WO2023176311A1 - 二次電池 - Google Patents

二次電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2023176311A1
WO2023176311A1 PCT/JP2023/005726 JP2023005726W WO2023176311A1 WO 2023176311 A1 WO2023176311 A1 WO 2023176311A1 JP 2023005726 W JP2023005726 W JP 2023005726W WO 2023176311 A1 WO2023176311 A1 WO 2023176311A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulator
additional member
secondary battery
battery
additional
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/005726
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直人 秋月
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2023176311A1 publication Critical patent/WO2023176311A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/195—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell

Definitions

  • the present invention relates to secondary batteries.
  • the present invention relates to a secondary battery equipped with an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator.
  • secondary batteries are so-called storage batteries, they can be repeatedly charged and discharged, and are used for a variety of purposes.
  • secondary batteries are used in mobile devices such as mobile phones, smartphones, and notebook computers.
  • a secondary battery includes an electrode assembly in which electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated therebetween, and an exterior body that houses the electrode assembly.
  • an exterior part that houses an electrode assembly and an exterior part that covers the exterior part that houses the electrode assembly are sometimes used as the exterior body.
  • an insulator may be placed to seal between both exterior parts.
  • fillers may be arranged radially within the insulator. That is, the filler may be disposed to be distributed throughout the insulator.
  • fluid such as gas generated inside the battery and/or outside the battery may flow into the secondary battery or leak to the outside of the secondary battery. It has been found that there is still a possibility that the battery characteristics may deteriorate.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery that can suitably suppress the inflow of fluid such as gas into the battery and the leakage to the outside of the battery.
  • an electrode assembly In the present invention, an electrode assembly; a first exterior part that houses the electrode assembly and has an opening; a second exterior part that covers the opening and an outer surface of the first exterior part that forms the opening; an insulator disposed between the outer surface of the first exterior part and the second exterior part and surrounding the opening, A secondary battery is provided in the insulator, in which additional members are arranged circumferentially and intermittently around the opening.
  • a secondary battery that can suitably suppress the inflow of fluid such as gas into the battery and the leakage to the outside of the battery.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an electrode assembly (FIG. 1(A): flat layered structure, FIG. 1(B): wound structure).
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a secondary battery of the present invention according to one embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a secondary battery of the present invention according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the characteristics of the secondary battery of the present invention according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the arrangement of additional members according to one embodiment based on the cross-sectional direction of the circumferential portion.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining how fluid moves from the outside of the battery to the inside of the battery in a conventional secondary battery.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining how fluid moves from inside the battery to outside the battery in a conventional secondary battery.
  • the "cross-sectional view” described directly or indirectly in this specification is based on a virtual cross-section of the secondary battery cut along the height direction.
  • the "vertical direction” and “horizontal direction” used directly or indirectly in this specification correspond to the vertical direction and the horizontal direction in the drawings, respectively. Unless otherwise specified, the same reference numerals or symbols indicate the same members/parts or the same meanings.
  • the stacking direction of the electrode assembly may correspond to the up-down direction, but the vertical downward direction (i.e., the direction in which gravity acts) corresponds to the "downward direction”, and the opposite direction corresponds to the "upward direction”. It can be considered to be equivalent.
  • Secondary battery refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Therefore, the secondary battery according to the present invention is not excessively limited by its name, and may also include, for example, an electricity storage device.
  • a secondary battery includes an electrode assembly in which electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated.
  • An electrode assembly 10 is illustrated in FIGS. 1(A) and 1(B). As shown in FIGS. 1(A) and 1(B), a positive electrode 1 and a negative electrode 2 are stacked with a separator 3 in between to form an electrode constituent layer 5, and at least one electrode constituent layer 5 is formed.
  • the electrode assembly is constructed by laminating the above layers.
  • the electrode constituent layer 5 has a planar layered structure in which it is not wound but is stacked in a planar manner.
  • FIG. 1A the electrode constituent layer 5 has a planar layered structure in which it is not wound but is stacked in a planar manner.
  • FIG. 1A the electrode constituent layer 5 has a planar layered structure in which it is not wound but is stacked in a planar manner.
  • FIG. 1A the electrode constituent layer 5 has a planar layered structure in which it is not wound but is
  • the electrode constituent layer 5 has a wound laminated structure wound in a spiral shape. That is, in FIG. 1(B), the electrode constituent layer including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode has a wound structure in which it is wound into a roll shape. In a secondary battery, such an electrode assembly is enclosed in an outer case 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 flat layered structure or a wound structure.
  • the electrode assembly may be a so-called stack-and-layer structure in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated on a long film and then folded. It may have a folding structure.
  • the positive electrode is composed of at least a positive electrode material layer and 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 have a positive electrode material layer provided on both sides of a positive electrode current collector, or may have a positive electrode material layer provided only on one side of the positive electrode current collector. It may be something that exists.
  • the negative electrode is composed of at least a negative electrode material layer and a negative electrode current collector.
  • a negative electrode material layer is 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.
  • the plurality of negative electrodes in the electrode assembly may each have a negative electrode material layer provided on both sides of a negative electrode current collector, or may have a negative electrode material layer provided only on one side of the negative electrode current collector. It may be something that exists.
  • the electrode active materials contained in the positive and negative electrodes are substances that are directly involved in the transfer of electrons in secondary batteries, and are the main materials of the positive and negative electrodes that are responsible for charging and discharging, that is, battery reactions. be. More specifically, ions are brought into the electrolyte due to "the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer" and "the negative electrode active material contained in the negative electrode material layer", and these ions are brought into contact between the positive electrode and the negative electrode. The battery moves and exchanges electrons to perform charging and discharging.
  • 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 the present invention may be 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.
  • the secondary battery according to the present invention corresponds to a so-called "lithium ion battery", and the positive electrode and the negative electrode have a layer capable of inserting and extracting lithium ions.
  • the positive electrode active material of the positive electrode material layer is composed of, for example, granules, and a binder may be included in the positive electrode material layer for more sufficient contact between the particles and shape retention. Furthermore, a conductive additive may be included in the positive electrode material layer in order to facilitate the transmission of electrons that promote battery reactions. Similarly, when the negative electrode active material of the negative electrode material layer is composed of, for example, granules, a binder may be included for more sufficient contact between the particles and shape retention, and for the transfer of electrons that promote battery reactions. A conductive additive may be included in the negative electrode material layer to facilitate this. As described above, since a plurality of components are contained, the positive electrode material layer and the negative electrode material layer can also be referred to as a "positive electrode composite material layer" and a "negative electrode composite material layer,” respectively.
  • the positive electrode active material may be a material that contributes to intercalation and desorption of lithium ions.
  • the positive electrode active material may be, for example, a lithium-containing composite oxide.
  • the positive electrode active material may be a lithium transition metal composite oxide containing lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel, manganese, and iron. That is, in the positive electrode material layer of the secondary battery according to the present invention, such a lithium transition metal composite oxide is preferably contained as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material may be lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate, lithium iron phosphate, or a material in which some of the transition metals thereof are replaced with another metal.
  • such positive electrode active materials may be contained as a single species, they may be contained in a combination of two or more types.
  • the binder that can be contained in the positive electrode material layer is not particularly limited, but includes polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and polytetrafluoroethylene. At least one selected from the group consisting of:
  • the conductive additive that can be included in the positive electrode material layer is not particularly limited, but includes carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, Ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotubes, and vapor-phase growth. Examples include at least one selected from carbon fibers such as carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives.
  • the thickness 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 ten arbitrary points may be adopted.
  • the negative electrode active material may be a material that contributes to intercalation and desorption 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.
  • Examples of various carbon materials for the negative electrode active material include graphite (natural graphite and/or artificial graphite), hard carbon, soft carbon, and/or diamond-like carbon.
  • graphite has high electronic conductivity and excellent adhesion to the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material is at least selected from the group consisting of silicon, silicon oxide, tin oxide, tin alloy, titanium oxide such as lithium titanate, metallic lithium, indium oxide, zinc oxide and lithium alloy, silicon alloy, etc. One type can be mentioned.
  • the lithium alloy of the negative electrode active material may be any metal that can be alloyed with lithium, such as Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, It may be a binary, ternary or higher alloy of metal such as La and lithium. Such an active material may have an amorphous structure. This is because deterioration caused by non-uniformity such as grain boundaries or defects is less likely to occur.
  • the binder included in the negative electrode material layer is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyimide resin, and polyamideimide resin. can be mentioned.
  • the binder contained in the negative electrode material layer may be styrene-butadiene rubber.
  • the conductive additive included in the negative electrode material layer is not particularly limited, but includes carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, Ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotubes, and vapor phase growth. Examples include at least one selected from carbon fibers such as carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives.
  • the negative electrode material layer may contain a component resulting from a thickener component (for example, carboxymethylcellulose) used during battery manufacture.
  • the thickness 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 ten arbitrary locations may be adopted.
  • the positive electrode current collector and negative electrode current collector used in the positive electrode and negative electrode are members that help collect and supply electrons generated in the electrode active material due to battery reactions.
  • Such an electrode current collector may be a sheet-like metal member. Further, the electrode current collector may have a porous or perforated form.
  • the current collector may be metal foil, punched metal, mesh, expanded metal, or the like.
  • the positive electrode current collector used in the positive electrode is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, nickel, etc., and may be, for example, an aluminum foil.
  • the negative electrode current collector used in the negative electrode is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of copper, stainless steel, nickel, etc., and may be a copper foil, for example.
  • 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.
  • the 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 arbitrary 10 points may be adopted.
  • the separator used for the positive and negative electrodes is a member provided from the viewpoint of preventing short circuits due to contact between the positive and negative electrodes and retaining electrolyte.
  • the separator can be said to be a member that allows ions to pass through while preventing electronic contact between the positive electrode and the negative electrode.
  • separators are porous or microporous insulators that have a membrane morphology due to their small thickness.
  • a microporous membrane made of polyolefin may be used as the separator.
  • the microporous membrane used as the separator may contain, for example, only polyethylene (PE) or polypropylene (PP) as the polyolefin.
  • the separator may be a laminate composed of a "microporous membrane made of PE" and a "microporous membrane made of PP.”
  • the surface of the separator may be covered with an inorganic particle coating layer and/or an adhesive layer.
  • the surface of the separator may have adhesive properties.
  • the separator is not particularly limited by its name, and may be a solid electrolyte, a gel electrolyte, and/or insulating inorganic particles having similar functions.
  • Each 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 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 ten arbitrary points may be used.
  • an electrode assembly consisting of electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator may be enclosed in an exterior body together with an electrolyte.
  • the electrolyte may be a "non-aqueous" electrolyte that includes an organic electrolyte and an organic solvent, or it may be an "aqueous” electrolyte that includes water.
  • the electrolyte is preferably a "non-aqueous" electrolyte such as an organic electrolyte or an organic solvent. That is, it is preferable that the electrolyte is a non-aqueous electrolyte.
  • the electrolyte In the electrolyte there will be metal ions released from the electrodes (positive and/or negative), and therefore the electrolyte can assist in the movement of metal ions in battery reactions.
  • the electrolyte may have a liquid or gel form.
  • a non-aqueous electrolyte is an electrolyte containing a solvent and a solute.
  • the solvent may be an organic solvent.
  • a specific organic solvent for the non-aqueous electrolyte may contain at least carbonate.
  • Such carbonates may be cyclic carbonates and/or linear carbonates.
  • examples of the cyclic carbonates include at least one selected from the group consisting of propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC). be able to.
  • Examples of 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).
  • non-aqueous electrolyte a combination of cyclic carbonates and chain carbonates may be used as the non-aqueous electrolyte, for example a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate may be used.
  • Li salt such as LiPF 6 and/or LiBF 4 may be used as a specific solute of the non-aqueous electrolyte.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a secondary battery of the present invention according to one embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a secondary battery of the present invention according to one embodiment.
