JPWO2019059117A1 - 集電体とそれを用いた電池 - Google Patents
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Abstract
Description
また特許文献2(特開2003-208899号公報)に開示された二次電池用電極の正極集電体2aおよび負極集電体3aには、その周縁部を除く中心側に多数の孔Kが穿設されている。具体的には、これら孔Kは、正極集電体2aおよび負極集電体3aの周縁部から少なくとも0.5mm程度の幅でなる無孔部Nを介した中心側に穿設されている((0055)〜(0056)段落、図2)。このように構成すると、多数の孔Kを穿設してなる正極集電体2aおよび負極集電体3aが、それぞれ周縁部に無孔部Nを有する(すなわち凹凸部分が形成されていない)ことから、その製造途中で正極集電体2aおよび負極集電体3aがセパレータ4に引っ掛かったり、その完成後にこれら正極集電体2aおよび負極集電体3aがセパレータ4を突き破ったりするのを未然に回避することができ、これらに起因して完成したリチウム二次電池1において、内部短絡が生じるのを防止することができる、としている(0059段落)。
図1は本発明の第1の実施形態の集電箔100を示す模式的平面図である。本実施形態では、平坦な集電箔の端面103を除いた中央部の大きな領域に、複数の開口のある領域(開口形成部202)を形成する。さらに、開口形成部202の一部に端面103に達し、複数の開口のある開口形成部223を4つ設ける。
(第2の実施形態)
図2は本発明の第2の実施形態を示す模式的平面図である。本実施形態では、平坦な集電箔100に対して細長い開口形成部を十字状に形成している。開口形成部205は、リード部215のある側の辺のリード部以外の箇所から反対側の辺まで通して形成する。それに交差させて、同様の細長い形状の開口形成部204を二本、集電箔100の別の辺からその反対側の辺まで通して形成することで、十字形状を呈している。
(第3の実施形態)
図3は本発明の第3の実施形態を示す模式的平面図である。本実施形態では、細長い形状でしかも両端で集電箔の平坦部210の両端に達する開口形成部204を3本形成している。
(第4の実施形態)
図4は本発明の第4の実施形態を示す模式的平面図である。本実施形態では、リード部のない辺からその反対側の辺まで、端面に達しない細長い長方形の開口形成部202を3本形成し、3本の開口形成部202の間に端面に達する開口形成部204を2本形成している。更に開口形成部202、204全てと交差する開口形成部206を設けている。
(第5の実施形態)
図5は本発明の第5の実施形態の集電体500の模式的平面図である。平坦な集電体シート501に開口形成部520を設ける。開口形成部520は一部の箇所523でのみ集電体シート501の端面503に達し、それ以外の箇所では端面503に達していない。
(他の実施形態)
正極リード部と負極リード部は複数枚束ねて超音波接合し、接合したものをそれぞれ正極端子と負極端子に溶接する。そのため、正極リード部と負極リード部及びそれらの周辺で、接合、溶接に用いる部分及び接合、溶接、使用、運搬等で応力を受ける部分には開口を形成しないことが望ましい。
ここで電極を構成する材料について絶縁層も含めて述べる。以下は例示であり、材料は特に限定されず、既知の材料を用いることができる。
(付記1)
開口を複数設けた開口形成部を備えた集電体であって、前記開口の先端には突出部が形成され、前記開口形成部は一部の箇所でのみ前記集電体の端面に達し、それ以外の箇所では前記端面に達していないことを特徴とする集電体。
(付記2)
前記開口形成部は複数の箇所で前記端面に達している付記1に記載の集電体。
(付記3)
前記開口形成部が十字形状を呈する付記1または2に記載の集電体。
(付記4)
前記開口形成部がストライプ状である付記1または2に記載の集電体。
(付記5)
前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの10%以上である付記1から4のいずれか一項に記載の集電体。
(付記6)
前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの80%以下である付記1から4のいずれか一項に記載の集電体。
(付記7)
前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの20%以上である付記1から6のいずれか一項に記載の集電体。
(付記8)
前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの60%以下である付記1から6のいずれか一項に記載の集電体。
(付記9)
前記開口形成部は、前記集電体の正極リード部または負極リード部を設けない側で前記端面に達している付記1から8のいずれか一項に記載の集電体。
(付記10)
正極リード部または負極リード部になる部分及びその周辺には前記開口形成部を設けない付記1から9のいずれか一項に記載の集電体。
(付記11)
前記開口形成部が前記端面に達する位置が正極と負極で重なる付記1から10のいずれか一項に記載の集電体を備えた電池。
(付記12)
前記正極と負極で前記開口形成部の形状が、積層体を形成した際に一致する付記11に記載の電池。
(付記13)
前記開口形成部の開口が、前記端面にかかっている付記1から12のいずれか一項に記載の集電体。
(付記14)
前記開口形成部の開口が、前記端面にかかっておらず、前記開口と前記端面の間に周縁部を有する付記1から12のいずれか一項に記載の集電体。
(付記15)
前記周縁部の幅は電解液の含侵を妨げない程度の幅である付記14に記載の集電体。
(付記16)
前記集電体を構成する活物質層上に絶縁層を形成した付記1から15のいずれか一項に記載の集電体。
100 集電箔
103、503 端面
120 開口
130 活物質層
140 窪み
150、153 突出部
170 絶縁層
210 平坦部
215 リード部
202、204、223、502 開口形成部
240 開口
400 電池素子
500 集電体
501 集電体シート
700 負極
710 負極活物質形成部
720 負極活物質未形成部
800 正極
810 正極活物質形成部
820 正極活物質未形成部
900 電池用電極
Claims (16)
- 開口を複数設けた開口形成部を備えた集電体であって、前記開口の先端には突出部が形成され、前記開口形成部は一部の箇所でのみ前記集電体の端面に達し、それ以外の箇所では前記端面に達していないことを特徴とする集電体。
- 前記開口形成部は複数の箇所で前記端面に達している請求項1に記載の集電体。
- 前記開口形成部が十字形状を呈する請求項1または2に記載の集電体。
- 前記開口形成部がストライプ状である請求項1または2に記載の集電体。
- 前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの10%以上である請求項1から4のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの80%以下である請求項1から4のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの20%以上である請求項1から6のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記開口形成部のうち、前記端面に達している部分の長さは、前記開口形成部が前記端面に達している集電体の辺の長さの60%以下である請求項1から6のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記開口形成部は、前記集電体の正極リード部または負極リード部を設けない側で前記端面に達している請求項1から8のいずれか一項に記載の集電体。
- 正極リード部または負極リード部になる部分及びその周辺には前記開口形成部を設けない請求項1から9のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記開口形成部が前記端面に達する位置が正極と負極で重なる請求項1から10のいずれか一項に記載の集電体を備えた電池。
- 前記正極と負極で前記開口形成部の形状が、積層体を形成した際に一致する請求項11に記載の電池。
- 前記開口形成部の開口が、前記端面にかかっている請求項1から12のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記開口形成部の開口が、前記端面にかかっておらず、前記開口と前記端面の間に周縁部を有する請求項1から12のいずれか一項に記載の集電体。
- 前記周縁部の幅は電解液の含侵を妨げない程度の幅である請求項14に記載の集電体。
- 前記集電体を構成する活物質層上に絶縁層を形成した請求項1から15のいずれか一項に記載の集電体。
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