JP6935056B2 - Power storage element - Google Patents
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Description
本発明は、折り返された第一の電極の間に枚葉状の第二の電極が配置された電極体を備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to a power storage element including an electrode body in which a single-wafer-shaped second electrode is arranged between the folded first electrodes.
従来から、負極電極板及び正極電極板の一方の電極板がつづら折り状に積層されているリチウムイオン二次電池(以下、単に「電池」と称する)が知られている(特許文献1参照)。具体的に、この電池は、図17に示すように、負極電極板101と、正極電極板104と、両電極板101、104間に挿入されたセパレータ107とが、交互に積層されて構成された電極積層体である。
Conventionally, a lithium ion secondary battery (hereinafter, simply referred to as “battery”) in which one of the negative electrode plate and the positive electrode plate is laminated in a zigzag shape has been known (see Patent Document 1). Specifically, as shown in FIG. 17, this battery is configured by alternately stacking a
負極電極板101は、両面でセパレータ107と密着しており、長手方向に所定間隔で交互に折り畳まれてつづら折り状に積層された長尺の可撓性材料からなる電極板(長尺電極板と称する)である。負極の長尺電極板101は、銅箔102の両面に形成された負極活物質層103をもつ。
The
セパレータ107は、長尺の絶縁膜からなり、その厚さ方向に電荷の移動が可能な電池用セパレータである。このセパレータ107は、負極の長尺電極板101の両面に接して折り畳まれている。具体的に、セパレータ107は、長尺電極板101の銅箔102のうち、負極活物質層103の形成されている部分を両面から包み込んでいる。即ち、長尺電極板101とその両面を包むセパレータ107とは一体化して一体長尺物108を形成している。
The
正極電極板104は、両面でセパレータ107に密着しており、多数の互いに独立した短冊形状の電極板(短冊状電極板と称する)である。正極の各短冊状電極板104は、アルミニウム箔105の両面に形成された正極活物質層106をもつ。
The
そして、長尺電極板101とセパレータ107とからなる一体長尺物108に対し、その両側から多数の短冊状電極板104が交互に積層されて電池100が構成されている。即ち、一枚の一体長尺物108と多数の短冊状電極板104との積層に際し、一体長尺物108はつづら折りに折り畳まれ、その間に短冊状電極板104が両側から挿入されて一体長尺物108に挟持された構造を電池100は持っている。
Then, a large number of strip-
以上の電池100では、一体長尺物108が、折り返し部において短冊状電極板104のエッジ(端縁角部)を基点に内側に折れ曲がるような力が加わった状態で折り畳まれていると、前記折り返し部位における短冊状電極板104のエッジ(端縁角部)と当接する部位(図17の符号109参照)やその近傍において負極活物質層103に割れが生じる場合がある。
In the
そこで、本実施形態は、第一の電極を含む部材の折り返し部において、第二の電極を含む部材と接触する領域の端縁を基点に折れ曲がるような力が加わることに起因する第一の電極の活物質層が割れ難い蓄電素子を提供することを目的とする。 Therefore, in the present embodiment, the first electrode is caused by applying a bending force with respect to the edge of the region in contact with the member including the second electrode at the folded portion of the member including the first electrode. It is an object of the present invention to provide a power storage element in which the active material layer of the above is hard to break.
本実施形態の蓄電素子は、
活物質層を有する第一の電極を含む長尺な第一の部材と、前記第一の電極と極性の異なる第二の電極を含む第二の部材と、を有する電極体を備え、
前記第一の部材は、平行若しくは略平行な一対の平坦部と、前記一対の平坦部の第一方向の一方側の端部同士を接続するターン部と、を含む折り返し部を有し、
前記第二の部材は、少なくとも前記折り返し部の一対の平坦部の間に配置され、
前記ターン部は、前記折り返し部において前記第二の部材が接触する領域の前記第一方向の一方側の端縁の位置である基準位置より一方側の部位であり、
前記ターン部の長さ寸法であって前記第一の部材の長尺方向に沿った長さ寸法は、前記一対の平坦部の各平坦部が並ぶ第二方向における前記第二の部材の前記基準位置での寸法を直径とする半円弧に沿って配置される場合の第一の部材の長さ寸法より大きい。
The power storage element of this embodiment is
An electrode body including a long first member including a first electrode having an active material layer and a second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode is provided.
The first member has a folded portion including a pair of parallel or substantially parallel flat portions and a turn portion connecting the ends of the pair of flat portions on one side in the first direction.
The second member is arranged at least between a pair of flat portions of the folded portion.
The turn portion is a portion on one side of the reference position, which is the position of the one-sided edge of the first direction in the region where the second member contacts in the folded portion.
The length dimension of the turn portion along the longitudinal direction of the first member is the reference of the second member in the second direction in which the flat portions of the pair of flat portions are lined up. It is larger than the length dimension of the first member when it is arranged along a semicircle whose diameter is the dimension at the position.
このように、ターン部の長さ寸法が第二の部材の第二方向における寸法を直径とする半円弧に沿って配置される場合の第一の部材の長さ寸法(例えば、図10のα参照)より大きいことで、第一の部材の基準位置を基点としてターン部の内側に折れ曲がるような力が第一の部材に加わらない若しくは加わり難くなる。このため、第一の部材が第二の部材との接触する領域の端縁を基点にターン部の内側に向けて折れ曲がるような力(例えば、図13の矢印参照)が加わることに起因する第一の電極の活物質層の割れの発生が抑えられる。 As described above, when the length dimension of the turn portion is arranged along the semicircular arc whose diameter is the dimension of the second member in the second direction, the length dimension of the first member (for example, α in FIG. 10). If it is larger than (see), a force that bends inward of the turn portion with the reference position of the first member as a base point is not applied or is difficult to be applied to the first member. Therefore, a force (for example, see the arrow in FIG. 13) is applied so that the first member bends inward of the turn portion with the edge of the region in contact with the second member as the base point. The occurrence of cracks in the active material layer of one electrode is suppressed.
前記蓄電素子では、
前記第二の部材は、前記第二方向における各平坦部の外側において前記折り返し部と接触する領域の前記第一方向の一方側の端縁位置が前記第一方向における前記基準位置と同じ又は該基準位置より他方側となるように前記平坦部と対向して配置され、
前記ターン部は、前記第二方向において、該ターン部の一部が、前記一対の平坦部のうちの一方の平坦部と該一方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第一の基準面、及び前記一対の平坦部のうちの他方の平坦部と該他方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第二の基準面の少なくとも一方の基準面を越えるように湾曲していてもよい。
In the power storage element,
In the second member, the edge position on one side of the first direction of the region in contact with the folded portion on the outside of each flat portion in the second direction is the same as or the reference position in the first direction. It is arranged so as to face the flat portion so as to be on the other side from the reference position.
