WO2021230206A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2021230206A1
WO2021230206A1 PCT/JP2021/017725 JP2021017725W WO2021230206A1 WO 2021230206 A1 WO2021230206 A1 WO 2021230206A1 JP 2021017725 W JP2021017725 W JP 2021017725W WO 2021230206 A1 WO2021230206 A1 WO 2021230206A1
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secondary battery
exterior body
electrode terminal
metal layer
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健太 江口
直人 秋月
康人 南島
正人 大地
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株式会社村田製作所
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • the present invention relates to a secondary battery comprising an electrode assembly comprising an electrode constituent layer including a positive electrode and a negative electrode laminated via a separator.
  • 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 notebook computers.
  • the secondary battery for example, an exterior body composed of a bottomed tubular metal outer can and a sealing lid is used, the electrode assembly is housed in the outer can, and the opening of the outer can is closed with a sealing lid.
  • a secondary battery that is sealed by caulking and each of the outer can and the sealing lid also serves as an external output terminal.
  • it is difficult to reduce the volume of the sealing portion formed by caulking, and there is a problem that the volume of the electrode assembly housed in the exterior body is limited.
  • Patent Document 1 describes a closed-type power storage device in which an insertion hole is provided in the bottom of a bottomed cylindrical case body, and a flat plate-shaped electrode terminal member is provided on the outer surface of the bottom via a sealing member.
  • Patent Document 2 describes an electrochemical cell in which a laminated member is used for the exterior body, a sealing portion is provided on the outer periphery of the electrode assembly, and an electrode penetrating the laminated member is used as an external output terminal.
  • Patent Document 1 describes that a flat plate-shaped electrode terminal member made of a nickel plate is used as a positive electrode terminal.
  • the nickel plate is used for the positive electrode terminal, there is a problem that the nickel plate corrodes due to contact with the electrolytic solution, which makes it difficult to electrically connect to an external device.
  • Patent Document 2 an aluminum plate having a nickel plate welded to the central portion is used as the positive electrode terminal, and an aluminum plate is provided inside the laminated member via a sealing material so that the nickel plate is exposed to the outside. It is fused.
  • Patent Document 2 it is unlikely that the nickel plate comes into direct contact with the electrolytic solution, but it is necessary to use an aluminum plate with a nickel plate welded to the central portion, which causes a problem that man-hours and the number of parts increase. In addition, a step of aligning the nickel plate according to the through hole of the laminated member is required, which further increases the man-hours.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery that can suppress corrosion of the external output terminal due to contact with the electrolytic solution even when nickel is used for the external output terminal, and is easier to manufacture.
  • a secondary battery including an electrode assembly, an exterior body having an accommodation space for accommodating the electrode assembly, and a positive electrode terminal exposed from the exterior body.
  • the positive electrode terminal has a first metal layer made of nickel and a second metal layer made of a metal other than nickel. While the first metal layer of the positive electrode terminal is exposed from the exterior body, the first metal layer has a fixing surface fixed to the inner wall of the exterior body via an insulating material, and the first metal. The insulating material is also in contact with a surface other than the fixed surface of the layer.
  • the above-mentioned secondary battery may be referred to as "the secondary battery of the present disclosure”.
  • the present invention even when nickel is used for the external output terminal, it is possible to suppress corrosion of the external output terminal due to contact with the electrolytic solution, and it is possible to provide a secondary battery that is easier to manufacture. It should be noted that the effects described in the present specification are merely exemplary and not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 2 (A) the electrode assembly of the non-winding plane laminated structure
  • FIG. 2 (B) the electrode assembly of the wound laminated structure).
  • FIG. 3 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of FIG. 3, showing an example of the structure of an external output terminal.
  • FIG. 3 is a partially enlarged schematic sectional view which shows an example of the structure of the external output terminal in the secondary battery which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a partially enlarged schematic sectional view which shows an example of the structure of the external output terminal in the secondary battery which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a schematic perspective view which shows another example of the shape of the secondary battery which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows another example of the shape of the secondary battery which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows another example of the shape of the secondary battery which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows another example of the shape of the secondary battery which concerns on this invention.
  • the "cross-sectional view” described directly or indirectly herein is basically a secondary battery along the stacking or stacking direction of the electrode assembly or electrode constituent layers that make up the secondary battery. It is based on a cut-out virtual cross section (see Figure 3).
  • the direction of "thickness”, which is directly or indirectly described herein is basically 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 "planar view” or “planar view” is based on a sketch of an object viewed from above or below along the direction of such thickness (ie, the stacking direction described above).
  • the "vertical direction” and the “horizontal direction” used directly or indirectly in the present specification correspond to the vertical direction and the horizontal direction in the figure, respectively. Unless otherwise specified, the same sign or symbol shall indicate the same member or part or the same meaning.
  • the vertical downward direction ie, the direction in which gravity acts
  • the reverse direction corresponds to the "upward direction”. It can be regarded as equivalent.
  • the "secondary battery” as used herein refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Therefore, the secondary battery according to the embodiment of the present invention is not excessively bound by its name, and may include, for example, a power storage device.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery specifically, a lithium ion secondary battery will be described as an example.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the shape of the secondary battery according to the first embodiment of the present invention, and shows an example of a button-shaped or coin-shaped secondary battery 100.
  • the secondary battery 100 includes an electrode assembly (not shown), an exterior body 50 having an accommodation space capable of accommodating the electrode assembly, and a positive electrode terminal (not shown) exposed from the exterior body 50. ..
  • the exterior body 50 has a hole portion 55 (hereinafter, also referred to as a terminal hole) for an external output terminal.
  • the electrode assembly has a structure in which electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the electrode assembly.
  • the positive electrode 1 and the negative electrode 2 may be stacked with each other via the separator 3 to form an electrode constituent layer 5, and at least one such electrode constituent layer 5 may be laminated to form an electrode assembly 10.
  • the structure of the electrode assembly 10 may be, for example, a plane laminated structure in which the electrode constituent layers 5 are laminated in a plane as shown in FIG. 2 (A).
  • a wound laminated structure for example, a jelly roll structure in which the electrode constituent layer 5 is wound in a wound shape may be used.
  • the electrode assembly 10 may have a two-dimensional laminated structure in which the electrode constituent layers 5 are laminated so as to be stacked with each other, for example, as shown in FIG. 2 (A).
  • the electrode assembly 10 has a wound laminated structure in which the electrode constituent layer 5 extending in a strip shape for a relatively long time is wound in a roll shape, for example, as shown in FIG. 2 (B).
  • FIG. 2B merely illustrates a wound laminated structure of the electrode assembly, and the electrode assembly is exteriorized with the cross section shown in FIG. 2B set to "upward" or "downward". It may be placed inside the body.
  • the wound laminated structure refers to a wound structure in which an electrode constituent layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode is wound in a roll shape.
  • an electrode assembly may be enclosed in an exterior body together with an electrolyte (for example, a non-aqueous electrolyte).
  • the structure of the electrode assembly is not necessarily limited to the plane laminated structure (see FIG. 2A) or the wound laminated structure (see FIG. 2B).
  • the electrode assembly may have a so-called stack-and-folding structure in which a positive electrode, a separator and a negative electrode are laminated on a long film and then folded.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the secondary battery shown in FIG.
  • the secondary battery 100 is configured such that the electrode assembly 10 is housed in the accommodation space of the exterior body 50.
  • the exterior body 50 may be composed of a cup-shaped member 52 and a lid-shaped member 54 capable of sealing the opening of the cup-shaped member 52, and has an inner wall 56 and an outer wall 57.
  • the cup-shaped member 52 may be a member having a container shape having an upper surface (or the bottom or bottom surface of the cup) and a side surface formed on the outer periphery of the upper surface, and the first external output terminal 60 is exposed to the outside on the upper surface. It may have a hole 55 for making the hole 55.
  • the first tab 11 drawn from one of the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly 10 may be connected to the first external output terminal 60.
  • the second tab 12 drawn out from the other electrode may be connected to the exterior body 50, and the exterior body 50 may also serve as the second external output terminal.
  • the first external output terminal 60 may be composed of, for example, a positive electrode terminal 62 and an insulating material 64, and the positive electrode terminal 62 is an inner wall 56 of the exterior body 50 via an insulating material 64 provided around the hole 55. It may be fixed to.
  • FIG. 4 is a partially enlarged schematic cross-sectional view for showing the structure of the first external output terminal 60 (see the portion surrounded by the broken line in FIG. 3) in FIG.
  • a positive electrode terminal 62 is fixed to the inner wall 56 of the exterior body 50 via an insulating material 64, for example, as a terminal member, around a hole 55 provided on the upper surface of the cup-shaped member 52 inside the exterior body 50. It's okay.
  • the positive electrode terminal 62 may include, for example, at least two laminated metal layers that may be composed of a first metal layer made of a nickel layer and a second metal layer made of a metal other than nickel.
  • FIG. 1 is a partially enlarged schematic cross-sectional view for showing the structure of the first external output terminal 60 (see the portion surrounded by the broken line in FIG. 3) in FIG.
  • a positive electrode terminal 62 is fixed to the inner wall 56 of the exterior body 50 via an insulating material 64, for example, as a terminal member, around a hole 55 provided on the upper surface
  • the positive electrode terminal 62 is composed of two laminated metal layers, that is, a first metal layer 62a and a second metal layer 62b.
  • the first metal layer 62a has a fixing surface 63 that can be fixed to the inner wall 56 of the exterior body 50 via an insulating material 64 while being exposed from the hole 55 of the exterior body 50, and is insulated in addition to the fixing surface 63.
  • the material 64 is in contact with the first metal layer 62a.
  • the second metal layer 62b may be located on the opposite side surface of the fixed surface 63 of the first metal layer 62a.
