JP7495917B2 - Secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery.
特開2012-195122号公報には、帯状のセパレータと、帯状の負極板と、帯状の正極板とが重ねられて捲回軸方向に捲回された捲回電極体、および、該捲回電極体に接続される電極端子を備えた二次電池が開示されている。同公報で開示された二次電池では、捲回電極体と電極端子とが、電極タブを介して接続されている。また、捲回電極体では、捲回軸方向において、セパレータが電極板から外方に突出している。この突出部分は、負極タブの一部分を覆った状態で熱溶着されている。 JP 2012-195122 A discloses a secondary battery including a wound electrode body in which a strip-shaped separator, a strip-shaped negative electrode plate, and a strip-shaped positive electrode plate are stacked and wound in the winding axis direction, and an electrode terminal connected to the wound electrode body. In the secondary battery disclosed in the publication, the wound electrode body and the electrode terminal are connected via an electrode tab. In addition, in the wound electrode body, the separator protrudes outward from the electrode plate in the winding axis direction. This protruding portion is heat welded while covering a portion of the negative electrode tab.
ところで、本発明者は、捲回電極体が用いられた二次電池において、最外周の正極板と負極板との間隙に異物が入り込むことを低減したい、と考えている。 The inventors of the present invention would like to reduce the intrusion of foreign matter into the gap between the outermost positive and negative electrode plates in a secondary battery that uses a wound electrode body.
ここで開示される二次電池は、捲回電極体と、上記捲回電極体に接続された正極集電体と負極集電体とを有している。上記捲回電極体は、帯状の第1セパレータと、帯状の負極板と、帯状の第2セパレータと、帯状の正極板とを備えている。上記第1セパレータと、上記負極板と、上記第2セパレータと、上記正極板とは、長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、上記正極板の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、かつ、上記捲回軸方向の第1側に上記正極板が上記第1セパレータと上記第2セパレータとからはみ出ており、上記捲回軸方向における上記第1側と異なる第2側に上記負極板が上記第1セパレータと上記第2セパレータとからはみ出ている。上記正極集電体は、上記正極板のうち、上記第1セパレータと上記第2セパレータとからはみ出た部位に重ねられて接合されている。上記負極集電体は、上記負極板のうち、上記第1セパレータと上記第2セパレータとからはみ出た部位に重ねられて接合されている。上記負極板の最外周は、上記第1セパレータまたは上記第2セパレータを介在させて、上記正極板の最外周よりも外周側に巻かれている。上記第1セパレータまたは上記第2セパレータは、上記負極板の最外周よりも外周側に巻かれている。上記第1セパレータまたは上記第2セパレータのうち、上記負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分は、上記第1側において延びており、当該第1側において延びた部位は、上記正極集電体と上記正極板とが接合された部位に止められている。 The secondary battery disclosed herein has a wound electrode body, and a positive electrode current collector and a negative electrode current collector connected to the wound electrode body. The wound electrode body includes a strip-shaped first separator, a strip-shaped negative electrode plate, a strip-shaped second separator, and a strip-shaped positive electrode plate. The first separator, the negative electrode plate, the second separator, and the positive electrode plate are aligned in the length direction, stacked in order, and wound around a winding axis set in the width direction of the positive electrode plate, and the positive electrode plate protrudes from the first separator and the second separator on a first side in the winding axis direction, and the negative electrode plate protrudes from the first separator and the second separator on a second side different from the first side in the winding axis direction. The positive electrode current collector is overlapped and joined to the portion of the positive electrode plate that protrudes from the first separator and the second separator. The negative electrode current collector is overlapped and joined to a portion of the negative electrode plate that protrudes from the first separator and the second separator. The outermost periphery of the negative electrode plate is wound more outward than the outermost periphery of the positive electrode plate, with the first separator or the second separator interposed therebetween. The first separator or the second separator is wound more outward than the outermost periphery of the negative electrode plate. The portion of the first separator or the second separator that is wound more outward than the outermost periphery of the negative electrode plate extends on the first side, and the portion that extends on the first side is stopped at the portion where the positive electrode current collector and the positive electrode plate are joined.
