JP2019067667A - Electrochemical cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気化学セルに関するものである。 The present invention relates to an electrochemical cell.
非水電解質二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学セルは、各種デバイスの電源等に利用されている。電気化学セルの1つの形態として、例えば下記の特許文献1のような電池が提案されている。特許文献1に記載の電池は、発電要素と、発電要素を収納する電池容器と、電池容器に充填される非水系の電解質と、発電要素を外部回路と導通させるリード端子とを備え、発電要素が正極板、負極板およびセパレータを順に重ね合わせて長円渦状に巻くことにより形成されている。
Electrochemical cells such as non-aqueous electrolyte secondary batteries and electric double layer capacitors are used as power supplies for various devices. As one form of the electrochemical cell, for example, a battery as described in
ところで、上記従来技術の電気化学セルにおいては、電池容器の内部でリード端子が発電要素の端部と接触する場合がある。この場合、正極板に接続されたリードが負極板に接触したり、負極板に接続したリードが正極板に接触したりすることで、電池容器の内部でショートが発生する可能性がある。これにより、電気化学セルの信頼性が低下するという課題がある。 By the way, in the conventional electrochemical cell, the lead terminal may come in contact with the end of the power generating element inside the battery container. In this case, the lead connected to the positive electrode plate may be in contact with the negative electrode plate, or the lead connected to the negative electrode plate may be in contact with the positive electrode plate, which may cause a short circuit inside the battery container. As a result, there is a problem that the reliability of the electrochemical cell is reduced.
そこで本発明は、信頼性の高い電気化学セルを提供するものである。 Therefore, the present invention provides a highly reliable electrochemical cell.
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備えることを特徴とする。 The electrochemical cell of the present invention is connected to an electrode body wound around a predetermined axis in a state in which a positive electrode body and a negative electrode body are stacked, an exterior body for containing the electrode body and an electrolyte, and the electrode body The electrode assembly may include a lead extending from an end of the electrode body in the axial direction of the predetermined axis, and an insulating member interposed between the end of the electrode assembly and the lead.
本発明によれば、電極体の端部にリードが接触して導通することを絶縁部材により抑制できる。よって、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、信頼性の高い電気化学セルを提供できる。 According to the present invention, the insulating member can suppress conduction of the lead in contact with the end of the electrode body. Therefore, it is possible to prevent the positive electrode body from coming into contact with the opposite polarity lead at the end of the electrode body and shorting, and the negative electrode body from coming into contact with the opposite polarity lead at the end part of the electrode body. Therefore, a highly reliable electrochemical cell can be provided.
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材は、保液性を有する、ことが望ましい。 In the above electrochemical cell, it is desirable that the insulating member has a liquid retention property.
本発明では、電極体は、所定軸回りに捲回されているので、軸方向の端部において正極体と負極体との層間が軸方向に開口している。絶縁部材は、電極体の端部とリードとの間に配置されるとともに保液性を有するので、電極体の端部から正極体と負極体との層間に電解液を供給可能な状態で電解液を保持できる。したがって、電極体の内部で電解液の不足が生じることを抑制でき、電気化学セルの特性を安定させることができる。 In the present invention, since the electrode body is wound around a predetermined axis, the interlayer between the positive electrode body and the negative electrode body is opened in the axial direction at the end portion in the axial direction. The insulating member is disposed between the end of the electrode body and the lead and has a liquid retaining property, so that the electrolysis can be performed in a state where the electrolytic solution can be supplied from the end of the electrode body to the interlayer of the positive electrode body and the negative electrode body It can hold liquid. Therefore, it can suppress that the lack of electrolyte solution arises inside an electrode body, and can stabilize the characteristic of an electrochemical cell.
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材は、クッション性を有する、ことが望ましい。 In the above electrochemical cell, the insulating member preferably has a cushioning property.
本発明によれば、絶縁部材がクッション性を有するので、電極体の端部に正極体および負極体の積層構造による凹凸が形成されていても、絶縁部材により外装体と電極体の端部との間を埋めることができる。これにより、外装体が柔軟な部材により形成されている場合に、電気化学セルの製造時の脱気後において、外装体が内部の負圧により型崩れすることを抑制できる。また、絶縁部材に接触する部材(例えば正極体や負極体、リード等)が傷つくことを抑制できる。 According to the present invention, since the insulating member has a cushioning property, even if the unevenness due to the laminated structure of the positive electrode body and the negative electrode body is formed at the end portion of the electrode body, Can be filled in between. Thereby, when the exterior body is formed of a flexible member, after the degassing at the time of manufacture of the electrochemical cell, it can be suppressed that the exterior body is deformed by internal negative pressure. Moreover, it can suppress that the member (for example, positive electrode body, a negative electrode body, a lead, etc.) which contacts an insulation member is damaged.
