WO2020218217A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2020218217A1
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electrode
spacer
secondary battery
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直人 秋月
大塚　正博
守伯 尾崎
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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.
  • the secondary battery is a so-called storage battery, it can be repeatedly charged and discharged, and is used for various purposes.
  • secondary batteries are used in mobile devices such as mobile phones, smartphones and laptop computers.
  • the secondary battery generally has a structure in which the electrode assembly is housed inside the exterior. That is, in the secondary battery, the electrode body is housed in the outer body that becomes the case.
  • the inventor of the present application noticed that there was a problem to be overcome with the conventional secondary battery, and found that it was necessary to take measures for that purpose. Specifically, the inventor of the present application has found that there are the following problems.
  • a secondary battery generally has a structure in which an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator arranged between them, and an electrolyte are enclosed in an outer body.
  • the electrode assembly has positive and negative electrode current collecting tabs protruding from the same end face of the electrode assembly. Further, a spacer for insulation between the members is provided between the electrode assembly and the exterior body (for example, Patent Document 1).
  • the current collecting tab 6 protrudes from the end face 200'of the electrode assembly 200.
  • a spacer 4 is provided in the vicinity of the end face 200'for insulation between the electrode assembly 200 and the exterior body 300.
  • the spacer 4 is provided with an opening 8 for passing the current collecting tab 6.
  • the current collecting tab 6 crosses the opening 8 of the spacer 4 and is positioned between the spacer 4 and the exterior body 300.
  • the electrode assembly 200 may collide with the spacer 4 and cause a short circuit.
  • the present invention has been made in view of such a problem. That is, a main object of the present invention is to provide a secondary battery that is more suitable in terms of preventing short circuits.
  • the present invention is an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode, and a secondary battery in which an electrolyte is sealed in an outer body, and is between the electrode assembly and the outer body.
  • the electrode assembly comprises a spacer to be positioned, the electrode assembly has positive and negative electrode current collecting tabs protruding from the same end face in the electrode assembly, and the spacer has a current collecting tab protruding in the electrode assembly.
  • the present invention relates to a secondary battery which is positioned between an end face and an exterior body and has a bent shape at least one of a positive electrode and a negative electrode current collecting tab between the electrode assembly and the spacer.
  • the secondary battery according to the present invention has a more suitable structure in terms of preventing short circuits.
  • At least one of the positive electrode and negative electrode current collecting tabs has a bent shape between the electrode assembly and the spacer.
  • a current collecting tab having a bent shape is positioned in the space between the electrode assembly and the spacer.
  • FIG. 1A and 1B show a schematic cross-sectional view of the electrode assembly (FIG. 1A: non-winding planar laminated battery, FIG. 1B: wound battery).
  • FIG. 2 shows a schematic perspective development view of the secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of the secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the secondary battery along the line aa'in FIG.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the secondary battery along the line bb'in
  • FIG. 6A to 6F show schematic views of various aspects of the current collecting tab according to the present invention.
  • FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the secondary battery along the cc'line in FIG. FIG.
  • FIG. 8 shows a schematic perspective view for explaining the constituent members of the electrode assembly constituting the secondary battery according to the present invention.
  • 9A and 9B show schematic perspective views for explaining a method of assembling the electrodes constituting the secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of a secondary battery according to the prior art.
  • the direction of "thickness” described directly or indirectly in the present specification is based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery.
  • the direction of "thickness” corresponds to the plate thickness direction of such a secondary battery.
  • the "cross-sectional view” is based on a virtual cross-section of an object obtained by cutting along the thickness direction of the secondary battery. For example, based on a cross section cut along a surface formed by a thickness direction based on the stacking direction of the electrode layers constituting the secondary battery and a longitudinal direction in which the electrode layer extends in the direction in which the electrode terminals are located. ing. In short, it is based on the cross-sectional shape of the secondary battery shown in FIG.
  • the present invention provides a secondary battery.
  • the term “secondary battery” refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged.
  • the “secondary battery” is not overly bound by its name and may also include an electrochemical device such as a "storage device”.
  • the secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly having an electrode building block including a positive electrode, a negative electrode, and a separator.
  • the electrode assembly 200 is illustrated in FIGS. 1A and 1B.
  • the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are stacked with each other via the separator 3 to form an electrode constituent unit 100.
  • At least one or more of these electrode constituent units are laminated to form an electrode assembly (see FIG. 1A), or the electrode constituent units are wound to form an electrode assembly (see FIG. 1B). ..
  • an electrode assembly is encapsulated in the exterior together with an electrolyte (eg, a non-aqueous electrolyte).
  • the positive electrode is composed of at least a positive electrode material layer and a positive electrode current collector (for example, a positive electrode current collector forming a layer form).
  • a positive electrode material layer is provided on at least one surface of the positive electrode current collector, and the positive electrode material layer contains a positive electrode active material as an electrode active material.
  • each of the plurality of positive electrodes in the electrode assembly may be provided with positive electrode material layers on both sides of the positive electrode current collector, or may be provided with positive electrode material layers on only one side of the positive electrode current collector. .. From the viewpoint of further increasing the capacity of the secondary battery, it is preferable that the positive electrode is provided with positive electrode material layers on both sides of the positive electrode current collector.
  • the negative electrode is composed of at least a negative electrode material layer and a negative electrode current collector (for example, a negative electrode current collector forming a layer form).
  • a negative electrode material layer is provided on at least one surface of the negative electrode current collector, and the negative electrode material layer contains a negative electrode active material as an electrode active material.
  • each of the plurality of negative electrodes in the electrode assembly may be provided with negative electrode material layers on both sides of the negative electrode current collector, or may be provided with negative electrode material layers on only one side of the negative electrode current collector. .. From the viewpoint of further increasing the capacity of the secondary battery, it is preferable that the negative electrode is provided with negative electrode material layers on both sides of the negative electrode current collector.
  • the electrode active materials contained in the positive electrode and the negative electrode are substances that are directly involved in the transfer of electrons in the secondary battery, and are the main substances of the positive and negative electrodes that are responsible for charge / discharge, that is, the battery reaction. is there. More specifically, ions are brought to the electrolyte due to the "positive electrode active material contained in the positive electrode material layer" and the "negative electrode active material contained in the negative electrode material layer", and such ions are transferred between the positive electrode and the negative electrode. The electrons are transferred and charged / discharged.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer are particularly preferably layers capable of occluding and releasing lithium ions.
  • the secondary battery according to the present invention corresponds to a so-called lithium ion battery, and the positive electrode and the negative electrode have layers capable of occluding and discharging lithium ions.
  • the positive electrode active material of the positive electrode material layer is composed of, for example, granules
  • the positive electrode material layer contains a binder for more sufficient contact between particles and shape retention.
  • a conductive auxiliary agent may be contained in the positive electrode material layer in order to facilitate the transfer of electrons that promote the battery reaction.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer is composed of particles, for example, it is preferable that the negative electrode active material contains a binder for more sufficient contact between the particles and shape retention, and facilitates the transfer of electrons that promote the battery reaction.
  • a conductive auxiliary agent may be contained in the negative electrode material layer.
  • the positive electrode active material is preferably a substance that contributes to the storage and release of lithium ions. From this point of view, the positive electrode active material is preferably, for example, a lithium-containing composite oxide. More specifically, the positive electrode active material may be 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 of the secondary battery according to the present embodiment, such a lithium transition metal composite oxide is preferably contained as the positive electrode active material.
  • the positive electrode active material is lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate, lithium iron phosphate, or a part of the transition metal thereof replaced with another metal. Although such a positive electrode active material may be contained as a single species, two or more species may be contained in combination.
  • the binder that can be contained in the positive electrode material layer is not particularly limited, but is not particularly limited, but is limited to polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and polytetrafluoroethylene. At least one species selected from the group consisting of the above can be mentioned.
  • the conductive auxiliary agent that can be contained in the positive electrode material layer is not particularly limited, but is limited to carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black and acetylene black, graphite, carbon nanotubes, and vapor phase growth.
  • At least one selected from carbon fibers such as carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives can be mentioned.
  • the binder of the positive electrode material layer is polyvinylidene fluoride
  • the conductive aid of the positive electrode material layer is carbon black
  • the binder and conductive aid of the positive electrode material layer is a combination of polyvinylidene fluoride and carbon black.
  • the thickness dimension of the positive electrode material layer is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, for example, 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness dimension of the positive electrode material layer is the thickness inside the secondary battery, and the average value of the measured values at any 10 points is used.
  • the negative electrode active material is preferably a substance that contributes to the storage and release of lithium ions. From this point of view, the negative electrode active material is preferably, for example, various carbon materials, oxides, lithium alloys, and the like.
  • Examples of various carbon materials for the negative electrode active material include graphite (for example, natural graphite and / or artificial graphite), hard carbon, soft carbon, and / or diamond-like carbon.
  • graphite is preferable because it has high electron conductivity and excellent adhesion to a negative electrode current collector.
  • 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, for example, Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, It is a binary, ternary or higher alloy of a metal such as La and lithium. Such oxides may be amorphous in their structural form. This is because deterioration due to non-uniformity such as grain boundaries or defects is less likely to occur.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer is artificial graphite.
  • the binder that can be contained in the negative electrode material layer is not particularly limited, but is at least one selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyimide-based resin, and polyamide-imide-based resin. Can be mentioned.
  • the binder contained in the negative electrode material layer is styrene-butadiene rubber.
  • the conductive auxiliary agent that can be contained in the negative electrode material layer is not particularly limited, but is limited to carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black and acetylene black, graphite, carbon nanotubes, and vapor phase growth.
  • the negative electrode material layer may contain a component derived from a thickener component (for example, carboxylmethyl cellulose) used at the time of manufacturing the battery.
  • a thickener component for example, carboxylmethyl cellulose
  • the negative electrode active material and binder in the negative electrode material layer are a combination of artificial graphite and styrene-butadiene rubber.
  • the thickness dimension of the negative electrode material layer is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, for example, 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness dimension of the negative electrode material layer is the thickness inside the secondary battery, and the average value of the measured values at any 10 points is used.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector used for the positive electrode and the negative electrode are members that contribute to collecting and supplying electrons generated by the active material due to the battery reaction.
  • a current collector may be a sheet-like metal member and may have a perforated or perforated form.
  • the current collector may be metal foil, punching metal, mesh or expanded metal.
  • the positive electrode current collector used for the positive electrode 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 is, for example, an aluminum foil.
  • the negative electrode current collector used for the negative electrode is preferably one made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of copper, stainless steel, nickel and the like, and is, for example, a copper foil.
  • the separator is a member provided from the viewpoint of preventing a short circuit due to contact between the positive and negative electrodes and retaining the electrolyte.
  • the separator can be said to be a member through which ions pass while preventing electronic contact between the positive electrode and the negative electrode.
  • the separator is a porous or microporous insulating member, which has a film morphology due to its small thickness.
  • a microporous polyolefin membrane may be used as the separator.
  • the microporous membrane used as the separator may contain, for example, only polyethylene (PE) or polypropylene (PP) as the polyolefin.
  • the separator may be a laminate composed of a "microporous membrane made of PE” and a "microporous membrane made of PP".
