JP2022014715A - Secondary battery - Google Patents

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泰正 小熊
Yasumasa Oguma
聡美 山本
Toshimi Yamamoto
晃一 谷本
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Abstract

To provide a secondary battery in which the movement of a protection member can be restricted, in a laminate battery housing the protection member inside an outer package.SOLUTION: A secondary battery 1 disclosed herein includes an electrode body 10 including a terminal connection part, an outer package 20 including a welding part, an electrode terminal 30, a main holder 40, a side holder 70, and resin 80. The main holder 40 is disposed to have the electrode terminal 30 held between the electrode body 10 and the outer package 20 from a lamination direction. The side holder 70 having a structure of fitting the main holder 40 thereto is attached to both end parts of a side surface including the terminal connection part of the electrode body 10. By fitting the main holder 40 and the side holder 70 to each other, the movement of the main holder 40 can be restricted.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ラミネートフィルム製の外装体に電極体が収容された二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery in which an electrode body is housed in an outer body made of a laminated film.

リチウムイオン二次電池等の二次電池は、軽量で高いエネルギー密度を得られることから、パソコンや携帯端末等のポータブル電源、あるいはEV(電気自動車)、HV(ハイブリッド自動車)、PHV(プラグインハイブリッド自動車)等の車両駆動用電源として広く用いられている。二次電池の一例として、ラミネートフィルム製の外装体の内部に電極体が収容された二次電池(以下「ラミネート電池」ともいう)が挙げられる。かかるラミネート電池を構築するには、ラミネートフィルムに電極体を収容した状態で、収容部の周囲の当該ラミネートフィルムを溶着させる。これにより、溶着部を有する外装体が形成され、当該外装体の内部に電極体が密閉状態で収容される。 Since secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are lightweight and can obtain high energy density, they are portable power sources such as personal computers and mobile terminals, or EVs (electric vehicles), HVs (hybrid vehicles), and PHVs (plug-in hybrids). It is widely used as a power source for driving vehicles such as automobiles. An example of a secondary battery is a secondary battery (hereinafter, also referred to as “laminated battery”) in which an electrode body is housed inside an outer body made of a laminated film. In order to construct such a laminated battery, the laminated film around the accommodating portion is welded while the electrode body is accommodated in the laminated film. As a result, an exterior body having a welded portion is formed, and the electrode body is housed inside the exterior body in a sealed state.

ところで、二次電池では、製造工程中の減圧処理や充放電に伴うガス発生などによって電池内圧が変化することがある。ラミネート電池では、このような電池内圧の変化に伴って外装体が膨張・収縮等の変形が生じ得る。そして、保証期間を超えた二次電池を長時間使用し続けると、この外装体の変形量が大きくなり、変形時の応力によって外装体の溶着部が開裂する恐れがある。このため、ラミネート電池では、内圧変化による外装体の変形を規制して溶着部の開裂を防止する保護部材を外装体の内部に収容することが提案されている。特許文献1には、このような保護部材(変形規制部材)を備えたラミネート電池が開示されている。 By the way, in a secondary battery, the internal pressure of the battery may change due to depressurization treatment during the manufacturing process, gas generation due to charging / discharging, and the like. In a laminated battery, the exterior body may be deformed such as expansion and contraction due to such a change in the internal pressure of the battery. If the secondary battery that exceeds the warranty period is used for a long time, the amount of deformation of the exterior body becomes large, and the welded portion of the exterior body may be cleaved due to the stress at the time of deformation. For this reason, in laminated batteries, it has been proposed to accommodate a protective member inside the exterior body, which regulates deformation of the exterior body due to a change in internal pressure and prevents cleavage of the welded portion. Patent Document 1 discloses a laminated battery provided with such a protective member (deformation regulating member).

特開2005-317312号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-317312

しかしながら、特許文献1のような保護部材を外装体の内部に設けると、電池性能が大幅に低下した電池が製造される頻度が高くなり、不良品の廃棄による生産効率の低下が問題になることがあった。この原因として、二次電池の製造において、外装体の内部を真空にする減圧処理が行われた際に、保護部材が電極体方向に移動して電極体と接触することで電極体が破損することが考えられた。 However, if a protective member as in Patent Document 1 is provided inside the exterior body, the frequency of manufacturing a battery with significantly reduced battery performance increases, and a decrease in production efficiency due to disposal of defective products becomes a problem. was there. The reason for this is that in the manufacture of secondary batteries, when the inside of the exterior body is evacuated to a vacuum, the protective member moves toward the electrode body and comes into contact with the electrode body, resulting in damage to the electrode body. Was considered.

そこで、本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その主な目的は、外装体内部に保護部材を収容したラミネート電池において、保護部材の移動が規制され得る二次電池を提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide a secondary battery in which the movement of the protective member can be restricted in a laminated battery in which the protective member is housed inside the exterior body. Is.

