WO2023095712A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2023095712A1
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修一 長岡
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株式会社村田製作所
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to secondary batteries.
  • the present disclosure relates to a secondary battery with an electrode assembly comprising an electrode layer comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator.
  • Secondary batteries are so-called storage batteries, so they can be charged and discharged repeatedly, and are used for a variety of purposes.
  • secondary batteries are used in mobile devices such as mobile phones, smart phones, and laptop computers.
  • Patent Document 1 discloses a secondary battery in which electrode leads protrude outward from a battery case.
  • an electrode lead 111 electrically connected to an electrode assembly 110 is connected to a battery case 120 (for example, a first case 120a (upper case), It is configured to protrude outward (to the right) from the second case 120b (the battery case that can be configured from the lower case).
  • the electrode lead 111 generally includes an insulating member (for example, an insulating member that can be composed of a first insulating member 112a (upper insulating member) and a second insulating member 112b (lower insulating member)). By sandwiching the electrode lead 111 from above and below with such an insulating member, the electrode lead 111 is fixed and the sealing property is ensured.
  • a primary object of the present disclosure is to provide a secondary battery with reinforced electrode leads.
  • An electrode assembly formed by stacking at least one electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator; and an outer body covering the electrode assembly, a current collector extending from the positive electrode and/or the negative electrode of the electrode assembly protrudes from the exterior body as an electrode lead; one main surface of the projecting portion of the current collector projecting from the exterior body is entirely covered with a resin member; A secondary battery is provided in which at least part of the current collector is sandwiched between the resin members inside the exterior body.
  • the present disclosure provides a secondary battery with reinforced electrode leads.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electrode assembly.
  • FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the concept of the secondary battery of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present disclosure (first embodiment).
  • FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing manufacturing of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing (a part of) the internal structure of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6A is a schematic diagram schematically showing the internal structure (especially the resin member) of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electrode assembly.
  • FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the concept of the secondary battery of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a secondary battery according to an embodiment of the present disclosure (first embodiment).
  • FIG. 6B is a schematic diagram schematically showing the internal structure (especially the resin member) of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing the internal structure (especially the electrode assembly) of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view schematically showing a widthwise cross-section of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view schematically showing a longitudinal cross-section of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a schematic diagram schematically showing a secondary battery according to another embodiment of the present disclosure (second embodiment).
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view schematically showing a longitudinal cross-section of a secondary battery according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a schematic diagram schematically showing a secondary battery according to another embodiment of the present disclosure (third embodiment).
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view schematically showing a longitudinal cross section of the secondary battery according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14A is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 14B is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 14A is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 14B is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 15A is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 15B is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 16A is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 16B is a schematic cross-sectional view schematically showing a mode of use of the secondary battery according to the third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 17 is a schematic diagram schematically showing a secondary battery according to another embodiment of the present disclosure (fourth embodiment).
  • FIG. 18 is a schematic diagram schematically showing a secondary battery according to still another embodiment of the present disclosure (fifth embodiment).
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view schematically showing a conventional secondary battery.
  • the “cross-sectional view” described directly or indirectly in this specification basically means that the secondary battery is viewed along the stacking direction or stacking direction of the electrode assembly or electrode configuration layers that constitute the secondary battery. It is based on a cut virtual cross section (see Figure 1).
  • the direction of "thickness” described directly or indirectly in this specification is basically based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery. For example, in the case of a "secondary battery having a plate-like thickness”, the direction of "thickness” corresponds to the plate thickness direction of such a secondary battery.
  • plane view or “plan view shape” is based on a sketch of an object viewed from above or below along the thickness direction (that is, the stacking direction described above).
  • the terms “vertical direction” and “horizontal direction” used directly or indirectly in this specification correspond to the vertical direction and the lateral direction in the drawings, respectively. Unless otherwise specified, the same reference numerals or symbols indicate the same members or parts or the same meanings.
  • the vertical downward direction that is, the direction in which gravity acts
  • the opposite direction corresponds to the "upward direction”.
  • a “secondary battery” as used herein refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Therefore, the secondary battery of the present disclosure is not overly bound by its name, and can include, for example, power storage devices.
  • the secondary battery of the present disclosure has, for example, an electrode assembly formed by stacking at least one electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator.
  • FIG. 1 schematically illustrates an electrode assembly 10 .
  • the positive electrode 1 and the negative electrode 2 may be stacked with the separator 3 in between to form an electrode-constituting layer 5 .
  • An electrode assembly may be constructed by stacking at least one or more such electrode-constituting layers 5 .
  • the electrode structure layer 5 has a plane lamination structure in which the electrode layers 5 are laminated in a plane.
  • such an electrode assembly may be covered with an exterior body together with an electrolyte (for example, a non-aqueous electrolyte).
  • an electrolyte for example, a non-aqueous electrolyte
  • the structure of the electrode assembly is not necessarily limited to a planar laminated structure.
  • the electrode assembly may have a wound laminated structure.
  • the electrode assembly may have a so-called stack-and-fold structure in which the positive electrode, separator and negative electrode are laminated on a long film and then folded.
  • the positive electrode may be composed of at least a positive electrode material layer and a positive electrode current collector.
  • a positive electrode material layer may be provided on at least one side of the positive electrode current collector.
  • the cathode material layer contains a cathode active material as an electrode active material.
  • each of the plurality of positive electrodes in the electrode assembly may be provided with a positive electrode material layer on both sides of the positive electrode current collector, or may be provided with a positive electrode material layer only on one side of the positive electrode current collector. Anything is fine.
  • the positive current collector may, for example, have a foil form. That is, the positive electrode current collector may be composed of metal foil.
  • the negative electrode may be composed of at least a negative electrode material layer and a negative electrode current collector.
  • a negative electrode material layer may be provided on at least one side 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 may be provided with a negative electrode material layer only on one side of the negative electrode current collector. Anything is fine.
  • the negative electrode current collector may, for example, have a foil form. That is, the negative electrode current collector may be composed of metal foil.
  • the electrode active materials that can be contained in the positive electrode material layer and the negative electrode material layer, that is, the positive electrode active material and the negative electrode active material, respectively, are substances that can directly participate in the transfer of electrons in the secondary battery, and charge and discharge, that is, the battery reaction. It is the main material of the positive electrode and the negative electrode that is responsible for
  • ions can be brought to the electrolyte due to the "positive electrode active material that may be contained in the positive electrode material layer” and the "negative electrode active material that may be contained in the negative electrode material layer". Such ions can move between the positive electrode and the negative electrode to transfer electrons and charge and discharge.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer may be layers capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present disclosure 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 and the battery can be charged and discharged. It's okay.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present disclosure can correspond to a so-called "lithium ion battery".
  • a lithium ion battery has a layer in which a positive electrode and a negative electrode can intercalate and deintercalate lithium ions.
  • the positive electrode active material of the positive electrode layer may be composed of, for example, granules, and the positive electrode layer may contain a binder for more sufficient contact and shape retention between the particles.
  • a conductive aid may be contained in the positive electrode material layer in order to facilitate the electron transfer that promotes the battery reaction.
  • the negative electrode active material of the negative electrode layer may be composed of, for example, granules, and the negative electrode layer may contain a binder for more sufficient contact and shape retention between the particles.
  • a conductive aid may be contained in the negative electrode material layer in order to facilitate the electron transfer that promotes the battery reaction.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer can also be called “positive electrode mixture layer” and “negative electrode mixture layer”, respectively.
  • the positive electrode active material may be, for example, a material that contributes to intercalation and deintercalation 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.
  • the positive electrode material layer of the secondary battery according to one embodiment of the present disclosure may contain such a lithium-transition metal composite oxide as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material may be lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium iron phosphate, or a transition metal thereof partially replaced by another metal.
  • Such a positive electrode active material may be contained as a single species, it may also 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 examples include polymer compounds. Specifically, styrene-butadiene-based rubber, polyacrylic acid, polyimide-based resin, polyamideimide-based resin, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and poly At least one selected from the group consisting of tetrafluoroethylene and the like can be mentioned.
  • the conductive additive that can be contained in the positive electrode layer is not particularly limited, but examples include carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black and acetylene black, graphite, carbon nanotubes and gas. At least one selected from the group consisting of carbon fibers such as phase grown carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives.
  • 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 arbitrary 10 points may be adopted.
  • the negative electrode active material may be a material that contributes to intercalation and deintercalation 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.
  • Various carbon materials for the negative electrode active material include at least graphite or graphite (specifically, natural graphite and/or artificial graphite), hard carbon, soft carbon, and/or diamond-like carbon.
  • graphite specifically, natural graphite and/or artificial graphite
  • hard carbon soft carbon
  • diamond-like carbon One type can be mentioned.
  • graphite has high electron conductivity and, for example, excellent adhesiveness 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 and lithium oxide 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 any metal alloy capable of forming an alloy with lithium. It may be a binary, ternary or higher alloy of metals such as Zn and La with 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 layer is not particularly limited, but examples include polymer compounds. Specifically, styrene-butadiene-based rubber, polyacrylic acid, polyimide-based resin, polyamideimide-based resin, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and poly At least one selected from the group consisting of tetrafluoroethylene and the like can be mentioned.
  • the conductive additive that can be contained in the negative electrode layer is not particularly limited, but examples include carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black and acetylene black, graphite, carbon nanotubes and air. At least one selected from the group consisting of carbon fibers such as phase grown carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives.
  • 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 arbitrary 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 in the electrode active material due to the battery reaction.
  • Such an electrode current collector may be a sheet-like metal member.
  • such electrode current collectors may have a porous or perforated morphology.
  • the current collector may be a plate, metal foil, perforated metal, mesh or expanded metal, or the like.
  • the positive electrode current collector that can be used for the positive electrode may consist 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, aluminum foil.
  • the negative electrode current collector that can be used for the negative electrode may consist 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, copper foil.
  • stainless steel refers to, for example, stainless steel defined in “JIS G 0203 Iron and Steel Terms", and is an alloy steel containing chromium or chromium and nickel It's okay.
  • Each thickness dimension of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is not particularly limited, but may be 1 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, for example, 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ 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 an average value of measured values at arbitrary 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 short circuits due to contact between the positive electrode and the negative electrode and retaining the electrolyte.
  • the separator is a member that allows 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 membrane form due to its small thickness.
  • a polyolefin microporous membrane may be used as the separator.
