KR101588264B1 - Secondary battery - Google Patents

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고오지 기타다
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 용량을 유지하면서, 높은 출력 성능을 갖는 이차 전지를 제공한다. 본 발명에 의하면, 이차 전지는, 집전박과, 집전박에 형성된 활물질층을 갖는 전극체를 구비하고, 활물질층에 포함되는 금속의 금속 이온을 가동 이온으로 하는 이차 전지로서, 활물질층은 집전박측의 제1 활물질층과, 집전박과는 타방측의 제2 활물질층의 적어도 2층으로 이루어지고, 제2 활물질층은 제1 활물질층과는 용량 성능 및 출력 성능 중 적어도 하나가 상이한 특성을 갖고, 도전 부재에 의해 집전박과 접속된다.The present invention provides a secondary battery having high output performance while maintaining a capacity. According to the present invention, there is provided a secondary battery comprising a current collector foil and an electrode body having an active material layer formed on the current collector foil, the metal ion of the metal contained in the active material layer being a movable ion, Wherein the first active material layer has at least two layers of a first active material layer and a second active material layer on the other side of the current collector foil and the second active material layer has a characteristic that at least one of capacity performance and output performance is different from the first active material layer , And is connected to the current collecting foil by the conductive member.

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}Secondary Battery {SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery.

종래, 전기 자동차나 플러그인 하이브리드 전기 자동차 등의 전동 차량에 탑재되어 있는 모터 구동용 배터리로서, 리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지가 사용되고 있다. 리튬 이온 이차 전지는, 충방전 시에 리튬 이온이 가동 이온으로서 전극 사이를 이동하는 것으로, 충방전 시에 화학 반응이 발생하지 않으므로 전해액의 농도가 변화하지 않는다. 이와 같이 충전 시에 금속 이온이 가동 이온으로서 전해액을 이동하는 리튬 이온 이차 전지는, 로킹 체어형의 이차 전지라고 불린다.BACKGROUND ART [0002] Conventionally, a secondary battery such as a lithium ion secondary battery is used as a motor driving battery mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a plug-in hybrid electric vehicle. In a lithium ion secondary battery, lithium ions move between electrodes as movable ions at the time of charging and discharging, and no chemical reaction occurs during charging and discharging, so that the concentration of the electrolytic solution does not change. The lithium ion secondary battery in which the metal ion moves the electrolytic solution as the movable ion during charging is called a locking chair type secondary battery.

그런데, 전동 차량에 탑재되는 이차 전지는, 차량을 등판(登坂), 가속 및 저온 구동시키기 위한 대전류 출력에 부응하는 우수한 출력 특성이나, 급속 충전이나 회생 시의 대전류 입력에 부응하는 우수한 입력 특성에 더하여, 장시간 구동 가능한 높은 에너지 용량 특성이 요구된다.The secondary battery mounted on the electric vehicle has excellent output characteristics in response to a large current output for driving the vehicle uphill, acceleration and low temperature, and excellent input characteristics in response to rapid charging and large current input during regeneration , And high energy capacity characteristics that can be driven for a long time are required.

이러한 리튬 이온 이차 전지의 입출력 특성을 향상시키기 위하여, 정극과 부극의 저항비가 소정 범위가 되도록 전극 재료를 조정한 리튬 이온 이차 전지가 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).In order to improve the input / output characteristics of such a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery in which the electrode material is adjusted so that the resistance ratio between the positive electrode and the negative electrode is within a predetermined range has been proposed (for example, see Patent Document 1).

일본 특허 공개 제 2011-187186호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-187186

그러나, 이러한 리튬 이온 이차 전지를 전기 자동차에 탑재했다고 하더라도, 액셀러레이터가 완전 개방으로 되는 등 고출력이 요구된 경우, 충분한 출력을 발휘할 수 없을 우려가 있다. 다른 한편으로, 리튬 이온 이차 전지의 출력 성능만을 향상시키고자 하면, 리튬 이온 이차 전지의 용량이 저하되어, 주행 거리가 짧아져 버린다.However, even when such a lithium ion secondary battery is mounted on an electric vehicle, there is a possibility that sufficient output can not be exerted when a high output is required, for example, the accelerator is fully opened. On the other hand, if only the output performance of the lithium ion secondary battery is to be improved, the capacity of the lithium ion secondary battery is lowered and the travel distance is shortened.

또한, 이러한 문제는 특히 차량 탑재용 리튬 이온 이차 전지에서 현저한 문제이지만, 차량 탑재용 이차 전지에 한정되는 것은 아니며, 리튬 이온 이차 전지에 한정되는 것도 아니다.In addition, such a problem is a serious problem particularly in a vehicle-mounted lithium ion secondary battery, but is not limited to a vehicle-mounted secondary battery and is not limited to a lithium ion secondary battery.

따라서, 본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 높은 출력 성능을 갖는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a secondary battery having high output performance.

본 발명의 이차 전지는, 집전박과, 상기 집전박에 형성된 활물질층을 갖는 전극체를 구비하고, 상기 활물질층에 포함되는 금속의 금속 이온을 가동 이온으로 하는 이차 전지로서, 상기 활물질층은 상기 집전박측의 제1 활물질층과, 상기 집전박과는 타방측의 제2 활물질층의 적어도 2층으로 이루어지고, 상기 제2 활물질층은, 상기 제1 활물질층과는 용량 성능 및 출력 성능 중 적어도 하나가 상이한 특성을 갖고, 또한, 도전 부재에 의해 상기 집전박과 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.The secondary battery of the present invention is a secondary battery comprising a current collecting foil and an electrode body having an active material layer formed on the current collecting foil and having a metal ion of a metal contained in the active material layer as a movable ion, Wherein the first active material layer has at least two layers of a first active material layer on the current collecting foil side and a second active material layer on the other side of the current collecting foil, One of which has different characteristics and is connected to the current collecting foil by a conductive member.

본 발명에서는, 제2 활물질층이 집전박과 접속되어 있기 때문에, 제2 활물질층과 집전박 사이에 제1 활물질층이 개재하고 있다고 하더라도, 출력 성능의 저하를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 제1 활물질층과 제2 활물질층이 용량 성능 및 출력 성능 중 적어도 하나가 상이한 특성을 갖고 있으므로, 서로 특성을 보충할 수 있다.In the present invention, since the second active material layer is connected to the current collecting foil, even if the first active material layer is interposed between the second active material layer and the current collecting foil, it is possible to suppress deterioration in output performance. In addition, since the first active material layer and the second active material layer have characteristics in which at least one of the capacity performance and the output performance is different from each other, the characteristics can be supplemented with each other.

상기 집전박측의 제1 활물질층은, 타방측의 제2 활물질층보다도 고용량이며, 상기 제2 활물질층은, 상기 제1 활물질층보다도 고출력인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성되어 있음으로써, 용량을 유지하면서, 출력을 향상시킬 수 있다.The first active material layer on the current collecting foil side is higher in capacity than the second active material layer on the other side and the second active material layer is preferably higher in output than the first active material layer. With this configuration, the output can be improved while maintaining the capacity.

본 발명의 바람직한 실시형태로서는, 상기 활물질층은, 정극을 구성하는 정극 활물질이 함유된 정극 활물질층인 것을 들 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the active material layer is a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material constituting the positive electrode.

본 발명의 바람직한 실시형태로서는, 상기 도전 부재는, 상기 집전박과는 동일한 재료로 구성되어 있는 것을 들 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the conductive member is made of the same material as the current collecting foil.

