WO2017208683A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2017208683A1
WO2017208683A1 PCT/JP2017/016339 JP2017016339W WO2017208683A1 WO 2017208683 A1 WO2017208683 A1 WO 2017208683A1 JP 2017016339 W JP2017016339 W JP 2017016339W WO 2017208683 A1 WO2017208683 A1 WO 2017208683A1
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WO
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secondary battery
curved surface
curved
positive electrode
negative electrode
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Application number
PCT/JP2017/016339
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English (en)
French (fr)
Inventor
徹 川合
大塚　正博
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • Secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged have been used for various purposes.
  • the secondary battery is used as a power source for electronic devices such as smartphones and notebook computers.
  • Patent Document 1 discloses a secondary battery provided with a recessed region having a bent shape.
  • the shape of the electronic medium connected to the secondary battery may include a curved shape depending on the application.
  • the curved electronic medium is preferably fitted into the recessed area of the secondary battery due to the difference in shape. It becomes difficult to provide. For this reason, it does not suitably meet the requirements for efficient installation of the electronic medium for the secondary battery in the electronic device.
  • An object of the present invention is to provide a secondary battery that enables an efficient installation of an electronic medium including a curved shape.
  • An electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, and a secondary battery in which an electrolyte is housed
  • the secondary battery has a corner region, A concave surface recessed inward in the corner region is formed, and a curved surface is formed on at least a part of the concave surface, The bending angle of the curved surface is not less than 15 ° and not more than 270 ° with respect to the center of curvature (the center of curvature is one end of the curved surface, the other end of the curved surface, and the midpoint between one end and the other end of the curved surface) And a concave surface including at least a part of the curved surface in a plan view or a cross-sectional view is a surface for placing an electronic medium including a curved shape.
  • a secondary battery is provided.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention enables efficient installation of an electronic medium including a curved shape.
  • FIG. 1 is a schematic view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a secondary battery having a curved surface with a bending angle of 15 °.
  • FIG. 3 is a schematic view of a secondary battery having a curved surface with a bending angle of 30 °.
  • FIG. 4 is a schematic view of a secondary battery having a curved surface with a bending angle of 90 °.
  • FIG. 5 is a schematic view of a secondary battery having a curved surface with a bending angle of 180 °.
  • FIG. 6 is a schematic view of a secondary battery having a curved surface with a bending angle of 270 °.
  • FIG. 1 is a schematic view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a secondary battery having a curved surface with a bending angle of 15 °.
  • FIG. 3 is a schematic view of a secondary battery
  • FIG. 7 is a schematic view of a secondary battery in which a curved surface is formed on a part of the concave surface.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the secondary batteries are arranged so as to contact each other with the curved surfaces facing each other.
  • FIG. 9 shows a schematic diagram illustrating the concept of the curvature center point.
  • the term “secondary battery” refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged.
  • the “secondary battery” is not excessively bound by the name, and may include, for example, “electric storage device”.
  • the term “plan view” as used herein refers to a state when an object (for example, a secondary battery) is placed in a broad sense and viewed from above or below along its thickness (height) direction. That is the same as the plan view.
  • the “plan view” is a state when the object is viewed from the upper side or the lower side along the thickness direction based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery in a narrow sense.
  • side view refers to a state in which an object (for example, a secondary battery) is placed and viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness (height) direction. It is a state and is a side view and agreement.
  • side view refers to a state when viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness direction based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery.
  • a secondary battery according to an embodiment of the present invention has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated and enclosed in an exterior body.
  • the electrode assembly includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • a spacer is provided in the exterior body in order to prevent electronic contact between the positive and negative electrodes and the exterior body.
  • the positive electrode is electronically connected to the positive electrode external terminal via the positive electrode current collecting lead.
  • the external terminal for positive electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage.
  • the negative electrode is electronically connected to the negative electrode external terminal via the negative electrode current collecting lead.
  • the external terminal for negative electrode is fixed to the exterior body by a seal portion, and the seal portion prevents electrolyte leakage.
  • the positive electrode is composed of at least a positive electrode material layer and a positive electrode current collector, and the positive electrode material layer is provided on at least one surface of the positive electrode current collector.
  • the positive electrode material layer contains a positive electrode active material as an electrode active material.
  • the negative electrode is composed of at least a negative electrode material layer and a negative electrode current collector, and the negative electrode material layer is provided on at least one surface of the negative electrode current collector.
  • the negative electrode material layer contains a negative electrode active material as an electrode active material.
  • the positive electrode active material included in the positive electrode material layer and the negative electrode active material included in the negative electrode material layer are materials directly involved in the transfer of electrons in the secondary battery, and are the main materials of the positive and negative electrodes that are responsible for charge / discharge, that is, the battery reaction. is there. More specifically, ions are brought into the electrolyte due to the “positive electrode active material included in the positive electrode material layer” and the “negative electrode active material included in the negative electrode material layer”, and the ions are interposed between the positive electrode and the negative electrode. Then, the electrons are transferred and the electrons are delivered and charged and discharged.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer are particularly preferably layers capable of occluding and releasing lithium ions.
  • the secondary battery according to this embodiment corresponds to a so-called “lithium ion battery”.