上記構成の二次電池では、捲回電極体の外周側から内側に向かって、セパレータ(第1セパレータと第2セパレータとを区別しない場合、単に「セパレータ」ともいう。)、負極板、セパレータ、および、正極板、の順に積層されている。そして、セパレータのうちの負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分が、第1側において延び、かつ、正極集電体と正極板とが接合された部位に止められている。これによって、第1側における負極板の最外周の縁が、セパレータのうちの負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分によって、正極板の最外周側に寄せられる。このため、セパレータを介在させた、負極板の最外周と正極板の最外周との間に生じる隙間が閉じられ、当該隙間に異物が入り込みにくくなる。 In the secondary battery having the above configuration, the separator (when the first separator and the second separator are not distinguished, the separator is simply called the "separator"), the negative electrode plate, the separator, and the positive electrode plate are stacked in this order from the outer periphery of the wound electrode body toward the inside. The part of the separator that is wound more outer than the outermost periphery of the negative electrode plate extends on the first side and is stopped at the part where the positive electrode collector and the positive electrode plate are joined. As a result, the edge of the outermost periphery of the negative electrode plate on the first side is brought closer to the outermost periphery of the positive electrode plate by the part of the separator that is wound more outer than the outermost periphery of the negative electrode plate. Therefore, the gap that occurs between the outermost periphery of the negative electrode plate and the outermost periphery of the positive electrode plate with the separator in between is closed, making it difficult for foreign matter to enter the gap.
ここで開示される二次電池の好適な一態様では、上記第1セパレータまたは上記第2セパレータのうち、上記負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分の上記第1側の周縁は、当該負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分を含む上記第1セパレータまたは上記第2セパレータの最内周の上記第1側の周縁よりも上記正極集電体と上記正極板とが接合された部位に寄せて巻かれた部位を有している。上記正極集電体と上記正極板とが接合された部位に寄せて巻かれた部位の少なくとも一部は、上記正極集電体と上記正極板とが接合された部位に止められている。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果が適切に実現されうる。 In a preferred embodiment of the secondary battery disclosed herein, the first side edge of the portion of the first separator or the second separator that is wound more outwardly than the outermost periphery of the negative electrode plate has a portion that is wound closer to the portion where the positive electrode collector and the positive electrode plate are joined than the first side edge of the innermost periphery of the first separator or the second separator that includes the portion that is wound more outwardly than the outermost periphery of the negative electrode plate. At least a portion of the portion that is wound closer to the portion where the positive electrode collector and the positive electrode plate are joined is stopped at the portion where the positive electrode collector and the positive electrode plate are joined. With this configuration, the effect of the technology disclosed herein can be appropriately realized.
また、ここで開示される二次電池の好適な他の一態様では、上記第1セパレータまたは上記第2セパレータのうち、上記負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分は、上記正極板と上記正極集電体との少なくとも一方に溶着されている。かかる構成によると、セパレータをより安定的に正極集電体と正極板とが接合された部位に止めることができる。そのため、ここで開示される技術の効果をよりよく実現することができる。 In another preferred embodiment of the secondary battery disclosed herein, the portion of the first separator or the second separator that is wound on the outer periphery side of the outermost periphery of the negative electrode plate is welded to at least one of the positive electrode plate and the positive electrode current collector. With this configuration, the separator can be more stably secured to the portion where the positive electrode current collector and the positive electrode plate are joined. Therefore, the effect of the technology disclosed herein can be better realized.
また、ここで開示される二次電池の好適な他の一態様では、上記正極板と上記正極集電体とが溶接されている。かかる構成によると、上記効果に加えて、正極集電体30と正極板21とをより安定的に接合することができる。
In another preferred embodiment of the secondary battery disclosed herein, the positive electrode plate and the positive electrode current collector are welded together. In addition to the above effects, this configuration allows the positive electrode
以下、ここで開示される二次電池の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、数値範囲を示す「A~B」などの表記は、特に言及されない限りにおいて「A以上B以下」を意味するとともに、「Aを上回り、かつ、Bを下回る」の意味をも包含する。なお、以下に説明する図面において、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。 An embodiment of the secondary battery disclosed herein will be described below. The embodiment described herein is, of course, not intended to limit the present invention. The technology disclosed herein is not limited to the embodiment described herein, unless otherwise specified. Each drawing is drawn diagrammatically and does not necessarily reflect the actual product. Furthermore, a notation such as "A to B" indicating a numerical range means "A or more and B or less" unless otherwise specified, and also includes the meaning of "greater than A and less than B". In the drawings described below, the same reference numerals are used for members and parts that perform the same function, and duplicated descriptions may be omitted or simplified. Furthermore, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in the drawings do not reflect the actual dimensional relationships.
