KR20120052896A - 비수 전해질 2차 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전지의 내부 저항의 상승을 억제할 수 있는 비수 전해질 2차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 정극판(155), 부극판(156) 및 세퍼레이터(157)를 갖는 전극체(150)와, 전극체(150)의 내부에 포함된 비수 전해액을 구비하고, 전극체(150)의 단부면(150j, 150k)에 인접하는 저류 공간(S1, S2)이며, 전극체(150)의 단부면(150j, 150k)의 간극을 통해 전극체(150)의 내부로부터 외부로 압출된 비수 전해액을 저류하는 저류 공간(S1, S2)을 구성하는 저류 부재(170)를 구비한다.
Description
본 발명은, 비수 전해질 2차 전지에 관한 것이다.
리튬 이온 2차 전지 등의 비수 전해질 2차 전지는, 휴대 기기의 전원으로서, 또한 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 차량의 구동용 전원으로서 주목받고 있다. 예를 들어, 비수 전해질 2차 전지로서, 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 권회한 전극체와, 전극체의 내부에 포함된 비수 전해액을 구비하는 리튬 이온 2차 전지가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에는, 전지 요소(전극체)의 정극과 부극이 대향하는 부분 이외에 전해액 보유 지지부를 구비하는 리튬 이온 2차 전지가 개시되어 있다. 구체적으로는, 권회 전극체의 권취 시작부 혹은 권취 종료부에 세퍼레이터만을 권회함으로써, 세퍼레이터만으로 이루어지는 전해액 보유 지지부를 설치한다. 혹은, 권회 전극체의 상하 단부면에, 전해액 보유 지지부로서, 다공질 폴리프로필렌으로 이루어지는 원판 형상의 다공체를 배치한 것이 기재되어 있다. 이러한 전해액 보유 지지부를 설치함으로써, 전지의 사이클 수명 특성이 향상되는 것이 기재되어 있다.
그런데, 리튬 이온 2차 전지 등의 비수 전해질 2차 전지에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행하면, 전극체의 팽창 수축이 반복하여 행해진다. 이 전극체의 팽창 수축에 의해, 전극체 내부의 비수 전해액이, 전극체의 단부면(특허문헌 1에서는, 전극체의 상하 단부면)의 간극(전극체의 직경 방향으로 인접하는 전극판이나 세퍼레이터의 간극)을 통해 전극체의 외부로 압출된다. 압출된 비수 전해액은, 전지 케이스의 내저면 전체에 확산되어 버려, 전극체의 내부로 복귀되기 어려워진다. 이로 인해, 전극체 내의 비수 전해액(특히, Li염 등의 전해질)이 적어져, 전지의 내부 저항(예를 들어, DC-IR)이 상승하여, 전지 특성(출력 특성 등)이 저하되는 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 현상에 비추어 이루어진 것이며, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전지의 내부 저항의 상승을 억제할 수 있는 비수 전해질 2차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 갖는 전극체와, 상기 전극체의 내부에 포함된 비수 전해액을 구비하는 비수 전해질 2차 전지이며, 상기 전극체의 단부면에 인접하는 저류 공간이며, 상기 전극체의 상기 단부면의 간극을 통해 상기 전극체의 내부로부터 외부로 압출된 상기 비수 전해액을 저류하는 저류 공간을 구성하는 저류 부재를 구비하는 비수 전해질 2차 전지이다.
상술한 비수 전해질 2차 전지는, 전극체의 단부면에 인접하는 저류 공간이며, 전극체의 단부면의 간극을 통해 전극체의 내부로부터 외부로 압출된 비수 전해액을 저류하는 저류 공간을 구성하는 저류 부재를 구비하고 있다. 이로 인해, 비수 전해질 2차 전지에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행하여, 전극체의 팽창 수축에 의해, 전극체 내부의 비수 전해액이 전극체의 단부면의 간극을 통해 전극체의 외부로 압출된 경우에는, 그 압출된 비수 전해액을 전극체의 단부면에 인접하는 저류 공간에 모을 수 있다. 이에 의해, 압출된 비수 전해액을 전극체의 단부면에 접촉시킨 상태로 할 수 있으므로, 이 압출된 비수 전해액을, 전극체의 단부면의 간극을 통해 전극체의 내부로 복귀시킬 수 있다(압출된 비수 전해액이 전지 케이스의 내저면 전체에 확산되는 경우에 비해, 압출된 비수 전해액이 전극체 내부로 복귀되기 쉬워진다). 따라서, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전극체 내의 비수 전해액(특히, Li염 등의 전해질)의 감소를 억제할 수 있으므로, 전지의 내부 저항(예를 들어, DC-IR)의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 전극체의 단부면이라 함은, 정극판, 부극판 및 세퍼레이터 중 적어도 어느 하나의 단부면이며 외부에 노출되는 당해 단부면에 의해 구성되는 면이다. 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 권회한 전극체의 경우는, 예를 들어 권회축(중심축)이 연장되는 방향을 향하는 전극체의 단부면이며, 권회된 정극판 등의 단부면에 의해 구성되는 면(원 형상이나 타원 형상의 단부면)이, 전극체의 단부면으로 된다.
또한, 전극체의 단부면의 간극이라 함은, 전극체의 단부면을 구성하는 정극판이나 부극판이나 세퍼레이터의 간극이며, 직경 방향(권회형의 전극체의 경우)이나 적층 방향(적층형의 전극체의 경우)으로 인접하는 정극판 등의 간극을 말한다.
또한, 저류 부재는, 전지 케이스와는 별도의 부재로 해도 되고, 전지 케이스(그 일부)를 저류 부재로 해도 된다.