  • a microporous membrane that can be used as a separator may contain, for example, only polyethylene (PE) or only polypropylene (PP) as polyolefin.
  • the separator may be a laminate that can be composed of a "PE microporous membrane” and a "PP microporous membrane”.
  • 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 30 ⁇ m or less.
  • the thickness dimension of the separator is the thickness inside the secondary battery (especially the thickness between the positive electrode and the negative electrode), and the average value of the measured values at arbitrary 10 points may be adopted.
  • the separator should not be particularly bound by its name, and may be a solid electrolyte, gel electrolyte, and/or insulating inorganic particles that can have similar functions.
  • an electrode assembly formed by laminating at least one electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator may be covered with an exterior body together with an electrolyte.
  • the electrolyte can assist in the migration of metal ions released from the electrodes (positive and/or negative electrodes).
  • the electrolyte may be a "non-aqueous" electrolyte comprising, for example, a non-aqueous or organic electrolyte and/or a solvent, or an "aqueous" electrolyte comprising water.
  • the electrolyte is a lithium-in containing electrolyte or a non-aqueous or organic electrolyte and/or a "non-aqueous" electrolyte containing a solvent (hereinafter referred to as (referred to as a "non-aqueous electrolyte"). That is, the electrolyte may be a non-aqueous electrolyte.
  • Metal ions released from the electrodes (positive and/or negative electrodes) will be present in the electrolyte, and therefore the electrolyte can assist in the movement of metal ions in the battery reactions.
  • a secondary battery according to an embodiment of the present disclosure may be a non-aqueous electrolyte secondary battery using a "non-aqueous” electrolyte containing a “non-aqueous” solvent and a solute as the electrolyte.
  • the electrolyte may have a form such as liquid or gel (herein, the "liquid” non-aqueous electrolyte is also referred to as “non-aqueous electrolyte liquid").
  • the non-aqueous electrolyte may be an electrolyte containing a non-aqueous solvent and a solute.
  • a specific solvent for the non-aqueous electrolyte may contain at least carbonate.
  • Such carbonates may be cyclic carbonates and/or linear carbonates.
  • 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 linear carbonates may be used as the non-aqueous electrolyte, such as ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate ( DEC), a mixture of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC), and the like may be used.
  • EC ethylene carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • a Li salt such as LiPF 6 and/or LiBF 4 may be used.
  • the "armor" of a secondary battery generally means a member that can cover an electrode assembly in which at least one electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is laminated.
  • the exterior body may be composed of an exterior body having electrical conductivity or conductivity. Alternatively, the exterior body may be composed of a laminate film or the like.
  • electrode lead means a conductive member that can be electrically connected to the positive and/or negative electrodes of the electrode assembly and can protrude or extend from the electrode assembly.
  • Such an electrode lead may extend from the "positive electrode current collector” and/or “negative electrode current collector” described above), and may be integrally constructed from the same material as such current collectors. .
  • the inventor attempted to solve the above problem by taking a new approach, rather than by extending the conventional technology.
  • the present inventors have invented a secondary battery that achieves the above-described main object.
  • the electrode lead 111 is broken by bending up and down along the dashed line L, for example. In other words, it was found that the electrode lead 111 was broken when the edges of the two upper and lower insulating members (112a, 112b) were aligned along the dashed line L shown in FIG. It has been found that the electrode lead 111 is easily broken especially when the electrode lead 111 is made of a very thin member such as a metal foil.
  • the inventor of the present application considered reinforcing the electrode lead by covering the projecting portion of the electrode lead with a resin member (see FIG. 2).
  • the leads (28) can be placed on the circuit (50) of the substrate (S) (Fig. 14A) and the electrode leads (28) and the circuit (50) can be electrically connected with solder (60) or the like ( See Figure 14B). At this time, the base portion (the portion on the battery main body side) of the electrode lead (28) remains reinforced with the resin member (30a), so that the electrode lead (28) is sufficiently reinforced. was found (see FIG. 14B).
  • the secondary battery of the present disclosure has, as a basic configuration, an electrode assembly in which at least one electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is laminated, and an outer package that covers such an electrode assembly. Prepare.
  • a current collector that can extend from a positive electrode and/or a negative electrode of an electrode assembly is an outer body (40) (more Specifically, the electrode lead (28) may protrude from an exterior body that may be composed of a first exterior sheet 40a and a second exterior sheet 40b, which will be described in detail below.
  • the electrode lead (28) may protrude from an exterior body that may be composed of a first exterior sheet 40a and a second exterior sheet 40b, which will be described in detail below.
  • two electrode leads a positive electrode lead and a negative electrode lead
  • one main surface of the protrusion (P) of the current collector that can protrude from the outer package (40) is entirely covered with the resin member (30). good.
  • electrode lead generally means a conductive member that can be electrically connected to a positive or negative electrode that can be included in an electrode assembly.
  • the "protruding part” (P) generally means the part where the “electrode lead” (28) protrudes from the exterior body in “plan view” or “top view”.
  • One main surface of the electrode lead (28) is entirely covered with the resin member (30) at the projection (P), and is preferably supported, so that the electrode lead (28), especially the projection (P) ) can be reinforced.
  • Such a configuration can significantly suppress breakage or rupture due to bending of the electrode lead (28), particularly the projection (P) thereof (see FIG. 19).
  • such a resin member (30) may extend beyond the protrusion (P) of the electrode lead (28).
  • At least part of the current collector may be sandwiched between the resin members (30) inside or inside the exterior body (40) (see FIG. 9).
  • part of the electrode lead (28), more specifically, the base of the projection (P) can be supported by the resin member (30) inside the battery body.
  • the secondary battery of the present disclosure can be used in various fields, particularly in fields such as electrical and electronic equipment.
  • at least one main surface of the projecting portion (P) of the electrode lead (28) is entirely covered and reinforced with the resin member (30) (see FIG. 2).
  • the electrode lead (28) and the circuit (50) can be connected by placing the electrode lead (28) on the circuit (50) provided on the desired substrate (S). An electrical contact can be formed between (see FIG. 14(A)).
  • a resin film (30a) is arranged as a resin member (30) on the electrode lead (28). 28) and the circuit (50) can be fixed. At this time, a portion of the resin film (30a) (for example, the broken line portion shown in FIG. 14B) may be melted and removed by heat. Such a configuration may provide an improved electrical connection between the electrode lead (28) and the circuit (50).
  • the resin member may be composed of two or more layers, for example, as shown in FIGS. 3 and 4, and may comprise, for example, two resin films (30a, 30b) (see FIG. 4). .
  • FIG. 3 shows a secondary battery 101 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the resin member includes two resin films, specifically a first resin film 30a and a second resin film 30b. With such a configuration, the electrode lead 28 can be reinforced more simply and reliably.
  • a secondary battery 101 according to the first embodiment includes a first exterior sheet 40a and a second exterior sheet 40b as an exterior body.
  • the first exterior sheet 40a and the second exterior sheet 40b as shown in FIG. 3 may be formed by folding and arranging one exterior sheet.
  • the outer packaging may be bag-like or pouch-like.
  • the structure, particularly the internal structure of the secondary battery 101 will be described with reference to FIGS. 4 to 9.
  • FIG. It should be noted that the secondary battery of the present disclosure should not be construed as being limited to the illustrated form.
  • a secondary battery 101 according to the first embodiment includes an electrode assembly 20 .
  • the electrode assembly 20 is described in detail below, for example with reference to FIG.
  • the electrode assembly 20 includes, as an example, a cathode layer 21 (more specifically, a cathode layer comprising a first cathode material layer 21a, a second cathode material layer 21b, and a cathode current collector 26),
  • the negative electrode layer 22 (more specifically, two negative electrode layers (first negative electrode layer 22a and first negative electrode current collector 27a) and second negative electrode material layer 22b and second negative electrode layer 22b) are formed.
  • a "second negative electrode layer” comprising two negative electrode current collectors 27b) and a separator 23 (more specifically, a first separator 23a and a second separator 23b) are laminated.
  • Each structure may be changed as appropriate within the scope of functioning as a battery.
  • the positive electrode layer 21 may be the negative electrode layer
  • the negative electrode layer 22 may be the positive electrode layer.
  • the number of each layer may be changed as appropriate.
  • a positive electrode lead (28) may protrude from a positive current collector (26) that may be included in the electrode assembly 20 (hereinafter sometimes referred to as "electrode lead” or simply “lead” without distinguishing between positive and negative).
  • the cathode lead ( 28 ) may be made of the same material as the cathode current collector 26 . Alternatively, it may be formed as a separate member from another material, and such a separate member may be electrically connected to the positive electrode current collector 26 .
  • the shape of the positive electrode lead (28) is not particularly limited, and may be plate-like, preferably strip-like, for example.
  • a resin member may be arranged around the electrode assembly 20 , particularly around the peripheral edge of the electrode assembly 20 . More specifically, the first resin film 30 a and the second resin film 30 b may be arranged on the peripheral edge of the electrode assembly 20 .
  • the "peripheral edge of the electrode assembly” generally means a portion of the electrode assembly excluding the main surface.
  • the electrode assembly has a plate-like shape with two main surfaces, it means the surface other than the two main surfaces.
  • the first resin film 30a and the second resin film 30b may have a first opening 31a and a second opening 31b, respectively, through which the body portion of the electrode assembly 20 is positioned. (See Fig. 5).
  • the body portion of the electrode assembly generally means the laminated structure portion of the electrode assembly excluding electrode leads and the like.
  • FIG. 5 shows a state in which the body portion of the electrode assembly 20 is positioned and arranged in the first opening 31a of the first resin film 30a and the second opening 31b of the second resin film 30b. At this time, at least a portion of the positive electrode lead 28 that can extend from the positive electrode current collector 26 is sandwiched between the first resin film 30a and the second resin film 30b, and the remaining portion serves as a protrusion (P). It can be supported by the first resin film 30a.
  • FIG. 6A shows the positional relationship between the positive electrode current collector 26 and the first resin film 30a.
  • FIG. 6B shows the relationship between the first resin film 30a and the second resin film 30b.
  • the resin member 30 may be formed by integrating the first resin film 30a and the second resin film 30b.
  • the first opening 31 a of the first resin film 30 a and the second opening 31 b of the second resin film 30 b may be combined to form one opening 31 .
  • the cathode current collector 26 is omitted for convenience of explanation.