  • a secondary battery includes a first exterior section 40, a second exterior section 50, and a first exterior section 40 and a second exterior section. 50 and an insulator 70 provided therebetween.
  • the first exterior part 40 has an opening 45 and can accommodate the electrode assembly.
  • the outer surface 41 of the first sheath 40 defines an opening 45 .
  • Insulator 70 surrounds opening 45 and is disposed between outer surface 41 of first exterior portion 40 and second exterior portion 50 .
  • the second exterior portion 50 is provided to cover the opening 45 of the first exterior portion 40 and the outer surface 41 of the first exterior portion 40 that forms the opening 45 .
  • the insulator 70 is sandwiched between the first exterior part 40 and the second exterior part 50.
  • the first exterior part 40 and the second exterior part 50 are bonded and insulated by an insulator 70 to constitute the exterior body of the secondary battery.
  • the exterior body encloses and protects the electrode assembly 10, electrolyte 20, etc. inside the battery. Because of the "sealing” and “protection", it is possible for gas such as gas to flow in from outside the battery or from inside the battery through the first exterior part 40 and the second exterior part 50 themselves. It cannot leak.
  • the insulator 70 serves to bond and insulate the first exterior part 40 and the second exterior part 50.
  • a fluid such as a gas can more easily penetrate and permeate therein than in the first exterior part 40 and the second exterior part 50. Therefore, fluid such as gas can flow into the battery and/or leak out of the battery through the insulator 70. That is, the insulator 70 can serve as a passageway for fluid movement, such as gas, between the inside of the battery and the outside of the battery.
  • the secondary battery according to one embodiment of the present invention is characterized by the configuration of the insulator 70 described above (see FIG. 4).
  • additional members 80 are disposed in the insulator 70 in a circumferential manner around the opening 45, and are disposed intermittently. Due to the arrangement of the additional member 80, the insulator 70 is roughly divided into a region where the additional member 80 is provided and a region where the additional member 80 is not provided. This arrangement of the additional member 80 is different from the arrangement in which the filler is arranged radially in the radial direction of the insulator 70. In other words, they are not distributed throughout the insulator.
  • the "additional member” in this specification means a member that is additionally provided to the insulator.
  • “circular shape” means a shape and/or appearance that goes around a predetermined range.
  • the “circular” arrangement of the additional members in this specification means an arrangement in which the area where the additional members are placed completely surrounds the area where no additional members are placed. .
  • “intermittent” in this specification refers to a state that is interrupted or continues. In other words, “intermittent” refers to a state in which there are interrupted parts between consecutive parts.
  • the “intermittent” arrangement of the additional member in this specification may refer to an arrangement where there are locations where the additional member is present and locations where the additional member is not present.
  • the "intermittent" arrangement of the additional members may mean that the additional members are continuously arranged at intervals.
  • the “intermittent” arrangement of the additional members may be continuously arranged at regular intervals, or may be continuously arranged at irregular intervals.
  • “the additional members are disposed circularly and intermittently” means that the additional members are disposed continuously at intervals so as to go around a predetermined range, as shown in FIG. means that it has been
  • the secondary battery of the present invention can achieve the effects described below.
  • FIGS. 12 and 13 show schematic plan views of an insulator of a conventional secondary battery.
  • fillers may be arranged radially within an insulator 70'. That is, the filler may be disposed to be distributed throughout the insulator.
  • the filler is sparsely arranged as a whole, so that the fluid between the inside of the secondary battery and the outside of the secondary battery within the insulator 70' is cannot sufficiently reduce the number of paths that can be traveled by. That is, in the distributed configuration, fluid such as gas easily moves between the inside of the secondary battery and the outside of the secondary battery via the insulator 70'.
  • moisture 90' from the external environment may enter the electrode assembly 10' inside the secondary battery through the insulator 70' (see FIG. 12).
  • the volatilized electrolyte 91' and the like inside the secondary battery may leak to the outside of the secondary battery through the insulator 70' (see FIG. 13). If such fluid movement occurs, there is a possibility that the battery characteristics of the secondary battery will deteriorate.
  • the additional member 80 in the insulator 70 of the secondary battery according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. has been done.
  • the additional member 80 can be more suitably provided.
  • the additional members 80 are "arranged in a circumferential manner with respect to the opening, and The "intermittent" arrangement allows for a relatively dense arrangement of the additional members 80 in localized portions of the insulator 70.
  • a region located inside the circumferential shape of the additional member 80 arranged in a circumferential manner for example, one region of the insulator 70, for example, a region proximal to the center side of the insulator 70
  • the additional member is arranged (e.g., a region that is located outside the circumferential shape of the additional member 80 arranged in a circumferential manner) and a region located outside the circumferential shape of the additional member 80 (e.g., the other region of the insulator 70, for example, a region proximal to the outer circumferential side of the insulator 70) ) (corresponding to the area where no additional member is arranged)
  • the circular shape of the additional members 80 arranged in a circular manner means a shape formed by the additional members 80 arranged in a circular manner.
  • the circumferential shape of the additional member 80 shown in FIGS. 4 and 6 can be considered to be annular or circular.
  • the arrangement of the additional members needs to be both “circular” and “intermittent”.
  • the additional member may be arranged in such a way that it goes around a predetermined range (for example, the opening of the first exterior part).
  • a relatively dense arrangement cannot be achieved in localized portions of the insulator.
  • the additional members tend to be sparsely arranged in the insulator, and it is difficult to prevent fluid such as gas from flowing into the battery and leaking to the outside of the battery.
  • the additional member may be arranged in such a manner that it goes around a predetermined range of the insulator (for example, the opening of the first exterior part). (for example, a semicircular arrangement).
  • a predetermined range of the insulator for example, the opening of the first exterior part.
  • Such an arrangement may suppress movement of fluid such as gas from one direction of the insulator, but may not suppress movement of fluid such as gas from another direction of the insulator. Therefore, it is difficult to prevent fluids such as gas from flowing into the battery and leaking to the outside of the battery.
  • the additional member 80 is "circularly arranged around the opening and intermittently arranged" in the insulator 70, so that the additional member 80 is As shown in FIG. 4, an arrangement configuration in which the insulator 70 is provided at a local portion may be adopted. That is, in the present invention, the secondary battery 100 can also have a predetermined area of the insulator 70 where the additional member 80 is not provided. As described above, the insulator 70 may have the function of maintaining adhesion between the first exterior portion 40 and the second exterior portion 50. The predetermined region of the insulator 70 where the additional member 80 is not provided can better retain the adhesive function inherent to the insulator 70. Therefore, in the present invention, the adhesion between the first exterior part 40 and the second exterior part 50 can be suitably maintained.
  • the secondary battery 100 of the present invention can maintain adhesion between the first exterior part 40 and the second exterior part 50 while further suppressing fluid movement in the insulator 70. In other words, it is possible to both suppress fluid movement and ensure the adhesion retention function of the insulator.
  • the additional member 80 is "arranged circumferentially and intermittently with respect to the opening" in the insulator 70, so that the additional member 80 is provided at a local portion of the insulator 70. It is possible to adopt a different arrangement form. In other words, in the secondary battery 100 of the present invention, the additional member 80 may not be disposed over the entire insulator 70. In this regard, the amount of additional members 80 provided on the insulator 70 can be relatively smaller than that provided on the entire insulator 70. Even if the amount of the additional member 80 is relatively small, since the additional member 80 is "arranged in a circumferential manner and intermittently around the opening" of the insulator 70, as described above, the insulator Fluid movement within 70 may be more restrained. In other words, the present invention effectively suppresses fluid movement in the insulator 70 by ⁇ arranging the additional member 80 in the insulator 70 in a circumferential manner and intermittently with respect to the opening.'' It is possible.
  • Fluid in this specification means liquid and/or gas.
  • the liquid that moves between the inside of the battery and the outside of the battery include moisture in the external environment and/or electrolyte within the battery.
  • gases that move between the inside of the battery and the outside of the battery include volatilized electrolyte inside the battery (that is, gaseous electrolyte) and/or water vapor and gas that are the result of evaporation of moisture in the external environment.
  • the electrolyte includes the electrolytes listed above in this specification.
  • the first sheath and/or the second sheath may be a metal sheath having a non-laminated configuration.
  • the exterior part is not a laminate member consisting of a metal sheet/fusion layer/protective layer.
  • the exterior part in the present invention may be different from the exterior part of a soft case type battery, which corresponds to a pouch made of a so-called laminate film.
  • a metal sheath having a non-laminated construction preferably has a single piece metal construction.
  • such a metal sheath may be a single member made of metal such as stainless steel (SUS) and/or aluminum.
  • the term “single metal member” here means that the exterior part does not have a so-called laminate structure, and in a narrow sense, it means that the exterior part is substantially made only of metal. It means that. Therefore, as long as the member is made substantially only of metal, the surface of the metal exterior portion may be subjected to an appropriate surface treatment. For example, in a cut surface obtained by cutting such a metal exterior part in its thickness direction, a single metal layer can be seen except for areas where surface treatment has been performed.
  • stainless steel in this specification refers to, for example, stainless steel defined in “JIS G 0203 Steel Terminology", and may be chromium or an alloy steel containing chromium and nickel.
  • the first exterior part and the second exterior part become an "exterior body" by being integrated with each other (for example, integrated by adhesion, welding, etc.).
  • the first exterior part in this specification may be a cup-shaped exterior part.
  • the "cup-shaped exterior part” has a side wall or side part corresponding to the body part and a main surface (in a typical embodiment, for example, a bottom part) that is continuous with the side wall or side part, and has a hollow part inside. It means a member in which .
  • An electrode assembly in which electrode constituent layers including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated can be housed or wrapped in the hollow portion.
  • the second exterior part in this specification may be a lid-like exterior part.
  • the "lid-shaped exterior part” in this specification means an exterior part provided on the cup-shaped exterior part.
  • the lid-shaped exterior part means a member provided to cover the opening of the cup-shaped exterior part.
  • the lid-shaped exterior portion may be, for example, a single member (typically a flat member) extending in the same plane.
  • the first exterior part and/or the second exterior part may also function as a terminal part.
  • terminal section refers to an output terminal of a secondary battery that is used for connection with an external device.
  • the term "insulator” refers to a member that is interposed between the first exterior part and the second exterior part and contributes to "insulation" between them. There are no particular restrictions on the type of insulator as long as it exhibits “insulating properties.” Preferably, the insulator has not only "insulating properties" but also "fusion properties".
  • the insulator may comprise a thermoplastic resin.
  • the insulator may comprise a polyolefin such as polyethylene and/or polypropylene. Viewed from another perspective, the insulator may include an adhesive component that exhibits insulation properties.
  • adhesives examples include acrylic adhesives such as acrylic ester copolymers, rubber adhesives such as natural rubber, silicone adhesives such as silicone rubber, urethane adhesives such as urethane resins, ⁇ - Olefin adhesive, ether adhesive, ethylene-vinyl acetate resin adhesive, epoxy resin adhesive, vinyl chloride resin adhesive, chloroprene rubber adhesive, cyanoacrylate adhesive, water-based 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, polyimide adhesives, polyurethane resin adhesives, polyolefin resin adhesives, polyvinyl acetate resin adhesives, polystyrene resin solvent adhesives, polyvinyl alcohol adhesives, polyvinylpyrrolidone resin adhesives, polyvinyl butyral resin adhesives , polybenzimidazole adhesive,
  • the insulator 70 may be provided so as to extend to the outer edge of the second exterior portion 50. That is, the outer edge of the second exterior portion 50 and the outer edge of the insulator 70 may be provided in a straight line. In other words, the outer surface of the insulator 70 and the outer surface of the second exterior part 50 may be flush with each other. Further, as shown in FIG. 3, the insulator 70 may be provided so as to extend to the edge of the opening 45 of the first exterior part 40. In other words, the inner surface forming the through hole 75 of the insulator 70 and the inner surface forming the opening 45 of the first exterior part 40 may be flush with each other. Note that, as can be seen from the form shown in FIG.
