JP7165880B2 - Laminated secondary battery - Google Patents

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Description

本開示は、積層型二次電池に関する。 The present disclosure relates to stacked secondary batteries.

二次電池の外装体に収容された電極体は、外部からの振動や衝撃によって、外装体内で動くことがある。特許文献1には、電極体とラミネートフィルムからなる外装体との位置ずれを抑制するために、電極体と外装体との間に熱可塑性樹脂を挿入して電極体を外装体に対して固定する方法が開示されている。 The electrode body housed in the exterior body of the secondary battery may move inside the exterior body due to external vibration or impact. In Patent Document 1, a thermoplastic resin is inserted between the electrode body and the exterior body in order to suppress misalignment between the electrode body and the exterior body made of a laminate film, and the electrode body is fixed to the exterior body. A method for doing so is disclosed.

特開2003-109667号公報JP 2003-109667 A

ところで、電極タブで電極体を吊り下げて保持する構造を有する積層型二次電池においては、外部からの振動や衝撃により電極タブ同士が擦れて破損してしまうという問題があることが判明した。特許文献1は外装体が柔らかくて変形し易いラミネートフィルムに対して電極体を固定する方法を開示しているが、外装体が金属製で変形しづらい場合には充放電により電極板が膨張収縮を繰り返すことで外装体に固定された電極体が変形して内部短絡が発生する可能性がある。 By the way, it has been found that in a stacked secondary battery having a structure in which an electrode body is suspended and held by electrode tabs, there is a problem that the electrode tabs rub against each other due to external vibrations or shocks and are damaged. Patent Document 1 discloses a method of fixing an electrode assembly to a laminate film whose outer packaging is soft and easily deformable. Repeating this may deform the electrode body fixed to the exterior body and cause an internal short circuit.

本開示の目的は、電極体の変形を抑制しつつ電極タブの破損を抑制した積層型二次電池を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a stacked secondary battery that suppresses breakage of electrode tabs while suppressing deformation of an electrode body.

本開示の一態様である積層型二次電池は、複数の電極板がセパレータを介して積層され、複数の電極板の各々から突出した複数の電極タブを有する積層電極体と、積層電極体を収容する金属製の角形外装体と、積層電極体と角形外装体との間の隙間に配置されて積層電極体を収納する1枚又は複数枚の電極体ホルダと、積層電極体と角形外装体との間に設けられている1つ以上のスペーサと、を備え、スペーサは、電極体ホルダが1枚の場合には、積層電極体と電極体ホルダとの間、又は電極体ホルダと角形外装体との間に設けられ、電極体ホルダが複数枚の場合には、電極体ホルダ同士の間の少なくともいずれか1つに設けられていることを特徴とする。 A laminated secondary battery according to one aspect of the present disclosure includes a laminated electrode body in which a plurality of electrode plates are laminated with a separator interposed therebetween and has a plurality of electrode tabs protruding from each of the plurality of electrode plates; and a laminated electrode body. A metallic rectangular outer body to be accommodated, one or a plurality of electrode body holders arranged in a gap between the stacked electrode body and the rectangular outer body to store the stacked electrode body, the stacked electrode body and the rectangular outer body and one or more spacers provided between the electrode body holders, wherein the spacers are provided between the stacked electrode body and the electrode body holder or between the electrode body holder and the rectangular exterior when the number of electrode body holders is one. When there are a plurality of electrode body holders, it is provided between at least one of the electrode body holders.

本開示の一態様によれば、電極体の変形を抑制しつつ電極タブの破損を抑制した積層型二次電池を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a stacked secondary battery that suppresses damage to electrode tabs while suppressing deformation of an electrode body.

実施形態の一例である積層型二次電池を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a layered secondary battery that is an example of an embodiment; FIG. 実施形態の一例である積層型二次電池を示す斜視図であって、角形外装体の正面側の面、電極体ホルダの正面側の面、及び封口板を外した状態の図である。1 is a perspective view showing a stacked secondary battery that is an example of an embodiment, with the front surface of a rectangular outer package, the front surface of an electrode body holder, and a sealing plate removed. FIG. 実施形態の一例である積層電極体を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a laminated electrode body that is an example of an embodiment; FIG. 図1のA-A線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1; 実施形態の他の一例において、図4に対応する図である。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 in another example of the embodiment;

以下、実施形態の一例について詳細に説明する。なお、本明細書において、図1及び図2の紙面縦方向を「上下方向」、電極板の積層方向を「奥行方向」、上下方向及び奥行方向に垂直な方向(紙面横方向)を「幅方向」という場合がある。 An example of an embodiment will be described in detail below. In this specification, the vertical direction of the paper of FIGS. It is sometimes called "direction".

図1は、実施形態の一例である積層型二次電池100を示す斜視図である。図1に示すように、積層型二次電池100は、開口を有する角形外装体1と、当該開口を封口する封口板2とを有する電池ケース20を備える。角形外装体1及び封口板2は、それぞれ金属製であり、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる。角形外装体1は、底部1a、一対の第1側壁1b及び一対の第2側壁1cを有する。角形外装体1は、底部1aと対向する位置に開口を有する角形の有底筒状の外装体である。封口板2は、角形外装体1の開口縁部にレーザー溶接等により接続される。なお、図1において角形外装体1は第1側壁1bが第2側壁1cよりも大きい幅広の形状を有しているが、角形外装体1は第2側壁1cが第1側壁1bよりも大きい奥行方向に厚い形状を有していてもよい。 FIG. 1 is a perspective view showing a stacked secondary battery 100 that is an example of an embodiment. As shown in FIG. 1, a stacked secondary battery 100 includes a battery case 20 having a rectangular exterior body 1 with an opening and a sealing plate 2 that seals the opening. The square outer body 1 and the sealing plate 2 are each made of metal, and can be made of aluminum or an aluminum alloy, for example. The rectangular exterior body 1 has a bottom portion 1a, a pair of first side walls 1b and a pair of second side walls 1c. The rectangular exterior body 1 is a rectangular, bottomed cylindrical exterior body having an opening at a position facing the bottom portion 1a. The sealing plate 2 is connected to the edge of the opening of the rectangular exterior body 1 by laser welding or the like. In FIG. 1, the rectangular exterior body 1 has a wide shape in which the first side wall 1b is larger than the second side wall 1c. It may have a shape that is thicker in the direction.

封口板2は電解液注入孔を有する。電解液注入孔は、後述する電解液を注入した後、封止栓10により封止される。また、封口板2は、ガス排出弁11を有する。このガス排出弁11は電池内部の圧力が所定値以上となった場合に作動し、電池内部のガスを電池外部に排出する。 The sealing plate 2 has an electrolyte injection hole. The electrolyte injection hole is sealed with a sealing plug 10 after injecting an electrolyte, which will be described later. The sealing plate 2 also has a gas exhaust valve 11 . This gas exhaust valve 11 operates when the pressure inside the battery reaches a predetermined value or higher, and exhausts the gas inside the battery to the outside of the battery.