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材には、前記リードが挿通される挿通部が形成されている、ことが望ましい。 In the electrochemical cell described above, it is preferable that an insertion portion through which the lead is inserted is formed in the insulating member.
本発明によれば、絶縁部材には、リードが挿通される貫通孔が形成されている。これにより、リードに対する絶縁部材の移動を規制できるので、リードおよび電極体に対する絶縁部材の位置ずれを抑制できる。したがって、電極体の端部にリードが接触することをより確実に抑制できる。 According to the present invention, the insulating member is formed with the through hole through which the lead is inserted. Thereby, since the movement of the insulating member with respect to the lead can be restricted, positional deviation of the insulating member with respect to the lead and the electrode body can be suppressed. Therefore, contact of the lead with the end of the electrode body can be suppressed more reliably.
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材は、前記軸方向から見て外縁が前記正極体および前記負極体よりも前記所定軸に対して外側に設けられるように形成されている、ことが望ましい。 In the electrochemical cell described above, it is preferable that the insulating member is formed such that an outer edge thereof is provided outside the positive electrode body and the negative electrode body with respect to the predetermined axis when viewed from the axial direction.
本発明によれば、正極体および負極体が軸方向に互いにずれやすい電極体の最外周部において、絶縁部材により正極体および負極体を被覆することができる。したがって、電極体の端部にリードが接触することをより確実に抑制できる。 According to the present invention, the positive electrode body and the negative electrode body can be covered with the insulating member at the outermost peripheral portion of the electrode body in which the positive electrode body and the negative electrode body are easily displaced in the axial direction. Therefore, contact of the lead with the end of the electrode body can be suppressed more reliably.
上記の電気化学セルにおいて、前記外装体は、第1部材および第2部材を重ね合わせて形成され、前記外装体は、前記第1部材と前記第2部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、前記収容部の周囲において前記第1部材と前記第2部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、を備え、前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、ことが望ましい。 In the above electrochemical cell, the exterior body is formed by overlapping a first member and a second member, and the exterior body sandwiches the electrode body between the first member and the second member, and the electrode is formed. A housing portion for housing the body, and a peripheral portion formed by overlapping the first member and the second member around the housing portion and sealing the inside of the housing portion, the peripheral portion Is preferably bent along the outer surface of the housing.
本発明のように、周縁部が収容部の外面に沿うように折り曲げられた構成では、周縁部を折り曲げる際に収容部に力が加わり、収容部が絞られるように変形する場合がある。これにより、収容部に収容された電極体が押圧され、正極体および負極体が軸方向に互いにずれやすくなる。本発明によれば、電極体の端部とリードとの間に絶縁部材が介在するので、上述したように、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、周縁部が折り曲げられることで小型化され、かつ信頼性の高い電気化学セルを提供できる。 In the configuration in which the peripheral edge portion is bent along the outer surface of the housing portion as in the present invention, when the peripheral edge portion is bent, a force may be applied to the housing portion and the housing portion may be deformed to be squeezed. As a result, the electrode body housed in the housing portion is pressed, and the positive electrode body and the negative electrode body are easily displaced from each other in the axial direction. According to the present invention, since the insulating member is interposed between the end of the electrode body and the lead, as described above, the positive electrode body contacts the lead of the reverse polarity at the end of the electrode body to short-circuit it. And it can suppress that a negative electrode body contacts the lead of reverse polarity in the edge part of an electrode body, and short-circuits. Therefore, by folding the peripheral portion, it is possible to provide an electrochemical cell which is miniaturized and reliable.
本発明によれば、信頼性の高い電気化学セルを提供できる。 According to the present invention, a highly reliable electrochemical cell can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また以下の説明では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池(以下、単に「電池」という。)を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In the following description, components having the same or similar functions are denoted by the same reference numerals. And duplicate explanation of those composition may be omitted. In the following description, as an electrochemical cell, a lithium ion secondary battery (hereinafter, simply referred to as "battery"), which is a type of non-aqueous electrolyte secondary battery, will be described as an example.