  • the insulator 70 may have a shape that follows each of the second exterior portion 50 and the first exterior portion 40. That is, the main surface of the insulator 70 and the main surface of the second exterior part 50 may have a mutually parallel arrangement relationship. The main surface of the insulator 70 and the main surface of the first exterior part 40 may have a mutually parallel arrangement relationship. The insulator 70 may have a constant thickness between the exterior part 50 on the lid and the first exterior part 40.
  • the thickness of the insulator may be, for example, 1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. When the thickness of the insulator is within the above range, the effects of the present invention become more apparent.
  • the arrangement of the additional members in the insulator will be described in detail below.
  • the arrangement form of the additional member is not particularly limited as long as the additional member is "circularly arranged around the opening and disposed intermittently.”
  • the additional members 80 may be unevenly arranged on the insulator 70.
  • the additional members 80 may be unevenly arranged within the insulator 70.
  • the additional members 80 may be unevenly arranged on the surface of the insulator 70. That is, the additional member 80 may be placed only in a portion of the insulator 70.
  • “the additional member is unevenly distributed on the insulator” means that the additional member 80 is provided only at a predetermined location of the insulator 70, and the insulator 70 is not provided with the additional member 80. It means that there is a part.
  • the additional member being unevenly distributed in the insulator may mean that the additional member is not uniformly distributed throughout the insulator.
  • Examples of arrangement forms in which additional members are unevenly distributed include the following.
  • a region is formed in which the additional member 80 is provided proximal to the inner edge of the insulator 70, while a region other than the region proximal to the inner edge of the insulator 70 is formed.
  • An area where the additional member 80 is not provided may be formed in the area.
  • a region where the additional member 80 is provided on the proximal side with respect to the outer edge of the insulator 70 is formed, while a region other than the proximal side with respect to the outer edge of the insulator 70 is formed.
  • An area where the additional member 80 is not provided may be formed in the area.
  • the additional members 80 disposed on the insulator 70 may be disposed adjacent to each other.
  • the additional members 80 may be arranged close to each other.
  • each of the additional members 80 within the insulator 70 are spaced apart from each other, but in close proximity.
  • Such an arrangement can further reduce the movement of fluids such as gas between the inside of the battery and the outside of the battery.
  • each of the additional members 80 are arranged in contact with each other. Such an arrangement may further reduce the movement of fluids such as gases between the interior of the battery and the exterior of the battery.
  • a region where the additional member 80 is provided may be formed between the inner edge of the insulator 70 and the outer edge of the insulator 70.
  • a region where the additional member 80 is provided may be formed along both the inner edge of the insulator 70 and the outer edge of the insulator 70.
  • the additional members 80 are arranged adjacently so that they touch each other without any gaps, but these are only diagrams schematically illustrating the present invention, and the present invention does not adopt such an arrangement. Not limited.
  • the additional members 80 may be arranged without touching each other. Even in the arrangement shown in FIG. 4, since the additional members are disposed in a circular manner and intermittently, movement of fluid such as gas between the inside of the battery and the outside of the battery can be further reduced.
  • the insulator 70 may have a through hole 75.
  • the additional member 80 may surround the through hole 75 of the insulator 70, as shown in plan view in FIG. That is, the additional member 80 may be arranged to surround the through hole 75.
  • the additional members 80 are arranged relatively densely around the through hole 75 of the insulator 70, thereby further reducing the passage of fluid that can pass between the outside of the battery and the inside of the battery. Therefore, movement of fluid such as gas between the inside of the battery and the outside of the battery can be further reduced.
  • the insulator 70 having the through hole 75 has side surfaces on the inside of the insulator 70 and on the outside of the insulator 70 due to its shape.
  • the insulator 70 having the through hole has an inner surface 71 located on the inner edge side of the insulator 70 and an outer surface 72 located on the outer edge side of the insulator 70.
  • the inner surface 71 is a surface that forms the through hole 75 of the insulator 70 .
  • the outer surface 72 is a surface that defines the outer contour of the insulator 70.
  • the additional member 80 may be arranged along the contour of at least one of the outer surface 72 of the insulator 70 and the inner surface 71 of the insulator 70. In this case, the additional member 80 may be arranged on the contoured surface of at least one of the outer surface 72 of the insulator 70 and the inner surface 71 of the insulator 70 or in the insulator proximal to this contoured surface. It may be located locally.
  • the additional member 80 may be arranged as shown in FIG. In FIG. 6, additional member 80 is arranged along inner surface 71 of insulator 70. In FIG. In FIG. 6, since the shape formed by the inner surface 71 (that is, the shape of the through hole 75) is circular, the arrangement form of the additional member 80 is circular.
  • the additional member 80 can be arranged in accordance with the shape of the through hole 75.
  • the additional member 80 is provided along the inner surface 71, fluids such as the electrolyte and/or gas generated from the electrolyte are prevented from leaking from the inside of the battery to the outside of the battery via the insulator 70. It becomes easier to reduce. Therefore, the amount of electrolyte and the like inside the battery is less likely to decrease, making it easier to maintain battery performance.
  • the additional member 80 is provided along the contour of the inner surface 71, it becomes difficult for the insulator 70 to come into contact with a fluid such as an electrolyte and/or a gas generated from the electrolyte, resulting in deterioration of the insulator 70. It becomes easier to suppress things. Such suppression of deterioration makes it easier to maintain the adhesive function of the insulator 70 between the first exterior part 40 and the second exterior part 50. Thereby, separation of the first exterior part 40 and the second exterior part 50 can be suitably suppressed.
  • the additional member 80 may be arranged as shown in FIG. In FIG. 7, an additional member 80 is disposed along the outer surface 72 of the insulator 70. In FIG. In FIG. 7, since the shape formed by the outer surface 72 (that is, the outer contour of the insulator 70) is circular, the arrangement form of the additional member 80 is circular.
  • the additional member 80 can be arranged in a manner that corresponds to the shape of the outer contour of the insulator 70.
  • the additional member 80 is provided along the contour of the outer surface 72, it becomes difficult for the insulator 70 to come into contact with a fluid such as a gas (e.g. water vapor) from the outside. It becomes easier to suppress deterioration caused by gas.
  • a fluid such as a gas (e.g. water vapor) from the outside.
  • gas e.g. water vapor
  • Such suppression of deterioration makes it easier for the insulator 70 to maintain the function of bonding the first exterior part 40 and the second exterior part 50, and the first exterior part 40 and the second exterior part 50 are bonded together. Separation can be suitably suppressed.
  • the additional member 80 may be provided at a predetermined distance from the outer surface 72 of the insulator 70 in order to prevent fluid such as gas from entering the battery from the outside through the insulator 70. Specifically, the explanation will be made using the cross-sectional view of FIG. 5 and the distance L from the inner surface 71 to the outer surface 72 of the insulator 70. They may be arranged at a distance of 0.3L, preferably at a distance of 0.3L.
  • the additional member 80 may be provided at a location a predetermined distance away from the inner surface 71 of the insulator 70. Specifically, when explaining using the cross-sectional view of FIG. 5 and the distance L from the inner surface 71 to the outer surface 72 of the insulator 70, the additional member 80 is separated from the inner surface 71 of the insulator 70 by a distance of 0.5L. They may be arranged at a distance of 0.3L, preferably at a distance of 0.3L.
  • the sealing length w of the additional member is smaller than the distance L from the inner surface 71 to the outer surface 72 of the insulator 70.
  • the sealing length w of the additional member is , 0.001L ⁇ W ⁇ 0.5L, preferably about 0.001L ⁇ W ⁇ 0.3L, or 0.001L ⁇ W ⁇ 0.1L.
  • the additional members can take various configurations in the insulator.
  • one of the additional members arranged on the insulator is taken as a starting point, and the additional member is arranged so as to go around a predetermined part (for example, a through hole) of the insulator from that starting point, and finally It suffices if the arrangement is such that it returns to the additional member taken as the starting point.
  • the arrangement of the additional members may be circular or annular as shown in FIGS. 6 to 8.
  • the arrangement structure may be rectangular, polygonal, elliptical, or irregular. In one embodiment of the present invention, a plurality of these arrangement forms may be provided.
  • the area occupied by the additional member with respect to the entire insulator provided with the additional member is, for example, 0.05% by volume or more and 30% by volume or less, more preferably 0.05% by volume with respect to the entire insulator provided with the additional member. It may be more than 10% by volume. If the area occupied by the additional member with respect to the entire insulator provided with the additional member is within the above range, fluid movement between the inside of the battery and the outside of the battery via the insulator can be further suppressed, and the adhesiveness of the insulator can be further improved. It becomes easier to play properly. In other words, performance with a better balance between the two can be achieved.
  • the additional member may reduce fluid movement between the exterior of the battery and the interior of the battery via the insulation.
  • the additional member may block a passage through which a fluid, such as a gas, may travel through the insulation.
  • the additional member may seal or block a path through which a fluid, such as a gas, may travel through the insulation.
  • the additional member may also be referred to as a fluid movement suppressing member, a fluid movement sealing member, or a fluid movement blocking member between the outside of the battery and the inside of the battery.
  • the additional member is a gas for suppressing the gas movement between the inside of the battery and the outside of the battery. It may be a sealing member.
  • the second exterior portion 50 can function as an external terminal (terminal portion) that takes out electricity to the outside.
  • the additional member may be included in the insulator or disposed on the insulator. These will be explained in detail below.
  • an additional member is provided within the insulator. That is, an additional member exists inside the insulator.
  • the additional member 80 can be arranged to partition the insulator 70 into an inner region and an outer region of the circumferential shape of the additional member 80. That is, as shown in the plan view of FIG. 8, a region located relatively inside (that is, on the inner edge side) of the insulator 70 and a region located relatively outside (that is, on the inner edge side) with the circumferential shape formed by the arrangement of the additional member 80 as a boundary.
  • the insulator 70 can be divided into a region located on the outer edge side).
  • the additional member can maintain the function of bonding the first exterior part and the second exterior part made of an insulator while suppressing the movement of fluid such as gas. In other words, it is possible to balance suppression of fluid movement such as gas and adhesive function.
  • the additional member may be composed of a filler.
  • the additional member may be made of filler alone, or may contain other members other than filler.
  • an organic material and/or an inorganic material described in detail below may be used as the filler, and a filler having both electrical insulation and gas sealing properties may be used.
  • the additional member may be composed of a plurality of fillers arranged densely.
  • “Multiple fillers arranged densely” means, for example, fillers arranged intensively at a predetermined location. In other words, it means a filler region formed by arranging a plurality of fillers at a predetermined location so as to be close to each other or adjacent to each other and in contact with each other.
  • the shape of the filler may be, for example, spherical, granular, acicular, plate-like, fibrous, and/or amorphous.
  • the shape of the additional member may be spherical in view of reducing the movement of fluid between the inside and outside of the cell.
  • the shape of the additional member is spherical, it becomes easier to make the thickness of the insulator including the additional member after crimping more uniform.
  • the insulating material including the spherical additional member has a point contact at the adhesive interface, it is easy to improve the fluid sealing property while maintaining the adhesive strength.
  • the additional member may be placed and formed during the production of the insulator. For example, this may be achieved by embedding the additional member in an insulator raw material (for example, softened resin, liquid resin, etc.) molded into a predetermined shape.
  • an insulator raw material for example, softened resin, liquid resin, etc.
  • an additional member is provided on the insulator. That is, the additional member is provided on the surface of the insulator, and the additional member is exposed to the outside of the insulator.
