JP6107516B2

JP6107516B2 - Power storage device

Info

Publication number: JP6107516B2
Application number: JP2013157859A
Authority: JP
Inventors: 裕介山下; 英明篠田; 元章奥田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: JP2015028865A

Description

本発明は、蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device.

上記技術分野の従来の技術として、特許文献１に記載のリチウム系電池が知られている。このリチウム系電池は、正極と負極と正負極間に介在させられたセパレータとを含む単位電池を積層してなる電池構造体群と、電池構造体群を収納する電池容器と、を備えている。また、このリチウム系電池においては、電池構造体群や電池容器等の外周を伸張性高分子シートによって被覆している。 As a conventional technique in the above technical field, a lithium battery described in Patent Document 1 is known. The lithium-based battery includes a battery structure group in which unit batteries including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive and negative electrodes are stacked, and a battery container that houses the battery structure group. . In this lithium-based battery, the outer periphery of the battery structure group, battery container, and the like is covered with an extensible polymer sheet.

特開２００２−１５１１５９号公報JP 2002-151159 A

上記のリチウム系電池は、当該リチウム系電池に釘刺しや圧潰等が生じた際に、伸張性高分子シートを正負極間にずれ込ませることによって、瞬間的に大電流が流れることを抑制し、安全性の向上を図っている。このように、上記技術分野においては、安全性の向上が望まれている。 The above lithium-based battery suppresses an instantaneous flow of a large current by shifting the stretchable polymer sheet between the positive and negative electrodes when nail penetration or crushing occurs in the lithium-based battery. , To improve safety. Thus, improvement in safety is desired in the technical field.

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、安全性を向上可能な蓄電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a power storage device capable of improving safety.

本発明に係る蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容された電極組立体と、ケースと電極組立体とを電気的に絶縁する絶縁フィルムと、を備え、電極組立体は、セパレータと、セパレータを介して交互に積層された複数の正極及び負極と、を有し、絶縁フィルムは、アラミド繊維を含んで構成され、少なくとも正極及び負極の積層方向についてケースと電極組立体との間に配置されている、ことを特徴とする。 A power storage device according to the present invention includes a case, an electrode assembly housed in the case, and an insulating film that electrically insulates the case and the electrode assembly. The electrode assembly includes a separator, a separator, The insulating film includes aramid fibers and is disposed between the case and the electrode assembly at least in the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode. It is characterized by that.

この蓄電装置においては、アラミド繊維を含んで構成される絶縁フィルムが、正極及び負極の積層方向についてケースと電極組立体との間に配置されている。このため、例えば釘等の先鋭化された導電性の部材（以下「釘」という）がケース外部からケース内に刺し込まれた場合に、ケースと電極組立体との間の絶縁フィルムにおいて釘の進行が抑制され、釘が電極組立体に至ることが抑制される。或いは、電極組立体に釘が至ったとしても、電極組立体の正極又は負極と釘との間に絶縁フィルムが介在させられるので、釘を介した正極と負極との短絡を抑制することができる。その結果、正極と負極とが広範囲において短絡することが避けられるので、安全性が向上する。 In this power storage device, an insulating film including aramid fibers is disposed between the case and the electrode assembly in the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode. For this reason, for example, when a sharpened conductive member such as a nail (hereinafter referred to as “nail”) is inserted into the case from the outside of the case, the insulating film between the case and the electrode assembly has a nail Progress is suppressed and the nail is prevented from reaching the electrode assembly. Alternatively, even if the nail reaches the electrode assembly, since an insulating film is interposed between the positive electrode or the negative electrode of the electrode assembly and the nail, a short circuit between the positive electrode and the negative electrode via the nail can be suppressed. . As a result, it is possible to avoid a short circuit between the positive electrode and the negative electrode in a wide range, thereby improving safety.

本発明に係る蓄電装置においては、絶縁フィルムには、張力が付与されていてもよい。この場合、張力が付与された絶縁フィルムにおいて、釘の進行を確実に抑制することができる。 In the power storage device according to the present invention, tension may be applied to the insulating film. In this case, the progress of the nail can be reliably suppressed in the insulating film to which tension is applied.

本発明に係る蓄電装置においては、絶縁フィルムは、ケースの内面に接着されていてもよい。この場合、ケース内に釘が刺し込まれたときに、絶縁フィルムにおける釘が当接する部分に張力を生じさせ、釘の進行を確実に抑制することができる。 In the power storage device according to the present invention, the insulating film may be bonded to the inner surface of the case. In this case, when the nail is inserted into the case, tension is generated at the portion of the insulating film where the nail comes into contact, and the progress of the nail can be reliably suppressed.

