WO2024014162A1 - 蓄電デバイス - Google Patents

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WO2024014162A1
WO2024014162A1 PCT/JP2023/020461 JP2023020461W WO2024014162A1 WO 2024014162 A1 WO2024014162 A1 WO 2024014162A1 JP 2023020461 W JP2023020461 W JP 2023020461W WO 2024014162 A1 WO2024014162 A1 WO 2024014162A1
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negative
plate current
battery terminal
electrode
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Application number
PCT/JP2023/020461
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English (en)
French (fr)
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進 吉川
仁 小林
圭一 藤井
章 河邉
Original Assignee
ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社
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Publication date
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    • 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
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    • 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 power storage devices such as lithium ion secondary batteries.
  • Lithium-ion batteries are often used in such applications because of their high energy density.
  • Patent Document 1 For automotive batteries and storage batteries, as shown in Patent Document 1, a plurality of internal electrode pairs formed by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween are laminated, and the plurality of internal electrode pairs are immersed in an electrolytic solution.
  • a flat plate-shaped laminate secondary battery is known, which is sealed with a pair of upper and lower exterior members in a closed state.
  • a plurality of these laminated secondary batteries are arranged side by side, and the plurality of secondary batteries are connected in series or in parallel to form an assembled battery.
  • Batteries are required to have a large capacity in order to be able to use electricity for a long time.
  • such assembled batteries are designed to have a structure in which a battery block consisting of a plurality of secondary batteries stacked in multiple stages is housed in a metal or plastic exterior case, as shown in Patent Document 2. There is.
  • the output voltage can be increased by connecting a plurality of secondary batteries in series, and the usage time can be extended by connecting a plurality of secondary batteries in parallel.
  • a battery monitoring device monitors the voltage, current, and temperature of all secondary batteries in an assembled battery made up of secondary batteries, and uses these measured data to monitor the status of each secondary battery. .
  • Patent Document 3 discloses, as a high-output, high-capacity battery pack, a battery pack including a large number of secondary batteries and an assembled battery formed by aggregating the large number of secondary batteries.
  • a plurality of secondary batteries are stacked to form an assembled battery, a circuit board on which a battery monitoring device is mounted is disposed on an end surface of the assembled battery, and a voltage detection line connects the secondary battery making up the battery block and the circuit board placed on the end face of the assembled battery. Further, the voltage detection line is arranged on the terminal surface where the electrode terminal of each secondary battery is located, and is configured to be located in a space outside of the electrode terminal. A plurality of voltage detection lines connected to each electrode terminal are drawn out to an end on the circuit board side in the longitudinal direction of the assembled battery.
  • Patent Document 4 discloses a technique for measuring the impedance of a secondary battery.
  • Patent Document 4 proposes a battery monitoring device that can measure the internal impedance characteristics of a secondary battery and monitor the state of the secondary battery in real time using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). .
  • EIS electrochemical impedance spectroscopy
  • this battery monitoring device measures the impedance of the secondary battery and determines the predetermined impedance, the state of charge (SOC) of the secondary battery, and the state of health (SOH) of the secondary battery. It is also possible to manage the battery state by estimating the SOC and SOH corresponding to the measured impedance with reference to the correlation with the measured impedance.
  • the response signal obtained from the internal impedance characteristic is an extremely weak signal, there is a problem in that it is easily influenced by externally generated electric fields, magnetic fields, etc.
  • induced electromotive force is generated in the electrical path (battery and electrical path) where the response signal is input and output, and due to the influence of this induced electromotive force, proper measurement cannot be performed. There are problems like this.
  • Patent Document 5 proposes a battery monitoring device that can suppress the influence of induced electromotive force by minimizing the area range surrounded by the electric circuit path where induced electromotive force is generated.
  • the present disclosure provides a secondary battery that can accurately measure the internal impedance of a plurality of secondary batteries that constitute an assembled battery.
  • An electricity storage device includes an electrode assembly in which a positive electrode plate containing a positive electrode active material and a negative electrode plate containing a negative electrode active material are laminated, and the positive electrode plate is configured to conduct current at an end thereof.
  • the negative plate has a negative plate current deriving part for deriving a current at an end thereof, and the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part are connected to the negative plate current deriving part.
  • the electrode assemblies are characterized in that they at least partially overlap when viewed from the stacking direction.
  • the power storage device it is possible to accurately measure the internal impedance of a plurality of power storage devices that constitute a battery pack.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a secondary battery according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery along line (I)-(I) shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of a positive electrode plate according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the positive electrode plate taken along line (II)-(II) shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of a negative electrode plate according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the negative electrode plate taken along line (III)-(III) shown in FIG. 5.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery along line (I)-(I) shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a current vector and magnetic flux.
  • FIG. 3 is a side view showing an example of a wound secondary battery according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the shapes of a positive electrode plate and a negative electrode plate according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of a coin-type secondary battery according to Embodiment 3.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a circular electrode. It is a perspective view for explaining a circular electrode assembly.
  • 11 is a cross-sectional view of the coin-type secondary battery taken along line (IV)-(IV) shown in FIG. 10.
  • An electricity storage device includes an electrode assembly in which a positive electrode plate containing a positive electrode active material and a negative electrode plate containing a negative electrode active material are laminated, and the positive electrode plate is configured to conduct current at an end thereof.
  • the negative plate has a negative plate current deriving part for deriving a current at an end thereof, and the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part are connected to the negative plate current deriving part.
  • the electrode assemblies are characterized in that they at least partially overlap when viewed from the stacking direction.
  • the magnetic flux generated from the positive plate current deriving part and the magnetic flux generated from the negative plate current deriving part are in opposite directions, so that the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part move the electrode assembly from the stacking direction.
  • the magnetic flux generated from the positive plate current deriving part and the magnetic flux generated from the negative plate current deriving part can weaken each other. Thereby, it is possible to suppress electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part. Therefore, it is possible to accurately measure the internal impedance of the plurality of power storage devices that constitute the assembled battery.
  • the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part are configured such that the entire positive plate current deriving part and the entire negative plate current deriving part coincide when the electrode assembly is viewed from the stacking direction. may overlap.
  • the electricity storage device may include the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part in a portion where the positive plate current deriving part and the negative plate current deriving part overlap when the electrode assembly is viewed from the stacking direction. It may be provided with an insulator that insulates the parts.
  • the power storage device is connected to the positive electrode plate current derivation section and has a positive electrode battery terminal for deriving a current to the outside of the power storage device, and is connected to the negative electrode plate current derivation part and connected to the outside of the power storage device.
  • a negative electrode battery terminal for deriving a current and the positive electrode battery terminal and the negative electrode battery terminal may at least partially overlap when the electrode assembly is viewed from the stacking direction.
  • the positive battery terminal and the magnetic flux generated from the negative battery terminal are in opposite directions, the positive battery terminal and the negative battery terminal are at least partially connected when the electrode assembly is viewed from the stacking direction.
  • the magnetic flux generated from the positive battery terminal and the magnetic flux generated from the negative battery terminal can be weakened.
  • electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive battery terminal and the negative battery terminal can be suppressed. Therefore, the internal impedance of the plurality of power storage devices that constitute the assembled battery can be measured with higher accuracy.
  • the positive electrode battery terminal and the negative electrode battery terminal may overlap so that the entire positive electrode battery terminal and the entire negative electrode battery terminal coincide when the electrode assembly is viewed from the stacking direction.
