JP6849051B2 - 二次電池 - Google Patents

二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP6849051B2
JP6849051B2 JP2019501214A JP2019501214A JP6849051B2 JP 6849051 B2 JP6849051 B2 JP 6849051B2 JP 2019501214 A JP2019501214 A JP 2019501214A JP 2019501214 A JP2019501214 A JP 2019501214A JP 6849051 B2 JP6849051 B2 JP 6849051B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing member
electrode assembly
fixing
electrode
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019501214A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018155211A1 (ja
Inventor
泰拓 松▲崎▼
泰拓 松▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of JPWO2018155211A1 publication Critical patent/JPWO2018155211A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6849051B2 publication Critical patent/JP6849051B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Description

本発明は、二次電池に関する。
従前より充放電が繰り返し可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器の電源として用いられている。
近年、当該電子機器の薄型化および小型化の要求が一層高まっていることに伴い、薄型化・小型化かつ高容量の二次電池が要求されている。かかる要求に応えるため、特許文献1には、二次電池の構成要素である電極組立体が断面視にて正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が平面状に複数積層された平面積層構造を有し、および平面視にて陥入部(すなわち切欠き部)を有して成る旨が開示されている。
特開2015−536036号公報
ここで、本願発明者らは、平面視にて切欠き部30’を有して成る平面積層構造型の電極組立体100’を外装体200’に封入して二次電池300’を製造する過程において、以下の現象が生じ得ることを見出した(図10参照)。具体的には、平面視にて切欠き部30’を有して成る平面積層構造型の電極組立体100’では、当該切欠き部30’を形作る電極組立体100’の端部領域70’の強度が、その形状に起因して相対的に高くなく、それによって製造途中で当該端部領域70’が局所的に屈曲し得ることを見出した。かかる端部領域70’における局所的な屈曲の発生は、電極組立体を構成する正極、負極、および正極と負極の間に介在するセパレータの好適な層間接続を困難にする。そのため、得られる二次電池300’は好適な電池特性を発揮することができない虞がある。
本発明は、かかる事情に鑑みて案出されたものである。具体的には、本発明は、平面視で切欠き部を有して成る平面積層構造型の電極組立体に生じる局所的な屈曲を好適に抑制可能な二次電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、
電極組立体は、断面視にて正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が平面状に複数積層された平面積層構造を有し、および平面視にて切欠き部を有して成り、
切欠き部を成す電極組立体の切欠き側面と、切欠き側面に対向し切欠き部以外の部分を成す電極組立体の非切欠き側面とを少なくとも固定する固定部材が設けられている、二次電池が提供される。
本発明の一実施形態によれば、平面視で切欠き部を有して成る平面積層構造型の電極組立体に生じる局所的な屈曲を好適に抑制可能である。
図1Aは、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である電極組立体を模式的に示した平面図である。 図1Bは、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である電極組立体を模式的に示した斜視図である。 図2Aは、別態様の電極組立体を模式的に示した平面図である。 図2Bは、別態様の電極組立体を模式的に示した斜視図である。 図3Aは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した平面図である。 図3Bは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した斜視図である。 図4Aは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した平面図である。 図4Bは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した斜視図である。 図4Cは、図4Aおよび図4Bの変更態様を模式的に示した平面図である。 図4Dは、図4Aおよび図4Bの変更態様を模式的に示した平面図である。 図4Eは、図3Aおよび図3Bに示す態様と図4Aおよび図4Bに示す態様とを組み合わせた態様を模式的に示した平面図である。 図5Aは、略同一な方向に延在する少なくとも2つの固定部材帯が供される態様を模式的に示した平面図である。 図5Bは、略同一な方向に延在する少なくとも2つの固定部材帯(連続形態の固定部材に相当)が供される態様を模式的に示した平面図である。 図6は、別態様の切欠き部を有して成る電極組立体を模式的に示した平面図である。 図7Aは、一方の固定部材帯と他方の固定部材帯とが略平行に設けられている態様を模式的に示した平面図である。 図7Bは、一方の固定部材帯と他方の固定部材帯とが略平行に設けられている別態様を模式的に示した平面図である。 図8Aは、非連続形態の固定部材(絶縁テープ状)の形成態様を模式的に示した断面図である。 図8Bは、連続形態の固定部材(絶縁テープ状)の形成態様を模式的に示した断面図である。 図9は、電極組立体の具体的構成を模式的に示した断面図である。 図10は、本願発明者らが見出した技術的課題を示す模式図である。
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池について説明する前に、二次電池の基本的構成について説明しておく。
[二次電池の基本的構成]
