JP7396354B2 - 二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は二次電池に関する。
二次電池は、いわゆる蓄電池ゆえ充電・放電の繰り返しが可能であり、様々な用途に用いられている。例えば、携帯電話、スマートフォンおよびノートパソコンなどのモバイル機器に二次電池が用いられている。
二次電池は一般的に外装体内に電極組立体が収容された構造を有する。つまり、二次電池では、ケースとなる外装体に対して電極体が収容されている。
特開2009-224094号公報 特開2015-162274号公報
本願発明者は、従前の二次電池では克服すべき課題があることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者は見出した。
二次電池は、一般的に、正極、負極およびそれらの間に配置されたセパレータを含む電極組立体、ならびに電解質が外装体に封入された構造を有する。電極組立体は、当該電極組立体から突出する正極集電タブおよび負極集電タブを有している。また、かかる電極組立体と外装体との間に、それらの絶縁のためのスペーサが設けられている(例えば、特許文献1)。
図11に示す例示態様でいえば、電極組立体200の端面200’において、正極集電タブ61と負極集電タブ62とが突出している(図11A参照)。かかる端面200’と外装体(図示せず)との間にスペーサ4が設けられている。スペーサ4には、正極集電タブ61および負極集電タブ62をそれぞれ通すための2つの中空部8が設けられている(図11B参照)。
スペーサ4における貫通した開口部8周辺の部分は強度が大きく低下し得るため、電池に衝撃または熱が加わった場合などに、かかる部分が変形および/または破損する虞がある。それによって、正負極の集電タブが接触し、短絡する虞がある。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の主たる目的は、短絡防止の点でより好適な二次電池を提供することである。
本発明は、正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体ならびに電解質が外装体に封入された二次電池であって、電極組立体と外装体との間に位置付けられるスペーサを有して成り、電極組立体が、該電極組立体から突出する正極集電タブおよび負極集電タブを有して成り、スペーサが、平面視において、外縁に正極集電タブのための第1凹部と負極集電タブのための第2凹部とを有して成り、第1凹部と第2凹部とが離隔部を介して設けられている、二次電池に関する。
本発明に係る二次電池は、短絡防止の点でより好適な構造を有する。
具体的には、本発明に係る二次電池において、電極組立体と外装体との間に位置付けられたスペーサが、その外縁に正極集電タブのための第1凹部と負極集電タブのための第2凹部とを有している。かかる凹部によって、スペーサに貫通した開口部を設けることなく、電極組立体から突出する集電タブの一端を外装体側へと位置付けることができる。それによって、集電タブのためにスペーサに設けられる凹部により規定される中空部周辺における強度の低下を抑えることができる。したがって、正負極の集電タブが接触することによる短絡をより好適に防止できる。
図1Aおよび図1Bは、電極組立体の模式的断面図(図1A:非巻回の平面積層型電池、図1B:巻回型電池)を示す。 図2は、本発明に係る二次電池の模式的な斜視展開図を示す。 図3は、本発明に係る二次電池におけるスペーサが取り付けられた電極組立体の模式的斜視図を示す。 図4は、本発明に係るスペーサの種々の態様の模式的平面図を示す。 図5は、本発明に係る二次電池の模式的な斜視組立図を示す。 図6は、図5におけるa-a’線に沿った二次電池の模式的断面図を示す。 図7は、図5におけるb-b’線に沿った二次電池の模式的断面図を示す。 図8は、図5におけるc-c’線に沿った二次電池の模式的断面図を示す。 図9は、本発明に係る二次電池を構成する電極組立体の構成部材を説明するための模式的斜視図を示す。 図10Aおよび図10Bは、本発明に係る二次電池を構成する電極の組立方法を説明するための模式的斜視図を示す。 図11Aおよび図11Bは、従来技術に係る二次電池の構成部材の模式図(図11A:電極組立体、図11B:スペーサ)を示す。
以下では、本発明の一実施形態に係る二次電池をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。
本明細書において「二次電池の断面視」とは、二次電池を構成する各層の積層方向に基づく厚み方向に沿って切り取って得られる対象物の仮想断面に基づいている。例えば、二次電池を構成する電極層の積層方向に基づく厚み方向と、電極層が電極端子の位置する方向へと延在する長手方向とが構成する面に沿って切り取ったような断面に基づいている。端的にいえば、図6などに示される二次電池の断面の形態に基づいている。
本明細書において「スペーサの平面視」とは、スペーサの最も小さい寸法を有する形状方向に基づく厚み方向に沿って対象物を上側または下側からみた場合の見取図に基づいている。例えば、スペーサの最も大きい寸法を有する形状方向に基づく長手方向と、かかる長手方向に次いで大きい寸法を有する幅方向とが構成する平面の形態に基づいている。端的にいえば、図4などに示されるスペーサの平面の形態に基づいている。
[本発明に係る二次電池の基本構成]
本発明は二次電池を提供する。本明細書中、「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」などの電気化学デバイスも包含し得る。
本発明に係る二次電池は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成単位を有する電極組立体を備えている。図1Aおよび図1Bには電極組立体200を例示している。図示されるように、正極1と負極2とはセパレータ3を介して積み重なって電極構成単位100を成しており、かかる電極構成単位100が少なくとも1つ以上積層して電極組立体が構成されていたり(図1A参照)、あるいは、電極構成単位が巻回することで電極組立体が構成されたりする(図1B参照)。二次電池では、そのような電極組立体が電解質(例えば非水電解質)と共に外装体に封入されている。
正極は、少なくとも正極材層および正極集電体(例えば層形態を成す正極集電体)から構成されている。正極では正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられており、正極材層には電極活物質として正極活物質が含まれている。例えば、電極組立体における複数の正極は、それぞれ、正極集電体の両面に正極材層が設けられていてよいし、あるいは、正極集電体の片面にのみ正極材層が設けられていてよい。二次電池のさらなる高容量化の観点でいえば正極は正極集電体の両面に正極材層が設けられていることが好ましい。