  • the first resin film 30a and/or the second resin film 30b may have heat-sealing properties. can be coupled together (see FIG. 6B).
  • Electrode assembly 20 may generally include a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a separator positioned therebetween. In other words, the electrode assembly 20 should have at least one electrode constituent layer.
  • the electrode assembly 20 may have a positive current collector 26 from which a positive lead 28 may extend.
  • the cathode lead 28 may be made of the same material as the cathode current collector 26, or may be made of a different material. From the viewpoint of producing a thin secondary battery, both the positive electrode current collector 26 and the positive electrode lead 28 are preferably made of metal foil.
  • the first positive electrode material layer 21a and the second positive electrode material layer 21b may be arranged so as to sandwich the positive electrode current collector 26 therebetween.
  • the first separator 23a may be arranged to be interposed between the first positive electrode material layer 21a and the first negative electrode material layer 22a.
  • a second separator 23b may be interposed between the second cathode material layer 21b and the second anode material layer 22b.
  • a first negative current collector 27a may be arranged to directly face the first negative material layer 22a, and a second negative current collector 27b may be arranged to directly face the second negative material layer 22b.
  • the positive electrode current collector 26, the first positive electrode material layer 21a, and the second positive electrode material layer 21b may be collectively referred to as a "positive electrode layer" (21). Only one of the first positive electrode layer 21a and the second positive electrode layer 21b may be arranged.
  • the first negative electrode material layer 22a and the first negative electrode current collector 27a may be collectively referred to as "first negative electrode layer”.
  • the second anode material layer 22b and the second anode current collector 27b may be collectively referred to as a "second anode layer”.
  • the "first negative electrode layer” and the “second negative electrode layer” can also be collectively referred to as the "negative electrode layer” (22).
  • Only one of the “first negative electrode layer” and the “second negative electrode layer” may be arranged.
  • the configuration of the electrode assembly 20 should not be construed as being limited to the above.
  • the cross section (VIII-VIII) in the width direction of the secondary battery 101 shown in FIG. 3 is schematically shown in FIG. 8, and the cross section (IX-IX) in the longitudinal direction (or vertical direction) is schematically shown in FIG. show. 3, 8 and 9 schematically show the secondary battery 101 of the first embodiment, and the appearance and/or dimensional ratios may differ from the actual battery.
  • the first exterior sheet 40a and the second exterior sheet 40b are arranged so as to contact the electrode assembly 20 and/or the resin member 30 (specifically, the first resin film 30a and the second resin film 30b) ( 4), and pressing while heating, the secondary battery 101 of the first embodiment as shown in FIG. 3, for example, can be produced. At that time, steps may be formed at the edges of the surfaces of the first exterior sheet 40a and the second exterior sheet 40b (see FIG. 3). may or may not exist.
  • the exterior body is, for example, a part or member that can be arranged facing the two main surfaces of the electrode assembly, and generally has a plate-like shape, preferably a sheet-like shape.
  • the exterior body may be composed of one sheet or two sheets.
  • the exterior body may be composed of two exterior sheets, for example, a first exterior sheet 40a and a second exterior sheet 40b.
  • first exterior sheet the lower sheet
  • second exterior sheet the upper sheet
  • the shape of the first and second exterior sheets when viewed from the top is not particularly limited, and may be a rectangular shape as shown in the figure, or any other geometric shape other than a rectangle.
  • the first exterior sheet and the second exterior sheet may each independently be composed of a metal plate, a clad material, or a laminate film.
  • the same type of material or different types of materials may be used for the first exterior sheet and the second exterior sheet.
  • the first and second exterior sheets may be continuous.
  • Such an exterior body can be formed by folding the same material.
  • the exterior body may be in the shape of a bag or a pouch.
  • metal plate for example, any plate-shaped or strip-shaped material made of aluminum, copper, stainless steel (SUS), nickel, or the like can be used without particular limitation.
  • SUS stainless steel
  • JIS G 0203 Iron and Steel Terms is an alloy steel containing chromium or chromium and nickel It's okay.
  • plate-like means a structure having two parallel or substantially parallel main surfaces.
  • strip-shaped means a structure having two parallel or substantially parallel main surfaces, a longitudinal direction, and a width direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the thickness of the metal plate is, for example, 0.01 mm or more and 0.250 mm or less.
  • cladding material means a member formed by simultaneously rolling and joining a plurality of metal materials.
  • the clad material may be composed of, for example, at least two metal materials selected from the group consisting of aluminum, copper, stainless steel (SUS) and nickel.
  • the overall thickness of the clad material is, for example, 0.01 mm or more and 0.250 mm or less.
  • Laminate film generally means a laminated structure.
  • a metal sheet a metal sheet that can be composed of the above-mentioned metal plate, clad material, etc.
  • fusion layer a resin member described in detail below, especially a fusion layer that can be composed of a resin sheet, etc.
  • protective layer Laminate films made of (a protective layer that can be made of a polymer material or the like), and laminate films in which the above-mentioned metal plate or clad material is coated with a resin member, particularly a resin sheet, which will be described in detail below.
  • the total thickness of the laminate film is, for example, 0.06 mm or more and 0.30 mm or less.
  • the exterior body is composed of a metal plate or a clad material.
  • the outer body may be electrically connected to the positive or negative electrode of the electrode assembly and function as a positive terminal or a negative terminal.
  • the first exterior sheet 40a is electrically connected to the first negative electrode layer (specifically, the first negative electrode current collector 27a) of the electrode assembly 20
  • the second exterior sheet 40b is electrically connected to the second negative electrode layer (specifically, the second negative current collector 27b) of the electrode assembly 20 (see FIG. 8).
  • both the first exterior sheet 40a and the second exterior sheet 40b can function as negative terminals.
  • each of the positive electrode lead 28 and the negative electrode lead 29 may protrude from the outer package.
  • the term “resin member” broadly means a member that can be made of a resin material or an elastomer material, and narrowly means a member that can be made of a resin material or an elastomer material having “insulating properties”.
  • the resin member preferably has not only "insulating properties” but also "heat-sealing properties” (or heat-adhesive properties).
  • the resin member contains a resin having "insulating properties" and "heat-sealing properties".
  • insulating means electrical insulation in a broad sense, and insulation that can prevent electrical short circuits with the electrode assembly, particularly the positive electrode and the negative electrode, in a narrow sense. .
  • thermal fusion bondability generally means the property of exhibiting adhesiveness upon heating.
  • the resin member has both "insulating properties” and “heat-sealing properties" because the resin member has both "insulating properties” and “heat-sealing properties", the insulating properties and sealing properties for the electrode assembly and the bonding properties for the exterior body are improved.
  • thermoplastic resin preferably a heat-sealable resin
  • thermoplastic resins include polyolefin resins such as polyethylene and/or polypropylene, preferably polypropylene and copolymers thereof.
  • a single layer film of thermoplastic resin or a multilayer film containing thermoplastic resin can be used.
  • the multilayer film there can be mentioned a multilayer heat-fusible film in which a high-melting-point resin layer serving as an intermediate layer is sandwiched between low-melting-point resin layers (thermoplastic resin layers).
  • thermoplastic resin layers thermoplastic resin layers
  • elastomer material a polyester-based thermoplastic elastomer and the like can be mentioned.
  • the resin member may contain an adhesive component that exhibits insulating properties.
  • adhesives include, for example, 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, ⁇ - Olefin-based adhesive, ether-based adhesive, ethylene-vinyl acetate resin-based adhesive, epoxy resin-based adhesive, vinyl chloride resin-based adhesive, chloroprene rubber-based adhesive, cyanoacrylate-based adhesive, aqueous polymer-isocyanate-based adhesive Adhesives, styrene-butadiene rubber adhesives, nitrile rubber adhesives, nitrocellulose adhesives, reactive hot melt adhesives, phenol resin adhesives, modified silicone adhesives, polyamide resin adhesives, polyimides adhesive, polyurethane resin adhesive, polyolefin resin adhesive, polyvinyl acetate resin adhesive, polystyrene resin solvent adhesive, polyvinyl alcohol adhesive
  • the resin member may have the form of a film. That is, the resin member may have a film form, that is, a thin plate form.
  • the thickness of the resin member There is no particular limitation on the thickness of the resin member.
  • the total thickness (T 1 ) of the current collector and the two resin films is preferably smaller than the overall thickness (T 0 ) of the secondary battery (T 1 ⁇ T 0 ). .
  • two resin films may be extended inside the exterior body and bonded to each other (see FIGS. 2 and 4 to 6B). Such a configuration can further improve the airtightness of the electrode assembly.
  • the resin member at least a part of the two resin films may be joined to the exterior body (see Fig. 3). Such a configuration can further improve the sealing performance of the secondary battery.
  • two resin films may each have an opening, and the electrode assembly may be positioned inside the opening (see FIGS. 4 to 6B).
  • the position where the opening is formed in the resin film There is no particular limitation on the position where the opening is formed in the resin film. Also, such openings may or may not be present. Due to the presence of the openings, it is possible to achieve miniaturization of the secondary battery, especially thinning.
  • a secondary battery of the present disclosure has a positive electrode lead that can be electrically connected to a positive electrode that can be included in an electrode assembly and/or a negative electrode lead that can be electrically connected to a negative electrode that can be included in an electrode assembly.
  • “Positive lead” in the present disclosure means a conductor that can be electrically connected to the positive electrode that can be included in the electrode assembly.
  • “negative lead” means a conductor that can be electrically connected to the negative electrode that can be included in the electrode assembly.
  • the positive electrode lead may be an extension of the positive electrode current collector, or may be another member separately produced from the above materials.
  • the negative electrode lead may be an extension of the negative electrode current collector, or may be another member separately produced from the above materials. Both of the positive lead and/or the negative lead may be present, or one of them may be present.
  • the positive electrode lead and/or the negative electrode lead preferably have a strip-like or film-like shape.
  • the thickness of the electrode lead such as the positive electrode lead and/or the negative electrode lead is not particularly limited.
  • the lengthwise dimension of the electrode lead such as the positive electrode lead and/or the negative electrode lead is not particularly limited, and is, for example, 5 mm or more and 50 mm or less, preferably 10 mm or more and 30 mm or less.
  • the dimension of the electrode lead such as the positive electrode lead and/or the negative electrode lead in the width direction.
  • a secondary battery 102 according to a second embodiment of the present disclosure is shown in a schematic perspective view of FIG. 10 and a schematic cross-sectional view in the longitudinal direction (XI-XI) (see FIG. 11).
