JP6602050B2 - 電池 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電池に関する。
近年、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両の普及が著しい。かかる車両では、電源用の電池としてリチウムイオン電池が多用されている。リチウムイオン電池のセパレータは、安価で生産性が高いことが要求されている。要求を満たすために、リチウムイオン電池のセパレータとしては、多孔質ポリオレフィンフィルムが多く使われている。
リチウムイオン電池を搭載した車両は、ガソリン車と比べて走行距離が十分とは言えない。そのため、リチウムイオン電池は、さらに高いエネルギー密度が求められている。
このような背景の中、セパレータを電極と一体化して薄膜化する技術が開発されてきた。
WO98/38688号公報 特開平10−270014号公報 特開2007−141482号公報
本発明が解決しようとする課題は、内部短絡による電圧低下が抑制された電池を提供することにある。
実施形態によれば、第1の電極と、第2の電極と、第1の絶縁層とを含む電池が提供される。第1の電極は、第1の集電体、第1の集電体の一端部からなる第1の集電タブ、第1の集電タブと交わる第1の辺、第1の辺と第1の集電体の他端部とが交わるコーナ部、少なくとも第1の集電タブを除いて第1の集電体に形成された第1の活物質含有層を含む。第2の電極は、第2の集電体、第2の集電体の一端部からなる第2の集電タブ、少なくとも第2の集電タブを除いて第2の集電体に形成された第2の活物質含有層を含む。第1の絶縁層は、第1の活物質含有層と第2の活物質含有層の間に配置されるように第1の活物質含有層を被覆する。第1の電極、第1の絶縁層及び第2の電極は、扁平の渦巻き状に捲回され、渦巻き状の両端部の一方から第1の集電タブが突出し、かつ他方から第2の集電タブが突出している。第1の電極のコーナ部と、第2の電極の第2の集電タブとが絶縁されている。第1の電極は、第1の絶縁層を含む状態で水銀圧入法により得られる細孔直径分布に、最も細孔容積が大きな第1のピークと、二番目に細孔容積が大きな第2のピークとを有する。第2のピークでの細孔直径が下記(1)式を満たす。
0.3≦A≦100 (1)
但し、Aは、第2のピークでの細孔直径(μm)である。
実施形態に係る非水電解質電池の分解斜視図である。 実施形態の非水電解質電池に用いられる負極の一製造工程を示す斜視図である。 実施形態の非水電解質電池に用いられる負極を示す平面図である。 図3に示す負極を断面Aから見た断面図である。 非水電解質電池の内部短絡の原因を説明するための模式図である。 第2の絶縁層を設けた負極と正極との関係を示す平面図である。 第2の絶縁層を設けた正極と負極との関係を示す平面図である。 コーナ部を折り曲げた負極と正極との関係を示す平面図である。 捲回軸に対する正極と負極の位置関係を示す模式図である。 捲回軸と垂直な方向に対して傾斜させた負極と正極との関係を示す平面図である。 実施例1で用いられる絶縁層付き負極の水銀圧入法による細孔径分布を示す図である。 第2の実施形態の非水電解質電池に用いられる負極を短辺方向に沿って切断した断面図である。 図12に示す負極の一製造工程を示す斜視図である。 図12に示す負極の平面図である。 図12に示す負極を断面B’から見た断面図である。 第2の実施形態の非水電解質電池に用いられる積層型電極群を集電タブの突出方向に沿って切断した断面図である。 第2の実施形態の非水電解質電池に用いられる正極を示す平面図である。 第2の実施形態の非水電解質電池に用いられる積層型電極群を集電タブの突出方向に沿って切断した断面図である。 比較例4の非水電解質電池に用いられる負極の一製造工程を示す斜視図である。 比較例4の非水電解質電池に用いられる負極を示す平面図である。 図20に示す負極を断面Aから見た断面図である。 図20に示す負極を断面Bから見た断面図である。 比較例4の非水電解質電池に用いられる積層型電極群を示す平面図である。 比較例4の非水電解質電池に用いられる積層型電極群を示す断面図である。
(第1の実施形態)
第1の実施形態の電池を、図面を参照して説明する。図1の非水電解質電池では、負極を第1の電極、正極を第2の電極とする。
図1に示す電池は、密閉型の角型非水電解質電池である。非水電解質電池は、外装缶1と、蓋2と、正極外部端子3と、負極外部端子4と、電極群5とを備える。外装缶1と蓋2とから外装部材が構成されている。
外装缶1は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。
偏平型の電極群5は、正極6と負極7がその間に第1の絶縁層8を介して偏平形状に捲回されたものである。正極6は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ6aと、少なくとも正極集電タブ6aの部分を除いて正極集電体に形成された正極材料層(正極活物質含有層)6bとを含む。一方、負極7は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ7aと、少なくとも負極集電タブ7aの部分を除いて負極集電体に形成された負極材料層(負極活物質含有層)7bとを含む。電極群5において、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ6aが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ7aが突出している。第1の絶縁層8は、負極材料層7bに一体化されて負極材料層7bを被覆している。電解液(図示しない)は、電極群5に含浸されている。
第1の絶縁層8は、例えば、多孔質膜の構造を採ることもできるし、又は不織布の構造を採ることもできる。第1の絶縁層8は、Liイオンが直線的に移動できる不織布構造を有することが、より好ましい。第1の絶縁層8は、例えば、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、及びアラミドからなる群より選択される1種以上の材料を含むことができる。第1の絶縁層8は、20μm以下の厚さを有することができる。この厚さが20μm以下である実施形態に係る非水電解質電池は、より高いエネルギー密度を提供することができ且つ内部抵抗の上昇をより抑えることができる。内部短絡を考慮すると厚さは1μm以上が好ましい。第1の絶縁層8は、正極6、負極7あるいは両方の電極に形成することができる。
