JP7313391B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
本技術は二次電池に関する。
特開２００７－１５７４２７号公報（特許文献１）は多孔質のスペーサを開示する。
充放電サイクルを重ねることにより、二次電池（本明細書においては「電池」と略記され得る。）の容量は徐々に低下する。容量低下の一因として、電解液分布の不均一性が挙げられる。
電池は容器を含む。容器は電極体と電解液とを収納している。電解液は電極体に含浸されている。電極体は正極板と負極板とを含む。本明細書においては「正極板および負極板の少なくとも一方」が「電極板」と総称され得る。
電極板は、充放電に伴って膨張と収縮とを反復する。電極板の体積変化により、電極体内の空隙量も変化し得る。例えば充電時、電極体内の空隙が減少することにより、電極体から電解液が押し出され得る。電極体から吐出された電解液は、容器の底面に貯留され得る。本明細書においては、容器の底面に貯留される電解液が「貯留液」とも記される。例えば放電時、電極体内の空隙が増加することにより、貯留液が電極体に吸引され得る。
電極体の輪郭面は、露出面と非露出面とを含む。露出面においては電極板が露出している。非露出面においては電極板が露出していない。例えば、巻回型の電極体において、巻回軸と直交する両端面は、露出面であり得る。巻回軸と交差しない平面および曲面は、非露出面であり得る。
電解液の吐出は、露出面全体から起こり得る。電解液の吸引は、露出面のうち、貯留液と接触している領域から起こり得る。したがって、露出面のうち貯留液と接触していない領域には、電解液が戻り難いと考えられる。電解液の吐出と吸引との不均衡により、電極体内において電解液分布の不均一性が生み出され得る。電解液分布が不均一であることにより、電極反応が不均一となり、容量低下が促進され得ると考えられる。
本技術の目的は、サイクル耐久性を改善することである。
以下、本技術の構成および作用効果が説明される。ただし本明細書の作用メカニズムは推定を含む。作用メカニズムは本技術の範囲を限定しない。
〔１〕二次電池は、容器と電解液と電極体と多孔質部材とを含む。
容器は、電解液と電極体と多孔質部材とを収納している。容器は天面と底面と側面とを含む。底面は天面と対向している。側面は天面と底面とを接続している。
電極体は正極板と負極板とセパレータとを含む。セパレータは正極板と負極板とを分離している。電極体の輪郭面は、第１領域と第２領域とを含む。第１領域においては、正極板および負極板の少なくとも一方が露出している。第２領域においては、正極板および負極板が露出していない。第１領域および第２領域の少なくとも一方は、第３領域を含む。第３領域は、底面に面している。
多孔質部材は、輪郭面に沿って、底面と天面とを結ぶ方向に延びる部分を含む。多孔質部材は、第１領域の少なくとも一部を覆っている。
下記式（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）：
５．００×１０-2＜Ｖｐ／Ｖｅ＜２．００×１０-1 …（Ａ）
２．００×１０-1＜Ｓｐ１／Ｓｅ１ …（Ｂ）
Ｓｐ２／Ｓｅ２＜１．００×１０-1 …（Ｃ）
の関係が満たされている。
上記式（Ａ）中、Ｖｅは電極体の体積を示す。Ｖｐは多孔質部材の体積を示す。
上記式（Ｂ）中、Ｓｅ１は第１領域の面積を示す。Ｓｐ１は、多孔質部材と第１領域との接触面積を示す。
上記式（Ｃ）中、Ｓｅ２は第２領域の面積を示す。Ｓｐ２は、多孔質部材と第２領域との接触面積を示す。
容器は、電解液と電極体と多孔質部材とを収納している。容器は天面と底面と側面とを含む。底面は天面と対向している。側面は天面と底面とを接続している。
電極体は正極板と負極板とセパレータとを含む。セパレータは正極板と負極板とを分離している。電極体の輪郭面は、第１領域と第２領域とを含む。第１領域においては、正極板および負極板の少なくとも一方が露出している。第２領域においては、正極板および負極板が露出していない。第１領域および第２領域の少なくとも一方は、第３領域を含む。第３領域は、底面に面している。
多孔質部材は、輪郭面に沿って、底面と天面とを結ぶ方向に延びる部分を含む。多孔質部材は、第１領域の少なくとも一部を覆っている。
下記式（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）：
５．００×１０-2＜Ｖｐ／Ｖｅ＜２．００×１０-1 …（Ａ）
２．００×１０-1＜Ｓｐ１／Ｓｅ１ …（Ｂ）
Ｓｐ２／Ｓｅ２＜１．００×１０-1 …（Ｃ）
の関係が満たされている。
上記式（Ａ）中、Ｖｅは電極体の体積を示す。Ｖｐは多孔質部材の体積を示す。
上記式（Ｂ）中、Ｓｅ１は第１領域の面積を示す。Ｓｐ１は、多孔質部材と第１領域との接触面積を示す。
上記式（Ｃ）中、Ｓｅ２は第２領域の面積を示す。Ｓｐ２は、多孔質部材と第２領域との接触面積を示す。
本技術においては、電極体および電解液に加えて、多孔質部材が容器内に配置される。多孔質部材により、電解液分布の不均一性が軽減され得る。
第１領域は露出面に相当する。第２領域は非露出面に相当する。容器の底面は貯留液を貯留し得る。多孔質部材は、第１領域（露出面）の一部を覆っている。多孔質部材は、電極体の輪郭面に沿って、底面と天面とを結ぶ方向に延びる。容器の底面と天面とを結ぶ方向は、電池の使用時、鉛直方向と平行になり得る。多孔質部材は貯留液と接触し得る。多孔質部材と接触した貯留液は、毛細管現象により鉛直上方に移動し得る。すなわち貯留液の液面から離れた位置にも、電解液が戻り得る。これにより、充放電サイクルに伴う容量低下が軽減されることが期待される。すなわちサイクル耐久性の改善が期待される。
ただし、例えば電極体の体積に対して、多孔質部材の体積が過度に大きい場合、電解液が多孔質部材に滞留し、電極体において電解液が枯渇する可能性がある。その結果、却って容量低下が促進される可能性がある。また、非露出面からは電解液が電極体内に吸引されない。多孔質部材のうち非露出面を覆っている部分の比率が過度に高い場合も、電解液が多孔質部材に滞留し、電極体において電解液が枯渇する可能性がある。上記式（Ａ）～（Ｃ）が満たされることにより、電解液が多孔質部材に滞留し難く、かつ電解液が電極体に戻りやすい傾向がある。
〔２〕下記式（Ｄ）：
２．００＜Ｓｐ１／Ｖｅ …（Ｄ）
の関係がさらに満たされていてもよい。
２．００＜Ｓｐ１／Ｖｅ …（Ｄ）
の関係がさらに満たされていてもよい。
上記式（Ｄ）の関係が満たされることにより、サイクル耐久性の改善が期待される。
〔３〕下記式（Ｅ）：
Ｓｐ４／Ｓｅ３＜５．００×１０-1 …（Ｅ）
の関係がさらに満たされていてもよい。
上記式（Ｅ）中、Ｓｅ３は第３領域の面積を示す。Ｓｐ４は、多孔質部材と第３領域との接触面積を示す。
Ｓｐ４／Ｓｅ３＜５．００×１０-1 …（Ｅ）
の関係がさらに満たされていてもよい。
上記式（Ｅ）中、Ｓｅ３は第３領域の面積を示す。Ｓｐ４は、多孔質部材と第３領域との接触面積を示す。
上記式（Ｅ）の関係が満たされることにより、サイクル耐久性の改善が期待される。
〔４〕下記式（Ｆ）：
５．００×１０ -1＜Ｓｐ３／Ｖｅ …（Ｆ）
の関係がさらに満たされていてもよい。
上記式（Ｆ）中、Ｓｐ３は多孔質部材と底面との接触面積を示す。
５．００×１０ -1＜Ｓｐ３／Ｖｅ …（Ｆ）
の関係がさらに満たされていてもよい。
上記式（Ｆ）中、Ｓｐ３は多孔質部材と底面との接触面積を示す。
〔５〕多孔質部材は、例えば５０％以上の空孔率を有していてもよい。
多孔質部材が５０％以上の空孔率を有することにより、電解液の戻りが促進されることが期待される。
以下、本技術の実施形態（本明細書においては「本実施形態」とも記される。）が説明される。ただし以下の説明は、本技術の範囲を限定しない。例えば本明細書中の作用効果に関する記載は、当該作用効果が全て奏される範囲内に、本技術の範囲を限定しない。
＜用語の定義等＞
本明細書において、「備える、含む（comprise, include）」、「有する（have）」およびこれらの変形〔例えば「から構成される（be composed of）」、「包含する（encompass，involve）」、「含有する（contain）」、「担持する（carry, support）」、「保持する（hold）」等〕の記載は、オープンエンド形式である。オープンエンド形式は必須要素に加えて、追加要素をさらに含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。「からなる（consist of）」との記載はクローズド形式である。「実質的に…からなる（consist essentially of）」との記載はセミクローズド形式である。セミクローズド形式は、本技術の目的を阻害しない範囲で、必須要素に加えて追加要素をさらに含んでいてもよい。例えば、本技術の属する分野において通常想定される要素（例えば不可避不純物等）が、追加要素として含まれていてもよい。