  • the magnetic flux generated from the positive battery terminal and the magnetic flux generated from the negative battery terminal can further weaken each other, and electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive battery terminal and the negative battery terminal can be further suppressed. Therefore, the internal impedance of the plurality of power storage devices that constitute the assembled battery can be measured with higher accuracy.
  • the electricity storage device may include an insulator that insulates the positive battery terminal and the negative battery terminal in a portion where the positive battery terminal and the negative battery terminal overlap when the electrode assembly is viewed from the stacking direction. You may be prepared.
  • the electrode assembly may have a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates, and the positive electrode plates and the negative electrode plates may be alternately stacked.
  • the electrode assembly may be composed of a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Furthermore, in each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations may be omitted or simplified.
  • Embodiment 1 A secondary battery 1 according to Embodiment 1 will be described. Note that the secondary battery 1 is an example of a power storage device.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a secondary battery 1 according to the first embodiment.
  • the secondary battery 1 is formed into a plate shape, and an insulator 4 that insulates a positive battery terminal 3a and a negative battery terminal 3b is placed between the positive battery terminal 3a and the negative battery terminal 3b.
  • the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b have a structure in which they protrude from the same position in the same direction.
  • the positive electrode battery terminal 3 a is a battery terminal connected to a positive electrode plate current deriving section 14 a (see FIG. 2 described later) and for deriving a current to the outside of the secondary battery 1 .
  • the negative electrode battery terminal 3 b is a battery terminal connected to a negative electrode plate current deriving section 14 b (see FIG.
  • the secondary battery 1 includes an insulator 4 at a portion where a positive battery terminal 3a and a negative battery terminal 3b overlap when the electrode assembly 5 (see FIG. 2 described later) is viewed from the stacking direction. 3a and the negative electrode battery terminal 3b can be prevented from being short-circuited.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery 1 taken along line (I)-(I) shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery 1 viewed from the positive side in the Y direction of FIG.
  • An electrode assembly 5 is housed in the casing 2 of the secondary battery 1, and the electrode assembly 5 includes a positive electrode plate 6 containing a positive electrode active material, a negative electrode plate 7 containing a negative electrode active material, and a positive electrode plate 6 and a negative electrode plate 7. and a separator 8 disposed between.
  • a positive electrode plate 6 and a negative electrode plate 7 are stacked.
  • the electrode assembly 5 has a plurality of positive electrode plates 6 and a plurality of negative electrode plates 7, and the positive electrode plates 6 and the negative electrode plates 7 are alternately stacked.
  • the electrode assembly 5 is wetted with an electrolytic solution that is an ion conductor.
  • lithium ions move from the positive electrode plate 6 via an ion conductor electrolyte (electrolyte) to the negative electrode. Accumulated on plate 7.
  • electrolyte electrolyte
  • discharging lithium ions accumulated in the negative electrode plate 7 move to the positive electrode plate 6 via the electrolyte, and electrons are supplied to the external circuit.
  • the positive electrode plate 6 has a positive electrode current collector 9 and a positive electrode active material layer 10 in contact with the positive electrode current collector 9, and the negative electrode plate 7 has a negative electrode current collector 11 and a positive electrode active material layer 10 in contact with the negative electrode current collector 11. It has a negative electrode active material layer 12.
  • the positive electrode active material layer 10 and the negative electrode active material layer 12 are each arranged toward the separator 8 side, and are arranged opposite to each other with the separator 8 in between.
  • positive electrode plates 6 and negative electrode plates 7 are alternately stacked.
  • the electrode plate located on one main surface and the electrode plate located on the other main surface of the plate-shaped electrode assembly 5 are stacked alternately. This is the positive electrode plate 6.
  • the positive electrode plate 6 on one main surface and the other main surface includes a positive electrode current collector 9 and a positive electrode active material layer 10 in contact with one side of the positive electrode current collector 9, and is referred to as a positive electrode plate 6b.
  • the positive electrode plate 6 located between the positive electrode plates 6 on one main surface and the other main surface includes a positive electrode current collector 9 and two positive electrode active material layers 10 in contact with both surfaces of the positive electrode current collector 9.
  • the negative electrode plate 7 located between the positive electrode plates 6 on one main surface and the other main surface is connected to a negative electrode current collector 11 and this negative electrode current collector. It has two negative electrode active material layers 12 that are in contact with both sides of the negative electrode active material layer 11 .
  • the electrode plates on one main surface and the other main surface may be negative electrode plates 7.
  • the negative electrode plates 7 on one main surface and the other main surface include a negative electrode current collector 11 and this negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material layer 12 is in contact with one side of the negative electrode active material layer 11 .
  • the separator 8 has holes and insulates between the positive and negative electrodes while allowing the electrolyte and ions in the electrolytic solution to pass therethrough.
  • the separator 8 is, for example, a nonwoven fabric or a microporous membrane.
  • the material of the separator 8 is, for example, polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, polyester resin, acrylic resin, styrene resin, or nylon resin. Note that the separator 8 can also be made of a solid electrolyte.
  • the exterior body of the casing 2 is a laminate sheet 13, and the electrode assembly 5 moistened with electrolyte is sealed with the laminate sheet 13.
  • This laminate sheet 13 is made of metal foil (for example, aluminum foil) having resin sheets on both sides, and the resin sheets on both sides have electrolyte-resistant resin and thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, and polyamide. Then, by thermally welding this thermoplastic resin, the edges of the outer case are welded, and the battery terminals 3 are sealed with the outer case.
  • metal foil for example, aluminum foil
  • thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, and polyamide
  • the electrode assembly 5 in which the battery terminals 3 are arranged in the exterior body using the laminate sheet 13 the electrode assembly 5 is sandwiched between the laminate sheets 13 and the opening of the exterior body is sealed so that the battery terminals 3 protrude.
  • a method of sealing the part is preferred.
  • the sealing method is preferably a method of thermally fusing the innermost opposing thermoplastic resin layers by heat sealing, impulse sealing, high frequency sealing, etc., but is not particularly limited to these methods.
  • the positive electrode plate 6 will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of the positive electrode plate 6 according to the first embodiment.
  • the positive electrode plate 6 has a positive electrode plate current deriving portion 14a at an end portion for deriving a current.
  • the positive plate current deriving portion 14a is connected to the positive battery terminal 3a.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the positive electrode plate 6 taken along line (II)-(II) shown in FIG.
  • the positive electrode plate 6 has a structure in which a positive electrode active material layer 10 containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, etc. is formed on both or one side of a positive electrode current collector 9. As shown in FIGS. 3 and 4, the positive plate current deriving portion 14a is a part of the positive current collector 9, and the positive plate current is derived from the narrow end portion of the positive current collector 9. It is designated as part 14a. The positive electrode plate current lead-out portion 14a is not covered with the positive electrode active material layer 10.
  • the positive electrode plate 6 is produced, for example, by the following method.
  • a positive electrode active material, a conductive additive such as graphite, acetylene black, carbon black, and fibrous carbon, and a binder such as polyvinylidene fluoride (PVdF) are combined using a solvent of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). to create a paste or slurry paint.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • This composition is applied onto the positive electrode current collector 9 and dried, and the thickness of the positive electrode active material layer 10 is adjusted by pressing, if necessary. In this way, the positive electrode plate 6 can be manufactured.
  • the material of the positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that can absorb and release ions.
  • materials such as Li2MO3-LiMO2, LiCoO2, LiNiO2, LiNi(1), where M is a transition metal, are used.