図1は、実施形態に係る電池の斜視図である。図2は、実施形態に係る電池の分解斜視図である。
図1および図2に示すように、電池1は、いわゆる小形円筒形の電池である。電池1は、正極体11および負極体12を含む電極体10と、電極体10および電解液(電解質)が収容された外装体20と、電極体10から延出するリード13,14(正極リード13および負極リード14)と、電極体10とリード13,14との間に配置された絶縁部材40と、を備えている。
FIG. 1 is a perspective view of a battery according to the embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery according to the embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、電極体10は、円柱状に形成されている。電極体10は、帯状の正極体11および負極体12が、セパレータ15を介して積層された状態で、捲回軸P(所定軸)回りに捲回された構造を有している。すなわち、セパレータ15は、正極体11および負極体12の層間に配置され、正極体11と負極体12とを絶縁している。電極体10の最外周部には、セパレータ15が配置されている。なお、図2に示す例では、電極体10の積層構造を説明するために、電極体10の外周面において正極体11および負極体12が露出しているが、電極体10の外周面には全周に亘ってセパレータ15が配置されていることが望ましい。電極体10は、捲回軸Pの軸方向の一方側に位置する第1端部10aと、捲回軸Pの軸方向における第1端部10aとは反対側に位置する第2端部10bと、を有している。なお、以下の説明では、捲回軸Pの軸方向を単に軸方向といい、捲回軸P回りに周回する方向を周方向といい、軸方向に直交する方向を径方向という。
As shown in FIG. 2, the
正極体11は、金属材料により形成された正極集電箔と、正極集電箔に塗工された正極活物質と、を備えている。正極集電箔は、例えばアルミニウムやステンレス等の金属箔により形成されている。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物である。
The
負極体12は、金属材料により形成された負極集電箔と、負極集電箔に塗工された負極活物質と、を備えている。負極集電箔は、例えば銅やステンレス等の金属箔により形成されている。負極活物質は、例えば、シリコン酸化物やグラファイト、ハードカーボン、チタン酸リチウム、LiAl等である。軸方向において、負極体12の寸法は、正極体11の寸法よりも大きい。例えば、負極体12は、軸方向両側の側縁が正極体11よりも軸方向の外側に位置するように配置されている。
The
セパレータ15は、リチウムイオンを通す特性を有する、例えばポリオレフィン製の樹脂ポーラスフィルムやガラス製不織布、樹脂製不織布、セルロース繊維の積層体等により形成されている。軸方向において、セパレータ15の寸法は、負極体12の寸法よりも大きい。例えば、セパレータ15は、軸方向両側の側縁が正極体11および負極体12よりも軸方向の外側に位置するように配置されている。これにより、セパレータ15は、正極体11と負極体12との接触を軸方向の全域で抑制している。
The
図1および図2に示すように、外装体20は、第1シート21(第1部材)および第2シート22(第2部材)を重ね合わせて形成されている。外装体20は、電極体10を収容する収容部23と、収容部23の周囲に設けられた周縁部24と、を備えている。収容部23は、第1シート21および第2シート22により電極体10を挟み、電極体10の全体を覆っている。周縁部24は、収容部23の周囲において第1シート21および第2シート22が重なり合うことにより形成されている。周縁部24は、収容部23の内部を封止している。第1シート21および第2シート22は、周縁部24において例えば熱融着等により接合されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1シート21および第2シート22は、それぞれ柔軟なラミネートフィルムにより形成されている。ラミネートフィルムは、金属層(金属箔)と、重ね合わせ面(内側面)に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の融着層と、外側面に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の保護層と、を有する。金属層は、例えばステンレスやアルミニウム等の外気や水蒸気を遮断する金属材料を用いて形成されている。重ね合わせ面の融着層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。外側面の保護層は、例えば、上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成されている。
The
図2に示すように、第1シート21には、有底円筒状に形成された第1ケース25と、第1ケース25の開口縁から第1ケース25の径方向外側に向かって張り出す第1フランジ部26と、が形成されている。第1シート21は、第1ケース25の内面にラミネートフィルムの融着層が位置するように形成されている。第1ケース25の内径は、電極体10の外径よりも大きくなっている。
As shown in FIG. 2, the
