JP7208201B2 - Battery case and secondary battery provided with the battery case - Google Patents

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Description

本発明は、電池ケースに関する。詳しくは、複数の電極体を収容する電池ケースと、該電池ケースを備えた二次電池に関する。 The present invention relates to battery cases. Specifically, the present invention relates to a battery case containing a plurality of electrode bodies and a secondary battery including the battery case.

リチウムイオン二次電池等の二次電池は、軽量で高いエネルギー密度を得られることから、パソコンや携帯端末等のポータブル電源、あるいはＥＶ（電気自動車）、ＨＶ（ハイブリッド自動車）、ＰＨＶ（プラグインハイブリッド自動車）等の車両搭載用電源として広く用いられている。 Secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are lightweight and have high energy density. It is widely used as a power supply for vehicles such as automobiles.

複数の単電池を相互に電気的に接続した組電池においては、該組電池を構成している一の単電池が不具合により異常発熱を起こした場合、隣接する他の単電池にも熱が伝わり、異常発熱が連鎖する恐れがある。異常発熱が連鎖することにより、組電池全体に不具合が拡大する問題が生じ得る。この問題を解決するため、単電池間の熱影響を制御し得る仕組みを備えた組電池が広く知られている。 In an assembled battery in which a plurality of cells are electrically connected to each other, if one of the cells constituting the assembled battery generates abnormal heat due to a malfunction, the heat is transferred to the other adjacent cells. , there is a risk of chain reaction of abnormal heat generation. A chain reaction of abnormal heat generation may cause a problem that the problem spreads throughout the assembled battery. In order to solve this problem, an assembled battery having a mechanism capable of controlling thermal effects between single cells is widely known.

例えば、特許文献１には、複数の単電池が一つのケースに収容された電池モジュールにおいて、単電池の周囲に断熱材を配置する構成が開示されている。これにより、一の単電池で異常発熱が生じた場合でも、隣接する他の単電池への熱影響を抑制することができ得る。 For example, Patent Literature 1 discloses a configuration in which a heat insulating material is arranged around the cells in a battery module in which a plurality of cells are housed in one case. As a result, even when abnormal heat generation occurs in one unit cell, it is possible to suppress the thermal influence on other adjacent unit cells.

国際公開第２０１４／１３２６４９号WO2014/132649

ところで、近年、電池の軽量化を図るため、一つの電池ケースに複数の電極体を収容する二次電池が提案されている。しかしながら、かかる二次電池においても、一の電極体が異常発熱を起こした場合、同じ電池ケース内で隣接する他の電極体へも熱が伝わり、他の電極体も異常な高温になり得り、不具合が拡大する虞がある。 By the way, in recent years, in order to reduce the weight of the battery, a secondary battery has been proposed in which a plurality of electrode bodies are housed in one battery case. However, even in such a secondary battery, when one electrode body generates abnormal heat, the heat is transferred to other adjacent electrode bodies in the same battery case, and the other electrode bodies may also reach an abnormally high temperature. , the problem may increase.

そこで、本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電極体を備える二次電池において、電極体同士の熱影響を適切に防止し得る電池ケースを提供することである。また、本発明の別の目的は、該電池ケースを備えた二次電池を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery case in a secondary battery having a plurality of electrode bodies, which can appropriately prevent thermal influence between the electrode bodies. be. Another object of the present invention is to provide a secondary battery having the battery case.

ここで開示される電池ケースは、正極および負極を含む電極体を収容するための箱型のケース本体を備える電池ケースであって、上記電極体を複数個並列に収容可能な複数の電極体収容空間と、上記複数の電極体収容空間それぞれの間に設けられた空間であって、断熱要素を収容可能な断熱空間と、が設けられている。
このような構成によれば、電極体収容空間の間に断熱空間が設けられているため、電極体収容空間に収容される一の電極体で発生した熱が、同じ電池ケース内の他の電極体収容空間に収容される電極体に伝わりにくくなり得る。 The battery case disclosed herein is a battery case comprising a box-shaped case main body for housing an electrode body including a positive electrode and a negative electrode, and a plurality of electrode bodies capable of housing a plurality of the electrode bodies in parallel. A space and a heat insulating space which is a space provided between each of the plurality of electrode housing spaces and which can house a heat insulating element is provided.
According to such a configuration, since the heat insulating space is provided between the electrode body housing spaces, heat generated in one electrode body housed in the electrode body housing space is transferred to other electrodes in the same battery case. It may become difficult to be transmitted to the electrode body accommodated in the body accommodation space.

また、ここに開示される電池ケースの好ましい一態様では、上記電極体収容空間と上記断熱空間とが並列する方向において、上記電極体収容空間と、上記断熱空間との寸法比が３：１～４：１の範囲である。
このような構成によれば、断熱空間の断熱性がより確実に確保されるため、電極体収容空間にそれぞれ収容される電極体同士の熱がより伝わりにくくなり得る。 In a preferred embodiment of the battery case disclosed herein, the dimensional ratio between the electrode housing space and the heat insulating space is 3:1 or more in the direction in which the electrode housing space and the heat insulating space are arranged in parallel. 4:1 range.
According to such a configuration, the heat insulating property of the heat insulating space is ensured more reliably, so that the heat between the electrode bodies accommodated in the electrode body accommodating space can be less likely to be conducted.