상기 도전 부재는, 상기 집전박이 도려내어져 이루어지는 도려냄부인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 간이하고, 또한 확실하게 집전박과 제2 활물질층을 접속하는 도전 부재를 설치할 수 있다.It is preferable that the conductive member is a cut-out portion formed by cutting out the current collecting foil. Thereby, a conductive member for connecting the current collector foil and the second active material layer can be provided easily and reliably.

본 발명의 바람직한 실시형태로서는, 상기 도전 부재는, 상기 집전박과는 상이한 재료로 구성되어 있는 것을 들 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the conductive member is made of a material different from that of the current collecting foil.

또한, 본 발명의 바람직한 실시형태로서, 상기 도전 부재는, 상기 제2 활물질층과의 접촉 면적이 상기 집전박과의 접촉 면적에 비해 커지도록 구성되어 있는 것을 들 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the conductive member is configured such that the contact area with the second active material layer is larger than the contact area with the current collector foil.

본 발명의 이차 전지에 의하면, 용량을 유지하면서, 높은 출력 성능을 갖는다는 우수한 효과를 발휘할 수 있다.According to the secondary battery of the present invention, it is possible to exhibit an excellent effect of having high output performance while maintaining the capacity.

도 1은 제1 실시형태에 따른 이차 전지를 도시하는 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 이차 전지의 (1)은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이며, (2)는 도 1의 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 이차 전지의 (1)은 전극체의 일부 확대 단면도이며, (2)는 정극 활물질층의 일부 확대 단면도이다.
도 4는 제2 실시형태에 따른 정극 활물질층의 (1)은 제조 과정을 도시하는 모식도이며, (2)는 일부 확대 단면도이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 정극 활물질층의 (1)은 제조 과정을 도시하는 모식도이며, (2)는 일부 확대 단면도이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 정극 활물질층의 일부 확대 단면도이다.
도 7은 다른 실시형태에 따른 정극 활물질층의 일부 확대 단면도이다.
도 8은, 다른 실시형태에 따른 정극 활물질층의 일부 확대 단면도이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 정극 활물질층의 (1)은 제조 과정을 도시하는 모식도이며, (2)는 일부 확대 단면도이다.1 is a perspective view showing a secondary battery according to a first embodiment.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. 1, and Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line B-B' in Fig. 1, of the secondary battery 1 according to the first embodiment.
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the electrode body of the secondary battery (1) according to the first embodiment, and (2) is a partially enlarged sectional view of the positive electrode active material layer.
4 is a schematic view showing a manufacturing process of the positive electrode active material layer (1) according to the second embodiment, and (2) is a partially enlarged sectional view.
5 is a schematic view showing a manufacturing process of the positive electrode active material layer (1) according to the third embodiment, and (2) is a partially enlarged sectional view.
6 is a partially enlarged cross-sectional view of a positive electrode active material layer according to another embodiment.
7 is a partially enlarged cross-sectional view of a positive electrode active material layer according to another embodiment.
8 is a partially enlarged cross-sectional view of a positive electrode active material layer according to another embodiment.
9 is a schematic view showing a manufacturing process of the positive electrode active material layer (1) according to another embodiment, and (2) is a partially enlarged sectional view.

(제1 실시형태)(First Embodiment)

본 발명의 제1 실시형태에 대하여, 도 1, 2를 사용하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 이차 전지(리튬 이온 이차 전지)를 도시하는 사시도이고, 도 2의 (1)은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 2의 (2)는 도 1의 B-B'선에 따른 단면도이다.A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a perspective view showing a rechargeable battery (lithium ion secondary battery) according to the present embodiment. FIG. 2 (1) is a sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1, 1 is a sectional view taken along the line B-B 'in Fig.

본 발명의 이차 전지(1)는 예를 들어 전동 차량에 탑재되는 것이다. 이차 전지(1)는 대략 직육면체 형상의 케이스(11)와, 케이스(11)의 개구부에 배치되어 케이스(11)를 밀봉하는 덮개부(12)를 구비한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 케이스(11) 내에는 전극체(13)가 수납되어 있다. 또한, 케이스(11) 내부에는 전해액(14)이 주입되어 있으며, 전극체(13)는 전해액(14)에 침지되어 있다. 전극체(13)는 세퍼레이터를 개재하여 정극판 및 부극판이 적층된 것을 권회하여 형성된 것이며, 적층 방향은, 도면 중 가로 방향으로 되어 있다.The secondary battery 1 of the present invention is mounted on, for example, an electric vehicle. The secondary battery 1 has a substantially rectangular parallelepiped case 11 and a lid portion 12 disposed at an opening of the case 11 to seal the case 11. As shown in Fig. 2, the electrode body 13 is housed in the case 11. Fig. An electrolytic solution 14 is injected into the case 11 and the electrode body 13 is immersed in the electrolyte 14. The electrode body 13 is formed by winding a laminate of a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween, and the direction of lamination is the horizontal direction in the drawing.

전해액(14)으로서는, 통상 사용되는 용매, 예를 들어 환상 탄산에스테르인 에틸렌카르보네이트나 프로필렌카르보네이트와, 쇄상 탄산에스테르인 디메틸카르보네이트나 에틸메틸카르보네이트, 디에틸카르보네이트의 혼합 용액에 육불화인산리튬(LiPF6)을 1l당 1㏖ 농도 정도 용해시킨 유기 전해액을 들 수 있다.As the electrolyte 14, a commonly used solvent, for example, ethylene carbonate or propylene carbonate, which is a cyclic carbonate ester, and dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate or diethyl carbonate, which are chain carbonate esters, And an organic electrolytic solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in a mixed solution at a concentration of 1 mol per 1 liter.

덮개부(12)에는, 정극 단자(15)와 부극 단자(16)가 설치되어 있다. 이 정극 단자(15)에는, 정극 집전부(17)가 접속된다. 또한, 부극 단자(16)에는 부극 집전부(18)가 접속된다. 정극 집전부(17) 및 부극 집전부(18)는 각각 전극체(13)의 정극판 및 부극판에 접속된다. 즉, 정극판과 정극 집전부(17)와 정극 단자(15)는 서로 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 부극판과 부극 집전부(18)와 부극 단자(16)는 서로 전기적으로 접속되어 있다.The lid portion 12 is provided with a positive electrode terminal 15 and a negative electrode terminal 16. The positive electrode collector 15 is connected to the positive electrode collector 17. The negative electrode terminal 16 is connected to the negative electrode collector 18. The positive electrode collector portion 17 and the negative electrode collector portion 18 are connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode body 13, respectively. That is, the positive electrode plate, the positive electrode collector 17, and the positive electrode terminal 15 are electrically connected to each other. The negative electrode plate, the negative electrode collector 18, and the negative electrode terminal 16 are electrically connected to each other.

전극체(13)는 세퍼레이터를 개재하여 설치된 정극판과 부극판이 권회되어 구성되어 있다. 도 3의 (1)에 도시한 바와 같이, 전극체(13)는 세퍼레이터(21)를 개재하여 설치된 정극판(22) 및 부극판(23)으로 이루어진다. 정극판(22)은 정극 집전판(24)과, 정극 집전판(24)의 양면에 설치되고, 각각 정극 활물질을 함유하는 정극 활물질층(25)으로 이루어진다. 부극판(23)은 부극 집전판(26)과, 부극 집전판(26)의 양면에 설치되고, 각각 부극 활물질을 함유하는 부극 활물질층(27)으로 이루어진다.The electrode body 13 is formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate provided with a separator interposed therebetween. As shown in Fig. 3 (1), the electrode body 13 is composed of a positive electrode plate 22 and a negative electrode plate 23 provided with a separator 21 interposed therebetween. The positive electrode plate 22 is composed of a positive electrode collector plate 24 and a positive electrode active material layer 25 provided on both surfaces of the positive electrode collector plate 24 and containing a positive electrode active material. The negative electrode plate 23 is composed of a negative electrode collector plate 26 and a negative electrode active material layer 27 provided on both surfaces of the negative electrode collector plate 26 and containing a negative electrode active material.

