JP2016219387A - Secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery capable of, even when gas is generated, securely exhausting the gas from a predetermined position and preventing deformation of a battery element.SOLUTION: The secondary battery includes: a battery element 20 including a positive electrode, a negative electrode, and a separator; a film jacket 10 for accommodating the battery element; and a reinforcement member 65, on which a cut-off part 66, capable of boring the film jacket by being in contact with the film jacket, is formed, directly or indirectly fixed to the batter element.SELECTED DRAWING: Figure 4A

Description

本発明は、電池要素をフィルム外装体に収容した二次電池に関し、特に、ガスが発生した場合であってもそのガスを所定の位置から確実に排出することができ、かつ、電池要素の変形をも防止可能な安全機構を備える二次電池に関する。   The present invention relates to a secondary battery in which a battery element is accommodated in a film outer package, and in particular, even when gas is generated, the gas can be reliably discharged from a predetermined position, and the battery element can be deformed. The present invention relates to a secondary battery provided with a safety mechanism that can also prevent

近年、電子機器や自動車等の電源として用いられる電池には、小型化および軽量化が強く要求されており、電池の外装体に関しても、従来の金属缶に代わり、ラミネートフィルムを使用するものが多くなってきている。ラミネートフィルムとしては、金属薄膜としてアルミニウムを、熱融着性樹脂フィルムとして電池外側表面にナイロン（登録商標）やポリエチレンテレフタレートを、内側表面にポリエチレンやポリプロピレンを用いたものなどが一般的である。フィルム外装電池は、このようなラミネートフィルムからなる外装体（「フィルム外装体」ともいう）の内部に、電池要素を電解質とともに収納したものである。   In recent years, batteries used as power sources for electronic devices and automobiles have been strongly required to be smaller and lighter, and there are many batteries that use laminate films instead of conventional metal cans for battery outer bodies. It has become to. As the laminate film, a film using aluminum as a metal thin film, nylon (registered trademark) or polyethylene terephthalate on the outer surface of the battery and polyethylene or polypropylene on the inner surface is generally used as the heat-sealable resin film. A film-clad battery is one in which a battery element is housed together with an electrolyte in an exterior body (also referred to as “film exterior body”) made of such a laminate film.

一方、二次電池においては、過充電や高温下で電解液が電気分解または加熱分解されることで内部にガスが発生し、これにより、外装体の内圧が上昇することがある。二次電池の安全性を確保するために、従来、様々な安全装置が提案されている。例えばフィルム外装体のシール部に優先的に破断する弱シール部を設け、これが安全弁として機能するようなものが従来公知である。   On the other hand, in a secondary battery, gas is generated inside when the electrolyte is electrolyzed or thermally decomposed under overcharge or high temperature, which may increase the internal pressure of the exterior body. Conventionally, various safety devices have been proposed in order to ensure the safety of the secondary battery. For example, a weak seal portion that breaks preferentially at the seal portion of the film outer package and that functions as a safety valve is conventionally known.

また、特許文献１には、外装フィルムの内面に針状部材が設けられた電池が開示されている。この電池によれば、ガス発生時に外装体が所定以上に膨張すると、針状部材によってフィルムが穿孔され、その孔から内部のガスを外部に排出することができる。
する恐れがある。 Patent Document 1 discloses a battery in which needle-like members are provided on the inner surface of an exterior film. According to this battery, when the exterior body expands to a predetermined level or more when gas is generated, the film is perforated by the needle-like member, and the internal gas can be discharged to the outside from the hole.
There is a fear.

特開２０１０−２３８４８２号JP 2010-238482

二次電池においては上述のように、何らかの異常によりガスが多量に発生した場合であっても、ガスを排出できるようになっていることが、安全性の観点から好ましい。しかしながら、弱シール部が設けられた構成や、針状部材で穿孔を行う構成のいずれの場合も、安全機構が機能するのは、基本的には、フィルム外装体が著しく膨張変形した後である。そのため、ガスが放出される前に、フィルム外装体の変形によって積層体（電池要素）が変形し、短絡が生じる可能性がある。   In the secondary battery, as described above, it is preferable from the viewpoint of safety that gas can be discharged even when a large amount of gas is generated due to some abnormality. However, the safety mechanism basically functions after the film exterior body is significantly expanded and deformed in both the configuration in which the weak seal portion is provided and the configuration in which the needle-like member is used for perforation. . Therefore, before the gas is released, the laminate (battery element) may be deformed due to the deformation of the film outer package, which may cause a short circuit.

本願発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ガスが発生した場合であってもそのガスを所定の位置から確実に排出することができ、かつ、電池要素の変形をも防止可能な安全機構を備える二次電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to reliably discharge the gas from a predetermined position even when the gas is generated, and An object of the present invention is to provide a secondary battery including a safety mechanism that can prevent deformation of battery elements.

上記目的を達成するための本発明の一形態に係る電池は、次のとおりである：
正極、負極、およびセパレータを含む電池要素と、
前記電池要素を収容するフィルム外装体と、
前記フィルム外装体に当接して該フィルム外装体を穿孔することができる切断部が形成され、前記電池要素に直接的または間接的に固定された補強部材と、
を備える二次電池。 In order to achieve the above object, a battery according to an embodiment of the present invention is as follows:
A battery element including a positive electrode, a negative electrode, and a separator;
A film outer package that houses the battery element;
A reinforcing member formed with a cutting portion capable of being in contact with the film exterior body and perforating the film exterior body, and directly or indirectly fixed to the battery element;
A secondary battery comprising:

（用語の説明）
・「間接的に固定された」とは、一方の部材が他方の部材に、何らかの中間部材を介在させた状態で、固定されることを意味する。
・「フィルム外装電池」とは、電池要素を電解質とともにフィルム外装体に収容した電池のことをいい、一般的には、全体として偏平な形状をしている。例えば電動車両用の電池では、容量が大きいこと、内部抵抗が低いこと、放熱性が高いこと等が要求されるところ、フィルム外装電池はこれらの点で有利である。
・「フィルム外装体」とは、可撓性を有するフィルムで構成され電池要素を収容する外装体のことをいい、２枚のフィルムを対向配置して互いに融着することにより電池要素を密閉するものであってもよいし、１枚のフィルムを折り返して対向した面どうしを融着することにより電池要素を密閉するものであってもよい。 (Explanation of terms)
“Indirectly fixed” means that one member is fixed in a state where some intermediate member is interposed in the other member.
A “film-clad battery” refers to a battery in which a battery element is housed in a film-clad body together with an electrolyte, and generally has a flat shape as a whole. For example, a battery for an electric vehicle is required to have a large capacity, a low internal resistance, a high heat dissipation, and the like, and a film-covered battery is advantageous in these respects.
-“Film outer package” means an outer package made of a flexible film and containing a battery element, and the battery element is hermetically sealed by arranging two films facing each other and fusing each other. The battery element may be sealed by folding a single film and fusing the opposing surfaces.

本発明によれば、ガスが発生した場合であってもそのガスを所定の位置から確実に排出することができ、かつ、電池要素の変形をも防止可能な安全機構を備える提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where gas generate | occur | produces, the gas can be reliably discharged | emitted from a predetermined position, and the safety mechanism which can also prevent a deformation | transformation of a battery element can be provided.