In the second direction, the turn portion has a part of the turn portion with one flat portion of the pair of flat portions and the second member facing the one flat portion from the outside. Spreads in the direction of the boundary surface of the first reference surface extending in the direction of the boundary surface of the above, and the other flat portion of the pair of flat portions and the second member facing the other flat portion from the outside. It may be curved so as to exceed at least one reference plane of the second reference plane.
かかる構成によれば、平坦部の外側にある第二の部材が平坦部に沿って基準位置よりも第一方向の一方側に移動しようとしたときに、第二方向において基準面(第一の基準面又は第二の基準面)を越えているターン部に当接することで第二の部材の前記移動が妨げられるため、第二の部材の第一方向の一方側への位置ずれが抑えられる。 According to such a configuration, when the second member outside the flat portion tries to move along the flat portion to one side of the first direction from the reference position, the reference plane (first) in the second direction. Since the movement of the second member is hindered by abutting against the turn portion beyond the reference plane or the second reference plane), the displacement of the second member to one side in the first direction can be suppressed. ..
また、前記蓄電素子では、
前記第一方向において前記ターン部と外側から当接する当接部材を備えてもよい。
Further, in the power storage element,
An abutting member that comes into contact with the turn portion from the outside in the first direction may be provided.
かかる構成によれば、当接部材によってターン部の第一方向への延びが規制されることで、第一の部材が第二の部材との接触する領域の端縁を基点にターン部の内側に向けて折れ曲がるような力が加わることをより確実に抑制できる。 According to such a configuration, the contact member regulates the extension of the turn portion in the first direction, so that the inside of the turn portion is set from the edge of the region where the first member contacts the second member. It is possible to more reliably suppress the application of a force that bends toward.
また、前記蓄電素子では、
前記第一の部材は、前記第一方向における一方側を開放するように折り返された第一の折り返し部と、前記第一方向における他方側を開放するように折り返された第二の折り返し部とが交互に配置されるつづら折り状態であり、
前記第二方向において隣り合う前記ターン部同士は、非接触であってもよい。
Further, in the power storage element,
The first member includes a first folded portion folded so as to open one side in the first direction, and a second folded portion folded so as to open the other side in the first direction. Is in a zigzag state in which
The turn portions adjacent to each other in the second direction may not be in contact with each other.
かかる構成によれば、第一の部材が第二の部材との接触する領域の端縁を基点にターン部の内側に折れ曲がるような力が隣のターン部から加わる、即ち、隣のターン部に押圧されることで該押圧に起因する力が加わるのを防ぐことができる。 According to such a configuration, a force for bending the inside of the turn portion from the edge of the region where the first member contacts the second member is applied from the adjacent turn portion, that is, to the adjacent turn portion. By being pressed, it is possible to prevent the force caused by the pressing from being applied.
前記蓄電素子では、
前記第二の部材に含まれるセパレータであって、前記第一の部材と前記第二の電極との間に配置されるセパレータを備え、
前記第一の部材の前記ターン部において、前記活物質層は、前記セパレータに覆われておらず露出してもよい。
In the power storage element,
A separator included in the second member, comprising a separator arranged between the first member and the second electrode.
At the turn portion of the first member, the active material layer may be exposed without being covered by the separator.
活物質層がセパレータに覆われていない部位を基点に折れ曲がるような力が加わると、該部位での活物質層の割れの発生が顕著になる。しかし、上記構成によれば、第一部材のターン部において活物質層が露出しているが、第一の部材の基準位置を基点としてターン部の内側に折れ曲がるような力が第一の部材に加わらない若しくは加わり難いため、基準位置及びその近傍での活物質層の割れの発生が抑えられる。 When a force is applied that bends the active material layer from a portion not covered by the separator as a base point, cracking of the active material layer becomes remarkable at the portion. However, according to the above configuration, although the active material layer is exposed at the turn portion of the first member, a force that bends inward of the turn portion with the reference position of the first member as a base point is applied to the first member. Since it does not or is difficult to add, the occurrence of cracks in the active material layer at the reference position and its vicinity can be suppressed.
また、本実施形態の蓄電素子は、
活物質層を有する第一の電極を含む長尺な第一の部材と、前記第一の電極と極性の異なる第二の電極を含む第二の部材と、を有する電極体を備え、
前記第一の部材は、平行若しくは略平行な一対の平坦部と、前記一対の平坦部の第一方向の一方側の端部同士を接続するターン部と、を含む折り返し部を有し、
前記第二の部材は、少なくとも前記折り返し部の一対の平坦部の間に配置され、
前記ターン部は、前記折り返し部において前記第二の部材が接触する領域の前記第一方向の一方側の端縁の位置である基準位置より一方側の部位であり、前記一対の平坦部のうちの一方の平坦部と該一方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第一の基準面、及び前記一対の平坦部のうちの他方の平坦部と該他方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第二の基準面の少なくとも一方の基準面を該ターン部の一部が前記一対の平坦部の各平坦部が並ぶ第二方向において越えるように湾曲している。
Further, the power storage element of this embodiment is
An electrode body including a long first member including a first electrode having an active material layer and a second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode is provided.
The first member has a folded portion including a pair of parallel or substantially parallel flat portions and a turn portion connecting the ends of the pair of flat portions on one side in the first direction.
The second member is arranged at least between a pair of flat portions of the folded portion.
The turn portion is a portion on one side of the reference position, which is the position of one end edge of the first direction in the region where the second member contacts in the folded portion, and is among the pair of flat portions. A first reference surface extending in the direction of the boundary surface between one flat portion and the second member facing the one flat portion from the outside, and the other flat portion of the pair of flat portions. Each of the pair of flat portions has a part of the turn portion on at least one reference surface of the second reference surface extending in the direction of the boundary surface with the second member facing the other flat portion from the outside. It is curved so as to cross in the second direction where the flat parts are lined up.