  • the surface of the separator may be covered with an inorganic particle coat layer and / or an adhesive layer or the like.
  • the surface of the separator may have adhesiveness.
  • the thickness dimension of the separator is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example, 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the thickness dimension of the separator is the thickness inside the secondary battery (particularly the thickness between the positive electrode and the negative electrode), and the average value of the measured values at any 10 points is used.
  • an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode and a separator is enclosed in an outer body together with an electrolyte.
  • the electrolyte assists the movement of metal ions released from the electrodes (positive electrode / negative electrode).
  • the electrolyte may be a "non-aqueous" electrolyte such as an organic electrolyte and an organic solvent, or it may be a "water-based" electrolyte containing water.
  • the secondary battery according to the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrolyte containing a "non-aqueous" solvent and a solute is used as the electrolyte.
  • carbonates may be cyclic carbonates and / or chain carbonates.
  • 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).
  • PC propylene carbonate
  • EC ethylene carbonate
  • BC butylene carbonate
  • VC vinylene carbonate
  • 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).
  • non-aqueous electrolyte for example a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate.
  • a Li salt such as LiPF 6 and / or LiBF 4 may be used.
  • the current collecting tab any current collecting tab used in the field of secondary batteries can be used.
  • the current collecting tab may be composed of a material in which electron transfer can be achieved, usually composed of a conductive material such as silver, gold, copper, iron, tin, platinum, aluminum, nickel, and / or stainless steel. Will be done.
  • the form of the current collecting tab is not particularly limited, and may be, for example, linear or plate-shaped.
  • the positive electrode side and negative electrode side current collecting tabs (hereinafter, also collectively referred to as “positive and negative electrode current collecting tabs”) may protrude from any surface of the electrode assembly.
  • the positive and negative electrode current collecting tabs may project from different surfaces of the electrode assembly, or may project from the same surface.
  • the positive and negative electrode current collecting tabs project from the same surface. That is, the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab may extend so as to project from the same end surface (that is, the same side surface) of the electrode assembly.
  • the exterior body is usually a hard case, and may consist of two members such as a main body and a lid.
  • the main body and the lid are sealed after the electrode assembly, the electrolyte and the current collecting tab, and optionally the electrode terminals and the like are housed.
  • the method for sealing the exterior body is not particularly limited, and examples thereof include a laser irradiation method.
  • any material that can form a hard case type exterior body can be used in the field of secondary batteries.
  • a material may be a conductive material in which electron transfer can be achieved, or an insulating material in which electron transfer cannot be achieved.
  • the material of the exterior body is preferably a conductive material from the viewpoint of taking out the electrodes.
  • the conductive material examples include conductive materials such as silver, gold, copper, iron, tin, platinum, aluminum, nickel and / or stainless steel.
  • Insulating materials include, for example, insulating polymer materials such as polyester (eg, polyethylene terephthalate), polyimide, polyamide, polyamideimide, and / or polyolefin (eg, polyethylene and / or polypropylene).
  • both the main body and the lid may be made of stainless steel.
  • stainless steel is an alloy steel containing chromium or chromium and nickel, and generally has a chromium content of about 10.5% or more of the total. Refers to steel. Examples of such stainless steels include martensite-based stainless steels, ferrite-based stainless steels, austenitic stainless steels, austenitic-ferritic stainless steels and / or precipitation-hardened stainless steels.
  • the dimensions of the main body and lid of the exterior body are mainly determined according to the dimensions of the electrode assembly.
  • the exterior body has a size that prevents the electrode assembly from moving inside the exterior body when the electrode assembly is housed. By preventing the electrode assembly from moving, damage to the electrode assembly due to impact or the like can be prevented, and the safety of the secondary battery can be improved.
  • the exterior body may be a flexible case such as a pouch made of a laminated film.
  • the laminated film has a structure in which at least a metal layer (for example, aluminum) and an adhesive layer (for example, polypropylene and / or polyethylene) are laminated, and additionally a protective layer (for example, nylon and / or polyamide) is used. ) May be laminated.
  • the thickness dimension (that is, the wall thickness dimension) of the exterior body is not particularly limited, but is preferably 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, for example, 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness dimension of the exterior body the average value of the measured values at any 10 points is used.
  • the secondary battery is generally provided with an electrode terminal.
  • Such electrode terminals may be provided on at least one surface of the exterior body.
  • the electrode terminals of the positive electrode and the electrode terminals of the negative electrode may be provided on the same surface of the exterior body so as to be separated from each other.
  • the electrode terminal of the positive electrode and the electrode terminal of the negative electrode may be provided on different surfaces of the exterior body.
  • the electrode terminal of the positive electrode and the electrode terminal of the negative electrode may protrude from the same surface.
  • the electrode terminals on the positive electrode side and the negative electrode side may project from the side surface of the exterior body so as to project in a direction perpendicular to the direction in which the electrode layers are laminated.
  • the material of the electrode terminal is not particularly limited, and at least one selected from the group consisting of silver, gold, copper, iron, tin, platinum, aluminum, nickel, and stainless steel can be mentioned.
  • the electrode terminal may be composed of a single material or may be composed of a plurality of materials.
  • An electrode terminal made of a plurality of materials (hereinafter, also referred to as an “electrode terminal structure”) is composed of a rivet portion, an inner terminal, and a gasket portion.
  • the rivet portion and the inner terminal may be made of a material capable of achieving electron movement.
  • the rivet and inner terminals are each made of a conductive material such as silver, gold, copper, iron, tin, platinum, aluminum, nickel and / or stainless steel.
  • the gasket portion may be made of an insulating material.
  • the gasket portion is composed of an insulating polymer material such as polyester (eg, polyethylene terephthalate), polyimide, polyamide, polyamideimide, and / or polyolefin (eg, polyethylene and / or polypropylene).
  • the positive / negative electrode current collecting tab is electrically connected to the electrode terminal or the electrode terminal structure, and is electrically led out to the outside through the electrode terminal or the electrode terminal structure.
  • the electrode terminal structure is not particularly limited, but may be fitted and inserted into the through hole of the exterior body, for example.
  • the electrode terminal structure mainly includes a conductive rivet portion for leading the electrode to the outside, an outer gasket portion for preventing leakage of electrolyte while ensuring electrical insulation between the rivet portion and the exterior body. Includes an inner terminal to ensure electrical connection between the rivet and current collection tab, and an inner gasket to prevent electrolyte leakage while ensuring electrical insulation between the inner terminal and the exterior. It may be.
  • the positive / negative electrode current collecting tab may be connected to the electrode terminal or the electrode terminal structure. Further, the positive and negative electrode current collecting tabs may be electrically connected to the exterior body and electrically led out to the outside through the exterior body. For example, when the exterior body is a conductive hard case type exterior body, the current collecting tab may be in contact with the inside of the exterior body and electrically connected so as to be led out to the outside through the exterior body. It may be. In other words, the exterior body may be charged with a positive electrode or a negative electrode by being connected to the current collecting tab, and the current collecting tab is electrically led out from the electrode terminals provided on the exterior body. It may be.
  • the current collecting tab of one of the positive and negative electrodes is electrically connected to the electrode terminal structure, and the current collecting tab of the other electrode of the positive and negative electrodes is conductive. It is preferable that it is electrically connected to the inside of the hard case type exterior body.
  • any spacer used in the field of secondary batteries can be used.
  • the spacer is not particularly limited as long as it prevents electronic contact between the electrode assembly (particularly the electrode) and the exterior body (particularly the electrode terminal). Therefore, the spacer can also be referred to as an insulating member that prevents electronic contact between the electrode assembly and the exterior body (particularly the electrode terminals thereof).
  • the spacer may be, for example, plate-shaped as a whole.
  • Materials constituting the spacer include polyolefin (for example, polyethylene and / or polypyrropyrene), polystyrene, polyester (for example, polyethylene terephthalate and / or polybutylene terephthalate), polyvinyl chloride, acrylic polymer (for example, polymethylmethacrylate, etc.). ), And / or a polymer material such as polypropylene, and various insulating materials such as a rubber material such as nitrile rubber, urethane rubber, fluororubber and / or silicone rubber.
  • the spacer may have any form as long as contact between the electrode assembly and the exterior body can be prevented, and may have, for example, the form of a film, sheet, board or fabric (eg, non-woven fabric).
  • the secondary battery according to the present invention is a battery having an electrode assembly and an exterior body for accommodating the electrode assembly, and the form of a current collecting tab protruding from the electrode assembly and between members around the current collecting tab. It is characterized in terms of the positional relationship of.
  • the secondary battery comprises a spacer 4 located inside the exterior body 300 (310) between the electrode assembly 200 and the exterior body 300 (see FIG. 2).
  • the spacer 4 is, for example, a plate-shaped spacer, and such a spacer 4 is provided so as to partition a space between one side surface (particularly, the “end surface” described later) of the electrode assembly 200 and the exterior body 300.
  • the main surface of the spacer 4 may be sized so as to substantially cover one side surface of the electrode assembly 200.
  • the main surface of the plate-shaped spacer 4 may be substantially the same size as the end surface of one side surface of the electrode assembly 200 as a whole.
  • the secondary battery comprises a spacer 4 positioned between the end face 200'on which the current collecting tab of the electrode assembly 200 projects and the exterior body 300 (see FIG. 4).
  • the end face 200'of the electrode assembly 200 and the spacer 4 are separated from each other.
  • the spacer 4 is provided in non-contact with or away from the separator extending portion extending outside the positive electrode and the negative electrode.
  • a current collecting tab 6 having a bent shape that is, a positive electrode current collecting tab 61 and / or a negative electrode current collecting tab 62) is positioned between the electrode assembly 200 and the spacer 4 (FIGS.
  • the current collecting tab 6 extends so as to meander in the separated space between the electrode assembly and the spacer due to the bent shape.
  • the current collecting tab 6 serves as a cushioning material even when the secondary battery 400 undergoes fluctuations such as impact or heat. It works (for example, like a spring) and can prevent the electrode assembly 200 from colliding with the spacer 4. More simply, the current collector tab 6 can absorb, for example, the impact that can occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4. Therefore, a short circuit in the electrode assembly 200 can be more preferably prevented.
  • the "bent shape" in the present disclosure refers to the form of a current collecting tab that bends greatly so as to form a convex shape in a cross-sectional view.
  • the "bent shape” refers to a form in which the current collecting tabs protruding from the electrode assembly are bent and extended so as to be folded back in a cross-sectional view.
  • the current collecting tab 6 is directed from the electrode assembly 200 toward the spacer 4 when K 3 is viewed as a starting point, and then from the spacer 4 to the electrode with a bent portion K 1 as a boundary. It is bent toward the assembly 200. Further, in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the current collecting tab 6 has a portion K 2 forming a bent shape bent toward the electrode assembly 200 to the spacer 4.
  • the current collecting tabs protruding from the electrode assembly extend so as to meander in the separation space between the electrode assembly and the spacer.
  • the "bent shape” in the present disclosure may include a bent shape represented by a curved shape and / or a bent shape.