  • the positive electrode active material of the positive electrode material layer is made of, for example, a granular material, and a binder (also referred to as a “binder”) is included in the positive electrode material layer for sufficient contact between the particles and shape retention. preferable. Furthermore, a conductive additive may be included in the positive electrode material layer in order to facilitate the transmission of electrons that promote the battery reaction.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer is made of, for example, a granular material, and it is preferable that a binder is included for sufficient contact and shape retention between the particles, facilitating the transfer of electrons that promote the battery reaction. Therefore, a conductive additive may be included in the negative electrode material layer.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer can also be referred to as “positive electrode composite material layer” and “negative electrode composite material layer”, respectively.
  • the positive electrode active material is preferably a material that contributes to occlusion and release of lithium ions.
  • the positive electrode active material is preferably, for example, a lithium-containing composite oxide.
  • the positive electrode active material is preferably a lithium transition metal composite oxide containing lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel, manganese, and iron. That is, such a lithium transition metal composite oxide is preferably included as the positive electrode active material in the positive electrode material layer of the secondary battery.
  • the positive electrode active material may be lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium iron phosphate, or a part of those transition metals replaced with another metal.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer is lithium cobalt oxide.
  • the binder that can be included in the positive electrode material layer is not particularly limited, but includes polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and Mention may be made of at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene and the like.
  • the conductive additive that can be contained in the positive electrode material layer is not particularly limited, but carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotube, and vapor phase growth.
  • the binder of the positive electrode material layer is polyvinylidene fluoride
  • the conductive additive of the positive electrode material layer is carbon black.
  • the binder and conductive additive of the positive electrode material layer are a combination of polyvinylidene fluoride and carbon black.
  • the negative electrode active material is preferably a material that contributes to occlusion and release of lithium ions. From this point of view, the negative electrode active material is preferably, for example, various carbon materials, oxides, or lithium alloys.
  • Examples of various carbon materials of the negative electrode active material include graphite (natural graphite, artificial graphite), soft carbon, hard carbon, diamond-like carbon, and the like.
  • graphite is preferable in that it has high electron conductivity and excellent adhesion to the negative electrode current collector.
  • Examples of the oxide of the negative electrode active material include at least one selected from the group consisting of silicon oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, and the like.
  • the lithium alloy of the negative electrode active material may be any metal that can be alloyed with lithium.
  • Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn It may be a binary, ternary or higher alloy of a metal such as La and lithium.
  • a binary, ternary or higher alloy of a metal such as La and lithium.
  • Such an oxide is preferably amorphous in its structural form. This is because deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries or defects is less likely to be caused.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer is artificial graphite.
  • the binder that can be included in the negative electrode material layer is not particularly limited, but is at least one selected from the group consisting of styrene butadiene rubber, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyimide resin, and polyamideimide resin. Can be mentioned.
  • the binder contained in the negative electrode material layer is styrene butadiene rubber.
  • the conductive aid that can be included in the negative electrode material layer is not particularly limited, but carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, and acetylene black, graphite, carbon nanotube, and vapor phase growth.
  • Examples thereof include at least one selected from carbon fibers such as carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives.
  • the component resulting from the thickener component for example, carboxymethylcellulose used at the time of battery manufacture may be contained in the negative electrode material layer.
  • the negative electrode active material and the binder in the negative electrode material layer are a combination of artificial graphite and styrene butadiene rubber.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector used for the positive electrode and the negative electrode are members that contribute to collecting and supplying electrons generated in the active material due to the battery reaction.
  • a current collector may be a sheet-like metal member and may have a porous or perforated form.
  • the current collector may be a metal foil, a punching metal, a net or an expanded metal.
  • the positive electrode current collector used for the positive electrode is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, nickel and the like, and may be, for example, an aluminum foil.
  • the negative electrode current collector used for the negative electrode is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of copper, stainless steel, nickel and the like, and may be, for example, a copper foil.
  • the separator is a member provided from the viewpoint of preventing short circuit due to contact between the positive and negative electrodes and holding the electrolyte.
  • the separator can be said to be a member that allows ions to pass while preventing electronic contact between the positive electrode and the negative electrode.
  • the separator is a porous or microporous insulating member and has a film form due to its small thickness.
  • a polyolefin microporous film may be used as the separator.
  • the microporous film used as the separator may include, for example, only polyethylene (PE) or only polyethylene (PP) as the polyolefin.
  • the separator may be a laminate composed of “a microporous membrane made of PE” and “a microporous membrane made of PP”.
  • the surface of the separator may be covered with an inorganic particle coat layer and / or an adhesive layer.
  • the surface of the separator may have adhesiveness.
  • Electrolyte helps the movement of metal ions released from the electrodes (positive and negative electrodes).
  • the electrolyte may be an electrolyte containing a “non-aqueous” solvent such as an organic electrolyte and an organic solvent and a solute, or may be an “aqueous” electrolyte containing water.
  • the secondary battery of the present invention is preferably a non-aqueous electrolyte secondary battery using a “non-aqueous” electrolyte as the electrolyte.
  • the electrolyte may have a form such as liquid or gel (in the present specification, “liquid” non-aqueous electrolyte is also referred to as “non-aqueous electrolyte solution”).
  • a solvent containing at least carbonate is preferable.
  • Such carbonates may be cyclic carbonates and / or chain carbonates.
  • examples of the cyclic carbonates include at least one selected from the group consisting of propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC). be able to.
  • examples of the chain carbonates include at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dipropyl carbonate (DPC).
  • non-aqueous electrolyte for example, a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate.
  • a Li salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is preferably used as a specific nonaqueous electrolyte solute.
  • the exterior body is usually a conductive hard case and consists of a main body and a lid.
  • a main-body part consists of the bottom part and side part which comprise the bottom face of the said exterior body.