かかる構成によれば、少なくともターン部が基準面(第一の基準面及び第二の基準面の少なくとも一方)を越える側の基準位置においては、第一の部材の基準位置を基点としてターン部の内側に折れ曲がるような力が第一の部材に加わらない若しくは加わり難くなるため、第一の部材が第二の部材との接触する領域の端縁を基点にターン部の内側に向けて折れ曲がるような力(例えば、図13の矢印参照)が加わることに起因する第一の電極の活物質層の割れの発生が抑えられる。 According to such a configuration, at least at the reference position on the side where the turn portion exceeds the reference plane (at least one of the first reference plane and the second reference plane), the turn portion of the turn portion is based on the reference position of the first member. Since a force that bends inward is not applied to or difficult to apply to the first member, the first member bends toward the inside of the turn portion with the edge of the area in contact with the second member as the base point. The occurrence of cracking of the active material layer of the first electrode due to the application of force (for example, see the arrow in FIG. 13) is suppressed.
以上より、本実施形態によれば、第一の電極を含む部材の折り返し部において、第二の電極を含む部材と接触する領域の端縁を基点に折れ曲がるような力が加わることに起因する第一の電極の活物質層が割れ難い蓄電素子を提供することができる。 Based on the above, according to the present embodiment, a force is applied to the folded portion of the member including the first electrode so as to bend the folded portion of the member including the second electrode with respect to the edge of the region in contact with the member including the second electrode. It is possible to provide a power storage element in which the active material layer of one electrode is hard to break.
以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図1〜図13を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。 Hereinafter, an embodiment of the power storage element according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13. The power storage element includes a primary battery, a secondary battery, a capacitor, and the like. In the present embodiment, a rechargeable secondary battery will be described as an example of the power storage element. The name of each component (each component) of the present embodiment is that of the present embodiment, and may be different from the name of each component (each component) in the background technology.
本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。 The power storage element of this embodiment is a non-aqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the power storage element is a lithium ion secondary battery that utilizes the electron transfer that occurs with the movement of lithium ions. This type of power storage element supplies electrical energy. The power storage element may be used alone or in combination of two or more. Specifically, the power storage element is used alone when the required output and the required voltage are small. On the other hand, when at least one of the required output and the required voltage is large, the power storage element is used in the power storage device in combination with another power storage element. In the power storage device, the power storage element used in the power storage device supplies electrical energy.
蓄電素子は、図1〜図5に示すように、第一の電極21を含む長尺な第一の部材と、第一の電極21と極性の異なる第二の電極22を含む第二の部材26と、を有する電極体2を備える。また、蓄電素子1は、電極体2を収容するケース3と、少なくとも一部が外部に露出した状態でケース3に取り付けられる外部端子4と、電極体2と外部端子4とを接続する集電体5と、を備える。また、蓄電素子1は、電極体2とケース3との間に配置される絶縁部材(当接部材)6等も備える。また、各図においては、構造を示すために、電極体2を構成する電極等の厚さを誇張して表す等、電極体2の構成を模式的に表している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the power storage element includes a long first member including the
本実施形態の電極体2は、負極21を含む第一の部材と、正極22及びセパレータ25を含む第二の部材26と、を有する。即ち、本実施形態の電極体2では、第一の電極が負極21であり、第二の電極が正極22であり、第一の部材が負極21のみを含む。
The
負極21は、図5〜図8に示すように、金属箔211と、金属箔211の両面のそれぞれに重ねられる負極活物質層212と、を有する。即ち、負極21は、一つの金属箔211と一対の負極活物質層212とを有する。本実施形態の金属箔211は、例えば、銅箔である。この負極21は、長尺な帯状であり、折り返し部23を有する(図8参照)。この折り返し部23の間には、第二の部材26が配置されている。
As shown in FIGS. 5 to 8, the
負極活物質層212は、負極活物質と、バインダーと、を有する。
The negative electrode
負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素(Si)及び錫(Sn)などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、グラファイトである。 The negative electrode active material is, for example, a carbon material such as graphite, non-graphitized carbon, and easily graphitized carbon, or a material that undergoes an alloying reaction with lithium ions such as silicon (Si) and tin (Sn). The negative electrode active material of this embodiment is graphite.
負極活物質層212に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム(SBR)である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
The binder used for the negative electrode
負極活物質層212は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層212は、導電助剤を有していない。
The negative electrode
