WO2024063103A1 - 二次電池 - Google Patents

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secondary battery
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健太 江口
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株式会社村田製作所
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    • H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells

Definitions

  • the present disclosure relates to secondary batteries.
  • the secondary battery has a housing section that houses the electrode assembly.
  • a foldable exterior material may be used for this housing section.
  • the housing section in the patent document below has an exterior material formed into a cylindrical shape and a resin cover that seals the opening of the exterior material.
  • Patent No. 5395749 Japanese Patent Application Publication No. 2011-86623
  • Patent Document 1 a through hole is provided in the resin cover in order to pull out the tab to the outside of the housing portion. Therefore, it is necessary to seal the through hole, and the airtightness of the housing portion is low. Moreover, the resin cover of Patent Document 2 extends along the tab and is large in size. Therefore, the space occupied by the electrode assembly is relatively narrow. Furthermore, in the secondary battery of Patent Document 2, the ends of the exterior material are thermally welded to each other in a state where they are overlapped with the electrode assembly. Therefore, it has a thermal effect on the electrode assembly.
  • the present disclosure aims to provide a secondary battery that has an excellent airtightness of the storage section, avoids narrowing of the space occupied by the electrode assembly, and further avoids thermal effects on the electrode assembly.
  • a secondary battery includes an electrode assembly and a housing section that houses the electrode assembly.
  • the electrode assembly includes a wound body formed by winding a laminate in which a positive electrode and a negative electrode are laminated with a separator interposed therebetween, and a tab extending from an edge of the positive electrode and the negative electrode.
  • the wound body has an outer circumferential surface extending in a circumferential direction with respect to a winding center of the winding body, and two side portions facing in a central direction parallel to the winding center. The tab extends from a side of the roll.
  • the accommodating portion includes a metal cover that covers a part of the outer peripheral surface of the wound body and a side part of the wound body and electrically connects to the tab, and a metal cover that covers a part of the outer peripheral surface of the wound body and a side part of the wound body, and a metal cover that covers a part of the outer peripheral surface of the wound body and electrically connects to the tab.
  • an exterior member extending in the direction.
  • the exterior material is wound around the outer circumferential surface of the wound body to surround the wound body, and the end portion in the center direction is overlapped and welded to the outer circumferential surface of the metal cover;
  • a sealing portion is provided on the outer periphery of the exterior material main body and is formed by welding a pair of extending portions extending from one end and the other end in the circumferential direction of the exterior material main body.
  • the housing portion has excellent airtightness. Furthermore, the space occupied by the electrode assembly is reduced. Furthermore, thermal effects on the electrode assembly can be avoided.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of each component of the secondary battery according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the cross section of the wound body.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a welding process, a fitting process, and an exterior material wrapping process in the method for manufacturing a secondary battery according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an exterior material welding process, an initial charging process, and a separating process in the method for manufacturing a secondary battery according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a secondary battery after the bending step and all steps in the method for manufacturing a secondary battery according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of the secondary battery of Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 3.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 4.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the center line of the secondary battery of the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective view of a secondary battery of Embodiment 6.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the secondary battery of Embodiment 6.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 7.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of each component of the secondary battery according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the cross section of the wound body.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 1.
  • the secondary battery 100 according to the first embodiment includes an electrode assembly 1 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2), a housing part 2 that houses the electrode assembly 1, It is equipped with Further, the housing section 2 includes an exterior material 3 and two metal covers 4.
  • the type of secondary battery is not particularly limited, but in this embodiment, an example of application to a lithium ion secondary battery will be described.
  • the electrode assembly 1 includes a wound body 5 and two tabs 6 extending from the wound body 5.
  • the wound body 5 includes a positive electrode 5a, a negative electrode 5b, and a separator 5c.
  • the positive electrode 5a, the negative electrode 5b, and the separator 5c are each belt-shaped components.
  • the wound body 5 is manufactured by laminating the positive electrode 5a, the separator 5c, the negative electrode 5b, and the separator 5c in this order, and winding the laminated body.
  • the center around which the positive electrode 5a, the negative electrode 5b, and the separator 5c are each wound will be referred to as a winding center X (see FIGS. 2 and 5). Further, a direction parallel to the winding center X is referred to as a center direction.
  • the wound body 5 has a rectangular parallelepiped shape and has six faces. Two of the six surfaces of the wound body 5 are side portions 10 facing toward the center. This side portion 10 consists of the edges of the positive electrode 5a, the negative electrode 5b, and the separator 5c.
  • one of the two side portions 10 will be referred to as one side portion 11 and the other side portion 12 will be referred to as the other side portion 12.
  • the direction toward which the one side portion 11 faces is referred to as a first direction X1
  • the opposite direction is referred to as a second direction X2.
  • the remaining four of the six faces of the wound body 5 are arranged in order in the circumferential direction around the winding center X, forming the outer peripheral surface 13.
  • This outer peripheral surface 13 is made of a separator 5c and is insulated.
  • the four faces that make up the outer peripheral surface 13 will be referred to as the first side surface 14, the second side surface 15, the third side surface 16 (not shown in FIG. 2, see FIG. 5), and the fourth side surface 17, in that order in the counterclockwise direction when viewed from one side portion 11.
  • the tab 6 has a positive electrode tab 8 provided at the edge of the positive electrode 5a and a negative electrode tab 9 provided at the edge of the negative electrode 5b.
  • the positive electrode tab 8 and the negative electrode tab 9 are each a band-shaped metal film.
  • the positive electrode tab 8 extends from one side 11 of the wound body 5 .
  • the negative electrode tab 9 extends from the other side portion 12.
  • the positive electrode tab 8 is manufactured from aluminum.
  • the negative electrode tab 9 is made of nickel or copper.
  • the metal cover 4 has a first metal cover 20 arranged in a first direction X1 with respect to the electrode assembly 1, and a second metal cover 21 arranged in a second direction X2.
  • the first metal cover 20 and the second metal cover 21 have the same shape. Therefore, in the following, the first metal cover 20 will be explained, and the explanation of the second metal cover 21 will be omitted.
  • the first metal cover 20 has a cylindrical shape with a bottom. That is, the first metal cover 20 includes a cylindrical plate 22 having a cylindrical shape and a bottom plate 23 forming a bottom wall of the cylindrical plate 22.
  • the cylindrical plate 22 has a rectangular frame shape. As shown in FIG. 4, the cylindrical plate 22 is fitted to the end of the electrode assembly 1 in the first direction X1. That is, the inner peripheral surface 24 of the cylindrical plate 22 fits into the outer peripheral surface 13 of the electrode assembly 1. Thereby, the first metal cover 20 is integrated with the electrode assembly 1.
  • the bottom plate 23 is arranged in the first direction X1 with respect to the one side 11 of the electrode assembly 1 and covers the one side 11.
  • the bottom plate 23 has a flat plate shape along one side portion 11. Therefore, the metal cover 4 of this embodiment is downsized in the center direction. Further, the bottom plate 23 has a facing surface 25 facing in the second direction X2.
  • the tip 8a of the positive electrode tab 8 is welded to the opposing surface 25. Thereby, the first metal cover 20 and the positive electrode tab 8 are electrically connected. Further, in the positive electrode tab 8, a portion between the tip 8a of the positive electrode tab 8 and the base 8b of the positive electrode tab 8 is folded between the bottom plate 23 and the wound body 5.