フィルム外装電池の基本的構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the basic structure of a film-clad battery. フィルム外装電池の基本的構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the basic structure of a film-clad battery. 図１の電池の断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the battery of FIG. 1 typically. 本発明の一形態に係るフィルム外装電池の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the film-clad battery which concerns on one form of this invention. 本発明の一形態に係るフィルム外装電池の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the film-clad battery which concerns on one form of this invention. ガス発生で膨張した状態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state expanded by gas generation. 切断部の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a cutting part. 第２の実施形態に係るフィルム外装電池の断面図である。It is sectional drawing of the film-clad battery which concerns on 2nd Embodiment. 他の形態に係るフィルム外装電池の平面図である。It is a top view of the film-clad battery which concerns on another form. さらに他の形態に係るフィルム外装電池の平面図である。It is a top view of the film-clad battery which concerns on another form. 別の形態に係るフィルム外装電池の平面図である。It is a top view of the film-clad battery which concerns on another form. さらに別の形態に係るフィルム外装電池の平面図である。It is a top view of the film-clad battery which concerns on another form.

１．フィルム外装電池の基本的な構成
フィルム外装電池の基本的な構成について、図１〜図３を参照して説明する。後述するように、本発明の一形態に係る電池は、フィルム外装体内に切断部を有する補強部材が配置されていることを特徴の１つとする。ただし、説明の都合上、図１〜図３ではそれらの図示は省略している。以下では電池要素が積層型のフィルム外装電池を例に挙げて説明するが、本発明自体は、必ずしも積層型の電池に限らず捲回型などの電池にも適用しうる。 1. Basic Configuration of Film-Exterior Battery A basic configuration of the film-exterior battery will be described with reference to FIGS. As will be described later, the battery according to one embodiment of the present invention is characterized in that a reinforcing member having a cut portion is disposed in the film outer package. However, for the convenience of explanation, those illustrations are omitted in FIGS. In the following description, the battery element is described as an example of a laminated film-clad battery, but the present invention is not necessarily limited to a laminated battery but can be applied to a battery of a wound type.

本発明の一形態に係るフィルム外装電池１は、電池要素２０と、それを電解質と一緒に収容するフィルム外装体１０と、正極タブ５１および負極タブ５２（以下、これらを単に「電極タブ」ともいう）とを備えている。   A film-clad battery 1 according to an embodiment of the present invention includes a battery element 20, a film-clad body 10 that accommodates the battery element 20 together with an electrolyte, a positive electrode tab 51 and a negative electrode tab 52 (hereinafter, these are also simply referred to as “electrode tabs”). Say).

電池要素２０は、複数の正極３０と複数の負極４０とがセパレータ２５を間に挟んで交互に積層されたものである。正極３０は、金属箔３１の両面に電極材料３２が塗布されており、負極４０も、同様に、金属箔４１の両面に電極材料４２が塗布されている。電池要素２０の全体的な外形は、特に限定されるものではないが、この例では偏平な略直方体である。   In the battery element 20, a plurality of positive electrodes 30 and a plurality of negative electrodes 40 are alternately stacked with separators 25 interposed therebetween. In the positive electrode 30, the electrode material 32 is applied to both surfaces of the metal foil 31. Similarly, in the negative electrode 40, the electrode material 42 is applied to both surfaces of the metal foil 41. Although the overall external shape of the battery element 20 is not particularly limited, in this example, it is a flat and substantially rectangular parallelepiped.

正極３０および負極４０は、それぞれ、外周の一部に部分的に突出した延長部を有している。正極３０の延長部と負極４０の延長部とは、正極および負極を積層したときに互いに干渉しないように位置をずらして互い違いに配置されている。すべての負極の延長部は一つに集められて負極タブ５２と接続され、同様に、正極の関しても、すべての正極の延長部が一つに集められて正極タブ５１と接続される（図２、図３参照）。このように延長部どうし積層方向に１つに集められた部分は「集電部」などとも呼ばれる。集電部と電極タブとの接続は、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、カシメ、導電性接着剤による接着等を採用することができる。   Each of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 has an extended portion that partially protrudes from a part of the outer periphery. The extension part of the positive electrode 30 and the extension part of the negative electrode 40 are alternately arranged so as not to interfere with each other when the positive electrode and the negative electrode are stacked. All the negative electrode extensions are gathered together and connected to the negative electrode tab 52. Similarly, for the positive electrode, all the positive electrode extensions are gathered together and connected to the positive electrode tab 51 ( (See FIGS. 2 and 3). The portions gathered together in the stacking direction between the extension portions in this way are also called “current collecting portions” or the like. For the connection between the current collector and the electrode tab, resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, caulking, adhesion with a conductive adhesive, or the like can be employed.

電極タブとしては種々の材質を採用しうるが、一例として、正極タブ５１がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、負極タブ５２が銅またはニッケルである。負極タブ５２の材質が銅の場合、表面にニッケルが配置されていてもよい。各電極タブ５１、５２は、電池要素２０に電気的に接続されるとともにフィルム外装体１０の外部に引き出されている。   Various materials can be adopted as the electrode tab. As an example, the positive electrode tab 51 is aluminum or an aluminum alloy, and the negative electrode tab 52 is copper or nickel. When the material of the negative electrode tab 52 is copper, nickel may be arranged on the surface. Each of the electrode tabs 51 and 52 is electrically connected to the battery element 20 and is drawn out of the film exterior body 10.

２．各部の構成
電池要素の各要素に関しては、具体的には以下のようなものを採用してもよい。 2. Configuration of Each Part Specifically for each element of the battery element, the following may be adopted.

＜セパレータ＞
セパレータとしては、例えば、アラミド、ポリイミド、ポリエステル、セルロース、ポリエチレンやポリプロプレンなどのポリオレフィン系樹脂を用いることができる。ポリオレフィン系樹脂を電子線照射または架橋剤の添加によって架橋して融点を高めたものを用いてもよい。また、織布、不織布、または微多孔膜等のいずれの構造であっても構わない。 <Separator>
As the separator, for example, an aramid, polyimide, polyester, cellulose, polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene can be used. A polyolefin resin that is crosslinked by electron beam irradiation or addition of a crosslinking agent to increase the melting point may be used. Moreover, any structure, such as a woven fabric, a nonwoven fabric, or a microporous film, may be used.

セパレータとして、セラミックやガラスなどの無機材料からなるセパレータを使用することもできる。無機セパレータとしては、アルミナ、アルミナ−シリカ、チタン酸カリウム等のセラミック短繊維からなる不織布セパレータを用いることができる。または、織物、不織布、紙または多孔質のフィルムからなる基材と耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含む層とからなるセパレータであってもよい。または、表面の一部に耐熱層が設けられており、この耐熱層が、セラミック粉末を含有する多孔質薄膜層、耐熱性樹脂の多孔質薄膜層、またはセラミック粉末と耐熱性樹脂の複合体からなる多孔質薄膜層セパレータであってもよい。または、セラミック物質の１次粒子の一部が焼結もしくは溶解再結晶結合されてなる２次粒子がバインダーによって結合されてなる多孔膜の層を備えるセパレータであってよい。または、セラミックス物質とバインダーが結合して形成される多孔性膜を含み、セラミックス物質として、シリカ(ＳｉＯ２)、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、ジルコニウム酸化物(ＺｒＯ２)、チタン酸化物(ＴｉＯ２)、シリコン(Ｓｉ)の窒化物、アルミニウム(Ａｌ)の水酸化物、ジルコニウム(Ｚｒ)のアルコキシド化物、チタン(Ｔｉ)のケトン化合物を用いたセパレータであってもよい。または、ポリマー基材と、このポリマー基材に形成されたＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｔｉ（ＯＨ）４のセラミック含有コーティング層を含むセパレータなどであってもよい。 As the separator, a separator made of an inorganic material such as ceramic or glass can also be used. As the inorganic separator, a nonwoven fabric separator made of ceramic short fibers such as alumina, alumina-silica, and potassium titanate can be used. Or the separator which consists of a base material which consists of a textile fabric, a nonwoven fabric, paper, or a porous film, and a layer containing a heat resistant nitrogen-containing aromatic polymer and ceramic powder may be sufficient. Alternatively, a heat-resistant layer is provided on a part of the surface, and the heat-resistant layer is made of a porous thin film layer containing ceramic powder, a porous thin film layer of heat-resistant resin, or a composite of ceramic powder and heat-resistant resin. It may be a porous thin film layer separator. Alternatively, the separator may include a porous film layer in which secondary particles obtained by sintering or dissolving and recrystallizing a part of primary particles of a ceramic substance are bonded by a binder. Alternatively, it includes a porous film formed by bonding a ceramic material and a binder, and as the ceramic material, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ) 2 ), a separator using silicon (Si) nitride, aluminum (Al) hydroxide, zirconium (Zr) alkoxide, or titanium (Ti) ketone compound. Alternatively, a separator including a polymer substrate and a ceramic-containing coating layer of Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 , Al (OH) 3 , Mg (OH) 2 , and Ti (OH) 4 formed on the polymer substrate It may be.

