積み重ねられ、積層部の端面(ここでは上面)から突出している。複数の全集箔用タブ26は、これらが積層方向Dに積み重ねられることにより、タブ26群を構成している。かかるタブ26群は、積層方向Dの中央側に寄せ集められて互いに接合(例えば溶接)されている。これにより電極体10を構成する全ての正極板20がタブ26群を通じて相互に電気的に接続されている。また、タブ26群は、集電端子70とは接合されておらず、集電端子70と電気的に接続されていない。この実施形態では、寄せ集められた全集箔用タブ26の先端部分26aが、タブ26の突出方向と垂直な方向(ここでは厚み方向D)に折り返されている。一方、積層方向Dの中央側に配置された正極板20においては、複数の集電端子接合用タブ28が積層方向Dに積み重ねられることにより、タブ28群を構成している。このタブ28群は、積層方向Dの中央側に寄せ集められて集電端子70と接合(例えば溶接)されている。これにより、積層方向Dの中央側に配置された正極板20は集電端子70および正極端子と電気的に接続されている。また、積層方向Dの両端側に配置された正極板20は、タブ28群およびタブ26群を介して集電端子70および正極端子と電気的に接続されている。   3 and 4 are perspective views schematically showing the laminated electrode body 10 to which the current collecting terminals 70 and 72 are joined. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the tabs 26 for all the foils of the plurality of positive electrode plates 20 that are repeatedly stacked are stacked in the stacking direction (here, the thickness direction D) of the stacked electrode body 10, and the end face (here It protrudes from the upper surface. The plurality of all foil collecting tabs 26 are stacked in the stacking direction D to constitute a tab 26 group. The tabs 26 are gathered to the center side in the stacking direction D and joined (for example, welded) to each other. Thus, all the positive plates 20 constituting the electrode body 10 are electrically connected to each other through the tab 26 group. The tabs 26 are not joined to the current collecting terminals 70 and are not electrically connected to the current collecting terminals 70. In this embodiment, the tip portions 26 a of the collected foil tabs 26 are folded back in a direction perpendicular to the protruding direction of the tabs 26 (here, the thickness direction D). On the other hand, in the positive electrode plate 20 arranged on the center side in the stacking direction D, a plurality of current collecting terminal joining tabs 28 are stacked in the stacking direction D to constitute a tab 28 group. The tabs 28 are gathered together on the center side in the stacking direction D and joined (for example, welded) to the current collecting terminals 70. Thereby, the positive electrode plate 20 arranged on the center side in the stacking direction D is electrically connected to the current collecting terminal 70 and the positive electrode terminal. Further, the positive plates 20 arranged on both ends in the stacking direction D are electrically connected to the current collecting terminal 70 and the positive terminal via the tab 28 group and the tab 26 group.

正極側と同様に、繰り返し積層された複数の負極板30の全集箔用タブ36が電極体10の積層方向(ここでは厚み方向D)にそれぞれ積み重ねられ、積層部の端面(ここでは上面)から突出している。複数の全集箔用タブ36は、これらが積層方向Dに積み重ねられることにより、タブ36群を構成している。かかるタブ36群は、積層方向Dの中央側に寄せ集められて互いに接合(例えば溶接)されている。これにより電極体10を構成する全ての負極板30がタブ36群を通じて相互に電気的に接続されている。また、タブ36群は、集電端子72とは接合されておらず、集電端子72と電気的に接続されていない。この実施形態では、寄せ集められた全集箔用タブ36の先端部分36aが、タブ36の突出方向と垂直な方向(ここでは厚み方向D)に折り返されている。一方、積層方向Dの中央側に配置された負極板30においては、複数の集電端子接合用タブ38が積層方向Dに積み重ねられることにより、タブ38群を構成している。このタブ38群は、積層方向Dの中央側に寄せ集められて集電端子72と接合(例えば溶接)されている。これにより、積層方向Dの中央側に配置された負極板30は集電端子72および負極端子と電気的に接続されている。また、積層方向Dの両端側に配置された負極板30は、タブ38群およびタブ36群を介して集電端子72および負極端子と電気的に接続されている。   Similar to the positive electrode side, all the foil collecting tabs 36 of the plurality of negative electrode plates 30 that are repeatedly stacked are stacked in the stacking direction (here, the thickness direction D) of the electrode body 10, and from the end surface (here, the upper surface) of the stack portion. It protrudes. The plurality of all foil collecting tabs 36 are stacked in the stacking direction D to constitute a tab 36 group. The tabs 36 are gathered to the center side in the stacking direction D and joined (for example, welded) to each other. Thereby, all the negative electrode plates 30 constituting the electrode body 10 are electrically connected to each other through the tab 36 group. The tab group 36 is not joined to the current collecting terminal 72 and is not electrically connected to the current collecting terminal 72. In this embodiment, the front end portions 36a of the collected foil collecting tabs 36 are folded back in a direction perpendicular to the protruding direction of the tabs 36 (in this case, the thickness direction D). On the other hand, in the negative electrode plate 30 disposed on the center side in the stacking direction D, a plurality of current collecting terminal joining tabs 38 are stacked in the stacking direction D, thereby forming a tab 38 group. The tabs 38 are gathered together on the center side in the stacking direction D and joined (for example, welded) to the current collecting terminals 72. Thereby, the negative electrode plate 30 arrange | positioned at the center side of the lamination direction D is electrically connected with the current collection terminal 72 and the negative electrode terminal. Further, the negative plates 30 arranged on both ends in the stacking direction D are electrically connected to the current collecting terminal 72 and the negative terminal through the tab 38 group and the tab 36 group.