  • the fixed surface may be located on the flat plate surface of the positive electrode terminal, and the surface other than the fixed surface of the positive electrode terminal may be located on the side surface of the positive electrode terminal.
  • the external output terminal may include a metal member that can be used for connection with an external device in the secondary battery.
  • FIG. 4 shows an example in which the positive electrode terminal that can form the first external output terminal 60 is composed of two laminated metal layers, but in the present invention, the positive electrode terminal should have at least two metal layers laminated. Just do it.
  • the positive electrode terminal may be located at least on the first metal layer on the insulating material side and on the opposite side surface of the fixed surface of the first metal layer or on the opposite side of the insulating material in contact with the first metal layer. It may be composed of a metal layer.
  • the first metal layer may be a layer that is in direct contact with an external device. In the present invention, it is preferable to use a nickel layer as the first metal layer.
  • the second metal layer is a layer to which a positive electrode tab drawn from the positive electrode of the electrode assembly can be connected, and is more corrosive than the metal of the first metal layer, for example, nickel, when a predetermined potential is applied. Low metal can be used.
  • a layer containing aluminum can be used.
  • a laminated composite material also referred to as a clad material
  • the thickness of the nickel layer is 100 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less
  • the thickness of the aluminum layer is 100 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • Examples of the three or more laminated metal layers include, for example, an example in which one or more third metal layers that can be located between the first metal layer and the second metal layer are arranged, and an example in which the second metal layer is arranged.
  • An example of arranging one or more fourth metal layers which may be located on the opposite side of the insulating material in contact with the metal layer may be mentioned.
  • a surface treatment layer of 1 ⁇ m or less may be provided at the bonding interface between the first metal layer and the insulating material.
  • the first metal layer may be a nickel layer of 100 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less
  • the second metal layer may be an aluminum layer of 100 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the surface treatment material is, for example, a material containing chromium and is used for the purpose of improving the bonding force at the bonding interface, the thickness thereof may be 1 ⁇ m or less as described above.
  • the formation state of the surface treatment material is not limited to the layered state, and may be a state in which the surface treatment material is sparsely distributed on the surface of the first metal layer at the bonding interface between the first metal layer and the insulating material.
  • the shape of the positive electrode terminal is preferably a flat plate.
  • the flat plate may be a thin plate, may be curved, or may have a different thickness.
  • the exterior body may also serve as the second external output terminal (negative electrode terminal). Therefore, stainless steel or aluminum can be used as the terminal member of the negative electrode terminal as described above.
  • the first external output terminal is a positive electrode terminal, but the first external output terminal may be a negative electrode terminal, and the second external output terminal may be a positive electrode terminal.
  • the insulating material (hereinafter, also referred to as “insulating member” or “sealing member”) is a member that is interposed between the exterior body and the terminal member and can contribute to "insulation” between them. be.
  • the type of insulating material is not particularly limited as long as it exhibits “insulating properties”.
  • the insulating material has not only "insulating property” but also "fusing property” (or thermal adhesiveness).
  • the insulating material can be arranged so that the fixing surface of the first metal layer can be fixed to the inner wall of the exterior body, and can also come into contact with a surface other than the fixing surface of the first metal layer. You can do it.
  • the fixed surface may be located on the flat plate surface of the positive electrode terminal, and the surface other than the fixed surface of the positive electrode terminal may be located on the side surface of the positive electrode terminal. Therefore, when the positive electrode terminal has a flat plate shape, the insulating material may abut on the side surface of the positive electrode terminal as a surface other than the fixed surface.
  • the insulating material has a central portion having a hole through which the positive electrode terminal can be exposed, and a protruding portion protruding toward the accommodation space side of the exterior body from the fixed surface or the side surface of the first metal layer in a cross-sectional view.
  • the protruding portion may be configured to extend along the outer periphery of the side surface of the first metal layer.
  • the protruding portion since the protruding portion extends along the outer periphery of the side surface of the first metal layer, the protruding portion can at least cover the boundary portion between the insulating material and the first metal layer.
  • the overhang extends along the outer periphery of the side surface of the first metal layer so as to at least cover the boundary portion between the insulating material and the first metal layer, but further along the entire outer periphery of the side surface of the first metal layer. It may extend, and may further extend along the entire outer periphery of the side surface of the positive electrode terminal. This makes it possible to further suppress the corrosion of nickel in the first metal layer.
  • the protruding length (protruding length) of the protruding portion is not particularly limited.
  • the insulating material for example, a material containing a resin material, an elastomer material, or a glass material can be used.
  • a thermoplastic resin preferably a heat-sealing resin
  • examples of the thermoplastic resin, particularly the heat-fusing resin include polyolefin-based resins such as polyethylene and / or polypropylene, preferably polypropylene and its copolymer.
  • a single-layer film of a thermoplastic resin, preferably a heat-sealing resin, or a multilayer film containing a thermoplastic resin, preferably a heat-sealing resin can be used.
  • a multilayer thermoplastic film in which both sides of a high melting point resin layer to be an intermediate layer are sandwiched by a low melting point resin layer (for example, a thermoplastic resin, preferably a heat-sealing resin layer), preferably a multilayer heat.
  • a low melting point resin layer for example, a thermoplastic resin, preferably a heat-sealing resin layer
  • a multilayer heat preferably a multilayer heat.
  • the elastomer material include polyester-based thermoplastic elastomers.
  • examples of the glass material include oxide-based glass having a low melting point such as borate-based, silicate-based, germanate-based, vanadate-based, and phosphate-based.
  • the insulating material may have a film form. That is, the insulating material may have a film form, that is, a thin form.
  • the insulating material may be provided by using a film-shaped insulating material precursor having a form close to the final shape.
  • the insulating material may contain an adhesive component that exhibits insulating properties.
  • adhesives include acrylic adhesives such as acrylic acid ester copolymers, rubber adhesives such as natural rubber, silicone adhesives such as silicone rubber, urethane adhesives such as urethane resin, and ⁇ -.
  • Olefin adhesive Olefin adhesive, ether adhesive, ethylene-vinyl acetate resin adhesive, epoxy resin adhesive, vinyl chloride resin adhesive, chloroprene rubber adhesive, cyanoacrylate adhesive, aqueous polymer-isocyanate adhesive
  • Adhesives styrene-butadiene rubber adhesives, nitrile rubber adhesives, nitrocellulose adhesives, reactive hot melt adhesives, phenolic resin adhesives, modified silicone adhesives, polyamide resin adhesives, polyimides
  • the shape of the insulating material in a plan view is not particularly limited, and may be, for example, a circular shape or a substantially circular shape, or may be a shape such as a substantially rectangular shape including a substantially quadrangular shape. It is preferable that the insulating material has a larger outer shape or area than the terminal member in its plan view shape.
  • the insulating material has an opening, but the shape, dimensions, arrangement, position, and the like are not particularly limited. It is preferable that the opening that can be provided in the insulating portion has a smaller size and area than the opening that can be provided in the exterior body.
  • the insulating material may be one or more layers, and the number of layers is not particularly limited, but a multilayer structure is preferable from the viewpoint of ensuring the adhesion and / or insulating property between the exterior material and the terminal member. ..
  • FIG. 4 shows an example in which a resin material is used as an insulating material and a three-layer multilayer film is used.
  • the insulating material 64 shown in FIG. 4 is made of a multilayer film in which two low melting point resin layers are laminated via a high melting point insulating resin layer.
  • first insulating layer 64a that can be arranged on the exterior material 52 side
  • second insulating layer 64b that can be arranged on the positive electrode terminal 62 side
  • first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b as intermediate layers.
  • It may be composed of a third insulating layer 64c that can be sandwiched between the two.
  • Both the first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b may be a low melting point resin layer
  • the third insulating layer 64c may be a high melting point resin layer.
  • the melting point of the low melting point resin layer is 150 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
  • the melting point of the high melting point resin layer may be higher than the melting point of the low melting point resin layer, for example, 155 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, preferably 160 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
  • Both the first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b are preferably heat-sealing resin layers, and for example, as described above, polyolefin resins and copolymers thereof can be used. Further, for the high melting point resin layer, for example, a polyamide resin such as nylon can be used.
  • the thicknesses of the first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b of the multilayer film used as the insulating material may be the same or different, but are 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, respectively.
  • the thickness of the third insulating layer 64c is 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the method of forming the external output terminal is not particularly limited, and any method may be used.
  • a heat-sealing resin is used as an insulating material
  • a positive electrode terminal is arranged around a hole provided in the exterior body via an insulating material, and then heat treatment is performed to form an external output terminal. Can be done.
  • the positive electrode terminal can be attached to the exterior body via the insulating material. It is also possible to form an external output terminal by applying a pre-melted insulating material to the exterior body and arranging the positive electrode terminal on the coated insulating material.
  • An insulating material 64 made of, for example, a multilayer film is arranged between the cup-shaped member 52 of the exterior body 50 and the positive electrode terminal 62.
  • the first insulating layer 64a can be fused to the inner surface of the cup-shaped member 52
  • the second insulating layer 64b can be fused to the first metal layer 62a of the positive electrode terminal 62 by heat treatment.
  • the thickness of the central portion 641 of the insulating material 64 is reduced by the positive electrode terminal 62 being recessed upward, while the positive electrode terminal 62 is not recessed into the protruding portion 642, so that the protruding portion 642 is at the center.
  • the thicknesses of the first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b are reduced by fusion as compared with those before fusion, but after fusion, the total thickness B of the first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b is increased. This is because if the thickness A or more of the first metal layer 62a or more, the protruding portion 642 can more easily cover the outer periphery of the side surface of the first metal layer 62a. As a result, corrosion of the first metal layer 62a due to contact with the electrolytic solution can be further suppressed.