本明細書において「二次電池」とは、電解質を介して一対の電極(正極と負極)の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じる蓄電デバイス一般をいう。かかる二次電池は、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の他に、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなども包含する。以下では、上述した二次電池のうち、リチウムイオン二次電池を対象とした場合の実施形態について説明する。 In this specification, the term "secondary battery" refers generally to an electricity storage device in which charge and discharge reactions occur by the movement of charge carriers between a pair of electrodes (positive and negative electrodes) via an electrolyte. Such secondary batteries include so-called storage batteries such as lithium-ion secondary batteries, nickel-metal hydride batteries, and nickel-cadmium batteries, as well as capacitors such as electric double-layer capacitors. Below, an embodiment in which the lithium-ion secondary battery is the subject of the above-mentioned secondary batteries will be described.
〈二次電池1〉
図1は、二次電池1の部分断面図である。図1では、略直方体のケース本体12の片側の幅広面に沿って、内部を露出させた状態が描かれている。図1に示されているように、二次電池1は、電池ケース10と、捲回電極体20と、正極集電体30および負極集電体40と、を有している。
<
Fig. 1 is a partial cross-sectional view of a
電池ケース10は、図1に示されているように、一側面が開口した略直方体の角形形状を有するケース本体12と、開口に装着された蓋14とを有している。例えば、ケース本体12および蓋14は、軽量化と所要の剛性を確保するとの観点で、それぞれアルミニウムまたはアルミニウムを主体とするアルミニウム合金で形成されている。
As shown in FIG. 1, the
ケース本体12は、図1に示されているように、捲回電極体20を収容しており、捲回電極体20を収容するための開口12hを有している。ケース本体12は、一側面が開口した扁平な直方体の収容空間を有している。ケース本体12は、図1に示されているように、略矩形の底面12aと、一対の幅広面12bと、一対の幅狭面12cとを有している。一対の幅広面12bは、それぞれ底面12aのうち長辺から立ち上がっている。一対の幅狭面12cは、それぞれ底面12aのうち短辺から立ち上がっている。開口12hは、一対の幅広面12bの長辺と一対の幅狭面12cの短辺とで囲まれて形成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、ケース本体12は、捲回電極体20と一緒に、図示しない電解液を収容しうる。電解液は、非水系溶媒に支持塩を溶解させた非水電解液でありうる。非水系溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒でありうる。支持塩は、例えば、LiPF6等のフッ素含有リチウム塩でありうる。
The
蓋14は、ケース本体12の開口12hに取り付けられている。そして、蓋14の周縁部が、ケース本体12の開口12hの縁に接合される。かかる接合は、例えば、隙間がない連続した溶接である。かかる溶接は、例えば、レーザー溶接によって実現されうる。ケース本体12および蓋14は、捲回電極体20の収容数、サイズ等に応じた大きさを有している。
The
詳細な図示は省略するが、例えば、蓋14には、ガス排出弁および注液口が設けられている。ガス排出弁は、二次電池1の内圧が所定値以上になったときに破断して、二次電池1内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。注液口は、ケース本体12に蓋14を接合した後に電解液を注液するための貫通孔である。注液口は、例えば、封止部材により封止されている。
Although detailed illustration is omitted, for example, the
例えば、正極集電体30と負極集電体40とが、捲回電極体20に接続されている。正極集電体30と負極集電体40とは、蓋14に取り付けられている。正極集電体30と負極集電体40とによって、電池ケース10と捲回電極体20とが接続されている。
For example, the
図1に示されているように、正極集電体30(例えば、アルミニウム製)は、第1集電部31と、第2集電部32とを備えている。負極集電体40(例えば、銅製)は、例えば、第1集電部41と、第2集電部42とを備えている。図1に示されているように、第1集電部31,41は、それぞれインシュレータ72を介して蓋14の内側に取り付けられている。例えば、第2集電部32,42は、それぞれガスケット71を介して蓋14の外側に取り付けられている。第1集電部31,41は、それぞれケース本体12の内部に延びている。正極の第1集電部31の先端は、正極集電箔21aの未形成部21a1に接続されている。負極の第1集電部41の先端は、負極集電箔22aの未形成部22a1に接続されている。
As shown in FIG. 1, the positive electrode collector 30 (e.g., made of aluminum) has a first current collecting
図1に示されているように、正極集電体30の第1集電部31は、ベース31aと、接続片31bとを備えている。ベース31aは、例えば、インシュレータ72を介して、蓋14の内表面に沿って配置される部位である。接続片31bは、例えば、ベース31aの一端から延びた部位である。例えば、接続片31bは、ケース本体12の底面12aに向かって延びている。図1に示されているように、接続片31bが延びた方向における該接続片31bの端部は、未形成部21a1に接合されている。接続片31bと未形成部21a1との接合については、後でさらに述べる。なお、負極側の第1集電部41についても、正極側と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。図1における符号「41a」および「41b」は、それぞれ負極側の第1集電部41のベースおよび接続片を示している。