第2シート22には、有底円筒状に形成され第1ケース25に向けて開口する第2ケース27と、第2ケース27の開口縁から第2ケース27の径方向外側に向かって張り出す第2フランジ部28と、が形成されている。第2シート22は、第2ケース27の内面にラミネートフィルムの融着層が位置するように形成されている。第2ケース27は、第1シート21の第1ケース25と同軸に配置されている。例えば、第2ケース27は、第1ケース25よりも深く形成されている。第2ケース27の内径は、第1ケース25の内径と同等になっている。第2フランジ部28の形状は、第1フランジ部26の形状と略一致している。第2シート22は、第2フランジ部28を第1フランジ部26に重ね合わせるようにして、第1シート21に例えば熱融着等により接合されている。
The
図1および図2に示すように、収容部23は、第1ケース25および第2ケース27により、軸方向の両端が閉塞された円筒状に形成されている。例えば、収容部23の外径は10mm程度に設定され、軸方向における収容部23の寸法は6mm程度に設定されている。収容部23の内部には、電極体10が捲回軸Pを収容部23の中心軸と略一致させた状態で配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
周縁部24は、第1フランジ部26および第2フランジ部28を重ね合わせて形成されている。周縁部24は、収容部23のうち第1ケース25の開口縁、および第2ケース27の開口縁を径方向の外側から全周に亘って取り囲んでいる。周縁部24は、収容部23から径方向に沿って突出するとともに周方向に沿って延びている。周縁部24は、第1シート21と第2シート22との間に正極リード13および負極リード14を各別に保持する一対のリード保持部31A,31Bと、周方向における一対のリード保持部31A,31B間に設けられ、リード保持部31A,31Bよりも径方向の幅の狭い幅狭部32と、を備えている。各リード保持部31A,31Bは、収容部23を挟んで径方向で対向する位置に設けられている。
The
図2に示すように、正極リード13は、アルミニウム等の金属材料により帯状に形成され、外装体20の内部から外部へ引き出されている。正極リード13は、一端部において正極体11の正極集電箔に溶接等により取り付けられ、正極体11に電気的に接続されている。正極リード13は、正極体11のうち電極体10の捲回中心に近い側の端部に接続されている。なお、以下の説明では、正極リード13のうち、正極体11に取り付けられる一端部側を基端側とし、外装体20の外部に引き出される側を先端側とする。正極リード13は、電極体10の第1端部10aにおける捲回軸Pに近い箇所から、軸方向における第1端部10aが面する側に延出している。
As shown in FIG. 2, the
図3は、実施形態に係る電池の縦断面図である。
図3に示すように、正極リード13は、基端側から先端側に向かって順に、電極体10の第1端部10aから外装体20の第1ケース25の底壁に向かって延びる第1部分13aと、第1ケース25の底壁と電極体10の第1端部10aとの間を軸方向に交差する方向(本実施形態では径方向)に沿って延びる第2部分13bと、第1ケース25の周壁と電極体10の外周面との間を軸方向に沿って延びる第3部分13cと、外装体20の周縁部24において第1シート21と第2シート22との間を通って延びる第4部分13dと、を備えている。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the battery according to the embodiment.
As shown in FIG. 3, the
第2部分13bは、一方の主面を第1ケース25の底壁に向けるように、第1部分13aに対して曲がっている。第2部分13bは、第1部分13aに対し、径方向、かつ捲回軸Pから離れる方向に向かって曲がっている。
The
第3部分13cは、一対の主面を第1ケース25の周壁および電極体10の外周面に向けるように、第2部分13bに対して曲がっている。第3部分13cは、第2部分13bに対し、軸方向における第1ケース25の底壁から離間する方向に向かって曲がっている。
The
第4部分13dは、両主面を軸方向に向けるように、第3部分13cに対して曲がっている。第4部分13dは、電極体10から離間する方向に向かって径方向に沿って延びている。第4部分13dは、外装体20のリード保持部31Aにおいて第1シート21と第2シート22との間を通り、外装体20の外側に延出している。
The
このように、正極リード13は、電極体10の第1端部10aから軸方向における第1端部10aが面する側に延出するとともに、外装体20と電極体10の第1端部10aとの間を軸方向に交差する方向に延びている。
Thus, the
図2に示すように、負極リード14は、ステンレスやニッケル、銅等の金属材料により帯状に形成され、外装体20の内部から外部へ引き出されている。負極リード14は、一端部において負極体12の負極集電箔に溶接等により取り付けられ、負極体12に電気的に接続されている。負極リード14は、負極体12のうち電極体10の捲回中心に近い側の端部に接続されている。なお、以下の説明では、負極リード14のうち、負極体12に取り付けられる一端部側を基端側とし、外装体20の外部に引き出される側を先端側とする。負極リード14は、電極体10の第1端部10aにおける捲回軸Pを挟んで正極リード13とは反対側から、軸方向における第1端部10aが面する側に延出している。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、負極リード14は、基端側から先端側に向かって順に、電極体10の第1端部10aから外装体20の第1ケース25の底壁に向かって延びる第1部分14aと、第1ケース25の底壁と電極体10の第1端部10aとの間を軸方向に交差する方向(本実施形態では径方向)に沿って延びる第2部分14bと、第1ケース25の周壁と電極体10の外周面との間を軸方向に沿って延びる第3部分14cと、外装体20の周縁部24において第1シート21と第2シート22との間を通って延びる第4部分14dと、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