封口板2には、電池ケース20外に突出するように正極端子7が取り付けられている。具体的には、正極端子7は、封口板2に形成された正極端子取り付け孔に挿入されており、正極端子取り付け孔の電池外側に配置された外部側絶縁部材9と、電池内側に配置された内部側絶縁部材12(図4参照)とにより封口板2と電気的に絶縁された状態で封口板2に取り付けられている。正極端子7は、電池ケース20内で正極集電体と電気的に接続している。正極集電体は、内部側絶縁部材12を挟んで封口板2に設けられている。外部側絶縁部材9及び内部側絶縁部材12はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。 A positive electrode terminal 7 is attached to the sealing plate 2 so as to protrude outside the battery case 20 . Specifically, the positive electrode terminal 7 is inserted into a positive electrode terminal mounting hole formed in the sealing plate 2, and an external insulating member 9 disposed outside the battery in the positive electrode terminal mounting hole and an external insulating member 9 disposed inside the battery. It is attached to the sealing plate 2 in a state of being electrically insulated from the sealing plate 2 by the inner side insulating member 12 (see FIG. 4). The positive electrode terminal 7 is electrically connected to the positive current collector inside the battery case 20 . The positive electrode current collector is provided on the sealing plate 2 with the inner insulating member 12 interposed therebetween. The outer insulating member 9 and the inner insulating member 12 are preferably made of resin.

また、封口板2には、電池ケース20外に突出するように負極端子8が取り付けられている。具体的には、負極端子8は、封口板2に形成された負極端子取り付け孔に挿入されており、負極端子取り付け孔の電池外側に配置された外部側絶縁部材9と、電池内側に配置された内部側絶縁部材12(図4参照)により封口板2と電気的に絶縁された状態で封口板2に取り付けられている。負極端子8は、電池ケース20内で負極集電体と電気的に接続している。負極集電体は、内部側絶縁部材12を挟んで封口板2に設けられている。外部側絶縁部材9及び内部側絶縁部材12はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。 A negative electrode terminal 8 is attached to the sealing plate 2 so as to protrude outside the battery case 20 . Specifically, the negative electrode terminal 8 is inserted into a negative electrode terminal mounting hole formed in the sealing plate 2. An external insulating member 9 is disposed outside the negative electrode terminal mounting hole of the battery, and an external insulating member 9 is disposed inside the battery. It is attached to the sealing plate 2 while being electrically insulated from the sealing plate 2 by the inner insulating member 12 (see FIG. 4). The negative terminal 8 is electrically connected to the negative current collector inside the battery case 20 . The negative electrode current collector is provided on the sealing plate 2 with the inner insulating member 12 interposed therebetween. The outer insulating member 9 and the inner insulating member 12 are preferably made of resin.

次に図2を用いて積層型二次電池100の内部構造について説明する。図2は、実施形態の一例である積層型二次電池100を示す斜視図であって、角形外装体1の正面側の面、電極体ホルダ13の正面側の面、及び封口板2を外した状態の図である。角形外装体1は積層電極体3、電極体ホルダ13、スペーサ14、及び電解液を収容する。積層電極体3は、角形外装体1の底部1aに対向する下面部3a、第1側壁1bに対向する一対の第1側面部3b、第2側壁1cに対向する一対の第2側面部3c、及び封口板2に対向する上面部を有する。なお、図2において積層電極体3は第1側面部3bが第2側面部3cよりも大きい幅広の形状を有しているが、角形外装体1は第2側面部3cが第1側面部3bよりも大きい奥行方向に厚い形状を有していてもよい。後述するように、積層電極体3は、正極板30と負極板31とがセパレータ32を介して積層された積層構造を有している。積層電極体3の上面部において、正極板30及び負極板31から各々正極タブ4及び負極タブ5が突出しており、正極タブ4及び負極タブ5は、それぞれ図示しない正極集電体及び負極集電体に溶接等により接続されている。したがって、積層電極体3は、正極タブ4及び負極タブ5(以下、正極タブ4と負極タブ5をまとめて「電極タブ6」という場合がある)を介して封口板2から吊り下げられている。積層電極体3は角形外装体1に対して奥行方向及び幅方向において小さく、平面視で略中央に位置するので、角形外装体1と積層電極体3との間には幅方向の左右及び奥行方向の手前と奥に隙間が生じている。したがって、外部からの振動や衝撃が加わると、電極タブ6を支点にして奥行方向や幅方向に振動することがある。積層電極体3(第2側面部3c)と第2側壁1cとの間の隙間の距離d1、及び積層電極体3(第1側面部3b)と第1側壁1bとの間の隙間の距離d2は、0.5mm~3mm、好ましくは0.75mm~2mmである。なお、左右の隙間の距離d1及び手前と奥の隙間の距離d2は同じでなくてもよい。 Next, the internal structure of the stacked secondary battery 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a stacked secondary battery 100 that is an example of an embodiment, in which the front side surface of the rectangular exterior body 1, the front side surface of the electrode body holder 13, and the sealing plate 2 are removed. It is a diagram of a state in which The rectangular outer body 1 accommodates the laminated electrode body 3, the electrode body holder 13, the spacer 14, and the electrolytic solution. The laminated electrode body 3 includes a lower surface portion 3a facing the bottom portion 1a of the rectangular exterior body 1, a pair of first side surface portions 3b facing the first side wall 1b, a pair of second side surface portions 3c facing the second side wall 1c, and an upper surface facing the sealing plate 2 . In FIG. 2, the laminated electrode body 3 has a wide shape in which the first side surface portion 3b is larger than the second side surface portion 3c. It may have a shape that is thicker in the depth direction than . As will be described later, the laminated electrode body 3 has a laminated structure in which a positive electrode plate 30 and a negative electrode plate 31 are laminated with a separator 32 interposed therebetween. A positive electrode tab 4 and a negative electrode tab 5 protrude from the positive electrode plate 30 and the negative electrode plate 31, respectively, on the top surface of the laminated electrode body 3. The positive electrode tab 4 and the negative electrode tab 5 are positive current collectors and negative current collectors (not shown), respectively. It is connected to the body by welding or the like. Therefore, the laminated electrode body 3 is suspended from the sealing plate 2 via the positive electrode tab 4 and the negative electrode tab 5 (hereinafter, the positive electrode tab 4 and the negative electrode tab 5 may be collectively referred to as "electrode tab 6"). . Since the laminated electrode body 3 is smaller than the rectangular outer body 1 in the depth direction and the width direction and is positioned substantially in the center in a plan view, there is a space between the rectangular outer body 1 and the laminated electrode body 3 in the width direction and in the depth direction. There is a gap between the front and back of the direction. Therefore, when vibration or impact is applied from the outside, the electrode tab 6 may vibrate in the depth direction or the width direction with the electrode tab 6 as a fulcrum. The distance d1 of the gap between the laminated electrode body 3 (second side face portion 3c) and the second side wall 1c and the distance d2 of the gap between the laminated electrode body 3 (first side face portion 3b) and the first side wall 1b is between 0.5 mm and 3 mm, preferably between 0.75 mm and 2 mm. Note that the distance d1 between the left and right gaps and the distance d2 between the front and back gaps may not be the same.