また、ここに開示される電池ケースの好ましい一態様では、上記電極体収容空間と、上記断熱空間との間には、上記ケース本体と同じ材質で構成された隔壁が形成されている。
このような構成によれば、断熱空間が隔壁によって仕切られることで断熱要素をより安定に断熱空間に保持することができるため、断熱空間の断熱性がより一層向上し得り、電極体収容空間にそれぞれ収容される電極体同士の熱がより一層伝わりにくくなり得る。 In a preferred aspect of the battery case disclosed herein, a partition made of the same material as the case main body is formed between the electrode housing space and the heat insulation space.
According to such a configuration, since the heat insulating space is partitioned by the partition wall, the heat insulating element can be more stably held in the heat insulating space. It may become even more difficult for the heat to be conducted between the electrode bodies respectively accommodated in the .

ここに開示される二次電池は、正極および負極を含む電極体と、上記電極体と電解質とを収容する箱型のケース本体と、該ケース本体を密閉する蓋体とを備える。上記ケース本体は、上記電極体を複数個並列に収容する複数の電極体収容空間と、上記複数の電極体収容空間それぞれの間に設けられた空間であって、断熱要素を収容する断熱空間と、を有している。
このような構成によれば、同じ電池ケース内に収容されている電極体間に断熱空間が設けられているため、一の電極体の熱が他の電極体に伝わりにくくなり得る。 The secondary battery disclosed herein includes an electrode body including a positive electrode and a negative electrode, a box-shaped case body that accommodates the electrode body and the electrolyte, and a lid that seals the case body. The case main body includes a plurality of electrode body housing spaces for housing a plurality of the electrode bodies in parallel, and a space provided between each of the plurality of electrode body housing spaces, and a heat insulating space for housing a heat insulating element. ,have.
According to such a configuration, since the heat insulating space is provided between the electrode bodies housed in the same battery case, the heat of one electrode body may be less likely to be transferred to the other electrode bodies.

また、ここに開示される二次電池の好ましい一態様では、上記電極体収容空間と上記断熱空間とが並列する方向において、上記電極体収容空間と、上記断熱空間との寸法比が３：１～４：１の範囲である。
このような構成によれば、断熱空間の断熱性がより確実に確保されるため、同じ電池ケース内に収容されている電極体間の熱影響をより抑制し得る。 Further, in a preferred aspect of the secondary battery disclosed herein, the dimensional ratio between the electrode housing space and the heat insulating space is 3:1 in the direction in which the electrode housing space and the heat insulating space are arranged in parallel. ~4:1 range.
According to such a configuration, the heat insulating property of the heat insulating space is more reliably ensured, so that the heat effect between the electrode bodies accommodated in the same battery case can be further suppressed.

また、ここに開示される二次電池の好ましい一態様では、上記電極体収容空間と、上記断熱空間との間には、上記ケース本体と同じ材質で構成された隔壁が形成されている。
このような構成によれば、断熱空間が隔壁によって仕切られることで断熱要素をより安定に断熱空間に保持することができるため、断熱空間の断熱性がより一層向上し得り、同じ電池ケース内に収容されている電極体間の熱影響をより一層防止し得る。 In a preferred aspect of the secondary battery disclosed herein, a partition made of the same material as the case main body is formed between the electrode housing space and the heat insulating space.
According to such a configuration, since the heat insulating space is partitioned by the partition wall, the heat insulating element can be more stably held in the heat insulating space. It is possible to further prevent the thermal influence between the electrode bodies housed in the housing.

また、ここに開示される二次電池の好ましい一態様では、上記断熱空間に収容された上記断熱要素と上記蓋体との間の隙間に弾性体が配置されている。
このような構成によれば、断熱空間と蓋体との間の隙間を埋めることができ、電池ケースの密閉性を向上させることができると同時に、断熱要素を断熱空間に保持させ易くなり得る。 Further, in a preferred aspect of the secondary battery disclosed herein, an elastic body is arranged in a gap between the heat insulating element accommodated in the heat insulating space and the lid.
According to such a configuration, the gap between the heat insulating space and the lid can be filled, and the airtightness of the battery case can be improved. At the same time, the heat insulating element can be easily held in the heat insulating space.

一実施形態に係る二次電池を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a secondary battery according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る二次電池の構成を模式的に示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a secondary battery according to one embodiment; FIG. 図１のIII－III線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1; FIG.

以下、本開示における典型的な実施形態の１つについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、本明細書において数値範囲をＡ～Ｂ（ここでＡ，Ｂは任意の数値）と記載している場合は、一般的な解釈と同様であり、Ａ以上Ｂ以下を意味するものである。 One typical embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Matters other than those specifically referred to in this specification that are necessary for implementation can be grasped as design matters for those skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The present invention can be implemented based on the contents disclosed in this specification and common general technical knowledge in the field.
In addition, when the numerical range is described as A to B (where A and B are arbitrary numerical values) in this specification, it is the same as the general interpretation and means from A to B. .

本明細書において、「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池（すなわち化学電池）の他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（すなわち物理電池）を包含する。以下、３つの捲回電極体を備えた非水電解液リチウムイオン二次電池を例示して、本開示に係る電池ケースおよび二次電池について詳細に説明する。ただし、本開示に係る電池ケースおよび二次電池を以下の実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。 As used herein, the term “secondary battery” refers to a general electricity storage device that can be repeatedly charged and discharged. It includes capacitors (ie physical batteries) such as double layer capacitors. Hereinafter, a battery case and a secondary battery according to the present disclosure will be described in detail by exemplifying a nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery including three wound electrode bodies. However, the battery case and secondary battery according to the present disclosure are not intended to be limited to those described in the following embodiments.