正極6及び負極7のうちいずれの電極からも先に捲回することができるが、負極7を正極6よりも先に捲回する場合、負極7の負極材料層7bの幅(捲回軸に平行な方向の幅)を正極6の正極材料層6bのそれよりも広くし、正極材料層6b全てが第1の絶縁層8を介して負極材料層7bと対向できるように配置することが望ましい。正極6を負極7よりも先に捲回する場合、正極6を第1の電極にすることが望ましい。この場合、第1の絶縁層8は正極材料層6bに一体化されて正極材料層6bを被覆していることが望ましい。
正極集電タブ6a及び負極集電タブ7aは、それぞれ、電極群の捲回中心付近を境にして二つの束に分けられている。導電性の挟持部材9は、略コの字状をした第1,第2の挟持部9a,9bと、第1の挟持部9aと第2の挟持部9bとを電気的に接続する連結部9cとを有する。正負極集電タブ6a,7aは、それぞれ、一方の束が第1の挟持部9aによって挟持され、かつ他方の束が第2の挟持部9bによって挟持される。
正極リード10は、略長方形状の支持板10aと、支持板10aに開口された貫通孔10bと、支持板10aから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部10c、10dとを有する。一方、負極リード11は、略長方形状の支持板11aと、支持板11aに開口された貫通孔11bと、支持板11aから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部11c、11dとを有する。
正極リード10は、集電部10c、10dの間に挟持部材9を挟む。集電部10cは、挟持部材9の第1の挟持部9aに配置されている。集電部10dは、第2の挟持部9bに配置されている。集電部10c、10dと、第1,第2の挟持部9a,9bと、正極集電タブ6aとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群5の正極6と正極リード10が正極集電タブ6aを介して電気的に接続される。
負極リード11は、集電部11c、11dの間に挟持部材9を挟んでいる。集電部11cは、挟持部材9の第1の挟持部9aに配置されている。一方、集電部11dは、第2の挟持部9bに配置される。集電部11c、11dと、第1,第2の挟持部9a,9bと、負極集電タブ7aとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群5の負極7と負極リード11が負極集電タブ7aを介して電気的に接続される。
正負極リード10,11および挟持部材9の材質は、特に指定しないが、正負極外部端子3,4と同じ材質にすることが望ましい。正極外部端子3には、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用され、負極外部端子4には、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などが使用される。例えば、外部端子の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合は、リードの材質をアルミニウム、アルミニウム合金にすることが好ましい。また、外部端子が銅の場合は、リードの材質を銅などにすることが望ましい。
矩形板状の蓋2は、外装缶1の開口部に例えばレーザでシーム溶接される。蓋2は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋2と外装缶1は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。正極外部端子3は、正極リード10の支持板10aと電気的に接続され、負極外部端子4は、負極リード11の支持板11aと電気的に接続されている。絶縁ガスケット12は、正負極外部端子3,4と蓋2との間に配置され、正負極外部端子3,4と蓋2とを電気的に絶縁している。絶縁ガスケット12は、樹脂成形品であることが望ましい。
第1の電極である負極7について、説明する。負極7は、例えば、負極活物質、負極導電助剤及び結着剤を含むスラリーを、帯状の負極集電体(第1の集電体)上に少なくとも長手方向の一端部を除いて塗布し、これを乾燥させて負極材料層を形成した後、プレスすることによって作製することができる。負極材料層は、負極集電体の片面に形成されていても良いし、又は両面に形成されていても良い。負極集電体は、表面に負極材料層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は負極集電タブ(第1の集電タブ)として働くことができる。得られた負極7は、負極材料層の表面に第1の絶縁層8が形成された後、リール13の状態で保管され、必要な時に図2に示すように所望の長さに裁断して図3に示すストリップ状の負極7を得る。図4に示すように、第1の絶縁層8は、負極集電タブ7aの先端部を除いた部分から負極材料層の表面に跨がって形成されている。一方の負極材料層を被覆している第1の絶縁層と、他方の負極材料層を被覆している第1の絶縁層が連続して繋がっていて、負極長辺(負極集電タブでない長辺)に平行な端面を被覆している。裁断により、短辺(幅方向)に平行な断面Aでは、図4に示すように負極集電体7aが露出する。
このようにして得られた、第1の絶縁層8が一体化された負極7と正極6(第2の電極)を、負極材料層7bと正極材料層6bの間に第1の絶縁層8が位置するように配置し、それぞれの電極の短辺が捲回軸と平行になるようにして渦巻き状に捲回すると、電極群5が得られる。通常捲回構造は正極、負極、セパレータ2つを用いて4軸で構成されているが、セパレータの代わりに第1の絶縁層を用いることで2軸にすることにより、生産性を向上することができる。しかし、巻きずれが生じると、図5に示すように、捲回軸に近い方の短辺(巻き始め)の断面Aのコーナ部14が、正極6の正極集電タブ(第2の集電タブ)6aと接触する内部短絡を生じる。内部短絡が生じると、電池電圧が低下するため、高容量を得られない。