  • one main surface of the projecting portion (or electrode lead) of the current collector is entirely covered with one of the two resin films (specifically, the first resin film 30a). At least part of the other main surface of the portion may be covered with the other of the two resin films (specifically, the second resin film 30b1).
  • the second embodiment may be configured similarly to the first embodiment except for the second resin film 30b1 (see FIGS. 3 and 10).
  • the second resin film 30b1 of the second embodiment is characterized by having a dimension in the longitudinal direction different from that of the second resin film 30b of the first embodiment. More specifically, the second resin film 30b1 of the second embodiment may extend from the exterior body toward the tip of the electrode lead 28 along the electrode lead 28 .
  • the ratio (L b /L a ) may be 0 or more and less than 1, for example, 0 or more and 1/2 or less.
  • the electrode lead 28 (protruding portion P) is sandwiched between the first resin film 30a and the second resin film 30b1, and the electrode lead 28 can be further reinforced.
  • a secondary battery 103 according to a third embodiment of the present disclosure is shown in a schematic perspective view of FIG. 12 and a schematic cross-sectional view in the longitudinal direction (XIII-XIII) (see FIG. 13).
  • both sides of the projecting portion (or electrode lead) of the current collector may be entirely covered with two resin films (specifically, the first resin film 30a and the second resin film 30b2).
  • the third embodiment may be configured similarly to the first embodiment except for the second resin film 30b2 (see FIGS. 3 and 12).
  • the second resin film 30b2 of the third embodiment is characterized by having a dimension in the longitudinal direction different from that of the second resin film 30b of the first embodiment. More specifically, the longitudinal dimension of the second resin film 30b2 of the third embodiment may be the same as the longitudinal dimension (L a ) of the first resin film 30a of the first embodiment (Fig. 13).
  • the electrode lead 28 (protruding portion P) is completely covered and sandwiched between the first resin film 30a and the second resin film 30b2, and the electrode lead 28 can be further reinforced.
  • FIG. 14A shows the electrode lead 28 placed on a circuit 50 provided on a substrate S such as a printed circuit board.
  • the surface of the electrode lead 28 not in contact with the circuit 50 is completely covered with the first resin film 30a (see FIGS. 3 and 14A).
  • the electrode lead 28 is reinforced by the first resin film 30a when forming a contact with the circuit 50, and damage or breakage of the electrode lead 28 can be suppressed.
  • FIG. 14B illustrates the use of solder 60 to secure electrical contacts that may be formed between electrode leads 28 and circuitry 50 . During bonding using solder, a portion of the first resin film 30a may be dissolved and removed. This condition allows better electrical contact to be made between the electrode lead 28 and the circuit 50 .
  • 15A and 15B schematically show how the secondary battery 102 (see FIGS. 10 and 11) of the second embodiment of the present disclosure is used.
  • FIG. 15A shows a state in which the electrode lead 28 is placed on the circuit 50 provided on the substrate S.
  • FIG. The surface of the electrode lead 28 not in contact with the circuit 50 is completely covered with the first resin film 30a.
  • the surface of the electrode lead 28 that contacts the circuit 50 is also covered with the second resin film 30b1 (see FIGS. 10 and 15A).
  • the electrode lead 28 is reinforced by the first resin film 30a and the second resin film 30b1 when forming a contact with the circuit 50, and damage or breakage of the electrode lead 28 can be further suppressed.
  • FIG. 15B shows a state in which solder 60 is used to fix the electrical contact that can be formed between the electrode lead 28 and the circuit 50, as in the first embodiment. Even in such a state, the electrode lead 28 is protected by sandwiching the electrode lead 28 between the two resin films (30a, 30b1), so that damage or breakage of the electrode lead 28 can be suppressed.
  • 16A and 16B schematically show how the secondary battery 103 (see FIGS. 12 and 13) of the third embodiment of the present disclosure is used.
  • FIG. 16A shows a state where the second resin film 30b2 covering the electrode lead 28 is placed on the circuit 50 provided on the substrate S.
  • FIG. The other surface of the electrode lead 28 is completely covered with the first resin film 30a.
  • the electrode lead 28 is completely covered and reinforced with the first resin film 30a and the second resin film 30b2, and damage or breakage of the electrode lead 28 from both sides can be suppressed.
  • the adhesiveness to the circuit 50 can be enhanced by the second resin film 30b2.
  • FIG. 16B shows solder 60 used to form an electrical path between electrode lead 28 and circuit 50 . In this state, a portion of the first resin film 30a is removed by heat to expose the electrode lead 28, and the exposed electrode lead 28 can form an electrical connection with the circuit 50.
  • the electrode lead 28 and the circuit 50 can be energized from the side surface or the end surface via the solder 60 . Even in such a state, the electrode lead 28 is protected by sandwiching the electrode lead 28 between the two resin films (30a, 30b2), so that damage or breakage of the electrode lead 28 can be suppressed.
  • FIG. 17 schematically shows the secondary battery 104 of the fourth embodiment.
  • the secondary battery 104 has basically the same configuration as the secondary battery 101 of the first embodiment, but has a positive electrode lead 28 and a negative electrode lead 29 .
  • the positive electrode lead 28 can correspond to the electrode lead 28 of the first embodiment.
  • the negative electrode lead 29 is a member that can extend from the negative electrode, particularly the negative electrode current collector, that can be included in the electrode assembly, similar to the electrode lead 28 of the first embodiment.
  • FIG. 18 schematically shows the secondary battery 105 of the fifth embodiment.
  • the secondary battery 105 has basically the same configuration as the secondary battery 102 (see FIG. 10) of the second embodiment, but has a positive lead 28 and a negative lead 29'.
  • the positive lead 28 can correspond to the positive lead 28 of the fourth embodiment (see FIG. 17).
  • the negative lead 29' can also correspond to the negative lead 29 of the fourth embodiment (see FIG. 17).
  • the secondary battery 103 (see FIG. 12) of the third embodiment may also be provided with two electrode leads (positive electrode lead and negative electrode lead) (sixth embodiment (not shown)).
  • the electrode leads can be significantly reinforced by the secondary batteries of the first to sixth embodiments of the present disclosure.
  • handling properties are improved and connection resistance is reduced during use.
  • the need for an insulating member such as a sealant that has been conventionally required is eliminated (see FIG. 19), and the configuration of the secondary battery can be further simplified.
  • Example 1 A copper plate (T: 0.04 mm x W: 25 mm x L: 50 mm) was used as each of the exterior sheets (40a, 40b).
  • Second negative electrode current collector 27b copper foil (thickness: 12 ⁇ m)
  • Second negative electrode material layer 22b graphite (thickness: 48 ⁇ m)
  • Second separator 23b polypropylene/polyethylene (thickness: 30 ⁇ m)
  • Second cathode material layer 21b Lithium cobaltate (thickness: 50 ⁇ m)
  • Positive electrode current collector 26 aluminum foil (thickness: 30 ⁇ m)
  • First positive electrode material layer 21a Lithium cobaltate (thickness: 50 ⁇ m)
  • First separator 23a polypropylene/polyethylene (thickness: 30 ⁇ m)
  • First negative electrode material layer 22a graphite (thickness: 48 ⁇ m)
  • First negative electrode current collector 27a copper foil (thickness: 12 ⁇ m)
  • the dimensions of the positive electrode lead 28 were T: 0.03 mm x W: 5 mm x L: 23 mm.
  • First resin film 30a Polyolefin resin (T: 0.1 mm x W: 25 mm x L: 50 mm)
  • Second resin film 30b polyolefin resin (T: 0.1 mm ⁇ W: 25 mm ⁇ L: 50 mm
  • Comparative example 1 A secondary battery of Comparative Example 1 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the dimension L a of the first resin film 30a of the secondary battery shown in FIG. 9 was set to 0 mm (no protrusion).
  • the present disclosure can take the following aspects.
  • An electrode assembly formed by stacking at least one electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator; and an outer body covering the electrode assembly, a current collector extending from the positive electrode and/or the negative electrode of the electrode assembly protrudes from the exterior body as an electrode lead; one main surface of the projecting portion of the current collector projecting from the exterior body is entirely covered with a resin member; A secondary battery, wherein at least part of the current collector is sandwiched between the resin members inside the exterior body.
  • the resin member includes two resin films.
  • ⁇ 3> One main surface of the projecting portion of the current collector is entirely covered with one of the two resin films, and at least a portion of the other main surface of the projecting portion is covered with one of the two resin films.
  • the secondary battery according to ⁇ 2> which is covered on the other side.
  • ⁇ 4> The secondary battery according to M ⁇ 2> or ⁇ 3>, wherein both surfaces of the projecting portion of the current collector are entirely covered with the two resin films.
  • ⁇ 5> The secondary battery according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 4>, wherein the total thickness of the current collector and the two resin films is smaller than the overall thickness of the secondary battery.
  • ⁇ 6> The secondary battery according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the resin member contains a resin having insulating properties and heat-sealing properties.
  • the resin member contains a polyolefin resin.
  • ⁇ 8> The secondary battery according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 7>, wherein the two resin films extend inside the exterior body and are bonded to each other.
  • ⁇ 9> The secondary battery according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 8>, wherein at least a part of the two resin films is bonded to the exterior body.
  • ⁇ 10> The secondary battery according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 9>, wherein the two resin films each have an opening, and the electrode assembly is positioned inside the opening.
  • the exterior body is composed of a metal plate, a clad material, or a laminate film.
  • the exterior body is made of a metal plate or a clad material, and the exterior body is electrically connected to the positive electrode or the negative electrode of the electrode assembly.
  • the secondary battery of the present disclosure can be used in various fields where power storage can be assumed. Although it is only an example, the secondary battery of the present disclosure can be used in the electric / information / communication field where electric / electronic equipment etc. can be used (for example, mobile phones, smartphones, laptop computers and digital cameras, activity meters, arm computers , electronic paper, wearable devices, RFID tags, card-type electronic money, electric and electronic equipment fields including small electronic devices such as smart watches, and mobile equipment fields), household and small industrial applications (e.g., power tools, golf Carts, household/nursing/industrial robots), large industrial applications (e.g. forklifts, elevators, harbor cranes), transportation systems (e.g.