折り返し部23は、図9に示すように、谷折り側の面である第一の面231及び山折り側の面(即ち、第一の面231と反対側の面)である第二の面232をそれぞれ有し且つ第一の面231同士を対向させた一対の平坦部233と、一対の平坦部233の端部同士を接続するターン部234と、を含む。本実施形態の負極21は、ターン部234を反対に向けた状態で隣り合う折り返し部23同士がその一部(平坦部233)を共通させた状態で連続するつづら折り状態(蛇腹状)である。即ち、図8において、一つの折り返し部(第一折り返し部)23Aに着目したときに、第一折り返し部23Aと、その隣(図8における後ろ側)の折り返し部(第二折り返し部)23Bとでは、第一折り返し部23Aのターン部234Aと、第二折り返し部23Bのターン部234Bとの間の平坦部233A、233Bを共通させている。
As shown in FIG. 9, the folded-
この場合、第一折り返し部23Aに着目したときの平坦部233Aでは、第一折り返し部23Aにおける谷折り面側の面が第一の面231Aであり、その反対側の面(山折り側の面)が第二の面232Aである。一方、第二折り返し部23Bに着目したときの平坦部233B(第一折り返し部23Aの平坦部233Aと共通させた平坦部233B)では、第二折り返し部23Bにおける谷折り面側の面が第一の面231Bであり、その反対側の面(山折り側の面)が第二の面232Bである。即ち、第一折り返し部23Aと第二折り返し部23Bとで共通させている平坦部233A、233Bでは、第一折り返し部23Aに着目したときと、第二折り返し部23Bに着目したときとで、第一の面(折り返し部23において向かい合う面)231と第二の面(折り返し部において反対方向を向く面)232とが逆になる。
In this case, in the
図5〜図7に戻り、具体的には、負極21では、帯状の負極21が長尺方向において所定間隔で交互に折り返されることによって、平坦部233とターン部234とが交互に形成されている。即ち、長尺な負極21が、図7に示す長手方向に所定間隔で交互に設定された山折り線21Aの位置と谷折り線21Bの位置とで山折りと谷折りとが交互に繰り返されることによって、つづら折り状態となる。これにより、負極21は、複数の平坦部233と複数のターン部234とを有し、複数の平坦部233のそれぞれは、平行若しくは略平行に並び、複数のターン部234のそれぞれは、隣り合う平坦部233の前記長尺方向の一端側の端部同士と他端側の端部同士とを交互に接続している。
Returning to FIGS. 5 to 7, specifically, in the
以下では、平坦部233が並ぶ方向を直交座標系におけるX軸方向(第二方向)とし、平坦部233に対してターン部234が配置されている方向(図8における左右方向)を直交座標系におけるY軸方向(第一方向)とし、ターン部234のターン軸Sの延びる方向(図8参照)を直交座標系のZ軸方向とする。
In the following, the direction in which the
複数の平坦部233のそれぞれは、図7〜図9に示す通り、矩形状の平坦部本体2331と、平坦部本体2331の矩形状の輪郭を構成する一辺から突出する(本実施形態の例では、Z軸方向の端縁からZ軸方向に延びる)負極タブ2332と、を有する。本実施形態の平坦部233は、折り返し部23における第二の部材26と接触している部位である。この平坦部233の平坦部本体2331は、Y軸方向に長い矩形状である。平坦部本体2331では、金属箔211の両面が負極タブ2332側の端部を残して負極活物質層212に覆われ、負極タブ2332では、金属箔211が露出している。即ち、負極タブ2332は、負極活物質層212を有しない。
As shown in FIGS. 7 to 9, each of the plurality of
つづら折り状態の負極21において、各平坦部233の負極タブ2332は、X軸方向から見て重なっている。本実施形態の負極21では、各負極タブ2332は、平坦部本体2331のZ軸方向の一方(図9における上側)の端縁におけるY軸方向の一方(図9における右側)の端部からZ軸方向に延びている。この複数の平坦部本体2331のそれぞれから延びている負極タブ2332は、束ねられ、集電体5を介して外部端子4と接続されている(図3参照)。本実施形態の負極タブ2332の束は、集電体5に溶接されている。
In the
複数のターン部234のそれぞれは、つづら折り状態の負極21において、Z軸方向に延びるターン軸S(図8参照)周りで帯状の負極21が旋回(方向転換)している部位である。本実施形態のターン部234は、折り返し部23において第二の部材26が接触する領域のX軸方向の端縁の位置である基準位置Bより外側の部位である(図10参照)。このターン部234においても、金属箔211の両面が負極タブ2332側の端部を残して負極活物質層212に覆われている。具体的には、以下の通りである。尚、各ターン部234の構成は同じであるため、一つの折り返し部23に着目して説明する。
Each of the plurality of
図10に示すように、ターン部234が接続する一対の平坦部233のうちの一方(図10における上側)の平坦部233Aと該一方の平坦部233Aに対して外側(図10における上側)から対向する第二の部材26との境界面方向に広がる仮想面を、第一の基準面R1とし、他方(図10における下側)の平坦部233Bと該他方の平坦部233Bに対して外側(図10における下側)から対向する第二の部材26との境界面方向に広がる仮想面を、第二の基準面R2とする。この場合、ターン部234は、X軸方向において、該ターン部234の一部が少なくとも一方の基準面R1、R2を越えるように湾曲している。本実施形態のターン部234は、X軸方向において、第一の基準面R1と、第二の基準面R2との両方を越えるように湾曲している。このターン部234の長さ寸法であって負極21の長尺方向に沿った長さ寸法(一方の平坦部233Aとターン部234との境界(基準位置B)から、他方の平坦部233Bとターン部234との境界(基準位置B)までの長さ寸法)は、第二の部材26の厚さ寸法(X軸方向の寸法)を直径とする半円弧に沿って配置される場合の負極21(図10において二点鎖線で示す部位α参照)の長さ寸法より大きい。ここで、「半円弧に沿って配置される場合の負極21」とは、負極21が半円弧に沿って配置されていると仮定するものであり、実際に負極21が半円弧に沿って配置されていることを意味するものではない。
As shown in FIG. 10, one of the pair of
本実施形態の電極体2では、X軸方向に隣り合うターン部234同士は、非接触であるが、接触してもよい。
In the
このような形状を有する各ターン部234に対し、Y軸方向の外側から絶縁部材6が当接している。これにより、各ターン部234の湾曲形状が維持される、即ち、各ターン部234がY軸方向に延びる(図10において二点鎖線で示す部位β参照)ことが防がれる。尚、本実施形態の各ターン部234は、Y軸方向に延びた状態(図10の二点鎖線で示す部位β参照)から絶縁部材6によって平坦部233側に押圧されることで形成されている。
The insulating
本実施形態の第一の部材は、上述のように、負極21のみを含んでいる。このため、第一の部材(負極21)の活物質層(負極活物質層212)は、第二の部材26に対して露出している。即ち、本実施形態の電極体2では、各平坦部233の負極活物質層212及び各ターン部234の負極活物質層212は、第二の部材26に対して露出した状態である。
As described above, the first member of the present embodiment includes only the
正極22は、図5、図6、図11、及び図12にも示すように、金属箔221と、金属箔221の両面のそれぞれに重ねられる正極活物質層222と、を有する。即ち、正極22は、一つの金属箔221と一対の正極活物質層222とを有する。本実施形態の金属箔221は、例えば、アルミニウム箔である。この正極22は、つづら折り状態の負極21において、X軸方向に隣り合う平坦部233間のそれぞれに配置されている。このため、本実施形態の電極体2は、複数の正極22を有している。
As shown in FIGS. 5, 6, 11, and 12, the
正極活物質層222は、正極活物質と、バインダーと、を有する。
The positive electrode
本実施形態の正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、LiaMebOc(Meは、1又は2以上の遷移金属を表す)によって表される複合酸化物(LiaCoyO2、LiaNixO2、LiaMnzO4、LiaNixCoyMnzO2等)、LiaMeb(XOc)d(Meは、1又は2以上の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、Vを表す)によって表されるポリアニオン化合物(LiaFebPO4、LiaMnbPO4、LiaMnbSiO4、LiaCobPO4F等)である。本実施形態の正極活物質は、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2である。 The positive electrode active material of the present embodiment is, for example, a lithium metal oxide. Specifically, the positive electrode active material is, for example, a composite oxide represented by LiaMebOc (Me represents one or more transition metals) (LiaCoyO 2 , LiaNixO 2 , LiaMnzO 4 , LiaMnzO 4, LiaNixCoyMnzO 2, etc.), LiaMeb ( XOc) d (Me represents one or more transition metals, X represents, for example, P, Si, B, V) polyanionic compounds (LiaFebPO 4 , LiaMnbPO 4 , LiaMnbSiO 4 , LiaMnbPO 4 F, etc.) ). The positive electrode active material of this embodiment is LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 .