또한, 상기한 비수 전해질 2차 전지이며, 상기 전극체는, 상기 정극판, 상기 부극판 및 상기 세퍼레이터를 편평 형상으로 권회한 전극체이며, 당해 전극체의 상단부를 이루는 상단부측 호 형상부와, 당해 전극체의 하단부를 이루는 하단부측 호 형상부와, 상기 상단부측 호 형상부와 상기 하단부측 호 형상부 사이에 위치하는 평탄부를 갖고, 상기 저류 부재는, 상기 전극체를 수용하는 용기이며, 상기 하단부측 호 형상부의 호 형상 외면을 따라 상기 전극체의 축선 방향으로 연장되는 호 형상의 내저면과, 상기 평탄부의 외면을 따라 상기 전극체의 축선 방향으로 연장되는 제1 내측면 및 제2 내측면과, 상기 전극체의 상기 단부면과 이격되어 마주보는 제3 내측면 및 제4 내측면을 갖고, 상기 전극체의 상기 단부면은, 상기 제3 내측면과 마주보는 제1 단부면과, 상기 제4 내측면과 마주보는 제2 단부면이고, 상기 저류 공간으로서, 상기 내저면과 상기 제1 내측면 및 상기 제2 내측면과 상기 제3 내측면과 상기 전극체의 제1 단부면에 의해 둘러싸여 구성된 제1 저류 공간과, 상기 내저면과 상기 제1 내측면 및 상기 제2 내측면과 상기 제4 내측면과 상기 전극체의 제2 단부면에 의해 둘러싸여 구성된 제2 저류 공간을 갖는 비수 전해질 2차 전지로 하면 된다.
상술한 비수 전해질 2차 전지에서는, 전극체로서, 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 편평 형상으로 권회한 전극체이며, 당해 전극체의 상단부를 이루는 상단부측 호 형상부와, 당해 전극체의 하단부를 이루는 하단부측 호 형상부와, 상단부측 호 형상부와 하단부측 호 형상부 사이에 위치하는 평탄부를 갖는 전극체를 구비하고 있다. 또한, 저류 부재로서, 이 전극체를 수용하는 용기이며, 하단부측 호 형상부의 호 형상 외면을 따라 전극체의 축선 방향으로 연장되는 호 형상의 내저면과, 평탄부의 외면을 따라 전극체의 축선 방향으로 연장되는 제1 내측면 및 제2 내측면과, 전극체의 단부면과 이격되어 마주보는 제3 내측면과 제4 내측면을 갖는 저류 부재를 구비하고 있다. 또한, 전극체의 단부면은, 전극체의 축선 방향을 향하는 2개의 단부면이며, 저류 부재의 제3 내측면과 마주보는 타원 형상의 제1 단부면과, 제4 내측면과 마주보는 타원 형상의 제2 단부면이다.
이러한 상술한 비수 전해질 2차 전지에서는, 저류 공간으로서, 저류 부재의 내저면과 제1 내측면과 제2 내측면과 제3 내측면과 전극체의 제1 단부면에 의해 둘러싸여 구성된 제1 저류 공간과, 저류 부재의 내저면과 제1 내측면과 제2 내측면과 제4 내측면과 전극체의 제2 단부면에 의해 둘러싸여 구성된 제2 저류 공간을 갖는다. 이에 의해, 전극체의 제1 단부면의 간극을 통해 전극체의 내부로부터 외부로 압출된 비수 전해액을, 전극체의 제1 단부면에 인접(제1 단부면에 대해 전극체의 축선 방향으로 인접)하는 제1 저류 공간에 적절하게 모을 수 있다. 또한, 전극체의 제2 단부면의 간극을 통해 전극체의 내부로부터 외부로 압출된 비수 전해액을, 전극체의 제2 단부면에 인접(제2 단부면에 대해 전극체의 축선 방향으로 인접)하는 제2 저류 공간에 적절하게 모을 수 있다. 이에 의해, 압출된 비수 전해액을 전극체의 제1 단부면 및 제2 단부면에 접촉시킨 상태로 할 수 있으므로, 그 후, 이 압출된 비수 전해액을, 전극체의 제1 단부면 및 제2 단부면의 간극을 통해 전극체의 내부로 복귀시킬 수 있다.
또한, 전극체의 상단부측 호 형상부라 함은, 비수 전해질 2차 전지의 사용시에 있어서, 전극체 중 연직 방향 상단부측에 위치하는(연직 방향 상단부를 이루는) 부위이며, 전극판 등이 호 형상을 이루어 겹쳐지는 부위를 말한다. 또한, 하단부측 호 형상부라 함은, 비수 전해질 2차 전지의 사용시에 있어서, 전극체 중 연직 방향 하단부측에 위치하는(연직 방향 하단부를 이루는) 부위이며, 전극판 등이 호 형상을 이루어 겹쳐지는 부위를 말한다. 평탄부라 함은, 전극체 중, 상단부측 호 형상부와 하단부측 호 형상부 사이에 위치하는 부위이며, 전극판 등이 평면 형상을 이루어 전극체의 두께 방향으로 겹쳐지는 부위를 말한다.
또한, 상기 어느 하나의 비수 전해질 2차 전지이며, 금속제의 전지 케이스를 구비하고, 상기 저류 부재는, 상기 전극체를 수용하는 용기이며, 전기 절연성 수지로 이루어지고, 상기 전극체를 수용한 상기 저류 부재가 상기 전지 케이스 내에 배치되어 이루어지는 비수 전해질 2차 전지로 하면 된다.
상술한 비수 전해질 2차 전지에서는, 전기 절연성 수지로 이루어지는 저류 부재 내에 전극체를 수용하고, 전극체를 수용한 저류 부재를, 금속제의 전지 케이스 내에 배치하고 있다. 따라서, 상술한 비수 전해질 2차 전지에서는, 전기 절연성 수지로 이루어지는 저류 부재에 의해, 전극체와 전지 케이스를 전기적으로 절연할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 상면도이다.