負極は、少なくとも負極材層および負極集電体(例えば層形態を成す負極集電体)から構成されている。負極では負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられており、負極材層には電極活物質として負極活物質が含まれている。例えば、電極組立体における複数の負極は、それぞれ、負極集電体の両面に負極材層が設けられていてよいし、あるいは、負極集電体の片面にのみ負極材層が設けられていてよい。二次電池のさらなる高容量化の観点でいえば負極は負極集電体の両面に負極材層が設けられていることが好ましい。
正極および負極に含まれる電極活物質、即ち、正極活物質および負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層に含まれる正極活物質」および「負極材層に含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極と負極との間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層および負極材層は特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、非水電解質を介してリチウムイオンが正極と負極との間で移動して電池の充放電が行われる非水電解質二次電池となっていることが好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、本発明に係る二次電池は、いわゆるリチウムイオン電池に相当し、正極および負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有している。
正極材層の正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダー(「結着材」とも称される)が正極材層に含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層に含まれていてもよい。同様にして、負極材層の負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層に含まれていてもよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層および負極材層はそれぞれ「正極合材層」および「負極合材層」などと称すこともできる。
正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも1種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であってよい。つまり、本実施態様に係る二次電池の正極材層においては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものである。そのような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。より好適な態様では正極材層に含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっていてもよい。
正極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド-テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。正極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維などの炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀などの金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも1種を挙げることができる。ある例示態様では正極材層のバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別のある例示態様では正極材層の導電助剤はカーボンブラックである。さらに別の例示態様では、正極材層のバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっている。
正極材層の厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、1μm以上300μm以下が好ましく、例えば5μm以上200μm以下である。正極材層の厚み寸法は二次電池内部での厚みであって、任意の10箇所における測定値の平均値が用いられてよい。
負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。
負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛(例えば天然黒鉛および/もしくは人造黒鉛)、ハードカーボン、ソフトカーボン、ならびに/またはダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体との接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Al、Si、Pb、Sn、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、Zn、Laなどの金属とリチウムとの2元、3元またはそれ以上の合金である。そのような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていてよい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。ある例示態様では負極材層の負極活物質が人造黒鉛となっている。
負極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。より好適な実施態様では負極材層に含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっている。負極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維などの炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀などの金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも1種を挙げることができる。なお、負極材層には、電池製造時に使用された増粘剤成分(例えばカルボキシルメチルセルロース)に起因する成分が含まれていてもよい。