  • the surface of the insulator on which the additional member is provided may be, for example, at least one of the inner and outer surfaces of the insulator.
  • "Providing an additional member on at least one of the inner and outer surfaces of the insulator” may mean covering the inner and/or outer surfaces of the insulator with the additional member.
  • a covering member such as a tape-shaped member or a coating member may be used as the additional member.
  • the additional members may be disposed at least intermittently, and may also be disposed continuously.
  • the additional member 80 may be applied to cover the outer surface 72 of the insulator 70.
  • the outer surface 72 of the insulator 70 can be shielded from gases such as moisture present outside. In other words, it becomes easier to prevent gas such as moisture from entering the insulator 70 from the outside. Furthermore, by making it easier to prevent gas such as moisture from entering the insulator 70 from outside, it also becomes easier to reduce the possibility that the insulator 70 will come into contact with gas such as moisture and deteriorate. Therefore, problems such as the adhesive force of the insulator 70 being reduced due to deterioration of the insulator 70 and the insulator 70 being peeled off from the first and second exterior parts can be easily reduced.
  • an additional member 80 may be applied to cover the inner surface 71 of the insulator 70.
  • the inner surface 71 of the insulator 70 is present inside the battery. It can be isolated from gases such as electrolytes. In other words, it is easy to prevent gas such as the volatilized electrolyte inside the battery from entering the insulator 70. Therefore, it is easy to reduce problems such as gas such as the volatilized electrolyte invading the insulator 70, resulting in a decrease in the amount of the electrolyte 20 and deterioration of battery performance.
  • the possibility that the insulator 70 will deteriorate due to gas such as a volatilized electrolytic solution entering the insulator 70 can be easily reduced. Therefore, the adhesive force of the insulator 70 is reduced due to deterioration of the insulator 70, and problems such as the insulator 70 being peeled off from the first and second exterior parts are easily reduced.
  • the additional member may be coated on the insulator after the first exterior part is covered with the second exterior part.
  • an insulator may be coated with an additional member in advance.
  • One embodiment of the present invention can provide a secondary battery that copes with the movement of fluid such as gas between the inside of the battery and the outside of the battery by having the features described above.
  • movement of fluid between the inside of the battery and the outside of the battery is reduced.
  • the additional members are laid out in a circular manner to form a ring with an outer diameter of 5.00 mm and an inner diameter of 4.95 mm (see the plan view and partially enlarged view of Fig. 11), the cross-sectional area of the circumferential portion is 79 mm. % can be sealed with the additional member, and the gas sealing property is improved by 79%.
  • the thickness of the additional member may be, for example, 1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the thickness of the additional member is within the above range, the effects of the present invention become more apparent.
  • the "thickness of the additional member” refers to the thickness of the main surface of the first exterior part 40 sandwiching the insulator 70 and the second exterior part in a cross-sectional view, as shown in FIG. It means the maximum length of the additional member 80 in a straight line direction perpendicular to the main surface of the portion 50.
  • the width of the additional member may be, for example, 1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or more. It may be 300 ⁇ m or less.
  • the width of the additional member is within the above range, the effects of the present invention become more apparent.
  • the “width of the additional member” refers to the width between the main surface of the first exterior portion 40 holding the insulator 70 and the second It means the maximum length of the additional member 80 in a straight line direction perpendicular to the main surface of the exterior part 50.
  • the thickness or width of the additional member and the thickness of the insulator may be substantially the same.
  • the thickness T 1 of the additional member and the thickness T 2 of the insulator may be substantially the same as shown in FIG. 5 .
  • the width T 3 of the additional member and the width T 2 of the insulator may be substantially the same.
  • the thickness of the additional member and the thickness of the insulator are approximately the same, which is also a result of the manufacturing method of the secondary battery.
  • crimping using a press or the like is used to further increase the adhesive strength. It can be done.
  • the "thickness of the additional member" and the “thickness of the insulator” in the insulator provided with the additional member may be significantly different.
  • the insulator is also the "base material" of the additional member, the insulator, which is present in a larger amount than the additional member, is relatively more likely to be expanded and compressed. That is, during the crimping process, the insulator can be crushed more than the additional member. In other words, the thickness of the insulator can be reduced relatively more than the additional member. As the crimping of the insulator provided with the additional member progresses, the thickness of the insulator in the “base material portion” approaches the thickness of the additional member, and eventually the “thickness of the additional member” and the “insulator thickness” after crimping progress. The thickness of "thickness" can be substantially the same.
  • the additional member has relatively higher rigidity than the insulator, the thickness of the insulator after crimping can be approximated to the "thickness of the additional member".
  • the additional member by providing the additional member on the insulator, it becomes easier to control the degree to which the "thickness of the insulator" is reduced (that is, the amount of crushing of the insulator) during the crimping process.
  • the "thickness of the additional member” may be the thickness of an aggregate formed by a plurality of additional members, or may be the thickness of the member itself forming the aggregate.
  • the "thickness of the additional member” may be the diameter of one particle constituting the filler, or may be the thickness of an aggregate formed by a plurality of particles constituting the filler.
  • the additional member may be arranged perpendicular to the width direction of the insulator.
  • the width direction of the insulator means the direction in which the main surface of the insulator extends.
  • the additional member may be arranged parallel to the thickness direction of the insulator.
  • Thiickness direction of the insulator means a direction indicating the vertical distance between one main surface of the insulator and the other main surface of the insulator.
  • the additional member may be made of a material with low fluid permeability.
  • the additional member may be made of a material with low gas permeability and/or a material with low liquid permeability.
  • a material with low gas permeability means, for example, a material through which gas (that is, gas) is difficult to permeate.
  • a material with low liquid permeability means, for example, a material into which liquid is difficult to penetrate.
  • a material with low fluid permeability means that fluids such as gases from the external environment may flow into the battery, or fluids such as gases inside the battery may leak to the outside of the battery, resulting in deterioration of characteristics that are disadvantageous to the battery. It means a material that has a degree of permeability that does not cause
  • the additional member has lower fluid permeability than the insulator.
  • the gas permeability is lower than that of the insulator.
  • the amount of gas permeation is smaller than that of the insulator.
  • the additional member may be made of a material that is difficult to transmit water vapor.
  • a material that is difficult to permeate water vapor means a material that has a water vapor permeability of less than 1.0 g/(m 2 ⁇ Day).
  • the additional member may preferably have a water vapor permeability of 0 or more and less than 5 ⁇ 10 ⁇ 3 g/(m 2 ⁇ Day).
  • the "water vapor permeability" referred to in this specification refers to the transmittance obtained by the MA method using a gas permeability measuring device manufactured by MORESCO, model WG-15S, under measurement conditions of 85° C. and 85% RH. is pointing to.
  • the additional member has insulation properties (that is, electrical insulation properties).
  • insulation properties that is, electrical insulation properties.
  • degree of insulation that the additional member has, as long as it exhibits general "insulation”.
  • the additional member provided on the insulator suppresses the movement of fluid within the insulator and insulates the first and second exterior parts
  • the additional member has a structure that has both a small amount of fluid permeation and an insulating property. It is preferable to have.
  • the material used for the additional member is not particularly limited as long as it has low fluid permeability and/or insulation properties.
  • the additional member may be comprised of inorganic materials, organic materials, and mixtures thereof.
  • the inorganic material used for the additional member for example, metal oxides, silicon oxides, inorganic salts, and/or metal nitrides may be used.
  • the additional member may be made of titanium oxide, alumina, ferrite, ceramics, silica, or the like.
  • the organic material used for the additional member may be, for example, a material containing a resin component.
  • the additional member may include a thermoplastic resin component and/or a thermosetting resin component. That is, the organic material may be a thermoplastic resin and/or a thermosetting resin.
  • thermoplastic resin component is selected from the group consisting of, for example, polyphenylene sulfide, polyamide, polyamideimide, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, liquid crystal polymer, and thermoplastic polyimide. At least one kind may be used.
  • thermosetting resin component for example, at least one selected from the group consisting of epoxy resin, silicone resin, fluororesin, urea resin, melamine resin, polyimide, polyurethane resin, and diallyl phthalate resin may be used. .
  • a secondary battery according to an embodiment of the present invention can be used in various fields where power storage is expected. Although this is just an example, the secondary battery of the present invention can be used in the electrical, information, and communication fields where electrical and electronic devices are used (e.g., mobile phones, smartphones, notebook computers, digital cameras, activity meters, arm computers, etc.).
  • electrical and electronic devices e.g., mobile phones, smartphones, notebook computers, digital cameras, activity meters, arm computers, etc.
  • household and small industrial applications e.g., power tools, golf carts, household/nursing care/industrial robots), large industrial applications (e.g., forklifts, elevators, harbor cranes), transportation systems (e.g., hybrid vehicles, electric vehicles, buses, trains, electric assist) Bicycles, electric motorcycles, etc.), power system applications (e.g., various power generation, road conditioners, smart grids, home-installed power storage systems, etc.), medical applications (medical equipment such as earphones and hearing aids), and pharmaceutical applications. (in the field of medication management systems, etc.), as well as in the IoT field, and space/deep sea applications (for example, in the fields of space probes, underwater research vessels, etc.).