＜負極＞
負極は、金属箔で形成される負極集電体と、負極集電体の両面に塗工された負極活物質層とを有する。負極活物質層は負極用結着材によって負極集電体を覆うように結着される。負極集電体は、負極端子と接続する延長部を有して形成され、この延長部には負極活物質は塗工されない。 <Negative electrode>
The negative electrode has a negative electrode current collector formed of a metal foil and a negative electrode active material layer coated on both sides of the negative electrode current collector. The negative electrode active material layer is bound so as to cover the negative electrode current collector with a negative electrode binder. The negative electrode current collector is formed to have an extension connected to the negative electrode terminal, and the negative electrode active material is not applied to the extension.

本実施形態における負極活物質は、特に制限されるものではなく、例えば、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料、リチウムと合金可能な金属、およびリチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物等が挙げられる。   The negative electrode active material in the present embodiment is not particularly limited. For example, a carbon material that can occlude and release lithium ions, a metal that can be alloyed with lithium, a metal oxide that can occlude and release lithium ions, and the like. Is mentioned.

炭素材料としては、例えば、炭素、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブ、またはこれらの複合物等が挙げられる。ここで、結晶性の高い炭素は、電気伝導性が高く、銅などの金属からなる負極集電体との接着性および電圧平坦性が優れている。一方、結晶性の低い非晶質炭素は、体積膨張が比較的小さいため、負極全体の体積膨張を緩和する効果が高く、かつ結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。   Examples of the carbon material include carbon, amorphous carbon, diamond-like carbon, carbon nanotube, or a composite thereof. Here, carbon with high crystallinity has high electrical conductivity, and is excellent in adhesiveness and voltage flatness with a negative electrode current collector made of a metal such as copper. On the other hand, since amorphous carbon having low crystallinity has a relatively small volume expansion, it has a high effect of relaxing the volume expansion of the entire negative electrode, and deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries and defects hardly occurs.

金属や金属酸化物を含有する負極は、エネルギー密度を向上でき、電池の単位重量あたり、あるいは単位体積あたりの容量を増やすことができる点で好ましい。   A negative electrode containing a metal or metal oxide is preferable in that the energy density can be improved and the capacity per unit weight or unit volume of the battery can be increased.

金属としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ、またはこれらの２種以上の合金等が挙げられる。また、これらの金属又は合金は２種以上混合して用いてもよい。また、これらの金属又は合金は１種以上の非金属元素を含んでもよい。   Examples of the metal include Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, La, or alloys of two or more thereof. Moreover, you may use these metals or alloys in mixture of 2 or more types. These metals or alloys may contain one or more non-metallic elements.

金属酸化物としては、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化リチウム、またはこれらの複合物等が挙げられる。本実施形態では、負極活物質として酸化スズ若しくは酸化シリコンを含むことが好ましく、酸化シリコンを含むことがより好ましい。これは、酸化シリコンは、比較的安定で他の化合物との反応を引き起こしにくいからである。また、金属酸化物に、窒素、ホウ素およびイオウの中から選ばれる一種または二種以上の元素を、例えば０．１〜５質量％添加することもできる。こうすることで、金属酸化物の電気伝導性を向上させることができる。   Examples of the metal oxide include silicon oxide, aluminum oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, and composites thereof. In this embodiment, it is preferable that tin oxide or silicon oxide is included as a negative electrode active material, and it is more preferable that silicon oxide is included. This is because silicon oxide is relatively stable and hardly causes a reaction with other compounds. Moreover, 0.1-5 mass% of 1 type, or 2 or more types of elements chosen from nitrogen, boron, and sulfur can also be added to a metal oxide, for example. By carrying out like this, the electrical conductivity of a metal oxide can be improved.

また、負極活物質は、単独の材料を用いずに、複数の材料を混合して用いることもできる。例えば、黒鉛と非晶質炭素のように、同種の材料同士を混合しても良いし、黒鉛とシリコンのように、異種の材料を混合しても構わない。   Further, the negative electrode active material can be used by mixing a plurality of materials without using a single material. For example, the same kind of materials such as graphite and amorphous carbon may be mixed, or different kinds of materials such as graphite and silicon may be mixed.

負極用結着剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリル酸等を用いることができる。中でも、結着性が強いことから、ポリイミドまたはポリアミドイミドが好ましい。使用する負極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、負極活物質１００質量部に対して、０．５〜２５質量部が好ましい。   The binder for the negative electrode is not particularly limited. For example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, styrene-butadiene copolymer. Rubber, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyimide, polyamideimide, polyacrylic acid, or the like can be used. Of these, polyimide or polyamideimide is preferred because of its high binding properties. The amount of the binder for the negative electrode used is 0.5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material from the viewpoints of “sufficient binding force” and “higher energy” which are in a trade-off relationship. Is preferred.

負極集電体としては、電気化学的な安定性から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、クロム、銅、銀、およびそれらの合金が好ましい。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。   As the negative electrode current collector, aluminum, nickel, stainless steel, chromium, copper, silver, and alloys thereof are preferable from the viewpoint of electrochemical stability. Examples of the shape include foil, flat plate, and mesh.

＜正極＞
正極は、金属箔で形成される正極集電体３２と、正極集電体の両面に塗工された正極活物質とを有する。正極活物質は正極用結着剤によって正極集電体を覆うように結着される。正極集電体は、正極端子と接続する延長部を有して形成され、この延長部には正極活物質は塗工されない。 <Positive electrode>
The positive electrode includes a positive electrode current collector 32 formed of a metal foil and a positive electrode active material coated on both surfaces of the positive electrode current collector. The positive electrode active material is bound so as to cover the positive electrode current collector with a positive electrode binder. The positive electrode current collector is formed to have an extension connected to the positive electrode terminal, and the positive electrode active material is not applied to the extension.

正極活物質としては、リチウムを吸蔵放出し得る材料であれば特に限定されないが、高エネルギー密度化の観点からは、高容量の化合物を含むことが好ましい。高容量の化合物としては、リチウム酸ニッケル（ＬｉＮｉＯ２）またはリチウム酸ニッケルのＮｉの一部を他の金属元素で置換したリチウムニッケル複合酸化物が挙げられ、下式（Ａ）で表される層状リチウムニッケル複合酸化物が好ましい。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of occluding and releasing lithium, but it is preferable to include a high-capacity compound from the viewpoint of increasing the energy density. Examples of the high-capacity compound include nickel-lithium oxide (LiNiO 2 ) or lithium-nickel composite oxide obtained by substituting a part of nickel in nickel-lithium oxide with another metal element. The layered structure represented by the following formula (A) Lithium nickel composite oxide is preferred.