そこで、捲回軸に近い方の短辺(巻き始め、第1の辺)の断面Aのコーナ部14を正極集電タブ6aから絶縁することにより、電極群作製時の内部短絡を防止して電池電圧の低下を抑制する。絶縁の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、絶縁層(第2の絶縁層)の使用、コーナ部の折り返し、捲回軸に近い方の短辺(巻き始めの短辺)の位置をずらす等が挙げられる。
第2の絶縁層には、例えば、結着層を有する絶縁テープ、熱溶融層を有する絶縁シート、無機材料、不織布などがあげられる。第2の絶縁層は、正極、負極あるいは両方の電極に形成することができる。第2の絶縁層は、20μm以下の厚さを有することができる。この厚さが20μm以下である実施形態に係る非水電解質電池は、より高いエネルギー密度を提供することができ且つ内部抵抗の上昇をより抑えることができる。内部短絡を考慮すると厚さは1μm以上が好ましい。
第2の絶縁層を負極に形成する場合、捲回軸に近い方の短辺(巻き始めの短辺)の断面Aと活物質含有層側の長辺に平行な端面とが交わるコーナ部を含む領域を絶縁層で被覆することができる。この例を図6を参照して説明する。図6に示すように、ストリップ形状の第2の絶縁層15は、その長辺に沿って二つ折りにされた状態で、捲回軸に近い方の短辺(巻き始めの短辺)の断面Aと負極材料層側の長辺に平行な端面とが交わるコーナ部14及びその付近を被覆している。第2の絶縁層15の一方の短辺15aは、負極7のコーナ部14から突出し、正極集電タブ6aと対向している。第2の絶縁層15の他方の短辺15bは、負極材料層と負極集電タブとの境界を超えて負極集電タブ7a上に位置している。また、第2の絶縁層15の両方の長辺15cの一部が負極材料層7b上の第1の絶縁層8上に位置する。このように、負極7のコーナ部14が第2の絶縁層15で被覆されているため、第1の絶縁層8が一体化された負極7と正極6を渦巻き状に捲回した際、コーナ部14が正極集電タブ6aと接触するのを回避することができる。従って、内部短絡による電圧低下を抑制することができる。
一方、第2の絶縁層を正極に形成する場合、捲回軸に近い方の負極短辺(巻き始めの短辺)の断面Aと負極材料層側の長辺に平行な端面とが交わるコーナ部が、電極群において、正極集電タブと対向する位置か、この位置を含む部分を第2の絶縁層で被覆することが望ましい。この例を図7を参照して説明する。第2の絶縁層16は、正極集電タブ6aと正極材料層6bとの境界17及び境界17付近を被覆する。これにより、負極7のコーナ部14が電極群5において正極集電タブ6aと対向する位置18が第2の絶縁層16で被覆されることとなるため、第1の絶縁層8が一体化された負極7と正極6を渦巻き状に捲回した際、負極7のコーナ部14が正極集電タブ6aと接触するのを回避することができる。従って、内部短絡による電圧低下を抑制することができる。
捲回軸に近い方の負極短辺(巻き始めの短辺)の断面Aと負極材料層側の長辺に平行な端面とが交わるコーナ部を折り返す例を図8を参照して説明する。負極7のコーナ部14を、負極短辺の任意箇所X点及び負極長辺の任意箇所Y点から折り曲げ、内周側の負極材料層7b上の第1の絶縁層8と対向させる。これにより、第1の絶縁層8が一体化された負極7と正極6を渦巻き状に捲回した際、コーナ部14が正極集電タブ6aと接触するのを回避することができる。このため、内部短絡による電圧低下を抑制することができる。コーナ部14(折り曲げる前の位置)からX点までの距離は0mmより大きく、負極の幅(捲回軸と平行な方向の幅)以下にすることで効果を発揮する。負極幅は300mm以下のものが好ましい。コーナ部14(折り曲げる前の位置)からY点までの距離は0mmより大きく、負極の長さ以下にする必要がある。負極の長さは300mm以下が好ましい。
なお、コーナ部14を折り曲げる向きを反対側に変えて外周側の負極材料層7b上の第1の絶縁層8と対向させると、第1の絶縁層8が一体化された負極7と正極6を渦巻き状に捲回した際に、コーナ部14が正極材料層6bと接する可能性がある。
図8では、負極のコーナ部を折り曲げる例を説明したが、正極を負極よりも先に捲回する場合、正極のコーナ部を折り曲げても良い。
負極短辺を正極短辺よりも捲回軸に近い方に配置し、捲回軸と垂直な方向に対して負極長辺を角度θ(0度<θ≦90度)傾斜させても良い。この一例を図9及び図10に示す。図9に示す扁平形状の電極群5において、負極7の短辺19aが正極6の短辺20よりも捲回軸Wに近い方に配置されている。負極7の負極材料層7bの短辺方向の幅を正極6の正極材料層6bの短辺方向の幅よりも広くし、正極材料層6b全てが第1の絶縁層8を介して負極材料層7bと対向できるように配置する。なお、図9においては、説明の便宜上、第1の絶縁層が省略されている。捲回軸Wと垂直な方向Rに対して負極7の長辺19bを角度θ(0度<θ≦90度)傾斜させることにより、負極7のコーナ部14を正極集電タブ6aから遠ざけることができる。これにより、第1の絶縁層8が一体化された負極7と正極6を渦巻き状に捲回した際、コーナ部14が正極集電タブ6aと接触するのを回避することができる。従って、内部短絡による電圧低下を抑制することができる。ここで角度θは0度より大きい場合に短絡回避の効果を発揮する。また、90度より大きくなると、捲回時に最内層に大きなひずみが発生し、捲回構造を維持出来ない恐れがある。
第1の絶縁層8は、第1の絶縁層8が一体化された負極7の水銀圧入法により得られる細孔直径分布に、最も細孔容積が大きな第1のピークと、二番目に細孔容積が大きな第2のピークとを有することが望ましい。細孔直径分布は、縦軸に第1の絶縁層が一体化された負極1g当たりの細孔容積(mL)、すなわち細孔比容積(mL/g)をとり、横軸に細孔直径(μm)をとってプロットしたものである。一例を図11に示す。この細孔直径分布において、最も細孔比容積が大きいピークを第1のピークとし、二番目に細孔比容積が大きなピークを第2ピークとする。これらのピークのうち、第2のピークは、第1の絶縁層に由来する細孔の影響を大きく受ける。一方、第1のピークは、負極材料層に由来する細孔の影響を大きく受ける。また、第2のピークでの細孔直径が下記(1)式を満たすことが望ましい。
0.3≦A≦100 (1)
但し、Aは、第2のピークでの細孔直径(μm)である。
第2のピークのピーク細孔直径Aが(1)式を満たすと、第1の絶縁層の表面が適度な凹凸を有する。この第1の絶縁層上に第2の絶縁層を形成することによって、第1の絶縁層と第2の絶縁層との密着性を高めることができるため、第2の絶縁層が負極から剥離するのを防止することができる。第2のピークの細孔直径A(μm)は、0.3≦A≦50の範囲内にあることが好ましい。