  • household and small industrial applications e.g., power tools, golf carts, household/nursing care/industrial robots
  • large industrial applications e.g., forklifts, elevators, harbor cranes
  • transportation systems e.g., hybrid vehicles, electric vehicles, buses, trains
  • Electrode composition layer 10 10' Electrode assembly 20 Electrolyte 40, 40' First exterior part 41 Outer surface of first exterior part 45, 45' Opening of first exterior part 50, 50' Second exterior part 60, 60' Terminal part 70, 70' Insulator 71 Inner surface of insulator 72 Outer surface of insulator 75 Through hole of insulator 80 Additional member 90 Fluid flow 100, 100' Secondary battery T 1 Thickness of additional member T 2 Thickness of insulator T 3 Width of insulator w Sealing length of additional member L Distance from outer surface to inner surface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本発明は、電極組立体と、前記電極組立体を収納し、開口部を有する第１の外装部と、 前記開口部および前記開口部を形作る前記第１の外装部の外表面を覆う第２の外装部と、前記第１の外装部の外表面と前記第２の外装部との間に配置され、前記開口部を取り囲む絶縁体と、を備え、前記絶縁体には、付加部材が前記開口部に対して周回状に配置され、かつ断続的に配置されている、二次電池に関する。

Description

二次電池
　本発明は二次電池に関する。特に、本発明は正極、負極およびセパレータを含む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・放電の繰り返しが可能であり、様々な用途に用いられている。例えば、携帯電話、スマートフォンおよびノートパソコンなどのモバイル機器に二次電池が用いられている。二次電池は、正極、負極およびそれらの間にセパレータを含む電極構成層が積層した電極組立体、ならびに、その電極組立体を収納する外装体を有して成る。
特開２００３－３１７８０７号公報 特開２０１１－７０８２４号公報 特開２０１９－４６６３９号公報
　二次電池では、外装体として、電極組立体を収納する外装部および当該電極組立体を収納する外装部に蓋をする外装部を用いることがある。かかる場合、両外装部間を封止（シール）する絶縁体が配置され得る。又、両外装部間における熱伝導性の向上の観点から、上記絶縁体内にフィラーが径方向に放射状に配置され得る。即ち、フィラーは絶縁体内にて全体的に分散するように配置され得る。しかしながら、かかる構成を有する二次電池においても、本願発明者らは、電池内および／または電池外で発生したガス等の流体が二次電池内部へと流入したり、二次電池外部へ漏出する虞があり、電池特性の劣化を招く虞が依然としてあり得ることを見出した。
　本発明は上記課題に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の目的は、ガス等の流体の電池内部への流入および電池外部への漏出を好適に抑制可能な二次電池を提供することである。
　本発明では、
　電極組立体と、
　前記電極組立体を収納し、開口部を有する第１の外装部と、
　前記開口部および前記開口部を形作る前記第１の外装部の外表面を覆う第２の外装部と、
　前記第１の外装部の外表面と前記第２の外装部との間に配置され、前記開口部を取り囲む絶縁体と
を備え、
　前記絶縁体には、付加部材が前記開口部に対して周回状に配置され、かつ断続的に配置されている、二次電池が提供される。
　本発明によれば、ガス等の流体の電池内部への流入および電池外部への漏出を好適に抑制可能な二次電池を提供できる。
図１は、電極組立体を模式的に示した断面図（図１（Ａ）：平面積層構造、図１（Ｂ）：巻回構造）である。 図２は、一実施形態に係る本発明の二次電池の構成を模式的に示した斜視図である。 図３は、一実施形態に係る本発明の二次電池の構成を模式的に示した分解斜視図である。 図４は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を説明するための模式図である。 図５は、一実施形態に係る本発明の二次電池の特徴を説明するための模式断面図である。 図６は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を説明するための模式図である。 図７は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を説明するための模式図である。 図８は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を説明するための模式図である。 図９は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を説明するための模式断面図である。 図１０は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を説明するための模式断面図である。 図１１は、一実施形態に係る付加部材の配置態様を円周部断面方向に基づいて説明するための模式図である。 図１２は、従来の二次電池において流体が電池外部から電池内部へと移動する様子を説明するための模式断面図である。 図１３は、従来の二次電池において流体が電池内部から電池外部へと移動する様子を説明するための模式断面図である。
　以下では、本発明の一実施形態に係る二次電池をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観および／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、高さ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。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・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、本発明に係る二次電池は、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。
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、正極、負極及びセパレータを含む電極構成層が積層した電極組立体を有して成る。図１（Ａ）および図１（Ｂ）には電極組立体１０を例示している。図１（Ａ）および図１（Ｂ）で示されるように、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が構成されている。図１（Ａ）では、電極構成層５が巻回されずに平面状に積層した平面積層構造を有している。一方、図１（Ｂ）では、電極構成層５が巻回状に巻かれた巻回積層構造を有している。つまり、図１（Ｂ）では、正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む電極構成層がロール状に巻回した巻回構造を有している。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）と共に外装体に封入されている。なお、電極組立体の構造は必ずしも平面積層構造または巻回構造に限定されず、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る。正極では正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられている。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。
　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る。負極では負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられている。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。
　正極および負極に含まれる電極活物質、即ち、正極活物質および負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層に含まれる正極活物質」および「負極材層に含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極と負極との間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層および負極材層は特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であってよい。つまり、本発明に係る二次電池は、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、本発明に係る二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当し、正極および負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する。
　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。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層に含まれていてもよい。同様にして、負極材層の負極活物質は例えば粒状体から構成されるところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれていてよく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層に含まれていてもよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層および負極材層はそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。
　正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であってよい。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、本発明に係る二次電池の正極材層においては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。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。
　正極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド－テトラフルオロ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。正極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。
　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もよい。
　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（天然黒鉛および／もしくは人造黒鉛）、ハードカーボン、ソフトカーボン、ならびに／またはダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体との接着性が優れる。負極活物質としては、シリコン、酸化シリコン、酸化スズ、スズ合金、チタン酸リチウムなどのチタン酸化物系、金属リチウム、酸化インジウム、酸化亜鉛およびリチウム合金、シリコン合金などから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。このような活物質は、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。
　負極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極材層に含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっていてよい。負極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブや気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層には、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。
　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もよい。
　正極および負極に用いられる正極集電体および負極集電体は、電池反応に起因して電極活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような電極集電体は、シート状の金属部材であってよい。また、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。正極に用いられる正極集電体は、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極に用いられる負極集電体は、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。
　正極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もよい。
　正極および負極に用いられるセパレータは、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータは、正極と負極と間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。例えば、セパレータは多孔性または微多孔性の絶縁体であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータとして用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみ又はポリプロピレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータは、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面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。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、同様の機能を有する固体電解質、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。
　セパレータの各厚み寸法は、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もよい。
