JP2018206490A - Secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a secondary battery and a method for manufacturing the same.
従前より充放電が繰り返し可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器の電源として用いられている。 Secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged have been used for various purposes. For example, the secondary battery is used as a power source for electronic devices such as smartphones and notebook computers.
近年、当該電子機器の薄型化および小型化の要求が一層高まっていることに伴い、薄型化・小型化かつ高容量の二次電池が要求されている。かかる要求に応えるため、特許文献1には、二次電池の構成要素である電極組立体が、断面視にて正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有する旨が開示されている。当該電極組立体の正極および負極、すなわち電極組立体の電極は、断面視にて集電体および集電体の主面に活物質が塗工された電極材層を備えている。 In recent years, with the demand for thinner and smaller electronic devices, there is a demand for secondary batteries that are thinner, smaller, and have higher capacity. In order to meet such demand, Patent Document 1 discloses that an electrode assembly that is a constituent element of a secondary battery has a planar laminated structure in which a plurality of electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated in a sectional view. Is disclosed. A positive electrode and a negative electrode of the electrode assembly, that is, an electrode of the electrode assembly includes a current collector and an electrode material layer coated with an active material on a main surface of the current collector in a cross-sectional view.
ここで、積層方向に沿って設けられた複数の電極のうちの最外層電極は、集電体の一方の主面にのみ電極材層が供される場合がある。具体的には、最外層電極の電極材層は、最外層電極の集電体の一方の主面とセパレータとの間にのみ供され得る。換言すれば、最外層電極の電極材層は、最外層電極の集電体の他方の主面には供されない。この事は、集電体の他方の主面に電極材層が供される場合、リチウムイオンが反対電極の電極材層へと移動しにくいため、当該集電体の他方の主面に供される電極材層が二次電池の構成要素として好適に機能しにくいことに起因する。 Here, the outermost layer electrode of the plurality of electrodes provided along the stacking direction may be provided with an electrode material layer only on one main surface of the current collector. Specifically, the electrode material layer of the outermost layer electrode can be provided only between one main surface of the current collector of the outermost layer electrode and the separator. In other words, the electrode material layer of the outermost layer electrode is not provided on the other main surface of the current collector of the outermost layer electrode. This is because when the electrode material layer is provided on the other main surface of the current collector, lithium ions do not easily move to the electrode material layer of the opposite electrode, so that the current is provided on the other main surface of the current collector. This is because the electrode material layer is difficult to function suitably as a component of the secondary battery.
本願発明者は、最外層電極において、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面にのみ供される場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。 The inventor of the present application has found that in the outermost layer electrode, when the electrode material layer is provided only on one main surface of the current collector in a cross-sectional view, the following problem may occur.
図10に示すように、平面積層構造の電極組立体100’(例えば、平面視で矩形形状の電極組立体100X’等)は、積層方向に沿ってセパレータ50’を挟んで正極10A’と負極10B’とを交互に配置した後、層間相互の接続を行うために熱加圧(ホットプレスともいう)を行うことによって得られる。積層方向に沿って設けられる複数の電極10’の各々は、集電体11’の少なくとも一方の主面に電極材層12’を塗布および乾燥後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。具体的には、電極組立体100’の内側領域に位置する電極10’は、集電体11’の両主面に電極材層12’を塗布および乾燥した後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。一方、電極組立体100’の最外層領域に位置する電極10’は、集電体11’の一方の主面にのみ電極材層12’を塗布および乾燥した後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。また、集電体11’は主として金属箔、すなわち金属部材から構成される一方、電極材層12’は、主として活物質およびバインダー(高分子系化合物)を含む。つまり、集電体11’と電極材層12’とでは、その構成材料の種類が相互に異なっている。
As shown in FIG. 10, an
かかる集電体11’と電極材層12’との材料の種類の違いは、所望の密度を有する各電極10’を得るための加圧処理を施す際において、集電体11’と電極材層12’の伸張度の違いにつながり得る。具体的には、その伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極10’(片面電極に相当)を得るための加圧処理時に電極材層12’は集電体11’よりも相対的に大きく伸張する傾向にある。特に、最外層に位置付ける電極10’(片面電極に相当)では電極材層12’が集電体11’の主面の一方の側にのみ設けられるため、当該伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極10’(片面電極に相当)には反り応力が生じ易い。かかる反り応力の発生は、最外層に位置付ける電極10’(片面電極に相当)の反りにつながり得る(図10の左下部参照)。
The difference in material type between the
最外層に位置付ける電極10’(片面電極に相当)の反りは、電極組立体100’の構成時に、内側領域の電極10’(両面電極に相当)との間に位置付けるセパレータ50’に最外層に位置付ける電極10’を全体として好適に接着できないことになり得る。そのため、最外層の電極10’が電極組立体100’の構成要素として好適に機能しない虞がある。その結果、全体として当該電極組立体100’を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮できない虞がある。
The warpage of the
本発明は、かかる事情に鑑みて案出されたものである。具体的には、本発明は、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供される最外層電極の反り応力の発生を好適に抑制可能な電極組立体を備えた二次電池およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such circumstances. Specifically, the present invention provides an electrode assembly in which the electrode material layer is provided with an electrode assembly that can suitably suppress the occurrence of warping stress of the outermost layer electrode provided on one main surface of the current collector in a cross-sectional view. It is an object of the present invention to provide a secondary battery and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
平面積層構造の電極組立体および電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池であって、
電極組立体は、部分電極組立体と、部分電極組立体の断面輪郭に沿って部分電極組立体を取り囲む屈曲形態の長尺電極とを有して成り、
長尺電極が、集電体と、集電体の一方の主面に全面的に設けられた電極材層と、該集電体の他方の主面の両端領域に局所的に設けられた電極材部とを備えている、二次電池が提供される。
To achieve the above object, in one embodiment of the present invention,
A secondary battery comprising an electrode assembly having a planar laminated structure and an exterior body for housing the electrode assembly,
The electrode assembly includes a partial electrode assembly, and a long electrode in a bent form surrounding the partial electrode assembly along a cross-sectional contour of the partial electrode assembly,
A long electrode is a current collector, an electrode material layer provided entirely on one main surface of the current collector, and an electrode locally provided on both end regions of the other main surface of the current collector A secondary battery comprising a material part is provided.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
平面積層構造の電極組立体および電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池の製造方法であって、
部分電極組立体を形成する工程と、
部分電極組立体の断面輪郭に沿って長尺電極によって部分電極組立体を取り囲む工程と
を含み、
長尺電極を、集電体の一方の主面に電極材層を全面的に設け、集電体の他方の主面の両端領域に電極材部を局所的に設けることで形成する、二次電池の製造方法が提供される。
To achieve the above object, in one embodiment of the present invention,
A method for manufacturing a secondary battery comprising an electrode assembly having a planar laminated structure and an exterior body for housing the electrode assembly,
Forming a partial electrode assembly;
Enclosing the partial electrode assembly with an elongated electrode along a cross-sectional profile of the partial electrode assembly,
A long electrode is formed by providing an electrode material layer entirely on one main surface of the current collector and locally providing electrode material portions on both end regions of the other main surface of the current collector. A method for manufacturing a battery is provided.
本発明の一実施形態によれば、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供される最外層電極の反り応力の発生を抑制可能である。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress the generation of the warping stress of the outermost layer electrode provided on one main surface of the current collector in a cross-sectional view.
本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する前に、二次電池の基本的構成について説明しておく。なお、本明細書でいう「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指す。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」なども包含し得る。本明細書でいう「平面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に沿って対象物を上側または下側からみたときの状態のことである。又、本明細書でいう「断面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に対して略垂直な方向からみたときの状態のことである。 Before describing a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a basic configuration of the secondary battery will be described. The term “secondary battery” in this specification refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. The “secondary battery” is not excessively bound by the name, and may include, for example, “electric storage device”. The “plan view” in the present specification refers to a state when the object is viewed from the upper side or the lower side along the thickness direction based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery. In addition, the “cross-sectional view” as used in the present specification refers to a state when viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness direction based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery.