本発明に係る蓄電装置においては、絶縁フィルムは、所定の支持部材によって支持されていてもよい。この場合、支持部材による絶縁フィルムの支持の態様を選択することにより、例えば、絶縁フィルムに生じさせる張力を調節することが可能となる。 In the power storage device according to the present invention, the insulating film may be supported by a predetermined support member. In this case, for example, the tension generated in the insulating film can be adjusted by selecting a mode of supporting the insulating film by the support member.

本発明によれば、安全性を向上可能な蓄電装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrical storage apparatus which can improve safety | security can be provided.

本実施形態に係る二次電池の構成を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the secondary battery which concerns on this embodiment. 図１のII−II線に沿っての部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view along the II-II line of FIG. 図２のIII−III線に沿っての模式的な断面図である。It is typical sectional drawing along the III-III line of FIG. 図３に示された二次電池の変形例を示す模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the secondary battery shown in FIG. 3. 図３に示された二次電池の変形例を示す模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the secondary battery shown in FIG. 3.

以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図における寸法比率は、実際のものと異なる場合がある。 Hereinafter, an embodiment of a power storage device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, the dimensional ratio in each figure may differ from an actual thing.

図１は、本実施形態に係る二次電池の構成を示す模式的な断面図である。図２は、図１のII−II線に沿った部分的な断面図である。図３は、図２のIII−III線に沿った模式的な断面図である。図１〜３には、直交座標系Ｓが示されている。図１〜３に示される二次電池（蓄電装置）１００は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電界質二次電池である。二次電池１００は、ケース１０を備えている。ケース１０は、例えば、アルミニウム等の金属から構成することができる。ケース１０内には、電解液Ｒが充填されている。電解液Ｒとしては、例えば、有機溶媒系又は非水系の電解液等が挙げられる。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the secondary battery according to the present embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1-3, the orthogonal coordinate system S is shown. The secondary battery (power storage device) 100 shown in FIGS. 1 to 3 is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. The secondary battery 100 includes a case 10. The case 10 can be made of a metal such as aluminum, for example. The case 10 is filled with an electrolytic solution R. Examples of the electrolytic solution R include an organic solvent-based or non-aqueous electrolytic solution.

二次電池１００は、電極組立体２０を備えている。電極組立体２０は、ケース１０内に収容されている。電極組立体２０は、複数の正極３０及び複数の負極４０と、正極３０と負極４０との間に配置された複数のセパレータ５０と、を備えている。正極３０及び負極４０は、セパレータ５０を介して所定の方向（直交座標系Ｓにおけるｘ軸方向）に沿って交互に積層されている。正極３０及び負極４０は、シート状である。セパレータ５０は、ここではシート状であるが、袋状としてもよい。セパレータ５０が袋状である場合には、例えば正極３０がセパレータ５０内に収容される。 The secondary battery 100 includes an electrode assembly 20. The electrode assembly 20 is accommodated in the case 10. The electrode assembly 20 includes a plurality of positive electrodes 30 and a plurality of negative electrodes 40, and a plurality of separators 50 disposed between the positive electrodes 30 and the negative electrodes 40. The positive electrode 30 and the negative electrode 40 are alternately stacked along a predetermined direction (x-axis direction in the orthogonal coordinate system S) via the separator 50. The positive electrode 30 and the negative electrode 40 are sheet-like. The separator 50 is a sheet shape here, but may be a bag shape. When the separator 50 is bag-shaped, for example, the positive electrode 30 is accommodated in the separator 50.

正極３０は、金属箔３１と、金属箔３１の両面に設けられた正極活物質層３２とを有している。金属箔３１は、例えばアルミニウム箔である。正極活物質層３２は、例えば、正極活物質とバインダを含んで構成される。正極活物質としては、例えば、複合酸化物、金属リチウム、及び硫黄等が挙げられる。複合酸化物は、例えば、マンガン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとを含む。 The positive electrode 30 includes a metal foil 31 and a positive electrode active material layer 32 provided on both surfaces of the metal foil 31. The metal foil 31 is, for example, an aluminum foil. The positive electrode active material layer 32 includes, for example, a positive electrode active material and a binder. Examples of the positive electrode active material include composite oxide, metallic lithium, and sulfur. The composite oxide includes, for example, at least one of manganese, nickel, cobalt, and aluminum and lithium.

