WO2023210590A1 - 円筒形電池 - Google Patents

円筒形電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2023210590A1
WO2023210590A1 PCT/JP2023/016139 JP2023016139W WO2023210590A1 WO 2023210590 A1 WO2023210590 A1 WO 2023210590A1 JP 2023016139 W JP2023016139 W JP 2023016139W WO 2023210590 A1 WO2023210590 A1 WO 2023210590A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cut
raised
negative electrode
insulating plate
electrode body
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/016139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
曉 高野
Original Assignee
パナソニックエナジー株式会社
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 パナソニックエナジー株式会社 filed Critical パナソニックエナジー株式会社
Publication of WO2023210590A1 publication Critical patent/WO2023210590A1/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • 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
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • 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
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • 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
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593—Spacers; Insulating plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to cylindrical batteries.
  • Patent Document 1 Conventionally, as a cylindrical battery, there is one described in Patent Document 1.
  • This cylindrical battery includes an electrode body, an insulating plate disposed on the sealing body side in the axial direction of the electrode body, and a bottomed cylindrical outer can that houses the electrode body and the insulating plate.
  • the insulating plate has a through hole. A positive electrode lead led out from the positive electrode of the electrode body is joined to the inner surface of the sealing body after passing through the through hole.
  • an object of the present disclosure is to provide a cylindrical battery that can increase the insulation around the lead lead-out portion.
  • a cylindrical battery according to the present disclosure includes an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a separator interposed therebetween, an insulating plate facing the electrode body in the axial direction, and an electrically connected electrode body.
  • a lead to be connected a bottomed cylindrical outer can housing an electrode body and an insulating plate, the insulating plate having a main body part and a cut-and-raised part cut and raised from the main body part, The lead passes through the gap between the main body portion and the cut and raised portion.
  • the insulation around the lead lead-out portion can be increased.
  • FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a cylindrical battery according to an embodiment of the present disclosure. It is a perspective view of the electrode body of the said cylindrical battery.
  • FIG. 3 is a perspective view of an upper insulating plate and a positive electrode lead.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, and is an axial cross-sectional view showing the upper insulating plate and the positive electrode lead.
  • FIG. 7 is a plan view of the lower insulating plate when viewed from above in the axial direction before the cut-and-raised portion is cut and raised from the main body.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of the lower insulating plate of the first modification.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of a lower insulating plate of a second modification.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of a lower insulating plate of a third modification.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of a lower insulating plate of a fourth modification.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of a lower insulating plate of a fifth modification. It is an axial cross-sectional view showing a lower insulating plate and a negative electrode lead of a fifth modification.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of a lower insulating plate of a sixth modification.
  • FIG. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5 of a lower insulating plate of a seventh modification.
  • the cylindrical battery of the present disclosure may be a primary battery or a secondary battery.
  • a battery using an aqueous electrolyte or a non-aqueous electrolyte may be used.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery (lithium ion battery) using a non-aqueous electrolyte will be exemplified as the cylindrical battery 10 that is one embodiment, but the cylindrical battery of the present disclosure is not limited to this.
  • constituent elements that are not described in the independent claim indicating the most significant concept are optional constituent elements and are not essential constituent elements.
  • present disclosure is not limited to the following embodiments and modifications thereof, and various improvements and changes can be made within the scope of the claims of the present application and equivalents thereof.
  • FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a cylindrical battery 10 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a perspective view of an electrode body 14 of the cylindrical battery 10.
  • the cylindrical battery 10 includes a wound electrode body 14, a nonaqueous electrolyte (not shown), and a bottomed cylindrical metal outer can that houses the electrode body 14 and the nonaqueous electrolyte. 16, and a sealing body 17 that closes the opening of the outer can 16.
  • the electrode body 14 has a wound structure in which an elongated positive electrode 11 and an elongated negative electrode 12 are wound with two elongated separators 13 in between.
  • the negative electrode 12 is formed to be one size larger than the positive electrode 11 in order to prevent precipitation of lithium. That is, the negative electrode 12 is formed longer than the positive electrode 11 in the longitudinal direction and the width direction (short direction). Further, the two separators 13 are formed to be at least one size larger than the positive electrode 11, and are arranged to sandwich the positive electrode 11, for example.
  • the negative electrode 12 may constitute the winding start end of the electrode body 14. However, in general, the separator 13 extends beyond the winding start side end of the negative electrode 12, and the winding start side end of the separator 13 becomes the winding start end of the electrode body 14.
  • the non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous solvent for example, esters, ethers, nitriles, amides, and mixed solvents of two or more of these may be used.
  • the non-aqueous solvent may contain a halogen-substituted product in which at least some of the hydrogen atoms of these solvents are replaced with halogen atoms such as fluorine.
  • the non-aqueous electrolyte is not limited to a liquid electrolyte, and may be a solid electrolyte using a gel-like polymer or the like.
  • a lithium salt such as LiPF 6 is used as the electrolyte salt.
  • the positive electrode 11 has a positive electrode core and positive electrode mixture layers formed on both sides of the positive electrode core.
  • a metal foil such as aluminum or an aluminum alloy that is stable in the potential range of the positive electrode 11, a film in which the metal is disposed on the surface, or the like can be used.
  • the positive electrode mixture layer includes a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.
  • the positive electrode 11 is made by, for example, applying a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, etc. onto a positive electrode core, drying the coating film, and then compressing the positive electrode mixture layer to form a positive electrode core. It can be made by forming it on both sides of the body.
  • the positive electrode active material is composed of a lithium-containing metal composite oxide as a main component.
  • Metal elements contained in the lithium-containing metal composite oxide include Ni, Co, Mn, Al, B, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Ga, Sr, Zr, Nb, In, and Sn. , Ta, W, etc.
  • An example of a preferable lithium-containing metal composite oxide is a composite oxide containing at least one of Ni, Co, Mn, and Al.
  • Examples of the conductive agent contained in the positive electrode mixture layer include carbon materials such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, and graphite.