第2部分14bは、一方の主面を第1ケース25の底壁に向けるように、第1部分14aに対して曲がっている。第2部分14bは、第1部分14aに対し、径方向、かつ捲回軸Pから離れる方向に向かって曲がっている。第2部分14bは、正極リード13の第2部分13bとは捲回軸Pを挟んで反対側に配置されている。
The
第3部分14cは、一対の主面を第1ケース25の周壁および電極体10の外周面に向けるように、第2部分14bに対して曲がっている。第3部分14cは、第2部分14bに対し、軸方向における第1ケース25の底壁から離間する方向に向かって曲がっている。
The
第4部分14dは、両主面を軸方向に向けるように、第3部分14cに対して曲がっている。第4部分14dは、電極体10から離間する方向に向かって径方向に沿って延びている。第4部分14dは、外装体20のリード保持部31Bにおいて第1シート21と第2シート22との間を通り、外装体20の外側に延出している。
The
このように、負極リード14は、電極体10の第1端部10aから軸方向における第1端部10aが面する側に延出するとともに、外装体20と電極体10の第1端部10aとの間を軸方向に交差する方向に延びている。
Thus, the
第1フランジ部26および第2フランジ部28と各リード13,14との間には、シーラントフィルム17がそれぞれ介在している。シーラントフィルム17は、例えばポリオレフィンやポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなるフィルム材である。シーラントフィルム17は、一対の前記フィルム材によって、各リード13,14をそれぞれの厚み方向の両側から挟んでいる。シーラントフィルム17は、第1シート21および第2シート22に溶着されて固定されている。
A
絶縁部材40は、電極体10の第1端部10aと、正極リード13および負極リード14と、の間に介在している。絶縁部材40は、例えば板状またはシート状に形成された部材である。絶縁部材40は、電機絶縁性および電解液に対する不溶性を有する材料により形成されている。例えば、絶縁部材40は、セパレータ15として用いることが可能な材料により形成されている。絶縁部材40は、保液性およびクッション性を有する。なお、クッション性とは、接触する他の物体の形状に追随して変形可能な性質である。絶縁部材40は、例えばポリオレフィン等の樹脂製不織布や、ガラス製不織布等により形成されている。
The insulating
図2に示すように、絶縁部材40は、軸方向から見て、電極体10の第1端部10aと、正極リード13の第2部分13bおよび負極リード14の第2部分14bと、に重なるように設けられている。本実施形態では、絶縁部材40は、中心に貫通孔41(挿通部)が形成された円板状に形成されている。絶縁部材40は、電極体10と同軸に配置されている。貫通孔41には、正極リード13の第1部分13aおよび負極リード14の第1部分14aが挿通されている。絶縁部材40の外周縁(外縁)は、軸方向から見て正極体11および負極体12よりも捲回軸Pに対して径方向の外側に設けられている。すなわち、絶縁部材40の外周縁は、正極体11および負極体12の最外周部よりも捲回軸Pから離れた位置または同じ位置に設けられている。絶縁部材40は、電極体10の第1端部10aの略全体を覆っている。絶縁部材40の外径は、電極体10の外径と略一致している。
As shown in FIG. 2, the insulating
このように、本実施形態では、電極体10の第1端部10aと正極リード13および負極リード14との間には絶縁部材40が介在する構成とした。
電極体10が正極体11、負極体12およびセパレータ15を積層した状態で捲回することにより形成される場合、電極体10の捲回中心から外周部に向かうに従い、正極体11、負極体12およびセパレータ15が軸方向に互いにずれやすい。これにより、軸方向における電極体10の端部(例えば第1端部10a)において、正極体11および負極体12のうち少なくとも一方がセパレータ15よりも軸方向に突出する可能性がある。
本実施形態によれば、電極体10の第1端部10aに正極リード13および負極リード14のうち少なくとも一方が接触して導通することを絶縁部材40により抑制できる。よって、正極体11が電極体10の第1端部10aにおいて負極リード14に接触してショートすること、および負極体12が電極体10の第1端部10aにおいて正極リード13に接触してショートすることを抑制できる。したがって、信頼性の高い電池1を提供できる。
As described above, in the present embodiment, the insulating
When the
According to the present embodiment, the insulating