ある例示態様では、負極材層における負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっている。
負極材層の厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、1μm以上300μm以下が好ましく、例えば5μm以上200μm以下である。負極材層の厚み寸法は二次電池内部での厚みであって、任意の10箇所における測定値の平均値が用いられてよい。
正極および負極に用いられる正極集電体および負極集電体は電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。そのような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタルなどである。正極に用いられる正極集電体は、アルミニウム、ステンレス鋼およびニッケルなどから成る群から選択される少なくとも1種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔である。一方、負極に用いられる負極集電体は、銅、ステンレス鋼およびニッケルなどから成る群から選択される少なくとも1種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔である。
セパレータは、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータは、正極と負極との間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータは多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータとして用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン(PE)のみ又はポリプロピレン(PP)のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータは、“PE製の微多孔膜”と“PP製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面は無機粒子コート層および/または接着層などにより覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。
セパレータの厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、1μm以上100μm以下が好ましく、例えば5μm以上20μm以下である。セパレータの厚み寸法は二次電池内部での厚み(特に正極と負極との間での厚み)であって、任意の10箇所における測定値の平均値が用いられてよい。
本発明に係る二次電池では、正極、負極およびセパレータを含む電極組立体が電解質と共に外装体に封入されている。電解質は電極(正極・負極)から放出された金属イオンの移動を助力する。電解質は有機電解質および有機溶媒などの“非水系”の電解質であってもよく、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。ある例示態様において、電解質として“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質が用いられた非水電解質二次電池となっている。電解質は液体状またはゲル状などの形態を有し得る(なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される)。
具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および/または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)およびビニレンカーボネート(VC)から成る群から選択される少なくとも1種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)およびジプロピルカーボネート(DPC)から成る群から選択される少なくも1種を挙げることができる。本発明の1つの例示態様では、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。具体的な非水電解質の溶質としては、例えば、LiPFおよび/またはLiBFなどのLi塩が用いられてよい。
集電タブとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電タブが使用可能である。集電タブは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常は銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケル、および/またはステンレス鋼などの導電性材料から構成される。集電タブの形態は特に限定されず、例えば、線状であってもよいし、または板状であってもよい。正極側および負極側の集電タブ(以下では総称的に「正負極の集電タブ」とも称する)は、電極組立体のいずれの面から突出していてよい。正負極の集電タブは、互いに電極組立体の別の面から突出していてよく、あるいはそれぞれ同一の面から突出していてもよい。二次電池のコンパクト化の観点から、正負極の集電タブは、同一の面から突出していることが好ましい。つまり、正極集電タブと負極集電タブとが、互いに電極組立体の同一の端面(すなわち同一側面)から突出するように延在していてよい。
外装体は通常、ハードケースであり、本体部および蓋部などの2つの部材から成っていてよい。例えば、外装体が本体部および蓋部から構成される場合、本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質および集電タブ、ならびに所望により電極端子などが収容された後、密封される。外装体の密封方法としては、特に限定されず、例えば、レーザー照射法などが挙げられる。
外装体の本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は、電子の移動が達成され得る導電性材料であってもよいし、または電子の移動が達成され得ない絶縁材料であってもよい。外装体の材料は、電極取り出しの観点から、導電性材料であることが好ましい。
導電性材料としては、例えば銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケルおよび/またはステンレス鋼などの導電性材料が挙げられる。絶縁材料としては、例えば、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート)、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ならびに/またはポリオレフィン(例えば、ポリエチレンおよび/もしくはポリプロピレン)などの絶縁ポリマー材料が挙げられる。
