JP7343537B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
ここで開示される二次電池の一例を、図1,2に示す。図1は、第1実施形態に係る二次電池を模式的に示す斜視図である。図2は、図1のII-II線に沿う模式的な横断面図である。二次電池100は、電極体20、電極体20を覆う電極体ホルダ70、および図示されない電解液と、該電極体、該電極体ホルダ、および該電解液を収容する電池ケース10と、を備えている。二次電池100は、ここではリチウムイオン二次電池である。なお、電解液については、この種の二次電池において使用され得るものを特に制限なく使用することができ、ここに開示される技術を特徴づけるものではないため詳細な説明を省略する。
(1)電池組立体作製工程;および、
(2)乾燥工程、
を包含する。
正極活物質としてのNCMと、バインダとしてのPVdFと、導電材としてのアセチレンブラックとを、質量比が98:1:1となるように秤量し、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)中で混合して、正極スラリーを調製した。この正極スラリーを、長尺な帯状の正極集電体(アルミニウム箔)の両面に塗布し、乾燥させた。これを所定のサイズに切り取り、ロールプレスで圧延することにより、正極集電体の両面に正極活物質層を備えた正極シートを得た。
W:11.6mm±0.2mm;
L1:332mm±1.6mm;
H1:94mm±0.25mm;および、
H2:81mm
であった。なお、各符号は、図4に記載のとおりである。具体的には、Wは、電極体20の厚みである。L1は、電極体20の幅である。H1は、電極体20の高さである。H2は、電極体20の矩形面20aの高さである。また、上記寸法関係は、3つ電極体を作製して得られた平均値である。
次いで、上記試験用電池組立体を、プレートヒータを備えた乾燥チャンバ内に収容した。乾燥チャンバ内では、プレートヒータ上に試験用電池組立体を配置した。次いで、乾燥チャンバに接続された真空ポンプのスイッチと、プレートヒータのスイッチとをオンにして、該乾燥チャンバ内を所定の圧力まで減圧し、かつ、所定の温度まで加熱した。その後、この減圧状態および加熱状態を所定の時間維持した。上記所定の時間経過後、真空ポンプのスイッチとプレートヒータのスイッチをオフにして、乾燥チャンバ内を昇圧、かつ、冷却した。その後、試験用電池組立体を乾燥チャンバから取り出した。
乾燥前後の試験用電池組立体における水分量を測定して、試験用電池組立体における乾燥状態を評価した。具体的には、まず、ドライルーム内にて、乾燥前後の試験用電池組立体の正極シートから、2cm×2cmの試験片を切り出した。当該試験片の用意に関して、電極体20の矩形面20aを、長辺方向Yにおいて、3つの領域(左側端部領域202、中央領域201、および右側端部領域203)に区分けし(図4参照)、各領域から3枚ずつの試験片を切り出した。なお、当該3つの領域の同方向の長さは、いずれも1/3L1であった。
上記第1実施形態では、図2に示すように、二次電池100が備える電極体20が1である。しかし、ここで開示される二次電池が備える電極体の数は、1に限定されない。即ち、ここで開示される二次電池は、電極体を複数(2つ以上)備えてよい。図6は、第2実施形態に係る二次電池の構成を示す横断面図である。図6に示すように、第2実施形態に係る二次電池200は、複数の電極体20を備えている。複数の電極体20は、所定の一方向(図6においては奥行方向X)に配列された状態で電池ケース10(ケース本体12)に収容されている。複数の電極体20は、上記方向に配列され、かつ、電極体ホルダ70に収容された状態で、電池ケース10内に収容されている。突出部13は、配列方向(奥行方向X)における両端の電極体20に接触している。かかる構成においても、電池組立体の乾燥工程において、各々の電極体20の中央領域への熱伝導効率を選択的に高めることができる。そのため、乾燥ムラの発生を抑制することができる。なお、図6では、電極体20の数を便宜上3としているが、これに限定されない。また、第2実施形態に係る二次電池200は、上述した点を除いて、第1実施形態に係る二次電池100と同様であってよい。図6における符号22tは「正極タブ」、符号24tは「負極タブ」、符号50は「正極内部端子」、符号60は「負極内部端子」を示す。