本発明では二次電池が提供される。本明細書でいう「二次電池」とは、充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明の二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば“蓄電デバイス”なども本発明の対象に含まれ得る。本明細書でいう「平面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に沿って対象物を上側または下側からみたときの状態のことである。本明細書でいう「断面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に対して略垂直な方向からみたときの状態のことである。二次電池は、外装体の内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。本発明では、電極組立体は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有することを前提とする。また、外装体は、導電性ハードケース又はフレキシブルケース(パウチ等)の形態を採ってよい。外装体の形態がフレキシブルケース(パウチ等)である場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。同様に、複数の負極の各々は、負極用集電リードを介して負極用外部端子に連結されている。負極用外部端子はシール部により外装体に固定され、シール部が電解質の液漏れを防止する。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードは正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。外装体の形態が導電性ハードケースの場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。
正極10Aは、少なくとも正極集電体11Aおよび正極材層12Aから構成されており(図9参照)、正極集電体11Aの少なくとも片面に正極材層12Aが設けられている。当該正極集電体11Aのうち正極材層12Aが設けられていない箇所、すなわち正極集電体11Aの端部には正極側引出しタブが位置付けられている。正極材層12Aには電極活物質として正極活物質が含まれている。負極10Bは少なくとも負極集電体11Bおよび負極材層12Bから構成されており(図9参照)、負極集電体11Bの少なくとも片面に負極材層12Bが設けられている。当該負極集電体11Bのうち負極材層12Bが設けられていない箇所、すなわち負極集電体11Bの端部には負極側引出しタブが位置付けられている。負極材層12Bには電極活物質として負極活物質が含まれている。
正極材層12Aに含まれる正極活物質および負極材層12Bに含まれる負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層12Aに含まれる正極活物質」および「負極材層12Bに含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極10Aと負極10Bとの間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層12Aおよび負極材層12Bは特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、電解質を介してリチウムイオンが正極10Aと負極10Bとの間で移動して電池の充放電が行われる二次電池が好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。
正極材層12Aの正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダー(“結着材”とも称される)が正極材層12Aに含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層12Aに含まれていてよい。同様に、負極材層12Bの負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層12Bに含まれていてよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層12Aおよび負極材層12Bはそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。
正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも1種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、二次電池の正極材層12Aにおいては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。より好適な態様では正極材層12Aに含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっている。
正極材層12Aに含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド−テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。正極材層12Aに含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも1種を挙げることができる。例えば、正極材層12Aのバインダーはポリフッ化ビニリデンであってよい。あくまでも例示にすぎないが、正極材層12Aの導電助剤はカーボンブラックである。さらに、正極材層12Aのバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっていてよい。
負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。
負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛)、ハードカーボン、ソフトカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体11Bとの接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Al、Si、Pb、Sn、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、Zn、Laなどの金属とリチウムとの2元、3元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。あくまでも例示にすぎないが、負極材層12Bの負極活物質が人造黒鉛となっていてよい。
負極材層12Bに含まれ得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。例えば負極材層12Bに含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっていてよい。負極材層12Bに含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも1種を挙げることができる。なお、負極材層12Bには、電池製造時に使用された増粘剤成分(例えばカルボキシルメチルセルロース)に起因する成分が含まれていてもよい。
あくまでも例示にすぎないが、負極材層12Bにおける負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっていてよい。