  • Examples of the binder included in the positive electrode mixture layer include fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyimide resins, acrylic resins, and polyolefin resins. . These resins may be used in combination with cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose (CMC) or its salts, polyethylene oxide (PEO), and the like.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • PEO polyethylene oxide
  • the negative electrode 12 has a negative electrode core and negative electrode mixture layers formed on both sides of the negative electrode core.
  • a metal foil such as copper or a copper alloy that is stable in the potential range of the negative electrode 12, a film with the metal disposed on the surface, or the like can be used.
  • the negative electrode mixture layer includes a negative electrode active material and a binder.
  • the negative electrode 12 is produced by, for example, applying a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material, a binder, etc. onto a negative electrode core, drying the coating film, and then compressing the negative electrode mixture layer onto both sides of the negative electrode core. It can be manufactured by forming
  • a carbon material that reversibly occludes and releases lithium ions is generally used as the negative electrode active material.
  • Preferred carbon materials include natural graphite such as flaky graphite, lumpy graphite, and earthy graphite, and graphite such as artificial graphite such as lumpy artificial graphite and graphitized mesophase carbon microbeads.
  • the negative electrode mixture layer may contain a Si material containing silicon (Si) as a negative electrode active material.
  • a metal other than Si that is alloyed with lithium, an alloy containing the metal, a compound containing the metal, etc. may be used as the negative electrode active material.
  • the binder contained in the negative electrode mixture layer may be a fluororesin, PAN, polyimide resin, acrylic resin, polyolefin resin, etc., but preferably styrene-butadiene rubber (SBR). ) or its modified form.
  • the negative electrode mixture layer may contain, for example, in addition to SBR or the like, CMC or a salt thereof, polyacrylic acid (PAA) or a salt thereof, polyvinyl alcohol, or the like.
  • a porous sheet having ion permeability and insulation properties is used for the separator 13.
  • porous sheets include microporous thin films, woven fabrics, and nonwoven fabrics.
  • Preferable materials for the separator 13 include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, cellulose, and the like.
  • the separator 13 may have either a single layer structure or a laminated structure.
  • a heat-resistant layer or the like may be formed on the surface of the separator 13.
  • a positive electrode lead 20 is connected to the positive electrode 11, and a negative electrode lead 21 is connected to the winding start side of the negative electrode 12.
  • the cylindrical battery 10 has an upper insulating plate 18 above the electrode body 14 and a lower insulating plate 19 below the electrode body 14. Each of the upper insulating plate 18 and the lower insulating plate 19 faces the electrode body 14 in the axial direction.
  • the positive electrode lead 20 extends toward the sealing body 17 by passing between the main body portion 51 and the cut-and-raised portion 52 of the upper insulating plate 18
  • the negative electrode lead 21 extends between the main body portion 61 and the cut-and-raised portion 62 of the lower insulating plate 19 It extends to the bottom 68 side of the outer can 16 through.
  • the structure of the cut and raised portions 52 and 62 will be explained in detail later using FIG. 3 and subsequent figures.
  • the positive electrode lead 20 is connected to the lower surface of the sealing plate 23 of the sealing body 17 by welding or the like.
  • a terminal cap 27 constituting the top plate of the sealing body 17 is electrically connected to the sealing plate 23, and the terminal cap 27 becomes a positive terminal.
  • the negative electrode lead 21 is joined to the inner surface of the bottom portion 68 of the metal outer can 16 by laser welding or the like, and the outer can 16 serves as a negative electrode terminal.
  • the upper insulating plate 18 may have a through hole for injecting electrolyte in the radial center.
  • the lower insulating plate 19 may also have a through hole in the radial center, and the negative electrode lead 21 may be joined to the inner surface of the bottom portion 68 by resistance welding using this through hole.
  • the positive electrode lead 20 is electrically connected to an intermediate portion of the positive electrode core, such as a central portion in the winding direction.
  • the negative electrode lead 21 is electrically connected to the winding start side end of the negative electrode core, and the winding end side end 48 of the negative electrode core is brought into contact with the inner surface of the outer can 16 .
  • the current path is reduced and the electrical resistance is reduced.
  • one negative electrode lead may be electrically connected to the winding end of the negative electrode core.
  • the electrode body has two negative electrode leads, one negative electrode lead is electrically connected to the winding start side end of the negative electrode core, and the other negative electrode lead is electrically connected to the winding end side end of the negative electrode core. It may be electrically connected to the Alternatively, the negative electrode and the outer can may be electrically connected by bringing the winding end side end of the negative electrode core into contact with the inner surface of the outer can without using the negative electrode lead.
  • the cylindrical battery 10 further includes a resin gasket 28 disposed between the outer can 16 and the sealing body 17.
  • the sealing body 17 is caulked and fixed to the opening of the exterior can 16 via a gasket 28 . Thereby, the internal space of the cylindrical battery 10 is sealed.
  • the gasket 28 is sandwiched between the outer can 16 and the sealing body 17 and insulates the sealing body 17 from the outer can 16.
  • the gasket 28 has the role of a sealing material for maintaining airtightness inside the battery and the role of an insulating material for insulating the outer can 16 and the sealing body 17.
  • the outer can 16 accommodates the electrode body 14 and the nonaqueous electrolyte, and has a shoulder portion 38, a grooved portion 34, a cylindrical portion 30, and a bottom portion 68.
  • the grooved portion 34 can be formed, for example, by spinning a part of the side surface of the outer can 16 radially inward to create an annular depression radially inward.
  • the shoulder portion 38 is formed by bending the upper end of the outer can 16 inward toward the peripheral edge 45 of the closure 17 when the closure 17 is fixed to the outer can 16 by caulking.
  • the sealing body 17 has a structure in which a sealing plate 23, a lower valve body 24, an insulating member 25, an upper valve body 26, and a terminal cap 27 are laminated in order from the electrode body 14 side.
  • Each member constituting the sealing body 17 has, for example, a disk shape or a ring shape, and each member except the insulating member 25 is electrically connected to each other.
  • the sealing plate 23 has at least one through hole 23a. Further, the lower valve body 24 and the upper valve body 26 are connected at their respective central portions, and an insulating member 25 is interposed between their respective peripheral portions.