積層型二次電池100は、積層電極体3と角形外装体1との間に配置される電極体ホルダ13を備える。電極体ホルダ13は、例えば、角形外装体1と同様に、上部に開口を有する有底箱状又は袋状の形状を有している。電極体ホルダ13が上部に開口を有する有底箱状又は袋状の形状を有することで、積層電極体3を電極体ホルダ13の開口から挿入し、電極体ホルダ13によって積層電極体3を覆うことができる。 The stacked secondary battery 100 includes an electrode body holder 13 arranged between the stacked electrode body 3 and the rectangular exterior body 1 . The electrode body holder 13 has, for example, a bottomed box-like or bag-like shape with an opening at the top, like the rectangular outer body 1 . Since the electrode body holder 13 has a bottomed box-like or bag-like shape with an opening at the top, the stacked electrode body 3 is inserted through the opening of the electrode body holder 13 and the stacked electrode body 3 is covered by the electrode body holder 13. be able to.

電極体ホルダ13の素材は、電気的な絶縁性、電解液に侵されない化学的安定性、及び積層型二次電池100の電圧に対して電気分解しない電気的安定性を有する素材であれば、特に限定されない。電極体ホルダ13の素材としては、例えば、工業的な汎用性、製造コスト及び品質安定性の観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化エチレン等の樹脂材料を用いることができる。なお、電極体ホルダ13は、上述の箱状又は袋状等のようなケース状の形状に限定されない。例えば、平面形状の電極体ホルダ13を、積層電極体3の周りに巻き付けてもよい。これにより、平面形状の電極体ホルダ13によって、積層電極体3を覆うことができる。 If the material of the electrode body holder 13 has electrical insulation, chemical stability that is not attacked by the electrolytic solution, and electrical stability that does not electrolyze against the voltage of the laminated secondary battery 100, It is not particularly limited. As the material of the electrode body holder 13, for example, resin materials such as polyethylene, polypropylene, and polyfluoroethylene can be used from the viewpoint of industrial versatility, manufacturing cost, and quality stability. It should be noted that the electrode body holder 13 is not limited to the case-like shape such as the box-like or bag-like shape described above. For example, a planar electrode body holder 13 may be wound around the laminated electrode body 3 . Thereby, the laminated electrode body 3 can be covered with the planar electrode body holder 13 .

電極体ホルダ13の厚みは、電気的な絶縁性の確保、積層型二次電池100の高容量化、及び電極体ホルダ13の加工性等の観点から、0.01mm~1mmであることが好ましく、0.1mm~0.5mmであることがより好ましい。電極体ホルダ13が複数枚の場合には、全ての層の厚みの合計が0.01mm~1mmであることが好ましく、0.1mm~0.5mmであることがより好ましい。 The thickness of the electrode body holder 13 is preferably 0.01 mm to 1 mm from the viewpoints of ensuring electrical insulation, increasing the capacity of the laminated secondary battery 100, and workability of the electrode body holder 13. , 0.1 mm to 0.5 mm. When the electrode body holder 13 has a plurality of sheets, the total thickness of all layers is preferably 0.01 mm to 1 mm, more preferably 0.1 mm to 0.5 mm.

スペーサ14は、後述するように、積層電極体3と角形外装体1との間の隙間の一部を埋めている。したがって、外部からの振動や衝撃が加わった際に、スペーサ14によって積層電極体3が振動する幅を狭くすることができるので、積層電極体3を吊り下げている電極タブ6が擦れて破損することを抑制できる。 The spacer 14 fills a part of the gap between the laminated electrode body 3 and the rectangular exterior body 1, as will be described later. Therefore, when external vibration or impact is applied, the spacer 14 can narrow the width of vibration of the laminated electrode assembly 3, so that the electrode tabs 6 suspending the laminated electrode assembly 3 are rubbed and damaged. can be suppressed.

電解液は、溶媒と、溶媒に溶解した電解質塩とを含む。溶媒は、非水溶媒及び水溶媒のいずれも使用できる。非水溶媒を使用した場合には、電解液は非水電解液となる。非水溶媒には、例えばカーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、およびこれらの2種以上の混合溶媒等を用いてもよい。カーボネート類としては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート類;ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート等の鎖状カーボネート類が挙げられる。非水溶媒は、上記の溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。なお、電解液は液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。電解質塩は、リチウム塩を含む。リチウム塩には、従来の積層型二次電池100において支持塩として一般に使用されているLiPF等を用いることができる。また、適宜ビニレンカーボネート(VC)等の添加剤を添加することもできる。 The electrolyte contains a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent. Both non-aqueous solvents and aqueous solvents can be used as the solvent. When a non-aqueous solvent is used, the electrolytic solution becomes a non-aqueous electrolytic solution. Examples of non-aqueous solvents that can be used include carbonates, esters, ethers, nitriles, amides, and mixed solvents of two or more of these. Carbonates include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate, vinylene carbonate; dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), methyl propyl carbonate; , ethyl propyl carbonate, and methyl isopropyl carbonate. The non-aqueous solvent may contain a halogen-substituted product obtained by substituting at least part of the hydrogen atoms of the above solvent with halogen atoms such as fluorine. The electrolytic solution is not limited to a liquid electrolyte, and may be a solid electrolyte using a gel polymer or the like. Electrolyte salts include lithium salts. As the lithium salt, LiPF 6 or the like, which is generally used as a supporting salt in the conventional laminated secondary battery 100, can be used. Additives such as vinylene carbonate (VC) can also be added as appropriate.

次に、図3を用いて積層電極体3、正極タブ4及び負極タブ5について説明する。積層電極体3は、正極板30と負極板31がセパレータ32を介して交互に積層された、積層構造を有する。正極板30は、金属製の正極芯体と、正極芯体上に形成された正極活物質を含む正極活物質層30aを有する。正極芯体には、アルミニウムなどの正極板30の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。正極芯体の厚みは、例えば10~20μmである。負極板31は、金属製の負極芯体と、負極芯体上に形成された負極活物質を含む負極活物質層31aを有する。負極芯体には、銅などの負極板31の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極芯体の厚みは、例えば5~15μmである。積層型二次電池100では、正極板30の大きさは負極板31の大きさよりも僅かに小さくするのが好ましい。 Next, the laminated electrode body 3, the positive electrode tab 4, and the negative electrode tab 5 will be described with reference to FIG. The laminated electrode body 3 has a laminated structure in which positive electrode plates 30 and negative electrode plates 31 are alternately laminated with separators 32 interposed therebetween. The positive electrode plate 30 has a positive electrode core made of metal and a positive electrode active material layer 30a containing a positive electrode active material formed on the positive electrode core. For the positive electrode core, a foil of a metal such as aluminum that is stable in the potential range of the positive electrode plate 30, a film having the metal on the surface layer, or the like is used. The thickness of the positive electrode core is, for example, 10 to 20 μm. The negative electrode plate 31 has a negative electrode core made of metal and a negative electrode active material layer 31a containing a negative electrode active material formed on the negative electrode core. For the negative electrode core, a foil of a metal such as copper that is stable in the potential range of the negative electrode plate 31, a film having the metal on the surface layer, or the like can be used. The thickness of the negative electrode core is, for example, 5 to 15 μm. In the laminated secondary battery 100 , the size of the positive electrode plate 30 is preferably slightly smaller than the size of the negative electrode plate 31 .

