JP2020030899A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery.
例えば特許文献1で提案されているように、正極板と負極板とを交互に積層してなる積層型電池(二次電池)が広く普及している。積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が例示され得る。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。
For example, as proposed in
作製された積層型電池の初期充電を行う際、電極積層体を押圧しながら充電し、充電によって発生したガスを内部から抜く。このことにより、電解液にガスが滞留することを防止し、正極板に設けられた正極活物質層や負極板に設けられた負極活物質層に電解液を含浸させやすくしている。 When performing initial charging of the manufactured stacked battery, the electrode stacked body is charged while being pressed, and gas generated by charging is extracted from the inside. This prevents gas from stagnating in the electrolytic solution and facilitates impregnation of the electrolytic solution into the positive electrode active material layer provided on the positive electrode plate and the negative electrode active material layer provided on the negative electrode plate.
しかしながら、積層型電池を押圧する際、正極活物質層からはみ出す負極活物質層の縁部が押圧されにくいという問題がある。この場合、当該縁部の周辺にガスが滞留して当該縁部に電解液が含浸し難くなる。この結果、負極活物質層内で反応ムラが発生し、電池容量の低下が懸念される。 However, when pressing the stacked battery, there is a problem that the edge of the negative electrode active material layer protruding from the positive electrode active material layer is hardly pressed. In this case, the gas stagnates around the edge, making it difficult for the edge to be impregnated with the electrolyte. As a result, reaction unevenness occurs in the negative electrode active material layer, and there is a concern that the battery capacity may be reduced.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、電極活物質層の縁部において反応ムラが発生することを防止し、電池容量を向上させることができる二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and provides a secondary battery capable of preventing a reaction unevenness from occurring at an edge of an electrode active material layer and improving a battery capacity. The purpose is to:
本発明は、
主方向で対向する第1電極板及び第2電極板を含む電極体と、
最外絶縁シートと、を備え、
前記電極体は、前記主方向において互いに反対側に位置する第1最外主面と第2最外主面とを有し、
前記最外絶縁シートは、前記第1最外主面を覆う第1シート最外部分を含み、
前記第1電極板は、接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第1電極集電体と、前記有効領域において前記第1電極集電体上に位置する第1電極活物質層と、を有し、
前記第2電極板は、接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第2電極集電体と、前記有効領域において前記第2電極集電体上に位置する第2電極活物質層と、を有し、
前記第2電極活物質層は、前記主方向で見たときに、前記第1電極活物質層よりも外側にはみ出した縁部を含み、
前記最外絶縁シートの前記第1シート最外部分は、前記第1最外主面に当接する第1凸部を含み、
前記第1凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる、二次電池、
を提供する。
The present invention
An electrode body including a first electrode plate and a second electrode plate facing each other in the main direction;
And an outermost insulating sheet,
The electrode body has a first outermost main surface and a second outermost main surface located on opposite sides in the main direction,
The outermost insulating sheet includes a first sheet outermost portion that covers the first outermost main surface,
A first electrode current collector including a connection region and an effective region adjacent to the connection region; a first electrode active material layer positioned on the first electrode current collector in the effective region; , And
A second electrode current collector including a connection region and an effective region adjacent to the connection region; a second electrode active material layer positioned on the second electrode current collector in the effective region; , And
The second electrode active material layer includes an edge protruding outside the first electrode active material layer when viewed in the main direction,
The outermost portion of the first sheet of the outermost insulating sheet includes a first protrusion abutting on the first outermost main surface,
A secondary battery, wherein the first protrusion overlaps the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction,
I will provide a.
本発明による二次電池において、
前記第1電極板及び前記第2電極板は、枚葉状にそれぞれ形成されて、前記主方向に交互に積層され、
前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部は、前記第1電極活物質層の周囲に形成され、
前記第1凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なるように枠状に形成されている、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The first electrode plate and the second electrode plate are each formed in a sheet-like shape, and are alternately stacked in the main direction,
When viewed in the main direction, the edge of the second electrode active material layer is formed around the first electrode active material layer,
The first projection is formed in a frame shape so as to overlap the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction,
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記第1電極板及び前記第2電極板は、前記主方向に直交する方向に延びる巻回軸線を中心に巻回され、
前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部は、前記巻回軸線に沿う方向における前記第1電極活物質層の両側に形成され、
前記最外絶縁シートは、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる一対の前記第1凸部を含む、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The first electrode plate and the second electrode plate are wound around a winding axis extending in a direction orthogonal to the main direction,
When viewed in the main direction, the edge of the second electrode active material layer is formed on both sides of the first electrode active material layer in a direction along the winding axis,
The outermost insulating sheet includes a pair of the first protrusions overlapping the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction,
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記最外絶縁シートは、前記第2最外主面を覆う第2シート最外部分を含み、
前記最外絶縁シートの前記第2シート最外部分は、前記第2最外主面に当接する第2凸部を含み、
前記第2凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The outermost insulating sheet includes a second sheet outermost portion that covers the second outermost main surface,
The outermost portion of the second sheet of the outermost insulating sheet includes a second convex portion abutting on the second outermost main surface,
The second projection overlaps the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction;
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記最外絶縁シートは、前記電極体に対して前記主方向に直交する所定の方向における一側で折り返すように形成された折り返し部を含み、
前記折り返し部は、前記第1シート最外部分と前記第2シート最外部分とを連結している、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The outermost insulating sheet includes a folded portion formed to be folded at one side in a predetermined direction perpendicular to the main direction with respect to the electrode body,
The folded portion connects the first sheet outermost portion and the second sheet outermost portion,
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記第1シート最外部分と前記第2シート最外部分は、前記電極体に対して前記主方向に直交する前記所定の方向における他側に位置する接合テープで互いに連結されている、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The first sheet outermost portion and the second sheet outermost portion are connected to each other by a joining tape located on the other side in the predetermined direction orthogonal to the main direction with respect to the electrode body,
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記最外絶縁シートは、前記第1シート最外部分から前記折り返し部とは反対側に延びるシートタブ部と、前記第2シート最外部分の前記折り返し部とは反対側に位置する、前記シートタブ部が挿入されて前記第1シート最外部分と前記第2シート最外部分とを互いに係止するタブ挿入部と、を含む、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The outermost insulating sheet has a sheet tab portion extending from the outermost portion of the first sheet to the opposite side to the folded portion, and the sheet tab portion located on the opposite side of the folded portion for the outermost portion of the second sheet. A tab insertion portion inserted to lock the outermost portion of the first sheet and the outermost portion of the second sheet with each other,
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記最外絶縁シートとは別体に形成された第2の最外絶縁シートを更に備え、
前記第2の最外絶縁シートは、前記第2最外主面を覆う第2シート最外部分を含み、
前記最外絶縁シートの前記第2シート最外部分は、前記第2最外主面に当接する第2凸部を含み、
前記第2凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
Further comprising a second outermost insulating sheet formed separately from the outermost insulating sheet,
The second outermost insulating sheet includes a second sheet outermost portion that covers the second outermost main surface,
The outermost portion of the second sheet of the outermost insulating sheet includes a second convex portion abutting on the second outermost main surface,
The second projection overlaps the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction;
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記第1凸部は、前記積層方向で見たときに、前記第1電極活物質層の縁部に重なる、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The first projection overlaps an edge of the first electrode active material layer when viewed in the stacking direction;
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記第2凸部は、前記積層方向で見たときに、前記第1電極活物質層の縁部に重なる、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
The second projection overlaps an edge of the first electrode active material layer when viewed in the stacking direction.
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記電極体を収容する外装体を更に備え、
前記外装体は、一対の支持基材と、前記支持基材の互いに対向する内面にそれぞれ積層されたシール層と、を有している、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
An exterior body for housing the electrode body is further provided,
The exterior body has a pair of support substrates, and a seal layer laminated on each of the inner surfaces of the support substrates facing each other.
You may do so.
本発明による二次電池において、
前記電極体を収容する外装体を更に備え、
前記外装体は、開口部を有する、前記電極体を収容する電池缶と、前記開口部を封止する電池蓋と、を有している、
ようにしてもよい。
In the secondary battery according to the present invention,
An exterior body for housing the electrode body is further provided,
The exterior body has an opening, a battery can that houses the electrode body, and a battery lid that seals the opening.
You may do so.
本発明の二次電池によれば、電極活物質層の縁部において反応ムラが発生することを防止し、電池容量を向上させることができる。 According to the secondary battery of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of reaction unevenness at the edge of the electrode active material layer, and to improve the battery capacity.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the scale and the vertical and horizontal dimensional ratios and the like are appropriately changed and exaggerated for convenience of understanding.
(第1の実施の形態)
まず、本発明の第1の実施の形態による二次電池について説明する。本実施の形態においては、二次電池の一例として、正極板と負極板とが交互に積層されて、一対の支持基材を有する外装体に収容される積層型電池について説明する。ここで、図1〜図8は、本発明による積層型電池を説明するための図である。このうち図1及び図2は、それぞれ、積層型電池の一具体例を示す斜視図及び平面図である。
(First Embodiment)
First, the secondary battery according to the first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as an example of a secondary battery, a stacked battery in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately stacked and housed in an outer package having a pair of supporting base materials will be described. Here, FIG. 1 to FIG. 8 are views for explaining the stacked battery according to the present invention. 1 and 2 are a perspective view and a plan view, respectively, showing a specific example of a stacked battery.
図1及び図2に示すように、本実施の形態による積層型電池1(二次電池)は、外装体2と、外装体2内に収容された膜電極接合体5と、膜電極接合体5に接続された一対のタブ3と、を備えている。外装体2は、その内部に膜電極接合体5を収容している。タブ3は、外装体2の内部から外部へと延び出している。電気自動車などの自動車の分野においては、複数の積層型電池1を組み合わせることにより構成されるモジュールが自動車に搭載される。複数の積層型電池1の間の電気的な接続は、タブ3を介して実現される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a stacked battery 1 (secondary battery) according to the present embodiment includes an
以下、積層型電池1の各構成要素について説明する。
Hereinafter, each component of the stacked
(外装体)
外装体2は、膜電極接合体5を封止するための包装材である。外装体2は、フレキシブル性を有していてもよい。外装体2は、一例として、支持基材2a(図8参照)と、支持基材2aの互いに対向する内面に積層された接着層2bと、を有する。支持基材2aは、高ガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。このような支持基材2aとして、アルミニウム箔やステンレス箔を用いることができる。接着層2bは、支持基材2aの内面に位置し、支持基材2aを接合するためのシール層として機能する。接着層2bは、接着性に加え、絶縁性、耐薬品性、熱可塑性等を有していることが好ましい。このような接着層2bとして、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニルを用いることができる。本実施の形態では、一対の支持基材2aの間に膜電極接合体5が配置され、膜電極接合体5の周囲に、各々の内面に形成された接着層2bが熱溶着することでシール部が形成されている。このようにして、支持基材2a同士が接合されて、外装体2の内部を封止している。
(Exterior)
The
(膜電極接合体)
膜電極接合体5は、電極積層体7(電極体)と、最外絶縁シート40と、を備えている。電極積層体7は、積層方向dL(主方向)で互いに対向する第1電極板10及び第2電極板20を有している。本実施の形態においては、膜電極接合体5がリチウムイオン二次電池を構成する例について説明する。この例において、第1電極板10は正極板10Xを構成し、第2電極板20は負極板20Yを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する本実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第1電極板10及び第2電極板20を交互に積層してなる膜電極接合体5に広く適用され得る。
(Membrane electrode assembly)
The
図3は、後述する第1方向d1に沿う膜電極接合体5の断面図であり、図4は、後述する第2方向d2に沿う膜電極接合体5の断面図である。図5は、膜電極接合体5の分解斜視図である。図1〜図5に示すように、膜電極接合体5の電極積層体7は、複数の正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)を有している。正極板10X及び負極板20Yは、枚葉状にそれぞれ形成されて、積層方向dLに沿って交互に配置されて積層されている。電極積層体7は、積層方向dLにおいて互いに反対側に位置する第1最外主面7aと第2最外主面7b(図6参照)とを主面として有している。本実施の形態における積層方向dL(主方向)は、第1最外主面7a及び第2最外主面7bの法線方向に相当する。積層型電池1及び膜電極接合体5は、全体的に偏平形状を有し、積層方向dLへの厚さが薄く、積層方向dLに直交する方向d1,d2に広がっている。ここで、主面とは、大局的に見て、偏平形状を画定する比較的広い面積を有する平坦状の面を意味する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図示された非限定的な例において、正極板10X及び負極板20Yは、長方形形状の外輪郭を有している。正極板10X及び負極板20Yは、積層方向dLに直交するとともにタブ3が延びる(あるいは一対のタブ3が配列される)方向である第1方向d1に長手方向を有し、積層方向dL及び第1方向d1の両方に直交する第2方向d2に短手方向(幅方向)を有している。正極板10X及び負極板20Yは、第1方向d1にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極板10Xは、第1方向d1における一側(図2の右側)に寄って配置され、複数の負極板20Yは、第1方向d1における他側(図2の左側)に寄って配置されている。正極板10X及び負極板20Yは、第1方向d1における中央(後述する第1有効領域b1及び第2有効領域b2)において、積層方向dLに重なり合っている。 In the illustrated non-limiting example, the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y have a rectangular outer contour. The positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y have a longitudinal direction in a first direction d1, which is a direction perpendicular to the laminating direction dL and in which the tabs 3 extend (or in which the pair of tabs 3 are arranged). It has a short direction (width direction) in a second direction d2 orthogonal to both of the one direction d1. The positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y are displaced in the first direction d1. More specifically, the plurality of positive electrode plates 10X are arranged closer to one side (the right side in FIG. 2) in the first direction d1, and the plurality of negative electrode plates 20Y are arranged on the other side (in FIG. 2) in the first direction d1. (Left side). The positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y overlap in the laminating direction dL at the center (first effective area b1 and second effective area b2 described later) in the first direction d1.