  • the main body and the lid are sealed after the electrode assembly, the electrolyte, the current collecting lead, and the external terminal are accommodated.
  • the sealing method is not particularly limited, and examples thereof include a laser irradiation method.
  • a material constituting the main body part and the lid part any material capable of constituting a hard case type exterior body in the field of secondary batteries can be used.
  • Such a material may be any material that can achieve electron transfer, and examples thereof include conductive materials such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel.
  • the dimensions of the main body and the lid are mainly determined according to the dimensions of the electrode assembly.
  • the dimensions are such that the electrode assembly is prevented from moving (displacement) within the exterior body. It is preferable to have. By preventing the movement of the electrode assembly, the electrode assembly is prevented from being destroyed, and the safety of the secondary battery is improved.
  • the exterior body may be a flexible case such as a pouch made of a laminate film as long as it has conductivity.
  • any spacer used in the field of secondary batteries can be used as the spacer.
  • the material constituting the spacer is not particularly limited, and examples thereof include various insulating polymers such as polyolefin (polyethylene, polypyropylene), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate), and acrylic polymer.
  • the spacer is not particularly limited, but may have a film or non-woven fabric form.
  • any current collecting lead used in the field of secondary batteries can be used.
  • a current collecting lead may be made of a material that can achieve electron movement, and is made of a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, and stainless steel.
  • the positive electrode current collector lead is preferably composed of aluminum, and the negative electrode current collector lead is preferably composed of nickel.
  • the form of the positive electrode current collector lead and the negative electrode current collector lead is not particularly limited, and may be, for example, a wire or a plate.
  • the inventors of the present application have the technical idea of making the shape of the secondary battery correspond to the shape of the electronic medium in order to efficiently install the electronic medium including the curved shape in the secondary battery.
  • the present invention has been devised. According to this technical idea, the shape of the secondary battery according to the embodiment of the present invention depends on the curved shape of the electronic medium. In other words, in the present invention, the shape of the secondary battery (the exterior body) of the present invention is curved corresponding to the curved shape of the electronic medium to be installed. Therefore, due to this, it becomes easy to suitably fit the curved electronic medium into the region where the curved surface of the secondary battery is formed.
  • region of the electronic medium from a secondary battery (exterior body) can be reduced by planar view or sectional view. Therefore, the portion where the protruding area of the electronic medium is reduced can be effectively used as a space for installing other components (such as other electronic media) of the electronic device. From the above, in one embodiment of the present invention, even when the shape of the electronic medium is a curved shape, the electronic medium can be efficiently installed on the secondary battery in the electronic device. As a result, the present invention can meet the demands for thinner and smaller electronic devices.
  • FIG. 1 is a schematic diagram (schematic plan view or schematic side view) of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention includes a corner region 10, and the corner region 10 has a concave surface 11 that is recessed inward.
  • the concave surface 11 is a surface on which an electronic medium including a curved shape is arranged.
  • the “corner region of the secondary battery” as used in this specification refers to one of the main surfaces (substantially rectangular main surface) of the exterior body that is a component of the secondary battery in a plan view or a side view.
  • the concave surface 11 includes a curved surface 12 at least at a part thereof. As shown in FIG. 1, the curved surface 12 is an inner curved surface that is curved toward the inner side.
  • the “electronic medium” in the present specification refers to an electronic component or the like that is connected to a secondary battery in an electronic device such as a smartphone or a notebook computer.
  • the shape of the concave surface 11 (including the curved surface 12) of the secondary battery 100 can be substantially the same or similar to the shape of at least a part of the electronic medium. For this reason, it becomes easy to suitably fit the curved electronic medium into the region where the curved surface of the secondary battery is formed. Thereby, even when the shape of the electronic medium is a curved shape, the electronic medium can be efficiently installed on the secondary battery in the electronic device. Therefore, it is possible to meet demands for thinning and miniaturization of electronic devices.
  • this invention takes the following aspect.
  • the curved angle ⁇ of the curved surface 12 is preferably 15 ° or more and 270 ° or less with the bending center point C as a base point.
  • the angle formed between the extending axis of one contour surface 20 and the extending axis of the other contour surface 30 at the virtual corner point 13 is 60 ° or more.
  • the angle is preferably 180 ° or less, although there is no particular limitation, for example, as shown in Fig. 1, the extension axis of one contour surface 20 and the other contour surface 30 at the virtual corner point 13
  • the angle between the extension axis may be 90 °.
  • the “virtual corner point 13” in the present specification refers to the extending axis of one contour surface 20 that forms a part of the contour of the secondary battery 100 in the “corner region 10” of the secondary battery 100.
  • shaft of the other outline surface 30 touches is pointed out.
  • the “curvature center point” in this specification refers to a point equidistant from one end of the curved surface, the other end of the curved surface, and an intermediate point between one end and the other end of the curved surface. Referring to the drawings, as shown in FIG. 9, the “curvature center point” means a distance R to one end of the curved surface, a distance R ′ to an intermediate point of the curved surface, and the other end of the curved surface. Points where all of the distances R ′′ are equal.
  • the type of the electrode assembly can be roughly divided into two types, that is, a planar laminated structure type and a wound structure type.
  • the shape of the exterior body does not change in plan view or side view.
  • the exterior body which is a constituent element of the secondary battery according to the embodiment of the present invention, has a curved surface that is curved at least inward in a plan view or a side view. . From the viewpoint of reducing as much as possible dead space between the electrode assembly and the exterior body in the exterior body, it corresponds to the exterior body having a curved surface curved inward.