도 2는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 정면도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 1의 C-C 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 1의 D-D 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 5는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 횡단면도로, 도 2의 E-E 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 6은 전극체의 부분 확대 단면도로, 도 4의 B부 확대도에 상당하는 도면이다.
도 7은 정극판을 도시하는 도면이다.
도 8은 부극판을 도시하는 도면이다.
도 9는 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 권회하여 전극체를 제조하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 10은 실시 형태에 관한 저류 부재의 사시도이다.
도 11은 전극체의 사시도이다.
도 12는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지에 있어서, 제1 저류 공간 및 제2 저류 공간에 비수 전해액이 저류된 모습을 도시하는 도면이다.
도 13은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 상면도이다.
도 14는 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 정면도이다.
도 15는 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 13의 F-F 화살표 단면도에 상당한다.
도 16은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 13의 G-G 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 17은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 횡단면도로, 도 14의 H-H 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 18은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지에 있어서, 제1 저류 공간 및 제2 저류 공간에 비수 전해액이 저류된 모습을 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 정면도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 1의 C-C 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 1의 D-D 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 5는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 횡단면도로, 도 2의 E-E 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 6은 전극체의 부분 확대 단면도로, 도 4의 B부 확대도에 상당하는 도면이다.
도 7은 정극판을 도시하는 도면이다.
도 8은 부극판을 도시하는 도면이다.
도 9는 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 권회하여 전극체를 제조하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 10은 실시 형태에 관한 저류 부재의 사시도이다.
도 11은 전극체의 사시도이다.
도 12는 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지에 있어서, 제1 저류 공간 및 제2 저류 공간에 비수 전해액이 저류된 모습을 도시하는 도면이다.
도 13은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 상면도이다.
도 14는 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 정면도이다.
도 15는 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 13의 F-F 화살표 단면도에 상당한다.
도 16은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 종단면도로, 도 13의 G-G 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 17은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지의 횡단면도로, 도 14의 H-H 화살표 단면도에 상당하는 도면이다.
도 18은 변형 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지에 있어서, 제1 저류 공간 및 제2 저류 공간에 비수 전해액이 저류된 모습을 도시하는 도면이다.
(실시 형태)
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 도 1 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 직육면체 형상의 전지 케이스(110)와, 정극 외부 단자(120)와, 부극 외부 단자(130)를 구비하는 각형 밀폐식 리튬 이온 2차 전지이다. 이 중, 전지 케이스(110)는, 직육면체 형상의 수용 공간을 이루는 금속제의 각형 수용부(111)와 금속제의 덮개부(112)를 갖는 하드 케이스이다. 전지 케이스(110)[각형 수용부(111)]의 내부에는, 전극체(150) 등이 배치되어 있다. 또한, 비수 전해질 2차 전지(100)의 정격 용량(공칭 용량)은 5.5Ah이다.
전극체(150)는, 단면 타원 형상을 이루고, 시트 형상의 정극판(155), 부극판(156) 및 세퍼레이터(157)를 편평 형상으로 권회한 편평형의 권회체이다(도 4, 도 6 내지 도 9, 도 11 참조). 정극판(155)은, 알루미늄박으로 이루어지는 정극 집전 부재(151)와, 그 표면에 도포 시공된 정극 합제(152)[정극 활물질(153)을 포함하는 합제]를 갖고 있다(도 7 참조). 부극판(156)은, 구리박으로 이루어지는 부극 집전 부재(158)와, 그 표면에 도포 시공된 부극 합제(159)[부극 활물질(154)을 포함하는 합제]를 갖고 있다(도 8 참조). 이 전극체(150)의 내부에는, 비수 전해액이 포함되어 있다.
전극체(150)는, 전극체(150)의 상단부를 이루는 상단부측 호 형상부(150f)와, 전극체(150)의 하단부를 이루는 하단부측 호 형상부(150h)와, 상단부측 호 형상부(150f)와 하단부측 호 형상부(150h) 사이에 위치하는 평탄부(150g)를 갖고 있다(도 4, 도 11 참조). 이 중, 상단부측 호 형상부(150f)는, 비수 전해질 2차 전지(100)의 사용시에 있어서, 전극체(150) 중 연직 방향 상단부측(도 3, 도 4에 있어서 상단부측)에 위치하는(연직 방향 상단부를 이루는) 부위이며, 전극판 등[정극판(155) 등]이 호 형상을 이루어 겹쳐지는 부위이다.
또한, 하단부측 호 형상부(150h)는, 비수 전해질 2차 전지(100)의 사용시에 있어서, 전극체(150) 중 연직 방향 하단부측(도 3, 도 4에 있어서 하단부측)에 위치하는(연직 방향 하단부를 이루는) 부위이며, 전극판 등[정극판(155) 등]이 호 형상을 이루어 겹쳐지는 부위이다. 또한, 평탄부(150g)는, 전극체(150) 중, 상단부측 호 형상부(150f)와 하단부측 호 형상부(150h) 사이에 위치하는 부위이며, 전극판 등[정극판(155) 등]이 평면 형상을 이루어 전극체(150)의 두께 방향(도 4에 있어서 좌우 방향)으로 겹쳐지는 부위이다.
또한, 전극체(150)는, 전극체(150)의 축선 방향(축선 AX가 연장되는 방향, 도 3에 있어서 좌우 방향)을 향하는 제1 단부면(150j)과 제2 단부면(150k)을 갖고 있다(도 3, 도 11 참조). 제1 단부면(150j)은, 권회된 정극판(155)[상세하게는, 정극 활물질 미도포 시공부(155b)]의 단부면에 의해 구성된 타원 형상의 단부면이다. 이 제1 단부면(150j)은, 전극체(150)의 직경 방향(권회 방향에 직교하는 방향)으로 인접하는 정극판(155)[상세하게는, 정극 활물질 미도포 시공부(155b)]끼리의 사이의 위치에 간극을 갖고 있다. 또한, 정극 활물질 미도포 시공부(155b)라 함은, 정극판(155) 중, 정극 집전 부재(151)의 표면에 정극 합제(152)가 도포 시공되어 있지 않은 부분을 말한다(도 7 참조).