ここに開示される二次電池は、電極体と、外装体と、電極端子と、を備える二次電池であって、上記電極体は、略矩形状の幅広面を備えた正極および負極がセパレータを介して複数積層して構成されており、上記正極および負極は、それぞれ、集電箔と、該集電箔の表面に塗工された合材層と、を備えており、上記集電箔には、上記合材層が形成されていない集電箔露出部が存在しており、上記集電箔露出部の一部は、上記幅広面の長辺または短辺から延出しており、上記積層された正極および負極それぞれにおいて、上記延出した集電箔露出部の一部は、同極側で相互に積層方向に束状に接合されることで端子接続部を形成しており、上記電極体における上記幅広面で構成された2つの外表面の間に存在する側面のうち、上記端子接続部を有さない側面は樹脂で封止されており、上記外装体は、ラミネートフィルムで形成されており、上記電極体を収容する収容部と、その周囲において該収容部を密閉状態で包囲する溶着部と、を有しており、上記電極端子は、一端が上記端子接続部と接続され、他端が上記外装体の外部に露出しており、上記収容部には、上記電極体と上記外装体との間に上記電極端子を上記積層方向から挟んだ状態のメインホルダが配置されており、上記端子接続部を有する上記側面には、上記長辺または短辺方向の両端部に上記メインホルダと篏合する構造を備えたサイドホルダが取り付けられている。 The secondary battery disclosed herein is a secondary battery including an electrode body, an exterior body, and an electrode terminal, and the electrode body is a separator having a positive electrode and a negative electrode having a substantially rectangular wide surface. The positive electrode and the negative electrode are each provided with a current collector foil and a mixed material layer coated on the surface of the current collector foil, respectively. There is a collector foil exposed portion on which the composite material layer is not formed, and a part of the current collector foil exposed portion extends from the long side or the short side of the wide surface, and is described above. In each of the laminated positive electrode and the negative electrode, a part of the extended current collector foil exposed portion is bonded to each other in the stacking direction on the same electrode side to form a terminal connection portion. Of the side surfaces existing between the two outer surfaces formed of the wide surface of the electrode body, the side surface having no terminal connection portion is sealed with resin, and the exterior body is formed of a laminated film. It has an accommodating portion for accommodating the electrode body and a welding portion surrounding the accommodating portion in a sealed state, and one end of the electrode terminal is connected to the terminal connecting portion. The other end is exposed to the outside of the exterior body, and a main holder in a state where the electrode terminals are sandwiched between the electrode body and the exterior body from the stacking direction is arranged in the housing portion. A side holder having a structure that fits with the main holder is attached to both ends in the long side or the short side direction on the side surface having the terminal connection portion.

かかる構成により、電極体に取り付けられたサイドホルダと、保護部材であるメインホルダとが篏合して固定され、外装体内でのメインホルダの移動を規制することができる。これにより、電池内圧が変化しても、メインホルダの移動が規制され得り、メインホルダの接触が原因の電極体の破損を防ぐことができる。 With such a configuration, the side holder attached to the electrode body and the main holder which is a protective member are aligned and fixed, and the movement of the main holder in the exterior body can be restricted. As a result, even if the internal pressure of the battery changes, the movement of the main holder can be restricted, and damage to the electrode body due to contact with the main holder can be prevented.

本発明の一実施形態に係る二次電池を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池から外装体を除去したときの構造を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure when the exterior body is removed from the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池の上部ホルダと下部ホルダとの組付けを示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the assembly of the upper holder and the lower holder of the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池のメインホルダとサイドホルダとの組付けを示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the assembly of the main holder and the side holder of the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池の下部ホルダを模式的に示す平面図である。It is a top view schematically showing the lower holder of the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池の上部ホルダを模式的に示す平面図である。It is a top view schematically showing the upper holder of the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る二次電池のサイドホルダを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the side holder of the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 図7に示すサイドホルダを反対方向から模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the side holder shown in FIG. 7 from the opposite direction.

以下、本発明における実施形態の一つとしてリチウムイオン二次電池を例に図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、ここで開示される二次電池は、リチウムイオン電池に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池等であってもよい。また、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実施に必要な事柄は、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。 Hereinafter, as one of the embodiments of the present invention, a lithium ion secondary battery will be described in detail with reference to the drawings. The secondary battery disclosed here is not limited to the lithium ion battery, and may be, for example, a nickel hydrogen battery or the like. In addition, matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for implementation are grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in the art. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in the present specification and the common general technical knowledge in the art.

なお、ここで示す図面において、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、厚み等)は実際の寸法を反映するものではない。そして、各図における符号Xは「長辺方向」を示し、符号Yは「短辺方向」を示し、符号Zは「厚み方向」を示す。なお、ここで「長辺」「短辺」とはそれぞれ電極体の幅広面の長辺、短辺のことを指す。これらの方向は説明の便宜上定めた方向であり、ここに開示される二次電池の設置態様を限定することを意図したものではない。 In the drawings shown here, the members / parts having the same action are described with the same reference numerals. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each figure do not reflect the actual dimensions. The reference numeral X in each figure indicates the “long side direction”, the reference numeral Y indicates the “short side direction”, and the reference numeral Z indicates the “thickness direction”. Here, the "long side" and "short side" refer to the long side and the short side of the wide surface of the electrode body, respectively. These directions are defined for convenience of explanation, and are not intended to limit the installation mode of the secondary battery disclosed herein.