1, the first current collecting
捲回電極体20は、二次電池1の発電要素であり、絶縁フィルム(図示は省略)などで覆われた状態で、ケース本体12に収容されている。例えば、捲回電極体20は、扁平形状であり、一対の幅広な矩形状の端面20aを有している。図1に示されているように、捲回電極体20は、一対の端面20aが、一対の幅広面12bに対向するように、ケース本体12に収容されている。
The
図2は、捲回電極体20の構成を説明する模式図である。図3は、図1のIII-III断面図である。ただし、図3に示される断面図では、電池ケースの図示を省略している。図2に示されているように、捲回電極体20は、帯状の第1セパレータ25と、帯状の正極板21と、帯状の第2セパレータ26と、帯状の負極板22と、を備えている。捲回電極体20は、第1セパレータ25と負極板22と第2セパレータ26と正極板21とが、それぞれ長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、正極板21の幅方向(例えば、正極板21の短手方向をいう。以下同じ。)に設定された捲回軸WL周りに螺旋状に捲回された、捲回電極体である。
Figure 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
正極板21は、予め定められた幅および厚さの正極集電箔21a(例えば、アルミニウム箔)に、幅方向の片側の端部に一定の幅で設定された未形成部21a1を除いて、正極活物質を含む正極活物質層21bが両面に形成されている。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。
The
負極板22は、予め定められた幅および厚さの負極集電箔22a(例えば、銅箔)に、幅方向の片側の縁に一定の幅で設定された未形成部22a1を除いて、負極活物質を含む負極活物質層22bが両面に形成されている。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。負極活物質は、一般的に天然黒鉛以外にも種々提案されており、特に限定されない。
The
図2に示されているように、負極板22の幅方向(短手方向)における負極活物質層22bの幅は、同方向における正極活物質層21bの幅よりも大きい。
As shown in FIG. 2, the width of the negative electrode
第1セパレータ25および第2セパレータ26には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。第1セパレータ25および第2セパレータ26についても種々提案されており、特に限定されない。第1セパレータ25および第2セパレータ26は、例えば、同じ樹脂シートである。例えば、第1セパレータ25および第2セパレータ26は、同じ材料で構成されている。例えば、第1セパレータ25および第2セパレータ26は、同じ寸法を有している。本明細書では、負極板22の最外周221を挟みこむ2つのセパレータのうちの、正極板21の最外周211側に配置されたセパレータを「第1セパレータ25」とし、他方のセパレータを「第2セパレータ26」と定義している(図3参照)。
For the
図3に示されているように、捲回電極体20では、負極板22の最外周221が、第1セパレータ25を介在させて、正極板21の最外周211よりも外周側に巻かれている。また、第2セパレータ26は、負極板22の最外周221よりも外周側に巻かれている(例えば、最外周261)。
As shown in FIG. 3, in the
図1,2に示されているように、捲回電極体20では、正極集電箔21aの未形成部21a1と、負極集電箔22aの未形成部22a1とは、捲回軸WLに沿った方向(以下、「捲回軸方向」ともいう。)において互いに反対側に向けられている。図1,2に示されているように、正極板21の未形成部21a1は、捲回軸方向の第1側Y1(図2では左側)において、第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出ている。また、負極板22の未形成部22a1は、捲回軸方向における第1側Y1と異なる第2側Y2(図2では右側)において、第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出ている。
1 and 2, in the
図1,3に示されているように、正極板21のうち、第1側Y1において第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出た部分は、捲回軸WLに直交した方向(図3中では、方向Z)に沿って束ねられている。図1,3に示されているように、かかる束ねられた部分に、第1集電部31の接続片31bが重ねられて接合された接合部位91が設けられている。また、例えば、負極板22のうち、第2側Y2において第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出た部分は、捲回軸WLに直交した方向に沿って束ねられている。図1に示されているように、かかる束ねられた部分に、第1集電部41の接続片41bが接合された接合部位92が設けられている。
As shown in Figs. 1 and 3, the
ところで、図1および図2に示された形態では、図3に示されているように、正極板21と正極集電体30(図3では、接続片31b)とが接合される部分において、正極板21の最外周211が正極集電体30側に引っ張られる。このため、第1セパレータ25を介在させた状態で、正極板21の最外周211と負極板22の最外周221との間に隙間21s(図3中の点線で示された、捲回電極体20の外部に開放された隙間)ができる場合がある。正極板21の最外周211と負極板22の最外周221との間に、このような隙間21sが生じることを抑制したいと、本発明者は考えた。
1 and 2, as shown in FIG. 3, the
《第1実施形態》
図4は、二次電池100の部分断面図である。図5は、図4のV-V断面図である。ただし、図5に示される断面図では、電池ケースの図示を省略している。二次電池100は、ここで開示される二次電池の一例である。なお、以下の説明において、特に言及している点以外は、上述した二次電池1と略同等の構成が採用されうる。そのため、ここでの重複する記載は省略する。
First Embodiment
Fig. 4 is a partial cross-sectional view of the
図4に示されているように、二次電池100は、発電要素として捲回電極体120を備えている。図4,5に示されているように、捲回電極体120では、第2セパレータ26の最外周261が、負極板22の最外周221よりも外周側に巻かれている。この実施形態における第2セパレータ26の最外周261は、「負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分」の一例である。第2セパレータ26の最外周261は、第1側Y1において延びている。ここで、「第2セパレータ26の最外周261が第1側Y1において延びている」とは、例えば、捲回電極体120において、第2セパレータ26の最外周261の第1側Y1における周縁の少なくとも一部が、第2セパレータの最内周269の第1側Y1における周縁よりも第1側Y1に突出していることをいう。