  • Layered oxide materials such as CoO2, LiNix(CoAl)(1-x)O2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, spinel materials such as LiMn2O4, LiMn1.5Ni0.5O4, LiMn(2-x)MxO4
  • the material may be an olivine material such as LiMPO4, a fluorinated olivine material such as Li2MPO4F or Li2MSiO4F, or a vanadium oxide material such as V2O5, and may be one type or a mixture of two or more of these.
  • the positive electrode current collector 9 is made of aluminum, stainless steel, nickel, cobalt, titanium, gadolinium, or an alloy thereof.
  • the negative electrode plate 7 will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the negative electrode plate 7 according to the first embodiment.
  • the negative electrode plate 7 has a negative electrode plate current deriving part 14b for deriving a current at the end.
  • the negative plate current deriving portion 14b is connected to the negative battery terminal 3b.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the negative electrode plate 7 along line (III)-(III) shown in FIG.
  • the negative electrode plate 7 has a structure in which a negative electrode active material layer 12 containing a negative electrode active material, a conductive additive, a binder, etc. is formed on both or one side of a negative electrode current collector 11. As shown in FIGS. 5 and 6, the negative plate current deriving portion 14b is a part of the negative current collector 11, and the negative plate current is derived from a narrow end portion of the negative current collector 11. Section 14b. The negative electrode plate current lead-out portion 14b is not covered with the negative electrode active material layer 12.
  • the negative electrode plate 7 is produced, for example, by the following method.
  • a negative electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive additive such as graphite, acetylene black, carbon black, and fibrous carbon are uniformly dispersed using a solvent such as NMP, and then prepared in the form of a paste or slurry. Create a paint.
  • This composition is applied onto the negative electrode current collector 11 and dried, and the thickness or density of the negative electrode active material layer 12 is adjusted by pressing, if necessary. In this way, the negative electrode plate 7 is manufactured.
  • the material of the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that can absorb and release ions.
  • graphite, amorphous carbon, diamond-like carbon, fullerene, carbon nanotubes, carbon nanohorns are used. These include carbon materials such as, lithium metal materials, silicon or silicon oxides, alloy materials such as tin, and oxide materials such as Nb2O5 and TiO2.
  • the negative electrode current collector 11 is made of copper, stainless steel, nickel, cobalt, titanium, gadolinium, or an alloy thereof.
  • the positive plate current deriving portions 14a of each of the plurality of positive electrode plates 6 shown in FIG. 2 are connected to the positive battery terminal 3a via the positive current collecting portion 15a.
  • the plurality of positive electrode plate current lead-out parts 14a are arranged in the same position and overlapped when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction, and the positive electrode current collector part 15a is arranged so as to overlap the plurality of positive electrode plate current lead-out parts 14a. It is located on the side surface of the portion 14a.
  • the positive plate current deriving section 14a and the positive current collecting section 15a, and the positive current collecting section 15a and the positive battery terminal 3a are connected at a connection point 16.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the secondary battery taken along line (I)-(I) shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the secondary battery 1 viewed from the negative side in the Y direction of FIG.
  • the negative plate current deriving portions 14b of each of the plurality of negative plates 7 shown in FIG. 7 are connected to the negative battery terminal 3b via the negative current collector 15b.
  • the plurality of negative electrode plate current deriving parts 14b are arranged in the same position and overlapped when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction, and the negative electrode current collecting part 15b is arranged so as to overlap the plurality of negative electrode plate current deriving parts 14b. It is located on the side surface of the portion 14b.
  • the negative electrode plate current deriving section 14b and the negative electrode current collecting section 15b, and the negative electrode current collecting section 15b and the negative electrode battery terminal 3b are connected at connection points 16, respectively.
  • the positive plate current deriving portion 14a and the negative plate current deriving portion 14b at least partially overlap when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction.
  • the positive plate current deriving portion 14a and the negative plate current deriving portion 14b are configured such that the entire positive plate current deriving portion 14a and the entire negative plate current deriving portion 14b coincide when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction. (see FIG. 8, which will be described later).
  • the positive plate current deriving part 14a may overlap so as to cover the entire negative plate current deriving part 14b, or the negative plate current deriving part 14b may overlap the negative plate current deriving part 14b. They may overlap so as to cover the entire deriving part 14a, or a part of the positive plate current deriving part 14a and a part of the negative plate current deriving part 14b may overlap.
  • the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b at least partially overlap when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction.
  • the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b overlap so that the entire positive electrode battery terminal 3a and the entire negative electrode battery terminal 3b coincide when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction.
  • the positive electrode battery terminal 3a may overlap so as to cover the entire negative electrode battery terminal 3b, or the negative electrode battery terminal 3b may overlap so as to cover the entire positive electrode battery terminal 3a. They may overlap, or a portion of the positive battery terminal 3a and a portion of the negative battery terminal 3b may overlap.
  • An insulator 4 is provided on the surfaces of the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b to prevent short circuit between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b. That is, the insulator 4 is provided between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b.
  • the secondary battery 1 includes a positive plate current deriving part 14a and a negative plate current deriving part 14b in a portion where the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b overlap when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction.
  • the current deriving parts 14 (positive plate current deriving part 14a and negative plate current deriving part 14b) are arranged so as to overlap, electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b can be prevented. Can be suppressed. Further, since the battery terminals 3 (positive battery terminal 3a, negative battery terminal 3b) are arranged so as to overlap, it is possible to suppress electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive battery terminal 3a and the negative battery terminal 3b. Thereby, the internal impedance of the plurality of secondary batteries 1 constituting the assembled battery can be measured with high accuracy.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining current vectors and magnetic flux.
  • FIG. 8 shows a current vector 17 indicating the direction and magnitude of the current flowing in the planes of the positive electrode plate 6 and the negative electrode plate 7, and the direction of the magnetic flux 18.
  • the magnitude of the current is the amount of charge per cross-sectional area of the conductor.
  • the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b are aligned at overlapping positions along the reference line 19, and the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b When the areas are equal, the magnitude of the current is the same in the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b, the current direction is opposite, and the magnetic flux 18 is canceled out.
  • a magnetic flux 18 rotating clockwise with respect to the direction of the current vector 17 is generated in a portion of the positive plate 6 other than the positive plate current deriving portion 14a and a portion of the negative plate 7 other than the negative plate current deriving portion 14b, and the respective currents are Since the magnitudes of are the same and the directions of the currents are opposite, the magnetic flux 18 is canceled out.
  • the electrode assembly 5 may have only one positive electrode plate 6 and only one negative electrode plate 7.
  • the magnetic flux generated from the positive plate current deriving part 14a and the magnetic flux generated from the negative plate current deriving part 14b are in opposite directions, so that the positive plate current deriving Since the portion 14a and the negative plate current deriving portion 14b at least partially overlap when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction, the magnetic flux generated from the positive plate current deriving portion 14a and the negative plate current deriving portion 14b are The magnetic flux generated from the magnetic flux can be weakened by each other. Thereby, it is possible to suppress electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b. Therefore, the internal impedance of the plurality of secondary batteries 1 constituting the assembled battery can be measured with high accuracy.
  • the positive electrode battery terminal 3a and the magnetic flux generated from the negative electrode battery terminal 3b are in opposite directions, the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b are By at least partially overlapping each other, the magnetic flux generated from the positive battery terminal 3a and the magnetic flux generated from the negative battery terminal 3b can be weakened. Thereby, electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b can be suppressed. Therefore, the internal impedance of the plurality of secondary batteries 1 constituting the assembled battery can be measured with higher accuracy.
  • Embodiment 2 A wound secondary battery having a wound structure according to Embodiment 2 will be described. Note that the wound type secondary battery is an example of a power storage device.