  • the intermediate layer does not melt even at the time of fusion, so that the positive electrode terminal is used as an exterior material while ensuring the required thickness as an insulating material. It can be fixed to and can prevent a short circuit with the exterior material that also serves as the negative electrode terminal.
  • the positive electrode is composed of at least a positive electrode material layer and, if necessary, a positive electrode current collector.
  • a positive electrode material layer is provided on at least one side of the positive electrode current collector.
  • 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 the positive electrode material layer may be provided on only one side of the positive electrode current collector. It may be the one that exists.
  • the positive electrode current collector may have a foil form. That is, the positive electrode current collector may be composed of the metal foil.
  • the negative electrode is composed of at least a negative electrode material layer and, if necessary, a negative electrode current collector.
  • a negative electrode material layer is provided on at least one surface of the negative electrode current collector.
  • 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 a negative electrode material layer on both sides of the negative electrode current collector, or a negative electrode material layer may be provided on only one side of the negative electrode current collector. It may be the one that exists.
  • the negative electrode current collector may have a foil form. That is, the negative electrode current collector may be configured from the metal foil.
  • the electrode active material that is, the positive electrode active material and the negative electrode active material, which can be contained in the positive electrode material layer and the negative electrode material layer, are substances that can be directly involved in the transfer of electrons in the secondary battery, respectively, and are charged and discharged, that is, the battery reaction. It is the main material of the positive and negative electrodes.
  • ions can be brought to the electrolyte due to the "positive electrode active material that can be contained in the positive electrode material layer" and the "negative electrode active material that can be contained in the negative electrode material layer". Such ions may move between the positive electrode and the negative electrode to transfer electrons and charge and / or discharge.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer may be particularly layers capable of occluding and releasing lithium ions. That is, the secondary battery according to the embodiment of the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which lithium ions move between the positive electrode and the negative electrode via the non-aqueous electrolyte to charge and discharge the battery. You may be.
  • the secondary battery according to the embodiment of the present invention can correspond to a so-called "lithium ion battery".
  • the lithium ion battery has a layer in which the positive electrode and the negative electrode can occlude and release lithium ions.
  • the positive electrode active material of the positive electrode material layer may be composed of, for example, granules, and a binder may be contained in the positive electrode material layer 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 may be composed of, for example, granules, and a binder may be contained in the negative electrode material layer for more sufficient contact between particles and shape retention.
  • a conductive auxiliary agent may be contained in the negative electrode material layer in order to facilitate the transfer of electrons that promote the battery reaction.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer can also be referred to as a "positive electrode mixture layer” and a “negative electrode mixture layer”, respectively.
  • the positive electrode active material may be, for example, a substance that contributes to the occlusion and release of lithium ions. From this point of view, the positive electrode active material may be, 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.
  • such a lithium transition metal composite oxide may be contained as a positive electrode active material in the positive electrode material layer of the secondary battery according to the embodiment of the present invention.
  • the positive electrode active material may be lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate, lithium iron phosphate, or a part of the transition metal thereof replaced with another metal.
  • Such a positive electrode active material may be contained as a single species, it may be contained in combination of two or more species.
  • the binder that can be contained in the positive electrode material layer 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 thickness dimension of the positive electrode material layer is not particularly limited, but may be 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 may be adopted.
  • the negative electrode active material may be a substance that contributes to the occlusion and release of lithium ions. From this point of view, the negative electrode active material may be, for example, various carbon materials, oxides, and / or lithium alloys, metallic lithium, and the like.
  • Examples of various carbon materials for the negative electrode active material include graphite (specifically, natural graphite and / or artificial graphite, etc.), hard carbon, soft carbon, and / or diamond-like carbon.
  • graphite has high electron conductivity and, for example, excellent adhesion to a negative electrode current collector.
  • the oxide of the negative electrode active material at least one selected from the group consisting of silicon oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide and the like can be mentioned.
  • Such an oxide may be amorphous as its structural form. This is because deterioration due to non-uniformity such as grain boundaries or defects is less likely to occur.
  • the lithium alloy of the negative electrode active material may be an alloy of a metal that can be alloyed with lithium, for example, Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, It may be a binary, ternary or higher alloy of a metal such as Zn or La and lithium.
  • Such an alloy may be amorphous as its structural form. This is because deterioration due to non-uniformity such as grain boundaries or defects is less likely to occur.
  • 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 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. 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 thickness dimension of the negative electrode material layer is not particularly limited, but may be 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 may be adopted.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector that can be used for the positive electrode and the negative electrode are members that can collect and supply electrons generated by the electrode active material due to the battery reaction.
  • Such an electrode current collector may be a sheet-shaped metal member. Further, such an electrode current collector may have a porous or perforated form.
  • the current collector may be a plate, metal foil, punching metal, mesh, expanded metal, or the like.
  • the positive electrode current collector that can be used for the positive electrode may be made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel (SUS), nickel and the like.
  • the positive electrode current collector may be, for example, an aluminum foil.
  • the negative electrode current collector that can be used for the negative electrode may be made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of copper, stainless steel (SUS), nickel and the like.
  • the negative electrode current collector may be, for example, a copper foil.
  • stainless steel refers to, for example, stainless steel defined in “JIS G0203 steel terminology", and is an alloy steel containing chromium or chromium and nickel. It's okay.
  • the thickness dimensions of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are not particularly limited, but may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example, 10 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • Each thickness dimension of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is the thickness inside the secondary battery, and the average value of the measured values at any 10 points may be adopted.
  • the separator that can be used for the positive electrode and the negative electrode is a member that can be provided from the viewpoint of preventing a short circuit due to contact between the positive electrode and the negative electrode and retaining the electrolyte.
  • the separator is a member capable of allowing ions to pass through while preventing electronic contact between the positive electrode and the negative electrode.
  • the separator is a porous or microporous insulating member, and may have a film morphology due to its small thickness.
  • a microporous film made of polyolefin may be used as a separator.
  • the microporous membrane that can be used as a separator may contain, for example, only polyethylene (PE) or polypropylene (PP) as the polyolefin.
  • the separator may be a laminate that can be 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 may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example, 2 ⁇ 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 may be adopted.
  • the separator should not be particularly bound by its name, and may be a solid electrolyte, a gel-like electrolyte, and / or an insulating inorganic particle which may have the same function.
  • an electrode assembly including an electrode constituent layer including a positive electrode, a negative electrode and a separator may be enclosed in an exterior body together with an electrolyte.
  • the electrolyte can assist in the movement of metal ions emitted from the electrodes (positive electrode and / or negative electrode).
  • the electrolyte may be a "non-aqueous" electrolyte comprising an organic electrolyte and / or an organic solvent, or may be a "water-based" electrolyte containing water.
  • the electrolyte is a “non-aqueous” electrolyte (hereinafter, “non-aqueous”) comprising, for example, a lithium ion-containing electrolyte or an organic electrolyte and / or an organic solvent. It is preferably referred to as "water electrolyte"). That is, it is preferable that the electrolyte is a non-aqueous electrolyte.
  • the electrolyte there will be metal ions emitted from the electrodes (positive electrode and / or negative electrode), and therefore the electrolyte can assist in the movement of the metal ions in the battery reaction.
  • the secondary battery according to the embodiment of the present invention is preferably a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a "non-aqueous" electrolyte containing a "non-aqueous” solvent and a solute is used as the electrolyte.
  • the electrolyte may have a form such as liquid or gel (note that the “liquid” non-aqueous electrolyte is also referred to as “non-aqueous electrolyte liquid” in the present specification).
  • the non-aqueous electrolyte is preferably an electrolyte containing a non-aqueous solvent and a solute.
  • the specific solvent for the non-aqueous electrolyte may be one containing at least carbonate. Such 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). be able to.
  • 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), ethylmethyl carbonate (EMC) and dipropyl carbonate (DPC).
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC ethylmethyl carbonate
  • DPC dipropyl carbonate
  • a combination of cyclic carbonates and chain carbonates may be used as the non-aqueous electrolyte, for example ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (eg, ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (dethyl carbonate).
  • ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate eg, ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (dethyl carbonate).
  • DEC ethylene carbonate
  • EMC ethylmethyl carbonate
  • a specific non-aqueous electrolyte solute for example, a Li salt such as LiPF 6 and / or LiBF 4 may be used.
  • the term "exterior body” generally means a member capable of wrapping or accommodating an electrode assembly in which electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode and a separator are laminated.
  • the exterior body may be a flexible case having a laminated structure or the like, or a hard case having a non-laminated structure such as a metal exterior body.
  • the exterior body may be a metal exterior body having a non-laminated structure. In such a case, the exterior body is not a laminated member composed of a metal sheet / fusion layer / protective layer. That is, it has a non-laminated structure.
  • the metal exterior body having a non-laminated structure may have a structure composed of a single metal member.
  • such a metal exterior may be a single member made of a metal such as stainless steel (SUS) and / or aluminum.
  • the exterior body in the present disclosure may contain an alloy as a metal.
  • the term "single metal member” means that the exterior body does not have a so-called laminated structure in a broad sense, and in a narrow sense, the exterior body is a member substantially composed of only metal. It means that. Therefore, an appropriate surface treatment may be applied to the surface of the metal exterior body as long as the member is substantially composed of only metal. For example, in the cut surface obtained by cutting such a metal exterior body in the thickness direction, a single metal layer can be confirmed except for a portion where surface treatment or the like is performed. Further, there are no particular restrictions on the shape, dimensions, arrangement, position, etc. of the openings that can be provided in the exterior body.
  • the metal exterior can have a relatively thin thickness.
  • the metal exterior body in the present invention may have a thickness dimension of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, and may be, for example, 75 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or more and 180 ⁇ m or less, or 50 ⁇ m or more and 170 ⁇ m or less.