正極３０は、縁に形成されたタブ３３を有する。タブ３３には、正極活物質が担持されていない。正極３０は、タブ３３を介して導電部材３４に接続されている。導電部材３４は、正極端子３５に接続されている。したがって、正極３０は、タブ３３及び導電部材３４を介して正極端子３５に電気的に接続されている。正極端子３５は、絶縁リング３６を介してケース１０に取り付けられている。 The positive electrode 30 has a tab 33 formed at the edge. The tab 33 does not carry a positive electrode active material. The positive electrode 30 is connected to the conductive member 34 via the tab 33. The conductive member 34 is connected to the positive terminal 35. Therefore, the positive electrode 30 is electrically connected to the positive electrode terminal 35 via the tab 33 and the conductive member 34. The positive terminal 35 is attached to the case 10 via an insulating ring 36.

負極４０は、金属箔４１と、金属箔４１の両面に設けられた負極活物質層４２とを有している。金属箔４１は、例えば銅箔である。負極活物質層４２は、例えば、負極活物質とバインダとを含んで構成される。負極活物質としては、例えば、黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、及びソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯ_ｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、並びに、ホウ素添加炭素等が挙げられる。 The negative electrode 40 includes a metal foil 41 and negative electrode active material layers 42 provided on both surfaces of the metal foil 41. The metal foil 41 is a copper foil, for example. The negative electrode active material layer 42 includes, for example, a negative electrode active material and a binder. Examples of the negative electrode active material include carbon such as graphite, highly oriented graphite, mesocarbon microbeads, hard carbon, and soft carbon, alkali metals such as lithium and sodium, metal compounds, SiO _x (0.5 ≦ x ≦ 1.5) and the like, and boron-added carbon and the like.

負極４０は、縁に形成されたタブ４３を有する。タブ４３には、負極活物質が担持されていない。負極４０は、タブ４３を介して導電部材４４に接続されている。導電部材４４は、負極端子４５に接続されている。したがって、負極４０は、タブ４３及び導電部材４４を介して負極端子４５に電気的に接続されている。負極端子４５は、絶縁リング４６を介してケース１０に取り付けられている。 The negative electrode 40 has a tab 43 formed at the edge. The tab 43 does not carry a negative electrode active material. The negative electrode 40 is connected to the conductive member 44 through the tab 43. The conductive member 44 is connected to the negative terminal 45. Therefore, the negative electrode 40 is electrically connected to the negative electrode terminal 45 via the tab 43 and the conductive member 44. The negative terminal 45 is attached to the case 10 via an insulating ring 46.

セパレータ５０としては、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、並びに、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及びメチルセルロース等からなる織布や不織布等が挙げられる。 Examples of the separator 50 include porous films made of polyolefin resins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), and woven fabrics and nonwoven fabrics made of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), methylcellulose, and the like.

二次電池１００は、短絡ユニット６０を備えている。短絡ユニット６０は、正極３０及び負極４０の積層方向（直交座標系Ｓにおけるｘ軸方向）における電極組立体２０の一方の側について、ケース１０と電極組立体２０との間に配置されている。したがって、短絡ユニット６０は、電極組立体２０よりも外側（すなわち、ケース１０内における最外部）に位置している。 The secondary battery 100 includes a short-circuit unit 60. The short-circuit unit 60 is disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 on one side of the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 (x-axis direction in the orthogonal coordinate system S). Therefore, the short-circuit unit 60 is located outside the electrode assembly 20 (that is, the outermost part in the case 10).

短絡ユニット６０は、金属箔６１及び金属箔６２と、金属箔６１と金属箔６２との間に配置された絶縁部材６３とを有している。金属箔６１及び金属箔６２は、正極３０及び負極４０の積層方向に沿って、絶縁部材６３を介して互いに積層されている。金属箔６１は、例えばアルミニウム箔である。金属箔６２は、例えば銅箔である。 The short-circuit unit 60 includes a metal foil 61 and a metal foil 62, and an insulating member 63 disposed between the metal foil 61 and the metal foil 62. The metal foil 61 and the metal foil 62 are laminated with each other through the insulating member 63 along the lamination direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. The metal foil 61 is, for example, an aluminum foil. The metal foil 62 is, for example, a copper foil.

金属箔６１は、縁に形成されたタブ６１ａを有している。金属箔６２は、縁に形成されたタブ６２ａを有している。金属箔６１は、タブ６１ａを介して正極３０及び負極４０の一方に電気的に接続されており、金属箔６２は、タブ６２ａを介して正極３０及び負極４０の他方に電気的に接続されている。 The metal foil 61 has a tab 61a formed at the edge. The metal foil 62 has a tab 62a formed at the edge. The metal foil 61 is electrically connected to one of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 via the tab 61a, and the metal foil 62 is electrically connected to the other of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 via the tab 62a. Yes.