ＬｉｙＮｉ（１−ｘ）ＭｘＯ２ （Ａ）
（但し、０≦ｘ＜１、０＜ｙ≦１．２、ＭはＣｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。） Li y Ni (1-x) M x O 2 (A)
(However, 0 ≦ x <1, 0 <y ≦ 1.2, and M is at least one element selected from the group consisting of Co, Al, Mn, Fe, Ti, and B.)

高容量の観点では、Ｎｉの含有量が高いこと、即ち式（Ａ）において、ｘが０．５未満が好ましく、さらに０．４以下が好ましい。このような化合物としては、例えば、ＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０＜α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．７、γ≦０．２）、ＬｉαＮｉβＣｏγＡｌδＯ２（０＜α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．７、γ≦０．２）などが挙げられ、特に、ＬｉＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０．７５≦β≦０．８５、０．０５≦γ≦０．１５、０．１０≦δ≦０．２０）が挙げられる。より具体的には、例えば、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．０５Ｍｎ０．１５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ａｌ０．１Ｏ２等を好ましく用いることができる。 From the viewpoint of high capacity, the Ni content is high, that is, in the formula (A), x is preferably less than 0.5, and more preferably 0.4 or less. Examples of such compounds include Li α Ni β Co γ Mn δ O 2 (0 <α ≦ 1.2, β + γ + δ = 1, β ≧ 0.7, γ ≦ 0.2), Li α Ni β Co γ Al δ O 2 (0 <α ≦ 1.2, β + γ + δ = 1, β ≧ 0.7, γ ≦ 0.2) and the like, and in particular, LiNi β Co γ Mn δ O 2 (0.75 ≦ β ≦ 0.85, 0.05 ≦ γ ≦ 0.15, 0.10 ≦ δ ≦ 0.20). More specifically, for example, LiNi 0.8 Co 0.05 Mn 0.15 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2, LiNi 0.8 Co 0.1 Al can be preferably used 0.1 O 2 or the like.

また、熱安定性の観点では、Ｎｉの含有量が０．５を超えないこと、即ち、式（Ａ）において、ｘが０．５以上であることも好ましい。また特定の遷移金属が半数を超えないことも好ましい。このような化合物としては、ＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０＜α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、０．２≦β≦０．５、０．１≦γ≦０．４、０．１≦δ≦０．４）が挙げられる。より具体的には、ＬｉＮｉ０．４Ｃｏ０．３Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ４３３と略記）、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ５２３と略記）、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．３Ｍｎ０．２Ｏ２（ＮＣＭ５３２と略記）など（但し、これらの化合物においてそれぞれの遷移金属の含有量が１０％程度変動したものも含む）を挙げることができる。 From the viewpoint of thermal stability, it is also preferable that the Ni content does not exceed 0.5, that is, in the formula (A), x is 0.5 or more. It is also preferred that the number of specific transition metals does not exceed half. Examples of such compounds include Li α Ni β Co γ Mn δ O 2 (0 <α ≦ 1.2, β + γ + δ = 1, 0.2 ≦ β ≦ 0.5, 0.1 ≦ γ ≦ 0.4, 0.1 ≦ δ ≦ 0.4). More specifically, LiNi 0.4 Co 0.3 Mn 0.3 O 2 (abbreviated as NCM433), LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (abbreviated as NCM523), LiNi 0.5 Co 0.3 Mn 0.2 O 2 (abbreviated as NCM532), etc. (however, the content of each transition metal in these compounds varies by about 10%) Can also be included).

また、式（Ａ）で表される化合物を２種以上混合して使用してもよく、例えば、ＮＣＭ５３２またはＮＣＭ５２３とＮＣＭ４３３とを９：１〜１：９の範囲（典型的な例として、２：１）で混合して使用することも好ましい。さらに、式（Ａ）においてＮｉの含有量が高い材料（ｘが０．４以下）と、Ｎｉの含有量が０．５を超えない材料（ｘが０．５以上、例えばＮＣＭ４３３）とを混合することで、高容量で熱安定性の高い電池を構成することもできる。   In addition, two or more compounds represented by the formula (A) may be used as a mixture. For example, NCM532 or NCM523 and NCM433 may be used in a range of 9: 1 to 1: 9 (typically 2 It is also preferable to use a mixture in 1). Furthermore, in the formula (A), a material having a high Ni content (x is 0.4 or less) and a material having a Ni content not exceeding 0.5 (x is 0.5 or more, for example, NCM433) are mixed. As a result, a battery having a high capacity and high thermal stability can be formed.

上記以外にも正極活物質として、例えば、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ＜２）、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＬｉｘＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４（０＜ｘ＜２）等の層状構造またはスピネル構造を有するマンガン酸リチウム；ＬｉＣｏＯ２またはこれらの遷移金属の一部を他の金属で置き換えたもの；これらのリチウム遷移金属酸化物において化学量論組成よりもＬｉを過剰にしたもの；及びＬｉＦｅＰＯ４などのオリビン構造を有するもの等が挙げられる。さらに、これらの金属酸化物をＡｌ、Ｆｅ、Ｐ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ等により一部置換した材料も使用することができる。上記に記載した正極活物質はいずれも、１種を単独で、または２種以上を組合せて用いることができる。 Other than the above, as the positive electrode active material, for example, LiMnO 2 , Li x Mn 2 O 4 (0 <x <2), Li 2 MnO 3 , Li x Mn 1.5 Ni 0.5 O 4 (0 <x < 2) Lithium manganate having a layered structure or spinel structure such as LiCoO 2 or a part of these transition metals replaced with another metal; Li in these lithium transition metal oxides more than the stoichiometric composition And those having an olivine structure such as LiFePO 4 . Furthermore, a material in which these metal oxides are partially substituted with Al, Fe, P, Ti, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, La, etc. Can also be used. Any of the positive electrode active materials described above can be used alone or in combination of two or more.

また、ラジカル材料等を正極活物質として用いることも可能である。   A radical material or the like can also be used as the positive electrode active material.

正極用結着剤としては、負極用結着剤と同様のものと用いることができる。使用する正極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、正極活物質１００質量部に対して、０．５〜１５質量部が好ましい。   As the positive electrode binder, the same binder as the negative electrode binder can be used. The amount of the binder for the positive electrode used is 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material from the viewpoints of “sufficient binding force” and “higher energy” in a trade-off relationship. Is preferred.

正極集電体としては、負極集電体と同様のものを用いることができる。   As the positive electrode current collector, the same as the negative electrode current collector can be used.

正極活物質の塗工層には、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子が挙げられる。   A conductive auxiliary material may be added to the coating layer of the positive electrode active material for the purpose of reducing impedance. Examples of the conductive auxiliary material include carbonaceous fine particles such as graphite, carbon black, and acetylene black.

＜電解質＞
電解質は、リチウム塩（支持塩）と、この支持塩を溶解する非水溶媒を含む非水電解液を用いることができる。 <Electrolyte>
As the electrolyte, a nonaqueous electrolytic solution containing a lithium salt (supporting salt) and a nonaqueous solvent that dissolves the supporting salt can be used.