[二次電池の基本的構成]
本発明では二次電池が提供される。本明細書でいう「二次電池」とは、充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明の二次電池は、その名称に過度
に拘泥されるものでなく、例えば“蓄電デバイス”なども本発明の対象に含まれ得る。二次電池は、外装体の内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。本発明では、電極組立体は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有することを前提とする。また、外装体は、導電性ハードケース又はフレキシブルケース(パウチ等)の形態を採ってよい。外装体の形態がフレキシブルケース(パウチ等)である場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。同様に、複数の負極の各々は、負極用集電リードを介して負極用外部端子に連結されている。負極用外部端子はシール部により外装体に固定され、シール部が電解質の液漏れを防止する。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードは正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。外装体の形態が導電性ハードケースの場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。
[Basic configuration of secondary battery]
In the present invention, a secondary battery is provided. The “secondary battery” in the present specification refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Therefore, the secondary battery of the present invention is not excessively bound by its name, and for example, “electric storage device” can also be included in the subject of the present invention. The secondary battery has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated and enclosed in an exterior body. In the present invention, it is assumed that the electrode assembly has a planar laminated structure in which a plurality of electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated. Further, the exterior body may take the form of a conductive hard case or a flexible case (such as a pouch). When the form of the exterior body is a flexible case (such as a pouch), each of the plurality of positive electrodes is connected to the positive electrode external terminal via the positive electrode current collecting lead. The external terminal for positive electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage. Similarly, each of the plurality of negative electrodes is connected to a negative electrode external terminal via a negative electrode current collecting lead. The external terminal for negative electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage. However, the present invention is not limited thereto, and the positive electrode current collector lead connected to each of the plurality of positive electrodes may have the function of a positive electrode external terminal, and the negative electrode current collector connected to each of the plurality of negative electrodes. The lead may have a function of an external terminal for negative electrode. When the form of the exterior body is a conductive hard case, each of the plurality of positive electrodes is connected to a positive electrode external terminal via a positive electrode current collecting lead. The external terminal for positive electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage.
正極10Aは、少なくとも正極集電体11Aおよび正極材層12Aから構成されており(図9参照)、正極集電体11Aの少なくとも片面に正極材層12Aが設けられている。当該正極集電体11Aのうち正極材層12Aが設けられていない箇所、すなわち正極集電体11Aの端部には正極側引出しタブが位置付けられている。正極材層12Aには電極活物質として正極活物質が含まれている。負極10Bは少なくとも負極集電体11Bおよび負極材層12Bから構成されており(図9参照)、負極集電体11Bの少なくとも片面に負極材層12Bが設けられている。当該負極集電体11Bのうち負極材層12Bが設けられていない箇所、すなわち負極集電体11Bの端部には負極側引出しタブが位置付けられている。負極材層12Bには電極活物質として負極活物質が含まれている。
The
正極材層12Aに含まれる正極活物質および負極材層12Bに含まれる負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層12Aに含まれる正極活物質」および「負極材層12Bに含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極10Aと負極10Bとの間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層12Aおよび負極材層12Bは特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、電解質を介してリチウムイオンが正極10Aと負極10Bとの間で移動して電池の充放電が行われる二次電池が好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。
The positive electrode active material contained in the positive
正極材層12Aの正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダー(“結着材”とも称される)が正極材層12Aに含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層12Aに含まれていてよい。同様に、負極材層12Bの負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層12Bに含まれていてよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層12Aおよび負極材層12Bはそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。
The positive electrode active material of the positive
正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも1種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、二次電池の正極材層12Aにおいては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。より好適な態様では正極材層12Aに含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっている。
The positive electrode active material is preferably a material that contributes to occlusion and release of lithium ions. From this point of view, the positive electrode active material is preferably, for example, a lithium-containing composite oxide. More specifically, the positive electrode active material is preferably a lithium transition metal composite oxide containing lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel, manganese, and iron. That is, such a lithium transition metal composite oxide is preferably included as a positive electrode active material in the positive
正極材層12Aに含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド−テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。正極材層12Aに含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも1種を挙げることができる。より好適な態様では正極材層12Aのバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別のより好適な態様では正極材層12Aの導電助剤はカーボンブラックである。さらに好適な態様では、正極材層12Aのバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっている。
The binder that can be included in the positive
負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。 The negative electrode active material is preferably a material that contributes to occlusion and release of lithium ions. From this point of view, the negative electrode active material is preferably, for example, various carbon materials, oxides, or lithium alloys.
負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛)、ソフトカーボン、ハードカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体11Bとの接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Al、Si、Pb、Sn、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、Zn、Laなどの金属とリチウムとの2元、3元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。より好適な態様では負極材層12Bの負極活物質が人造黒鉛となっている。
Examples of various carbon materials of the negative electrode active material include graphite (natural graphite, artificial graphite), soft carbon, hard carbon, diamond-like carbon, and the like. In particular, graphite is preferable because it has high electron conductivity and excellent adhesion to the negative electrode
負極材層12Bに含まれ得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。より好適な実施態様では負極材層12Bに含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっている。負極材層12Bに含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも1種を挙げることができる。なお、負極材層12Bには、電池製造時に使用された増粘剤成分(例えばカルボキシルメチルセルロース)に起因する成分が含まれていてもよい。 The binder that can be included in the negative electrode material layer 12B is not particularly limited, but is at least one selected from the group consisting of styrene butadiene rubber, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyimide resin, and polyamideimide resin. Species can be mentioned. In a more preferred embodiment, the binder contained in the negative electrode material layer 12B is styrene butadiene rubber. The conductive auxiliary agent that can be included in the negative electrode material layer 12B is not particularly limited, but carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotube, and gas phase There may be mentioned at least one selected from carbon fibers such as grown carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives. The negative electrode material layer 12B may contain a component resulting from a thickener component (for example, carboxymethyl cellulose) used during battery manufacture.
さらに好適な態様では、負極材層12Bにおける負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっている。 In a more preferred embodiment, the negative electrode active material and the binder in the negative electrode material layer 12B are a combination of artificial graphite and styrene butadiene rubber.
正極10Aおよび負極10Bに用いられる正極集電体11Aおよび負極集電体11Bは電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極10Aに用いられる正極集電体11Aは、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも1種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極10Bに用いられる負極集電体11Bは、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも1種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。
The positive electrode
セパレータ50は、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータ50は、正極10Aと負極10Bとの間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータ50は多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータ50として用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン(PE)のみ又はポリプロピレン(PP)のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータ50は、“PE製の微多孔膜”と“PP製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面は無機粒子コート層および/または接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。
The
なお、電極の取扱いの更なる向上の観点から、セパレータ50と電極(正極10A/負極10B)は接着されていることが好ましい。セパレータ50と電極との接着は、セパレータ50として接着性セパレータを用いること、電極材層(正極材層12A/負極材層12B)の上に接着性バインダーを塗布および/または熱圧着すること等によって為され得る。セパレータ50または電極材層に接着性を供する接着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、アクリル系接着剤等が挙げられる。
In addition, it is preferable that the
電解質は電極(正極10A・負極10B)から放出された金属イオンの移動を助力する。電解質は有機電解質および有機溶媒などの“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質であっても、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。二次電池は、電解質として“非水系”の電解質が用いられた非水電解質二次電池が好ましい。電解質は液体状またはゲル状などの形態を有し得る(なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される)。
The electrolyte assists the movement of metal ions released from the electrodes (the
具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および/または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、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)およびビニレンカーボネート(VC)から成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)およびジプロピルカーボネート(DPC)から成る群から選択される少なくも1種を挙げることができる。好適な態様では、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばLiPF6、LiBF4等のLi塩が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばLiPF6、LiBF4等のLi塩が用いられる。 As a specific non-aqueous electrolyte solvent, a solvent containing at least carbonate is preferable. Such carbonates may be cyclic carbonates and / or chain carbonates. Although not particularly limited, examples of the cyclic carbonates include at least one selected from the group consisting of propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC). be able to. Examples of the chain carbonates include at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dipropyl carbonate (DPC). In a preferred embodiment, a combination of cyclic carbonates and chain carbonates is used as the non-aqueous electrolyte, for example, a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate. Further, as a specific nonaqueous electrolyte solute, for example, a Li salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used. Further, as a specific nonaqueous electrolyte solute, for example, a Li salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used.