부극 활물질층(27)이 함유하는 부극 활물질로서는, 부극에 통상 사용되는 활물질, 예를 들어 흑연, 소프트 카본 또는 하드 카본 등의 비정질 탄소 재료를 들 수 있다. 또한, 흑연은 인조 흑연이어도 되고 천연 흑연이어도 된다. 또한, Li4Ti5O12 등의 산화물계 부극 재료나, Al, Si, Ge, Sn 등을 포함하여 리튬 이온과의 가역의 전기 화학 반응에 의해 Li 또는 Li 이온에 대하여 0V 근방에서 리튬 합금으로 될 수 있는 합금계 부극 재료를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 적용 가능한 부극 활물질은 이에 한정되지 않으며, 부극에 있어서의 전지 반응을 발생시키는 것이면 된다. 예를 들어, 그 외의 금속 리튬, 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 질화물 등도 사용할 수 있다. 금속 산화물로서는, 예를 들어 주석 산화물이나 규소 산화물 등의 불가역성 용량을 가지는 것이어도 된다.Examples of the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 27 include amorphous carbon materials such as graphite, soft carbon, and hard carbon, which are commonly used for the negative electrode. The graphite may be artificial graphite or natural graphite. In addition, an oxide-based negative electrode material such as Li 4 Ti 5 O 12 , or a lithium alloy containing Li, Li, or Li ions near 0 V by an electrochemical reaction reversible with lithium ions including Al, Si, Based negative electrode material can be used. In addition, the negative electrode active material applicable to the present invention is not limited to this, and may be one which causes a battery reaction in the negative electrode. For example, other metal lithium, metal oxides, metal sulfides, metal nitrides and the like can be used. The metal oxide may be one having an irreversible capacity such as tin oxide or silicon oxide.

또한, 부극 활물질층(27)에는, 아세틸렌 블랙 등의 도전성 향상제, 전해질(예를 들어, 리튬염(지지 전해질), 이온 전도성 중합체 등)이 포함되어 있어도 된다. 또한, 이온 전도성 중합체가 포함되는 경우에는, 상기 중합체를 중합시키기 위한 중합 개시제가 포함되어도 된다.The negative electrode active material layer 27 may contain a conductivity enhancer such as acetylene black or an electrolyte (for example, a lithium salt (supporting electrolyte), an ion conductive polymer, or the like). When an ion conductive polymer is contained, a polymerization initiator for polymerizing the polymer may be included.

정극 활물질층(25)에 대하여 도 3의 (2)를 사용하여 상세하게 설명한다. 정극 활물질층(25)은 각각, 정극 집전판(24)에 형성된 제1 정극층(제1 활물질층)(31) 및 제1 정극층(31)에 형성된 제2 정극층(제2 활물질층)(32)으로 이루어진다. 제1 정극층(31)은 제2 정극층(32)에 비해 고용량이도록 구성되어 있다. 또한, 제2 정극층(32)은 제1 정극층(31)에 비해 고출력으로 되도록 구성되어 있다.The positive electrode active material layer 25 will be described in detail with reference to FIG. 3 (2). The positive electrode active material layer 25 includes a first positive electrode layer (first active material layer) 31 formed on the positive electrode collector plate 24 and a second positive electrode layer (second active material layer) formed on the first positive electrode layer 31, (32). The first positive electrode layer 31 is configured to have a higher capacity than the second positive electrode layer 32. In addition, the second positive electrode layer 32 is configured to have a higher output power than the first positive electrode layer 31.

제1 정극층(31) 및 제2 정극층(32)은, 제1 정극층(31)이은 제2 정극층(32)에 비해 고용량이도록, 또한, 제2 정극층(32)이은 제1 정극층(31)에 비해 고출력으로 되도록 구성되어 있으면 어떤 구성이어도 되지만, 활물질의 출력 특성 및 용량 특성과, 활물질의 평균 입자 직경, 각 층 두께를 고려하여 적절히 설정하면 된다.The first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 are formed such that the first positive electrode layer 31 has a higher capacity than the second positive electrode layer 32 and the second positive electrode layer 32 has a higher Layer 31, it may be suitably set in consideration of the output characteristics and the capacity characteristics of the active material, the average particle diameter of the active material, and the thickness of each layer.

정극 활물질에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는 제2 정극층(32)으로서는, 니켈산리튬을 함유하고, 제1 정극층(31)으로서는 망간산리튬을 갖는 것이다. 이러한 활물질로 각 층을 구성함으로써, 간이하게 제1 정극층(31)은 제2 정극층(32)에 비해 고용량이도록, 또한, 제2 정극층(32)은 제1 정극층(31)에 비해 고출력으로 되도록 구성할 수 있다.The positive electrode active material will be described. In the present embodiment, the second positive electrode layer 32 contains lithium nickel oxide and the first positive electrode layer 31 has lithium manganese oxide. By constituting each layer with such an active material, the first positive electrode layer 31 can be made to have a higher capacity than the second positive electrode layer 32 and the second positive electrode layer 32 can be made to have a higher capacity than the first positive electrode layer 31 And can be configured to have a high output.

각 층을 구성하는 정극 활물질은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하에 기재하는 정극 활물질 중에서 출력 특성 및 용량 특성을 감안하여, 제2 정극층(32)이 제1 정극층(31)보다도 고출력이며, 또한, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)보다도 고용량으로 되도록 각각 선택해도 된다.The positive electrode active material constituting each layer is not limited thereto. The second positive electrode layer 32 has a higher output than the first positive electrode layer 31 and the first positive electrode layer 31 has a higher output than the first positive electrode layer 31, May be selected so as to be a higher capacity than the two positive electrode layers (32).

정극 활물질로서는, 스피넬형의 금속 산화물 및 금속 화합물, 인산염형의 금속 산화물 등을 들 수 있다. 층상 구조형의 금속 산화물로서는, 리튬니켈계 복합 산화물, 리튬코발트계 복합 산화물, 3원계 복합 산화물(LiCo1 /3Ni1 /3Mn1 /3O2)을 들 수 있다. 리튬니켈계 복합 산화물로서는, 바람직하게는 니켈산리튬(LiNiO2)을 들 수 있다. 리튬 코발트계 복합 산화물로서는, 바람직하게는 코발트산리튬(LiCoO2)을 들 수 있다. 스피넬형의 금속 산화물로서는, 망간산리튬(LiMn2O4) 등의 리튬망간계 복합 산화물을 들 수 있다. 인산염형의 금속 산화물로서는, 인산철리튬(LiFePO4), 인산망간리튬(LiMnPO4) 등을 들 수 있다.Examples of the positive electrode active material include spinel-type metal oxides and metal compounds, and phosphate-type metal oxides. As the metal oxide of a layered structure type, there may be mentioned the lithium nickel composite oxide, lithium-cobalt composite oxide, a ternary composite oxide (LiCo 1/3 Ni 1/ 3 Mn 1/3 O 2). Lithium nickel complex oxide is preferably lithium nickel oxide (LiNiO 2 ). The lithium-cobalt composite oxide is preferably lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ). Examples of the spinel-type metal oxide include lithium manganese-based complex oxides such as lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ). Examples of the phosphate type metal oxide include iron (III) phosphate (LiFePO 4 ), lithium manganese phosphate (LiMnPO 4 ) and the like.

