WO2018179968A1 - 巻回型電池 - Google Patents

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WO2018179968A1
WO2018179968A1 PCT/JP2018/005420 JP2018005420W WO2018179968A1 WO 2018179968 A1 WO2018179968 A1 WO 2018179968A1 JP 2018005420 W JP2018005420 W JP 2018005420W WO 2018179968 A1 WO2018179968 A1 WO 2018179968A1
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tab
electrode
adhesive layer
hole
tape
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政幹 吉田
仰 奥谷
武史 榎本
曉 高野
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wound battery including a wound electrode group.
  • the wound battery includes a wound electrode group and an electrolyte, a battery case that accommodates them, and a sealing plate that seals an opening of the battery case.
  • An insulating plate is disposed between the electrode group and the sealing plate, and a hole is formed in the insulating plate for passing a tab drawn from the positive electrode or the negative electrode included in the electrode group.
  • One end of the tab drawn out from the electrode is drawn out from the hole of the insulating plate to the sealing plate side and connected to the bottom surface of the sealing plate (for example, Patent Document 1).
  • an insulating protective tape is attached to a part of the tab drawn out from the hole to the sealing plate side in order to provide insulation and reinforce the tab.
  • an adhesive tape having an adhesive layer formed on one side is used.
  • Protective tape may be peeled off or displaced from the tab during battery manufacturing.
  • a part of the tab easily falls from the hole of the insulating plate to the electrode group side.
  • the electrode having the opposite polarity to the tab contacts the tab, and an internal short circuit may occur.
  • a wound battery includes a wound electrode group including a first electrode and a second electrode having a polarity opposite to that of the first electrode, an electrolyte, the electrode group, and the electrolyte.
  • a battery case a sealing plate for sealing the opening of the battery case, an insulating plate disposed between the electrode group and the sealing plate and having a hole, and the first electrode through the hole
  • At least a part of the region of the first tab drawn out from the hole to the sealing plate side is covered with a tab tape at a portion facing the insulating plate,
  • the tab tape includes at least a first adhesive layer on the first tab side and a second adhesive layer on the opposite side of the first adhesive layer, and the first adhesive layer is interposed between the first adhesive layer and the first adhesive layer. Touching the tab.
  • insulation of the tab can be ensured even when the protective tape protecting the tab drawn out from the electrode group is peeled off or displaced.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a wound battery according to an embodiment of the present invention. It is the schematic perspective view which looked at the state of the tab pulled out from the hole of the insulating plate and the tab tape which protects a tab, and the electrode group seen from the upper side. It is a top view which shows typically the state which expand
  • a wound battery houses a wound electrode group including a first electrode and a second electrode having a polarity opposite to that of the first electrode, an electrolyte, and the electrode group and the electrolyte.
  • the battery case, a sealing plate for sealing the opening of the battery case, an insulating plate disposed between the electrode group and the sealing plate and having a hole, and the first electrode and the sealing plate through the hole are electrically connected
  • a second tab for electrically connecting the second electrode and the battery case.
  • At least a part of the region of the first tab drawn out from the hole to the sealing plate side is covered with a tab tape at a portion facing the insulating plate.
  • the tab tape includes at least a first adhesive layer on the first tab side and a second adhesive layer on the side opposite to the first adhesive layer, and is in contact with the first tab via the first adhesive layer.
  • an insulating plate (hereinafter also referred to as a first insulating plate) disposed between the electrode group and the sealing plate, a hole for passing a first tab connecting the electrode group and the sealing plate is formed.
  • an insulating tab tape (or a protective tape) for reinforcing the first tab is attached to a part of the first tab.
  • an adhesive tape having an adhesive layer on one side is used, and is attached to the first tab via the adhesive layer.
  • the tab tape is peeled off or displaced from the first tab. In this case, the first tab easily falls from the hole of the first insulating plate to the electrode group side, and the first tab may come into contact with the second electrode to cause an internal short circuit.
  • a tab tape that reinforces the first tab is provided with an adhesive layer on both sides of the base material layer.
  • the second adhesive layer adheres to the first insulating plate and the tab tape is fixed in the vicinity of the hole. It becomes easy to be done.
  • the tab tape in such a state at least partially closes the hole of the first insulating plate, thereby suppressing the first tab from dropping from the hole of the first insulating plate to the electrode group side. Therefore, insulation of the first tab can be ensured. Thereby, generation
  • the tab tape is preferably arranged so as to cover at least a part of the hole of the first insulating plate (specifically, the hole through which the first tab passes), and at least a part of the tab tape faces the insulating plate. Preferably it is. In this case, even if the tab tape is peeled off or shifted from the first tab, at least a part of the hole of the first insulating plate is easily covered with the tab tape, and therefore it is easy to further suppress the drop from the hole of the first tab. Become. Therefore, it becomes easier to ensure insulation of the first tab.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a wound battery according to an embodiment of the present invention.
