WO2018105276A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2018105276A1
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positive electrode
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徹 川合
大塚　正博
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • Secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged have been used for various purposes.
  • the secondary battery is used as a power source for electronic devices such as smartphones and notebook computers.
  • Patent Document 1 discloses a secondary battery having a step region.
  • the inventors of the present application have found that the following problems may occur when a secondary battery having a stepped region is used. Specifically, when the present inventors use a secondary battery having a stepped region, the wiring structure depends on the location of the external terminal of the secondary battery that is electrically connected to the substrate via the wiring. Found that there is a risk of complications.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery including a step region that can simplify a wiring structure for connecting an external terminal of a secondary battery and a substrate.
  • An electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, and a secondary battery in which an electrolyte is housed
  • the exterior body includes at least two step portions that are adjacent to each other and have different top surface heights, A step surface is formed between the upper surface of the lower step portion having a relatively low height and the upper surface of the higher step portion adjacent to the lower step portion, and Provided by the secondary battery, the external terminal of the secondary battery is configured to be exposed on the side surface of the end of the step part where the height of the upper surface is less than the maximum (H max ) among at least two step parts. Is done.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electrode assembly according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an aspect in which the electrode tabs of the electrode assembly are connected only by the lead portion.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an aspect in which the electrode tabs of the electrode assembly are connected by a combination of the lead portion and the connection portion.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an electrode assembly according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electrode assembly according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a basic configuration of an electrode assembly having a planar laminated structure.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a basic configuration of an electrode assembly having a winding structure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a specific configuration of the electrode assembly.
  • the secondary battery is also described in an embodiment of the present invention described below.
  • the secondary battery has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated and enclosed in an exterior body.
  • the “secondary battery” refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Therefore, the secondary battery of the present invention is not excessively bound by its name, and for example, “electric storage device” can also be included in the subject of the present invention.
  • the electrode assembly includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. Examples of the type of electrode assembly include the following types.
  • the electrode assembly 10A has a planar stacked structure in which a plurality of unit electrode units including positive electrodes 1 and 1A, negative electrodes 2 and 2A, and separators 3 and 3A are stacked (see FIG. 9).
  • the electrode assembly 10B has a winding structure in which electrode units including the positive electrodes 1 and 1B, the negative electrodes 2 and 2B, and the separators 3 and 3B are wound in a roll shape (see FIG. 10). ).
  • the electrode assembly is formed by folding a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a negative electrode unit (particularly preferably an electrode unit (laminate) extending long in one direction). It may have a stack and fold structure.
  • the exterior body may take the form of a conductive hard case or a flexible case (such as a pouch).
  • a flexible case such as a pouch
  • each of the plurality of positive electrodes is connected to the positive electrode external terminal via the positive electrode current collecting lead.
  • the external terminal for positive electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage.
  • each of the plurality of negative electrodes is connected to a negative electrode external terminal via a negative electrode current collecting lead.
  • the external terminal for negative electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage.
  • the present invention is not limited thereto, and the positive electrode current collector lead connected to each of the plurality of positive electrodes may have the function of a positive electrode external terminal, and the negative electrode current collector connected to each of the plurality of negative electrodes.
  • the lead may have a function of an external terminal for negative electrode.
  • each of the plurality of positive electrodes is connected to a positive electrode external terminal via a positive electrode current collecting lead.
  • the external terminal for positive electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage.
  • the positive electrode 1 is composed of at least a positive electrode current collector 11 and a positive electrode material layer 12 (see FIG. 9), and a positive electrode material layer 12 is provided on at least one surface of the positive electrode current collector 11.
  • a positive electrode side extraction tab 13 is positioned at a portion of the positive electrode current collector 11 where the positive electrode material layer 12 is not provided, that is, at an end of the positive electrode current collector 11.
  • the positive electrode material layer 12 contains a positive electrode active material as an electrode active material.
  • the negative electrode 2 includes at least a negative electrode current collector 21 and a negative electrode material layer 22 (see FIG. 9), and the negative electrode current layer 22 is provided on at least one surface of the negative electrode current collector 21.
  • a negative electrode side extraction tab 23 is positioned at a portion of the negative electrode current collector 21 where the negative electrode material layer 22 is not provided, that is, at an end of the negative electrode current collector 21.
  • the negative electrode material layer 22 contains a negative electrode active material as an electrode active material.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer 12 and the negative electrode active material contained in the negative electrode material layer 22 are materials directly involved in the transfer of electrons in the secondary battery, and are the main positive and negative electrodes responsible for charge / discharge, that is, the battery reaction. It is a substance. More specifically, ions are brought into the electrolyte due to “the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer 12” and “the negative electrode active material contained in the negative electrode material layer 22”, and these ions are converted into the positive electrode 1 and the negative electrode. 2 is transferred between the two and the electrons are transferred and charged and discharged.
  • the positive electrode material layer 12 and the negative electrode material layer 22 are particularly preferably layers capable of occluding and releasing lithium ions.
  • a secondary battery in which lithium ions move between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 through the electrolyte and the battery is charged and discharged is preferable.
  • the secondary battery corresponds to a so-called “lithium ion battery”.
  • the positive electrode active material of the positive electrode material layer 12 is made of, for example, a granular material, and a binder (also referred to as a “binder”) is included in the positive electrode material layer 12 for sufficient contact between the particles and shape retention. It is preferable. Furthermore, a conductive additive may be included in the positive electrode material layer 12 to facilitate the transmission of electrons that promote the battery reaction. Similarly, the negative electrode active material of the negative electrode material layer 22 is made of, for example, a granular material, and it is preferable that a binder is included for sufficient contact and shape retention between the particles, which facilitates the transfer of electrons that promote the battery reaction. In order to do so, a conductive additive may be included in the negative electrode material layer 22. Thus, because of the form in which a plurality of components are contained, the positive electrode material layer 12 and the negative electrode material layer 22 can also be referred to as a “positive electrode mixture layer” and a “negative electrode mixture layer”, respectively.
  • the positive electrode active material is preferably a material that contributes to occlusion and release of lithium ions.
  • the positive electrode active material is preferably, for example, a lithium-containing composite oxide.
  • the positive electrode active material is preferably a lithium transition metal composite oxide containing lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel, manganese, and iron. That is, in the positive electrode material layer 12 of the secondary battery, such a lithium transition metal composite oxide is preferably included as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material may be lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium iron phosphate, or a part of those transition metals replaced with another metal. Although such a positive electrode active material may be included as a single species, two or more types may be included in combination.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer 12 is lithium cobalt oxide.
  • the binder that can be included in the positive electrode material layer 12 is not particularly limited, but poly (vinylidene fluoride), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer. And at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene and the like.
  • the conductive additive that can be included in the positive electrode material layer 12 is not particularly limited, but carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotube, and gas phase.
  • the binder of the positive electrode material layer 12 may be polyvinylidene fluoride
  • the conductive additive of the positive electrode material layer 12 may be carbon black.
  • the binder and conductive support agent of the positive electrode material layer 12 may be a combination of polyvinylidene fluoride and carbon black.
  • the negative electrode active material is preferably a material that contributes to occlusion and release of lithium ions. From this point of view, the negative electrode active material is preferably, for example, various carbon materials, oxides, or lithium alloys.
  • Examples of various carbon materials of the negative electrode active material include graphite (natural graphite, artificial graphite), hard carbon, soft carbon, diamond-like carbon, and the like.
  • graphite is preferable in that it has high electron conductivity and excellent adhesion to the negative electrode current collector 21.
  • Examples of the oxide of the negative electrode active material include at least one selected from the group consisting of silicon oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, and the like.
  • the lithium alloy of the negative electrode active material may be any metal that can be alloyed with lithium.
  • Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn It may be a binary, ternary or higher alloy of a metal such as La and lithium.
  • Such an oxide is preferably amorphous in its structural form. This is because deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries or defects is less likely to be caused.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer 22 may be artificial graphite.
  • the binder that can be included in the negative electrode material layer 22 is not particularly limited, but is at least one selected from the group consisting of styrene butadiene rubber, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyimide resin, and polyamideimide resin. Species can be mentioned.
  • the binder contained in the negative electrode material layer 22 may be styrene butadiene rubber.
  • the conductive aid that can be included in the negative electrode material layer 22 is not particularly limited, but carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotube, and gas phase.
  • the component resulting from the thickener component for example, carboxymethylcellulose used at the time of battery manufacture may be contained in the negative electrode material layer 22.
  • the negative electrode active material and binder in the negative electrode material layer 22 may be a combination of artificial graphite and styrene butadiene rubber.
  • the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 21 used for the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are members that contribute to collecting and supplying electrons generated in the active material due to the battery reaction.
  • a current collector may be a sheet-like metal member and may have a porous or perforated form.
  • the current collector may be a metal foil, a punching metal, a net or an expanded metal.
  • the positive electrode current collector 11 used for the positive electrode 1 is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, nickel and the like, and may be, for example, an aluminum foil.
  • the negative electrode current collector 21 used for the negative electrode 2 is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of copper, stainless steel, nickel and the like, and may be, for example, a copper foil.
  • the separator 3 used for the positive electrode 1 and the negative electrode 2 is a member provided from the viewpoints of preventing short circuit due to contact between the positive and negative electrodes and holding the electrolyte.
  • the separator 3 can be said to be a member that allows ions to pass through while preventing electronic contact between the positive electrode 1 and the negative electrode 2.
  • the separator 3 is a porous or microporous insulating member and has a film form due to its small thickness.