正極板10X(第1電極板10)は、図示するように、シート状の外形状を有している。正極板10X(第1電極板10)は、正極集電体11X(第1電極集電体11)と、正極集電体11X上に設けられた正極活物質層12X(第1電極活物質層12)と、を有している。正極活物質層12Xは、長方形形状の外輪郭を有している。リチウムイオン二次電池において、正極板10Xは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。 The positive electrode plate 10X (first electrode plate 10) has a sheet-like outer shape as illustrated. The positive electrode plate 10X (first electrode plate 10) includes a positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) and a positive electrode active material layer 12X (first electrode active material layer) provided on the positive electrode current collector 11X. 12). The positive electrode active material layer 12X has a rectangular outer contour. In the lithium ion secondary battery, the positive electrode plate 10X emits lithium ions when discharging and occludes lithium ions when charging.
正極集電体11Xは、互い反対側に位置する第1面11a及び第2面11bを主面として有している。正極活物質層12Xは、正極集電体11Xの第1面11a及び第2面11bの少なくとも一方の面上に形成される。後述する負極集電体21Yの第1面21a又は第2面21bが、電極積層体7の積層方向dLにおける第1最外主面7a又は第2最外主面7bを画定する場合、積層型電池1に含まれる複数の正極板10Xは、正極集電体11Xの両側に設けられた一対の正極活物質層12Xを有するものとして、互いに同一に構成され得る。
The positive electrode current collector 11X has a first surface 11a and a second surface 11b located on opposite sides as main surfaces. The positive electrode active material layer 12X is formed on at least one of the first surface 11a and the second surface 11b of the positive electrode current collector 11X. When the first surface 21a or the
正極集電体11X及び正極活物質層12Xは、積層型電池1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体11Xは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層12Xは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層12Xは、正極活物質、導電助剤及び結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体11Xをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式LiMxOy(ただし、Mは金属であり、x及びyは金属Mと酸素Oの組成比である)で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、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等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。 The positive electrode current collector 11X and the positive electrode active material layer 12X can be manufactured by various manufacturing methods using various materials applicable to the stacked battery 1 (lithium ion secondary battery). As an example, the positive electrode current collector 11X can be formed of an aluminum foil. The positive electrode active material layer 12X contains, for example, a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder serving as a binder. The positive electrode active material layer 12X is formed by applying a positive electrode slurry obtained by dispersing a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, and a binder in a solvent onto a material forming the positive electrode current collector 11X and solidifying the slurry. Can be done. As the positive electrode active material, for example, a lithium metal oxide compound represented by a general formula LiM x O y (where M is a metal and x and y are the composition ratio of metal M to oxygen O) is used. Specific examples of the lithium metal oxide compound include lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate and the like. Acetylene black or the like can be used as the conductive assistant. As the binder, polyvinylidene fluoride or the like can be used.
図2に示すように、正極集電体11X(第1電極集電体11)は、第1接続領域a1及び第1接続領域a1に隣接する第1有効領域b1を有している。正極活物質層12X(第1電極活物質層12)は、正極集電体11Xの第1有効領域b1のみに配置されている。第1有効領域b1は、長方形形状の外輪郭を有しており、全体的に正極活物質層12Xが設けられた領域になっている。第1接続領域a1及び第1有効領域b1は、正極板10Xの第1方向d1に配列されている。第1接続領域a1は、第1有効領域b1よりも正極板10Xの第1方向d1における外側(図2における右側)に位置している。複数の正極集電体11Xは、第1接続領域a1において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一方、第1有効領域b1は、負極板20Yの後述する負極活物質層22Yに対面する領域内に位置している。このような第1有効領域b1の配置により、正極活物質層12Xからのリチウムの析出を防止することができる。 As shown in FIG. 2, the positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) has a first connection region a1 and a first effective region b1 adjacent to the first connection region a1. The positive electrode active material layer 12X (first electrode active material layer 12) is disposed only in the first effective region b1 of the positive electrode current collector 11X. The first effective region b1 has a rectangular outer contour, and is a region where the positive electrode active material layer 12X is provided as a whole. The first connection region a1 and the first effective region b1 are arranged in the first direction d1 of the positive electrode plate 10X. The first connection region a1 is located outside the first effective region b1 in the first direction d1 of the positive electrode plate 10X (the right side in FIG. 2). The plurality of positive electrode current collectors 11X are joined and electrically connected in the first connection region a1 by resistance welding, ultrasonic welding, sticking with tape, fusion, or the like. On the other hand, the first effective region b1 is located in a region of the negative electrode plate 20Y facing a negative electrode active material layer 22Y described later. With such an arrangement of the first effective region b1, precipitation of lithium from the positive electrode active material layer 12X can be prevented.
次に、負極板20Y(第2電極板20)について説明する。負極板20Yも、正極板10Xと同様に、シート状の外形状を有している。負極板20Y(第2電極板20)は、負極集電体21Y(第2電極集電体21)と、負極集電体21Y上に設けられた負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)と、を有している。負極活物質層22Yは、長方形形状の外輪郭を有している。リチウムイオン二次電池において、負極板20Yは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。 Next, the negative electrode plate 20Y (second electrode plate 20) will be described. The negative electrode plate 20Y also has a sheet-like outer shape, similarly to the positive electrode plate 10X. The negative electrode plate 20Y (second electrode plate 20) includes a negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) and a negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer) provided on the negative electrode current collector 21Y. 22). The negative electrode active material layer 22Y has a rectangular outer contour. In the lithium ion secondary battery, the negative electrode plate 20Y occludes lithium ions during discharging and releases lithium ions during charging.
負極集電体21Yは、互い反対側に位置する第1面21a及び第2面21bを主面として有している。負極活物質層22Yは、負極集電体21Yの第1面21a及び第2面21bの少なくとも一方の面上に形成される。具体的には、負極集電体21Yの第1面21a又は第2面21bが、電極積層体7の積層方向dLにおける第1最外主面7a又は第2最外主面7bを画定する場合、負極集電体21Yの当該面には負極活物質層22Yが設けられない。これらの第1最外主面7aを構成する負極集電体21Y及び第2最外主面7bを構成する負極集電体21Yを除き、積層型電池1に含まれる複数の負極板20Yは、負極集電体21Yの両側に設けられた一対の負極活物質層22Yを有するものとして、互いに同一に構成され得る。
The negative electrode current collector 21Y has a first surface 21a and a
負極集電体21Y及び負極活物質層22Yは、積層型電池1に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体21Yは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層22Yは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、及び、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層22Yは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体21Yをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。
The negative electrode current collector 21Y and the negative electrode active material layer 22Y can be manufactured by various manufacturing methods using various materials applicable to the stacked
図2に示すように、負極集電体21Y(第2電極集電体21)は、第2接続領域a2及び第2接続領域a2に隣接する第2有効領域b2を有している。負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)は、負極集電体21Yの第2有効領域b2のみに配置されている。第2有効領域b2は、長方形形状の外輪郭を有しており、全体的に負極活物質層22Yが設けられた領域になっている。第2接続領域a2及び第2有効領域b2は、負極板20Yの第1方向d1に配列されている。第2接続領域a2は、第2有効領域b2よりも負極板20Yの第1方向d1における外側(図2における左側)に位置している。複数の負極集電体21Yは、第2接続領域a2において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一方、第2有効領域b2は、正極板10Xの正極活物質層12Xに対面する領域に広がっている。 As shown in FIG. 2, the negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) has a second connection region a2 and a second effective region b2 adjacent to the second connection region a2. The negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) is disposed only in the second effective area b2 of the negative electrode current collector 21Y. The second effective region b2 has a rectangular outer contour, and is a region where the negative electrode active material layer 22Y is provided as a whole. The second connection region a2 and the second effective region b2 are arranged in the first direction d1 of the negative electrode plate 20Y. The second connection region a2 is located outside the second effective region b2 in the first direction d1 of the negative electrode plate 20Y (left side in FIG. 2). The plurality of negative electrode current collectors 21Y are joined and electrically connected to each other in the second connection region a2 by resistance welding, ultrasonic welding, tape bonding, fusion, or the like. On the other hand, the second effective region b2 extends to a region facing the positive electrode active material layer 12X of the positive electrode plate 10X.
図2に示すように、第1方向d1に沿った負極活物質層22Yの長さは、第1方向d1に沿った正極活物質層12Xの長さよりも長くなっている。また、第2方向d2に沿った負極活物質層22Yの幅は、第2方向d2に沿った正極活物質層12Xの幅よりも長くなっている。そして、負極活物質層22Yは、積層方向dLで見たときに、正極活物質層12Xよりも外側(積層方向dLに直交する方向における外側)にはみ出した縁部を含んでいる。本実施の形態においては、正極板10X及び負極板20Yがそれぞれ枚葉状に形成されていることから、当該縁部は、積層方向dLで見たときに、正極活物質層12Xの周囲に全周にわたって形成されている。負極活物質層22Yの縁部の寸法は、例えば、1mmである。この縁部のことを周縁部22aと称して以下説明する。
As shown in FIG. 2, the length of the negative electrode active material layer 22Y along the first direction d1 is longer than the length of the positive electrode active material layer 12X along the first direction d1. The width of the negative electrode active material layer 22Y along the second direction d2 is longer than the width of the positive electrode active material layer 12X along the second direction d2. The negative electrode active material layer 22Y includes an edge that protrudes outside the positive electrode active material layer 12X (outside in a direction perpendicular to the stacking direction dL) when viewed in the stacking direction dL. In the present embodiment, since the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y are each formed in the shape of a single sheet, the edge portion surrounds the entire periphery of the positive electrode active material layer 12X when viewed in the stacking direction dL. It is formed over. The dimension of the edge of the negative electrode active material layer 22Y is, for example, 1 mm. This edge is hereinafter referred to as a
図3に示すように、正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)の少なくとも一方が、絶縁体(絶縁層)30を有していてもよい。絶縁体30は、正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)の短絡を防止する。図示された例においては、負極板20Yが絶縁体30を有している。絶縁体30は、各負極板20Yに含まれる一対の負極活物質層22Yを覆うようにして、設けられている。そして、負極板20Yは、正極板10Xの正極活物質層12Xと積層方向dLに対面する面を、絶縁体30によって形成されている。ただし、図示された絶縁体30に代えて或いは図示された絶縁体30に加えて、各正極板10Xに含まれる一対の正極活物質層12Xを覆う絶縁体30を設置することも可能である。 As shown in FIG. 3, at least one of the positive electrode plate 10X (the first electrode plate 10) and the negative electrode plate 20Y (the second electrode plate 20) may have an insulator (insulating layer) 30. The insulator 30 prevents a short circuit between the positive electrode plate 10X (the first electrode plate 10) and the negative electrode plate 20Y (the second electrode plate 20). In the illustrated example, the negative electrode plate 20Y has the insulator 30. The insulator 30 is provided so as to cover the pair of negative electrode active material layers 22Y included in each negative electrode plate 20Y. The surface of the negative electrode plate 20Y facing the positive electrode active material layer 12X of the positive electrode plate 10X in the stacking direction dL is formed by the insulator 30. However, the insulator 30 that covers the pair of positive electrode active material layers 12X included in each positive electrode plate 10X can be provided instead of the illustrated insulator 30 or in addition to the illustrated insulator 30.