  • the wound battery in the illustrated example is a cylindrical battery.
  • a wound battery (hereinafter simply referred to as a battery) 10 includes a wound electrode group (hereinafter also simply referred to as an electrode group) 18, an electrolyte (not shown), and a battery case (battery can) that accommodates these. 22.
  • the electrode group 18 is formed by winding a positive electrode 15 as a first electrode and a negative electrode 16 as a second electrode through a separator 17. An annular groove is formed in the vicinity of the open end of the battery can 22.
  • the opening of the battery can 22 is sealed with a sealing plate 11 having a gasket 21 at the periphery.
  • the sealing plate 11 includes a valve body 12 having a thin portion 12 a, a metal plate 13, and an annular insulating member 14 interposed between the outer periphery of the valve body 12 and the outer periphery of the metal plate 13.
  • the valve body 12 and the metal plate 13 are connected to each other at the center.
  • the first tab 15 a drawn out from the positive electrode 15 is connected to the metal plate 13. Therefore, the valve body 12 functions as an external terminal of the positive electrode 15.
  • the second tab 16 a drawn out from the negative electrode 16 is connected to the bottom inner surface of the battery can 22.
  • a first insulating plate 20 is disposed between the sealing plate 11 and one end face of the electrode group 18.
  • a second insulating plate 19 is disposed between the other end face of the electrode group 18 and the bottom of the battery can 22.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which the first insulating plate and the electrode group are viewed from above.
  • FIG. 2 shows a state where the first tab is pulled out from the hole of the first insulating plate.
  • the first tab 15a drawn out from the electrode group 18 passes through the hole P of the first insulating plate 20 disposed on the upper side of the electrode group 18, and is above the first insulating plate 20 (that is, opposite to the electrode group 18). Side or sealing plate side).
  • at least a part of the region of the first tab 15 a that is drawn out from the hole P toward the sealing plate is covered with a tab tape 23 at a portion facing the first insulating plate 20. From the viewpoint of more effectively suppressing the drop from the hole P of the first tab 15a, at least the vicinity of the hole P is covered with the tab tape 23 in the region of the first tab 15a drawn from the hole P to the sealing plate side. It is preferable that
  • FIG. 3 is a plan view showing a state in which the positive electrode as the first electrode included in the electrode group in FIGS. 1 and 2 is expanded.
  • the positive electrode 15 has an exposed portion 15b in a state where the current collector is partially exposed.
  • One end of the first tab 15a is connected to the exposed portion 15b by welding or the like.
  • An insulating adhesive tape 24 is arranged so as to cover the exposed portion 15b and one end of the first tab 15a. A part of the first tab 15 a is covered with the tab tape 23 from the side opposite to the adhesive tape 24.
  • the positive electrode 15 is wound together with the negative electrode 16 and the separator 17 as the second electrode.
  • the adhesive tape 24 has an adhesive layer on one side, and is arranged so that the adhesive layer contacts the exposed portion 15b.
  • the adhesive tape 24 and the tab tape 23 are disposed so as to be opposite to the first tab 15a.
  • the present invention is not limited to this, and the adhesive tape 24 and the tab tape 23 are connected to the first tab 15a. May be attached to the same side. In this case, the adhesive tape 24 and the tab tape 23 may be integrated.
  • the adhesive tape 24 of FIG. 3 is abbreviate
  • the first electrode may be either a positive electrode or a negative electrode, but is often a positive electrode as in the illustrated example.
  • the second electrode is a negative electrode.
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the tab tape shown in FIG. 2 and FIG.
  • the illustrated tab tape 23 includes a base material layer 23a, a first adhesive layer 23b formed on one surface of the base material layer 23a, and a second adhesive layer 23c formed on the other surface.
  • the tab tape 23 is disposed so as to contact the first tab via the first adhesive layer 23b.
  • the second adhesive layer 23c is opposed to the first insulating plate side.
  • the tab tape 23 is preferably disposed so as to cover at least a part of the hole P, and at least a part of the tab tape 23 is preferably opposed to the first insulating plate 20.
  • the opening portion of the hole P is narrowed by the tab tape 23, and when the tab tape 23 is peeled off or displaced from the first tab 15a, it is easy to adhere to the first insulating plate 20. Therefore, the effect which suppresses the fall and the shift
  • the tab tape 23 only needs to include at least a first adhesive layer 23b disposed on the first tab 15a side and a second adhesive layer 23c opposite to the first adhesive layer 23b.
  • the base material layer 23a is not necessarily provided, but from the viewpoint of strength and the like, the tab tape 23 in which the first adhesive layer 23b and the second adhesive layer 23c are respectively formed on both surfaces of the base material layer 23a is used. preferable.
  • the material constituting the base material layer 23a is not particularly limited, but for example, a polymer is preferable.