正極用集電リードおよび負極用集電リードとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電リードが使用可能である。そのような集電リードは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。正極用集電リードはアルミニウムから構成されることが好ましく、負極用集電リードはニッケルから構成されることが好ましい。正極用集電リードおよび負極用集電リードの形態は特に限定されず、例えば、線又はプレート状であってよい。 As the current collecting lead for the positive electrode and the current collecting lead for the negative electrode, any current collecting lead used in the field of secondary batteries can be used. Such a current collecting lead may be made of a material that can achieve electron movement, and is made of a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel. The positive electrode current collector lead is preferably composed of aluminum, and the negative electrode current collector lead is preferably composed of nickel. The form of the positive electrode current collector lead and the negative electrode current collector lead is not particularly limited, and may be, for example, a wire or a plate.
外部端子としては、二次電池の分野で使用されているあらゆる外部端子が使用可能である。そのような外部端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常はアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。外部端子5は、基板と電気的かつ直接的に接続されてもよいし、または他のデバイスを介して基板と電気的かつ間接的に接続されてもよい。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードが正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。 Any external terminal used in the field of secondary batteries can be used as the external terminal. Such an external terminal may be made of a material capable of achieving electron movement, and is usually made of a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel. The external terminal 5 may be electrically and directly connected to the substrate, or may be electrically and indirectly connected to the substrate via another device. However, the present invention is not limited to this, and the positive electrode current collector lead connected to each of the plurality of positive electrodes may have the function of the positive electrode external terminal, and the negative electrode current collector connected to each of the plurality of negative electrodes. The lead may have a function of an external terminal for negative electrode.
外装体は、上述のように導電性ハードケース又はフレキシブルケース(パウチ等)の形態を有していてよい。 The exterior body may have the form of a conductive hard case or a flexible case (such as a pouch) as described above.
導電性ハードケースは、本体部および蓋部からなっている。本体部は当該外装体の底面を構成する底部および側面部から成る。本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質、集電リードおよび外部端子の収容後に密封される。密封方法としては、特に限定されるものではなく、例えばレーザー照射法等が挙げられる。本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は電子の移動が達成され得る材料であればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料が挙げられる。本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定され、例えば電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動(ズレ)が防止される程度の寸法を有することが好ましい。電極組立体の移動を防止することにより、電極組立体の破壊が防止され、二次電池の安全性が向上する。 The conductive hard case includes a main body portion and a lid portion. A main-body part consists of the bottom part and side part which comprise the bottom face of the said exterior body. The main body and the lid are sealed after the electrode assembly, the electrolyte, the current collecting lead, and the external terminal are accommodated. The sealing method is not particularly limited, and examples thereof include a laser irradiation method. As a material constituting the main body part and the lid part, any material capable of constituting a hard case type exterior body in the field of secondary batteries can be used. Such a material may be any material that can achieve electron transfer, and examples thereof include conductive materials such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel. The dimensions of the main body and the lid are mainly determined according to the dimensions of the electrode assembly. For example, when the electrode assembly is accommodated, the dimensions are such that the electrode assembly is prevented from moving (displacement) within the exterior body. It is preferable to have. By preventing the movement of the electrode assembly, the electrode assembly is prevented from being destroyed, and the safety of the secondary battery is improved.
フレキシブルケースは、軟質シートから構成される。軟質シートは、シール部の折り曲げを達成できる程度の軟質性を有していればよく、好ましくは可塑性シートである。可塑性シートは、外力を付与した後、除去したとき、外力による変形が維持される特性を有するシートのことであり、例えば、いわゆるラミネートフィルムが使用できる。ラミネートフィルムからなるフレキシブルパウチは例えば、2枚のラミネートフィルムを重ね合わせ、その周縁部をヒートシールすることにより製造できる。ラミネートフィルムとしては、金属箔とポリマーフィルムを積層したフィルムが一般的であり、具体的には、外層ポリマーフィルム/金属箔/内層ポリマーフィルムから成る3層構成のものが例示される。外層ポリマーフィルムは水分等の透過および接触等による金属箔の損傷を防止するためのものであり、ポリアミドおよびポリエステル等のポリマーが好適に使用できる。金属箔は水分およびガスの透過を防止するためのものであり、銅、アルミニウム、ステンレス等の箔が好適に使用できる。内層ポリマーフィルムは、内部に収納する電解質から金属箔を保護するとともに、ヒートシール時に溶融封口させるためのものであり、ポリオレフィンまたは酸変性ポリオレフィンが好適に使用できる。 The flexible case is composed of a soft sheet. The soft sheet only needs to have a degree of softness that can achieve bending of the seal portion, and is preferably a plastic sheet. The plastic sheet is a sheet having a characteristic that the deformation due to the external force is maintained when the external sheet is applied and then removed. For example, a so-called laminate film can be used. A flexible pouch made of a laminate film can be produced, for example, by laminating two laminate films and heat-sealing the peripheral edge. As the laminate film, a film obtained by laminating a metal foil and a polymer film is generally used. Specifically, a film having a three-layer structure including an outer layer polymer film / metal foil / inner layer polymer film is exemplified. The outer layer polymer film is for preventing damage to the metal foil due to permeation and contact of moisture and the like, and polymers such as polyamide and polyester can be suitably used. The metal foil is for preventing the permeation of moisture and gas, and a foil of copper, aluminum, stainless steel or the like can be suitably used. The inner layer polymer film is for protecting the metal foil from the electrolyte accommodated therein, and for melting and sealing at the time of heat sealing, and polyolefin or acid-modified polyolefin can be suitably used.
[本発明の二次電池]
本発明の一実施形態に係る二次電池の基本的構成を考慮した上で、以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の特徴部分について説明する。
[Secondary battery of the present invention]
Considering the basic configuration of the secondary battery according to the embodiment of the present invention, the characteristic part of the secondary battery according to the embodiment of the present invention will be described below.
本願発明者は、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供されている最外層の電極の反り応力を抑制するための対応策について鋭意検討した。その結果、本発明を案出するに至った。 The inventor of the present application diligently studied countermeasures for suppressing the warping stress of the outermost electrode provided on one main surface of the current collector in a cross-sectional view. As a result, the present invention has been devised.
以下、本発明の特徴部分を説明するに先立って、本明細書で用いる用語の定義付けを行う。本明細書でいう「部分電極組立体」とは、広義には、最外層電極を設けて最終的に電極組立体(完成物)を得る前段階のものであって電極組立体の前駆体に相当するものを指す。本明細書でいう「部分電極組立体」とは、狭義には、断面視にて、集電体の両主面に電極材層が全面的に設けられた電極を有して成り、かつ長尺電極以外の部分を成す。本明細書でいう「部分電極組立体の断面輪郭」とは、断面視における部分電極組立体の輪郭形状を指す。本明細書でいう「電極材部」とは、電極材を含む部材が集電体の主面に局所的に(又は限定的に又は部分的)設けられたものを指す。本明細書でいう「電極材層」とは、電極材を含む部材が集電体の主面に層状に設けられたものを指す。 Prior to describing the features of the present invention, terms used in this specification are defined below. The “partial electrode assembly” in the present specification is, in a broad sense, a stage before an electrode assembly (finished product) is finally obtained by providing an outermost layer electrode, and is used as a precursor of the electrode assembly. Refers to the equivalent. The term “partial electrode assembly” as used in the present specification, in a narrow sense, includes an electrode having electrode material layers entirely provided on both main surfaces of a current collector in a cross-sectional view, and is long. Forms parts other than the scale electrode. The “cross-sectional contour of the partial electrode assembly” referred to in this specification refers to the contour shape of the partial electrode assembly in a cross-sectional view. The term “electrode material portion” as used herein refers to a member in which an electrode material is provided locally (or limitedly or partially) on the main surface of the current collector. The “electrode material layer” in the present specification refers to a member in which an electrode material is provided in a layered manner on the main surface of a current collector.