図示された例において、絶縁体30は、電解質層30Aとしても機能する。電解質層30Aは、活物質層12X、22Y上に塗工した電解液を活物質層12X、22Y上で固化又はゲル化させてなる層である。電解液として、例えば、高分子マトリックス及び非水電解質液(すなわち、非水溶媒及び電解質塩)からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるもの、或いは、高分子マトリックス及び非水溶媒からなり、固体電解質となるものを用いることができる。 In the illustrated example, the insulator 30 also functions as the electrolyte layer 30A. The electrolyte layer 30A is a layer formed by solidifying or gelling the electrolytic solution applied on the active material layers 12X, 22Y on the active material layers 12X, 22Y. As the electrolytic solution, for example, a polymer matrix and a non-aqueous electrolyte solution (that is, a non-aqueous solvent and an electrolyte salt) which are gelled to cause stickiness on the surface, or a polymer matrix and a non-aqueous solvent , A solid electrolyte can be used.
図3〜図6に示すように、最外絶縁シート40は、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う第1シート最外部分41と、第2最外主面7bを覆う第2シート最外部分42と、を含んでいる。図6は、最外絶縁シート40が取り付けられた膜電極接合体5の第2方向d2に沿う断面図である。
As shown in FIGS. 3 to 6, the outermost insulating
第1シート最外部分41は、電極積層体7の第1最外主面7aに当接する第1凸部43を含んでいる。第1凸部43は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように位置している。
The first sheet
本実施の形態では、第1凸部43は、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように長方形枠状に形成されている。第1凸部43は、第1最外主面7aを画定する負極集電体21Yの第1面21aに対面し、当接している。第1凸部43は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるとともに、正極活物質層12Xの周縁部12a(正極活物質層12Xの周縁の近傍の領域)にも重なっていてもよい。第1凸部43の幅は、負極活物質層22Yのはみ出し寸法と製造誤差とを考慮した値としてもよく、この場合、例えば、2mm〜5mm、好ましくは2mm〜3mmである。また、図3及び図4においては、第1凸部43が、負極活物質層22Yの周縁部22aよりも外側にはみ出さないように示されているが、これに限られることはなく、当該周縁部22aよりも外側にはみ出して、負極活物質層22Yの外周縁を跨ぐようにしてもよい。この場合、第1凸部43のはみ出し寸法は、例えば、5mm〜10mmである。
In the present embodiment, the first
図6に示すように、第2シート最外部分42は、電極積層体7の第2最外主面7bに当接する第2凸部44を含んでいる。第2凸部44は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように位置している。
As shown in FIG. 6, the
本実施の形態では、第2凸部44は、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように長方形枠状に形成されている。第2凸部44は、第2最外主面7bを画定する負極集電体21Yの第2面21bに対面し、当接している。第2凸部44は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるとともに、正極活物質層12Xの周縁部12aにも重なっていてもよい。第2凸部44の幅は、第1凸部43と同様に、例えば、2mm〜5mm、好ましくは2mm〜3mmである。また、図3及び図4においては、第2凸部44が、負極活物質層22Yの周縁部22aよりも外側にはみ出さないように示されているが、これに限られることはなく、当該周縁部22aよりも外側にはみ出して、負極活物質層22Yの外周縁を跨ぐようにしてもよい。この場合、第2凸部44のはみ出し寸法は、例えば、5mm〜10mmである。
In the present embodiment, the second
図3〜図6に示すように、最外絶縁シート40は、電極積層体7の第2方向d2における一側(図6における右側)で折り返すように形成された折り返し部45を含んでいる。折り返し部45は、電極積層体7の全体を積層方向dLにおいて跨ぐように形成されており、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とを連結している。すなわち、第1シート最外部分41と、折り返し部45と、第2シート最外部分42とが、連続状に一体に形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 6, the outermost insulating
図7は、最外絶縁シート40の平面図である。最外絶縁シート40は、シート基材46と、第1凸部43と、第2凸部44とで、構成されている。シート基材46は、本実施の形態では長方形形状の平面形状を有するフィルムで構成されており、第1シート最外部分41から第2シート最外部分42にわたって形成されている。シート基材46のうち第1シート最外部分41に、第1凸部43が接合されており、第2シート最外部分42に、第2凸部44が接合されている。第1凸部43及び第2凸部44は、同一の長方形枠形状の平面形状を有するフィルムでそれぞれ構成されている。このような最外絶縁シート40を、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42との間の領域で折り返すことにより、折り返し部45が形成される。
FIG. 7 is a plan view of the outermost insulating
最外絶縁シート40のシート基材46は、大きなイオン透過度(透気度)、所定の機械的強度、及び電解液、正極活物質、負極活物質などに対する耐久性を有していることが好ましい。このようなシート基材46として、例えば、絶縁性の材料によって形成された多孔質体や不織布等を用いることができる。例えば、シート基材46は、樹脂製多孔フィルムを用いることができる。より具体的には、シート基材46として、融点が80〜140℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーを採用することができる。シート基材46の厚みは、外装体2の内部容積が大きくなることによる積層型電池1のエネルギー密度の低下を防止することと機械的強度等を考慮して、例えば、10μm〜150μm、好適には、10μm〜30μmである。
The
第1凸部43及び第2凸部44に用いる材料は、シート基材46と同様であることが好ましい。第1凸部43及び第2凸部44は、接着剤でシート基材46に接着されていてもよい。この場合、接着剤としては、アクリル系の接着剤を用いてもよい。第1凸部43及び第2凸部44の厚みは、例えば、50μm〜500μm、好適には、50〜100μmである。
The material used for the
図6に示すように、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42は、電極積層体7の第2方向d2における他側(図6における左側)に位置する接合テープ50で互いに連結されていてもよい。本実施の形態では、接合テープ50は、電極積層体7に対して折り返し部45とは反対側に位置している。接合テープ50の一端部が第1シート最外部分41の折り曲げられた端部に接合され、他端部が第2シート最外部分42の折り曲げられた端部に接合されている。接合テープ50としては、例えば、テープ基材50aと、テープ基材50aに積層された粘着層50bと、を有するように構成されていてもよい。図6に示す例では、接合テープ50は、第1シート最外部分41の折り返し部45とは反対側(図6における左側)の縁部と、第2シート最外部分42の折り返し部45とは反対側(図6における左側)の縁部と、を粘着している。テープ基材50aを構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどを用いることができる。テープ基材50aの厚みは、外装体2の内部容積が大きくなることによる積層型電池1のエネルギー密度の低下を防止することと機械的強度等を考慮して、例えば、5μm〜20μmである。粘着層50bを構成する材料としては、例えば、アクリル樹脂を用いることができる。粘着層50bの厚みは、例えば、5μm〜20μmである。
As shown in FIG. 6, the
次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態に係る積層型電池1の製造方法について説明する。以下に説明する積層型電池1の製造方法は、電極積層体7を準備する電極積層体準備工程と、最外絶縁シート40を電極積層体7に取り付けて膜電極接合体5を作製する絶縁シート取付工程と、外装体2で膜電極接合体5を封止する封止工程と、積層型電池1の初期充電を行う初期充電工程と、外装体2を再シールする再シール工程と、を備える。以下、各工程について説明する。
Next, a method for manufacturing the stacked
(電極積層体準備工程)
電極積層体準備工程は、正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)をそれぞれ作製する工程と、正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)を交互に積層する工程と、を含んでいる。
(Electrode laminate preparation step)
The electrode laminate preparing step includes the steps of manufacturing the positive electrode plate 10X (first electrode plate 10) and the negative electrode plate 20Y (second electrode plate 20), respectively, and the positive electrode plate 10X (first electrode plate 10) and the negative electrode plate 20Y ( Alternately laminating the second electrode plates 20).
まず、正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)をそれぞれ作製する工程について説明する。正極板10X及び負極板20Yは、別々の工程により別々のタイミングで作製されてもよい。また、正極板10X及び負極板20Yは、並行して同時に作製され、作製された正極板10X及び負極板20Yが、順次、正極板10X及び負極板20Yを交互に積層する工程に供給されるようにしてもよい。 First, the steps of manufacturing the positive electrode plate 10X (the first electrode plate 10) and the negative electrode plate 20Y (the second electrode plate 20) will be described. The positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y may be manufactured at different timings by different processes. Also, the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y are manufactured simultaneously in parallel, and the manufactured positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y are sequentially supplied to the step of alternately stacking the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y. It may be.
正極板10Xは、例えば、正極集電体11Xを構成するようになる長尺のアルミニウム箔上に、正極活物質層12Xを構成するようになる組成物(スラリー)を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。同様に、負極板20Yは、例えば、負極集電体21Yを構成するようになる長尺の銅箔上に、負極活物質層22Yを構成するようになる組成物(スラリー)を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。なお、正極板10X及び負極板20Yの少なくとも一方に電解質層30Aとして機能する絶縁体30を付与する場合には、電極板10、20をなすようになる断裁前の長尺材上又は断裁後の枚葉材上に電解液を塗布して固化又はゲル化させることで絶縁体30を作製することができる。 For example, the positive electrode plate 10X solidifies by coating a composition (slurry) that will form the positive electrode active material layer 12X on a long aluminum foil that will form the positive electrode current collector 11X, Next, it can be produced by cutting into a desired size. Similarly, the negative electrode plate 20Y is formed by, for example, applying a composition (slurry) that will form the negative electrode active material layer 22Y on a long copper foil that will form the negative electrode current collector 21Y. It can be made by solidifying and then cutting to the desired size. In addition, when the insulator 30 functioning as the electrolyte layer 30A is provided to at least one of the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y, on the long material before cutting or after cutting which becomes the electrode plates 10 and 20 The insulator 30 can be manufactured by applying and solidifying or gelling the electrolytic solution on the sheet material.
次に、正極板10X及び負極板20Yを交互に積層する工程を実施する。この工程では、正極板10Xの正極活物質層12Xと負極板20Yの負極活物質層22Yとが正対するようにして、正極板10X及び負極板20Yが積層されていく。 Next, a step of alternately stacking the positive electrode plates 10X and the negative electrode plates 20Y is performed. In this step, the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y are stacked such that the positive electrode active material layer 12X of the positive electrode plate 10X and the negative electrode active material layer 22Y of the negative electrode plate 20Y face each other.