ここでは、一例として、金属箔６１のタブ６１ａが正極３０のタブ３３と重なるように配置されて電気的に接続されており、金属箔６２のタブ６２ａが負極４０のタブ４３と重なるように配置されて電気的に接続されている。このような金属箔６１，６２は、活物質層が形成されておらず（すなわち、正極活物質及び負極活物質が担持されておらず）、安全対策用の未塗工電極とされている。 Here, as an example, the tab 61 a of the metal foil 61 is arranged and electrically connected so as to overlap the tab 33 of the positive electrode 30, and the tab 62 a of the metal foil 62 is arranged so as to overlap the tab 43 of the negative electrode 40. Have been electrically connected. Such metal foils 61 and 62 are not formed with an active material layer (that is, a positive electrode active material and a negative electrode active material are not supported), and are uncoated electrodes for safety measures.

なお、金属箔６１，６２は、そのタブ６１ａ，６２ａにおいて、他の部分よりも薄く形成されてもよい。絶縁部材６３の材料としては、金属箔６１と金属箔６２とを電気的に絶縁可能な任意の材料を用いることができるが、一例として上記のセパレータ５０の材料と同様のものを用いることができる。 The metal foils 61 and 62 may be formed thinner in the tabs 61a and 62a than other portions. As a material of the insulating member 63, any material that can electrically insulate the metal foil 61 and the metal foil 62 can be used. As an example, the same material as that of the separator 50 can be used. .

ここで、二次電池１００は、絶縁フィルム７０をさらに備えている。絶縁フィルム７０は、ケース１０と電極組立体２０との間に配置されており、ケース１０と電極組立体２０とを電気的に絶縁する。絶縁フィルム７０は、シート状の絶縁部７１〜７４を有する。絶縁部７１は、正極３０及び負極４０の積層方向における電極組立体２０の一方の側面２１上に配置され、側面２１を覆っている。絶縁部７２は、正極３０及び負極４０の積層方向における電極組立体２０の他方の側面２２上に配置され、側面２２を覆っている。 Here, the secondary battery 100 further includes an insulating film 70. The insulating film 70 is disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 and electrically insulates the case 10 and the electrode assembly 20. The insulating film 70 has sheet-like insulating portions 71 to 74. The insulating portion 71 is disposed on one side surface 21 of the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 and covers the side surface 21. The insulating portion 72 is disposed on the other side surface 22 of the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 and covers the side surface 22.

絶縁部７３は、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向（直交座標系Ｓにおけるｙ軸方向）における電極組立体２０の一方の側面２３上に配置され、側面２３を覆っている。絶縁部７４は、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向における電極組立体２０の他方の側面２４上に配置され、側面２４を覆っている。 The insulating portion 73 is disposed on one side surface 23 of the electrode assembly 20 in the direction crossing the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 (y-axis direction in the orthogonal coordinate system S), and covers the side surface 23. The insulating portion 74 is disposed on the other side surface 24 of the electrode assembly 20 in a direction crossing the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 and covers the side surface 24.

なお、ここでは、電極組立体２０の側面２１上に短絡ユニット６０が配置されている。このため、絶縁フィルム７０の絶縁部７１は、短絡ユニット６０を介して、電極組立体２０の側面２１上に配置されている。また、絶縁部７３，７４は、電極組立体２０の側面２３，２４に沿った短絡ユニット６０の側面上にも配置され、該側面を覆っている。絶縁フィルム７０は、以上の絶縁部７１〜７２が一体化されることによって、全体として環状に形成されている。 Here, the short-circuit unit 60 is disposed on the side surface 21 of the electrode assembly 20. For this reason, the insulating part 71 of the insulating film 70 is disposed on the side surface 21 of the electrode assembly 20 via the short-circuit unit 60. The insulating portions 73 and 74 are also arranged on the side surfaces of the short-circuit unit 60 along the side surfaces 23 and 24 of the electrode assembly 20 and cover the side surfaces. The insulating film 70 is formed in an annular shape as a whole by integrating the insulating portions 71 to 72 described above.

絶縁フィルム７０は、全体として、アラミド繊維（例えばケブラー（登録商標））を含んで構成されている。換言すれば、絶縁フィルム７０は、正極３０及び負極４０の積層方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置され、アラミド繊維を含んで構成される絶縁部７１，７２と、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置され、アラミド繊維を含んで構成される絶縁部７３，７４と、を含む。 The insulating film 70 is configured to include aramid fibers (for example, Kevlar (registered trademark)) as a whole. In other words, the insulating film 70 is disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40, and includes the insulating portions 71 and 72 including aramid fibers, the positive electrode 30, and the positive electrode 30 and the negative electrode 40. Insulating portions 73 and 74 that are disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in a direction intersecting with the stacking direction of the negative electrode 40 and include aramid fibers.