  • a polyolefin microporous film may be used as the separator.
  • the microporous film used as the separator 3 may include, for example, only polyethylene (PE) or only polypropylene (PP) as the polyolefin.
  • the separator 3 may be a laminate composed of “a microporous membrane made of PE” and “a microporous membrane made of PP”.
  • the surface of the separator 3 may be covered with an inorganic particle coat layer and / or an adhesive layer.
  • the surface of the separator may have adhesiveness.
  • the separator 3 is not particularly restricted by its name, and may be a solid electrolyte, a gel electrolyte, insulating inorganic particles or the like having the same function.
  • it is preferable that the separator 3 and the electrode (positive electrode 1 / negative electrode 2) are bonded from the viewpoint of further improving the handling of the electrode.
  • the separator 3 and the electrode are bonded by using an adhesive separator as the separator 3, applying an adhesive binder on the electrode material layer (positive electrode material layer 12 / negative electrode material layer 22) and / or thermocompression bonding, or the like. Can be done.
  • the adhesive that provides adhesion to the separator 3 or the electrode material layer include polyvinylidene fluoride and an acrylic adhesive.
  • the electrolyte is preferably a “non-aqueous” electrolyte such as an organic electrolyte and / or an organic solvent (that is, the electrolyte is a non-aqueous electrolyte).
  • the electrolyte metal ions released from the electrodes (the positive electrode 1 and the negative electrode 2) exist, and therefore the electrolyte assists the movement of the metal ions in the battery reaction.
  • a non-aqueous electrolyte is an electrolyte containing a solvent and a solute.
  • a solvent containing at least carbonate is preferable.
  • Such carbonates may be cyclic carbonates and / or chain carbonates.
  • examples of the cyclic carbonates include at least one selected from the group consisting of propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC). be able to.
  • chain carbonates include at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dipropyl carbonate (DPC).
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • DPC dipropyl carbonate
  • the combination of cyclic carbonate and chain carbonate is used as a nonaqueous electrolyte, for example, the mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate may be used.
  • a Li salt such as LiPF 6 or LiBF 4
  • a Li salt such as LiPF 6 and / or LiBF 4 is preferably used.
  • any current collecting lead used in the field of secondary batteries can be used.
  • a current collecting lead may be made of a material that can achieve electron movement, and is made of a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel.
  • the positive electrode current collector lead is preferably composed of aluminum, and the negative electrode current collector lead is preferably composed of nickel.
  • the form of the positive electrode current collector lead and the negative electrode current collector lead is not particularly limited, and may be, for example, a wire or a plate.
  • any external terminal used in the field of secondary batteries can be used.
  • Such an external terminal may be made of a material capable of achieving electron movement, and is usually made of a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel.
  • the external terminal 5 may be electrically and directly connected to the substrate, or may be electrically and indirectly connected to the substrate via another device.
  • the present invention is not limited to this, and the positive electrode current collecting lead electrically connected to each of the plurality of positive electrodes may have the function of the positive electrode external terminal, and electrically connected to each of the plurality of negative electrodes.
  • the negative electrode current collecting lead may have the function of the negative electrode external terminal.
  • the exterior body may have the form of a conductive hard case or a flexible case (such as a pouch) as described above.
  • the conductive hard case consists of a main body and a lid.
  • a main-body part consists of the bottom part and side part which comprise the bottom face of the said exterior body.
  • the main body and the lid are sealed after the electrode assembly, the electrolyte, the current collecting lead, and the external terminal are accommodated.
  • the sealing method is not particularly limited, and examples thereof include a laser irradiation method.
  • a material constituting the main body part and the lid part any material capable of constituting a hard case type exterior body in the field of secondary batteries can be used.
  • Such a material may be any material that can achieve electron transfer, and examples thereof include conductive materials such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel.
  • the dimensions of the main body and the lid are mainly determined according to the dimensions of the electrode assembly.
  • the dimensions are such that the electrode assembly is prevented from moving (displacement) within the exterior body. It is preferable to have. By preventing the movement of the electrode assembly, the electrode assembly is prevented from being destroyed, and the safety of the secondary battery is improved.
  • the flexible case is composed of a soft sheet.
  • the soft sheet only needs to have a degree of softness that can achieve bending of the seal portion, and is preferably a plastic sheet.
  • the plastic sheet is a sheet having a characteristic that the deformation due to the external force is maintained when the external sheet is applied and then removed.
  • a so-called laminate film can be used.
  • a flexible pouch made of a laminate film can be produced, for example, by laminating two laminate films and heat-sealing the peripheral edge.
  • the laminate film a film obtained by laminating a metal foil and a polymer film is generally used. Specifically, a film having a three-layer structure including an outer layer polymer film / metal foil / inner layer polymer film is exemplified.
  • the outer layer polymer film is for preventing damage to the metal foil due to permeation and contact of moisture and the like, and polymers such as polyamide and polyester can be suitably used.
  • the metal foil is for preventing the permeation of moisture and gas, and a foil of copper, aluminum, stainless steel or the like can be suitably used.
  • the inner layer polymer film is for protecting the metal foil from the electrolyte accommodated therein, and for melting and sealing at the time of heat sealing, and polyolefin or acid-modified polyolefin can be suitably used.
  • Secondary battery of the present invention A secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described below in consideration of the basic configuration of the secondary battery. Note that the secondary battery according to the embodiment of the present invention is preliminarily assumed to be a secondary battery having a step region.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100A has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated and enclosed in an exterior body 20A.
  • the exterior body 20A includes two step portions (a first step portion 20Aa and a second step portion 20Ab).
  • the two steps are configured to be adjacent to each other and have different top surface heights.
  • a first step portion 20Aa and the second step portion 20Ab, the height h 2 of the top surface 20Ab 1 of adjacent to each other and the second step portion 20Ab of the top surface 20Aa 1 of the first stage portion 20Aa high It is configured to be larger than the length h 1 .
  • the first step portion 20Aa and the second step portion 20Ab are such that the width dimension W 2 (longitudinal direction) of the upper surface 20Ab 1 of the second step portion 20Ab is the upper surface 20Aa 1 of the first step portion 20Aa.
  • the width dimension W 1 is configured to be equal to (the longitudinal direction).
  • Step surface 20Ab 2 has a height h 3 and the width (longitudinal direction) W 3.
  • the height h 3 of the step surface 20Ab 2 is equal to the difference between the height h 2 of the upper surface 20Ab 1 of the second step portion 20Ab and the height h 1 of the upper surface 20Aa 1 of the first step portion 20Aa.
  • the width W 3 of the stepped surface 20Ab 2 (longitudinal direction), a width dimension W 2 of the upper surface 20Ab 1 of the second step portion 20Ab (longitudinal direction) and the width W 1 of the top surface 20Aa 1 of the first step portion 20Aa ( In the longitudinal direction).
  • Step surface 20Ab 2 is configured so as to be continuous with the upper surface 20Aa 1 of the first stage portion 20Aa.
  • the upper surface 20Aa 1 of the first step portion 20Aa is continuous with the stepped surface 20Ab 2 so as to extend in different directions with respect to the extending direction of the step surface 20Ab 2.
  • an upper surface 20Aa 1 of the first step portion 20Aa may not extend in a direction perpendicular to the extending direction of the step surface 20Ab 2.
  • the angle between the step surface 20Ab 2 and the upper surface 20Aa 1 of the first stage portion 20Aa theta may have a 90 °.
  • the stepped surface 20Ab 2 the angle ⁇ between the upper surface 20Aa 1 of the first stage portion 20Aa, a 30 ° to 150 ° in consideration of the arrangement of the substrate to be described later It is preferably 50 ° to 130 °, more preferably 70 ° to 110 °.
  • external terminals 30A (positive electrode external terminals 30Aa and negative electrode external terminals 30Ab) for secondary batteries are provided on the surface of the outer package 20A.
  • the external terminal 30A is configured so as to be exposed to the side surface 20Aa 2 of the first step portion 20Aa. Such a configuration is a characteristic part of the first embodiment.
  • the external terminals 30A are present in the side surface 20Aa 2 of the first step portion 20Aa, the following effects are achieved.
  • the external terminal 30A can be positioned in a substantially vertical lower region of the substrate, the external terminal 30A is positioned on the side surface (excluding the side surface corresponding to the step surface 20Ab 2 ) and / or the upper surface 20Ab 1 of the second step portion 20Ab.
  • the length of the wiring connecting the external terminal 30A and the substrate can be relatively shortened, and the wiring can be oriented in a substantially vertical direction.
  • the above-described substrate may be a so-called rigid substrate or a flexible substrate, and is preferably a rigid substrate.
  • any rigid substrate used in the field of substrates used with secondary batteries can be used, and examples thereof include a glass / epoxy resin substrate.
  • the substrate include a circuit board such as a printed circuit board and a protection circuit board, a semiconductor substrate such as a silicon wafer, and a glass substrate such as a display panel.
  • a secondary battery pack is constituted by the protection circuit board and the secondary battery.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100B has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated and enclosed in an exterior body 20B.
  • the exterior body 20B includes three step portions (a first step portion 20Ba, a second step portion 20Bb, and a third step portion 20Bc).
  • the three steps are configured to be adjacent to each other and have different top surface heights.
  • a first step portion 20Ba and the second step portion 20Bb, the height h 5 of the upper surface 20Bb 1 of adjacent to each other and the second step portion 20Bb of the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba high and it is configured to be larger than h 4 is.