  • the first metal cover 20 of Embodiment 1 is a clad material. That is, the first metal cover 20 has an inner layer and an outer layer, and the inner layer and the outer layer are made of different metal materials. Specifically, the first metal cover 20 has an aluminum layer 20a as an inner layer and a nickel layer 20b as an outer layer. According to this, the aluminum layer 20a has a passive film and does not corrode even if the electrolyte adheres to it. Therefore, corrosion of the metal cover 4 (nickel layer 20b) is avoided. On the other hand, the nickel layer 20b is disposed on the outer layer, and electrical connectivity between the first metal cover 20 and an external circuit (not shown) is improved.
  • the inner layer of the first metal cover 20 of the present disclosure may be formed of titanium, platinum, or gold, and is not limited to aluminum.
  • the second metal cover 21 is made of nickel or stainless steel.
  • the exterior material 3 is a flexible film, sometimes called a laminate film. Although not particularly shown, the exterior material 3 has three layers: an aluminum layer, a nylon layer laminated on the outer peripheral side of the aluminum layer, and a polypropylene layer laminated on the inner peripheral side of the aluminum layer.
  • the aluminum layer is a layer for blocking moisture.
  • the nylon layer is a layer for improving strength.
  • the polypropylene layer is a layer that is melted by heating and welded to other parts.
  • the exterior material 3 includes an exterior material body 30 that goes around the outer peripheral surface 13 of the wound body 5, and a seal portion 31 that is arranged on the outer peripheral side of the exterior material body 30. There is.
  • the end portion 30a of the exterior material main body 30 in the first direction X1 is overlapped with the outer circumferential surface 26 of the cylindrical plate 22 of the first metal cover 20. Further, the end portion 30a of the exterior material main body 30 in the first direction X1 is welded to the cylindrical plate 22. Thereby, the space between the exterior material main body 30 and the first metal cover 20 is sealed.
  • the end of the exterior material main body 30 in the second direction X2 is overlapped with the outer peripheral side of the cylindrical plate 22 of the second metal cover 21 and is welded to the cylindrical plate 22. Therefore, the space between the exterior material main body 30 and the second metal cover 21 is also sealed.
  • the central portion 30b of the exterior material main body 30 in the center direction does not overlap the cylindrical plate 22. Therefore, the central portion 30b of the exterior material main body 30 in the center direction is separated from the outer circumferential surface 13 of the wound body 5, and a gap S is provided. As shown in FIG. 5, this gap S extends in the circumferential direction and has an annular shape. Further, one end 30c and the other end 30d in the circumferential direction (wrapping direction) of the exterior material main body 30 are arranged on the outer peripheral side of the fourth side surface 17. Furthermore, one end 30c and the other end 30d of the exterior material main body 30 are not welded.
  • the seal portion 31 is formed by welding a pair of extending portions 31a and 31b extending from one end 30c and the other end 30d of the exterior material main body 30. Thereby, the space between the one end 30c and the other end 30d of the exterior material main body 30 is sealed. Further, the length of the seal portion 31 is approximately the same as the length of the fourth side surface 17 of the wound body 5 in the circumferential direction. Further, the seal portion 31 is in contact with the outer circumferential surface 32 of the exterior material main body 30. In other words, the seal portion 31 is arranged on the outer peripheral side with respect to the exterior material main body 30. The seal portion 31 is adhered to the outer circumferential surface 32 of the exterior material main body 30 with a double-sided tape (not shown). Note that the method of fixing the seal portion to the outer circumferential surface 32 is not limited to double-sided tape.
  • the manufacturing method of the secondary battery 100 includes a welding process S1, a fitting process S2, an exterior material wrapping process S3, an exterior material welding process S4, an initial charging process S5, a separating process S6, and a bending process S7. include. The details of each step will be explained below.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a welding process, a fitting process, and an exterior material wrapping process in the method for manufacturing a secondary battery according to Embodiment 1.
  • the welding step S1 is a step of welding the tab 6 of the electrode assembly 1 and the metal cover 4. Specifically, welding is performed with the metal cover 4 separated from the side portion 10 of the electrode assembly 1. Further, the metal cover 4 is in a state where the opposing surface 25 faces upward, and the tip 8a of the tab 6 is overlapped with the opposing surface 25. Then, welding is performed from above the tab 6.
  • the opposing surface 25 of the first metal cover 20 is made of an aluminum layer 20a (not shown in FIG. 6; see FIG. 4) made of the same material as the positive electrode tab 8. Therefore, it is compatible with welding.
  • the end of the wound body 5 is inserted into the inner peripheral side of the cylindrical plate 22 of the metal cover 4.
  • the outer circumferential surface 13 of the wound body 5 fits into the inner circumferential surface 24 of the cylindrical plate 22 . Note that when fitting, the tab 6 is folded.
  • the sheathing material wrapping step S3 is a step of wrapping the sheathing material 3 around the outer circumferential side of the electrode assembly 1. Specifically, the sheathing material 3 is wrapped around the outer circumferential side of the electrode assembly 1 by one turn. Further, one end 3a and the other end 3b of the exterior material 3 in the circumferential direction (wrapping direction) are overlapped. In addition, before winding around the electrode assembly 1, the recessed part 36 is formed in the one end part 3a of the exterior material 3.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an exterior material welding step, an initial charging step, and a separation step in the method for manufacturing a secondary battery according to the first embodiment.
  • the exterior material welding step S4 is a step of heating along both ends 3d of the exterior material 3 in the center direction (see the locations marked with x in FIG. 7).
  • the end portion 3d of the portion of the sheathing material 3 that is wrapped around the outer circumferential side of the electrode assembly 1 is welded to the cylindrical plate 22 of the metal cover 4, and the sheathing material main body 30 is generated.
  • the ends 3d of the one end 3a and the other end 3b of the exterior material 3 are welded together to form an overlapping part 34.
  • the overlapping portion 34 has an opening 35 at the end that is not continuous with the exterior material main body 30.
  • the battery is arranged so that the opening 35 faces upward, and an electrolytic solution (not shown) is injected from the opening 35 (see arrow A). According to this, the electrolytic solution passes through the inside of the overlapping part 34 and is supplied into the inside of the exterior material main body 30. Next, the opening 35 is heated and sealed, and initial charging is performed. According to this, the gas generated on the surfaces of the positive electrode 5a and the negative electrode 5b rises, moves from the exterior material main body 30 to the overlapping part 34, and accumulates in the recess 36 of the overlapping part 34.
  • the overlapping portion 34 is cut toward the center so as to leave a portion 34a of the overlapping portion 34 that is closer to the exterior material body 30. As a result, the portion of the overlapping portion 34 that includes the recess 36 is cut off. Also in this process, the remaining portion 34a of the overlapping portion 34 is heated and sealed. This forms the seal portion 31.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a secondary battery after the bending step and all steps in the method for manufacturing a secondary battery according to Embodiment 1.
  • the seal portion 31 is bent and brought into contact with the outer circumferential surface 32 of the exterior material main body 30. Furthermore, a double-sided tape (not shown) is placed between the outer circumferential surface 32 of the exterior material main body 30 and the seal portion 31. Thereby, the seal portion 31 extends along the outer circumferential surface 32 of the exterior material main body 30.
  • the secondary battery 100 is completed (see END in FIG. 8).
  • the airtightness of the housing section 2 is high.
  • the bottom plate 23 of the metal cover 4 has a flat plate shape, and the space occupied by the metal cover 4 is small. Therefore, the space occupied by the electrode assembly 1 can be increased, and the capacity can be increased.