正極10Aおよび負極10Bに用いられる正極集電体11Aおよび負極集電体11Bは電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極10Aに用いられる正極集電体11Aは、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも1種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極10Bに用いられる負極集電体11Bは、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも1種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。
正極10Aおよび負極10Bに用いられるセパレータ50は、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータ50は、正極10Aと負極10Bとの間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータ50は多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータ50として用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン(PE)のみ又はポリプロピレン(PP)のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータ50は、“PE製の微多孔膜”と“PP製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータ50の表面は無機粒子コート層および/または接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。なお、セパレータ50は、その名称によって特に拘泥されるべきでなく、同様の機能を有する固体電解質、ゲル状電解質、絶縁性の無機粒子などであってもよい。なお、電極の取扱いの更なる向上の観点から、セパレータ50と電極(正極10A/負極10B)は接着されていることが好ましい。セパレータ50と電極との接着は、セパレータ50として接着性セパレータを用いること、電極材層(正極材層12A/負極材層12B)の上に接着性バインダーを塗布および/または熱圧着すること等によって為され得る。セパレータ50または電極材層に接着性を供する接着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、アクリル系接着剤等が挙げられる。
正極10Aおよび負極10Bがリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する場合、電解質は有機電解質および/または有機溶媒などの“非水系”の電解質であることが好ましい(すなわち、電解質が非水電解質となっていることが好ましい)。電解質では電極(正極10A・負極10B)から放出された金属イオンが存在することになり、それゆえ、電解質は電池反応における金属イオンの移動を助力することになる。
非水電解質は、溶媒と溶質とを含む電解質である。具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および/または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)およびビニレンカーボネート(VC)から成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)およびジプロピルカーボネート(DPC)から成る群から選択される少なくも1種を挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられてよい。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばLiPF、LiBF等のLi塩が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばLiPFおよび/またはLiBF等のLi塩が用いられる。
正極用集電リードおよび負極用集電リードとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電リードが使用可能である。そのような集電リードは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。正極用集電リードはアルミニウムから構成されることが好ましく、負極用集電リードはニッケルから構成されることが好ましい。正極用集電リードおよび負極用集電リードの形態は特に限定されず、例えば、線又はプレート状であってよい。
外部端子としては、二次電池の分野で使用されているあらゆる外部端子が使用可能である。そのような外部端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常はアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。外部端子5は、基板と電気的かつ直接的に接続されてもよいし、または他のデバイスを介して基板と電気的かつ間接的に接続されてもよい。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードが正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。
外装体は、上述のように導電性ハードケース又はフレキシブルケース(パウチ等)の形態を有していてよい。
導電性ハードケースは、本体部および蓋部からなっている。本体部は当該外装体の底面を構成する底部および側面部から成る。本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質、集電リードおよび外部端子の収容後に密封される。密封方法としては、特に限定されるものではなく、例えばレーザー照射法等が挙げられる。本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は電子の移動が達成され得る材料であればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料が挙げられる。本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定され、例えば電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動(ズレ)が防止される程度の寸法を有することが好ましい。電極組立体の移動を防止することにより、電極組立体の破壊が防止され、二次電池の安全性が向上する。
フレキシブルケースは、軟質シートから構成される。軟質シートは、シール部の折り曲げを達成できる程度の軟質性を有していればよく、好ましくは可塑性シートである。可塑性シートは、外力を付与した後、除去したとき、外力による変形が維持される特性を有するシートのことであり、例えば、いわゆるラミネートフィルムが使用できる。ラミネートフィルムからなるフレキシブルパウチは例えば、2枚のラミネートフィルムを重ね合わせ、その周縁部をヒートシールすることにより製造できる。ラミネートフィルムとしては、金属箔とポリマーフィルムを積層したフィルムが一般的であり、具体的には、外層ポリマーフィルム/金属箔/内層ポリマーフィルムから成る3層構成のものが例示される。外層ポリマーフィルムは水分等の透過および接触等による金属箔の損傷を防止するためのものであり、ポリアミドおよびポリエステル等のポリマーが好適に使用できる。金属箔は水分およびガスの透過を防止するためのものであり、銅、アルミニウム、ステンレス等の箔が好適に使用できる。内層ポリマーフィルムは、内部に収納する電解質から金属箔を保護するとともに、ヒートシール時に溶融封口させるためのものであり、ポリオレフィンまたは酸変性ポリオレフィンが好適に使用できる。