  • FIG. 9A is a side view showing an example of a wound secondary battery according to Embodiment 2.
  • FIG. 9B is a diagram for explaining the shapes of the positive electrode plate 6 and the negative electrode plate 7 according to the second embodiment.
  • the positive electrode plate 6 and the negative electrode plate 7 are each cut to a desired size, and then stacked on top of each other with a separator 8 interposed therebetween, and then wound to form a wound body as shown in FIG. 9A. 20 is prepared. Then, by sealing the wound body 20 with the laminate sheet 13 in a state where the electrolyte is moistened, a wound type secondary battery can be obtained.
  • a wound secondary battery includes an electrode assembly in which one positive electrode plate 6 and one negative electrode plate 7 are stacked. Also in the second embodiment, the positive plate current deriving portion 14a and the negative plate current deriving portion 14b are aligned so as to at least partially overlap when the electrode assembly is viewed from the stacking direction. Further, the battery terminals 3 are provided at the ends of the positive electrode plate 6 and the negative electrode plate 7 (specifically, the positive electrode plate current deriving part 14a and the negative electrode plate current deriving part 14b), and the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b are connected to each other. are aligned so that they at least partially overlap when the electrode assembly is viewed from the stacking direction. An insulator 4 is provided between the positive battery terminal 3a and the negative battery terminal 3b to prevent short circuit between the positive battery terminal 3a and the negative battery terminal 3b.
  • the electrode assembly may have a plurality of positive electrode plates 6 and a plurality of negative electrode plates 7, respectively.
  • the magnetic flux generated from the positive plate current deriving portion 14a and the magnetic flux generated from the negative plate current deriving portion 14b are in opposite directions. Since the current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b at least partially overlap when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction, the magnetic flux generated from the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving The magnetic flux generated from the portion 14b can be weakened. Thereby, it is possible to suppress electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b. Therefore, it is possible to accurately measure the internal impedance of a plurality of wound secondary batteries that constitute a battery pack.
  • the positive electrode battery terminal 3a and the magnetic flux generated from the negative electrode battery terminal 3b are in opposite directions, the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b are By at least partially overlapping each other, the magnetic flux generated from the positive battery terminal 3a and the magnetic flux generated from the negative battery terminal 3b can be weakened. Thereby, electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b can be suppressed. Therefore, it is possible to measure the internal impedance of the plurality of wound secondary batteries constituting the assembled battery with higher accuracy.
  • Embodiment 3 A coin-type secondary battery 21 according to Embodiment 3 will be described. The structure of the coin-type secondary battery 21 will be explained with reference to FIGS. 10 to 13. Note that the coin-type secondary battery 21 is an example of a power storage device.
  • FIG. 10 is a perspective view showing an example of a coin-shaped secondary battery 21 according to the third embodiment.
  • the coin-type secondary battery 21 includes a positive electrode can 22 and a negative electrode can 23, the positive electrode can 22 is connected to the positive electrode plate 6, and the negative electrode can 23 is connected to the negative electrode plate 7.
  • the coin-type secondary battery 21 has a structure in which a circular electrode assembly 24 (see FIG. 12, which will be described later) and an electrolyte are contained therein.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a circular electrode.
  • 11(a) is a plan view of the circular positive electrode plate 6
  • FIG. 11(b) is a plan view of the circular negative electrode plate 7.
  • the positive electrode plate 6, the negative electrode plate 7, and the separator 8 are formed into a circular shape, and a positive electrode plate current deriving part 14a, a negative electrode plate current deriving part 14b, a positive electrode current collecting part 15a, and a negative electrode current collecting part 15b are formed in the center. There are holes for placement.
  • the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b are aligned so as to at least partially overlap when the circular electrode assembly 24 is viewed from the stacking direction.
  • FIG. 12 is a perspective view for explaining the circular electrode assembly 24.
  • the circular electrode assembly 24 has a structure in which a plurality of positive electrode plates 6 (positive electrode plates 6a and 6b) and a plurality of negative electrode plates 7 are alternately laminated with separators 8 interposed therebetween, and are integrated with an adhesive tape 25 or the like. ing.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the coin-type secondary battery 21 taken along line (IV)-(IV) shown in FIG.
  • a circular electrode assembly 24 is sealed by a positive electrode can 22 and a negative electrode can 23 separated by a packing 26, and a positive electrode plate current deriving part 14a, a negative electrode plate current deriving part 14b, and a positive electrode current collecting part are arranged in the center of the circular electrode assembly 24.
  • 15a and a negative electrode current collector 15b are arranged.
  • the positive electrode current collector 15a is connected to the positive electrode can 22, and the negative electrode current collector 15b is connected to the negative electrode can 23.
  • the positive plate current deriving portion 14a and the positive current collecting portion 15a, and the negative plate current deriving portion 14b and the negative current collecting portion 15b are connected at connection points 16, respectively.
  • An insulator 4 is provided on the surfaces of the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b to prevent short circuit between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b.
  • the positive plate current deriving part 14a, the negative plate current deriving part 14b, etc. are not limited to the center of the circular electrode assembly 24, but may be located on the side surface side.
  • the circular electrode assembly 24 may have only one positive electrode plate 6 and one negative electrode plate 7. good.
  • the magnetic flux generated from the positive plate current deriving part 14a and the magnetic flux generated from the negative plate current deriving part 14b are in opposite directions, so that the positive plate Since the current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b at least partially overlap when the electrode assembly 5 is viewed from the stacking direction, the magnetic flux generated from the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving The magnetic flux generated from the portion 14b can be weakened. Thereby, it is possible to suppress electromagnetic induction interference due to mutual inductance between the positive plate current deriving part 14a and the negative plate current deriving part 14b. Therefore, the internal impedance of the plurality of coin-shaped secondary batteries 21 constituting the assembled battery can be measured with high accuracy.
  • the positive electrode battery terminal 3a and the negative electrode battery terminal 3b at least partially overlap when the electrode assembly is viewed from the stacking direction.
  • the negative electrode battery terminal 3b does not need to overlap at least partially when the electrode assembly is viewed from the stacking direction.
  • the secondary battery may also include other secondary batteries (lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, metal lithium batteries, lithium-ion polymer secondary batteries, sodium-ion batteries). , solid state batteries, etc.).
  • a secondary battery is used as an example of the power storage device, but the power storage device may be a lithium ion capacitor or the like.
  • the present disclosure can be applied to a battery pack that has a function of monitoring the state of a secondary battery such as a lithium ion battery.