  • the seal portion 31 of the exterior material 3 is thermally welded to the wound body 5 without being overlapped. Therefore, the wound body 5 is not affected by heat.
  • FIG. 9 is a perspective view of the secondary battery of Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG.
  • the secondary battery 100A of the second embodiment has a positive electrode tab 8A and a negative electrode tab 9A provided on the same side 10 (one side 11) of the wound body 5. , which is different from the first embodiment.
  • the secondary battery 100A of the second embodiment differs from the first embodiment in that it includes a metal cover 4A instead of the metal cover 4. Details will be explained below.
  • the metal cover 4A includes a first metal cover 20A.
  • a through hole 27, an electrode terminal 28, and an insulating portion 29 are provided in the bottom plate 23A of the first metal cover 20A.
  • the through hole 27 is a hole that penetrates the bottom plate 23A toward the center.
  • the electrode terminal 28 is made of a metal material and is inserted into the through hole 27. Therefore, one end of the electrode terminal 28 is disposed inside the housing portion 2, and the other end is disposed outside the housing portion 2.
  • a positive electrode tab 8A is welded to one end of the electrode terminal 28.
  • the negative electrode tab 9A is welded to the bottom plate 23A of the metal cover 4A.
  • the insulating portion 29 is for insulating the bottom plate 23A and the electrode terminal 28.
  • the insulating portion 29 extends along the edge of the through hole 27 and forms a ring shape.
  • the insulating portion 29 also seals between the edge of the through hole 27 and the electrode terminal 28.
  • the secondary battery 100A of embodiment 2 has a cover 40 instead of the second metal cover 21 as a part that covers the other side portion 12 of the wound body 5.
  • the cover 40 is made of an insulating material and has a bottomed cylindrical shape like the second metal cover 21.
  • the cylindrical plate 41 of the cover 40 fits into the end of the wound body 5 in the second direction X2.
  • the bottom plate 42 of the cover 40 abuts against the other side portion 12.
  • the through hole 27 is provided in only one of the two covers (the first metal cover 20A). Therefore, the airtightness of the accommodating portion 2A is higher than in the case where each of the two covers is provided with a through hole.
  • the first metal cover 20A and the cover 40 similarly to the first embodiment, have a flat plate shape along the side portion 10 of the wound body 5. Therefore, the space occupied by the electrode assembly can be increased, and the capacity can be increased.
  • Embodiment 2 has been described above, it is not essential that the secondary battery of the present disclosure has two metal covers.
  • the side portion 10 on both sides of the wound body 5 may be covered with a metal cover.
  • the other side portion 12 of the wound body 5 is covered with the cover 40, but the end portion of the exterior material 3 in the second direction X2 may be sealed by heat welding. Not particularly limited.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 3.
  • the secondary battery 100B of the third embodiment differs from the secondary battery 100 of the first embodiment in that it includes a covering portion 50.
  • the covering portion 50 covers only the end surface 20c of the nickel layer 20b, which is the outer layer, of the end portion of the cylindrical plate 22.
  • the end surface 20c of the nickel layer 20b is exposed to the gap S (see FIG. 4). Therefore, there is a possibility that the electrolyte will adhere and corrode.
  • the end surface 20c of the nickel layer 20b is covered with the covering portion 50, and the electrolytic solution does not adhere thereto. Therefore, corrosion of the nickel layer 20b can be avoided.
  • the covering portion 50 is welded to the end surface 20c of the nickel layer 20b by welding resin in advance, and when thermally welding it to the sheathing material 3 (see the sheathing material welding step S4 in FIG. 7). You can do it like this.
  • the covering portion 50 may be formed by welding a nylon layer provided on the inner peripheral side of the exterior material 3 to the end surface 20c of the nickel layer 20b.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 4.
  • the secondary battery 100C of the fourth embodiment differs from the secondary battery 100 of the first embodiment in that it includes an exterior packaging material 3C instead of the exterior packaging material 3.
  • the center portion 30b in the center direction of the exterior material main body 30C is recessed toward the inner circumferential side than the end portion 30a in the center direction. Therefore, the central portion 30b of the exterior material main body 30C in the center direction is in contact with the outer circumferential surface 13 of the wound body 5.
  • the gap S was provided between the central portion 30b of the exterior material main body 30 and the outer circumferential surface 13 of the wound body 5 (see FIGS. 4 and 5), but in the fourth embodiment, There is no gap S between the central portion 30b and the outer circumferential surface 13.
  • the center portion of the outer circumferential surface 13 of the wound body 5 in the center direction (the center portion 30b is The load is transmitted to the contact area). Furthermore, when a load toward the inner circumference is input to the end 30a of the exterior material main body 30C, the load is applied to the end of the outer circumferential surface 13 of the wound body 5 in the center direction (the part where the cylindrical plate 22 fits). communicates.
  • the first embodiment when a load is input to the central portion 30b of the exterior material main body 30, the load is transmitted to the outer circumferential surface 13 of the wound body 5 via the cylindrical plate 22 of the metal cover 4.
  • the exterior material main body 30 of the first embodiment all the loads input to the center portion 30b and the end portions 30a are transmitted to the portion of the outer circumferential surface 13 where the cylindrical plate 22 fits. Therefore, according to the fourth embodiment, the load acting on the wound body 5 is dispersed, and the operation of the electrode assembly 1 is stabilized. Further, the exterior material main body 30C covers the end surface 20c of the nickel layer 20b of the cylindrical plate 22. Therefore, corrosion of the nickel layer 20b is avoided.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 5.
  • the secondary battery 100D of the fifth embodiment differs from the secondary battery 100 of the first embodiment in that it includes a cylindrical member 51.
  • the cylindrical member 51 is arranged between the central portion 30b of the exterior material main body 30 and the outer circumferential surface 13 of the wound body 5.
  • the load acting on the wound body 5 is dispersed similarly to the fourth embodiment. Further, the load is absorbed by the cylindrical member 51, and the load acting on the wound body 5 is reduced.
  • the cylindrical member 51 is made of an insulating material.
  • the end 51a toward the center of the cylindrical member 51 abuts against the end face of the cylindrical plate 22 of the metal cover 4. This prevents electrical conduction between the first metal cover 20 and the second metal cover 21.
  • the end face 20c of the nickel layer 20b in the first metal cover 20 is covered by the end 51a of the cylindrical member 51. This prevents corrosion of the nickel layer 20b.
  • the cylindrical member 51 has the same thickness as the cylindrical plate 22; however, in the present disclosure, the thickness of the cylindrical member 51 may be larger or smaller than the cylindrical plate 22. good.
  • FIG. 14 is a perspective view of a secondary battery of Embodiment 6.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the secondary battery of Embodiment 6.
  • the secondary battery 100E of the sixth embodiment differs from the first embodiment in that the cross-sectional shape perpendicular to the winding center X is circular.
  • the outer peripheral surface 13 of the wound body 5E of the electrode assembly 1E has a circular shape.
  • the cylindrical plate 22E of the metal cover 4E has a cylindrical shape
  • the bottom plate 23E has a circular shape.
  • the exterior material main body 30E of the exterior material 3E has a cylindrical shape.
  • the seal portion 31E extends along the outer circumferential surface 32 of the exterior material main body 30E and has an arc shape. Even with such a secondary battery 100E, the same effects as in the first embodiment can be achieved.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken toward the center of the secondary battery of Embodiment 7.
  • the secondary battery 100F of the seventh embodiment differs from the first embodiment in that it includes a first metal cover 20F instead of the first metal cover 20.