正極板10X及び負極板20Yが交互に積層された後、複数の正極板10Xが、正極集電体11Xの第1接続領域a1において互いに接合され且つ導通するようになる。そして、正極集電体11Xの第1接続領域a1にタブ3が電気的に接続される。同様に、複数の負極板20Yが、負極集電体21Yの第2接続領域a2において互いに接合され且つ導通するようになる。そして、負極集電体21Yの第2接続領域a2においてタブ3が電気的に接続される。図1及び図2においては、正極板10X側のタブ3が、最下位に位置する正極板10Xの第2面11b(下面)に接続されるとともに、負極板20Y側のタブ3が、最下位に位置する負極板20Yの第2面21b(下面)に接続されている。
After the positive electrode plates 10X and the negative electrode plates 20Y are alternately stacked, the plurality of positive electrode plates 10X are joined to each other in the first connection region a1 of the positive electrode current collector 11X and become conductive. Then, the tab 3 is electrically connected to the first connection region a1 of the positive electrode current collector 11X. Similarly, the plurality of negative electrode plates 20Y are connected to each other in the second connection region a2 of the negative electrode current collector 21Y and become conductive. Then, the tab 3 is electrically connected to the second connection region a2 of the negative electrode current collector 21Y. 1 and 2, the tab 3 on the positive electrode plate 10X side is connected to the second surface 11b (lower surface) of the lowermost positive electrode plate 10X, and the tab 3 on the negative electrode plate 20Y is connected to the lowermost position. Is connected to the
このようにして、複数の正極板10X及び複数の負極板20Yが交互に積層された電極積層体7を得ることができる。
In this way, it is possible to obtain the
(絶縁シート取付工程)
シート取付け工程においては、例えば、まず、図7に示すような最外絶縁シート40を準備する。続いて、最外絶縁シート40の第2シート最外部分42上に、電極積層体7を載置させる。この場合、第2シート最外部分42に位置する第2凸部44が、電極積層体7の積層方向dLで見たときに、負極板20Yの負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように電極積層体7を位置付ける。
(Insulation sheet mounting process)
In the sheet attaching step, for example, first, an outermost insulating
次に、最外絶縁シート40の第2シート最外部分42と第1シート最外部分41との間の領域を折り曲げて、第1シート最外部分41を、電極積層体7の第1最外主面7a(最上面)を画定する負極板20Yに被せる。この場合、第1シート最外部分41に位置する第1凸部43が、電極積層体7の積層方向dLで見たときに、負極板20Yの負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように、第1シート最外部分41を位置付ける。このことにより、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42との間に、図6に示すような折り返し部45が形成される。
Next, the region between the second
その後、接合テープ50で、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とが互いに連結される。なお、最外絶縁シート40は、他の接合テープなどによって電極積層体7に取り付けられるようにしてもよい。
Thereafter, the
このようにして、電極積層体7に最外絶縁シート40が取り付けられた、膜電極接合体5を得ることができる。なお、電極積層体7への最外絶縁シート40の取り付けは、タブ3が集電体11X、21Yに接続される前に行われてもよい。
Thus, the
(封止工程)
封止工程においては、まず、タブ3が取り付けられた膜電極接合体5が外装体2の内部に配置される。例えば、外装体2の一の支持基材2a上に、膜電極接合体5が載置され、膜電極接合体5上に、他の支持基材2aが載置される。続いて、タブ3を外部に延び出させた状態で、外装体2の外縁に沿って外装体2の内面同士を熱溶着などによって接合する。これによって、外装体2の内部を外部から封止するシール部を、外装体2の外縁に沿って形成することができる。
(Sealing process)
In the sealing step, first, the
(初期充電工程)
初期充電工程においては、まず、
(Initial charging process)
In the initial charging process,
図8に示すように、封止工程において封止された積層型電池1の上面に加圧プレート61を当接させ、加圧プレート61によって積層型電池1を押圧する。ここで、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41に位置する第1凸部43と、第2シート最外部分42に位置する第2凸部44が、積層方向dLで見たときに、各負極板20Yの負極活物質層22Yの周縁部22aに重なっている。このことにより、加圧プレート61の押圧力が、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加され、当該周縁部22aが押圧される。すなわち、上述したように、負極活物質層22Yが、全周にわたって正極活物質層12Xよりも外側(積層方向dLに直交する方向における外側)にはみ出すように位置している。このことにより、最外絶縁シート40が第1凸部43や第2凸部44を含んでいない場合には、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力が低減される傾向にある。しかしながら、本実施の形態では、最外絶縁シート40が第1凸部43を含んでいることにより、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力を高めることができる。そして、第1シート最外部分41が加圧プレート61からの押圧力を受けて変形し、負極板20Yのうち周縁部22a以外の部分にも第1シート最外部分41が当接して加圧される。このようにして、電極積層体7を均一に加圧することができる。
As shown in FIG. 8, a
次に、各正極板10Xに所定値の電圧が印加されるとともに、各負極板20Yが電気的に接地される。このことにより、電極積層体7が初期充電される。この間、充電によって発生したガス(気泡)が、外装体2の内部に溜まる。また、加圧プレート61によって積層型電池1が押圧されることにより、正極板10Xと負極板20Yとの間の領域で発生したガスは、当該領域には滞留しにくく、外装体2において加圧プレート61が当接していない部分(積層方向dLで見たときの膜電極接合体5と外装体2との間の隙間)に移動し、当該部分に滞留する。負極活物質層22Yの周縁部22aが押圧されているため、負極活物質層22Yの周縁部22aを含む全体に電解液が含浸し易くなる。
Next, a predetermined voltage is applied to each positive electrode plate 10X, and each negative electrode plate 20Y is electrically grounded. As a result, the
積層型電池1の充電率(SOC)が所定の値(例えば、100%)に達すると、初期充電は完了する。その後、積層型電池1を、充電率が所定の値(例えば、0%)になるまで放電する。また、加圧プレート61は取り外す。
When the state of charge (SOC) of the stacked
(再シール工程)
再シール工程においては、まず、充電率が所定の値(例えば、0%)になるまで放電させた積層型電池1の外装体2にガス抜き開口(図示せず)を形成する。ガス抜き開口としては、例えば、外装体2のうち熱溶着で形成されたシール部の内側に孔を開けてもよく、あるいは、シール部の一部を切断して、外装体2の内部を外部に連通させるようにしてもよい。
(Reseal process)
In the resealing step, first, a gas vent opening (not shown) is formed in the
続いて、ガス抜き開口が形成された積層型電池1を減圧チャンバ60に収容し、外装体2の内部を減圧する。この間、外装体2の内部の上述した部分(隙間)に滞留していたガスを抜くことができる。この減圧した状態で、外装体2の再シールを行い、膜電極接合体5を外装体2で封止する。例えば、上述したガス抜き開口よりも内側で、外装体2の内面同士を熱溶着などによって接合する。これによって、外装体2の内部を外部から封止するシール部を再び形成することができる。外装体2のうちガス抜き開口が形成された部分は、裁断して取り除かれてもよい。
Subsequently, the stacked
このようにして、一対の支持基材2aを有する外装体2によって封止された膜電極接合体5を備える積層型電池1を作製することができる。
In this manner, the stacked
このように本実施の形態によれば、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う最外絶縁シート40の第1シート最外部分41が、第1最外主面7aに当接する第1凸部43を含み、第1凸部43が、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なっている。このことにより、初期充電時に積層型電池1を積層方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力を高めることができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。この結果、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいて反応ムラが発生することを防止でき、積層型電池1の電池容量を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, first sheet
また、本実施の形態によれば、電極積層体7の第2最外主面7bを覆う最外絶縁シート40の第2シート最外部分42が、第2最外主面7bに当接する第2凸部44を含み、第2凸部44が、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なっている。このことにより、積層型電池1の初期充電時に積層型電池1を積層方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力をより一層高めることができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。
Further, according to the present embodiment, the second sheet
また、本実施の形態によれば、最外絶縁シート40は、電極積層体7の積層方向dLに直交する第2方向d2における一側で折り返すように形成された折り返し部45を含み、折り返し部45が、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とを連結している。このことにより、最外絶縁シート40を、第1シート最外部分41から第2シート最外部分42にわたって一体に形成することができる。このため、電極積層体7への最外絶縁シート40の取り付け作業性を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the outermost insulating
また、本実施の形態によれば、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42は、電極積層体7の積層方向dLに直交する第2方向d2における他側に位置する接合テープ50で互いに連結されている。このことにより、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42が電極積層体7に対して位置ずれすることを防止できる。このため、第1シート最外部分41に位置する第1凸部43及び第2シート最外部分42に位置する第2凸部44が、負極活物質層22Yの周縁部22aから位置ずれすることを防止できる。とりわけ、本実施の形態によれば、接合テープ50は、電極積層体7に対して、最外絶縁シート40の折り返し部45とは反対側に位置している。このことにより、最外絶縁シート40は、電極積層体7を1周包むように形成され、電極積層体7に対する最外絶縁シート40の位置ずれをより一層防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、第1凸部43は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるとともに、正極活物質層12Xの周縁部12aにも重なっている。このことにより、積層型電池1の初期充電時に積層型電池1を積層方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力をより一層高めることができる。また、正極活物質層12Xの周縁部12aに付加される押圧力を高めることができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいても電解液をより一層効率良く含浸させることができる。
Further, according to the present embodiment, the first
また、本実施の形態によれば、第2凸部44は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるとともに、正極活物質層12Xの周縁部12aにも重なっている。このことにより、積層型電池1の初期充電時に積層型電池1を積層方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力をより一層高めることができる。また、正極活物質層12Xの周縁部12aに付加される押圧力をより一層高めることができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいても電解液をより一層効率良く含浸させることができる。
According to the present embodiment, the second
また、本実施の形態によれば、膜電極接合体5が、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なる第1凸部43を含む最外絶縁シート40を有している。このことにより、再シール工程後においても、負極活物質層22Yに電解液を効率良く含浸させることができる。とりわけ、電極積層体7を有する膜電極接合体5は、接着層2bによって互いに接合された一対の支持基材2aを有する外装体2に収容されている。再シール工程後においても、外装体2の内部は減圧されているため、大気圧との差圧による押圧力を外装体2を介して最外絶縁シート40に付加することができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力を高めることができ、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。
Further, according to the present embodiment,
以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 In the above, one embodiment has been described with reference to a specific example, but the above-described specific example is not intended to limit the embodiment. The above-described embodiment can be carried out in various other specific examples, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the embodiment.
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an example of a modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, portions that can be configured in the same manner as the above-described specific example will be denoted by the same reference numerals used for corresponding portions in the above-described specific example, and will be described in duplicate. Is omitted.