이들 정극 활물질에 관하여, 용량 특성이 높은지의 여부는, 예를 들어 활물질의 이론 용량에 기초하여 판단할 수 있다. 예를 들어, LiCoO2의 이론 용량은 274㎃h/g, LiNiO2의 이론 용량은 274㎃h/g, LiMn2O4의 이론 용량은 148㎃h/g, LiFePO4의 이론 용량은 170㎃h/g이다. LiCoO2 및 LiNiO2는, LiMn2O4 및 LiFePO4와 비교하여 이론 용량이 높으므로, 상대적으로 고용량의 특성을 갖는 것으로 판단할 수 있다.With respect to these positive electrode active materials, whether or not the capacity characteristics are high can be judged based on, for example, the theoretical capacity of the active material. For example, the theoretical capacity of LiCoO 2 is 274 mAh / g, the theoretical capacity of LiNiO 2 is 274 mAh / g, the theoretical capacity of LiMn 2 O 4 is 148 mAh / g, and the theoretical capacity of LiFePO 4 is 170 mA h / g. LiCoO 2 and LiNiO 2 have a higher theoretical capacity than LiMn 2 O 4 and LiFePO 4, and thus can be judged to have relatively high capacity characteristics.

또한, 활물질을 출력 특성 및 용량 특성을 감안하여 선택하고, 또한, 이하 설명하는 활물질의 입자 직경이나 도전 보조제의 배합을 조정하여, 제2 정극층(32)이 제1 정극층(31)보다도 고출력이며, 또한, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)보다도 고용량으로 되도록 구성해도 된다.It is also possible to select the active material in consideration of the output characteristics and the capacity characteristics and adjust the particle diameter of the active material and the composition of the conductive auxiliary agent to be described below so that the second positive electrode layer 32 has a higher output And the first positive electrode layer 31 may have a higher capacity than the second positive electrode layer 32. [

제2 정극층(32)에 함유되는 활물질의 평균 입자 직경은, 0.1 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30㎛ 이하인 것을 들 수 있다. 이 범위에 있음임으로써 활물질의 총 표면적이 증대하고, 이에 의해 반응성이 향상되어 출력이 높아지기 때문이다. 제2 정극층(32)은 도전 보조제를 더 포함한다. 도전 보조제로서는, 아세틸렌 블랙이나 케첸 블랙을 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 아세틸렌 블랙을 함유한다. 제2 정극층(32)에는, 도전 보조제가 3 내지 30질량％ 함유되어 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 도전 보조제가 20질량％ 이상으로 되는 것을 들 수 있다. 도전 보조제를 3 내지 30질량％ 함유하고 있음으로써, 제2 정극층(32)의 출력 특성을 향상시킬 수 있다. 제2 정극층(32)의 두께는 1 내지 100㎛이다.The average particle diameter of the active material contained in the second positive electrode layer 32 is preferably 0.1 to 100 占 퐉, and more preferably 30 占 퐉 or less. In this range, the total surface area of the active material is increased, thereby improving the reactivity and increasing the output. The second positive electrode layer 32 further includes a conductive auxiliary agent. Examples of the conductive auxiliary agent include acetylene black and ketjen black. In the present embodiment, acetylene black is contained. The second positive electrode layer 32 preferably contains 3 to 30% by mass of the conductive auxiliary agent, and more preferably 20% by mass or more of the conductive auxiliary agent. By containing the conductive auxiliary agent in an amount of 3 to 30 mass%, the output characteristic of the second positive electrode layer 32 can be improved. The thickness of the second positive electrode layer 32 is 1 to 100 mu m.

제1 정극층(31)에 함유되는 정극 활물질의 평균 입자 직경은, 0.1 내지 200㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30㎛보다도 큰 것을 들 수 있다. 이 범위에 있음임으로써, 용량 특성을 향상시키는 것이 가능하다. 제2 정극층(32)은 도전 보조제를 더 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 도전 보조제로서 아세틸렌 블랙을 함유한다. 도전 보조제는, 0 내지 25질량％, 바람직하게는 20질량％ 미만 함유하고 있는 것이 바람직하다. 도전 보조제를 0 내지 25질량％ 함유하고 있음으로써 용량을 저하시키지 않고 제1 정극층(31)의 용량 특성을 향상시킬 수 있다. 제1 정극층(31)은 그 두께가 5 내지 300㎛이며, 바람직하게는 100㎛보다도 두꺼운 것을 들 수 있다.The average particle diameter of the positive electrode active material contained in the first positive electrode layer 31 is preferably 0.1 to 200 mu m, more preferably 30 mu m or more. Within this range, it is possible to improve the capacity characteristics. The second positive electrode layer 32 may further include a conductive auxiliary agent. In the present embodiment, acetylene black is contained as a conductive auxiliary agent. The conductive auxiliary agent is preferably contained in an amount of 0 to 25 mass%, preferably less than 20 mass%. By containing the conductive auxiliary agent in an amount of 0 to 25 mass%, the capacity characteristic of the first positive electrode layer 31 can be improved without lowering the capacity. The first positive electrode layer 31 has a thickness of 5 to 300 占 퐉, and preferably a thickness of more than 100 占 퐉.

이들 활물질의 출력 특성 및 용량 특성과, 활물질의 평균 입자 직경, 도전 보조제의 배합이나 층 두께를 고려하여, 제2 정극층(32)이 제1 정극층(31)보다도 고출력이며, 또한, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)보다도 고용량으로 되도록으로 한다. 즉, 제2 정극층(32)이 제1 정극층(31)보다도 고출력이며, 또한, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)보다도 고용량으로 되도록, 제2 정극층(32)의 활물질은 그 평균 입자 직경을 작게 하면 되고, 제1 정극층(31)의 활물질은 그 평균 입자 직경을 크게 하면 된다. 또한, 제2 정극층(32)이 제1 정극층(31)보다도 고출력이며, 또한, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)보다도 고용량으로 되도록, 용량 성능을 높이는 경우에는 두께를 두껍게 하고, 출력 성능을 높이는 경우에는 두께를 얇게 하면 된다.The second positive electrode layer 32 is higher in output than the first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 is higher in output power than the first positive electrode layer 31 in view of the output characteristics and capacity characteristics of these active materials and the average particle diameter of the active material, So that the positive electrode layer 31 has a higher capacity than the second positive electrode layer 32. The second positive electrode layer 32 is formed so as to have a higher output than the first positive electrode layer 31 and the first positive electrode layer 31 has a higher capacity than the second positive electrode layer 32, The average particle diameter of the active material of the first positive electrode layer 31 may be made larger. When the capacity of the second positive electrode layer 32 is higher than that of the first positive electrode layer 31 and the capacity of the first positive electrode layer 31 is higher than that of the second positive electrode layer 32, In order to increase the output performance, the thickness may be reduced.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 이들 활물질의 출력 특성 및 용량 특성과, 활물질의 평균 입자 직경, 층 두께를 고려하여, 제2 정극층(32)이 제1 정극층(31)보다도 고출력이며, 또한, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)보다도 고용량으로 되도록 제1 정극층(31) 및 제2 정극층(32)을 구성하고 있다.As described above, in this embodiment, the second positive electrode layer 32 is higher in output than the first positive electrode layer 31 and the second negative electrode layer 32 is larger in thickness than the first positive electrode layer 31 in consideration of the output characteristics and the capacity characteristics of the active materials, And the first positive electrode layer 31 constitute the first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 so that the first positive electrode layer 31 has a higher capacity than the second positive electrode layer 32.