正極活物質層222に用いられるバインダーは、負極活物質層212に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
The binder used for the positive electrode
正極活物質層222は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の正極活物質層222は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。
The positive electrode
具体的に、複数の正極22のそれぞれは、矩形状の正極本体223と、正極本体223の矩形状の輪郭を構成する一辺から突出する(本実施形態の例では、Z軸方向の端縁からZ軸方向に延びる)正極タブ224と、を有する。本実施形態の正極本体223は、Y軸方向に長い矩形状である。正極本体223では、金属箔221の両面が正極タブ224側の端部を残して正極活物質層222に覆われ、正極タブ224では、金属箔221が露出している。即ち、正極タブ224は、正極活物質層222を有しない。
Specifically, each of the plurality of
正極本体223における正極活物質層222は、X軸方向に対向する(詳しくは、セパレータ25を介して対向する)平坦部233の負極活物質層212よりY−Z面(Y軸とZ軸とを含む平面)方向において小さい。即ち、正極本体223の正極活物質層222は、全域において平坦部233の負極活物質層212と対向し、平坦部233の負極活物質層212は、周縁部を除いた領域において正極本体223の正極活物質層222と対向する。
The positive electrode
電極体2において、各正極22の正極タブ224は、X軸方向から見て重なっている。本実施形態の正極22では、各正極タブ224は、正極本体223のZ軸方向の一方(図5における上側)の端縁におけるY軸方向の他方(平坦部本体2331に対する負極タブ2332の位置とは反対側:図5における左側)の端部からZ軸方向に延びている。この複数の正極本体223のそれぞれから延びている正極タブ224は、束ねられ、集電体5を介して外部端子4と接続されている。本実施形態の正極タブ224の束は、負極タブ2332の束と同様に、集電体5に溶接されている(図3参照)。
In the
セパレータ25は、絶縁性を有する部材であり、負極21と正極22との間に配置される。これにより、電極体2において、負極21と正極22とが互いに絶縁される。また、セパレータ25は、ケース3内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子1の充放電時において、セパレータ25を挟んで対向する負極21と正極22との間を、リチウムイオンが移動可能となる。
The
このセパレータ25は、帯状であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ25は、SiO2粒子、Al2O3粒子、ベーマイト(アルミナ水和物)等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されている。本実施形態のセパレータ25の基材は、例えば、ポリエチレンによって形成される。
The
本実施形態のセパレータ25は、正極22を覆っている。具体的に、セパレータ25は、正極本体223全体をX軸方向に挟み込むように覆っている。このセパレータ25は、図5、図11及び図12に示すように、矩形状のものを、間に正極22を挟み込むようにして長尺方向の中央部で折り返し、折目部位を除いた三辺(各縁部)を接合(接着、溶着等)されている。このとき、正極タブ224は、折り返されたセパレータ25から突出し(図5参照)、前記接合は、正極タブ224を避けて行われている。
The
この正極22を挟み込んだ状態のセパレータ25は、X軸方向から見て矩形状であり、Z軸方向の寸法は、負極21の平坦部233の寸法より大きく、Y軸方向の寸法も、平坦部233の寸法より大きい。上述のように、本実施形態の電極体2では、正極22と、この正極22を挟み込んだ状態のセパレータ25とが、第二の部材26を構成している。
The
第二の部材26は、図10に示すように、X軸方向に隣り合う平坦部233間のそれぞれと、X軸方向における最も外側の平坦部233の外側と、に配置される。これにより、正極22が、負極21の平坦部233の各面と対向した状態となる。
As shown in FIG. 10, the
図1〜図4に戻り、ケース3は、開口を有するケース本体31と、ケース本体31の開口を塞ぐ(閉じる)蓋板32と、を有する。このケース3では、ケース本体31と蓋板32とによって内部空間が画定される。ケース3は、この内部空間に、電極体2と共に電解液を収容する。
Returning to FIGS. 1 to 4, the
この電解液は、非水溶液系電解液である。詳しくは、電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、LiClO4、LiBF4、及びLiPF6等である。本実施形態の電解液は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、エチレンカーボネート:ジメチルカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:2:5の割合で調整した混合溶媒に、1mol/LのLiPF6を溶解させたものである。 This electrolytic solution is a non-aqueous electrolyte solution. Specifically, the electrolyte is obtained by dissolving the electrolyte salt in an organic solvent. The organic solvent is, for example, cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate, and chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. Electrolyte salts are LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , and the like. The electrolytic solution of the present embodiment contains 1 mol / L LiPF 6 in a mixed solvent prepared by adjusting ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate in a ratio of ethylene carbonate: dimethyl carbonate: ethyl methyl carbonate = 3: 2: 5. Is dissolved.
ケース3は、上記の電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース3は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。
ケース本体31は、板状の閉塞部311と、閉塞部311の周縁に接続される筒状の胴部(周壁)312と、を備える。
The
閉塞部311は、ケース本体31が開口を上に向けた姿勢で配置されたときにケース本体31の下端に位置する(即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体31の底壁部となる)部位である。本実施形態の閉塞部311は、矩形状である。
The closing
胴部312は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状を有する。胴部312は、閉塞部311の周縁における長辺から延びる一対の長壁部313と、閉塞部311の周縁における短辺から延びる一対の短壁部314とを有する。短壁部314が一対の長壁部313の対応(詳しくは、X軸方向に対向)する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部312が形成される。
The