非水溶媒としては、炭酸エステル（鎖状又は環状カーボネート）、カルボン酸エステル（鎖状又は環状カルボン酸エステル）、リン酸エステル等の非プロトン性有機溶媒を用いることができる。   As the non-aqueous solvent, an aprotic organic solvent such as a carbonic acid ester (chain or cyclic carbonate), a carboxylic acid ester (chain or cyclic carboxylic acid ester), or a phosphoric acid ester can be used.

炭酸エステル溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の環状カーボネート類；ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の鎖状カーボネート類；プロピレンカーボネート誘導体が挙げられる。   Examples of carbonate solvents include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC); dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate. (EMC), chain carbonates such as dipropyl carbonate (DPC); and propylene carbonate derivatives.

カルボン酸エステル溶媒としては、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類；γ−ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられる。   Examples of the carboxylic acid ester solvent include aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, and ethyl propionate; and lactones such as γ-butyrolactone.

これらの中でも、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の炭酸エステル（環状または鎖状カーボネート類）が好ましい。   Among these, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (MEC), dipropyl carbonate Carbonic acid esters (cyclic or chain carbonates) such as (DPC) are preferred.

リン酸エステルとしては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。   Examples of the phosphate ester include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, trioctyl phosphate, and triphenyl phosphate.

また、非水電解液に含有できる溶媒としては、その他にも、例えば、エチレンサルファイト（ＥＳ）、プロパンスルトン（ＰＳ）、ブタンスルトン（ＢＳ）、Ｄｉｏｘａｔｈｉｏｌａｎｅ−２，２−ｄｉｏｘｉｄｅ（ＤＤ）、スルホレン、３−メチルスルホレン、スルホラン（ＳＬ）、無水コハク酸（ＳＵＣＡＨ）、無水プロピオン酸、無水酢酸、無水マレイン酸、ジアリルカーボネート（ＤＡＣ）、２，５−ジオキサヘキサンニ酸ジメチル、２，５−ジオキサヘキサンニ酸ジメチル、フラン、２，５−ジメチルフラン、ジフェニルジサルファイド（ＤＰＳ）、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメトキシメタン（ＤＭＭ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシメトキシエタン、クロロエチレンカーボネート、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、ジエチルエーテル、フェニルメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、１，４−ジオキサン（ＤＩＯＸ）、１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、メチルジフルオロアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、メチルフォルメイト、エチルフォルメイト、エチルブチレート、イソプロピルブチレート、メチルイソブチレート、メチルシアノアセテート、ビニルアセテート、ジフェニルジスルフィド、ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、アジポニトリル、バレロニトリル、グルタロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、イソブチロニトリル、ビフェニル、チオフェン、メチルエチルケトン、フルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、カーボネート電解液、グライム、エーテル、アセトニトリル、プロピオンニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）イオン液体、ホスファゼン、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類、又は、これらの化合物の一部の水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。   Other solvents that can be contained in the non-aqueous electrolyte include, for example, ethylene sulfite (ES), propane sultone (PS), butane sultone (BS), dioxathilane-2,2-dioxide (DD), sulfolene, 3-methylsulfolene, sulfolane (SL), succinic anhydride (SUCAH), propionic anhydride, acetic anhydride, maleic anhydride, diallyl carbonate (DAC), dimethyl 2,5-dioxahexanoate, 2,5- Dimethyl dioxahexaneniate, furan, 2,5-dimethylfuran, diphenyl disulfide (DPS), dimethoxyethane (DME), dimethoxymethane (DMM), diethoxyethane (DEE), ethoxymethoxyethane, chloroethylene carbonate, Dimethyl ether, methyl ether Ether, methyl propyl ether, ethyl propyl ether, dipropyl ether, methyl butyl ether, diethyl ether, phenyl methyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2-MeTHF), tetrahydropyran (THP), 1,4-dioxane (DIOX), 1,3-dioxolane (DOL), methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl difluoroacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl formate , Ethyl formate, ethyl butyrate, isopropyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl cyanoacetate, vinyl acetate, diphenyl Disulfide, dimethyl sulfide, diethyl sulfide, adiponitrile, valeronitrile, glutaronitrile, malononitrile, succinonitrile, pimonitrile, suberonitrile, isobutyronitrile, biphenyl, thiophene, methyl ethyl ketone, fluorobenzene, hexafluorobenzene, carbonate electrolyte, glyme , Ether, acetonitrile, propiononitrile, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, dimethyl sulfoxide (DMSO) ionic liquid, phosphazene, methyl formate, methyl acetate, ethyl propionate and other aliphatic carboxylic acid esters, or these compounds In which a part of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２等の通常のリチウムイオン電池に使用可能なリチウム塩を用いることができる。支持塩は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。 The supporting salts include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) Lithium salts that can be used for ordinary lithium ion batteries such as 2 can be used. The supporting salt can be used alone or in combination of two or more.

非水溶媒は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。   A non-aqueous solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

＜フィルム外装体＞
外装体のフィルムとしては、表面層、金属層、および内面層を有するラミネートフィルムを用いることができる。金属層としてアルミニウムを、表面層としてはナイロン（登録商標）やポリエチレンテレフタレートを、内面層にポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂を用いたものであってもよい。内面層は、融点９５〜１４０℃のポリエチレンや、融点１６０〜１６５℃のポリプロピレンであってもよい。 <Film exterior>
As the film of the exterior body, a laminate film having a surface layer, a metal layer, and an inner surface layer can be used. The metal layer may be aluminum, the surface layer may be nylon (registered trademark) or polyethylene terephthalate, and the inner surface layer may be a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene. The inner surface layer may be polyethylene having a melting point of 95 to 140 ° C or polypropylene having a melting point of 160 to 165 ° C.

本実施形態では、図１〜図３に示すように、フィルム外装体１０は２枚のフィルム１０−１、１０−２を対向配置して構成されるものであってもよい。図示しないが、１枚のフィルムを折り返してフィルム外装体を構成してもよい。フィルム外装体１０の輪郭形状は特に限定されるものではないが、四角形であってもよく、この例では具体的には長方形となっている。   In this embodiment, as shown in FIGS. 1-3, the film exterior body 10 may be comprised by arrange | positioning two films 10-1 and 10-2 facing each other. Although not shown, a film outer package may be formed by folding a single film. The outline shape of the film outer package 10 is not particularly limited, but may be a quadrangle, and specifically, in this example, it is a rectangle.

フィルム１０−１、１０−２は、電池要素２０の周囲で互いに熱融着されて接合されており、フィルム外装体１０の周縁部が熱融着部１５となっている。熱融着部１５は電池の全周にわたって形成されている。   The films 10-1 and 10-2 are bonded to each other around the battery element 20 by thermal fusion, and the peripheral portion of the film outer package 10 is a thermal fusion portion 15. The heat fusion part 15 is formed over the entire periphery of the battery.

この例では、熱融着部１５のうち短辺側の一辺から、正極タブ５１および負極タブ５２が引き出されている。当然ながら、異なる二辺以上から電極タブがそれぞれ引き出されていてもよい。正極タブ５１および負極タブ５２は平行であることが一形態において好ましいが、本発明はこれに限定されない。また、図２、図３のように、一方のフィルム１０−１にカップ部が形成されるとともに他方のフィルム１０−２にはカップ部が形成されていない構成としてもよい。あるいは、両方のフィルムにカップ部を形成する構成（不図示）としてもよいし、両方ともカップ部を形成しない構成（不図示）としてもよい。   In this example, the positive electrode tab 51 and the negative electrode tab 52 are drawn out from one side of the short side of the heat fusion part 15. Of course, the electrode tabs may be drawn from two or more different sides. In one embodiment, the positive electrode tab 51 and the negative electrode tab 52 are preferably parallel, but the present invention is not limited to this. Moreover, it is good also as a structure by which the cup part is not formed in the other film 10-2 while the cup part is formed in one film 10-1, like FIG. 2, FIG. Or it is good also as a structure (not shown) which forms a cup part in both films, and it is good also as a structure (not shown) which does not form a cup part in both.