(第1の変形例)
上述した説明において、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41と第2シート最外部分42が、接合テープ50で互いに連結された一具体例に基づいて説明したが、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42との連結態様は、図8に示された具体例に限られない。例えば、図9及び図10に示すように、第1シート最外部分41の一側にシートタブ部70を設けて、第2シート最外部分42の他側に、シートタブ部70が挿入されるスリットを設けてもよい。図9は、第1の変形例における最外絶縁シート40の平面図であり、図10は、図9の最外絶縁シート40が取り付けられた膜電極接合体5の断面図である。
(First Modification)
In the above description, the first sheet
第1の変形例においては、第1シート最外部分41から折り返し部45の側とは反対側(図10における左側)に第1シート延長部72が延びている。第1シート延長部72から更に折り返し部45の側とは反対側にシートタブ部70が延びている。一方、第2シート最外部分42から折り返し部45の側とは反対側に第2シート延長部73が延び、第2シート延長部73にタブ挿入部71が位置している。タブ挿入部71は、シートタブ部70が延びる方向(図9における左右方向)に直交する方向(図9における上下方向)に延びるようにスリット状に形成されている。
In the first modification, the
図10に示すように、第1シート最外部分41を電極積層体7の第1最外主面7aに位置付けるとともに第2シート最外部分42を電極積層体7の第2最外主面7bに位置付けた後に、シートタブ部70をタブ挿入部71に挿入することにより、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とを係止することができる。
As shown in FIG. 10, the first sheet
本変形例によれば、第1シート最外部分41の側のシートタブ部70を、第2シート最外部分42の側のスリットに挿入することで、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とを連結することができる。このことにより、最外絶縁シート40の取り付け作業性を向上させることができる。
According to the present modification, the
(第2の変形例)
上述した説明において、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41と第2シート最外部分42が、折り返し部45で連結されて一体に形成された一具体例に基づいて説明したが、この具体例に限られない。例えば、図11に示すように、最外絶縁シート40(ここでは、第1の最外絶縁シート40と記す)とは別体に形成された第2の最外絶縁シート80が、第2シート最外部分42を含むように形成されていてもよい。図11は、第2の変形例における膜電極接合体5の断面図である。
(Second Modification)
In the above description, the first sheet
第2の変形例においては、電極積層体7の第1最外主面7aに第1シート最外部分41を含む第1の最外絶縁シート40が位置している。電極積層体7の第2最外主面7bに、第2シート最外部分42を含む第2の最外絶縁シート80が位置している。第1の最外絶縁シート40と第2の最外絶縁シート80とが、個別のシート部材として形成されている。すなわち、第2の変形例における膜電極接合体5は、電極積層体7と、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う第1の最外絶縁シート40と、電極積層体7の第2最外主面7bを覆う第2の最外絶縁シート80と、を有した構成となっている。この場合、接合テープ50は、電極積層体7の第2方向d2における一側及び他側において、第1の最外絶縁シート40と第2の最外絶縁シート80とを連結するようにしてもよい。
In the second modification, the first outermost insulating
本変形例によれば、図11に示すように、第1の最外絶縁シート40と第2の最外絶縁シート80とを別体に形成することにより、第1シート最外部分41に位置する第1凸部43の位置合わせと、第2シート最外部分42に位置する第2凸部44の位置合わせが、互いに影響し合うことを防止でき、第1の最外絶縁シート40及び第2の最外絶縁シート80の取り付け作業性を向上させることができる。
According to the present modification, as shown in FIG. 11, the first outermost insulating
なお、図11に示す第2の変形例においては、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う第1の最外絶縁シート40の第1凸部43によって、負極活物質層22Yの周縁部22aを押圧することができれば、第2凸部44は設けられていなくてもよい、更には第2の最外絶縁シート80が設けられていなくてもよい。この場合、図1及び図2に示すように、正極板10X側のタブ3が、最下位に位置する正極板10Xの第2面11b(下面)に接続されるとともに、負極板20Y側のタブ3が、最下位に位置する負極板20Yの第2面21b(下面)に接続されていることが好ましい。
In the second modification shown in FIG. 11, the first
(第3の変形例)
上述した説明において、最外絶縁シート40の第2シート最外部分42が第2凸部44を含んでいる一具体例に基づいて説明したが、これに限られない。例えば、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う最外絶縁シート40の第1凸部43によって、負極活物質層22Yの周縁部22aを押圧することができれば、第2シート最外部分42に第2凸部44は設けられていなくてもよい。この場合、図1及び図2に示すように、正極板10X側のタブ3が、最下位に位置する正極板10Xの第2面11b(下面)に接続されるとともに、負極板20Y側のタブ3が、最下位に位置する負極板20Yの第2面21b(下面)に接続されていることが好ましい。
(Third Modification)
In the above description, a description has been given based on a specific example in which the second sheet
(第4の変形例)
さらに、上述した説明において、正極板10X及び負極板20Yの少なくとも一方が、絶縁体30を有する例を示したが、この例に限られない。正極板10X及び負極板20Yの少なくとも一方が絶縁体30を含むことに代えて又は正極板10X及び負極板20Yの少なくとも一方が絶縁体30を含むことに加えて、正極板10X及び負極板20Yの間に、正極板10X及び負極板20Yとは別部材として構成された絶縁体(絶縁層)30が配置されるようにしてもよい。この場合、絶縁体30はセパレータとして機能する。このような絶縁体30の第1方向d1に沿った長さは、負極活物質層22Yの第1方向d1に沿った長さよりも長く、第2方向d2に沿った幅は、負極活物質層22Yの第2方向d2に沿った幅よりも長く形成される。絶縁体30は、例えば、不織布や多孔質材から形成され得る。この例において、外装体2内に収容された電解液又はゲル状電解液が、絶縁体30に含浸して保持される。この例に用いられる絶縁体30や電解液は、特に限定されることなく、積層型電池1、とりわけリチウムイオン二次電池に適用され得る種々の絶縁体や電解液を用いることができる。
(Fourth modification)
Further, in the above description, an example is shown in which at least one of the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y has the insulator 30, but the present invention is not limited to this example. Instead of including at least one of the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y including the insulator 30, or in addition to including at least one of the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y including the insulator 30, the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y An insulator (insulating layer) 30 configured as a separate member from the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y may be arranged between them. In this case, the insulator 30 functions as a separator. The length of the insulator 30 along the first direction d1 is longer than the length of the negative electrode active material layer 22Y along the first direction d1, and the width along the second direction d2 is equal to the length of the negative electrode active material layer 22Y. 22Y is formed longer than the width along the second direction d2. The insulator 30 can be formed from, for example, a nonwoven fabric or a porous material. In this example, the electrolyte or the gel electrolyte contained in the
(第2の実施の形態)
次に、図12〜図16を用いて、第2の実施の形態による二次電池について説明する。
(Second embodiment)
Next, a secondary battery according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
図12〜図16に示す第2の実施の形態においては、外装体が電池缶と電池蓋とを有している点が主に異なり、他の構成は、図1〜図11に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図12〜図16において、図1〜図11に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図12は、二次電池の一具体例を示す斜視図であり、図13は、二次電池の分解斜視図である。図14は、電池蓋の斜視図であり、図15は、電池蓋の積層方向dLに沿うた断面図であり、図16は、二次電池の積層方向dLに沿う部分断面図である。 The second embodiment shown in FIGS. 12 to 16 is mainly different in that the exterior body has a battery can and a battery cover, and other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. This is substantially the same as the embodiment. 12 to 16, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. FIG. 12 is a perspective view showing a specific example of a secondary battery, and FIG. 13 is an exploded perspective view of the secondary battery. 14 is a perspective view of the battery cover, FIG. 15 is a cross-sectional view of the battery cover along the stacking direction dL, and FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the secondary battery along the stacking direction dL.
図12及び図13に示すように、本実施の形態による二次電池100は、外装体2と、外装体2内に収容された膜電極接合体5と、を備えている。このうち外装体2は、開口部102を有する電池缶101と、電池缶101の開口部102を封止する電池蓋110と、を有している。電池缶101は、膜電極接合体5を収容するように構成されている。本実施の形態においては、電池缶101は直方体形状で形成されており、積層方向dL(主方向)において互いに反対側に位置する第1缶外主面101a及び第2缶外主面101b(図15及び図16参照)を主面として有している。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
電池蓋110は、電池缶101の開口部102を封止する蓋板111と、蓋板111に設けられた正極端子112X及び負極端子112Yと、を有している。このうち蓋板111は第1方向d1に沿う長手方向を有しており、正極端子112X及び負極端子112Yは蓋板111の長手方向において両側に離間して配置されている。正極端子112X及び負極端子112Yは、外装体2の内部から外部へと延び出している。電気自動車などの自動車の分野においては、複数の二次電池100を組み合わせることにより構成されるモジュールが自動車に搭載される。複数の二次電池100の間の電気的な接続は、正極端子112X及び負極端子112Yを介して実現される。
The
図14及び図15に示すように、正極端子112X及び負極端子112Yは、蓋板111の上側に設けられた端子平板部113aと、端子平板部113aから電池缶101の側(図14及び図15における下方)に延び、蓋板111を貫通する軸部113bと、をそれぞれ含んでいる。蓋板111には、軸部113bが貫通する貫通孔111aが設けられている。各端子112X、112Yの軸部113bの下端部は、後述する下部パッキン116及び集電板117X、117Yを組み立てた後に、かしめられて、かしめ部114が形成される。かしめ部114が形成されることにより、各端子112X、112Y及び後述する集電板117X、117Yが蓋板111に固定される。
As shown in FIGS. 14 and 15, the positive electrode terminal 112 </ b> X and the negative electrode terminal 112 </ b> Y are connected to the terminal
蓋板111と各端子112X、112Yの端子平板部113aとの間には、電池缶101内の電解液の漏洩を防止する上部パッキン115が介在されている。上部パッキン115は絶縁性の材料によって形成されており、図15に示すように、上部パッキン115の一部は貫通孔111a内に延びることで、蓋板111と端子112X、112Yとを電気的に絶縁している。同様にして、蓋板111と各端子112X、112Yのかしめ部114との間には、電池缶101内の電解液の漏洩を防止する下部パッキン116が介在されている。下部パッキン116は、上部パッキン115と同様に絶縁性の材料によって形成されている。かしめ部114と下部パッキン116との間には、集電板117X、117Yが介在されている。集電板117X、117Yと対応する端子112X、112Yは、電気的に接続されている。
An
集電板117X、117Yは、電池缶101の内部に向かって(図14及び図15における下方)に延びている。正極集電板117Xは、膜電極接合体5の正極集電体11Xの第1接続領域a1に電気的に接続されている。負極集電板117Yは、膜電極接合体5の負極集電体21Yの第2接続領域a2に電気的に接続されている。
The
図13〜図15に示すように、蓋板111には、電池缶101内に電解液を注入するための注液孔118が設けられている。注液後には、注液孔118は注液栓119で封止される。なお、図示しないが、蓋板111には、ガス排出弁が設けられていてもよい。ガス排出弁は、電池缶101内の圧力が所定値よりも大きくなった場合に開放して電池缶101内のガスを放出するように構成されてもよい。
As shown in FIGS. 13 to 15, the
電池缶101、蓋板111、正極端子112X及び正極集電板117Xは、例えば、アルミニウム合金によって形成され得る。負極端子112Y及び負極集電板117Yは、例えば、銅合金によって形成され得る。
The battery can 101, the
図13に示すように、本実施の形態による膜電極接合体5は、第1の実施の形態と同様に、電極積層体7と、最外絶縁シート40と、を備えている。電極積層体7は、複数の正極板10X(第1電極板10)及び複数の負極板20Y(第2電極板20)を有している。正極板10X及び負極板20Yは、枚葉状にそれぞれ形成されて、積層方向dL(主方向)に沿って交互に配置されて積層されている。電極積層体7は、図13及び図16に示すように、積層方向dLにおいて互いに反対側に位置する第1最外主面7aと第2最外主面7bとを主面として有している。本実施の形態における積層方向dLは、第1最外主面7a及び第2最外主面7bの法線方向に相当する。積層方向dLは、上述した電池缶101の第1缶外主面101a及び第2缶外主面101bの法線方向にも相当している。第1最外主面7a及び第2最外主面7bは、電池缶101の第1缶外主面101aの部分及び第2缶外主面101bの部分に対向する面である。より具体的には、第1最外主面7aが第1缶外主面101aの部分に対向し、第2最外主面7bが第2缶外主面101bの部分に対向する。二次電池100及び膜電極接合体5は、図12及び図13に示すように、全体的に偏平形状を有し、積層方向dLへの厚さが薄く、積層方向dLに直交する方向d1、d2に広がっている。
As shown in FIG. 13, the
図13に示された非限定的な例において、正極板10X及び負極板20Yは、略長方形形状の外輪郭を有している。正極板10X及び負極板20Yは、蓋板111の長手方向である第1方向d1に長手方向を有し、積層方向dL及び第1方向d1の両方に直交する第2方向d2に短手方向(上下方向)を有している。正極板10X及び負極板20Yは、第1方向d1及び第2方向d2における中央(第1有効領域b1及び第2有効領域b2)において、積層方向dLに重なり合っている。
In the non-limiting example shown in FIG. 13, the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y have substantially rectangular outer contours. The positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y have a longitudinal direction in a first direction d1, which is a longitudinal direction of the
正極板10X(第1電極板10)は、図示するように、シート状の外形状を有している。正極板10Xは、正極集電体11X(第1電極集電体11)と、正極集電体11X上に設けられた正極活物質層12X(第1電極活物質層12)と、を有している。正極活物質層12Xは、長方形形状の外輪郭を有している。 The positive electrode plate 10X (first electrode plate 10) has a sheet-like outer shape as illustrated. The positive electrode plate 10X has a positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) and a positive electrode active material layer 12X (first electrode active material layer 12) provided on the positive electrode current collector 11X. ing. The positive electrode active material layer 12X has a rectangular outer contour.