図１は二次電池１の斜視図である。図２は二次電池１の構成を模式的に示す分解斜視図である。図３は、図１のIII－III線に沿う模式的な断面図である。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ、二次電池１の長辺方向、短辺方向、高さ方向を表す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、二次電池１の設置形態を何ら限定するものではない。また、図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。 FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery 1. FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the secondary battery 1. As shown in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along line III--III in FIG. In the following description, symbols X, Y, and Z in the drawings represent the long side direction, short side direction, and height direction of the secondary battery 1, respectively. However, these are merely directions for convenience of explanation, and do not limit the installation form of the secondary battery 1 at all. Further, in the drawings, members and portions having the same function are denoted by the same reference numerals. Also, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect the actual dimensional relationships.

図１に示すように、二次電池１は六面箱型形状の電池ケース３０によって密閉されており、蓋体３４には電池ケース３０の内部と外部とを導通させるための正極端子４２および負極端子４４が備えられている。本実施形態においては、図３に示すように、電池ケース３０の内部には、３つの扁平形状の捲回電極体１０と、電解質（図示せず）と、断熱要素８０と、弾性体９０とが備えられている。 As shown in FIG. 1, the secondary battery 1 is hermetically sealed by a six-sided box-shaped battery case 30. A lid 34 has a positive terminal 42 and a negative electrode for conducting the inside and outside of the battery case 30. A terminal 44 is provided. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the battery case 30 contains three flat wound electrode bodies 10, an electrolyte (not shown), a heat insulating element 80, and an elastic body 90. is provided.

電池ケース３０は、一端に開口部を有する箱型のケース本体３２と、該ケース本体３２の開口部を塞ぐ蓋体３４と、を備える。本実施形態のケース本体３２は、矩形状の４つの側壁と、矩形状の底壁とを備えており、３つの捲回電極体１０を短辺方向Ｙに並列に配置可能な幅を有している。電池ケース３０（詳細には、電池ケース３０の蓋体３４）には、外部接続用の正極端子４２および負極端子４４と、安全弁（図示せず）が設けられている。安全弁は、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に、該内圧を開放する。本実施形態の電解質は非水電解液に含まれるため、電池ケース３０には非水電解液を内部に注入するための注入口（図示せず）が設けられている。電池ケース３０の材質としては、例えば、アルミニウム等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。 The battery case 30 includes a box-shaped case body 32 having an opening at one end, and a lid 34 that closes the opening of the case body 32 . The case body 32 of the present embodiment includes four rectangular side walls and a rectangular bottom wall, and has a width that allows the three wound electrode bodies 10 to be arranged in parallel in the short-side direction Y. ing. The battery case 30 (more specifically, the lid 34 of the battery case 30) is provided with a positive terminal 42 and a negative terminal 44 for external connection, and a safety valve (not shown). The safety valve releases the internal pressure when the internal pressure of the battery case 30 rises above a predetermined level. Since the electrolyte of the present embodiment is contained in the non-aqueous electrolyte, the battery case 30 is provided with an injection port (not shown) for injecting the non-aqueous electrolyte. As the material of the battery case 30, for example, a metal material such as aluminum that is lightweight and has good thermal conductivity is used.

捲回電極体１０は、長尺状の正極（正極シート）５０と、長尺状の負極（負極シート）６０とが、長尺状のセパレータ７０とを介して絶縁された状態で重ね合わされて捲回されている。詳細には、正極５０では、長尺状の正極集電体の片面または両面に、長手方向に沿って電極合材（正極活物質層）が塗工されている。負極６０では、長尺状の負極集電体の片面または両面に、長手方向に沿って電極合材（負極活物質層）が塗工されている。正極集電体露出部５２、負極集電体露出部６２は、捲回電極体１０の上記長手方向に直交するシート幅方向の両端部の各々に位置する。正極集電体露出部５２は、電極合材が塗工されずに正極集電体が露出した部分である。ここでは、図２に示すように、３つの捲回電極体１０の正極集電体露出部５２に正極連結板４６を接合することで電気的に接続されている。そして、正極連結板４６は蓋体３４が備える正極端子４２と電気的に接続されることで、電池ケース３０の内部と外部との導通を実現している。また、負極集電体露出部６２は、電極合材が塗工されずに負極集電体が露出した部分である。ここでは、図２に示すように、３つの捲回電極体１０の負極集電体露出部６２それぞれに負極連結板４８を接合することで電気的に接続されている。そして、負極連結板４８は蓋体３４が備える負極端子４４と接合されることで、電池ケース３０の内部と外部との導通を実現している。なお、ここでは電極連結板（正極連結板４６および負極連結板４８）を用いて複数の捲回電極体１０同士を電気的に接続して電極端子（正極端子４２および負極端子４４）と接続したが、捲回電極体１０それぞれと電極端子とを直接電気的に接続してもよい。 The wound electrode body 10 is formed by stacking a long positive electrode (positive electrode sheet) 50 and a long negative electrode (negative electrode sheet) 60 in a state of being insulated via a long separator 70 . is wound. Specifically, in the positive electrode 50, an electrode mixture (positive electrode active material layer) is applied along the longitudinal direction on one or both surfaces of a long positive electrode current collector. In the negative electrode 60, an electrode mixture (negative electrode active material layer) is applied along the longitudinal direction on one or both surfaces of a long negative electrode current collector. The positive electrode current collector exposed portion 52 and the negative electrode current collector exposed portion 62 are positioned at both ends of the wound electrode assembly 10 in the sheet width direction orthogonal to the longitudinal direction. The positive electrode current collector exposed portion 52 is a portion where the positive electrode current collector is exposed without being coated with the electrode mixture. Here, as shown in FIG. 2, the three wound electrode bodies 10 are electrically connected by joining the positive electrode connecting plate 46 to the positive electrode current collector exposed portion 52 . The positive electrode connecting plate 46 is electrically connected to the positive electrode terminal 42 provided in the lid 34 , thereby realizing conduction between the inside and the outside of the battery case 30 . Further, the negative electrode current collector exposed portion 62 is a portion where the negative electrode current collector is exposed without being coated with the electrode mixture. Here, as shown in FIG. 2 , the three wound electrode bodies 10 are electrically connected by bonding the negative electrode connecting plate 48 to each of the negative electrode current collector exposed portions 62 . The negative electrode connecting plate 48 is joined to the negative electrode terminal 44 provided in the lid 34 , thereby achieving conduction between the inside and the outside of the battery case 30 . Here, electrode connection plates (positive electrode connection plate 46 and negative electrode connection plate 48) were used to electrically connect the plurality of wound electrode bodies 10 to the electrode terminals (positive electrode terminal 42 and negative electrode terminal 44). However, each of the wound electrode bodies 10 and the electrode terminals may be directly electrically connected.