本明細書において、「備える、含む（comprise, include）」、「有する（have）」およびこれらの変形〔例えば「から構成される（be composed of）」、「包含する（encompass，involve）」、「含有する（contain）」、「担持する（carry, support）」、「保持する（hold）」等〕の記載は、オープンエンド形式である。オープンエンド形式は必須要素に加えて、追加要素をさらに含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。「からなる（consist of）」との記載はクローズド形式である。「実質的に…からなる（consist essentially of）」との記載はセミクローズド形式である。セミクローズド形式は、本技術の目的を阻害しない範囲で、必須要素に加えて追加要素をさらに含んでいてもよい。例えば、本技術の属する分野において通常想定される要素（例えば不可避不純物等）が、追加要素として含まれていてもよい。
本明細書において、単数形（a, an, the）で表現される要素は、特に断りの無い限り、複数形も含む。例えば「粒子」は「１つの粒子」のみならず、「粒子の集合体（粉体、粉末、粒子群）」も意味し得る。
本明細書において、例えば「５０％から９０％」および「５０～９０％」等の数値範囲は、特に断りのない限り、上限値および下限値を含む。すなわち「５０％から９０％」および「５０～９０％」は、いずれも「５０％以上９０％以下」の数値範囲を示す。また、数値範囲内から任意に選択された数値が、新たな上限値および下限値とされてもよい。例えば、数値範囲内の数値と、本明細書中の別の部分、表中、図中等に記載された数値とが任意に組み合わされることにより、新たな数値範囲が設定されてもよい。
本明細書において、全ての数値は用語「約」によって修飾されている。用語「約」は、例えば±５％、±３％、±１％等を意味し得る。全ての数値は、本技術の利用形態によって変化し得る近似値である。全ての数値は有効数字で表示される。全ての測定値等は有効数字の桁数に基づいて、四捨五入により処理され得る。全ての数値は、例えば検出限界等に伴う誤差を含み得る。
本明細書における幾何学的な用語（例えば「平行」、「垂直」、「直交」等）は、厳密な意味に解されるべきではない。例えば「平行」は、厳密な意味での「平行」から多少ずれていてもよい。本明細書における幾何学的な用語は、例えば、設計上、作業上、製造上等の公差、誤差等を含み得る。各図中の寸法関係は、実際の寸法関係と一致しない場合がある。本技術の理解を助けるために、各図中の寸法関係（長さ、幅、厚さ等）が変更されている場合がある。さらに一部の構成が省略されている場合もある。
本明細書における「底面」は、容器の内面のうち、電池の使用時に鉛直方向において最も低い位置となる箇所を含む面を示す。「天面」は、底面と対向する面を示す。天面、底面、側面の各々は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。
本明細書においては、底面と天面とを結ぶ方向が「高さ方向」とも記される。高さ方向は各図のＺ軸方向に相当する。なお「幅方向」は各図のＸ軸方向に相当し、「奥行方向」は各図のＹ軸方向に相当する。
本明細書における「輪郭面」は、輪郭線が三次元に拡張された概念である。輪郭面は、任意の方向から見た対象物の輪郭線の集合である。
本明細書における「体積」は、特に断りのない限り、見かけの体積を示す。見かけの体積は、内部空孔の体積を含む。見かけの体積は、対象物の外形寸法から求められる。
本明細書における「接触面積」は、特に断りのない限り、見かけの接触面積を示す。接触面積を求めるにあたり、接触面は平面であるとみなされる。接触面の凹凸は考慮されない。
本明細書の「空孔率」は次の手順により求まる値を示す。多孔質部材（乾燥状態）の質量が測定される。多孔質部材が電解液に浸漬される。多孔質部材に電解液が十分浸透した後、多孔質部材が電解液から引き上げられる。電解液を保持した多孔質部材の質量が測定される。質量増分から多孔質部材に吸収された電解液の質量が求まる。電解液の質量から電解液の体積が求まる。電解液の体積が多孔質部材の体積で除されることにより、空孔率が求まる。空孔率は百分率で表示される。空孔率は３回以上測定される。３回以上の結果の算術平均が採用される。
＜二次電池＞
本明細書における「二次電池」は、電解液を含み、かつ充電可能な電池を示す。電解液を含み、かつ充電可能である限り、二次電池は任意の電池系であり得る。二次電池は、例えば、非水系電池（リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池等）であってもよいし、水系電池（ニッケル水素電池等）であってもよい。
本明細書における「二次電池」は、電解液を含み、かつ充電可能な電池を示す。電解液を含み、かつ充電可能である限り、二次電池は任意の電池系であり得る。二次電池は、例えば、非水系電池（リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池等）であってもよいし、水系電池（ニッケル水素電池等）であってもよい。
二次電池は、例えば１～２００Ａｈの定格容量を有していてもよい。二次電池は、任意の用途で使用され得る。二次電池は、例えば電動車両等において、主電源または動力アシスト用電源として使用されてもよい。複数個の二次電池が連結されることにより、電池モジュールまたは組電池が形成されてもよい。すなわち、本技術においては、複数個の二次電池を含む電池モジュールまたは組電池も提供され得る。
二次電池は任意の形態を有し得る。二次電池は、例えば、以下に説明される第１電池１００、第２電池２００、第３電池３００、および第４電池４００を含み得る。ただし、第１電池１００～第４電池４００は例示に過ぎない。
＜第１電池＞
図１は、第１電池を示す概略図である。
第１電池１００は、第１容器１１０と、第１電解液１２０と、第１電極体１３０と、第１多孔質部材１４０とを含む。
図１は、第１電池を示す概略図である。
第１電池１００は、第１容器１１０と、第１電解液１２０と、第１電極体１３０と、第１多孔質部材１４０とを含む。
《第１容器》
第１容器１１０は、例えば金属製の缶等であってもよい。第１容器１１０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）合金製であってもよい。第１容器１１０は、例えば角形（直方体状）であってもよい。第１容器１１０は、天面１１０ａと底面１１０ｂと側面１１０ｃとを含む。底面１１０ｂは天面１１０ａと対向している。側面１１０ｃは天面１１０ａと底面１１０ｂとを接続している。例えば、第１容器１１０は蓋付き容器であってもよい。蓋が天面１１０ａを含んでいてもよい。容器本体が底面１１０ｂと側面１１０ｃとを含んでいてもよい。第１容器１１０は密封されていてもよい。例えばレーザ加工により、蓋と容器本体とが接合されていてもよい。蓋には、正極端子１１１および負極端子１１２が設けられていてもよい。蓋には、注液孔、ガス排出弁等がさらに設けられていてもよい。第１容器１１０は、第１電解液１２０と第１電極体１３０と第１多孔質部材１４０とを収納している。
第１容器１１０は、例えば金属製の缶等であってもよい。第１容器１１０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）合金製であってもよい。第１容器１１０は、例えば角形（直方体状）であってもよい。第１容器１１０は、天面１１０ａと底面１１０ｂと側面１１０ｃとを含む。底面１１０ｂは天面１１０ａと対向している。側面１１０ｃは天面１１０ａと底面１１０ｂとを接続している。例えば、第１容器１１０は蓋付き容器であってもよい。蓋が天面１１０ａを含んでいてもよい。容器本体が底面１１０ｂと側面１１０ｃとを含んでいてもよい。第１容器１１０は密封されていてもよい。例えばレーザ加工により、蓋と容器本体とが接合されていてもよい。蓋には、正極端子１１１および負極端子１１２が設けられていてもよい。蓋には、注液孔、ガス排出弁等がさらに設けられていてもよい。第１容器１１０は、第１電解液１２０と第１電極体１３０と第１多孔質部材１４０とを収納している。