  • the polymer include cellulose derivatives (for example, cellulose ether and cellulose ester), polyvinyl chloride, polyolefin (for example, polyethylene and polypropylene), polystyrene, polyester (for example, polyethylene terephthalate), polyimide, polyamide, and polycarbonate. And polyphenylene sulfide.
  • the base material layer 23a may contain one kind of these polymers, or may contain two or more kinds in combination.
  • the base material layer 23a may be stretched as necessary.
  • the thickness of the base material layer 23a is, for example, It is 8 micrometers or more and 50 micrometers or less, and it is preferable that they are 12 micrometers or more and 25 micrometers or less.
  • the first adhesive layer 23b can be formed with, for example, a known pressure-sensitive adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive include acrylic pressure-sensitive adhesives, rubber-based pressure-sensitive adhesives, silicone-based pressure-sensitive adhesives, and urethane-based pressure-sensitive adhesives.
  • the 1st contact bonding layer 23b may contain 1 type of these adhesives, and may contain 2 or more types as needed.
  • the first adhesive layer 23b preferably has adhesiveness when the tab tape 23 is attached to the first tab 15a.
  • the glass transition point (Tg) of the first adhesive layer 23b is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably ⁇ 70 ° C. or higher and + 50 ° C. or lower. When the Tg of the pressure-sensitive adhesive is in such a range, the tab tape 23 can be easily attached to the first tab 15a.
  • the second adhesive layer 23c may be formed with a known pressure-sensitive adhesive. As an adhesive, it can select from what was illustrated about the 1st contact bonding layer 23b. From the viewpoint of improving the workability when affixing to the first tab 15a, the adhesiveness of the second adhesive layer 23c is developed by applying thermal energy or light energy to the tab tape 23 after the tab tape 23 has been affixed.
  • the second adhesive layer 23c may be formed of any material.
  • Such a second adhesive layer 23c is preferably a curable resin composition.
  • the curable resin composition which comprises the 2nd contact bonding layer 23c may be hardened
  • the second adhesive layer 23c may be a cured product of the curable resin composition.
  • the cured product includes a semi-cured curable resin composition.
  • the curable resin composition may be a photocurable resin composition, but is preferably a thermosetting resin composition.
  • the second adhesive layer 23c preferably has low tackiness when the tab tape 23 is attached to the first tab 15a, and preferably does not substantially exhibit tackiness.
  • the curable resin composition used for producing the second adhesive layer 23c includes, for example, a curable resin and a curing agent. Further, the curable resin composition may be either a one-component type or a two-component type.
  • the curing agent includes a polymerization initiator, a crosslinking agent and the like depending on the type of the curable resin.
  • the curable resin composition may contain a solvent such as water or an organic solvent, if necessary.
  • the curable resin composition may contain additives, such as a hardening accelerator, as needed. Examples of the curable resin include acrylic resin, rubber-based resin, silicone resin, urethane resin, epoxy resin, phenol resin, ester resin, and melamine resin.
  • the curable resin is specifically a monomer, oligomer, and / or prepolymer of these resins.
  • the monomer, oligomer, prepolymer, etc. are polymerized and / or cross-linked by the action of the curing agent, and the cured product is cured.
  • Two adhesive layers 23c are formed.
  • a relatively low molecular component such as a monomer is contained in a large amount
  • the coating film of the curable resin composition may exhibit a slight conductivity.
  • the insulating second adhesive layer 23c is formed. Therefore, it becomes easier to ensure insulation by the tab tape 23.
  • the light energy for example, visible light and / or ultraviolet light is used. When heat energy is applied, heat should be applied to at least the tab tape 23, and the entire battery or the vicinity of the sealing plate may be heated.
  • the glass transition point (Tg) of the second adhesive layer may be the range described for Tg of the first adhesive layer 23b.
  • the Tg of the second adhesive layer 23c may be, for example, 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, or 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower.
  • the thickness of the tab tape 23 is, for example, 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. When the thickness of the tab tape 23 is in such a range, it is advantageous because sufficient strength can be secured to support the first tab while suppressing the volume occupied by the tab tape in the battery.
  • the length of the tab tape 23 in the direction along the length direction of the first tab 15a can be appropriately selected according to the size of the hole P and the like, but from the viewpoint of easily ensuring the insulation of the first tab 15a, it is 1 mm or more and 8 mm or less. It is preferable that it is 2 mm or more and 3 mm or less.
  • the length of the tab tape 23 in the direction perpendicular to the length direction of the first tab 15a (hereinafter also referred to as the width of the tab tape) can be appropriately selected according to the size of the hole P and the like.
  • the width of the tab tape 23 is preferably 3 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 4 mm or more and 6 mm or less. When the width of the tab tape 23 is within such a range, the tab tape 23 can be easily prevented from dropping from the hole P toward the electrode group.