上述した導電性および剛性の観点から、本体部および蓋部はともに、ステンレス鋼から構成されていてよい。なお、ステンレス鋼とは、「JIS G 0203 鉄鋼用語」に規定されている通り、クロムまたはクロムとニッケルとを含有させた合金鋼で、一般にはクロム含有量が全体の約10.5%以上の鋼をいう。そのようなステンレス鋼としては、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼および/または析出硬化系ステンレス鋼が挙げられる。
外装体の本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定される。例えば、電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動が防止される程度の寸法を外装体が有していてよい。電極組立体の移動を防止することにより、衝撃などによる電極組立体の損傷を防止し、二次電池の安全性が向上し得る。
外装体はラミネートフィルムからなるパウチなどのフレキシブルケースであってもよい。ラミネートフィルムとしては、少なくとも金属層(例えば、アルミニウムなど)と接着層(例えば、ポリプロピレンおよび/またはポリエチレンなど)とが積層される構成であり、付加的に保護層(例えば、ナイロンおよび/またはポリアミドなど)が積層される構成であってもよい。
外装体の厚み寸法(すなわち、肉厚寸法)は、特に制限されるわけではないが、10μm以上200μm以下が好ましく、例えば50μm以上100μm以下である。外装体の厚み寸法は、任意の10箇所における測定値の平均値が用いられてよい。
二次電池には、一般に電極端子が設けられている。かかる電極端子は、外装体の少なくとも1つの面に設けられてよい。例えば、外装体における同一面に正極の電極端子と負極の電極端子とが互いに離間して設けられてよい。または、正極の電極端子と負極の電極端子とが互いに外装体の別の面に正負極の電極端子がそれぞれ設けられてもよい。二次電池のコンパクト化の観点から、正極の電極端子および負極の電極端子が、正負極の電極端子は、同一の面から突出していてよい。具体的には、電極層が積層する方向に対して垂直な方向に突出するように、外装体の側面から正極側および負極側の電極端子が突出していてよい。
電極端子は、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。電極端子の材質としては、特に制限するわけではないが、銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケルおよびステンレス鋼から成る群から選択される少なくとも一種を挙げることができる。
電極端子は、単一の材料から構成されてよく、複数の材料から構成されてもよい。複数の材料から構成される電極端子(以下、「電極端子構造体」とも称す)は、リベット部、内側端子およびガスケット部から成る。
リベット部および内側端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されていればよい。例えば、リベット部および内側端子は、それぞれ、銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケルおよび/またはステンレス鋼などの導電性材料から構成される。ガスケット部は、絶縁材料から構成されていればよい。例えば、ガスケット部は、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート)、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ならびに/またはポリオレフィン(例えば、ポリエチレンおよび/もしくはポリプロピレン)などの絶縁ポリマー材料から構成される。
正負極の集電タブは、電極端子または電極端子構造体に電気的に接続され、かかる電極端子または電極端子構造体を介して、外部へと電気的に導出されている。
電極端子構造体は、特に限定されないが、例えば、外装体の貫通孔に、嵌合して挿通されていてもよい。電極端子構造体は、主として電極を外部に導出するための導電性のリベット部、かかるリベット部と外装体との電気的な絶縁を確保しつつ、電解質の漏出を防止するための外側ガスケット部、リベット部と集電タブとの電気的接続を確保するための内側端子、およびかかる内側端子と外装体との電気的な絶縁を確保しつつ、電解質の漏出を防止するための内側ガスケット部を含んでもよい。
正負極の集電タブは、電極端子または電極端子構造体に接続されてよい。また、正負極の集電タブは、外装体に電気的に接続され、かかる外装体を介して外部に導出されるようになっていてもよい。例えば外装体が導電性ハードケース型外装体である場合、集電タブは外装体の内側と接触して電気的に接続されていてよく、かかる外装体を介して外部へと導出されるようになっていてもよい。換言すると、外装体が集電タブと接続されることで正極または負極の電荷を帯びてよく、また、外装体に設けられた電極端子から集電タブが外部へと電気的に導出されるようになっていてもよい。
二次電池のコンパクト化および電圧バランス化の観点から、正負極いずれか一方の電極の集電タブが電極端子構造体に電気的に接続され、他方の電極の集電タブが導電性ハードケース型外装体の内側に電気的に接続されていてよい。
スペーサとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆるスペーサが使用可能である。スペーサは、例えば、電極組立体(特に電極)と外装体(特に電極端子)との間の電子的接触を防止する限り、特に限定されない。よって、スペーサは、電極組立体と外装体(特にその電極端子)との間の電子的接触を防止する絶縁部材と称すこともできる。スペーサは、全体として例えば板状となっていてよい。スペーサを構成する材料としては、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレンおよび/もしくはポリピロピレンなど)、ポリスチレン、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレートおよび/もしくはポリブチレンテレフタレートなど)、ポリ塩化ビニル、アクリルポリマー(例えば、ポリメチルメタクリレートなど)ならびに/またはポリカーボネートなどのポリマー材を挙げることができるほか、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムおよび/またはシリコーンゴムなどのゴム材などの種々の絶縁性材料が挙げることができる。スペーサは電極組立体と外装体との接触が防止され得る限り、あらゆる形態を有していてもよく、例えば、フィルム、シート、ボードまたは生地(例えば不織布)の形態を有していてもよい。