積層電極体3を形成する正極板30の一端からは正極タブ4が突出し、負極板31の一端からは負極タブ5が突出している。各正極板30は略同じ位置に正極タブ4を有するので、積層電極体3において複数の正極タブ4が積層方向に一列に並んでいる。同様に、各負極板31は略同じ位置に負極タブ5を有するので、積層電極体3において複数の負極タブ5が積層方向に一列に並んでいる。外部からの振動や衝撃が加えられることで積層電極体3は幅方向及び奥行方向に揺れるため、積層電極体3を封口板2から吊り下げている複数の電極タブ6は、隣接する電極タブ6同士で擦れて摩耗してしまい、破損してしまうことがある。電極タブ6が破損してしまうと、充放電ができない電極板が生じてしまうため電池特性が低下してしまう。 A positive electrode tab 4 protrudes from one end of the positive electrode plate 30 forming the laminated electrode body 3 , and a negative electrode tab 5 protrudes from one end of the negative electrode plate 31 . Since each positive electrode plate 30 has the positive electrode tabs 4 at approximately the same position, the plurality of positive electrode tabs 4 are arranged in a line in the stacking direction in the laminated electrode assembly 3 . Similarly, since each negative electrode plate 31 has the negative electrode tabs 5 at substantially the same position, the plurality of negative electrode tabs 5 are arranged in a row in the stacking direction in the laminated electrode assembly 3 . Since the laminated electrode body 3 shakes in the width direction and the depth direction due to the application of external vibrations and impacts, the plurality of electrode tabs 6 hanging the laminated electrode body 3 from the sealing plate 2 are separated from each other by the adjacent electrode tabs 6 . They may rub against each other, wear out, and break. If the electrode tab 6 is damaged, an electrode plate that cannot be charged and discharged will be produced, resulting in deterioration of battery characteristics.

本実施形態では、正極芯体が延出して正極タブ4を構成し、負極芯体が延出して負極タブ5を構成している。なお、正極芯体又は負極芯体にそれぞれ他の導電部材を接続し、正極タブ4又は負極タブ5とすることも可能である。正極タブ4の根元部分には絶縁層ないし、正極芯体よりも電気抵抗が高い保護層を設けることが好ましい。 In this embodiment, the positive electrode core extends to form the positive electrode tab 4 , and the negative electrode core extends to form the negative electrode tab 5 . It is also possible to connect another conductive member to the positive electrode core or the negative electrode core, respectively, to form the positive electrode tab 4 or the negative electrode tab 5 . It is preferable to provide an insulating layer or a protective layer having a higher electrical resistance than the positive electrode core at the root portion of the positive electrode tab 4 .

正極活物質層30aは、正極活物質、カーボン等の導電剤、及びポリフッ化ビニリデン(PVdF)等の結着剤を含み、正極芯体の両面に設けられていることが好ましい。正極板30は、正極芯体上に正極活物質、導電剤、及び結着剤等を含む正極活物質スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、ローラー等により圧縮して正極活物質層30aを正極芯体の両面に形成することにより作製できる。なお、正極活物質層30aは、正極芯体の片面にのみ設けることもできる。 The positive electrode active material layer 30a contains a positive electrode active material, a conductive agent such as carbon, and a binder such as polyvinylidene fluoride (PVdF), and is preferably provided on both surfaces of the positive electrode core. The positive electrode plate 30 is formed by coating a positive electrode core with a positive electrode active material slurry containing a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and the like, drying the coating film, and then compressing the positive electrode active material layer with a roller or the like. It can be produced by forming 30a on both sides of the positive electrode core. The positive electrode active material layer 30a can also be provided only on one side of the positive electrode core.

正極活物質には、例えばリチウム金属複合酸化物が用いられる。リチウム金属複合酸化物に含有される金属元素としては、Ni、Co、Mn、Al、B、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Sr、Zr、Nb、In、Sn、Ta、W等が挙げられる。好適なリチウム金属複合酸化物の一例は、Ni、Co、Mnの少なくとも1種を含有するリチウム金属複合酸化物である。具体例としては、Ni、Co、Mnを含有するリチウム金属複合酸化物、Ni、Co、Alを含有するリチウム金属複合酸化物が挙げられる。なお、リチウム金属複合酸化物の粒子表面には、酸化タングステン、酸化アルミニウム、ランタノイド含有化合物等の無機化合物粒子などが固着していてもよい。 For example, a lithium metal composite oxide is used as the positive electrode active material. Metal elements contained in the lithium metal composite oxide include Ni, Co, Mn, Al, B, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Ga, Sr, Zr, Nb, In, Sn, Ta, W, etc. are mentioned. An example of a suitable lithium metal composite oxide is a lithium metal composite oxide containing at least one of Ni, Co and Mn. Specific examples include lithium metal composite oxides containing Ni, Co and Mn, and lithium metal composite oxides containing Ni, Co and Al. Inorganic compound particles such as tungsten oxide, aluminum oxide, and lanthanide-containing compounds may adhere to the surfaces of the lithium metal composite oxide particles.

負極活物質層31aは、負極活物質、及びスチレンブタジエンゴム(SBR)等の結着材、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の増粘剤を含み、負極芯体の両面に設けられていることが好ましい。負極板31は、負極芯体上に負極活物質、及び結着剤等を含む負極活物質スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、ローラー等により圧縮して負極活物質層31aを負極芯体の両面に形成することにより作製できる。なお、負極活物質層31aは、負極芯体の片面にのみ設けることもできる。 The negative electrode active material layer 31a contains a negative electrode active material, a binder such as styrene-butadiene rubber (SBR), and a thickener such as carboxymethyl cellulose (CMC), and is preferably provided on both sides of the negative electrode core. . The negative electrode plate 31 is formed by coating a negative electrode core with a negative electrode active material slurry containing a negative electrode active material, a binder, and the like, drying the coating film, and then compressing the negative electrode active material layer 31a with a roller or the like to turn the negative electrode active material layer 31a into a negative electrode active material layer 31a. It can be produced by forming on both sides of the core. The negative electrode active material layer 31a can also be provided only on one side of the negative electrode core.

負極活物質には、例えば鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、塊状人造黒鉛、黒鉛化メソフェーズカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛などの黒鉛が用いられる。負極活物質には、Si、Sn等のリチウムと合金化する金属、当該金属を含有する合金、当該金属を含有する化合物等が用いられてもよく、これらが黒鉛と併用されてもよい。当該化合物の具体例としては、SiO(0.5≦x≦1.6)で表されるケイ素化合物が挙げられる。 As the negative electrode active material, for example, graphite such as natural graphite such as flake graphite, massive graphite, and earthy graphite, massive artificial graphite, and artificial graphite such as graphitized mesophase carbon microbeads is used. As the negative electrode active material, a metal such as Si or Sn that is alloyed with lithium, an alloy containing the metal, a compound containing the metal, or the like may be used, and these may be used in combination with graphite. Specific examples of the compound include silicon compounds represented by SiO x (0.5≦x≦1.6).

セパレータ32には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。セパレータ32は、例えばポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、及びアラミドから選択される少なくとも1種を主成分とする多孔質基材を含み、ポリオレフィンが好ましく、特にポリエチレン、及びポリプロピレンが好ましい。セパレータ32は、樹脂製の多孔質基材のみで構成されていてもよく、多孔質基材の少なくとも一方の面に無機物粒子等を含む耐熱層などが形成された複層構造であってもよい。また、樹脂製の多孔質基材が、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレン等の複層構造を有していてもよい。セパレータ32は、例えば、平均孔径が0.02~5μm、空孔率が30~70%である。 A porous sheet having ion permeability and insulation is used for the separator 32 . The separator 32 is a porous substrate containing at least one selected from, for example, polyolefin, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyimide, polyamide, polyamideimide, polyethersulfone, polyetherimide, and aramid as a main component. with polyolefins being preferred, particularly polyethylene and polypropylene being preferred. The separator 32 may be composed only of a resin-made porous substrate, or may have a multilayer structure in which a heat-resistant layer containing inorganic particles or the like is formed on at least one surface of the porous substrate. . Moreover, the resin-made porous substrate may have a multi-layer structure such as polypropylene/polyethylene/polypropylene. The separator 32 has, for example, an average pore diameter of 0.02 to 5 μm and a porosity of 30 to 70%.