  • the first metal cover 20F is made of a clad material as in the first embodiment, and consists of two layers: an aluminum layer 20a and a nickel layer 20b. It also includes a cylindrical plate 22F and a bottom plate 23F.
  • the cylindrical plate 22F is made of a single layer of aluminum layer 20a.
  • the bottom plate 23F has an aluminum layer 20a as an inner layer and a nickel layer 20b as an outer layer.
  • the secondary battery 100F of the seventh embodiment it is possible to avoid the fact that the end surface 20c (see FIG. 11, etc.) of the nickel layer 20b adheres to the electrolytic solution and corrodes. Further, since the bottom plate 23F has the nickel layer 20b, good electrical connection with an external circuit can be maintained. Furthermore, the thickness of the cylindrical plate 22F is reduced, and the space occupied by the electrode assembly can be relatively increased.
  • an electrode assembly a accommodating portion that accommodates the electrode assembly; Equipped with The electrode assembly includes: A wound body formed by winding a laminate in which a positive electrode and a negative electrode are laminated with a separator interposed therebetween; a tab extending from an edge of the positive electrode and the negative electrode; has The wound body is an outer peripheral surface extending in the circumferential direction with respect to the winding center of the wound body; two side portions facing the center direction parallel to the winding center; has the tab extends from a side of the wound body;
  • the accommodating part is a metal cover that covers a part of the outer circumferential surface of the rolled body and a side part of the rolled body and is electrically connected to the tab; an exterior material extending in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the wound body; Equipped with The exterior material is an exterior material main body that is wound around the outer circumferential surface of the wound body, surrounds the circumference of the wound body, and has an end portion
  • the metal cover has a facing surface facing a side of the wound body, The secondary battery according to (1), wherein the tab is electrically connected to the opposing surface and folded between the opposing surface and the electrode assembly.
  • the metal cover has a facing surface facing a side of the wound body, The secondary battery according to (1) or (2), wherein the tab is welded to the opposing surface.
  • the tab extends from the edge of the positive electrode and has a positive electrode tab made of aluminum;
  • the metal cover has a positive electrode metal cover,
  • the positive electrode metal cover is an aluminum layer welded to the positive electrode tab; a nickel layer disposed outside the aluminum layer;
  • the secondary battery according to (3) having: (5)
  • the tab is a positive electrode tab extending from the edge of the positive electrode; a negative electrode tab extending from the edge of the negative electrode; has The positive electrode tab and the negative electrode tab extend from one side of one of the two sides,
  • the metal cover is a bottom plate that covers the side of the wound body; a through electrode inserted into a through hole provided in the bottom plate and electrically connected to the positive electrode tab; an annular insulator extending along an edge of the through hole and insulating the bottom plate and the through electrode; has The secondary battery according to (1) or (2), wherein the negative electrode tab is welded to the bottom plate.
  • the metal cover has a cylindrical plate that covers a part of the outer peripheral surface of the wound body,