[本発明に係る二次電池の特徴]
本発明の一実施形態に係る二次電池は、電極組立体、および当該電極組立体を収容する外装体を有して成る電池であるところ、かかる外装体内に配置されたスペーサの形状に特徴を有する。
具体的には、本発明の一実施形態に係る二次電池おいて、スペーサは、平面視において、外縁に正極集電タブのための第1凹部と、負極集電タブのための第2凹部とを有して成る。図2に示す例示態様でいえば、二次電池は、外装体300(310)内部において、電極組立体200と外装体300(310)との間に位置付けられるスペーサ4を有して成り、スペーサ4が、外縁に正極集電タブ61のための第1凹部41と、負極集電タブ62のための第2凹部42とを有している。
かかる凹部41および42によって、スペーサ4に貫通した開口部によることなく、電極組立体200から突出する正極集電タブ61および負極集電タブ62の一端を外装体側(すなわち、電極端子5および5側)へと位置付けることができる。貫通した開口部の場合には、正極集電タブおよび負極集電タブがそれぞれ、断面視又は平面視にて凹部41および凹部42の輪郭面に全て取り囲まれるようになっている。そのため、開口形態により空間が形成されていることに起因して、外部からの衝撃等により、開口部の相互に離隔対向する輪郭の上側部分と底部側部分同士が近づくように変形しやすい。
これに対して、凹部の場合には、断面視又は平面視にて、正極集電タブの一部のみおよび負極集電タブの一部のみがそれぞれ、凹部41および凹部42の輪郭面に取り囲まれている。具体的には、断面視又は平面視にて、正極集電タブの輪郭の一部のみおよび負極集電タブの輪郭の一部のみがそれぞれ、凹部41および凹部42の輪郭面に取り囲まれている。
換言すれば、断面視又は平面視にて、正極集電タブ61および負極集電タブ62がそれぞれ、凹部41および凹部42の輪郭面に全て取り囲まれないように成っている。具体的には、断面視又は平面視にて、正極集電タブ61の輪郭の全ておよび負極集電タブ62の輪郭の全てがそれぞれ、凹部41および凹部42の輪郭面に全て取り囲まれないように成っている。
かかる構成によれば、相互に離隔対向する輪郭の底部側に対向する上側部分が存在しないことから、外部からの衝撃等により、開口部の相互に離隔対向する輪郭の上側部分と底部側部分同士が近づくといったことが生じ得ない。これにより、凹部の変形および/または破損が生じにくい。その結果、集電タブ61および62のためにスペーサ4に設けられる凹部の輪郭に囲まれて形成される中空部周辺におけるスペーサ4の中実部分の強度の低下を抑えることができる。それ故、かかる中空部周辺の変形および/または破損することを防止でき、集電タブ61および62が接触することによる短絡をより好適に防止できる。
また、スペーサにおいて、第1凹部と第2凹部とは離隔部を介して設けられている。換言すると、第1凹部および第2凹部は、各々がつながっておらず、それぞれ別個に設けられている。ここで「離隔部」とは、スペーサにおける第1凹部と第2凹部との間に位置付けられる中実部分、すなわちスペーサの一部を構成する連続部分を指す。
図2に示す例示態様でいえば、スペーサ4において、第1凹部41と第2凹部42とは離隔部を介して設けられている。凹部41および42が離隔部を介して設けられていることで、各凹部内に集電タブを収めることができるため、正極集電タブ61および負極集電タブ62におけるそれぞれの位置ズレを防止することができる。それによって、二次電池における短絡を特に防止できる。又、スペーサ4において、集電タブを設ける箇所が
本開示における「集電タブのための凹部」とは、集電タブを収容配置可能な凹部を指す。例えば、集電タブが凹部を横切る、および/または集電タブが凹部に嵌合可能な(もしくは固定可能な)態様などを指す。
図3、図7および図8に示す例示態様でいえば、正極集電タブ61は第1凹部41を横切り、負極集電タブ62は第2凹部42を横切っている。換言すると、正極集電タブ61は第1凹部41を通って延在し、負極集電タブ62は第2凹部42を通って延在している。それによって、スペーサ4における一方の側(すなわち、電極組立体200側)から他方の側(すなわち、電極端子5および5側)へと正極集電タブ61および負極集電タブ62を延在させることができる。
本開示における「凹部」とは、同一平面内において窪み(または段差)を有するものを指す。二次電池の断面視における凹部輪郭は、曲線状であってよく、直線状であってもよく、それらの組合せであってもよい。強度を向上させる観点から、凹部輪郭は、凹部のコーナー部分で曲線状であり、凹部の最底部分で直線状であることが好ましい。
本発明に係るスペーサにおいて、集電タブを設けるための中空部分を凹部とすることで、貫通した開口部とする場合に比して、かかる中空部分の面積を減じることができる。また、中空部分におけるコーナーの形状について、曲率半径を大きく形成することができ、応力集中が生じ難い構造とすることができる。したがって、集電タブのためにスペーサに設けられる中空部周辺における強度の低下を抑えることができる。
凹部周辺部分の強度の低下をより抑える観点から、第1凹部および第2凹部は、より小さい段差であることが好ましい。具体的には、スペーサ4における第1凹部と第2凹部との離隔部の幅(又は厚み)寸法Tに対する第1凹部41および第2凹部42を成す中実部分の幅寸法(TおよびT)の比はそれぞれ、0.50以上0.99以下である(図3参照)。かかる比が0.99以下であることで、集電タブが凹部を横切ることがより容易となる。かかる比が0.50以上であることで、中空部分の面積を減じることができ、1の凹部周辺部分の強度の低下をより効果的に抑えることができる。
第1凹部および第2凹部は、より大きい曲率半径のコーナー形状を有することが好ましい。具体的には、第1凹部および第2凹部のコーナーの曲率半径は、第1凹部41および第2凹部42を成す切り欠き部分の幅寸法に対して20%以上180%以下であることが好ましい。かかる曲率半径がそのような範囲内であると、集電タブのためのスペースを確保しつつ、凹部周辺部分への応力集中を低減することができる。
上述する集電タブの形状に関連するパラメータは、マイクロメータ(Mitsutoyo社製 型番MDH-25MB)、またはハイトゲージを用いて測定した寸法、またはその寸法から算出した値を指してよい。