  • the lower valve body 24 deforms and breaks so as to push the upper valve body 26 toward the terminal cap 27, causing the lower valve body 24 and the upper valve body 26 to The current path between the valve bodies 26 is cut off.
  • the upper valve body 26 breaks and gas is discharged from the through hole 27a of the terminal cap 27. By discharging this gas, it is possible to prevent the internal pressure of the cylindrical battery 10 from rising excessively and causing the cylindrical battery 10 to burst, thereby increasing the safety of the cylindrical battery 10.
  • FIG. 3 is a perspective view of the upper insulating plate 18 and the positive electrode lead 20, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. be.
  • the upper insulating plate 18 includes a main body portion 51 and a cut and raised portion 52 cut and raised from the main body portion 51.
  • the upper insulating plate 18 is a disc made of an insulating material, with a cut made of a pair of parallel lines of the same length and a straight line connecting one end of the pair of parallel lines. It has a unique structure.
  • the upper insulating plate 18 has a structure in which a portion surrounded by the notch is cut and raised away from the electrode body 14.
  • the root 53 of the cut and raised portion 52 is located on the outer side of the tip 54 of the cut and raised portion 52 in the radial direction.
  • the cut and raised portion 52 has a substantially rectangular shape in plan view and extends in the radial direction of the cylindrical battery 10. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the positive electrode lead 20 is bent inward in the radial direction and passes through the gap between the main body portion 51 and the cut-and-raised portion 52 created by the formation of the cut-and-raised portion 52. According to the cylindrical battery 10, since the upper insulating plate 18 is provided with the cut-and-raised portion 52, the periphery of the lead-out portion of the positive electrode lead 20 is cut out from the upper insulating plate 18, compared to a case where a through hole is provided in the upper insulating plate.
  • the area around the lead-out part of the positive electrode lead 20 from the electrode body 14 can be restrained by the main body part 51 and the cut-and-raised part 52, even if the cylindrical battery 10 is subjected to external force and vibrates, the area around the lead-out part can be restrained. The portion becomes less likely to fluctuate, and as a result, short circuits around the lead-out portion can be suppressed. Therefore, the insulation around the lead-out portion of the positive electrode lead 20 can be increased.
  • the cut and raised portion 52 is cut and raised so as to move away from the electrode body 14, and the root 53 of the cut and raised portion 52 is located on the outer side in the radial direction than the tip 54 of the cut and raised portion 52. Therefore, since the cut and raised portion 52 is not cut and raised toward the positive electrode lead 20, the positive electrode lead 20 will not be caught by the cut and raised portion 52, and the cut and raised portion 52 will not hinder the bending of the positive electrode lead 20. . Therefore, since the degree of freedom in bending the positive electrode lead 20 can be increased, the positive electrode lead 20 can be easily joined to a predetermined location of the sealing body 17.
  • the cut-and-raised portion may be cut and raised so as to approach the electrode body 14, and the root of the cut-and-raised portion may be located inside the tip of the cut-and-raised portion in the radial direction. Further, as shown in FIG. 3, if a fold 55 is provided in the cut-and-raised portion 52 cut and raised from the main body portion 51 of the upper insulating plate 18 toward the main body portion 51 side in the axial direction, the cut-and-raised portion 52 and the main body portion 51 This makes it easy to firmly restrain the positive electrode lead 20.
  • the lower insulating plate 19 also has a main body part 61 and a cut-and-raised part 62 cut and raised from the main-body part 61.
  • the cut and raised portion 62 is also cut and raised from the main body portion 61 so as to move away from the electrode body 14, and the root 63 of the cut and raised portion 62 is located on the outer side in the radial direction than the tip 64 of the cut and raised portion 62.
  • the negative electrode lead 21 is bent inward in the radial direction and passes through a gap between the main body portion 61 and the cut-and-raised portion 62 created by the formation of the cut-and-raised portion 62 .
  • the end face of the electrode body 14 can be covered over a wide range with the lower insulating plate 19, and the area around the lead-out portion of the negative electrode lead 21 from the electrode body 14 can be restrained by the main body portion 61 and the cut-and-raised portion 62. Therefore, similarly to the positive electrode lead 20, short circuits around the lead-out portion of the negative electrode lead 21 can be suppressed. Further, since the cut and raised portion 62 is not cut and raised toward the negative electrode lead 21, the cut and raised portion 62 does not hinder the bending of the negative electrode lead 21. Therefore, like the positive electrode lead 20, the degree of freedom in bending the negative electrode lead 21 can be increased, so that the negative electrode lead 21 can be easily joined to a predetermined location on the inner surface of the bottom portion 68 of the outer can 16.
  • FIG. 5 is a plan view of the lower insulating plate 19 seen from above in the axial direction before the cut-and-raised portion 62 is cut and raised from the main body portion 61
  • FIG. 6 is a diagram of the lower insulating plate 119 of the first modification.
  • 5 is a plan view corresponding to FIG.
  • FIG. 7 is a plan view corresponding to FIG. 5 of the lower insulating plate 219 of the second modification
  • FIG. 8 is a plan view corresponding to FIG. 5 of the lower insulating plate 319 of the third modification
  • FIG. 9 is a plan view corresponding to FIG. 5 of the lower insulating plate 419 of the fourth modification.
  • the cut-and-raised portion 62 which is substantially rectangular in plan view, extends substantially parallel to the negative electrode lead portion that passes through the cut-and-raised portion 62 in plan view.
  • the cut-and-raised portion 162 which is substantially rectangular in plan view, may extend in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the negative electrode lead portion that passes through the cut-and-raised portion 162 in plan view.
  • the cut and raised portion 262 may be formed by cutting and raising an arcuate cut portion 280, and the cut and raised portion 262 is a part of the negative electrode lead that passes through the cut and raised portion 262 in a plan view. It may extend substantially parallel to.
  • the cut and raised portion 362 may be formed by cutting and raising a V-shaped cut portion 380 in plan view, and the cut and raised portion 362 passes through the cut and raised portion 362 in plan view.
  • the negative electrode lead portion may extend substantially parallel to the negative electrode lead portion.