以上のように、リチウムイオン二次電池100は、図1〜図4に示すように、複数の正極板20および負極板30が積層方向Dに積層されて構成された積層電極体10と、積層電極体10に電気的に接続された集電端子70、72とを備えている。複数の正極板20および負極板30は、該極板20、30の一辺から突設された第1タブ26、36であって、積層方向Dに寄せ集められて相互に接合されるとともに、集電端子70、72と接合されていない全集箔用タブ26、36をそれぞれ備えている。また、複数の正極板20および負極板30のうち積層方向Dの中央側に配置された極板20、30は、該極板20、30の一辺から突設された第2タブ28、38であって、積層方向Dに寄せ集められて相互に接合されるとともに、集電端子70、72と接合された集電端子接合用タブ28、38を備えている。かかる構成によると、集電端子70、72に対して積層電極体10が相対的に動いて一部の正極板20および負極板30の集電端子接合用タブ28、38が切断された場合でも、全集箔用タブ26、36によって全ての正極板20および全ての負極板30が電気的に接続されているので、該タブ28、38が切断された正極板20および負極板30が電気的に孤立しない。このことにより、該正極板20および負極板30が電気的に孤立することに起因するリチウムの析出を抑制することができる。   As described above, as shown in FIGS. 1 to 4, the lithium ion secondary battery 100 includes a laminated electrode body 10 configured by laminating a plurality of positive electrode plates 20 and negative electrode plates 30 in the lamination direction D, and a laminated electrode body 10. Current collecting terminals 70 and 72 electrically connected to the electrode body 10 are provided. The plurality of positive electrode plates 20 and negative electrode plates 30 are first tabs 26 and 36 protruding from one side of the electrode plates 20 and 30, gathered in the stacking direction D and joined together, All the foil collecting tabs 26 and 36 which are not joined to the electric terminals 70 and 72 are provided. In addition, among the plurality of positive plates 20 and negative plates 30, the electrode plates 20, 30 arranged on the center side in the stacking direction D are second tabs 28, 38 protruding from one side of the electrode plates 20, 30. In addition, current collecting terminal joining tabs 28 and 38 which are gathered in the stacking direction D and joined to each other and joined to the current collecting terminals 70 and 72 are provided. According to this configuration, even when the laminated electrode body 10 moves relative to the current collecting terminals 70 and 72 and the current collecting terminal joining tabs 28 and 38 of some of the positive and negative plates 20 and 30 are cut. Since all the positive electrode plates 20 and all the negative electrode plates 30 are electrically connected to each other by the foil collecting tabs 26 and 36, the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 from which the tabs 28 and 38 are cut are electrically connected. Not isolated. Thereby, it is possible to suppress the precipitation of lithium due to the electrical isolation of the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30.