図1は本実施形態に係る二次電池1を模式的に示す平面図であり、図2は本実施形態に係る二次電池1から外装体20を除去したときの構造を模式的に示す斜視図である。図1~2に示すように、二次電池1は、電極体10と、外装体20と、電極端子30と、メインホルダ40と、サイドホルダ70と、樹脂80と、を備えている。 FIG. 1 is a plan view schematically showing the secondary battery 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing the structure when the exterior body 20 is removed from the secondary battery 1 according to the present embodiment. It is a figure. As shown in FIGS. 1 and 2, the secondary battery 1 includes an electrode body 10, an exterior body 20, an electrode terminal 30, a main holder 40, a side holder 70, and a resin 80.

図2に示すように、組立体90は、電極体10と、電極端子30と、メインホルダ40(下部ホルダ50と上部ホルダ60との組み合わせ体)と、サイドホルダ70と、樹脂80とによって構成されている。図3に示すように、下部ホルダ50と上部ホルダ60とを電極端子30を厚み方向Zから挟むようにして、下部ホルダ50に備えられた突起56と、上部ホルダ60に備えられた篏合孔66とを篏合することでメインホルダ40が形成される。そして、図4に示すように、メインホルダ40の突起68と、サイドホルダ70の篏合孔78とを篏合させることで、組立体90が形成される。組立体90は、図1に示すように、電極端子30の一部が外装体20の外部に露出するように外装体20の内部に収容される。これにより、二次電池1を製造することができる。以下、各部材のについて詳細に説明する。 As shown in FIG. 2, the assembly 90 is composed of an electrode body 10, an electrode terminal 30, a main holder 40 (a combination of a lower holder 50 and an upper holder 60), a side holder 70, and a resin 80. Has been done. As shown in FIG. 3, the lower holder 50 and the upper holder 60 are sandwiched between the electrode terminal 30 from the thickness direction Z, and the protrusion 56 provided in the lower holder 50 and the matching hole 66 provided in the upper holder 60. The main holder 40 is formed by arranging the above. Then, as shown in FIG. 4, the assembly 90 is formed by aligning the protrusion 68 of the main holder 40 with the alignment hole 78 of the side holder 70. As shown in FIG. 1, the assembly 90 is housed inside the exterior body 20 so that a part of the electrode terminals 30 is exposed to the outside of the exterior body 20. Thereby, the secondary battery 1 can be manufactured. Hereinafter, each member will be described in detail.

電極体10は、正極と負極とからなる電極シートを備えている。詳細な図示は省略するが、電極体10は正極および負極の電極シートがセパレータを介して絶縁された状態で複数積層されて構成される。正極および負極の電極シートは略矩形状の幅広面を備えており、該幅広面同士が対向するように積層されている。なお、ここでは電極体10の積層方向は厚み方向Zである。また、電極体10において、上記幅広面で構成された2つの外表面の間に存在する面を以下「側面」ともいう。
正極および負極の電極シートは、それぞれ、箔状の金属部材である集電箔と、該集電箔の表面に塗工された合材層と、を備えている。また、各々の電極シートの幅広面の長辺または短辺には、合材層が塗工されずに集電箔が露出した集電箔露出部が延出している。なお、本実施形態では上記短辺から集電露出部が延出している。正極および負極の電極シートから延出した集電箔露出部がそれぞれ同じ側面となるように該電極シートを積層し、かつ、正極の集電箔露出部と、負極の集電箔露出部とが厚み方向Zに重ならないように積層することで電極体10が形成されている。そして、各々の電極シートから延出した集電箔露出部を同極側で相互に積層方向(厚み方向Z)に束状に接合することにより正極および負極の端子接続部12が形成されている。
The electrode body 10 includes an electrode sheet including a positive electrode and a negative electrode. Although detailed illustration is omitted, the electrode body 10 is configured by laminating a plurality of positive electrode sheets and negative electrode sheets in a state of being insulated by a separator. The electrode sheets of the positive electrode and the negative electrode have wide surfaces having a substantially rectangular shape, and the wide surfaces are laminated so as to face each other. Here, the stacking direction of the electrode body 10 is the thickness direction Z. Further, in the electrode body 10, the surface existing between the two outer surfaces configured by the wide surface is hereinafter also referred to as a “side surface”.
The electrode sheets of the positive electrode and the negative electrode each include a current collector foil, which is a foil-shaped metal member, and a mixed material layer coated on the surface of the current collector foil. Further, on the long side or the short side of the wide surface of each electrode sheet, a current collector foil exposed portion where the current collector foil is exposed without being coated with the mixture layer extends. In this embodiment, the current collector exposed portion extends from the short side. The electrode sheets are laminated so that the exposed parts of the current collector foil extending from the electrode sheets of the positive electrode and the negative electrode have the same side surface, and the exposed part of the current collector foil of the positive electrode and the exposed part of the current collector foil of the negative electrode are formed. The electrode body 10 is formed by laminating so as not to overlap in the thickness direction Z. Then, the terminal connection portions 12 of the positive electrode and the negative electrode are formed by joining the current collector foil exposed portions extending from the respective electrode sheets in a bundle shape to each other on the same electrode side in the stacking direction (thickness direction Z). ..