  • the positive electrode 15 includes a foil-shaped positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on the surface thereof.
  • a material for the positive electrode current collector aluminum, aluminum alloy, stainless steel, titanium, titanium alloy, or the like can be used.
  • a lithium-containing transition metal composite oxide is preferably used.
  • a composite oxide containing lithium and at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, chromium, iron and vanadium is used.
  • the negative electrode 16 includes a foil-shaped negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on the surface thereof.
  • a material for the negative electrode current collector copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, stainless steel, or the like can be used.
  • the negative electrode active material a carbon material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions, for example, natural graphite, artificial graphite, hard carbon, soft carbon, tin oxide, silicon oxide, or the like can be used.
  • a microporous film formed of polyolefin can be used as the separator 17, for example.
  • the polyolefin include polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymer.
  • the electrolyte includes a non-aqueous solvent and a lithium salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, carboxylic acid esters, and chain ethers.
  • the lithium salt LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 or the like is used.
  • the material of the battery can 22 is, for example, iron, iron alloy, stainless steel, aluminum, aluminum alloy or the like, but is not particularly limited.
  • examples of the material of the first tab 15a include aluminum and aluminum alloys.
  • examples of the material of the first tab 15a include aluminum, an aluminum alloy, nickel, and a nickel alloy.
  • examples of the material of the second tab 16a include aluminum and an aluminum alloy when the second electrode is a positive electrode.
  • examples of the material of the second tab 16a include aluminum, an aluminum alloy, nickel, and a nickel alloy.
  • the first insulating plate 20 can be formed of, for example, an insulating resin or an insulated metal.
  • the insulating resin include phenol resins, epoxy resins, polyimide resins, polyamide imide resins, polyether imide resins, thermosetting polyester resins and other curable resins (thermosetting resins, etc.), and polyphenylene sulfide resins.
  • thermoplastic resins such as fluororesin (polytetrafluoroethylene, etc.).
  • the metal include stainless steel and iron.
  • the metal insulation treatment can be performed, for example, by coating the metal with an insulating resin.
  • the insulating resin that coats the metal is not particularly limited, and examples thereof include a polyimide resin and a polypropylene resin.