また、本実施形態によると、集電端子接合用タブ28、38群と、全集箔用タブ26、36群との2箇所で正極板20および負極板30が相互に束ねられているので、電極体10自体の強度が従来に比して向上する。そのため、極板20、30の積層ズレによる短絡を抑制することができる。また、積層電極体10を電池ケースに収容する際の作業性(例えば保持性)が良好になる。   Further, according to the present embodiment, the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 are bundled together at two locations of the current collecting terminal joining tabs 28 and 38 and the all foil collecting tabs 26 and 36, so that the electrodes The strength of the body 10 itself is improved as compared with the conventional case. Therefore, it is possible to suppress a short circuit due to the stacking deviation of the electrode plates 20 and 30. Moreover, workability (for example, retainability) when the laminated electrode body 10 is accommodated in the battery case is improved.

また、本リチウムイオン二次電池100によると、複数の極板20、30のうち積層方向Dの中央側に配置された極板20、30にのみ集電端子接合用タブ28、38を設けて集電端子70、72と接合しているので、全ての極板20、30に集電端子接合用タブ28、38を設ける場合に比べて、寄せ集められたタブ28、38群のサイズを小さくすることができる。例えば、タブ28、38群を幅方向Wから見たときの側面(三角部分)の高さ方向Hのサイズが従来に比して小さくなり、集電に必要なスペースを低減することができる。これによって、電池ケース内において充放電に寄与する電極体10(積層部)の占有率を高めることが可能となる。その結果、電池ケース内の充放電に寄与しないスペース(デッドスペース)を削減して、高エネルギー密度化を実現することができる。また、集電端子接合用タブ28、38を全ての極板20、30に設ける従来の態様では、該タブ28、38を積層方向Dの中央側に寄せ集める際に、積層方向Dの両端側の極板が中央側の極板よりも大きく引っ張られるため、極板の積層ズレが生じがちであるが、上記態様によると、中央側の極板のみ寄せ集められるので、そのような不都合が緩和され得る。   Further, according to the present lithium ion secondary battery 100, the current collector terminal joining tabs 28, 38 are provided only on the electrode plates 20, 30 arranged on the center side in the stacking direction D among the plurality of electrode plates 20, 30. Since the current collector terminals 70 and 72 are joined, the size of the collected tabs 28 and 38 group can be made smaller than when the current collector terminal joining tabs 28 and 38 are provided on all the electrode plates 20 and 30. can do. For example, the size of the side surface (triangular portion) in the height direction H when the tabs 28 and 38 are viewed from the width direction W is smaller than the conventional size, and the space required for current collection can be reduced. This makes it possible to increase the occupation ratio of the electrode body 10 (laminated portion) that contributes to charging / discharging in the battery case. As a result, a space (dead space) that does not contribute to charging / discharging in the battery case can be reduced, and high energy density can be realized. Further, in the conventional mode in which the current collecting terminal joining tabs 28 and 38 are provided on all the electrode plates 20 and 30, when the tabs 28 and 38 are gathered to the center side in the laminating direction D, both end sides in the laminating direction D are provided. The electrode plate is pulled more than the electrode plate on the center side, and therefore, the electrode plate is liable to be misaligned. Can be done.

また、本実施形態によると、寄せ集められた全集箔用タブ26、36の先端部分が、タブ26、36の突出方向と垂直な方向(ここでは厚み方向D)に折り返されているので、全集箔用タブ26、36群の高さ方向Hのサイズを小さくすることができ、集電に必要なスペースを低減することができる。これによって、電池ケース内において充放電に寄与する電極体10(積層部)の占有率を高めることが可能となる。その結果、電池ケース内の充放電に寄与しないスペース(デッドスペース)を削減して、高エネルギー密度化を実現することができる。   Further, according to the present embodiment, since the tip portions of the collected foil collecting tabs 26 and 36 are folded back in the direction perpendicular to the protruding direction of the tabs 26 and 36 (here, the thickness direction D), The size of the foil tabs 26 and 36 in the height direction H can be reduced, and the space required for current collection can be reduced. This makes it possible to increase the occupation ratio of the electrode body 10 (laminated portion) that contributes to charging / discharging in the battery case. As a result, a space (dead space) that does not contribute to charging / discharging in the battery case can be reduced, and high energy density can be realized.

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, the said embodiment and Example are only illustrations and what changed and changed the above-mentioned specific example is contained in the invention disclosed here.