《第１電解液》
第１電解液１２０の一部は、第１電極体１３０に含浸されている。第１電解液１２０の一部は貯留液である。貯留液は底面１１０ｂの少なくとも一部と接触している。貯留液は、側面１１０ｃの一部と接触していてもよい。例えば第１電池１００がリチウムイオン電池である場合、第１電解液は有機溶媒と支持電解質（リチウム塩等）とを含んでいてもよい。
第１電解液１２０の一部は、第１電極体１３０に含浸されている。第１電解液１２０の一部は貯留液である。貯留液は底面１１０ｂの少なくとも一部と接触している。貯留液は、側面１１０ｃの一部と接触していてもよい。例えば第１電池１００がリチウムイオン電池である場合、第１電解液は有機溶媒と支持電解質（リチウム塩等）とを含んでいてもよい。
《第１電極体》
第１容器１１０は、１個の第１電極体１３０を単独で収納していてもよいし、複数個の第１電極体１３０を収納していてもよい。すなわち第１電池１００は、複数個の第１電極体１３０を含んでいてもよい。第１電池１００は、例えば２～５個の第１電極体１３０を含んでいてもよい。
第１容器１１０は、１個の第１電極体１３０を単独で収納していてもよいし、複数個の第１電極体１３０を収納していてもよい。すなわち第１電池１００は、複数個の第１電極体１３０を含んでいてもよい。第１電池１００は、例えば２～５個の第１電極体１３０を含んでいてもよい。
図２は、第１電極体と第１多孔質部材とを示す概略図である。
第１電極体１３０は積層型である。すなわち第１電極体１３０は、電極板とセパレータとが交互に積層されることにより形成されている。電極板は正極板と負極板とを含む。正極板および負極板の各々は、例えば、板状、シート状等であってもよい。正極板および負極板の各々は、例えば、矩形状の平面形状を有していてもよい。
第１電極体１３０は積層型である。すなわち第１電極体１３０は、電極板とセパレータとが交互に積層されることにより形成されている。電極板は正極板と負極板とを含む。正極板および負極板の各々は、例えば、板状、シート状等であってもよい。正極板および負極板の各々は、例えば、矩形状の平面形状を有していてもよい。
正極板は正極活物質を含む。負極板は負極活物質を含む。例えば第１電池１００がリチウムイオン電池である場合、正極活物質はコバルト酸リチウム等を含んでいてもよいし、負極活物質は黒鉛等を含んでいてもよい。
正極板と正極端子１１１との接続部（不図示）は、例えば、Ｚ軸方向に導出されていてもよいし、Ｘ軸方向に導出されていてもよい。負極板と負極端子１１２との接続部（不図示）は、例えば、Ｚ軸方向に導出されていてもよいし、Ｘ軸方向に導出されていてもよい。
セパレータの少なくとも一部は、正極板と負極板との間に介在している。セパレータは電気絶縁性である。セパレータは正極板と負極板とを分離している。セパレータはシート状であってもよい。セパレータは多孔質である。第１電解液１２０はセパレータに浸透し得る。
（第１領域、第２領域）
第１電極体１３０の輪郭面は、第１領域１３０ａと第２領域１３０ｂとを含む。第１領域１３０ａは露出面である。第１領域１３０ａにおいては、正極板および負極板の少なくとも一方が露出している。すなわち第１領域１３０ａにおいては、正極板および負極板の少なくとも一方の側面が、セパレータから露出している。側面は少なくとも一部が露出していればよい。例えば、正極板または負極板の側面が、セパレータから露出していてもよい。例えば、正極板または負極板が、袋状のセパレータに包まれていてもよい。例えば、正極板および負極板の両方の側面が、セパレータから露出していてもよい。「電極板の側面」は、電極板の主面と交差する端面を示す。電極板の側面は、傾斜していてもよいし、平坦でなくてもよい。ＸＺ平面において、第１領域１３０ａは、第１電極体１３０の全周にわたって形成されている。
第１電極体１３０の輪郭面は、第１領域１３０ａと第２領域１３０ｂとを含む。第１領域１３０ａは露出面である。第１領域１３０ａにおいては、正極板および負極板の少なくとも一方が露出している。すなわち第１領域１３０ａにおいては、正極板および負極板の少なくとも一方の側面が、セパレータから露出している。側面は少なくとも一部が露出していればよい。例えば、正極板または負極板の側面が、セパレータから露出していてもよい。例えば、正極板または負極板が、袋状のセパレータに包まれていてもよい。例えば、正極板および負極板の両方の側面が、セパレータから露出していてもよい。「電極板の側面」は、電極板の主面と交差する端面を示す。電極板の側面は、傾斜していてもよいし、平坦でなくてもよい。ＸＺ平面において、第１領域１３０ａは、第１電極体１３０の全周にわたって形成されている。
第２領域１３０ｂは非露出面である。第２領域１３０ｂにおいては、正極板および負極が露出していない。すなわち第２領域１３０ｂにおいては、正極板および負極板の側面が、セパレータから露出していない。第２領域１３０ｂは、電極板の積層方向（図２のＹ軸方向）における第１電極体１３０の両端面である。
（第３領域）
第１領域１３０ａは第３領域１３０ｃを含む。すなわち第１領域１３０ａおよび第２領域１３０ｂの少なくとも一方は第３領域１３０ｃを含む。第３領域１３０ｃは、底面１１０ｂに面している。すなわち第３領域１３０ｃは、底面１１０ｂ側からＺ軸方向と平行な視線で第１電極体１３０を見た時に見える領域を示す。第１電池１００の使用時、第３領域１３０ｃは、貯留液と接触していてもよいし、貯留液の液面よりも低い位置にあってもよい。第３領域１３０ｃは、底面１１０ｂと接触していてもよい。
第１領域１３０ａは第３領域１３０ｃを含む。すなわち第１領域１３０ａおよび第２領域１３０ｂの少なくとも一方は第３領域１３０ｃを含む。第３領域１３０ｃは、底面１１０ｂに面している。すなわち第３領域１３０ｃは、底面１１０ｂ側からＺ軸方向と平行な視線で第１電極体１３０を見た時に見える領域を示す。第１電池１００の使用時、第３領域１３０ｃは、貯留液と接触していてもよいし、貯留液の液面よりも低い位置にあってもよい。第３領域１３０ｃは、底面１１０ｂと接触していてもよい。
《第１多孔質部材》
第１多孔質部材１４０は第１領域１３０ａ（露出面）の少なくとも一部を覆っている。第１多孔質部材１４０は、実質的に第１領域１３０ａの全部を覆っていてもよい。第１多孔質部材１４０は、第２領域１３０ｂ（非露出面）の一部を覆っていてもよい。第１多孔質部材１４０は、第１電極体１３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。
第１多孔質部材１４０は第１領域１３０ａ（露出面）の少なくとも一部を覆っている。第１多孔質部材１４０は、実質的に第１領域１３０ａの全部を覆っていてもよい。第１多孔質部材１４０は、第２領域１３０ｂ（非露出面）の一部を覆っていてもよい。第１多孔質部材１４０は、第１電極体１３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。
第１多孔質部材１４０は、例えば貯留液と接触していてもよい。第１多孔質部材１４０は、第１電極体１３０の輪郭面に沿って、貯留液の液面から離れる方向に延びていてもよい。第１電極体１３０は、側面１１０ｃと接触していてもよい。第１電極体１３０は、側面１１０ｃに沿って、高さ方向に延びていてもよい。
第１多孔質部材１４０は、例えば底面１１０ｂと接触していてもよい。第１多孔質部材１４０が底面１１０ｂと接触していることにより、貯留液が少ない場合にも、第１多孔質部材１４０が貯留液と接触し得ると考えられる。第１多孔質部材１４０が貯留液を吸い上げることにより、第１電解液１２０が第１領域１３０ａ（露出面）から第１電極体１３０内に戻ることが期待される。貯留液の液面から離れた位置にも第１電解液１２０が戻ることにより、サイクル耐久性の改善が期待される。
第１多孔質部材１４０は、例えば電気絶縁性を有していてもよい。第１多孔質部材１４０は、例えば、第１電解液１２０に対する耐性を有していてもよい。第１電解液１２０は、例えば第１多孔質部材１４０に対して高い濡れ性を示してもよい。第１電解液１２０の濡れ性が高い（接触角が小さい）ことにより、第１電解液１２０の吸収速度が高くなることが期待される。第１多孔質部材１４０は、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、およびポリオレフィンからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。ポリオレフィンは、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