本発明は、これまでの電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体とは異なる視点から案出されている。具体的には、本発明は、長尺電極10(片面電極)を部分電極組立体90に巻き付けるという技術的思想に基づき案出されている。かかる技術的思想を実現するために、本発明は、下記の第1の特徴と第2の特徴の両方を兼ね備えている。具体的には、本発明は、第1に、電極組立体100が、部分電極組立体90と、部分電極組立体90の断面輪郭に沿って部分電極組立体90を取り囲む屈曲形態の長尺電極10とを有して成ることを特徴とする(図1参照)。これに加え、本発明は、第2に、長尺電極10が、集電体11と、集電体11の一方の主面11Xに全面的に設けられた電極材層11Xと、集電体11の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に局所的に設けられた電極材部13とを備えていることを特徴とする(図1参照)。当該電極材部13の材料組成は、集電体11の一方の主面11Xに供される電極材層12の材料組成と実質的に同一である。本発明のかかる特徴は、平面積層構造型の電極組立体100にて平面状の最外層電極を積層するというこれまでの当業者の技術的常識の延長線上にはない点で構造的に顕著な差異を有する。
The present invention has been devised from a different viewpoint from the conventional electrode assembly having a planar laminated structure in which a plurality of electrode constituent layers in which separators are arranged between electrodes are laminated. Specifically, the present invention has been devised based on the technical idea of winding the long electrode 10 (single-sided electrode) around the
上述の本発明の第1の特徴によれば、屈曲形態の長尺電極10が、部分電極組立体90の断面輪郭に沿って部分電極組立体90を取り囲むこととなる。すなわち、屈曲形態の長尺電極10は、部分電極組立体90の断面輪郭に沿って部分電極組立体90に巻き付かれた状態となる。この状態では、部分電極組立体90の断面輪郭に沿った長尺電極10の巻き付けに起因して、当該長尺電極10に引張応力が供され易くなる。つまり、当該長尺電極10に所定の張力を供することが可能となる。かかる張力により、長尺電極10に生じ得る反り応力を抑制することが可能である。つまり、かかる張力は、長尺電極10の屈曲形態の保持につながり得る。特に、長尺電極10に生じ得る反り応力よりも相対的に大きい張力が長尺電極10に供されると、長尺電極10に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能である。
According to the first feature of the present invention described above, the
上述の本発明の第2の特徴によれば、電極材層11Xが設けられる集電体11の一方の主面11Xとは反対側の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に、電極材部13が局所的に設けられている。つまり、断面視にて集電体11を挟んで一方の主面11Xに供された電極材層12と他方の主面11Yに供された電極材部13とが相互に対向することとなる。かかる相互に対向する部分では、長尺電極10の製造時(具体的には加圧処理時)に、電極材部13の材料組成が集電体11の一方の主面11Xに供される電極材層12の材料組成と実質的に同一であることに起因して、電極材層12と電極材部13とは略同一の伸張度を有し得る。そのため、かかる相互に対向する部分では、長尺電極10の加圧処理時にて、集電体11の一方の主面11Xに供される電極材層12と、集電体の他方の主面11Yに供される電極材部13とは同じ程度で伸張し得る。
According to the above-mentioned second feature of the present invention, the two
詳細には、加圧処理時における電極材層12の伸張度は加圧処理時における集電体11の伸張度よりも相対的に大きいことに起因して、電極材層12および集電体11の積層体が、電極材層12が外側湾曲面となりかつ集電体11が内側湾曲面となるような反り応力が生じ得る。一方、当該加圧処理時における電極材部13の伸張度は当該加圧処理時における集電体11の伸張度よりも相対的に大きいことに起因して、電極材部13および集電体11の積層体が、電極材部13が外側湾曲面となりかつ集電体11が内側湾曲面となるような反り応力が生じ得る。つまり、本発明の一実施形態では、電極材層12と電極材部13とが対向する部分にて、「集電体11の一方の主面11Xに供される電極材層12および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「集電体11の他方の主面11Yに供される電極材部13および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを相互に反対の関係にし得る。
Specifically, the degree of expansion of the
これにつき、図10に示すように、従来の最外層電極10’(片面電極)では、加圧処理時における集電体11’と電極材層12’の伸張度の違いに起因して、最外層電極10’の両端領域が中央領域よりも反りの程度が大きくなる傾向にあり得る。かかる傾向も考慮し、本発明では、電極材部13が集電体の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に局所的に設けられている。つまり、電極材層12と電極材部13とが相互に対向する部分が長尺電極10の両端領域に形成されている。これにより、長尺電極10の両端領域にて、上述の「電極材層12および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部13および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。
In this regard, as shown in FIG. 10, in the conventional
そのため、電極材層12と電極材部13とが相互に対向する部分では、反り応力の向きが相互に反対であることに起因して「電極材層12および集電体11の積層体の反り応力」が「電極材部13および集電体11の積層体の反り応力」によって実質的に相殺され得る。かかる相殺により、加圧処理時に長尺電極10に生じ得る反り応力、特に長尺電極10の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。
Therefore, in the portion where the
特に、本発明は、上述のように上記第1の特徴と第2の特徴の両方を兼ね備えており、かつ本発明の第1の特徴および第2の特徴のいずれもが長尺電極10の反り応力の抑制という技術的効果を奏し得る。以上の事から、本発明の一実施形態では、上記第1の特徴と第2の特徴の両方を兼ね備えていることに起因して、長尺電極10の反り応力を好適に抑制することが可能である。つまり、電極材層12が集電体11の一方の主面のみに設けられる場合と比べて、長尺電極10の反りを全体として好適に抑制可能となる。
In particular, the present invention has both the first feature and the second feature as described above, and both the first feature and the second feature of the present invention are warped of the
かかる反りの抑制は、それに起因して図1に示すように電極組立体100の構成時に部分電極組立体90との間に位置付けるセパレータ50に屈曲形態を成す長尺電極10を好適に接着可能となることにつながる。そのため、屈曲形態を成す長尺電極10を電極組立体100の構成要素として好適に機能させることができる。その結果、全体として当該電極組立体100を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮することが可能である。
Due to this, as shown in FIG. 1, such warpage can be suitably adhered to the
又、上記により長尺電極10に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、これまで当業者の技術常識となっている下記の反り応力の抑制措置を施す必要がない。
In addition, since the warp stress that may occur in the
具体的には、反り応力は最外層電極10’の形成時における所望の密度を得るための加圧処理により生じ得るため、これまでの当業者の技術常識に従えば反り応力を抑制するために、電極組立体100’の内側領域(部分電極組立体に相当)に供される両面電極の集電体11’の厚みと比べて、最外層電極10’の集電体11’の厚みを相対的に大きくする必要があり得る(図10参照)。そのため、最外層電極10’の集電体11’の厚み増大に起因して電池のエネルギー密度が低下し得る。
Specifically, since the warping stress can be generated by a pressurizing process for obtaining a desired density at the time of forming the
これにつき、本発明の一実施形態では、上述のように別の手段にて長尺電極10に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、部分電極組立体90に供され得る両面電極と比べて、長尺電極10の集電体11の厚みを相対的に大きくすることを要しない。そのため、長尺電極10の集電体11の厚みを他の両面電極の集電体の厚みとの違いを小さくする、つまり実質的に同一にすることができる。
In this regard, in one embodiment of the present invention, it is possible to suppress the warping stress that may occur in the
又、これまでの当業者の技術常識に従えば反り応力を抑制するために、最外層電極10’に対して加圧する力(加圧力)を相対的に小さくする必要がある。そのため、最外層電極10’に対する加圧力が相対的に小さいことに起因して電池のエネルギー密度が低下し得る(図10参照)。 Further, according to the conventional technical knowledge of those skilled in the art, in order to suppress the warping stress, it is necessary to relatively reduce the pressure (pressing force) applied to the outermost layer electrode 10 '. Therefore, the energy density of the battery can be reduced due to the relatively small pressure applied to the outermost layer electrode 10 '(see FIG. 10).
これにつき、本発明の一実施形態では上述のように別の手段にて長尺電極10に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、部分電極組立体90に供される両面電極の形成時における加圧力と比べて、長尺電極10(片面電極)の形成時における加圧力を相対的に小さくする必要がない。つまり、部分電極組立体90に供される両面電極の形成時における加圧力と、長尺電極10(片面電極)の形成時における加圧力との違いを小さくすることが可能である。従って、加圧処理により得られる部分電極組立体90に供される両面電極の密度と、長尺電極10の密度との違いを小さくする、つまり実質的に同一にすることが可能である。以上の事から、本発明の一実施形態は、長尺電極10の集電体11の厚みの増大および/または長尺電極10に対する加圧力の低減を要しないため、これに起因して電池のエネルギー密度の低下を抑制することが可能である点でも有利である。
In this regard, in one embodiment of the present invention, the warping stress that can occur in the
本発明の一実施形態に係る二次電池は、下記態様を採ることが好ましい。 The secondary battery according to one embodiment of the present invention preferably adopts the following aspects.