(1)式を満たす第1の絶縁層が一体化された負極は、例えば、第1の絶縁層をエレクトロスピニング法により負極に形成する際の負極の搬送速度、第1の絶縁層が形成された負極に施すプレスのプレス圧を調整することにより得ることができる。
非水電解質電池に組み込まれている負極の細孔直径分布の測定方法について、説明する。
まず、Ar雰囲気または露点−60℃以下のドライ雰囲気下で非水電解質電池を解体し、電極群を取り出す。非水電解質電池の状態は、特に限定されないが、安全性を考慮すると放電状態であることが好ましい。
次に、取り出した電極群から正極と、表面に第1の絶縁層が一体化された状態の負極とに解体する。続いて、表面に第1の絶縁層が一体化された状態の負極から、20〜30cm2角の試料を切り出す。切り出した試料を100ccのメチルエチルカーボネート溶液に浸し、5分放置する。
放置後、試料を取り出し、1日乾燥させる。乾燥させた試料について、細孔分布測定を行う。細孔分布測定装置には、例えば島津オートポア9520形を用いることができる。測定に際しては、1枚の先の試料を約25mm巾のサイズに裁断し、これを折り畳み、標準セルに採り、測定室に挿入する。測定は、初期圧20kPa(約3psia、細孔直径約60μm相当)及び終止圧414000kPa(約60000psia、細孔直径約0.003μm相当)の条件で行う。
負極に含まれる負極集電体及び負極材料層について、説明する。
負極集電体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅などの金属又は合金の箔を使用することができる。
負極材料層は、負極活物質に加えて、負極導電助剤及び結着剤を更に含むこともできる。負極活物質は、リチウムチタン複合酸化物を含む。リチウムチタン複合酸化物の例としては、チタン酸リチウムが挙げられる。チタン酸リチウムの例としては、スピネル構造を有するチタン酸リチウムLi4+xTi312(0≦x≦3)が挙げられる。負極活物質は、1種又は複数種のリチウムチタン複合酸化物を含むことができる。
負極材料層は、リチウムチタン複合酸化物以外の1種又は複数種の更なる負極活物質を含むこともできる。更なる負極活物質としては、例えば、グラファイト等の炭素材料、並びにスズ及びシリコン系合金材料が挙げられる。
負極活物質の一次粒子の平均粒子径は、0.001〜1μmの範囲内であることが好ましい。
負極材料層に含まれ得る負極導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛などを挙げることができる。
負極材料層に含まれ得る結着剤は、負極活物質と負極導電助剤とを結着させることができる。結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)などを挙げることができる。
第1の電極に負極を使用した場合、第2の電極に正極が使用される。なお、第1の電極に正極を使用し、第2の電極に負極を使用しても良い。
正極は、正極集電体及びこの正極集電体の両面又は片面に形成された正極材料層を備えることができる。正極集電体は、表面に正極材料層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は正極集電タブとして働くことができる。
正極集電体としては、例えば、アルミニウム、銅などの金属箔を使用することができる。
正極材料層は、負極に含まれるチタン酸リチウムとの組み合わせにより充放電が可能な正極活物質を含むことができる。また、正極材料層は、正極活物質に加えて、正極導電助剤及び結着剤を更に含むこともできる。
正極材料層に含まれ得る正極活物質としては、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。リチウム遷移金属複合酸化物の例としては、例えば、LiCoO2、LiNi1-xCox2(0<x<0.5)、LiMnxNiyCoz2(0<x<0.5、0<y<0.5、0<z<0.5)、LiMn2-xx4(MはLi、Mg、Co、Al及びNiよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0<x<0.2)、LiMPO4(MはFe、Co及びNiよりなる群から選択される少なくとも1種である)などを挙げることができる。
正極材料層に含まれ得る正極導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛などを挙げることができる。
正極材料層に含まれ得る結着剤は、正極活物質と正極導電助剤とを結着させることができる。結着剤としては、例えば、ポリステラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)などを挙げることができる。
正極材料層は、例えば、正極活物質、正極導電助剤及び結着剤を含むスラリーを上記正極集電体上に塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。
非水電解質は、例えば、負極、第1の絶縁層及び正極で構成された電極群に含浸され得る。
非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒中に溶解された電解質塩とを含むことができる。或いは、非水電解質は、非水溶媒中に溶解されたポリマーを含んでもよい.
非水溶媒は、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、1,2−ジメトキシエタン(DME)、γ−ブチロラクトン(GBL)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン(2−MeHF)、1,3−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル(AN)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネイト(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)等が挙げられる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし2種類以上を混合して用いてもよい.