第１多孔質部材１４０は、例えば、不織布、スポンジ、発泡体等を含んでいてもよい。第１多孔質部材１４０は、例えば５０％以上の空孔率を有していてもよい。第１多孔質部材１４０が５０％以上の空孔率を有することにより、第１電解液１２０の戻りが促進されることが期待される。第１多孔質部材１４０は、例えば７０～９０％の空孔率を有していてもよい。
《Ｖｐ／Ｖｅ》
第１電池１００における「Ｖｐ／Ｖｅ（無次元量）」は、第１電極体１３０の体積（Ｖｅ）に対する、第１多孔質部材１４０の体積（Ｖｐ）の分率である。第１容器１１０内に複数個の第１電極体１３０が収納されている場合、全部の第１電極体１３０の合計体積がＶｅとみなされる。Ｖｐ／Ｖｅは、第１電極体１３０と第１多孔質部材１４０との間における、第１電解液１２０の配分等に影響を与えると考えられる。
第１電池１００における「Ｖｐ／Ｖｅ（無次元量）」は、第１電極体１３０の体積（Ｖｅ）に対する、第１多孔質部材１４０の体積（Ｖｐ）の分率である。第１容器１１０内に複数個の第１電極体１３０が収納されている場合、全部の第１電極体１３０の合計体積がＶｅとみなされる。Ｖｐ／Ｖｅは、第１電極体１３０と第１多孔質部材１４０との間における、第１電解液１２０の配分等に影響を与えると考えられる。
第１電池１００においては、「式（Ａ）：５．００×１０-2＜Ｖｐ／Ｖｅ＜２．００×１０-1」の関係が満たされる。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｖｐ／Ｖｅは、例えば、５．１０×１０-2以上であってもよいし、７．４０×１０-2以上であってもよいし、１．０３×１０-1以上であってもよい。Ｖｐ／Ｖｅは、例えば、１．９６×１０-1以下であってもよいし、１．２６×１０-1以下であってもよいし、１．１８×１０-1以下であってもよい。Ｖｐ／Ｖｅがこれらの範囲内であることにより、例えばサイクル耐久性の改善が期待される。
《Ｓｐ１／Ｓｅ１》
第１電池１００における「Ｓｐ１／Ｓｅ１（無次元量）」は、第１領域１３０ａ（露出面）の面積（Ｓｅ１）に対する、第１多孔質部材１４０と第１領域１３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）の分率である。第１容器１１０内に複数個の第１電極体１３０が収納されている場合、全部の第１電極体１３０における第１領域１３０ａの合計面積がＳｅ１とみなされる。Ｓｐ１／Ｓｅ１が大きい程、第１電解液１２０が第１電極体１３０内に戻りやすいと考えられる。
第１電池１００における「Ｓｐ１／Ｓｅ１（無次元量）」は、第１領域１３０ａ（露出面）の面積（Ｓｅ１）に対する、第１多孔質部材１４０と第１領域１３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）の分率である。第１容器１１０内に複数個の第１電極体１３０が収納されている場合、全部の第１電極体１３０における第１領域１３０ａの合計面積がＳｅ１とみなされる。Ｓｐ１／Ｓｅ１が大きい程、第１電解液１２０が第１電極体１３０内に戻りやすいと考えられる。
第１電池１００においては「式（Ｂ）：２．００×１０-1＜Ｓｐ１／Ｓｅ１」の関係が満たされる。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ１／Ｓｅ１は、例えば２．３１×１０-1以上であってもよいし、２．８６×１０-1以上であってもよいし、３．６６×１０-1以上であってもよい。Ｓｐ１／Ｓｅ１は、例えば５．７８×１０-1以下であってもよいし、３．８５×１０-1以下であってもよい。Ｓｐ１／Ｓｅ１がこれらの範囲内であることにより、例えばサイクル耐久性の改善が期待される。
《Ｓｐ２／Ｓｅ２》
第１電池１００における「Ｓｐ２／Ｓｅ２（無次元量）」は、第２領域１３０ｂ（非露出面）の面積（Ｓｅ２）に対する、第１多孔質部材１４０と第２領域１３０ｂとの接触面積（Ｓｐ２）の分率である。第１容器１１０内に複数個の第１電極体１３０が収納されている場合、全部の第１電極体１３０における第２領域１３０ｂの合計面積がＳｅ２とみなされる。Ｓｐ２／Ｓｅ２が大きくなると、帰還経路以外の領域に滞留する電解液が増加すると考えられる。「帰還経路」は、第１電解液１２０が第１電極体１３０に戻る経路を示す。
第１電池１００における「Ｓｐ２／Ｓｅ２（無次元量）」は、第２領域１３０ｂ（非露出面）の面積（Ｓｅ２）に対する、第１多孔質部材１４０と第２領域１３０ｂとの接触面積（Ｓｐ２）の分率である。第１容器１１０内に複数個の第１電極体１３０が収納されている場合、全部の第１電極体１３０における第２領域１３０ｂの合計面積がＳｅ２とみなされる。Ｓｐ２／Ｓｅ２が大きくなると、帰還経路以外の領域に滞留する電解液が増加すると考えられる。「帰還経路」は、第１電解液１２０が第１電極体１３０に戻る経路を示す。
第１電池１００においては「式（Ｃ）：Ｓｐ２／Ｓｅ２＜１．００×１０-1」の関係が満たされる。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ２／Ｓｅ２は、例えば５．００×１０-2以下であってもよいし、０～５．００×１０-2であってもよい。Ｓｐ２／Ｓｅ２がこれらの範囲内であることにより、例えばサイクル耐久性の改善が期待される。
《Ｓｐ１／Ｖｅ》
第１電池１００における「Ｓｐ１／Ｖｅ（次元 Ｌ-1）」は、第１電極体１３０の体積（Ｖｅ）に対する、第１多孔質部材１４０と第１領域１３０ａ（露出面）との接触面積（Ｓｐ１）の分率である。Ｓｐ１／Ｖｅが大きくなるほど、第１電解液１２０の帰還経路が多くなることが期待される。第１電池１００においては、例えば「式（Ｄ）：２．００＜Ｓｐ１／Ｖｅ」の関係が満たされていてもよい。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ１／Ｖｅは、例えば３．７０以上であってもよいし、６．１５以上であってもよい。Ｓｐ１／Ｖｅは、例えば７．４１以下であってもよい。Ｓｐ１／Ｖｅがこれらの範囲内であることにより、例えばサイクル耐久性の改善が期待される。
第１電池１００における「Ｓｐ１／Ｖｅ（次元 Ｌ-1）」は、第１電極体１３０の体積（Ｖｅ）に対する、第１多孔質部材１４０と第１領域１３０ａ（露出面）との接触面積（Ｓｐ１）の分率である。Ｓｐ１／Ｖｅが大きくなるほど、第１電解液１２０の帰還経路が多くなることが期待される。第１電池１００においては、例えば「式（Ｄ）：２．００＜Ｓｐ１／Ｖｅ」の関係が満たされていてもよい。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ１／Ｖｅは、例えば３．７０以上であってもよいし、６．１５以上であってもよい。Ｓｐ１／Ｖｅは、例えば７．４１以下であってもよい。Ｓｐ１／Ｖｅがこれらの範囲内であることにより、例えばサイクル耐久性の改善が期待される。
《Ｓｐ４／Ｓｅ３》
第１電池１００における「Ｓｐ４／Ｓｅ３（無次元量）」は、第３領域１３０ｃの面積（Ｓｅ３）に対する、第１多孔質部材１４０と第３領域１３０ｃとの接触面積（Ｓｐ４）の分率を示す。第１電池１００の使用時、第３領域１３０ｃは、鉛直方向において最も低い位置になり得る。第３領域１３０ｃの周囲に滞留する第１電解液１２０は、第１電極体１３０に戻り難いと考えられる。Ｓｐ４／Ｓｅ３が小さい程、第１電解液１２０の滞留量が減少することが期待される。第１電池１００においては、例えば「式（Ｅ）：Ｓｐ４／Ｓｅ３＜５．００×１０-1」の関係が満たされていてもよい。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ４／Ｓｅ３は、例えば３．３３×１０-1以下であってもよいし、０～１．００×１０-1であってもよい。
第１電池１００における「Ｓｐ４／Ｓｅ３（無次元量）」は、第３領域１３０ｃの面積（Ｓｅ３）に対する、第１多孔質部材１４０と第３領域１３０ｃとの接触面積（Ｓｐ４）の分率を示す。第１電池１００の使用時、第３領域１３０ｃは、鉛直方向において最も低い位置になり得る。第３領域１３０ｃの周囲に滞留する第１電解液１２０は、第１電極体１３０に戻り難いと考えられる。Ｓｐ４／Ｓｅ３が小さい程、第１電解液１２０の滞留量が減少することが期待される。第１電池１００においては、例えば「式（Ｅ）：Ｓｐ４／Ｓｅ３＜５．００×１０-1」の関係が満たされていてもよい。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ４／Ｓｅ３は、例えば３．３３×１０-1以下であってもよいし、０～１．００×１０-1であってもよい。
《Ｓｐ３／Ｖｅ》