本実施の形態では、正極板10Xの第1接続領域a1及び第1有効領域b1は、正極板10Xの第2方向d2に配列されている。第1接続領域a1は、第1有効領域b1よりも正極板10Xの第2方向d2における外側(蓋板111の側、図13における上側)に位置している。また、第1接続領域a1は、正極板20Xの第1方向d1における一側(図13における右側)に位置している。複数の正極集電体11Xは、第1接続領域a1において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続されている。この第1接続領域a1における正極集電体11Xの積層部分に、上述した正極集電板117Xが電気的に接続されている。一方、第1有効領域b1は、負極板20Yの後述する負極活物質層22Yに対面する領域内に位置している。このような第1有効領域b1の配置により、正極活物質質層12Yからのリチウムの析出を防止することができる。
In the present embodiment, the first connection region a1 and the first effective region b1 of the positive electrode plate 10X are arranged in the second direction d2 of the positive electrode plate 10X. The first connection region a1 is located outside the first effective region b1 in the second direction d2 of the positive electrode plate 10X (the side of the
次に、負極板20Y(第2電極板20)について説明する。負極板20Yも、正極板10Xと同様に、シート状の外形状を有している。負極板20Yは、負極集電体21Y(第2電極集電体)と、負極集電体21Y上に設けられた負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)と、を有している。負極活物質層22Yは、長方形形状の外輪郭を有している。 Next, the negative electrode plate 20Y (second electrode plate 20) will be described. The negative electrode plate 20Y also has a sheet-like outer shape, similarly to the positive electrode plate 10X. The negative electrode plate 20Y includes a negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector) and a negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) provided on the negative electrode current collector 21Y. I have. The negative electrode active material layer 22Y has a rectangular outer contour.
本実施の形態では、負極板20Yの第2接続領域a2及び第2有効領域b2は、負極板20Yの第2方向d2に配列されている。第2接続領域a2は、第2有効領域b2よりも負極板20Yの第2方向d2における外側(蓋板111の側、図13における上側)に位置している。また、第2接続領域a2は、負極板20Yの第1方向d1における他側(図13における左側)に位置している。このようにして、第2接続領域a2は、第1方向d1において、正極板10Xの第1接続領域a1とは離間している。複数の負極集電体21Yは、第2接続領域a2において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続されている。この第2接続領域a2における負極集電体21Yの積層部分に、上述した負極集電板117Yが電気的に接続されている。一方、第2有効領域b2は、正極板10Xの正極活物質層12Xに対面する領域に広がっている。
In the present embodiment, the second connection region a2 and the second effective region b2 of the negative electrode plate 20Y are arranged in the second direction d2 of the negative electrode plate 20Y. The second connection region a2 is located outside the second effective region b2 in the second direction d2 of the negative electrode plate 20Y (on the side of the
図13に示すように、第1の実施の形態と同様に、第1方向d1に沿った負極活物質層22Yの長さは、第1方向d1に沿った正極活物質層12Xの長さよりも長くなっている。また、第2方向d2に沿った負極活物質層22Yの長さは、第2方向d2に沿った正極活物質層12Xの長さよりも長くなっている。積層方向dLで見たときに、正極活物質層12Xよりも外側(積層方向dLに直交する方向における外側)にはみ出した縁部を含んでいる。本実施の形態においても、正極板10X及び負極板20Yがそれぞれ枚葉状に形成されていることから、当該縁部は、正極活物質層12Xの周囲に全周にわたって形成されている。この縁部のことを周縁部22aと称して以下説明する。
As shown in FIG. 13, similarly to the first embodiment, the length of the negative electrode active material layer 22Y along the first direction d1 is longer than the length of the positive electrode active material layer 12X along the first direction d1. It is getting longer. The length of the negative electrode active material layer 22Y along the second direction d2 is longer than the length of the positive electrode active material layer 12X along the second direction d2. When viewed in the stacking direction dL, it includes an edge protruding outside the positive electrode active material layer 12X (outside in a direction orthogonal to the stacking direction dL). Also in the present embodiment, since the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y are each formed in a sheet shape, the edge is formed around the entire periphery of the positive electrode active material layer 12X. This edge is hereinafter referred to as a
図13及び図16に示すように、最外絶縁シート40は、第1の実施の形態と同様に、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う第1シート最外部分41と、第2最外主面7bを覆う第2シート最外部分42と、折り返し部45と、を含んでいる。ここでは、折り返し部45は、電極積層体7の第2方向d2における一側(図16における下側)で折り返すように形成されているが、これに限られることはなく、折り返し部45は、電極積層体7の第2方向d2における他側(図16における上側)で折り返すように形成されていてもよく、電極積層体7の第1方向d1における一側(図16における左側又は右側)で折り返すように形成されていてもよい。なお、図16は、正極板10Xの第1接続領域a1と負極板20Yの第2接続領域a2との間における積層方向dLに沿う二次電池の部分断面を示している。
As shown in FIGS. 13 and 16, the outermost insulating
第1の実施の形態と同様に、第1シート最外部分41は、電極積層体7の第1最外主面7aに当接する第1凸部43を含んでいる。第1凸部43は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように位置している。本実施の形態においても、第1凸部43は、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように長方形枠状に形成されている。第1凸部43は、正極活物質層12Xの周縁部12aにも重なっていてもよい。
Similarly to the first embodiment, the first sheet
第2シート最外部分42は、電極積層体7の第2最外主面7bに当接する第2凸部44を含んでいる。第2凸部44は、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように位置している。本実施の形態においても、第2凸部44は、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように長方形枠状に形成されている。第2凸部44は、正極活物質層12Xの周縁部12aにも重なっていてもよい。
The
図16に示すように、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42を接続する接合テープ50は、電極積層体7の第2方向d2における他側(図16における上側)に位置させるようにしてもよい。この場合、接合テープ50は、第1方向d1において、正極板10Xの第1接続領域a1と、負極板20Yの第2接続領域a2との間に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 16, the joining
次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態に係る二次電池100の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the
電極積層体準備工程では、第1の実施の形態と同様にして電極積層体7を準備することができる。また、電極積層体準備工程とは別に、電池蓋110を準備する。その後、正極集電体11Xの第1接続領域a1に、電池蓋110の正極集電板117Xが電気的に接続される。また、負極集電体21Yの第2接続領域a2に、電池蓋110の負極集電板117Yが電気的に接続される。
In the electrode laminate preparing step, the
次に、電極積層体7に最外絶縁シート40が取り付けられる。この場合、折り返し部45を形成しながら、第1シート最外部分41の第1凸部43が、電極積層体7の第1最外主面7aに当接し、第2シート最外部分42の第2凸部44が、電極積層体7の第2最外主面7bに当接する。第1凸部43及び第2凸部44は、積層方向dLで見たときに、負極板20Yの負極活物質層22Yの周縁部22aに重なるように位置付けられる。そして、接合テープ50で、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とが互いに連結される。このようにして、電極積層体7に最外絶縁シート40が取り付けられた、膜電極接合体5を得ることができる。なお、電極積層体7への最外絶縁シート40の取り付けは、電池蓋110の集電板117X、117Yが集電体11X、21Yに接続される前に行われてもよい。
Next, the outermost insulating
電池蓋110を電池缶101に装着する工程においては、電池蓋110の集電板117X、117Yに接続された状態で、膜電極接合体5が電池缶101内に収容される。これにより、電池蓋110の蓋板111で、電池缶101の開口部102が覆われる。続いて、蓋板111の周縁が、例えばレーザ溶接により電池缶101の開口端部(図13及び図15における上端部)に接合される。このようにして、電池缶101の開口部102が蓋板111によって封止される。次に、蓋板111に設けられた注液孔118から、電池缶101内に電解液が注入される。
In the step of attaching the
初期充電工程においては、まず、電池缶101を押圧する。例えば、電池缶101の第2缶外主面101bを下にして二次電池100を押圧装置(図示せず)のテーブルに載置した場合には、加圧プレート61(図8参照)を第1缶外主面101aに当接させ、加圧プレート61によって電池缶101を押圧する。ここで、電池缶101内に収容された膜電極接合体5(より具体的には最外絶縁シート40)と電池缶101との間の隙間は小さくなっている、あるいは隙間が実質的に無い状態になっている。このことにより、加圧による電池缶101の変形量を小さくしながら膜電極接合体5を押圧することができ、電池缶101の変形を弾性変形範囲内に留めることができる。そして、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41に位置する第1凸部43と、第2シート最外部分42に位置する第2凸部44が、積層方向dLで見たときに、各負極板20Yの負極活物質層22Yの周縁部22aに重なっている。このことにより、加圧プレート61の押圧力が、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加され、当該周縁部22aが押圧される。また、第1シート最外部分41が加圧プレート61からの押圧力を受けて変形し、負極板20Yのうち周縁部22a以外の部分にも第1シート最外部分41が当接して加圧される。このようにして、電極積層体7を均一に加圧することができる。
In the initial charging step, first, the battery can 101 is pressed. For example, when the
次に、各正極板10Xに所定値の電圧が印加されるとともに、各負極板20Yが電気的に接地される。このことにより、電極積層体7が初期充電される。この間、充電によって発生したガス(気泡)は電池缶101から注液孔118を通って外部に排出されるが、発生したガスの一部は電池缶101の内部に溜まる。また、加圧プレート61によって二次電池100が押圧されることにより、正極板10Xと負極板20Yとの間の領域で発生したガスは、当該領域には滞留しにくく、電池缶101において加圧プレート61が当接していない部分(積層方向dLで見たときの膜電極接合体5と電池缶101との間の隙間)に移動し、当該部分に滞留する。負極活物質層22Yの周縁部22aが押圧されているため、負極活物質層22Yの周縁部22aを含む全体に電解液が含浸し易くなる。
Next, a predetermined voltage is applied to each positive electrode plate 10X, and each negative electrode plate 20Y is electrically grounded. As a result, the
二次電池100の充電率(SOC)が所定の値(例えば、100%)に達すると、初期充電は完了する。その後、二次電池100を、充電率が所定の値(例えば、0%)になるまで放電する。また、加圧プレート61は取り外す。
When the state of charge (SOC) of the
本実施の形態による膜電極接合体5を封止する封止工程においては、充電率が所定の値(例えば、0%)になるまで放電させた後、二次電池100を減圧チャンバ60に収容し、電池缶101の内部を減圧する。この間、電池缶101の内部の上述した部分(隙間)に滞留していたガスを抜くことができる。この減圧した状態で、注液孔118に注液栓119を挿入して、レーザ溶接等を用いて封止する。
In the sealing step of sealing
このようにして、電池缶101と電池蓋110とを有する外装体2によって封止された膜電極接合体5を備える二次電池100を作製することができる。
In this manner, the
このように本実施の形態によれば、電極積層体7の第1最外主面7aを覆う最外絶縁シート40の第1シート最外部分41が、第1最外主面7aに当接する第1凸部43を含み、第1凸部43が、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なっている。このことにより、初期充電時に二次電池100を積層方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力を高めることができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。この結果、負極活物質層22Yの周縁部22aにおいて反応ムラが発生することを防止でき、二次電池100の電池容量を向上させることができる。さらに、本実施の形態によれば、電極積層体7の第2最外主面7bを覆う最外絶縁シート40の第2シート最外部分42が、第2最外主面7bに当接する第2凸部44を含み、第2凸部44が、積層方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なっている。このことにより、二次電池100の初期充電時に二次電池100を積層方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力をより一層高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, first sheet
また、本実施の形態によれば、外装体2が、電池缶101と電池蓋110とを有している。このことにより、外装体2の強度を高めることができ、二次電池100の信頼性を向上させることができる。なお、本実施の形態による二次電池100では、電池缶101の内部は減圧されているが、外装体2が電池缶101によって構成されているため、電池缶101は、大気圧との差圧による押圧力を電極積層体7に付加しにくくなっている。しかしながら、膜電極接合体5が、負極活物質層22Yの周縁部22aに重なる第1凸部43を含む最外絶縁シート40を有している。このことにより、本実施の形態による封止工程後においても、負極活物質層22Yに電解液を効率良く含浸させることができる。とりわけ、膜電極接合体5と電池缶101との間の隙間を実質的に無い状態にしている場合には、電池缶101が、大気圧との差圧による押圧力を最外絶縁シート40の第1凸部43に付加することができる。このため、負極活物質層22Yの周縁部22aに付加される押圧力を高めることができ、負極活物質層22Yにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。
Further, according to the present embodiment,
(第3の実施の形態)
次に、図17〜図19を用いて、第3の実施の形態による二次電池について説明する。
(Third embodiment)
Next, a secondary battery according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
図17〜図19に示す第3の実施の形態においては、正極板及び負極板が巻回軸線を中心に巻回されている点が主に異なり、他の構成は、図12〜図16に示す第2の実施の形態と略同一である。なお、図17〜図19において、図12〜図16に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図17は、二次電池の膜電極接合体の一具体例を示す斜視図であり、図18は、電極巻回体の斜視図である。図19は、二次電池の主方向dLに沿う部分断面図である。 The third embodiment shown in FIGS. 17 to 19 is mainly different in that the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound around the winding axis, and the other configurations are the same as those in FIGS. 12 to 16. This is substantially the same as the second embodiment shown. 17 to 19, the same parts as those in the second embodiment shown in FIGS. 12 to 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. FIG. 17 is a perspective view showing a specific example of a membrane electrode assembly of a secondary battery, and FIG. 18 is a perspective view of a wound electrode body. FIG. 19 is a partial cross-sectional view along the main direction dL of the secondary battery.