또한, 제2 정극층(32) 및 제1 정극층(31)에서 동일한 활물질을 사용했다고 하더라도, 제1 정극층(31)의 활물질의 평균 입자 직경을 작게 함으로써, 또는 도전 보조제를 증가시킴으로써, 제2 정극층(32)의 출력 특성을 제1 정극층(31)보다도 향상시키는 동시에 상대적으로 제1 정극층(31)의 용량 특성을 향상시키는 것도 가능하다.Even if the same active material is used for the second positive electrode layer 32 and the first positive electrode layer 31, by reducing the average particle diameter of the active material of the first positive electrode layer 31, or by increasing the conductive auxiliary agent, It is possible to improve the output characteristic of the two positive electrode layers 32 more than the first positive electrode layer 31 and improve the capacity characteristics of the first positive electrode layer 31 relatively.

본 실시형태에서는, 정극 활물질층을 이러한 상이한 특성을 갖는 2층의 정극층으로 구성하고 있음으로써, 이차 전지는 고출력 및 고용량을 실현할 수 있다. 즉, 정극층을 제1 정극층(31) 또는 제2 정극층(32)만으로 구성하고자 하면, 출력 특성 및 용량 특성 중 어느 하나밖에 만족할 수는 없으므로, 본 실시형태에서는, 제1 정극층(31) 및 제2 정극층(32)으로 정극층을 구성하고 있는 것이다.In the present embodiment, since the positive electrode active material layer is composed of two positive electrode layers having different characteristics, the secondary battery can realize high output and high capacity. In other words, if the positive electrode layer is composed of only the first positive electrode layer 31 or the second positive electrode layer 32, only one of the output characteristics and the capacity characteristics can be satisfied. In this embodiment, the first positive electrode layer 31 And the second positive electrode layer 32 constitute the positive electrode layer.

그런데, 출력 시에 제2 정극층(32)으로부터 전자를 정극 집전판(24)측으로 도달시키고자 하면, 전자는 제1 정극층(31)을 통과해야 하며, 이에 의해 원하는 출력 성능을 발휘할 수 없을 우려가 있으므로, 이를 방지할 필요가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 정극 집전판(24)을 2장의 집전박(33)으로 구성하고, 각 집전박과 각 제2 정극층(32)을 도전 부재에 의해 전기적으로 접속하고 있다.When electrons are to be transmitted from the second positive electrode layer 32 to the positive electrode collector plate 24 at the time of output, electrons must pass through the first positive electrode layer 31, There is a concern, and it is necessary to prevent this. Therefore, in the present embodiment, the positive electrode current collecting plate 24 is composed of two current collecting foils 33, and each current collecting foil and each second positive electrode layer 32 are electrically connected by a conductive member.

이하 상세하게 설명한다. 정극 집전판(24)은 2장의 집전박(33)을 접합하여 이루어지는 것이다. 집전박(33)은 구리나 은 등 통상 배선으로서 사용할 수 있는 금속으로 이루어지며, 본 실시형태에서는 알루미늄으로 이루어진다. 각 집전박(33)에는, 그 한쪽 면측에 각각 정극 활물질층(25)이 형성되어 있다. 각 집전박(33)에는, 각각 그 일부가 도려내어진 도려냄부(34)가 형성되어 있다. 이 도려냄부(34)의 선단은, 제2 정극층(32) 내로 연장되어 있고, 이에 의해 도려냄부(34)를 개재하여 집전박(33)과 제2 정극층(32)은 전기적으로 접속되어 있다.This will be described in detail below. The positive electrode current collecting plate 24 is formed by joining two current collecting foils 33 together. The current collecting foil 33 is made of a metal that can be used as a normal wiring such as copper or silver, and is made of aluminum in the present embodiment. The current collector foil 33 has positive electrode active material layers 25 formed on one side thereof. Each of the current collecting foils 33 is formed with a cut-out portion 34 in which a part thereof is cut out. The leading end of the relief portion 34 extends into the second positive electrode layer 32 so that the current collecting foil 33 and the second positive electrode layer 32 are electrically connected through the relief portion 34 have.

본 실시형태에서는, 이와 같이 도려냄부(34)가 형성되어 있음으로써, 제2 정극층(32)의 출력 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 즉, 도려냄부(34)가 도전 부재로서 기능하므로, 출력 특성이 높은 제2 정극층(32)과 집전박(33)이 전기적으로 접속되는 도전 경로가 도려냄부(34)에 의해 형성되어 있다. 이에 의해, 고출력이 요구된 경우에, 제2 정극층(32)의 전자가 도전 경로인 도려냄부(34)를 개재하여 집전박(33)에 도달하므로, 제2 정극층(32)로부터 보다 높은 응답성으로 출력을 얻을 수 있다.In this embodiment, the output characteristic of the second positive electrode layer 32 can be further improved by forming the relief portion 34 in this way. That is, since the cut-off portion 34 functions as a conductive member, the conductive path in which the second positive electrode layer 32 having a high output characteristic is electrically connected to the current collecting foil 33 is formed by the cut- As a result, when a high output is required, the electrons of the second positive electrode layer 32 reach the current collecting foil 33 via the shielding portion 34, which is a conductive path, The output can be obtained with responsiveness.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 용량 특성을 유지하면서 출력 특성을 높이기 위하여, 고용량의 제1 정극층(31)과 고출력의 제2 정극층(32)을 갖고, 또한, 제2 정극층(32)과 집전박(33)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우에 제2 정극층(32)에 존재하는 전자가 제1 정극층(31)을 통과하지 않으면 집전박(33)에 도달할 수 없고, 집전박(33)에 도달할 수 없으면 높은 출력 특성을 살릴 수 없지만, 본 실시형태에서는, 제2 정극층(32)의 전자는, 제1 정극층(31)을 개재하여 집전박(33)에 도달하는 것이 아니라, 도려냄부(34)를 개재하여 집전박(33)에 도달한다. 따라서, 전자는 제1 정극층(31)을 통과하는 경우보다도 이동하기 쉽다. 그 결과, 이차 전지는 제2 정극층(32)의 출력 성능을 보다 발휘할 수 있어, 고출력 요구에 부응할 수 있는 것이다.As described above, in the present embodiment, the first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 have a high capacity and the second positive electrode layer 32 has a high capacity in order to enhance the output characteristics while maintaining the capacity characteristics. And the current collecting foil 33 are electrically connected to each other. In this case, if electrons present in the second positive electrode layer 32 do not pass through the first positive electrode layer 31, they can not reach the current collecting foil 33. If they can not reach the current collecting foil 33, The electrons of the second positive electrode layer 32 do not reach the current collecting foil 33 via the first positive electrode layer 31 but come into contact with the first positive electrode layer 31 via the separator 34 And reaches the current collecting foil 33. Therefore, the electrons are more likely to move than in the case of passing through the first positive electrode layer 31. As a result, the output performance of the second positive electrode layer 32 can be further exerted by the secondary battery, and the secondary battery can meet the high output requirement.

2장의 집전박(33)은 본 실시형태에서는 도려냄부(34)를 서로 어긋나게 부착한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도려냄부(34)가 서로 대향하고 있어도 된다.The two current collecting foils 33 are formed by attaching the separating portions 34 in a shifted manner in this embodiment, but the present invention is not limited thereto. For example, the cut-out portions 34 may be opposed to each other.

또한, 부극 활물질층(27), 정극 활물질층(25)은 각각 폴리불화비닐리덴 등의 바인더를 더 포함하고 있어도 된다.The negative electrode active material layer 27 and the positive electrode active material layer 25 may each further include a binder such as polyvinylidene fluoride.

