JP2020035655A - 二次電池用電極体及び二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
[正極板の作製]
正極活物質としてのリチウム遷移金属複合酸化物と、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)とが、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に分散された分散液を混合して、正極活物質スラリーを調製した。次に、ペースト状の当該正極活物質スラリーをアルミニウム合金製の箔からなる長尺な正極集電体の両面に塗布し、真空乾燥させることにより、スラリーの調整時に必要であったN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を除去した。その後、圧延ローラーを用いて圧延し、所定のサイズに裁断することで、正極集電体の両面に正極活物質層が形成された正極板14を作製した。
負極活物質としての黒鉛と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴムと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを混合した。そして、この混合したものを水に分散させて、負極活物質スラリーを調製した。この負極活物質スラリーを、銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、真空乾燥させることにより、スラリーの調整時に必要であった水を揮発除去した。その後、圧延ローラーを用いて圧延し、所定のサイズに裁断することで、負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極板17を作製した。
上記で作製された正極板14及び負極板17を、正極タブと負極タブが重ならないようにして、ポリエチレン/ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ20を介して積層して、積層型の電極体を作製した。電極体を2つ作製し、第1電極体12及び第2電極体13とした。また、図7に示した構成と同様に、第1電極体12及び第2電極体13のそれぞれで、正極タブ及び負極タブの根元部に対応する長手方向の2つの位置に凸部を形成し、第1電極体及び第2電極体で互いに凸部の積層方向における突出方向が逆になるようにした。このとき、各凸部の高さは、20μmとした。そして、第1電極体12及び第2電極体13を積層して、電極群11aを形成した。
封口体70に正極集電体75、正極端子71、負極集電体80及び負極端子72を取り付けた。第1電極体12及び第2電極体13の正極タブ16を正極集電体75に接続し、第1電極体12及び第2電極体13の負極タブ19を負極集電体80に接続した。その後、電極群11aを絶縁ホルダ50で覆って、角形の外装体60に挿入した。電極群11aの積層方向両端で外側に突出する凸部の先端を、絶縁ホルダ50の内面に接触させた。そして、外装体60の開口61を、封口体70により封止した。その後、外装体60に非水電解質を注液し、封口体70の注液孔をブラインドリベットにより封止することにより、実施例1に係る二次電池10を作製した。以下の表1には、実施例1のその他の試験条件を示している。表1では、実施例1の試験結果と、後述の実施例2−4、比較例1−3の試験条件及び試験結果も示している。表1では、外装体60を「缶」と記載している。例えば、実施例1では、電極群厚みが25.01mmである。表1において、拘束寸法は、外装体60の外側から電極群11aを厚み方向に拘束したときの外装体60の厚みと同じである。このため、拘束寸法から電極群厚み、絶縁ホルダ厚み、外装体厚みを差し引いたものが、外装体60及び電極群11aの隙間となる。この隙間は、電極群11aの側面の中心部と外装体60の内面との隙間から絶縁ホルダ50の厚みを除いたものである。表1に示した隙間は、X線CT装置で二次電池の内部を確認することにより求めた。
実施例2−4では、それぞれ表1に示すように電極群11aの厚みを変化させた。これに伴って外装体60と電極群11aとの隙間が変化している。また、実施例2−4で、各凸部の高さを、それぞれ43μm、300μm、400μmとした。その他の構成は、実施例1と同様である。
比較例2−3では、それぞれ表1に示すように電極群の厚みを変化させた。これに伴って外装体と電極群との隙間が変化している。その他の構成は、比較例1と同様である。
振動試験では、表1に示すように、実施例1−4及び比較例1−3の二次電池を用いて、試験時の満充電容量に対する充電容量であるSOC(State of Charge)を0%とした。そして、二次電池を厚み方向Yに振動させた。振動試験は、1回の振動試験サイクルで、ピーク加速度10Gで25Hzを所定時間、正弦波対数で掃引することにより波数を変化させながら二次電池を振動させた。試験後に二次電池の電圧、抵抗を確認してから二次電池を解体し、正極タブ及び負極タブについてのタブ切れの有無を確認した。表1に、実施例1−4及び比較例1−3の試験結果を示している。
Claims (6)
- 正極板と負極板とがセパレータを介して積層された二次電池用電極体であって、
前記正極板は、正極芯体の側面に正極活物質合材層が形成された電極本体である正極本体と、前記正極芯体の端部から延出した部分により形成された電極タブである正極タブとを含み、
前記負極板は、負極芯体の側面に負極活物質合材層が形成された電極本体である負極本体と、前記負極芯体の端部から延出した部分により形成された電極タブである負極タブとを含み、
前記正極本体及び前記負極本体のうち、少なくとも一方の前記電極本体における前記電極タブの根元部に、前記電極体の積層方向一方側に向かって膨らむように形成された第1凸部を有する、
二次電池用電極体。 - 請求項1に記載の二次電池用電極体において、
前記第1凸部における前記電極タブの幅方向長さが、前記電極タブの幅の0.5〜2倍である、二次電池用電極体。 - 請求項1または請求項2に記載の二次電池用電極体において、
前記第1凸部の高さが、20μm以上、500μm以下である、二次電池用電極体。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の二次電池用電極体において、
前記第1凸部が、前記正極本体における前記正極タブの根元部に形成された凸部と、前記負極本体における前記負極タブの根元部に形成された凸部である、二次電池用電極体。 - 請求項1に記載の二次電池用電極体において、
前記正極本体及び前記負極本体のうち、他方の前記電極本体において、前記第1凸部と対向する部分に、前記第1凸部と同じ方向に膨らむように形成された第2凸部を有する、
二次電池用電極体。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の二次電池用電極体と、
開口を有し、前記二次電池用電極体を収容する外装体と、
前記開口を塞ぐ封口体と、
前記封口体に前記正極タブ及び前記負極タブが接続されることにより、前記二次電池用電極体が、前記外装体の内側に吊り下げられている、
二次電池。
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CN114361671A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-04-15 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 无极耳电池模组 |
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CN106159196A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-23 | 天津力神电池股份有限公司 | 埋极耳式极片及锂离子电池 |
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CN114361671A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-04-15 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 无极耳电池模组 |
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