  • curved as shown in K 1 and K 2 in FIG. 4, in a cross-sectional view, a to flex bay-shaped (or arcuate) (i.e. to bend substantially curved), rounded It brings about bending and includes bending.
  • Bend is to bend at an acute angle (that is, to bend substantially linearly) in a cross-sectional view. From the viewpoint of improving shock absorption, the "bent shape” is preferably curved.
  • the bent shape of the current collecting tab may be a curved shape that bends in a bow shape, whereby the current collecting tab can more preferably absorb the impact that may occur between the pole assembly and the spacer.
  • the bent shape of the portion K 1 and K 2 which forms a bent shape is a curved shape.
  • the "bent shape” in the present disclosure is a "folded shape", a “substantially U-shaped (or substantially V-shaped) shape", a “curved shape having a maximum point", or an "acute angle”. It can also be called “bending shape”.
  • the current collecting tab 6 may have at least one bent shape in the gap between the electrode assembly 200 and the spacer 4.
  • the current collecting tabs 6 are formed in plurality (for example, two) (see FIGS. 4 and 5).
  • the elasticity of the current collecting tabs 6 (for example, spring elasticity) can be further improved, and the impact that can occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4 can be further increased. Can be absorbed.
  • the bending shape of the current collecting tab 6 is preferably 5 or less (that is, the positive electrode current collecting tab or the negative electrode current collecting tab is formed by the electrode assembly 200 and the spacer 4). It preferably has a bent portion of 2 or more and 5 or less in the gap space).
  • the current collecting tab 6 may have a portion K 0 having a bent shape so as to be convex in the thickness direction (see FIG. 6A). Further, the current collecting tab 6 may protrude from the electrode in the outermost layer of the electrode assembly 200 (see FIG. 6A). For example, the current collecting tab 6 may project outward from the outermost layer of the electrode assembly 200 in a direction orthogonal to the stacking direction of the assembly. Further, it may protrude from the electrode in the inner layer of the electrode assembly 200 (see FIG. 6B). That is, the current collecting tab 6 may protrude outward from the electrode of the non-outermost layer that does not form the outermost layer in the electrode assembly 200.
  • the current collector tab 6 projects from the electrode in the inner layer of the electrode assembly 200, it may have three bent shaped portions (ie, K 0 , K 1 and K 2 ) (see FIG. 6C). ..
  • the electrode assembly 200 may be a flat laminated electrode assembly, in which case the sub-current collecting tabs protruding from the respective electrodes may be bundled to form the current collecting tab 6 (see FIG. 6D).
  • FIG. 6D When such a plane-laminated electrode assembly 200 is used (see FIG. 1A), even if a current collecting tab 6 is provided separately from the tab for electrically connecting the electrodes in each of the positive electrode and the negative electrode. Good.
  • At least one of the positive and negative electrode current collecting tabs may have a bent shape between the electrode assembly and the spacer, and it is preferable that both the positive and negative electrode current collecting tabs have a bent shape. Since both the positive and negative current collecting tabs have a bent shape, both positive and negative current collecting tabs can be made elastic. In addition, a region for absorbing impact can be formed at different positions between the electrode assembly and the spacer. Thereby, the impact that may occur between the electrode assembly and the spacer can be more absorbed. Further, even when a shock or heat is applied to the secondary battery, the movement of the electrode assembly and the spacer (particularly, the electrode assembly rotates in the plane circumferential direction inside the exterior body) is more preferably prevented. be able to.
  • the positive electrode current collecting tab 61 has a bent shape between the electrode assembly 200 and the spacer 4 (see FIG. 4). Further, the negative electrode current collecting tab 62 has a bent shape between the electrode assembly 200 and the spacer 4 (see FIG. 5). That is, both the positive electrode current collecting tab 61 and the negative electrode current collecting tab 62 each have a bent shape in the “separated space” in which the same spacer is involved. As a result, it is possible to more effectively absorb the impact that may occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4 while taking into consideration the compactification of the secondary battery.
  • the bent portion of the current collector tab is in contact with the spacer. That is, the convex portion of the current collecting tab is in contact with the main surface of the spacer in cross-sectional view.
  • the bent portion of the current collecting tab comes into contact with the spacer, it becomes easier to more effectively absorb the impact that may occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4.
  • the current collecting tab 6 has a portion K 1 which forms a bent shape.
  • the bent-shaped portion K 1 is in contact with the spacer 4.
  • the current collecting tab may be in contact with the spacer as well as the separator between the electrode assembly and the spacer. That is, for example, as shown in FIG. 4, the current collecting tab protruding laterally from the electrode assembly is in contact with both the spacer and the separator while meandering due to the bent shape. This makes it easier to absorb the impact that may occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4, while considering the compactness of the secondary battery.
  • the current collecting tab is provided with at least two bent portions, one bent portion of the current collecting tab is in contact with the spacer, and the other bent portion of the current collecting tab is in contact with the separator. ing.
  • each or one of the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab it extends so as to meander due to the bending shape, and at least one of the two bending portions forming the meandering is in contact with the spacer. , The other is in contact with the separator.
  • the electrode assembly has a separator extending portion extending outward from the positive electrode and the negative electrode at the end face on which the current collecting tab protrudes, and forms a bent shape of the current collecting tab. Is in contact with the extending part of the separator.
  • the separator extending portion extends outward from the positive electrode layer and the negative electrode layer, particularly in a direction orthogonal to the stacking direction of the electrode assembly. It can be said that the portion where the separator extends beyond the ends of the electrode layers of the positive electrode layer and the negative electrode layer corresponds to the separator extending portion. In the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the electrode assembly 200 has a separator extending portion 30 extending so that the separator 3 protrudes from the positive electrode 1 and the negative electrode 2 at the end surface 200'where the current collecting tab 6 projects.
  • the bent portion K 2 of the current collecting tab 6 is in contact with the separator extending portion 30.
  • the folded-back portion of the bent-shaped portion may be in contact with the separator extending portion 30.
  • the separator extending portion 30 may have a structure in which a plurality of separators 3 are focused on each other (see FIGS. 4, 5 and 6A to 6D). Alternatively, the separator extending portion 30 may not have such focusing (see FIG. 6E), and the end of the separator extending portion 30 may be in contact with the bent portion of the current collecting tab. In the embodiment shown in FIG. 6E, the current collecting tab protruding from the electrode assembly extends so as to meander in the separation space between the electrode assembly (particularly the electrode assembly considered by removing the separator) and the spacer. ..
  • the bent-shaped portions K 1 and K 2 of the current collecting tab 6 are in contact with the spacer 4 and the separator extending portion 30, respectively (see FIG. 4 and the like).
  • the current collecting tab 6 can form a fulcrum so as to be sandwiched between the electrode assembly 200 and the spacer 4.
  • the elasticity of the current collecting tab 6 can be particularly improved, and the impact that may occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4 can be further absorbed.
  • the spacer may have an opening or recess for the current collecting tab.
  • the current collecting tab 6 can be extended from one side (that is, the electrode assembly 200 side) to the other side (that is, the exterior body 300 side) of the spacer 4 (see FIG. 4). That is, the current collecting tab 6 can be extended so as to straddle the spacer 4 through such an opening or a recess.
  • the current collecting tab meanders and extends in contact with the separator and spacer of the electrode assembly in the separation space between the electrode assembly and the spacer, and is further outside beyond the spacer. May be extended to. Such a form contributes to the compactification of the secondary battery and / or the prevention of interference between the current collecting tab and other battery components.
  • the current collecting tab extends from the surface on the electrode assembly side to the surface on the exterior body side so as to straddle both sides of the main surface of the spacer.
  • the current collecting tab 6 extends from the surface on the electrode assembly 200 side to the surface on the exterior body 300 side so as to straddle the main surface of the spacer 4.
  • the current collecting tabs may extend so as to be in contact with both opposing main surfaces of the spacer 4.
  • "extending so as to straddle both sides of the main surface of the spacer” means that the spacer extends at least 1/4 or more of the cross-sectional view dimension of the spacer 4 in the cross-sectional view of the secondary battery 400.
  • the current collecting tab and the spacer can be more preferably interfered with each other. Therefore, it becomes easy to prevent the spacer 4 from moving, and it becomes easy to reduce the impact that may occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4.
  • the electrode assembly 200 is a wound electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are wound (see FIG. 1B).
  • the separator extending portion 30 can have a structure focused toward the winding axis (see FIG. 4 and the like). Further, by laminating each separator 3 via a hollow portion (for example, an air layer), the separator extending portion 30 can provide cushioning property. This also makes it easier for the separator extending portion 30 to absorb the impact that may occur between the electrode assembly 200 and the spacer 4.
  • At least a part of the separator extending portion 30 has a bent shape that is convex toward the outer peripheral side of the winding (see FIG. 4 and the like). More specifically, at least a portion of the separator extending portion 30 has a portion K 3 forming a convex bent shape to the outer peripheral side of the wound. As a result, more hollow portions can be interposed between the separators 3, and the separator extending portion 30 can be particularly cushioned.
  • the "bent shape convex to the outer peripheral side” refers to a bent shape protruding from the inner peripheral side in the winding direction toward the outer peripheral side in a cross-sectional view.
  • the electrode assembly 200 has a converging portion 30B of the separator extending portion 30 is formed by focusing the portion K 2 forming the bent shape of the current collector tab 6 is in contact with the converging portion 30B (See FIG. 6F).
  • the "focusing portion 30B" is a portion in which the separator 3 is focused toward the winding axis of the electrode assembly 200, and is positioned at the center of the end face 200'of the electrode assembly 200. Since the fulcrum is formed in the central portion of the electrode assembly by contacting the bent portion with the focusing portion, the structural stability between the battery components can be further enhanced.
  • an insulating material is provided at least in a bent shape of the current collecting tab.
  • the elasticity of the current collecting tab is improved by the elasticity of the insulating material, and the impact can be absorbed more.
  • the insulation between the current collecting tab, the electrode assembly and the exterior body can be further improved.
  • an insulating material member particularly, an insulating material member forming a layer together with the tab
  • Insulating materials include, for example, insulating polymer materials such as polyester (eg, polyethylene terephthalate), polyimide, polyamide, polyamideimide, and / or polyolefin (eg, polyethylene and / or polypropylene). From the viewpoint of providing a more intended bent shape, the insulating material is preferably made of polypropylene.
  • polyester eg, polyethylene terephthalate
  • polyimide polyamide
  • polyamideimide polyamideimide
  • polyolefin eg, polyethylene and / or polypropylene
  • one of the main surfaces of the spacer is in contact with the electrode terminal structure of the exterior body. More specifically, in a cross-sectional view of the secondary battery 400, the exterior body 300 is provided with the electrode terminal structure 5', and the spacer 4 is in contact with the rivet portion 50 in the electrode terminal structure 5'(or , Attached to the rivet portion 50) (see FIG. 7). With such a configuration, it is possible to provide a space in which the current collecting tab can extend between the spacer 4 and the exterior body 300 while preventing the spacer 4 and the exterior body 300 from being displaced from each other.
  • the spacer 4 may have an adhesive layer, and the adhesive layer and the exterior body 300 may be in contact with each other (see FIG. 7). When the spacer 4 comes into contact with the exterior body 300 via the adhesive layer, it is possible to particularly prevent the spacer 4 and the exterior body 300 from being displaced from each other.