이러한 본 실시형태의 이차 전지에서는, 처음에 도려냄부(34)가 형성된 집전박(33)에 대하여 제1 정극층(31)을 형성하기 위한 슬러리를 조정하고, 이를 도포하고 건조하여 제1 정극층(31)을 형성하며, 그 후, 제2 정극층(32)을 형성하기 위한 슬러리를 조정하고, 이를 도포하고 건조하여 제2 정극층(32)을 형성한다. 건조 시에는, 가열을 행해도 되고, 건조 후에 프레스 공정을 행해도 된다. 이 경우에 도려냄부(34)는 어느 정도의 강성을 갖는 것이므로, 슬러리를 도포했다고 하더라도 전도되는 일은 없다. 그리고, 그 후 제1 정극층(31) 및 제2 정극층(32)을 형성한 2장의 집전박(33)을 접합하여 1장의 정극판(22)을 형성한다. 이와 같이, 간이하게 본 실시형태에 따른 구성의 정극 활물질층(25)을 형성하는 것이 가능하다.In the rechargeable battery of this embodiment, the slurry for forming the first positive electrode layer 31 is first adjusted with respect to the current collecting foil 33 formed with the separator 34, applied and dried to form the first positive electrode layer The slurry for forming the second positive electrode layer 32 is adjusted, and the slurry for forming the second positive electrode layer 32 is coated and dried to form the second positive electrode layer 32. During drying, heating may be performed, or a pressing step may be performed after drying. In this case, the relief portion 34 has a certain degree of rigidity, so that even if the slurry is coated, the relief portion 34 is not conducted. Thereafter, the two current collecting foils 33 formed with the first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 are bonded to each other to form a single positive electrode plate 22. In this manner, it is possible to form the positive electrode active material layer 25 of the configuration according to the present embodiment simply.

(제2 실시형태)(Second Embodiment)

상술한 제1 실시형태에서는, 도려냄부(34)에 의해 집전박(33)과 제2 정극층(32)을 전기적으로 접속했지만, 본 실시형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 도전 부재(35A)에 의해 집전박(33A)과 제2 정극층(32A)을 전기적으로 접속하는 점이 상이하다. 또한, 본 실시형태에서는 설명을 위해 세퍼레이터측의 집전박 및 정극 활물질층은 생략하고 있다.In the above-described first embodiment, the current collecting foil 33 and the second positive electrode layer 32 are electrically connected by the cut-off portion 34. In this embodiment, as shown in Fig. 4, 35A in that the current collecting foil 33A and the second positive electrode layer 32A are electrically connected to each other. In the present embodiment, the current collector foil on the separator side and the positive electrode active material layer are omitted for the sake of explanation.

본 실시형태에서는, 집전박(33A)에 제1 정극층(31A) 및 제2 정극층(32A)을 형성한 후에, 제2 정극층(32A)의 표면측으로부터 막대 형상의 도전 부재(35A)를 삽입하고 있다. 도전 부재(35A)는, 제1 정극층(31A)의 두께보다도 긴 막대 형상의 부재이다. 도전 부재(35A)는, 통상 배선으로서 사용되는 금속, 예를 들어 구리(Cu)나 은(Ag) 등을 사용할 수 있다. 도전 부재(35A)는 강성을 갖는 집전박(33A)에 접촉한 상태에서 정극 내에 머무른다.In this embodiment, after the first positive electrode layer 31A and the second positive electrode layer 32A are formed on the current collecting foil 33A, the rod-shaped conductive member 35A is formed from the surface side of the second positive electrode layer 32A, . The conductive member 35A is a rod-shaped member longer than the thickness of the first positive electrode layer 31A. As the conductive member 35A, a metal commonly used as wiring, for example, copper (Cu) or silver (Ag) may be used. The conductive member 35A stays in the positive electrode in contact with the current collecting foil 33A having rigidity.

본 실시형태에서는, 도전 부재(35A)는 금속으로 했지만, 전기 저항이 낮은 것이면, 즉 통상 배선으로서 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 집전박(33)과 동일한 금속으로 이루어지는 것이어도 되고, 상이한 금속으로 이루어지는 것이어도 된다.In the present embodiment, the conductive member 35A is made of a metal, but is not particularly limited as long as it has low electrical resistance, that is, it is used as a normal wiring. For example, it may be made of the same metal as the current collecting foil 33, or may be made of different metals.

이와 같이 형성된 본 실시형태도, 이차 전지는 제1 정극층(31A) 및 제2 정극층(32A)이라는 두 가지 상이한 성능을 갖는 정극층을 갖고, 또한, 제2 정극층(32A)과 집전박(33A)이 도전 부재(35A)에 의해 접속되어 있으므로, 이차 전지는 용량을 유지하면서, 높은 출력 성능을 갖는다.In this embodiment thus formed as well, the secondary battery has a positive electrode layer having two different performances, that is, the first positive electrode layer 31A and the second positive electrode layer 32A, and the second positive electrode layer 32A, Since the secondary battery 33A is connected by the conductive member 35A, the secondary battery has high output performance while maintaining the capacity.

(제3 실시형태)(Third Embodiment)

상술한 제2 실시형태에서는, 제2 정극층(32A)의 표면측으로부터 막대 형상의 도전 부재(35A)를 삽입하여 도전 부재(35A)에 의해 도전 경로를 형성했지만, 본 실시형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 집전박(33B)측으로부터 막대 형상의 도전 부재(35B)를 삽입하여 도전 부재(35B)에 의해 도전 경로를 형성하는 점이 제2 실시형태와는 상이하다. 또한, 본 실시형태에서는 설명을 위해 세퍼레이터측의 집전박 및 정극 활물질층은 생략하고 있다.In the second embodiment described above, the rod-shaped conductive member 35A is inserted from the surface side of the second positive electrode layer 32A and the conductive path is formed by the conductive member 35A. In this embodiment, Is different from the second embodiment in that a bar-shaped conductive member 35B is inserted from the current collecting foil 33B side to form a conductive path by the conductive member 35B as shown in Fig. In the present embodiment, the current collector foil on the separator side and the positive electrode active material layer are omitted for the sake of explanation.

도 5의 (1)에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는 집전박(33B)에 제1 정극층(31B) 및 제2 정극층(32B)을 형성한 후에, 집전박(33B)에 형성된 개구(36B)로부터 막대 형상의 도전 부재(35B)를 삽입하고 있다. 도전 부재(35B)는, 제2 실시형태에 있어서의 도전 부재(35A)와 동일하다. 그리고, 막대 형상의 도전 부재(35B)를 집전박(33B)에 형성된 개구(36B)에 삽입한다. 이 경우에, 개구(36B)는 도전 부재(35B)보다도 약간 직경이 작도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성되어 있음으로써, 도전 부재(35B)를 개구(36B)에 삽입하면 도전 부재(35B)가 집전박(33B)에 접속할 수 있고, 도전 부재(35B)를 개재하여 제2 전극층(32B)과 집전박(33B)이 접속된다.5 (1), in the present embodiment, after the first positive electrode layer 31B and the second positive electrode layer 32B are formed on the current collecting foil 33B, the openings formed in the current collecting foil 33B Shaped conductive member 35B is inserted through the through-hole 36B. The conductive member 35B is the same as the conductive member 35A in the second embodiment. Then, the bar-shaped conductive member 35B is inserted into the opening 36B formed in the current collecting foil 33B. In this case, the opening 36B is configured to be slightly smaller in diameter than the conductive member 35B. The conductive member 35B can be connected to the current collecting foil 33B by inserting the conductive member 35B into the opening 36B and the second electrode layer 32B can be connected via the conductive member 35B, And the current collecting foil 33B are connected.