  • the exterior material main body is a welding part located at the end in the center direction and welding to the cylindrical plate; a facing part located closer to the center in the center direction than the welded part and facing the outer peripheral surface; has The secondary battery according to any one of (1) to (5), wherein the opposing portion is recessed toward the inner circumferential side of the welded portion and is in contact with the outer circumferential surface.
  • the metal cover has a cylindrical plate that covers a part of the outer peripheral surface of the wound body,
  • the exterior material main body is a welding part located at the end in the center direction and welding to the cylindrical plate; a facing part located closer to the center in the center direction than the welded part and facing the outer peripheral surface; has An annular spacer is provided between the facing portion and the outer peripheral surface.
  • Electrode assembly 2 Housing section 3, 3C, 3E Exterior material 4, 4A Metal cover 5 Winding body 5a Positive electrode 5b Negative electrode 5c Separator 6 Tab 8, 8A Positive electrode tab 9, 9A Negative electrode tab 10 Side part 11 One side part 13 Outer surface 20, 20F First metal cover 20a Aluminum layer 20b Nickel layer 21 Second metal cover 22, 22E, 22F Cylindrical plate 23, 23E, 23F Bottom plate 25 Opposing surface 27 Through hole 28 Electrode terminal 29 Insulating section 30, 30E Exterior material main body 31 Seal section 40 Cover 50 Covering section 51 Cylindrical member

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Abstract

本開示の二次電池は、電極組立体と電極組立体を収容する収容部を備える。電極組立体は、セパレーターを介して正極と負極とを積層した積層体を巻回して成る巻回体と、正極及び負極の縁部から延出するタブを有する。巻回体は、周方向に延在する外周面と２つの側部を有する。タブは巻回体の側部から延出する。収容部は、巻回体の外周面の一部及び巻回体の側部を覆い、タブと電気的に接続する金属カバーと、外装材を備える。外装材は、巻回体の周りを囲み、中心方向の端部が金属カバーの外周面に重ねて溶着される外装材本体と、外装材本体の外周に配置され、外装材本体の周方向の一端部及び他端部から延出する一対の延出部同士を溶着して成るシール部を有する。

Description

二次電池
　本開示は、二次電池に関する。
　二次電池は、電極組立体を収容する収容部を備えている。この収容部には、折り曲げ加工が可能な外装材が用いられることがある。また、下記特許文献の収容部は、筒状に成形された外装材と、外装材の開口を封止する樹脂カバーと、を備えている。
特許第５３９５７４９号公報 特開２０１１－８６６２３号公報
　特許文献１では、タブを収容部の外部に引き出すため、樹脂カバーに貫通孔が設けられている。よって、貫通孔を封止する必要があり、収容部の気密性が低い。また、特許文献２の樹脂カバーは、タブに沿って延び、大型化している。よって、相対的に電極組立体の占有スペースが狭小化している。さらに、特許文献２の二次電池は、外装材の端部同士が電極組立体に重ねられた状態で熱溶着されている。よって、電極組立体に熱影響を与える。
　上記課題に鑑み、本開示は、収容部の気密性に優れ、電極組立体の占有スペースの狭小化を回避し、さらに電極組立体への熱影響を回避する二次電池を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体を収容する収容部と、を備える。前記電極組立体は、セパレーターを介して正極と負極とを積層した積層体を巻回して成る巻回体と、前記正極及び前記負極の縁部から延出するタブと、を有する。前記巻回体は、前記巻回体の巻回中心に対し、周方向に延在する外周面と、前記巻回中心と平行な中心方向を向く２つの側部と、を有する。前記タブは、前記巻回体の側部から延出する。前記収容部は、前記巻回体の外周面の一部及び前記巻回体の側部を覆い、前記タブと電気的に接続する金属カバーと、前記巻回体の外周面に沿って前記周方向に延在する外装材と、を備える。前記外装材は、前記巻回体の外周面に巻き付けられて、前記巻回体の周りを囲み、前記中心方向の端部が前記金属カバーの外周面に重ねて溶着される外装材本体と、前記外装材本体の外周に配置され、前記外装材本体の周方向の一端部及び他端部から延出する一対の延出部同士を溶着して成るシール部と、を有する。
　本開示の二次電池によれば、収容部の気密性に優れる。また、電極組立体の占有スペースが狭小化する。さらに、電極組立体への熱影響を回避できる。
図１は、実施形態１に係る二次電池の斜視図である。 図２は、実施形態１に係る二次電池の各構成を分解した状態の斜視図である。 図３は、巻回体の断面を拡大した拡大図である。 図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。 図５は、図１のＶ－Ｖ線矢視断面図である。 図６は、実施形態１に係る二次電池の製造方法のうち、溶接工程と嵌合工程と外装材巻き付け工程を示す模式図である。 図７は、実施形態１に係る二次電池の製造方法のうち、外装材溶着工程と初充電工程と切り離し工程を示す模式図である。 図８は、実施形態１に係る二次電池の製造方法のうち、折り曲げ工程と全工程終了後の二次電池を示す模式図である。 図９は、実施形態２の二次電池の斜視図である。 図１０は、図９のＸ－Ｘ線矢視断面図である。 図１１は、実施形態３の二次電池において、中心方向に切った断面図である。 図１２は、実施形態４の二次電池において、中心方向に切った断面図である。 図１３は、実施形態５の二次電池において、中心方向に切った断面図である。 図１４は、実施形態６の二次電池の斜視図である。 図１５は、実施形態６の二次電池の断面図である。 図１６は、実施形態７の二次電池において、中心方向に切った断面図である。
　以下、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
（実施形態１）
　図１は、実施形態１に係る二次電池の斜視図である。図２は、実施形態１に係る二次電池の各構成を分解した状態の斜視図である。図３は、巻回体の断面を拡大した拡大図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ線矢視断面図である。図１、図２に示すように、実施形態１に係る二次電池１００は、電極組立体１（図１で不図示。図２参照）と、電極組立体１を収容する収容部２と、を備えている。また、収容部２は、外装材３と、２つの金属カバー４と、を備えている。なお、本開示において、二次電池の種類は特に限定されないが、本実施形態ではリチウムイオン二次電池に適用した例を挙げて説明する。
　図２に示すように、電極組立体１は、巻回体５と、巻回体５から延出する２つのタブ６と、を備えている。巻回体５は、正極５ａと負極５ｂとセパレーター５ｃを備える。図３に示すように、正極５ａと負極５ｂとセパレーター５ｃは、それぞれ、帯状を成す部品である。また、正極５ａ、セパレーター５ｃ、負極５ｂ、セパレーター５ｃの順で積層し、その積層した積層体を巻回することで巻回体５が製造される。以下、正極５ａと負極５ｂとセパレーター５ｃのそれぞれが巻回された中心を巻回中心Ｘ（図２、図５を参照）と称する。また、巻回中心Ｘと平行な方向を中心方向と称する。