  • the second step portion 20Bb and the third stepped portion 20bc, adjacent to each other and the upper surface 20Bb height of one of the height h 6 of the upper surface 20bc 1 of the third step portion 20bc is the second step portion 20Bb h 5 It is comprised so that it may become larger.
  • the height level of the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba and the upper surface 20Bb 1 of height levels of the second step portion 20Bb different from each other, it and the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba due second the first step surface 20Bb 2 is formed between the upper surface 20Bb 1 of the step portion 20Bb.
  • the height level of the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb and the height level of the upper surface 20bc 1 of the third stage portion 20bc different for each other, and the upper surface 20Bb 1 of the second stage portion 20Bb due to it the second step surface 20bc 2 is formed between the upper surface 20bc 1 of the third stage portion 20bc.
  • the first step surface 20Bb 2 has a height h 7.
  • the height h 7 of the first step surface 20Bb 2 is equal to the difference between the height h 5 of the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb and the height h 4 of the upper surface 20Ba 1 of the first step portion 20Ba.
  • the second step surface 20bc 2 has a height h 8.
  • the height h 8 of the second step surface 20bc 2 is equal to the difference between the height h 5 of the upper surface 20Bb 1 between the height h 6 of the upper surface 20bc 1 of the third stage portion 20bc second step 20Bb .
  • the first step surface 20Bb 2 is configured so as to be continuous with the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba.
  • the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba is continuous with the first step surface 20Bb 2 so as to extend in different directions with respect to the first extending direction of the step surface 20Bb 2.
  • the top surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba may not extend in a direction perpendicular to the first extending direction of the step surface 20Bb 2.
  • the angle theta 1 between the first step surface 20Bb 2 and the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba may have a 90 °.
  • the angle ⁇ 1 between the first step surface 20Bb 2 and the upper surface 20Ba 1 of the first step portion 20Ba is 30 ° to 150 ° in consideration of the substrate arrangement described later. Preferably, it is 50 to 130 degrees, more preferably 70 to 110 degrees.
  • the second stepped surface 20bc 2 is configured so as to be continuous with the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb.
  • the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb is continuous with the second step surface 20bc 2 so as to extend in different directions with respect to the second extending direction of the step surface 20bc 2.
  • the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb may not extend in a direction perpendicular to the second extending direction of the step surface 20bc 2. That is, the angle ⁇ 2 between the second step surface 20Bc 2 and the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb may be 90 degrees.
  • the angle ⁇ 2 between the second step surface 20Bc 2 and the upper surface 20Bb 1 of the second step portion 20Bb is 30 ° to 150 ° in consideration of the substrate arrangement mode described later. Preferably, it is 50 to 130 degrees, more preferably 70 to 110 degrees.
  • external terminals 30B for the secondary battery are provided on the surface of the outer package 20B.
  • the external terminal 30B is configured so as to be exposed to the side surface 20Bb 2 of the side surface 20Ba 2 and / or the second step 20Bb of the first step portion 20Ba.
  • Such a configuration is a characteristic part of the second embodiment.
  • the first stepped surface 20Bb 2 is (specifically to the spatial domain (corresponding to above-described step region) formed between the upper surface 20Ba 1 of the first stage portion 20Ba of the first step portion 20Ba on the upper surface 20Ba 1), and / or the second stepped surface 20bc 2 to (specifically spatial region formed between the upper surface 20Bb 1 of the second stage portion 20Bb upper surface of the second step portion 20Bb 20Bb 1
  • the following effects are exhibited.
  • the external terminal 30B may be positioned substantially vertically lower region of the substrate, (excluding side corresponding to the second stepped surface 20bc 2) third step portion side of 20bc and / or positioned on the upper surface 20bc 1 Compared with the case where it is possible, the length of the wiring connecting the external terminal 30B and the substrate can be relatively shortened, and the wiring can be oriented in a substantially vertical direction.
  • the exterior body that is a component of the secondary battery of one embodiment of the present invention includes at least two steps, and
  • the external terminal of the secondary battery may be configured to be exposed on the side surface of the end of the step where the height of the upper surface is less than the maximum (H max ) among the at least two steps.
  • the “height of the upper surface” refers to a length dimension along a substantially vertical direction between the bottom surface and the upper surface of the stepped portion which is a component of the exterior body.
  • the external terminal may be configured to be exposed on the side surface of the end portion of the step portion where the height of the upper surface is the lowest (H min ).
  • the external terminal can be positioned in a substantially vertical lower region of the substrate, and is positioned at a step portion (excluding the side surface corresponding to the step surface) having the highest top surface (H max ).
  • the length of the wiring connecting the external terminal and the substrate can be relatively shortened, and the wiring can be oriented in a substantially vertical direction. That is, the structure of the wiring connecting the external terminal and the substrate can be simplified.
  • the exterior body which is a component of the secondary battery according to the embodiment of the present invention, includes at least two step portions (a lower step portion having a relatively low upper surface height and an upper surface adjacent to the lower step portion. A high step portion having a relatively high height). Since the upper surface of the low step portion and the upper surface of the high step portion have different height levels, a step surface is formed between the upper surface of the low step portion and the upper surface of the high step portion. Thereby, an exterior body will be provided with the level
  • the electrode assembly disposed in the exterior body having the step structure is substantially the same as the exterior body in a sectional view from the viewpoint of preventing the electrode assembly from moving (displacement) in the exterior body. It is preferable to have a stepped structure.
  • the content described below is merely an example, and it is confirmed that it is assumed that the electrode assembly is provided inside an exterior body having two steps.
  • the electrode assembly which is a component of the secondary battery includes the positive electrode, the negative electrode, and the separator disposed between the positive electrode and the negative electrode as described above.
  • Examples of the type of electrode assembly include the following types.
  • first type planar laminated structure type
  • second type winding structure type
  • an electrode assembly 10B in which an electrode unit including positive electrodes 1 and 1B, negative electrodes 2 and 2B, and separators 3 and 3B is wound in a roll shape (FIG. 8). reference).
  • the electrode assembly is formed by folding a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a negative electrode unit (particularly preferably an electrode unit (laminate) extending long in one direction). It may have a stack and fold structure.
  • the electrode assembly 10 may comprise at least two planar stacked sub-electrode assemblies (see FIG. 3).
  • the electrode assembly 10 may comprise a first planar layered structure type sub-electrode assembly 10A 1 and the second planar layered structure type sub-electrode assembly 10A 2.
  • the first planar layered structure type sub-electrode assembly 10A 1 is to the positive electrode 1A 1, the unit electrode unit including a negative electrode 2A 1, and the separator 3A 1 are stacked.
  • the second planar layered structure type sub-electrode assembly 10A 2 are those unit electrode unit including the positive electrode 1A 2, the negative electrode 2A 2, and the separator 3A 2 are stacked.
  • the second planar stacked structure type sub-electrode assembly 10 ⁇ / b > A 2 is changed to a first planar stacked structure type sub-electrode assembly 10 ⁇ / b > A in a sectional view as shown in FIG. 3.
  • the electrode assembly 10 can have a step structure in a cross-sectional view.
  • connection tab in the present specification refers to a member corresponding to an uncoated portion of the electrode (positive electrode / negative electrode) and not joined to the current collecting lead.
  • the “connecting portion” in the present specification refers to a member configured to be connectable to each of a plurality of connection tabs.
  • the “drawer tab” referred to in the present specification is a portion corresponding to an uncoated portion of an electrode (positive electrode / negative electrode) and refers to a member bonded to a current collecting lead. Further, the “drawer portion” in this specification refers to a member configured to be connectable to each of a plurality of drawer tabs.
  • the electrode assembly 10 having a step structure is continuous with the first region 10X having a relatively high height in a cross-sectional view and the first region 10X as shown in FIG. Second region 10Y having a relatively low height.
  • Each of the positive electrode side extraction tabs 13 included in each of a plurality of positive electrodes composed of the positive electrode 1A 2 is connected to each other by a positive electrode side extraction portion 14 as shown in FIG.
  • the positive electrode side extraction portion 14 in order to connect each of the plurality of positive electrode side extraction tabs 13, for example, it extends in one direction substantially perpendicular to the extending direction of the positive electrode side extraction tab 13.
  • the positive electrode side extraction part 14 comprised is mentioned.
  • Each of the negative electrode side extraction tabs 23 included in each negative electrode of the plurality of negative electrodes composed of 2A 2 is connected to each other by a negative electrode side extraction portion 24 as shown in FIG.
  • the negative electrode side extraction part 24 in order to connect each of the plurality of negative electrode side extraction tabs 23, it is configured to extend in one direction substantially perpendicular to the extending direction of the negative electrode side extraction tab 23.
  • the negative electrode side lead part 24 made is mentioned.
  • the positive electrode lead-out portion 14 that connects all the positive electrodes in the first region 10X to each other is connected to an external terminal (for example, an external terminal in FIG. Terminal 30 ⁇ / b> Aa, external terminal 30 ⁇ / b> Ba of FIG. 2, etc.) may be electrically connected.
  • an external terminal for example, an external terminal in FIG. Terminal 30 ⁇ / b> Aa, external terminal 30 ⁇ / b> Ba of FIG. 2, etc.
  • the negative electrode side lead portion 24 that connects all the negative electrodes in the first region 10X to each other is connected to the external terminal (for example, the external terminal of FIG. Terminal 30Ab, external terminal 30Bb in FIG. 2, and the like).