＜補強部材＞
本実施形態のフィルム外装電池１は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、フィルム外装体１０の内部に配置された補強部材６５を有している。補強部材は、種々の態様とすることができ、別の例については他の図面を参照して後述するものとするが、先ずは、図４Ａ、図４Ｂの態様について説明する。なお、以下では各部の符号を省略して説明を行うこともある。 <Reinforcing member>
The film-clad battery 1 of this embodiment has the reinforcement member 65 arrange | positioned inside the film-clad body 10, as shown to FIG. 4A and FIG. 4B. The reinforcing member can take various forms, and other examples will be described later with reference to other drawings. First, the aspects of FIGS. 4A and 4B will be described. In addition, below, the description of each part may be omitted.

補強部材６５は、一例でプレート状の部材である。この例では、補強部材６５は電池要素２０の幅方向に配置されている。補強部材６５は、電池要素２０の幅よりも長く形成されており、その両端部は、電池要素２０よりも外側に突出している。各端部には切断部６６ａ、６６ｂが形成されている。切断部は図５（ａ）に示すような傾斜した２辺から構成される山形の切断刃としてもよいし、図５（ｂ）に示すようなストレートな辺と傾斜した辺から構成される切断刃としてもよい。切断部の形状は、外装フィルムを穿刺できるものであればどのようなものであってもよく、様々な形状の突出部として形成してもよい。   The reinforcing member 65 is a plate-like member, for example. In this example, the reinforcing member 65 is disposed in the width direction of the battery element 20. The reinforcing member 65 is formed longer than the width of the battery element 20, and both end portions of the reinforcing member 65 protrude outward from the battery element 20. Cut portions 66a and 66b are formed at each end. The cutting part may be a chevron-shaped cutting blade composed of two inclined sides as shown in FIG. 5 (a), or a cutting composed of a straight side and an inclined side as shown in FIG. 5 (b). It is good also as a blade. The shape of the cut portion may be any shape as long as it can puncture the exterior film, and may be formed as a protruding portion having various shapes.

補強部材の材質としては、金属材料、セラミックス材料、または樹脂材料を用いることができる。電池要素の最外層である負極に補強部材が接する場合、補強部材として用いる金属材料は、負極電位においてイオン化しないステンレス、銅、チタン、ニッケル等が好ましい。また、金属材料を用いた補強部材を電解液に対して絶縁性のものとして構成することも好ましく、例えば、金属材料を絶縁性材料で被覆したものとしてもよい。   As the material of the reinforcing member, a metal material, a ceramic material, or a resin material can be used. When the reinforcing member is in contact with the negative electrode which is the outermost layer of the battery element, the metal material used as the reinforcing member is preferably stainless steel, copper, titanium, nickel or the like that is not ionized at the negative electrode potential. Moreover, it is also preferable that the reinforcing member using a metal material is configured to be insulative with respect to the electrolytic solution. For example, the metal material may be covered with an insulating material.

補強部材は、電池要素の変形を防止する部材としての役割も果たす。したがって、十分な剛性を有するものであることが好ましい。プレート状の補強部材の場合、その厚みは、一例として、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ未満であることが好ましく、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であることがより好ましい。補強部材は、プレート状ではなく、凹凸の断面形状を有するものであってもよい。   The reinforcing member also serves as a member that prevents deformation of the battery element. Therefore, it is preferable that it has sufficient rigidity. In the case of a plate-shaped reinforcing member, as an example, the thickness is preferably 0.1 mm or more and less than 2.0 mm, and more preferably 0.2 mm or more and less than 1.0 mm. The reinforcing member may have an uneven cross-sectional shape instead of a plate shape.

補強部材の長さは、電池要素の一辺よりも長く、補強部材が電池要素の縦方向または横方向の全体にわたって固定されるようなものであることが好ましいが、必ずしもそれに限定されない。これについては他の図面も参照して後述するものとする。図４Ａのような補強部材形状の場合、その幅寸法は、一例として、１．０ｍｍ以上であることが好ましく、２．０ｍｍ以上であることがより好ましい。   The length of the reinforcing member is longer than one side of the battery element, and the reinforcing member is preferably fixed over the entire length or width of the battery element, but is not necessarily limited thereto. This will be described later with reference to other drawings. In the case of the reinforcing member shape as shown in FIG. 4A, as an example, the width dimension is preferably 1.0 mm or more, and more preferably 2.0 mm or more.

補強部材は、電池要素に固定されている。固定の方式としては、特に限定されるものではないが、接着剤による接着、テープなどの固定部材による固定、溶接、カシメ、ネジ等を利用することができる。図４Ｂに模式的に示すように、補強部材６５の外側の面（図示上面）は、フィルム外装体１０の内面には接合されていない。   The reinforcing member is fixed to the battery element. The fixing method is not particularly limited, and bonding with an adhesive, fixing with a fixing member such as a tape, welding, caulking, screws, or the like can be used. As schematically shown in FIG. 4B, the outer surface (upper surface in the drawing) of the reinforcing member 65 is not joined to the inner surface of the film exterior body 10.

（作用）
このように構成された本実施形態のフィルム外装電池１では、異常時にフィルム外装体１０内でガスが大量に発生すると、まず、図４Ｃに示すようにフィルム外装体１０が膨張する。この際のフィルム外装体１０の内部空間の幅方向の長さ（図の横方向の長さ）は、初期長よりも短くなる。膨張によるこのような変形により、外装フィルムの内面が補強部材６５の切断部６６ａ、６６ｂに押し付けられることととなり、これにより外装フィルムが穿孔されてガス排出孔が形成される。そして、内部のガスがこのガス排出孔を通じて外部に排出され、フィルム外装体１０の内圧が開放される。 (Function)
In the film-covered battery 1 of the present embodiment configured as described above, when a large amount of gas is generated in the film-covered body 10 at the time of abnormality, the film-covered body 10 first expands as shown in FIG. 4C. At this time, the length in the width direction of the internal space of the film outer package 10 (the length in the horizontal direction in the figure) is shorter than the initial length. Due to such deformation due to expansion, the inner surface of the exterior film is pressed against the cut portions 66a and 66b of the reinforcing member 65, whereby the exterior film is perforated to form gas discharge holes. And internal gas is discharged | emitted outside through this gas discharge hole, and the internal pressure of the film exterior body 10 is open | released.

本実施形態の構成では、特に、補強部材６５が電池要素２０よりも長く形成されているため、図４Ｃのようにフィルム外装体１０が膨張した場合であっても、外装フィルムは先ず補強部材６５に当接する。したがって、外装フィルムから電池要素２０に対して矢印方向の力が加わることはなく、よって、電池要素２０の変形およびそれに起因した短絡の発生等も防止される。   In the configuration of the present embodiment, in particular, since the reinforcing member 65 is formed longer than the battery element 20, even when the film outer package 10 expands as shown in FIG. Abut. Therefore, no force in the direction of the arrow is applied to the battery element 20 from the exterior film, and therefore deformation of the battery element 20 and occurrence of a short circuit due to the deformation are prevented.