  • the exterior body further comprises an electrode terminal structure of either a positive electrode terminal or a negative electrode terminal, and a part of the current collecting tab is positioned between the spacer and the electrode terminal structure. ..
  • the adhesive layer provided on the main surface of the spacer 4 on the outer body 300 side is in contact with the rivet portion 50 of the electrode terminal structure 5'(see FIG. 7).
  • the electrode terminal structure 5 '(i.e., the positive terminal 5 1) is attached to the inner terminal 51 (see FIGS. 4 and 7) ..
  • one end extending to the exterior body 300 side of the negative electrode current collector tab 62 is attached to a position corresponding to the negative terminal 5 and second inner outer body 300 (see FIG. 5).
  • the length dimension of the current collecting tab is 1 mm or more and 30 mm or less.
  • the "length dimension" here refers to the length when the current collector tab is extended straight.
  • a bent shape particularly, a plurality of bent shapes
  • the current collecting tab can be made more elastic.
  • the length dimension is 30 mm or less
  • the length dimension of the current collecting tab is preferably 2 mm or more and 20 mm or less, for example, 5 mm or more and 10 mm or less.
  • the width dimension of the current collecting tab is 100 ⁇ m or more and 10 mm or less.
  • the width dimension is 100 ⁇ m or more, the current collecting tab can be made more elastic and rigid.
  • the width dimension is 10 mm or less, the secondary battery can be made more compact.
  • the handleability of the current collecting tab can be further improved.
  • the width dimension of the current collector tab is preferably 300 ⁇ m or more and 5 mm or less, for example, 500 ⁇ m or more and 2.5 mm or less.
  • the thickness dimension of the current collecting tab is 10 ⁇ m or more and 3 mm or less.
  • the thickness dimension is 10 ⁇ m or more, the current collecting tab can be made more elastic and rigid.
  • the thickness dimension is 3 mm or less, the secondary battery can be made more compact.
  • the handleability of the current collecting tab can be further improved.
  • the thickness dimension of the current collector tab is preferably 50 ⁇ m or more and 2 mm or less, for example, 70 ⁇ m or more and 1 mm or less.
  • the parameters related to the shape of the current collecting tab described above are the dimensions measured using a micrometer (Mitutoyo model number MDH-25MB) or a height gauge, or the dimensions thereof. You may point to the value calculated from.
  • the Young's modulus of the current collecting tab is 50 GPa or more and 300 GPa or less. When the Young's modulus is within such a range, the elasticity and rigidity can be made excellent while maintaining the handleability of the current collecting tab.
  • the Young's modulus of the current collector tab is preferably 60 GPa or more and 250 GPa or less, for example, 70 GPa or more and 200 GPa or less.
  • the Young's modulus of the current collecting tab described above may refer to a value measured by a method according to the JIS standard (JIS R 1602).
  • a desktop precision universal testing machine manufactured by Shimadzu Corporation, model number AGS-5kNX may be used for measuring Young's modulus.
  • the tensile strength of the current collecting tab is 50 N / mm 2 or more and 1000 N / mm 2 or less. When the tensile strength is within such a range, the current collecting tab can be made more difficult to break while maintaining the handleability of the current collecting tab.
  • the tensile strength of the current collector tabs it is 80 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less is preferable, for example, 100 N / mm 2 or more 600N / mm 2 or less.
  • the tensile strength of the current collecting tab may refer to a value measured by a method according to the JIS standard (JIS Z 2241).
  • the current collector tab comprises at least one selected from the group consisting of stainless steel, aluminum, nickel and copper. With such a configuration, it can be made more excellent in conductivity and elasticity.
  • the secondary battery according to the present invention can be manufactured by a manufacturing method including the following steps. That is, the method for manufacturing a secondary battery according to the present invention is a step of laminating or winding a positive electrode, a negative electrode and a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode to obtain a precursor of an electrode assembly (electrode assembly). Step), and a step of forming a current collecting tab so as to form a bent shape between the electrode assembly and the spacer while accommodating the electrode assembly and the spacer in the exterior body, and injecting an electrolyte into the exterior body (accommodation step). )including.
  • the positive electrode 1, the negative electrode 2, and the rectangular separator 3 are arranged in a predetermined order and laminated or wound to obtain a precursor of the electrode assembly.
  • the precursor of the electrode assembly may be a plane laminated electrode assembly 200 (see FIG. 1A) in which a positive electrode 1, a negative electrode 2 and a separator 3 are laminated in the thickness direction.
  • the precursor of the electrode assembly may be a wound electrode assembly 200 (see FIG. 1B) by winding the positive electrode 1, the negative electrode 2, and the separator 3. The assembly process of the wound electrode assembly will be described below.
  • the separators 3 having a shape are arranged in a predetermined order and wound around (see FIG. 9B). At the time of winding, by applying a predetermined tension to the separator 3, the separator 3 is focused toward the winding shaft P toward the tip of the separator extending portion (or approaches each other) as a precursor of the electrode assembly. The body is obtained.
  • the tension applied to the separator 3 at the time of winding is usually 0.1 N or more and 10 N or less, and preferably 0.5 N or more and 3.0 N or less from the viewpoint of focusing.
  • the dimensions of the separator 3 used are not particularly limited as long as the desired electrode assembly can be obtained.
  • the length dimension w1 in the width direction r of the separator 3 is usually preferably 105% or more and 400% or less, for example, 120% or more and 200% with respect to the length in the winding axis direction of the positive electrode 1 or the negative electrode. It is as follows (see FIG. 8). Further, for example, the length dimension w2 in the longitudinal direction s of the separator 3 may be appropriately determined according to the dimension of the target secondary battery (particularly, the number of turns of the electrode assembly).
  • the precursor of the wound electrode assembly may be formed into a substantially flat column shape by pressing in the diameter direction of the wound body, if desired.
  • a portion K in which the current collecting tab 6 (that is, the positive electrode current collecting tab 61 and the negative electrode current collecting tab 62) forms a bent shape that bends from the spacer 4 toward the electrode assembly 200. 1, and the electrode assembly 200 so as to form a portion K 2 forming the bent shape to bend toward the spacer 4, then trimmed to shape and advance provisional bend the collector tab 6, thereby cross the spacers 4 respectively.
  • the electrode assembly 200 and the spacer 4 are housed in the exterior body main body 310 (see FIG. 2).
  • an adhesive layer (not shown) provided on the main surface of the spacer 4 on the outer body 300 side is attached to the rivet portion 50 of the electrode terminal structure 5'(see FIG. 7).
  • fusing the inner terminal 51 of the exterior body 300 electrode terminal structure one end extending side 5 of the positive electrode current collector tab 61 '(i.e., the positive terminal 5 1) (see FIG. 4).
  • one end extending to the exterior body 300 side of the negative electrode current collector tab 62 is welded at a position corresponding to the negative terminal 5 and second inner outer body 300 (see FIG. 5).
  • the exterior body body 310 and the exterior body lid 320 are welded together (see FIG. 2).
  • the electrolyte may be injected from the injection port 7 and the injection port 7 may be closed with a sealing plug (not shown). Welding may be achieved by any method known in the field of secondary batteries, for example laser irradiation may be used.
  • the secondary battery according to the present invention can be used in various fields where storage is expected.
  • secondary batteries are used in the fields of electricity, information, and communication (for example, mobile phones, smartphones, laptop computers and digital cameras, activity meters, arm computers, and electronic papers) in which electric and electronic devices are used.
  • RFID tags card-type electronic money, electric / electronic equipment fields including small electronic devices such as smart watches or mobile equipment fields), home / small industrial applications (for example, electric tools, golf carts, home / nursing care / Industrial robots), large industrial applications (eg forklifts, elevators, bay port cranes), transportation systems (eg hybrids, electric vehicles, buses, trains, electric assisted bicycles, electric motorcycles, etc.) , Electric power system applications (for example, various power generation, road conditioners, smart grids, general household installation type power storage systems, etc.), medical applications (medical equipment fields such as earphone hearing aids), pharmaceutical applications (fields such as dose management systems) , Also, it can be used in the IoT field, space / deep sea applications (for example, fields such as space explorers and submersible research vessels).
  • IoT field space / deep sea applications (for example, fields such as space explorers and submersible research vessels).
  • the secondary battery according to the present invention can prevent a short circuit that may occur especially when an impact or heat is applied to the battery. Therefore, the secondary battery according to the present invention can be particularly preferably used for mobile device applications where impact or heat can be applied from all directions.