  • the planar laminated structure type electrode assembly enclosed in the exterior body also has a curved surface curved inward in a plan view or a side view.
  • the shape of the curved surface of the electrode assembly of the planar laminated structure type can be made substantially the same or similar to the shape of the curved surface of the exterior body.
  • the present invention is not limited to this, and the wound structure type electrode assembly enclosed in the exterior body is also viewed in a plan view or a side surface in response to the exterior body having a curved surface curved inward. It is preferable to have a curved surface that is curved inwardly when viewed. Thereby, the shape of the curved surface of the wound structure type electrode assembly can be made substantially the same or similar to the shape of the curved surface of the exterior body.
  • all of the concave surfaces formed in the corner area of the secondary battery may be curved surfaces according to the curved shape of the electronic medium and the dimensions of the electronic medium. In this case, it can be broadly divided into “1. When the curved center point C is located outside the virtual corner point 13 of the secondary battery 100”, “2. The curved center point C becomes the virtual corner point 13 of the secondary battery 100. It can be divided into “when positioned” and “3. when curved center point C is positioned inside virtual corner point 13 of secondary battery 100”.
  • the bending center point C is located outside the virtual corner point 13 of the secondary battery 100
  • the bending angle is less than 90 °.
  • the case where the bending angle is 15 ° can be mentioned.
  • the present invention is not limited to this, and examples include a case where the bending angle is 30 ° as shown in FIG.
  • an electronic medium having at least a part of a curved surface having a curved angle of less than 90 ° (indicating that the curved angle is relatively small) correspondingly is a curved surface of the secondary battery (exterior body thereof). It becomes possible to install in.
  • the bending center point C is located inside the virtual corner point 13 of the secondary battery 100
  • the bending angle exceeds 90 ° and is 270 ° or less.
  • the case where a curve angle is 180 degrees is mentioned.
  • the present invention is not limited to this, and examples include a case where the bending angle is 270 ° as shown in FIG.
  • an electronic medium having at least a part of a curved surface having a curved angle of more than 90 ° and not more than 270 ° (indicating that the curved angle is relatively large) corresponding to the secondary battery It can be installed on the curved surface of the body.
  • only a part of the concave surface formed in the corner area of the secondary battery may be a curved surface according to the curved shape / size of the electronic medium.
  • the curved surface 12 may be formed in a substantially intermediate region of the concave surface 11.
  • the surface 14 of the concave surface 11 excluding the curved surface 12 has a substantially planar form.
  • the bending center point C is located on the inner side of the virtual corner point 13 of the secondary battery 100, and an example thereof is a case where the bending angle is 180 ° as shown in FIG.
  • an electronic medium having a shape having a substantially flat portion and a curved portion in the region where the concave surface 11 of the secondary battery 100 is formed is preferably used. It can be inserted.
  • three or more and six or less secondary batteries 100 may be arranged in contact with each other while the concave surfaces 12 formed in the corner region 10 are opposed to each other.
  • the curved angle of the curved surface 12 is 60 ° or more and 120 in any secondary battery 100. It is preferable that the angle is not more than °.
  • the curved surfaces are formed in any of the secondary batteries 100.
  • the bending angle of 12 is preferably 90 °.
  • an R chamfered portion is provided on at least one of the one end of the curved surface and the other end of the curved surface in plan view or side view. (Corresponding to a portion having a round shape) is preferably formed.
  • the contact resistance between the electronic medium and the curved surface can be reduced when an electronic medium having a curved shape is provided in the region where the curved surface of the secondary battery is formed. it can. Therefore, the electronic medium having a curved shape can be smoothly fitted in the region where the curved surface of the secondary battery is formed.
  • an R chamfered portion is formed on at least one of the one end of the concave surface and the other end of the concave surface in plan view or side view.
  • the non-curved surface 15 the outer periphery of the exterior body of the secondary battery 100 extending in one direction in a plan view or a side view
  • an R chamfered portion is formed at a boundary portion between the concave surface 11 and the concave surface 11.
  • the contact resistance between the electronic medium and the concave surface can be reduced when the curved electronic medium is provided in the region where the concave surface of the secondary battery is formed. Therefore, the electronic medium having a curved shape can be smoothly fitted in the region where the concave surface of the secondary battery is formed.
  • the bending angle ⁇ of the curved surface is 270 ° or less with the bending center point C as a base point
  • the laser is uniformly irradiated to the welded portion.
  • the bending angle ⁇ of the curved surface is 270 ° or less with the bending center point C as a base point
  • a flexible case such as a pouch made of a laminate film
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention can be used in various fields where power storage is assumed.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention particularly the non-aqueous electrolyte secondary battery, is merely an example, and the electric / information / communication field (for example, a mobile phone, a smart phone, a notebook) Mobile devices such as personal computers and digital cameras), home / small industrial applications (eg, power tools, golf carts, home / care / industrial robots), large industrial applications (eg, forklifts, elevators, bay ports) Crane field), transportation system field (for example, hybrid vehicle, electric vehicle, bus, train, electric assist bicycle, electric motorcycle, etc.), power system application (for example, various power generation, road conditioner, smart grid, general home installation) Field), as well as space and deep sea applications (eg space probes) It can be used in the field), such as diving research vessel.