以上のように、ケース本体31は、開口方向(Z軸方向)における一方の端部が塞がれた角筒形状(即ち、有底角筒形状)を有する。このケース本体31には、負極21の各平坦部233が長壁部313と平行(略平行)となる(即ち、各ターン部234が短壁部314と対向する)ように、電極体2が収容される(図4参照)。
As described above, the
蓋板32は、ケース本体31の開口を塞ぐ部材である。この蓋板32の輪郭形状は、ケース本体31の開口周縁部310(図2参照)に対応した形状である。即ち、蓋板32は、Y軸方向に長い矩形状の板材である。
The
外部端子4は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。このため、外部端子4は、導電性を有する部材によって形成される。また、外部端子4は、溶接性の高い金属材料によって形成される。例えば、正極の外部端子4は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成され、負極の外部端子4は、銅又は銅合金等の銅系金属材料によって形成される。本実施形態の外部端子4は、少なくとも一部がケース3の外部に露出した状態で蓋板32に取り付けられる。
The
絶縁部材6は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。具体的に、絶縁部材6は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって蓋板32側が開口した袋状に形成されている(図2参照)。本実施形態の絶縁部材6は、ケース本体31に沿った形の袋状である。この袋状の絶縁部材6には、負極21の各平坦部233及び第二の部材26が絶縁部材6における長壁部313と対応する部位(X軸方向に対向する壁状の部位)と略平行となり、各ターン部234が絶縁部材6における短壁部314と対応する部位(Y軸方向に対向する壁状の部位)と対向するように、電極体2が収容される。このとき、収容前の電極体2の各ターン部234は、Y軸方向に延びた状態(図10の二点鎖線で示す部位β)であるが、袋状の絶縁部材6に収容されることで各ターン部234が絶縁部材6によって内側(平坦部233側)に押され、X軸方向において第一の基準面R1及び第二の基準面R2を越えるように湾曲する。そして、絶縁部材6がX軸方向において第一の基準面R1及び第二の基準面R2を越えるように湾曲している各ターン部234に対して外側から当接(押圧)し続けることで、該ターン部234の湾曲状態が維持される。
The insulating
以上の蓄電素子1のように、ターン部234の長さ寸法が第二の部材26のX軸方向の寸法(厚さ寸法)を直径とする半円弧に沿って配置される場合の負極21の長さ寸法(図10のα参照)より大きくすることで、負極21の基準位置B(負極21における第二の部材26が接触している領域のX軸方向の端縁位置)を基点としてターン部234の内側に折れ曲がるような力(図13の矢印参照)が負極21に加わらない若しくは加わり難くなる。詳しくは、以下の通りである。
Like the above
つづら折り状態の電極(本実施形態の例では負極21)の折り返し部間に枚葉状の電極(本実施形態の例では正極22)が配置されている電極体等では、つづら折りに折り畳む際の電極に加わるテンションや、折り返し部間に配置された枚葉状の電極の折目(折り返し部の折目)への押し付け状態等によって、つづら折りされている電極の平坦部とターン部との境界においてターン部の内側に折れ曲がるような力が生じ易い。そこで、本実施形態の電極体2では、ターン部234の長さ寸法を、第二の部材26の厚さ寸法を直径とする半円弧に沿った負極21(図10の二点鎖線で示す部位α)の長さ寸法より大きくすることで、負極21の基準位置B又はその近傍における前記ターン部234の内側に折れ曲がるような力の発生を防いでいる。
In an electrode body or the like in which a single-wafer-shaped electrode (
このため、本実施形態の蓄電素子1では、負極21が第二の部材26の端縁C又はその近傍を基点にターン部234の内側に向けて折れ曲がることに起因する負極活物質層212の割れの発生が抑えられる。
Therefore, in the
本実施形態の蓄電素子1では、X軸方向においてその一部が第一の基準面R1と第二の基準面R2との両方の基準面を越えるように、各ターン部234が湾曲している。
In the
このため、平坦部233と隣接する第二の部材26が該平坦部233に沿って基準位置Bよりもターン部234側に移動しようとしたときに、X軸方向において各基準面(第一の基準面R1、第二の基準面R2)を越えているターン部234に当接することで、第二の部材26の前記移動が妨げられる。このため、第二の部材26のターン部234側への位置ずれが抑えられる。
Therefore, when the
また、本実施形態の蓄電素子1は、Y軸方向においてターン部234と外側から当接する絶縁部材(当接部材)6を備えている。このため、絶縁部材6によってターン部234のY軸方向への延び(図10の波線参照)が規制され、これにより、負極21が基準位置(第二の部材26との接触する領域のY軸方向の端縁)を基点にターン部234の内側に向けて折れ曲がるような力が加わることをより確実に抑制できる。しかも、ターン部234のY軸方向への延びが規制されることで、X軸方向においてその一部が基準面(第一の基準面R1、第二の基準面R2)を越えた状態のターン部234の湾曲状態が維持され、その結果、第二の部材26のターン部234側への位置ずれがより確実に抑えられる。
Further, the
また、本実施形態の蓄電素子1では、電極体2においてX軸方向に隣り合うターン部234同士が非接触であるため、負極21の基準位置Bを基点にターン部234の内側に折れ曲がるような力が隣のターン部234から加わることを防ぐことができる。即ち、隣のターン部234に押圧されることで該押圧に起因する力が加わるのを防ぐことができる。
Further, in the
X軸方向に隣り合うターン部同士が別部材(非連続)であれば、隣り合うターン部同士が接触しても、互いに離れる方向に逃げ易く、応力の影響が小さいが、本実施形態のように、つづら折り状態の負極21、即ち、複数のターン部234が平坦部233を介して繋がっているような一つの部材で負極21が構成されている場合には、隣り合うターン部234同士の接触に起因する応力の影響が大きくなる。このため、本実施形態の電極体2では、X軸方向に隣り合うターン部234同士を接触させないことで、前記接触に起因する応力の発生を抑えている。
If the turn portions adjacent to each other in the X-axis direction are separate members (discontinuous), even if the adjacent turn portions come into contact with each other, they easily escape in the direction away from each other and the influence of stress is small. In addition, when the
また、本実施形態の負極21のターン部234では、負極活物質層212がセパレータ25に覆われておらず露出している。このように、負極活物質層212がセパレータ25に覆われていない部位を基点に折れ曲がるような力が加わると、該部位での負極活物質層21の割れの発生が顕著になる。
Further, in the
本実施形態の蓄電素子1においても、負極21のターン部234において負極活物質層212が露出している。しかし、本実施形態の蓄電素子1では、負極21の基準位置を基点としてターン部234の内側に折れ曲がるような力が該負極21に加わらない若しくは加わり難いため、基準位置及びその近傍での負極活物質層212の割れの発生が効果的に抑えられる。
Also in the
尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。 The power storage element of the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment, and a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. In addition, some of the configurations of certain embodiments can be deleted.