本発明の一実施形態に係るスペーサ4の平面視において、少なくとも集電タブのためのスペースを確保する観点からは第1凹部41および第2凹部42はスペーサ4の端まで達していなくてもよく(図4Aなど参照)、スペーサ4の端にまで達していてもよい(図4Bおよび図4C参照)。なお、集電タブのためのスペースの確保と、凹部周辺部分への応力集中の低減を行う観点から、第1凹部41および第2凹部42はスペーサ4の端まで達していないことが好ましい(図4Aなど参照)。また、第1凹部41および第2凹部42は、スペーサ4の外縁の一辺に(すなわち、同一平面上に)設けられていてよく(図4Aなど参照)、スペーサ4の外縁の対向する2つの辺にそれぞれ設けられていてもよい(図4D参照)。なお、前者の場合、集電タブを略同一の高さに位置づけることができるため、これに対応して略同一サイズの端子を略同一軸上に配置することができる。
スペーサ4の外縁の一辺に第1凹部41および第2凹部42の2つの凹状形状を設けることで凸状形状の離隔部が形成されていてよく(図4Aなど参照)、スペーサ4の外縁の対向する2つの辺にそれぞれ第1凹部41および第2凹部42の凹状形状を設けることでS字状形状の離隔部が形成されていてもよい(図4D参照)。
一実施形態では、スペーサ4が、平面視において、外縁の対向する一方の辺に第1凹部41および第2凹部42を有し、外縁の対向する他方の辺が略直線形状を成している(図4Aなど参照)。スペーサ4の外縁の一辺が略直線形状であることで、外装体に対する位置決め精度を向上させることができる。それによって、スペーサ4を外装体内部に特に嵌合させることができる。また、局所的な応力集中の発生を減ずることができ、スペーサの強度の低下を特に抑えることができる。
一実施形態では、スペーサの主面の一方が外装体と接している。それによって、スペーサの位置ズレを防止することができ、短絡を特に防止できる。
より好適な実施形態では、スペーサの主面の一方が、外装体の電極端子構造体にて接している。より具体的には、二次電池400の断面視において、外装体300に電極端子構造体5’が設けられており、スペーサ4が電極端子構造体5’におけるリベット部50と接している(または、リベット部50に取り付けられている)(図6参照)。そのような構成とすることで、スペーサ4と外装体300との位置ズレを防止しつつ、スペーサ4と外装体300との間に集電タブが延在し得る空間を設けることができる。
さらに好適な実施形態では、スペーサ4が接着層を有して成り、接着層と外装体300とが接している(図6参照)。スペーサ4が接着層を介して外装体300と接することで、スペーサ4と外装体300との位置ズレを特に防止することができる。
一実施形態では、正極集電タブおよび負極集電タブの少なくとも一方がスペーサと接している。そのような構成とすることで、集電タブとスペーサとを固定することができ、それらの間の位置ズレをより一層防止することができる。具体的には、集電タブ6(すわなち、正極集電タブ61および/または負極集電タブ62)は屈曲形状を成す部分Kにおいてスペーサ4と接している(図7および図8参照)。かかる部分Kが支点となることで集電タブ6をスペーサ4に弾接することができ、電極組立体200とスペーサ4との間に生じ得る衝撃をより吸収することができる。それによって、スペーサ4の変形および/または破損することを防止できる。ここで「屈曲形状」とは、ある一方向から、かかる方向と逆の方向に向かって曲がっている形状(例えば、弓状に曲がる形状)を指す。
一実施形態では、スペーサ4の外装体300側の主面に設けた接着層が、電極端子構造体5’のリベット部50と接している(図6参照)。また、正極集電タブ61の外装体300側に延在する一端が、電極端子構造体5’(すなわち、正極端子5)の内側端子51に取り付けられている(図7参照)。同様に、負極集電タブ62の外装体300側に延在する一端が、外装体300内側の負極端子5に対応する位置に取り付けられている(図8参照)。そのような構成とすることで、スペーサおよび集電タブが外装体にそれぞれ固定されることとなり、それらの間の位置ズレをさらにより一層防止することができる。
一実施形態では、正極集電タブおよび負極集電タブの少なくとも一方が、スペーサの主面の両側に跨がるように電極組立体側から外装体側まで延在している。図示する例示態様でいえば、集電タブ61および62がスペーサ4を跨いで外装体300側に延在している(図7および図8参照)。ここで、「スペーサの主面の両側に跨がるように延在する」とは、二次電池400の断面視において、スペーサ4の幅寸法の少なくとも1/4以上まで、スペーサ4の主面の両側に延在していることを指す。本態様において、集電タブ61および62は、スペーサ4の第1凹部および第2凹部をそれぞれ横切ってスペーサ4に跨がっている。そのような構成とすることで、集電タブとスペーサとを干渉させることができ、それらの間の位置ズレを特に防止することができる。
一実施形態では、スペーサが、平面視において、外縁の一辺に第1凹部および第2凹部を有して成り、スペーサの離隔部において、当該スペーサの主面の一方と外装体とが接している。図3に示す例示態様でいえば、スペーサ4における第1凹部41と第2凹部42との間の離隔部で、スペーサ4と外装体とが接している。第1凹部41と第2凹部42との間の位置(すなわち、離隔部)でスペーサ4を固定することで、それらを横切る正極集電タブ61および負極集電タブ62の位置ズレをより効果的に防止することができ、短絡を特に好適に防止できる。
一実施形態では、外装体300は、電極端子5が設けられた同一面内に電解質注入口7を有し、スペーサ4が注入口7に対応する第3凹部43を有する(図2参照)。スペーサ4に第3凹部43を設けることにより、注入ノズル(図示せず)を注入口7へと挿入した場合に生じ得る電極組立体200の損傷を防止することができる。より具体的には、第3凹部43によって注入ノズルの位置を固定でき、注入ノズルが電極組立体200と衝突することによる損傷を防止することができる。また、注入ノズルと電極組立体200との間にスペーサなどの介在物が存在しないことから、直接的に電解質を電極組立体へと注入し得る。それによって、注入速度および含浸速度をより効果的に高めることができる。
本発明に係るスペーサの平面視において、スペーサ4の第3凹部43は、第1凹部41および第2凹部42が形成される外縁の一辺に形成されていてよく(図4Eおよび図4F参照)、第1凹部41および第2凹部42が形成される外縁の一辺と対向する他方の一辺に形成されていてもよい(図4G参照)。集電タブの位置ズレ防止の観点から、スペーサ4において、第3凹部43は、第1凹部41および第2凹部42とそれぞれ離隔部を介して設けられている。
一実施形態では、スペーサ4が、平面視において、外縁の対向する一方の辺に第1凹部41、第2凹部42および第3凹部43を有し、外縁の対向する他方の辺が略直線形状を成している(図4Eおよび図4F参照)。スペーサ4の外縁の一辺が略直線形状であることで、外装体に対する位置決め精度を向上させることができる。それによって、スペーサ4を外装体内部に特に嵌合させることができる。また、局所的な応力集中の発生を減ずることができ、スペーサの強度の低下を特に抑えることができる。