図３に示すように、電池ケース３０の内部には、複数の電極体収容空間３６と、断熱空間３８とが設けられている。電極体収容空間３６は捲回電極体１０と、電解質とを収容可能な空間である。典型的には、１箇所の電極収容空間３６に対して、一つの捲回電極体１０が収容される。断熱空間３８は断熱要素８０を収容可能な空間である。本実施形態では、電極体収容空間３６は短辺方向Ｙに向かって並列に３箇所設けられている。また、断熱空間３８は電極体収容空間３６それぞれの間に設けられており、計２箇所に設けられている。即ち、電池ケース３０の幅方向（ここでは短辺方向Ｙ）に向かって電極体収容空間３６と断熱空間３８とが交互に並列するように設けられている。なお、電極体収容空間３６および断熱空間３８の数は限定されるものではなく、電極体収容空間３６をｎ箇所に設けたとき、断熱空間３８を（ｎ－１）箇所に設けることができる（ただし、ｎは２以上の自然数とする）。 As shown in FIG. 3, inside the battery case 30, a plurality of electrode housing spaces 36 and a heat insulating space 38 are provided. The electrode assembly space 36 is a space capable of accommodating the wound electrode assembly 10 and an electrolyte. Typically, one wound electrode body 10 is accommodated in one electrode accommodation space 36 . The heat insulating space 38 is a space that can accommodate a heat insulating element 80 . In this embodiment, three electrode housing spaces 36 are provided in parallel in the short-side direction Y. As shown in FIG. In addition, the heat insulation space 38 is provided between each of the electrode housing spaces 36, and is provided at a total of two locations. That is, the electrode housing spaces 36 and the heat insulating spaces 38 are alternately arranged in parallel in the width direction (here, the short side direction Y) of the battery case 30 . The numbers of the electrode housing space 36 and the heat insulating space 38 are not limited. When the electrode housing space 36 is provided at n locations, the heat insulating space 38 can be provided at (n-1) locations ( However, n is a natural number of 2 or more).

電極体収容空間３６および断熱空間３８の大きさは特に限定されるものではないが、電極体収容空間３６と断熱空間３８とが並列する方向（ここでは短辺方向Ｙ）において、電極体収容空間３６と断熱空間３８との寸法比が３：１～４：１の範囲内となるように設けられることが好ましい。例えば、電極体収容空間３６と断熱空間３８との上記寸法比を１２．５：３．５に設けることができる。上記寸法比のかかる範囲内とすることで、断熱空間３８の断熱性がより確実に確保されるため、一の電極体収容空間３６に収容される捲回電極体１０の熱が他の電極体収容空間３６に収容される捲回電極体１０へより伝わりにくくなり得る。なお、上記電極体収容空間３６と断熱空間３８との上記寸法比は、図３で示すように、任意で選ばれる一つの電極体収容空間３６の短辺方向Ｙにおける長さＬ１と、任意で選ばれる一つの断熱空間３８の短辺方向Ｙにおける長さＬ２との寸法比を示している。即ち、何れの電極体収容空間３６と断熱空間３８との対においても、上記寸法比の範囲内となることが好ましい。また、複数の電極体収容空間３６それぞれの短辺方向Ｙにおける長さ、および複数設けられ得る断熱空間３８それぞれの短辺方向Ｙにおける長さは異なっていてもよい。 Although the sizes of the electrode body housing space 36 and the heat insulating space 38 are not particularly limited, the electrode body housing space may It is preferable that the dimension ratio between 36 and the heat insulating space 38 is within the range of 3:1 to 4:1. For example, the dimension ratio between the electrode housing space 36 and the heat insulating space 38 can be set to 12.5:3.5. By setting the dimensional ratio within such a range, the heat insulating property of the heat insulating space 38 is more reliably ensured. It may become more difficult to transmit to the wound electrode body 10 housed in the housing space 36 . As shown in FIG. 3, the dimensional ratio between the electrode body housing space 36 and the heat insulating space 38 is defined by the length L1 in the short side direction Y of one arbitrarily selected electrode body housing space 36 and the arbitrarily It shows the dimensional ratio to the length L2 in the short-side direction Y of one selected heat insulating space 38 . That is, it is preferable that any pair of the electrode housing space 36 and the heat insulating space 38 is within the range of the above dimensional ratio. Further, the length in the short side direction Y of each of the plurality of electrode housing spaces 36 and the length in the short side direction Y of each of the heat insulation spaces 38 that may be provided in plurality may be different.