なお、電極体10を構成する各部材(例えば、集電箔や合材層等)の材料は、この種の二次電池に使用され得るものを特に制限なく使用できる。
正極の集電箔としては、例えば、アルミニウム箔等を用いることができる。また、正極の合材層に含まれる正極活物質としては、例えば、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属リン酸化合物等を用いることができる。
負極の集電箔としては、例えば銅箔等を用いることができる。また、負極の合材層に含まれる負極活物質としては、例えば、黒鉛等を用いることができる。
As the material of each member (for example, a current collector foil, a mixture layer, etc.) constituting the electrode body 10, any material that can be used for this type of secondary battery can be used without particular limitation.
As the current collecting foil for the positive electrode, for example, an aluminum foil or the like can be used. Further, as the positive electrode active material contained in the mixed material layer of the positive electrode, for example, a lithium transition metal oxide, a lithium transition metal phosphoric acid compound, or the like can be used.
As the current collecting foil for the negative electrode, for example, a copper foil or the like can be used. Further, as the negative electrode active material contained in the mixture layer of the negative electrode, for example, graphite or the like can be used.

また、二次電池1は、外装体20の内部に電解質(図示せず)を備える。
二次電池1が液系リチウムイオン二次電池である場合には、電解液として、例えば、カーボネート類等の非水溶媒にLiPF等のリチウム塩を溶解させたものを用いることができる。また、セパレータとして、例えば、多孔質ポリオレフィンシートが正極および負極の電極シートの間に配置され、正極と負極を絶縁している。
二次電池1が全固体電池である場合には、固体電解質層が正極と負極の間に配置される。固体電解質層は、セパレータと、液系二次電池における電解液の役割を果たしている。固体電解質層に含まれる固体電解質としては、例えば、リチウムイオン伝導性を有する各種の化合物(例、非晶質硫化物、結晶質硫化物、非晶質酸化物、結晶質酸化物、結晶質酸窒化物、結晶質窒化物、結晶質ヨウ化物等)を用いることができる。
Further, the secondary battery 1 includes an electrolyte (not shown) inside the exterior body 20.
When the secondary battery 1 is a liquid-based lithium ion secondary battery, a solution obtained by dissolving a lithium salt such as LiPF 6 in a non-aqueous solvent such as carbonates can be used as the electrolytic solution. Further, as a separator, for example, a porous polyolefin sheet is arranged between the electrode sheets of the positive electrode and the negative electrode to insulate the positive electrode and the negative electrode.
When the secondary battery 1 is an all-solid-state battery, a solid electrolyte layer is arranged between the positive electrode and the negative electrode. The solid electrolyte layer serves as a separator and an electrolyte in a liquid-based secondary battery. Examples of the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer include various compounds having lithium ion conductivity (eg, amorphous sulfide, crystalline sulfide, amorphous oxide, crystalline oxide, crystalline acid). Nitride, crystalline nitride, crystalline amorphous, etc.) can be used.

外装体20は、ラミネートフィルム22によって形成されており、電極体10を収容する収容部と、その周囲において該収容部を密閉状態で包囲する溶着部24と、を有している。該収容部には、電極体10のほかにも、メインホルダ40、サイドホルダ70、樹脂80が収容される。
本実施形態では、図1に示すように、外装体20の外周縁部にはラミネートフィルム22が溶着した溶着部24が形成されており、電極端子30の一端が外装体20の外部に露出するように組立体90が密閉状態で収容されている。なお、ラミネートフィルム22はあらかじめ袋型に成形したものであってもよく、または2枚のラミネートフィルム間に電極体を配置した後に外周縁部を溶着するものであってもよい。
The exterior body 20 is formed of a laminated film 22, and has an accommodating portion for accommodating the electrode body 10 and a welding portion 24 surrounding the accommodating portion for enclosing the accommodating portion in a sealed state. In addition to the electrode body 10, the main holder 40, the side holder 70, and the resin 80 are housed in the housing portion.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a welded portion 24 to which the laminated film 22 is welded is formed on the outer peripheral edge portion of the exterior body 20, and one end of the electrode terminal 30 is exposed to the outside of the exterior body 20. As such, the assembly 90 is housed in a sealed state. The laminating film 22 may be formed in a bag shape in advance, or the outer peripheral edge portion may be welded after arranging the electrode body between the two laminated films.