  • the cut portion 480 may be formed of a straight line whose one end reaches the outer edge of the lower insulating plate 419, and the cut portion 480 may be formed of a straight line in one side region when the straight line is the boundary. It may also be formed by cutting and raising one end side with respect to the other side area.
  • the cut-and-raised portion may include a pair of cut-and-raised portions.
  • FIG. 10 is a plan view corresponding to FIG. 5 of the lower insulating plate 519 of the fifth modification
  • FIG. 11 is an axial cross-sectional view showing the lower insulating plate 519 and the negative electrode lead 21 passing through it.
  • an H-shaped notch 580 may be provided in the lower insulating plate 519
  • the cut and raised portion 562 may include a pair of cut and raised portions 562a and 562b facing each other in the radial direction.
  • FIG. 10 is a plan view corresponding to FIG. 5 of the lower insulating plate 519 of the fifth modification
  • FIG. 11 is an axial cross-sectional view showing the lower insulating plate 519 and the negative electrode lead 21 passing through it.
  • an H-shaped notch 580 may be provided in the lower insulating plate 519
  • the cut and raised portion 562 may include a pair of cut and raised portions 562a and 562b
  • an outer cut-and-raised portion 562a located on the outer side in the radial direction among the pair of cut-and-raised portions 562a and 562b is cut and raised from the main body portion 561 so as to move away from the electrode body 14.
  • An inner cut-and-raised portion 562b located on the radially inner side of the cut-and-raised portions 562a and 562b may be cut and raised from the main body portion 561 so as to approach the electrode body 14. Then, the negative electrode lead 21 passes through the gap between the main body portion 561 and the cut and raised portions 562a and 562b.
  • the cut-and-raised portion 562 includes a pair of cut-and-raised portions 562a and 562b facing each other in the radial direction, so that the height of the inner cut-and-raised portion 562b that is cut and raised to approach the electrode body 14 is increased. can be lowered, and the axial distance between the lower insulating plate 519 and the electrode body 14 can be shortened. Therefore, the exposed space of the electrode body side portion 21a (see FIG. 11) located closer to the electrode body 14 than the lower insulating plate 519 in the negative electrode lead 21 can be reduced, and the length of the electrode body side portion 21a can be shortened. Therefore, since the degree of freedom in displacement of the electrode body side portion 21a can be reduced, it is possible to reliably prevent the negative electrode lead 21 from coming into contact with the positive electrode 11 of the electrode body 14, and the insulation properties can be increased.
  • the outer cut-and-raised portion 562a located on the radially outer side of the pair of cut-and-raised portions 562a and 562b is cut and raised so as to move away from the electrode body 14, the degree of freedom in bending the negative electrode lead 21 is increased. As a result, the negative electrode lead 21 can be easily and naturally bent inward in the radial direction, and the negative electrode lead 21 can be easily joined to a predetermined location on the inner surface of the bottom 68 of the outer can 16.
  • the outer cut and raised part located on the radially outer side of a pair of cut and raised parts facing each other in the radial direction is cut and raised closer to the electrode body, and the outer cut and raised part located on the radially inner side of the pair of cut and raised parts is cut and raised closer to the electrode body.
  • the inner cut and raised portion may be cut and raised away from the electrode body.
  • a pair of radially opposed cut and raised portions may be cut and raised on the same side in the axial direction.
  • an H-shaped notch 680 may be provided in the lower insulating plate 619.
  • the pair of cut and raised portions 662a and 662b may be provided so as to face each other in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the negative electrode lead portion passing through the pair of cut and raised portions 662a and 662b in plan view. Further, the pair of cut and raised portions 662a and 662b may be cut and raised from the main body portion 661 in mutually different axial directions, or may be cut and raised in the same axial direction. Then, the negative electrode lead 21 passes through the gap between the main body portion 661 and the cut and raised portions 662a and 662b.
  • a T-shaped notch 780 may be provided in the lower insulating plate 719.
  • the pair of cut-and-raised portions 762a and 762b may be provided so as to face each other in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the negative electrode lead 21 in plan view. Further, the pair of cut and raised portions 762a and 762b may be cut and raised from the main body portion 761 in mutually different axial directions, or may be cut and raised in the same axial direction. Then, the negative electrode lead 21 passes through the gap between the main body portion 761 and the cut and raised portions 762a and 762b.
  • the cylindrical battery may include an upper insulating plate and a lower insulating plate, and only one of the insulating plates may be provided with a cut-and-raised portion.