以上、本発明の一形態について説明したが、上記実施形態においては各部の構成、形状が種々変更されてもよい。例えば、補強部材６５は、両端を切断部とするのではなく、一方のみを切断部として他方は非切断部（一例で、矩形形状の端部）としてもよい。   As mentioned above, although one form of this invention was demonstrated, in the said embodiment, the structure of each part and a shape may be variously changed. For example, the reinforcing member 65 may not be cut at both ends, but only one may be a cut and the other may be a non-cut (a rectangular end, for example).

（第２の実施形態）
図６に示すように、補強部材６５の端部がフィルム外装体１０の一部に挟まれるような配置としてもよい。この例では、補強部材６５の両端の切断部６６ａ、６６ｂが、熱融着部１５の内側の偏平部１４において、２枚の外装フィルム１０−１、１０−２に挟まれた状態となっている。偏平部１４では外装フィルムどうしは熱融着されておらず、したがって、ガス発生時には、フィルム外装体１０は上記実施形態同様に膨張することとなる（図４Ｃ参照）。 (Second Embodiment)
As shown in FIG. 6, the end of the reinforcing member 65 may be disposed so as to be sandwiched between a part of the film outer package 10. In this example, the cut portions 66 a and 66 b at both ends of the reinforcing member 65 are sandwiched between the two exterior films 10-1 and 10-2 in the flat portion 14 inside the heat-sealed portion 15. Yes. In the flat part 14, the exterior films are not heat-sealed. Therefore, when the gas is generated, the film exterior body 10 expands in the same manner as in the above embodiment (see FIG. 4C).

このような構成によれば、切断部６６ａ、６６ｂの部分がフィルム外装体１０の一部に挟持されているので、使用時や搬送時に電池に衝撃が加わる等した場合であっても、意図せず切断部によって外装フィルムが穿孔されてしまうことを防止することが可能となる。   According to such a configuration, since the portions of the cutting portions 66a and 66b are sandwiched by a part of the film outer package 10, even if the battery is subjected to an impact during use or transportation, it is not intended. It is possible to prevent the exterior film from being perforated by the cut portion.

図６の偏平部１４は、外装体内に電解液を注入した後の真空引きプロセスの際に形成されるものであってもよいし、別途、プレス加工などを行って形成されるものであってもよい。偏平部１４は、一例で、熱融着部１５に隣接する内側領域に形成される。偏平部１４は、切断部６６ａ、６６ｂを挟む部分のみに部分的に形成されるものであってもよいし（不図示）、図７に模式的に示すように、フィルム外装体の全周に形成されるものであってもよい。図６では、切断部６６ａ、６６ｂおよびその近傍を偏平部１４で挟み込むような構成となっているが、切断部６６ａ、６６ｂの一部のみを挟み込むような構成であっても構わない。   The flat part 14 in FIG. 6 may be formed during the evacuation process after injecting the electrolytic solution into the exterior body, or may be formed separately by pressing or the like. Also good. The flat part 14 is an example, and is formed in an inner region adjacent to the heat fusion part 15. The flat part 14 may be partially formed only in a part sandwiching the cutting parts 66a and 66b (not shown), or as schematically shown in FIG. It may be formed. In FIG. 6, the cutting portions 66 a and 66 b and the vicinity thereof are sandwiched between the flat portions 14. However, only a part of the cutting portions 66 a and 66 b may be sandwiched.

（第３の実施形態）
電池要素に固定される補強部材６５の本数や向き、または、形状等は種々変更可能である。例えば、図７に示すように、フィルム外装電池は、電池要素２０に固定された２本の補強部材６５−１、６５−２を有するものであってもよい。この例では、２本の補強部材６５−１、６５−２が、所定の間隔をあけて、略平行に配置されている。各補強部材６５−１、６５−２の長さ、厚み、端部形状、材質等は、同一であってもよいし異なっていてもよい。当然ながら３本以上の補強部材が配置されていてもよい。 (Third embodiment)
The number, direction or shape of the reinforcing members 65 fixed to the battery element can be variously changed. For example, as shown in FIG. 7, the film-clad battery may have two reinforcing members 65-1 and 65-2 fixed to the battery element 20. In this example, the two reinforcing members 65-1 and 65-2 are arranged substantially in parallel at a predetermined interval. The length, thickness, end shape, material, and the like of each of the reinforcing members 65-1 and 65-2 may be the same or different. Of course, three or more reinforcing members may be arranged.

また、図８に示すように、異なる向きで、それぞれ１本または複数本の補強部材が配置されていてもよい。図８（ａ）では、電池要素の幅方向に配置された第１の補強部材６５と、電池要素の縦方向（長手方向）に配置された第２の補強部材６７とを有している。図８（ｂ）では、さらに、第１の補強部材６５が２本配置された構成となっている。   Also, as shown in FIG. 8, one or a plurality of reinforcing members may be arranged in different directions. 8A includes a first reinforcing member 65 arranged in the width direction of the battery element and a second reinforcing member 67 arranged in the vertical direction (longitudinal direction) of the battery element. In FIG. 8B, two first reinforcing members 65 are further arranged.

（その他の形態）
（１）補強部材は、必ずしも電池要素の一辺全体にわたって固定されるものでなくてもよい。例えば、図９（ａ）の補強部材６８のように、電池要素の幅の一部のみ（例えば幅寸法の５０％以上、７５％以上、または９０％以上）に固定され、一端が切断部６８ａとして突出するような構成としてもよい。当然ながら、補強部材は縦方向に配置されていてもよい。 (Other forms)
(1) The reinforcing member is not necessarily fixed over the entire side of the battery element. For example, like the reinforcing member 68 in FIG. 9A, only a part of the width of the battery element (for example, 50% or more, 75% or more, or 90% or more of the width dimension) is fixed, and one end is the cut portion 68a. It is good also as a structure which protrudes as. Of course, the reinforcing member may be arranged in the vertical direction.

（２）また、図９（ｂ）に示すように、上記のような構成の補強部材６８−１、６８−２を互いに反対方向に配置して、それぞれの切断部６８ａ、６８ａが電池要素２０の両側で突出するような配置としてもよい。補強部材は３本以上であってもよい。幅方向に配置された補強部材で説明したが、このような態様で補強部材が縦方向（長手方向）に配置されていてもよい。 (2) Further, as shown in FIG. 9B, the reinforcing members 68-1 and 68-2 having the above-described configuration are arranged in opposite directions, and the respective cut portions 68a and 68a are formed in the battery element 20. It is good also as arrangement | positioning which protrudes on both sides. There may be three or more reinforcing members. Although the reinforcing member arranged in the width direction has been described, the reinforcing member may be arranged in the vertical direction (longitudinal direction) in such a manner.

（３）上記実施形態では、細長いプレート状の補強部材を１本または複数本配置した構成としたが、より面積の広い部材を補強部材として利用してもよい。図１０の例では、電池要素２０の全面を覆うような補強部材６９が、電池要素２０に固定されている。補強部材６９は、この例では、電池要素２０の外周の３辺に切断部６９ａ、６９ｂ、６９ｃを有している。切断部は、各辺において、図示するように複数形成されていてもよい。当然ながら３辺全てではなく少なくとも１辺のみに切断部を設けてもよい。 (3) In the above embodiment, one or a plurality of elongated plate-like reinforcing members are arranged, but a member having a larger area may be used as the reinforcing member. In the example of FIG. 10, a reinforcing member 69 that covers the entire surface of the battery element 20 is fixed to the battery element 20. In this example, the reinforcing member 69 has cut portions 69 a, 69 b, and 69 c on three sides of the outer periphery of the battery element 20. A plurality of cutting portions may be formed on each side as illustrated. Of course, you may provide a cutting part only in at least 1 side instead of all 3 sides.