ラミネートフィルム22を構成する材質には特に制限はなく、典型的には、箔状の金属と樹脂シートが張り合わされる構成のものが使用され得る。例えば、熱溶着のための無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)の表面に、耐熱性、シール強度、耐衝撃性等を付与する目的で、アルミニウム等の金属層と、PET、ポリアミド(PA),あるいはナイロン製フィルム等の外部樹脂層と、を貼り合わせた三層構造のラミネートフィルムを用いることができる。 The material constituting the laminated film 22 is not particularly limited, and typically, a material in which a foil-shaped metal and a resin sheet are laminated can be used. For example, for the purpose of imparting heat resistance, sealing strength, impact resistance, etc. to the surface of a non-stretched polypropylene film (CPP) for heat welding, a metal layer such as aluminum and PET, polyamide (PA), or nylon A laminated film having a three-layer structure in which an external resin layer such as a film-making film is bonded to each other can be used.

電極端子30は、板状の導電部材であり、図3に示すように、電極端子30の一端は端子接続部12に接続されている。また、図1に示すように、電極端子30の他端は外装体20の外部に露出している。この電極端子30が外装体20を貫通している部分では、ラミネートフィルム22の間に電極端子30が挟み込まれており、電極端子30の表面にラミネートフィルム22が溶着されている。電極端子30がラミネートフィルム22により挟み込まれる部分には、溶着フィルムが付与されており、この溶着フィルムとラミネートフィルム22の外周縁部とが重なるように溶着処理を行うことによって、電極端子30の表面にラミネートフィルム22を好適に溶着させることができる。 The electrode terminal 30 is a plate-shaped conductive member, and as shown in FIG. 3, one end of the electrode terminal 30 is connected to the terminal connection portion 12. Further, as shown in FIG. 1, the other end of the electrode terminal 30 is exposed to the outside of the exterior body 20. At the portion where the electrode terminal 30 penetrates the exterior body 20, the electrode terminal 30 is sandwiched between the laminating film 22, and the laminating film 22 is welded to the surface of the electrode terminal 30. A welding film is applied to the portion where the electrode terminal 30 is sandwiched by the laminating film 22, and the surface of the electrode terminal 30 is subjected to a welding treatment so that the welding film and the outer peripheral edge portion of the laminating film 22 overlap each other. The laminated film 22 can be preferably welded to the surface.

図3に示すように、電極端子30には凹部34が短辺方向Yに向かって形成されていてもよい。凹部34は下部ホルダ50に形成され得る凸部54と篏合し、係合部Eを形成することができる。係合部Eを形成することで、電極端子30と下部ホルダ50との位置合わせが容易にすることができる。 As shown in FIG. 3, the electrode terminal 30 may have a recess 34 formed in the short side direction Y. The concave portion 34 can be combined with the convex portion 54 that can be formed on the lower holder 50 to form the engaging portion E. By forming the engaging portion E, the alignment between the electrode terminal 30 and the lower holder 50 can be facilitated.

樹脂80は電極体10の端子接続部12を有さない側面を封止するように形成される。樹脂80は、電極体10の端子接続部12を有する側面の短辺方向Yの両端部に取り付けられたサイドホルダ70を電極体10に固定している。
樹脂80の材質は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
The resin 80 is formed so as to seal the side surface of the electrode body 10 that does not have the terminal connection portion 12. The resin 80 fixes the side holders 70 attached to both ends of the side surface of the electrode body 10 having the terminal connection portion 12 in the short side direction Y to the electrode body 10.
The material of the resin 80 is not particularly limited, but for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin can be used.

樹脂80の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、金型を用いて樹脂80を成形することできる。しかしながら、樹脂80が端子接続部12を有する側面に形成されると、端子接続部12と電極端子30との接合工程において不良が発生する可能性がある。そこで、サイドホルダ70を電極体10の端子接続部12を有する側面の短辺方向Yの両端部に取り付けることにより、樹脂80が端子接続部12を有する側面に流れ込むことを防止することができる。
また、金型を用いることにより、寸法精度の良い樹脂80を形成することができる。そのため、組立体90を外装体20に収容する際に、ラミネートフィルム22と電極体10および樹脂80とをより密着させて収容することができる。
The method for forming the resin 80 is not particularly limited, but for example, the resin 80 can be molded using a mold. However, if the resin 80 is formed on the side surface having the terminal connection portion 12, a defect may occur in the joining process between the terminal connection portion 12 and the electrode terminal 30. Therefore, by attaching the side holder 70 to both ends of the side surface of the electrode body 10 having the terminal connection portion 12 in the short side direction Y, it is possible to prevent the resin 80 from flowing into the side surface having the terminal connection portion 12.
Further, by using a mold, the resin 80 having good dimensional accuracy can be formed. Therefore, when the assembly 90 is housed in the exterior body 20, the laminating film 22 and the electrode body 10 and the resin 80 can be housed in closer contact with each other.