제2 단부면(150k)은, 권회된 부극판(156)[상세하게는, 부극 활물질 미도포 시공부(156b)]의 단부면에 의해 구성된 타원 형상의 단부면이다(도 3, 도 11 참조). 이 제2 단부면(150k)은, 전극체(150)의 직경 방향(권회 방향에 직교하는 방향)으로 인접하는 부극판(156)[상세하게는, 부극 활물질 미도포 시공부(156b)]끼리의 사이의 위치에 간극을 갖고 있다. 또한, 부극 활물질 미도포 시공부(156b)라 함은, 부극판(156) 중 부극 집전 부재(158)의 표면에 부극 합제(159)가 도포 시공되어 있지 않은 부분을 말한다(도 8 참조).
정극 외부 단자(120)는, 정극 집전부(122)를 통하여, 전극체(150)의 일단부(도 3에 있어서 우측 단부)에 위치하는 정극 권회부(150d)에 전기적으로 접속되어 있다(도 3 참조). 또한, 정극 권회부(150d)는, 정극 활물질 미도포 시공부(155b)가 권회된 부위이다. 또한, 도 4 및 도 16에서는, 정극 집전부(122)의 도시를 생략하고 있다.
또한, 부극 외부 단자(130)는, 부극 집전부(132)를 통해, 전극체(150)의 타단부(도 3에 있어서 좌측 단부)에 위치하는 부극 권회부(150c)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 부극 권회부(150c)는, 부극 활물질 미도포 시공부(156b)가 권회된 부위이다.
본 실시 형태에서는, 정극 활물질(153)로서 니켈산 리튬을 사용하고 있다. 또한, 부극 활물질(154)로서, 흑연을 사용하고 있다. 또한, 세퍼레이터(157)로서, 폴리프로필렌으로 이루어지는 다공질 시트를 사용하고 있다. 또한, 비수 전해액으로서, EC(에틸렌카보네이트)와 DMC(디메틸카보네이트)와 EMC(에틸메틸카보네이트)를 혼합한 비수 용매 중에, Li염인 6불화인산리튬을 용해한 비수 전해액을 사용하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 비수 전해액 중의 Li염의 농도를 1.0㏖/L로 하고 있다.
또한, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 저류 부재(170)를 갖고 있다(도 3 내지 도 5, 도 10 참조). 이 저류 부재(170)는, 전기 절연성 수지(본 실시 형태에서는, 폴리프로필렌)로 이루어지는 용기(하드 케이스)이며, 전극체(150)를 수용하고 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에서는, 전기 절연성 수지로 이루어지는 저류 부재(170) 내에 전극체(150)를 수용하고, 전극체(150)를 수용한 저류 부재(170)를, 금속제의 전지 케이스(110) 내에 배치하고 있다. 이에 의해, 전기 절연성 수지로 이루어지는 저류 부재(170)에 의해, 전극체(150)와 전지 케이스(110)를 전기적으로 절연할 수 있다.
저류 부재(170)는, 내저면(175)과 제1 내측면(171)과 제2 내측면(172)과 제3 내측면(173)과 제4 내측면(174)을 갖고 있다. 저류 부재(170)의 내저면(175)은, 단면 호 형상을 이루고, 전극체(150)의 하단부측 호 형상부(150h)의 호 형상 외면(150m)을 따라 전극체(150)의 축선 방향[축선 AX가 연장되는 방향, 도 4에 있어서 지면(紙面)에 직교하는 방향]으로 연장되는 형태이다(도 3, 도 4, 도 10 참조). 이 내저면(175)은, 전극체(150)의 하단부측 호 형상부(150h)에 접촉하고 있다(도 4 참조).
저류 부재(170)의 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)은, 서로 대향하는 평면이다. 제1 내측면(171)은, 전극체(150)의 평탄부(150g)의 제1 외면(150r)을 따라 전극체(150)의 축선 방향으로 연장되는 형태이다(도 4, 도 5, 도 10 참조). 이 제1 내측면(171)은, 평탄부(150g)의 제1 외면(150r)에 접촉하고 있다(도 4 참조). 또한, 제2 내측면(172)은, 전극체(150)의 평탄부(150g)의 제2 외면(150s)을 따라 전극체(150)의 축선 방향으로 연장되는 형태이다(도 4, 도 5, 도 10 참조). 이 제2 내측면(172)은, 평탄부(150g)의 제2 외면(150s)에 접촉하고 있다(도 4 참조).
저류 부재(170)의 제3 내측면(173) 및 제4 내측면(174)은, 서로 대향하는 평면이다. 제3 내측면(173)은, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)과의 사이에 간극을 형성하여, 제1 단부면(150j)과 마주보고 있다(도 5 참조). 제4 내측면(174)은, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)과의 사이에 간극을 형성하여, 제2 단부면(150k)과 마주보고 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 전극체(150)를 수용하는 저류 부재(170)에 의해, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 인접하는[도 5에 있어서, 제1 단부면(150j)의 우측에 인접하는] 제1 저류 공간(S1)이 구성된다(도 3, 도 5 참조). 상세하게는, 이 제1 저류 공간(S1)은, 저류 부재(170)의 내저면(175)과 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)과 제3 내측면(173)과 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
또한, 상술한 바와 같이 전극체(150)를 수용하는 저류 부재(170)에 의해, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 인접하는[도 5에 있어서, 제2 단부면(150k)의 좌측에 인접하는] 제2 저류 공간(S2)이 구성된다(도 3, 도 5 참조). 상세하게는, 제2 저류 공간(S2)은, 저류 부재(170)의 내저면(175)과 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)과 제4 내측면(174)과 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
그런데, 리튬 이온 2차 전지 등의 비수 전해질 2차 전지에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행하면, 전극체의 팽창 수축이 반복하여 행해진다. 이 전극체의 팽창 수축에 의해, 전극체 내부의 비수 전해액이, 전극체의 단부면의 간극을 통해 전극체의 외부로 압출된다. 이로 인해, 종래의 비수 전해질 2차 전지에서는, 압출된 비수 전해액이 전지 케이스의 내저면 전체에 확산되어 버려, 전극체의 내부로 복귀되기 어렵게 되어 있다. 이로 인해, 종래의 비수 전해질 2차 전지에서는, 전극체 내의 비수 전해액(특히, Li염 등의 전해질)이 적어져, 전지의 내부 저항(예를 들어, DC-IR)이 상승하여, 전지 특성(출력 특성 등)이 저하되는 경우가 있었다.