  • Electrode terminal 5 1 positive electrode terminal 5 2: negative electrode terminal 5 ': electrode terminal structure 50: rivet 51: inner terminal 52: gasket 6: electrode tabs 61: positive electrode current collector tab 62: negative electrode current collector tab 63: insulating material 7 : Electrode injection port 8: Opening 100: Electrode constituent unit 200: Electrode assembly 200': End face on which the current collecting tab protrudes 300: Exterior body 310: Exterior body body 320: Exterior body lid 400: Secondary battery

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Abstract

正極、負極およびそれらの間に配置されたセパレータを含む電極組立体ならびに電解質が外装体に封入された二次電池が提供される。本発明の二次電池では、電極組立体と外装体との間に位置付けられるスペーサを有して成り、電極組立体が、その同一の端面から突出する正極および負極の集電タブを有して成る。スペーサは、前記電極組立体における集電タブが突出する端面と外装体との間に位置付けられているところ、電極組立体とスペーサとの間で、正極および負極の集電タブの少なくとも一方が屈曲形状を成している。

Description

二次電池
　本発明は二次電池に関する。
　二次電池は、いわゆる蓄電池ゆえ充電・放電の繰り返しが可能であり、様々な用途に用いられている。例えば、携帯電話、スマートフォンおよびノートパソコンなどのモバイル機器に二次電池が用いられている。
　二次電池は一般的に外装体内に電極組立体が収容された構造を有する。つまり、二次電池では、ケースとなる外装体に対して電極体が収容されている。
特開２００３－２４２９５７号公報
　本願発明者は、従前の二次電池では克服すべき課題があることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者は見出した。
　二次電池は、一般的に、正極、負極およびそれらの間に配置されたセパレータを含む電極組立体、ならびに電解質が外装体に封入された構造を有する。電極組立体は、当該電極組立体における同一の端面から突出する正極および負極の集電タブを有している。また、かかる電極組立体と外装体との間に、それらの部材間の絶縁のためのスペーサが設けられている（例えば、特許文献１）。
　図１０に示す例示態様でいえば、電極組立体２００の端面２００’において、集電タブ６が突出している。電極組立体２００と外装体３００との絶縁のために、端面２００’に近接してスペーサ４が設けられている。かかるスペーサ４には、集電タブ６を通すための開口部８が設けられている。集電タブ６はスペーサ４の開口部８を横切り、スペーサ４と外装体３００との間に位置付けられている。
　このような構成の二次電池では、衝撃または熱が加わった場合に、電極組立体２００がスペーサ４に衝突し、短絡する虞がある。
　本発明はかかる課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の主たる目的は、短絡防止の点でより好適な二次電池を提供することである。
　本発明は、正極、負極および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ならびに電解質が外装体に封入された二次電池であって、電極組立体と外装体との間に位置付けられるスペーサを有して成り、電極組立体が、当該電極組立体における同一の端面から突出する正極および負極の集電タブを有して成り、スペーサが、電極組立体における集電タブが突出する端面と外装体との間に位置付けられ、電極組立体とスペーサとの間で正極および負極の集電タブの少なくとも一方が屈曲形状を成している二次電池に関する。
　本発明に係る二次電池は、短絡防止の点でより好適な構造を有する。
　具体的には、本発明に係る二次電池において、電極組立体とスペーサとの間で正極および負極の集電タブの少なくとも一方が屈曲形状を成している。換言すると、電極組立体とスペーサとの間の空間に屈曲形状を有する集電タブが位置付けられている。それによって、二次電池に熱および／または衝撃などが加わった場合でも、集電タブが緩衝材として働き、電極組立体とスペーサとの衝突を防止することができる。したがって、電極組立体における短絡をより好適に防止できる。
図１Ａおよび図１Ｂは、電極組立体の模式的断面図（図１Ａ：非巻回の平面積層型電池、図１Ｂ：巻回型電池）を示す。 図２は、本発明に係る二次電池の模式的な斜視展開図を示す。 図３は、本発明に係る二次電池の模式的な斜視図を示す。 図４は、図３におけるａ－ａ’線に沿った二次電池の模式的断面図を示す。 図５は、図３におけるｂ－ｂ’線に沿った二次電池の模式的断面図を示す。 図６Ａ～図６Ｆは、本発明に係る集電タブの種々の態様の模式図を示す。 図７は、図３におけるｃ－ｃ’線に沿った二次電池の模式的断面図を示す。 図８は、本発明に係る二次電池を構成する電極組立体の構成部材を説明するための模式的斜視図を示す。 図９Ａおよび図９Ｂは、本発明に係る二次電池を構成する電極の組立方法を説明するための模式的斜視図を示す。 図１０は、従来技術に係る二次電池の模式的断面図を示す。
　以下では、本発明の一実施形態に係る二次電池をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。
　本明細書で直接的または間接的に説明される“厚み”の方向は、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づいている。例えば扁平状電池などの「板状に厚みを有する二次電池」でいえば、“厚み”の方向は、かかる二次電池の板厚方向に相当する。
　本明細書において「断面視」は、二次電池の厚み方向に沿って切り取って得られる対象物の仮想断面に基づいている。例えば、二次電池を構成する電極層の積層方向に基づく厚み方向と、電極層が電極端子の位置する方向へと延在する長手方向とが構成する面に沿って切り取ったような断面に基づいている。端的にいえば、図４などに示される二次電池の断面の形態に基づいている。
［本発明に係る二次電池の基本構成］
　本発明は二次電池を提供する。本明細書中、「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」などの電気化学デバイスも包含し得る。
　本発明に係る二次電池は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成単位を有する電極組立体を備えている。図１Ａおよび図１Ｂには電極組立体２００を例示している。図示されるように、正極１と負極２とはセパレータ３を介して積み重なって電極構成単位１００を成している。かかる電極構成単位が少なくとも１つ以上積層して電極組立体が構成されていたり（図１Ａ参照）、あるいは、電極構成単位が巻回することで電極組立体が構成されたりする（図１Ｂ参照）。二次電池では、そのような電極組立体が電解質（例えば非水電解質）と共に外装体に封入されている。
　正極は、少なくとも正極材層および正極集電体（例えば層形態を成す正極集電体）から構成されている。正極では正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられており、正極材層には電極活物質として正極活物質が含まれている。例えば、電極組立体における複数の正極は、それぞれ、正極集電体の両面に正極材層が設けられていてよいし、あるいは、正極集電体の片面にのみ正極材層が設けられていてよい。二次電池のさらなる高容量化の観点でいえば正極は正極集電体の両面に正極材層が設けられていることが好ましい。
　負極は、少なくとも負極材層および負極集電体（例えば層形態を成す負極集電体）から構成されている。負極では負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられており、負極材層には電極活物質として負極活物質が含まれている。例えば、電極組立体における複数の負極は、それぞれ、負極集電体の両面に負極材層が設けられていてよいし、あるいは、負極集電体の片面にのみ負極材層が設けられていてよい。二次電池のさらなる高容量化の観点でいえば負極は負極集電体の両面に負極材層が設けられていることが好ましい。
　正極および負極に含まれる電極活物質、即ち、正極活物質および負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層に含まれる正極活物質」および「負極材層に含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極と負極との間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層および負極材層は特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、非水電解質を介してリチウムイオンが正極と負極との間で移動して電池の充放電が行われる非水電解質二次電池となっていることが好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、本発明に係る二次電池は、いわゆるリチウムイオン電池に相当し、正極および負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有している。
　正極材層の正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダーが正極材層に含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層に含まれていてもよい。同様にして、負極材層の負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層に含まれていてもよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層および負極材層はそれぞれ「正極合材層」および「負極合材層」などと称すこともできる。
　正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であってよい。つまり、本実施態様に係る二次電池の正極材層においては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものである。そのような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
　正極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド－テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。正極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維などの炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀などの金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。ある例示態様では正極材層のバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別のある例示態様では正極材層の導電助剤はカーボンブラックである。さらに別の例示態様では、正極材層のバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっている。
　正極材層の厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、１μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、例えば５μｍ以上２００μｍ以下である。正極材層の厚み寸法は二次電池内部での厚みであって、任意の１０箇所における測定値の平均値が用いられる。
　負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。
　負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（例えば天然黒鉛および／もしくは人造黒鉛）、ハードカーボン、ソフトカーボン、ならびに／またはダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体との接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金である。そのような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていてよい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。ある例示態様では負極材層の負極活物質が人造黒鉛となっている。
　負極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。より好適な実施態様では負極材層に含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっている。負極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維などの炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀などの金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層には、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。
　ある例示態様では、負極材層における負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっている。
　負極材層の厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、１μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、例えば５μｍ以上２００μｍ以下である。負極材層の厚み寸法は二次電池内部での厚みであって、任意の１０箇所における測定値の平均値が用いられる。
　正極および負極に用いられる正極集電体および負極集電体は電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。そのような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタルなどである。正極に用いられる正極集電体は、アルミニウム、ステンレス鋼およびニッケルなどから成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔である。一方、負極に用いられる負極集電体は、銅、ステンレス鋼およびニッケルなどから成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔である。