As shown in FIG. 4, the
図4に示された実施形態では、第2セパレータ26の最外周261の第1側Y1の周縁は、第2セパレータ26の最内周269の第1側Y1の周縁よりも、正極集電体30と正極板21との接合部位91に寄せて巻かれた部位261aを有している。また、この実施形態では、捲回電極体120の、正極集電体30および負極集電体40が接合された面(図4中の端面20a)における第2セパレータ26の最外周261の底面12a側の第1端部261bは、第2セパレータ26の最内周269の底面12a側の第2端部269bよりも、第1側Y1に寄せて設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 4, the periphery of the first side Y1 of the
例えば、捲回電極体120を作製するときに、第2セパレータ26の最外周261を、最外周261を除いた内周よりも第1側Y1に向かって引っ張りながら捲回することで、第2セパレータ26の最外周261の周縁に、最内周269の周縁よりも接合部位91に寄せて巻かれた部位261aを設けることができる。
For example, when producing the
また、この実施形態では、接合部位91に寄せて巻かれた部位261aの少なくとも一部は、正極集電体30と正極板21とが接合された部位91に止められている。部位261aは、例えば、接合部位91で正極集電体30と正極板21との間に挟み込まれて、動かないように固定されている。接合部位91における部位261aの固定に関しては、後でさらに述べる。
In this embodiment, at least a portion of the
図5に示された実施形態では、第2セパレータ26の最外周261の第1側Y1の周縁が接合部位91に寄せて巻かれた部位261aを有し、かつ、部位261aの少なくとも一部が接合部位91に止められている。この結果、第1側Y1における負極板22の最外周221の縁が、第2セパレータ26の最外周261によって、正極板21の最外周211側に寄せられる。このため、図5に示されているように、第1セパレータ25を介在させた、負極板22の最外周221と正極板21の最外周211との間に生じる隙間21s(図3参照)が閉じられ、当該隙間に異物が入り込みにくくなる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the periphery of the first side Y1 of the
図5に示されているように、接合部位91では、接続片31bと未形成部21a1とが、接続片31bと未形成部21a1との間に第2セパレータ26の最外周261が挟まれた状態で、接合されている。この実施形態では、正極集電体30の接続片31bと、正極板21の未形成部21a1とは、溶接されている。この場合において、第2セパレータ26の最外周261は、溶接時に生じた熱によって、接続片31bと未形成部21a1とに溶着される。接続片31bと未形成部21a1とを溶接する手段としては、例えば、抵抗溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、TIG(Tungsten Insert Gas)溶接等が用いられうる。なかでも、上記溶接手段として、抵抗溶接が好ましく用いられうる。
5, at the
接続片31bと未形成部21a1との溶接によって、正極集電体30と正極板21とをより安定的に接合することができる。また、より安定的に第2セパレータ26の最外周261における上記部位261aを止めることができ、延いては負極板22の最外周221と正極板21の最外周211との間の隙間への異物の入り込みを抑制することができる。また、溶接熱によって、第2セパレータ26を接続片31bと未形成部21a1とに溶着することができる。
By welding the
この実施形態では、第2セパレータ26の最外周261は、接続片31bに溶着されている。例えば、接続片31bと未形成部21a1とを溶接することによって、かかる溶接熱で、第2セパレータ26の最外周261を接続片31bと未形成部21a1とに溶着することができる。第2セパレータ26の最外周261が接続片31bと未形成部21a1とに溶着されていると、より安定的に第2セパレータ26の最外周261における上記部位261aを止めることができ、延いては負極板22の最外周221と正極板21の最外周211との間の隙間への異物の入り込みを抑制することができる。
In this embodiment, the
上記のとおり、二次電池100は、捲回電極体120と、捲回電極体120に接続された正極集電体30と負極集電体40とを有している。捲回電極体120は、帯状の第1セパレータ25と、帯状の負極板22と、帯状の第2セパレータ26と、帯状の正極板21とを備えている。第1セパレータ25と、負極板22と、第2セパレータ26と、正極板21とは、長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、正極板21の幅方向(短手方向)に設定された捲回軸WL周りに捲回されており、かつ、捲回軸方向の第1側Y1に正極板21の未形成部21a1が第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出ており、同方向の第2側Y2に負極板22の未形成部22a1が第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出ている。正極集電体30は、正極板21のうち、第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出た未形成部21a1に重ねられて接合されている。負極集電体40は、負極板22のうち、第1セパレータ25と第2セパレータ26とからはみ出た未形成部22a1に重ねられて接合されている。
As described above, the
負極板22の最外周221は、第1セパレータ25を介在させて、正極板21の最外周211よりも外周側に巻かれている。第2セパレータ26は、負極板22の最外周221よりも外周側に巻かれている。第2セパレータ26のうち、負極板22の最外周221よりも外周側に巻かれた部分(上記実施形態では、第2セパレータ26の最外周261)は、第1側Y1において延びており、当該第1側Y1において延びた部位(上記実施形態では、第2セパレータ26の最外周261の周縁)は、正極集電体30と正極板21とが接合された部位91に止められている。
The