Abstract

蓄電デバイス（１）は、正極活物質を含む正極板（６ａ、６ｂ）と負極活物質を含む負極板（７）とが積層された電極組立体（５）を備え、正極板（６ａ、６ｂ）は、端部に電流を導出するための正極板電流導出部（１４ａ）を有し、負極板（７）は、端部に電流を導出するための負極板電流導出部（１４ｂ）を有し、正極板電流導出部（１４ａ）と負極板電流導出部（１４ｂ）とは、電極組立体（５）を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なることを特徴とする。

Description

蓄電デバイス
　本開示は、リチウムイオン二次電池などの蓄電デバイスに関する。
　近年、電気自動車をはじめとする環境対応車や、再生可能エネルギーを安定供給させるための蓄電池など、二次電池を使用したアプリケーションが急増している。リチウムイオン電池（ＬｉＢ：Lithium-ion Battery）は、エネルギー密度が高いことから、このようなアプリケーションに採用されることが多い。
　車載用電池や蓄電池には、特許文献１に示すような、正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる内部電極対を複数積層し、この複数の内部電極対を電解液に浸漬させた状態で上下一対の外装材により密封してなる平板状のラミネート二次電池が知られている。
　このラミネート二次電池が、複数並べて配置され、その複数の二次電池が直列、または並列に接続され、組電池が構成されている。組電池は、電気を長時間にわたって使用可能とするために、容量を大きくすることが求められている。このため、このような組電池は、特許文献２に示すような、複数の二次電池を複数段に積み重ねてなる電池ブロックを、金属製またはプラスチック製の外装ケースに収納する構造で設計されている。この組電池は、複数の二次電池を直列に接続することで出力電圧を大きくし、複数の二次電池を並列に接続することで使用時間を長くできる。リチウムイオン二次電池が使用される場合は、過充電、過放電または温度によって劣化が加速することが知られており、最悪の場合では発煙発火、さらには爆発などの危険な状態に至ることもある。そのため、通常は電池監視装置が組み込まれて適切な制御下に置かれる。
　一般的に電池監視装置は、二次電池で構成される組電池のすべての二次電池の電圧と電流と温度を監視し、これらの測定データを用いて、各二次電池の状態を監視する。
　特許文献３には、高出力、高容量の電池パックとして、多数の二次電池を有し、多数の二次電池を集合化してなる組電池を備えた電池パックが開示されている。
　特許文献３に記載された電池パックでは、複数の二次電池が積層されて組電池が形成され、組電池の端面に、電池監視装置が実装された回路基板が配置されており、電圧検出線が電池ブロックを構成する二次電池と、組電池の端面に配置されている回路基板とを接続している。また、電圧検出線は、各二次電池の電極端子が位置する端子面に配置されると共に、電極端子に対して外側のスペースに位置するように構成されている。各電極端子に接続された複数の電圧検出線は、組電池の長手方向の回路基板側の端部まで引き出されている。
　また、二次電池の状態を監視する方法の一つとして、特許文献４には、二次電池のインピーダンスを測定する技術が開示されている。特許文献４では、電気化学インピーダンス分光法（ＥＩＳ：electrochemical impedance spectroscopy）を用いて、二次電池の内部インピーダンス特性を測定し、二次電池の状態をリアルタイムで監視できる電池監視装置が提案されている。また、この電池監視装置により、二次電池のインピーダンスを測定し、予め定められたインピーダンスと二次電池の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）や二次電池の劣化度（ＳＯＨ：state of health）との相関関係を参照して、測定されたインピーダンスに対応するＳＯＣ、ＳＯＨを推定し、電池状態を管理することも可能である。
　しかし、内部インピーダンス特性で得られる応答信号は、極めて微弱な信号であるため、外部で発生した電界や磁界などの影響を受けやすいという問題がある。例えば、二次電池の内部インピーダンス測定時に応答信号が入出力される電気経路（電池および電気経路）で誘導起電力が生じ、この誘導起電力の影響を受け、適正な測定ができない、電磁誘導障害といった問題がある。
　そこで、特許文献５では、誘導起電力が発生する電気回路経路で囲まれた面積範囲を最小に定め、誘導起電力の影響を抑制できる電池監視装置が提案されている。
特開２００６－４０７４７号公報 特開２０１７－６８９７２号公報 特開２０１５－１８５４１４号公報 特許第５４０３４３７号公報 特開２０２１－１１７２２１号公報
　組電池を構成する二次電池などの蓄電デバイスから磁界が発生すると、この磁界が組電池を構成する他の蓄電デバイスに干渉し、蓄電デバイス由来の電極および電解質などのインピーダンスを正確に測定することができないという問題がある。
　そこで、本開示は、組電池を構成する複数の二次電池の内部インピーダンスを精度よく測定することができる二次電池を提供する。
　本開示の一態様に係る蓄電デバイスは、正極活物質を含む正極板と負極活物質を含む負極板とが積層された電極組立体を備え、前記正極板は、端部に電流を導出するための正極板電流導出部を有し、前記負極板は、端部に電流を導出するための負極板電流導出部を有し、前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なることを特徴とする。
　本開示の一態様に係る蓄電デバイスによれば、組電池を構成する複数の蓄電デバイスの内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
実施の形態１に係る二次電池の一例を示す斜視図である。 図１に示す線（Ｉ）－（Ｉ）間における二次電池の断面図である。 実施の形態１に係る正極板の形状を説明するための図である。 図３に示す線（ＩＩ）－（ＩＩ）間における正極板の断面図である。 実施の形態１に係る負極板の形状を説明するための図である。 図５に示す線（ＩＩＩ）－（ＩＩＩ）間における負極板の断面図である。 図１に示す線（Ｉ）－（Ｉ）間における二次電池の断面図である。 電流ベクトルと磁束を説明するための図である。 実施の形態２に係る捲回型二次電池の一例を示す側面視図である。 実施の形態２に係る正極板および負極板の形状を説明するための図である。 実施の形態３に係るコイン型二次電池の一例を示す斜視図である。 円形電極を説明するための図である。 円形電極組立体を説明するための斜視図である。 図１０に示す線（ＩＶ）－（ＩＶ）間におけるコイン型二次電池の断面図である。
　本開示の一態様に係る蓄電デバイスは、正極活物質を含む正極板と負極活物質を含む負極板とが積層された電極組立体を備え、前記正極板は、端部に電流を導出するための正極板電流導出部を有し、前記負極板は、端部に電流を導出するための負極板電流導出部を有し、前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なることを特徴とする。
　正極板電流導出部から発生する磁束と負極板電流導出部から発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極板電流導出部と負極板電流導出部とが電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極板電流導出部から発生する磁束と負極板電流導出部から発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極板電流導出部と負極板電流導出部との相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の蓄電デバイスの内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
　例えば、前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極板電流導出部全体と前記負極板電流導出部全体とが一致するように重なっていてもよい。
　これにより、正極板電流導出部から発生する磁束と負極板電流導出部から発生する磁束とをさらに弱め合うことができ、正極板電流導出部と負極板電流導出部との相互インダクタンスによる電磁誘導障害をさらに抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の蓄電デバイスの内部インピーダンスをさらに精度よく測定することができる。
　例えば、前記蓄電デバイスは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とが重なる部分に、前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とを絶縁する絶縁体を備えていてもよい。
　これにより、正極板電流導出部と負極板電流導出部とが短絡することを抑制できる。
　例えば、前記蓄電デバイスは、前記正極板電流導出部と接続され、前記蓄電デバイスの外部に電流を導出するための正極電池端子と、前記負極板電流導出部と接続され、前記蓄電デバイスの外部に電流を導出するための負極電池端子と、を備え、前記正極電池端子と前記負極電池端子とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていてもよい。
　正極電池端子から発生する磁束と負極電池端子から発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極電池端子と負極電池端子とが電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極電池端子から発生する磁束と負極電池端子から発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極電池端子と負極電池端子との相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の蓄電デバイスの内部インピーダンスをさらに精度よく測定することができる。
　例えば、前記正極電池端子と前記負極電池端子とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極電池端子全体と前記負極電池端子全体とが一致するように重なっていてもよい。