또한, 본 실시형태에서는, 집전박(33B)에 개구(36B)을 형성하고, 이 개구(36B)로부터 도전 부재(35B)를 삽입했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도전 부재(35B)를 집전박(33B)보다도 단단한 금속으로 구성하고, 이에 의해 도전 부재(35B)에 의해 집전박(33B)을 뚫고 정극 활물질층 내에 삽입할 수 있도록 구성해도 된다.In the present embodiment, the opening 36B is formed in the current collecting foil 33B and the conductive member 35B is inserted from the opening 36B. However, the present invention is not limited to this. The conductive member 35B may be made of a metal harder than the current collecting foil 33B so that the current collecting foil 33B can be inserted by the conductive member 35B and inserted into the positive electrode active material layer.

이와 같이 형성된 본 실시형태도, 이차 전지는 제1 정극층(31B) 및 제2 정극층(32B)이라는 두 가지 상이한 성능을 갖는 정극층을 갖고, 또한, 제2 정극층(32B)과 집전박(33B)이 도전 부재(35B)에 의해 접속되어 있으므로, 이차 전지는 용량을 유지하면서, 높은 출력 성능을 갖는다.In this embodiment thus formed as well, the secondary battery has a positive electrode layer having two different performances, i.e., the first positive electrode layer 31B and the second positive electrode layer 32B, and the second positive electrode layer 32B, Since the secondary battery 33B is connected by the conductive member 35B, the secondary battery has high output performance while maintaining the capacity.

(제4 실시형태)(Fourth Embodiment)

상술한 제3 실시형태에서는 도전 부재(35B)는 막대 형상이었지만, 본 실시형태에서는, 도전 부재(35C)는 못 형상인 점이 제3 실시형태과 상이하다. 또한, 본 실시형태에서는 설명을 위해 세퍼레이터측의 집전박 및 정극 활물질층은 생략하고 있다.In the above-described third embodiment, the conductive member 35B has a bar shape, but the present embodiment is different from the third embodiment in that the conductive member 35C is nail-shaped. In the present embodiment, the current collector foil on the separator side and the positive electrode active material layer are omitted for the sake of explanation.

본 실시형태에서는, 도전 부재(35C)는, 막대 형상의 몸통부와 몸통부보다도 직경이 큰 헤드부로 이루어지고, 이 도전 부재(35C)의 헤드부는, 집전박(33C)의 개구(36C)를 개재하여 제1 정극층(31C)측으로 삽입되는 경우에, 스토퍼로서 기능하는 것이다. 이와 같이 구성함으로써, 보다 도전 부재(35C)가 집전박(33C)과 접촉하기 쉬워, 도전 부재로서 기능하기 쉽다.In this embodiment, the conductive member 35C is composed of a rod-like body portion and a head portion having a larger diameter than the body portion, and the head portion of the conductive member 35C has an opening 36C of the current collecting foil 33C And functions as a stopper when inserted into the first positive electrode layer 31C side. With this configuration, the conductive member 35C is more likely to contact the current collecting foil 33C, and thus the conductive member 35C is more likely to function as a conductive member.

이와 같이 형성된 본 실시형태도, 이차 전지는 제1 정극층(31C) 및 제2 정극층(32C)이라는 두 가지 상이한 성능을 갖는 정극층을 갖고, 또한, 제2 정극층(32C)과 집전박(33C)이 도전 부재(35C)에 의해 접속되어 있으므로, 이차 전지는 용량을 유지하면서, 높은 출력 성능을 갖는다.In this embodiment thus formed as well, the secondary battery has a positive electrode layer having two different performances, i.e., a first positive electrode layer 31C and a second positive electrode layer 32C, and the second positive electrode layer 32C, Since the secondary battery 33C is connected by the conductive member 35C, the secondary battery has high output performance while maintaining the capacity.

(다른 실시형태)(Other Embodiments)

상술한 도려냄부(34)나, 도전 부재(35A 내지 35C)는 그 형상이 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하 설명하는 도면 7, 도 8에 도시하는 실시형태에서는, 도전 부재는, 제2 활물질층과의 접촉 면적이 집전박과의 접촉 면적에 비해 커지도록 구성되어 있는 것이다.The shapes of the above-described cut-off portions 34 and the conductive members 35A to 35C are not limited. For example, in the embodiment shown in Figs. 7 and 8 described below, the conductive member is configured so that the contact area with the second active material layer is larger than the contact area with the current collector foil.

도 7에 도시한 바와 같이, 도전 부재(35D)는, 그 집전박(33D)에 대한 후단선단측이 복수로 분기하고 있는 것이어도 된다. 이 경우에는, 출력 특성을 보다 높일 수 있다. 게다가, 도 8에 도시한 바와 같이 도전 부재(35E)는, 집전박(33E)에 대한 그 선단기단부측이 첨단부로 되어 있어도 된다. 이와 같이 도전 부재(35E)의 선단을 첨단부로 함으로써, 삽입하기 더 쉽다.As shown in Fig. 7, the conductive member 35D may be such that the trailing end side of the conductive member 35D with respect to the current collecting foil 33D is branched into pluralities. In this case, the output characteristic can be further increased. In addition, as shown in Fig. 8, the conductive member 35E may be formed such that its distal end proximal end side with respect to the current collecting foil 33E is a tip end portion. As described above, by making the leading end of the conductive member 35E be a tip portion, it is easier to insert.

또한, 도전 부재의 정극 활물질층(25)에의 도입 방법은, 상술한 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 9의 (1)에 도시한 바와 같이 미리 슬러리 중에 도전 부재(35F)를 혼재시켜 이를 도포하고, 도 9의 (2)에 도시한 바와 같이 건조 시에 이 도전 부재(35F)가 기립하도록 해도 된다. 도전 부재(35F)를 기립시키기 위해서는, 예를 들어 자석 등으로 도전 부재(35F)를 기립시켜도 되고, 건조 시에 슬러리의 증발에 수반하여 기립하는 형상으로 하고 있어도 된다.The method of introducing the conductive member into the positive electrode active material layer 25 is not limited to the above. For example, as shown in Fig. 9 (1), the conductive member 35F is previously mixed and applied to the slurry, and the conductive member 35F is dried at the time of drying as shown in Fig. 9 (2) . In order to stand the conductive member 35F, for example, the conductive member 35F may be erected with a magnet or the like, and the conductive member 35F may be shaped so as to rise with the evaporation of the slurry at the time of drying.

물론, 도전 부재(35C)의 못 형상을 변형시키는 것이나, 도전 부재(35D, 35E)의 분기 수나 분기 방향을 변경하는 것도 가능하다.Of course, it is possible to deform the nail shape of the conductive member 35C or to change the number of branches and the branching direction of the conductive members 35D and 35E.

상술한 실시형태에서는, 이차 전지로서 리튬 이온 전지를 사용하여 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 금속 이온을 가동 이온으로 하는 로킹 체어형의 이차 전지이면 된다. 이러한 로킹 체어형의 이차 전지로서는, 그 외에 나트륨 이온 전지 등을 들 수 있다.In the above-described embodiment, a lithium ion battery is used as the secondary battery, but the present invention is not limited thereto. And a locking chair type secondary battery in which metal ions are used as movable ions. Examples of such a locking-chair type secondary battery include a sodium ion battery and the like.