  • the cylindrical battery may have only one of the upper insulating plate and the lower insulating plate, and one of the insulating plates may be provided with a cut-and-raised portion.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

円筒形電池（１０）が、正極（１１）と負極（１２）がセパレータ（１３）を介して巻回された電極体（１４）と、電極体（１４）に軸方向に対向する絶縁板（１８,１９）と、電極体（１４）に電気的に接続されるリード（２０,２１）と、電極体（１４）及び絶縁板（１８,１９）を収容する有底筒状の外装缶（１６）と、を備える。絶縁板（１８,１９）が、本体部（５１,６１）と、本体部（５１,６１）から切り起こされた切り起こし部（５２,６２）と、を有する。リード（２０,２１）がそれぞれ、切り起こし部（５２,６２）の形成によって生じた隙間を通過する。

Description

円筒形電池
　本開示は、円筒形電池に関する。
　従来、円筒形電池としては、特許文献１に記載されているものがある。この円筒形電池は、電極体と、電極体の軸方向の封口体側に配置された絶縁板と、電極体及び絶縁板を収容する有底筒状の外装缶とを備える。絶縁板は、貫通孔を有する。電極体の正極から導出された正極リードが、該貫通孔を通過した後、封口体の内面に接合されている。
特開２０１６－００１６２３号公報
　上記円筒形電池のように、絶縁板に正極リードを通過させるために貫通孔を設けた場合、その貫通孔の部分を絶縁体で覆うことができず、貫通孔周辺の絶縁性が低くなる。そこで、本開示の目的は、リード導出部周辺の絶縁性を高くできる円筒形電池を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本開示に係る円筒形電池は、正極と負極がセパレータを介して巻回された電極体と、電極体に軸方向に対向する絶縁板と、電極体に電気的に接続されるリードと、電極体及び絶縁板を収容する有底筒状の外装缶と、を備え、絶縁板が、本体部と、本体部から切り起こされた切り起こし部と、を有し、リードが、本体部と切り起こし部の間の隙間を通過する。
　本開示に係る円筒形電池によれば、リード導出部周辺の絶縁性を高くできる。
本開示の一実施形態に係る円筒形電池の軸方向の断面図である。 上記円筒形電池の電極体の斜視図である。 上部絶縁板及び正極リードの斜視図である。 図３のＡ－Ａ線断面図であり、上部絶縁板及び正極リードを示す軸方向の断面図である。 切り起こし部を本体部から切り起こす前の下部絶縁板を軸方向上側から見たときの平面図である。 第１変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。 第２変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。 第３変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。 第４変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。 第５変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。 第５変形例の下部絶縁板及び負極リードを示す軸方向の断面図である。 第６変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。 第７変形例の下部絶縁板における図５に対応する平面図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示に係る円筒形電池の実施形態について詳細に説明する。なお、本開示の円筒形電池は、一次電池でもよく、二次電池でもよい。また、水系電解質を用いた電池でもよく、非水系電解質を用いた電池でもよい。以下では、一実施形態である円筒形電池１０として、非水電解質を用いた非水電解質二次電池（リチウムイオン電池）を例示するが、本開示の円筒形電池はこれに限定されない。
　以下で説明する実施形態や変形例の特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。以下の実施形態では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。本明細書では、円筒形電池１０の軸方向（高さ方向）の封口体１７側を「上」とし、軸方向の外装缶１６の底部６８側を「下」とする。また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。また、本開示は、下記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
　図１は、本開示の一実施形態に係る円筒形電池１０の軸方向の断面図であり、図２は、円筒形電池１０の電極体１４の斜視図である。図１に示すように、円筒形電池１０は、巻回型の電極体１４、非水電解質（図示せず）、電極体１４及び非水電解質を収容する有底筒状で金属製の外装缶１６、及び外装缶１６の開口部を塞ぐ封口体１７を備える。図２に示すように、電極体１４は、長尺状の正極１１と長尺状の負極１２が長尺状の２枚のセパレータ１３を介して巻回された巻回構造を有する。
　負極１２は、リチウムの析出を防止するために、正極１１よりも一回り大きな寸法で形成される。即ち、負極１２は、正極１１より長手方向及び幅方向（短手方向）に長く形成される。また、２枚のセパレータ１３は、少なくとも正極１１よりも一回り大きな寸法で形成され、例えば正極１１を挟むように配置される。負極１２は、電極体１４の巻き始め端を構成してもよい。しかし、一般的には、セパレータ１３が負極１２の巻き始め側端を超えて延出し、セパレータ１３の巻き始め側端が電極体１４の巻き始め端となる。
　非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、およびこれらの２種以上の混合溶媒等を用いてもよい。非水溶媒は、これら溶媒の水素原子の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有してもよい。なお、非水電解質は液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。電解質塩には、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩が使用される。
　正極１１は、正極芯体と、正極芯体の両面に形成された正極合剤層とを有する。正極芯体には、アルミニウム、アルミニウム合金など、正極１１の電位範囲で安定な金属箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極合剤層は、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含む。正極１１は、例えば正極芯体上に正極活物質、導電剤、及び結着剤等を含む正極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して正極合剤層を正極芯体の両面に形成することにより作製できる。
　正極活物質は、リチウム含有金属複合酸化物を主成分として構成される。リチウム含有金属複合酸化物に含有される金属元素としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。好ましいリチウム含有金属複合酸化物の一例は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含有する複合酸化物である。