  • the exterior body may be an exterior body having electrical conductivity or conductivity, and is preferably a metal exterior body.
  • a metal exterior body may have a two-part configuration that may be composed of a cup-shaped member and a lid-shaped member.
  • the "cup-shaped member” is composed of a side surface portion corresponding to a body portion and a main surface portion (typically, for example, the bottom or bottom surface of a cup) continuous with the side surface portion, and a hollow portion is formed inside. It means a member that is to be used.
  • the "lid-shaped member” means a member provided so as to cover such a cup-shaped member.
  • the lid-shaped member may be, for example, a single member (typically a flat plate-shaped member) extending in the same plane.
  • the lid-shaped member and the cup-shaped member may be arbitrarily combined so that the lid-shaped member and the edge portion of the cup-shaped member engage, connect, or fit with each other.
  • the "cup-shaped member” and the “cover-shaped member” may be joined by a welding process, which may enable relatively simple encapsulation of the electrode assembly.
  • the "cup-shaped member" is located above and the “cover-shaped member” is located below, but the “cover-shaped member” may be located above, and the “cup-shaped member” is It may be located below.
  • the first external output terminal may be formed on the "cover-shaped member”
  • the second external output terminal may be formed on the "cup-shaped member”.
  • Electrode assembly As the "electrode assembly”, a conventionally known electrode assembly can be used, and for example, the one described above may be appropriately used as needed. For example, an electrode assembly having a planar laminated structure in which the electrode constituent layers 5 shown in FIG. 2 (A) are laminated in a plane, or a winding in which the electrode constituent layers 5 shown in FIG. 2 (B) are wound in a winding shape. An electrode assembly having a laminated structure may be used.
  • tab means a conductive member that can be electrically connected to the positive or negative electrode of the electrode assembly and projects or extends from the electrode assembly. Such tabs can be attached to the inner main surface of the terminal member and can be responsible for the electrical connection between the terminal member and the electrode layer of either the positive electrode or the negative electrode of the electrode assembly. Such tabs may extend from the "current collector” described above (ie, “positive electrode current collector” and “negative electrode current collector”) and are integrally made of the same material as the current collector. Is preferable.
  • the insulating material has a protruding portion, and the protruding portion extends along the outer periphery of the side surface of the first metal layer 62a made of nickel, for example, of the positive electrode terminal. Since it may exist, it is possible to suppress corrosion of the first metal layer 62a due to contact with the electrolytic solution.
  • the secondary battery according to the embodiment of the present invention has a relatively simple structure in which the positive electrode terminal is fixed to the inner wall of the exterior body via an insulating material, for example, the opening of the exterior can is closed with a sealing lid. It is easier to manufacture than a conventional secondary battery that is sealed by caulking. Further, since the space required for sealing the positive electrode terminal is small, it is possible to contribute to the miniaturization of the battery and further improvement of the energy density. Further, by providing the positive electrode terminal inside the exterior body, it is suitable when the connection point on the external device side that can be connected to the secondary battery has a convex portion, which contributes to the improvement of the design freedom of the secondary battery. Can be done.
  • a heat-sealing material can be used as the insulating material, so that, for example, the positive electrode terminal can be easily attached and fixed by the exterior body.
  • a large force that deforms the terminal member is not required.
  • the positive electrode terminal is not subjected to pressure deformation, it is possible to suppress a decrease in the mechanical strength of the positive electrode terminal, and the pressure-deformed positive electrode terminal does not reduce the thickness of the insulating material or break. Therefore, it is possible to ensure insulation stability.
  • the positive electrode terminal is fixed to the inner wall of the exterior body and the exterior body is used as the negative electrode terminal, so that the number of parts of the secondary battery can be reduced.
  • the space required for output in the cell thickness direction can be halved as compared with the case where external output terminals are provided on the upper and lower surfaces, which can contribute to further improvement of energy density.
  • FIG. 5 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the first external output terminal in the secondary battery according to the second embodiment of the present invention.
  • the thicknesses of the first insulating layer 64a and the second insulating layer 64b of the insulating material 64 are different, and the thickness B2 of the second insulating layer 64b is the positive electrode. It can have the same configuration as that of the first embodiment except that the thickness A or more of the first metal layer 62a of the terminal is set.
  • the protruding portion 642 can more easily cover the outer periphery of the side surface of the first metal layer 62a.
  • the thickness B2 of the second insulating layer 64b may be at least the thickness A of the first metal layer 62a, but is preferably the same as or smaller than the thickness of the positive electrode terminal 62. Also in the present embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 6 is a partially enlarged schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the first external output terminal in the secondary battery according to the second embodiment of the present invention.
  • it can have the same configuration as that of the first embodiment except that the outer edge portion of the positive electrode terminal 62 is bent in a direction away from the insulating material 64 and the insulating material 64 is not limited to the multilayer structure.
  • the protruding portion 642 can more easily cover the outer periphery of the side surface of the first metal layer 62a. Also in the present embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.
  • this embodiment can be more preferably carried out by using the positive electrode terminal produced by punching from the laminated composite material. That is, when the punching process is performed, the outer edge portion of the workpiece is bent and takes a bent shape such as a curved shape or a bent shape, so that so-called sagging occurs.
  • the positive electrode terminal having the sagging with the insulating material it is possible to make it easier for the protruding portion to cover the outer periphery of the side surface of the first metal layer.
  • the bent shape may be a sharp shape.
  • the positive electrode terminal can easily bite into the insulating material, and the anchor effect can further improve the bond between the positive electrode terminal and the insulating material.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing another example of the shape of the secondary battery according to another embodiment of the present invention, and shows, for example, a shape in which a metal member 67 is further provided on the outer surface of a positive electrode terminal.
  • a metal member 67 By providing the metal member 67, it becomes easier to connect to an external device.
  • the height of the metal member 67 is set so that the surface (or upper surface) of the metal member 67 on the electrode assembly side and the upper surface (or the bottom or bottom surface of the cup) of the exterior body 50 are located substantially on the same plane. It is preferable to do so. Connection with external devices becomes even easier.
  • the material of the metal member 67 may be the same as or different from that of the positive electrode terminal.
  • the metal member 67 may be electrically connected to a terminal member such as a positive electrode terminal, and may be attached to the exterior body via an insulating material similar to the above.
  • the shape of the secondary battery according to the embodiment of the present invention is not limited to the button shape or the coin shape, and other three-dimensional shapes are also possible.
  • FIG. 8 is an example thereof, and shows an example of a secondary battery having a so-called square shape.
  • the rectangular shape is not limited to the rectangular shape in a plan view, and other polygonal shapes are also possible.
  • a metal member 67 may be further provided on the outer surface of the positive electrode terminal.
  • the secondary battery of the present disclosure is not limited to a circular shape, a substantially circular shape, or a square shape in a plan view, and may have any other geometric shape.
  • the shapes of the terminal member and the metal member are not limited to a circular shape or a substantially circular shape, and may have any geometric shape.
  • the term "circular” or “substantially circular” as used herein is not limited to a perfect circle (that is, simply a "circle” or a "perfect circle”), but is changed from that to a "round shape” as recognized by those skilled in the art. Also includes shapes that can normally be included in.
  • a circle and a perfect circle not only a circle and a perfect circle, but also the curvature of the arc may be locally different, and further, a shape derived from a circle and a perfect circle such as an ellipse may be used.
  • a battery having such a circular shape in a plan view corresponds to a so-called button-shaped or coin-shaped battery.
  • the present invention is not necessarily limited to the electrode assembly having a planar laminated structure. That is, unless it is a feature peculiar to the three-dimensional laminated structure, the present invention may be premised on an electrode assembly having a wound structure, and is premised on an electrode assembly having a stack-and-folding structure. It may be.
  • the secondary battery of the present disclosure can be used in various fields where storage can be expected.
  • the secondary battery of the present invention is used in the fields of electricity, information, and communication (for example, mobile phones, smartphones, laptop computers and digital cameras, activity meters, arm computers, etc.) in which electric / electronic devices can be used.
  • Electric / electronic devices can be used.