  • electric / electronic equipment etc. can be used (for example, mobile phones, smartphones, laptop computers and digital cameras, activity meters, arm computers , electronic paper, wearable devices, RFID tags, card-type electronic money, electric and electronic equipment fields including small electronic devices such as smart watches, and mobile equipment fields), household and small industrial applications (e.g., power tools, golf
  • hybrid vehicles electric vehicles, buses, trains, electric assist bicycles, electric motorcycles, etc.
  • power system applications for example, various power generation, road conditioners, smart grids, general household electrical storage systems, etc.
  • medical applications medical equipment such as earphone hearing aids
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Abstract

正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体と、前記電極組立体を被覆する外装体とを備える。当該二次電池において、前記電極組立体の前記正極および/または前記負極から延出する集電体が電極リードとして前記外装体から突出しており、前記外装体から突出する前記集電体の突出部の一方の主面のすべてが樹脂部材で覆われており、前記外装体の内側において前記集電体の少なくとも一部が前記樹脂部材で挟持されている。

Description

二次電池
 本開示は二次電池に関する。特に、本開示は、正極と負極とセパレータと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。
特表2018-526802号公報
 本願発明者は、従前の二次電池に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。
 例えば特許文献1には、電極リードが電池ケースから外向きに突出した二次電池が開示されている。
 例えば図19に模式的に示すように、従前の二次電池100は、電極組立体110に電気的に接続された電極リード111が電池ケース120(例えば、第1ケース120a(上側ケース)と、第2ケース120b(下側ケース)から構成され得る電池ケース)から外向き(右側)に突出するように構成されている。電極リード111には、概して、絶縁性部材(例えば、第1絶縁性部材112a(上側絶縁性部材)と、第2絶縁性部材112b(下側絶縁性部材)とから構成され得る絶縁性部材)が設けられており、このような絶縁性部材で電極リード111を上下から挟持することで電極リード111を固定するとともに封止性を確保している。
 このような構成を有する従前の二次電池100では、使用の際および/または使用の間において、図19の矢印で示す部分、特に突出する電極リードの根元部分に応力が集中し、電極リード111が破断する虞があった。
 本開示はかかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本開示の主たる目的は、補強された電極リードを備える二次電池を提供することである。
 上記目的を達成するために、本開示の一実施形態では、
 正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体と、前記電極組立体を被覆する外装体とを備え、
 前記電極組立体の前記正極および/または前記負極から延出する集電体が電極リードとして前記外装体から突出しており、
 前記外装体から突出する前記集電体の突出部の一方の主面のすべてが樹脂部材で覆われており、
 前記外装体の内側において前記集電体の少なくとも一部が前記樹脂部材で挟持されている、二次電池が提供される。
 本開示では、補強された電極リードを備える二次電池が得られる。
図1は、電極組立体の構成を模式的に示す断面図である。 図2は、本開示の二次電池の概念を模式的に示す概略図である。 図3は、本開示の一実施形態に係る二次電池を模式的に示す概略図である(第1実施形態)。 図4は、本開示の第1実施形態に係る二次電池の製造を模式的に示す概略図である。 図5は、本開示の第1実施形態に係る二次電池の内部構造(一部)を模式的に示す概略図である。 図6Aは、本開示の第1実施形態に係る二次電池の内部構造(特に樹脂部材)を模式的に示す概略図である。 図6Bは、本開示の第1実施形態に係る二次電池の内部構造(特に樹脂部材)を模式的に示す概略図である。 図7は、本開示の第1実施形態に係る二次電池の内部構造(特に電極組立体)を模式的に示す概略図である。 図8は、本開示の第1実施形態に係る二次電池の幅方向の断面を模式的に示す概略断面図である。 図9は、本開示の第1実施形態に係る二次電池の長手方向の断面を模式的に示す概略断面図である。 図10は、本開示の他の実施形態に係る二次電池を模式的に示す概略図である(第2実施形態)。 図11は、本開示の第2実施形態に係る二次電池の長手方向の断面を模式的に示す概略断面図である。 図12は、本開示の別の実施形態に係る二次電池を模式的に示す概略図である(第3実施形態)。 図13は、本開示の第3実施形態に係る二次電池の長手方向の断面を模式的に示す概略断面図である 図14Aは、本開示の第1実施形態に係る二次電池の使用の形態を模式的に示す概略断面図である。 図14Bは、本開示の第1実施形態に係る二次電池の使用の形態を模式的に示す概略断面図である。 図15Aは、本開示の第2実施形態に係る二次電池の使用の形態を模式的に示す概略断面図である。 図15Bは、本開示の第2実施形態に係る二次電池の使用の形態を模式的に示す概略断面図である。 図16Aは、本開示の第3実施形態に係る二次電池の使用の形態を模式的に示す概略断面図である。 図16Bは、本開示の第3実施形態に係る二次電池の使用の形態を模式的に示す概略断面図である。 図17は、本開示の別の実施形態に係る二次電池を模式的に示す概略図である(第4実施形態)。 図18は、本開示のさらに別の実施形態に係る二次電池を模式的に示す概略図である(第5実施形態)。 図19は、従前の二次電池を模式的に示す概略断面図である。
 以下では、本開示の一実施形態に係る二次電池を挙げて本開示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、本開示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。以下、上記の二次電池を「本開示の二次電池」または単に「二次電池」と称する。
 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1参照)。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「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。
[二次電池の基本構成]
 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、本開示の二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば蓄電デバイスなども対象に含まれ得る。
 本開示の二次電池は、例えば、正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体を有して成る。例えば図1に電極組立体10を模式的に例示している。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層5を成してよい。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が構成されてよい。図1では電極構成層5が平面状に積層した平面積層型構造を有している。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)と共に外装体で被覆されていてよい。なお、電極組立体の構造は必ずしも平面積層型構造に限定されない。例えば、電極組立体は、巻回積層型構造を有していてよい。あるいは、電極組立体は、正極とセパレータと負極とを長いフィルム上に積層してから折りたたんだ、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。
 正極は、少なくとも正極材層および正極集電体から構成されていてよい。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てよい。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。正極集電体は、例えば、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負極集電体から構成されていてよい。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てよい。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。負極集電体は、例えば、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、本開示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、本開示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、本開示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、例えば、高分子化合物などが挙げられる。具体的には、スチレンブタジエン系ゴム、ポリアクリル酸、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、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、例えば、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、黒鉛またはグラファイト(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。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、例えば、高分子化合物などが挙げられる。具体的には、スチレンブタジエン系ゴム、ポリアクリル酸、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、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。
 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、例えば、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、ステンレス鋼(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、ステンレス鋼(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、「ステンレス鋼」(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150μm以下であってよく、例えば1μm以上100μm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30μm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、本開示において、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。