  • the electric / information / communication field for example, a mobile phone, a smart phone, a notebook
  • Mobile devices such

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Abstract

本発明の一実施形態では、正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、二次電池は、コーナー領域を有して成り、コーナー領域に内側方向に向かって凹んだ凹面が形成され、かつ凹面の少なくとも一部に湾曲面が形成されており、湾曲面の湾曲角度が湾曲中心点を基点として１５°以上２７０°以下となっており（湾曲中心点は、湾曲面の一端、湾曲面の他端、および湾曲面における一端と他端の中間点のいずれからも等距離にある点を指す）、および平面視又は断面視にて、湾曲面を少なくとも一部含む凹面が、湾曲形状を含む電子媒体を配置するための面であることを特徴とする、二次電池が提供される。

Description

二次電池
　本発明は、二次電池に関する。
　従前より充放電が繰り返し可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器の電源として用いられている。
　また、近年、電子機器の薄型化・小型化の要求が一層高まっており、それに伴い、電子機器内にて二次電池に電子媒体（電子部品等）を効率的に設置することが要求されている。これにつき、特許文献１には、屈曲形態を成す凹部領域を備えた二次電池が開示されている。
特開２０１５－５３６０３６号公報
　しかしながら、本願発明者らは、屈曲形態を成す凹部領域を備えた二次電池を用いる場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。具体的には、二次電池と接続される電子媒体の形状はその用途に応じて湾曲形状を含む場合がある。この場合、二次電池の凹部領域の形状と電子媒体の形状とは相違するため、その形状の違いに起因して、湾曲形状の電子媒体を二次電池の凹部領域に好適に嵌め込むように設けることが困難となる。そのため、電子機器内における二次電池に対する電子媒体の効率的な設置の要求に対して好適に応えるものとはなっていない。
　本発明は、湾曲形状を含む電子媒体の効率的な設置を可能とする二次電池を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
　正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、
　二次電池は、コーナー領域を有して成り、
　コーナー領域に内側方向に向かって凹んだ凹面が形成され、かつ凹面の少なくとも一部に湾曲面が形成されており、
　湾曲面の湾曲角度が湾曲中心点を基点として１５°以上２７０°以下となっており（湾曲中心点は、湾曲面の一端、湾曲面の他端、および湾曲面における一端と他端の中間点のいずれからも等距離にある点を指す）、および
　平面視又は断面視にて、湾曲面を少なくとも一部含む凹面が、湾曲形状を含む電子媒体を配置するための面であることを特徴とする、二次電池が供される。
　本発明の一実施形態に係る二次電池によれば、湾曲形状を含む電子媒体の効率的な設置を可能とする。
図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池の概略図を示す。 図２は、湾曲角度が１５°である湾曲面を有した二次電池の概略図を指す。 図３は、湾曲角度が３０°である湾曲面を有した二次電池の概略図を指す。 図４は、湾曲角度が９０°である湾曲面を有した二次電池の概略図を指す。 図５は、湾曲角度が１８０°である湾曲面を有した二次電池の概略図を指す。 図６は、湾曲角度が２７０°である湾曲面を有した二次電池の概略図を指す。 図７は、凹面の一部に湾曲面が形成された二次電池の概略図を指す。 図８は、湾曲面同士を相互に対向させつつ、相互に接するように各二次電池を配置した状態を示した概略図を示す。 図９は、湾曲中心点の概念について示した概略図を示す。
　以下、本発明の一実施形態に係る二次電池について説明する。本明細書でいう「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指す。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」なども包含し得る。本明細書でいう「平面視」とは、広義には対象物（例えば、二次電池）を載置してその厚み（高さ）方向に沿って上側又は下側から見たときの状態のことであり、平面図と同意である。本明細書でいう「平面視」とは、狭義には二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に沿って対象物を上側または下側からみたときの状態のことである。又、本明細書でいう「側面視」とは、広義には対象物（例えば、二次電池）を載置してその厚み（高さ）方向に対して略垂直な方向から見たときの状態のことであり、側面図と同意である。本明細書でいう「側面視」とは、狭義には二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に対して略垂直な方向からみたときの状態のことである。以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の「特徴部分」について説明する前に、本発明の一実施形態に係る二次電池の基本的構成について説明しておく。
［本発明の二次電池の基本的構成］　
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、電極組立体と電解質とが外装体に収容および封入された構造を有している。電極組立体は、正極、負極、および正極と負極との間に配置されたセパレータを含んでいる。電極組立体のタイプとしては大きくは２つに分けられる。第１のタイプは、電極組立体が正極、負極およびセパレータを含む単位電極ユニットが複数積層された平面積層構造を有するものである。第２のタイプは、電極組立体が、正極、負極およびセパレータを含む電極ユニットがロール状に巻回された巻回構造を有するものである。また、外装体内には、正極および負極と外装体との間の電子的接触を防止するために、スペーサーが設けられている。正極は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に電子的に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。同様に、負極は、負極用集電リードを介して負極用外部端子に電子的に連結されている。負極用外部端子はシール部により外装体に固定され、シール部が電解質の液漏れを防止する。
　正極は少なくとも正極材層および正極集電体から構成されており、正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられている。正極材層には電極活物質として正極活物質が含まれている。負極は少なくとも負極材層および負極集電体から構成されており、負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられている。負極材層には電極活物質として負極活物質が含まれている。
　正極材層に含まれる正極活物質および負極材層に含まれる負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層に含まれる正極活物質」および「負極材層に含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極と負極との間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層および負極材層は特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、電解質を介してリチウムイオンが正極と負極との間で移動して電池の充放電が行われる二次電池が好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、本実施態様に係る二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。