メインホルダ40は下部ホルダ50と上部ホルダ60とを組み合わせることで形成される。メインホルダ40は、上記収容部において、電極端子30を厚み方向Zから挟んだ状態で、外装体20と電極体10との間に配置されている。これにより、二次電池1が製造工程中の減圧処理や充放電に伴うガス発生等によって電池内圧が変化したとしても、これに伴う外装体20の変形を規制することができ、溶着部24の開裂を防止することができる。
メインホルダ40を構成する下部ホルダ50と上部ホルダ60は所定の強度を有する樹脂材料によって構成されることが好ましく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を好ましく使用できる。
The main holder 40 is formed by combining the lower holder 50 and the upper holder 60. The main holder 40 is arranged between the exterior body 20 and the electrode body 10 in a state where the electrode terminal 30 is sandwiched from the thickness direction Z in the accommodating portion. As a result, even if the internal pressure of the secondary battery 1 changes due to decompression processing during the manufacturing process, gas generation due to charging / discharging, etc., deformation of the exterior body 20 due to this can be regulated, and the welding portion 24 can be controlled. Cleavage can be prevented.
The lower holder 50 and the upper holder 60 constituting the main holder 40 are preferably made of a resin material having a predetermined strength, for example, a thermoplastic resin such as polypropylene, polyethylene, polyphenylene sulfide, a phenol resin, an epoxy resin, or the like. The thermosetting resin of the above can be preferably used.

下部ホルダ50はメインホルダ40を構成する部材であり、上記収容部内で電極端子30の下側に配置される。図5に示すように、下部ホルダ50には、上部ホルダ60と接する面に段差部52が設けられている。段差部52は短辺方向Yの両端部よりも厚みが薄くなっているため、上部ホルダ60と組み合わせた際、電極端子30を挿通させる端子挿通孔を形成することができる。 The lower holder 50 is a member constituting the main holder 40, and is arranged below the electrode terminal 30 in the accommodating portion. As shown in FIG. 5, the lower holder 50 is provided with a stepped portion 52 on the surface in contact with the upper holder 60. Since the step portion 52 is thinner than both ends in the short side direction Y, it is possible to form a terminal insertion hole through which the electrode terminal 30 is inserted when combined with the upper holder 60.

また、下部ホルダ50には、段差部52に突き出るような凸部54が形成されていてもよい。既に述べたとおり、凸部54は電極端子30の凹部34と篏合し、係合部Eを形成することができるため、電極端子30の位置合わせを容易にすることができる。凸部54と凹部34は係合することができればその形状は特に限定されない。ここでは下部ホルダ50に凸部54を、電極端子30に凹部34を設けたが、例えば、下部ホルダ50に凹部、電極端子30に凸部を設けてもよい。 Further, the lower holder 50 may be formed with a convex portion 54 protruding from the step portion 52. As described above, since the convex portion 54 can be fitted with the concave portion 34 of the electrode terminal 30 to form the engaging portion E, the alignment of the electrode terminal 30 can be facilitated. The shape of the convex portion 54 and the concave portion 34 is not particularly limited as long as they can be engaged with each other. Here, the lower holder 50 is provided with a convex portion 54 and the electrode terminal 30 is provided with a concave portion 34. For example, the lower holder 50 may be provided with a concave portion and the electrode terminal 30 may be provided with a convex portion.

また、下部ホルダ50は上部ホルダ60と接する面に突起56が備えられている。突起56は図6に示される上部ホルダ60の下部ホルダ50に接する面に設けられた篏合孔66と篏合することで、メインホルダ40を形成することができる。突起56および篏合孔66の数は特に制限されるものではなく、一つ、または二つ以上の複数であってもよい。 Further, the lower holder 50 is provided with a protrusion 56 on the surface in contact with the upper holder 60. The main holder 40 can be formed by aligning the protrusion 56 with the matching hole 66 provided on the surface of the upper holder 60 in contact with the lower holder 50 shown in FIG. The number of protrusions 56 and aggregating holes 66 is not particularly limited, and may be one or a plurality of two or more.

上部ホルダ60はメインホルダ40を構成する部材であり、上記収容部内で電極端子30の上側に配置される。図6に示すように、上部ホルダ60には長辺方向Xに突き出した突起68が備えられている。具体的には、突起68は図7に示されるサイドホルダ70の前側面72と接する面にそれぞれ備えられている。突起68はサイドホルダ70の篏合孔78に挿入されることで篏合させることができる。これにより、下部ホルダ50と上部ホルダ60を組み合わせてメインホルダ40を形成した後、サイドホルダ70とメインホルダ40とを篏合により固定させることができる。
かかる固定によって、二次電池1の製造において、外装体20の内部を真空にする減圧処理が行われた際でも、メインホルダ40が電極体10の方向(ここでは長辺方向X)に移動して電極体10および樹脂80と接触することを防止することができ、電極体10および樹脂80の破損を防ぐことができる。
The upper holder 60 is a member constituting the main holder 40, and is arranged above the electrode terminal 30 in the accommodating portion. As shown in FIG. 6, the upper holder 60 is provided with a protrusion 68 protruding in the long side direction X. Specifically, the protrusion 68 is provided on each surface of the side holder 70 shown in FIG. 7 in contact with the front side surface 72. The protrusion 68 can be aligned by being inserted into the alignment hole 78 of the side holder 70. As a result, after the lower holder 50 and the upper holder 60 are combined to form the main holder 40, the side holder 70 and the main holder 40 can be fixed by a combination.
Due to such fixing, the main holder 40 moves in the direction of the electrode body 10 (here, the long side direction X) even when the inside of the exterior body 20 is evacuated in the manufacturing of the secondary battery 1. It is possible to prevent the electrode body 10 and the resin 80 from coming into contact with each other, and it is possible to prevent the electrode body 10 and the resin 80 from being damaged.