　図２に示すように、巻回体５は、直方体状を成し、６つの面を有している。巻回体５の６つの面のうち２つは、中心方向を向く側部１０となっている。この側部１０は、正極５ａ、負極５ｂ、及びセパレーター５ｃの縁部から成る。以下、２つの側部１０のうち一方を一側部１１と称し、他方を他側部１２と称する。また、中心方向のうち、一側部１１が向く方向を第１方向Ｘ１と称し、反対方向を第２方向Ｘ２と称する。
　巻回体５の６つの面のうち残りの４つは、巻回中心Ｘを中心に周方向に順に配置され、外周面１３を成している。この外周面１３は、セパレーター５ｃから成り、絶縁されている。以下、外周面１３を構成する４つの面を、一側部１１の方から視て左回り方向に順に、第１側面１４、第２側面１５、第３側面１６（図２で不図示、図５参照）、第４側面１７と称する。
　タブ６は、正極５ａの縁部に設けられた正極タブ８と、負極５ｂの縁部に設けられた負極タブ９と、を有している。正極タブ８及び負極タブ９は、それぞれ帯状の金属膜である。正極タブ８は、巻回体５の一側部１１から延出している。負極タブ９は、他側部１２から延出している。また、正極タブ８は、アルミニウムにより製造されている。負極タブ９は、ニッケル又は銅により製造されている。
　金属カバー４は、電極組立体１に対し第１方向Ｘ１に配置された第１金属カバー２０と、第２方向Ｘ２に配置された第２金属カバー２１と、を有している。第１金属カバー２０と第２金属カバー２１とは、同一形状となっている。よって、以下において、第１金属カバー２０を説明し、第２金属カバー２１の説明を省略する。
　第１金属カバー２０は、有底筒状を成している。つまり、第１金属カバー２０は、筒状を成す筒状板２２と、筒状板２２の底壁を成す底板２３と、を有している。筒状板２２は、矩形枠状を成している。図４に示すように、筒状板２２は、電極組立体１の第１方向Ｘ１の端部に嵌合している。つまり、筒状板２２の内周面２４は、電極組立体１の外周面１３に嵌合している。これにより、第１金属カバー２０は、電極組立体１と一体となっている。
　底板２３は、電極組立体１の一側部１１に対し第１方向Ｘ１に配置され、一側部１１を覆っている。底板２３は、一側部１１に沿って平板状となっている。よって、本実施形態の金属カバー４は、中心方向に小型化されている。また、底板２３は、第２方向Ｘ２を向く対向面２５を有している。対向面２５には、正極タブ８の先端８ａが溶接されている。これにより、第１金属カバー２０と正極タブ８とが導通している。また、正極タブ８において正極タブ８の先端８ａと正極タブ８の基部８ｂの間は、底板２３と巻回体５との間で折り畳まれている。
　実施形態１の第１金属カバー２０は、クラッド材である。つまり、第１金属カバー２０は、内層と外層を有し、その内層と外層が異なる金属材料で製造されている。具体的に、第１金属カバー２０は、内層であるアルミニウム層２０ａと、外層であるニッケル層２０ｂと、を有している。これによれば、アルミニウム層２０ａは、不動態膜を有しており、電解液が付着しても腐食しない。よって、金属カバー４（ニッケル層２０ｂ）の腐食が回避される。一方で、外層にニッケル層２０ｂが配置され、第１金属カバー２０と図示しない外部回路との電気的な接続性が良好となる。
　なお、本開示は、ニッケル層２０ｂに代えてステンレス鋼材の層であってもよい。また、本開示の第１金属カバー２０の内層は、チタン、白金、金により形成されてもよく、アルミニウムに限定されない。一方、第２金属カバー２１において、アルミニウムを使用すると、リチウム合金が生成され、好ましくない。よって、第２金属カバー２１は、ニッケル又はステンレス鋼材により形成されている。
　外装材３は、可撓性を備えたフィルムであり、ラミネートフィルムを呼ばれることがある。外装材３は、特に図示しないが、アルミニウム層と、アルミニウム層の外周側に積層されたナイロン層と、アルミニウム層の内周側に積層されたポリプロピレン層と、の三層を有している。アルミニウム層は、水分を遮断するための層である。ナイロン層は、強度向上を図るための層である。ポリプロピレン層は、加熱により溶融させて他の部品と溶着させるための層である。図５に示すように、外装材３は、巻回体５の外周面１３に沿って一周する外装材本体３０と、外装材本体３０の外周側に配置されたシール部３１と、を備えている。
　図４に示すように、外装材本体３０の第１方向Ｘ１の端部３０ａは、第１金属カバー２０の筒状板２２の外周面２６に重ねられている。また、外装材本体３０の第１方向Ｘ１の端部３０ａは、筒状板２２に溶着している。これにより、外装材本体３０と第１金属カバー２０との間が封止されている。同様に、特に図示しないが、外装材本体３０の第２方向Ｘ２の端部は、第２金属カバー２１の筒状板２２の外周側に重ねられ、筒状板２２に溶着している。よって、外装材本体３０と第２金属カバー２１との間も封止されている。
　図４に示すように、外装材本体３０の中心方向の中央部３０ｂは、筒状板２２と重なっていない。このため、外装材本体３０の中心方向の中央部３０ｂは、巻回体５の外周面１３と離隔し、隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、図５に示すように、周方向に延在し、環状となっている。また、外装材本体３０の周方向（巻き付け方向）の一端部３０ｃと他端部３０ｄは、第４側面１７の外周側に配置されている。また、外装材本体３０の一端部３０ｃと他端部３０ｄは、溶着されていない。
　シール部３１は、外装材本体３０の一端部３０ｃ及び他端部３０ｄから延出する一対の延出部３１ａ、３１ｂ同士を溶着することで形成されている。これにより、外装材本体３０の一端部３０ｃと他端部３０ｄとの間が封止される。また、シール部３１の長さは、巻回体５の第４側面１７の周方向の長さと同程度となっている。また、シール部３１は、外装材本体３０の外周面３２と当接している。言い換えると、シール部３１は、外装材本体３０に対し外周側に配置されている。そして、シール部３１は、外装材本体３０の外周面３２に対し、図示しない両面テープにより接着している。なお、外周面３２へのシール部の固定方法は、両面テープに限定されない。
　次に、実施形態１の二次電池１００の製造方法について説明する。二次電池１００の製造方法は、溶接工程Ｓ１と、嵌合工程Ｓ２と、外装材巻き付け工程Ｓ３と、外装材溶着工程Ｓ４と、初充電工程Ｓ５と、切り離し工程Ｓ６と、折り曲げ工程Ｓ７とを含む。以下、各工程の詳細を説明する。
　図６は、実施形態１に係る二次電池の製造方法のうち、溶接工程と嵌合工程と外装材巻き付け工程を示す模式図である。図６に示すように、溶接工程Ｓ１は、電極組立体１のタブ６と金属カバー４を溶接する工程である。具体的に溶接は、金属カバー４を電極組立体１の側部１０から離隔した状態で行う。また、金属カバー４は、対向面２５が上方を向いた状態にし、タブ６の先端８ａを対向面２５に重ねる。そして、タブ６の上方から溶接することで行われる。なお、第１金属カバー２０の対向面２５は、正極タブ８と同じ材質のアルミニウム層２０ａ（図６で不図示。図４参照）から成る。よって、溶接の相性が良い。
　嵌合工程Ｓ２は、金属カバー４の筒状板２２の内周側に、巻回体５の端部を挿入する。これにより、筒状板２２の内周面２４に、巻回体５の外周面１３が嵌合する。なお、嵌合する際、タブ６を折り畳むようにする。
　外装材巻き付け工程Ｓ３は、電極組立体１の外周側に外装材３を巻き付ける工程である。具体的には、外装材３を電極組立体１の外周側に一周分だけ巻き付ける。また、外装材３の周方向（巻き付け方向）の一端部３ａと他端部３ｂとを重ね合わせる。なお、電極組立体１に巻き付ける前に、外装材３の一端部３ａに凹部３６を形成しておく。
　図７は、実施形態１に係る二次電池の製造方法のうち、外装材溶着工程と初充電工程と切り離し工程を示す模式図である。図７に示すように、外装材溶着工程Ｓ４は、外装材３における中心方向の両側の端部３ｄ（図７において×と表示されている箇所を参照）に沿って加熱する工程である。これによれば、外装材３のうち電極組立体１の外周側に巻き付いている部分の端部３ｄは、金属カバー４の筒状板２２と溶着し、外装材本体３０が生成される。また、外装材３の一端部３ａと他端部３ｂは、それぞれの端部３ｄ同士が溶着し、重なり部３４が生成される。なお、重なり部３４は、外装材本体３０と連続していない方の端部は、開口部３５となっている。
　初充電工程Ｓ５は、開口部３５が上方を向くように配置し、開口部３５から電解液（不図示）を注入する（矢印Ａ参照）。これによれば、重なり部３４の内部を通過し、外装材本体３０の内部に電解液が供給される。次に開口部３５を加熱して封止し、初充電を行う。これによれば、正極５ａ及び負極５ｂの表面で発生した気体は、上昇して外装材本体３０から重なり部３４に移動し、重なり部３４の凹部３６内に溜まる。