　セパレータは、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータは、正極と負極との間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータは多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータとして用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみ又はポリプロピレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータは、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面は無機粒子コート層および／または接着層などにより覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。
　セパレータの厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、例えば５μｍ以上２０μｍ以下である。セパレータの厚み寸法は二次電池内部での厚み（特に正極と負極との間での厚み）であって、任意の１０箇所における測定値の平均値が用いられる。
　本発明に係る二次電池では、正極、負極およびセパレータを含む電極組立体が電解質と共に外装体に封入されている。電解質は電極（正極・負極）から放出された金属イオンの移動を助力する。電解質は有機電解質および有機溶媒などの“非水系”の電解質であってもよく、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。ある例示態様において、本発明に係る二次電池は、電解質として“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質が用いられた非水電解質二次電池となっている。
　具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。本発明の１つの例示態様では、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。具体的な非水電解質の溶質としては、例えば、ＬｉＰＦ６および／またはＬｉＢＦ４などのＬｉ塩が用いられてよい。
　集電タブとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電タブが使用可能である。集電タブは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常は銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケル、および／またはステンレス鋼などの導電性材料から構成される。集電タブの形態は特に限定されず、例えば、線状であってもよいし、または板状であってもよい。正極側および負極側の集電タブ（以下では総称的に「正負極の集電タブ」とも称する）は、電極組立体のいずれの面から突出していてよい。正負極の集電タブは、互いに電極組立体の別の面から突出していてよく、あるいはそれぞれ同一の面から突出していてもよい。二次電池のコンパクト化の観点から、正負極の集電タブは、同一の面から突出していることが好ましい。つまり、正極集電タブと負極集電タブとが、互いに電極組立体の同一の端面（すなわち同一側面）から突出するように延在していてよい。
　外装体は通常、ハードケースであり、本体部および蓋部などの２つの部材から成っていてよい。例えば、外装体が本体部および蓋部から構成される場合、本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質および集電タブ、ならびに所望により電極端子などが収容された後、密封される。外装体の密封方法としては、特に限定されず、例えば、レーザー照射法などが挙げられる。
　外装体の本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は、電子の移動が達成され得る導電性材料であってもよいし、または電子の移動が達成され得ない絶縁材料であってもよい。外装体の材料は、電極取り出しの観点から、導電性材料であることが好ましい。
　導電性材料としては、例えば銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケルおよび／またはステンレス鋼などの導電性材料が挙げられる。絶縁材料としては、例えば、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ならびに／またはポリオレフィン（例えば、ポリエチレンおよび／もしくはポリプロピレン）などの絶縁ポリマー材料が挙げられる。
　上述した導電性および剛性の観点から、本体部および蓋部はともに、ステンレス鋼から構成されていてよい。なお、ステンレス鋼とは、「ＪＩＳ Ｇ ０２０３　鉄鋼用語」に規定されている通り、クロムまたはクロムとニッケルとを含有させた合金鋼で、一般にはクロム含有量が全体の約１０．５％以上の鋼をいう。そのようなステンレス鋼としては、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼および／または析出硬化系ステンレス鋼が挙げられる。
　外装体の本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定される。例えば、電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動が防止される程度の寸法を外装体が有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、衝撃などによる電極組立体の損傷を防止し、二次電池の安全性が向上することができる。
　外装体はラミネートフィルムからなるパウチなどのフレキシブルケースであってもよい。ラミネートフィルムとしては、少なくとも金属層（例えば、アルミニウムなど）と接着層（例えば、ポリプロピレンおよび／またはポリエチレンなど）とが積層される構成であり、付加的に保護層（例えば、ナイロンおよび／またはポリアミドなど）が積層される構成であってもよい。
　外装体の厚み寸法（すなわち、肉厚寸法）は、特に制限されるわけではないが、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、例えば５０μｍ以上１００μｍ以下である。外装体の厚み寸法は、任意の１０箇所における測定値の平均値が用いられる。
　二次電池には、一般に電極端子が設けられている。かかる電極端子は、外装体の少なくとも１つの面に設けられてよい。例えば、外装体における同一面に正極の電極端子と負極の電極端子とが互いに離間して設けられてよい。または、正極の電極端子と負極の電極端子とが互いに外装体の別の面に設けられてもよい。二次電池のコンパクト化の観点から、正極の電極端子および負極の電極端子が、同一の面から突出していてよい。具体的には、電極層が積層する方向に対して垂直な方向に突出するように、外装体の側面から正極側および負極側の電極端子が突出していてよい。
　電極端子は、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。電極端子の材質としては、特に制限するわけではないが、銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケルおよびステンレス鋼から成る群から選択される少なくとも一種を挙げることができる。
　電極端子は、単一の材料から構成されてよく、複数の材料から構成されてもよい。複数の材料から構成される電極端子（以下、「電極端子構造体」とも称す）は、リベット部、内側端子およびガスケット部から成る。
　リベット部および内側端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されていればよい。例えば、リベット部および内側端子は、それぞれ、銀、金、銅、鉄、スズ、プラチナ、アルミニウム、ニッケルおよび／またはステンレス鋼などの導電性材料から構成される。ガスケット部は、絶縁材料から構成されていればよい。例えば、ガスケット部は、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ならびに／またはポリオレフィン（例えば、ポリエチレンおよび／もしくはポリプロピレン）などの絶縁ポリマー材料から構成される。
　正負極の集電タブは、電極端子または電極端子構造体に電気的に接続され、かかる電極端子または電極端子構造体を介して、外部へと電気的に導出されている。
　電極端子構造体は、特に限定されないが、例えば、外装体の貫通孔に、嵌合して挿通されていてもよい。電極端子構造体は、主として電極を外部に導出するための導電性のリベット部、かかるリベット部と外装体との電気的な絶縁を確保しつつ、電解質の漏出を防止するための外側ガスケット部、リベット部と集電タブとの電気的接続を確保するための内側端子、およびかかる内側端子と外装体との電気的な絶縁を確保しつつ、電解質の漏出を防止するための内側ガスケット部を含んでもよい。
　正負極の集電タブは、電極端子または電極端子構造体に接続されてよい。また、正負極の集電タブは、外装体に電気的に接続され、かかる外装体を介して外部へと電気的に導出されるようになっていてもよい。例えば外装体が導電性ハードケース型外装体である場合、集電タブは外装体の内側と接触して電気的に接続されていてよく、かかる外装体を介して外部へと導出されるようになっていてもよい。換言すると、外装体が集電タブと接続されることで正極または負極の電荷を帯びてよく、また、外装体に設けられた電極端子から集電タブが外部へと電気的に導出されるようになっていてもよい。
　二次電池のコンパクト化および電圧バランス化の観点から、正負極いずれか一方の電極の集電タブが電極端子構造体に電気的に接続され、正負極の他方の電極の集電タブが導電性ハードケース型外装体の内側に電気的に接続されていることが好ましい。
　スペーサとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆるスペーサが使用可能である。スペーサは、例えば、電極組立体（特に電極）と外装体（特に電極端子）との間の電子的接触を防止する限り、特に限定されない。よって、スペーサは、電極組立体と外装体（特にその電極端子）との間の電子的接触を防止する絶縁部材と称すこともできる。スペーサは、全体として例えば板状となっていてよい。スペーサを構成する材料としては、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレンおよび／もしくはポリピロピレンなど）、ポリスチレン、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレートおよび／もしくはポリブチレンテレフタレートなど）、ポリ塩化ビニル、アクリルポリマー（例えば、ポリメチルメタクリレートなど）、ならびに／または、ポリカーボネートなどのポリマー材を挙げることができるほか、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムおよび／またはシリコーンゴムなどのゴム材などの種々の絶縁性材料が挙げることができる。スペーサは電極組立体と外装体との接触が防止され得る限り、あらゆる形態を有していてもよく、例えば、フィルム、シート、ボードまたは生地（例えば不織布）の形態を有していてもよい。
［本発明に係る二次電池の特徴］
　本発明に係る二次電池は、電極組立体、およびそれを収容する外装体を有して成る電池であるところ、電極組立体から突出する集電タブの形態およびかかる集電タブ周辺における部材間の位置関係の点で特徴を有する。
　具体的には、本発明に係る二次電池において、電極組立体とスペーサとの間で正負極の集電タブの少なくとも一方が屈曲形状を成している。つまり、電極組立体とスペーサとは互いに離隔しており、その離隔空間において集電タブの少なくとも一方が屈曲形状を有している。電極組立体とスペーサとの間に形成される局所的空間で正負極の集電タブの少なくとも一方が屈曲状に延在しているともいえる。図示する例示態様でいえば、二次電池は、外装体３００（３１０）内部において、電極組立体２００と外装体３００との間に位置付けられるスペーサ４を有して成る（図２参照）。スペーサ４は、例えば、板状のスペーサであり、そのようなスペーサ４が、電極組立体２００の一側面（特に、後述する“端面”）と外装体３００との間の空間を仕切るように設けられている。スペーサ４の主面は、電極組立体２００の一側面を略カバーできるようなサイズであってよい。例えば図２から分かるように、板状のスペーサ４の主面は、全体として、電極組立体２００の一側面の端面のサイズと略同じサイズになっていてよい。
　このようなスペーサは、外側へと突出する集電タブを備える端面２００’に対して設けられている。より具体的には、二次電池は、電極組立体２００における集電タブが突出する端面２００’と外装体３００との間に位置付けられるスペーサ４を有して成る（図４参照）。電極組立体２００の端面２００’とスペーサ４とは互いに離隔している。図示する態様から分かるように、正極および負極よりも外側に延在しているセパレータ延在部とは非接触に又はそれから離れてスペーサ４が設けられている。ここで、電極組立体２００とスペーサ４との間に屈曲形状を有する集電タブ６（すなわち、正極集電タブ６１および／または負極集電タブ６２）が位置付けられている（図４および図５参照）。つまり、断面視において、電極組立体とスペーサとの間の離隔空間で集電タブ６が屈曲形状に起因して蛇行するように延在している。このように電極組立体２００とスペーサ４との間で集電タブ６が屈曲形状を有すると、二次電池４００に衝撃または熱などの変動が生じた場合でも、集電タブ６が緩衝材として（例えば、バネのように）働き、電極組立体２００とスペーサ４との衝突を防止することができる。より平易にいうと、集電タブ６は、例えば電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃を吸収することができる。したがって、電極組立体２００における短絡をより好適に防止できる。
　本開示における「屈曲形状」とは、広義には、断面視において、凸状を成すように大きく曲がる集電タブの形態を指している。狭義には、「屈曲形状」は、断面視において、電極組立体から突出する集電タブが折り返すように曲がって延在する形態を指している。図４に示す例示態様でいえば、集電タブ６は、Ｋ３を始点としてみた場合、電極組立体２００からスペーサ４に向かい、その後屈曲形状を成す部分Ｋ１を境に、スペーサ４から電極組立体２００に向かって曲がっている。また、図４に示す例示態様では、集電タブ６は、電極組立体２００からスペーサ４に向かって曲がる屈曲形状を成す部分Ｋ２を有している。このような例示態様から分かるように、電極組立体から突出する集電タブが、電極組立体とスペーサとの離隔空間において蛇行するように延在している。
　本開示における「屈曲形状」は、湾曲状および／または折曲状に代表される屈曲形状を包含し得る。「湾曲状」とは、図４におけるＫ１およびＫ２に示すように、断面視において、湾状（または弓状）に曲がること（すなわち略曲線的に曲がること）であって、丸みを帯びた曲がりをもたらし、撓曲も包含する。「折曲状」は、断面視において、鋭角に折れ曲がること（すなわち略直線的に曲がること）である。衝撃吸収性の向上の観点から、「屈曲形状」は、湾曲状を成していることが好ましい。つまり、集電タブの屈曲形状は、弓状に曲がる湾曲形状であってよく、それによって、極組立体とスペーサとの間に生じ得る衝撃を集電タブがより好適に吸収することができる。図４に示す例示態様でいえば、屈曲形状を成す部分Ｋ１およびＫ２における屈曲形状が湾曲状を成している。