電極体収容空間３６と断熱空間３８との間には、隔壁３７が形成され得る。隔壁３７を構成する材料は特に限定されるものではないが、ケース本体３２と同じ材質で構成された隔壁３７が形成されていることが好ましい。隔壁３７によって電極体収容空間３６と断熱空間３８とが仕切られることで断熱空間３８に収容される断熱要素８０がより安定的に保持されるため、断熱空間３８の断熱性が向上し、同じ電池ケース３０内に収容されている捲回電極体１０間の熱影響をより一層防止し得る。また、隔壁３７がケース本体３２と同じ材質で構成されることにより、ケース本体３２の剛性が向上し得る。さらに、後述するような簡便な方法で隔壁３７を備えたケース本体３２を製造することができるため、製造時間を短縮させることができ得る。 A partition wall 37 may be formed between the electrode housing space 36 and the heat insulating space 38 . Although the material forming the partition 37 is not particularly limited, it is preferable that the partition 37 is made of the same material as the case main body 32 . Since the electrode housing space 36 and the heat insulating space 38 are partitioned by the partition wall 37, the heat insulating element 80 housed in the heat insulating space 38 is more stably held. Thermal effects between the wound electrode bodies 10 housed in the case 30 can be further prevented. In addition, since the partition wall 37 is made of the same material as the case main body 32, the rigidity of the case main body 32 can be improved. Furthermore, since the case body 32 having the partition wall 37 can be manufactured by a simple method as described later, the manufacturing time can be shortened.

電池ケース３０の高さ方向Ｚにおける隔壁３７の高さは、自由に変更することができる。例えば、隔壁３７をケース本体３２の側壁の高さよりも低く形成することができる。これにより、断熱空間３８の上部（蓋体３４によりケース本体３２を密閉したときの断熱空間３８と蓋体３４の間）に隙間を設けることができる。そのため、上述した正極連結板４６および負極連結板４８を備える捲回電極体１０を電極体収容空間３６に収容したとき、上記隙間は、正極連結板４６および負極連結板４８を電池ケース３０（隔壁３７を含む）と接触させることなく配置できる空間として利用することができる。 The height of the partition wall 37 in the height direction Z of the battery case 30 can be freely changed. For example, the partition wall 37 can be formed lower than the side wall of the case body 32 . Thereby, a gap can be provided in the upper portion of the heat insulation space 38 (between the heat insulation space 38 and the lid 34 when the case body 32 is sealed with the lid 34). Therefore, when the wound electrode body 10 including the positive electrode connection plate 46 and the negative electrode connection plate 48 described above is accommodated in the electrode body accommodation space 36, the gap between the positive electrode connection plate 46 and the negative electrode connection plate 48 is the battery case 30 (partition wall). 37) can be used as a space that can be arranged without contact.

断熱空間３８に収容される断熱要素８０は、断熱性を有するものであれば特に限定されるものではなく、気体、液体、固体であり得る。例えば、空気や断熱性フィラー等の断熱材を用いることができる。好ましい一態様として、断熱要素８０として空気を採用することで、断熱空間３８により確実に断熱性を保持させることができ得る。また、コストを低減させることができる。 The heat insulating element 80 housed in the heat insulating space 38 is not particularly limited as long as it has heat insulating properties, and may be gas, liquid, or solid. For example, a heat insulating material such as air or a heat insulating filler can be used. As a preferred aspect, by employing air as the heat insulating element 80, the heat insulating space 38 can more reliably retain heat insulating properties. Also, costs can be reduced.

ケース本体３２を製造する方法は特に限定されないが、例えば、ケース本体３２を構成する材質のスラグをダイの上に設置し、パンチを該ダイと対向するように該スラグを押圧することによって、該スラグを塑性加工で成形し、製造することができる。具体的には、まず、ケース本体３２の外形（本実施形態では矩形状の４つの側壁と、矩形状の底壁とを備えた箱型形状）の形状を備えた凹部を有するダイにおいて、該凹部にスラグを設置する。次に、電極体収容空間３６および断熱空間３８を設けるために、上記凹部に挿入可能なパンチを上記凹部に挿入することで上記スラグを押圧し、該スラグをケース本体３２の形状に塑性成形する。なお、上記パンチの凹部への挿入部分には隔壁３７を形成するためのスリットを備えていてもよい。該スリットはパンチが凹部へ挿入された際にもスラグを押圧しないため、該スラグにおいて該スリットが挿入された部分には隔壁３７が形成される。かかる方法であれば、電極収容空間３６と、断熱空間３８とが設けられており、かつ、ケース本体３２と同じ材質で構成された隔壁３７を備えた電池ケース３２を１ショットで製造することができる。これにより、製造時間を短縮することができ、生産数量を向上させ得る。なお、上記スリットの深さや形状により隔壁３７の高さや形状を調整することができるため、例えば、上記凹部の深さよりも浅いスリットを設けることにより、ケース本体３２の側壁の高さよりも低い隔壁３７を備えたケース本体３２を製造することができる。 The method of manufacturing the case body 32 is not particularly limited. It can be manufactured by molding slag by plastic working. Specifically, first, in a die having a recess having the shape of the outer shape of the case body 32 (in this embodiment, a box-like shape having four rectangular side walls and a rectangular bottom wall), Install the slug in the recess. Next, in order to provide the electrode housing space 36 and the heat insulation space 38 , a punch that can be inserted into the recess is inserted into the recess to press the slug, and the slug is plastically formed into the shape of the case body 32 . . A slit for forming the partition wall 37 may be provided in the portion of the punch inserted into the concave portion. Since the slit does not press the slug when the punch is inserted into the recess, a partition wall 37 is formed in the portion of the slug where the slit is inserted. With such a method, the battery case 32 provided with the electrode housing space 36 and the heat insulating space 38 and having the partition wall 37 made of the same material as the case main body 32 can be manufactured in one shot. can. Thereby, the manufacturing time can be shortened, and the production quantity can be improved. Since the height and shape of the partition wall 37 can be adjusted by adjusting the depth and shape of the slit, for example, by providing a slit that is shallower than the depth of the recess, the partition wall 37 that is lower than the side wall of the case main body 32 can be formed. can be manufactured.