상술한 실시형태에서는, 집전박(33A 내지 33E)의 한쪽 면에만 도전 부재(35A 내지 35E)가 존재하도록 설치되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 집전박(33A 내지 33E)의 양면에 걸쳐 도전 부재(35A 내지 35E)가 존재하도록 설치해도 된다.In the above-described embodiment, the conductive members 35A to 35E are provided on only one side of the current collecting foils 33A to 33E, but the present invention is not limited thereto. The conductive members 35A to 35E may be provided on both surfaces of the current collecting foils 33A to 33E.

상술한 실시형태에서는, 제1 정극층(31) 및 제2 정극층(32)을 적층했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 정극층(31) 및 제2 정극층(32) 사이에 밀착층을 형성해도 되고, 또한, 제1 정극층(31)과 집전박(33) 사이에 밀착층을 형성해도 된다. 또한, 제2 정극층(32) 상에 다른 표층을 더 형성하는 것도 가능하다.Although the first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 are laminated in the above-described embodiment, the present invention is not limited thereto. An adhesion layer may be formed between the first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 or an adhesion layer may be formed between the first positive electrode layer 31 and the current collector foil 33. [ In addition, another surface layer may be further formed on the second positive electrode layer 32.

또한, 상술한 실시형태에서는, 2장의 집전박(33)으로 집전판을 형성했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 1장의 집전박(33A)의 양면에 제1 정극층(31A) 및 제2 정극층(32A)을 형성한 후에, 양쪽 표면으로부터 도전 부재(35A)를 설치해도 된다.In the above-described embodiment, the current collecting plates 33 are formed by two current collecting foils 33, but the present invention is not limited thereto. For example, after the first positive electrode layer 31A and the second positive electrode layer 32A are formed on both surfaces of one current collecting foil 33A, the conductive member 35A may be provided from both surfaces.

상술한 실시형태에서는, 제1 정극층(31)은 제2 정극층(32)에 비해 고용량이도록, 또한, 제2 정극층(32)은 제1 정극층(31)에 비해 고출력으로 되도록 구성되어 있었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 정극층(31)과 제2 정극층(32)이 상이한 특성을 갖고 있으면 된다. 예를 들어, 제1 정극층(31)이 제2 정극층(32)에 비해 고출력이어도 된다. 이 경우에도, 도전 부재에 의해 제1 정극층(31)이 개재하더라도 제2 정극층(32)으로부터의 출력을 높게 할 수 있다.The first positive electrode layer 31 has a higher capacity than the second positive electrode layer 32 and the second positive electrode layer 32 has a higher output power than the first positive electrode layer 31 But is not limited thereto. The first positive electrode layer 31 and the second positive electrode layer 32 may have different characteristics. For example, the first positive electrode layer 31 may have a higher output than the second positive electrode layer 32. Even in this case, the output from the second positive electrode layer 32 can be increased even if the first positive electrode layer 31 is interposed by the conductive member.

11: 케이스
12: 덮개부
13: 전극체
14: 전해액
15: 정극 단자
16: 부극 단자
17: 정극 집전부
18: 부극 집전부
21: 세퍼레이터
22: 정극판
23: 부극판
24: 정극 집전판
25: 정극 활물질층
26: 부극 집전판
27: 부극 활물질층
31: 제1 정극층
32: 제2 정극층
33: 집전박
34: 도려냄부
35A 내지 35E: 도전 부재
36B, 36C: 개구11: Case
12:
13: Electrode body
14: electrolyte
15: Positive electrode terminal
16: Negative terminal
17: Positive electrode collector
18: Negative Electrode House
21: Separator
22: Positive electrode plate
23: negative plate
24: positive pole collector plate
25: positive electrode active material layer
26: anode collector plate
27: Negative electrode active material layer
31: First positive electrode layer
32: second positive electrode layer
33:
34:
35A to 35E: conductive member
36B, 36C: opening

Claims (7)

집전박과, 상기 집전박에 형성된 활물질층을 갖는 전극체를 구비하고, 상기 활물질층에 포함되는 금속의 금속 이온을 가동 이온으로 하는 이차 전지로서,
상기 활물질층은 상기 집전박측의 제1 활물질층과, 상기 집전박과는 타방측의 제2 활물질층의 적어도 2층으로 이루어지고,
상기 제2 활물질층은, 상기 제1 활물질층과는 용량 성능 및 출력 성능 중 적어도 하나가 상이한 특성을 갖고, 도전 부재에 의해 상기 집전박과 접속되고,
상기 도전 부재는, 상기 집전박과는 동일한 재료로 구성되며, 상기 집전박이 도려내어져 이루어지는 도려냄부인, 이차 전지.A secondary battery comprising a current collecting foil and an electrode body having an active material layer formed on the current collecting foil, wherein the metal ion of the metal contained in the active material layer is a movable ion,
Wherein the active material layer comprises at least two layers of a first active material layer on the current collecting foil side and a second active material layer on the other side of the current collecting foil,
Wherein the second active material layer has a characteristic that at least one of capacity performance and output performance is different from that of the first active material layer and is connected to the current collector foil by a conductive member,
Wherein the conductive member is made of the same material as the current collecting foil, and the current collecting foil is cut off. 제1항에 있어서, 상기 제1 활물질층은 상기 제2 활물질층보다도 고용량이며, 상기 제2 활물질층은 상기 제1 활물질층보다도 고출력인, 이차 전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the first active material layer has a higher capacity than the second active material layer, and the second active material layer has a higher output than the first active material layer. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 활물질층은 정극을 구성하는 정극 활물질이 함유된 정극 활물질층인, 이차 전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the first and second active material layers are positive electrode active material layers containing a positive electrode active material constituting a positive electrode. 집전박과, 상기 집전박에 형성된 활물질층을 갖는 전극체를 구비하고, 상기 활물질층에 포함되는 금속의 금속 이온을 가동 이온으로 하는 이차 전지로서,
상기 활물질층은 상기 집전박측의 제1 활물질층과, 상기 집전박과는 타방측의 제2 활물질층의 적어도 2층으로 이루어지고,
상기 제2 활물질층은, 상기 제1 활물질층과는 용량 성능 및 출력 성능 중 적어도 하나가 상이한 특성을 갖고, 도전 부재에 의해 상기 집전박과 접속되고,
상기 도전 부재는, 상기 집전박과는 상이한 재료로 구성되며, 상기 제2 활물질층과의 접촉 면적이 상기 집전박과의 접촉 면적에 비해 커지도록 구성되는, 이차 전지.A secondary battery comprising a current collecting foil and an electrode body having an active material layer formed on the current collecting foil, wherein the metal ion of the metal contained in the active material layer is a movable ion,
Wherein the active material layer comprises at least two layers of a first active material layer on the current collecting foil side and a second active material layer on the other side of the current collecting foil,
Wherein the second active material layer has a characteristic that at least one of capacity performance and output performance is different from that of the first active material layer and is connected to the current collector foil by a conductive member,
Wherein the conductive member is made of a material different from that of the current collector foil and the contact area with the second active material layer is larger than the contact area with the current collector foil. 제4항에 있어서, 상기 제1 활물질층은 상기 제2 활물질층보다도 고용량이며, 상기 제2 활물질층은 상기 제1 활물질층보다도 고출력인, 이차 전지.The secondary battery according to claim 4, wherein the first active material layer has a higher capacity than the second active material layer, and the second active material layer has a higher output than the first active material layer. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 활물질층은 정극을 구성하는 정극 활물질이 함유된 정극 활물질층인, 이차 전지.The secondary battery according to claim 4, wherein the first and second active material layers are positive electrode active material layers containing a positive electrode active material constituting a positive electrode. 삭제delete
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