 本開示の一実施形態に係る二次電池では、例えば、正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体が電解質と共に外装体で被覆されていてよい。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、例えば非水系または有機系の電解質および/または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、リチウムイン含有電解質または非水系もしくは有機系の電解質および/または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)であってよい。すなわち、電解質が非水電解質となっていてよい。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。
 本開示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ってよい。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ってよい。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、本開示の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、LiPFおよび/またはLiBFなどのLi塩などが用いられてよい。
 本開示において二次電池の「外装体」は、概して、正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層した電極組立体を覆うことができる部材を意味する。外装体は、電気伝導性または導電性を有する外装体から構成されてよい。あるいは、外装体は、ラミネートフィルムなどから構成されてよい。
 本開示において「電極リード」とは、電極組立体の正極および/または負極と電気的に接続され得る導電性の部材を意味し、電極組立体から突出又は延出することができる。
 このような電極リードは、上記で説明した「正極集電体」および/または「負極集電体」)から延出していてよく、かかる集電体と同じ材料から一体的に構成されていてよい。
 本開示において、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。
[本開示の二次電池の特徴]
 本発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された二次電池の発明に至った。
 従前の二次電池では、使用の際および/または使用の間において、例えば図19の矢印で示す部分、特に突出する電極リード111の根元部分に応力が集中することから、電極リード111の突出部分が例えば破線Lに沿って上下に折れ曲がることで電極リード111が破断することがわかった。換言すると、図19に示す破線Lに沿って上下2つの絶縁性部材(112a,112b)の縁部が互いに揃っていることによって、電極リード111が破断することがわかった。特に電極リード111が金属箔などの非常に薄い部材から構成されている場合、電極リード111が容易に破断することがわかった。
 そこで、本願発明者は、電極リードの突出部分を樹脂部材で覆うことで電極リードを補強することを検討した(図2参照)。
 鋭意研究の結果、電極リードの突出部分を樹脂部材で覆うことで電極リードを補強することができ、使用の際、例えば図14Aおよび図14Bに示す通り、樹脂部材(30a)で補強された電極リード(28)を基板(S)の回路(50)に載置し(図14A)、はんだ(60)などで電極リード(28)と回路(50)とを電気的に接続できることを見出した(図14B参照)。このとき、電極リード(28)の根元部分(電池本体側の部分)は、樹脂部材(30a)で補強されたままの状態であることから、電極リード(28)が十分に補強できていることがわかった(図14B参照)。
 本開示の二次電池は、基本的な構成として、正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体と、このような電極組立体を被覆する外装体とを備える。
 例えば図2に示す通り、本開示の一実施形態に係る二次電池では、電極組立体(図示せず)の正極および/または負極から延出し得る集電体が、外装体(40)(より具体的には以下にて詳説する第1外装シート40aおよび第2外装シート40bから構成され得る外装体)から電極リード(28)として突出していてよい。説明の便宜上、図2では1つの電極リード(28)しか示していないが、本開示の二次電池では、2つの電極リード(正極リードおよび負極リード)が突出していてよい(図17参照)。
 本開示の一実施形態に係る二次電池では、例えば、外装体(40)から突出し得る集電体の突出部(P)の一方の主面のすべてが樹脂部材(30)で覆われていてよい。
 本開示において、「電極リード」(28)とは、概して、電極組立体に含まれ得る正極または負極と電気的に接続し得る導電性の部材を意味する。
 本開示において、「突出部」(P)とは、概して、“平面視”または“上面視”で「電極リード」(28)が外装体から突出する部分を意味する。
 電極リード(28)が突出部(P)においてその一方の主面のすべてが樹脂部材(30)で覆われて、望ましくは支持されることによって、電極リード(28)、特にその突出部(P)を補強することができる。このような構成によって、電極リード(28)、特にその突出部(P)の折り曲げによる破損または断裂を有意に抑制することができる(図19参照)。
 本開示の二次電池では、このような樹脂部材(30)は、電極リード(28)の突出部(P)を超えて延在していてよい。
 また、本開示の一実施形態に係る二次電池では、外装体(40)の内側または内部において、集電体の少なくとも一部が樹脂部材(30)で挟持されていてもよい(図9参照)。このような構成によって、電極リード(28)の一部、より具体的には突出部(P)の付け根部分を電池本体内において樹脂部材(30)で支持することができる。
 本開示の二次電池は、様々な分野、特に電気・電子機器などの分野において使用することができる。本開示の二次電池では、電極リード(28)の突出部(P)の少なくとも一方の主面のすべてが樹脂部材(30)で覆われて補強されている(図2参照)。このような構成によって、例えば図14に示す通り、所望の基板(S)に設けられた回路(50)に電極リード(28)を載置することで電極リード(28)と回路(50)との間に電気的な接点を形成することができる(図14(A)参照)。
 図14に示す態様では、電極リード(28)には樹脂部材(30)として樹脂フィルム(30a)が配置されているが、その上側から“はんだ”(60)を適用することによって、電極リード(28)と回路(50)との間に形成され得る電気的な接点を固定することができる。このとき、樹脂フィルム(30a)の一部(例えば図14(B)に示す破線部分)が熱で溶けて除去されていてもよい。このような構成によって、電極リード(28)と回路(50)との間により向上した電気的な接続を提供することができる。
 樹脂部材は、例えば図3および図4に示す通り、2以上の層から構成されていてよく、例えば2枚の樹脂フィルム(30a,30b)を含んで成るものであってよい(図4参照)。
(第1実施形態)
 図3に本開示の第1実施形態に係る二次電池101を示す。説明の便宜上、樹脂部材は、2枚の樹脂フィルム、具体的には第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30bとを含んで成る。このような構成にすることによって、より簡便かつ確実に電極リード28を補強することができる。
 第1実施形態に係る二次電池101は、外装体として、第1外装シート40aと第2外装シート40bとを含んで成る。本開示の二次電池では、1枚の外装シートを折り曲げて配置することで図3に示すような第1外装シート40aと第2外装シート40bとを形成してもよい。あるいは、外装体は、袋状またはパウチ状であってよい。
 第1実施形態に係る二次電池101について、図4~図9を参照しながら、その構造、特に二次電池101の内部構造について説明する。尚、本開示の二次電池は、図示する形態に限定して解釈されるべきではない。
 まず、図4を参照しながら、第1実施形態に係る二次電池101の製造方法を簡単に説明する。
 第1実施形態に係る二次電池101は電極組立体20を含んで成る。電極組立体20については、例えば図7を参照しながら、以下にて詳説する。説明の便宜上、電極組立体20は、例示として、正極層21(より具体的には、第1正極材層21a、第2正極材層21bおよび正極集電体26を含んで成る正極層)、負極層22(より具体的には、2つの負極層(第1負極材層22aと第1負極集電体27aとを有して成る“第1負極層”および第2負極材層22bと第2負極集電体27bとを有して成る“第2負極層”)ならびにセパレータ23(より具体的には、第1セパレータ23aおよび第2セパレータ23b)が積層されて成る。電極組立体20は、電池として機能する範囲内で、各構成を適宜変更してよい。例えば、正極層21を負極層としてもよいし、負極層22を正極層としてもよい。また、各層の数を適宜変更してもよい。
 電極組立体20に含まれ得る正極集電体(26)から正極リード(28)が突出していてよい(以下、正負を区別することなく「電極リード」または単に「リード」と称する場合もある)。正極リード(28)は、正極集電体26と同一の材料から形成されていてよい。あるいは、別の材料から別部材として形成されていてよく、このような別部材が正極集電体26に電気的に接続されていてもよい。正極リード(28)の形状に特に制限はなく、例えば板状、好ましくは帯状の形状を有していてよい。
 図4および図5に示す通り、電極組立体20の周囲、特に電極組立体20の周囲縁部には、樹脂部材が配置されていてよい。より具体的には、第1樹脂フィルム30aおよび第2樹脂フィルム30bが電極組立体20の周囲縁部に配置されていてよい。
 本開示において「電極組立体の周囲縁部」とは、概して、電極組組立体の主面を除く部分を意味する。例えば、電極組立体が2つの主面を有する板状の形状を有する場合、かかる2つの主面を除く面を意味する。
 第1樹脂フィルム30aおよび第2樹脂フィルム30bは、それぞれ第1開口部31aおよび第2開口部31bを有していてよく、このような開口部を通して、電極組立体20の本体部分を位置決めすることができる(図5参照)。
 本開示において電極組立体の本体部分とは、概して、電極組立体の電極リードなどを除く積層構造部分を意味する。
 第1樹脂フィルム30aの第1開口部31aおよび第2樹脂フィルム30bの第2開口部31bに電極組立体20の本体部分を位置決めして配置した状態を図5に示す。このとき、正極集電体26から延出し得る正極リード28は、その少なくともその一部が第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30bとで挟持され、その残りの部分が突出部(P)として第1樹脂フィルム30aに支持され得る。
 正極集電体26と、第1樹脂フィルム30aとの位置関係を図6Aに示す。第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30bとの関係を図6Bに示す。第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30bとが一体となって樹脂部材30を形成してよい。この場合、第1樹脂フィルム30aの第1開口部31aと、第2樹脂フィルム30bの第2開口部31bとが互いに合わされて1つの開口部31を形成してよい。尚、図6Bでは、説明の便宜上、正極集電体26を省略して記載している。
 以下にて詳説する通り、第1樹脂フィルム30aおよび/または第2樹脂フィルム30bは熱融着性を有していてよく、このような熱融着によって第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30bとを互いに結合させることができる(図6B参照)。
 図7に電極組立体20の構成を模式的に示す。電極組立体20は、概して、正極層と、負極層と、それらの間に位置するセパレータとを有していればよい。換言すると、電極組立体20は少なくとも1つの電極構成層を有していればよい。
 より具体的には、電極組立体20は、正極集電体26を有し、正極集電体26から正極リード28が延在していてよい。正極リード28は、正極集電体26と同一の材料であっても、異なる材料であってもよい。薄型の二次電池を作製する観点から、正極集電体26および正極リード28は、ともに金属箔から作製されることが好ましい。第1正極材層21aおよび第2正極材層21bは、正極集電体26を挟むように配置されていてよい。又、第1セパレータ23aが、第1正極材層21aと第1負極材層22aとの間に介在するように配置され得る。第2セパレータ23bが、第2正極材層21bと第2負極材層22bとの間に介在するように配置され得る。第1負極集電体27aが第1負極材層22aと直接対向するように配置され、第2負極集電体27bが第2負極材層22bと直接対向するように配置され得る。
 正極集電体26と、第1正極材層21aと、第2正極材層21bとをまとめて、「正極層」(21)と称してもよい。第1正極材層21aおよび第2正極材層21bについては、いずれか一方のみが配置されていてもよい。
 第1負極材層22aと、第1負極集電体27aとをまとめて、「第1負極層」と称してもよい。第2負極材層22bと、第2負極集電体27bとをまとめて、「第2負極層」と称してもよい。本開示において、「第1負極層」と「第2負極層」とをあわせて「負極層」(22)と称することもできる。