  • the battery reaction can be stably generated in all the electrodes, so that the battery characteristics can be stabilized.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • each of the positive electrode side connection tabs 13X respectively included in the positive electrode of the "portion" of a plurality of the positive electrode composed of positive electrode 1A 2 Metropolitan stereoscopic 10A 2 found one another by the positive side connecting portion 14X as shown in FIG. 5 It is connected to the.
  • the positive electrode side connection tabs 13X extend in one direction substantially perpendicular to the extending direction of the positive electrode side connection tabs 13X.
  • the positive electrode side connection part 14X comprised so that it may be mentioned.
  • the positive electrode side connection part 14X comprised so that it may connect to "part" of the some positive electrode side connection tab 13X from a predetermined location, for example is mentioned.
  • a plurality consists of first planar layered structure type sub-electrode assembly 10A 1 of the negative electrode 2A 1 and the second planar laminate structure-type sub-electrode assembly 10A 2 negative electrode 2A 2 Metropolitan located in the first region 10X
  • the negative electrode side connection tabs 23 ⁇ / b> X included in each “part” of the negative electrodes are connected to each other by a negative electrode side connection portion 24 ⁇ / b> X as shown in FIG. 5.
  • the negative electrode side connection tabs 23X extend in one direction substantially perpendicular to the extending direction of the negative electrode side connection tabs 23X.
  • the negative electrode side connection part 24X comprised so that it may be mentioned.
  • a second negative electrode side connection portion 24X configured to be connected to a “part” of a plurality of negative electrode side connection tabs 23X from a predetermined location can be cited.
  • the positive electrode in the second region 10Y specifically each of the positive electrode side lead tab 13Y of the second flat stacked structure type sub-electrode assembly 10A 2 of the at least two positive electrode 1A 2 positive They are connected to each other by the side drawer 14Y.
  • the positive electrode side extraction portion 14Y for example, in order to connect each positive electrode side extraction tab 13Y, it is configured to extend in one direction substantially perpendicular to the extending direction of the positive electrode side extraction tab 13Y.
  • the positive electrode side lead-out part 14Y is mentioned.
  • the negative electrode in the second region 10Y specifically one another by a second planar layered structure type sub-electrode assembly 10A 2 of each of the at least two negative electrode side lead tab 23Y of the negative electrode 2A 2 negative electrode side lead section 24Y It is connected to the.
  • each negative electrode side extraction tab 24Y in order to connect each negative electrode side extraction tab 24Y, it is configured to extend in one direction substantially perpendicular to the extending direction of the negative electrode side extraction tab 23Y.
  • the negative electrode side extraction part 24Y is mentioned.
  • the positive electrode side lead portion 14Y is configured to be electrically connected to an external terminal (for example, the external terminal 30Aa in FIG. 1 or the external terminal 30Ba in FIG. 2) via the positive electrode side current collecting lead. It's okay.
  • the negative electrode side lead portion 24Y is configured to be electrically connected to an external terminal (for example, the external terminal 30Ab in FIG. 1 or the external terminal 30Bb in FIG. 2) via the negative electrode side current collecting lead. It's okay.
  • At least one positive electrode 1A 2 located in the second region 10Y is located in the first region 10X. there needs to be configured so as to be electrically connected to each other and one at least one of the positive electrode 1A.
  • at least one positive electrode needs to include both the positive electrode side connection tab 13X and the positive electrode side extraction tab 13Y in a plan view. There is. Similarly, as shown in FIG.
  • the negative electrode 2A 2 at least one positioned in the second region 10Y is positioned in the first region 10X at least one of the negative electrode 2A 1 mutually are required to be configured to be electrically connected to.
  • at least one negative electrode needs to include both the negative electrode side connection tab 23X and the negative electrode side extraction tab 23Y in a plan view. There is.
  • a positive electrode side lead portion configured to be electrically connected to an external terminal as described above, and a positive electrode side connection portion provided to ensure electrical continuity between the positive electrodes. It has been.
  • the negative electrode side lead portion configured to be electrically connected to the external terminal as described above, and the negative electrode side connection provided to ensure electrical continuity between the negative electrodes. Is provided.
  • between each positive electrode and each negative electrode can be electrically connected as a whole. Therefore, if the drawer portion is installed at an arbitrary position, the degree of freedom of installation of the external terminal that is electrically connected to the drawer portion can be increased.
  • the positive electrode side connection portion 14X and the negative electrode side connection portion 24X, and the positive electrode side lead portion 14Y and the negative electrode side lead portion 24Y are respectively disposed only on one side in the exterior body. It is preferable that it is comprised.
  • the positive electrode side connection portion 14X and the positive electrode side lead portion 14Y are disposed on one side of the electrode assembly 10, while the negative electrode side connection portion 24X and the negative electrode side lead portion 24Y are disposed on the electrode assembly 10.
  • the negative electrode side connection portion 24X and the negative electrode side lead portion 24Y are not present on the other side of the electrode assembly 10.
  • the width dimension of the electrode assembly 10 can be made relatively small. Therefore, due to the relative reduction in the width dimension of the electrode assembly 10, the dimension of the exterior body that houses the electrode assembly 10 can be relatively reduced. That is, the size of the secondary battery according to the embodiment of the present invention can be made relatively small.
  • the electrode assembly 10 ′ may include at least a planar stacked structure type sub-electrode assembly and a wound structure type sub-electrode assembly (see FIG. 6).
  • the planar laminated structure type sub-electrode assembly 10A 1 ′ is obtained by laminating a plurality of unit electrode units including a positive electrode 1A 1 ′, a negative electrode 2A 1 ′, and separators 3A 1 ′.
  • the wound structure type sub-electrode assembly 10B 1 ′ is obtained by winding an electrode unit including a positive electrode 1B 1 ′, a negative electrode 2B 1 ′, and a separator 3B 1 ′ in a roll shape.
  • the width of the planar laminate structure-type sub-electrode assembly 10A 1 in cross-section view as shown in FIG. 6 It has a greater width dimension than the dimension, and may be in contact with the planar laminate structure-type sub-electrode assembly 10A 1 and each other as to be positioned below the planar laminate structure-type sub-electrode assembly 10A 1.
  • planar laminated structure type sub-electrode assembly has a width dimension larger than the width dimension of the wound structure type sub-electrode assembly in a cross-sectional view
  • the winding structure type sub-electrode assembly may be in contact with each other so as to be positioned below the winding structure type sub-electrode assembly.
  • the electrode assembly may include at least two wound structure type sub-electrode assemblies (not shown).
  • the electrode assembly may include a first winding structure type sub-electrode assembly and a second winding structure type sub-electrode assembly. Both the first winding structure type sub-electrode assembly and the second winding structure type sub-electrode assembly are obtained by winding an electrode unit including a positive electrode, a negative electrode, and a separator in a roll shape.
  • the second winding structure type planar laminated structure type sub-electrode assembly is larger than the width dimension of the first winding structure type sub-electrode assembly in a cross-sectional view.
  • the first winding structure type sub-electrode assembly may be in contact with each other so as to have a width dimension and to be positioned below the first winding structure type sub-electrode assembly.
  • the assembly includes at least a planar laminated subelectrode assembly and a wound structure subelectrode assembly (see FIG. 6), and the electrode assembly includes at least two wound structure type subelectrode assemblies.
  • a pattern using only a lead part for connecting the lead tabs of each electrode may be applied, and the above-mentioned is from the viewpoint of improving the degree of freedom of installation of the external terminals.
  • a pattern using both the drawer portion and the connection portion may be applied.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention can be used in various fields where power storage is assumed.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention particularly the non-aqueous electrolyte secondary battery, is merely an example, and the electric / information / communication field (for example, a mobile phone, a smart phone, a notebook)
  • Mobile devices such as personal computers and digital cameras, activity meters, arm computers, and electronic paper
  • home and small industrial applications eg, power tools, golf carts, home, nursing and industrial robots
  • large industries Applications eg, forklifts, elevators, bay harbor cranes
  • transportation systems eg, hybrid vehicles, electric vehicles, buses, trains, electric assist bicycles, electric motorcycles
  • power system applications eg, various power generation
  • IoT field space and deep sea applications (for example, spacecraft, areas such as submersible research vessel) and the like.