  • Electrode assembly 11 1st tab 12 2nd tab 50 Exterior body 52 Cup-shaped member 54 Cover-shaped member 55 Hole in exterior body 56 Inner wall of exterior body 57 Outer wall of exterior body 60 1st external output terminal 62 Positive electrode terminal 62a 1st metal layer 62b 2nd metal layer 63 Fixed surface 64 Insulation material 64a 1st insulation layer 64b 2nd insulation layer 64c 3rd insulation layer 641 Central part 642 Overhang part 641a Insulation material hole Part 67 Metal parts 100, 110, 120, 130 Secondary battery

Landscapes

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Abstract

本発明の二次電池は、電極組立体と、電極組立体を収納する収容空間を有する外装体と、外装体から露出した正極端子と、を備える。正極端子は、ニッケルからなる第１金属層とニッケル以外の金属からなる第２金属層とを有し、正極端子の第１金属層は外装体から露出しつつ、第１金属層は外装体の内壁に絶縁材を介して固定される固定面を有し、かつ、第１金属層の固定面以外の面にも絶縁材が当接している。

Description

二次電池
　本発明は二次電池に関する。特に、本発明は、セパレータを介して積層された正極および負極を含む電極構成層を含んで成る電極組立体を備えた二次電池に関する。
　二次電池は、いわゆる蓄電池ゆえ充電および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。
　二次電池としては、例えば、有底筒状の金属製の外装缶と封口蓋とからなる外装体を用いて、外装缶内に電極組立体を収納し、外装缶の開口部を封口蓋でカシメ加工により封口し、外装缶と封口蓋のそれぞれが外部出力端子を兼ねる二次電池が知られている。しかしながら、カシメ加工で形成される封止部の体積を小さくするのは困難であり、外装体の中に収納される電極組立体の体積が制限されるという問題がある。
　これに対し、二次電池の封止部の体積を小さくすることで無駄な空間を減らし、体積エネルギー密度をさらに向上させるという観点から、外部出力端子の構造に関し、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、有底筒状のケース本体の底部に挿通孔を設ける一方、底部の外表面にシール部材を介して、平板状電極端子部材を設けた密閉型蓄電装置が記載されている。また、特許文献２には、外装体にラミネート部材を用い、電極組立体の外周に封止部を設ける一方、ラミネート部材を貫通する電極を外部出力端子に用いる電気化学セルが記載されている。
特開２０１９－４６６３９号公報 特許第６２８４２４８号
　特許文献１には、ニッケル板からなる平板状の電極端子部材を正極端子として用いることが記載されている。しかし、ニッケル板を正極端子に用いた場合、電解液に接触することでニッケル板が腐食し、外部機器との電気的接続が困難になるという問題がある。また、特許文献２では、正極端子としては、中央部にニッケル板を溶接したアルミニウム板を用い、ニッケル板が外部に露出するように、ラミネート部材の内側に、封止材を介してアルミニウム板を融着している。特許文献２において、ニッケル板は直接電解液と接触する可能性は低いが、中央部にニッケル板を溶接したアルミニウム板を用いる必要があり、工数や部品点数が増加するという問題がある。また、ラミネート部材の貫通孔に合わせてニッケル板を位置合わせする工程が必要であり、さらに工数の増加をもたらす。
　そこで、本発明では、ニッケルを外部出力端子に用いた場合でも、電解液との接触による外部出力端子の腐食を抑制可能で、製造がより容易な二次電池を提供することを目的とした。
　上記の課題を解決するため、本発明の二次電池は、
　電極組立体と、前記電極組立体を収納する収容空間を有する外装体と、前記外装体から露出した正極端子と、を備える二次電池であって、
　前記正極端子は、ニッケルからなる第１金属層とニッケル以外の金属からなる第２金属層とを有し、
　前記正極端子の前記第１金属層は前記外装体から露出しつつ、前記第１金属層は前記外装体の内壁に絶縁材を介して固定される固定面を有し、かつ、前記第１金属層の前記固定面以外の面にも前記絶縁材が当接している、ことを特徴とする。
　本開示において上記の二次電池を「本開示の二次電池」と称する場合もある。
　本発明によれば、ニッケルを外部出力端子に用いた場合でも、電解液との接触による外部出力端子の腐食を抑制可能で、製造がより容易な二次電池を提供することが可能となる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでなく、また、付加的な効果があってもよい。
実施の形態１に係る二次電池の形状の一例を示す模式斜視図である。 電極組立体の構成を模式的に示す断面図である（図２（Ａ）：非巻回の平面積層型構造の電極組立体、図２（Ｂ）：巻回積層型構造の電極組立体）。 図１に示す二次電池の模式断面図である。 図３の部分拡大模式断面図であり、外部出力端子の構造の一例を示す。 実施の形態２に係る二次電池における外部出力端子の構造の一例を示す部分拡大模式断面図である。 実施の形態３に係る二次電池における外部出力端子の構造の一例を示す部分拡大模式断面図である。 本発明に係る二次電池の形状の別の例を示す模式斜視図である。 本発明に係る二次電池の形状の別の例を示す模式斜視図である。 本発明に係る二次電池の形状の別の例を示す模式斜視図である。
　以下では、本発明の一実施形態に係る二次電池について、必要に応じて図面等を参照して説明を行う。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、外観および／または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「断面視」は、基本的には、二次電池を構成する電極組立体または電極構成層の積層方向または重ねる方向に沿って二次電池を切り取った仮想的な断面に基づいている（図３参照）。同様にして、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、基本的には、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づいている。例えばボタン形またはコイン形などの形状の「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。本明細書で用いる「平面視」または「平面視形状」とは、かかる厚みの方向（すなわち、上記の積層方向）に沿って対象物を上側または下側からみた場合の見取図に基づいている。
　また、本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”および“左右方向”は、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材もしくは部位または同じ意味内容を示すものとする。ある好適な態様では、電極組立体の積層方向が上下方向に相当し得るところ、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」に相当し、その逆向きが「上方向」に相当すると捉えることができる。
　本明細書で言及する各種の数値範囲は、「未満」や「より多い／より大きい」などの特段の用語が付されない限り、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。
　本明細書でいう「二次電池」は、充電および放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明の一実施形態に係る二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば蓄電デバイスなども対象に含まれ得る。なお、以下の説明では、二次電池の中でも非水電解質二次電池、具体的にはリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。
実施の形態１
　図１は、本発明の実施の形態１に係る二次電池の形状の一例を示す模式斜視図であり、ボタン形またはコイン形の二次電池１００の例を示している。二次電池１００は、電極組立体（不図示）と、電極組立体を収納することができる収容空間を有する外装体５０と、外装体５０から露出した正極端子（不図示）とを備えている。外装体５０は、外部出力端子用の孔部５５（以下、端子孔ともいう）を有している。電極組立体は、正極、負極及びセパレータを含む電極構成層が積層された構造を有する。
　図２は、電極組立体の構造の一例を示す模式断面図である。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層５を成しており、かかる電極構成層５が少なくとも１つ以上積層して電極組立体１０が構成されていてよい。
　電極組立体１０の構造は、例えば図２（Ａ）に示すように電極構成層５が平面状に積層した平面積層型構造でもよい。あるいは例えば図２（Ｂ）に示すように電極構成層５が巻回状に巻かれた巻回積層型構造（例えばジェリーロール構造）でもよい。
　換言すると、電極組立体１０は、例えば図２（Ａ）に示すように、電極構成層５が互いに積み重なるように積層した平面積層型構造を有していてよい。あるいは、電極組立体１０は、例えば図２（Ｂ）に示すように、帯状に比較的長く延在する電極構成層５がロール状に巻回された巻回積層型構造を有していてもよい。
　尚、図２（Ｂ）は、電極組立体の巻回積層型構造を例示するに過ぎず、図２（Ｂ）に示す断面を「上方向」または「下方向」にして電極組立体を外装体内に配置してもよい。
　ここで、巻回積層型構造とは、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構成層がロール状に巻回した巻回構造を指す。二次電池ではこ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てよい。なお、電極組立体の構造は必ずしも平面積層型構造（図２（Ａ）参照）または巻回積層型構造（図２（Ｂ）参照）に限定されない。例えば、電極組立体は、正極、セパレータおよび負極を長いフィルム上に積層してから折り畳んだ、いわゆるスタック・アンド・フォールディング型構造を有していてもよい。
　図３は、図１に示す二次電池の模式断面図である。二次電池１００は、外装体５０の収容空間に電極組立体１０が収納されて構成されている。外装体５０は、カップ状部材５２と、カップ状部材５２の開口部を封口することができる蓋状部材５４とから構成されていてよく、内壁５６と外壁５７とを有する。カップ状部材５２は、上面（又はカップの底部または底面）と、上面の外周に形成された側面を有する容器形状を有する部材であってよく、上面には第１外部出力端子６０を外部に露出させる孔部５５を有していてよい。電極組立体１０の正極および負極の一方の電極から引き出された第１タブ１１は、第１外部出力端子６０に接続されていてよい。また、他方の電極から引き出された第２タブ１２は、外装体５０に接続されていてよく、外装体５０が第２外部出力端子を兼ねていてよい。第１外部出力端子６０は、例えば、正極端子６２と絶縁材６４とから構成されていてよく、孔部５５の周囲に設けられた絶縁材６４を介して正極端子６２が外装体５０の内壁５６に固定されていてよい。
　図４は、図３における第１外部出力端子６０（図３の破線で囲んだ部分を参照のこと）の構造を示すための部分拡大模式断面図である。外装体５０の内側であって、カップ状部材５２の上面に設けられた孔部５５の周囲に、例えば端子部材として正極端子６２が絶縁材６４を介して外装体５０の内壁５６に固定されていてよい。正極端子６２は、例えば、ニッケル層からなる第１金属層と、ニッケル以外の金属からなる第２金属層とから構成され得る少なくとも２層の積層金属層を含んでいてよい。図４では、正極端子６２が、２層の積層金属層、すなわち第１金属層６２ａと第２金属層６２ｂとからなる例を示している。第１金属層６２ａは、外装体５０の孔部５５から露出しつつ、外装体５０の内壁５６に絶縁材６４を介して固定され得る固定面６３を有し、かつ固定面６３以外にも絶縁材６４が第１金属層６２ａに当接している。また、第２金属層６２ｂは、第１金属層６２ａの固定面６３の反対側面に位置していてよい。ここで、正極端子が平板形状を有する場合、固定面は正極端子の平板面に位置していてよく、正極端子の固定面以外の面は正極端子の側面に位置していてよい。