　正極合剤層に含まれる導電剤としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料が例示できる。正極合剤層に含まれる結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂などが例示できる。これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩等のセルロース誘導体、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などが併用されてもよい。
　負極１２は、負極芯体と、負極芯体の両面に形成された負極合剤層を有する。負極芯体には、銅、銅合金など、負極１２の電位範囲で安定な金属箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極合剤層は、負極活物質、及び結着剤を含む。負極１２は、例えば負極芯体上に負極活物質、及び結着剤等を含む負極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して負極合剤層を負極芯体の両面に形成することにより作製できる。
　負極活物質には、一般的に、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出する炭素材料が用いられる。好ましい炭素材料は、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、塊状人造黒鉛、黒鉛化メソフェーズカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛などの黒鉛である。負極合剤層には、負極活物質として、ケイ素（Ｓｉ）を含有するＳｉ材料が含まれていてもよい。また、負極活物質には、Ｓｉ以外のリチウムと合金化する金属、当該金属を含有する合金、当該金属を含有する化合物等が用いられてもよい。
　負極合剤層に含まれる結着剤には、正極１１の場合と同様に、フッ素樹脂、ＰＡＮ、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂等を用いてもよいが、好ましくはスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）又はその変性体を用いる。負極合剤層には、例えばＳＢＲ等に加えて、ＣＭＣ又はその塩、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）又はその塩、ポリビニルアルコールなどが含まれていてもよい。
　セパレータ１３には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。セパレータ１３の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、セルロースなどが好ましい。セパレータ１３は、単層構造、積層構造のいずれでもよい。セパレータ１３の表面には、耐熱層などが形成されてもよい。
　図１に示すように、正極１１には、正極リード２０が接合され、負極１２の巻き始め側には、負極リード２１が接合される。円筒形電池１０は、電極体１４の上方に上部絶縁板１８を有し、電極体１４の下方に下部絶縁板１９を有する。上部絶縁板１８及び下部絶縁板１９の夫々は、電極体１４に軸方向に対向する。正極リード２０は、上部絶縁板１８の本体部５１と切り起こし部５２の間を通って封口体１７側に延び、負極リード２１は、下部絶縁板１９の本体部６１と切り起こし部６２の間を通って外装缶１６の底部６８側に延びる。切り起こし部５２,６２の構造については、後で図３以下を用いて詳細に説明する。
　正極リード２０は、封口体１７の封口板２３の下面に溶接等で接続される。封口体１７の天板を構成する端子キャップ２７が封口板２３と電気的に接続され、端子キャップ２７が正極端子となる。また、負極リード２１は、金属製の外装缶１６の底部６８の内面にレーザ溶接等で接合され、外装缶１６が負極端子となる。上部絶縁板１８は、径方向の中央部に電解液の注液用の貫通孔を有してもよい。また、下部絶縁板１９も、径方向の中央部に貫通孔を有してよく、この貫通孔を用いて負極リード２１を抵抗溶接で底部６８の内面に接合してもよい。
　本実施形態では、正極リード２０を、正極芯体における巻回方向の中央部等の中間部に電気的に接続している。また、負極リード２１を、負極芯体における巻き始め側端部に電気的に接続すると共に負極芯体における巻き終わり側端部４８を外装缶１６の内面に当接させている。このようにして、負極１２の巻き始め側と巻き終わり側の両方を負極端子に電気的に接続することで電流経路を低減して電気抵抗を低減している。しかし、負極芯体における巻き終わり側端部を外装缶の内面に当接させずに、１つの負極リードを負極芯体における巻回方向の中央部等の中間部に電気的に接続してもよく、１つの負極リードを負極芯体の巻き終わり側端部に電気的に接続してもよい。又は、電極体が２つの負極リードを有して、一方の負極リードを、負極芯体における巻き始め側端部に電気的に接続し、他方の負極リードを、負極芯体における巻き終わり側端部に電気的に接続してもよい。又は、負極リードを用いず、負極芯体の巻き終わり側端部を外装缶の内面に当接させることで、負極と外装缶を電気的に接続してもよい。
　円筒形電池１０は、外装缶１６と封口体１７との間に配置される樹脂製のガスケット２８を更に備える。封口体１７は、ガスケット２８を介して外装缶１６の開口部にかしめ固定される。これにより、円筒形電池１０の内部空間が密閉される。ガスケット２８は、外装缶１６と封口体１７に挟持され、封口体１７を外装缶１６に対して絶縁する。ガスケット２８は、電池内部の気密性を保つためのシール材の役割と、外装缶１６と封口体１７を絶縁する絶縁材としての役割を有する。
　外装缶１６は、電極体１４と非水電解質を収容し、肩部３８、溝入れ部３４、筒状部３０、及び底部６８を有する。溝入れ部３４は、例えば、外装缶１６の側面の一部を、径方向内側にスピニング加工して径方向内方側に環状に窪ませることで形成できる。肩部３８は、封口体１７を外装缶１６にかしめ固定する際に、外装缶１６の上端部を封口体１７の周縁部４５に向かって内側に折り曲げて形成される。
　封口体１７は、電極体１４側から順に、封口板２３、下弁体２４、絶縁部材２５、上弁体２６、及び端子キャップ２７が積層された構造を有する。封口体１７を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２５を除く各部材は互いに電気的に接続されている。封口板２３は、少なくとも１つの貫通孔２３ａを有する。また、下弁体２４と上弁体２６は、各々の中央部で接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２５が介在している。
　円筒形電池１０が異常発熱して、円筒形電池１０の内圧が上昇すると、下弁体２４が上弁体２６を端子キャップ２７側に押し上げるように変形して破断し、下弁体２４と上弁体２６の間の電流経路が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２６が破断して、端子キャップ２７の貫通孔２７ａからガスが排出される。このガスの排出により、円筒形電池１０の内圧が過度に上昇して円筒形電池１０が破裂することを防止でき、円筒形電池１０の安全性を高くできる。
　次に、上部絶縁板１８の構造について詳細に説明する。図３は、上部絶縁板１８及び正極リード２０の斜視図であり、図４は、図３のＡ－Ａ線断面図であり、上部絶縁板１８及び正極リード２０を示す軸方向の断面図である。図３に示すように、上部絶縁板１８は、本体部５１と、本体部５１から切り起こされた切り起こし部５２と、を有する。詳しくは、上部絶縁板１８は、絶縁材料で構成される円板に、一対の同じ長さの平行線とその一対の平行線の一方側端部同士を繋ぐ直線とで構成される切り込みを入れた構造を有する。上部絶縁板１８は、その切り込みで囲まれた部分を、電極体１４から遠ざかるように切り起こした構造を有している。切り起こし部５２の根元５３は、切り起こし部５２の先端５４よりも径方向の外側に位置している。