　これにより、正極電池端子から発生する磁束と負極電池端子から発生する磁束とをさらに弱め合うことができ、正極電池端子と負極電池端子との相互インダクタンスによる電磁誘導障害をさらに抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の蓄電デバイスの内部インピーダンスをさらに精度よく測定することができる。
　例えば、前記蓄電デバイスは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極電池端子と前記負極電池端子とが重なる部分に、前記正極電池端子と前記負極電池端子とを絶縁する絶縁体を備えていてもよい。
　これにより、正極電池端子と負極電池端子とが短絡することを抑制できる。
　例えば、前記電極組立体は、前記正極板および前記負極板をそれぞれ複数有し、前記正極板と前記負極板とが交互に積層されていてもよい。
　このように、電極組立体は、複数の正極板および複数の負極板から構成されていてもよい。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
　（実施の形態１）
　実施の形態１に係る二次電池１について説明する。なお、二次電池１は、蓄電デバイスの一例である。
　まず、二次電池１の構造について、図１および図２を参照しつつ説明する。
　図１は、実施の形態１に係る二次電池１の一例を示す斜視図である。
　図１に示すように、二次電池１は板状に形成されており、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとを絶縁する絶縁体４を、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとの間に備え、正極電池端子３ａおよび負極電池端子３ｂが同じ位置から同じ向きへ突き出した構造を有する。正極電池端子３ａは、正極板電流導出部１４ａ（後述する図２参照）と接続され、二次電池１の外部に電流を導出するための電池端子である。負極電池端子３ｂは、負極板電流導出部１４ｂ（後述する図２参照）と接続され、二次電池１の外部に電流を導出するための電池端子である。二次電池１は、電極組立体５（後述する図２参照）を積層方向から見たときに正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが重なる部分に絶縁体４を備えることで、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが短絡することを抑制できる。
　図２は、図１に示す線（Ｉ）－（Ｉ）間における二次電池１の断面図である。図２は、図１のＹ方向プラス側から見た二次電池１の断面図である。
　二次電池１の筐体２に電極組立体５が収容され、電極組立体５は、正極活物質を含む正極板６と、負極活物質を含む負極板７と、正極板６と負極板７との間に配されたセパレータ８とを有する。電極組立体５では、正極板６と負極板７とが積層されている。例えば、電極組立体５は、正極板６および負極板７をそれぞれ複数有し、正極板６と負極板７とが交互に積層されている。図２には示されていないが、電極組立体５には、イオン伝導体である電解液が湿潤している。
　例えばリチウムイオン二次電池であれば、充電時には外部回路を通って負極板７に電子が供給され、同時にイオン伝導体の電解液（電解質）を介して正極板６からリチウムイオンが移動してきて負極板７に蓄積される。一方、放電時には、負極板７に蓄積されたリチウムイオンが電解液を介して正極板６に移動し、外部回路に電子が供給される。
　正極板６は、正極集電体９と、この正極集電体９に接する正極活物質層１０とを有し、負極板７は、負極集電体１１と、この負極集電体１１に接する負極活物質層１２とを有する。正極活物質層１０と負極活物質層１２はそれぞれセパレータ８側に向けて配置され、かつセパレータ８を介して互いに対向して配置されている。
　電極組立体５では、正極板６と負極板７とが交互に積層されており、例えば、板状の電極組立体５の一方主面に位置する電極板および他方主面に位置する電極板は正極板６である。
　一方主面および他方主面の正極板６は、正極集電体９と、この正極集電体９の片面に接する正極活物質層１０とを有し、正極板６ｂと記載している。また、一方主面および他方主面の正極板６の間に位置する正極板６は、正極集電体９と、この正極集電体９の両面に接する２つの正極活物質層１０とを有し、正極板６ｂと記載している。
　一方主面および他方主面の電極板が正極板６の場合、一方主面および他方主面の正極板６の間に位置する負極板７は、負極集電体１１と、この負極集電体１１の両面に接する２つの負極活物質層１２とを有する。
　なお、一方主面および他方主面の電極板が負極板７であってもよく、この場合、一方主面および他方主面の負極板７は、負極集電体１１と、この負極集電体１１の片面に接する負極活物質層１２とを有する。
　セパレータ８は空孔を有し、電解液中の電解質およびイオンを透過しながら正負極間を絶縁する。セパレータ８は、例えば不織布、微多孔膜などである。セパレータ８の材料は、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、またはナイロン樹脂等である。なお、セパレータ８を固体電解質で構成することもできる。
　例えば、筐体２の外装体は、ラミネートシート１３であり、ラミネートシート１３で電解液を湿潤した電極組立体５が密閉化される。
　このラミネートシート１３は、両面に樹脂シートを有する金属箔（例えばアルミニウム箔）で構成され、両面の樹脂シートはポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリアミド等の耐電解液性樹脂および熱可塑性樹脂を有する。そして、この熱可塑性樹脂を熱溶着することによって、外装体は、その縁部が溶着され、電池端子３が外装体によって封止される。
　また、ラミネートシート１３を用いて、外装体に電池端子３を配置した電極組立体５を封止する場合、電極組立体５をラミネートシート１３で挟み込み、電池端子３がはみ出るように外装体の開口部を封止する方法が好ましい。
　封止する方法としては、ヒートシール、インパルスシール、または高周波シール等による最内側の対向する熱可塑性樹脂層を熱融着する方法などが好ましいが、特にこれらに限定されるものではない。
　正極板６について、図３および図４を参照しつつ説明する。
　図３は、実施の形態１に係る正極板６の形状を説明するための図である。
　図３に示すように、正極板６は、端部に電流を導出するための正極板電流導出部１４ａを有する。正極板電流導出部１４ａは正極電池端子３ａと接続される。
　図４は、図３に示す線（ＩＩ）－（ＩＩ）間における正極板６の断面図である。
　正極板６は、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを含有する正極活物質層１０を正極集電体９の両面または片面に形成した構造となっている。図３および図４に示すように、正極板電流導出部１４ａは、正極集電体９の一部であり、正極集電体９の端部の幅が狭くなっている部分を正極板電流導出部１４ａとしている。正極板電流導出部１４ａは、正極活物質層１０で覆われていない。
　正極板６は、例えば、次の方法によって作製される。正極活物質と、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、および繊維状炭素などの導電助剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などのバインダとを、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）の溶剤を用いて均一に分散させ、ペースト状またはスラリー状の塗料を作製する。この組成物を正極集電体９上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により正極活物質層１０の厚みを調整する。これによって、正極板６を作製することができる。
　正極活物質の材料は、イオンを吸蔵放出し得る材料であれば特に限定されず、例えばリチウムイオン二次電池であれば、Ｍを遷移金属とする、Ｌｉ２ＭＯ３－ＬｉＭＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ（１－ｘ）ＣｏＯ２、ＬｉＮｉｘ（ＣｏＡｌ）（１－ｘ）Ｏ２、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等の層状酸化物系材料、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＭｎ（２－ｘ）ＭｘＯ４等のスピネル系材料、ＬｉＭＰＯ４等のオリビン系材料、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＳｉＯ４Ｆ等のフッ化オリビン系材料、またはＶ２Ｏ５等の酸化バナジウム系材料等であり、これらのうちの１種、または２種以上の混合物である。
　正極集電体９は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、チタン、ガドリニウム、またはこれらの合金などである。
　負極板７について、図５および図６を参照しつつ説明する。
　図５は、実施の形態１に係る負極板７の形状を説明するための図である。
　図５に示すように、負極板７は、端部に電流を導出するための負極板電流導出部１４ｂを有する。負極板電流導出部１４ｂは負極電池端子３ｂと接続される。
　図６は、図５に示す線（ＩＩＩ）－（ＩＩＩ）間における負極板７の断面図である。
　負極板７は、負極活物質、導電助剤およびバインダなどを含有する負極活物質層１２を負極集電体１１の両面または片面に形成した構造となっている。図５および図６に示すように、負極板電流導出部１４ｂは、負極集電体１１の一部であり、負極集電体１１の端部の幅が狭くなっている部分を負極板電流導出部１４ｂとしている。負極板電流導出部１４ｂは、負極活物質層１２で覆われていない。