捲回電極体１０の正負極を構成する材料、部材は、従来の一般的な二次電池に用いられるものと同様のものを制限なく使用可能である。例えば、正極集電体には、この種の二次電池の正極集電体として用いられるものを特に制限なく使用し得る。典型的には、良好な導電性を有する金属製の正極集電体が好ましい。例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等の金属材を正極集電体として採用できる。正極活物質層の正極活物質としては、例えば層状構造やスピネル構造等のリチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４，ＬｉＣｒＭｎＯ４、ＬｉＦｅＰＯ４等）が挙げられる。正極活物質層は、正極活物質と必要に応じて用いられる材料（導電材、バインダ等）とを適当な溶媒（例えばＮ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に分散させ、ペースト状（またはスラリー状）の組成物を調製し、該組成物の適当量を正極集電体の表面に塗工し、乾燥することによって形成することができる。 Materials and members that constitute the positive and negative electrodes of the wound electrode assembly 10 may be the same as those used in conventional general secondary batteries without limitation. For example, for the positive electrode current collector, those used as positive electrode current collectors for this type of secondary battery can be used without particular limitation. Typically, a positive electrode current collector made of metal with good electrical conductivity is preferred. For example, metal materials such as aluminum, nickel, titanium, and stainless steel can be used as the positive electrode current collector. As the positive electrode active material of the positive electrode active material layer, for example, a lithium composite metal oxide having a layered structure or a spinel structure (for example, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiFeO 2 , LiMn2O4 , LiNi0.5Mn1.5O4 , LiCrMnO4 , LiFePO4 , etc.). The positive electrode active material layer is prepared by dispersing the positive electrode active material and optionally used materials (conductive materials, binders, etc.) in an appropriate solvent (eg, N-methyl-2-pyrrolidone: NMP) to form a paste (or slurry). form), apply an appropriate amount of the composition to the surface of the positive electrode current collector, and dry.

負極集電体には、この種の二次電池の負極集電体として用いられるものを特に制限なく使用し得る。典型的には、良好な導電性を有する金属製の負極集電体が好ましく、例えば、銅（例えば銅箔）や銅を主体とする合金を用いることができる。負極活物質層の負極活物質としては、例えば、少なくとも一部にグラファイト構造（層状構造）を含む粒子状（或いは球状、鱗片状）の炭素材料、リチウム遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等のリチウムチタン複合酸化物）、リチウム遷移金属複合窒化物等が挙げられる。負極活物質層は、負極活物質と必要に応じて用いられる材料（バインダ等）とを適当な溶媒（例えばイオン交換水）に分散させ、ペースト状（またはスラリー状）の組成物を調製し、該組成物の適当量を負極集電体の表面に塗工し、乾燥することによって形成することができる。 As the negative electrode current collector, any one used as a negative electrode current collector for this type of secondary battery can be used without particular limitation. Typically, a metal negative electrode current collector having good conductivity is preferable, and for example, copper (for example, copper foil) or an alloy mainly composed of copper can be used. As the negative electrode active material of the negative electrode active material layer, for example, a particulate (or spherical, scale-like) carbon material containing at least a part of a graphite structure (layered structure), a lithium transition metal composite oxide (e.g., Li 4 Ti 5 O 12 and other lithium-titanium composite oxides), lithium-transition metal composite nitrides, and the like. The negative electrode active material layer is prepared by dispersing the negative electrode active material and optionally used materials (binder etc.) in an appropriate solvent (e.g. ion-exchanged water) to prepare a paste (or slurry) composition, It can be formed by applying an appropriate amount of the composition to the surface of the negative electrode current collector and drying.

セパレータ７０としては、従来公知の多孔質シートからなるセパレータを特に制限なく使用することができる。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂から成る多孔質シート（フィルム、不織布等）が挙げられる。かかる多孔質シートは、単層構造であってもよく、二層以上の複数構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。また、多孔質シートの片面または両面に、多孔質の耐熱層を備える構成のものであってもよい。この耐熱層は、例えば、無機フィラーとバインダとを含む層（フィラー層ともいう。）であり得る。無機フィラーとしては、例えばアルミナ、ベーマイト、シリカ等を好ましく採用し得る。 As the separator 70, a separator made of a conventionally known porous sheet can be used without particular limitation. Examples thereof include porous sheets (films, nonwoven fabrics, etc.) made of polyolefin resins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP). Such a porous sheet may have a single-layer structure or a multi-layer structure of two or more layers (for example, a three-layer structure in which PP layers are laminated on both sides of a PE layer). Moreover, one side or both sides of the porous sheet may be provided with a porous heat-resistant layer. This heat-resistant layer may be, for example, a layer containing an inorganic filler and a binder (also referred to as a filler layer). As inorganic fillers, for example, alumina, boehmite, silica, etc. can be preferably employed.