이에 대해, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 전술한 바와 같이, 전극체(150)를 수용한 저류 부재(170)에 의해 구성된, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 인접하는 제1 저류 공간(S1)을 갖고 있다(도 3, 도 5 참조). 상세하게는, 이 제1 저류 공간(S1)은, 저류 부재(170)의 내저면(175)과 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)과 제3 내측면(173)과 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
이에 의해, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행하여, 전극체(150) 내부의 비수 전해액이, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)의 간극을 통해 전극체(150)의 외부로 압출된 경우에는, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 인접[제1 단부면(150j)에 대해 전극체(150)의 축선 방향으로 인접, 도 12에 있어서 우측에 인접]하는 제1 저류 공간(S1)에 적절하게 저류할 수 있다(도 12 참조).
이에 의해, 도 12에 도시하는 바와 같이, 압출된 비수 전해액(140)을 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 접촉시킨 상태로 할 수 있으므로, 그 후, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)의 간극을 통해 전극체(150)의 내부로 복귀시킬 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 압출된 비수 전해액이 전지 케이스의 내저면 전체에 확산되어 버리는 종래의 비수 전해질 2차 전지에 비해, 압출된 비수 전해액이 전극체 내부로 복귀되기 쉽게 되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 전극체(150)를 수용한 저류 부재(170)에 의해 구성된, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 인접하는 제2 저류 공간(S2)을 갖고 있다(도 3, 도 5 참조). 상세하게는, 이 제2 저류 공간(S2)은, 저류 부재(170)의 내저면(175)과 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)과 제4 내측면(174)과 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
이에 의해, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행하여, 전극체(150) 내부의 비수 전해액이, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)의 간극을 통해 전극체(150)의 외부로 압출된 경우에는, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 인접[제2 단부면(150k)에 대해 전극체(150)의 축선 방향으로 인접, 도 12에 있어서 좌측에 인접]하는 제2 저류 공간(S2)에 적절하게 저류할 수 있다(도 12 참조).
이에 의해, 도 12에 도시하는 바와 같이, 압출된 비수 전해액(140)을 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 접촉시킨 상태로 할 수 있으므로, 그 후, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)의 간극을 통해 전극체(150)의 내부로 복귀시킬 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 압출된 비수 전해액이 전지 케이스의 내저면 전체에 확산되어 버리는 종래의 비수 전해질 2차 전지에 비해, 압출된 비수 전해액이 전극체 내부로 복귀되기 쉽게 되어 있다.
따라서, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전극체(150) 내의 비수 전해액(Li염)의 감소를 억제할 수 있으므로, 전지의 내부 저항(예를 들어, DC-IR)의 상승을 억제할 수 있다.
(하이 레이트 사이클 충방전 시험)
우선, 하이 레이트 사이클 충방전 시험을 행하기 전에, 25℃의 온도 환경하에서, 비수 전해질 2차 전지(100)의 전지 용량(이 전지 용량을 사이클 전 용량으로 함)을 측정하였다. 구체적으로는, 비수 전해질 2차 전지(100)의 전지 전압이 4.2V에 도달할 때까지, 1C(5.5A)의 정전류로 충전을 행하고, 계속해서 비수 전해질 2차 전지(100)의 전지 전압을 4.2V로 유지하면서, 전류값이 0.1C(0.55A)로 될 때까지 충전을 행하였다. 이에 의해, 비수 전해질 2차 전지(100)를 SOC 100％로 하였다.
또한, 1C는, 정격 용량값(공칭 용량값)의 용량을 갖는 전지를 정전류 방전하여, 1시간에 방전 종료로 되는 전류값이다. 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)의 정격 용량(공칭 용량)은 5.5Ah이므로, 1C＝5.5A로 된다.
또한, SOC는, State Of Charge(충전 상태, 충전율)의 약자이다.
그 후, 비수 전해질 2차 전지(100)의 전지 전압이 2.5V에 도달할 때까지, 1C(5.5A)의 정전류로 방전을 행하였다. 이에 의해, 비수 전해질 2차 전지(100)를 SOC 0％로 하였다. 이때의 방전 전기량을, 비수 전해질 2차 전지(100)의 사이클 전 용량으로 하여 측정한 바, 5.53Ah로 되었다.
또한, 비교 형태로서, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 비교하여, 저류 부재(170)를 갖고 있지 않은 점만이 다른 비수 전해질 2차 전지를 준비하였다. 이 비교 형태의 비수 전해질 2차 전지에 대해서도, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 마찬가지로 하여, 사이클 전 용량을 측정한 바, 5.52Ah로 되었다.
또한, 사이클 충방전 시험을 행하기 전에, 25℃의 온도 환경하에서, 비수 전해질 2차 전지(100)의 DC-IR(이것을, 사이클 전 DC-IR이라 함)을 측정하였다. 구체적으로는, 우선, SOC 50％로 조정한 비수 전해질 2차 전지(100)를 준비하고, 이 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 1C(5.5A)의 정전류로 10초간 펄스 방전을 행하였다. 그 후, 이 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 전지 전압을 측정하였다. 이어서, 이 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 1C(5.5A)의 정전류로 10초간 펄스 충전을 행하였다.