図17〜図19に示すように、本実施の形態による膜電極接合体5は、巻回構造を有する電極巻回体130を有している。
As shown in FIGS. 17 to 19, the membrane /
すなわち、図17に示すように、本実施の形態では、膜電極接合体5は、電極巻回体130(電極体)と、最外絶縁シート40と、を備えている。電極巻回体130は、第1方向d1に沿って延びる巻回軸線131を中心に巻回された正極板10X(第1電極板10)及び負極板20Y(第2電極板20)を有している。正極板10X及び負極板20Yは、長手方向を有するように長尺状にそれぞれ形成されており、巻回軸線131を中心にして巻回されている。図18に示すように、正極板10Xと負極板20Yとの間には、正極板10X及び負極板20Yのいずれとも別部材として構成された第1絶縁体132及び第2絶縁体133が介在されている。正極板10Xに対して一側に第1絶縁体132が配置されており、他側に第2絶縁体133が介在されている。
That is, as shown in FIG. 17, in the present embodiment, the membrane /
電極巻回体130は、図17及び図19に示すように、主方向dLにおいて互いに反対側に位置する第1最外主面130aと第2最外主面130bとを主面として有している。本実施の形態による主方向dLは、第1最外主面130a及び第2最外主面130bの法線方向に相当する。主方向dLは、上述した電池缶101の第1缶外主面101a(図13及び図15参照)及び第2缶外主面101bの法線方向にも相当している。第1最外主面130a及び第2最外主面130bは、電池缶101の第1缶外主面101aの部分及び第2缶外主面101bの部分に対向する面である。より具体的には、第1最外主面130aが第1缶外主面101aの部分に対向し、第2最外主面130bが第2缶外主面101bの部分に対向する。第1最外主面130a及び第2最外主面130bは、実質的に平坦状に形成されており、主方向dLで見たときに電極巻回体130の多くの領域を占めている。これにより、電極巻回体130は、図17に示すように、偏平形状を有する巻回体となっている。電極巻回体130において、第1最外主面130a及び第2最外主面130bで挟まれた領域では、正極板10X及び負極板20Yは、実質的に平坦状に形成されて積層されている。第1最外主面130a及び第2最外主面130bよりも上側の領域及び下側の領域では、正極板10X及び負極板20Yは、湾曲状に形成されて積層されている。
As shown in FIGS. 17 and 19, the
図18に示すように、正極板10X(第1電極板10)の第1接続領域a1及び第1有効領域b1は、正極板10Xの第1方向d1に配列されている。第1接続領域a1は、第1有効領域b1の第1方向d1における一方の外側(図18における右側)に位置している。正極板10X及び負極板20Yが巻回されることにより形成された正極集電体11Xの第1接続領域a1の積層された部分は、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続されている。この第1接続領域a1における正極集電体11Xの積層部分に、上述した正極集電板117Xが電気的に接続されている。一方、第1有効領域b1は、負極板20Yの負極活物質層22Yに対面する領域内に位置している。このような第1有効領域b1の配置により、正極活物質質層12Yからのリチウムの析出を防止することができる。
As shown in FIG. 18, the first connection region a1 and the first effective region b1 of the positive electrode plate 10X (the first electrode plate 10) are arranged in the first direction d1 of the positive electrode plate 10X. The first connection region a1 is located outside one of the first effective regions b1 in the first direction d1 (the right side in FIG. 18). The laminated portion of the first connection region a1 of the positive electrode current collector 11X formed by winding the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y is formed by resistance welding, ultrasonic welding, sticking by tape, fusion, or the like. And are electrically connected. The above-described positive electrode
負極板(第2電極板20)の第2接続領域a2及び第2有効領域b2は、負極板の第1方向d1に配列されている。第2接続領域a2は、第2有効領域b2の第1方向d1における他方の外側(図18における左側)に位置している。正極板10X及び負極板20Yが巻回されることにより形成された負極集電体21Yの第2接続領域a2の積層された部分は、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続されている。この第2接続領域a2における負極集電体21Yの積層部分に、上述した負極集電板117Yが電気的に接続されている。一方、第2有効領域b2は、正極板10Xの正極活物質層12Xに対面する領域に広がっている。
The second connection region a2 and the second effective region b2 of the negative electrode plate (second electrode plate 20) are arranged in the first direction d1 of the negative electrode plate. The second connection region a2 is located outside the other side of the second effective region b2 in the first direction d1 (left side in FIG. 18). The laminated portion of the second connection region a2 of the negative electrode current collector 21Y formed by winding the positive electrode plate 10X and the negative electrode plate 20Y is formed by resistance welding, ultrasonic welding, tape bonding, fusion, or the like. And are electrically connected. The above-described negative electrode
図18に示すように、第1方向d1に沿った負極活物質層22Yの幅は、第1方向d1に沿った正極活物質層12Xの幅よりも長くなっている。そして、負極活物質層22Yは、主方向dLで見たときに、正極活物質層12Xよりも外側(第1方向d1における外側)にはみ出した縁部22bを含んでいる。本実施の形態においては、正極板10X及び負極板20Yがそれぞれ巻回されていることから、当該縁部22bは、主方向dLで見たときに、第1方向d1(巻回軸線131に沿う方向)における正極活物質層12Xの両側に形成されている。また、図18に示すように、負極活物質層22Yは、巻回の周方向(負極板20Yの長手方向)においても、正極活物質層12Xよりも長く形成されている。このようにして、正極活物質層12Xに負極活物質層22Yが対向しない部分が形成されないようになっている。
As shown in FIG. 18, the width of the negative electrode active material layer 22Y along the first direction d1 is longer than the width of the positive electrode active material layer 12X along the first direction d1. The negative electrode active material layer 22Y includes an
第1絶縁体132及び第2絶縁体133は、いずれもセパレータとして機能する。第1方向d1に沿った第1絶縁体132の幅及び第2絶縁体133の幅は、第1方向d1に沿った負極活物質層22Yの幅よりも長くなっている。そして、第1絶縁体132及び第2絶縁体133は、巻回の周方向においても、負極活物質層22Yよりも長くなっている。このようにして、負極活物質層22Y及び正極活物質層12Xに、第1絶縁体132又は第2絶縁体133が対向しない部分が形成されないようになっている。このため、正極板10Xと負極板20Yとの電気的絶縁性が確保される。第1絶縁体132のうち電極巻回体130の最外周に配置された部分は、負極板20Yと電池缶101との電気的絶縁性を確保している。このような第1絶縁体132及び第2絶縁体133は、例えば、不織布や多孔質材から形成され得る。
Both the
図17及び図19に示すように、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41は、電極巻回体130の第1最外主面130aを覆い、第2シート最外部分42は、第2最外主面130bを覆う。折り返し部45は、電極巻回体130の第2方向d2における一側(図19における下側)で折り返すように形成されているが、これに限られることはなく、折り返し部45は、電極巻回体130の第2方向d2における他側(図19における上側)で折り返すように形成されていてもよく、電極巻回体130の第1方向d1における一側(図19における左側又は右側)で折り返すように形成されていてもよい。なお、図19は、第1凸部43及び第2凸部44が配置されている位置における主方向dLに沿う二次電池の部分断面を示している。
As shown in FIGS. 17 and 19, the first sheet
本実施の形態においては、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41は、電極巻回体130の第1最外主面130a(第1絶縁体132の最外周に配置された第1最外主面130aの側の部分)に当接する一対の第1凸部43を含んでいる。一対の第1凸部43は、主方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの縁部22bに重なるように位置している。本実施の形態においては、各第1凸部43は、負極活物質層22Yの両側の縁部22bのうちの対応する縁部22bに重なるように、第2方向d2に延びる直線状に形成されている。第1凸部43は、正極活物質層12Xの縁部(第1方向d1における正極活物質層12Xの両端縁の近傍の領域)にも重なっていてもよい。
In the present embodiment, the first sheet
最外絶縁シート40の第2シート最外部分42は、電極巻回体130の第2最外主面130b(第1絶縁体132の最外周に配置された第2最外主面130bの側の部分)に当接する一対の第2凸部44を含んでいる。一対の第2凸部44は、主方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの縁部22bに重なるように位置している。本実施の形態においては、各第2凸部44は、負極活物質層22Yの両側の縁部22bのうちの対応する縁部22bに重なるように、第2方向d2に延びる直線状に形成されている。第2凸部44は、正極活物質層12Xの縁部にも重なっていてもよい。
The second sheet
本実施の形態による二次電池100を製造する場合には、まず、第1絶縁体132、負極板20Y、第2絶縁体133及び正極板10Xがこの順番で重ね合わされるように、巻回軸線131を中心にして巻回させる。この際、負極板20Yよりも正極板10Xが巻回軸線131の中心側に位置するように巻回させる。このことにより、電極巻回体130の最外周に第1絶縁体132が配置され、その内側に負極板20Yが配置される。そして、巻回軸線131の中心に向かって、負極板20Yと正極板10Xとが交互に配置されるようになる。なお、電極巻回体130の最内周部分において、正極板10Xよりも負極板20Yが巻回軸線131の中心側に位置するように巻回するために、例えば、先に負極板20Yを一巻きほど巻回させた後に、正極板10Xを合わせて巻回させてもよい。
When manufacturing the
巻回時には、偏平形状(例えば、略楕円状、略長円状)を有する巻芯を用いてもよい。このことにより、実質的に平坦な第1最外主面130a及び第2最外主面130bが形成された電極巻回体130が得られる。なお、円筒状の巻芯を用いて正極板10X及び負極板20Yを巻回させた後、電極巻回体130を押圧して、実質的に平坦な第1最外主面130a及び第2最外主面130bを形成することにより、偏平形状を有する電極巻回体130を得るようにしてもよい。
At the time of winding, a winding core having a flat shape (for example, a substantially elliptical shape or a substantially elliptical shape) may be used. As a result, the
続いて、正極集電体11Xの第1接続領域a1に、上述した正極集電板117Xが電気的に接続される。同様に、負極集電体21Yの第2接続領域a2に、上述した負極集電板117Yが電気的に接続される。
Subsequently, the above-described positive electrode
次に、電極巻回体130に最外絶縁シート40が取り付けられる。この場合、折り返し部45を形成しながら、第1シート最外部分41の一対の第1凸部43が、電極巻回体130の第1最外主面130aに当接し、第2シート最外部分42の一対の第2凸部44が、電極巻回体130の第2最外主面130bに当接する。第1凸部43及び第2凸部44は、主方向dLで見たときに、負極板20Yの負極活物質層22Yの両側の縁部22bに重なるように位置付けられる。そして、接合テープ50で、第1シート最外部分41と第2シート最外部分42とが互いに連結される。このようにして、電極巻回体130に最外絶縁シート40が取り付けられた、膜電極接合体5を得ることができる。なお、電極巻回体130への最外絶縁シート40の取り付けは、電池蓋110の集電板117X、117Yが集電体11X、21Yに接続される前に行われてもよい。
Next, the outermost insulating
電池蓋110を電池缶101に装着する工程においては、電池蓋110の集電板117X、117Yに接続された状態で、膜電極接合体5が電池缶101内に収容される。これにより、電池蓋110の蓋板111で、電池缶101の開口部102が覆われる。続いて、蓋板111の周縁が、例えばレーザ溶接により電池缶101の開口端部(図13及び図15における上端部)に接合される。このようにして、電池缶101の開口部102が蓋板111によって封止される。次に、蓋板111に設けられた注液孔118から、電池缶101内に電解液が注入される。
In the step of attaching the
初期充電工程においては、まず、電池缶101を押圧する。例えば、電池缶101の第2缶外主面101bを下にして二次電池100を押圧装置(図示せず)のテーブルに載置した場合には、加圧プレート61(図8参照)を第1缶外主面101aに当接させ、加圧プレート61によって電池缶101を押圧する。ここで、電池缶101内に収容された膜電極接合体5(より具体的には最外絶縁シート40)と電池缶101との間の隙間は小さくなっている、あるいは隙間が実質的に無い状態になっている。このことにより、加圧による電池缶101の変形量を小さくしながら膜電極接合体5を押圧することができ、電池缶101の変形を弾性変形範囲内に留めることができる。そして、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41に位置する一対の第1凸部43と、第2シート最外部分42に位置する一対の第2凸部44が、主方向dLで見たときに、各負極板20Yの負極活物質層22Yの両側の縁部22bにそれぞれ重なっている。このことにより、加圧プレート61の押圧力が、負極活物質層22Yの各縁部22bに付加され、各縁部22bが押圧される。また、第1シート最外部分41が加圧プレート61からの押圧力を受けて変形し、負極板20Yのうち縁部22b以外の部分にも第1シート最外部分41が当接して加圧される。このようにして、電極巻回体130を均一に加圧することができる。
In the initial charging step, first, the battery can 101 is pressed. For example, when the