  • the first insulating plate may be formed of a material obtained by impregnating an insulating fibrous core material such as glass fiber with an insulating resin (such as a thermosetting resin such as a phenol resin) and curing it.
  • the material of the second insulating plate is not particularly limited, and may be selected from those exemplified for the first insulating plate.
  • the second insulating plate may be a material mainly composed of an insulating resin such as polypropylene or epoxy resin, and an insulating fibrous material included in the core material.
  • the wound battery 10 is not limited to the cylindrical battery as illustrated, but may be a prismatic battery including a wound electrode group whose end face is elliptical.
  • the wound battery according to the present invention is easy to ensure insulation of the tab drawn from the electrode group to the sealing plate side. Therefore, the present invention can be applied to various winding batteries in which a tab drawn from the winding electrode group is connected to the sealing plate.

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Abstract

巻回型電池は、第1電極およびこれとは反対極性を有する第2電極を備える巻回式の電極群と、電解質と、電池ケースと、前記電池ケースの開口部を封口する封口板と、前記電極群と前記封口板との間に配置され、かつ孔を有する絶縁板と、前記孔を通って前記第1電極と前記封口板とを電気的に接続する第1タブと、前記第2電極と前記電池ケースとを電気的に接続する第2タブと、を備える。前記第1タブの、前記孔から前記封口板側に引き出された領域の少なくとも一部は、前記絶縁板に対向する部分がタブテープで被覆されている。前記タブテープは、前記第1タブ側の第1接着層と、前記第1接着層とは反対側の第2接着層と、を少なくとも備えており、前記第1接着層を介して、前記第1タブに接触している。

Description

巻回型電池
 本発明は、巻回式電極群を備える巻回型電池に関する。
 巻回型電池は、巻回式電極群および電解質と、これらを収容する電池ケースと、電池ケースの開口部を封口する封口板とを備えている。電極群と封口板との間には、絶縁板が配置されており、絶縁板には、電極群に含まれる正極または負極から引き出されたタブを通すための孔が形成されている。電極から引き出されたタブの一端部は、絶縁板の孔から封口板側に引き出され、封口板の底面に接続される(例えば、特許文献1)。巻回式電極群では、従来、孔から封口板側に引き出されたタブの一部には、絶縁性を付与するとともに、タブを補強するために、絶縁性の保護テープが貼り付けられている。従来の保護テープとしては、片面に粘着層が形成された粘着テープが利用されている。
国際公開第2015/146078号
 保護テープは、電池の製造過程でタブから剥がれたり、ずれたりすることがある。従来の保護テープを用いた場合、絶縁板の孔から電極群側にタブの一部が落ち込み易い。電極群側へタブが落ち込むと、タブとは反対極性の電極とタブとが接触して、内部短絡が起こる可能性がある。
 本開示の一局面の巻回型電池は、第1電極および前記第1電極とは反対極性を有する第2電極を備える巻回式の電極群と、電解質と、前記電極群および前記電解質を収容する電池ケースと、前記電池ケースの開口部を封口する封口板と、前記電極群と前記封口板との間に配置され、かつ孔を有する絶縁板と、前記孔を通って前記第1電極と前記封口板とを電気的に接続する第1タブと、前記第2電極と前記電池ケースとを電気的に接続する第2タブと、を備え、
 前記第1タブの、前記孔から前記封口板側に引き出された領域の少なくとも一部は、前記絶縁板に対向する部分がタブテープで被覆されており、
 前記タブテープは、前記第1タブ側の第1接着層と、前記第1接着層とは反対側の第2接着層と、を少なくとも備えており、前記第1接着層を介して、前記第1タブに接触している。
 巻回型電池において、電極群から引き出されたタブを保護する保護テープが剥がれたりずれたりした場合でも、タブの絶縁を確保することができる。
本発明の一実施形態に係る巻回型電池を概略的に示す縦断面図である。 絶縁板の孔から引き出されたタブおよびタブを保護するタブテープの状態を説明するための絶縁板および電極群を上側から見た概略斜視図である。 正極を展開した状態を模式的に示す平面図である。 タブテープを概略的に示す縦断面図である。
 本発明の一実施形態に係る巻回型電池は、第1電極および第1電極とは反対極性を有する第2電極を備える巻回式の電極群と、電解質と、電極群および電解質を収容する電池ケースと、電池ケースの開口部を封口する封口板と、電極群と封口板との間に配置され、かつ孔を有する絶縁板と、孔を通って第1電極と封口板とを電気的に接続する第1タブと、第2電極と電池ケースとを電気的に接続する第2タブと、を備える。第1タブの、孔から封口板側に引き出された領域の少なくとも一部は、絶縁板に対向する部分がタブテープで被覆されている。タブテープは、第1タブ側の第1接着層と、第1接着層とは反対側の第2接着層と、を少なくとも備えており、第1接着層を介して、第1タブに接触している。