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Abstract

本発明では、正極１、負極２および正極１と負極２との間に配置されたセパレータ３を含む電極組立体１０と、電解質とが外装体２０に収容された二次電池１００Ａが提供される。当該二次電池１００Ａでは、外装体２０は、相互に隣接しかつ上面の高さが相互に異なる少なくとも２つの段部２０Ａａ，２０Ａｂを備え、相対的に高さが低い低段部２０Ａａの上面２０Ａａ１と低段部２０Ａａに隣接する相対的に高さが高い高段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１との間に段差面２０Ａｂ２が形成され、および、二次電池１００Ａの外部端子３０Ａは、少なくとも２つの段部２０Ａａ，２０Ａｂのうち、上面の高さが最高（Ｈｍａｘ）未満となる段部２０Ａａの端部側面２０Ａａ２に露出するように構成されている。

Description

二次電池
　本発明は、二次電池に関する。
　従前より充放電が繰り返し可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器の電源として用いられている。
　近年、電子機器の薄型化・小型化の要求が一層高まっており、それに伴い、電子機器内にて二次電池に基板等を効率的に設けることが要求されている。これにつき、特許文献１には、段差領域を備えた二次電池が開示されている。
特表２０１４－５２３６２９号公報
　本願発明者らは、段差領域を備えた二次電池を用いる場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。具体的には、本願発明者らは、段差領域を備えた二次電池を用いる場合、配線を介して基板と電気的に接続される二次電池の外部端子の配置箇所によっては、当該配線構造が複雑化する虞があることを見出した。
　本発明は、かかる事情に鑑みて案出されたものである。具体的には、本発明は、二次電池の外部端子と基板とを接続する配線構造を簡素化可能な段差領域を備えた二次電池を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
　正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、
　外装体は、相互に隣接しかつ上面の高さが相互に異なる少なくとも２つの段部を備え、
　相対的に高さが低い低段部の上面と低段部に隣接する相対的に高さが高い高段部の上面との間に段差面が形成され、および、　
　二次電池の外部端子は、少なくとも２つの段部のうち、上面の高さが最高（Ｈｍａｘ）未満となる段部の端部側面に露出するように構成されている、二次電池が提供される。
　本発明によれば、段差領域を備えた二次電池の外部端子と基板とを接続する配線構造を簡素化可能である。
図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池を模式的に示した斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る二次電池を模式的に示した斜視図である。 図３は、一実施形態に係る電極組立体を模式的に示した断面図である。 図４は、電極組立体の電極タブが引出し部のみにより接続されている態様を模式的に示した断面図である。 図５は、電極組立体の電極タブが引出し部と接続部との組合せにより接続されている態様を模式的に示した断面図である。 図６は、一実施形態に係る電極組立体を模式的に示した断面図である。 図７は、平面積層構造を有する電極組立体の基本的構成を模式的に示した断面図である。 図８は、巻回構造を有する電極組立体の基本的構成を模式的に示した断面図である。 図９は、電極組立体の具体的構成を模式的に示した断面図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る二次電池について説明する前に、二次電池の基本的構成について説明しておく。
［二次電池の基本的構成］　
　二次電池は、下記の本発明の一実施形態においても述べるが、外装体の内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。本明細書において「二次電池」とは、充電および放電の繰り返しが可能な電池のことを指す。従って、本発明の二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば“蓄電デバイス”なども本発明の対象に含まれ得る。電極組立体は、正極、負極、および正極と負極との間に配置されたセパレータを含んでいる。電極組立体のタイプとしては下記のタイプが挙げられる。第１のタイプは、電極組立体１０Ａが正極１，１Ａ、負極２，２Ａおよびセパレータ３，３Ａを含む単位電極ユニットが複数積層された平面積層構造を有するものである（図９参照）。第２のタイプは、電極組立体１０Ｂが、正極１，１Ｂ、負極２，２Ｂおよびセパレータ３，３Ｂを含む電極ユニットがロール状に巻回された巻回構造を有するものである（図１０参照）。更に、第３のタイプとして、電極組立体は、正極、負極、セパレータおよび負極の電極ユニット（特に好ましくは一方向に長く延在する電極ユニット（積層体））を折り畳むことで形成された、いわゆるスタックアンドフォールド構造を有するものであってもよい。また、外装体は、導電性ハードケース又はフレキシブルケース（パウチ等）の形態を採ってよい。外装体の形態がフレキシブルケース（パウチ等）である場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。同様に、複数の負極の各々は、負極用集電リードを介して負極用外部端子に連結されている。負極用外部端子はシール部により外装体に固定され、シール部が電解質の液漏れを防止する。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードは正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。外装体の形態が導電性ハードケースの場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。
　正極１は、少なくとも正極集電体１１および正極材層１２から構成されており（図９参照）、正極集電体１１の少なくとも片面に正極材層１２が設けられている。当該正極集電体１１のうち正極材層１２が設けられていない箇所、すなわち正極集電体１１の端部には正極側引出しタブ１３が位置付けられている。正極材層１２には電極活物質として正極活物質が含まれている。負極２は少なくとも負極集電体２１および負極材層２２から構成されており（図９参照）、負極集電体２１の少なくとも片面に負極材層２２が設けられている。当該負極集電体２１のうち負極材層２２が設けられていない箇所、すなわち負極集電体２１の端部には負極側引出しタブ２３が位置付けられている。負極材層２２には電極活物質として負極活物質が含まれている。
　正極材層１２に含まれる正極活物質および負極材層２２に含まれる負極活物質は、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１２に含まれる正極活物質」および「負極材層２２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１と負極２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１２および負極材層２２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、電解質を介してリチウムイオンが正極１と負極２との間で移動して電池の充放電が行われる二次電池が好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。
　正極材層１２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１２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１２に含まれていてよい。同様に、負極材層２２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２２に含まれていてよい。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１２および負極材層２２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ることが好ましい。つまり、二次電池の正極材層１２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ってよい。こ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１２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る。
　正極材層１２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、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド－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１２に含まれ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等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等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、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。例えば、正極材層１２のバインダーはポリフッ化ビニリデンであってよく、また、正極材層１２の導電助剤はカーボンブラックであってよい。あくまでも例示にすぎないが、正極材層１２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（天然黒鉛、人造黒鉛）、ハードカーボン、ソフトカーボン、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２１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ってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。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。あくまでも例示にすぎないが、負極材層２２の負極活物質が人造黒鉛となっていてよい。
　負極材層２２に含まれ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。例えば負極材層２２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てよい。負極材層２２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等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等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、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２２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。
　あくまでも例示にすぎないが、負極材層２２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てよい。
　正極１および負極２に用いられる正極集電体１１および負極集電体２１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。このような集電体は、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等であってよい。正極１に用いられる正極集電体１１は、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等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ってよい。一方、負極２に用いられる負極集電体２１は、銅、ステンレスおよびニッケル等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、例えば銅箔であってよい。
　正極１および負極２に用いられるセパレータ３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３は、正極１と負極２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３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３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３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３の表面は無機粒子コート層および／または接着層等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。なお、セパレータ３は、その名称によって特に拘泥されるべきでなく、同様の機能を有する固体電解質、ゲル状電解質、絶縁性の無機粒子などであってもよい。なお、電極の取扱いの更なる向上の観点から、セパレータ３と電極（正極１／負極２）は接着されていることが好ましい。セパレータ３と電極との接着は、セパレータ３として接着性セパレータを用いること、電極材層（正極材層１２／負極材層２２）の上に接着性バインダーを塗布および／または熱圧着すること等によって為され得る。セパレータ３または電極材層に接着性を供する接着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、アクリル系接着剤等が挙げられる。