次に、図4を用いて、電極体ホルダ13が1枚の場合のスペーサ14を含む積層型二次電池100の内部構造について詳説する。 Next, with reference to FIG. 4, the internal structure of the stacked secondary battery 100 including the spacer 14 when the number of the electrode body holders 13 is one will be described in detail.

図4は、図1のA-A線に沿った断面図であり、電極体ホルダ13が1枚の場合を示している。積層電極体3は、電極タブ6を介して封口板2から吊り下げられており、積層電極体3(第2側面部3c)と第2側壁1cとの間には距離d1の隙間があいている。積層電極体3と角形外装体1との間には電極体ホルダ13があり、電極体ホルダ13は積層電極体3の側面及び底面を覆って収納している。スペーサ14は、積層電極体3の積層方向と垂直な方向において、積層電極体3(第2側面部3c)と電極体ホルダ13との間に設けられており、スペーサ14により、積層電極体3と電極体ホルダ13は一体として動く程度に接続されている。スペーサ14の形状、個数、配置位置は特に制限されない。スペーサ14の形状は、例えば図2で示したような円柱形又は円錐形が挙げられる。また、スペーサ14の個数を偶数として、上下方向同じ高さにおいて左右に配置することで、吊り下げられている積層電極体3の保持姿勢を良くすることができる。さらに、封口板2に近い上部及び底部1aに近い下部にスペーサ14を配置することで、積層電極体3の上下及び左右のバランスを良くすることができる。なお、スペーサ14の個数を奇数にしたり、左右非対称としたりすること、対向する側面の一方の側面にのみスペーサ14を設けることも当然可能である。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, showing a case where the number of electrode body holders 13 is one. The laminated electrode body 3 is suspended from the sealing plate 2 via the electrode tabs 6, and there is a gap of distance d1 between the laminated electrode body 3 (second side surface portion 3c) and the second side wall 1c. there is An electrode body holder 13 is provided between the laminated electrode body 3 and the rectangular exterior body 1 , and the electrode body holder 13 accommodates the laminated electrode body 3 while covering the side and bottom surfaces thereof. The spacer 14 is provided between the laminated electrode body 3 (second side surface portion 3c) and the electrode body holder 13 in a direction perpendicular to the lamination direction of the laminated electrode body 3. The spacer 14 allows the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13 are connected to such an extent that they can move as one. The shape, number and position of the spacers 14 are not particularly limited. The shape of the spacer 14 is, for example, cylindrical or conical as shown in FIG. In addition, by setting the number of spacers 14 to an even number and arranging them on the left and right sides at the same height in the vertical direction, it is possible to improve the holding posture of the suspended laminated electrode body 3 . Furthermore, by arranging the spacers 14 in the upper part near the sealing plate 2 and in the lower part near the bottom part 1a, the vertical and horizontal balance of the laminated electrode assembly 3 can be improved. Of course, it is also possible to make the number of spacers 14 an odd number, make them left-right asymmetrical, or provide spacers 14 only on one of the opposing side surfaces.

例えば、積層電極体3と電極体ホルダ13との間に弾性体を挟み込んだり、積層電極体3と電極体ホルダ13との間を接着したりすることで、積層電極体3と電極体ホルダ13とを一体として動く程度に接続することができる。スペーサ14が積層電極体3と電極体ホルダ13との間にのみ設置されると、弾性体外部からの振動や衝撃によって積層電極体3が振動する際には、積層電極体3は隙間の距離d1からスペーサ14の厚みを引いた距離だけ動くので、本実施形態ではスペーサ14がない場合に比べて電極タブ6の破損を抑制することができる。 For example, by sandwiching an elastic body between the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13 or bonding the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13 together, the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13 can be separated. and can be connected to the extent that they move as one. If the spacer 14 is installed only between the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13, the laminated electrode body 3 will not move to the distance of the gap when the laminated electrode body 3 vibrates due to vibration or impact from the outside of the elastic body. Since it moves by the distance obtained by subtracting the thickness of the spacer 14 from d1, damage to the electrode tab 6 can be suppressed in this embodiment compared to the case where the spacer 14 is not provided.

スペーサ14は電極体ホルダ13と角形外装体1との間に設けられていてもよい。スペーサ14が電極体ホルダ13と角形外装体1との間にのみ設置されると、電極体ホルダ13は角形外装体1に固定されるため、外部からの振動や衝撃が加わった際には、積層電極体3は隙間の距離d1からスペーサ14の厚みを引いた距離だけ動く。したがって、本実施形態ではスペーサ14がない場合に比べて電極タブ6の破損を抑制することができる。また、積層電極体3の側面をスペーサ14で覆うことがないので、電解液が積層電極体3の全体に均一に行きわたり易く、電池特性の面から好ましい。 The spacer 14 may be provided between the electrode body holder 13 and the rectangular exterior body 1 . If the spacer 14 is installed only between the electrode holder 13 and the rectangular outer body 1, the electrode holder 13 is fixed to the rectangular outer body 1, so that when external vibration or impact is applied, The laminated electrode body 3 moves by a distance obtained by subtracting the thickness of the spacer 14 from the gap distance d1. Therefore, in the present embodiment, breakage of the electrode tabs 6 can be suppressed as compared with the case where the spacers 14 are not provided. In addition, since the side surface of the laminated electrode body 3 is not covered with the spacer 14, the electrolytic solution can easily spread uniformly over the entire laminated electrode body 3, which is preferable in terms of battery characteristics.

スペーサ14は、積層電極体3の積層方向と平行な方向において、積層電極体3(第1側面部3b)と電極体ホルダ13との間、又は電極体ホルダ13と角形外装体1(第1側壁1b)との間に配置することもできる。この場合、スペーサ14の厚み分だけ積層方向における積層電極体3の振動の幅を抑えることができるので、電極タブ6の破損を抑制することができる。 The spacer 14 is arranged between the laminated electrode body 3 (first side surface portion 3b) and the electrode body holder 13, or between the electrode body holder 13 and the rectangular exterior body 1 (first It can also be arranged between the side walls 1b). In this case, the width of the vibration of the laminated electrode body 3 in the lamination direction can be suppressed by the thickness of the spacer 14, so damage to the electrode tabs 6 can be suppressed.