 電極群と封口板との間に配置される絶縁板(以下、第1絶縁板とも言う)には、電極群と封口板とを接続する第1タブを通すための孔が形成されている。従来の電池では、第1タブの一部に、絶縁性を付与するとともに、第1タブを補強するための絶縁性のタブテープ(または保護テープ)が貼り付けられている。このタブテープには、片面に粘着層を有する粘着テープが利用されており、粘着層を介して第1タブに貼り付けられている。しかし、電池の製造過程および/または使用過程で、熱および/または力が、第1タブおよび/またはタブテープに加わると、タブテープが第1タブから剥離したり、ずれたりする。この場合、第1タブが第1絶縁板の孔から電極群側に落ち込み易くなり、第1タブが第2電極と接触して、内部短絡が起こる可能性がある。
 本実施形態では、第1タブを補強するタブテープとして、基材層の両面に接着層を備えるものを用いる。これにより、電池の製造過程および/または使用過程において、タブテープが第1タブから剥がれたり、ずれたりしても、第2接着層が第1絶縁板上に付着してタブテープが孔の近傍で固定され易くなる。このような状態のタブテープが第1絶縁板の孔を少なくとも部分的に塞ぐことにより、第1タブが第1絶縁板の孔から電極群側に落ち込むことが抑制される。よって、第1タブの絶縁を確保することができる。これにより、第1タブと電極群の第2電極とが接触することによる内部短絡の発生を抑制できる。
 タブテープは、第1絶縁板の孔(具体的には、第1タブが通る孔)の少なくとも一部を覆うように配置されることが好ましく、タブテープの少なくとも一部は、絶縁板と対向していることが好ましい。この場合、タブテープが第1タブから剥がれたり、ずれたりしても、第1絶縁板の孔の少なくとも一部がタブテープで覆われやすくなるため、第1タブの孔からの落ち込みをさらに抑制し易くなる。よって、第1タブの絶縁をさらに確保し易くなる。
 以下に、本実施形態に係る巻回型電池について、適宜図面を参照しながら、より具体的に説明する。
 図1は、本発明の一実施形態に係る巻回型電池の概略縦断面図である。図示例の巻回型電池は円筒形電池である。巻回型電池(以下、単に電池とも言う)10は、巻回式電極群(以下、単に電極群とも言う)18と、電解質(図示せず)と、これらを収容する電池ケース(電池缶)22とを具備する。電極群18は、第1電極としての正極15と第2電極としての負極16とをセパレータ17を介して捲回して形成されている。電池缶22の開口端の近傍には、環状溝部が形成されている。
 電池缶22の開口部は、周縁部にガスケット21を具備する封口板11で封口されている。封口板11は、薄肉部12aを有する弁体12と、金属板13と、弁体12の外周部と金属板13の外周部との間に介在する環状の絶縁部材14とを具備する。弁体12と金属板13は、それぞれの中心部において互いに接続されている。正極15から引き出された第1タブ15aは、金属板13に接続されている。よって、弁体12は、正極15の外部端子として機能する。負極16から引き出された第2タブ16aは、電池缶22の底部内面に接続されている。封口板11と電極群18の一方の端面との間には、第1絶縁板20が配置されている。電極群18の他方の端面と電池缶22の底部との間には、第2絶縁板19が配置されている。
 図2は、第1絶縁板および電極群を上側から見た状態を模式的に示す斜視図である。図2では、第1絶縁板の孔から第1タブが引き出された状態を示している。
 電極群18から引き出された第1タブ15aは、電極群18の上側に配置された第1絶縁板20の孔Pを通って、第1絶縁板20より上側(つまり、電極群18とは反対側または封口板側)に引き出されている。そして、第1タブ15aの、孔Pから封口板側に引き出された領域の少なくとも一部は、第1絶縁板20に対向する部分がタブテープ23で被覆されている。第1タブ15aの孔Pから落ち込みをより効果的に抑制する観点からは、第1タブ15aの、孔Pから封口板側に引き出された領域のうち、少なくとも孔Pの近傍がタブテープ23で被覆されていることが好ましい。
 図3は、図1および図2に電極群に含まれる第1電極としての正極を広げた状態を示す平面図である。正極15は、一部に集電体が露出した状態の露出部15bが形成されている。露出部15bには、第1タブ15aの一端部が溶接などにより接続されている。露出部15bおよび第1タブ15aの一端部を覆うように、絶縁性の粘着テープ24が配置されている。そして、粘着テープ24とは反対側から、第1タブ15aの一部が、タブテープ23により被覆されている。このような正極15から引き出された第1タブ15aは、電池を組み立てる際に、図2に示されるように、第1絶縁板20の孔Pから封口板側に引き出される。このときタブテープ23が第1絶縁板20に対向するように、電極群18を形成する際には、正極15が第2電極としての負極16およびセパレータ17とともに巻回される。粘着テープ24は、片面に粘着層を有しており、粘着層が露出部15bと接触するように配置される。図示例では、粘着テープ24とタブテープ23とは第1タブ15aに対してそれぞれ反対側となるように配置されているが、この場合に限らず、粘着テープ24とタブテープ23とを第1タブ15aに対して同じ側に貼り付けてもよい。この場合、粘着テープ24とタブテープ23とが一体化されていてもよい。なお、図3の粘着テープ24は、図1および図2では省略している。
 なお、第1電極は、正極および負極のいずれであってもよいが、図示例のように、正極である場合が多い。第1電極が正極である場合には、第2電極が負極である。
 図4は、図2および図3に示されるタブテープの概略縦断面図である。図示例のタブテープ23は、基材層23aと、基材層23aの一方の表面に形成された第1接着層23bと、他方の表面に形成された第2接着層23cとを備えている。タブテープ23は、第1接着層23bを介して第1タブに接触するように配置される。このとき、第2接着層23cは、第1絶縁板側に対向させる。このような構成により、電池の製造過程および/または使用過程で、タブテープ23が第1タブ15aから剥離したり、ずれたりしても、タブテープ23は第2接着層23cを介して第1絶縁板20に貼り付いた状態となり易い。第1絶縁板20に貼り付いた状態のタブテープ23の第1接着層23bは、第1タブ15aと対向しているため、第1タブ15aが第1接着層23bに再付着したり、引っかかり易い。よって、第1タブ15aが孔Pから下に落ち込んだり、ずれ込んだりすることが抑制される。このとき、タブテープ23は、孔Pの少なくとも一部を覆うように配置することが好ましく、タブテープ23の少なくとも一部が第1絶縁板20と対向していることが好ましい。この場合には、孔Pの開口している部分がタブテープ23により狭まるとともに、タブテープ23が第1タブ15aから剥離したり、ずれたりしたときに、第1絶縁板20に付着し易くなる。よって、第1タブ15aの孔Pから電極群18側への落ち込みやずれ込みを抑制する効果がさらに高まる。