[本発明の二次電池]
本発明の一実施形態に係る二次電池の基本的構成を考慮した上で、以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の特徴部分について説明する。
本願発明者らは、平面視で切欠き部30’を有して成る平面積層構造型の電極組立体100’の当該切欠き部30’を形作る電極組立体100’の端部領域70’に生じる局所的な屈曲の発生という技術的課題(図10参照)を解決するため鋭意検討し、本発明の一実施形態に係る二次電池を案出するに至った。
なお、以下、本明細書でいう「切欠き部」とは、平面視にて矩形状の電極組立体の主面からその一部が切り欠かれる又は取り除かれる結果として、非矩形状の電極組立体の主面が形成される部分を指す。本明細書でいう「固定部材」とは、少なくとも電極組立体の側面に露出する正極、負極、およびセパレータの端部を一体的に固定するための部材を指す。又、本明細書でいう「固定部材」とは、特に限定されるものでないが、絶縁テープ状の固定部材および/又は電極組立体に嵌合可能な嵌合部材であってよい。本明細書でいう「切欠き側面」とは、電極組立体の側面のうち、平面視にて切欠き部を形作る部分の側面を指す。本明細書でいう「非切欠き側面」とは、電極組立体の側面のうち、平面視にて切欠き部以外の部分を形作る側面を指す。
図1Aは、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である電極組立体を模式的に示した平面図である。図1Bは、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である電極組立体を模式的に示した斜視図である。
上記技術的課題を解決するため、本発明の一実施形態では、図1Aおよび図1Bに示すように切欠き部30Aを成す電極組立体100Aの切欠き側面101Aと、切欠き側面101Aに対向し切欠き部30A以外の部分を成す電極組立体の非切欠き側面102Aとを少なくとも固定する固定部材60A(60Aa、60Ab)が設けられていることを特徴とする。
かかる固定部材60A(60Aa、60Ab)の設置により、相互に対向する電極組立体100Aの切欠き側面101Aと非切欠き側面102Aとが固定される。具体的には、切欠き側面101Aに露出する正極、負極、および正極と負極の間に介在するセパレータの各端部が固定部材60Aaにより一体的に固定されると共に、当該切欠き側面101Aに対向する非切欠き側面102Aに露出する正極、負極、および正極と負極の間に介在するセパレータの各端部が固定部材60Abにより一体的に固定される。
両側面に露出する正極、負極、およびセパレータの各端部の一体的な固定により、第1に、切欠き側面101Aおよび非切欠き側面102Aの両方に露出する正極、負極、およびセパレータの各層間の積層方向に沿った離隔を好適に抑制することができる。又、両側面に露出する正極、負極、およびセパレータの各端部の一体的な固定により、第2に、正極、負極、およびセパレータの積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれを好適に抑制することができる。上記の(1)各層間の積層方向に沿った離隔の好適な抑制および(2)各層間の積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれの好適な抑制により、切欠き部30Aを形作る電極組立体100Aの端部領域70Aの強度を好適に維持することができる。かかる電極組立体100Aの端部領域70Aの強度の好適な維持により、切欠き部30Aを形作る電極組立体100Aの端部領域70Aに生じる局所的な屈曲の発生を好適に抑制することができる。当該端部領域70Aにおける局所的な屈曲発生の好適な抑制により、正極、負極、およびセパレータの各層間接続を好適に維持することが可能となる。そのため、正極、負極、およびセパレータの各層間接続が好適に維持された電極組立体100Aを外装体に封入することで得られる二次電池は好適な電池特性を発揮することが可能となる。なお、固定部材により電極組立体100Aの端部領域70Aの強度が好適に維持されることを大前提として、電極組立体100Aに対する固定部材の占有面積が小さい程、後刻の外装体内へ当該電極組立体100Aに加えて所定量の電解液の含浸性を確保することができる。
本発明は、下記態様を採ることが好ましい。
一態様では、固定部材が、切欠き側面に加えて切欠き側面に連続するように電極組立体の両主面に一部に更にそれぞれ設けられており、および非切欠き側面に加えて非切欠き側面に連続するように電極組立体の両主面の一部に更にそれぞれ設けられていることが好ましい。
図2Aは、別態様の電極組立体を模式的に示した平面図である。図2Bは、別態様の電極組立体を模式的に示した斜視図である。
本態様の一例としては、図2Aおよび図2Bに示す態様が挙げられる。
図2Aおよび図2Bに示す態様は、図1Aおよび図1Bに示す態様と比べて、一方の固定部材60Baが切欠き側面101Bに加えて切欠き側面101Bに連続するように電極組立体100Bの両主面103Bの一部に更にそれぞれ設けられていることを特徴とする。又、図2Aおよび図2Bに示す態様は、図1Aおよび図1Bに示す態様と比べて、一方の固定部材60Baに対向する他方の固定部材60Bbが非切欠き側面102Bに加えて非切欠き側面102Bに連続するように電極組立体100Bの両主面103Bの一部に更にそれぞれ設けられていることを特徴とする。なお、図2Aおよび図2Bに示す態様では、切欠き側面101Bを固定する固定部材60Baと非切欠き側面102Bを固定する固定部材60Bbとが電極組立体100Bの主面103Bを介して非連続と成っている。
かかる固定部材60Baの設置により、電極組立体100Bの切欠き側面101B、および切欠き側面101Bに連続する電極組立体100Bの両主面103Bの一部が固定される。又、かかる固定部材60Bbの設置により、電極組立体100Bの非切欠き側面102Bおよび非切欠き側面102Bに連続する電極組立体100Bの両主面103Bの一部が固定される。具体的には、切欠き側面101Bに露出する正極、負極、および正極と負極の間に介在するセパレータの各端部が固定部材60Baにより一体的に固定されると共に、電極組立体100Bの一方の主面103Bと他方の主面103Bとが固定部材60Baにより挟み込まれるように固定される。又、非切欠き側面102Bに露出する正極、負極、および正極と負極の間に介在するセパレータの各端部が固定部材60Bbにより一体的に固定されると共に、電極組立体100Bの一方の主面103Bと他方の主面103Bとが固定部材60Bbにより挟み込まれるように固定される。