上記実施形態の蓄電素子1では、ターン部234の長さ寸法が、X軸方向における第二の部材26の基準位置Bでの寸法を直径とする半円弧αに沿って配置される場合の負極21の長さ寸法より大きいが、この構成に限定されない。例えば、ターン部234の長さ寸法がX軸方向における第二の部材26の基準位置Bでの寸法を直径とする半円弧αに沿って配置される場合の負極21の長さ寸法より小さくても、X軸方向においてその一部が第一の基準面R1及び第二の基準面R2の少なくとも一方の基準面を越えるように、ターン部234が湾曲していればよい。かかる構成によれば、少なくともターン部234が基準面(第一の基準面R1及び第二の基準面R2の少なくとも一方)を越える側の基準位置Bにおいては、負極21の基準位置Bを基点としてターン部234の内側に折れ曲がるような力が該負極21に加わらない若しくは加わり難くなる。このため、負極21が第二の部材26との接触する領域の端縁を基点にターン部234の内側に向けて折れ曲がるような力(例えば、図13の矢印参照)が加わることに起因する負極21の負極活物質層212の割れの発生が抑えられる。
In the
上記実施形態の蓄電素子1では、第二の部材26がセパレータ25を含んでいるが、この構成に限定されない。第一の部材がセパレータ25を含む、即ち、第一の部材が、負極21とセパレータ25とを含んでもよい。この場合、長尺なセパレータ25が長尺な負極21を挟み込む。また、第一の部材と第二の部材26との両方が、セパレータ25を含んでもよい。つまり、長尺な電極に沿ってセパレータ25が配置される場合には、該セパレータ25は、第一の部材に含まれ、矩形状の電極に沿ってセパレータ25が配置される場合には、該セパレータ25は、第二の部材に含まれる。
In the
上記実施形態の蓄電素子1では、セパレータ25において基材の片面に無機粒子層が形成されていたが、この構成に限定されない。セパレータ25において基材の両面に無機粒子層が形成されてもよい。また、負極活物質層212の表面又は正極活物質層222の表面に、無機粒子を含んだ無機粒子層が形成されていてもよい。このとき、長尺な電極に沿って無機粒子層が配置される場合には、該無機粒子層は、第一の部材に含まれ、矩形状の電極に沿って無機粒子層が配置される場合には、該無機粒子層は、第二の部材に含まれる。
In the
上記実施形態の蓄電素子1では、ターン部234のY軸方向への延びが絶縁部材6によって規制されているが、この構成に限定されない。例えば、電極体2の周囲に絶縁性を有するテープ等が巻き付けられることにより、ターン部234のY軸方向への延びが規制されてもよい。
In the
上記実施形態の蓄電素子1では、ターン部234は、X軸方向において第一の基準面R1及び第二の基準面R2の両方の基準面を越えるように湾曲しているが、この構成に限定されない。各ターン部234は、第一の基準面R1及び第二の基準面R2のいずれか一方の基準面のみを越えるように湾曲していてもよい。また、複数のターン部234のうちの一部のターン部234が、基準面R1、R2を越えない構成でもよい。また、全てのターン部234が、同じ基準面R1、R2を越えるように湾曲していなくてもよい。即ち、第一の基準面R1のみを越えるターン部234があったり、第二の基準面R2のみを越えるターン部234があったり、両方の基準面R1、R2を越えるターン部234があったりしてもよい。
In the
上記実施形態の蓄電素子1では、ターン部234の内側は、空洞(中空)であるが、この構成に限定されない。例えば、図14に示すように、ターン部234の内側に芯部材7が配置されていてもよい。芯部材7は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂で構成されてもよい。図14に示す芯部材7は、中実の筒状であるが、この構成に限定されない。芯部材は、中空の筒状であってもよい。芯部材が中空の筒状の場合、樹脂製のフィルムを筒状に巻くことにより構成されてもよい。ターン部234の一部が基準面R1、R2を越える形状を維持できる形状であれば、この芯部材の具体的な構成は限定されない。
In the
また、上記実施形態の蓄電素子1では、一方の電極(上記実施形態の例では負極21)がつづら折り状態であるが、この構成に限定されない。電極体2において、一方の電極が少なくとも一つの折り返し部23を有していればよい。
Further, in the
例えば具体的には、図15に示すように、電極体2は、それぞれが独立した負極21によって構成される複数の折り返し部23を有していてもよい。かかる構成によっても、ターン部234の長さ寸法が第二の部材26の厚さ寸法を直径とする半円弧に沿った負極21の長さ寸法より大きいことで、負極21の基準位置B(負極21における第二の部材26が接触している領域のX軸方向の端縁位置)を基点としてターン部234の内側に折れ曲がるような力が負極21(折り返し部23)に加わらない若しくは加わり難くなる。このため、負極21が正極22又は第二の部材26の端縁を基点にターン部の内側に向けて折れ曲がることに起因する負極21の負極活物質層212の割れの発生を抑えることができる。
For example, specifically, as shown in FIG. 15, the
上記実施形態の蓄電素子1では、正極22は、全体をセパレータ25によって覆われているが、この構成に限定されない。正極22のY軸方向の端面は、開放されていても(即ち、セパレータ25で覆われていなくても)よい。
In the
上記実施形態の蓄電素子1では、負極21がつづら折り状態で、正極22が枚葉状(短冊状)であるが、この構成に限定されない。正極22がつづら折り状態で、負極21が枚葉状であってもよい。
In the
また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ(容量)は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the power storage element is used as a chargeable / dischargeable non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) has been described, but the type and size (capacity) of the power storage element are arbitrary. Is. Further, in the above embodiment, the lithium ion secondary battery has been described as an example of the power storage element, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to various secondary batteries, other primary batteries, and power storage elements of capacitors such as electric double layer capacitors.