　本発明の一実施形態に係る二次電池では、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層から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。電解質は有機電解質および有機溶媒などを含む“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。正極および負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する場合、電解質は有機電解質・有機溶媒などの“非水系”の電解質であることが好ましい。すなわち、電解質が非水電解質となっていることが好ましい。電解質では電極（正極および／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し得る。なお、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。
　非水電解質は、溶媒と溶質とを含む電解質である。溶媒は有機溶媒であってよい。具体的な非水電解質の有機溶媒としては、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よい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられてよく、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物を用いてよい。また、具体的な非水電解質の溶質としては、例えば、ＬｉＰＦ６および／またはＬｉＢＦ４などのＬｉ塩が用いられてよい。
［本発明の特徴部分］
　以下、本発明の特徴部分について説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図示する内容は、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、概観や寸法比等は実部と異なり得る。
　図２は、一実施形態に係る本発明の二次電池の構成を模式的に斜視図で示している。図３は、一実施形態に係る本発明の二次電池の構成を模式的に分解斜視図で示している。
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、図２および図３に示すように、第１の外装部４０、第２の外装部５０、および第１の外装部４０と第２の外装部５０との間に設けられた絶縁体７０を有して成る。具体的には、第１の外装部４０は、開口部４５を有し、電極組立体を収納可能となっている。第１の外装部４０の外表面４１は、開口部４５を形作っている。絶縁体７０は、開口部４５を取り囲み、第１の外装部４０の外表面４１と第２の外装部５０との間に配置される。第２の外装部５０は、第１の外装部４０の開口部４５および当該開口部４５を形作る第１の外装部４０の外表面４１を覆うように設けられている。
　絶縁体７０は、第１の外装部４０と第２の外装部５０とによって挟持されている。第１の外装部４０および第２の外装部５０は、絶縁体７０によって接着および絶縁されて二次電池の外装体を構成している。外装体は、電池内部の電極組立体１０および電解液２０等を封入し、保護する。“封入”および“保護”する故に、第１の外装部４０および第２の外装部５０自体を介しては、電池外部からガス等の気体が流入したり、あるいは電池内部からガス等の気体が漏出し得ない。
　一方で、絶縁体７０は第１の外装部４０と第２の外装部５０とを接着および絶縁することに資する。絶縁体７０では、第１の外装部４０および第２の外装部５０と比べて、その内部にガス等の流体が浸透および透過し易い。したがって、絶縁体７０を介して、ガス等の流体が電池内部へ流入および／または電池外部へ漏出し得る。つまり、絶縁体７０は、電池内部と電池外部との間のガス等の流体移動の通路になり得る。
　そこで、本願発明者らは、上記の点を解決するための改善策を鋭意検討し、その結果本発明を案出するに至った。本発明の一実施形態に係る二次電池は、上記の絶縁体７０の構成に特徴を有している（図４参照）。
　具体的には、図３～５に示すように、絶縁体７０には付加部材８０が開口部４５に対して周回状に配置され、かつ断続的に配置されている。かかる付加部材８０の配置により、絶縁体７０は、大きく分けて付加部材８０が設けられている領域と付加部材８０が設けられていない領域を有する。このような付加部材８０の配置は、フィラーを絶縁体７０の径方向へ放射状に配置するものとは異なる。つまり絶縁体全体に分散した配置となっていない。
　なお、本明細書における「付加部材」とは、絶縁体に付加的に設けられる部材を意味する。本明細書における「周回状」とは、所定範囲を一回りするような形状および／または外観を意味する。具体的には、本明細書における付加部材の「周回状」の配置とは、付加部材が配置されている領域が、付加部材が配置されていない領域を全体として包囲するような配置を意味する。また、本明細書における「断続的」とは、途切れたり続いたりする状態を指す。換言すると、「断続的」とは、連続的に続いている部分間に途切れた部分がある状態を指す。具体的には、本明細書における付加部材の「断続的」な配置とは、付加部材が存在する箇所と付加部材が存在しない箇所とがある配置を指し得る。例えば、付加部材の「断続的」な配置とは、付加部材同士が互いに間隔を空けて連続的に配置することであってもよい。一態様では、付加部材の「断続的」な配置は、一定間隔で連続的に配置されていることであってもよく、不規則な間隔で連続的に配置されていることであってもよい。つまり、本明細書における「付加部材が周回状かつ断続的に配置されている」とは、図４に示すように、付加部材が所定範囲を一回りするように間隔を空けて連続的に配置されていることを意味する。
　本発明の二次電池は、上記構成を採ることにより以下で説明する効果を奏し得る。
　図１２および図１３は、従来の二次電池の絶縁体の模式的な平面図を示している。図１２および図１３に示すように、従来の二次電池では、絶縁体７０’内にフィラーが径方向に放射状に配置され得る。つまり、フィラーは絶縁体内にて全体的に分散するように配置され得る。このような絶縁体７０’全体へのフィラーの分散配置形態は、フィラーの配置が全体として疎らとなるため、絶縁体７０’内における二次電池の内部と二次電池の外部との間の流体が移動し得る通路を十分に減じ得ない。つまり、分散配置形態では、ガス等の流体は絶縁体７０’を介して二次電池の内部と二次電池の外部とを移動し易い。例えば、外部環境の水分９０’等が絶縁体７０’を通って二次電池の内部の電極組立体１０’へと侵入し得る（図１２参照）。または、二次電池内部の揮発した電解液９１’等が、絶縁体７０’を通って二次電池の外部へと漏れ得る（図１３参照）。このような流体の移動が生じると、二次電池の電池特性が劣化する虞がある。
　これに対して、本発明の一実施形態に係る二次電池の絶縁体７０には、図４に示すように、付加部材８０が開口部４５に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置されている。絶縁体７０に付加部材８０が「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」ことにより、二次電池の外部と二次電池の内部との間の流体が通り得る経路に対して、付加部材８０がより好適に設けられ得る。具体的には、付加部材（従前の上記フィラーに相当）の絶縁体内における分散配置形態（即ち、疎らな配置形態）と比べて、付加部材８０が「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」配置形態により、付加部材８０を絶縁体７０の局所部分にて相対的に密な配置形態にすることが可能となる。これにより、従前の付加部材（従前の上記フィラーに相当）の絶縁体内における分散配置形態（即ち、疎らな配置形態）と比べて、絶縁体７０の局所部分にて絶縁体７０内におけるガス等の流体移動の経路を効率的に遮断又は塞ぎ易くなり得る。これにより、二次電池の外部と二次電池の内部との間を通り得る流体の通路をより減じ得る。
　その結果、周回状に配置されている付加部材８０の周回形状の内側に位置する領域（例えば絶縁体７０の一方の領域、例えば絶縁体７０の中心側に近位な領域）（付加部材が配置されていない領域に相当）と、周回状に配置されている付加部材８０の周回形状の外側に位置する領域（例えば絶縁体７０の他方の領域、例えば絶縁体７０の外周側に近位な領域）（付加部材が配置されていない領域に相当）との間における、ガス等の流体の相互移動を抑制することが可能となる。それ故、本発明によれば、ガス等の流体の電池内部への流入および電池外部への漏出を好適に抑制可能となる。なお、周回状に配置されている付加部材８０の周回形状とは、付加部材８０が周回状に配置されることによって形作られる形状を意味する。例えば、図４および図６等の付加部材８０の周回形状は、環状または円状と捉えることができる。
　本発明では、付加部材の配置は、「周回状」かつ「断続的」の双方を充足している必要がある。例えば、付加部材の配置が「周回状」にのみ限定されている場合、付加部材は所定範囲（例えば、第１の外装部の開口部）を一回り（一周）するような配置形態を採り得るものの、絶縁体の局所部分にて相対的に密な配置形態を採り得ない。このような配置形態は、絶縁体における付加部材の配置形態が疎らとなり易く、ガス等の流体の電池内部への流入および電池外部への漏出を抑制し難い。
　又、付加部材の配置が「断続的」にのみ限定されている場合、付加部材は絶縁体の所定範囲（例えば、第１の外装部の開口部）を一回り（一周）するような配置形態を採り得ない（例えば、半円状の配置形態）。このような配置形態は、絶縁体のある方向からのガス等の流体移動を抑制し得るが、絶縁体の別の方向からのガス等の流体移動を抑制し得ない。したがって、ガス等の流体の電池内部への流入および電池外部への漏出を抑制し難い。
　本発明の一実施形態に係る二次電池１００では、絶縁体７０に付加部材８０が「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」ことにより、付加部材８０は、図４に示すように、絶縁体７０の局所部分に設けられた配置形態を採り得る。つまり、本発明では、二次電池１００は付加部材８０が設けられていない絶縁体７０の所定領域も有することが可能となる。上記の通り、絶縁体７０は、第１の外装部４０と第２の外装部５０との接着を保持する機能を有し得る。付加部材８０が設けられていない絶縁体７０の所定領域は、絶縁体７０が本来有する接着機能をより保持し得る。したがって、本発明では、第１の外装部４０と第２の外装部５０との接着を好適に保持し得る。
　本発明の二次電池１００は、上記絶縁体７０中における流体移動をより抑制しつつ、第１の外装部４０と第２の外装部５０との接着を保持し得る。つまり、流体移動の抑制と絶縁体の接着保持機能確保の双方を両立し得る。
　なお、上記の通り、絶縁体７０に付加部材８０が「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」ことにより、付加部材８０は、絶縁体７０の局所部分に設けられた配置形態を採り得る。換言すると、本発明の二次電池１００では、付加部材８０は、絶縁体７０全体に配置されていない形態を採り得る。この点につき、付加部材８０を絶縁体７０に設ける量は、絶縁体７０全体に設けるよりも、相対的に少なく成り得る。相対的に少ない量の付加部材８０であっても、付加部材８０が絶縁体７０の「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」ことにより、上記の通り、絶縁体７０中における流体の移動はより抑制され得る。つまり、本発明は、絶縁体７０に付加部材８０を「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」ことにより、絶縁体７０中における流体移動の抑制を効果的に発現可能となっている。
　本明細書における「流体」とは、液体および／または気体を意味する。電池内部と電池外部との間を移動する液体としては、例えば、外部環境における水分および／または電池内の電解質等が挙げられる。又、電池内部と電池外部との間を移動する気体としては、電池内部の電解質が揮発したもの（つまり気体状態の電解質）および／または外部環境における水分が蒸発した水蒸気、ガス等が挙げられる。電解質としては、本明細書中の上記で挙げられた電解質が挙げられる。
　以下に、本発明の二次電池の構成要素について詳述する。
＜第１の外装部および第２の外装部＞
　第１の外装部および／または第２の外装部は、非ラミネート構成を有する金属外装部であってよい。これは、外装部が金属シート／融着層／保護層から成るようなラミネート部材などとなっていないことを意味している。本発明における外装部が、いわゆるラミネートフィルムから成るパウチに相当するソフトケース型電池の外装部とは異なってよいといえる。非ラミネート構成を有する金属外装部は、金属単一部材から成る構成を好ましくは有する。例えば、かかる金属外装部は、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。ここでいう「金属単一部材」とは、広義には、外装部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、外装部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、金属外装部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部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。なお、本明細書における「ステンレス」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する合金鋼であってよい。
　第１の外装部および第２の外装部は、互いに一体（例えば、接着または溶接等による一体化）となることにより、「外装体」となる。
　一実施形態では、本明細書における第１の外装部は、カップ状の外装部であってよい。本明細書における「カップ状の外装部」とは、胴部に相当する側壁または側面部とそれに連続する主面（典型的な態様では、例えば底部）とを有して成り、内側に中空部が形成されるような部材を意味している。当該中空部に正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が積層した電極組立体を収納または包み込むことができる。
　一実施形態では、本明細書における第２の外装部は、蓋状の外装部であってよい。本明細書における「蓋状の外装部」とは、上記カップ状の外装部上に設けられる外装部を意味している。換言すると、蓋状の外装部は、カップ状の外装部の開口部に対して蓋をするように設けられる部材を意味する。蓋状の外装部は、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。
　第１の外装部および／または第２の外装部は、端子部としての機能を兼ねてもよい。本明細書において「端子部」は、二次電池において外部機器との接続に供する出力端子を意味している。
＜絶縁体＞
　本明細書において「絶縁体」は、第１の外装部と第２の外装部との間に介在し、それらの間の“絶縁”に寄与する部材を意味している。絶縁体は、“絶縁性”を呈すのであればその種類に特に制限はない。好ましくは、絶縁体は、“絶縁性”だけでなく、“融着性”を有することが好ましい。例えば、絶縁体は熱可塑性樹脂を含んで成るものであってよい。あくまでも１つの具体的な例示にすぎないが、絶縁体は、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレンなどのポリオレフィンを含んで成るものであってよい。別の切り口で捉えると、絶縁体は、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。
　図２に示すように、絶縁体７０は、第２の外装部５０の外縁まで広がるように設けられていてよい。つまり、第２の外装部５０の外縁と絶縁体７０の外縁とが一直線上となるように設けられていてよい。換言すると、絶縁体７０の外側面と第２の外装部５０の外側面とが面一となっていてもよい。また、図３に示すように、絶縁体７０は、第１の外装部４０の開口部４５の開口縁まで広がるように設けられていてよい。換言すると、絶縁体７０の貫通孔７５を形作る内側面と第１の外装部４０の開口部４５を形作る内側面とが面一となっていてもよい。なお、図２に示す形態から分かるように、絶縁体７０は第２の外装部５０および第１の外装部４０のそれぞれに沿う形状であってよい。つまり、絶縁体７０の主面と、第２の外装部５０の主面とが互いに並行な配置関係を有していてよい。絶縁体７０の主面と、第１の外装部４０の主面とが互いに並行な配置関係を有していてよい。絶縁体７０は、蓋上の外装部５０と第１の外装部４０との間で一定の厚みを有していてよい。