上述のように、図2Aおよび図2Bに示す態様では、「固定部材60Baおよび60Bbそれぞれによる両側面に露出する正極、負極、およびセパレータの各端部の一体的な固定」に加え、「固定部材60Baおよび60Bbのそれぞれによる電極組立体100Bの一方の主面103Bと他方の主面103Bの挟込み固定」が為される。当該挟込み固定が更に為されることにより、第1に、切欠き側面101Bおよび非切欠き側面102Bの両方に露出する正極、負極、およびセパレータの各層間の積層方向に沿った離隔をより好適に抑制することができる。又、当該挟込み固定が更に為されることにより、第2に、正極、負極、およびセパレータの積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれをより好適に抑制することができる。上記の(1)各層間の積層方向に沿った離隔のより好適な抑制および(2)各層間の積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれのより好適な抑制により、切欠き部30Aを形作る電極組立体100Aの端部領域70Aの強度をより好適に維持させることができる。かかる電極組立体100Aの端部領域70Aの強度のより好適な維持により、切欠き部30Aを形作る電極組立体100Aの端部領域70Aに生じる局所的な屈曲の発生をより好適に抑制することができる。当該端部領域70Aにおける局所的な屈曲発生のより好適な抑制により、正極、負極、およびセパレータの各層間接続をより好適に維持することが可能となる。そのため、正極、負極、およびセパレータの各層間接続がより好適に維持された電極組立体100Aを外装体に封入することで得られる二次電池はより好適な電池特性を発揮することが可能となる。
図3Aは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した平面図である。図3Bは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した斜視図である。
本態様の別例としては、図3Aおよび図3Bに示す態様が挙げられる。
図3Aおよび図3Bに示す態様は、図2Aおよび図2Bに示す態様と比べて、切欠き側面101Cを固定する固定部材60Caと非切欠き側面102Cを固定する固定部材60Cbとが電極組立体100Cの主面103Cを介して連続していることを特徴とする。
かかる特徴により、図3Aおよび図3Bに示す態様では、図2Aおよび図2Bに示す態様と比べて、固定部材60Caおよび固定部材60Cb、すなわち固定部材60Cが断面視で電極組立体100Cの切欠き側面101C、非切欠き側面102C、および両主面103Cを全体的に取り囲むように設けられている。これにより、図2Aおよび図2Bに示す態様と比べて、固定部材60Cにより、当該固定部材60Cが供される箇所の電極組立体100Cが断面視で全体的に取り囲まれることに起因して、当該箇所の電極組立体100Cの固定をより強化することができる。
当該固定部材60Cの取り囲みにより、第1に、切欠き側面101Cおよび非切欠き側面102Cの両方に露出する正極、負極、およびセパレータの各層間の積層方向に沿った離隔を更により好適に抑制することができる。又、当該固定部材60Cの取り囲みにより、第2に、正極、負極、およびセパレータの積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれを更により好適に抑制することができる。上記の(1)各層間の積層方向に沿った離隔の更により好適な抑制および(2)各層間の積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれの更により好適な抑制により、切欠き部30Cを形作る電極組立体100Cの端部領域70Cの強度を更により好適に維持させることができる。かかる電極組立体100Cの端部領域70Cの強度のより好適な維持により、切欠き部30Cを形作る電極組立体100Cの端部領域70Cに生じる局所的な屈曲の発生を更により好適に抑制することができる。当該端部領域70Cにおける局所的な屈曲発生の更により好適な抑制により、正極、負極、およびセパレータの各層間接続を更により好適に維持することが可能となる。そのため、正極、負極、およびセパレータの各層間接続が更により好適に維持された電極組立体100Cを外装体に封入することで得られる二次電池は更により好適な電池特性を発揮することが可能となる。
一態様では、切欠き側面および非切欠き側面を固定する固定部材によって構成される固定部材帯が少なくとも2つ供されており、一方の固定部材帯の延在方向と他方の固定部材帯の延在方向との間に形成される角度が、平面視で60〜120度であることが好ましい。
図4Aは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した平面図である。図4Bは、更に別態様の電極組立体を模式的に示した斜視図である。
一例として、本態様では、図4Aおよび図4Bに示すように、切欠き側面101Dを固定する第1の固定部材60Daおよび非切欠き側面102Dを固定する第2の固定部材60Dbによって構成される固定部材帯80Dと、切欠き側面101Dを固定する第3の固定部材60Daおよび非切欠き側面102Dを固定する第4の固定部材60Dbによって構成される固定部材帯80Dとが供される。当該固定部材帯80Dの延在方向と固定部材帯80Dの延在方向との間に形成される角度θは、特に限定されるものではないが平面視で60〜120度であることが好ましい。
本明細書でいう「固定部材帯」とは、切欠き側面101Dおよび非切欠き側面102Dを固定する1つの連続形態の固定部材又は1対の非連続形態の固定部材により形作られる帯状の固定部材(又は固定部材群)を指す(図4Aおよび図4Bは1対の非連続形態の固定部材を示す)。本明細書でいう「固定部材帯の延在方向」とは、平面視で電極組立体の側面に沿う固定部材の所定の辺の中点および当該辺に対向する固定部材の辺の中点をそれぞれ通るように延在する方向を指す。本明細書でいう「固定部材」とは、特に限定されるものでないが、図4Bに示すように絶縁テープ状の固定部材61Dおよび/又は電極組立体100Dに嵌合可能な嵌合部材62Dであってよい。
つまり、本態様は、図2Aおよび図2Bに示す態様と比べて、図4Aおよび図4Bに示す角度θが所定角(例えば60度〜120度)を成すように相互に異なる方向に延在する少なくとも2つの固定部材帯が供されていることを特徴とする。なお、特に限定されるものではないが、図4Aおよび図4Bに示す態様では、第1の固定部材60Daおよび第2の固定部材60Dbは、切欠き側面101Dおよび非切欠き側面102Dにそれぞれ連続するように電極組立体100Dの両主面103Dの一部に更に設けられている。又、図4Aおよび図4Bに示す態様では、第3の固定部材60Daおよび第4の固定部材60Dbは、切欠き側面101Dおよび非切欠き側面102Dにそれぞれ連続するように電極組立体100Dの両主面103Dの一部に更に設けられている。
この場合、本態様では、「固定部材60Daおよび60Dbによる両側面に露出する正極、負極、およびセパレータの各端部の一体的な固定」に加え、「固定部材60Daおよび60Dbのそれぞれによる電極組立体100Dの一方の主面103Dと他方の主面103Dとの挟込み固定」が為される。これに加えて、本態様では、「固定部材60Daおよび60Dbによる両側面に露出する正極、負極、およびセパレータの各端部の一体的な固定」に加え、「固定部材60Daおよび60Dbのそれぞれによる電極組立体100Dの一方の主面103Dと他方の主面103Dとの挟込み固定」が更に為される。