　正極１および負極２がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する場合、電解質は有機電解質および／または有機溶媒などの“非水系”の電解質であることが好ましい（すなわち、電解質が非水電解質となっていることが好ましい）。電解質では電極（正極１・負極２）から放出された金属イオンが存在することになり、それゆえ、電解質は電池反応における金属イオンの移動を助力することになる。
　非水電解質は、溶媒と溶質とを含む電解質である。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。あくまでも例示にすぎないが、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てよい。また、具体的な非水電解質の溶質としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等のＬｉ塩が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばＬｉＰＦ６および／またはＬｉＢＦ４等のＬｉ塩が用いられる。
　正極用集電リードおよび負極用集電リードとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電リードが使用可能である。そのような集電リードは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。正極用集電リードはアルミニウムから構成されることが好ましく、負極用集電リードはニッケルから構成されることが好ましい。正極用集電リードおよび負極用集電リードの形態は特に限定されず、例えば、線又はプレート状であってよい。
　外部端子としては、二次電池の分野で使用されているあらゆる外部端子が使用可能である。そのような外部端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常はアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。外部端子５は、基板と電気的かつ直接的に接続されてもよいし、または他のデバイスを介して基板と電気的かつ間接的に接続されてもよい。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と電気的に接続される正極用集電リードが正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と電気的に接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。
　外装体は、上述のように導電性ハードケース又はフレキシブルケース（パウチ等）の形態を有していてよい。
　導電性ハードケースは、本体部および蓋部からなっている。本体部は当該外装体の底面を構成する底部および側面部から成る。本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質、集電リードおよび外部端子の収容後に密封される。密封方法としては、特に限定されるものではなく、例えばレーザー照射法等が挙げられる。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材料であればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料が挙げられる。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、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（ズレ）が防止される程度の寸法を有することが好ましい。電極組立体の移動を防止することにより、電極組立体の破壊が防止され、二次電池の安全性が向上する。
　フレキシブルケースは、軟質シートから構成される。軟質シートは、シール部の折り曲げを達成できる程度の軟質性を有していればよく、好ましく可塑性シートである。可塑性シートは、外力を付与した後、除去したとき、外力による変形が維持される特性を有するシートのことであり、例えば、いわゆるラミネートフィルムが使用できる。ラミネートフィルムからなるフレキシブルパウチは例えば、２枚のラミネートフィルムを重ね合わせ、その周縁部をヒートシールすることにより製造できる。ラミネートフィルムとしては、金属箔とポリマーフィルムを積層したフィルムが一般的であり、具体的には、外層ポリマーフィルム／金属箔／内層ポリマーフィルムから成る３層構成のものが例示される。外層ポリマーフィルムは水分等の透過および接触等による金属箔の損傷を防止するためのものであり、ポリアミドおよびポリエステル等のポリマーが好適に使用できる。金属箔は水分およびガスの透過を防止するためのものであり、銅、アルミニウム、ステンレス等の箔が好適に使用できる。内層ポリマーフィルムは、内部に収納する電解質から金属箔を保護するとともに、ヒートシール時に溶融封口させるためのものであり、ポリオレフィンまたは酸変性ポリオレフィンが好適に使用できる。
［本発明の二次電池］
　上記二次電池の基本的構成を考慮した上で、以下、本発明の一実施形態に係る二次電池について説明する。なお、本発明の一実施形態に係る二次電池は、段差領域を備えた二次電池であることを前提としていることを予め述べておく。
（第１実施形態）
　図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池を模式的に示した斜視図である。
　本発明の第１実施形態に係る二次電池１００Ａは、外装体２０Ａの内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。図１に示すように、外装体２０Ａは２つの段部（第１段部２０Ａａおよび第２段部２０Ａｂ）を備えている。２つの段部は、相互に隣接しかつ上面の高さが相互に異なるように構成されている。具体的には、第１段部２０Ａａと第２段部２０Ａｂとは、相互に隣接しかつ第２段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１の高さｈ２が第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１の高さｈ１よりも大きくなるように構成されている。第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１の高さレベルと第２段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１の高さレベルとが相互に異なるため、第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１と第２段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１との間に段差面２０Ａｂ２が形成される。一方、第１実施形態では、第１段部２０Ａａと第２段部２０Ａｂとは、第２段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１の幅寸法Ｗ２（長手方向）が第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１の幅寸法Ｗ１（長手方向）と等しくなるように構成されている。
　段差面２０Ａｂ２は、高さｈ３および幅寸法（長手方向）Ｗ３を有する。段差面２０Ａｂ２の高さｈ３は、第２段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１の高さｈ２と第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１の高さｈ１との差分に等しくなっている。一方、段差面２０Ａｂ２の幅Ｗ３（長手方向）は、第２段部２０Ａｂの上面２０Ａｂ１の幅寸法Ｗ２（長手方向）と第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１の幅寸法Ｗ１（長手方向）とにそれぞれ等しくなっている。
　段差面２０Ａｂ２は第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１と連続するように構成されている。具体的には、第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１は、段差面２０Ａｂ２の延在方向に対して異なる方向に延在するように段差面２０Ａｂ２と連続している。特に限定されるものではないが、第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１は、段差面２０Ａｂ２の延在方向に対して垂直な方向に延在していてよい。つまり、段差面２０Ａｂ２と第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１との間の角度θが９０度となっていてよい。なお、これに限定されることなく、段差面２０Ａｂ２と第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１との間の角度θは、後述する基板の配置態様を考慮して３０度～１５０度であってよく、好ましくは５０度～１３０度、より好ましくは７０度～１１０度である。
　また、外装体２０Ａの表面には二次電池用の外部端子３０Ａ（正極用外部端子３０Ａａおよび負極用外部端子３０Ａｂ）が設けられている。第１実施形態では、外部端子３０Ａは第１段部２０Ａａの端部側面２０Ａａ２に露出するように構成されている。かかる構成が第１実施形態の特徴部分である。外部端子３０Ａが第１段部２０Ａａの端部側面２０Ａａ２に存在すると、以下の効果が奏される。詳細には、段差面２０Ａｂ２と第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１との間に形成される空間領域（既述の段差領域に相当）（具体的には第１段部２０Ａａの上面２０Ａａ１上の空間領域）の効率的な活用の観点から基板を設ける場合において、以下の効果が奏される。具体的には、外部端子３０Ａは基板の略鉛直下方領域に位置付けられ得るため、第２段部２０Ａｂの側面（段差面２０Ａｂ２に相当する側面を除く）および/又は上面２０Ａｂ１に位置付けられる場合と比べて、外部端子３０Ａと基板とをつなぐ配線の長さを相対的に短くすることができ、また当該配線を略鉛直方向に方向付けることができる。
　なお、上述の基板はいわゆるリジッド基板又はフレキシブル基板であってよく、好ましくはリジッド基板である。リジッド基板としては、二次電池とともに使用される基板の分野で使用されるあらゆるリジッド基板が使用可能であり、例えば、ガラス・エポキシ樹脂基板が挙げられる。基板としては、プリント基板、保護回路基板などの回路基板、シリコンウェハーなどの半導体基板、ディスプレイパネルなどのガラス基板等が挙げられる。基板が、二次電池の過充電、過放電および過電流を防止するための、いわゆる保護回路基板であるとき、当該保護回路基板および上記二次電池より、二次電池パックが構成される。
（第２実施形態）
　図２は、本発明の一実施形態に係る二次電池を模式的に示した斜視図である。
　本発明の第２実施形態に係る二次電池１００Ｂは、外装体２０Ｂの内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。図２に示すように、外装体２０Ｂは３つの段部（第１段部２０Ｂａ、第２段部２０Ｂｂ、および第３段部２０Ｂｃ）を備えている。３つの段部は、相互に隣接しかつ上面の高さが相互に異なるように構成されている。具体的には、第１段部２０Ｂａと第２段部２０Ｂｂとは、相互に隣接しかつ第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１の高さｈ５が第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１の高さｈ４よりも大きくなるように構成されている。また、第２段部２０Ｂｂと第３段部２０Ｂｃとは、相互に隣接しかつ第３段部２０Ｂｃの上面２０Ｂｃ１の高さｈ６が第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１の高さｈ５よりも大きくなるように構成されている。
　第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１の高さレベルと第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１の高さレベルとは相互に異なるため、それに起因して第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１と第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１との間に第１段差面２０Ｂｂ２が形成される。また、第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１の高さレベルと第３段部２０Ｂｃの上面２０Ｂｃ１の高さレベルとは相互に異なるため、それに起因して第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１と第３段部２０Ｂｃの上面２０Ｂｃ１との間に第２段差面２０Ｂｃ２が形成される。