捲回電極体１０とともに電池ケース３０に収容される非水電解液（電解質）は、適当な非水溶媒に支持塩を含有するものであり、従来公知の非水電解液を特に制限なく採用することができる。例えば、非水溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を用いることができる。また、支持塩としては、例えばリチウム塩（例えば、ＬｉＢＯＢ、ＬｉＰＦ６等）を好適に用いることができる。 The non-aqueous electrolyte (electrolyte) housed in the battery case 30 together with the wound electrode assembly 10 contains a supporting salt in an appropriate non-aqueous solvent, and conventionally known non-aqueous electrolytes are employed without particular limitations. be able to. For example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), etc. can be used as non-aqueous solvents. Also, as the supporting salt, for example, a lithium salt (eg, LiBOB, LiPF6 , etc.) can be preferably used.

捲回電極体１０と電池ケース３０の内壁（側壁および底壁の内側）および隔壁３７との間に、絶縁フィルム（図示せず）を配置してもよい。これにより、捲回電極体１０と電池ケース３０との接触が回避され、捲回電極体１０と電池ケース３０との絶縁性を確保することができ得る。絶縁フィルムの材質は、絶縁部材として機能し得る限り特に制限されないが、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの樹脂材料が挙げられる。また、電池ケース３０の内壁の絶縁性を確保するように、絶縁性被膜形成等の表面加工を施してもよい。 An insulating film (not shown) may be arranged between the wound electrode assembly 10 and the inner wall (inside of the side wall and bottom wall) of the battery case 30 and the partition wall 37 . As a result, contact between the wound electrode body 10 and the battery case 30 is avoided, and insulation between the wound electrode body 10 and the battery case 30 can be ensured. The material of the insulating film is not particularly limited as long as it can function as an insulating member. Examples thereof include resin materials such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE). Further, surface processing such as formation of an insulating film may be performed so as to ensure insulation of the inner wall of the battery case 30 .

二次電池１には、断熱空間３８に収容された断熱要素８０と蓋体３４との間の隙間に弾性体９０が配置されていてもよい。かかる位置に弾性体９０を配置することにより、上記隙間を埋めることができ、電池ケース３０の密閉性を向上させ得る。また、断熱空間３８に収容された断熱要素８０をより確実に断熱空間３８中に保持させ得る。弾性体９０は絶縁性を有した弾性変形が可能なゴムや樹脂で構成されており、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等で構成されている。 In the secondary battery 1 , an elastic body 90 may be arranged in the gap between the heat insulating element 80 housed in the heat insulating space 38 and the lid 34 . By arranging the elastic body 90 at such a position, the gap can be filled and the sealing performance of the battery case 30 can be improved. Also, the heat insulating element 80 housed in the heat insulating space 38 can be held in the heat insulating space 38 more reliably. The elastic body 90 is made of insulating rubber or resin that can be elastically deformed. ing.

本実施形態では、捲回電極体１０が正極連結板４６および負極連結板４８によって接続されているため、電極連結板（正極連結板４６および負極連結板４８）が断熱空間３８と蓋体３４との間の隙間を通って配置できるように弾性体９０は配置される。例えば、弾性体９０は長辺方向Ｘにおいて電極連結板を挟むように配置されてもよく、また、弾性体９０は電極連結板が挿通可能なスリットや貫通孔等を備えていてもよい。また、隔壁３７と電極連結板との間に弾性体９０が配置されていてもよく、これにより電極連結板と隔壁３７とを絶縁し得る。また、弾性体９０は接着材により、隔壁３７、ケース本体３２の側壁の内側、蓋体３４の内面等に固定してもよい。これにより、電池ケース３０内で弾性体９０がより安定に保持され得る。 In the present embodiment, since the wound electrode body 10 is connected by the positive electrode connecting plate 46 and the negative electrode connecting plate 48 , the electrode connecting plates (the positive electrode connecting plate 46 and the negative electrode connecting plate 48 ) are connected to the heat insulating space 38 and the lid body 34 . The elastic body 90 is arranged so that it can be placed through the gap between the . For example, the elastic bodies 90 may be arranged so as to sandwich the electrode connection plate in the long side direction X, and the elastic body 90 may be provided with a slit, a through hole, or the like through which the electrode connection plate can be inserted. Also, an elastic body 90 may be arranged between the partition 37 and the electrode connection plate, thereby insulating the electrode connection plate and the partition 37 . Alternatively, the elastic body 90 may be fixed to the partition wall 37, the inner side of the side wall of the case body 32, the inner surface of the lid 34, or the like with an adhesive. Thereby, the elastic body 90 can be more stably held within the battery case 30 .

以上のようにして構成される二次電池１は、各種用途に利用可能である。好適な用途としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。二次電池１は、典型的には複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。 The secondary battery 1 configured as described above can be used for various purposes. Suitable applications include drive power supplies mounted in vehicles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), and plug-in hybrid vehicles (PHV). The secondary battery 1 can also typically be used in the form of an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series and/or in parallel.