以上、複数の実施形態として本発明に係るフィルム外装電池について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、所定の実施形態の特徴部を他の実施形態の構成と組み合わせてもよい。   As described above, the film-clad battery according to the present invention has been described as a plurality of embodiments. However, the features of the predetermined embodiments may be combined with the configurations of other embodiments without departing from the spirit of the present invention.

（付記）
本出願は、以下の発明を開示する：
１．正極、負極、およびセパレータを含む電池要素（２０）と、
上記電池要素を収容するフィルム外装体（１０）と、
上記フィルム外装体に当接して該フィルム外装体を穿孔することができる切断部（６６）が形成され、上記電池要素に直接的または間接的に固定された補強部材（６５）と、
を備える二次電池。 (Appendix)
This application discloses the following invention:
1. A battery element (20) comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator;
A film outer package (10) containing the battery element;
A reinforcing member (65) formed with a cutting portion (66) capable of coming into contact with the film exterior body and perforating the film exterior body, and directly or indirectly fixed to the battery element;
A secondary battery comprising:

このような構成によれば、ガス発生に伴ってフィルム外装体が膨張した際に、外装フィルムの内面が補強部材の切断部に押し付けられることととなり、これにより外装フィルムが穿孔され、ガスの排出を行うことができる。また、補強部材によって電池要素の変形も防止することができる。   According to such a configuration, when the film exterior body expands as the gas is generated, the inner surface of the exterior film is pressed against the cut portion of the reinforcing member, thereby perforating the exterior film and discharging the gas. It can be performed. In addition, deformation of the battery element can be prevented by the reinforcing member.

２．上記補強部材（６５）は、フィルム外装体に当接する複数の切断部（６６ａ、６６ｂ、６９等）を有している、上記記載の二次電池。 2. The secondary battery as described above, wherein the reinforcing member (65) has a plurality of cut portions (66a, 66b, 69, etc.) that come into contact with the film outer package.

３．上記補強部材（６５−１、６５−２）を複数備える、上記記載の二次電池。 3. The secondary battery as described above, comprising a plurality of the reinforcing members (65-1, 65-2).

４．上記電池要素（２０）の輪郭形状が四角形であり、
上記補強部材（６５）は、上記電池要素の縦方向または横方向の一辺の全体にわたって固定されている、上記記載の二次電池。 4). The battery element (20) has a quadrangular outline shape,
The secondary battery according to the above, wherein the reinforcing member (65) is fixed over the whole of one side of the battery element in the vertical direction or the horizontal direction.

５．上記補強部材は、両端部に上記切断部（６６ａ、６６ｂ）が形成されている、上記記載の二次電池。 5. The secondary battery according to the above, wherein the reinforcing member has the cut portions (66a, 66b) formed at both ends.

６．上記フィルム外装体（１０）は、
上記補強部材の切断部（６６）を少なくとも部分的に挟み込む偏平部（１４）を有している、上記記載の二次電池。 6). The film outer package (10)
The secondary battery as described above, further comprising a flat portion (14) sandwiching at least partially the cut portion (66) of the reinforcing member.

７．上記切断部（６６）は、
ガスの発生により上記フィルム外装体が膨張して変形した場合に、該フィルム外装体を穿孔する、上記記載の二次電池。 7). The cutting part (66)
The secondary battery as described above, wherein the film outer package is perforated when the film outer package expands and deforms due to generation of gas.

８．上記補強部材（６５）は、上記フィルム外装体の内面には固定されていない、上記記載の二次電池。このような構成によれば、フィルム外装体が補強部材によって拘束されることなく膨張するので、補強部材の切断部で良好にフィルム外装体を裂開することができる。 8). The secondary battery as described above, wherein the reinforcing member (65) is not fixed to the inner surface of the film outer package. According to such a configuration, since the film exterior body expands without being restrained by the reinforcing member, the film exterior body can be satisfactorily cleaved at the cut portion of the reinforcing member.

なお、上記付記の記載において、括弧内の符号は本発明を何ら限定するものではない。   In addition, in description of the said additional remarks, the code | symbol in parenthesis does not limit this invention at all.

本発明の一形態に係る二次電池は、例えば、電源を必要とするあらゆる産業分野に利用可能である。一例として、携帯電話、ノートパソコンなどのモバイル機器の電源として利用でき；電気自動車、ハイブリッドカー、電動バイク、電動アシスト自転車などの電動車両の電源として利用でき；電車や衛星や潜水艦などの移動用輸送用媒体の電源として利用でき；電力を貯める蓄電システムとして利用できる。   The secondary battery according to one embodiment of the present invention can be used in, for example, all industrial fields that require a power source. For example, it can be used as a power source for mobile devices such as mobile phones and laptop computers; it can be used as a power source for electric vehicles such as electric cars, hybrid cars, electric bikes, and electric assist bicycles; It can be used as a power source for mediums; it can be used as a power storage system for storing power.

１ フィルム外装電池
１０ フィルム外装体
１４ 偏平部
１５ 熱融着部
２０ 電池要素
２５ セパレータ
３０ 正極
４０ 負極
６５、６７、６８、６９ 補強部材
６６、６６ａ、６６ｂ 切断部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film exterior battery 10 Film exterior body 14 Flat part 15 Thermal fusion part 20 Battery element 25 Separator 30 Positive electrode 40 Negative electrode 65, 67, 68, 69 Reinforcement member 66, 66a, 66b Cutting part

Claims (8)

正極、負極、およびセパレータを含む電池要素と、
前記電池要素を収容するフィルム外装体と、
前記フィルム外装体に当接して該フィルム外装体を穿孔することができる切断部が形成され、前記電池要素に直接的または間接的に固定された補強部材と、
を備える二次電池。 A battery element including a positive electrode, a negative electrode, and a separator;
A film outer package that houses the battery element;
A reinforcing member formed with a cutting portion capable of being in contact with the film exterior body and perforating the film exterior body, and directly or indirectly fixed to the battery element;
A secondary battery comprising: 前記補強部材は、フィルム外装体に当接する複数の切断部を有している、請求項１に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, wherein the reinforcing member has a plurality of cut portions that come into contact with the film outer package. 前記補強部材を複数備える、請求項１または２に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, comprising a plurality of the reinforcing members. 前記電池要素の輪郭形状が四角形であり、
前記補強部材は、前記電池要素の縦方向または横方向の一辺の全体にわたって固定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池。 The battery element has a quadrangular outline shape;
The secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing member is fixed over the entire one side of the battery element in the vertical direction or the horizontal direction. 前記補強部材は、両端部に前記切断部が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, wherein the reinforcing member has the cut portions formed at both ends. 前記フィルム外装体は、
前記補強部材の切断部を少なくとも部分的に挟み込む偏平部を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池。 The film exterior body is
The secondary battery as described in any one of Claims 1-5 which has a flat part which pinches | interposes the cutting part of the said reinforcement member at least partially. 前記切断部は、
ガスの発生により前記フィルム外装体が膨張して変形した場合に、該フィルム外装体を穿孔する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の二次電池。 The cutting part is
The secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein when the film outer package expands and deforms due to generation of gas, the film outer package is perforated. 前記補強部材は、前記フィルム外装体の内面には固定されていない、請求項１〜７のいずれか一項に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, wherein the reinforcing member is not fixed to the inner surface of the film exterior body.
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