蓄電素子(例えば電池)1は、図16に示すような蓄電装置(蓄電素子が電池の場合は電池モジュール)11に用いられてもよい。蓄電装置11は、少なくとも二つの蓄電素子1と、二つの(異なる)蓄電素子1同士を電気的に接続するバスバ部材12と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子1に適用されていればよい。
The power storage element (for example, a battery) 1 may be used in a power storage device (battery module when the power storage element is a battery) 11 as shown in FIG. The
1…蓄電素子、2…電極体、21…負極(第一の電極)、21A…山折り線、21B…谷折り線、211…金属箔、212…負極活物質層、22…正極(第二の電極)、221…金属箔、222…正極活物質層、223…正極本体、224…正極タブ、23…折り返し部、23A…第一折り返し部、23B…第二折り返し部、231、231A、231B…第一の面、232、232A、232B…第二の面、233、233A、233B…平坦部、2331…平坦部本体、2332…負極タブ、234、234A、234B…ターン部、25…セパレータ、26…第二の部材、3…ケース、31…ケース本体、310…開口周縁部、311…閉塞部、312…胴部、313…長壁部、314…短壁部、32…蓋板、4…外部端子、6…絶縁部材(当接部材)、11…蓄電装置、12…バスバ部材、100…電池、101…負極電極板、長尺電極板、102…銅箔、103…負極活物質層、104…正極電極板、短冊状電極板、105…アルミニウム箔、106…正極活物質層、107…セパレータ、108…一体長尺物、109…短冊状電極板のエッジと当接する部位、B…基準位置、C…端縁、R1…第一の基準面、R2…第二の基準面、S…ターン軸、α…第二の部材の基準位置での厚さを直径とする半円弧、β…延びた状態のターン部 1 ... power storage element, 2 ... electrode body, 21 ... negative electrode (first electrode), 21A ... mountain fold line, 21B ... valley fold line, 211 ... metal foil, 212 ... negative electrode active material layer, 22 ... positive electrode (second) (Electrodes), 221 ... Metal foil, 222 ... Positive electrode active material layer, 223 ... Positive electrode body, 224 ... Positive electrode tab, 23 ... Folded part, 23A ... First folded part, 23B ... Second folded part, 231, 231A, 231B ... First surface, 232, 232A, 232B ... Second surface, 233, 233A, 233B ... Flat part, 2331 ... Flat part body, 2332 ... Negative electrode tab, 234, 234A, 234B ... Turn part, 25 ... Separator, 26 ... Second member, 3 ... Case, 31 ... Case body, 310 ... Opening peripheral edge, 311 ... Closing part, 312 ... Body part, 313 ... Long wall part, 314 ... Short wall part, 32 ... Lid plate, 4 ... External terminal, 6 ... Insulating member (contact member), 11 ... Power storage device, 12 ... Bus bar member, 100 ... Battery, 101 ... Negative electrode plate, Long electrode plate, 102 ... Copper foil, 103 ... Negative electrode active material layer, 104 ... Positive electrode plate, strip-shaped electrode plate, 105 ... Aluminum foil, 106 ... Positive electrode active material layer, 107 ... Separator, 108 ... Integrated long object, 109 ... Part that abuts on the edge of the strip-shaped electrode plate, B ... Reference Position, C ... Edge, R1 ... First reference plane, R2 ... Second reference plane, S ... Turn axis, α ... Semi-arc whose diameter is the thickness of the second member at the reference position, β ... Turn part in the extended state
Claims (6)
前記第一の部材は、平行若しくは略平行な一対の平坦部と、前記一対の平坦部の第一方向の一方側の端部同士を接続するターン部と、を含む折り返し部を有し、
前記第二の部材は、少なくとも前記折り返し部の一対の平坦部の間に配置され、
前記ターン部は、前記折り返し部において前記第二の部材が接触する領域の前記第一方向の一方側の端縁の位置である基準位置より一方側の部位であり、
前記ターン部の長さ寸法であって前記第一の部材の長尺方向に沿った長さ寸法は、前記一対の平坦部の各平坦部が並ぶ第二方向における前記第二の部材の前記基準位置での寸法を直径とする半円弧に沿って配置される場合の第一の部材の長さ寸法より大きい、蓄電素子。 An electrode body including a long first member including a first electrode having an active material layer and a second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode is provided.
The first member has a folded portion including a pair of parallel or substantially parallel flat portions and a turn portion connecting the ends of the pair of flat portions on one side in the first direction.
The second member is arranged at least between a pair of flat portions of the folded portion.
The turn portion is a portion on one side of the reference position, which is the position of the one-sided edge of the first direction in the region where the second member contacts in the folded portion.
The length dimension of the turn portion along the longitudinal direction of the first member is the reference of the second member in the second direction in which the flat portions of the pair of flat portions are lined up. A power storage element that is larger than the length dimension of the first member when placed along a semi-circular arc whose diameter is the dimension at the position.
前記ターン部は、前記第二方向において、該ターン部の一部が、前記一対の平坦部のうちの一方の平坦部と該一方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第一の基準面、及び前記一対の平坦部のうちの他方の平坦部と該他方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第二の基準面の少なくとも一方の基準面を越えるように湾曲している、請求項1に記載の蓄電素子。 In the second member, the edge position on one side of the first direction of the region in contact with the folded portion on the outside of each flat portion in the second direction is the same as or the reference position in the first direction. It is arranged so as to face the flat portion so as to be on the other side from the reference position.
In the second direction, the turn portion has a part of the turn portion with one flat portion of the pair of flat portions and the second member facing the one flat portion from the outside. Spreads in the direction of the boundary surface of the first reference surface extending in the direction of the boundary surface of the above, and the other flat portion of the pair of flat portions and the second member facing the other flat portion from the outside. The power storage element according to claim 1, which is curved so as to exceed at least one reference plane of the second reference plane.
前記第二方向において隣り合う前記ターン部同士は、非接触である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The first member includes a first folded portion folded so as to open one side in the first direction, and a second folded portion folded so as to open the other side in the first direction. Is in a zigzag state in which
The power storage element according to any one of claims 1 to 3, wherein the turn portions adjacent to each other in the second direction are not in contact with each other.
前記第一の部材の前記ターン部において、前記活物質層は、前記セパレータに覆われておらず露出している、請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電素子。 A separator included in the second member, comprising a separator arranged between the first member and the second electrode.
The power storage element according to any one of claims 1 to 4, wherein in the turn portion of the first member, the active material layer is not covered with the separator and is exposed.
前記第一の部材は、平行若しくは略平行な一対の平坦部と、前記一対の平坦部の第一方向の一方側の端部同士を接続するターン部と、を含む折り返し部を有し、
前記第二の部材は、少なくとも前記折り返し部の一対の平坦部の間に配置され、
前記ターン部は、前記折り返し部において前記第二の部材が接触する領域の前記第一方向の一方側の端縁の位置である基準位置より一方側の部位であり、前記一対の平坦部のうちの一方の平坦部と該一方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第一の基準面、及び前記一対の平坦部のうちの他方の平坦部と該他方の平坦部に対して外側から対向する前記第二の部材との境界面方向に広がる第二の基準面の少なくとも一方の基準面を該ターン部の一部が前記一対の平坦部の各平坦部が並ぶ第二方向において越えるように湾曲している、蓄電素子。 An electrode body including a long first member including a first electrode having an active material layer and a second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode is provided.
The first member has a folded portion including a pair of parallel or substantially parallel flat portions and a turn portion connecting the ends of the pair of flat portions on one side in the first direction.
The second member is arranged at least between a pair of flat portions of the folded portion.
The turn portion is a portion on one side of the reference position, which is the position of one end edge of the first direction in the region where the second member contacts in the folded portion, and is among the pair of flat portions. A first reference surface extending in the direction of the boundary surface between one flat portion and the second member facing the one flat portion from the outside, and the other flat portion of the pair of flat portions. Each of the pair of flat portions has a part of the turn portion on at least one reference surface of the second reference surface extending in the direction of the boundary surface with the second member facing the other flat portion from the outside. A power storage element that is curved so as to cross in the second direction in which flat parts are lined up.
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