　外部出力端子は、二次電池において外部機器との接続に供することができる金属部材を含んでいてよい。図４では、第１外部出力端子６０を構成し得る正極端子が２層の積層金属層からなる例を示したが、本発明では、正極端子は、少なくとも２層の金属層が積層されていればよい。正極端子は、少なくとも、絶縁材側の第１金属層と、この第１金属層と接して、第１金属層の固定面の反対側面に、あるいは絶縁材の反対側に、位置し得る第２金属層とから構成されていてよい。第１金属層が外部機器と直接接する層であってよい。本発明では第１金属層としてニッケル層を用いることが好ましい。第２金属層は、電極組立体の正極から引き出された正極タブを接続することができる層であり、所定の電位がかかった際に、第１金属層の金属、例えばニッケルよりも腐食性が低い金属を用いることができる。第２金属層には、例えばアルミニウムを含んで成る層を用いることができる。２層からなる積層金属層の例としては、ニッケルとアルミニウムとの積層複合材（クラッド材ともいう）を用いることができる。このようなクラッド材では、ニッケル層の厚さは１００μｍ以上１５０μｍ以下、アルミニウム層の厚さは１００μｍ以上１５０μｍ以下である。また、３層以上の積層金属層の例としては、例えば、第１金属層と第２金属層との間に位置し得る１層以上の第３金属層を配置した例や、第２金属層と接し、絶縁材の反対側に位置し得る１層以上の第４金属層を配置する例を挙げることができる。加えて、第１金属層と絶縁材との接合界面には１μｍ以下の表面処理層を有していてもよい。例としては、第１金属層を１００μｍ以上１５０μｍ以下のニッケル層、第２金属層を１００μｍ以上１５０μｍ以下のアルミニウム層としてよく、例えばニッケル層と絶縁材との界面にその接合力を向上させるための表面処理材が具備された場合を挙げることができる。表面処理材は、例えばクロムを含む材料であり、接合界面の接合力の向上を目的に用いられるため、その厚みは上記の通り１μｍ以下でよい。また表面処理材の形成状態は層状に限らず、第１金属層と絶縁材との接合界面の第１金属層の表面にまばらに分布した状態でもよい。正極端子の形状は平板状であることが好ましい。なお、平板状とは、薄い板であればよく、湾曲していてもよく、また、一部の厚みが異なっていてもよい。また、本発明では、外装体が第２外部出力端子（負極端子）を兼ねていてよい。そのため、負極端子の端子部材は、上記のように、ステンレスやアルミニウムを用いることができる。
　この実施形態では第１外部出力端子は正極端子であるが、第１外部出力端子は負極端子であってもよく、第２外部出力端子が正極端子であってもよい。
　また、絶縁材（以下、「絶縁部材」または「シール部材」とも称される）は、外装体と端子部材との間に介在し、それらの間の“絶縁”に寄与することができる部材である。絶縁材は、“絶縁性”を呈するのであればその種類に特に制限はない。好ましくは、絶縁材は、“絶縁性”だけでなく、“融着性”（又は熱接着性）を有することが好ましい。本発明では、絶縁材は第１金属層の固定面を外装体の内壁に固定し得るように配置され得るとともに、第１金属層の固定面以外の面にも当接し得るように構成されていてよい。上記の通り、正極端子が平板形状を有する場合、固定面は正極端子の平板面に位置し、正極端子の固定面以外の面は正極端子の側面に位置していてよい。そのため、正極端子が平板形状を有する場合、絶縁材は、固定面以外の面として、正極端子の側面に当接してよい。例えば、絶縁材は、正極端子を露出させることができる孔部を有する中央部と、断面視で第１金属層の固定面または側面よりも外装体の収容空間側にせり出したせり出し部とを有し、せり出し部が第１金属層の側面外周に沿って延在するように構成され得る。ここで、せり出し部が第１金属層の側面外周に沿って延在することで、せり出し部が絶縁材と第１金属層との境界部分を少なくとも被覆することができる。これにより、境界部分の第１金属層のニッケルが電解液との接触により腐食することをさらに抑制でき、さらには、境界部分から浸み込んだ電解液により、絶縁材と接する第１金属層が腐食するのをさらに抑制できる。せり出し部は、絶縁材と第１金属層との境界部分を少なくとも被覆するように、第１金属層の側面外周に沿って延在するが、さらに第１金属層の側面の外周全面に沿って延在してもよく、さらに正極端子の側面の外周全面に沿って延在してもよい。これにより、第１金属層のニッケルの腐食をさらに抑制することが可能となる。なお、せり出し部のせり出し長さ（突出長さ）は特に限定されない。
　絶縁材としては、例えば、樹脂材料またはエラストマー材料、ガラス材料を含んで成るものを用いることができる。
　樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、好ましくは熱融着性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂、なかでも熱融着性樹脂としては、例えば、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、好ましくはポリプロピレンおよびその共重合体などを挙げることができる。絶縁材としては、例えば、熱可塑性樹脂、好ましくは熱融着性樹脂の単一層フィルムや、熱可塑性樹脂、好ましくは熱融着性樹脂を含む多層フィルムを用いることができる。多層フィルムの例としては、中間層となる高融点樹脂層の両面を低融点樹脂層（例えば、熱可塑性樹脂、好ましくは熱融着性樹脂層）でサンドイッチした多層熱可塑性フィルム、好ましくは多層熱融着性フィルムを挙げることができる。
　また、エラストマー材料にはポリエステル系熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。
　さらに、ガラス材料には、ホウ酸塩系、ケイ酸塩系、ゲルマネート系、バナデート系、リン酸塩系等の低融点の酸化物系ガラスを挙げることができる。
　絶縁材はフィルム形態を有していてよい。つまり、絶縁材は膜形態、即ち、薄い形態を有していてよい。例えば、最終形状に近い形態を有するフィルム状の絶縁材前駆体を用いて絶縁材が設けられてもよい。
　別の切り口で捉えると、絶縁材は、絶縁性を呈する接着剤の成分を含んでいてもよい。かかる接着剤としては、例えば、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系接着剤、天然ゴム等のゴム系接着剤、シリコーンゴム等のシリコーン系接着剤、ウレタン樹脂等のウレタン系接着剤、α－オレフィン系接着剤、エーテル系接着剤、エチレン－酢酸ビニル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、水性高分子－イソシアネート系接着剤、スチレン－ブタジエンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ニトロセルロース系接着剤、反応性ホットメルト系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変性シリコーン系接着剤、ポリアミド樹脂系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリウレタン樹脂系接着剤、ポリオレフィン樹脂系接着剤、ポリ酢酸ビニル樹脂系接着剤、ポリスチレン樹脂溶剤系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルピロリドン樹脂系接着剤、ポリビニルブチラール樹脂系接着剤、ポリベンズイミダソール系接着剤、ポリメタクリレート樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、および／またはレゾルシノール系接着剤等を挙げることができる。
　絶縁材の平面視形状に特に制限はなく、例えば円形または略円形であってよく、あるいは略四角形などを含む略矩形などの形状であってもよい。
　絶縁材は、その平面視形状において、端子部材よりも大きな外形または面積を有していることが好ましい。
　絶縁材は、開口部を有するが、その形状や寸法、配置、位置などに特に制限はない。絶縁部に設けられ得る開口部は、外装体に設けられ得る開口部よりもその寸法や面積が小さいことが好ましい。
　また、絶縁材は、１層以上であればよく、その層数は特に限定されないが、外装材と端子部材との密着性および／または絶縁性を確保する観点から、多層構成とすることが好ましい。例えば、図４は、絶縁材に樹脂材料を用い、３層の多層フィルムを用いた例を示している。図４に示す絶縁材６４は、高融点絶縁性樹脂層を介して２層の低融点樹脂層が積層された多層フィルムからなる。すなわち、外装材５２側に配置され得る第１絶縁層６４ａと、正極端子６２側に配置され得る第２絶縁層６４ｂと、中間層として、第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂとの間に挟持され得る第３絶縁層６４ｃとから構成されていてよい。第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂは、いずれも低融点樹脂層であってよく、第３絶縁層６４ｃは高融点樹脂層であってよい。低融点樹脂層の融点は１５０℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下である。また、高融点樹脂層の融点は、低融点樹脂層の融点よりも高ければよく、例えば１５５℃以上２５０℃以下、好ましくは１６０℃以上２５０℃以下である。第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂは、いずれも好ましくは熱融着性樹脂層であり、例えば、上記のように、ポリオレフィン系樹脂およびその共重合体を用いることができる。また、高融点樹脂層には、例えば、ナイロン等のポリアミド系樹脂を用いることができる。また、絶縁材に用いる多層フィルムの第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂの厚さは、同じでも異なっていてもよいが、それぞれ１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。また、第３絶縁層６４ｃの厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。
　また、外部出力端子の形成方法は、特に限定されず、いずれの手法であってもよい。例えば、絶縁材として熱融着性樹脂を用いる場合、外装体に設けられた孔部の周囲に絶縁材を介して例えば正極端子を配した後、加熱処理することで外部出力端子を形成することができる。加熱処理で絶縁材を一旦溶融させることで、絶縁材を介して正極端子を外装体に貼り付けることができる。なお、予め溶融させておいた絶縁材を外装体に塗布しておき、その塗布された絶縁材に正極端子を配置することで外部出力端子を形成することもできる。
　以下、図４を参照して、さらに詳しく説明する。外装体５０のカップ状部材５２と正極端子６２との間に例えば多層フィルムからなる絶縁材６４を配置する。絶縁材６４は、加熱処理により、第１絶縁層６４ａがカップ状部材５２の内面に融着し、第２絶縁層６４ｂが正極端子６２の第１金属層６２ａに融着することができる。その際、絶縁材６４の中央部６４１は、正極端子６２が上方にめり込むことで厚さが薄くなる一方、せり出し部６４２には、正極端子６２がめり込むことはないので、せり出し部６４２は、中央部６４１よりは大きな厚さを維持しながら、正極端子６２の第１金属層６２ａの側面外周に沿って延在することができる。ここで、せり出し部６４２を構成し得る第１絶縁層６４ａの融着後の厚みをＢ１とし、第２絶縁層６４ｂの融着後の厚みをＢ２とした時、第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂの融着後の合計厚みＢ（＝Ｂ１+Ｂ２）が、第１金属層６２ａの厚みＡ以上であることが好ましい。第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂは融着により融着前に比べてその厚さが減少するが、融着後において、第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂの合計厚みＢが、第１金属層６２ａの厚みＡ以上であれば、せり出し部６４２が第１金属層６２ａの側面外周をより覆いやすくなるからである。これにより、電解液との接触による第１金属層６２ａの腐食をさらに抑制することができる。さらに、高融点樹脂からなる中間層を含む３層の多層フィルムを用いることで、融着時においても中間層は溶融しないので、絶縁材としての必要な厚みを確保しながら、正極端子を外装材に固定することができ、負極端子を兼ねる外装材との短絡を防ぐことができる。
　次に、本実施の形態に係る二次電池を構成する他の部材について説明する。
［二次電池の基本構成］
　正極は、少なくとも正極材層および必要に応じて正極集電体から構成されている。正極では例えば正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられている。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るものでよいし、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るものでもよい。例えば、正極集電体は、箔形態を有していてよい。つまり、金属箔から正極集電体が構成されていてよい。
　負極は、少なくとも負極材層および必要に応じて負極集電体から構成されている。負極では例えば負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられている。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るものでよいし、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るものでもよい。例えば、負極集電体は、箔形態を有していてよい。つまり、金属箔から負極集電体が構成されていてよい。