絶縁フィルム７０（すなわち絶縁部７１〜７４）は、例えば、アラミド繊維を含んでシート状に構成される任意のもの（一例として、アラミド繊維から構成される織布、不織布、又は紙等）とすることができる。また、アラミド繊維を含んで構成されるとは、アラミド繊維のみから構成され場合もあるし、アラミド繊維を他の材料に分散させる等、絶縁性及び防刃性を有する範囲においてアラミド繊維以外の材料を含んで構成される場合もある。アラミド繊維としては、例えば、パラ系アラミド繊維及び／又はメタ系アラミド繊維等を用いることができる。 The insulating film 70 (that is, the insulating portions 71 to 74) is, for example, any film that includes aramid fibers and is configured in a sheet shape (for example, a woven fabric, a nonwoven fabric, or paper that includes aramid fibers). be able to. Moreover, it is comprised only with an aramid fiber that it is comprised including an aramid fiber, and it is a material other than an aramid fiber in the range which has insulation and blade prevention properties, such as disperse | distributing an aramid fiber to other materials. May be included. As the aramid fiber, for example, a para-aramid fiber and / or a meta-aramid fiber can be used.

このような絶縁フィルム７０は、例えば帯状に形成された後に、その両端部を互いに接合することにより、環状に形成される。また、絶縁フィルム７０は、例えば、環状に形成された状態において、電極組立体２０及び短絡ユニット６０に装着され（被せられ）、電極組立体２０及び短絡ユニット６０と共にケース１０内に収容される。その際に、絶縁フィルム７０は、ケース１０の内面１０ｓ及び電極組立体２０の側面２１〜２４等に少なくとも部分的に接触して引っ張られ、張力が付与される。 Such an insulating film 70 is formed in a ring shape by, for example, being formed into a strip shape and then joining both ends thereof. In addition, the insulating film 70 is attached (covered) to the electrode assembly 20 and the short-circuit unit 60 in a state of being formed in an annular shape, and is accommodated in the case 10 together with the electrode assembly 20 and the short-circuit unit 60. At that time, the insulating film 70 is pulled at least partially in contact with the inner surface 10 s of the case 10, the side surfaces 21 to 24 of the electrode assembly 20, and the like, and tension is applied.

つまり、絶縁フィルム７０は、張力が付与された状態において、ケース１０と電極組立体２０との間に配置されている。なお、絶縁フィルム７０の厚さは、所定の絶縁性及び防刃性を発揮する範囲において任意に設定することができるが、例えば２０μｍ〜１０００μｍ程度である。 That is, the insulating film 70 is disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in a state where tension is applied. In addition, although the thickness of the insulating film 70 can be arbitrarily set in the range which exhibits predetermined insulation and blade prevention property, it is about 20 micrometers-1000 micrometers, for example.

以上説明したように、二次電池１００は、ケース１０と電極組立体２０との間に配置された絶縁フィルム７０を備えている。そして、その絶縁フィルム７０は、アラミド繊維を含んで構成され（アラミド繊維から構成され）、防刃性を有している。このため、例えば釘等の先鋭化された導電性の部材（以下「釘」という）がケース１０外部からケース１０を貫通してケース１０内に刺し込まれた場合に（すなわち、釘刺しが生じた場合に）、ケース１０と電極組立体２０との間の絶縁フィルム７０が釘の貫通を阻止し、絶縁フィルム７０において釘の進行が抑制される。 As described above, the secondary battery 100 includes the insulating film 70 disposed between the case 10 and the electrode assembly 20. And the insulating film 70 is comprised including an aramid fiber (it is comprised from an aramid fiber), and has blade prevention property. Therefore, for example, when a sharp conductive member (hereinafter referred to as “nail”) such as a nail penetrates the case 10 from the outside of the case 10 and is inserted into the case 10 (that is, nail penetration occurs). The insulating film 70 between the case 10 and the electrode assembly 20 prevents the nail from penetrating, and the nail progression is suppressed in the insulating film 70.

その結果、釘が電極組立体２０に至ることが抑制され、釘を介して正極３０と負極４０とが短絡することが抑制される。よって、安全性が向上される。特に、二次電池１００においては、絶縁フィルム７０には張力が付与されている。このため、絶縁フィルム７０において釘の進行を確実に抑制することができる。 As a result, the nail is prevented from reaching the electrode assembly 20, and the positive electrode 30 and the negative electrode 40 are prevented from being short-circuited via the nail. Therefore, safety is improved. In particular, in the secondary battery 100, tension is applied to the insulating film 70. For this reason, the progress of the nail in the insulating film 70 can be reliably suppressed.