一態様では、電極組立体100αが、積層方向に沿って相互に離隔した2つの部分電極組立体90を有して成り、連続する単一の長尺電極10が、電極組立体100の外周面100Pに電極材部13が非存在となるように2つの部分電極組立体90のそれぞれを取り囲むことが好ましい(図2参照)。
In one embodiment, the electrode assembly 100α includes two
図2に示す態様は、図1と比べて以下の特徴を有する。第1に、図2に示す態様は、図1と比べて積層方向に沿って相互に離隔した2つの部分電極組立体90が用いられ、屈曲形態の長尺電極10が当該2つの部分電極組立体90を各部分電極組立体90の断面輪郭に沿ってそれぞれ取り囲むという特徴を有する。第2に、図2に示す態様は、図1と比べて屈曲形態を成す長尺電極10の電極材部13が電極組立体100の外周面100Pにて存在しないという特徴を有する。
The aspect shown in FIG. 2 has the following features compared to FIG. First, the embodiment shown in FIG. 2 uses two
第1の特徴によれば、屈曲形態の長尺電極10が2つの部分電極組立体90を各部分電極組立体90の断面輪郭に沿ってそれぞれ取り囲む。そのため、長尺電極10が、図1に示す態様と比べて、断面視で各断面輪郭に沿って2つの部分電極組立体90に巻き付かれた状態となる。そのため、2つの部分電極組立体90への巻き付けに起因して形成される長尺電極10の屈曲部の数が、断面視で図1に示す態様と比べて増大する。具体的には、図1に示す態様では、断面視で長尺電極10の屈曲部の数が3つであったのに対し、図2に示す態様では、断面視で長尺電極10の屈曲部の数が6つとなる。かかる屈曲部の数の増大により、長尺電極10に引張応力がより供され易くなる。つまり、図1に示す態様と比べて、当該長尺電極10に相対的に大きな張力を供することが可能となる。かかる相対的に大きな張力により、長尺電極10に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能である。
According to the first feature, the
第2の特徴によれば、屈曲形態を成す長尺電極10の電極材部13が電極組立体100の外周面100Pにて存在しない。これにつき、当該電極材部13が電極組立体100の外周面100Pに存在し得る場合、リチウムイオンが電解液を介して反対電極の電極材層へと移動しにくく、それにより外周面100Pに存在し得る電極材部13が電極組立体100、すなわち二次電池の構成要素として好適に機能しにくいといった問題が生じ得る。しかしながら、本態様の第2の特徴によれば、電極材部13が電極組立体100の外周面100Pに存在しないため、かかる問題の発生を好適に回避することが可能である。従って、かかる問題の発生の回避に起因して、二次電池のエネルギー密度の低下を回避することができる。
According to the second feature, the
一態様では、長尺電極10の一方の電極材部13aと他方の電極材部13bとが、積層方向に沿って相互に対向していることが好ましい(図2参照)。
In one aspect, it is preferable that one
図2に示す態様は、上記態様に加え長尺電極10の一方の電極材部13aと他方の電極材部13bとが、積層方向に沿って相互に対向していることを特徴とする。屈曲形態を成す長尺電極10の電極材部13が電極組立体100の外周面100Pに存在しない場合、当該電極材部13は電極組立体100の内側領域に存在することとなり得る。特に長尺電極10の一方の電極材部13aと他方の電極材部13bとが、積層方向に沿って相互に対向するように電極組立体100の内側領域に存在すると、以下の効果が奏され得る。具体的には、両方の電極材部13a、13bとの間にこれら電極材部とは極性が異なる電極材層を備えた反対電極10αが存在すると、これら電極材部からリチウムイオンを反対電極の電極材層へと好適に移動させることが可能となる。そのため、これら電極材部13を電極組立体100、すなわち二次電池の構成要素として好適に機能させることが可能となる。その結果、かかる電極材部13の好適な機能により、二次電池のエネルギー密度の低下を好適に回避することができる。
The embodiment shown in FIG. 2 is characterized in that in addition to the above embodiment, one
なお、これに限定されることなく、両方の電極材部13a、13bとの間に、少なくとも1つの部分電極組立体90が更に設けられてもよい(図3参照)。この場合、セパレータを介して両方の電極材部13a、13bの各々と隣り合う電極材層(更なる部分電極組立体90の構成要素)は、これら電極材部13a、13bとは極性の異なる反対電極の構成要素であることを要することに留意する。
In addition, it is not limited to this, At least 1
一態様では、断面視にて長尺電極10と部分電極組立体90との間に、長尺電極10と部分電極組立体90とに接する接着剤層付きのセパレータ50が位置付けられていることが好ましい(図1および図2参照)。
In one aspect, the
本態様は、断面視にて長尺電極10と部分電極組立体90との間に接着剤層付きのセパレータ50が位置付けられていることを特徴とする。当該セパレータ50は、正負極の接触による短絡防止の観点から電極10と部分電極組立体90との間に位置付けられている。詳細には、当該セパレータ50は最外層電極10と部分電極組立体90の両方に接するように供され、当該セパレータ50には、その両主面に接着機能を有する接着剤層が供されている(図示せず)。つまり、当該セパレータ50は「接着剤層付きセパレータ50」となっている。具体的には、セパレータ50の一方の主面に供される接着材層は長尺電極10の電極材層12に接着している。一方、セパレータ50の他方の主面に供される接着材層は部分電極組立体90に接着している。以上により、「接着剤層付きセパレータ50」を介して長尺電極10と部分電極組立体90とを好適に一体化させることが可能となる。
This aspect is characterized in that a
一態様では、長尺電極が、集電体の他方の主面の両端領域の間に局所的に設けられた電極材部を更に有して成っていることが好ましい(図示せず)。 In one aspect, it is preferable that the long electrode further includes an electrode material portion provided locally between both end regions of the other main surface of the current collector (not shown).
上述のように、従来の最外層電極(片面電極)では、その両端領域が中央領域よりも反りの程度が大きくなる傾向にあり得る。かかる傾向も考慮し、電極材部13が集電体の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に局所的に設けられている(図1参照)。つまり、電極材層12と電極材部13とが相互に対向する部分が長尺電極10の両端領域に形成されている。これにより、長尺電極10の両端領域にて、「電極材層12および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部13および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。これにより、上述のように、特に長尺電極の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。本態様では、これに加え、集電体の他方の主面の両端領域のみならず、当該両端領域間に電極材部が更に局所的に供される。電極材部は長尺電極に生じ得る反り応力を抑制する機能を有しているため、当該電極材部の数を増加させることで、それに伴い長尺電極に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能となり得る。
As described above, in the conventional outermost layer electrode (single-sided electrode), the both end regions may tend to be more warped than the central region. Considering such a tendency, the
一態様では、長尺電極10の集電体11が、平面視にて部分電極組立体90の両面電極に供されたタブ20(正極タブ20A、負極タブ20B)よりも内側に位置付けられていることが好ましい(図4参照)。
In one aspect, the
本態様では、長尺電極10の集電体11が平面視にて部分電極組立体90に供されたタブ20よりも内側に位置付けられている。具体的には、長尺電極10の集電体11の端部11αが平面視にて部分電極組立体90に供された引出しタブ20の端部20αよりも内側に位置付けられている。かかる長尺電極10の集電体11の内側配置により、これに起因して当該集電体11の端部が平面視にて部分電極組立体90に供された引出しタブ20の端部と略同一面上にある場合と比べて、部分電極組立体90に供された引出しタブ20をより露出し易くすることができる。そのため、当該引出しタブ20に長尺電極10の端部に露出した集電体11の一部を好適に溶着することができる。具体的には、当該引出しタブ20に長尺電極10の端部に露出した集電体11の一部を溶着し易くすることができる。かかる好適な溶着は、最終的にリードを介した引出し部(溶着部)と外部端子との好適な電気的接続に貢献し得る。なお、長尺電極10として負極を用いる場合を例にとると、平面視で負極集電体の一部と正極タブとが対向することに起因する短絡防止の観点から部分電極組立体90の正極タブ20Aをテープで保護することが好ましい。
In this aspect, the
一態様では、長尺電極10がタブを有して成り、長尺電極10のタブのみが平面視にて部分電極組立体90のタブと局所的に重なるように位置付けられていることが好ましい(図5参照)。
In one aspect, it is preferable that the
長尺電極として負極を用いる場合を例にとると、部分電極組立体90への長尺電極10の巻回状態において、平面視で部分電極組立体90の正極タブ20Aと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因して短絡が生じ得る。そこで、本態様では、長尺電極として負極を用いる場合を例にとると、当該短絡防止の観点から、長尺電極10に負極タブ20B1を設け、当該負極タブ20B1のみが平面視にて部分電極組立体90の負極タブ20B2と局所的に重なるように位置付けられることが好ましい。これにより、巻回後において、平面視で部分電極組立体90の正極タブ20Aと負極側集電体の一部とが相互に対向することを回避することができる。かかる相互対向の回避により、平面視で部分電極組立体90の正極タブ20Aと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因する短絡発生を回避することができる。従って、かかる短絡発生の回避の結果、電池の安全性を向上させることができる。
Taking the case where the negative electrode is used as the long electrode, for example, in the state where the
一態様では、部分電極組立体90の側面90βに対向する部分の長尺電極10は断面視にて片面電極の構造を有し、当該長尺電極10が負極であることが好ましい(図1参照)。
In one embodiment, the
本態様では、部分電極組立体90の側面90βに対向する部分の長尺電極10が断面視にて片面電極の構造を有するため、部分電極組立体90の側面90βに対向する部分にも電極材層11が位置付けられることとなる。長尺電極10として負極が用いられる場合、具体的には電極材層11として負極材層が用いられる場合、当該負極材層がリチウムイオンを受容可能な層として機能し得るため、部分電極組立体90の側面領域にて移動し得るリチウムイオンを好適に受容することができる。従って、リチウムイオン移動に起因した部分電極組立体90の負極端部へのリチウムの析出を好適に抑制することができる。従って、かかるリチウム析出抑制の結果、電池の安全性を向上させることができる。
In this embodiment, since the portion of the
なお、これに限定されることなく、一態様では、部分電極組立体の側面に対向する部分の長尺電極は、断面視にて集電体のみを有していてよい(図示せず)。 In addition, it is not limited to this, In one aspect | mode, the elongate electrode of the part which opposes the side surface of a partial electrode assembly may have only a collector in sectional view (not shown).