スペーサ14は、積層電極体3の積層方向と垂直な方向において、積層電極体3(下面部3a及び/又は上面部)と電極体ホルダ13との間、又は電極体ホルダ13と角形外装体1(底部1a及び/又は封口板2)との間に配置することもできる。この場合、スペーサ14の厚み分だけ上下方向における積層電極体3の振動の幅を抑えることができるので、電極タブ6の破損を抑制することができる。 The spacer 14 is arranged between the laminated electrode body 3 (the lower surface portion 3a and/or the upper surface portion) and the electrode body holder 13, or between the electrode body holder 13 and the rectangular outer body 1 in the direction perpendicular to the stacking direction of the stacked electrode body 3. (bottom part 1a and/or sealing plate 2). In this case, the width of vibration of the laminated electrode assembly 3 in the vertical direction can be suppressed by the thickness of the spacer 14, so damage to the electrode tab 6 can be suppressed.

次に、図5を用いて、電極体ホルダ13が複数枚の場合のスペーサ14を含む積層型二次電池100の内部構造について詳説する。図5は実施形態の他の一例において、図4に対応する図であり、電極体ホルダ13が2枚の場合を示している。各電極体ホルダ13の形状は異なっていてもよい。以下、電極体ホルダ13が2枚以上の場合には、最も積層電極体3に近い電極体ホルダ13を最内側の電極体ホルダ13aといい、最も角形外装体1に近い電極体ホルダ13を最外側の電極体ホルダ13bという。 Next, with reference to FIG. 5, the internal structure of the stacked secondary battery 100 including the spacers 14 when the electrode body holders 13 are plural will be described in detail. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 in another example of the embodiment, and shows a case where the number of electrode body holders 13 is two. Each electrode holder 13 may have a different shape. Hereinafter, when there are two or more electrode body holders 13, the electrode body holder 13 closest to the laminated electrode body 3 will be referred to as the innermost electrode body holder 13a, and the electrode body holder 13 closest to the rectangular exterior body 1 will be referred to as the innermost electrode body holder 13a. This is referred to as an outer electrode body holder 13b.

積層電極体3は、電極タブ6を介して封口板2から吊り下げられており、積層電極体3(第2側面部3c)と第2側壁1cとの間には距離d1の隙間があいている。積層電極体3と角形外装体1との間には電極体ホルダ13があり、電極体ホルダ13は積層電極体3の側面及び底面を覆って収納している。スペーサ14は、最内側の電極体ホルダ13aと最外側の電極体ホルダ13bとの間に設けられており、スペーサ14により最内側の電極体ホルダ13aと最外側の電極体ホルダ13bは接続されている。スペーサ14が電極体ホルダ13間にのみ設置されると、外部からの振動や衝撃が加わった際には、積層電極体3が隙間の距離d1からスペーサ14の厚みを引いた距離だけ動くので、スペーサ14がない場合に比べて電極タブ6の破損を抑制することができる。スペーサ14は、積層電極体3と最内側の電極体ホルダ13aとの間、又は最外側の電極体ホルダ13bと角形外装体1との間に設けてもよい。また、電極体ホルダ13が3枚以上の場合には、電極体ホルダ13同士の間の少なくともいずれか1つに設けることができる。 The laminated electrode body 3 is suspended from the sealing plate 2 via the electrode tabs 6, and there is a gap of distance d1 between the laminated electrode body 3 (second side surface portion 3c) and the second side wall 1c. there is An electrode body holder 13 is provided between the laminated electrode body 3 and the rectangular exterior body 1 , and the electrode body holder 13 accommodates the laminated electrode body 3 while covering the side and bottom surfaces thereof. The spacer 14 is provided between the innermost electrode holder 13a and the outermost electrode holder 13b, and the spacer 14 connects the innermost electrode holder 13a and the outermost electrode holder 13b. there is If the spacers 14 are placed only between the electrode body holders 13, the laminated electrode body 3 moves by the distance d1 of the gap minus the thickness of the spacers 14 when external vibration or impact is applied. Breakage of the electrode tabs 6 can be suppressed as compared with the case where the spacers 14 are not provided. The spacer 14 may be provided between the laminated electrode body 3 and the innermost electrode body holder 13a, or between the outermost electrode body holder 13b and the rectangular exterior body 1. FIG. Moreover, when the number of the electrode body holders 13 is three or more, it can be provided in at least one of the electrode body holders 13 .

スペーサ14は、積層電極体3の積層方向と平行な方向において、電極体ホルダ同士の間の少なくともいずれか1つに配置することもできる。この場合、スペーサ14の厚み分だけ積層方向における積層電極体3の振動の幅を抑えることができるので、電極タブ6の破損を抑制することができる。 The spacer 14 can also be arranged at least one between the electrode body holders in the direction parallel to the stacking direction of the stacked electrode body 3 . In this case, the width of the vibration of the laminated electrode body 3 in the lamination direction can be suppressed by the thickness of the spacer 14, so damage to the electrode tabs 6 can be suppressed.

スペーサ14は、積層電極体3の積層方向と垂直な方向において、積層電極体3と角形外装体1の側面との間に設けられることが好ましい。換言すれば、スペーサ14は、積層電極体3(第2側面部3c)と第2側壁1cとの間に設けられることが好ましい。積層電極体3の積層方向と垂直な方向においては、積層電極体3の積層方向に比べて充放電で積層電極体3が膨張収縮する割合が小さいので、積層方向と垂直な方向にスペーサ14を設けることで充放電時の積層電極体3への圧力を小さくして積層電極体3の変形を抑制することができる。 The spacers 14 are preferably provided between the laminated electrode bodies 3 and the side surfaces of the rectangular exterior body 1 in a direction perpendicular to the lamination direction of the laminated electrode bodies 3 . In other words, the spacer 14 is preferably provided between the laminated electrode body 3 (second side surface portion 3c) and the second side wall 1c. In the direction perpendicular to the lamination direction of the laminated electrode body 3, the rate of expansion and contraction of the laminated electrode body 3 due to charging and discharging is smaller than that in the lamination direction of the laminated electrode body 3. Therefore, the spacers 14 are arranged in the direction perpendicular to the lamination direction. By providing it, the pressure applied to the laminated electrode body 3 during charging and discharging can be reduced, and deformation of the laminated electrode body 3 can be suppressed.

スペーサ14は、電極体ホルダ13と積層電極体3、電極体ホルダ13と角形外装体1、又は電極体ホルダ13同士を接続できるものであれば特に限定されない。スペーサ14は、例えば熱硬化性樹脂を含むことができる。熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂等が挙げられる。スペーサ14は、熱硬化性樹脂を含むことで、積層電極体3と電極体ホルダ13との間、電極体ホルダ13と角形外装体1との間、又は電極体ホルダ13同士の間に挿入する際にはゲル状の形態で挿入を容易にすることができて、その後の例えば乾燥工程等の高温処理を経ることで硬化させて接続することができる。スペーサ14は設けられた位置で固定され動かないので、信頼性の高い積層型二次電池100を製造することができる。 The spacer 14 is not particularly limited as long as it can connect the electrode body holder 13 and the laminated electrode body 3, the electrode body holder 13 and the square outer body 1, or the electrode body holders 13 to each other. Spacer 14 may include, for example, a thermosetting resin. Thermosetting resins include melamine resins, epoxy resins, unsaturated polyesters, silicone resins, and the like. The spacer 14 contains a thermosetting resin, and is inserted between the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13, between the electrode body holder 13 and the rectangular exterior body 1, or between the electrode body holders 13. In some cases, it can be in a gel-like form to facilitate insertion, and can be hardened and connected by a subsequent high-temperature treatment, such as a drying step. Since the spacer 14 is fixed at the provided position and does not move, a highly reliable stacked secondary battery 100 can be manufactured.