或いは、絶縁フィルム７０が釘に貫通され難いため、仮に、釘の進行が防止されず、釘が電極組立体２０に至るような場合であっても、釘の先端部分に絶縁フィルム７０が纏わりつくように残存する。このため、そのような場合であっても、電極組立体２０の正極３０又は負極４０と釘との間に絶縁フィルム７０が介在させられるので、釘を介した正極３０と負極４０との短絡を抑制することができる。その結果、正極３０と負極４０とが広範囲において短絡することが避けられる。よって、安全性が向上される。 Alternatively, since the insulating film 70 is difficult to penetrate into the nail, even if the nail does not prevent the nail from reaching the electrode assembly 20, the insulating film 70 is attached to the tip of the nail. So that it remains. Therefore, even in such a case, since the insulating film 70 is interposed between the positive electrode 30 or the negative electrode 40 of the electrode assembly 20 and the nail, a short circuit between the positive electrode 30 and the negative electrode 40 via the nail is prevented. Can be suppressed. As a result, it is possible to avoid a short circuit between the positive electrode 30 and the negative electrode 40 in a wide range. Therefore, safety is improved.

また、二次電池１００においては、絶縁フィルム７０は、正極３０及び負極４０の積層方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置される絶縁部７１，７２に加えて、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向ついてケース１０と電極組立体２０との間に配置される絶縁部７３，７４を有している。そして、それらの絶縁部７３，７４も、アラミド繊維を含んで構成される。 Further, in the secondary battery 100, the insulating film 70 includes the positive electrode 30 and the negative electrode in addition to the insulating portions 71 and 72 disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. Insulating portions 73 and 74 are disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in a direction intersecting with the 40 stacking directions. And those insulation parts 73 and 74 are also comprised including an aramid fiber.

つまり、二次電池１００においては、正極３０及び負極４０の積層方向のみならず、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向についても、ケース１０と電極組立体２０との間にアラミド繊維を含んで構成される絶縁フィルム７０が配置される。このため、二次電池１００においては、正極３０及び負極４０の積層方向からの釘刺しに加えて、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向からの釘刺しに対しても、安全性が確保される。 That is, in the secondary battery 100, the aramid fiber is interposed between the case 10 and the electrode assembly 20 not only in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 but also in the direction intersecting the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. An insulating film 70 configured to be included is disposed. For this reason, in the secondary battery 100, in addition to nail penetration from the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40, safety is also provided for nail penetration from the direction intersecting the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. Secured.

また、二次電池１００は、正極３０及び負極４０の積層方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置された短絡ユニット６０を備えている。このため、上述したように、仮に、正極３０及び負極４０の積層方向からの釘の進行が絶縁フィルム７０において防止されない場合であっても、正極３０と負極４０との短絡に先立って、短絡ユニット６０の金属箔６１，６２同士の短絡が生じやすい。正極３０と負極４０との短絡に先立って、活物質層が形成されていない金属箔６１，６２に短絡電流が流れれば、二次電池１００の発熱が抑制される。したがって、安全性が一層向上される。 In addition, the secondary battery 100 includes a short-circuit unit 60 disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. For this reason, as described above, even if the progress of the nail from the lamination direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 is not prevented in the insulating film 70, the short-circuit unit prior to the short-circuit between the positive electrode 30 and the negative electrode 40. 60 metal foils 61 and 62 are easily short-circuited. Prior to the short-circuit between the positive electrode 30 and the negative electrode 40, if a short-circuit current flows through the metal foils 61 and 62 where the active material layer is not formed, heat generation of the secondary battery 100 is suppressed. Therefore, safety is further improved.

以上の実施形態は、本発明に係る蓄電装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る蓄電装置は、上述した二次電池１００に限定されない。本発明に係る蓄電装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した二次電池１００を任意に変更し、或いは、他のものに適用することができる。 The above embodiment describes one embodiment of the power storage device according to the present invention. Therefore, the power storage device according to the present invention is not limited to the secondary battery 100 described above. In the power storage device according to the present invention, the above-described secondary battery 100 can be arbitrarily changed or applied to other ones without changing the gist of each claim.