　正極材層の正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダー（“結着材”とも称される）が正極材層に含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層に含まれていてよい。同様に、負極材層の負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層に含まれていてよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層および負極材層はそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。
　正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、二次電池の正極材層においては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。より好適な態様では正極材層に含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっている。
　正極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド－テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。正極材層に含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。より好適な態様では正極材層のバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別のより好適な態様では正極材層の導電助剤はカーボンブラックである。さらに好適な態様では、正極材層のバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっている。
　負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。
　負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、ソフトカーボン、ハードカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体との接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。より好適な態様では負極材層の負極活物質が人造黒鉛となっている。
　負極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。より好適な実施態様では負極材層に含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっている。負極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層には、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。
　さらに好適な態様では、負極材層における負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっている。
　正極および負極に用いられる正極集電体および負極集電体は電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極に用いられる正極集電体は、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極に用いられる負極集電体は、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。
　セパレータは、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータは、正極と負極との間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータは多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータとして用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみ又はポリエチレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータは、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面は無機粒子コート層および／または接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。
　電解質は電極（正極・負極）から放出された金属イオンの移動を助力する。電解質は有機電解質および有機溶媒などの“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質であっても、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。本発明の二次電池は、電解質として“非水系”の電解質が用いられた非水電解質二次電池が好ましい。電解質は液体状またはゲル状などの形態を有し得る（なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される）。
　具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、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）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、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）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。本発明の１つの好適な実施態様では、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等のＬｉ塩が用いられる。
　外装体は通常、導電性ハードケースであり、本体部および蓋部からなっている。本体部は当該外装体の底面を構成する底部および側面部から成る。本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質、集電リードおよび外部端子の収容後に密封される。密封方法としては、特に限定されるものではなく、例えばレーザー照射法等が挙げられる。本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は電子の移動が達成され得る材料であればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料が挙げられる。本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定され、例えば電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動（ズレ）が防止される程度の寸法を有することが好ましい。電極組立体の移動を防止することにより、電極組立体の破壊が防止され、二次電池の安全性が向上する。なお、外装体は、導電性を有する限り、ラミネートフィルムからなるパウチ等のフレキシブルケースであってもよい。
　スペーサーとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆるスペーサーが使用可能である。スペーサーを構成する材料としては、特に限定されるものではないが、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリピロピレン）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート）、アクリルポリマー等種々の絶縁性ポリマーが挙げられる。また、スペーサーは、特に限定されるものではないが、フィルム、不織布の形態を有していてよい。