　正極材層および負極材層に含まれ得る電極活物質、即ち、正極活物質および負極活物質は、それぞれ、二次電池において電子の受け渡しに直接関与し得る物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正極および負極の主物質である。
　より具体的には、「正極材層に含まれ得る正極活物質」および「負極材層に含まれ得る負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ得る。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電および／または放電がなされ得る。
　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ってよい。つまり、本発明の一実施形態に係る二次電池は、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得る非水電解質二次電池となっていてよい。
　充放電にリチウムイオンが関与する場合、本発明の一実施形態に係る二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当し得る。リチウムイオン電池は、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する。
　正極材層の正極活物質は、例えば、粒状体から構成され得るところ、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てよい。電池反応を推進する電子の伝達をより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。
　負極材層の負極活物質は、例えば、粒状体から構成され得るところ、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負極材層に含まれていてよい。電池反応を推進する電子の伝達をより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、例えば、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であってよい。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ってよい。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、本発明の一実施形態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含まれていてよい。例えば、正極活物質は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。
　このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
　正極材層に含まれ得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、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－テトラフルオロエチレン共重合体およびポリテトラフルオロエ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。
　正極材層に含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。
　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以下であってよく、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り、任意の１０箇所における測定値の平均値を採用してよい。
　負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であってよい。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、および／または、リチウム合金、金属リチウムなどであってよい。
　負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（具体的には天然黒鉛および／または人造黒鉛など）、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、例えば負極集電体との接着性が優れる。
　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。
　このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていてよい。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。
　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の合金であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。
　このような合金は、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。
　負極材層に含まれ得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。
　負極材層に含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。
　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以下であってよく、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り、任意の１０箇所における測定値の平均値を採用してよい。
　正極および負極に用いられ得る正極集電体および負極集電体は、電池反応に起因して電極活物質で発生した電子を集めたり供給したりすることができる部材である。このような電極集電体は、シート状の金属部材であってよい。また、このような電極集電体は、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、プレート、金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。
　正極に用いられ得る正極集電体は、アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）およびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものであってよい。正極集電体は、例えば、アルミニウム箔であってよい。
　負極に用いられ得る負極集電体は、銅、ステンレス（ＳＵＳ）およびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものであってよい。負極集電体は、例えば、銅箔であってよい。
　本開示において、「ステンレス」（ＳＵＳ）とは、例えば、「ＪＩＳ Ｇ ０２０３　鉄鋼用語」に規定されているステンレス鋼のことを指しており、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あってよい。
　正極集電体および負極集電体の各厚み寸法は、特に制限されるわけではないが、１μｍ以上１００μｍ以下であってよく、例えば１０μｍ以上７０μｍ以下である。正極集電体および負極集電体の各厚み寸法は二次電池内部での厚みであり、任意の１０箇所における測定値の平均値を採用してよい。
　正極および負極に用いられ得るセパレータは、正極と負極と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得る部材である。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ことができる部材であるといえる。
　例えば、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、膜形態を有していてよい。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。
　セパレータとして用いられ得る微多孔膜は、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”とから構成され得る積層体であってもよい。セパレータの表面が無機粒子コート層および／または接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面が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以下であってよく、例えば２μｍ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）であり、任意の１０箇所における測定値の平均値を採用してよい。
　なお、本発明において、セパレータは、その名称によって特に拘泥されるべきでなく、同様の機能を有し得る固体電解質、ゲル状電解質、および／または絶縁性の無機粒子などであってもよい。
　本発明の一実施形態に係る二次電池では、例えば、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層を含んで成る電極組立体が電解質と共に外装体に封入されていてよい。電解質は電極（正極および／または負極）から放出された金属イオンの移動を助力することができる。電解質は有機電解質および／または有機溶媒などを含んで成る“非水系”の電解質であってよく、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。
　正極および負極が例えばリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する場合、電解質は、例えば、リチウムイオン含有電解質または有機電解質および／または有機溶媒などを含んで成る“非水系”の電解質（以下、「非水電解質」と称する）であることが好ましい。すなわち、電解質が非水電解質となっていることが好ましい。電解質では電極（正極および／または負極）から放出された金属イオンが存在することになり、それゆえ、電解質は電池反応における金属イオンの移動を助力することができる。
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、電解質として“非水系”の溶媒と溶質とを含む“非水系”の電解質が用いられた非水電解質二次電池であることが好ましい。電解質は液体状またはゲル状などの形態を有していてよい（なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される）。
　非水電解質は、非水系の溶媒と溶質とを含む電解質であることが好ましい。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であってよい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。
　特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。
　鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。
　あくまでも例示にすぎないが、本発明の１つの好適な実施形態では、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てよく、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）との混合物、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）との混合物などを用いてよい。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塩などが用いられてよい。
　（外装体）
　本開示において「外装体」とは、概して、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が積層された電極組立体を包み込む又は収納することができる部材を意味している。例えば、外装体は、ラミネート構造などを有するフレキシブルケースであっても、金属外装体などの非ラミネート構造を有するハードケースであってもよい。
　外装体は、非ラミネート構成を有する金属外装体であってよい。かかる場合、外装体は、金属シート／融着層／保護層から成るようなラミネート部材となっていない。つまり、非ラミネート構成となっている。
　非ラミネート構成を有する金属外装体は、金属単一部材から成る構成を有していてよい。例えば、かかる金属外装体は、ステンレス（ＳＵＳ）および／またはアルミニウムなどの金属から成る単一部材であってよい。
　尚、本開示における外装体は金属として合金を含んでいてよい。
　本開示において「金属単一部材」とは、広義には、外装体がいわゆるラミネート構成を有さないことを意味しており、狭義には、外装体が実質的に金属のみから成る部材となることを意味している。したがって、実質的に金属のみから成る部材となるのであれば、金属外装体の表面に適当な表面処理がなされていてもよい。