電解質塩としては、LiPF6、LiBF4、Li(CF3SO22N(ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム;通称LiTFSI)、LiCF3SO3(通称LiTFS)、Li(C25SO22N(ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム;通称LiBETI)、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、ビスオキサラトホウ酸リチウム(LiB(C242(通称LiBOB))、ジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウム(LiBF2(OCOOC(CF32)(通称LiBF2(HHIB)))などのリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は1種類で使用してもよいし、又は2種類以上を混合して用いてもよい。特に、LiPF6又はLiBF4を用いることが好ましい.
電解質塩濃度は, 1M以上3M以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、高負荷電流を流した場合の性能を向上することができる。
また、非水電解質は、添加剤を更に含むことができる。添加剤としては、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト(VC)、ビニレンアセテート(VA)、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート、プロパンスルトンなどが挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質100重量%に対して0.1重量%以上3重量%以下の範囲内にあることが好ましい。更に好ましい範囲は、0.5重量%以上1重量%以下である。
実施形態に係る非水電解質電池は、上記電極群及び非水電解液を収容するための外装部材を更に具備することができる。
外装部材としては、例えば図1に示すように、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどから形成された金属缶を使用することができる。容器の板厚は0.5mm以下が好ましく、さらに好ましい範囲は0.2mm以下である。
或いは、外装部材としては、金属缶の代わりに、ラミネートフィルムから形成された外装容器を使用することも可能である。ラミネートフィルムには、金属箔とこれを被覆する樹脂フィルムとで構成された多層フィルムを使用することが好ましい。樹脂としてポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの高分子を用いることができる。ラミネートフィルムの厚さは0.2mm以下にすることが望ましい。
なお、外装部材の形状は、角型、円筒型、薄型、コイン型など、用途に応じて様々なものを採用することができる。
また、実施形態に係る非水電解質電池は、上記電極群に電気的に接続されたリードを更に具備することができる。例えば、実施形態に係る非水電解質電池は、2つのリードを具備することもできる。一方のリードは、正極集電タブに電気的に接続することができる。他方のリードは、負極集電タブに電気的に接続することができる。
リードの材料は、特に限定されないが、例えば、正極集電体及び負極集電体と同じ材料を用いることができる。
実施形態に係る非水電解質電池は、上記リードに電気的に接続され、上記外装部材から引き出された端子を更に具備することもできる。例えば、実施形態に係る非水電解質電池は、2つの端子を具備することができる。一方の端子は、正極集電タブに電気的に接続されたリードに接続することができる。他方の端子は、負極集電タブに電気的に接続されたリードに接続することができる。
端子の材料は、特に限定されないが、例えば、正極集電体及び負極集電体と同じ材料を用いることができる。
以上説明した第1の実施形態によれば、第1の電極、第1の絶縁層及び第2の電極が扁平の渦巻き状に捲回され、渦巻き状の両端部の一方から第1の集電タブが突出し、かつ他方から第2の集電タブが突出した電極群において、第1の電極のコーナ部と第2の電極の第2の集電タブとが絶縁されているため、電極群の内部短絡を防止することができる。これにより、電池を貯蔵時の電圧低下を抑制することができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、積層型電極群を備えた非水電解質電池に関する。第2の実施形態を図12〜図25を参照して説明する。
図12に示すように、負極21は、シート状の負極集電体22と、負極集電体22の両面の一端部を除いて形成された負極材料層23と、負極集電体22の負極材料層非形成の一端部からなる負極集電タブ24とを含む。第1の絶縁層25は、負極集電タブ24の先端部を除いた部分から負極材料層23に跨がって形成されている。第1の絶縁層25は、負極集電タブ24及び負極材料層23の両表面を被覆しており、一方の負極材料層23を被覆している第1の絶縁層25と、他方の負極材料層23を被覆している第1の絶縁層25が連続して繋がっていて負極短辺(負極集電タブ24でない短辺)に平行な端面を被覆している。
負極21は、例えば、以下の方法で得られる。負極活物質、負極導電助剤及び結着剤を含むスラリーを、帯状の負極集電体上に少なくとも長手方向の一端部を除いて塗布し、これを乾燥させて負極材料層を形成した後、プレスすることによって帯状の負極を得る。負極材料層の表面に絶縁層を形成した後、リール状に巻き取って保管する。必要に応じて図13に示すようにビク型の打抜きにより所望の長さに裁断して図14に示すストリップ状の負極21を得る。裁断方向Cに平行な二辺の端面(断面A’)では、図12に示すように負極集電体22が露出している。一方、裁断方向と垂直な方向Dに平行で、負極集電タブ24側でない端面(断面B’)では、図15に示すように、負極集電体22が露出しておらず、全体が第1の絶縁層25で被覆されている。