上記一体的固定および挟込み固定が、固定部材60Daおよび60Db並びに固定部材60Daおよび60Dbにより為されることで、第1に、切欠き側面101Dおよび非切欠き側面102Dの両方に露出する正極、負極、およびセパレータの各層間の積層方向に沿った離隔をより好適に抑制することができる。又、上記一体的固定および挟込み固定により、第2に、正極、負極、およびセパレータの積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれをより好適に抑制することができる。
更に、上記の図2Aおよび図2Bに示す態様では、平面視で切欠き部30Bを有して成る電極組立体100Bにおいて、固定部材60Bにより固定された電極組立体100Bの所定箇所と、固定部材60Bにより固定されていない電極組立体100Bの所定箇所以外の箇所とでは、当該所定箇所のみが固定部材60Bにより固定されていることに起因して、電極組立体100Bに対する固定部材60Bの固定力が作用する方向が一方向となり得る。これは、電極組立体100Bに対する固定部材60Bの固定力が、固定部材60Bにより固定されていない電極組立体100Bの所定箇所以外の箇所(例えば、切欠き部30Bを形作る電極組立体100Bの他の領域の切欠き側面およびこれに対向する非切欠き側面)に好適に作用しない可能性があり得ることを意味する。
そこで、本態様は、上述のように、図2Aおよび図2Bに示す態様と比べて、図4Aおよび図4Bに示す角度θが所定角(例えば60度〜120度)を成すように相互に異なる方向に延在する少なくとも2つの固定部材帯80D、80Dを供する。かかる固定部材帯80D、80Dの提供により、固定部材帯80Dを構成する切欠き側面101Dを固定する第1の固定部材60Daおよび非切欠き側面102Dを固定する第2の固定部材60Dbによる電極組立体100Dに対する固定力が、固定部材帯80Dを構成する切欠き側面101Dを固定する第3の固定部材60Daおよび非切欠き側面102Dを固定する第4の固定部材60Dbによる電極組立体100Dに対する固定力の影響を受けて、電極組立体100Dの局所部分ではなく、電極組立体100Dの全体にわたって略釣り合いのとれた固定力を供することが可能となる。
なお、本態様では、図4Aおよび図4Bに示す角度θが90度を成すように相互に異なる方向に延在する少なくとも2つの固定部材帯80D、80Dが供されることがより好ましい。これにより、第1の固定部材60Daおよび第2の固定部材60Dbによる電極組立体100Dに対する固定力が作用するベクトルと、第3の固定部材60Daおよび第4の固定部材60Dbによる電極組立体100Dに対する固定力が作用するベクトルとの内積がθ=90度であることに起因してゼロになる。従って、電極組立体100Dの全体にわたって好適に釣り合いのとれた固定力を供することが可能となる。
かかる電極組立体100Dの全体にわたる略釣り合いのとれた固定力の提供により、(1)各層間の積層方向に沿った離隔の更により好適な抑制および(2)各層間の積層方向(略上下方向)に対して略垂直な方向(略水平方向)に沿った各層間の位置ずれの更により好適な抑制が可能となる。これにより、切欠き部30Dを形作る電極組立体100Dの端部領域70Dの強度を更により好適に維持させることができる。かかる電極組立体100Dの端部領域70Dの強度のより好適な維持により、切欠き部30Dを形作る電極組立体100Dの端部領域70Dに生じる局所的な屈曲の発生を更により好適に抑制することができる。
なお、図4Aおよび図4Bに示す態様はあくまでも例示にすぎず、電極組立体の全体にわたって略釣り合いのとれた固定力を供することが可能であることを前提とするならば、例えば図4Cおよび図4Dに示す態様が採られてもよい。
図4Cおよび図4Dは、図4Aおよび図4Bの変更態様を模式的に示した平面図である。
一例では、図4Cに示すように切欠き側面101Eを固定する第1の固定部材60Eaと非切欠き側面102Eを固定する第2の固定部材60Ebが平面視で相互にずれて対向配置されてよい。同様に、図4Cに示すように切欠き側面101Eを固定する第3の固定部材60Eaと非切欠き側面102Eを固定する第4の固定部材60Ebが平面視で相互にずれて対向配置されてよい。
別例では、図4Dに示すように切欠き側面101Fを固定する第1の固定部材60Faと非切欠き側面102Fを固定する第2の固定部材60Fbが平面視で相互に対向しつつ、一方の固定部材(第2の固定部材60Fb)の寸法が他方の固定部材(第1の固定部材60Fa)の寸法よりも相対的に大きくてもよい。同様に、図4Dに示すように切欠き側面101Fを固定する第3の固定部材60Faと非切欠き側面102Fを固定する第4の固定部材60Fbが平面視で相互に対向しつつ、一方の固定部材(第3の固定部材60Fa)の寸法が他方の固定部材(第4の固定部材60Fb)の寸法よりも相対的に大きくてもよい。
一方、図3Aおよび図3Bに示す態様と図4Aおよび図4Bに示す態様とを組み合わせた図4Eに示す態様が採られることがより好ましい。
図4Eに示す態様は、切欠き側面101Gを固定する第1の固定部材60Gaと非切欠き側面102Gを固定する第2の固定部材60Gbとが電極組立体100Gの主面103Gを介して連続していることを特徴とする。これに加え、図4Eに示す態様は、切欠き側面101Gを固定する第3の固定部材60Gaと非切欠き側面102Gを固定する第4の固定部材60Gbとが電極組立体100Gの主面103Gを介して連続していることを特徴とする。
かかる特徴により、図4Eに示す態様では、固定部材60Gaおよび固定部材60Cb、すなわち固定部材60Gが断面視で電極組立体100Gの切欠き側面101G、非切欠き側面102G、および両主面103Gを全体的に取り囲むように設けられている。又、固定部材60Gaおよび固定部材60Cb、すなわち固定部材60Gが断面視で電極組立体100Gの切欠き側面101G、非切欠き側面102G、および両主面103Gを全体的に取り囲むように設けられている。これにより、固定部材60Gおよび固定部材60Gにより、各固定部材が供される箇所の電極組立体100Gが断面視で全体的に取り囲まれることに起因して、当該箇所の電極組立体100Gの固定をより強化することができる。
これに加え、図4Eに示す角度θが90度を成すように相互に異なる方向に延在する固定部材60G、60G(連続形態の場合、固定部材は固定部材帯に相当する)が供されることがより好ましい。これにより、固定部材60G(又は固定部材帯ともいう)による電極組立体100Gに対する固定力が作用するベクトルと、固定部材60G(又は固定部材帯ともいう)による電極組立体100Gに対する固定力が作用するベクトルとの内積がθ=90度であることに起因してゼロになる。従って、電極組立体100Gの全体にわたって好適に釣り合いのとれた固定力を供することが可能となる。
一態様では、固定部材帯の延在方向と略同一な方向に延在する固定部材帯が更に設けられていることが好ましい。
図5Aおよび図5Bは、固定部材帯の延在方向と略同一な方向に延在する固定部材帯が更に設けられている態様を模式的に示した平面図である。
図5Aに示す態様は、図4Aに示す態様と比べて所定方向に延在する固定部材帯の数が少なくとも2つ(図示する態様では固定部材帯80H、80H)、および所定方向とは異なる方向に延在する固定部材帯の数が少なくとも2つ(図示する態様では固定部材帯80H、80H)である点が相違する。かかる相違により、電極組立体100Hの全体にわたって略釣り合いのとれた固定力を供することが可能となると共に、固定部材帯の数が図4Aに示す態様と比べて相対的に多いことに起因して電極組立体100Hに対する固定力をより向上させることが可能と成る。