　絶縁体の厚みは、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下であってよく、好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下であってよい。絶縁体の厚みが上記範囲にあると、本発明の効果がより顕在化し易くなる。
＜付加部材＞
　以下に、絶縁体における付加部材の配置形態について詳述する。付加部材の配置形態は、付加部材が「開口部に対し周回状に配置され、かつ断続的に配置される」のであれば、その配置形態は特に限定されない。
　一態様では、付加部材８０は、絶縁体７０に偏在して配置されていてもよい。例えば、図４に示すように、付加部材８０は、絶縁体７０内に偏在して配置されていてもよい。又、図９に示すように、付加部材８０は、絶縁体７０の表面上にて偏在して配置されていてもよい。即ち、付加部材８０は、絶縁体７０の一部分にのみ配置されていてよい。なお、本明細書でいう「付加部材が絶縁体に偏在する」とは、付加部材８０が絶縁体７０の所定の箇所にのみ設けられており、かつ付加部材８０が設けられていない絶縁体７０の箇所があることを意味する。一態様では、付加部材が絶縁体に偏在するとは、付加部材が絶縁体全体に均一に分散されていないことであってもよい。
　付加部材が偏在する配置形態としては以下が挙げられる。例えば、図６に示すように、絶縁体７０の内縁部に対して近位側に付加部材８０が設けられている領域が形成される一方、絶縁体７０の内縁部に対して近位側以外の領域には付加部材８０が設けられていない領域が形成されていてもよい。または、図７に示すように、絶縁体７０の外縁部に対して近位側に付加部材８０が設けられている領域が形成される一方、絶縁体７０の外縁部に対して近位側以外の領域には付加部材８０が設けられていない領域が形成されていてもよい。
　一態様では、絶縁体７０に配置されている付加部材８０は、互いに隣接するように配置されていてもよい。換言すると、付加部材８０は、互いに近接するように配置されていてもよい。例えば、図４および図６では、絶縁体７０内の付加部材８０のそれぞれは、互いに間隔を空けつつも間近に配置されている。かかる配置により、ガス等の流体が電池内部と電池外部との間を移動することをより減じられ得る。図７および図８では、付加部材８０のそれぞれが、互いに接して配置されている。かかる配置により、ガス等の流体が電池内部と電池外部との間を移動することをさらに減じられ得る。
　さらなる態様としては、図８に示すように、絶縁体７０の内縁部と絶縁体７０の外縁部との間に付加部材８０が設けられている領域が形成されていてもよい。さらなる他の態様としては、例えば、絶縁体７０の内縁部と絶縁体７０の外縁部との双方に沿って付加部材８０が設けられている領域が形成されていてもよい。
　なお、図６～８では、付加部材８０同士が隙間なく接するように隣接して配置されているが、これらはあくまで本発明を模式的に示した図であり、本発明ではこのような配置に限定されない。例えば、図４に示すように、付加部材８０同士が接することなく配置されていてもよい。図４に示す配置であっても、付加部材が周回状かつ断続的に配置されているため、ガス等の流体が電池内部と電池外部との間を移動することをより減じられ得る。
　一実施形態では、図３に示されるように、絶縁体７０は貫通孔７５を有する形態を採り得る。絶縁体７０が貫通孔７５を有する形態を採る場合、図４の平面視で示すように、付加部材８０が、絶縁体７０の貫通孔７５を包囲していてもよい。つまり、付加部材８０が貫通孔７５を取り囲むように配置されていてもよい。付加部材８０がこのような配置をとることにより、貫通孔７５の周囲にはガス等の流体の移動を阻む領域が効率的に形成され得る。つまり、絶縁体７０の貫通孔７５の周囲に、付加部材８０が相対的に密に配置された形態となり、電池外部と電池内部との間を通り得る流体の通路をより減じ得る。したがって、ガス等の流体が電池内部と電池外部との間を移動することをより減じられ得る。
　図５に示されるように、貫通孔７５を有する絶縁体７０は、その形状に起因して、絶縁体７０の内側および絶縁体７０の外側のそれぞれに側面を有する。具体的には、貫通孔を有する絶縁体７０は、絶縁体７０の内縁部側に位置する内側面７１および絶縁体７０の外縁部側に位置する外側面７２を有する。内側面７１は、絶縁体７０の貫通孔７５を形作る面である。外側面７２は、絶縁体７０の外輪郭を形作る面である。
　付加部材８０は、絶縁体７０の外側面７２および絶縁体７０の内側面７１の少なくとも一方の輪郭に沿って配置されていてもよい。この場合、付加部材８０が、絶縁体７０の外側面７２および絶縁体７０の内側面７１の少なくとも一方の輪郭面上に配置されてもよく、またはこの輪郭面に対して近位する絶縁体内の局所部分に配置されていてよい。
　例えば、図６に示すように付加部材８０を配置してもよい。図６では、付加部材８０が、絶縁体７０の内側面７１に沿って配置されている。図６では、内側面７１によって形作られる形状（即ち、貫通孔７５の形状）が円形であるため、付加部材８０の配置形態は円形となっている。
　この場合、付加部材８０は、貫通孔７５の形状に応じた配置形態を採り得る。このように付加部材８０を配置することにより、絶縁体７０を介した電池外部と電池内部との流体移動をより減じ易くなる。特に、付加部材８０が内側面７１に沿って設けられているが故に、電解液および／または電解液から生じるガス等の流体が絶縁体７０を介して電池内部から電池外部へと漏出することをより減じ易くなる。したがって、電池内部の電解液等の量が減り難くなり、電池性能をより維持し易くなる。また、付加部材８０が内側面７１の輪郭に沿って設けられていると、電解液および／または電解液から生じるガス等の流体と絶縁体７０とが接触し難くなり、絶縁体７０が劣化することをより抑制し易くなる。このような劣化抑制により、第１の外装部４０と第２の外装部５０との間の絶縁体７０の接着機能を保持し易くなる。これにより、第１の外装部４０と第２の外装部５０とが分離することを好適に抑制可能となる。
　別の態様としては、図７に示すように付加部材８０を配置してもよい。図７では、付加部材８０が、絶縁体７０の外側面７２に沿って配置されている。図７では、外側面７２によって形作られる形状（即ち、絶縁体７０の外輪郭）が円形であるため、付加部材８０の配置形態は円形となっている。
　この場合、付加部材８０は、絶縁体７０の外輪郭の形状に応じた配置形態を採り得る。このように付加部材８０を配置することにより、絶縁体７０を介した電池外部と電池内部との流体移動をより減じ易くなる。特に、付加部材８０が外側面７２の輪郭に沿って設けられているが故に、外部からのガス等の流体（例えば水蒸気）と絶縁体７０とが接触し難くなり、絶縁体７０が水蒸気等のガスによって劣化することをより抑制し易くなる。このような劣化抑制により、絶縁体７０が第１の外装部４０と第２の外装部５０とを接着する機能を保持し易くなり、第１の外装部４０と第２の外装部５０とが分離することを好適抑制可能となる。
　外部からガス等の流体が絶縁体７０を介して電池内部に侵入することを抑制する観点から、付加部材８０は絶縁体７０の外側面７２から所定距離離れた箇所に設けてもよい。具体的には、図５の断面図および絶縁体７０の内側面７１から外側面７２までの距離Ｌを用いて説明すると、付加部材８０は絶縁体７０の外側面７２から０．５Ｌの距離離れた位置までに配置されていてもよく、好ましくは０．３Ｌの距離離れた位置までに配置されていてもよい。
　内部からガス等の流体が絶縁体７０を介して電池外部に漏出することを抑制する観点から、付加部材８０は絶縁体７０の内側面７１から所定距離離れた箇所に設けてもよい。具体的には、図５の断面図および絶縁体７０の内側面７１から外側面７２までの距離Ｌを用いて説明すると、付加部材８０は絶縁体７０の内側面７１から０．５Ｌの距離離れた位置までに配置されていてもよく、好ましくは０．３Ｌの距離離れた位置までに配置されていてもよい。
　図５の断面図で示すように、付加部材の封止長さｗは、絶縁体７０の内側面７１から外側面７２までの距離Ｌよりも小さく、例えば、付加部材の封止長さｗは、０．００１Ｌ≦Ｗ≦０．５Ｌ程度であってよく、好ましくは０．００１Ｌ≦Ｗ≦０．３Ｌ程度であってよく、あるいは０．００１Ｌ≦Ｗ≦０．１Ｌ程度であってよい。
　上記で述べてきた通り、本発明の一実施形態では、絶縁体において付加部材は種々の配置形態を採り得る。つまり、絶縁体に配置されている付加部材のうち、ある付加部材を起点として捉え、その起点から付加部材が絶縁体の所定箇所（例えば、貫通孔）を一周するように配置され、最終的に起点として捉えた付加部材に回帰してくるような配置になっていればよい。例えば、付加部材の配置形態は、図６～８に示すような円状または環状といった形態を採ってもよい。または、矩形、多角形、楕円状、または不定形といった配置構造をとってもよい。本発明の一実施形態では、それらの配置形態を複数有してもよい。例えば、図６に示すような絶縁体７０の内縁部の近位側に付加部材が設けられた配置形態に対して、絶縁体の外縁側にさらに付加部材が「周回状かつ断続的」に配置された配置形態を採ってもよい。具体的には、図６で示す付加部材の配置形態と図７で示す付加部材の配置形態を組みわせたような配置形態をとってもよい。
　付加部材が設けられた絶縁体全体に対する付加部材が占める領域は、例えば、付加部材が設けられた絶縁体全体に対して０．０５体積％以上３０体積％以下、より好ましくは０．０５体積％以上１０体積％以下であってよい。付加部材が設けられた絶縁体全体に対する付加部材が占める領域が上記範囲にある場合、絶縁体を介する電池内部と電池外部との間の流体移動をより抑制しおよび絶縁体が有する接着性をより好適に奏し易くなる。つまり、両者のバランスがより好適にとれた性能が奏され得る。
　本発明の一実施形態では、付加部材は、絶縁体を介して電池外部と電池内部との間の流体移動を減じ得る。付加部材は、ガス等の流体が絶縁体中を移動し得る通路を塞ぎ得る。換言すると、付加部材は、ガス等の流体が絶縁体中を移動し得る通路を封止、または遮断し得る。この点に鑑みると、付加部材は、電池外部と電池内部との間における流体移動抑制部材、流体移動封止部材、または流体移動ブロック部材とも称され得る。
　なお、絶縁体を介して電池内部と電池外部との間を移動し得る流体がガス（つまり気体）の場合、付加部材は、電池内部と電池外部との間のガス移動を抑制するためのガス封止部材であってよい。
　絶縁体７０に貫通孔７５を設けることにより、図５に示すように、電池内部において、第２の外装部５０の一部が電極組立体１０に対して対向し得る。したがって、第２の外装部５０と電極組立体１０とを電気的に接続し易くなる。このような態様を採る場合、第２の外装部５０が外部に電気を取り出す外部端子（端子部）として機能し得る。
　本発明は、種々の態様で具現化することができる。例えば、付加部材は、絶縁体中に含まれていてもよく、または絶縁体上に配置されていてもよい。以下それらについて具体的に説明する。
＜絶縁体内に付加部材を設ける態様＞
　一態様では、絶縁体内に付加部材が設けられる。つまり、絶縁体の内部に付加部材が存在する。
　この態様では、絶縁体内に付加部材が設けられた形態に起因して、付加部材８０が、絶縁体７０を付加部材８０の周回形状の内側領域と外側領域とに仕切るように配置され得る。即ち、図８の平面図に示すように、付加部材８０の配置による周回形状を境界にして、絶縁体７０の相対的に内側（つまり内縁部側）に位置する領域と相対的に外側（つまり外縁部側）に位置する領域とに絶縁体７０が区画可能となっている。図８では、相対的に内縁部側に位置する領域に絶縁体７０の貫通孔７５および絶縁体７０のみの領域があり、相対的に外縁部側に位置する領域に絶縁体７０のみの領域がある。このような態様を採ることにより、付加部材がガス等の流体移動を抑制しつつ、絶縁体による第１の外装部と第２の外装部とを接着する機能を維持し得る。つまり、ガス等の流体移動の抑制と接着機能とのバランスをとることが可能となる。
　付加部材は、フィラーから構成されていてもよい。付加部材はフィラー単独から成っていてもよく、フィラー以外の他の部材を含んで成っていてもよい。本発明の一実施形態では、フィラーとして下記で詳述する有機材料および／または無機材料を用いてもよく、電気絶縁性およびガス封止性の双方を備えるフィラーを用いてもよい。
　絶縁体内に設ける付加部材としてフィラーを用いる場合、付加部材は複数密集して配置されたフィラーから構成されていてよい。「複数密集して配置されたフィラー」とは、例えば、所定箇所に集中的に配置されたフィラーを意味する。換言すると、所定箇所に複数のフィラー同士が互いに近接し又は隣接し接するように配置して形成されたフィラー領域を意味する。このようなフィラーの配置形態とすることにより、絶縁体を介する電池内部と電池外部との間の流体移動をより抑制し易くなる。
　フィラーの形状は、例えば、球状、粒状、針状、板状、繊維状、および／または不定形等であってよい。電池内部と外部との間の流体の移動を減じる観点から、付加部材の形状は、球状であってよい。付加部材の形状が球状である場合、圧着後の付加部材を含む絶縁体の厚みをより均一にし易くなる。さらに、球状の付加部材を含む絶縁体材は、接着界面が点接触であることから、接着強度を保持したまま流体封止性を高め易くなる。
　絶縁体内に付加部材を設ける方法としては、絶縁体の作製中に付加部材を配置して形成してよい。例えば、所定の形状に成形した絶縁体原料（例えば、軟化した樹脂、液状の樹脂等）に付加部材を埋め込むことにより達成してもよい。
＜絶縁体上に付加部材を設ける態様＞
　別態様では、絶縁体上に付加部材が設けられる。つまり、絶縁体の表面上に付加部材が設けられ、付加部材が絶縁体の外部に露出している。具体的には、付加部材を設ける絶縁体の表面は、例えば、絶縁体の内側面および外側面の少なくとも一方であり得る。「絶縁体の内側面および外側面の少なくとも一方上に付加部材を設ける」とは、付加部材を絶縁体の内側面および／または外側側面上に被覆することであってよい。例えば、付加部材としてテープ状部材、塗布部材等の被覆部材を用いてよい。この態様では、付加部材は、少なくとも断続的な配置形態であればよく、連続的な配置形態であることもできる。
　具体的には、図９に示すように、絶縁体７０の外側面７２上を覆うように付加部材８０を被覆してもよい。かかる態様を採ることにより、絶縁体７０の外側面７２が外部に存在する水分等のガスから遮断され得る。つまり、外部からの水分等のガスが絶縁体７０に侵入することをより減じ易くなる。また、外部からの水分等のガスが絶縁体７０に侵入することをより減じ易くなることにより、絶縁体７０が水分等のガスと接触し劣化する虞も減じ易くなる。したがって、絶縁体７０の劣化による絶縁体７０の接着力が低下し、絶縁体７０が第１および第２の外装部から剥がれるといった不具合を減じ易い。
　又、図１０に示すように、絶縁体７０の内側面７１上を覆うように付加部材８０を被覆してもよい、かかる態様を採ることにより絶縁体７０の内側面７１が電池内部に存在する電解液等のガスから遮断され得る。つまり、電池内部の揮発した電解液等のガスが絶縁体７０に侵入することを減じ易い。そのため、揮発した電解液等のガスが絶縁体７０に侵入することで、電解液２０の量が減少し、電池性能が低下するといった不具合を減じ易い。また、揮発した電解液等のガスが絶縁体７０に侵入することで、絶縁体７０が劣化する虞も減じ易くなる。したがって、絶縁体７０の劣化による絶縁体７０の接着力が低下し、絶縁体７０が第１および第２の外装部から剥がれるといった不具合も減じ易くなる。
　絶縁体上に付加部材を設ける方法としては、第１の外装部が第２の外装部で覆われた後に、絶縁体に付加部材を被覆してもよい。あるいは、予め絶縁体上に付加部材を被覆したものを用いてもよい。
　本発明の一実施形態は、上記で述べてきた特徴を有することにより、ガス等の流体が電池内部と電池外部との間を移動することに対処した二次電池を提供し得る。具体的には、本発明の二次電池では、流体が電池内部と電池外部との間を移動することを減じられる。例えば、図１１の矢印Ａ方向（円周部断面方向）からの視点で示すように、厚みＹが５０μｍの絶縁体に、粒径ｄが５０μｍの球状の付加部材３１４個を、貫通孔７５に対して、外径が５．００ｍｍかつ内径が４．９５ｍｍの円環を形作るように付加部材を周回状に敷き詰める（図１１の平面図および部分拡大図参照）と、円周部断面積の７９％を付加部材により封止することが出来、ガス封止性は７９％向上する。