　第１段差面２０Ｂｂ２は高さｈ７を有する。第１段差面２０Ｂｂ２の高さｈ７は、第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１の高さｈ５と第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１の高さｈ４との差分に等しくなっている。また、第２段差面２０Ｂｃ２は高さｈ８を有する。第２段差面２０Ｂｃ２の高さｈ８は、第３段部２０Ｂｃの上面２０Ｂｃ１の高さｈ６と第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１の高さｈ５との差分に等しくなっている。
　第１段差面２０Ｂｂ２は第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１と連続するように構成されている。具体的には、第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１は、第１段差面２０Ｂｂ２の延在方向に対して異なる方向に延在するように第１段差面２０Ｂｂ２と連続している。特に限定されるものではないが、第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１は、第１段差面２０Ｂｂ２の延在方向に対して垂直な方向に延在していてよい。つまり、第１段差面２０Ｂｂ２と第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１との間の角度θ１が９０度となっていてよい。なお、これに限定されることなく、第１段差面２０Ｂｂ２と第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１との間の角度θ１は、後述する基板の配置態様を考慮して３０度～１５０度であってよく、好ましくは５０度～１３０度、より好ましくは７０度～１１０度である。
　同様に、第２段差面２０Ｂｃ２は第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１と連続するように構成されている。具体的には、第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１は、第２段差面２０Ｂｃ２の延在方向に対して異なる方向に延在するように第２段差面２０Ｂｃ２と連続している。特に限定されるものではないが、第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１は、第２段差面２０Ｂｃ２の延在方向に対して垂直な方向に延在していてよい。つまり、第２段差面２０Ｂｃ２と第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１との間の角度θ２が９０度となっていてよい。なお、これに限定されることなく、第２段差面２０Ｂｃ２と第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１との間の角度θ２は、後述する基板の配置態様を考慮して３０度～１５０度であってよく、好ましくは５０度～１３０度、より好ましくは７０度～１１０度である。
　また、外装体２０Ｂの表面には二次電池用の外部端子３０Ｂ（正極用外部端子３０Ｂａおよび負極用外部端子３０Ｂｂ）が設けられている。第２実施形態では、外部端子３０Ｂは第１段部２０Ｂａの端部側面２０Ｂａ２および/または第２段部２０Ｂｂの端部側面２０Ｂｂ２に露出するように構成されている。かかる構成が第２実施形態の特徴部分である。外部端子３０Ｂが第１段部２０Ｂａの端部側面２０Ｂａ２および/または第２段部２０Ｂｂの端部側面２０Ｂｂ２に存在すると、以下の効果が奏される。詳細には、第１段差面２０Ｂｂ２と第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１との間に形成される空間領域（既述の段差領域に相当）に（具体的には第１段部２０Ｂａの上面２０Ｂａ１上に）、および/又は第２段差面２０Ｂｃ２と第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１との間に形成される空間領域に（具体的には第２段部２０Ｂｂの上面２０Ｂｂ１上に）効率的な設置の観点から基板を設ける場合において、以下の効果が奏される。具体的には、外部端子３０Ｂは基板の略鉛直下方領域に位置付けられ得るため、第３段部２０Ｂｃの側面（第２段差面２０Ｂｃ２に相当する側面を除く）および/又は上面２０Ｂｃ１に位置付けられる場合と比べて、外部端子３０Ｂと基板とをつなぐ配線の長さを相対的に短くすることができ、また当該配線を略鉛直方向に方向付けることができる。
　例示として挙げた上記の第１実施形態および第２実施形態からも分かるように、本発明の一実施形態の二次電池の構成要素である外装体は少なくとも２つの段部を備えており、および二次電池の外部端子が、当該少なくとも２つの段部のうち、上面の高さが最高（Ｈｍａｘ）未満となる段部の端部側面に露出するように構成されていればよい。ここでいう「上面の高さ」とは、外装体の構成要素である段部の底面と上面との間の略鉛直方向に沿った長さ寸法を指す。特に限定されるものではないが、外部端子は、上面の高さが最低（Ｈｍｉｎ）となる段部の端部側面に露出するように構成されていてよい。かかる構成を採るが故、外部端子は基板の略鉛直下方領域に位置付けることができ、上面の高さが最高（Ｈｍａｘ）となる段部（段差面に相当する側面を除く）に位置付けられる場合と比べて、外部端子と基板とをつなぐ配線の長さを相対的に短くすることができ、また当該配線を略鉛直方向に方向付けることができる。つまり、外部端子と基板とをつなぐ配線の構造を簡素化することができる。
　以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である電極組立体について説明する。
　本発明の一実施形態の二次電池の構成要素である外装体は、上述のように少なくとも２つの段部（上面の高さが相対的に低い低段部および低段部に隣接する上面の高さが相対的に高い高段部）を備えている。当該低段部の上面と当該高段部の上面とは相互に高さレベルが異なるため、それに起因して低段部の上面と高段部の上面との間に段差面が形成される。これにより、外装体は、当該段差面と低段部の上面との間に形成される段差構造を備えることとなる。本発明の一実施形態では、当該段差構造を備えた外装体内に配置する電極組立体は、外装体内での電極組立体の移動（ズレ）防止等の観点から、断面視において外装体と略同一形状の段差構造を備えていることが好ましい。
　なお、下記で説明する内容は、あくまでも一例にすぎず、電極組立体が、２つの段部を備えている外装体の内部に設ける場合を前提としていることを確認的に述べておく。
　二次電池の構成要素である電極組立体は、上述のように正極、負極、および正極と負極との間に配置されたセパレータを含んでいる。電極組立体のタイプとしては下記のタイプが挙げられる。第１のタイプ（平面積層構造型）は、電極組立体１０Ａが正極１，１Ａ、負極２，２Ａおよびセパレータ３，３Ａを含む単位電極ユニットが複数積層されたものである（図７参照）。第２のタイプ（巻回構造型）は、電極組立体１０Ｂが、正極１，１Ｂ、負極２，２Ｂおよびセパレータ３，３Ｂを含む電極ユニットがロール状に巻回されたものである（図８参照）。更に、第３のタイプとして、電極組立体は、正極、負極、セパレータおよび負極の電極ユニット（特に好ましくは一方向に長く延在する電極ユニット（積層体））を折り畳むことで形成された、いわゆるスタックアンドフォールド構造を有するものであってもよい。
　一態様では、電極組立体１０は少なくとも２つの平面積層構造型のサブ電極組立体を備えていてよい（図３参照）。例えば、電極組立体１０は、第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１および第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２を備えていてよい。第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１は、正極１Ａ１、負極２Ａ１およびセパレータ３Ａ１を含む単位電極ユニットが複数積層されたものである。同様に、第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２は、正極１Ａ２、負極２Ａ２およびセパレータ３Ａ２を含む単位電極ユニットが複数積層されたものである。
　この場合において、一例を挙げると、電極組立体１０では、第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２が、図３に示すように断面視にて第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、かつ第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の下方に位置するように第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１と相互に接触していてよい。かかる構造を有することにより、電極組立体１０は断面視において段差構造を備え得る。
　以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である電極組立体が断面視において段差構造を備える場合を前提として説明する。なお、以下、本明細書でいう「接続タブ」とは、電極（正極／負極）の未塗工部に相当する部分であって、集電リードに接合されていない部材を指す。本明細書でいう「接続部」とは、複数の接続タブの各々と接続可能に構成された部材を指す。本明細書でいう「引出しタブ」とは、電極（正極／負極）の未塗工部に相当する部分であって、集電リードに接合される部材を指す。又、本明細書でいう「引出し部」とは、複数の引出しタブの各々と接続可能に構成された部材を指す。
　かかる場合、本発明の一実施形態では、段差構造を備える電極組立体１０は、図４に示すように断面視において相対的に高さの高い第１領域１０Ｘと、第１領域１０Ｘに連続する相対的に高さが低い第２領域１０Ｙとを含む。
　本発明の一実施形態では、第１領域１０Ｘ内の第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の正極１Ａ１と、第１領域１０Ｘ内の第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２の正極１Ａ２とから構成される複数の正極にそれぞれ含まれる正極側引出しタブ１３の各々が、図４に示すように正極側引出し部１４により相互に接続されている。正極側引出し部１４の態様としては、複数の正極側引出しタブ１３の各々を接続するために、例えば当該正極側引出しタブ１３の延在方向に対して略垂直な一方向に延在するように構成された正極側引出し部１４が挙げられる。正極側引出し部１４の別態様としては、所定箇所から複数の正極側引出しタブ１３の各々に接続するように構成された正極側引出し部１４が挙げられる。
　同様に、本発明の一実施形態では、第１領域１０Ｘ内に位置する第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の負極２Ａ１と第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２の負極２Ａ２とから構成される複数の負極の各々の負極にそれぞれ含まれる負極側引出しタブ２３の各々が、図４に示すように負極側引出し部２４により相互に接続されている。負極側引出し部２４の態様としては、複数の負極側引出しタブ２３の各々を接続するために、当該負極側引出しタブ２３の延在方向に対して略垂直な一方向に延在するように構成された負極側引出し部２４が挙げられる。負極側引出し部２４の別態様としては、所定箇所から複数の負極側引出しタブ２３の各々に接続するように構成された負極側引出し部２４が挙げられる。
　この場合、本発明の一実施形態では、第１領域１０Ｘ内の全ての正極の各々を相互に接続する正極側引出し部１４が、正極側集電リードを介して外部端子（例えば図１の外部端子３０Ａａ、図２の外部端子３０Ｂａ等）と電気的に接続されるように構成されていてよい。
　同様に、本発明の一実施形態では、第１領域１０Ｘ内の全ての負極の各々を相互に接続する負極側引出し部２４が、負極側集電リードを介して外部端子（例えば図１の外部端子３０Ａｂ、図２の外部端子３０Ｂｂ等）と電気的に接続されるように構成されていてよい。
　本態様では、単一の正極側引出し部１４によって全ての正極が相互に接続されるため、それに起因して各正極間の電気的接続を安定させることができる。また、単一の負極側引出し部２４によって全ての負極が相互に接続されるため、それに起因して各負極間の電気的接続を安定させることができる。以上により、全ての電極で電池反応を安定的に生じさせることが可能となるため、電池特性を安定させることができ得る。