図5Bに示す態様は、図5Aに示す態様と比べて固定部材帯に対応する連続形態を成す固定部材が非連続形態ではなく連続形態を成している点が相違する。かかる相違により、電極組立体100Iの全体にわたって略釣り合いのとれた固定力を供することが可能となることに加えて、固定部材帯に対応する固定部材の数が相対的に多いことに起因して電極組立体100Iに対する固定力をより向上させると共に、固定部材60I〜60Iにより各固定部材が供される箇所の電極組立体100Iが断面視で全体的に取り囲まれることに起因して当該箇所の電極組立体100Iの固定をより強化することができる。
電極組立体の平面視の切欠き部の形状は、図1A〜図5Bに示すものに限定されることはない。例えば、図6に示すような態様を採ることも可能である。図6に示す態様では、上記態様と同様に、切欠き部30Jを形作る電極組立体100Jの端部領域70Jに生じる局所的な屈曲の発生を好適に抑制する観点から、切欠き部30Jを成す電極組立体100Jの切欠き側面101Jを固定する60Ja〜60Ja、および当該切欠き側面101Jに対向し切欠き部30J以外の部分を成す電極組立体の非切欠き側面102Jを固定する固定部材60Jb〜60Jbが少なくとも設けられていてよい。
なお、例えば、本発明の特徴である「電極組立体の切欠き側面と電極組立体の非切欠き側面とを少なくとも固定する固定部材が設けられる」ことを前提として、下記態様が採られてもよい。具体的には、図7Aに示すように電極組立体100Kの切欠き側面101Kおよび非切欠き側面102Kを固定する固定部材帯が平面視で少なくとも2つ供され、かつ一方の固定部材帯80Kと他方の固定部材帯80Kとが略平行に設けられてもよい。なお、この場合、各固定部材帯内の切欠き側面側に位置する一方の固定部材と、各固定部材帯内の非切欠き側面側に位置する他方の固定部材とは、平面視で相互に対向するように“ずれ”形態を構成している。又、図7Bに示すように電極組立体100Lの切欠き側面101Lおよび非切欠き側面102Lを固定する連続形態の固定部材(すなわち固定部材帯に相当)が平面視で少なくとも2つ供され、かつ一方の固定部材60Lと他方の固定部材60Lとが略平行に設けられてもよい。
最後に、下記旨を確認的に付言しておく。一例として、非連続形態の固定部材60(絶縁テープから成る固定部材)は、断面視で電極組立体100の少なくとも両側面上に沿って絶縁テープが巻回されたローラー90を転がせることで供することが可能である(図8A参照)。一方、連続形態の固定部材60(絶縁テープから成る固定部材)は、断面視で電極組立体100を形作る面を取り囲むように絶縁テープが巻回されたローラー90を転がせることで供することが可能である(図8B参照)。
本発明の一実施形態に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の一実施形態に係る二次電池、特に非水電解質二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野(例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパーなどのモバイル機器分野)、家庭・小型産業用途(例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野)、大型産業用途(例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野)、交通システム分野(例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野)、電力系統用途(例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野)、ならびに、IoT分野、宇宙・深海用途(例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野)などに利用することができる。
10A 正極,10B 負極,11A 正極集電体,11B 負極集電体,12A 正極材層,12B 負極材層,30A、30B、30C、30D、30J 切欠き部,30’ 切欠き部(従来),50 セパレータ,60、60C、60G、60G、60I、60I、60I、60I、60L、60L 固定部材,60a、60Aa、60Ba、60Ca、60Da、60Da、60Ea、60Ea、60Fa、60Fa、60Ga、60Ga、60Ja、60Ja、60Ja 切欠き側面を固定する固定部材,60b、60Ab、60Bb、60Cb、60Db、60Db、60Eb、60Eb、60Fb、60Fb、60Gb、60Gb、60Jb、60Jb、60Jb 非切欠き側面を固定する固定部材,61D 絶縁テープ状固定部材,62D 嵌合部材,70、70A、70B、70C、70D、70J 電極組立体の端部領域(平面視),70’ 電極組立体の端部領域(平面視)(従来),
80、80D、80D、80H、80H、80H、80H、80K、80K 固定部材帯,90 ローラー,100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I、100J、100K、100L 電極組立体,100’ 電極組立体(従来),101、101A、101B、101C、101D、101E、101F、101G、101H、101I、101J、101K、101L 電極組立体の切欠き側面,102、102A、102B、102C、102D、102E、102F、102G、102H、102I、102J、102K、102L 電極組立体の非切欠き側面,103、103B、103C、103D、103G 電極組立体の主面,200’ 外装体(従来),300’ 二次電池(従来),θ 一方の固定部材帯の延在方向と他方の固定部材帯の延在方向との間に形成される角度

Claims (8)

  1. 正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、
    前記電極組立体は、断面視にて前記正極、前記負極および前記セパレータを含む電極構成層が平面状に複数積層された平面積層構造を有し、および平面視にて切欠き部を有して成り、
    前記切欠き部を成す前記電極組立体の切欠き側面と、該切欠き側面に対向し該切欠き部以外の部分を成す該電極組立体の非切欠き側面とを少なくとも固定する固定部材が設けられている、二次電池。
  2. 前記固定部材が、前記切欠き側面に加えて該切欠き側面に連続するように前記電極組立体の両主面の一部に更にそれぞれ設けられており、および
    前記固定部材が、前記非切欠き側面に加えて該非切欠き側面に連続するように前記電極組立体の両主面の一部に更にそれぞれ設けられている、請求項1に記載の二次電池。
  3. 前記切欠き側面を固定する前記固定部材と前記非切欠き側面を固定する前記固定部材とが前記電極組立体の前記主面を介して非連続と成っている、請求項2に記載の二次電池。
  4. 前記切欠き側面を固定する前記固定部材と前記非切欠き側面を固定する前記固定部材とが前記電極組立体の前記主面を介して連続している、請求項2に記載の二次電池。
  5. 前記切欠き側面および前記非切欠き側面を固定する前記固定部材によって構成される固定部材帯が少なくとも2つ供されており、
    一方の前記固定部材帯の延在方向と他方の前記固定部材帯の延在方向との間に形成される角度が、平面視で60〜120度である、請求項1〜4のいずれかに記載の二次電池。