また、本実施形態では、電極体10は捲回軸P回りに捲回されているので、第1端部10aおよび第2端部10bのそれぞれにおいて正極体11と負極体12との層間が軸方向に開口している。本実施形態によれば、絶縁部材40が電極体10の第1端部10aと正極リード13および負極リード14との間に配置されるとともに保液性を有するので、電極体10の第1端部10aから正極体11と負極体12との層間に電解液を供給可能な状態で電解液を保持できる。このため、外装体20の内部で電解液の不足が生じることを抑制でき、電池1の特性を安定させることができる。
Further, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、絶縁部材40がクッション性を有するので、電極体10の第1端部10aに正極体11、負極体12およびセパレータ15の積層構造による凹凸が形成されていても、絶縁部材40により外装体20と電極体10の第1端部10aとの間を埋めることができる。これにより、電池1の製造時の脱気後において、柔軟なラミネートフィルムにより形成された外装体20が内部の負圧により型崩れすることを抑制できる。また、絶縁部材40に接触する部材(例えば正極体11や負極体12、セパレータ15、正極リード13、負極リード14等)が傷つくことを抑制できる。
Further, in the present embodiment, since the insulating
また、本実施形態では、絶縁部材40には、正極リード13および負極リード14が挿通される貫通孔41が形成されている。これにより、正極リード13および負極リード14に対する絶縁部材40の移動を規制できるので、正極リード13、負極リード14および電極体10に対する絶縁部材40の位置ずれを抑制できる。したがって、電極体10の第1端部10aに正極リード13および負極リード14のうち少なくとも一方が接触することをより確実に抑制できる。
Further, in the present embodiment, the insulating
また、本実施形態では、絶縁部材40の外周縁は、軸方向から見て正極体11および負極体12よりも捲回軸Pに対して外側に設けられている。これにより、正極体11、負極体12およびセパレータ15が軸方向に互いにずれやすい電極体10の最外周部において、正極体11および負極体12を絶縁部材40により被覆することができる。したがって、電極体10の第1端部10aに正極リード13および負極リード14が接触することをより確実に抑制できる。
Further, in the present embodiment, the outer peripheral edge of the insulating
なお、上記実施形態では、外装体20の周縁部24は、収容部23から径方向に沿って突出しているが、これに限定されない。
図4は、実施形態の第1変形例に係る電池の斜視図である。
図4に示すように、周縁部24は、収容部23の外周面に沿うように折り曲げられていてもよい。この場合、周縁部24は、例えば第1シート21の第1フランジ部26と第2シート22の第2フランジ部28とを熱融着した後、絞り成形によって折り曲げられる。
In addition, in the said embodiment, although the
FIG. 4 is a perspective view of a battery according to a first modification of the embodiment.
As shown in FIG. 4, the
このように、周縁部24が収容部23の外面に沿うように折り曲げられた構成では、周縁部24を折り曲げる際に収容部23に力が加わり、収容部23が絞られるように変形する。これにより、収容部23に収容された電極体10が変形して、正極体11、負極体12およびセパレータ15が軸方向に互いにずれやすくなる(図2参照)。このため、電極体10の第1端部10aと正極リード13および負極リード14との間に絶縁部材40を介在させることで、上記実施形態と同様に、正極体11が電極体10の第1端部10aにおいて負極リード14に接触してショートすること、および負極体12が電極体10の第1端部10aにおいて正極リード13に接触してショートすることを抑制できる。したがって、周縁部24が折り曲げられることで小型化され、かつ信頼性の高い電池1を提供できる。
As described above, in the configuration in which the
また、上記実施形態の電池1では、正極リード13および負極リード14が電極体10の第1端部10aから延出しているが、これに限定されない。
図5は、実施形態の第2変形例に係る電池の縦断面図である。
例えば図5に示す電池101のように、正極リード13が電極体10の第1端部10aから延出し、負極リード14が電極体10の第2端部10bから延出していてもよい。この場合、第1の絶縁部材40Aは、電極体10の第1端部10aと正極リード13の第2部分13bとの間に介在している。第1の絶縁部材40Aは、軸方向から見て、電極体10の第1端部10aと、正極リード13の第2部分13bと、に重なるように設けられている。また、第2の絶縁部材40Bは、電極体10の第2端部10bと負極リード14の第2部分14bとの間に介在している。第2の絶縁部材40Bは、軸方向から見て、電極体10の第2端部10bと、負極リード14の第2部分14bと、に重なるように設けられている。
Moreover, in the
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a battery according to a second modification of the embodiment.