例えば、図４に示されるように、絶縁フィルム７０は、ケース１０の内面１０ｓに接着されていてもよい。ここでは、絶縁フィルム７０は、電極組立体２０及び短絡ユニット６０から離間した状態において、ケース１０の内面１０ｓに接着されている。絶縁フィルム７０は、その全体がケース１０の内面１０ｓに接着されていてもよいし、正極３０及び負極４０の積層方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置される絶縁部７１，７２のみにおいてケース１０の内面に接着されていてもよい。また、絶縁フィルム７０は、張力が付与された状態においてケース１０の内面１０ｓに接着されていてもよいし、張力が付与されていない状態においてケース１０の内面１０ｓに接着されていてもよい。 For example, as shown in FIG. 4, the insulating film 70 may be bonded to the inner surface 10 s of the case 10. Here, the insulating film 70 is bonded to the inner surface 10 s of the case 10 in a state of being separated from the electrode assembly 20 and the short-circuit unit 60. The entire insulating film 70 may be bonded to the inner surface 10 s of the case 10, or the insulating portions 71 and 72 disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. It may be adhered to the inner surface of the case 10 only. The insulating film 70 may be adhered to the inner surface 10s of the case 10 in a state where tension is applied, or may be adhered to the inner surface 10s of the case 10 in a state where tension is not applied.

ただし、この場合には、絶縁フィルム７０に予め張力を付与していなくても、釘刺しが生じた場合に、絶縁フィルム７０におけるケース１０を貫通した釘に当接する部分（例えば絶縁部７１，７２の一部分）に対して張力が生じる。このため、絶縁フィルム７０において釘の進行を確実に抑制することができる。また、絶縁フィルム７０によって釘の進行が抑制されるうえに、絶縁フィルム７０と電極組立体２０との間の間隙の分だけ釘の進行が許容される。このため、釘を介した正極３０と負極４０との短絡が確実に抑制される。 However, in this case, even if tension is not applied to the insulating film 70 in advance, when nail penetration occurs, portions of the insulating film 70 that contact the nail that penetrates the case 10 (for example, the insulating portions 71 and 72). Tension) occurs to a part of For this reason, the progress of the nail in the insulating film 70 can be reliably suppressed. Further, the progress of the nail is suppressed by the insulating film 70, and the nail is allowed to advance by the gap between the insulating film 70 and the electrode assembly 20. For this reason, the short circuit with the positive electrode 30 and the negative electrode 40 via a nail is suppressed reliably.

また、図５に示されるように、絶縁フィルム７０は、支持部材（所定の支持部材）８０によって支持されていてもよい。支持部材８０は、平板状の基部８１と、基部８１の両端から立設された平板上の一対の支持部８２と、を含む。絶縁フィルム７０は、環状に形成されており、一対の支持部８２に架け渡されるように支持部材８０に装着されている。絶縁フィルム７０には、支持部材８０の弾性力によって張力が付与されている。 Further, as shown in FIG. 5, the insulating film 70 may be supported by a support member (predetermined support member) 80. The support member 80 includes a flat base portion 81 and a pair of support portions 82 on a flat plate standing from both ends of the base portion 81. The insulating film 70 is formed in an annular shape, and is attached to the support member 80 so as to be bridged between the pair of support portions 82. Tension is applied to the insulating film 70 by the elastic force of the support member 80.

この場合には、絶縁フィルム７０は、ケース１０、電極組立体２０、及び短絡ユニット６０から離間した状態で支持部材８０によって支持され、ケース１０と電極組立体２０との間に配置される。このように、絶縁フィルム７０を支持部材８０によって支持するようにすれば、例えば支持部材８０の形状や寸法等を変更し、支持部材８０による絶縁フィルム７０の支持の態様を選択すれば、絶縁フィルム７０に付与する張力を任意に調節することが可能となる。すなわち、絶縁フィルム７０は、張力が付与されない状態において支持部材８０に支持されていてもよい。 In this case, the insulating film 70 is supported by the support member 80 while being separated from the case 10, the electrode assembly 20, and the short-circuit unit 60, and is disposed between the case 10 and the electrode assembly 20. As described above, if the insulating film 70 is supported by the support member 80, for example, the shape and dimensions of the support member 80 are changed, and if the mode of supporting the insulating film 70 by the support member 80 is selected, the insulating film The tension applied to 70 can be arbitrarily adjusted. That is, the insulating film 70 may be supported by the support member 80 in a state where no tension is applied.