第１電池１００における「Ｓｐ３／Ｖｅ（次元 Ｌ-1）」は、第１電極体１３０の体積（Ｖｅ）に対する、第１多孔質部材１４０と底面１１０ｂとの接触面積（Ｓｐ３）の分率を示す。接触面積（Ｓｐ３）は、第１多孔質部材１４０と貯留液との実効的な接触面積とも考えられる。第１電池１００においては、例えば「式（Ｆ）：５．００×１０-1＜Ｓｐ３／Ｖｅ」の関係が満たされていてもよい。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ３／Ｖｅは、例えば、１．０３以上であってもよいし、３．７０以上であってもよい。Ｓｐ３／Ｖｅは、例えば、１．０７×１０2以下であってもよいし、４．０７×１０1以下であってもよいし、１．７４×１０1以下であってもよい。
第１電池１００における「Ｓｐ３／Ｖｅ（次元 Ｌ-1）」は、第１電極体１３０の体積（Ｖｅ）に対する、第１多孔質部材１４０と底面１１０ｂとの接触面積（Ｓｐ３）の分率を示す。接触面積（Ｓｐ３）は、第１多孔質部材１４０と貯留液との実効的な接触面積とも考えられる。第１電池１００においては、例えば「式（Ｆ）：５．００×１０-1＜Ｓｐ３／Ｖｅ」の関係が満たされていてもよい。後述の第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００においても同様である。Ｓｐ３／Ｖｅは、例えば、１．０３以上であってもよいし、３．７０以上であってもよい。Ｓｐ３／Ｖｅは、例えば、１．０７×１０2以下であってもよいし、４．０７×１０1以下であってもよいし、１．７４×１０1以下であってもよい。
以下、第２電池２００、第３電池３００および第４電池４００については、第１電池１００と異なる点を中心に説明される。
＜第２電池＞
図３は、第２電池を示す概略図である。
第２電池２００は、第２容器２１０と、第２電解液２２０と、第２電極体２３０と、第２多孔質部材２４０とを含む。第２容器２１０は、前述の第１容器１１０と同様の構造を有し得る。第２電解液２２０は、第１電解液１２０と同様の構成を有し得る。第２電池２００は、１個の第２電極体２３０を単独で含んでいてもよいし、複数個の第２電極体２３０を含んでいてもよい。
図３は、第２電池を示す概略図である。
第２電池２００は、第２容器２１０と、第２電解液２２０と、第２電極体２３０と、第２多孔質部材２４０とを含む。第２容器２１０は、前述の第１容器１１０と同様の構造を有し得る。第２電解液２２０は、第１電解液１２０と同様の構成を有し得る。第２電池２００は、１個の第２電極体２３０を単独で含んでいてもよいし、複数個の第２電極体２３０を含んでいてもよい。
《第２電極体》
図４は、第２電極体と第２多孔質部材とを示す概略図である。
第２電極体２３０は巻回型である。例えば電極板とセパレータとが積層されることにより、積層体が形成され得る。さらに積層体が渦巻状に巻回されることにより、第２電極体２３０が形成され得る。第２電極体２３０は扁平状に成形されていてもよい。
図４は、第２電極体と第２多孔質部材とを示す概略図である。
第２電極体２３０は巻回型である。例えば電極板とセパレータとが積層されることにより、積層体が形成され得る。さらに積層体が渦巻状に巻回されることにより、第２電極体２３０が形成され得る。第２電極体２３０は扁平状に成形されていてもよい。
電極板は正極板と負極板とを含む。正極板、負極板、セパレータの各々は、例えば、帯状の平面形状を有していてもよい。セパレータの少なくとも一部は、正極板と負極板との間に介在している。セパレータは正極板と負極板とを分離している。正極板と正極端子２１１との接続部（不図示）は、例えばＺ軸方向に導出され得る。負極板と負極端子２１２との接続部（不図示）は、例えばＺ軸方向に導出され得る。
第２電極体２３０の巻回軸（一点鎖線）は、高さ方向（Ｚ軸方向）と平行である。第２電極体２３０の輪郭面は、第１領域２３０ａと第２領域２３０ｂとを含む。第１領域２３０ａは露出面である。第１領域２３０ａは巻回軸と直交する両端面である。第２領域２３０ｂは非露出面である。ＸＹ平面において、第２領域２３０ｂは、第２電極体２３０の全周にわたって形成されている。
第１領域２３０ａは第３領域２３０ｃを含む。すなわち第１領域２３０ａおよび第２領域２３０ｂの少なくとも一方は第３領域２３０ｃを含む。第３領域２３０ｃは、底面２１０ｂに面している。第３領域２３０ｃは、底面２１０ｂに接触していてもよい。
《第２多孔質部材》
第２多孔質部材２４０は第１領域２３０ａ（露出面）の一部を覆っている。第２多孔質部材２４０は、第２電極体２３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。さらに第２多孔質部材２４０は、第２電極体２３０の輪郭面に沿って、幅方向（Ｘ軸方向）に延びる部分も含む。第２多孔質部材２４０は、幅方向に延びる部分において、第１領域２３０ａを覆っている。第２電解液２２０は、底面２１０ｂ付近から吸い上げられ、天面２１０ａに対向する第１領域２３０ａから第２電極体２３０内に戻され得る。
第２多孔質部材２４０は第１領域２３０ａ（露出面）の一部を覆っている。第２多孔質部材２４０は、第２電極体２３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。さらに第２多孔質部材２４０は、第２電極体２３０の輪郭面に沿って、幅方向（Ｘ軸方向）に延びる部分も含む。第２多孔質部材２４０は、幅方向に延びる部分において、第１領域２３０ａを覆っている。第２電解液２２０は、底面２１０ｂ付近から吸い上げられ、天面２１０ａに対向する第１領域２３０ａから第２電極体２３０内に戻され得る。
＜第３電池＞
図５は、第３電池を示す概略図である。
第３電池３００は、第３容器３１０と、第３電解液３２０と、第３電極体３３０と、第３多孔質部材３４０とを含む。第３容器３１０は、前述の第１容器１１０と同様の構造を有し得る。第３電解液３２０は、第１電解液１２０と同様の構成を有し得る。第３電池３００は、１個の第３電極体３３０を単独で含んでいてもよいし、複数個の第３電極体３３０を含んでいてもよい。
図５は、第３電池を示す概略図である。
第３電池３００は、第３容器３１０と、第３電解液３２０と、第３電極体３３０と、第３多孔質部材３４０とを含む。第３容器３１０は、前述の第１容器１１０と同様の構造を有し得る。第３電解液３２０は、第１電解液１２０と同様の構成を有し得る。第３電池３００は、１個の第３電極体３３０を単独で含んでいてもよいし、複数個の第３電極体３３０を含んでいてもよい。
《第３電極体》
図６は、第３電極体と第３多孔質部材とを示す概略図である。
第３電極体３３０は巻回型である。正極板と正極端子３１１との接続部（不図示）は、例えばＸ軸方向に導出され得る。負極板と負極端子３１２との接続部（不図示）は、例えばＸ軸方向に導出され得る。
図６は、第３電極体と第３多孔質部材とを示す概略図である。
第３電極体３３０は巻回型である。正極板と正極端子３１１との接続部（不図示）は、例えばＸ軸方向に導出され得る。負極板と負極端子３１２との接続部（不図示）は、例えばＸ軸方向に導出され得る。
第３電極体３３０の巻回軸（一点鎖線）は、幅方向（Ｘ軸方向）と平行である。第３電極体３３０の輪郭面は、第１領域３３０ａと第２領域３３０ｂとを含む。第１領域３３０ａは露出面である。第１領域３３０ａは巻回軸と直交する両端面である。第２領域３３０ｂは非露出面である。ＺＹ平面において、第２領域３３０ｂは、第３電極体３３０の全周にわたって形成されている。
第２領域３３０ｂは第３領域３３０ｃを含む。すなわち第１領域３３０ａおよび第２領域３３０ｂの少なくとも一方は第３領域３３０ｃを含む。第３領域３３０ｃは、底面３１０ｂに面している。第３領域３３０ｃは、底面３１０ｂに接触していてもよい。
《第３多孔質部材》
第３多孔質部材３４０は第１領域３３０ａ（露出面）の一部を覆っている。第３多孔質部材３４０は、第３電極体３３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。第３電解液３２０は、底面３１０ｂ付近から吸い上げられ、側面３１０ｃに対向する第１領域３３０ａから第３電極体３３０内に戻され得る。
第３多孔質部材３４０は第１領域３３０ａ（露出面）の一部を覆っている。第３多孔質部材３４０は、第３電極体３３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。第３電解液３２０は、底面３１０ｂ付近から吸い上げられ、側面３１０ｃに対向する第１領域３３０ａから第３電極体３３０内に戻され得る。
＜第４電池＞