　図示する態様から分かるように、本開示における「屈曲形状」は、「折返し形状」、「略Ｕ字（または略Ｖ字）形状」、「極大点を有する曲線形状」または「鋭角を成して曲がる形状」などと称すことも可能である。
　集電タブ６は、電極組立体２００とスペーサ４との隙間で少なくとも１つの屈曲形状を成していればよい。好ましくは、集電タブ６は、複数（例えば、２つ）成している（図４および図５参照）。集電タブ６が複数の屈曲形状を成すことで、集電タブ６の弾性（例えば、バネ弾性）をより向上させることができ、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃をより吸収することができる。二次電池のコンパクト化の観点から、かかる集電タブ６における屈曲形状は５つ以下であることが好ましい（つまり、正極集電タブまたは負極集電タブは、電極組立体２００とスペーサ４との隙間空間で好ましくは２以上５以下の屈曲部を有している）。
　例えば、二次電池４００の断面視において、集電タブ６は、厚み方向に凸となるように屈曲形状を成す部分Ｋ０を有していてよい（図６Ａ参照）。また、集電タブ６は、電極組立体２００の最外層における電極から突出してよい（図６Ａ参照）。例えば、電極組立体２００の最外層から当該組立体の積層方向に直交する方向に外側へと集電タブ６が突出していてよい。さらには、電極組立体２００の内層における電極から突出してもよい（図６Ｂ参照）。つまり、電極組立体２００において最外層を成していない非最外層の電極から外側に向けて集電タブ６が突出していてよい。集電タブ６が電極組立体２００の内層における電極から突出している場合、３つの屈曲形状を成す部分（すなわち、Ｋ０、Ｋ１およびＫ２）を有していてもよい（図６Ｃ参照）。電極組立体２００は平面積層型電極組立体であってよく、その場合、各電極から突出したサブ集電タブを結束して集電タブ６を成していてよい（図６Ｄ参照）。このような平面積層型の電極組立体２００が用いられる場合（図１Ａ参照）、正極および負極の各々において、電極間を電気的に接続するタブとは別個に集電タブ６が設けられてもよい。
　正負極の集電タブの少なくとも一方は、電極組立体とスペーサとの間において屈曲形状を成していればよく、正負極の集電タブの両方が屈曲形状を成していることが好ましい。正負極の集電タブの両方が屈曲形状を成していることで、双方の集電タブに弾性を持たせることができる。また、電極組立体とスペーサとの間の異なる位置において、衝撃を吸収する領域を形成することができる。それによって、電極組立体とスペーサとの間に生じ得る衝撃をより吸収することができる。さらに、二次電池に衝撃または熱が加わった場合でも、電極組立体とスペーサとが移動すること（特に外装体内部で電極組立体が平面視周方向に回転すること）をより好適に防止することができる。
　図示する例示態様で言えば、正極集電タブ６１が電極組立体２００とスペーサ４との間において屈曲形状を成している（図４参照）。また、負極集電タブ６２が電極組立体２００とスペーサ４との間において屈曲形状を成している（図５参照）。つまり、同一スペーサが関与する“離隔空間”において正極集電タブ６１と負極集電タブ６２との双方がそれぞれ屈曲形状を成している。これにより、二次電池のコンパクト化も加味しつつも、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃などをより効果的に吸収することができる。
　一実施形態では、集電タブの屈曲形状を成す部分がスペーサと接している。つまり、断面視にて集電タブの凸状部分がスペーサの主面と接している。集電タブの屈曲形状を成す部分がスペーサと接することで、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃などをより効果的に吸収し易くなる。図４に示す例示態様でいえば、集電タブ６は屈曲形状を成す部分Ｋ１を有している。ここで、屈曲形状を成す部分Ｋ１がスペーサ４と接している。
　本発明の二次電池では、電極組立体とスペーサとの間において、集電タブがスペーサに接すると共に、セパレータにも接していてよい。つまり、例えば図４に示すように、電極組立体から側方に突出する集電タブが屈曲形状に起因して蛇行しつつスペーサおよびセパレータの双方に接している。これにより、二次電池のコンパクト化も考慮しつつも、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃などを吸収し易くなる。ある好適な態様では、集電タブの屈曲形状を成す部分が少なくとも２つ設けられており、集電タブの一方の屈曲部分がスペーサと接し、その集電タブの他方の屈曲部分がセパレータと接している。つまり、正極集電タブおよび負極集電タブの各々またはいずれか一方において、屈曲形状に起因して蛇行するように延在しており、その蛇行を成す少なくとも２つの屈曲部の一方がスペーサと接し、他方がセパレータと接している。このように互いに別個の屈曲部によって集電タブがスペーサとセパレータとに接することで、二次電池のコンパクト化を図りつつ、電極組立体とスペーサとの間に生じ得る衝撃などをより効果的に吸収し易くなる。
　一実施形態では、電極組立体は、集電タブが突出する端面において、セパレータが正極および負極よりも外側に延在しているセパレータ延在部を有し、集電タブの屈曲形状を成す部分がかかるセパレータ延在部と接している。セパレータ延在部は、特に電極組立体の積層方向に直交する方向において、正極層および負極層よりも外側に延在している。正極層および負極層の電極層の端部を超えてセパレータが延在している部分がセパレータ延在部に相当するといえる。図４に示す例示態様でいえば、電極組立体２００は、集電タブ６が突出する端面２００’において、セパレータ３が正極１および負極２から突出するように延在するセパレータ延在部３０を有している。ここで、集電タブ６の屈曲形状を成す部分Ｋ２がセパレータ延在部３０と接している。図４に示すように、屈曲形状を成す部分のうち折返し箇所がセパレータ延在部３０と接していてよい。
　上述のような構成とすることで、屈曲形状を成す部分Ｋ１および／またはＫ２が支点となり、集電タブ６の弾性を向上させることができる。それによって、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃をより吸収することができる。セパレータ延在部３０は、複数のセパレータ３が互いに集束した構造を有していてよい（図４、図５および図６Ａ～Ｄ参照）。あるいは、セパレータ延在部３０は、そのような集束を有していなくてもよく（図６Ｅ参照）、セパレータ延在部３０の端が集電タブの屈曲部分と接していてもよい。図６Ｅに示す態様では、電極組立体から突出する集電タブが、電極組立体（特にセパレータを除して考えた電極組立体）とスペーサとの離隔空間において蛇行するように延在している。
　より好適な実施形態では、集電タブ６の屈曲形状を成す部分Ｋ１およびＫ２が、スペーサ４およびセパレータ延在部３０とそれぞれ接している（図４など参照）。そのような構成とすることで、集電タブ６が、電極組立体２００およびスペーサ４に挟まれるように、それぞれ支点を形成することができる。それによって、集電タブ６の弾性を特に向上させ、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃をより一層吸収することができる。
　スペーサは、集電タブのための開口部または凹部を有していてもよい。それによって、スペーサ４における一方の側（すなわち、電極組立体２００側）から他方の側（すなわち、外装体３００側）へと、集電タブ６を延在させることができる（図４参照）。つまり、そのような開口部または凹部を介して集電タブ６がスペーサ４を跨ぐように延在させることができる。図４の断面視に示すように、集電タブは、電極組立体とスペーサとの離隔空間で電極組立体のセパレータおよびスペーサに接しつつ蛇行して延在すると共に、当該スペーサを超えてより外側へと延在していてよい。このような形態は、二次電池のコンパクト化に寄与し、および／または、集電タブと他の電池構成部材との干渉防止などに寄与する。
　一実施形態では、集電タブは、スペーサの主面の両側に跨がるように電極組立体側の面から外装体側の面まで延在している。図４に示す例示態様でいえば、集電タブ６がスペーサ４の主面に跨がるように電極組立体２００側の面から外装体３００側の面まで延在している。例えば、スペーサ４の対向する両主面にそれぞれ接するように集電タブが延在していてよい。ここで、「スペーサの主面の両側に跨がるように延在する」とは、二次電池４００の断面視において、スペーサ４の断面視寸法の少なくとも１／４以上に及ぶように、スペーサ４の主面の両側に延在していることを指す。そのような構成とすることで、集電タブとスペーサとをより好適に干渉させることができる。よって、スペーサ４が移動することを防止し易くなり、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃を減じ易くなる。
　一実施形態では、電極組立体２００は、正極、負極およびセパレータが巻回されている巻回型電極組立体である（図１Ｂ参照）。電極組立体２００が巻回されて成ることで、セパレータ延在部３０を巻回軸に向かって集束した構造とすることができる（図４など参照）。また、各セパレータ３が中空部分（例えば空気層）を介して積層することで、セパレータ延在部３０によりクッション性をもたせることができる。それによっても、セパレータ延在部３０が、電極組立体２００とスペーサ４との間に生じ得る衝撃を吸収し易くなる。
　一実施形態では、セパレータ延在部３０の少なくとも一部が、巻回の外周側に凸な屈曲形状を成している（図４など参照）。より具体的には、セパレータ延在部３０の少なくとも一部で、巻回の外周側に凸な屈曲形状を成す部分Ｋ３を有している。それによって、各セパレータ３間により多くの中空部分を介在させることができ、セパレータ延在部３０に特にクッション性をもたせることができる。ここで、「外周側に凸な屈曲形状」とは、断面視において、巻回方向の内周側から外周側に向かって突き出た屈曲形状を指す。
　一実施形態では、電極組立体２００は、セパレータ延在部３０が集束して成る集束部分３０Ｂを有しており、集電タブ６の屈曲形状を成す部分Ｋ２が集束部分３０Ｂと接している（図６Ｆ参照）。ここで、「集束部分３０Ｂ」とは、セパレータ３が電極組立体２００の巻回軸に向かって集束されている部分であり、電極組立体の端面２００’の中心部に位置付けられる。屈曲形状を成す部分がかかる集束部分と接することによって、電極組立体の中心部分に支点が形成されるため、電池構成部材間の構造安定性をより高めることができる。
　一実施形態では、集電タブにおいて少なくとも屈曲形状を成す部分に絶縁材が設けられている。そのような構成とすることで、絶縁材の弾性により集電タブの弾性が向上し、衝撃をより吸収することができる。また、集電タブ、電極組立体および外装体間の絶縁性をより高めることができる。例えば、断面視において、集電タブの屈曲部の内側部分および／または外側部分に絶縁材の部材（特にタブと共に層状を成す絶縁材の部材）が設けられてよい。絶縁材としては、例えば、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ならびに／またはポリオレフィン（例えば、ポリエチレンおよび／もしくはポリプロピレン）などの絶縁ポリマー材料が挙げられる。より意図した屈曲形状を持たせる観点から、絶縁材はポリプロピレンから成ることが好ましい。
　一実施形態では、スペーサの主面の一方が、外装体の電極端子構造体と接している。より具体的には、二次電池４００の断面視において、外装体３００に電極端子構造体５’が設けられており、スペーサ４が電極端子構造体５’におけるリベット部５０と接している（または、リベット部５０に取り付けられている）（図７参照）。そのような構成とすることで、スペーサ４と外装体３００との位置ズレを防止しつつ、スペーサ４と外装体３００との間に集電タブが延在し得る空間を設けることができる。
　より好適な実施形態では、スペーサ４が接着層を有して成り、接着層と外装体３００とが接していてよい（図７参照）。スペーサ４が接着層を介して外装体３００と接することで、スペーサ４と外装体３００との位置ズレを特に防止することができる。
　一実施形態では、外装体は、正極端子および負極端子のいずれか一方の電極端子構造体をさらに有して成り、集電タブの一部が、スペーサと電極端子構造体との間に位置付けられる。図示する例示態様でいえば、スペーサ４の外装体３００側の主面に設けた接着層が、電極端子構造体５’のリベット部５０と接している（図７参照）。また、正極集電タブ６１の外装体３００側に延在する一端が、電極端子構造体５’（すなわち、正極端子５１）の内側端子５１に取り付けられている（図４および図７参照）。同様に、負極集電タブ６２の外装体３００側に延在する一端が、外装体３００内側の負極端子５２に対応する位置に取り付けられている（図５参照）。そのような構成とすることで、スペーサおよび集電タブが外装体にそれぞれ固定されることとなり、それらの間の位置ズレをさらにより一層防止することができる。
　一実施形態では、集電タブの長さ寸法は、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。ここでいう「長さ寸法」は、集電タブを真っ直ぐに伸ばした際の長さのことを指している。長さ寸法が１ｍｍ以上であると、より容易に屈曲形状（特に、複数の屈曲形状）を形成することができる。それによって、集電タブをより弾性に優れたものとすることができる。長さ寸法が３０ｍｍ以下であると、二次電池をよりコンパクト化することができる。また、集電タブのハンドリング性をより向上させることができる。集電タブの長さ寸法は、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましく、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
　一実施形態では、集電タブの幅寸法は、１００μｍ以上１０ｍｍ以下である。幅寸法が１００μｍ以上であると、集電タブをより弾性および剛性に優れたものとすることができる。幅寸法が１０ｍｍ以下であると、二次電池をよりコンパクト化することができる。また、集電タブのハンドリング性をより向上させることができる。集電タブの幅寸法は、３００μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、例えば５００μｍ以上２．５ｍｍ以下である。
　一実施形態では、集電タブの厚み寸法は、１０μｍ以上３ｍｍ以下である。厚み寸法が１０μｍ以上であると、集電タブをより弾性および剛性に優れたものとすることができる。厚み寸法が３ｍｍ以下であると、二次電池をよりコンパクト化することができる。また、集電タブのハンドリング性をより向上させることができる。集電タブの厚み寸法は、５０μｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、例えば７０μｍ以上１ｍｍ以下である。
　上述する集電タブの形状に関連するパラメータ（すなわち、長さ寸法、幅寸法および厚み寸法）は、マイクロメータ（Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ社製　型番ＭＤＨ－２５ＭＢ）、またはハイトゲージを用いて測定した寸法、またはその寸法から算出した値を指してよい。
　一実施形態では、集電タブのヤング率は、５０ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下である。かかるヤング率がそのような範囲内であると、集電タブのハンドリング性を保持しつつ、弾性および剛性に優れたものとすることができる。集電タブのヤング率は、６０ＧＰａ以上２５０ＧＰａ以下であることが好ましく、例えば７０ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下である。