一実施形態では、スペーサの平面視において、当該スペーサの外縁が、凹部を成す外縁を除いて、外装体の内縁に沿った形状を成している。そのような構成とすることで、スペーサを外装体内部に特に嵌合させることができる。また、スペーサ4における第1凹部41と第2凹部42とを隔離することができ、正極集電タブ61および負極集電タブ62の接触による短絡を特に好適に防止することができる。(図3参照)。
一実施形態では、本発明に係るスペーサの厚み寸法は、100μm以上5mm以下である。厚み寸法が100μm以上であると、スペーサを剛性および耐熱性により優れたものとすることができる。それによって、二次電池に衝撃または熱が加わった場合でも、より破損し難いスペーサとすることができる。厚み寸法が5mm以下であると、二次電池をよりコンパクト化することができる。スペーサの厚み寸法は、0.15mm以上3mm以下であることが好ましく、例えば0.15mm以上1.5mm以下である。
一実施形態では、本発明に係るスペーサのヤング率は、0.01GPa以上20GPa以下である。かかるヤング率がそのような範囲内であると、スペーサのハンドリング性を保持しつつ、剛性により優れたものとすることができる。スペーサのヤング率は、1.0GPa以上15GPa以下であることが好ましく、例えば2.0GPa以上10GPa以下である。
一実施形態では、本発明に係るスペーサの連続耐熱温度(または、連続使用温度)は、60℃以上である。かかる連続耐熱温度が60℃以上であると、二次電池に熱が加わった場合でも、より変形し難いスペーサとすることができる。スペーサの連続耐熱温度は、80℃以上であることが好ましく、例えば100℃以上である。
一実施形態では、本発明に係るスペーサは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリカーボートから成る群から選択される少なくとも一種を含んで成る。スペーサがそのような組成を含んで成ることで、剛性および耐熱性により優れたものとすることができる。
[本発明に係る二次電池の製造方法]
本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、以下の工程を含む。これにより、かかる二次電池を製造することができる。つまり、本発明に係る二次電池の製造方法は、正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを積層または巻回し、電極組立体の前駆体を得る工程(電極の組立工程)、第1凹部および第2凹部を有して成るスペーサを形成する工程(スペーサの形成工程)ならびに、電極組立体およびスペーサを外装体に収容させつつ、集電タブを溶着し、外装体内に電解質を注入する工程(収容工程)を含む。
(電極の組立工程)
本工程においては、図9に示すように、正極1、負極2および矩形状を有するセパレータ3を所定の順序で配置して積層または巻回することで電極組立体の前駆体を得る。図10Aに示すように、電極組立体の前駆体は、正極1、負極2およびセパレータ3を厚み方向に積層した平面積層型電極組立体200(図1A参照)としてよい。または図10Bのように、電極組立体の前駆体は、正極1、負極2およびセパレータ3を巻回して巻回型電極組立体200(図1B参照)としてもよい。以下では、巻回型電極組立体の組立工程について説明する。
まずは、正極集電体11の一方の側に正極集電タブ61が取り付けられた正極1、負極集電体21の一方の側に負極集電タブ62が取り付けられた負極2および2枚の矩形状を有するセパレータ3を所定の順序で配置して巻き回す(図10B参照)。
使用されるセパレータ3の寸法は、所望の電極組立体が得られる限り特に限定されない。例えば、セパレータ3の幅方向rの長さ寸法w1は通常、正極1または負極の巻回軸方向長さに対して、110%以上400%以下であることが好ましく、例えば120%以上200%以下である(図9参照)。また例えば、セパレータ3の長手方向sの長さ寸法w2は、目的とする二次電池の寸法(特に電極組立体の巻回数)に応じて、適宜決定されてよい。
本工程の後に、巻回型電極組立体の前駆体を、所望により、巻回体の直径方向にプレスすることにより、略偏平柱形状に成形してもよい。
(スペーサの形成工程)
本発明の一実施形態に係る二次電池におけるスペーサの凹部形状は、打ち抜き加工によって所望のスペーサの外縁形状が得られるようにシート状の材料を打ち抜いて形成されてよい。スペーサの凹部形状は、略直線状に形成されたスペーサの外縁から切り欠いて形成されてもよい。または、スペーサの凹部形状は、所望の型枠形状を有する金型内に加熱溶融させた材料を射出注入して冷却固化させる射出成形によって形成されてもよい。
ある好適な態様では、シート状の材料を打ち抜き加工によって形成することによって第1凹部および第2凹部ならびに/または第3凹部を有するスペーサが供される。そのような構成とすることで、本発明に係るスペーサを容易かつ低コストで製造することができる。以下では、打ち抜き加工によるスペーサの作製工程について説明する。
まずシート状に形成したポリエチレンテレフタレート材(厚み寸法:0.188mm)を、ロータリー方式または打ち抜き方式のカット加工装置に装着する。次いで、第1凹部、第2凹部および第3凹部がこの順に、同一の辺に並んで形成されるように配置された打ち抜き加工刃(例えば、ピナクル(登録商標)刃)を用いてポリエチレンテレフタレート材を打ち抜く。その後不要部分を除去して、第1凹部41、第2凹部42および第3凹部43が設けられたスペーサ4を得る(図4E参照)。
(収容工程)
先の工程において得られた電極組立体200およびスペーサ4を外装体300に収容させつつ、集電タブ61および62を電極端子5に溶着し、外装体300内に注入口7を介して電解質を注入する(図2参照)。以下、外装体300が外装体本体部310および外装体蓋部320から構成され、外装体300の1の面に電極端子5および電極端子構造体5’が設けられている場合について詳細に説明する。
まずは、図7および図8に示すように、集電タブ61および62が、スペーサ4の主面の両側に跨がって電極組立体200側から外装体300側まで延在するように、集電タブ61および62を仮曲げして形状を整えた後、スペーサ4の第1凹部および第2凹部をそれぞれ横切らせる。
次いで、電極組立体200およびスペーサ4を外装体本体部310へと収容する(図2参照)。この際、スペーサ4の外装体300側の主面に設けた接着層(図示せず)を電極端子構造体5’のリベット部50に取り付ける(図6参照)。また、正極集電タブ61の外装体300側に延在する一端を電極端子構造体5’(すなわち、正極端子5)の内側端子51に溶着させる(図7参照)。同様に、負極集電タブ62の外装体300側に延在する一端を、外装体300内側の負極端子5に対応する位置に溶着させる(図8参照)。