그 후, 전류값을 3C(16.5A), 5C(27.5A), 10C(55A)로 차례로 변경하여, 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 상술(1C의 전류값)한 바와 같이, 10초간의 펄스 방전과, 그 후의 전지 전압 측정과, 10초간의 펄스 충전을 행하였다.
그 후, 방전 전류값을 X축, 10초간의 펄스 방전 후의 전지 전압값을 Y축으로 한 그래프에, 1C, 3C, 5C, 10C의 각 전류값으로 10초간 펄스 방전을 행한 후의 전지 전압값을, 각각 플롯하였다. 그리고 플롯한 각 점의 값(x, y)에 기초하여, 최소 제곱법을 사용하여 1차 함수를 산출하고, 그 기울기의 값을, 비수 전해질 2차 전지(100)의 DC-IR의 값으로 하였다. 비수 전해질 2차 전지(100)의 사이클 전 DC-IR의 값은, 3.2mΩ이었다.
또한, 비교 형태의 비수 전해질 2차 전지에 대해서도, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 마찬가지로 하여 사이클 전 DC-IR을 측정한 바, 3.1mΩ이었다. 이들 결과를 표 1에 나타낸다.
다음에, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 25℃의 온도 환경하에서, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클 시험을 행하였다. 구체적으로는, SOC 50％로 조정한 비수 전해질 2차 전지(100)를 준비하고, 이 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 20C(110A)의 고율 정전류로, 10초간의 펄스 충전(정전류 충전)을 행하였다. 이어서, 10분간 휴지한 후, 이 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 20C(110A)의 고율 정전류로, 10초간의 펄스 방전(정전류 방전)을 행하였다. 그 후, 10분간 휴지하였다. 이 충방전 사이클을 1 사이클로 하여, 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 2000 사이클의 하이 레이트 충방전을 행하였다.
또한, 비교 형태의 비수 전해질 2차 전지에 대해서도, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 마찬가지로 하여, 상술한 하이 레이트 충방전을 2000 사이클 행하였다.
2000 사이클의 하이 레이트 충방전을 행한 후의 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 25℃의 온도 환경하에서, 전술한 바와 같이 하여 DC-IR(이것을 사이클 후 DC-IR로 함)을 측정한 바, 3.3mΩ이었다. 따라서, 실시 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지(100)에서는, 2000 사이클의 하이 레이트 펄스 충방전을 행해도, DC-IR의 값이 0.1mΩ밖에 상승하지 않았다. 이 결과를 표 1에 나타낸다.
이와 같이, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에서는, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전지의 내부 저항(DC-IR)의 상승을 억제할 수 있었다. 이것은, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에서는, 전극체(150)를 수용한 저류 부재(170)에 의해, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 인접하는 제1 저류 공간(S1) 및 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 인접하는 제2 저류 공간(S2)(도 3, 도 5 참조)을 구성하고 있기 때문이라고 생각된다.
즉, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에 대해, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행함으로써, 전극체(150)의 제1 단부면(150j) 및 제2 단부면(150k)의 간극을 통해 전극체(150)의 내부로부터 외부로 비수 전해액이 압출되지만, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)에서는, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 제1 저류 공간(S1) 및 제2 저류 공간(S2)에 적절하게 저류할 수 있다(도 12 참조). 이에 의해, 압출된 비수 전해액(140)을 전극체(150)의 제1 단부면(150j) 및 제2 단부면(150k)에 접촉시킨 상태로 할 수 있으므로, 그 후, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 전극체(150)의 제1 단부면(150j) 및 제2 단부면(150k)의 간극을 통해 전극체(150)의 내부로 복귀시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전극체(150) 내의 비수 전해액(Li염)의 감소를 억제할 수 있어, 전지의 내부 저항(DC-IR)의 상승을 억제할 수 있었다고 생각된다.
한편, 2000 사이클의 하이 레이트 충방전을 행한 후의 비교 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지에 대해, 25℃의 온도 환경하에서, 전술한 바와 같이 하여 DC-IR(이것을 사이클 후 DC-IR로 함)을 측정한 바, 4.6mΩ이었다. 따라서, 비교 형태에 관한 비수 전해질 2차 전지에서는, 2000 사이클의 하이 레이트 펄스 충방전을 행함으로써, DC-IR의 값이 1.5mΩ이나 상승하였다.
이와 같이 내부 저항(DC-IR)이 크게 상승한 것은, 비교 형태의 비수 전해질 2차 전지는, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 달리, 저류 부재(170)를 갖고 있지 않기[환언하면, 제1 저류 공간(S1) 및 제2 저류 공간(S2)을 갖고 있지 않기] 때문이라고 생각된다. 즉, 비교 형태의 비수 전해질 2차 전지에서는, 전극체의 제1 단부면 및 제2 단부면의 간극을 통해 전극체의 내부로부터 외부로 압출된 비수 전해액이, 전지 케이스의 내저면 전체에 확산되어 버려, 그 대부분이 전극체의 내부로 복귀되지 않았다고 생각된다. 이로 인해, 전극체 내의 비수 전해액(특히, Li염)이 적어져, 전지의 내부 저항(DC-IR)이 크게 상승하였다고 생각된다.
이상의 결과로부터, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)는, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 전지의 내부 저항의 상승을 억제할 수 있는 비수 전해질 2차 전지라고 할 수 있다.
다음에, 비수 전해질 2차 전지(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 도 7에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 정극 집전 부재(151)의 표면에 정극 합제(152)가 도포 시공된 정극판(155)을 준비한다. 또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 부극 집전 부재(158)의 표면에 부극 합제(159)가 도포 시공된 부극판(156)을 준비한다.