この場合、部分電極組立体の側面に対向する部分の長尺電極には、電極材層が存在しない。そのため、長尺電極が電極材層を有して成る場合と比べて、かかる電極材層の非存在に起因して最終的に得られる電極組立体の幅寸法を相対的に減じることができる。それ故、電極組立体を有して成る二次電池の寸法を相対的に減じることができる。 In this case, the electrode material layer does not exist in the long electrode of the portion facing the side surface of the partial electrode assembly. Therefore, the width dimension of the electrode assembly finally obtained due to the absence of the electrode material layer can be relatively reduced as compared with the case where the long electrode has the electrode material layer. Therefore, the size of the secondary battery including the electrode assembly can be relatively reduced.
なお、長尺電極が正極として用いる場合、正極材層はリチウムイオンを受容可能な層として実質的に機能しないため、部分電極組立体の側面領域にて移動し得るリチウムイオンに起因して部分電極組立体の負極端部へのリチウムの析出を抑制しにくい。そのため、長尺電極が正極として用いる場合、部分電極組立体の側面に対向する部分の長尺電極は、断面視にて集電体のみを有することが好ましい。 When the long electrode is used as a positive electrode, the positive electrode material layer does not substantially function as a layer capable of accepting lithium ions, so the partial electrode originates from lithium ions that can move in the side region of the partial electrode assembly. It is difficult to suppress lithium deposition on the negative electrode end of the assembly. Therefore, when the long electrode is used as a positive electrode, it is preferable that the portion of the long electrode facing the side surface of the partial electrode assembly has only a current collector in a sectional view.
一態様では、長尺電極10の集電体11の一部が露出しており、露出した集電体11の一部は平面視でセパレータ50および電極材層12よりも外側に位置付けられていることが好ましい(図1参照)。
In one aspect, a part of the
本発明は長尺電極10が断面視で部分電極組立体90を取り囲むことを特徴とする(図1参照)が、当該長尺電極10および当該部分電極組立体90のいずれも電極組立体100の構成要素である。そのため、電極組立体100を全体として好適に機能させるためには、部分電極組立体90内の両面電極のタブと、長尺電極10の集電体11の一部とを電気的に接続可能な状態にする必要がある。つまり、部分電極組立体90内の両面電極のタブと長尺電極10の集電体11の一部とを、平面視で相互に対向する配置にする必要がある。そのため、長尺電極10の集電体11の一部を平面視で露出させる必要がある。この点を鑑み、本態様では、露出した集電体11の一部は平面視でセパレータ50および電極材層12よりも外側に位置付けられることが好ましい。これにより、平面視で集電体11の一部を、部分電極組立体90内の両面電極のタブと好適に相互に対向させることが可能となる。従って、部分電極組立体90内の両面電極のタブと、長尺電極10の露出した集電体11の一部とを電気的に好適に接続可能となり、その結果として電極組立体100を全体として好適に機能させることが可能となる。
The present invention is characterized in that the
[本発明の二次電池の製造方法]
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する。
[Method for Manufacturing Secondary Battery of the Present Invention]
Hereinafter, a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.
本発明の製造方法は、電極間にセパレータを配置して得られる電極構成層を複数積層することによって平面積層構造の電極組立体を形成するという従来の方法とは異なる視点から案出されている。具体的には、本発明は、部分電極組立体を形成する工程と、部分電極組立体の断面輪郭に沿って長尺電極によって部分電極組立体を取り囲む工程とを含み、長尺電極を、集電体の一方の主面に電極材層を全面的に設け、集電体の他方の主面の両端領域に電極材部を局所的に設けることで形成することを特徴とする。つまり、本発明の製造方法の特徴は、最外層電極を含む各電極を積層して電極組立体を得るというこれまでの当業者の技術的常識の延長線上にはない点で異なる。 The manufacturing method of the present invention has been devised from a viewpoint different from the conventional method of forming an electrode assembly having a planar laminated structure by laminating a plurality of electrode constituent layers obtained by arranging separators between electrodes. . Specifically, the present invention includes a step of forming a partial electrode assembly and a step of surrounding the partial electrode assembly by the elongated electrodes along the cross-sectional contour of the partial electrode assembly. An electrode material layer is provided entirely on one main surface of the electric body, and an electrode material portion is locally provided on both end regions of the other main surface of the current collector. That is, the feature of the manufacturing method of the present invention is different in that it is not on the extension of the technical common sense of those skilled in the art that an electrode assembly is obtained by laminating each electrode including the outermost layer electrode.
本発明の製造方法では、上述のように長尺電極10を、集電体11の一方の主面11Xに電極材層12を全面的に設け、集電体11の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に電極材部13を局所的に設けることで形成する。つまり、電極材層12と電極材部13とが相互に対向する部分を長尺電極10の両端領域に形成している。これにより、長尺電極10の両端領域にて、「電極材層12および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部13および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。
In the manufacturing method of the present invention, as described above, the
そのため、電極材層12と電極材部13とが相互に対向する部分では、反り応力の向きが相互に反対であることに起因して「電極材層12および集電体11の積層体の反り応力」が「電極材部13および集電体11の積層体の反り応力」によって実質的に相殺され得る。かかる相殺により、加圧処理時に長尺電極10に生じ得る反り応力、特に長尺電極10の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。
Therefore, in the portion where the
又、本発明の製造方法では、かかる長尺電極10を用いて、部分電極組立体90の断面輪郭に沿って部分電極組立体90を取り囲む。すなわち、部分電極組立体90の断面輪郭に沿って部分電極組立体90に長尺電極10を巻き付ける。かかる巻き付けにより、長尺電極10が断面視で屈曲形態を成すため、それにより当該長尺電極10に引張応力が供され易くなる。つまり、当該長尺電極10に所定の張力を供することが可能となる。かかる張力により、長尺電極10に生じ得る反り応力を抑制することが可能である。
In the manufacturing method of the present invention, the
本発明の製造方法では、上述のように長尺電極10の形成時および当該長尺電極10の部分電極組立体90への巻き付け時の両方にて長尺電極10に生じ得る反り応力を抑制することが可能である。そのため、本発明の一実施形態では、電極材層12が集電体11の一方の主面のみに設けられる従前の態様と比べて、長尺電極10の反りを全体として好適に抑制可能となる。かかる反りの抑制は、それに起因して図6に示すように電極組立体100の構成時に部分電極組立体90との間に位置付けるセパレータ50に屈曲形態を成す長尺電極10を好適に接着可能となることにつながる。そのため、屈曲形態を成す長尺電極10を電極組立体100の構成要素として好適に機能させることができる。その結果、全体として当該電極組立体100を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮することが可能である。
In the manufacturing method of the present invention, as described above, warping stress that can be generated in the
なお、本発明の製造方法は以下態様を採ることが好ましい。 In addition, it is preferable that the manufacturing method of this invention takes the following aspects.