換言すれば、二次電池100では、捲回電極体120の最外周から内側に向かって、第2セパレータ26、負極板22、第1セパレータ25、および、正極板21、の順に積層されている。そして、第2セパレータ26のうちの負極板22の最外周221よりも外周側に巻かれた部分が、第1側Y1において延び、かつ、正極集電体30と正極板21とが接合された部位91に止められていることによって、第1側Y1における負極板22の最外周221の縁が、第2セパレータ26の最外周261によって、正極板21の最外周211側に寄せられる。このため、第1セパレータ25を介在させた、負極板22の最外周221と正極板21の最外周211との間に生じる隙間21sが閉じられ、当該隙間に異物が入り込みにくくなる。
In other words, in the
二次電池100は、各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源(駆動用電源)として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle(PHEV))、ハイブリッド自動車(Hybrid Electric Vehicle(HEV))、電気自動車(Battery Electric Vehicle(BEV))等が挙げられる。
The
以上、ここで開示される技術の第1実施形態について説明した。ただし、上述した実施形態は、ここで開示される技術が適用された二次電池の一例を示すものである。以下、ここに開示される技術の他の実施形態を説明する。なお、以下の説明において、特に言及している点以外は、上記第1実施形態に係る二次電池100と略同等の構成を採用することができる。
The above describes the first embodiment of the technology disclosed herein. However, the above-described embodiment shows one example of a secondary battery to which the technology disclosed herein is applied. Below, other embodiments of the technology disclosed herein are described. In the following description, except for the points specifically mentioned, a configuration substantially equivalent to that of the
《第2実施形態》
上記第1実施形態では、第2セパレータ26の最外周261の第1側Y1における周縁の少なくとも一部が接合部位91に寄せて巻かれていた。しかし、これに限定されない。図6は、捲回電極体220の構成を説明する模式図である。第2実施形態では、二次電池100の発電要素として、捲回電極体220が用いられている。図6に示されているように、捲回電極体220は、第2セパレータ226を有している。例えば、第2セパレータ226は、帯部226aと幅広部226bとを有している。帯部226aは、例えば、帯状であり、第2セパレータ226の長手方向の一方の端部から、同方向に沿って、同じ幅W1を有する部位である。帯部226aの幅W1は、例えば、正極活物質層21bの幅および負極活物質層22bの幅よりも大きい。幅広部226bは、矩形状であり、例えば、帯部226aの幅W1よりも大きな幅W2を有する部位である。幅広部226bは、図6に示されているように、帯部226aの短手方向の端部から第1側Y1において延びた領域226cを有している。
Second Embodiment
In the first embodiment, at least a part of the periphery on the first side Y1 of the
この実施形態では、捲回電極体220を作製したときに、第2セパレータ26の最外周261に幅広部226bが配置される。例えば、幅広部226bの、帯部226aの短手方向の端部から第1側Y1において延びた領域226cは、正極板21と正極集電体30との接合部位91で止められる。第2セパレータ226を使用した場合であっても、ここで開示される技術の効果を実現することができる。
In this embodiment, when the
《その他の実施形態》
また、上記第1実施形態では、第2セパレータ26の最外周を接合部位91に止めた。しかし、これに限定されない。第1セパレータ25の最外周を接合部位に止めてもよい。例えば、第1セパレータ25を、該第1セパレータ25の最外周が捲回電極体の最外周に配置されるように巻き、かかる第1セパレータ25の最外周を第1側Y1に引っ張って、第1側Y1に伸ばしてもよい。この場合であっても、ここで開示される技術の効果を実現することができる。なお、第1セパレータ25として、上記第2実施形態における第2セパレータ226の形状を有するセパレータを使用してもよい。
Other Embodiments
In the first embodiment, the outermost periphery of the
また、上記第1実施形態では、捲回電極体120の最外周に配置された第2セパレータ26が、正極板21と正極集電体30との双方に溶着されている。しかし、これに限定されない。例えば、第2セパレータ26の最外周261が負極板22の最外周221の外周側に複数周巻かれている場合、第2セパレータ26の最外周261は、正極板21のみに溶着されうる。この場合であっても、ここで開示される技術の効果を実現することができる。
In addition, in the first embodiment, the
以上、ここに開示される技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。ここに開示される発明には上記の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Specific examples of the technology disclosed herein have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The invention disclosed herein includes various modifications and variations of the above specific examples.
1 二次電池
10 電池ケース
12 ケース本体
14 蓋
20,120,220 捲回電極体
21 正極板
21a 正極集電箔
21b 正極活物質層
22 負極板
22a 負極集電箔
22b 負極活物質層
25 第1セパレータ
26,226 第2セパレータ
30 正極集電体
40 負極集電体
71 ガスケット
72 インシュレータ
91 接合部
100 二次電池
Claims (4)
前記捲回電極体に接続された正極集電体と負極集電体と
を有しており、
前記捲回電極体は、帯状の第1セパレータと、帯状の負極板と、帯状の第2セパレータと、帯状の正極板とを備えており、
前記第1セパレータと、前記負極板と、前記第2セパレータと、前記正極板とは、
長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、前記正極板の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、かつ、