다음에, 도 9에 도시하는 바와 같이, 정극판(155), 부극판(156) 및 세퍼레이터(157)가 겹쳐지도록 하여, 이들을 편평 형상으로 권회하여, 전극체(150)를 형성한다(도 11 참조). 단, 정극판(155)과 부극판(156)에 대해, 정극 활물질 미도포 시공부(155b)와 부극 활물질 미도포 시공부(156b)가 폭 방향(도 9에 있어서 좌우 방향)에서 서로 배향되는 방향으로 하고, 또한 정극 활물질 미도포 시공부(155b) 및 부극 활물질 미도포 시공부(156b)를 세퍼레이터(157)의 폭 방향 단부로부터 돌출시키도록 하여, 전극체(150)를 형성한다.
다음에, 폴리프로필렌에 의해 일체 성형한 저류 부재(170)를 준비하고, 이 저류 부재(170) 내에 전극체(150)를 수용한다. 이때, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 인접하는 제1 저류 공간(S1)이 구성된다(도 3, 도 5 참조). 상세하게는, 제1 저류 공간(S1)이, 저류 부재(170)의 내저면(175)과 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)과 제3 내측면(173)과 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 의해 둘러싸여 구성된다. 또한, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 인접하는 제2 저류 공간(S2)이 구성된다(도 3, 도 5 참조). 상세하게는, 제2 저류 공간(S2)이, 저류 부재(170)의 내저면(175)과 제1 내측면(171) 및 제2 내측면(172)과 제4 내측면(174)과 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 의해 둘러싸여 구성된다.
이어서, 전극체(150)의 정극 권회부(150d)의 상단부에, 정극 외부 단자(120)의 정극 집전부(122)를 용접한다. 또한, 전극체(150)의 부극 권회부(150c)의 상단부에, 부극 외부 단자(130)의 부극 집전부(132)를 용접한다. 그 후, 저류 부재(170) 내에 배치된 전극체(150)를, 각형 수용부(111) 내에 수용하는 동시에, 덮개부(112)로 각형 수용부(111)의 개구를 폐색한다. 이어서, 덮개부(112)와 각형 수용부(111)를 용접한다. 이어서, 덮개부(112)에 형성되어 있는 도시하지 않은 주액구로부터, 저류 부재(170) 내에 비수 전해액을 주입한다[이때, 전극체(150) 내에 비수 전해액을 함침시킨다]. 그 후, 주액구를 밀봉하여, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)가 완성된다.
(변형 형태)
실시 형태에서는, 저류 부재(170)를, 전지 케이스(110)와는 별도의 부재로 하였다. 구체적으로는, 저류 부재(170) 내에 전극체(150)를 수용하여, 제1 저류 공간(S1) 및 제2 저류 공간(S2)을 구성하였다.
이에 대해, 본 변형 형태의 비수 전해질 2차 전지(200)에서는, 저류 부재를 전지 케이스(210)와 별도의 부재로 설치하는 일 없이, 전지 케이스(210)의 일부를 저류 부재로 하고 있다.
본 변형 형태의 전지 케이스(210)는, 전극체(150)를 수용하는 저류 부재(211)와, 덮개부(212)를 갖는다(도 13 내지 도 17 참조). 저류 부재(211)는, 실시 형태의 각형 수용부(111)와는 다른 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 저류 부재(211)는, 내저면(211f)과 제1 내측면(211b)과 제2 내측면(211c)과 제3 내측면(211d)과 제4 내측면(211e)을 갖고 있다. 저류 부재(211)의 내저면(211f)은, 단면 호 형상을 이루고, 하단부측 호 형상부(150h)의 호 형상 외면(150m)을 따라 전극체(150)의 축선 방향(축선 AX가 연장되는 방향, 도 15에 있어서 좌우 방향)으로 연장되는 형태이다(도 15, 도 16 참조). 이 내저면(211f)은, 전극체(150)의 하단부측 호 형상부(150h)에 접촉하고 있다(도 16 참조).
저류 부재(211)의 제1 내측면(211b) 및 제2 내측면(211c)은, 서로 대향하는 평면이다. 제1 내측면(211b)은, 전극체(150)의 평탄부(150g)의 제1 외면(150r)을 따라 전극체(150)의 축선 방향으로 연장되는 형태이다(도 16, 도 17 참조). 이 제1 내측면(211b)은, 평탄부(150g)의 제1 외면(150r)에 접촉하고 있다(도 16 참조). 또한, 제2 내측면(211c)은, 전극체(150)의 평탄부(150g)의 제2 외면(150s)을 따라 전극체(150)의 축선 방향으로 연장되는 형태이다(도 16, 도 17 참조). 이 제2 내측면(211c)은, 평탄부(150g)의 제2 외면(150s)에 접촉하고 있다(도 16 참조).
저류 부재(211)의 제3 내측면(211d) 및 제4 내측면(211e)은, 서로 대향하는 평면이다. 제3 내측면(211d)은, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)과의 사이에 간극을 형성하여, 제1 단부면(150j)과 마주보고 있다(도 17 참조). 제4 내측면(211e)은, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)과의 사이에 간극을 형성하여, 제2 단부면(150k)과 마주보고 있다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 전극체(150)를 수용하는 저류 부재(211)에 의해, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 인접하는[도 17에 있어서, 제1 단부면(150j)의 우측에 인접하는] 제1 저류 공간(S1)이 구성된다(도 15, 도 17 참조). 상세하게는, 이 제1 저류 공간(S1)은, 저류 부재(211)의 내저면(211f)과 제1 내측면(211b) 및 제2 내측면(211c)과 제3 내측면(211d)과 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
또한, 상술한 바와 같이 전극체(150)를 수용하는 저류 부재(211)에 의해, 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 인접하는[도 17에 있어서, 제2 단부면(150k)의 좌측에 인접하는] 제2 저류 공간(S2)이 구성된다(도 15, 도 17 참조). 상세하게는, 제2 저류 공간(S2)은, 저류 부재(211)의 내저면(211f)과 제1 내측면(211b) 및 제2 내측면(211c)과 제4 내측면(211e)과 전극체(150)의 제2 단부면(150k)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
이러한 본 변형 형태의 비수 전해질 2차 전지(200)에서는, 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 마찬가지로, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행하여, 전극체(150) 내부의 비수 전해액이, 전극체(150)의 제1 단부면(150j) 및 제2 단부면(150k)의 간극을 통해 전극체(150)의 외부로 압출된 경우에는, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 제1 저류 공간(S1) 및 제2 저류 공간(S2)에 적절하게 저류할 수 있다(도 18 참조).