　正極用集電リードおよび負極用集電リードとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電リードが使用可能である。そのような集電リードは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。正極用集電リードはアルミニウムから構成されることが好ましく、負極用集電リードはニッケルから構成されることが好ましい。正極用集電リードおよび負極用集電リードの形態は特に限定されず、例えば、線又はプレート状であってよい。
［本発明の二次電池の特徴部分］　
　以下、本発明の一実施形態に係る二次電池について説明する。本願発明者らは、湾曲形状を含む電子媒体を二次電池に効率的に設置するために鋭意検討し、本発明を案出するに至った。
（本発明の技術的思想）
　具体的には、本願発明者らは、湾曲形状を含む電子媒体を二次電池に効率的に設置するために、二次電池の形状を当該電子媒体の形状に対応させるという技術的思想を有する本発明を案出するに至った。かかる技術的思想によれば、本発明の一実施形態に係る二次電池の形状は電子媒体の湾曲形状に依存することとなる。換言すれば、本発明では、設置する電子媒体の湾曲形状に対応させて本発明の二次電池（の外装体）の形状を湾曲状にする。そのため、これに起因して、湾曲形状の電子媒体を二次電池の湾曲面が形成されている領域に好適に嵌め込むことが容易となる。これにより、電子媒体が湾曲形状を有する場合であっても、平面視又は断面視で二次電池（の外装体）からの電子媒体の突出領域を減じることができる。そのため、当該電子媒体の突出領域が減じられた部分を、電子機器の他の構成要素（他の電子媒体等）を設置するためのスペースとして有効活用できる。以上の事から、本発明の一実施形態では、電子媒体の形状が湾曲形状となっている場合においても、電子機器内における二次電池に対する電子媒体の効率的な設置が可能となる。その結果、本発明は、電子機器の薄型化・小型化の要求にも応えることが可能となる。
　図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池の概略図（概略平面図又は概略側面図）を示す。本発明の一実施形態に係る二次電池１００は、図１に示すようにコーナー領域１０を有して成り、かかるコーナー領域１０には内側方向に向かって凹んだ凹面１１が形成されている。特に、本発明では、当該凹面１１が、湾曲形状を含む電子媒体を配置するための面となっている。なお、本明細書でいう「二次電池のコーナー領域」とは、平面視又は側面視にて二次電池の構成要素である外装体の主面（略矩形状の主面）を形作る一方の辺と当該一方の辺と連続する他方の辺との間に形成される角部領域又は屈曲領域を指す。当該凹面１１は、その少なくとも一部に湾曲面１２を含んでいる。図１に示すように、湾曲面１２は内側方向に向かって湾曲した内側湾曲面となっている。又、本明細書でいう「電子媒体」とは、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器内にて二次電池と接続配置される電子部品等を指す。
　かかる特徴を有することにより、本発明では、二次電池１００の凹面１１（湾曲面１２を含むもの）の形状を、電子媒体の少なくとも一部の形状と実質的に同一又は類似になり得る。そのため、これに起因して湾曲形状の電子媒体を二次電池の湾曲面が形成されている領域に好適に嵌め込むことが容易となる。これにより、電子媒体の形状が湾曲形状となっている場合においても、電子機器内における二次電池に対する電子媒体の効率的な設置が可能となる。従って、電子機器の薄型化・小型化の要求にも応えることが可能となる。
　なお、本発明は、下記態様を採ることが好ましい。
　ある態様では、設置する電子媒体の湾曲形状に鑑みて、当該湾曲面１２の湾曲角度θが湾曲中心点Ｃを基点として１５°以上２７０°以下となっていることが好ましい。なお、所定領域の湾曲面１２を確保する観点から「仮想コーナー点１３における一方の輪郭面２０の延在軸と他方の輪郭面３０の延在軸との間に形成される角度が６０°以上１８０°以下であることが好ましい。これにつき、特に限定されるものではないが、例えば図１に示すように、仮想コーナー点１３における一方の輪郭面２０の延在軸と他方の輪郭面３０の延在軸との間の角度が９０°であってよい。
　なお、本明細書でいう「仮想コーナー点１３」とは、二次電池１００の「コーナー領域１０」にて、二次電池１００の輪郭の一部を形作る一方の輪郭面２０の延在軸と他方の輪郭面３０の延在軸とが接する箇所を指す。また、本明細書でいう「湾曲中心点」とは、湾曲面の一端、湾曲面の他端、および湾曲面における一端と他端の中間点のいずれからも等距離にある点を指す。図面を用いて説明すると、図９に示すように、「湾曲中心点」とは、湾曲面の一端との距離Ｒ、湾曲面の中間点との距離Ｒ’、および湾曲面の他端との距離Ｒ’’のいずれもが等しくなる点を指す。
　本発明の一実施形態に係る二次電池では、上述のように電極組立体のタイプは大きくは平面積層構造型と巻回構造型の２つに分けられるため電極組立体の形状は変わり得るものの、平面視又は側面視にて外装体の形状は変わらない。かかる点を鑑み、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成要素である外装体が、平面視又は側面視にて少なくとも内側方向に向かって湾曲した湾曲面を有していることが好ましい。なお、外装体中にて電極組立体と外装体との間に生じ得るデッドスペースを可能な限り減じる観点から、外装体が内側方向に向かって湾曲した湾曲面を有していることに対応して、外装体内に封入される平面積層構造型の電極組立体も平面視又は側面視にて内側方向に向かって湾曲した湾曲面を有していることが好ましい。これにより、平面積層構造型の電極組立体の湾曲面の形状を外装体の湾曲面の形状と実質的に同一又は類似にし得る。なお、これに限定されず、外装体が内側方向に向かって湾曲した湾曲面を有していることに対応して、外装体内に封入される巻回構造型の電極組立体も平面視又は側面視にて内側方向に向かって湾曲した湾曲面を有していることが好ましい。これにより、巻回構造型の電極組立体の湾曲面の形状を外装体の湾曲面の形状と実質的に同一又は類似にし得る。
　ある態様では、電子媒体の湾曲形状および電子媒体の寸法に応じ、二次電池のコーナー領域に形成された凹面の全てが湾曲面となっていてよい。この場合、大きく分けて「１．湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３よりも外側に位置する場合」、「２．湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３に位置する場合」、および「３．湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３よりも内側に位置する場合」に分けることができる。
　「１．湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３よりも外側に位置する場合」の例としては、湾曲角度が９０°未満である場合が挙げられる。例えば、図２に示すように湾曲角度が１５°である場合が挙げられる。また、これに限定されることなく図３に示すように湾曲角度が３０°である場合等が挙げられる。この場合、これに対応して湾曲角度が９０°未満（湾曲角度が相対的に小さいことを指す）である湾曲面を少なくとも一部有する電子媒体を当該二次電池（の外装体）の湾曲面に設置することが可能となる。
　「２．湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３に位置する場合」の例としては、図４に示すように湾曲角度が９０°である場合が挙げられる。この場合、これに対応して湾曲角度が９０°である湾曲面を少なくとも一部有する電子媒体を当該二次電池（の外装体）の湾曲面に設置することが可能となる。