前記捲回軸方向の第1側に前記正極板が前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出ており、前記捲回軸方向における前記第1側と異なる第2側に前記負極板が前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出ており、
前記正極集電体は、前記正極板のうち、前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出た部位に重ねられて接合されており、
前記負極集電体は、前記負極板のうち、前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出た部位に重ねられて接合されており、
前記負極板の最外周は、前記第1セパレータまたは前記第2セパレータを介在させて、前記正極板の最外周よりも外周側に巻かれており、
前記第1セパレータまたは前記第2セパレータは、前記負極板の最外周よりも外周側に巻かれており、
前記第1セパレータまたは前記第2セパレータのうち、前記負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分の前記第1側の周縁は、当該負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分を含む前記第1セパレータまたは前記第2セパレータの最内周の前記第1側の周縁よりも前記正極集電体と前記正極板とが接合された部位に寄せて巻かれた部位を有しており、
前記正極集電体と前記正極板とが接合された部位に寄せて巻かれた部位の少なくとも一部は、前記正極集電体と前記正極板とが接合された部位に止められている、二次電池。 A wound electrode body;
A positive electrode current collector and a negative electrode current collector connected to the wound electrode body,
the wound electrode body includes a strip-shaped first separator, a strip-shaped negative electrode plate, a strip-shaped second separator, and a strip-shaped positive electrode plate,
The first separator, the negative electrode plate, the second separator, and the positive electrode plate are
The positive electrode plates are aligned in the length direction, stacked in order, and wound around a winding axis set in the width direction of the positive electrode plate,
the positive electrode plate protrudes from the first separator and the second separator to a first side in the winding axis direction, and the negative electrode plate protrudes from the first separator and the second separator to a second side different from the first side in the winding axis direction,
the positive electrode current collector is overlapped and joined to a portion of the positive electrode plate that protrudes from the first separator and the second separator,
the negative electrode current collector is overlapped and joined to a portion of the negative electrode plate that protrudes from the first separator and the second separator,
the outermost periphery of the negative electrode plate is wound outer than the outermost periphery of the positive electrode plate, with the first separator or the second separator interposed therebetween;
the first separator or the second separator is wound on the outer periphery side of the negative electrode plate,
a periphery on the first side of a portion of the first separator or the second separator that is wound more outer than the outermost periphery of the negative electrode plate has a portion that is wound closer to a portion where the positive electrode current collector and the positive electrode plate are joined than a periphery on the first side of an innermost periphery of the first separator or the second separator that includes a portion that is wound more outer than the outermost periphery of the negative electrode plate,
at least a portion of the wound portion adjacent to the portion where the positive electrode current collector and the positive electrode plate are joined is secured to the portion where the positive electrode current collector and the positive electrode plate are joined.