また、スペーサ14は、電解液と反応して膨潤性を示す膨潤樹脂を含むことができる。膨潤樹脂を電解液中に浸すと、膨潤樹脂の網目構造の間隙に電解液が侵入して、膨潤樹脂は膨張する。膨潤樹脂としては、電解液との親和性(特にカーボネート系溶媒との親和性)が高い点で、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン(PS)、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエチレンビニルアセテート、ポリアミド、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム、ブチルゴム等が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、複数を併用してもよい。スペーサ14は、膨潤樹脂を含むことで、積層電極体3と電極体ホルダ13との間、電極体ホルダ13と角形外装体1との間、又は電極体ホルダ13同士の間に挿入した後に電解液と接することで膨潤して設けられた位置で固定することができるので、スペーサ14を設置しやすい。 Also, the spacer 14 may contain a swelling resin that reacts with the electrolytic solution and exhibits swelling properties. When the swelling resin is immersed in the electrolyte, the electrolyte penetrates into the gaps in the network structure of the swelling resin, causing the swelling resin to expand. Examples of swelling resins include polyvinylidene fluoride, polystyrene (PS), polyvinyl alcohol, polyamide, polyacrylonitrile, polycarbonate, and polyethylene vinyl acetate due to their high affinity with the electrolyte (in particular, affinity with carbonate solvents). , polyamide, natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile rubber, butyl rubber and the like are preferred. These may be used alone or in combination. The spacer 14 contains a swelling resin, so that after being inserted between the laminated electrode body 3 and the electrode body holder 13, between the electrode body holder 13 and the rectangular exterior body 1, or between the electrode body holders 13, electrolysis is performed. The spacer 14 can be easily installed because it swells when it comes into contact with the liquid and can be fixed at the provided position.

スペーサ14の厚みは、積層電極体3と角形外装体1との間の隙間の距離d1の半分以上とすることができる。この場合、外部からの振動や衝撃によって積層電極体3が動く範囲を小さくできるので、電極タブ6同士が擦れて破損するのを抑制することができる。 The thickness of the spacer 14 can be set to be half or more of the distance d1 of the gap between the laminated electrode body 3 and the rectangular exterior body 1. As shown in FIG. In this case, the range in which the laminated electrode body 3 moves due to external vibrations and impacts can be reduced, so that the electrode tabs 6 can be prevented from rubbing against each other and being damaged.

スペーサ14は、スペーサ14が配置されている面の面積の10%以上を占めることが好ましい。10%以上とすることで安定してスペーサ14により接続することができる。また、電解液を均一に行きわたり易くするとの観点から、10%以上でかつ50%以下とすることがさらに好ましい。 The spacers 14 preferably occupy 10% or more of the area of the surface on which the spacers 14 are arranged. By making it 10% or more, it is possible to stably connect with the spacer 14 . Moreover, from the viewpoint of facilitating uniform distribution of the electrolytic solution, it is more preferable to make it 10% or more and 50% or less.

電極タブ6の動きを抑制する観点から、スペーサ14は、積層電極体3の積層方向と平行な側面(第2側面部3c)の上部側(電極タブ6に近い側)に配置されることが好ましい。 From the viewpoint of suppressing the movement of the electrode tabs 6, the spacers 14 may be arranged on the upper side (the side closer to the electrode tabs 6) of the side surface (second side surface portion 3c) parallel to the stacking direction of the laminated electrode body 3. preferable.

以下、実施例により本開示をさらに説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present disclosure will be further described below with reference to Examples, but the present disclosure is not limited to these Examples.

<実施例>
正極活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)及び導電材としてカーボンを92:4:4の重量比で混合した後、N-メチル-2-ピロリドンに分散させて、正極合材スラリーを調製した。このスラリーを正極芯体としての厚み15μmのアルミニウム箔にコーティングした後、乾燥させ、ローラーで圧縮した後、所定の電極サイズに切断し、方形状の正極芯体の両面に正極合材層が形成された正極を作製した。なお、正極の端部に正極芯体を露出させることで正極タブを設けた。
<Example>
After mixing LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and carbon as a conductive material in a weight ratio of 92:4:4, N-methyl- A positive electrode mixture slurry was prepared by dispersing it in 2-pyrrolidone. After coating this slurry on an aluminum foil with a thickness of 15 μm as a positive electrode core, it is dried, compressed with a roller, and then cut into a predetermined electrode size to form a positive electrode mixture layer on both sides of the rectangular positive electrode core. A positive electrode was produced. A positive electrode tab was provided by exposing the positive electrode core at the end of the positive electrode.

負極活物質として天然黒鉛、バインダーとしてスチレンブタジエンゴム(SBR)及びカルボキシメチルセルロースを96:2:2の重量比で混合した後、水に分散させて、負極合材スラリーを調製した。このスラリーを負極芯体としての厚み10μmの銅箔にコーティングした後、乾燥させ、ローラーで圧縮した後、所定の電極サイズに切断し、方形状の負極芯体の両面に負極合材層が形成された負極を作製した。なお、負極の端部に負極芯体を露出させることで負極タブを設けた。 Natural graphite as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose as binders were mixed at a weight ratio of 96:2:2, and then dispersed in water to prepare a negative electrode mixture slurry. After coating a copper foil with a thickness of 10 μm as a negative electrode core with this slurry, it is dried, compressed with a roller, and then cut into a predetermined electrode size to form a negative electrode mixture layer on both sides of the rectangular negative electrode core. A negative electrode was fabricated. A negative electrode tab was provided by exposing the negative electrode core at the end of the negative electrode.

負極板、セパレータとしてのポリエチレン、正極板の順で複数積層した積層電極体を作製した。そして、作製した積層電極体を、上部に開口を有する箱状の1枚の電極体ホルダに挿入した。積層電極体の積層方向に平行な2側面と電極体ホルダとの間にエポキシ樹脂を、積層電極体の積層方向に平行な側面のそれぞれ10%を覆うように付着させ、100℃まで加熱してエポキシ樹脂を硬化させてスペーサとした。積層電極体の正極タブ及び負極タブを、封口板に取り付けた正極端子および負極端子にそれぞれ溶接した。その後、角形外装体の開口を封口板で封口して、二次電池を作製した。 A laminated electrode body was prepared by laminating a plurality of negative electrode plates, polyethylene as a separator, and positive electrode plates in this order. Then, the produced laminated electrode body was inserted into one box-shaped electrode body holder having an opening at the top. Epoxy resin was applied between two side surfaces of the laminated electrode body parallel to the stacking direction and the electrode body holder so as to cover 10% of each of the side surfaces parallel to the stacking direction, and heated to 100°C. Epoxy resin was cured to form a spacer. The positive electrode tab and negative electrode tab of the laminated electrode body were welded to the positive electrode terminal and negative electrode terminal attached to the sealing plate, respectively. After that, the opening of the rectangular outer package was sealed with a sealing plate to fabricate a secondary battery.

本開示においては、電解液を注入せずに後述する振動試験を行った。電解液を注入しない場合には、電解液を注入した場合に比べて外部からの振動や衝撃に対して積層電極体が動きやすいので、電解液を注入しない場合の方がより厳しい試験となる。 In the present disclosure, a vibration test, which will be described later, was performed without injecting an electrolytic solution. When the electrolytic solution is not injected, the laminated electrode assembly is more likely to move against external vibrations and impacts than when the electrolytic solution is injected.