　切り起こし部５２は、平面視で略矩形の形状を有し、円筒形電池１０の径方向に延在している。図１,３,４に示すように、正極リード２０は、径方向の内側に折り曲げられ、切り起こし部５２の形成によって生じた本体部５１と切り起こし部５２の間の隙間を通過する。円筒形電池１０によれば、上部絶縁板１８に切り起こし部５２を設けるようにしたので、上部絶縁板に貫通孔を設ける場合との比較で、正極リード２０の導出部周辺を上部絶縁板１８で覆うことができる。更には、正極リード２０における電極体１４からの導出部周辺の部位を本体部５１及び切り起こし部５２で拘束できるので、円筒形電池１０が外力を受けて振動等しても当該導出部周辺の部位が変動しにくくなり、その結果、当該導出部周辺の短絡を抑制できる。よって、正極リード２０の導出部周辺の絶縁性を高くできる。
　また、切り起こし部５２が、電極体１４から遠ざかるように切り起こされ、切り起こし部５２の根元５３が、切り起こし部５２の先端５４よりも径方向の外側に位置している。したがって、切り起こし部５２が正極リード２０に向かって切り起こされていないので、正極リード２０が切り起こし部５２に引っ掛かることがなく、切り起こし部５２が正極リード２０の曲げを阻害することがない。よって、正極リード２０の曲げの自由度を高くできるため、正極リード２０を封口体１７の所定箇所に容易に接合できる。
　なお、切り起こし部は、電極体１４に近づくように切り起こされてもよく、切り起こし部の根元は、切り起こし部の先端よりも径方向の内側に位置してもよい。また、図３に示すように、上部絶縁板１８の本体部５１から切り起こされる切り起こし部５２に軸方向の本体部５１側への折目５５を設けると、切り起こし５２部と本体部５１で正極リード２０を堅固に拘束し易い。
　図１に示すように、下部絶縁板１９も、本体部６１と、本体部６１から切り起こされた切り起こし部６２と、を有する。切り起こし部６２も、電極体１４から遠ざかるように本体部６１から切り起こされ、切り起こし部６２の根元６３は、切り起こし部６２の先端６４よりも径方向の外側に位置している。また、負極リード２１が、径方向の内側に折り曲げられ、切り起こし部６２の形成によって生じた本体部６１と切り起こし部６２の間の隙間を通過している。
　したがって、下部絶縁板１９で電極体１４の端面を広範囲で覆うことができると共に、負極リード２１における電極体１４からの導出部周辺の部位を本体部６１及び切り起こし部６２で拘束できる。よって、正極リード２０と同様に、負極リード２１の当該導出部周辺の短絡を抑制できる。また、切り起こし部６２が負極リード２１に向かって切り起こされていないので、切り起こし部６２が負極リード２１の曲げを阻害することがない。よって、正極リード２０と同様に、負極リード２１の曲げの自由度を高くできるため、負極リード２１を外装缶１６の底部６８の内面の所定箇所に容易に接合できる。
　図５は、切り起こし部６２を本体部６１から切り起こす前の下部絶縁板１９を軸方向上側から見たときの平面図であり、図６は、第１変形例の下部絶縁板１１９における図５に対応する平面図である。また、図７は、第２変形例の下部絶縁板２１９における図５に対応する平面図であり、図８は、第３変形例の下部絶縁板３１９における図５に対応する平面図であり、図９は、第４変形例の下部絶縁板４１９における図５に対応する平面図である。
　図５に示すように、上記実施形態では、平面視で略矩形の切り起こし部６２が、平面視において切り起こし部６２を通過する負極リード部分に略平行に延在するようになっていた。しかし、図６に示すように、平面視で略矩形の切り起こし部１６２が、平面視において切り起こし部１６２を通過する負極リード部分の延在方向に略直交する方向に延在してもよい。また、図７に示すように、切り起こし部２６２が円弧状の切り込み部２８０を切り起こすことで形成されてもよく、切り起こし部２６２が、平面視において切り起こし部２６２を通過する負極リード部分に略平行に延在するようになっていてもよい。
　又は、図８に示すように、切り起こし部３６２が平面視でＶ字状の切り込み部３８０を切り起こすことで形成されてもよく、切り起こし部３６２が、平面視において切り起こし部３６２を通過する負極リード部分に略平行に延在するようになっていてもよい。又は、図９に示すように、切り込み部４８０が、一端が下部絶縁板４１９の外縁に到達する直線で構成されてもよく、切り起こし部が、直線を境としたときの一方側領域における直線の一端側を他方側領域に対して切り起こすことで形成されてもよい。
　又は、次に示すように、切り起こし部が、一対の切り起こし部を含んでもよい。図１０は、第５変形例の下部絶縁板５１９における図５に対応する平面図であり、図１１は、下部絶縁板５１９及びそれを通過する負極リード２１を示す軸方向の断面図である。図１０に示すように、下部絶縁板５１９にＨ字状の切り込み部５８０を設けてもよく、切り起こし部５６２が、径方向に対向する一対の切り起こし部５６２ａ,５６２ｂを含んでもよい。また、図１１に示すように、一対の切り起こし部５６２ａ,５６２ｂのうちで径方向の外側に位置する外側切り起こし部５６２ａが電極体１４から遠ざかるように本体部５６１から切り起こされ、一対の切り起こし部５６２ａ,５６２ｂのうちで径方向の内側に位置する内側切り起こし部５６２ｂが電極体１４に近づくように本体部５６１から切り起こされてもよい。そして、負極リード２１が本体部５６１と切り起こし部５６２ａ，５６２ｂの間の隙間を通過する。
　本変形例によれば、切り起こし部５６２が、径方向に対向する一対の切り起こし部５６２ａ,５６２ｂを含んでいるので、電極体１４に近づくように切り起こされる内側切り起こし部５６２ｂの高さを低くでき、下部絶縁板５１９と電極体１４との軸方向距離を短くできる。したがって、負極リード２１において下部絶縁板５１９よりも電極体１４側に位置する電極体側部分２１ａ（図１１参照）の露出空間を低減できて、電極体側部分２１ａ長さを短くできる。よって、電極体側部分２１ａの変位の自由度を低くできるので、負極リード２１が電極体１４の正極１１と接触することを確実に防止でき、絶縁性を高くできる。
　また、一対の切り起こし部５６２ａ,５６２ｂのうちで径方向の外側に位置する外側切り起こし部５６２ａが電極体１４から遠ざかるように切り起こされているので、負極リード２１の曲げの自由度を高くできて、負極リード２１を容易かつ自然に径方向内側に折り曲げることができ、負極リード２１を外装缶１６の底部６８の内面の所定箇所に容易に接合できる。
　なお、径方向に対向する一対の切り起こし部のうちで径方向の外側に位置する外側切り起こし部を電極体に近づくように切り起こし、一対の切り起こし部のうちで径方向の内側に位置する内側切り起こし部を電極体から遠ざかるように切り起こしてもよい。又は、径方向に対向する一対の切り起こし部を軸方向の同じ側に切り起こしてもよい。
　又は、図１２、すなわち、第６変形例の下部絶縁板６１９における図５に対応する平面図に示すように、下部絶縁板６１９にＨ字状の切り込み部６８０を設けてもよい。そして、一対の切り起こし部６６２ａ,６６２ｂが、平面視において一対の切り起こし部６６２ａ,６６２ｂを通過する負極リード部分の延在方向に略直交する方向に対向するように設けられてもよい。また、一対の切り起こし部６６２ａ,６６２ｂが、本体部６６１から、互いに軸方向の異なる方向に切り起こされるか、又は軸方向の同じ方向に切り起こされてもよい。そして、負極リード２１が本体部６６１と切り起こし部６６２ａ,６６２ｂの間の隙間を通過する。