 以下に、本実施形態に係る巻回型電池についてより詳細に説明する。
 (タブテープ23)
 タブテープ23は、第1タブ15a側に配置される第1接着層23bと第1接着層23bとは反対側の第2接着層23cとを少なくとも備えていればよい。基材層23aは必ずしも備える必要はないが、強度などの観点からは、第1接着層23bおよび第2接着層23cが基材層23aの双方の表面にそれぞれ形成されたタブテープ23を用いることが好ましい。
 基材層23aを構成する材質としては、特に制限されないが、例えば、高分子が好ましい。高分子としては、例えば、セルロース誘導体(例えば、セルロースエーテル、セルロースエステルなど)、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリスチレン、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレートなど)、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。基材層23aは、これらの高分子を一種含んでいてもよく、二種以上組み合わせて含んでもよい。基材層23aは、必要に応じて延伸処理されていてもよい。
 タブテープ23の強度を確保し易い観点からは、基材層23aの厚みは、例えば、
8μm以上50μm以下であり、12μm以上25μm以下であることが好ましい。
 第1接着層23bは、例えば、公知の粘着剤で形成できる。粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。第1接着層23bは、これらの粘着剤を一種含んでいてもよく、必要に応じて、二種類以上含んでいてもよい。
 第1接着層23bは、第1タブ15aにタブテープ23を貼り付ける際に粘着性を有していることが好ましい。このような第1接着層23bのガラス転位点(Tg)は、60℃以下であることが好ましく、-70℃以上+50℃以下であることがさらに好ましい。粘着剤のTgがこのような範囲である場合、タブテープ23を第1タブ15aに貼り付け易い。
 第2接着層23cは、公知の粘着剤で形成してもよい。粘着剤としては、第1接着層23bについて例示したものから選択できる。第1タブ15aに貼り付ける際の作業性を高める観点からは、タブテープ23を貼り付けた後に、熱エネルギーや光エネルギーをタブテープ23に加えることで、第2接着層23cの粘着性が発現するような材質で第2接着層23cを形成してもよい。このような第2接着層23cは、硬化性樹脂組成物であることが好ましい。なお、第2接着層23cを構成する硬化性樹脂組成物は、電池内で第1絶縁板20に付着した状態で、硬化していてもよい。つまり、第2接着層23cは、硬化性樹脂組成物の硬化物であってもよい。この硬化物には、半硬化状態の硬化性樹脂組成物も含まれるものとする。硬化性樹脂組成物は、光硬化性樹脂組成物であってもよいが、熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。第2接着層23cは、タブテープ23を第1タブ15aに貼り付ける際には、粘着性が低いことが好ましく、実質的に粘着性を示さないことが好ましい。
 第2接着層23cの作製に使用される硬化性樹脂組成物は、例えば、硬化性樹脂と、硬化剤とを含む。また、硬化性樹脂組成物は、一液型および二液型のいずれであってもよい。硬化剤には、硬化性樹脂の種類に応じて、重合開始剤、架橋剤なども含まれる。硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、水、有機溶媒などの溶媒を含んでいてもよい。また、硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化促進剤などの添加剤を含んでいてもよい。硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エステル樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。硬化性樹脂は、具体的には、これらの樹脂のモノマー、オリゴマー、および/またはプレポリマーなどである。硬化性樹脂組成物の塗膜に光エネルギーや熱エネルギーを加えることで、硬化剤の作用により、モノマー、オリゴマー、プレポリマーなどが、重合および/または架橋することで、硬化し、硬化物の第2接着層23cが形成される。モノマーなどの比較的低分子の成分を多く含む場合、硬化性樹脂組成物の塗膜は、わずかではあるが導電性を示すことがある。硬化性樹脂組成物を硬化させることで、絶縁性の第2接着層23cが形成される。よって、タブテープ23により絶縁性をさらに確保し易くなる。光エネルギーとしては、例えば、可視光および/または紫外光などが利用される。熱エネルギーを加える場合、少なくともタブテープ23に熱が加わるようにすればよく、電池全体や封口板の近傍を加熱してもよい。
 第2接着層のガラス転位点(Tg)は、第1接着層23bのTgについて記載した範囲であってもよい。また、第2接着層23cのTgは、例えば、40℃以上100℃以下、または50℃以上70℃以下としてもよい。
 タブテープ23の厚みは、例えば、10μm以上200μm以下であり、10μm以上50μm以下であることが好ましい。タブテープ23の厚みがこのような範囲である場合、電池内でタブテープが占める体積を低く抑えながらも、第1タブを支えるのに十分な強度を確保することができるため、有利である。
 タブテープ23の第1タブ15aの長さ方向に沿う方向の長さは、孔Pのサイズなどに応じて適宜選択できるが、第1タブ15aの絶縁を確保し易い観点からは、1mm以上8mm以下であることが好ましく、2mm以上3mm以下であることがさらに好ましい。
 タブテープ23の第1タブ15aの長さ方向に垂直な方向の長さ(以下、タブテープの幅とも言う)は、孔Pのサイズなどに応じて適宜選択できる。タブテープ23の幅は、3mm以上10mm以下であることが好ましく、4mm以上6mm以下であることがさらに好ましい。タブテープ23の幅がこのような範囲である場合、孔Pから電極群側へのタブテープ23の落ち込みを抑制し易くなる。
 (他の構成要素)
 以下に、リチウムイオン二次電池の場合を例に挙げて、巻回型電池のタブテープ以外の構成についてより具体的に説明する。