次いで、外装体本体部310と外装体蓋部320とを溶着する。最後に、電解質を注入口7から注入し、注入口7を封止プラグ(図示せず)で閉塞すればよい。溶着は、二次電池の分野で公知のあらゆる方法によって達成されてもよく、例えば、レーザー照射法を用いてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
本発明に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野(例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパーなどのモバイル機器分野)、家庭・小型産業用途(例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野)、大型産業用途(例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野)、交通システム分野(例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野)、電力系統用途(例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野)、医療用途(イヤホン補聴器などの医療用機器分野)、医薬用途(服用管理システムなどの分野)、ならびに、IoT分野、宇宙・深海用途(例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野)などに利用することができる。
本発明に係る二次電池は、特に衝撃または熱が電池に加えられた場合に生じ得る短絡を防止することができる。したがって、本発明に係る二次電池は、全方位から衝撃または熱がかかり得るモバイル機器用途に特に好ましく利用することができる。
1:正極
11:正極集電体
12:正極材層
2:負極
21:負極集電体
22:負極材層
3:セパレータ
4:スペーサ
41:第1凹部
42:第2凹部
43:第3凹部
5:電極端子
:正極端子
:負極端子
5’:電極端子構造体
50:リベット部
51:内側端子
52:ガスケット部
6:集電タブ
61:正極集電タブ
62:負極集電タブ
63:絶縁材
7:電解質注入口
8:貫通した開口部
100:電極構成単位
200:電極組立体
200’:集電タブが突出する端面
300:外装体
310:外装体本体部
320:外装体蓋部
400:二次電池

Claims (16)

  1. 正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体ならびに電解質が外装体に封入された二次電池であって、
    前記電極組立体と前記外装体との間に位置付けられるスペーサを有して成り、
    前記電極組立体が、該電極組立体から突出する正極集電タブおよび負極集電タブを有して成り、
    前記スペーサが、平面視において、外縁に前記正極集電タブのための第1凹部と、前記負極集電タブのための第2凹部とを有して成り、該第1凹部と該第2凹部とが離隔部を介して設けられており、前記正極集電タブおよび前記負極集電タブが前記第1凹部および前記第2凹部をそれぞれ横切り、前記スペーサにおける一方の側から他方の側へと延在しており、前記正極集電タブおよび前記負極集電タブが屈曲形状を成す部分を有し、前記電極組立体とスペーサとの間で前記屈曲形状を成す部分が前記スペーサと接している、二次電池。
  2. 前記正極集電タブの一部のみおよび前記負極集電タブの一部のみがそれぞれ、断面視又は平面視にて前記第1凹部および前記第2凹部の輪郭面に取り囲まれている、請求項1に記載の二次電池。
  3. 前記正極集電タブおよび前記負極集電タブがそれぞれ、断面視又は平面視にて前記第1凹部および前記第2凹部の輪郭面に全て取り囲まれないように成っている、請求項1又は2に記載の二次電池。
  4. 前記スペーサにおける前記離隔部の幅寸法に対する前記第1凹部および前記第2凹部を成す中実部分の幅寸法の比がそれぞれ、0.50以上0.99以下である、請求項1~3のいずれかに記載の二次電池。
  5. 前記スペーサが、平面視において、外縁の対向する一方の辺に前記第1凹部および前記第2凹部を有して成り、前記外縁の対向する他方の辺が略直線形状を成している、請求項1~4のいずれかに記載の二次電池。
  6. 前記スペーサの主面の一方が、前記外装体と接している、請求項1~5のいずれかに記載の二次電池。
  7. 前記スペーサの主面の一方が、前記外装体における電極端子構造体と接している、請求項6に記載の二次電池。
  8. 前記スペーサが接着層を有して成り、該接着層と前記外装体とが接している、請求項6または7に記載の二次電池。
  9. 前記スペーサが、平面視において、外縁の一辺に前記第1凹部および前記第2凹部を有して成り、前記スペーサの前記離隔部にて、該スペーサの主面の一方と前記外装体とが接している、請求項6~8のいずれかに記載の二次電池。
  10. 前記二次電池の断面視において、前記正極集電タブおよび前記負極集電タブの少なくとも一方が、前記スペーサの主面の両側に跨がるように該スペーサにおける一方の側から他方の側へと延在している、請求項1~のいずれかに記載の二次電池。
  11. 前記外装体は、電極端子が設けられた同一面内に前記電解質の注入口を有し、前記スペーサが該注入口に対応する第3凹部をさらに有して成る、請求項1~1のいずれかに記載の二次電池。
  12. 前記スペーサが、平面視において、外縁の対向する一方の辺に前記第1凹部、前記第2凹部および前記第3凹部を有して成り、前記外縁の対向する他方の辺が略直線形状を成している、請求項1に記載の二次電池。
  13. 前記スペーサの平面視において、該スペーサの外縁が、凹部を成す外縁を除いて、前記外装体の内縁に沿った形状を成す、請求項1~1のいずれかに記載の二次電池。
  14. 前記外装体が、
    正極および負極のいずれか一方の電極端子構造体をさらに有して成り、
    導電性ハードケース型外装体であり、前記電極端子構造体と異極の電荷を帯びている、請求項1~1のいずれかに記載の二次電池。
  15. 前記正極および前記負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能となっている、請求項1~1のいずれかに記載の二次電池。
  16. モバイル機器用途に用いられる、請求項1~1のいずれかに記載の二次電池。
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