　例えば、そのような金属外装体をその厚み方向に切断した切断面においては、表面処理などが為されている部分を除き、単一の金属層を確認できる。
　また、外装体に設けられ得る開口部の形状や寸法、配置、位置などに特に制限はない。
　金属外装体は、比較的薄い厚さを有し得る。例えば、本発明における金属外装体は、その厚さ寸法が５０μｍ以上３００μｍ以下であってよく、例えば、７５μｍ以上２００μｍ以下、５０μｍ以上１８０μｍ以下、あるいは、５０μｍ以上１７０μｍ以下などであってよい。
　このような薄い外装体を用いることで、二次電池の小型化やエネルギー密度の向上に寄与することができる。
　外装体は、電気伝導性または導電性を有する外装体であってよく、金属外装体であることが好ましい。このような金属外装体は、カップ状部材と蓋状部材とから構成され得る２パーツ構成を有していてよい。
　本開示において「カップ状部材」とは、胴部に相当する側面部とそれに連続する主面部（典型的な態様では、例えばカップの底部または底面）を有して成り、内側に中空部が形成されるような部材を意味している。
　本開示において「蓋状部材」とは、そのようなカップ状部材に対して蓋をするように設けられる部材を意味している。蓋状部材は、例えば同一平面状に延在する単一部材（典型的には平板状の部材）であってよい。外装体においては、蓋状部材とカップ状部材の縁部分とが互いに係合または結合または嵌合するように蓋状部材とカップ状部材とが任意に組み合わされてよい。
　「カップ状部材」と「蓋状部材」とが溶接処理によって繋ぎ合わされていてよく、それにより、電極組立体の比較的簡易な封入が可能となり得る。
　図示する形態では、「カップ状部材」が上方に位置し、「蓋状部材」が下方に位置しているが、「蓋状部材」が上方に位置していてよく、「カップ状部材」が下方に位置していてもよい。その場合、「蓋状部材」に第１外部出力端子が形成されていてよく、「カップ状部材」に第２外部出力端子が形成されていてもよい。
　（電極組立体）
　「電極組立体」として、従来公知の電極組立体を使用することができ、例えば上記において説明したものを必要に応じて適宜使用すればよい。例えば、図２（Ａ）に示す電極構成層５が平面状に積層した平面積層型構造の電極組立体や、図２（Ｂ）に示す電極構成層５が巻回状に巻かれた巻回積層型構造の電極組立体などを使用すればよい。
　（タブ）
　本開示において「タブ」とは、電極組立体の正極または負極と電気的に接続され得る導電性部材を意味し、電極組立体から突出又は延出している。かかるタブは、端子部材の内側主面に取り付けられることができ、当該端子部材と電極組立体の正極および負極のいずれか一方の電極層との間の電気的接続を担うことができる。このようなタブは、上記で説明した「集電体」（すなわち「正極集電体」および「負極集電体」）から延出していてよく、集電体と同じ材料から一体的に構成されることが好ましい。
　本発明において、上記の構成は必要に応じて適宜変更または改変されてよい。
［作用・効果］
　以上の通り、本発明の一実施形態に係る二次電池では、絶縁材がせり出し部を有し、せり出し部が、例えば正極端子の、ニッケルからなる第１金属層６２ａの側面外周に沿って延在し得るので、電解液との接触による第１金属層６２ａの腐食を抑制することができる。
　また、本発明の一実施形態に係る二次電池は、例えば、正極端子を絶縁材を介して外装体の内壁に固定した比較的シンプルな構造であるので、外装缶の開口部を封口蓋でカシメ加工により封口する従来の二次電池に比べて、製造がより容易である。また、正極端子の封止に要するスペースも小さいので、電池小型化、そしてエネルギー密度のさらなる向上にも寄与することができる。また、外装体の内側に正極端子を設けることで、二次電池と接続され得る外部機器側の接続箇所が凸部を有する場合に好適となり、二次電池の設計自由度の向上に寄与することができる。
　また、本発明の一実施形態に係る二次電池は、例えば、絶縁材に熱融着性の材料を用いることができるので、例えば正極端子を外装体により容易に貼り付けて固定することができ、正極端子の封止に際しては、端子部材が変形するほどの大きな力は不要である。これにより、正極端子が加圧変形を受けることがないので、正極端子の機械的強度の低下を抑制でき、また加圧変形した正極端子により絶縁材の厚みが薄くなったり、破断することがないので、絶縁安定性を確保することが可能となる。
　また、本発明の一実施形態に係る二次電池は、外装体の内壁に例えば正極端子を固定し、外装体を負極端子としているので、二次電池の部品点数を減らすことができる。これにより、セル厚み方向において出力に必要なスペースを、上下面に外部出力端子を設ける場合と比べ半減させることが可能であるので、エネルギー密度のさらなる向上にも寄与することができる。
実施の形態２
　図５は、本発明の実施の形態２に係る二次電池における第１外部出力端子の構造の一例を示す部分拡大模式断面図である。本実施の形態に係る二次電池においては、例えば正極端子の構造に関し、絶縁材６４の第１絶縁層６４ａと第２絶縁層６４ｂの厚みが異なり、かつ第２絶縁層６４ｂの厚みＢ２を正極端子の第１金属層６２ａの厚みＡ以上としたこと以外は、実施の形態１と同様の構成を有することができる。本実施の形態では、第２絶縁層６４ｂの厚みを第１金属層６２ａの厚みＡ以上とすることで、せり出し部６４２が第１金属層６２ａの側面外周をより覆いやすくすることができる。第２絶縁層６４ｂの厚みＢ２は第１金属層６２ａの厚みＡ以上であればよいが、正極端子６２の厚みと同じか、それよりも小さいことが好ましい。本実施の形態でも、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
実施の形態３
　図６は、本発明の実施の形態２に係る二次電池における第１外部出力端子の構造の一例を示す部分拡大模式断面図である。例えば正極端子６２の外縁部が、絶縁材６４から離れる方向に曲げられており、かつ絶縁材６４が多層構造に限定されないこと以外は、実施の形態１と同様の構成を有することができる。正極端子６２の外縁部が、絶縁材６４から離れる方向に曲げられる又は湾曲することで、せり出し部６４２が第１金属層６２ａの側面外周をより覆いやすくすることができる。本実施の形態でも、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。なお、本実施の形態は、積層複合材から打ち抜き加工により作製した正極端子を用いることでより好適に実施することができる。すなわち、打ち抜き加工を行うと、被加工物の外縁部が曲げられ、湾曲形状や屈曲形状等の曲げ形状をとり、いわゆるダレが発生する。本実施の形態では、このダレを有する正極端子と絶縁材を重ねることで、せり出し部が第１金属層の側面外周をより覆いやすくすることができる。なお、曲げ形状が、鋭利形状であってもよい。正極端子が絶縁材に食い込みやすくなり、アンカー効果により、正極端子と絶縁材との結合をより向上させることができる。
　以上、本発明の一実施形態に係る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。従って、本発明はこれに限定されず、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。
　図７は、本発明の別の実施形態に係る二次電池の形状の別の例を示す模式斜視図であり、例えば正極端子の外表面にさらに金属部材６７を設けた形状を示している。金属部材６７を設けることで外部機器との接続がより容易となる。また、金属部材６７の高さは、金属部材６７の電極組立体側の面（又は上面）と、外装体５０の上面（又はカップの底部または底面）とが概ね同一平面上に位置するように設定することが好ましい。外部機器との接続がより一層容易となる。また、金属部材６７の材質は、正極端子と同じでも異なっていてもよい。
　金属部材６７は、正極端子などの端子部材と電気的に接続されていてよく、上記と同様の絶縁材などを介して外装体に取り付けられていてよい。
　また、本発明の一実施形態に係る二次電池の形状は、ボタン形あるいはコイン形に限定されず、他の立体形状も可能である。図８は、その一例であり、いわゆる角形形状を有する二次電池の例を示している。また、角形形状は、平面視で、四角形状に限定されず、他の多角形状も可能である。また、角形形状を有する二次電池においても、図９に示すように、例えば正極端子の外表面にさらに金属部材６７を設けてもよい。
　本開示の二次電池は、その平面視形状が、円形または略円形や角形に限られず、任意の他の幾何学的形状を有していてもよい。同様にして、端子部材および金属部材の形状（特に平面視形状）なども円形や略円形などの形状に限られず、任意の幾何学的形状を有していてよい。
　ここでいう「円形」または「略円形」とは、完全な円形（すなわち単に“円”または“真円”）であることに限らず、それから変更されつつも当業者の認識として“丸い形”に通常含まれ得る形状も含んでいる。例えば、円および真円のみならず、その円弧の曲率が局所的に異なるものであってよく、さらには例えば楕円などの円および真円から派生した形状であってもよい。典型的な例でいえば、このような平面視円形を有する電池は、いわゆるボタン形またはコイン形の電池に相当する。
　また、上記では、電極組立体が特に平面積層型構造を有することを前提とした図を参照したが、本発明は必ずしも平面積層型構造の電極組立体に限定されない。つまり、平面積層型構造に固有な特徴でない限りは、本発明は巻回型構造の電極組立体が前提となるものであってよく、また、スタック・アンド・フォールディング型構造の電極組立体が前提となるものであってもよい。
　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。従って、本発明はこれに限定されず、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。
　本開示の二次電池は、蓄電が想定され得る様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の二次電池は、電気・電子機器などが使用され得る電気・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、ウェアラブルデバイス、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。
　１　　　　正極
　２　　　　負極
　３　　　　セパレータ
　５　　　　電極構成層
　１０　　　電極組立体
　１１　　　第１タブ
　１２　　　第２タブ
　５０　　　外装体
　５２　　　カップ状部材
　５４　　　蓋状部材
　５５　　　外装体の孔部
　５６　　　外装体の内壁
　５７　　　外装体の外壁
　６０　　　第１外部出力端子
　６２　　　正極端子
　６２ａ　　第１金属層
　６２ｂ　　第２金属層
　６３　　　固定面
　６４　　　絶縁材
　６４ａ　　第１絶縁層
　６４ｂ　　第２絶縁層
　６４ｃ　　第３絶縁層
　６４１　　中央部
　６４２　　せり出し部
　６４１ａ　絶縁材の孔部
　６７　　　金属部材
　１００、１１０、１２０、１３０　　二次電池

Claims (11)

  1. 　電極組立体と、前記電極組立体を収納する収容空間を有する外装体と、前記外装体から露出した正極端子と、を備える二次電池であって、
    　前記正極端子は、ニッケルからなる第１金属層とニッケル以外の金属からなる第２金属層とを有し、
    　前記正極端子の前記第１金属層は前記外装体から露出しつつ、前記第１金属層は前記外装体の内壁に絶縁材を介して固定される固定面を有し、かつ、前記第１金属層の前記固定面以外の面にも前記絶縁材が当接している、二次電池。
  2. 　前記正極端子は平板状であり、
    　前記正極端子の前記固定面は前記正極端子の平板面に位置し、前記正極端子の前記第１金属層の前記固定面以外の面は前記正極端子の側面に位置しており、
    　前記絶縁材は、前記正極端子の前記固定面または側面よりも前記収容空間側にせり出したせり出し部を有し、前記せり出し部が前記第１金属層の前記側面の外周に沿って延在している、請求項１記載の二次電池。
  3. 　前記せり出し部は前記第１金属層の側面の外周全面に沿って延在している、請求項２記載の二次電池。
  4. 　前記正極端子は、前記固定面の反対側面に前記第２金属層を有し、前記第２金属層がアルミニウムを含んで成る、請求項１～３のいずれか１項に記載の二次電池。
  5. 　前記絶縁材は、高融点絶縁性樹脂層を介して２層の低融点樹脂層が積層された多層フィルムからなる、請求項１～４のいずれか１項に記載の二次電池。
  6. 　前記外装体側の前記低融点樹脂層は前記外装体に融着し、前記外装体の反対側に位置する前記低融点樹脂層は前記正極端子に融着している、請求項５記載の二次電池。
  7. 　前記２層の低融点樹脂層の合計厚みは、前記第１金属層の厚み以上となる、請求項５または６に記載の二次電池。
  8. 　前記正極端子の外縁部は、前記絶縁材から離れる方向に曲げられている、請求項１～７のいずれか１項に記載の二次電池。
  9. 　前記外装体が金属外装体であり、前記金属外装体がカップ状部材および蓋状部材の２パーツ構成を有して成る、請求項１～８のいずれかに記載の二次電池。
  10. 　ボタン形またはコイン形の形状を有する、請求項１～９のいずれかに記載の二次電池。
  11. 　前記電極組立体の電極として、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極および負極が含まれる、請求項１～１０のいずれかに記載の二次電池。
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