サイドホルダ70はメインホルダ40と篏合する構造を備えており、電極体10の端子接続部12を有する側面の短辺方向Yの両端部に取り付けられている。そして、サイドホルダ70は樹脂80によって電極体10に固定されている。図7に示すように、サイドホルダ70にはメインホルダ40と接触する前側面72に篏合孔78が設けられている。上述の通り、篏合孔78は上部ホルダ60の突起68が挿し込まれることで篏合し、メインホルダ40をサイドホルダ70に固定することができる。突起68および篏合孔78の数は特に制限されるものではなく、一つまたは二つ以上の複数であってもよい。また、本実施形態においては、上部ホルダ60に設けられた突起68と篏合孔78が篏合しているが、例えば、下部ホルダ50のサイドホルダ70と接する面に突起を設け、サイドホルダ70に該突起と篏合する篏合孔78を設けてもよい。 The side holder 70 has a structure that fits with the main holder 40, and is attached to both ends of the side surface of the electrode body 10 having the terminal connection portion 12 in the short side direction Y. The side holder 70 is fixed to the electrode body 10 by the resin 80. As shown in FIG. 7, the side holder 70 is provided with a matching hole 78 on the front side surface 72 in contact with the main holder 40. As described above, the matching hole 78 is fitted by inserting the protrusion 68 of the upper holder 60, and the main holder 40 can be fixed to the side holder 70. The number of protrusions 68 and 78 is not particularly limited, and may be one or more than one. Further, in the present embodiment, the protrusion 68 provided on the upper holder 60 and the matching hole 78 are aligned with each other. For example, a protrusion is provided on the surface of the lower holder 50 in contact with the side holder 70, and the side holder 70 is provided. May be provided with a matching hole 78 that fits with the protrusion.

篏合孔78は後側面74へ貫通して形成されていてもよい。しかしその場合には、電極体10の端子接続部12を有さない側面に樹脂80を形成する際、篏合孔78に樹脂80が入り込む可能性がある。そのため、図8に示すように、後側面74には、貫通した篏合孔78を塞ぐテープ75を添付することが好ましい。また、テープ75を後側面74から第2中側面76aにわたって添付することにより、サイドホルダ70を電極体10に仮止めすることができる。これにより、樹脂80の形成の際、サイドホルダ70の位置を固定することができるため、より確実に樹脂80が電極体10の端子接続部12を有する側面に流れ込むことを防止することができる。 The matching hole 78 may be formed so as to penetrate the rear side surface 74. However, in that case, when the resin 80 is formed on the side surface of the electrode body 10 that does not have the terminal connection portion 12, the resin 80 may enter the matching hole 78. Therefore, as shown in FIG. 8, it is preferable to attach a tape 75 for closing the through hole 78 to the rear side surface 74. Further, by attaching the tape 75 from the rear side surface 74 to the second middle side surface 76a, the side holder 70 can be temporarily fixed to the electrode body 10. As a result, when the resin 80 is formed, the position of the side holder 70 can be fixed, so that the resin 80 can be more reliably prevented from flowing into the side surface of the electrode body 10 having the terminal connection portion 12.

図8に示すサイドホルダ70の第1中側面76は電極体10の端子接続部12を有する側面と接する面であり、第2中側面76aは電極体10の端子接続部12を有する側面と隣接する側面と接する面である。そのため、第1中側面76と、第2中側面76aとが電極体10の上記側面に接する限り、特にこの形状は限定されるものではない。例えば、電極体10が矩形状の電極シートを積層した構成であれば、第1中側面76と第2中側面76aは直角に接する形状となる。 The first middle side surface 76 of the side holder 70 shown in FIG. 8 is a surface in contact with the side surface of the electrode body 10 having the terminal connection portion 12, and the second middle side surface 76a is adjacent to the side surface of the electrode body 10 having the terminal connection portion 12. It is the surface that comes into contact with the side surface. Therefore, as long as the first middle side surface 76 and the second middle side surface 76a are in contact with the above side surface of the electrode body 10, this shape is not particularly limited. For example, if the electrode body 10 has a structure in which rectangular electrode sheets are laminated, the first middle side surface 76 and the second middle side surface 76a have a shape in which they are in contact with each other at a right angle.

また、図8に示すとおり、サイドホルダ70の後側面74から第2中側面76aにわたり、一つまたは二つ以上の溝77を形成していてもよい。これにより、電極体10に樹脂80を形成する際、樹脂80が溝77に流れ込み、樹脂80とサイドホルダ70との接触面積が増加し、サイドホルダ70と電極体10とをより強固に固定することができる。 Further, as shown in FIG. 8, one or more grooves 77 may be formed from the rear side surface 74 of the side holder 70 to the second middle side surface 76a. As a result, when the resin 80 is formed on the electrode body 10, the resin 80 flows into the groove 77, the contact area between the resin 80 and the side holder 70 increases, and the side holder 70 and the electrode body 10 are more firmly fixed. be able to.