一態様では、長尺電極10の集電体11の一方の主面11Xに接着剤層付きのセパレータ50を設け、部分電極組立体90を取り囲む前に、接着剤層付きのセパレータ50を介して、長尺電極10の一方の端部領域に部分電極組立体90を固定することが好ましい(図6参照)。
In one embodiment, a
本態様は、上記の長尺電極10を形成し、当該長尺電極10を部分電極組立体90に巻き付ける前の態様に特徴を有する。具体的には、セパレータ50に供された接着剤層の接着性に起因して当該セパレータ50を介して長尺電極10に部分電極組立体90を固定することが可能と成る。特に、部分電極組立体90の長尺電極10の一方の端部領域への固定は、固定された部分以外の長尺電極10を有効活用できる点、および長尺電極10の部分電極組立体90への巻き付けを確実に行うことができる点で有益である。又、かかるセパレータ50に供された接着剤層の接着性に起因して、当該セパレータ50を介して長尺電極10の部分電極組立体90への巻き付け後に、セパレータ50の一方の側に供される接着材層が長尺電極10の電極材層12に接着する。一方、セパレータ50の他方の側に供される接着材層は部分電極組立体90に接着する。以上により、「接着剤層付きセパレータ50」を介して長尺電極10と部分電極組立体90とを好適に一体化させることが可能となる。
This aspect is characterized by the aspect before forming the
一態様では、2つの部分電極組立体90を用い、電極材部13が外周面に非存在となり、かつ一方の部分電極組立体90と他方の部分電極組立体90とが積層方向に沿って相互に離隔するように、連続する単一の長尺電極13を屈曲させて、長尺電極13によって部分電極組立体を取り囲むことが好ましい(図7A〜図7F参照)。
In one aspect, two
図7A〜図7Fを用いて具体的に説明する。 This will be specifically described with reference to FIGS. 7A to 7F.
まず、図7Aに示すように、長尺電極10を、集電体11の一方の主面11Xに電極材層12を全面的に設け、集電体11の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に電極材部13を局所的に設け、次いで加圧処理を施すことで形成する。次いで、電極材層12の主面の全体にわたって接着剤層付きセパレータ50を供する。詳細には、当該接着剤層についてはセパレータ50の両主面に供する。
First, as shown in FIG. 7A, the
次いで、図7Bに示すように、断面視で電極材部13と略同一の幅寸法を有する部分電極組立体90を、一方の電極材部13と他方の電極材部13にそれぞれ対向するように接着剤層付セパレータ50上に位置付ける。
Next, as shown in FIG. 7B, the
次いで、図7Cおよび図7Dに示すように、断面視で両方の電極材部13が上方向に向くように、図7Bに示す態様の積層体を内側へと屈曲させる。
Next, as illustrated in FIGS. 7C and 7D, the stacked body in the mode illustrated in FIG. 7B is bent inward so that both
次いで、図7Eおよび図7Fに示すように、断面視で両方の電極材部13が相互に対向し、かつ2つの部分電極組立体90が積層方向に沿って相互に離隔配置となるように図7Dに示す態様の積層体を更に内側へと屈曲させる。
Next, as shown in FIGS. 7E and 7F, the two
次いで、図7Fに示すに示すように、一方の電極材部13と他方の電極材部13との間に形成された空間領域に極性の異なる反対電極を設けて、長尺電極10と部分電極組立体90とを一体化させた電極組立体の前駆体を形成する。
Next, as shown in FIG. 7F, a
次いで、当該電極組立体の前駆体に熱加圧を施す。一体化して得られる電極組立体の前駆体に熱加圧を施すと層間相互の接続性(密着性)を向上し得るため、当該熱加圧により長尺電極10と部分電極組立体90とのより好適な一体化を行うことが可能と成る。
Next, heat and pressure are applied to the precursor of the electrode assembly. Since the interlaminar connectivity (adhesion) can be improved by applying heat and pressure to the precursor of the electrode assembly obtained by integration, the
以上により、所望の電極組立体(100)を得ることができる。 Thus, a desired electrode assembly (100) can be obtained.
以上の事からも、本態様では、屈曲形態の長尺電極10によって、2つの部分電極組立体90を各部分電極組立体90の断面輪郭に沿ってそれぞれ取り囲む。そのため、長尺電極10が断面視で各断面輪郭に沿って2つの部分電極組立体90に巻き付かれた状態となる。そのため、2つの部分電極組立体90への巻き付けに起因して形成される長尺電極10の屈曲部の数が、断面視で図6に示す態様と比べて増大する。具体的には、図6に示す態様では、断面視で長尺電極10の屈曲部の数が3つであったのに対し、図7Fに示す態様では、断面視で長尺電極10の屈曲部の数が6つとなる。かかる屈曲部の数の増大により、長尺電極10に引張応力がより供され易くなる。つまり、図6に示す態様と比べて、当該長尺電極10に相対的に大きな張力を供することが可能となる。かかる相対的に大きな張力により、長尺電極10に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能である。
Also from the above thing, in this aspect, the two
本態様では、屈曲形態を成す長尺電極10の電極材部13を電極組立体100の外周面100Pにて位置付けない。電極材部13が電極組立体100の外周面100Pに位置付ける場合、リチウムイオンが電解液を介して反対電極の電極材層へと移動しにくく、それにより外周面100Pに位置付ける電極材部13が電極組立体100として好適に機能しにくいといった問題の発生を好適に回避することが可能である。従って、かかる問題の発生の回避に起因して、二次電池のエネルギー密度の低下を回避することができる。
In this aspect, the
長尺電極10の一方の電極材部13aと他方の電極材部13bとを積層方向に沿って相互に対向させるため、図7Fに示すように両方の電極材部13a、13bとの間にこれら電極材部とは極性が異なる電極材層を備えた反対電極10αを設けると、これら電極材部からリチウムイオンを反対電極の電極材層へと好適に移動させることが可能となる。そのため、これら電極材部13を電極組立体100として好適に機能させることが可能となる。その結果、かかる電極材部13の好適な機能により、二次電池のエネルギー密度の低下を好適に回避することができる。
In order to make one
又、上述のように、当該電極組立体の前駆体に熱加圧を施すと、それに起因して電極10に供される所定の張力による長尺電極10の所定形態(形状)の保持を「継続」又は「連続」させることが可能となる。かかる「継続」した又は「連続」した長尺電極10の形態保持により、長尺電極10にて電極材層12の主面が外側湾曲面となり集電体11の主面が内側湾曲面となり得る反り応力が生ずることをより好適に抑制することが可能となる。
Further, as described above, when the precursor of the electrode assembly is subjected to heat and pressure, the predetermined shape (shape) of the
なお、一態様では、両方の電極材部13a、13bとの間に、少なくとも1つの部分電極組立体90を更に設けてもよい(図8参照)。
In one embodiment, at least one
この場合、上述と同様に、まず、長尺電極10を、集電体11の一方の主面11Xに電極材層12を全面的に設け、集電体11の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に電極材部13を局所的に設けることで形成する。次いで、電極材層12の主面の全体にわたって接着剤層付きセパレータ50を供する。次いで、断面視で電極材部13と略同一の幅寸法を有する部分電極組立体90を、一方の電極材部13と他方の電極材部13にそれぞれ対向するように接着剤層付セパレータ50上に位置付ける。
In this case, as described above, first, the
ここで、特に限定されるものではないが、本態様では、一方の電極材部13上に、両主面に接着剤層付きセパレータ50が供された部分電極組立体90を設ける。
Here, although not particularly limited, in this embodiment, the
次いで、最終的に、断面視で両方の電極材部13が相互に対向し、かつ3つの部分電極組立体90が積層方向に沿って相互に配置されるように図8の上部に示す積層体を所定回数内側へと屈曲させる。なお、これに限定されず、一方の電極材部13と他方の電極材部13との間に空間領域が形成されるように積層体を屈曲させた後に、両主面に接着剤層付きセパレータ50が供された少なくとも1つの部分電極組立体90を設けてもよい。この場合、図8の上部に示す態様と比べて、一方の電極材部13上に、両主面に接着剤層付きセパレータ50が供された部分電極組立体90を設ける工程は除かれることに留意する。
Then, finally, the laminated body shown in the upper part of FIG. 8 so that both
以上により、所望の電極組立体100を得ることができる。
As described above, a desired
両主面に接着剤層付きセパレータ50が供された少なくとも1つの部分電極組立体90を更に設ける場合、当該更なる部分電極組立体90が、両方の電極材部13a、13bに隣接して対向する箇所にこれら電極材部とは極性が異なる電極材層を備えた反対電極が存在すると、これら電極材部からリチウムイオンを反対電極の電極材層へと好適に移動させることが可能となる。そのため、これら電極材部13を電極組立体100の構成要素として好適に機能させることが可能となる。その結果、かかる電極材部13の好適な機能により、二次電池のエネルギー密度の低下を好適に回避することができる。
When at least one
一態様では、長尺電極として、集電体の他方の主面の両端領域の間に局所的に設けられた電極材部を更に有して成るものを用いることが好ましい(図示せず)。 In one aspect, it is preferable to use a long electrode that further includes an electrode material portion locally provided between both end regions of the other main surface of the current collector (not shown).