前記捲回電極体に接続された正極集電体と負極集電体とA positive electrode current collector and a negative electrode current collector connected to the wound electrode body;
を有しており、It has
前記捲回電極体は、帯状の第1セパレータと、帯状の負極板と、帯状の第2セパレータと、帯状の正極板とを備えており、the wound electrode body includes a strip-shaped first separator, a strip-shaped negative electrode plate, a strip-shaped second separator, and a strip-shaped positive electrode plate,
前記第1セパレータと、前記負極板と、前記第2セパレータと、前記正極板とは、The first separator, the negative electrode plate, the second separator, and the positive electrode plate are
長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、前記正極板の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、かつ、The positive electrode plates are aligned in the length direction, stacked in order, and wound around a winding axis set in the width direction of the positive electrode plate,
前記捲回軸方向の第1側に前記正極板が前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出ており、前記捲回軸方向における前記第1側と異なる第2側に前記負極板が前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出ており、the positive electrode plate protrudes from the first separator and the second separator to a first side in the winding axis direction, and the negative electrode plate protrudes from the first separator and the second separator to a second side different from the first side in the winding axis direction,
前記正極集電体は、前記正極板のうち、前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出た部位に重ねられて接合されており、the positive electrode current collector is overlapped and joined to a portion of the positive electrode plate that protrudes from the first separator and the second separator,
前記負極集電体は、前記負極板のうち、前記第1セパレータと前記第2セパレータとからはみ出た部位に重ねられて接合されており、the negative electrode current collector is overlapped and joined to a portion of the negative electrode plate that protrudes from the first separator and the second separator,
前記負極板の最外周は、前記第1セパレータまたは前記第2セパレータを介在させて、前記正極板の最外周よりも外周側に巻かれており、the outermost periphery of the negative electrode plate is wound outer than the outermost periphery of the positive electrode plate, with the first separator or the second separator interposed therebetween;
前記第1セパレータまたは前記第2セパレータは、前記負極板の最外周よりも外周側に巻かれており、the first separator or the second separator is wound on the outer periphery side of the outermost periphery of the negative electrode plate,
前記負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分を含む前記第1セパレータまたは前記第2セパレータは、The first separator or the second separator including a portion wound on the outer periphery side of the outermost periphery of the negative electrode plate,
帯状であり、当該負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分を含む前記第1セパレータまたは前記第2セパレータの長手方向の一方の端部から、同方向に沿って、同じ幅W1を有する帯部と、a band-shaped portion having the same width W1 extending from one end in the longitudinal direction of the first separator or the second separator including a portion wound on the outer periphery side of the outermost periphery of the negative electrode plate, along the same direction;
前記帯部における前記長手方向の一方の端部に設けられた矩形状の幅広部と、a rectangular wide portion provided at one end of the band portion in the longitudinal direction;
を有しており、It has
前記幅広部は、The wide portion is
前記負極板の最外周よりも外周側に巻かれた部分を構成し、A portion wound on the outer periphery side of the negative electrode plate is formed.
前記帯部の前記幅W1よりも大きい幅W2を有しており、The strip has a width W2 that is greater than the width W1,
前記帯部の短手方向の端部よりも、前記第1側において延びた領域を有しており、The belt portion has a region extending on the first side beyond a short-side end portion of the belt portion,
前記幅広部における、前記第1側において延びた領域は、前記正極集電体と前記正極板とが接合された部位に止められている、二次電池。a region of the wide portion that extends on the first side is stopped at a portion where the positive electrode current collector and the positive electrode plate are joined.
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