サイドホルダ70は所定の強度と耐熱性を有する樹脂材料によって構成されることが好ましい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を好ましく使用することができる。 The side holder 70 is preferably made of a resin material having predetermined strength and heat resistance. For example, a thermoplastic resin such as polypropylene, polyethylene or polyphenylene sulfide, or a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin can be preferably used.

なお、ここに開示される技術は、種々の構造の二次電池に特に制限なく適用できる。すなわち、ここに開示される技術は、電解質として固体電解質を使用する全固体電池や、ポリマー電解質を使用するポリマー電池、非水電解液を使用する非水電解液二次電池の何れにも適用することができる。 The technique disclosed herein can be applied to secondary batteries having various structures without particular limitation. That is, the technique disclosed herein applies to any of an all-solid-state battery that uses a solid electrolyte as an electrolyte, a polymer battery that uses a polymer electrolyte, and a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses a non-aqueous electrolyte. be able to.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples exemplified above.

1 二次電池
10 電極体
12 端子接続部
20 外装体
22 ラミネートフィルム
24 溶着部
30 電極端子
34 凹部
40 メインホルダ
50 下部ホルダ
52 段差部
54 凸部
56、68 突起
60 上部ホルダ
66、78 篏合孔
70 サイドホルダ
72 前側面
74 後側面
75 テープ
76 第1中側面
76a 第2中側面
77 溝
80 樹脂
90 組立体
E 係合部

1 Rechargeable battery 10 Electrode body 12 Terminal connection part 20 Exterior body 22 Laminated film 24 Welding part 30 Electrode terminal 34 Recessed part 40 Main holder 50 Lower holder 52 Stepped part 54 Convex part 56, 68 Protrusion 60 Upper holder 66, 78 70 Side holder 72 Front side surface 74 Rear side surface 75 Tape 76 First middle side surface 76a Second middle side surface 77 Groove 80 Resin 90 Assembly E Engagement part

Claims (1)

電極体と、外装体と、電極端子と、
を備える二次電池であって、
前記電極体は、略矩形状の幅広面を備えた正極および負極がセパレータを介して複数積層して構成されており、
前記正極および負極は、それぞれ、
集電箔と、該集電箔の表面に塗工された合材層と、
を備えており、
前記集電箔には、前記合材層が形成されていない集電箔露出部が存在しており、
前記集電箔露出部の一部は、前記幅広面の長辺または短辺から延出しており、
前記積層された正極および負極それぞれにおいて、前記延出した集電箔露出部の一部は、同極側で相互に積層方向に束状に接合されることで端子接続部を形成しており、
前記電極体における前記幅広面で構成された2つの外表面の間に存在する側面のうち、前記端子接続部を有さない側面は樹脂で封止されており、
前記外装体は、ラミネートフィルムで形成されており、前記電極体を収容する収容部と、その周囲において該収容部を密閉状態で包囲する溶着部と、を有しており、
前記電極端子は、一端が前記端子接続部と接続され、他端が前記外装体の外部に露出しており、
前記収容部には、前記電極体と前記外装体との間に前記電極端子を前記積層方向から挟んだ状態のメインホルダが配置されており、
前記端子接続部を有する前記側面には、前記長辺または短辺方向の両端部に前記メインホルダと篏合する構造を備えたサイドホルダが取り付けられている、
二次電池。


Electrode body, exterior body, electrode terminal,
It is a secondary battery equipped with
The electrode body is composed of a plurality of positive electrodes and negative electrodes having a substantially rectangular wide surface laminated via a separator.
The positive electrode and the negative electrode are each
The current collector foil, the mixture layer coated on the surface of the current collector foil, and
Equipped with
The current collector foil has an exposed portion of the current collector foil on which the mixture layer is not formed.
A part of the exposed part of the current collector foil extends from the long side or the short side of the wide surface.
In each of the laminated positive electrode and the negative electrode, a part of the extended current collector foil exposed portion is bonded to each other in the stacking direction on the same electrode side to form a terminal connection portion.
Of the side surfaces of the electrode body existing between the two outer surfaces formed of the wide surface, the side surface having no terminal connection portion is sealed with resin.
The exterior body is made of a laminated film, and has an accommodating portion for accommodating the electrode body and a welding portion for enclosing the accommodating portion in a sealed state around the accommodating portion.
One end of the electrode terminal is connected to the terminal connection portion, and the other end is exposed to the outside of the exterior body.
In the accommodating portion, a main holder in a state where the electrode terminals are sandwiched between the electrode body and the exterior body from the stacking direction is arranged.
A side holder having a structure that assembles with the main holder is attached to both ends in the long side or short side direction on the side surface having the terminal connection portion.
Secondary battery.


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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024034671A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-15 大日本印刷株式会社 Power storage device, reinforcement component, and method for manufacturing power storage device

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