　また、上記態様に限定されず、例えば、第１領域１０Ｘ内の第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の正極１Ａ１と、第１領域１０Ｘ内の第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２の正極１Ａ２とから構成される複数の正極のうちの「一部」の正極にそれぞれ含まれる正極側接続タブ１３Ｘの各々が、図５に示すように正極側接続部１４Ｘにより相互に接続されている。正極側接続部１４Ｘの態様としては、例えば複数の正極側接続タブ１３Ｘの「一部」を接続するために、当該正極側接続タブ１３Ｘの延在方向に対して略垂直な一方向に延在するように構成された正極側接続部１４Ｘが挙げられる。正極側接続部１４Ｘの別態様としては、例えば所定箇所から複数の正極側接続タブ１３Ｘの「一部」に接続するように構成された正極側接続部１４Ｘが挙げられる。
　同様に、第１領域１０Ｘ内に位置する第１平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の負極２Ａ１と第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２の負極２Ａ２とから構成される複数の負極のうちの「一部」の負極にそれぞれ含まれる負極側接続タブ２３Ｘの各々が、図５に示すように負極側接続部２４Ｘにより相互に接続されている。負極側接続部２４Ｘの態様としては、例えば複数の負極側接続タブ２３Ｘの「一部」を接続するために、当該負極側接続タブ２３Ｘの延在方向に対して略垂直な一方向に延在するように構成された負極側接続部２４Ｘが挙げられる。負極側接続部２４Ｘの別態様としては、例えば所定箇所から複数の負極側接続タブ２３Ｘの「一部」に接続するように構成された第２の負極側接続部２４Ｘが挙げられる。
　一方、図５に示すように、第２領域１０Ｙ内の正極、具体的には第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２の少なくとも２つの正極１Ａ２の正極側引出しタブ１３Ｙの各々が正極側引出し部１４Ｙにより相互に接続されている。
　正極側引出し部１４Ｙの態様としては、例えば各正極側引出しタブ１３Ｙを接続するために、当該正極側引出しタブ１３Ｙの延在方向に対して略垂直な一方向に延在するように構成された正極側引出し部１４Ｙが挙げられる。正極側引出し部１４Ｙの別態様としては、例えば所定箇所から各正極側引出しタブ１３Ｙに接続するように構成された正極側引出し部１４Ｙが挙げられる。
　同様に、第２領域１０Ｙ内の負極、具体的には第２平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ２の少なくとも２つの負極２Ａ２の負極側引出しタブ２３Ｙの各々が負極側引出し部２４Ｙにより相互に接続されている。
　負極側引出し部２４Ｙの態様としては、例えば各負極側引出しタブ２４Ｙを接続するために、当該負極側引出しタブ２３Ｙの延在方向に対して略垂直な一方向に延在するように構成された負極側引出し部２４Ｙが挙げられる。負極側引出し部２４Ｙの別態様としては、例えば所定箇所から各負極側引出しタブ２３Ｙに接続するように構成された負極側引出し部２４Ｙが挙げられる。
　この場合、当該正極側引出し部１４Ｙが、正極側集電リードを介して外部端子（例えば図１の外部端子３０Ａａ、図２の外部端子３０Ｂａ等）と電気的に接続されるように構成されていてよい。
　同様に、当該負極側引出し部２４Ｙが、負極側集電リードを介して外部端子（例えば図１の外部端子３０Ａｂ、図２の外部端子３０Ｂｂ等）と電気的に接続されるように構成されていてよい。
　なお、図５に示すように、電極組立体１０が全体として電気的に接続可能とする観点から、第２領域１０Ｙ内に位置する少なくとも１つの正極１Ａ２は、第１領域１０Ｘ内に位置する少なくとも１つの正極１Ａ１と相互に電気的に接続されるように構成されている必要がある。端的に言うと、電極組立体１０が全体として電気的に接続可能とする観点から、少なくとも１つの正極が、平面視にて正極側接続タブ１３Ｘと正極側引出しタブ１３Ｙの両方を備えている必要がある。同様に、図５に示すように、電極組立体１０が全体として電気的に導通可能とする観点から、第２領域１０Ｙ内に位置する少なくとも１つの負極２Ａ２は、第１領域１０Ｘ内に位置する少なくとも１つの負極２Ａ１と相互に電気的に接続されるように構成されている必要がある。端的に言うと、電極組立体１０が全体として電気的に導通可能とする観点から、少なくとも１つの負極が、平面視にて負極側接続タブ２３Ｘと負極側引出しタブ２３Ｙの両方を備えている必要がある。
　本態様では、上述のように外部端子と電気的に接続され得るように構成されている正極側引出し部と、各正極間の電気的導通を確保するために供される正極側接続部が設けられている。同様に、本態様では、上述のように外部端子と電気的に接続され得るように構成されている負極側引出し部と、各負極間の電気的導通を確保するために供される負極側接続部が設けられている。本態様では、当該引出し部と当該接続部とを設けた上で、各正極間および各負極間を全体として電気的に接続可能としている。従って、引出し部を任意の箇所に設置すれば、それに起因して当該引出し部と電気的に接続される外部端子の設置の自由度を高めることができ得る。
　一態様では、例えば図５に示すように、正極側接続部１４Ｘおよび負極側接続部２４Ｘ、並びに正極側引出し部１４Ｙおよび負極側引出し部２４Ｙが、外装体内の一方の側のみにそれぞれ配置されるように構成されていることが好ましい。
　かかる構成を採ると、例えば、正極側接続部１４Ｘと正極側引出し部１４Ｙが電極組立体１０の一方の側に配置される一方、負極側接続部２４Ｘと負極側引出し部２４Ｙが電極組立体１０の一方の側に対向する他方の側に配置されている場合と比べて、例えば電極組立体１０の他方の側に負極側接続部２４Ｘと負極側引出し部２４Ｙが存在しないことに起因して平面視において電極組立体１０の幅寸法を相対的に小さくすることができ得る。従って、かかる電極組立体１０の幅寸法の相対的な低減に起因して、電極組立体１０を内部に収容する外装体の寸法を相対的に小さくすることができ得る。つまり、本発明の一実施形態に係る二次電池の寸法を相対的に小さくすることができ得る。
　別の態様では、電極組立体１０’は、少なくとも平面積層構造型サブ電極組立体と巻回構造型サブ電極組立体を備えていてよい（図６参照）。平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１’は、正極１Ａ１’、負極２Ａ１’およびセパレータ３Ａ１’を含む単位電極ユニットが複数積層されたものである。一方、巻回構造型サブ電極組立体１０Ｂ１’は、正極１Ｂ１’、負極２Ｂ１’およびセパレータ３Ｂ１’を含む電極ユニットがロール状に巻回されたものである。この場合において、一例を挙げると、電極組立体１０’では、巻回構造型サブ電極組立体１０Ｂ１は、図６に示すように断面視にて平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、かつ当該平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１の下方に位置するように平面積層構造型サブ電極組立体１０Ａ１と相互に接触していてよい。
　なお、これに限定されることなく、更に別の態様では、平面積層構造型サブ電極組立体は、断面視にて巻回構造型サブ電極組立体の幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、かつ当該巻回構造型サブ電極組立体の下方に位置するように巻回構造型サブ電極組立体と相互に接触していてよい。
　更に別の態様では、電極組立体は少なくとも２つの巻回構造型のサブ電極組立体を備えていてよい（図示せず）。例えば、電極組立体は、第１巻回構造型サブ電極組立体および第２巻回構造型サブ電極組立体を備えていてよい。第１巻回構造型サブ電極組立体および第２巻回構造型サブ電極組立体は共に、正極、負極、およびセパレータを含む電極ユニットがロール状に巻回されたものである。この場合において、一例を挙げると、電極組立体では、第２巻回構造型平面積層構造型サブ電極組立体が、断面視にて第１巻回構造型サブ電極組立体の幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、かつ第１巻回構造型サブ電極組立体の下方に位置するように第１巻回構造型サブ電極組立体と相互に接触していてよい。
　なお、上述の電極組立体が少なくとも２つの平面積層構造型のサブ電極組立体を備えている態様（図３参照）において述べた内容と重複する部分があるため、詳細な説明は避けるが、電極組立体が少なくとも平面積層構造型サブ電極組立体と巻回構造型サブ電極組立体を備えている態様（図６参照）、および電極組立体が少なくとも２つの巻回構造型のサブ電極組立体を備えている態様（図示せず）のいずれの態様においても、各電極の引出しタブ同士を接続する引出し部のみを用いるパターンが適用されてよいし、外部端子の設置自由度を向上させる観点から上述の引出し部と接続部とを併用するパターンが適用されてよい。
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、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、本発明の一実施形態に係る二次電池、特に非水電解質二次電池は、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）、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。
　１００Ａ，１００Ｂ　　二次電池
　１，１Ａ，１Ｂ　　　　正極
　２，２Ａ，２Ｂ　　　　負極
　３，３Ａ，３Ｂ　　　　セパレータ
　１０，１０Ａ，１０Ｂ　電極組立体
　１０Ａ１　　　　　　　第１平面積層構造型サブ電極組立体
　１０Ａ２　　　　　　　第２平面積層構造型サブ電極組立体
　１０Ａ１’　　　　　　平面積層構造型サブ電極組立体
　１０Ｂ１’　　　　　　巻回構造型サブ電極組立体
　２０Ａ，２０Ｂ　　　　外装体
　２０Ａａ　　　　　　　第１段部
　２０Ａａ１　　　　　　第１段部の上面
　２０Ａａ２　　　　　　第１段部の端部側面
　２０Ａｂ　　　　　　　第２段部
　２０Ａｂ１　　　　　　第２段部の上面
　２０Ｂａ　　　　　　　第１段部
　２０Ｂａ１　　　　　　第１段部の上面
　２０Ｂａ２　　　　　　第１段部の端部側面
　２０Ｂｂ　　　　　　　第２段部
　２０Ｂｂ２　　　　　　第２段部の端部側面
　２０Ｂｂ１　　　　　　第２段部の上面
　２０Ｂｃ　　　　　　　第３段部
　２０Ｂｃ１　　　　　　第３段部の上面
　２０Ａｂ２　　　　　　段差面
　２０Ｂｂ２　　　　　　第１段差面
　２０Ｂｃ２　　　　　　第２段差面
　３０Ａ，３０Ｂ　　　　外部端子

Claims (15)

  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と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、
    　前記外装体は、相互に隣接しかつ上面の高さが相互に異なる少なくとも２つの段部を備え、
    　相対的に高さが低い低段部の上面と該低段部に隣接する相対的に高さが高い高段部の上面との間に段差面が形成され、および、
    　前記二次電池の外部端子は、前記少なくとも２つの前記段部のうち、前記上面の前記高さが最高（Ｈｍａｘ）未満となる前記段部の端部側面に露出するように構成されている、二次電池。
  2. 　前記外部端子は、前記上面の前記高さが最低（Ｈｍｉｎ）となる前記段部の前記端部側面に露出するように構成されている、請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記段差面が前記高段部の側面を成している、請求項１又は２に記載の二次電池。
  4. 　前記低段部の前記上面が、前記段差面の延在方向に対して異なる方向に延在するように前記段差面と連続する、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  5. 　前記段差面は、前記低段部の前記上面と、該低段部の一方の側に隣接する前記高段部の前記上面との間に形成されている、請求項１～４のいずれかに記載の二次電池。
  6. 　前記電極組立体は、断面視において幅寸法の異なる少なくとも２つのサブ電極組立体を備えている、請求項１～５のいずれかに記載の二次電池。
  7. 　前記電極組立体が、前記正極、前記負極および前記セパレータを含む複数の電極ユニットを平面状に積層した平面積層構造を有する、請求項１～６のいずれかに記載の二次電池。
  8. 　前記電極組立体が、前記正極、前記負極および前記セパレータを含む電極ユニットをロール状に巻回した巻回構造を有する、請求項１～７のいずれかに記載の二次電池。
  9. 　前記電極組立体が、前記平面積層構造と前記巻回構造との組合せから成っている、請求項７に従属する請求項８に記載の二次電池。
  10. 　前記低段部の前記上面上に、基板を配置可能と成っており、
    　前記外部端子は、配線を介して前記低段部の前記上面上に配置された前記基板と電気的に接続可能に構成されている、請求項１～９のいずれかに記載の二次電池。
  11. 　前記基板がリジッド基板またはフレキシブル基板である、請求項１０に記載の二次電池。
  12. 　前記基板が保護回路基板である、請求項１０又は１１に記載の二次電池。
  13. 　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な層を有する、請求項１～１２のいずれかに記載の二次電池。
  14. 　請求項１～１３のいずれかに記載の前記二次電池；および
    　前記低段部の前記上面上に配置された前記基板を含む、デバイス。
  15. 　前記デバイスがモバイル機器である、請求項１４に記載のデバイス。
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