　負極板７は、例えば、次の方法によって作製される。負極活物質と、バインダと、必要に応じて、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、および繊維状炭素などの導電助剤とを、ＮＭＰなどの溶剤を用いて均一に分散させ、ペースト状またはスラリー状の塗料を作製する。この組成物を負極集電体１１上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により負極活物質層１２の厚みまたは密度を調整する。これによって、負極板７が作製される。
　負極活物質の材料は、イオンを吸蔵放出し得る材料であれば特に限定されず、例えばリチウムイオン二次電池であれば、黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の炭素材料、リチウム金属材料、ケイ素もしくはケイ素酸化物、スズなどの合金系材料、またはＮｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２等の酸化物系材料等である。
　負極集電体１１は、銅、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、チタン、ガドリニウム、またはこれらの合金などである。
　次に、複数の正極板６（正極板６ａおよび６ｂ）と正極電池端子３ａとの接続について、図２を用いて説明する。
　図２に示す複数の正極板６のそれぞれの正極板電流導出部１４ａは、正極集電部１５ａを介して、正極電池端子３ａに接続される。例えば、複数の正極板電流導出部１４ａは、電極組立体５を積層方向から見たときに同じ位置にあり、重なるように整列され、正極集電部１５ａは、整列した複数の正極板電流導出部１４ａの側面に位置する。正極板電流導出部１４ａと正極集電部１５ａ、および、正極集電部１５ａと正極電池端子３ａは接続箇所１６で接続される。
　複数の負極板７と負極電池端子３ｂとの接続について、図７を用いて説明する。
　図７は、図１に示す線（Ｉ）－（Ｉ）間における二次電池の断面図である。図７は、図１のＹ方向マイナス側から見た二次電池１の断面図である。
　図７に示す複数の負極板７のそれぞれの負極板電流導出部１４ｂは、負極集電部１５ｂを介して、負極電池端子３ｂに接続される。例えば、複数の負極板電流導出部１４ｂは、電極組立体５を積層方向から見たときに同じ位置にあり、重なるように整列され、負極集電部１５ｂは、整列した複数の負極板電流導出部１４ｂの側面に位置する。負極板電流導出部１４ｂと負極集電部１５ｂ、および、負極集電部１５ｂと負極電池端子３ｂはそれぞれ接続箇所１６で接続される。
　図２および図７に示すように、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとは、電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なる。例えば、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとは、電極組立体５を積層方向から見たときに正極板電流導出部１４ａ全体と負極板電流導出部１４ｂ全体とが一致するように重なる（後述する図８参照）。なお、電極組立体５を積層方向から見たときに、正極板電流導出部１４ａが負極板電流導出部１４ｂ全体を覆うように重なっていてもよいし、負極板電流導出部１４ｂが正極板電流導出部１４ａ全体を覆うように重なっていてもよいし、正極板電流導出部１４ａの一部と負極板電流導出部１４ｂの一部とが重なっていてもよい。
　また、図２および図７に示すように、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとは、電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なる。例えば、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとは、電極組立体５を積層方向から見たときに正極電池端子３ａ全体と負極電池端子３ｂ全体とが一致するように重なる。なお、電極組立体５を積層方向から見たときに、正極電池端子３ａが負極電池端子３ｂ全体を覆うように重なっていてもよいし、負極電池端子３ｂが正極電池端子３ａ全体を覆うように重なっていてもよいし、正極電池端子３ａの一部と負極電池端子３ｂの一部とが重なっていてもよい。
　正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが短絡しないように正極板電流導出部１４ａおよび負極板電流導出部１４ｂの表面には絶縁体４が施されている。つまり、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとの間に絶縁体４が設けられている。二次電池１は、電極組立体５を積層方向から見たときに正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが重なる部分に、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとを絶縁する絶縁体４を備えることで、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが短絡することを抑制できる。
　電流導出部１４（正極板電流導出部１４ａ、負極板電流導出部１４ｂ）が重なるように整列されるため、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。また、電池端子３（正極電池端子３ａ、負極電池端子３ｂ）が重なるように整列されるため、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。これにより、組電池を構成する複数の二次電池１の内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
　次に、二次電池１から発生する磁界の向きと発生個所について、図８を用いて説明する。
　図８は、電流ベクトルと磁束を説明するための図である。
　図８では、正極板６および負極板７の平面に流れる電流の方向と電流の大きさを示す電流ベクトル１７と、磁束１８の方向を示す。電流の大きさは、導電体の断面積あたりの電荷流量である。
　導電体に電流を流した時、その電流は空間に磁界を発生する。この磁界は、アンペアの右ねじの法則に従い、電流の方向に対して垂直に右回転方向に磁界が流れ、磁束１８の大きさは、電流の大きさに比例する。また、複数の導電体から発生した磁束１８は、磁束１８の向きが同じところでは強まり、逆向きのところでは相殺されて弱まる。
　電流が正極板電流導出部１４ａから正極板６を流れると、電流ベクトル１７の方向に対し右回転の磁束１８が正極板電流導出部１４ａおよび正極板６に発生する。一方、負極板電流導出部１４ｂと負極板７には、正極板電流導出部１４ａおよび正極板６と逆向きの電流が流れ、正極側の磁束１８とは逆向きの磁束１８が発生する。
　図８に示すように、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが基準線１９に沿って重なる位置に整列され、かつ、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとの面積が等しい場合、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとで、電流の大きさが同じで、電流の向きが逆向きになり、磁束１８が相殺される。
　また、正極板６の正極板電流導出部１４ａ以外の部分と負極板７の負極板電流導出部１４ｂ以外の部分についても、電流ベクトル１７の方向に対し右回転の磁束１８が発生し、それぞれ電流の大きさが同じで、電流の向きが逆向きのため、磁束１８が相殺される。
　これにより、二次電池１から発生する磁束１８の組電池における他の二次電池１への干渉を抑制することができ、組電池を構成する複数の二次電池１の内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
　なお、電極組立体５が、正極板６および負極板７をそれぞれ複数有する例を説明したが、電極組立体５は、正極板６および負極板７をそれぞれ１つのみ有していてもよい。
　実施の形態１に係る二次電池１によれば、正極板電流導出部１４ａから発生する磁束と負極板電流導出部１４ｂから発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極板電流導出部１４ａから発生する磁束と負極板電流導出部１４ｂから発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の二次電池１の内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
　また、正極電池端子３ａから発生する磁束と負極電池端子３ｂから発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極電池端子３ａから発生する磁束と負極電池端子３ｂから発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の二次電池１の内部インピーダンスをさらに精度よく測定することができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る捲回構造を有する捲回型二次電池について説明する。なお、捲回型二次電池は、蓄電デバイスの一例である。
　図９Ａは、実施の形態２に係る捲回型二次電池の一例を示す側面視図である。
　図９Ｂは、実施の形態２に係る正極板６および負極板７の形状を説明するための図である。
　図９Ｂに示すように正極板６および負極板７をそれぞれ所望のサイズに切断してから、セパレータ８を介して重ね合わせて、これらを捲回することで、図９Ａに示すように捲回体２０を作製する。そして、この捲回体２０に電解液を湿潤した状態で、ラミネートシート１３で密閉化することにより、捲回型二次電池を得ることができる。
　実施の形態２では、捲回型二次電池は、１つの正極板６と１つの負極板７とが積層された電極組立体を備える。実施の形態２においても、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとは、電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なるように整列されている。また、正極板６および負極板７の端部（具体的には正極板電流導出部１４ａおよび負極板電流導出部１４ｂ）に、電池端子３が設けられ、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとは、電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なるように整列されている。正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが短絡しないように正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとの間には絶縁体４が施されている。