For example, as in the
このように、一対のリード13,14が電極体10の異なる端部10a,10bから延出する構成であっても、一対のリード13,14と、電極体10の端部10a,10bと、の間に絶縁部材40A,40Bをそれぞれ介在させることで、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Thus, even if the pair of
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、絶縁部材40が円板状に形成され、電極体10の第1端部10aの略全体を覆っているが、これに限定されない。絶縁部材は、少なくとも軸方向から見て、電極体10の端部10a,10bと、正極リード13および負極リード14と、に重なるように設けられていればよい。また、絶縁部材は、電極体10の第1端部10aと、正極リード13の第2部分13bおよび負極リード14の第2部分14bと、の間から、電極体10の外周面と、正極リード13の第3部分13cおよび負極リード14の第3部分14cと、の間に亘って配置されていてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various modifications can be considered within the technical scope.
For example, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、正極リード13および負極リード14は、絶縁部材40の貫通孔41に挿通されているが、これに限定されない。例えば、絶縁部材には、正極リード13および負極リード14が挿通されるスリットが形成されていてもよい。また、絶縁部材は、複数に分割されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、絶縁部材40が保液性およびクッション性を有しているが、これに限定されない。絶縁部材は、例えばフィルム状の部材により形成されていてもよい。また、絶縁部材は、硬質材料により形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態においては、電極体10が円柱状に形成されているとともに、外装体20の収容部23が円筒状に形成されているが、これに限定されない。例えば、電極体が楕円柱状に形成され、外装体の収容部が電極体に対応して楕円筒状に形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, while the
また、上記実施形態においては、外装体20を形成する各シート21,22に有底円筒状のケース25,27が形成されているが、これに限定されない。すなわち、外装体を形成する一対のシートのうち、一方のシートに有底円筒状のケースが形成され、他方のシートが平板状に形成されて一方のシートのケースを閉塞するように配置されていてもよい。
In the above embodiment, the bottomed
また、上記実施形態においては、電気化学セルの一例として、非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、この場合に限定されず、電気二重層キャパシタや一次電池等に上述した構成を適用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the non-aqueous electrolyte secondary battery was mentioned as an example and demonstrated as an example of an electrochemical cell, it is not limited in this case, The structure mentioned above to an electric double layer capacitor, a primary battery, etc. It can apply.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, without departing from the spirit of the present invention, it is possible to replace components in the above-described embodiment with known components as appropriate.
1,101…電池(電気化学セル) 10…電極体 10a…第1端部(端部) 10b…第2端部(端部) 11…正極体 12…負極体 13…正極リード(リード) 14…負極リード(リード) 20…外装体 21…第1シート(第1部材) 22…第2シート(第2部材) 23…収容部 24…周縁部 40,40A,40B…絶縁部材 41…貫通孔(挿通部) P…捲回軸(所定軸)
DESCRIPTION OF
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備え、前記外装体は、第1部材および第2部材を重ね合わせて形成され、前記外装体は、前記第1部材と前記第2部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、前記収容部の周囲において前記第1部材と前記第2部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、を備え、前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、ことを特徴とする。
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、金属層および前記金属層を被覆する樹脂層を含むラミネートフィルムにより形成され、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、保液性を有する、ことを特徴とする。
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、金属層および前記金属層を被覆する樹脂層を含むラミネートフィルムにより形成され、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、クッション性を有する、ことを特徴とする。
上記の電気化学セルにおいて、前記外装体は、前記ラミネートフィルムにより形成された第1部材および第2部材を重ね合わせて形成され、前記外装体は、前記第1部材と前記第2部材とにより前記電極体を挟み前記電極体を収容する収容部を備え、前記収容部は、前記軸方向の両端が閉塞された円筒状に形成されている、ことが望ましい。
The electrochemical cell of the present invention is connected to an electrode body wound around a predetermined axis in a state in which a positive electrode body and a negative electrode body are stacked, an exterior body for containing the electrode body and an electrolyte, and the electrode body The electrode body includes a lead extending from an end of the predetermined axis in the axial direction and an insulating member interposed between the end of the electrode and the lead ; The member and the second member are formed one on the other, and the case is formed by holding the electrode body by the first member and the second member, and a housing portion for housing the electrode body, and around the housing portion. A peripheral portion formed by overlapping the first member and the second member and sealing the inside of the storage portion, the peripheral portion being bent along the outer surface of the storage portion Are characterized.