図７は、第４電池を示す第１概略図である。
第４電池４００は、第４容器４１０と、第４電解液（不図示）と、第４電極体４３０と、第４多孔質部材４４０とを含む。第４電池４００は、１個の第４電極体４３０を単独で含んでいてもよいし、複数個の第４電極体４３０を含んでいてもよい。
図７は、第４電池を示す第１概略図である。
第４電池４００は、第４容器４１０と、第４電解液（不図示）と、第４電極体４３０と、第４多孔質部材４４０とを含む。第４電池４００は、１個の第４電極体４３０を単独で含んでいてもよいし、複数個の第４電極体４３０を含んでいてもよい。
《第４容器》
第４電池４００は、いわゆる「パウチ型（ラミネート型とも称される。）」である。第４容器４１０はパウチを含む。第４容器４１０は、実質的にパウチからなっていてもよい。パウチは、例えばＡｌラミネートフィルム製であってもよい。ＸＹ平面において、第４容器４１０の周縁が熱溶着されることにより、第４容器４１０が密封され得る。
第４電池４００は、いわゆる「パウチ型（ラミネート型とも称される。）」である。第４容器４１０はパウチを含む。第４容器４１０は、実質的にパウチからなっていてもよい。パウチは、例えばＡｌラミネートフィルム製であってもよい。ＸＹ平面において、第４容器４１０の周縁が熱溶着されることにより、第４容器４１０が密封され得る。
正極リードタブ４１３は、例えば、Ｙ軸方向に導出されていてもよい。正極リードタブ４１３は、正極端子４１１と正極板とを接続する。負極リードタブ４１４は、例えば、Ｙ軸方向に導出されていてもよい。負極リードタブ４１４は、負極端子４１２と負極板とを接続する。
《第４電極体》
図８は、第４電極体と第４多孔質部材とを示す概略図である。
第４電極体４３０は積層型である。第４電極体４３０の輪郭面は、第１領域４３０ａと第２領域４３０ｂとを含む。第１領域４３０ａは露出面である。ＸＹ平面において、第１領域４３０ａは、第４電極体４３０の全周にわたって形成されている。第２領域４３０ｂは非露出面である。第２領域４３０ｂは、電極板の積層方向（図８のＺ軸方向）における第４電極体４３０の両端面である。
図８は、第４電極体と第４多孔質部材とを示す概略図である。
第４電極体４３０は積層型である。第４電極体４３０の輪郭面は、第１領域４３０ａと第２領域４３０ｂとを含む。第１領域４３０ａは露出面である。ＸＹ平面において、第１領域４３０ａは、第４電極体４３０の全周にわたって形成されている。第２領域４３０ｂは非露出面である。第２領域４３０ｂは、電極板の積層方向（図８のＺ軸方向）における第４電極体４３０の両端面である。
第２領域４３０ｂは第３領域４３０ｃを含む。すなわち第１領域４３０ａおよび第２領域４３０ｂの少なくとも一方は第３領域４３０ｃを含む。第３領域４３０ｃは、底面４１０ｂに面している。第３領域４３０ｃは、底面４１０ｂに接触していてもよい。
《第４多孔質部材》
第４多孔質部材４４０は第１領域４３０ａ（露出面）の一部を覆っている。第４多孔質部材４４０は、第４電極体４３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。第４電解液は、底面４１０ｂ付近から吸い上げられ、側面４１０ｃに対向する第１領域４３０ａから第４電極体４３０内に戻され得る。
第４多孔質部材４４０は第１領域４３０ａ（露出面）の一部を覆っている。第４多孔質部材４４０は、第４電極体４３０の輪郭面に沿って、高さ方向（Ｚ軸方向）に延びる部分を含む。第４電解液は、底面４１０ｂ付近から吸い上げられ、側面４１０ｃに対向する第１領域４３０ａから第４電極体４３０内に戻され得る。
図９は、第４電池を示す第２概略図である。
上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされる限り、第４多孔質部材４４０は、例えば、底面４１０ｂと第４電極体４３０（第３領域４３０ｃ）との間に介在する部分を含んでいてもよい。
上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされる限り、第４多孔質部材４４０は、例えば、底面４１０ｂと第４電極体４３０（第３領域４３０ｃ）との間に介在する部分を含んでいてもよい。
以下、本技術の実施例（本明細書においては「本実施例」とも記される。）が説明される。ただし以下の説明は、本技術の範囲を限定しない。
本実施例においては、発泡ポリプロピレン（ＰＰ）が所定形状に加工されることにより、第１多孔質部材１４０～第４多孔質部材４４０が作製された。発泡ＰＰは、８０％の空孔率を有していた。
＜第１試験＞
《二次電池の製造》
Ｎｏ．１－１～１－３に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．１－１～１－３に係る試験電池は、第１電池１００に従う構造を有していた（図１、図２参照）。第１容器１１０は、Ａｌ合金製の角形缶であった。第１容器１１０は「Ｗ１４８ｍｍ×Ｈ９１ｍｍ×Ｄ２６．５ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は５０Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。下記表１、２中、例えば「２．４４Ｅ－０４」は「２．４４×１０-4」を示す。例えば「１．７４Ｅ＋０１」は「１．７４×１０1」を示す。
《二次電池の製造》
Ｎｏ．１－１～１－３に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．１－１～１－３に係る試験電池は、第１電池１００に従う構造を有していた（図１、図２参照）。第１容器１１０は、Ａｌ合金製の角形缶であった。第１容器１１０は「Ｗ１４８ｍｍ×Ｈ９１ｍｍ×Ｄ２６．５ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は５０Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。下記表１、２中、例えば「２．４４Ｅ－０４」は「２．４４×１０-4」を示す。例えば「１．７４Ｅ＋０１」は「１．７４×１０1」を示す。
Ｎｏ．１－１に係る試験電池において、第１多孔質部材１４０は５ｍｍの幅寸法を有していた。
Ｎｏ．１－２に係る試験電池において、第１多孔質部材１４０は３ｍｍの幅寸法を有していた。すなわち、Ｎｏ．１－１に係る試験電池に比して、第１多孔質部材１４０の幅寸法が２ｍｍ短い。
ＰＰシートが準備された。ＰＰシートは、実質的に０％の空孔率を有していた（以下同じ）。ＰＰシートは電解液を透過しないと考えられる。Ｎｏ．１－３に係る試験電池においては、ＰＰシートにより、第１多孔質部材１４０と第１領域１３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）が調整された。すなわち実効的な接触面積（Ｓｐ１）が本来の接触面積の５０％となるように、第１多孔質部材１４０と第１領域１３０ａとの間にＰＰシートが配置された。
Ｎｏ．１－４に係る試験電池は、第１多孔質部材１４０が使用されずに製造された。
《サイクル耐久性の評価》
２５℃の温度環境下において、充放電サイクルが１０００サイクル実施された。１サイクルは下記「充電→休止→放電」の一巡を示す。１０００サイクル目の放電容量が、１サイクル目の放電容量で除されることにより、容量維持率が求められた。容量維持率は下記表２に示される。容量維持率が高い程、サイクル耐久性が良好であると考えられる。
２５℃の温度環境下において、充放電サイクルが１０００サイクル実施された。１サイクルは下記「充電→休止→放電」の一巡を示す。１０００サイクル目の放電容量が、１サイクル目の放電容量で除されることにより、容量維持率が求められた。容量維持率は下記表２に示される。容量維持率が高い程、サイクル耐久性が良好であると考えられる。
充電：充電電流＝１Ｉｔ、カットオフ電圧＝４．２Ｖ
休止：６０秒
放電：放電電流＝１Ｉｔ、カットオフ電圧＝２．５Ｖ
「１Ｉｔ」は、定格容量を１時間で流し切る電流と定義される。
休止：６０秒
放電：放電電流＝１Ｉｔ、カットオフ電圧＝２．５Ｖ
「１Ｉｔ」は、定格容量を１時間で流し切る電流と定義される。
《結果》