　切り離し工程Ｓ６は、重なり部３４のうち外装材本体３０寄りの一部３４ａを残すように、重なり部３４を中心方向に切る。これにより、重なり部３４のうち凹部３６を含む部分が切り離される。また、本工程で、重なり部３４のうち残った一部３４ａを加熱して封止する。これにより、シール部３１が形成される。
　図８は、実施形態１に係る二次電池の製造方法のうち、折り曲げ工程と全工程終了後の二次電池を示す模式図である。図８に示すように、折り曲げ工程Ｓ７は、シール部３１を折り曲げ、外装材本体３０の外周面３２に当接させる。また、外装材本体３０の外周面３２とシール部３１との間には、図示しない両面テープを配置する。これにより、シール部３１は、外装材本体３０の外周面３２に沿って延在する。そして、折り曲げ工程Ｓ７が終了すると、二次電池１００が完成する（図８のＥＮＤを参照）。
　以上、実施形態１によれば、金属カバー４に貫通孔がない。よって、収容部２の気密性が高い。また、金属カバー４の底板２３が平板状を成し、金属カバー４が占めるスペースが小さい。よって、電極組立体１の占有スペースを大きくでき、容量の拡大を図れる。また、外装材３のシール部３１は、巻回体５と重ねられることなく、熱溶着される。よって、巻回体５に熱影響を与えない。
（実施形態２）
　図９は、実施形態２の二次電池の斜視図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ線矢視断面図である。図９、図１０に示すように、実施形態２の二次電池１００Ａは、正極タブ８Ａと負極タブ９Ａが巻回体５の同じ側部１０（一側部１１）に設けられている点で、実施形態１と相違する。また、実施形態２の二次電池１００Ａは、金属カバー４に代えて金属カバー４Ａを備えている点で、実施形態１と相違する。以下、詳細を説明する。
　金属カバー４Ａは、第１金属カバー２０Ａを備えている。第１金属カバー２０Ａの底板２３Ａには、貫通孔２７と、電極端子２８と、絶縁部２９と、が設けられている。貫通孔２７は、底板２３Ａを中心方向に貫通する穴である。電極端子２８は、金属材料から成り、貫通孔２７に挿入されている。よって、電極端子２８は、一端が収容部２の内部に配置され、他端が収容部２の外部に配置されている。そして、電極端子２８の一端には、正極タブ８Ａが溶接されている。負極タブ９Ａは、金属カバー４Ａの底板２３Ａに溶接されている。絶縁部２９は、底板２３Ａと電極端子２８とを絶縁するためのものである。絶縁部２９は、貫通孔２７の縁部に沿って延在し、環状を成している。また、絶縁部２９は、貫通孔２７の縁部と電極端子２８との間を封止している。
　そのほか、実施形態２の二次電池１００Ａは、巻回体５の他側部１２を覆う部品として、第２金属カバー２１に代えてカバー４０を有している。カバー４０は、絶縁材料で製造され、第２金属カバー２１と同じ有底筒状となっている。カバー４０の筒状板４１が巻回体５の第２方向Ｘ２の端部に嵌合している。カバー４０の底板４２が他側部１２に当接している。
　以上、実施形態２によれば、２つのカバーのうち一方のカバー（第１金属カバー２０Ａ）のみに貫通孔２７が設けられている。よって、２つのカバーのそれぞれに貫通孔が設けられている場合よりも収容部２Ａの気密性が高い。また、実施形態１と同様に、第１金属カバー２０Ａ及びカバー４０は、巻回体５の側部１０に沿った平板状となっている。よって、電極組立体の占有スペースを大きくでき、容量の拡大を図れる。
　以上、実施形態２について説明したが、本開示の二次電池は、２つの金属カバーを有していることは必須ではない。つまり、巻回体５の両側の側部１０のうち、タブ６が設けられている側の側部１０が金属カバーで覆われていればよい。また、実施形態２において、巻回体５の他側部１２は、カバー４０で覆われているが、外装材３の第２方向Ｘ２の端部を熱溶着して封止してもよく、特に限定されない。
（実施形態３）
　図１１は、実施形態３の二次電池において、中心方向に切った断面図である。図１１に示すように、実施形態３の二次電池１００Ｂは、被覆部５０を備えている点で実施形態１の二次電池１００と相違する。被覆部５０は、筒状板２２の端部のうち外層であるニッケル層２０ｂの端面２０ｃのみを覆っている。
　実施形態１によれば、ニッケル層２０ｂの端面２０ｃは、隙間Ｓに露出している（図４参照）。よって、電解液が付着し、腐食する可能性がある。実施形態３によれば、ニッケル層２０ｂの端面２０ｃは、被覆部５０に覆われ、電解液が付着しない。よって、ニッケル層２０ｂの腐食を回避できる。なお、被覆部５０は、ニッケル層２０ｂの端面２０ｃに予め樹脂を溶着させておき、外装材３との熱溶着する際（図７の外装材溶着工程Ｓ４を参照）、外装材３と溶着するようにしてもよい。若しくは、外装材３との熱溶着する際、外装材３の内周側に設けられたナイロン層を、ニッケル層２０ｂの端面２０ｃに溶着させて被覆部５０を形成してもよい。
（実施形態４）
　図１２は、実施形態４の二次電池において、中心方向に切った断面図である。実施形態４の二次電池１００Ｃは、外装材３に代えて外装材３Ｃを備えている点で実施形態１の二次電池１００と相違する。外装材３Ｃにおいて、外装材本体３０Ｃの中心方向の中央部３０ｂは、中心方向の端部３０ａよりも内周側に窪んだ形状となっている。このため、外装材本体３０Ｃの中心方向の中央部３０ｂが巻回体５の外周面１３に当接している。つまり、実施形態１では、外装材本体３０の中央部３０ｂと巻回体５の外周面１３との間に隙間Ｓが設けられていたが（図４、図５参照）、実施形態４では、中央部３０ｂと外周面１３との間に隙間Ｓがない。
　以上、実施形態４によれば、外装材本体３０Ｃの中央部３０ｂに内周側に向かう荷重が入力した場合、巻回体５の外周面１３のうち中心方向の中央部（中央部３０ｂが当接する部分）に荷重が伝達する。また、外装材本体３０Ｃの端部３０ａに内周側に向かう荷重が入力した場合、巻回体５の外周面１３のうち中心方向の端部（筒状板２２が嵌合する部分）に荷重が伝達する。一方、実施形態１では、外装材本体３０の中央部３０ｂに荷重が入力した場合、金属カバー４の筒状板２２を介して巻回体５の外周面１３に伝達する。よって、実施形態１の外装材本体３０では、中央部３０ｂと端部３０ａのそれぞれに入力した荷重は、すべて、外周面１３のうち筒状板２２が嵌合する部分に伝達する。よって、実施形態４によれば、巻回体５に作用する荷重が分散され、電極組立体１の作動が安定する。また、外装材本体３０Ｃは、筒状板２２のニッケル層２０ｂの端面２０ｃを覆う。よって、ニッケル層２０ｂの腐食が回避される。
（実施形態５）
　図１３は、実施形態５の二次電池において、中心方向に切った断面図である。実施形態５の二次電池１００Ｄは、筒状部材５１を備えている点で、実施形態１の二次電池１００と相違する。筒状部材５１は、外装材本体３０の中央部３０ｂと巻回体５の外周面１３との間に配置されている。実施形態５によれば、外装材本体３０の中央部３０ｂに荷重が入力すると、筒状部材５１を介して、巻回体５の外周面１３のうち中心方向の中央部に荷重が伝達する。よって、本実施形態においても、実施形態４と同様に、巻回体５に作用する荷重が分散する。また、筒状部材５１により荷重が吸収され、巻回体５に作用する荷重が低減する。
　筒状部材５１は、絶縁性を有する材料により製造されている。筒状部材５１の中心方向の端部５１ａは、金属カバー４の筒状板２２の端面と当接している。よって、第１金属カバー２０と第２金属カバー２１とが導通しないようになっている。また、第１金属カバー２０においてニッケル層２０ｂの端面２０ｃは、筒状部材５１の端部５１ａに覆われている。よって、ニッケル層２０ｂの腐食が回避される。
　なお、図１３において、筒状部材５１は、筒状板２２と同程度の厚みとなっているが、本開示は、筒状部材５１の厚みが筒状板２２よりも大きくても小さくてもよい。
（実施形態６）
　図１４は、実施形態６の二次電池の斜視図である。図１５は、実施形態６の二次電池の断面図である。図１４、図１５に示すように、実施形態６の二次電池１００Ｅは、巻回中心Ｘに直交する断面形状が円形状となっている点で実施形態１と相違する。実施形態６によれば、電極組立体１Ｅの巻回体５Ｅの外周面１３が円形状となる。また、金属カバー４Ｅの筒状板２２Ｅは円筒状を成し、底板２３Ｅは円形状を成している。また、外装材３Ｅの外装材本体３０Ｅは、円筒状を成している。また、シール部３１Ｅは、外装材本体３０Ｅの外周面３２に沿って延在し、円弧状を成している。このような二次電池１００Ｅであっても、実施形態１と同様な効果を奏することができる。
（実施形態７）