また、絶縁フィルム７０は、環状でなく袋状に形成されていてもよい。つまり、絶縁フィルム７０は、上記の絶縁部７１〜７４に加えて、それらの絶縁部７１〜７４同士を接続するように別の絶縁部を有することができる。その場合には、絶縁フィルム７０の開放部分から電極組立体２０及び短絡ユニット６０を袋状の絶縁フィルム７０内に収容し、その状態において、電極組立体２０及び短絡ユニット６０と共に絶縁フィルム７０をケース１０内に収容すればよい。この場合には、電極組立体２０の側面２１〜２４上に加えて、電極組立体２０の底面２５（図１参照）上においても、ケース１０と電極組立体２０との間にアラミド繊維を含んで構成される絶縁フィルム７０が配置されることとなる。 The insulating film 70 may be formed in a bag shape instead of an annular shape. That is, the insulating film 70 can have another insulating part so as to connect the insulating parts 71 to 74 in addition to the insulating parts 71 to 74. In that case, the electrode assembly 20 and the short-circuit unit 60 are accommodated in the bag-shaped insulation film 70 from the open portion of the insulation film 70, and in this state, the insulation film 70 is placed together with the electrode assembly 20 and the short-circuit unit 60 in the case. 10 may be accommodated. In this case, an aramid fiber is included between the case 10 and the electrode assembly 20 on the bottom surface 25 (see FIG. 1) of the electrode assembly 20 in addition to the side surfaces 21 to 24 of the electrode assembly 20. The insulating film 70 comprised by this will be arrange | positioned.

また、上記実施形態においては、絶縁フィルム７０は、正極３０及び負極４０の積層方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置される絶縁部７１，７２と、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置される絶縁部７３，７４と、を有する場合について説明した。しかしながら、絶縁フィルム７０は、絶縁部７１，７２のみを有していてもよい。 In the above embodiment, the insulating film 70 includes the insulating portions 71 and 72 disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40, and the stack of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. The case where the insulating portions 73 and 74 arranged between the case 10 and the electrode assembly 20 in the direction intersecting the direction has been described. However, the insulating film 70 may have only the insulating portions 71 and 72.

その場合には、例えば、正極３０及び負極４０の積層方向に交差する方向について、ケース１０と電極組立体２０との間に、アラミド繊維以外の絶縁性の材料からなる他の絶縁フィルムを配置してもよい。つまり、絶縁フィルム７０は、アラミド繊維を含んで構成され、少なくとも正極３０及び負極４０の積層方向についてケース１０と電極組立体２０との間に配置されていればよい。 In that case, for example, another insulating film made of an insulating material other than an aramid fiber is disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 in a direction crossing the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. May be. That is, the insulating film 70 may be configured to include aramid fibers and be disposed between the case 10 and the electrode assembly 20 at least in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40.

また、二次電池１００においては、互いに積層されるように複数の絶縁フィルム７０を用いてもよいし、アラミド繊維以外の絶縁性の材料からなる別の絶縁フィルムを絶縁フィルム７０に積層して用いてもよい。また、二次電池１００においては、絶縁フィルム７０に対して張力が付与されていなくてもよい。 In the secondary battery 100, a plurality of insulating films 70 may be used so as to be laminated with each other, or another insulating film made of an insulating material other than an aramid fiber is laminated on the insulating film 70. May be. Further, in the secondary battery 100, no tension may be applied to the insulating film 70.

また、二次電池１００は、短絡ユニット６０を備えていなくても良いし、正極３０及び負極４０の積層方向における電極組立体２０の他方の側面２２上に配置された別の短絡ユニットをさらに備えていてもよい。 Further, the secondary battery 100 may not include the short-circuit unit 60, and further includes another short-circuit unit disposed on the other side surface 22 of the electrode assembly 20 in the stacking direction of the positive electrode 30 and the negative electrode 40. It may be.

さらに、本発明は、二次電池１００の他に、例えば電気二重層キャパシタ等の任意の蓄電装置に適用することができる。 Furthermore, in addition to the secondary battery 100, the present invention can be applied to an arbitrary power storage device such as an electric double layer capacitor.

１０…ケース、１０ｓ…内面、２０…電極組立体、３０…正極、４０…負極、５０…セパレータ、７０…絶縁フィルム、８０…支持部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Case, 10s ... Inner surface, 20 ... Electrode assembly, 30 ... Positive electrode, 40 ... Negative electrode, 50 ... Separator, 70 ... Insulating film, 80 ... Support member.

Claims

Case and
An electrode assembly housed in the case;
An insulating film for electrically insulating the case and the electrode assembly;
A support member for supporting the insulating film, including a flat base portion and a pair of flat support portions erected from both ends of the base portion;
With
The electrode assembly includes a separator, and a plurality of positive electrodes and negative electrodes alternately stacked via the separator,
The insulating film is configured to include an aramid fiber, and is disposed between the case and the electrode assembly at least in the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode ,
The insulating film is formed in an annular shape, and the pair of support portions is arranged such that a sheet-like insulating portion including an aramid fiber is disposed between the case and the electrode assembly in at least the stacking direction. And is mounted on the support member.
A power storage device.

Tension is applied to the insulating film,
The power storage device according to claim 1.