＜付加部材の厚み＞
　絶縁体内に付加部材を設ける場合、つまり付加部材としてフィラーを用いる場合、付加部材の厚みは、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下であってよく、好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下であってよい。付加部材の厚みが上記範囲にあると、本発明の効果がより顕在化し易くなる。付加部材としてフィラーを用いる場合における「付加部材の厚み」とは、図５に示すように、断面図で、絶縁体７０を挟持している第１の外装部４０の主面と第２の外装部５０の主面とを直交する直線方向における付加部材８０の最大長さを意味する。
　絶縁体の内側面および外側面の少なくとも一方上に付加部材を設ける場合、つまり付加部材として被覆部材を用いる場合、付加部材の幅は、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下であってよく、好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下であってよい。付加部材の幅が上記範囲にあると、本発明の効果がより顕在化し易くなる。付加部材として被覆部材を用いる場合における「付加部材の幅」とは、図９に示すように、断面図で、絶縁体７０を挟持している第１の外装部４０の主面と第２の外装部５０の主面とを直交する直線方向における付加部材８０の最大長さを意味する。
　付加部材の厚み又は幅と絶縁体の厚みは、互いに略同じであってよい。具体的には、付加部材としてフィラーを用いる場合、図５に示すように、付加部材の厚みＴ１と絶縁体の厚みＴ２とが互いに略同じであってよい。付加部材の厚みＴ１と絶縁体の厚みＴ２とが互いに略同じである場合、絶縁体７０を介する電池内部と電池外部との間の流体移動をより抑制し易くなる。又は、付加部材として被覆部材を用いる場合、図９に示すように、付加部材の幅Ｔ３と絶縁体の幅Ｔ２とが互いに略同じであってよい。付加部材の幅Ｔ３と絶縁体の厚みＴ２とが互いに略同じである場合、絶縁体７０を介する電池内部と電池外部との間の流体移動をより抑制し易くなる。
　付加部材としてフィラーを用いる場合における付加部材の厚みと絶縁体の厚みとが互いに略同じとなる態様は、二次電池の製法に起因する態様でもある。具体的には、付加部材が設けられた絶縁体を用いて、第１の外装部と第２の外装部とを接着および絶縁させる際、より接着強度を高めるためにプレス等を用いた圧着が行われ得る。圧着前では、付加部材が設けられた絶縁体における「付加部材の厚み」と「絶縁体の厚み」は大きく異なっている場合がある。
　圧着過程では、絶縁体は付加部材の“母材”でもあるため、付加部材よりも存在量が多い絶縁体の方が相対的に大きく展伸および圧縮され易い。つまり、圧着過程では、絶縁体の方が付加部材よりも大きく潰れ得る。換言すると、付加部材よりも絶縁体の方が相対的にその厚みが大きく減じられ得る。付加部材が設けられた絶縁体の圧着が進むにつれて“母材部分”の絶縁体の厚みは付加部材の厚みに漸近し、最終的に、圧着後の「付加部材の厚み」と「絶縁体の厚み」の厚みは略同じと成り得る。
　また、付加部材が絶縁体よりも相対的に剛性が高い場合、圧着後の絶縁体の厚みは、「付加部材の厚み」と近似し得る。この点、絶縁体に付加部材を設けることにより、圧着過程における「絶縁体の厚み」を減じる度合い（つまり絶縁体の潰し量）を制御し易くなる。
　付加部材としてフィラーを用いる場合における「付加部材の厚み」は、付加部材が複数集まって形成された集合体としての厚みの場合もあり、または集合体を構成する部材自体の厚みの場合もある。例えば、「付加部材の厚み」とは、フィラーを構成する粒子１個の直径の場合があり、またはフィラーを構成する粒子が複数個集まって形成された集合体の厚みの場合もある。
　図５または図９に示すように、付加部材が、絶縁体の幅方向に対して垂直となるように配置されていてもよい。「絶縁体の幅方向」とは、絶縁体の主面の延在方向を意味する。換言すると、付加部材が、絶縁体の厚み方向と平行となるように配置されていてもよい。「絶縁体の厚み方向」とは、絶縁体の一方の主面と絶縁体の他方の主面との間の垂直距離を示す方向を意味する。付加部材がこのように配置されることで、絶縁体７０内のガス等が流体移動し得る通路をより塞ぎ易くなり、絶縁体７０を介する流体移動をより抑制または減じ易くなる。
　以下に、付加部材の材質等について詳述する。
　付加部材は、流体透過性が低い材料からなっていてよい。具体的には、付加部材は、ガス透過性が低い材料および／または液透過性が低い材料からなっていてよい。「ガス透過性が低い材料」とは、例えば、ガス（つまり気体）が材料内部を透過し難い材料を意味する。「液透過性が低い材料」とは、例えば、液体が材料内部に浸透し難い材料を意味する。つまり、流体透過性が低い材料とは、外部環境のガス等の流体が電池内部に流入し、あるいは電池内部のガス等の流体が電池外部に漏出して、その結果電池にとって不都合な特性劣化を引き起す、といったことがない程度の透過性を有する材料を意味する。
　絶縁体を介する電池内部と電池外部との間の流体移動を減じる観点から、付加部材は、絶縁体よりも流体透過性が低いことが好ましい。特に、絶縁体よりもガス透過性が低いことが好ましい。換言すると、絶縁体よりもガス透過量が小さいことが好ましい。
　例えば、付加部材は、水蒸気を透過し難い材料であってよい。水蒸気を透過し難い材料とは、水蒸気透過率が１．０ｇ／（ｍ２・Ｄａｙ）未満となっている材料を意味している。具体的には、付加部材は、好ましくは０以上５×１０-3ｇ／（ｍ2・Ｄａｙ）未満の水蒸気透過率を有していてもよい。なお、本明細書でいう「水蒸気透過率」は、ＭＯＲＥＳＣＯ社製、型式ＷＧ－１５Ｓのガス透過率測定装置を用い、測定条件は８５℃　８５％ＲＨ、ＭＡ法によって得られた透過率のことを指している。
　第１の外装部と第２の外装部とを絶縁する観点から、付加部材は、絶縁性（つまり、電気絶縁性）を有することが好ましい。付加部材が有する絶縁性は、一般的な“絶縁性”を呈すのであればその程度に特に制限はない。
　絶縁体に設ける付加部材が、絶縁体内の流体の移動を抑制しつつ、かつ第１と第２の外装部とを絶縁する観点から、付加部材は、流体透過量が小さくかつ絶縁性の双方を有することが好ましい。
　付加部材に用いられる材料としては、流体透過性が低いおよび／または絶縁性を有するのであれば、特に制限されない。例えば、付加部材は、無機材料、有機材料、およびそれらの混合物からなっていてよい。
　付加部材に用いる無機材料として、例えば、金属酸化物、ケイ素酸化物、無機塩、および／または金属窒化物等を用いてもよい。具体的には、付加部材は、酸化チタン、アルミナ、フェライト、セラミックス、およびシリカ等を用いてもよい。
　付加部材に用いる有機材料として、例えば、樹脂成分を含む材料であってもよい。具体的には、付加部材は、熱可塑性樹脂成分および／または熱硬化性樹脂成分を含んでもよい。つまり、有機材料は、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂であってよい。
　熱可塑性樹脂成分としては、例えば、ポリフェニレンスルファイド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、および熱可塑性ポリイミドからなる群より選択される少なくとも１種を用いてもよい。
　熱硬化性樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、ポリウレタン樹脂、およびジアリルフタレート樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を用いていてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。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。
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の二次電池は、電気・電子機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパー、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、１０’　電極組立体
　２０　　　　　電解液
　４０、４０’　第１の外装部
　４１　　　　　第１の外装部の外表面
　　４５、４５’　第１の外装部の開口部
　５０、５０’　第２の外装部
　６０、６０’　端子部
　７０、７０’　絶縁体
　　７１　　　　絶縁体の内側面
　　７２　　　　絶縁体の外側面
　　７５　　　　絶縁体の貫通孔
　８０　付加部材
　９０　流体の流れ
　１００、１００’　二次電池
　Ｔ１　　付加部材の厚み
　Ｔ２　　絶縁体の厚み
　Ｔ３　　絶縁体の幅
　ｗ　　　付加部材の封止長さ
　Ｌ　　　外側面から内側面までの距離

Claims (13)

  1. 電極組立体と、
    前記電極組立体を収納し、開口部を有する第１の外装部と、
    前記開口部および前記開口部を形作る前記第１の外装部の外表面を覆う第２の外装部と、
    前記第１の外装部の外表面と前記第２の外装部との間に配置され、前記開口部を取り囲む絶縁体と
    を備え、
    　前記絶縁体には、付加部材が前記開口部に対して周回状に配置され、かつ断続的に配置されている、二次電池。
  2. 前記付加部材が、前記絶縁体に偏在して配置されている、請求項１に記載の二次電池。
  3. 前記絶縁体が貫通孔を備え、
    前記付加部材が前記貫通孔を包囲している、請求項１または２に記載の二次電池。
  4. 前記付加部材が、前記絶縁体の外側面および前記絶縁体の内側面の少なくとも一方の輪郭に沿って配置されている、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  5. 前記付加部材の厚み又は幅と前記絶縁体の厚みとが互いに略同じである、請求項１～４のいずれかに記載の二次電池。
  6. 前記絶縁体内に前記付加部材が設けられている、請求項１～５のいずれかに記載の二次電池。
  7. 前記付加部材が、前記絶縁体を前記付加部材の形成箇所の内側領域と外側領域とに仕切るように配置されている、請求項６に記載の二次電池。
  8. 前記付加部材がフィラーから構成される、請求項６または７に記載の二次電池。
  9. 前記絶縁体内において、前記付加部材が、複数密集して配置された前記フィラーから構成される、請求項８に記載の二次電池。
  10. 前記フィラーの形状が球状である、請求項８または９に記載の二次電池。
  11. 前記絶縁体の内側面および外側面の少なくとも一方上に前記付加部材が設けられている、請求項１～５のいずれかに記載の二次電池。
  12. 前記付加部材が、前記絶縁体の外側面と前記絶縁体の内側面との間における流体移動を抑制可能な部材である、請求項１～１１のいずれかに記載の二次電池。
  13. 前記付加部材がガス封止部材である、請求項１２に記載の二次電池。
PCT/JP2023/005726 2022-03-17 2023-02-17 二次電池 WO2023176311A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022042724 2022-03-17
JP2022-042724 2022-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023176311A1 true WO2023176311A1 (ja) 2023-09-21

Family

ID=88023369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/005726 WO2023176311A1 (ja) 2022-03-17 2023-02-17 二次電池

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023176311A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095653A (ja) * 2005-09-05 2007-04-12 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池、およびバイポーラ電池の製造方法
JP2007227366A (ja) * 2006-01-26 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd コイン形電気化学セル
WO2021221018A1 (ja) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社村田製作所 二次電池
WO2021229846A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 株式会社村田製作所 二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095653A (ja) * 2005-09-05 2007-04-12 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池、およびバイポーラ電池の製造方法
JP2007227366A (ja) * 2006-01-26 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd コイン形電気化学セル
WO2021221018A1 (ja) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社村田製作所 二次電池
WO2021229846A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 株式会社村田製作所 二次電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10998600B2 (en) Laminated secondary battery and manufacturing method of the same, and device
US11205815B2 (en) Secondary battery
US20220045407A1 (en) Secondary battery
US20210043886A1 (en) Secondary battery
WO2020218214A1 (ja) 二次電池
US20220045404A1 (en) Secondary battery
JP2020092038A (ja) 二次電池およびその製造方法
JP7355235B2 (ja) 二次電池およびその製造方法
WO2023176311A1 (ja) 二次電池
JP7414129B2 (ja) 二次電池
JPWO2018131346A1 (ja) 二次電池
US11387493B2 (en) Secondary battery
US11411241B2 (en) Secondary battery
JP6885410B2 (ja) 二次電池
CN115461927A (zh) 二次电池
WO2017208534A1 (ja) 二次電池
US20230040384A1 (en) Secondary battery
US11929467B2 (en) Secondary battery
WO2022044672A1 (ja) 二次電池およびその製造方法
WO2018105277A1 (ja) 二次電池
WO2017208683A1 (ja) 二次電池
WO2017208532A1 (ja) 二次電池
JP2024011964A (ja) 二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23770270

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1