このような第1の絶縁層25が一体化された負極21と、正極26とを交互に積層することにより、図16に示す積層型の電極群27を得る。正極26は、シート状の正極集電体28と、正極集電体28の両面の一端部を除いて形成された正極材料層29と、正極材料層非形成の正極集電体一端部からなる正極集電タブ30とを含む。正極材料層29の表面(電極反応面)の面積は、負極材料層23の表面(電極反応面)の面積よりも小さい。負極集電タブ24が一方向(図16では右側)に突出し、この方向とは反対向き(図16では左側)に正極集電タブ30が突出するように、第1の絶縁層25が一体化された負極21と、正極26とを交互に積層する。正極集電タブ30は、負極21の端部のうち、全体が第1の絶縁層25で被覆された端部と対向しているため、負極21と内部短絡を生じることはない。また、負極集電タブ24は、正極26の端部と対向する部分が第1の絶縁層25で被覆されているため、正極26と内部短絡を生じることはない。よって、図16に示す積層構造の電極群を用いることにより、非水電解質電池の内部短絡による電圧低下を防止することができる。
なお、正極、負極、第1の絶縁層には、第1の実施形態で説明したのと同様なものを挙げることができる。また、図16に示す電極群には、第1の実施形態で説明したのと同様に非水電解質を保持させることができ、また、第1の実施形態で説明したのと同様な外装部材に収納することができる。
正極26に絶縁層を形成することによっても内部短絡を防止することは可能である。その一例を図17,図18に示す。図17に示すように、正極集電タブ30と正極材料層29との境界及びその付近を第2の絶縁層31で被覆する。一方、図18に示すように、負極21では、第1の絶縁層32が、負極集電タブ24の先端部を除いた部分から負極材料層23に跨がって形成されている。第1の絶縁層32は、負極集電タブ24及び負極材料層23の両表面を被覆しているものの、一方の負極材料層23を被覆している第1の絶縁層32と、他方の負極材料層23を被覆している第1の絶縁層32が連続しておらず、負極短辺(負極集電タブ24でない短辺)に平行な端面が絶縁層32で被覆されていない。このような正極26と負極21を交互に積層して電極群を作製すると、負極21の絶縁層32で被覆されていない端面は、正極26に形成した第2の絶縁層31と対向するため、内部短絡が回避される。絶縁層31は、負極集電体22が露出している端面との絶縁が取れているように配置する。そのために第2の絶縁層31は、少なくとも、負極集電体露出部に対向する正極表面にあることが望ましい。第2の絶縁層31の幅は0mmより大きいことで絶縁の効果を発揮する。電極の幅より大きく設定し、塗工部(活物質含有層)を全て覆いかぶせると電池として機能しなくなるので、電極幅より小さいことが好ましい。具体的には300mmより小さいことが好ましい。
電極上に配置される第1または第2の絶縁層は、負極あるいは正極にあって良いし、正負極両方に配置されても良い。第1、第2の絶縁層には、第1の実施形態で説明したのと同様なものを使用することができる。
ところで、図19に示すように、四辺を打ち抜いて負極21を作製すると、図20に示す断面Aでは、図21に示すように、負極材料層23及び負極集電体22が露出する。また、図20に示す断面Bでは、図22に示すように、負極材料層23及び負極集電体22が露出する。このような負極21と正極26を交互に積層すると、図23及び図24に示すように、正極集電タブ30と負極集電タブ22が接触して内部短絡を生じる。
以上説明した第2の実施形態によれば、積層型の電極群において、一方の電極の集電タブと他方の電極の端部とが絶縁層によって絶縁されているため、内部短絡を回避することができる。よって、貯蔵による電圧低下が抑制された電池を実現することができる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
(実施例1)
まず、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムLi4Ti512の粉末(表1においてLTOとする)を準備した。このチタン酸リチウムの平均粒径は0.5μmであった。このチタン酸リチウム粉末を、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)と共に、溶媒であるN−メチルピロリドン(NMP)に投入した。この際、チタン酸リチウム粉末:グラファイト:PVdFの重量比を100:5:5とした。混合物を十分に撹拌することにより、負極作製用スラリーを調製した。
次に、この負極作製用スラリーを、帯状のアルミニウム箔の両面に長手方向に平行な一端部を除いて塗布した。塗布の際の目付量を、片面50g/m2とした。
続いて、塗膜を乾燥させ、50kNでプレスした。かくして、アルミニウム箔である負極集電体と、その上に形成された負極材料層とを具備する負極が得られた。
続いて、この負極の負極材料層の表面上に、エレクトロスピニング法により、有機繊維からなる第1の絶縁層を形成し、負極材料層の表面に一体化させた。形成条件は以下のとおりである。
有機繊維の材料には、絶縁性、耐熱性、耐溶剤性に優れるポリアミドイミド(PAI)を用いた。溶媒にはジメチルアセトアミド(DMAc)を用いた。この溶媒に、ポリアミドイミドを15重量%溶解させて、原料溶液を調製した。この原料溶液を、5μL/minの供給速度で、紡糸ノズルから負極表面に供給した。この際、高電圧発生器を用いて紡糸ノズルに40kVの電圧を印加した。また、供給は、この紡糸ノズルを一本用いて行い、この紡糸ノズルを100mm幅で動かしながら行った。更に、原料溶液の供給は、負極を、紡糸ノズルの動作方向に対して垂直な方向に50mm/minで搬送しながら行った。有機繊維からなる第1の絶縁層を負極上に連続的に形成した。絶縁層を形成後、裁断し、100mm幅の負極を1kNの加重でプレス加工し、負極(長さが3.1m)を作製した。
得られた負極において、第1の絶縁層は、負極集電タブの先端部を除いた部分から負極材料層の表面に跨がって形成されていた。一方の負極材料層を被覆している第1の絶縁層と、他方の負極材料層を被覆している第1の絶縁層が連続して繋がっていて、負極長辺(負極集電タブでない長辺)に平行な端面を被覆していた。第1の絶縁層の厚さは、10μmであった。
第1の絶縁層が一体化された負極の細孔直径分布を前述した方法により測定し、図11に示す細孔直径分布を得た。細孔直径分布には、0.1μm付近の細孔直径の位置に最も細孔比容積の大きなピークが現れた。これが、第1ピークである。また、10μm付近の細孔直径の位置に二番目に細孔容積が大きなピークが現れた。これが、第2ピークである。第1ピーク及び第2ピークの細孔直径を下記表1に示す。
第2の絶縁層として、絶縁テープ(材質:ポリイミド、幅が12mm、長さが100mm、厚さが30μm)を用意し、図6に示す配置で負極に貼り付けた。