<比較例>
エポキシ樹脂を積層電極体と角形外装体との間に挿入せず、スペーサを設けなかったこと以外は、実施例と同様に二次電池を作製した。
<Comparative example>
A secondary battery was fabricated in the same manner as in the example except that the epoxy resin was not inserted between the laminated electrode body and the rectangular exterior body and the spacer was not provided.

<振動試験>
振動試験は、実施例及び比較例の二次電池を幅方向に振動させて行った。振動試験は、1回の振動試験サイクルで、ピーク加速度10Gで25Hzを所定時間、正弦波対数で掃引することにより波数を変化させながら二次電池を振動させた。加振を与えた後、5万回サイクル毎に正極タブ及び負極タブに破損がないかを透過X線により確認し、破損が確認されたサイクル回数で評価した。
<Vibration test>
The vibration test was performed by vibrating the secondary batteries of Examples and Comparative Examples in the width direction. In the vibration test, the secondary battery was vibrated while changing the wave number by sweeping a sine wave logarithmically at 25 Hz for a predetermined time at a peak acceleration of 10 G in one vibration test cycle. After applying vibration, it was confirmed by transmitted X-ray whether the positive electrode tab and the negative electrode tab were damaged every 50,000 cycles, and the number of cycles at which damage was confirmed was evaluated.

実施例及び比較例の二次電池の結果を表1にまとめた。表1に示す値は、比較例の破損が確認されたサイクル回数を1としたときの相対値である。 Table 1 summarizes the results of the secondary batteries of Examples and Comparative Examples. The values shown in Table 1 are relative values when the number of cycles in which damage was confirmed in the comparative example was set to 1.

Figure 0007165880000001
Figure 0007165880000001

表1から分かるように、積層電極体と角形外装体との間にスペーサを設けた実施例は、スペーサを設けなかった比較例と比べて、20.2倍の耐久性があった。したがって、本実施形態の積層型二次電池によれば、電極体の変形を抑制しつつ電極タブ同士の擦れによる電極タブの破損を抑制することができることを確認した。 As can be seen from Table 1, the example in which the spacer was provided between the laminated electrode assembly and the rectangular outer package had 20.2 times the durability of the comparative example in which the spacer was not provided. Therefore, according to the laminated secondary battery of the present embodiment, it was confirmed that damage to the electrode tabs due to friction between the electrode tabs can be suppressed while suppressing deformation of the electrode body.

1 角形外装体、2 封口板、3 積層電極体、4 正極タブ、5 負極タブ、6 電極タブ、7 正極端子、8 負極端子、9 外部側絶縁部材、10 封止栓、11 ガス排出弁、12 内部側絶縁部材、13 電極体ホルダ、14 スペーサ、20 電池ケース、30 正極板、30a 正極活物質層、31 負極板、31a 負極活物質層、32 セパレータ、100 積層型二次電池
1 prismatic exterior body, 2 sealing plate, 3 laminated electrode body, 4 positive electrode tab, 5 negative electrode tab, 6 electrode tab, 7 positive electrode terminal, 8 negative electrode terminal, 9 external side insulating member, 10 sealing plug, 11 gas discharge valve, 12 inner side insulating member 13 electrode body holder 14 spacer 20 battery case 30 positive electrode plate 30a positive electrode active material layer 31 negative electrode plate 31a negative electrode active material layer 32 separator 100 laminated secondary battery

Claims (6)

複数の電極板がセパレータを介して積層され、前記複数の電極板の各々から突出した複数の電極タブを有する積層電極体と、
前記積層電極体を収容する金属製の角形外装体と、
前記角形外装体の開口を封口する封口板と、
前記積層電極体と前記角形外装体との間の隙間に配置されて前記積層電極体を収納する1枚又は複数枚の電極体ホルダと、
前記積層電極体と前記角形外装体との間に設けられている1つ以上のスペーサと、を備え、
前記積層電極体は、前記電極タブを介して前記封口板から吊り下げられており、
前記スペーサは、前記積層電極体の積層方向と垂直な方向において、前記積層電極体と前記角形外装体の側面との間に設けられており、前記電極体ホルダが1枚の場合には、前記積層電極体と前記電極体ホルダとの間、又は前記電極体ホルダと前記角形外装体との間に設けられ、前記電極体ホルダが複数枚の場合には、前記電極体ホルダ同士の間の少なくともいずれか1つに設けられており、
前記スペーサは、熱硬化性樹脂を含み、前記熱硬化性樹脂は、前記積層電極体と前記電極体ホルダとの間、前記電極体ホルダと前記角形外装体との間、又は前記電極体ホルダ同士の間を、接続するように固定されている 、積層型二次電池。
a laminated electrode body in which a plurality of electrode plates are laminated with separators interposed therebetween, and which has a plurality of electrode tabs protruding from each of the plurality of electrode plates;
a metallic rectangular exterior body that houses the laminated electrode body;
a sealing plate that seals the opening of the rectangular exterior body;
one or a plurality of electrode body holders arranged in a gap between the stacked electrode body and the square outer body to accommodate the stacked electrode body;
one or more spacers provided between the laminated electrode body and the rectangular outer body,
The laminated electrode body is suspended from the sealing plate via the electrode tab,
The spacer isprovided between the laminated electrode body and a side surface of the rectangular outer body in a direction perpendicular to the lamination direction of the laminated electrode body,When the electrode body holder is one, it is provided between the stacked electrode body and the electrode body holder or between the electrode body holder and the square outer body, and the electrode body holder is provided with a plurality of electrode body holders. provided in at least one between the electrode holderscage,
The spacer contains a thermosetting resin, and the thermosetting resin is placed between the stacked electrode body and the electrode body holder, between the electrode body holder and the rectangular outer body, or between the electrode body holders. fixed to connect between , stacked secondary battery.
前記スペーサの厚みは、前記隙間の距離の半分以上である、請求項1に記載の積層型二次電池。 2. The stacked secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of said spacer is half or more of the distance of said gap. 前記スペーサは、前記スペーサが配置されている面の面積の10%以上を占める、請求項1又は2に記載の積層型二次電池。 3. The stacked secondary battery according to claim 1, wherein said spacer occupies 10% or more of the area of the surface on which said spacer is arranged. 前記電極体ホルダは1枚であり、前記スペーサが前記積層電極体と前記電極体ホルダとの間にのみ設けられている、請求項1~のいずれか1項に記載の積層型二次電池。 The stacked secondary battery according to any one of claims 1 to 3 , wherein the number of the electrode body holder is one, and the spacer is provided only between the stacked electrode body and the electrode body holder. . 前記電極体ホルダは1枚であり、前記スペーサが前記電極体ホルダと前記角形外装体との間にのみ設けられている、請求項1~のいずれか1項に記載の積層型二次電池。 The stacked secondary battery according to any one of claims 1 to 3 , wherein the number of the electrode body holder is one, and the spacer is provided only between the electrode body holder and the square outer body. . 前記スペーサは膨潤樹脂を含む、請求項1~のいずれか1項に記載の積層型二次電池。
The stacked secondary battery according to any one of claims 1 to 5 , wherein the spacer contains a swelling resin.
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