上記第2実施形態では、電池ケース10内に収容された複数の電極体20のうちの、配列方向(奥行方向X)における両端の電極体20のみに突出部13が接触している。しかし、これに限定されない。図7は、第3実施形態に係る二次電池の構成を示す横断面図である。図7に示すように、第3実施形態に係る二次電池300は、複数の電極体20を備えており、各電極体20の間には、インサート部材80が備えられている。インサート部材80は、該インサート部材と隣接する電極体20の中央領域201(図4参照)の少なくとも一部に接触している。複数の電極体20は、インサート部材80を間に介在させながら所定の一方向(図7においては奥行方向X)に配列され、かつ、電極体ホルダ70に収容された状態で、電池ケース10内に収容されている。突出部13は、配列方向(奥行方向X)における両端の電極体20に接触している。
上記実施形態における突出部13は、板材11の幅広面部11bに形成されている(図3参照)。しかし、突出部13は、電極体20の中央領域201に接触するように備えられていればよいため、上記構成に限定されない。例えば、板材11の底面部11aに形成されてもよい。また、上記実施形態では、相互に別体である突出部13と板材11とを接合することによって一体化させているが、これに限定されず、これらを必ずしも一体化させなくてよい。また、上記実施形態では、一枚の板材11を所定形状に打ち抜くことによって、ケース本体12を作製している。しかし、これに限定されず、複数の板材を組み合わせてケース本体12を作製してよい。あるいは、深絞り加工によって、ケース本体12を作製してよい。
11 板材
12 ケース本体
14 蓋体
15 注液孔
16 封止栓
17 安全弁
20 電極体
22 正極(正極シート)
23 正極タブ群
24 負極(負極シート)
25 負極タブ群
26 セパレータ
30 正極外部端子
40 負極外部端子
50 正極内部端子
60 負極内部端子
70 電極体ホルダ
80 インサート部材
100 二次電池
Claims (6)
- 正極、負極、および該正極と該負極とを離隔するセパレータを備え、少なくとも一対の矩形面を有する電極体と、該電極体を収容する電極体ホルダと、該電極体を収容する金属製の電池ケースと、を備える二次電池であって、
前記電池ケースは、一対の矩形状幅広面と、該一対の幅広面の間にある4つの矩形状側面と、を有する六面箱型状に形成されており、
前記電極体は、前記電極体ホルダに覆われた状態で、該電極体の前記矩形面が前記電池ケースの前記幅広面と対向するように、前記電池ケースに収容されており、
ここで、前記電池ケースは、内部に突出部を備えており、
前記突出部は、
前記電池ケースと別体である、平面矩形状の金属製板材であり、
前記幅広面に接合されており、
前記電池ケースに収容され、前記電極体ホルダに覆われた状態の前記電極体の前記矩形面の長辺方向の中心線を含む中央領域の少なくとも一部に、該電極体ホルダの外側から接触している、二次電池。 - 前記電極体における前記矩形面の長辺方向の長さL1と、前記中央領域の前記長辺方向の長さL2との比(L2/L1)は、1/8以上1/2以下である、請求項1に記載の二次電池。
- 前記電極体における前記矩形面の長辺方向の長さL1は、100mm以上である、請求項1または2に記載の二次電池。
- 前記正極は、長尺な帯状の正極シートであり、
前記負極は、長尺な帯状の負極シートであり、
前記電極体は、前記正極シートおよび前記負極シートが、前記セパレータを介在させつつ積層されて、シート長手方向に直交する捲回軸を中心として捲回された捲回電極体であり、
ここで、前記正極シート、前記負極シート、および前記セパレータの積層面は、前記捲回軸方向の両端から前記電極体の外部に対して開放されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の二次電池。 - 前記電極体を複数備えており、
複数の前記電極体は、所定の一方向に配列された状態で前記電池ケースに収容されており、
前記突出部は、前記配列方向における両端の前記電極体に接触している、請求項1~4に記載の二次電池。 - 各電極体の間には、インサート部材が備えられており、
前記インサート部材は、該インサート部材と隣接する前記電極体の前記中央領域の少なくとも一部に接触している、請求項5に記載の二次電池。
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