The electrochemical cell of the present invention is formed of a laminated film including an electrode body wound around a predetermined axis in a state where a positive electrode body and a negative electrode body are laminated, and a metal layer and a resin layer covering the metal layer. An exterior body that accommodates the electrode body and the electrolyte; a lead connected to the electrode body and extending from an end of the electrode body in an axial direction of the predetermined axis; the end of the electrode body and the lead An insulating member interposed between the insulating members, and the insulating member has a liquid retaining property.
The electrochemical cell of the present invention is formed of a laminated film including an electrode body wound around a predetermined axis in a state where a positive electrode body and a negative electrode body are laminated, and a metal layer and a resin layer covering the metal layer. An exterior body that accommodates the electrode body and the electrolyte; a lead connected to the electrode body and extending from an end of the electrode body in an axial direction of the predetermined axis; the end of the electrode body and the lead An insulating member interposed between the first and second members, and the insulating member has a cushioning property.
In the above electrochemical cell, the exterior body is formed by overlapping a first member and a second member formed of the laminate film, and the exterior body is formed by the first member and the second member. It is preferable that a housing part that holds the electrode body and that accommodates the electrode body is provided, and the housing part is formed in a cylindrical shape in which both ends in the axial direction are closed.
本発明によれば、電極体の端部にリードが接触して導通することを絶縁部材により抑制できる。よって、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、信頼性の高い電気化学セルを提供できる。
さらに、本発明のように、周縁部が収容部の外面に沿うように折り曲げられた構成では、周縁部を折り曲げる際に収容部に力が加わり、収容部が絞られるように変形する場合がある。これにより、収容部に収容された電極体が押圧され、正極体および負極体が軸方向に互いにずれやすくなる。本発明によれば、電極体の端部とリードとの間に絶縁部材が介在するので、上述したように、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、周縁部が折り曲げられることで小型化され、かつ信頼性の高い電気化学セルを提供できる。
According to the present invention, the insulating member can suppress conduction of the lead in contact with the end of the electrode body. Therefore, it is possible to prevent the positive electrode body from coming into contact with the opposite polarity lead at the end of the electrode body and shorting, and the negative electrode body from coming into contact with the opposite polarity lead at the end part of the electrode body. Therefore, a highly reliable electrochemical cell can be provided.
Furthermore, as in the present invention, in the configuration in which the peripheral portion is bent along the outer surface of the housing portion, a force may be applied to the housing portion when the peripheral portion is bent, and the housing portion may be deformed to be squeezed. . As a result, the electrode body housed in the housing portion is pressed, and the positive electrode body and the negative electrode body are easily displaced from each other in the axial direction. According to the present invention, since the insulating member is interposed between the end of the electrode body and the lead, as described above, the positive electrode body contacts the lead of the reverse polarity at the end of the electrode body to short-circuit it. And it can suppress that a negative electrode body contacts the lead of reverse polarity in the edge part of an electrode body, and short-circuits. Therefore, by folding the peripheral portion, it is possible to provide an electrochemical cell which is miniaturized and reliable.
Claims (6)
前記電極体および電解質を収容する外装体と、
前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、
前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、
を備えることを特徴とする電気化学セル。 An electrode body wound around a predetermined axis in a state in which a positive electrode body and a negative electrode body are laminated;
An exterior body for containing the electrode body and the electrolyte;
A lead connected to the electrode body and extending from an end of the electrode body in the axial direction of the predetermined axis;
An insulating member interposed between the end of the electrode body and the lead;
An electrochemical cell comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。 The insulating member has a liquid retention property.
An electrochemical cell according to claim 1, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電気化学セル。 The insulating member has a cushioning property,
The electrochemical cell according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電気化学セル。 The insulating member is formed with an insertion portion through which the lead is inserted.
The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電気化学セル。 The insulating member is formed such that an outer edge thereof is provided outside the positive electrode body and the negative electrode body with respect to the predetermined axis when viewed from the axial direction.
The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記外装体は、
前記第1部材と前記第2部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、
前記収容部の周囲において前記第1部材と前記第2部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、
を備え、
前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電気化学セル。 The exterior body is formed by overlapping a first member and a second member,
The exterior body is
A housing portion for holding the electrode body by the first member and the second member, and housing the electrode body;
A peripheral edge portion formed by overlapping the first member and the second member around the housing portion and sealing the inside of the housing portion;
Equipped with
The peripheral portion is bent along the outer surface of the housing portion.
The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 5, characterized in that.
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