Ｎｏ．１－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．１－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．１－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．１－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．１－２に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．１－２に係る試験電池においては、上記式（Ａ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．１－３に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．１－３に係る試験電池においては、上記式（Ｂ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．１－４に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．１－４に係る試験電池は、第１多孔質部材１４０を含まない。
＜第２試験＞
《二次電池の製造》
Ｎｏ．２－１～２－３に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．２－１～２－３に係る試験電池は、第２電池２００に従う構造を有していた（図３、図４参照）。第２容器２１０は、Ａｌ合金製の角形缶であった。第２容器２１０は「Ｗ１４８ｍｍ×Ｈ９１ｍｍ×Ｄ２６．５ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は５０Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。
《二次電池の製造》
Ｎｏ．２－１～２－３に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．２－１～２－３に係る試験電池は、第２電池２００に従う構造を有していた（図３、図４参照）。第２容器２１０は、Ａｌ合金製の角形缶であった。第２容器２１０は「Ｗ１４８ｍｍ×Ｈ９１ｍｍ×Ｄ２６．５ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は５０Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。
Ｎｏ．２－１に係る試験電池において、第２多孔質部材２４０は５ｍｍの幅寸法を有していた。
Ｎｏ．２－２に係る試験電池において、第２多孔質部材２４０は３ｍｍの幅寸法を有していた。すなわち、Ｎｏ．２－１に係る試験電池に比して、第２多孔質部材２４０の幅寸法が２ｍｍ短い。
Ｎｏ．２－３に係る試験電池においては、ＰＰシートにより、第２多孔質部材２４０と第１領域２３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）が調整された。すなわち実効的な接触面積（Ｓｐ１）が本来の接触面積の５０％となるように、第２多孔質部材２４０と第１領域２３０ａとの間に、ＰＰシートが配置された。
《サイクル耐久性の評価》
第１試験と同様にサイクル耐久性が評価された。
第１試験と同様にサイクル耐久性が評価された。
《結果》
Ｎｏ．２－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．２－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．２－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．２－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．２－２に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．２－２に係る試験電池においては、上記式（Ａ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．２－３に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．２－３に係る試験電池においては、上記式（Ｂ）の関係が満たされていない。
＜第３試験＞
《二次電池の製造》
Ｎｏ．３－１～３－３に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．３－１～３－３に係る試験電池は、第３電池３００に従う構造を有していた（図５、図６参照）。第３容器３１０は、Ａｌ合金製の角形缶であった。第３容器３１０は「Ｗ１４８ｍｍ×Ｈ９１ｍｍ×Ｄ２６．５ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は３７Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。
《二次電池の製造》
Ｎｏ．３－１～３－３に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．３－１～３－３に係る試験電池は、第３電池３００に従う構造を有していた（図５、図６参照）。第３容器３１０は、Ａｌ合金製の角形缶であった。第３容器３１０は「Ｗ１４８ｍｍ×Ｈ９１ｍｍ×Ｄ２６．５ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は３７Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。
Ｎｏ．３－１に係る試験電池において、第３多孔質部材３４０は５ｍｍの幅寸法を有していた。
Ｎｏ．３－２に係る試験電池において、第３多孔質部材３４０は３ｍｍの幅寸法を有していた。すなわち、Ｎｏ．３－１に係る試験電池に比して、第３多孔質部材３４０の幅寸法が２ｍｍ短い。
Ｎｏ．３－３に係る試験電池においては、ＰＰシートにより、第３多孔質部材３４０と第１領域３３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）が調整された。すなわち実効的な接触面積（Ｓｐ１）が本来の接触面積の５０％になるように、第３多孔質部材３４０と第１領域３３０ａとの間に、ＰＰシートが配置された。
《サイクル耐久性の評価》
第１試験と同様にサイクル耐久性が評価された。
第１試験と同様にサイクル耐久性が評価された。
《結果》
Ｎｏ．３－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．３－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．３－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．３－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．３－２に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．３－２に係る試験電池においては、上記式（Ａ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．３－３に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．３－３に係る試験電池においては、上記式（Ｂ）の関係が満たされていない。
＜第４試験＞
Ｎｏ．４－１～４－８に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．４－１～４－５に係る試験電池は、第４電池４００に従う構造を有していた（図７、図８参照）。第４容器４１０はＡｌラミネートフィルム製のパウチであった。第４容器４１０は「Ｗ９０ｍｍ×Ｈ１６ｍｍ×Ｄ２８０ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は５０Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。
Ｎｏ．４－１～４－８に係る試験電池（リチウムイオン電池）が製造された。Ｎｏ．４－１～４－５に係る試験電池は、第４電池４００に従う構造を有していた（図７、図８参照）。第４容器４１０はＡｌラミネートフィルム製のパウチであった。第４容器４１０は「Ｗ９０ｍｍ×Ｈ１６ｍｍ×Ｄ２８０ｍｍ（幅×高さ×奥行）」の外形寸法を有していた。定格容量は５０Ａｈであった。各部の寸法関係は、下記表１に示される。
Ｎｏ．４－１に係る試験電池において、第４多孔質部材４４０は１０ｍｍの幅寸法を有していた。
Ｎｏ．４－２に係る試験電池において、第４多孔質部材４４０は５ｍｍの幅寸法を有していた。すなわち、Ｎｏ．４－１に係る試験電池に比して、第４多孔質部材４４０の幅寸法が５ｍｍ短い。