　又は、図１３、すなわち、第７変形例の下部絶縁板７１９における図５に対応する平面図に示すように、下部絶縁板７１９にＴ字状の切り込み部７８０を設けてもよい。そして、一対の切り起こし部７６２ａ,７６２ｂが、平面視において負極リード２１の延在方向に略直交する方向に対向するように設けられてもよい。また、一対の切り起こし部７６２ａ,７６２ｂが、本体部７６１から、互いに軸方向の異なる方向に切り起こされるか、又は軸方向の同じ方向に切り起こされてもよい。そして、負極リード２１が本体部７６１と切り起こし部７６２ａ,７６２ｂの間の隙間を通過する。
　図５～図１３に示した切り起こし部の形状は、上部絶縁板に適用してもよい。本実施形態では、上部絶縁板１８及び下部絶縁板１９の両方に切り起こし部５２,６２を設ける場合について説明した。しかし、円筒形電池が、上部絶縁板及び下部絶縁板を備え、そのうちの一方の絶縁板のみに切り起こし部を設けてもよい。又は、円筒形電池が、上部絶縁板及び下部絶縁板の一方のみしか有さず、その一方の絶縁板に切り起こし部を設けてもよい。
　１０　円筒形電池、　１１　正極、　１２　負極、　１３　セパレータ、　１４　電極体、　１６　外装缶、　１７　封口体、　１８　上部絶縁板、　１９,１１９,２１９,３１９,４１９,５１９,６１９,７１９　下部絶縁板、　２０　正極リード、　２１　負極リード、　２１ａ　電極体側部分、　２３　封口板、　２３ａ　貫通孔、　２４　下弁体、　２５　絶縁部材、　２６　上弁体、　２７　端子キャップ、　２７ａ　貫通孔、　２８　ガスケット、　３０　筒状部、　３４　溝入れ部、　３８　肩部、　４５　周縁部、　４８　負極芯体における巻き終わり側端部、　５１　上部絶縁体の本体部、　５２　上部絶縁体の切り起こし部、　５３　上部絶縁体の切り起こし部の根元、　５４　上部絶縁体の切り起こし部の先端、　５５　上部絶縁体の切り起こし部の折目、　６１,５６１,６６１,７６１　下部絶縁体の本体部、　６２,１６２,２６２,３６２,５６２,６６２ａ,６６２ｂ,７６２ａ,７６２ｂ　下部絶縁体の切り起こし部、　６３　下部絶縁体の切り起こし部の根元、　６４　下部絶縁体の切り起こし部の先端、　６８　底部、　２８０,３８０,４８０,５８０,６８０,７８０　切り込み部、　５６２ａ　外側切り起こし部、　５６２ｂ　内側切り起こし部。

Claims (3)

  1. 　正極と負極がセパレータを介して巻回された電極体と、
    　前記電極体に軸方向に対向する絶縁板と、
    　前記電極体に電気的に接続されるリードと、
    　前記電極体及び前記絶縁板を収容する有底筒状の外装缶と、を備え、
    　前記絶縁板が、本体部と、前記本体部から切り起こされた切り起こし部と、を有し、
    　前記リードが、前記本体部と前記切り起こし部の間の隙間を通過する、円筒形電池。
  2. 　前記リードは、径方向の内側に折り曲げられ、
    　前記切り起こし部の根元は、前記切り起こし部の先端よりも前記径方向の外側に位置し、
    　前記切り起こし部が前記電極体から遠ざかるように切り起こされている、請求項１に記載の円筒形電池。
  3. 　前記切り起こし部が、径方向に対向する一対の切り起こし部を含み、
    　前記一対の切り起こし部のうちで前記径方向の外側に位置する外側切り起こし部が前記電極体から遠ざかるように切り起こされ、
    　前記一対の切り起こし部のうちで前記径方向の内側に位置する内側切り起こし部が前記電極体に近づくように切り起こされている、請求項１に記載の円筒形電池。
PCT/JP2023/016139 2022-04-28 2023-04-24 円筒形電池 WO2023210590A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022074311 2022-04-28
JP2022-074311 2022-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023210590A1 true WO2023210590A1 (ja) 2023-11-02

Family

ID=88518889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/016139 WO2023210590A1 (ja) 2022-04-28 2023-04-24 円筒形電池

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023210590A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196292A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池およびその製造方法
JP2007184233A (ja) * 2005-12-29 2007-07-19 Samsung Sdi Co Ltd 円筒型リチウムイオン二次電池
JP2008262825A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Hitachi Maxell Ltd コイン形非水電解液二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196292A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池およびその製造方法
JP2007184233A (ja) * 2005-12-29 2007-07-19 Samsung Sdi Co Ltd 円筒型リチウムイオン二次電池
JP2008262825A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Hitachi Maxell Ltd コイン形非水電解液二次電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10224533B2 (en) Secondary battery comprising current interrupt device
JP2019192646A (ja) 電池及び電池パック
US20220416338A1 (en) Sealed battery
JP7410880B2 (ja) 円筒形電池
JP7422680B2 (ja) ガスケット、及び円筒形電池
US11183678B2 (en) Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2023210590A1 (ja) 円筒形電池
US20230387523A1 (en) Cylindrical battery
EP4007023A1 (en) Battery
WO2023189792A1 (ja) 円筒形電池
WO2024048145A1 (ja) 円筒形電池
WO2023189790A1 (ja) 円筒形電池
JP2020149881A (ja) 二次電池
WO2023176511A1 (ja) 円筒形電池
WO2024070513A1 (ja) 円筒形電池
WO2022158378A1 (ja) 円筒形電池
WO2023176471A1 (ja) 円筒形電池
US20240039096A1 (en) Gasket and cylindrical battery
WO2024048147A1 (ja) 円筒形電池
WO2023120499A1 (ja) 円筒形電池
WO2023145679A1 (ja) 非水電解質二次電池
WO2023223791A1 (ja) 円筒形電池
US20240055719A1 (en) Sealed battery
WO2023181853A1 (ja) 円筒形電池
WO2023054005A1 (ja) 円筒形電池

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: 23796330

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1