　上述する集電タブのヤング率は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ　Ｒ　１６０２）に則った手法により測定した値を指してよい。ヤング率の測定には卓上形精密万能試験機（島津製作所製　型番ＡＧＳ－５ｋＮＸ）を使用してもよい。
　一実施形態では、集電タブの引張強度は、５０Ｎ／ｍｍ２以上１０００Ｎ／ｍｍ２以下である。かかる引張強度がそのような範囲内であると、集電タブのハンドリング性を保持しつつ、より破断し難い集電タブとすることができる。集電タブの引張強度は、８０Ｎ／ｍｍ２以上８００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましく、例えば１００Ｎ／ｍｍ２以上６００Ｎ／ｍｍ２以下である。
　集電タブの引張強度は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ　Ｚ　２２４１）に則った手法により測定した値を指してよい。
　一実施形態では、集電タブは、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルおよび銅から成る群から選択される少なくとも一種を含んで成る。そのような構成とすることで、導電性および弾性により優れたものとすることができる。
［本発明に係る二次電池の製造方法］
　本発明に係る二次電池は、以下の工程を含む製造方法により、製造することができる。つまり、本発明に係る二次電池の製造方法は、正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを積層または巻回し、電極組立体の前駆体を得る工程（電極の組立工程）、ならびに電極組立体およびスペーサを外装体に収容させつつ、電極組立体とスペーサとの間で屈曲形状を成すように集電タブを形成し、外装体内に電解質を注入する工程（収容工程）を含む。
　（電極の組立工程）
　本工程においては、図８に示すように、正極１、負極２および矩形状を有するセパレータ３を所定の順序で配置して積層または巻回することで電極組立体の前駆体を得る。図９Ａに示すように、電極組立体の前駆体は、正極１、負極２およびセパレータ３を厚み方向に積層した平面積層型電極組立体２００（図１Ａ参照）としてよい。または図９Ｂのように、電極組立体の前駆体は、正極１、負極２およびセパレータ３を巻回して巻回型電極組立体２００（図１Ｂ参照）としてもよい。以下では、巻回型電極組立体の組立工程について説明する。
　まずは、正極集電体１１の一方の側に正極集電タブ６１が取り付けられた正極１、負極集電体２１の一方の側に負極集電タブ６２が取り付けられた負極２および２枚の矩形状を有するセパレータ３を所定の順序で配置して巻き回す（図９Ｂ参照）。巻回時において、セパレータ３に所定のテンションを印加することにより、セパレータ延在部においてセパレータ３がその先端に向かって巻回軸Ｐへ向かって集束する（または互いに接近する）電極組立体の前駆体が得られる。巻回時にセパレータ３に印加されるテンションは通常、０．１Ｎ以上１０Ｎ以下であり、集束の観点から、好ましくは０．５Ｎ以上３．０Ｎ以下である。
　使用されるセパレータ３の寸法は、所望の電極組立体が得られる限り特に限定されない。例えば、セパレータ３の幅手方向ｒの長さ寸法ｗ１は通常、正極１または負極の巻回軸方向長さに対して、１０５％以上４００％以下であることが好ましく、例えば１２０％以上２００％以下である（図８参照）。また例えば、セパレータ３の長手方向ｓの長さ寸法ｗ２は、目的とする二次電池の寸法（特に電極組立体の巻回数）に応じて、適宜決定されてよい。
　本工程の後に、巻回型電極組立体の前駆体を、所望により、巻回体の直径方向にプレスすることにより、略偏平柱形状に成形してもよい。
　（収容工程）
　先の工程において得られた電極組立体２００およびスペーサ４を外装体３００に収容させつつ、集電タブ６１および６２を電極端子５に溶着し、外装体３００内に注入口７を介して電解質を注入する（図２参照）。以下、外装体３００が外装体本体部３１０および外装体蓋部３２０から構成され、外装体３００の１の面に電極端子５および電極端子構造体５’が設けられている場合について詳細に説明する。
　まずは、図４および図５に示すように、集電タブ６（すなわち、正極集電タブ６１および負極集電タブ６２）が、スペーサ４から電極組立体２００に向かって曲がる屈曲形状を成す部分Ｋ１、および電極組立体２００からスペーサ４に向かって曲がる屈曲形状を成す部分Ｋ２を成すように、集電タブ６を予め仮曲げして形状を整えた後、スペーサ４をそれぞれ跨がせる。
　次いで、電極組立体２００およびスペーサ４を外装体本体部３１０へと収容する（図２参照）。この際、スペーサ４の外装体３００側の主面に設けた接着層（図示せず）を電極端子構造体５’のリベット部５０に取り付ける（図７参照）。また、正極集電タブ６１の外装体３００側に延在する一端を電極端子構造体５’（すなわち、正極端子５１）の内側端子５１に溶着させる（図４参照）。同様に、負極集電タブ６２の外装体３００側に延在する一端を、外装体３００内側の負極端子５２に対応する位置に溶着させる（図５参照）。
　次いで、外装体本体部３１０と外装体蓋部３２０とを溶着する（図２参照）。最後に、電解質を注入口７から注入し、注入口７を封止プラグ（図示せず）で閉塞すればよい。溶着は、二次電池の分野で公知のあらゆる方法によって達成されてもよく、例えば、レーザー照射法を用いてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
　本発明に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、二次電池は、電気・電子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、ＲＦＩＤタグ、カード型電子マネー、スマートウォッチなどの小型電子機などを含む電気・電子機器分野あるいはモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、医療用途（イヤホン補聴器などの医療用機器分野）、医薬用途（服用管理システムなどの分野）、ならびに、ＩｏＴ分野、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）などに利用することができる。
　本発明に係る二次電池は、特に衝撃または熱が電池に加えられた場合に生じ得る短絡を防止することができる。したがって、本発明に係る二次電池は、全方位から衝撃または熱がかかり得るモバイル機器用途に特に好ましく利用できる。
　　１：正極
　　　１１：正極集電体
　　　１２：正極材層
　　２：負極
　　　２１：負極集電体
　　　２２：負極材層
　　３：セパレータ
　　　３０：セパレータ延在部
　　　３０Ｂ：セパレータ集束部分
　　４：スペーサ
　　５：電極端子
　　　５１：正極端子
　　　５２：負極端子
　　　５’：電極端子構造体
　　　５０：リベット部
　　　５１：内側端子
　　　５２：ガスケット部
　　６：集電タブ
　　　６１：正極集電タブ
　　　６２：負極集電タブ
　　　６３：絶縁材
　　７：電解質注入口
　　８：開口部
　　１００：電極構成単位
　　２００：電極組立体
　　　２００’：集電タブが突出する端面
　　３００：外装体
　　　３１０：外装体本体部
　　　３２０：外装体蓋部
　　４００：二次電池

Claims (18)

  1. 正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体ならびに電解質が外装体に封入された二次電池であって、
    　前記電極組立体と前記外装体との間に位置付けられるスペーサを有して成り、
    　前記電極組立体が、該電極組立体における同一の端面から突出する正極および負極の集電タブを有して成り、
    　前記スペーサが、前記電極組立体における集電タブが突出する端面と外装体との間に位置付けられ、
    　前記電極組立体と前記スペーサとの間で、前記正極および負極の集電タブの少なくとも一方が屈曲形状を成している、二次電池。
  2. 前記屈曲形状が弓状に曲がる湾曲形状である、請求項１に記載の二次電池。
  3. 前記電極組立体と前記スペーサとの間の離隔空間において前記集電タブが前記屈曲形状に起因して断面視で蛇行するように延在している、請求項１または２に記載の二次電池。
  4. 前記集電タブの前記屈曲形状を成す部分が前記スペーサと接している、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  5. 前記集電タブは、前記スペーサの主面の両側に跨がるように前記電極組立体側の面から外装体側の面まで延在している、請求項１～４のいずれかに記載の二次電池。
  6. 前記スペーサの対向する両主面にそれぞれ接するように前記集電タブが延在している、請求項５に記載の二次電池。
  7. 前記電極組立体と前記スペーサとの間において、前記集電タブが前記スペーサに接すると共に、前記セパレータにも接している、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  8. 前記集電タブの前記屈曲形状を成す部分が少なくとも２つ設けられており、該集電タブの一方の屈曲部分が前記スペーサと接し、該集電タブの他方の屈曲部分が前記セパレータと接している、請求項７に記載の二次電池。
  9. 前記電極組立体は、前記集電タブが突出する端面において、前記セパレータが前記正極および前記負極よりも外側に延在しているセパレータ延在部を有し、前記集電タブの前記屈曲形状を成す部分が前記セパレータ延在部と接している、請求項１～８のいずれかに記載の二次電池。
  10. 前記電極組立体は、前記正極、前記負極および前記セパレータが巻回されている巻回型電極組立体である、請求項１～９のいずれかに記載の二次電池。
  11. 前記セパレータ延在部の少なくとも一部が、前記巻回の外周側に凸な屈曲形状を成している、請求項９に従属する請求項１０に記載の二次電池。
  12. 前記電極組立体は、前記セパレータ延在部が集束して成る集束部分を有しており、前記集電タブの前記屈曲形状を成す部分が前記集束部分と接している、請求項８に従属する請求項１０または１１に記載の二次電池。
  13. 前記集電タブにおいて少なくとも前記屈曲形状を成す部分に絶縁材が設けられている、請求項１～１２のいずれかに記載の二次電池。
  14. 前記集電タブは、前記電極組立体と前記スペーサとの離隔空間で該電極組立体の前記セパレータと該スペーサに接しつつ蛇行して延在すると共に、当該スペーサを超えてより外側へと延在している、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  15. 前記外装体は、正極端子および負極端子のいずれか一方の電極端子構造体をさらに有して成り、前記集電タブの一部が、前記スペーサと前記電極端子構造体との間に位置付けられる、請求項１４に記載の二次電池。
  16. 前記外装体は、導電性ハードケース型外装体であり、前記電極端子構造体と異極の電荷を帯びている、請求項１５に記載の二次電池。
  17. 前記正極および前記負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能となっている、請求項１～１６のいずれかに記載の二次電池。
  18. モバイル機器用途に用いられる、請求項１～１７のいずれかに記載の二次電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4195342A1 (en) * 2021-11-23 2023-06-14 Samsung SDI Co., Ltd. Secondary battery

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4143051A1 (en) * 2020-05-01 2023-03-08 Neutron Holdings, Inc., DBA Lime Flexible connector mechanism for light electric vehicles

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003242957A (ja) * 2002-02-20 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角型電池とその製造方法
JP2004014516A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Varta Microbattery Gmbh ケースを備えた電池
WO2016159099A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
CN206250261U (zh) * 2016-12-02 2017-06-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
JP2018006112A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
WO2018155521A1 (ja) * 2017-02-27 2018-08-30 三洋電機株式会社 角形二次電池及びその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5264099B2 (ja) * 2007-04-12 2013-08-14 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP2015228359A (ja) * 2014-05-02 2015-12-17 住友電気工業株式会社 角型蓄電デバイス、および角型蓄電デバイスの製造方法
JP6825567B2 (ja) * 2015-09-18 2021-02-03 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6757499B2 (ja) * 2017-04-07 2020-09-23 トヨタ自動車株式会社 二次電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003242957A (ja) * 2002-02-20 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角型電池とその製造方法
JP2004014516A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Varta Microbattery Gmbh ケースを備えた電池
WO2016159099A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2018006112A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
CN206250261U (zh) * 2016-12-02 2017-06-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
WO2018155521A1 (ja) * 2017-02-27 2018-08-30 三洋電機株式会社 角形二次電池及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4195342A1 (en) * 2021-11-23 2023-06-14 Samsung SDI Co., Ltd. Secondary battery

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