上述のように、従来の最外層電極(片面電極)では、その両端領域が中央領域よりも反りの程度が大きくなる傾向にあり得るため、集電体の他方の主面11Yの両端領域11Y1,11Y2に電極材部13を局所的に設ける(図6参照)。これにより、長尺電極10の両端領域にて、「電極材層12および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部13および集電体11の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。これにより、上述のように、特に長尺電極の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。本態様では、これに加え、集電体の他方の主面の両端領域のみならず、当該両端領域間に電極材部を更に局所的に供する。電極材部は長尺電極に生じ得る反り応力を抑制する機能を有するため、当該電極材部の数を増加させることで、それに伴い長尺電極に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能となり得る。
As described above, in the conventional outermost layer electrode (single-sided electrode), both end regions may tend to be more warped than the central region, and therefore both
一態様では、長尺電極10の集電体11を、平面視にて部分電極組立体90の両面電極に供するタブよりも内側に位置付けることが好ましい(図4参照)。
In one aspect, the
本態様では、長尺電極10の集電体11を平面視にて部分電極組立体90に供するタブ20よりも内側に位置付ける。当該長尺電極10の集電体11の内側配置により、これに起因して当該集電体11の端部が平面視にて部分電極組立体90に供される引出しタブ20の端部と略同一面上にある場合と比べて、長尺電極組立体90に供される引出しタブ20をより露出し易くすることができる。そのため、当該引出しタブ20に長尺電極10の端部に露出する集電体11の一部を溶着し易くすることができる。
In this embodiment, the
一態様では、長尺電極10に供するタブのみを平面視にて部分電極組立体90のタブと局所的に重ねることが好ましい(図5参照)。
In one aspect, it is preferable that only the tab provided for the
本態様では、長尺電極として負極を用いる場合を例に挙げれば、当該短絡防止の観点から、長尺電極10に負極タブを設け、当該負極タブのみを平面視にて部分電極組立体90の負極タブと局所的に重ねることが好ましい。これにより、巻回後において、平面視で部分電極組立体90の正極タブと負極側集電体の一部とが相互に対向することを回避することができる。以上の事からも、かかる相互対向の回避により、平面視で部分電極組立体90の正極タブと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因する短絡発生を回避することができる。従って、電池の安全性を向上させることができる。
In this embodiment, for example, in the case of using a negative electrode as the long electrode, from the viewpoint of preventing the short circuit, the
本発明の一実施形態に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の一実施形態に係る二次電池、特に非水電解質二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野(例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラなどのモバイル機器分野)、家庭・小型産業用途(例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野)、大型産業用途(例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野)、交通システム分野(例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野)、電力系統用途(例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野)、ならびに、宇宙・深海用途(例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野)に利用することができる。 The secondary battery according to an embodiment of the present invention can be used in various fields where power storage is assumed. The secondary battery according to an embodiment of the present invention, particularly the non-aqueous electrolyte secondary battery, is merely an example, and the electric / information / communication field (for example, a mobile phone, a smart phone, a notebook) Mobile devices such as personal computers and digital cameras), home / small industrial applications (eg, power tools, golf carts, home / care / industrial robots), large industrial applications (eg, forklifts, elevators, bay ports) Crane field), transportation system field (for example, hybrid vehicle, electric vehicle, bus, train, electric assist bicycle, electric motorcycle, etc.), power system application (for example, various power generation, road conditioner, smart grid, general home installation) Field), as well as space and deep sea applications (eg space probes) It can be used in the field), such as diving research vessel.
10 長尺電極
11 集電体
11X 集電体の一方の主面
11Y 集電体の他方の主面
11Y1,11Y2 集電体の他方の主面の両端領域
12 電極材層
13 電極材部
20 タブ
20A 正極タブ
20B 負極タブ
50 セパレータ
90 部分電極組立体
90β 部分電極組立体の側面
100 電極組立体
10
20B
Claims (20)
前記電極組立体は、部分電極組立体と、該部分電極組立体の断面輪郭に沿って該部分電極組立体を取り囲む屈曲形態の長尺電極とを有して成り、
前記長尺電極が、集電体と、該集電体の一方の主面に全面的に設けられた電極材層と、該集電体の他方の主面の両端領域に局所的に設けられた電極材部とを備えている、二次電池。 A secondary battery comprising an electrode assembly having a planar laminated structure and an exterior body for housing the electrode assembly,
The electrode assembly includes a partial electrode assembly, and a long electrode having a bent shape surrounding the partial electrode assembly along a cross-sectional contour of the partial electrode assembly.
The long electrode is locally provided on a current collector, an electrode material layer provided entirely on one main surface of the current collector, and both end regions of the other main surface of the current collector. And a secondary battery.
連続する単一の前記長尺電極が、前記電極組立体の外周面に前記電極材部が非存在となるように前記2つの前記部分電極組立体のそれぞれを取り囲む、請求項1に記載の二次電池。 The electrode assembly includes two partial electrode assemblies spaced apart from each other along a stacking direction;
2. The two according to claim 1, wherein the single continuous long electrode surrounds each of the two partial electrode assemblies such that the electrode material portion is absent on the outer peripheral surface of the electrode assembly. Next battery.
部分電極組立体を形成する工程と、
前記部分電極組立体の断面輪郭に沿って長尺電極によって該部分電極組立体を取り囲む工程と
を含み、
前記長尺電極を、集電体の一方の主面に電極材層を全面的に設け、該集電体の他方の主面の両端領域に電極材部を局所的に設けることで形成する、製造方法。 A method of manufacturing a secondary battery comprising an electrode assembly having a planar laminated structure and an exterior body for housing the electrode assembly,
Forming a partial electrode assembly;
Surrounding the partial electrode assembly with an elongated electrode along a cross-sectional profile of the partial electrode assembly,
The long electrode is formed by providing an electrode material layer entirely on one main surface of the current collector and locally providing electrode material portions on both end regions of the other main surface of the current collector. Production method.
前記部分電極組立体を取り囲む前に、前記接着剤層付きの前記セパレータを介して、前記長尺電極の一方の端部領域に前記部分電極組立体を固定する、請求項12に記載の製造方法。 A separator with an adhesive layer is provided on the one main surface of the current collector of the long electrode,
The manufacturing method according to claim 12, wherein the partial electrode assembly is fixed to one end region of the long electrode via the separator with the adhesive layer before surrounding the partial electrode assembly. .
前記電極材部が外周面に非存在となり、かつ一方の前記部分電極組立体と他方の前記部分電極組立体とが積層方向に沿って相互に離隔するように、連続する単一の前記長尺電極を屈曲させて、該長尺電極によって該部分電極組立体を取り囲む、請求項12又は13に記載の製造方法。 Using two said partial electrode assemblies,
The single continuous elongate so that the electrode material portion is absent on the outer peripheral surface, and one of the partial electrode assemblies and the other partial electrode assembly are separated from each other along the stacking direction. The manufacturing method according to claim 12 or 13, wherein an electrode is bent and the partial electrode assembly is surrounded by the long electrode.
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JP2017107008A JP2018206490A (en) | 2017-05-30 | 2017-05-30 | Secondary battery and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023018310A1 (en) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Electrode assemblly for secondary battery, and manufacturing method therefor |
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2017
- 2017-05-30 JP JP2017107008A patent/JP2018206490A/en active Pending
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