JP7108533B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
第1電極板と、前記第1電極板と極性が異なる第2電極板とを有する電極体と、
前記第1電極板に電気的に接続された第1電極集電体と、を備えた二次電池であって、
前記第1電極板は、第1電極芯体と、前記第1電極芯体上に形成された第1電極活物質層とを有し、
前記第1電極芯体はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、
前記第1電極集電体はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、
前記電極体は、前記第1電極芯体が積層された第1電極芯体積層部を有し、
前記第1電極芯体積層部には前記第1電極集電体が超音波接合され、
前記第1電極芯体積層部において前記第1電極集電体に超音波接合された接合領域には芯体凹部が形成され、
前記第1電極芯体積層部において前記芯体凹部が形成された領域は、前記第1電極芯体同士の界面が固相接合することにより生成された固相接合層と、前記第1電極芯体の両面にそれぞれ形成された前記固相接合層に挟まれる中央層とを有し、
前記固相接合層を構成する金属結晶粒の第1平均粒径は、前記中央層を構成する金属結晶粒の第2平均粒径よりも小さい。
以下、巻回電極体3の作製方法について説明する。
以下、正極集電体6、正極端子7、負極集電体8及び負極端子9の封口板2への取り付け方法を説明する。
以下、巻回電極体3の正極芯体積層部への正極集電体6の取り付け方法について説明する。
厚さ15μmのアルミニウム合金(A3003)製の正極芯体4aを60枚積層した正極芯体積層部と、厚さ0.8mmのアルミニウム製の正極集電体6とを、互いに異なる複数の条件で超音波接合した。
厚さ15μmのアルミニウム合金(A3003)製の正極芯体4aを60枚積層した正極芯体積層部と、厚さ0.8mmのアルミニウム製の正極集電体6とを、特許文献1に記載されている条件で超音波接合した。
例えば、本実施形態では、二次電池として、偏平状の巻回電極体を有する角形二次電池を例示したが、正極芯体積層部を有する他の電極体、例えば、セパレータを挟んで正極と負極とが交互に複数枚積層された電極体において、各正極から突き出た正極集電タブが積層されてなる正極芯体積層部と正極集電体との超音波接合に本発明を適用してもよい。また、二次電池の種類も、特に限定されるものではなく、リチウム二次電池の他、電極体構成材料や電解質が異なる種々の電池に本発明は適用可能である。また、角形電池に限られず、種々の形状(円筒型等)の二次電池に本発明は適用可能である。さらに、電極体の形状、正極及び負極の電極活物質並びに電解質の構成材料等も、用途によって適宜に変更可能である。
200 電池ケース
1 角形外装体
2 封口板
3 巻回電極体
4 正極板
4a 正極芯体
4b 正極活物質層
5 負極板
5a 負極芯体
5b 負極活物質層
6 正極集電体
6x 集電体凹部
7 正極端子
7a 鍔部
8 負極集電体
9 負極端子
9a 鍔部
10 内部側絶縁部材
11 外部側絶縁部材
12 内部側絶縁部材
13 外部側絶縁部材
14 絶縁シート
15 ガス排出弁
16 電解液注液孔
17 封止栓
41 固相接合層
42 中央層
80 接合領域
80a 第1領域
80b 第2領域
80x 芯体凹部
80x1 平坦部
85 非接合領域
90 ホーン
90a ホーン突起
91 アンビル
91a アンビル突起
Claims (6)
- 第1電極板と、前記第1電極板と極性が異なる第2電極板とを有する電極体と、
前記第1電極板に電気的に接続された第1電極集電体と、を備えた二次電池であって、
前記第1電極板は、第1電極芯体と、前記第1電極芯体上に形成された第1電極活物質層とを有し、
前記第1電極芯体はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、
前記第1電極集電体はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、
前記電極体は、前記第1電極芯体が積層された第1電極芯体積層部を有し、
前記第1電極芯体積層部には前記第1電極集電体が超音波接合され、
前記第1電極芯体積層部において前記第1電極集電体に超音波接合された接合領域には芯体凹部が形成され、
前記第1電極芯体積層部において前記芯体凹部が形成された領域は、前記第1電極芯体同士の界面が固相接合することにより生成された固相接合層と、前記第1電極芯体の両面にそれぞれ形成された前記固相接合層に挟まれる中央層とを有し、
前記固相接合層を構成する金属結晶粒の第1平均粒径は、前記中央層を構成する金属結晶粒の第2平均粒径よりも小さい、二次電池。 - 前記第1平均粒径は、前記第2平均粒径の60%以下である、請求項1に記載の二次電池。
- 前記第2平均粒径は、前記第1電極芯体積層部における前記接合領域の外側に位置する前記第1電極芯体を構成する金属結晶粒の第3平均粒径と同じか、又は前記第3平均粒径よりも小さい、請求項1又は2に記載の二次電池。
- 前記中央層の厚さは、前記第1電極芯体積層部における前記接合領域の外側に位置する1枚の前記第1電極芯体の厚さの80%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の二次電池。
- 前記第1電極芯体積層部の前記接合領域において積層された前記第1電極芯体同士は、当該各第1電極芯体を構成する金属結晶粒が配向してなる結晶構造の{111}面同士が向かい合う状態で接合する、請求項1~4のいずれか1項に記載の二次電池。
- 前記第1電極板は長尺状であり、
前記第2電極板は長尺状であり、
前記電極体は、前記第1電極板と前記第2電極板とを長尺状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体であり、
前記巻回電極体の一方の端部に、巻回された前記第1電極芯体の露出部からなる前記第1電極芯体積層部を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の二次電池。
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