Ｎｏ．４－３に係る試験電池においては、ＰＰシートにより、第４多孔質部材４４０と第１領域４３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）が調整された。すなわち実効的な接触面積（Ｓｐ１）が本来の接触面積の５０％となるように、第４多孔質部材４４０と第１領域４３０ａとの間にＰＰシートが配置された。
Ｎｏ．４－４に係る試験電池においては、ＰＰシートにより、第４多孔質部材４４０と第１領域４３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）が調整された。すなわち実効的な接触面積（Ｓｐ１）が本来の接触面積の３３．３％となるように、第４多孔質部材４４０と第１領域４３０ａとの間にＰＰシートが配置された。
Ｎｏ．４－５に係る試験電池においては、ＰＰシートにより、第４多孔質部材４４０と第１領域４３０ａとの接触面積（Ｓｐ１）が調整された。すなわち実効的な接触面積（Ｓｐ１）が本来の接触面積の２５％となるように、第４多孔質部材４４０と第１領域４３０ａとの間にＰＰシートが配置された。
Ｎｏ．４－６～４－８に係る試験電池においては、第４電極体４３０（第３領域４３０ｃ）と底面４１０ｂとの間にも、第４多孔質部材４４０が配置された（図９参照）。第４電極体４３０と底面４１０ｂとの間において、第４多孔質部材４４０は３ｍｍの高さ寸法（厚さ寸法）を有していた。
Ｎｏ．４－６に係る試験電池においては、第３領域４３０ｃの全体が第４多孔質部材４４０によって覆われた。
Ｎｏ．４－７に係る試験電池においては、第３領域４３０ｃのうち、面積分率で３３．３％が第４多孔質部材４４０によって覆われた。
Ｎｏ．４－８に係る試験電池においては、第３領域４３０ｃのうち、面積分率で１０％が第４多孔質部材４４０によって覆われた。
《サイクル耐久性の評価》
第１試験と同様にサイクル耐久性が評価された。
第１試験と同様にサイクル耐久性が評価された。
《結果》
Ｎｏ．４－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．４－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．４－１に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．４－１に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．４－２に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．４－２に係る試験電池においては、上記式（Ａ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．４－３に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．４－３に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
Ｎｏ．４－４、４－５に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．４－４、４－５に係る試験電池においては、上記式（Ｂ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．４－６に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．４－６に係る試験電池においては、上記式（Ａ）、（Ｃ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．４－７に係る試験電池は、サイクル耐久性が低い。Ｎｏ．４－７に係る試験電池においては、上記式（Ｃ）の関係が満たされていない。
Ｎｏ．４－８に係る試験電池は良好なサイクル耐久性を示した。Ｎｏ．４－８に係る試験電池においては、上記式（Ａ）～（Ｃ）の関係が満たされている。
上記式（Ｄ）の関係が満たされることにより、サイクル耐久性が改善する傾向がみられる（例えばＮｏ．４－２～４－５参照）。
上記式（Ｅ）の関係が満たされることにより、サイクル耐久性が改善する傾向がみられる（例えばＮｏ．４－６～４－８参照）。
上記式（Ｆ）の関係が満たされることにより、サイクル耐久性が改善する傾向がみられる（例えばＮｏ．１－１～１－４参照）。
本実施形態および本実施例は、全ての点で例示である。本実施形態および本実施例は、制限的ではない。本技術の範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内における全ての変更を包含する。例えば、本実施形態および本実施例から、任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも当初から予定されている。
１００ 第１電池、１１０ 第１容器、１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ 天面、１１０ｂ，２１０ｂ，３１０ｂ，４１０ｂ 底面、１１０ｃ，２１０ｃ，３１０ｃ，４１０ｃ 側面、１１１，２１１，３１１，４１１ 正極端子、１１２，２１２，３１２，４１２ 負極端子、１２０ 第１電解液、１３０ 第１電極体、１３０ａ，２３０ａ，３３０ａ，４３０ａ 第１領域、１３０ｂ，２３０ｂ，３３０ｂ，４３０ｂ 第２領域、１３０ｃ，２３０ｃ，３３０ｃ，４３０ｃ 第３領域、１４０ 第１多孔質部材、２００ 第２電池、２１０ 第２容器、２２０ 第２電解液、２３０ 第２電極体、２４０ 第２多孔質部材、３００ 第３電池、３１０ 第３容器、３２０ 第３電解液、３３０ 第３電極体、３４０ 第３多孔質部材、４００ 第４電池、４１０ 第４容器、４１３ 正極リードタブ、４１４ 負極リードタブ、４３０ 第４電極体、４４０ 第４多孔質部材。
Claims (4)
- 容器と電解液と電極体と多孔質部材とを含み、
前記容器は、前記電解液と前記電極体と前記多孔質部材とを収納しており、
前記容器は天面と底面と側面とを含み、
前記底面は、前記天面と対向しており、
前記側面は、前記天面と前記底面とを接続しており、
前記電解液は、有機溶媒と支持電解質とを含み、
前記電極体は、正極板と負極板とセパレータとを含み、
前記セパレータは、前記正極板と前記負極板とを分離しており、
前記電極体の輪郭面は、第１領域と第２領域とを含み、
前記第１領域においては、前記正極板および前記負極板の少なくとも一方が露出しており、
前記第２領域においては、前記正極板および前記負極板が露出しておらず、
前記第１領域および前記第２領域の少なくとも一方は、第３領域を含み、
前記第３領域は、前記底面に面しており、
前記多孔質部材は、前記輪郭面に沿って、前記底面と前記天面とを結ぶ方向に延びる部分を含み、
前記多孔質部材は、前記第１領域の少なくとも一部を覆っており、
前記多孔質部材は、５０％以上の空孔率を有し、
式（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）：
５．００×１０-2＜Ｖｐ／Ｖｅ＜２．００×１０-1 …（Ａ）
２．００×１０-1＜Ｓｐ１／Ｓｅ１ …（Ｂ）
Ｓｐ２／Ｓｅ２＜１．００×１０-1 …（Ｃ）
の関係が満たされており、
前記式（Ａ）中、Ｖｅは前記電極体の体積を示し、Ｖｐは前記多孔質部材の体積を示し、
前記式（Ｂ）中、Ｓｅ１は前記第１領域の面積を示し、Ｓｐ１は、前記多孔質部材と前記第１領域との接触面積を示し、
前記式（Ｃ）中、Ｓｅ２は前記第２領域の面積を示し、Ｓｐ２は、前記多孔質部材と前記第２領域との接触面積を示す、
二次電池。 - 式（Ｄ）：
２．００＜Ｓｐ１／Ｖｅ …（Ｄ）
の関係がさらに満たされている、
請求項１に記載の二次電池。 - 式（Ｅ）：
Ｓｐ４／Ｓｅ３＜５．００×１０-1 …（Ｅ）
の関係がさらに満たされており、
前記式（Ｅ）中、Ｓｅ３は前記第３領域の面積を示し、Ｓｐ４は、前記多孔質部材と前記第３領域との接触面積を示す、
請求項１または請求項２に記載の二次電池。 - 式（Ｆ）：
５．００×１０ -1＜Ｓｐ３／Ｖｅ …（Ｆ）
の関係がさらに満たされており、
前記式（Ｆ）中、Ｓｐ３は前記多孔質部材と前記底面との接触面積を示す、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。
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