 「第1負極層」および「第2負極層」は、いずれか一方のみが配置されていてよい。
 電極組立体20の構成は、上記に限定して解釈されるべきではない。
 例えば、図3に示す二次電池101の幅方向の断面(VIII-VIII)を図8に模式的に示し、長手方向(又は縦方向)の断面(IX-IX)を図9に模式的に示す。図3、図8および図9は、第1実施形態の二次電池101を模式的に示すものであり、外観および/または寸法比などは実物と異なり得る。
 例えば、電極組立体20および/または樹脂部材30(具体的には第1樹脂フィルム30aおよび第2樹脂フィルム30b)に当接するように、第1外装シート40aおよび第2外装シート40bを配置し(図4参照)、加熱しながら押圧することで例えば図3に示すような第1実施形態の二次電池101を作製することができる。その際、第1外装シート40aおよび第2外装シート40bの表面の縁部には段差が形成され得るが(図3参照)、このような段差は、本願発明の本質的な構成ではなく、存在していても、存在していなくてもよい。
 以下、「外装体」、「樹脂部材」および「電極リード」について詳説する。
 (外装体)
 外装体は、例えば、電極組立体の2つの主面に対向して配置され得る部品または部材であり、概して、板状、好ましくはシート状の形状を有する。外装体がシート状の形状を有する場合、1枚のシートで構成されていても、2枚のシートで構成されていてもよい。
 例えば図4に示す通り、外装体は、2枚の外装シート、例えば第1外装シート40aおよび第2外装シート40bから構成されてよい。説明の便宜上、下側のシートを「第1外装シート」と称し、上側のシートを「第2外装シート」と称する。第1外装シートおよび第2外装シートの上面視の形状に特に制限はなく、図示する形態のように矩形の形状であっても、矩形以外の任意の他の幾何学的形状であってよい。
 第1外装シートおよび第2外装シートは、それぞれ独立して、金属板、クラッド材またはラミネートフィルムから構成されてよい。第1外装シートおよび第2外装シートとして、同じ種類の材料を用いても、異なる種類の材料を用いてもよい。同じ種類の材料を用いる場合、第1外装シートおよび第2外装シートは連続していてよい。このような外装体は同一の材料を折り曲げることで形成することができる。また、外装体は袋状やパウチ状の形態であってもよい。
 「金属板」として、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼(SUS)またはニッケルなどから作製された板状または帯状の材料であれば特に制限なく使用することができる。
 金属板において、「ステンレス鋼」(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。
 本開示において「板状」とは、平行または略平行な2つの主面を有する構造体を意味する。本開示において「帯状」とは、平行または略平行な2つの主面を有し、長手方向と、この長手方向に対して垂直な幅方向とを有する構造体を意味する。
 金属板の厚みは、例えば0.01mm以上0.250mm以下である。
 本開示において「クラッド材」とは、複数の金属材料を同時に圧延して接合して成る部材を意味する。
 クラッド材は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼(SUS)およびニッケルから成る群から選択される少なくとも2種の金属材料から構成されてよい。
 クラッド材の全体の厚みは、例えば0.01mm以上0.250mm以下である。
 「ラミネートフィルム」とは、概して、積層型の構造体を意味する。ラミネートフィルムとして、金属シート(上記の金属板やクラッド材などから構成され得る金属シート)/融着層(以下にて詳説する樹脂部材、特に樹脂シートなどから構成され得る融着層)/保護層(高分子材料などから構成され得る保護層)から成るようなラミネートフィルムや、上記の金属板やクラッド材を以下にて詳説する樹脂部材、特に樹脂シートで被覆したラミネートフィルムなどが挙げられる。上記の金属板やクラッド材を以下にて詳説する樹脂部材、特に樹脂シートで被覆したラミネートフィルムを使用する場合、以下にて詳説する樹脂部材の存在は排除してよい場合もある。
 ラミネートフィルムの全体の厚みは、例えば0.06mm以上0.30mm以下である。
 外装体が金属板またはクラッド材から構成されていることが好ましい。外装体が金属板またはクラッド材から構成されている場合、このような外装体は電極組立体の正極または負極と電気的に接続されていてよく、正極端子または負極端子として機能することができる。
 例えば、図3に示す形態では、第1外装シート40aが電極組立体20の第1負極層(具体的には第1負極集電体27a)と電気的に接続され、および第2外装シート40bが電極組立体20の第2負極層(具体的には第2負極集電体27b)と電気的に接続されている(図8参照)。これにより第1外装シート40aおよび第2外装シート40bはいずれも負極端子として機能することができる。
 外装体がラミネートフィルムから構成される場合、例えば図17に示すように正極リード28および負極リード29のそれぞれを外装体から突出させてもよい。
 (樹脂部材)
 本開示において「樹脂部材」とは、広義には樹脂材料またはエラストマー材料から構成され得る部材を意味し、狭義には“絶縁性”を有する樹脂材料またはエラストマー材料から構成され得る部材を意味する。樹脂部材は、“絶縁性”だけでなく、“熱融着性”(又は熱接着性)を有していることが好ましい。
 樹脂部材が“絶縁性”および“熱融着性”を有する樹脂を含んで成ることがより好ましい。
 本開示において「絶縁性」とは、広義には電気的な絶縁性を意味し、狭義には電極組立体、特に正極および負極との電気的な短絡を防止することができる絶縁性を意味する。
 本開示において「熱融着性」とは、概して、加熱により接着性を示す性質を意味する。
 樹脂部材が“絶縁性”および“熱融着性”の両方を有することで電極組立体に対する絶縁性や封止性、外装体に対する結合性などが向上する。
 樹脂部材として、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。熱可塑性樹脂として、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。樹脂部材として、熱可塑性樹脂の単一層フィルムや、熱可塑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、中間層となる高融点樹脂層の両面を低融点樹脂層(熱可塑性樹脂層)でサンドイッチした多層熱融着性フィルムなどを挙げることができる。また、エラストマー材料として、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。
 別の切り口で捉えると、樹脂部材は、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。
 樹脂部材はフィルムの形態を有していてよい。つまり、樹脂部材は膜形態、即ち、薄い板状の形態を有していてよい。
 樹脂部材の厚みに特に制限はない。例えば図9に示すように集電体と2枚の樹脂フィルムの合計の厚み(T)は、二次電池の全体の厚み(T)よりも小さいことが好ましい(T<T)。
 樹脂部材として、2枚の樹脂フィルムが外装体の内部に延在して互いに結合していてよい(図2および図4~図6B参照)。このような構成によって電極組立体に対する気密性をさら向上させることができる。
 樹脂部材として、2枚の樹脂フィルムの少なくとも一部がそれぞれ外装体と接合していてよい(図3参照)。このような構成によって二次電池の封止性をさらに向上させることができる。
 樹脂部材として、2枚の樹脂フィルムがそれぞれ開口部を有し、この開口部の内側に電極組立体が位置付けられていてよい(図4~図6B参照)。樹脂フィルムにおいて開口部を形成する位置に特に制限はない。また、このような開口部は存在していても存在していなくてもよい。開口部が存在することによって、二次電池の小型化、特に薄膜化を実現することができる。
 (電極リード)
 本開示の二次電池は、電極組立体に含まれ得る正極と電気的に接続され得る正極リードおよび/または電極組立体に含まれ得る負極に電気的に接続され得る負極リードを有する。
 本開示において「正極リード」とは、電極組立体に含まれ得る正極と電気的に接続され得る導電体を意味する。本開示において「負極リード」とは、電極組立体に含まれ得る負極と電気的に接続され得る導電体を意味する。このような導電体を構成する材料に特に制限はなく、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼(SUS)およびニッケル等から成る群から選択される。正極リードは、正極集電体が延在したものであっても、別途に上記の材料から作製された他の部材であってもよい。負極リードは、負極集電体が延在したものであっても、別途に上記の材料から作製された他の部材であってもよい。正極リードおよび/または負極リードは、両方が存在していても片方が存在していてもよい。正極リードおよび/または負極リードの形状に特に制限はない。薄型の電池を形成する観点から、正極リードおよび/または負極リードは、帯状または膜状の形態を有することが好ましい。
 正極リードおよび/または負極リードなどの電極リードの厚みに特に制限はなく、例えば0.005mm以上0.15mm以下であり、好ましくは0.01mm以上0.10mm以下である。
 正極リードおよび/または負極リードなどの電極リードの長手方向の寸法に特に制限はなく、例えば5mm以上50mm以下であり、好ましくは10mm以上30mm以下である。
 正極リードおよび/または負極リードなどの電極リードの幅方向の寸法に特に制限はなく、例えば0.1mm以上15mm以下であり、好ましくは1mm以上10mm以下である。
 第1実施形態における各構成要素は、必要に応じて、適宜変更してよい。
(第2実施形態)
 本開示の第2実施形態に係る二次電池102を図10の概略斜視図および長手方向(XI-XI)の概略断面図で示す(図11参照)。
 第2実施形態では、集電体の突出部(又は電極リード)の一方の主面のすべてが2枚の樹脂フィルムの一方(具体的には第1樹脂フィルム30a)で覆われており、突出部の他方の主面の少なくとも一部が2枚の樹脂フィルムの他方(具体的には第2樹脂フィルム30b1)で覆われていてよい。
 第2実施形態は、第2樹脂フィルム30b1を除いて第1実施形態と同様に構成されてよい(図3および図10参照)。
 具体的には、第2実施形態の第2樹脂フィルム30b1は、第1実施形態の第2樹脂フィルム30bと長手方向の寸法が異なることを特徴とする。より具体的には、第2実施形態の第2樹脂フィルム30b1は、電極リード28に沿って、外装体から電極リード28の先端部に向けて延出していてよい。
 例えば図11に示す通り、第2実施形態の第1樹脂フィルム30aの長手方向の寸法(L)に対する第2実施形態の第2樹脂フィルム30b1の長手方向の寸法(L)の比(L/L)は、0以上1未満であればよく、例えば0以上1/2以下である。
 このような構成によって、電極リード28(突出部P)は第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30b1とで挟持され、電極リード28をさらに補強することができる。
(第3実施形態)
 本開示の第3実施形態に係る二次電池103を図12の概略斜視図および長手方向(XIII-XIII)の概略断面図で示す(図13参照)。
 第3実施形態では、集電体の突出部(又は電極リード)の両面が2枚の樹脂フィルム(具体的には第1樹脂フィルム30aおよび第2樹脂フィルム30b2)ですべて被覆されていてよい。
 第3実施形態は、第2樹脂フィルム30b2を除いて第1実施形態と同様に構成されてよい(図3および図12参照)。
 具体的には、第3実施形態の第2樹脂フィルム30b2は、第1実施形態の第2樹脂フィルム30bと長手方向の寸法が異なることを特徴とする。より具体的には、第3実施形態の第2樹脂フィルム30b2 の長手方向の寸法は、第1実施形態の第1樹脂フィルム30aの長手方向の寸法(L)と同一であってよい(図13参照)。
 このような構成によって、電極リード28(突出部P)は第1樹脂フィルム30aと第2樹脂フィルム30b2とで完全に被覆されて挟持され、電極リード28をさらに補強することができる。
 (本開示の二次電池の使用の態様)
 図14Aおよび図14Bに本開示の第1実施形態の二次電池101(図3~図9参照)の使用の態様を模式的に示す。
 図14Aは、例えばプリント回路基板などの基板Sに設けられた回路50に電極リード28を載置した状態を示す。電極リード28の回路50と接していない面は第1樹脂フィルム30aで完全に被覆されている(図3および図14A参照)。このような構成によって、電極リード28は、回路50との接点形成の際、第1樹脂フィルム30aで補強されており、電極リード28の破損または破断を抑制することができる。図14Bは、はんだ60を用いて、電極リード28と回路50との間に形成され得る電気的な接点を固定した状態を示す。はんだを用いた結合の際、第1樹脂フィルム30aの一部は溶解して除去されてよい。このような状態によって、電極リード28と回路50との間により優れた電気的な接点を形成することができる。