  6. 前記一方の前記固定部材帯の前記延在方向と前記他方の前記固定部材帯の延在方向との間の成す角度が平面視で90度である、請求項5に記載の二次電池。
  7. 前記固定部材帯の延在方向と略同一な方向に延在する前記固定部材帯が更に少なくとも1つ設けられている、請求項5又は6に記載の二次電池。
  8. 前記正極および前記負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する、請求項1〜7のいずれかに記載の二次電池。
JP2019501214A 2017-02-22 2018-02-08 二次電池 Active JP6849051B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017031346 2017-02-22
JP2017031346 2017-02-22
PCT/JP2018/004409 WO2018155211A1 (ja) 2017-02-22 2018-02-08 二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018155211A1 JPWO2018155211A1 (ja) 2019-11-07
JP6849051B2 true JP6849051B2 (ja) 2021-03-24

Family

ID=63254398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019501214A Active JP6849051B2 (ja) 2017-02-22 2018-02-08 二次電池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190334210A1 (ja)
JP (1) JP6849051B2 (ja)
CN (1) CN110337751A (ja)
WO (1) WO2018155211A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7155850B2 (ja) * 2018-10-15 2022-10-19 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
EP3748710A1 (en) * 2019-06-04 2020-12-09 Renata AG Cell battery

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012278A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Sony Corp 有機電解質二次電池
JP3531552B2 (ja) * 1999-09-30 2004-05-31 トヨタ自動車株式会社 積層型電池・キャパシタ用電極構造体
JP2001283798A (ja) * 2000-03-29 2001-10-12 Sanyo Electric Co Ltd ラミネート外装体を備えた電池
JP5351481B2 (ja) * 2008-09-26 2013-11-27 旭化成株式会社 電極積層体及びその製造方法
JP2011081941A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Hitachi Maxell Ltd コイン形電池
JP5357799B2 (ja) * 2010-02-09 2013-12-04 三菱重工業株式会社 二次電池、二次電池の製造装置および製造方法
JP5502045B2 (ja) * 2011-09-27 2014-05-28 Ckd株式会社 積層体のテープ貼付装置
JP2013109903A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Toyota Industries Corp 二次電池、及び車両
JP2014123699A (ja) * 2012-11-26 2014-07-03 Jm Energy Corp 蓄電デバイス
KR101573691B1 (ko) * 2013-03-04 2015-12-03 주식회사 엘지화학 결락부가 형성된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
JP5742869B2 (ja) * 2013-04-16 2015-07-01 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JPWO2015002094A1 (ja) * 2013-07-05 2017-02-23 Necエナジーデバイス株式会社 電池セル
JP2016225204A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社豊田自動織機 積層装置
WO2016195087A1 (ja) * 2015-06-04 2016-12-08 日本電気株式会社 フィルム外装電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20190334210A1 (en) 2019-10-31
JPWO2018155211A1 (ja) 2019-11-07
WO2018155211A1 (ja) 2018-08-30
CN110337751A (zh) 2019-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110462873B (zh) 二次电池
US20230057980A1 (en) Secondary battery and method for manufacturing the same
JP2021036484A (ja) 二次電池および二次電池の製造方法
JP6849051B2 (ja) 二次電池
WO2020218217A1 (ja) 二次電池
US11417912B2 (en) Secondary battery and method of manufacturing the same
US20230037438A1 (en) Secondary battery
US20220045404A1 (en) Secondary battery
WO2021140838A1 (ja) 二次電池
US11387493B2 (en) Secondary battery
JPWO2018131346A1 (ja) 二次電池
US11411241B2 (en) Secondary battery
JP6885410B2 (ja) 二次電池
JP6888634B2 (ja) 二次電池
WO2017208683A1 (ja) 二次電池
WO2022044672A1 (ja) 二次電池およびその製造方法
JP2018206490A (ja) 二次電池およびその製造方法
WO2021020212A1 (ja) 二次電池およびその製造方法
WO2018105277A1 (ja) 二次電池
WO2017208532A1 (ja) 二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6849051

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150