이에 의해, 도 18에 도시하는 바와 같이, 압출된 비수 전해액(140)을 전극체(150)의 제1 단부면(150j)에 접촉시킨 상태로 할 수 있으므로, 그 후, 이 압출된 비수 전해액(140)을, 전극체(150)의 제1 단부면(150j)의 간극을 통해 전극체(150)의 내부로 복귀시킬 수 있다. 따라서, 본 변형 형태의 비수 전해질 2차 전지(200)에서도, 고율 전류(하이 레이트)의 펄스 충방전 사이클을 행해도, 본 실시 형태의 비수 전해질 2차 전지(100)와 마찬가지로, 전극체(150) 내의 비수 전해액(Li염)의 감소를 억제할 수 있어, 전지의 내부 저항(예를 들어, DC-IR)의 상승을 억제할 수 있다.
이상에 있어서, 본 발명을 실시 형태 및 변형 형태에 의거하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 적절하게 변경하여 적용할 수 있는 것은 물론이다.
예를 들어, 실시 형태에서는, 저류 부재(170)의 재질을 PP(폴리프로필렌)로 하였다. 그러나 저류 부재(170)의 재질은, 폴리프로필렌에 한정되지 않고, PFA(테트라플루오로에틸렌ㆍ퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PPS(폴리페닐렌설파이드 수지), PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 등을 사용할 수 있다.
100, 200 : 비수 전해질 2차 전지
110, 210 : 전지 케이스
140 : 비수 전해액
150 : 전극체
150j : 제1 단부면
150k : 제2 단부면
150f : 상단부측 호 형상부
150g : 평탄부
150h : 하단부측 호 형상부
150m : 호 형상 외면
155 : 정극판
156 : 부극판
157 : 세퍼레이터
170, 211 : 저류 부재
171, 211b : 제1 내측면
172, 211c : 제2 내측면
173, 211d : 제3 내측면
174, 211e : 제4 내측면
175, 211f : 내저면
S1 : 제1 저류 공간
S2 : 제2 저류 공간
110, 210 : 전지 케이스
140 : 비수 전해액
150 : 전극체
150j : 제1 단부면
150k : 제2 단부면
150f : 상단부측 호 형상부
150g : 평탄부
150h : 하단부측 호 형상부
150m : 호 형상 외면
155 : 정극판
156 : 부극판
157 : 세퍼레이터
170, 211 : 저류 부재
171, 211b : 제1 내측면
172, 211c : 제2 내측면
173, 211d : 제3 내측면
174, 211e : 제4 내측면
175, 211f : 내저면
S1 : 제1 저류 공간
S2 : 제2 저류 공간
Claims (3)
- 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 갖는 전극체와,
상기 전극체의 내부에 포함된 비수 전해액을 구비하는 비수 전해질 2차 전지이며,
상기 전극체의 단부면에 인접하는 저류 공간이며, 상기 전극체의 상기 단부면의 간극을 통해 상기 전극체의 내부로부터 외부로 압출된 상기 비수 전해액을 저류하는 저류 공간을 구성하는 저류 부재를 구비하는, 비수 전해질 2차 전지. - 제1항에 있어서, 상기 전극체는,
상기 정극판, 상기 부극판 및 상기 세퍼레이터를 편평 형상으로 권회한 전극체이며, 당해 전극체의 상단부를 이루는 상단부측 호 형상부와, 당해 전극체의 하단부를 이루는 하단부측 호 형상부와, 상기 상단부측 호 형상부와 상기 하단부측 호 형상부 사이에 위치하는 평탄부를 갖고,
상기 저류 부재는,
상기 전극체를 수용하는 용기이며, 상기 하단부측 호 형상부의 호 형상 외면을 따라 상기 전극체의 축선 방향으로 연장되는 호 형상의 내저면과, 상기 평탄부의 외면을 따라 상기 전극체의 축선 방향으로 연장되는 제1 내측면 및 제2 내측면과, 상기 전극체의 상기 단부면과 이격되어 마주보는 제3 내측면 및 제4 내측면을 갖고,
상기 전극체의 상기 단부면은, 상기 제3 내측면과 마주보는 제1 단부면과, 상기 제4 내측면과 마주보는 제2 단부면이고,
상기 저류 공간으로서,
상기 내저면과 상기 제1 내측면 및 상기 제2 내측면과 상기 제3 내측면과 상기 전극체의 제1 단부면에 의해 둘러싸여 구성된 제1 저류 공간과,
상기 내저면과 상기 제1 내측면 및 상기 제2 내측면과 상기 제4 내측면과 상기 전극체의 제2 단부면에 의해 둘러싸여 구성된 제2 저류 공간을 갖는, 비수 전해질 2차 전지. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속제의 전지 케이스를 구비하고,
상기 저류 부재는, 상기 전극체를 수용하는 용기이며, 전기 절연성 수지로 이루어지고,
상기 전극체를 수용한 상기 저류 부재가 상기 전지 케이스 내에 배치되어 이루어지는, 비수 전해질 2차 전지.
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