 図15Aおよび図15Bに本開示の第2実施形態の二次電池102(図10および図11参照)の使用の態様を模式的に示す。
 図15Aは、基板Sに設けられた回路50に電極リード28を載置した状態を示す。電極リード28の回路50と接していない面は第1樹脂フィルム30aで完全に被覆されている。また、電極リード28の回路50と接する面も第2樹脂フィルム30b1で被覆されている(図10および図15A参照)。このような構成によって、電極リード28は回路50との接点形成の際、第1樹脂フィルム30aおよび第2樹脂フィルム30b1で補強されており、電極リード28の破損または破断をさらに抑制することができる。図15Bは、第1実施形態と同様、はんだ60を用いて、電極リード28と回路50との間に形成され得る電気的な接点を固定した状態を示す。このような状態でも2枚の樹脂フィルム(30a,30b1)による電極リード28の挟み込みにより電極リード28が保護されることによって、電極リード28の破損または破断を抑制することができる。
 図16Aおよび図16Bに本開示の第3実施形態の二次電池103(図12および図13参照)の使用の態様を模式的に示す。
 図16Aは、電極リード28を覆う第2樹脂フィルム30b2を基板Sに設けられた回路50に載置した状態を示す。電極リード28の他方の面は第1樹脂フィルム30aで完全に被覆されている。このような構成によって、電極リード28は第1樹脂フィルム30aおよび第2樹脂フィルム30b2で完全に被覆されて補強されており、両側からの電極リード28の破損または破断を抑制することができる。また、第2樹脂フィルム30b2によって回路50との接着性を高めることもできる。図16Bは、はんだ60を用いて、電極リード28と回路50との間に電気的な経路を形成した状態を示す。この状態では、第1樹脂フィルム30aの一部が熱で除去されて電極リード28が露出し、このように露出した電極リード28によって、回路50との電気的な接続を形成することができる。また、はんだ60を介して、側面または端面から電極リード28と回路50とを通電させることもできる。このような状態でも2枚の樹脂フィルム(30a,30b2)による電極リード28の挟み込みにより電極リード28が保護されることによって電極リード28の破損または破断を抑制することができる。
(第4実施形態)
 第1実施形態~第3実施形態では、説明の便宜上、電極リードを1つだけ示しているが(図3~図13参照)、2つの電極リード(正極リードおよび負極リード)を設けてもよい。例えば図17に第4実施形態の二次電池104を模式的に示す。二次電池104は、基本的には第1実施形態の二次電池101と同様の構成を有するが、正極リード28と負極リード29とを有して成る。 正極リード28は、第1実施形態の電極リード28に対応し得るものである。負極リード29は、第1実施形態の電極リード28と同様に電極組立体に含まれ得る負極、特に負極集電体から延在し得る部材である。
(第5実施形態)
 例えば図18に第5実施形態の二次電池105を模式的に示す。二次電池105は、基本的には第2実施形態の二次電池102(図10参照)と同様の構成を有するが、正極リード28と負極リード29’とを有して成る。正極リード28は、第4実施形態の正極リード28に対応し得るものである(図17参照)。負極リード29’は、同じく第4実施形態の負極リード29に対応し得るものである(図17参照)。
(第6実施形態)
 第4実施形態および第5実施形態と同様にして第3実施形態の二次電池103(図12参照)においても2つの電極リード(正極リードおよび負極リード)を設けてよい(第6実施形態(図示せず))。
 第1実施形態~第6実施形態における各構成要素は、必要に応じて、適宜、組み合わせて使用してよい。
 本開示の第1実施形態~第6実施形態の二次電池によって、電極リードを有意に補強することができる。また、その使用の際にハンドリング性が向上するとともに接続抵抗が低下する。また、従来必要であったシーラントなどの絶縁性部材が不要となり(図19参照)、二次電池の構成をより簡素化することができる。
 以下に実施例および比較例を挙げて本開示をさらに詳説する。
 (実施例1)
 外装シート(40a,40b)として、それぞれ銅板(T:0.04mm×W:25mm×L:50mm)を用いた。
 電極組立体として図7に示す構成と同様の電極組立体を準備した(W:18mm×L:40mm)。
  第2負極集電体27b:銅箔             (厚み:12μm)
  第2負極材層22b :グラファイト         (厚み:48μm)
  第2セパレータ23b:ポリプロピレン/ポリエチレン (厚み:30μm)
  第2正極材層21b :コバルト酸リチウム      (厚み:50μm)
  正極集電体26   :アルミニウム箔        (厚み:30μm)
  第1正極材層21a :コバルト酸リチウム      (厚み:50μm)
  第1セパレータ23a:ポリプロピレン/ポリエチレン (厚み:30μm)
  第1負極材層22a :グラファイト         (厚み:48μm)
  第1負極集電体27a:銅箔             (厚み:12μm)
 正極リード28の寸法は、T:0.03mm×W:5mm×L:23mmであった。
 実施例および比較例で使用する樹脂部材として図4に示す形状の樹脂フィルムを準備した。
  第1樹脂フィルム30a:ポリオレフィン系樹脂(T:0.1mm×W:25mm×L:50mm)
  第2樹脂フィルム30b:ポリオレフィン系樹脂(T:0.1mm×W:25mm×L:50mm
 作製した二次電池の図9に示す各寸法は以下の通りであった。
  L:15mm
  T:0.390mm
  T:0.230mm
 (比較例1)
 図9に示す二次電池の第1樹脂フィルム30aの寸法Lを0mm(突出なし)としたこと以外は実施例1と同様にして比較例1の二次電池を作製した。
 (評価)
 実施例1および比較例1で作製した二次電池を以下のサイクル試験で評価した。
 (サイクル試験)
 以下の工程(1)および(2)を1サイクルとして、サイクル試験を行った。
  (1)電極リードを90°折り曲げる
  (2)折り曲げた電極リードを元の位置に戻す
 電極リードが破断するサイクル数を確認した。結果を以下の表に示す。
 尚、以下の表に示すサイクル数は、3回行ったサイクル試験の平均値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

 表1に示す結果から実施例1の二次電池では電極リードが有意に補強されていることが実証されている(5倍以上のサイクル数)。
 本開示は下記態様を採り得る。
<1>
 正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体と、前記電極組立体を被覆する外装体とを備え、
 前記電極組立体の前記正極および/または前記負極から延出する集電体が電極リードとして前記外装体から突出しており、
 前記外装体から突出する前記集電体の突出部の一方の主面のすべてが樹脂部材で覆われており、
 前記外装体の内側において前記集電体の少なくとも一部が前記樹脂部材で挟持されている、二次電池。
<2>
 前記樹脂部材が2枚の樹脂フィルムを含んで成る、<1>に記載の二次電池。
<3>
 前記集電体の前記突出部の一方の主面のすべてが前記2枚の樹脂フィルムの一方で覆われており、前記突出部の他方の主面の少なくとも一部が前記2枚の樹脂フィルムの他方で覆われている、<2>に記載の二次電池。
<4>
 前記集電体の前記突出部の両面が前記2枚の樹脂フィルムですべて被覆されている、M<2>または<3>に記載の二次電池。
<5>
 前記集電体と前記2枚の樹脂フィルムの合計の厚みは、前記二次電池の全体の厚みよりも小さい、<2>~<4>のいずれかに記載の二次電池。
<6>
 前記樹脂部材が絶縁性および熱融着性を有する樹脂を含んで成る、<1>~<5>のいずれかに記載の二次電池。
<7>
 前記樹脂部材がポリオレフィン系樹脂を含んで成る、<1>~<6>のいずれかに記載の二次電池。
<8>
 前記2枚の樹脂フィルムが前記外装体の内部に延在して互いに結合している、<2>~<7>のいずれかに記載の二次電池。
<9>
 前記2枚の樹脂フィルムの少なくとも一部がそれぞれ前記外装体と接合している、<2>~<8>のいずれかに記載の二次電池。
<10>
 前記2枚の樹脂フィルムがそれぞれ開口部を有し、該開口部の内側に前記電極組立体が位置付けられている、<2>~<9>のいずれかに記載の二次電池。
<11>
 前記外装体が、金属板、クラッド材またはラミネートフィルムから構成されている、<1>~<10>のいずれかに記載の二次電池。
<12>
 前記外装体が、金属板またはクラッド材から構成されており、該外装体が前記電極組立体の前記正極または前記負極と電気的に接続されている、<1>~<11>のいずれかに記載の二次電池。
 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、本開示の二次電池は、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などや、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
  10,20,110  電極組立体
  21   正極層
  21a  第1正極材層
  21b  第2正極材層
  22   負極層
  22a  第1負極材層
  22b  第2負極材層
  23   セパレータ
  23a  第1セパレータ
  23b  第2セパレータ
  26   正極集電体
  27   負極集電体
  27a  第1負極集電体
  27b  第2負極集電体
  28   電極リード(正極リード)
  29   電極リード(負極リード)
  30   樹脂部材
  30a  第1樹脂フィルム
  30b  第2樹脂フィルム
  31   開口部
  31a  第1開口部
  31b  第2開口部
  40   外装体
  40a  第1外装シート
  40b  第2外装シート
  50   回路
  60   はんだ
  100,101,102,103,104,105 二次電池
  111  電極リード
  112  絶縁性部材
  112a 第1(上側)絶縁性部材
  112b 第2(下側)絶縁性部材
  120  ケース
  120a 第1(上側)ケース
  120b 第2(下側)ケース
  P   外装体から突出した集電体(電極リード)
  S   基板

Claims (12)

  1.  正極と負極とセパレータとを含む電極構成層が少なくとも1つ積層されて成る電極組立体と、前記電極組立体を被覆する外装体とを備え、
     前記電極組立体の前記正極および/または前記負極から延出する集電体が電極リードとして前記外装体から突出しており、
     前記外装体から突出する前記集電体の突出部の一方の主面のすべてが樹脂部材で覆われており、
     前記外装体の内側において前記集電体の少なくとも一部が前記樹脂部材で挟持されている、二次電池。
  2.  前記樹脂部材が2枚の樹脂フィルムを含んで成る、請求項1に記載の二次電池。
  3.  前記集電体の前記突出部の一方の主面のすべてが前記2枚の樹脂フィルムの一方で覆われており、前記突出部の他方の主面の少なくとも一部が前記2枚の樹脂フィルムの他方で覆われている、請求項2に記載の二次電池。
  4.  前記集電体の前記突出部の両面が前記2枚の樹脂フィルムですべて被覆されている、請求項2または3に記載の二次電池。
  5.  前記集電体と前記2枚の樹脂フィルムの合計の厚みは、前記二次電池の全体の厚みよりも小さい、請求項2~4のいずれかに記載の二次電池。
  6.  前記樹脂部材が絶縁性および熱融着性を有する樹脂を含んで成る、請求項1~5のいずれかに記載の二次電池。
  7.  前記樹脂部材がポリオレフィン系樹脂を含んで成る、請求項1~6のいずれかに記載の二次電池。
  8.  前記2枚の樹脂フィルムが前記外装体の内部に延在して互いに結合している、請求項2~7のいずれかに記載の二次電池。
  9.  前記2枚の樹脂フィルムの少なくとも一部がそれぞれ前記外装体と接合している、請求項2~8のいずれかに記載の二次電池。
  10.  前記2枚の樹脂フィルムがそれぞれ開口部を有し、該開口部の内側に前記電極組立体が位置付けられている、請求項2~9のいずれかに記載の二次電池。
  11.  前記外装体が、金属板、クラッド材またはラミネートフィルムから構成されている、請求項1~10のいずれかに記載の二次電池。
  12.  前記外装体が、金属板またはクラッド材から構成されており、該外装体が前記電極組立体の前記正極または前記負極と電気的に接続されている、請求項1~11のいずれかに記載の二次電池。
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