　なお、電極組立体が、正極板６および負極板７をそれぞれ１つのみ有する例を説明したが、電極組立体は、正極板６および負極板７をそれぞれ複数有していてもよい。
　実施の形態２に係る捲回型二次電池によれば、正極板電流導出部１４ａから発生する磁束と負極板電流導出部１４ｂから発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極板電流導出部１４ａから発生する磁束と負極板電流導出部１４ｂから発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の捲回型二次電池の内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
　また、正極電池端子３ａから発生する磁束と負極電池端子３ｂから発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極電池端子３ａから発生する磁束と負極電池端子３ｂから発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数の捲回型二次電池の内部インピーダンスをさらに精度よく測定することができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係るコイン型二次電池２１について説明する。コイン型二次電池２１の構造について、図１０から図１３を参照しつつ説明する。なお、コイン型二次電池２１は、蓄電デバイスの一例である。
　図１０は、実施の形態３に係るコイン型二次電池２１の一例を示す斜視図である。
　図１０に示すように、コイン型二次電池２１は、正極缶２２と負極缶２３を備え、正極缶２２は正極板６と接続され、負極缶２３は負極板７と接続されている。コイン型二次電池２１は、内部に円形電極組立体２４（後述する図１２参照）と電解液が入った構造を有する。
　図１１は、円形電極を説明するための図である。図１１の（ａ）は円形の正極板６の平面図であり、図１１の（ｂ）は円形の負極板７の平面図である。
　正極板６と、負極板７と、セパレータ８は円形状に成形されており、中心部に正極板電流導出部１４ａおよび負極板電流導出部１４ｂと正極集電部１５ａおよび負極集電部１５ｂが配置できるように穴が開いている。
　実施の形態３においても、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとは、円形電極組立体２４を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なるように整列される。
　図１２は、円形電極組立体２４を説明するための斜視図である。
　円形電極組立体２４は、複数の正極板６（正極板６ａおよび６ｂ）と複数の負極板７とがセパレータ８を介して交互に積層され、粘着テープ２５などで一体化された構造を有している。
　図１３は、図１０に示す線（ＩＶ）－（ＩＶ）間におけるコイン型二次電池２１の断面図である。
　パッキン２６で隔たれた正極缶２２と負極缶２３によって、円形電極組立体２４が封止され、円形電極組立体２４の真中に正極板電流導出部１４ａおよび負極板電流導出部１４ｂと正極集電部１５ａおよび負極集電部１５ｂが配置されている。正極集電部１５ａは正極缶２２と接続され、負極集電部１５ｂは負極缶２３と接続されている。正極板電流導出部１４ａと正極集電部１５ａ、および、負極板電流導出部１４ｂと負極集電部１５ｂがそれぞれ接続箇所１６で接続されている。正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂが短絡しないように正極板電流導出部１４ａおよび負極板電流導出部１４ｂの表面には絶縁体４が施されている。なお、正極板電流導出部１４ａおよび負極板電流導出部１４ｂなどは、円形電極組立体２４の真中に限らず、側面側に位置していてもよい。
　なお、円形電極組立体２４が、正極板６および負極板７をそれぞれ複数有する例を説明したが、円形電極組立体２４は、正極板６および負極板７をそれぞれ１つのみ有していてもよい。
　実施の形態３に係るコイン型二次電池２１によれば、正極板電流導出部１４ａから発生する磁束と負極板電流導出部１４ｂから発生する磁束とは、逆向きとなっているため、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとが電極組立体５を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていることで、正極板電流導出部１４ａから発生する磁束と負極板電流導出部１４ｂから発生する磁束とを弱め合うことができる。これにより、正極板電流導出部１４ａと負極板電流導出部１４ｂとの相互インダクタンスによる電磁誘導障害を抑制することができる。したがって、組電池を構成する複数のコイン型二次電池２１の内部インピーダンスを精度よく測定することができる。
　（その他の実施の形態）
　以上、本開示の複数の態様に係る二次電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　例えば、上記実施の形態１、２では、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが、電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なる例を説明したが、正極電池端子３ａと負極電池端子３ｂとが、電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なっていなくてもよい。
　例えば、二次電池としてリチウムイオン電池である例を説明したが、二次電池は、その他の二次電池（鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、金属リチウム電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ナトリウムイオン電池、固体電池など）であってもよい。
　また、上記実施の形態では、蓄電デバイスとして二次電池を例にあげて説明したが、蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタなどであってもよい。
　本開示は、リチウムイオン電池などの二次電池の状態を監視する機能を有する電池パックに適用できる。
　１　二次電池
　２　筐体
　３　電池端子
　３ａ　正極電池端子
　３ｂ　負極電池端子
　４　絶縁体
　５　電極組立体
　６、６ａ、６ｂ　正極板
　７　負極板
　８　セパレータ
　９　正極集電体
　１０　正極活物質層
　１１　負極集電体
　１２　負極活物質層
　１３　ラミネートシート
　１４　電流導出部
　１４ａ　正極板電流導出部
　１４ｂ　負極板電流導出部
　１５ａ　正極集電部
　１５ｂ　負極集電部
　１６　接続箇所
　１７　電流ベクトル
　１８　磁束
　１９　基準線
　２０　捲回体
　２１　コイン型二次電池
　２２　正極缶
　２３　負極缶
　２４　円形電極組立体
　２５　粘着テープ
　２６　パッキン

Claims (7)

  1. 　正極活物質を含む正極板と負極活物質を含む負極板とが積層された電極組立体を備え、
    　前記正極板は、端部に電流を導出するための正極板電流導出部を有し、
    　前記負極板は、端部に電流を導出するための負極板電流導出部を有し、
    　前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なることを特徴とする
    　蓄電デバイス。
  2. 　前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極板電流導出部全体と前記負極板電流導出部全体とが一致するように重なることを特徴とする
    　請求項１に記載の蓄電デバイス。
  3. 　前記蓄電デバイスは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とが重なる部分に、前記正極板電流導出部と前記負極板電流導出部とを絶縁する絶縁体を備えることを特徴とする
    　請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
  4. 　前記蓄電デバイスは、
    　前記正極板電流導出部と接続され、前記蓄電デバイスの外部に電流を導出するための正極電池端子と、
    　前記負極板電流導出部と接続され、前記蓄電デバイスの外部に電流を導出するための負極電池端子と、を備え、
    　前記正極電池端子と前記負極電池端子とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに少なくとも部分的に重なることを特徴とする
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
  5. 　前記正極電池端子と前記負極電池端子とは、前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極電池端子全体と前記負極電池端子全体とが一致するように重なることを特徴とする
    　請求項４に記載の蓄電デバイス。
  6. 　前記蓄電デバイスは、
    　前記電極組立体を積層方向から見たときに前記正極電池端子と前記負極電池端子とが重なる部分に、前記正極電池端子と前記負極電池端子とを絶縁する絶縁体を備えることを特徴とする
    　請求項４または５に記載の蓄電デバイス。
  7. 　前記電極組立体は、前記正極板および前記負極板をそれぞれ複数有し、前記正極板と前記負極板とが交互に積層されていることを特徴とする
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
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