以上、一例として３つの捲回電極体を備えた非水電解液リチウムイオン二次電池について詳細に説明したが、これは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に記載した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、捲回電極体の代わりに、シート状の正極とシート状の負極とが、シート状のセパレータを介して積層された積層電極体を備えた二次電池であってもよい。また、二次電池１は電解質として固体電解質を使用する全固体電池や、ポリマー電解質を使用するポリマー電池であってもよい。 Although the non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery including three wound electrode bodies has been described in detail as an example above, this is merely an example and does not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the embodiments described above. For example, instead of the wound electrode body, the secondary battery may include a laminated electrode body in which a sheet-shaped positive electrode and a sheet-shaped negative electrode are laminated via a sheet-shaped separator. Moreover, the secondary battery 1 may be an all-solid battery using a solid electrolyte as an electrolyte, or a polymer battery using a polymer electrolyte.

１ 二次電池
１０ 捲回電極体
３０ 電池ケース
３２ ケース本体
３４ 蓋体
３６ 電極体収容空間
３７ 隔壁
３８ 断熱空間
４２ 正極端子
４４ 負極端子
４６ 正極連結板
４８ 負極連結板
５０ 正極
５２ 正極集電体露出部
６０ 負極
６２ 負極集電体露出部
７０ セパレータ
８０ 断熱要素
９０ 弾性体 1 Secondary Battery 10 Wound Electrode Body 30 Battery Case 32 Case Body 34 Lid Body 36 Electrode Body Housing Space 37 Partition Wall 38 Heat Insulation Space 42 Positive Electrode Terminal 44 Negative Electrode Terminal 46 Positive Electrode Connecting Plate 48 Negative Connecting Plate 50 Positive Electrode 52 Exposed Positive Electrode Current Collector Part 60 Negative Electrode 62 Negative Electrode Current Collector Exposed Portion 70 Separator 80 Heat Insulating Element 90 Elastic Body

Claims (7)

正極および負極を含む電極体を収容するための箱型のケース本体を備える電池ケースであって、
前記ケース本体には、
前記電極体を複数個並列に収容可能であり、それぞれに一の前記電極体が収容される複数の電極体収容空間と、
前記複数の電極体収容空間それぞれの間に設けられた空間であって、断熱要素を収容可能な断熱空間と、
が設けられており、
前記電極体収容空間と前記断熱空間との間には、隔壁が形成されている、
電池ケース。 A battery case comprising a box-shaped case body for housing an electrode body including a positive electrode and a negative electrode,
In the case body,
a plurality of electrode body accommodating spaces capable of accommodating a plurality of the electrode bodies in parallel, each accommodating one of the electrode bodies;
a heat insulating space provided between each of the plurality of electrode housing spaces, the heat insulating space capable of housing a heat insulating element;
is provided ,
A partition is formed between the electrode housing space and the heat insulation space.
battery case. 前記電極体収容空間と前記断熱空間とが並んで設けられており、前記電極体収容空間と、前記断熱空間とが並んだ方向での、前記電極体収容空間と、前記断熱空間との長さの比が３：１～４：１の範囲である、請求項１に記載の電池ケース。 The electrode body housing space and the heat insulation space are provided side by side, and the length of the electrode body housing space and the heat insulation space in the direction in which the electrode body housing space and the heat insulation space are arranged side by side is in the range of 3:1 to 4:1. 前記隔壁が、前記ケース本体と同じ材質で構成されている、請求項１または２に記載の電池ケース。 3. The battery case according to claim 1 , wherein said partition wall is made of the same material as said case body. 正極および負極を含む電極体と、
前記電極体と電解質とを収容する箱型のケース本体と、
該ケース本体を密閉する蓋体と、
を備える二次電池であって、
前記ケース本体は、
前記電極体を複数個並列に収容する複数の電極体収容空間と、
前記複数の電極体収容空間それぞれの間に設けられた空間であって、断熱要素を収容する断熱空間と、
を有し、
前記電極体収容空間と前記断熱空間との間には、隔壁が形成されており、
前記複数の電極体収容空間には、それぞれ一の前記電極体が収容されている、二次電池。 an electrode body including a positive electrode and a negative electrode;
a box-shaped case body that houses the electrode body and the electrolyte;
a lid that seals the case body;
A secondary battery comprising
The case body is
a plurality of electrode body housing spaces for housing a plurality of the electrode bodies in parallel;
a heat insulating space provided between each of the plurality of electrode housing spaces, the heat insulating space housing a heat insulating element;
has
A partition is formed between the electrode housing space and the heat insulation space,
A secondary battery , wherein one electrode body is housed in each of the plurality of electrode body housing spaces . 前記電極体収容空間と前記断熱空間とが並んで設けられており、前記電極体収容空間と、前記断熱空間とが並んだ方向での、前記電極体収容空間と、前記断熱空間との長さの比が３：１～４：１の範囲である、請求項４に記載の二次電池。 The electrode body housing space and the heat insulation space are provided side by side, and the length of the electrode body housing space and the heat insulation space in the direction in which the electrode body housing space and the heat insulation space are arranged side by side is in the range of 3:1 to 4:1. 前記隔壁が、前記ケース本体と同じ材質で構成されている、請求項４または５に記載の二次電池。 6. The secondary battery according to claim 4 , wherein said partition wall is made of the same material as said case body. 前記断熱空間に収容された前記断熱要素と前記蓋体との間の隙間に弾性体が配置されている、請求項４～６の何れか一項に記載の二次電池。 7. The secondary battery according to claim 4, wherein an elastic body is arranged in a gap between said heat insulating element accommodated in said heat insulating space and said cover.
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