正極活物質として、リチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物LiMn0.3Ni0.3Co0.32の粉末を準備した。このリチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物を、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのPVdFと共に、溶媒であるNMPに投入した。この際、リチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物:グラファイト:PVdFの重量比を100:5:5とした。混合物を十分に撹拌することにより、正極作製用スラリーを調製した。
次に、この正極作製用スラリーを、矩形状のアルミニウム箔の両面に長辺方向に平行な一端部を除いて塗布した。塗布の際の目付量を、片面50g/m2とした。塗布の際、アルミニウム箔の一部に、スラリーを塗布しない部分を残した。
続いて、塗膜を乾燥させ、50kNでプレスした。かくして、アルミニウム箔である正極集電体と、その上に形成された正極材料層とを具備する正極(長さが3m)が得られた。
先のようにして作製した正極及び負極を用い、負極を正極よりも先に捲回して電極群を作製した。負極の負極材料層の幅(捲回軸に平行な方向の幅)を正極の正極材料層のそれよりも広くし、正極材料層全てが第1の絶縁層を介して負極材料層と対向できるように配置した。
続いて、負極集電タブに厚さ0.2mmのアルミニウム板を超音波溶接し、このアルミニウム板を負極集電取り出し部とした。同様に、正極集電タブに厚さ0.2mmのアルミニウム板を超音波溶接し、アルミニウム板を正極集電取り出し部とした。
次いで、ジエチルカーボネート(DEC)とエチレンカーボネート(EC)とを1:1の混合比で混ぜて、混合溶媒を調製した。この混合溶液に、電解質としてLiPF6を1mol/Lの濃度で溶解させ、非水電解質を調製した。
[簡易セルの作製]
作製した電極群を外装容器に収納し、2枚のアルミニウム板(正負極集電取り出し部)の一部が外装容器からはみ出すようにした。この状態で乾燥機に投入し、95℃で6時間真空乾燥を行った。
乾燥後、露点−50℃以下に管理されたグローブボックスに運んだ。この中で、外装容器内に、先に調製した非水電解質を注入した。次いで、非水電解質を入れた外装容器を、ゲージ圧−90kPaの減圧環境下において封止し、実施例1の簡易セルを作製した。
(実施例2)
第2の絶縁層を負極に用いる代わりに正極に用いた。第2の絶縁層として、絶縁テープ(材質:ポリイミド、幅12mm、長さ:正極長さと同じ3m、厚さ30μm)を用意し、図7に示す配置で正極に貼り付けた。
上記正極を用いること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(実施例3)
第2の絶縁層を用いる代わりに、負極のコーナ部14を図8に示すように折り曲げた。コーナ部14からX点までの距離を20mm、コーナ部14からY点までの距離を20mmに設定した。
上記負極を用いること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(実施例4)
第2の絶縁層を用いる代わりに、図10に示すように、捲回軸Wと垂直な方向Rに対して負極7の長辺21を角度θ(20度)傾斜させた。
上記負極を用いること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(実施例5〜7)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(実施例8)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すると共に負極の搬送速度を150mm/minに変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(比較例1)
第2の絶縁層を用いないこと以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(比較例2)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すると共に負極の搬送速度を250mm/minに変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(比較例3)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
<剥離強度>
測定装置としてレオテック社製のレオメータを使用した。負極から測定サンプルを20mm幅×100mm高さに切り取り、両面テープを貼った試料台にサンプルを貼りつけ、試料台とサンプルをそれぞれ掴み部に取り付けて引っ張り速度20mm/minで 引っ張り、そのときの最大圧力を剥離強度として読み、その結果を表1に示す。
<満充電電圧、24時間後の電圧>
満充電後の電圧と24時間後の電圧を測定し、その結果を表1に示す。
<残容量>
25℃の恒温槽内の充放電にて、1Cで1.5Vまで定電流放電(CC放電)をし、その際の放電容量を残容量と定義する。
表1から明らかなように、実施例1〜8の電池によると、25℃での放電容量(残容量)が比較例1,3に比して高い。比較例2の電池は、25℃での放電容量(残容量)が高いものの、内部抵抗が実施例1に比して劣る。よって、内部短絡による電圧低下が抑えられ、かつ内部抵抗の低い電池を得るには、0.3≦A≦100を満足することが望ましい。
実施例1及び比較例2の簡易セルについて、以下の方法で内部抵抗を測定した。作製したセルを1Cで充電し、満充電状態にした後、1Cで放電した。その後、1Cで充電容量の50%を充電した。充電したセルのACインピーダンスを25℃の環境下で測定した。測定した結果、実施例1の内部抵抗は2.9mΩであり、これに対し、比較例2の内部抵抗は4.1mΩであった。比較例2の内部抵抗が大きいのは、以下の理由によるものと推測される。比較例2では、負極のプレス圧を大きくして第二ピークの細孔直径を0.3μmよりも小さくしているため、セパレータが過剰量潰されており、単位体積当たりの空間が少ない。当該空間は電解液で満たされてLiイオンが伝導するが、空間量が少ないとLiイオンの伝導経路が少なくなり(あるいは迂回したりする)結果として比較例2の抵抗値が高い値として出力される。
(実施例10,11及び比較例4)
図16に示す積層型の電極群を用いた実施例9の簡易ラミネートセル、図18に示す積層型の電極群を用いた実施例10の簡易ラミネートセル、図24に示す積層型の電極群を用いた比較例4の簡易ラミネートセルを作製し、充電後の電圧と24時間後の電圧を比較し、その結果を表2に示す。また、前述の方法で測定した残容量(25℃での放電容量)を表2に併記する。