 正極15は、箔状の正極集電体と、その表面に形成された正極活物質層とを具備する。正極集電体の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン、チタン合金等を用いることができる。正極活物質としては、リチウム含有遷移金属複合酸化物が好ましく用いられる。例えばコバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄およびバナジウムよりなる群から選択される少なくとも1種と、リチウムとを含む複合酸化物が使用される。
 負極16は、箔状の負極集電体と、その表面に形成された負極活物質層とを具備する。負極集電体の材料としては、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼等を用いることができる。負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵し、放出し得る炭素材料、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボンや、酸化錫、酸化珪素等を用いることができる。
 セパレータ17としては、例えば、ポリオレフィンで形成された微多孔膜を用いることができる。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体などが例示できる。
 電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解させたリチウム塩とを具備する。非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート、カルボン酸エステル、鎖状エーテルなどが用いられる。リチウム塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4などが使用される。
 電池缶22の材質には、例えば、鉄、鉄合金、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などが用いられるが、特に限定されない。
 第1電極が正極である場合には、第1タブ15aの材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。第1電極が負極である場合には、第1タブ15aの材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金などが挙げられる。第2タブ16aの材質としては、第2電極が正極である場合には、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。第2電極が負極である場合には、第2タブ16aの材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金などが挙げられる。
 第1絶縁板20は、例えば、絶縁性樹脂や絶縁処理された金属などにより形成できる。絶縁性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂などの硬化性樹脂(熱硬化性樹脂など)などの他、ポリフェニレンスルフィド樹脂、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレンなど)などの熱可塑性樹脂などが挙げられる。金属としては、例えば、ステンレス鋼や鉄などが挙げられる。金属の絶縁処理は、例えば、金属を絶縁性樹脂で被覆することにより行なうことができる。金属を被覆する絶縁性樹脂としては、特に制限されず、例えば、ポリイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。また、第1絶縁板は、ガラス繊維などの絶縁性の繊維状芯材に絶縁性樹脂(フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂など)を含浸させ、硬化させた材料で形成してもよい。
 第2絶縁板の材質は、特に制限されず、第1絶縁板について例示したものから選択してもよい。第2絶縁板として、ポリプロピレンやエポキシ樹脂のような絶縁性樹脂を主成分とする材料であり、絶縁性の繊維状材料を芯材に含むものを用いてもよい。
 巻回型電池10は、図示例のような円筒形電池に限らず、端面が楕円形である巻回式電極群を備える角形電池などであってもよい。
 本発明に係る巻回型電池は、電極群から封口板側に引き出されたタブの絶縁を確保し易い。よって、封口板に巻回式電極群から引き出されたタブを接続するような様々な巻回型電池に適用できる。
 10 巻回型電池
 11 封口板
 12 弁体
 12a 薄肉部
 13 金属板
 14 絶縁部材
 15 正極
 15a 第1タブ
 15b 集電体露出部
 16 負極
 16a 第2タブ
 17 セパレータ
 18 電極群
 19 第2絶縁板
 20 第1絶縁板
 21 ガスケット
 22 電池ケース(電池缶)
 23 タブテープ
 23a 基材層
 23b 第1接着層
 23c 第2接着層
 24 粘着テープ
 P 第1絶縁板の孔

Claims (5)

  1.  第1電極および前記第1電極とは反対極性を有する第2電極を備える巻回式の電極群と、電解質と、前記電極群および前記電解質を収容する電池ケースと、前記電池ケースの開口部を封口する封口板と、前記電極群と前記封口板との間に配置され、かつ孔を有する絶縁板と、前記孔を通って前記第1電極と前記封口板とを電気的に接続する第1タブと、前記第2電極と前記電池ケースとを電気的に接続する第2タブと、を備え、
     前記第1タブの、前記孔から前記封口板側に引き出された領域の少なくとも一部は、前記絶縁板に対向する部分がタブテープで被覆されており、
     前記タブテープは、前記第1タブ側の第1接着層と、前記第1接着層とは反対側の第2接着層と、を少なくとも備えており、前記第1接着層を介して、前記第1タブに接触している、巻回型電池。
  2.  前記第2接着層は、硬化性樹脂組成物またはその硬化物である、請求項1に記載の巻回型電池。
  3.  前記硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物である、請求項2に記載の巻回型電池。
  4.  前記第2接着層は、絶縁性である、請求項1~3のいずれか1項に記載の巻回型電池。
  5.  前記タブテープは、前記孔の少なくとも一部を覆うように配置され、
     前記タブテープの少なくとも一部は、前記絶縁板と対向している、請求項1~4のいずれか1項に記載の巻回型電池。
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