　「３．湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３よりも内側に位置する場合」の例としては、湾曲角度が９０°を超えて２７０°以下である場合が挙げられる。例えば、図５に示すように湾曲角度が１８０°である場合が挙げられる。また、これに限定されることなく図６に示すように湾曲角度が２７０°である場合等が挙げられる。この場合、これに対応して湾曲角度が９０°を超えて２７０°以下（湾曲角度が相対的に大きいことを指す）である湾曲面を少なくとも一部有する電子媒体を当該二次電池（の外装体）の湾曲面に設置することが可能となる。
　別の態様では、電子媒体の湾曲形状・大きさに応じ、二次電池のコーナー領域に形成された凹面の一部のみが湾曲面となっていてよい。具体的には、図７に示すように凹面１１の略中間領域に湾曲面１２が形成されてよい。この場合、凹面１１のうち、湾曲面１２を除く面１４が略平面形態を成す。また、この場合、湾曲中心点Ｃが二次電池１００の仮想コーナー点１３よりも内側に位置し、その例として、図７に示すように湾曲角度が１８０°である場合等が挙げられる。なお、凹面１１の一部が湾曲面１２となっている場合、二次電池１００の凹面１１が形成されている領域に、略平面部分と湾曲部分とを兼ね備えた形状を有する電子媒体を好適に嵌め込むことが可能となる。
　別の態様では、例えば、コーナー領域１０に形成された凹面１２同士を相互に対向させつつ、３つ以上６つ以下の二次電池１００が相互に接するように配置されてもよい。この態様では、湾曲面１２同士を相互に対向させつつ、相互に接するように各二次電池１００を配置するために、いずれの二次電池１００においても湾曲面１２の湾曲角度は６０°以上１２０°以下であることが好ましい。一例を挙げると、図８に示すように、湾曲面１２同士を相互に対向させつつ、相互に接するように４つの二次電池１００を配置するために、いずれの二次電池１００においても湾曲面１２の湾曲角度は９０°であることが好ましい。湾曲面１２同士が相互に対向するように各二次電池が配置されると、図８に示すように平面視又は側面視で略円形の領域が形成されることになる。これにより、湾曲形状の電子媒体を当該略円形の領域内に好適に収容するように配置することが可能となる。そのため、電子媒体の形状が平面視又は側面視で全体として湾曲形状となっている場合においても、電子機器内における二次電池に対する電子媒体のより効率的な設置が可能となる。
　更に別の態様では、凹面の全てが湾曲面となっている場合（図２～図６参照）、平面視又は側面視で湾曲面の一端および湾曲面の他端の少なくとも一方に、Ｒ面取り部（丸み形状を有する部分に相当）が形成されていることが好ましい。Ｒ面取り部が形成されていると、湾曲形状を有した電子媒体を二次電池の湾曲面が形成されている領域に設ける際に、当該電子媒体と湾曲面との接触抵抗を緩和することができる。そのため、湾曲形状を有した電子媒体を二次電池の湾曲面が形成されている領域により円滑に嵌め込むことが可能となる。一方、凹面の一部のみが湾曲面となっている場合（図７参照）、平面視又は側面視で凹面の一端および凹面の他端の少なくとも一方に、Ｒ面取り部が形成されていることが好ましい。具体的には、凹面の一部のみが湾曲面となっている場合（図５参照）、非湾曲面１５（平面視又は側面視で一方向に延在する二次電池１００の外装体の外周面に相当）と凹面１１との境界部分にＲ面取り部が形成されていることが好ましい。Ｒ面取り部が形成されていると、湾曲形状を有した電子媒体を二次電池の凹面が形成されている領域に設ける際に、当該電子媒体と凹面との接触抵抗を緩和することができる。そのため、湾曲形状を有した電子媒体を二次電池の凹面が形成されている領域により円滑に嵌め込むことが可能となる。
　なお、湾曲面の湾曲角度θが湾曲中心点Ｃを基点として２７０°以下であると、上述のように外装体として導電性ハードケース（金属缶）を用いる場合、レーザーを溶接部に均一に照射可能であるという効果も奏される。また、湾曲面の湾曲角度θが湾曲中心点Ｃを基点として２７０°以下であると、上述のように外装体としてラミネートフィルムからなるパウチ等のフレキシブルケースを用いる場合、レーザーを用いて溶接し易いという効果も奏される。
　本発明の一実施形態に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の一実施形態に係る二次電池、特に非水電解質二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラなどのモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、ならびに、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）に利用することができる。
　１００　二次電池
　１０　　コーナー領域
　１１　　凹面
　１２　　湾曲面
　１３　　仮想コーナー点
　１４　　凹面のうち湾曲面を除く面（略平面）
　１５　　非湾曲面
　２０　　二次電池の一方の輪郭面
　３０　　二次電池の他方の輪郭面
　Ｃ　　　湾曲中心点
　θ　　　湾曲角度

Claims (9)

  1. 　正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを含む電極組立体と、電解質とが外装体に収容された二次電池であって、
    　前記二次電池は、コーナー領域を有して成り、
    　前記コーナー領域に内側方向に向かって凹んだ凹面が形成され、かつ前記凹面の少なくとも一部に湾曲面が形成されており、
    　前記湾曲面の湾曲角度が湾曲中心点を基点として１５°以上２７０°以下となっており（前記湾曲中心点は、前記湾曲面の一端、前記湾曲面の他端、および前記湾曲面における該一端と該他端の中間点のいずれからも等距離にある点を指す）、および
    　平面視又は断面視にて、前記湾曲面を少なくとも一部含む前記凹面が、湾曲形状を含む電子媒体を配置するための面であることを特徴とする、二次電池。
  2. 　前記湾曲面を少なくとも一部含む前記凹面の形状が、前記電子媒体の少なくとも一部の形状と同一又は類似であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記外装体が、その表面に前記湾曲面を少なくとも一部含む前記凹面を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の二次電池。
  4. 　前記湾曲角度が９０°未満である場合、前記湾曲中心点は仮想コーナー点よりも外側にあることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  5. 　前記湾曲角度が９０°である場合、前記湾曲中心点は仮想コーナー点にあることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  6. 　前記湾曲角度が９０°を超えて２７０°以下である場合、前記湾曲中心点は仮想コーナー点よりも内側にあることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  7. 　前記湾曲面を少なくとも一部含む前記凹面の一端と、前記湾曲面を少なくとも一部含む前記凹面の他端との少なくとも一方に、Ｒ面取り部が形成されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載の二次電池。
  8. 　前記正極および前記負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な電極である、請求項１～７のいずれかに記載の二次電池。
  9. 　前記正極には、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として含まれ、
    　前記負極には、炭素材料が負極活物質として含まれることを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載の二次電池。
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