表2から明らかなように、実施例9,10の電池は、比較例4に比して貯蔵による電圧降下が小さく、残容量(25℃での放電容量)が高いことがわかる。
以上説明した実施形態及び実施例のうち少なくとも一つによれば、第1の電極と第2の電極が絶縁されているため、内部短絡による電圧低下が抑えられた捲回型又は積層型の電極群を備えた電池を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
第1の集電体、前記第1の集電体の一端部からなる第1の集電タブ、前記第1の集電タブと交わる第1の辺、前記第1の辺と前記第1の集電体の他端部とが交わるコーナ部、少なくとも前記第1の集電タブを除いて前記第1の集電体に形成された第1の活物質含有層を含む第1の電極と、
第2の集電体、前記第2の集電体の一端部からなる第2の集電タブ、少なくとも前記第2の集電タブを除いて前記第2の集電体に形成された第2の活物質含有層を含む第2の電極と、
前記第1の活物質含有層と前記第2の活物質含有層の間に配置されるように前記第1の活物質含有層又は前記第2の活物質含有層を被覆する第1の絶縁層と
を含む電池であって、
前記第1の電極、前記第1の絶縁層及び前記第2の電極は、扁平の渦巻き状に捲回され、渦巻き状の両端部の一方から前記第1の集電タブが突出し、かつ他方から前記第2の集電タブが突出し、
前記第1の電極の前記コーナ部と、前記第2の電極の前記第2の集電タブとが絶縁されている電池。
[2]
前記第1の絶縁層が前記第1の活物質含有層を被覆し、前記第1の電極は、前記第1の絶縁層を含む状態で水銀圧入法により得られる細孔直径分布に、最も細孔容積が大きな第1のピークと、二番目に細孔容積が大きな第2のピークとを有し、前記第2のピークでの細孔直径が下記(1)式を満たす、[1]に記載の電池。
0.3≦A≦100 (1)
但し、前記Aは、前記第2のピークでの細孔直径(μm)である。
[3]
前記第1の電極の前記コーナ部と前記第2の電極の前記第2の集電タブとの間に配置された第2の絶縁層を含む、[2]に記載の電池。
[4]
前記コーナ部が折り曲げられている、[2]に記載の電池。
1…外装缶、2…蓋、3…正極外部端子、4…負極外部端子、5…電極群、6,26…正極、6a,30…正極集電タブ、6b,29…正極材料層、7、21…負極、7a,24…負極集電タブ、7b,23…負極材料層、8,25…第1の絶縁層、9…挟持部材、10…正極リード、11…負極リード、12…絶縁ガスケット、14…コーナ部、15,16,31…第2の絶縁層、17…正極集電タブ6aと正極材料層6bとの境界、18…コーナ部と対応する位置、19a…負極7の短辺、20…正極6の短辺、19b…負極7の長辺、W…捲回軸、R…捲回軸に垂直な方向。

Claims (3)

  1. 第1の集電体、前記第1の集電体の一端部からなる第1の集電タブ、前記第1の集電タブと交わる第1の辺、前記第1の辺と前記第1の集電体の他端部とが交わるコーナ部、少なくとも前記第1の集電タブを除いて前記第1の集電体に形成された第1の活物質含有層を含む第1の電極と、
    第2の集電体、前記第2の集電体の一端部からなる第2の集電タブ、少なくとも前記第2の集電タブを除いて前記第2の集電体に形成された第2の活物質含有層を含む第2の電極と、
    前記第1の活物質含有層と前記第2の活物質含有層の間に配置されるように前記第1の活物質含有層を被覆する第1の絶縁層と
    を含む電池であって、
    前記第1の電極、前記第1の絶縁層及び前記第2の電極は、扁平の渦巻き状に捲回され、渦巻き状の両端部の一方から前記第1の集電タブが突出し、かつ他方から前記第2の集電タブが突出し、
    前記第1の電極の前記コーナ部と、前記第2の電極の前記第2の集電タブとが絶縁されており、
    前記第1の電極は、前記第1の絶縁層を含む状態で水銀圧入法により得られる細孔直径分布に、最も細孔容積が大きな第1のピークと、二番目に細孔容積が大きな第2のピークとを有し、前記第2のピークでの細孔直径が下記(1)式を満たす電池。
    0.3≦A≦100 (1)
    但し、前記Aは、前記第2のピークでの細孔直径(μm)である。
  2. 前記第1の電極の前記コーナ部と前記第2の電極の前記第2の集電タブとの間に配置された第2の絶縁層を含む、請求項に記載の電池。
  3. 前記第2の絶縁層は無機材料を含む、請求項2に記載の電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005098997A1 (ja) * 2004-03-30 2005-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 非水電解液二次電池
JP2006012835A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
JP4859377B2 (ja) * 2005-03-09 2012-01-25 三洋電機株式会社 円筒形電池
JP2009163942A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Panasonic Corp 非水系二次電池およびその製造方法
KR20090104642A (ko) * 2008-03-31 2009-10-06 산요덴키가부시키가이샤 2차 전지
JP5456542B2 (ja) * 2010-04-01 2014-04-02 日立ビークルエナジー株式会社 角形二次電池および角形二次電池の製造方法
KR101585839B1 (ko) * 2012-07-24 2016-01-14 가부시끼가이샤 도시바 2차 전지
JP6232849B2 (ja) * 2012-09-26 2017-11-22 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
JP2015060719A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 株式会社東芝 非水電解質電池
JP6358060B2 (ja) * 2014-11-27 2018-07-18 トヨタ自動車株式会社 電極体
JP6380083B2 (ja) * 2014-12-19 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 電極体および正極の製造方法

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