　図１６は、実施形態７の二次電池において、中心方向に切った断面図である。実施形態７の二次電池１００Ｆは、第１金属カバー２０に代えて第１金属カバー２０Ｆを備えている点で、実施形態１と相違する。第１金属カバー２０Ｆは、実施形態１と同様にクラッド材であり、アルミニウム層２０ａとニッケル層２０ｂの２層から成る。また、筒状板２２Ｆと、底板２３Ｆと、を備えている。筒状板２２Ｆは、アルミニウム層２０ａの単層から成る。また、底板２３Ｆは、内層としてアルミニウム層２０ａを有し、外層としてニッケル層２０ｂを有している。以上、実施形態７の二次電池１００Ｆによれば、ニッケル層２０ｂの端面２０ｃ（図１１等参照）が電解液に付着して腐食する、ということを回避できる。また、底板２３Ｆにニッケル層２０ｂがあるため、外部回路との電気的接続の良好性を保持できる。また、筒状板２２Ｆの厚みが薄くなり、相対的に電極組立体の占有スペースが大きくできる。
　なお、本開示は、以下のような構成の組み合わせであってもよい。
（１）
　電極組立体と、
　前記電極組立体を収容する収容部と、
　を備え、
　前記電極組立体は、
　セパレーターを介して正極と負極とを積層した積層体を巻回して成る巻回体と、
　前記正極及び前記負極の縁部から延出するタブと、
　を有し、
　前記巻回体は、
　前記巻回体の巻回中心に対し、周方向に延在する外周面と、
　前記巻回中心と平行な中心方向を向く２つの側部と、
　を有し、
　前記タブは、前記巻回体の側部から延出し、
　前記収容部は、
　前記巻回体の外周面の一部及び前記巻回体の側部を覆い、前記タブと電気的に接続する金属カバーと、
　前記巻回体の外周面に沿って前記周方向に延在する外装材と、
　を備え、
　前記外装材は、
　前記巻回体の外周面に巻き付けられて、前記巻回体の周りを囲み、前記中心方向の端部が前記金属カバーの外周面に重ねて溶着される外装材本体と、
　前記外装材本体の外周に配置され、前記外装材本体の周方向の一端部及び他端部から延出する一対の延出部同士を溶着して成るシール部と、
　を有する
　二次電池。
（２）
　前記金属カバーは、前記巻回体の側部に対向する対向面を有し、
　前記タブは、前記対向面に電気的に接続され、かつ前記対向面と前記電極組立体との間で折り畳まれている
　（１）に記載の二次電池。
（３）
　前記金属カバーは、前記巻回体の側部に対向する対向面を有し、
　前記タブは、前記対向面に溶着している
　（１）又は（２）に記載の二次電池。
（４）
　前記タブは、前記正極の縁部から延出し、アルミニウムから成る正極タブを有し、
　前記金属カバーは、正極金属カバーを有し、
　前記正極金属カバーは、
　前記正極タブと溶着されるアルミニウム層と、
　前記アルミニウム層の外側に配置されニッケル層と、
　を有している
　（３）に記載の二次電池。
（５）
　前記タブは、
　前記正極の縁部から延出する正極タブと、
　前記負極の縁部から延出する負極タブと、
　を有し、
　前記正極タブ及び前記負極タブは、２つの前記側部のうち一方の一側部から延出し、
　前記金属カバーは、
　前記巻回体の側部を覆う底板と、
　前記底板に設けられた貫通孔に挿入され、前記正極タブと電気的に接続する貫通電極と、
　前記貫通孔の縁部に沿って延在し、前記底板と前記貫通電極を絶縁する環状の絶縁体と、
　を有し、
　前記負極タブは、前記底板に溶接されている
　（１）又は（２）に記載の二次電池。
（６）
　前記金属カバーは、前記巻回体の外周面の一部を覆う筒状板を有し、
　前記外装材本体は、
　前記中心方向の端部に位置し、前記筒状板と溶着する溶着部と、
　前記溶着部よりも前記中心方向の中央寄りに位置し、前記外周面と対向する対向部と、
　を有し、
　前記対向部は、前記溶着部よりも内周側に窪み、前記外周面と当接している
　（１）から（５）のいずれか１つに記載の二次電池。
（７）
　前記金属カバーは、前記巻回体の外周面の一部を覆う筒状板を有し、
　前記外装材本体は、
　前記中心方向の端部に位置し、前記筒状板と溶着する溶着部と、
　前記溶着部よりも前記中心方向の中央寄りに位置し、前記外周面と対向する対向部と、
　を有し、
　前記対向部と前記外周面との間には、環状のスペーサが設けられている。
　（１）から（５）のいずれか１つに記載の二次電池。
　１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ　　二次電池
　１　　電極組立体
　２　　収容部
　３、３Ｃ、３Ｅ　　外装材
　４、４Ａ　　金属カバー
　５　　巻回体
　５ａ　　正極
　５ｂ　　負極
　５ｃ　　セパレーター
　６　　タブ
　８、８Ａ　　正極タブ
　９、９Ａ　　負極タブ
　１０　　側部
　１１　　一側部
　１３　　外周面
　２０、２０Ｆ　　第１金属カバー
　２０ａ　　アルミニウム層
　２０ｂ　　ニッケル層
　２１　　第２金属カバー
　２２、２２Ｅ、２２Ｆ　　筒状板
　２３、２３Ｅ、２３Ｆ　　底板
　２５　　対向面
　２７　　貫通孔
　２８　　電極端子
　２９　　絶縁部
　３０、３０Ｅ　　外装材本体
　３１　　シール部
　４０　　カバー
　５０　　被覆部
　５１　　筒状部材

Claims (7)

  1. 　電極組立体と、
    　前記電極組立体を収容する収容部と、
    　を備え、
    　前記電極組立体は、
    　セパレーターを介して正極と負極とを積層した積層体を巻回して成る巻回体と、
    　前記正極及び前記負極の縁部から延出するタブと、
    　を有し、
    　前記巻回体は、
    　前記巻回体の巻回中心に対し、周方向に延在する外周面と、
    　前記巻回中心と平行な中心方向を向く２つの側部と、
    　を有し、
    　前記タブは、前記巻回体の側部から延出し、
    　前記収容部は、
    　前記巻回体の外周面の一部及び前記巻回体の側部を覆い、前記タブと電気的に接続する金属カバーと、
    　前記巻回体の外周面に沿って前記周方向に延在する外装材と、
    　を備え、
    　前記外装材は、
    　前記巻回体の外周面に巻き付けられて、前記巻回体の周りを囲み、前記中心方向の端部が前記金属カバーの外周面に重ねて溶着される外装材本体と、
    　前記外装材本体の外周に配置され、前記外装材本体の周方向の一端部及び他端部から延出する一対の延出部同士を溶着して成るシール部と、
    　を有する
    　二次電池。
  2. 　前記金属カバーは、前記巻回体の側部に対向する対向面を有し、
    　前記タブは、前記対向面に電気的に接続され、かつ前記対向面と前記電極組立体との間で折り畳まれている
    　請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記金属カバーは、前記巻回体の側部に対向する対向面を有し、
    　前記タブは、前記対向面に溶着している
    　請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  4. 　前記タブは、前記正極の縁部から延出し、アルミニウムから成る正極タブを有し、
    　前記金属カバーは、正極金属カバーを有し、
    　前記正極金属カバーは、
    　前記正極タブと溶着されるアルミニウム層と、
    　前記アルミニウム層の外側に配置されニッケル層と、
    　を有している
    　請求項３に記載の二次電池。
  5. 　前記タブは、
    　前記正極の縁部から延出する正極タブと、
    　前記負極の縁部から延出する負極タブと、
    　を有し、
    　前記正極タブ及び前記負極タブは、２つの前記側部のうち一方の一側部から延出し、
    　前記金属カバーは、
    　前記巻回体の側部を覆う底板と、
    　前記底板に設けられた貫通孔に挿入され、前記正極タブと電気的に接続する貫通電極と、
    　前記貫通孔の縁部に沿って延在し、前記底板と前記貫通電極を絶縁する環状の絶縁体と、
    　を有し、
    　前記負極タブは、前記底板に溶接されている
    　請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  6. 　前記金属カバーは、前記巻回体の外周面の一部を覆う筒状板を有し、
    　前記外装材本体は、
    　前記中心方向の端部に位置し、前記筒状板と溶着する溶着部と、
    　前記溶着部よりも前記中心方向の中央寄りに位置し、前記外周面と対向する対向部と、
    　を有し、
    　前記対向部は、前記溶着部よりも内周側に窪み、前記外周面と当接している
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。
  7. 　前記金属カバーは、前記巻回体の外周面の一部を覆う筒状板を有し、
    　前記外装材本体は、
    　前記中心方向の端部に位置し、前記筒状板と溶着する溶着部と、
    　前記溶着部よりも前記中心方向の中央寄りに位置し、前記外周面と対向する対向部と、
    　を有し、
    　前記対向部と前記外周面との間には、環状のスペーサが設けられている。
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。
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