例えば、上記した実施形態では、全集箔用タブ26、36および集電端子接合用タブ28、38が正極板20および負極板30にそれぞれ一箇所ずつ設けられている場合を例示したが、各タブの数はこれに限定されない。複数の全集箔用タブ26、36および集電端子接合用タブ28、38を正極板20および負極板30にそれぞれ形成してもよい。また、上記した実施形態では、複数の極板のうち積層方向Dの中央側に配置された極板20、30にのみ集電端子接合用タブ28、38を設ける場合を例示したが、これに限定されない。集電端子接合用タブ28、38は、積層方向Dの中央側に配置された極板20、30に加えて、積層方向Dの両端側に配置された極板20、30に設けてもよい。ただし、上述した実施形態の如く、積層方向Dの中央側に配置された極板20、30のみに集電端子接合用タブ28、38を形成した方が、寄せ集められたタブ28、38群のサイズを小さくして集電に必要なスペースを低減することができる。   For example, in the above-described embodiment, the case where all the tabs 26 and 36 for collecting foil and the tabs 28 and 38 for connecting current collecting terminals are respectively provided on the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30 is illustrated. The number of is not limited to this. A plurality of all foil collecting tabs 26, 36 and current collecting terminal joining tabs 28, 38 may be formed on the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 30, respectively. In the above-described embodiment, the case where the current collecting terminal joining tabs 28 and 38 are provided only on the electrode plates 20 and 30 arranged on the center side in the stacking direction D among the plurality of electrode plates is illustrated. It is not limited. The current collecting terminal joining tabs 28 and 38 may be provided on the electrode plates 20 and 30 arranged on both ends of the lamination direction D in addition to the electrode plates 20 and 30 arranged on the center side in the lamination direction D. . However, as in the above-described embodiment, the tabs 28 and 38 grouped together when the current collector terminal joining tabs 28 and 38 are formed only on the electrode plates 20 and 30 arranged on the center side in the stacking direction D are arranged. The space required for current collection can be reduced by reducing the size of the battery.

リチウムイオン二次電池100は各種用途に利用可能であるが、タブが切断されてもリチウムの析出が生じにくいことを特徴とする。したがって、このような特徴を活かして、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源(駆動用電源)として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、例えばプラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)等が挙げられる。   The lithium ion secondary battery 100 can be used for various applications, but is characterized in that lithium is hardly deposited even when the tab is cut. Therefore, taking advantage of such characteristics, for example, it can be suitably used as a power source (drive power source) for a motor mounted on a vehicle. The type of vehicle is not particularly limited, but typically includes automobiles such as plug-in hybrid cars (PHV), hybrid cars (HV), electric cars (EV), and the like.

10 積層電極体
20 正極板
26、36 全集箔用タブ
28、38 集電端子接合用タブ
30 負極板
70、72 集電端子
100 リチウムイオン二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stacked electrode body 20 Positive electrode plates 26 and 36 Tabs 28 and 38 for collecting all current collectors Tab 30 for collecting current collector terminals Negative electrode plates 70 and 72 Current collecting terminals 100 Lithium ion secondary battery

Claims (1)

複数の極板が積層方向に積層されて構成された積層電極体と、
前記積層電極体に電気的に接続された集電端子と
を備え、
前記複数の極板は、該極板の一辺から突設された第1タブであって、前記積層方向に寄せ集められて相互に接合されるとともに、前記集電端子と接合されていない全集箔用タブをそれぞれ備えており、
前記複数の極板のうち前記積層方向の中央側に配置された極板は、該極板の一辺から突設された第2タブであって、前記積層方向に寄せ集められて相互に接合されるとともに、前記集電端子と接合された集電端子接合用タブを備えている、リチウムイオン二次電池。


A laminated electrode body formed by laminating a plurality of electrode plates in the laminating direction;
A current collecting terminal electrically connected to the laminated electrode body,
The plurality of electrode plates are first tabs projecting from one side of the electrode plates, gathered together in the stacking direction, joined together, and all foils not joined to the current collector terminals Each has a tab for
Of the plurality of electrode plates, the electrode plate disposed on the center side in the stacking direction is a second tab protruding from one side of the electrode plate, and is gathered in the stacking direction and joined to each other. And a collector terminal joining tab joined to the current collector terminal.


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