次に、各正極板10Xに所定値の電圧が印加されるとともに、各負極板20Yが電気的に接地される。このことにより、電極巻回体130が初期充電される。この間、充電によって発生したガス(気泡)は電池缶101から注液孔118を通って外部に排出されるが、発生したガスの一部は電池缶101の内部に溜まる。また、加圧プレート61によって二次電池100が押圧されることにより、正極板10Xと負極板20Yとの間の領域で発生したガスは、当該領域には滞留しにくく、電池缶101において加圧プレート61が当接していない部分(主方向dLで見たときの膜電極接合体5と電池缶101との間の隙間)に移動し、当該部分に滞留する。負極活物質層22Yの両側の縁部22bが押圧されているため、負極活物質層22Yの縁部22bを含む全体に電解液が含浸し易くなる。
Next, a predetermined voltage is applied to each positive electrode plate 10X, and each negative electrode plate 20Y is electrically grounded. Thereby, the
二次電池100の充電率(SOC)が所定の値(例えば、100%)に達すると、初期充電は完了する。その後、二次電池100を、充電率が所定の値(例えば、0%)になるまで放電する。また、加圧プレート61は取り外す。
When the state of charge (SOC) of the
本実施の形態による膜電極接合体5を封止する封止工程においては、充電率が所定の値(例えば、0%)になるまで放電させた後、二次電池100を減圧チャンバ60に収容し、電池缶101の内部を減圧する。この間、電池缶101の内部の上述した部分(隙間)に滞留していたガスを抜くことができる。この減圧した状態で、注液孔118に注液栓119を挿入して、レーザ溶接等を用いて封止する。
In the sealing step of sealing
このようにして、電池缶101と電池蓋110とを有する外装体2によって封止された膜電極接合体5を備える二次電池100を作製することができる。
In this manner, the
このように本実施の形態によれば、電極巻回体130の第1最外主面130aを覆う最外絶縁シート40の第1シート最外部分41が、第1最外主面130aに当接する第1凸部43を含み、第1凸部43が、主方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの縁部22bに重なっている。このことにより、初期充電時に二次電池100を主方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの縁部22bに付加される押圧力を高めることができる。このため、負極活物質層22Yの縁部22bにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。この結果、負極活物質層22Yの縁部22bにおいて反応ムラが発生することを防止でき、二次電池100の電池容量を向上させることができる。さらに、本実施の形態によれば、電極巻回体130の第2最外主面130bを覆う最外絶縁シート40の第2シート最外部分42が、第2最外主面130bに当接する第2凸部44を含み、第2凸部44が、主方向dLで見たときに、負極活物質層22Yの縁部22bに重なっている。このことにより、二次電池100の初期充電時に二次電池100を主方向dLに押圧した場合に、負極活物質層22Yの縁部22bに付加される押圧力をより一層高めることができる。
Thus, according to the present embodiment, first sheet
また、本実施の形態によれば、外装体2が、電池缶101と電池蓋110とを有している。このことにより、外装体2の強度を高めることができ、二次電池100の信頼性を向上させることができる。なお、本実施の形態による二次電池100では、電池缶101の内部は減圧されているが、外装体2が電池缶101によって構成されているため、電池缶101は、大気圧との差圧による押圧力を電極巻回体130に付加しにくくなっている。しかしながら、膜電極接合体5が、負極活物質層22Yの縁部22bに重なる第1凸部43を含む最外絶縁シート40を有している。このことにより、本実施の形態による封止工程後においても、負極活物質層22Yに電解液を効率良く含浸させることができる。とりわけ、膜電極接合体5と電池缶101との間の隙間を実質的に無い状態にしている場合には、電池缶101が、大気圧との差圧による押圧力を最外絶縁シート40の第1凸部43に付加することができる。このため、負極活物質層22Yの縁部22bに付加される押圧力を高めることができ、負極活物質層22Yにおいても電解液を効率良く含浸させることができる。
Further, according to the present embodiment,
(第5の変形例)
なお、上述した説明において、最外絶縁シート40の第1シート最外部分41が、第1方向d1において両側に配置された一対の第1凸部43を含んでいる一具体例に基づいて説明したが、これに限られない。例えば、第1シート最外部分41は、一対の第1凸部43を接続するように更なる第3凸部47を含んでいてもよい。すなわち、上述したように、負極活物質層22Yは、巻回の周方向(負極板20Yの長手方向)においても、正極活物質層12Xよりも長く形成されている。このことにより、図18に示すように、負極活物質層22Yは、主方向dLで見たときに、正極活物質層12Xよりも上側又は下側にはみ出した縁部22cが形成されている。当該縁部22cは、負極活物質層22Yの最外周部分の終端側に位置している。このため、この縁部22cが、第1最外主面130aに存在する場合には、主方向dLで見たときに、この縁部22cに重なるような第3凸部47を第1シート最外部分41が追加的に含むようにしてもよい。第3凸部47の位置は、縁部22cの位置に応じるが、図17には一例として、第1最外主面130aに存在する縁部22cが、第2方向d2における中間位置に配置されている例を示している。第3凸部47は、第1方向d1に延びる直線状に形成される。この第3凸部47は、縁部22cに対応する(近接する)正極活物質層12Xの縁部にも重なっていてもよい。このような第3凸部47を設けることにより、負極活物質層22Yの縁部22cにおいても電解液を効率良く含浸させることができ、反応ムラの発生をより一層防止でき、二次電池100の電池容量をより一層向上させることができる。なお、縁部22cが、第2最外主面130bに存在する場合には、第3凸部47は、第2シート最外部分42に設ければよい。
(Fifth Modification)
In the above description, a description will be given based on a specific example in which the first
なお、いくつかの実施の形態と、各実施形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の実施の形態を少なくとも部分的に適宜組み合わせることができる。また、複数の変形例を少なくとも部分的に適宜組み合わせることもできる。 Although some embodiments and some modifications to each embodiment have been described, it is obvious that a plurality of embodiments can be at least partially combined as appropriate. Further, a plurality of modified examples can be at least partially appropriately combined.
1 積層型電池(二次電池)
2 外装体
2a 支持基材
2b 接着層
7 電極積層体
7a 第1最外主面
7b 第2最外主面
10 第1電極板
10X 正極板
11 第1電極集電体
11X 正極集電体
12 第1電極活物質層
12X 正極活物質層
12a 周縁部
12b 縁部
20 第2電極板
20Y 負極板
21 第2電極集電体
21Y 負極集電体
22 第2電極活物質層
22Y 負極活物質層
22a 周縁部
22b 縁部
40 最外絶縁シート
41 第1シート最外部分
42 第2シート最外部分
43 第1凸部
44 第2凸部
45 折り返し部
50 接合テープ
70 シートタブ部
71 タブ挿入部
80 第2の最外絶縁シート
100 二次電池
101 電池缶
102 開口部
110 電池蓋
130 電極巻回体
130a 第1最外主面
130b 第2最外主面
131 巻回軸線
a1 第1接続領域
a2 第2接続領域
b1 第1有効領域
b2 第2有効領域
1 Stacked battery (secondary battery)
2
Claims (12)
最外絶縁シートと、を備え、
前記電極体は、前記主方向において互いに反対側に位置する第1最外主面と第2最外主面とを有し、
前記最外絶縁シートは、前記第1最外主面を覆う第1シート最外部分を含み、
前記第1電極板は、接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第1電極集電体と、前記有効領域において前記第1電極集電体上に位置する第1電極活物質層と、を有し、
前記第2電極板は、接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第2電極集電体と、前記有効領域において前記第2電極集電体上に位置する第2電極活物質層と、を有し、
前記第2電極活物質層は、前記主方向で見たときに、前記第1電極活物質層よりも外側にはみ出した縁部を含み、
前記最外絶縁シートの前記第1シート最外部分は、前記第1最外主面に当接する第1凸部を含み、
前記第1凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる、二次電池。 An electrode body including a first electrode plate and a second electrode plate facing each other in the main direction;
And an outermost insulating sheet,
The electrode body has a first outermost main surface and a second outermost main surface located on opposite sides in the main direction,
The outermost insulating sheet includes a first sheet outermost portion that covers the first outermost main surface,
A first electrode current collector including a connection region and an effective region adjacent to the connection region; a first electrode active material layer positioned on the first electrode current collector in the effective region; , And
A second electrode current collector including a connection region and an effective region adjacent to the connection region; a second electrode active material layer positioned on the second electrode current collector in the effective region; , And
The second electrode active material layer includes an edge protruding outside the first electrode active material layer when viewed in the main direction,
The outermost portion of the first sheet of the outermost insulating sheet includes a first protrusion abutting on the first outermost main surface,
The secondary battery, wherein the first protrusion overlaps the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction.
前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部は、前記第1電極活物質層の周囲に形成され、
前記第1凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なるように枠状に形成されている、請求項1に記載の二次電池。 The first electrode plate and the second electrode plate are each formed in a sheet-like shape, and are alternately stacked in the main direction,
When viewed in the main direction, the edge of the second electrode active material layer is formed around the first electrode active material layer,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the first protrusion is formed in a frame shape so as to overlap with the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction. 3.
前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部は、前記巻回軸線に沿う方向における前記第1電極活物質層の両側に形成され、
前記最外絶縁シートは、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる一対の前記第1凸部を含む、請求項1に記載の二次電池。 The first electrode plate and the second electrode plate are wound around a winding axis extending in a direction orthogonal to the main direction,
When viewed in the main direction, the edge of the second electrode active material layer is formed on both sides of the first electrode active material layer in a direction along the winding axis,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the outermost insulating sheet includes a pair of the first protrusions overlapping the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction. 3.
前記最外絶縁シートの前記第2シート最外部分は、前記第2最外主面に当接する第2凸部を含み、
前記第2凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の二次電池。 The outermost insulating sheet includes a second sheet outermost portion that covers the second outermost main surface,
The outermost portion of the second sheet of the outermost insulating sheet includes a second convex portion abutting on the second outermost main surface,
4. The secondary battery according to claim 1, wherein the second protrusion overlaps the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction. 5.
前記折り返し部は、前記第1シート最外部分と前記第2シート最外部分とを連結している、請求項4に記載の二次電池。 The outermost insulating sheet includes a folded portion formed to be folded at one side in a predetermined direction perpendicular to the main direction with respect to the electrode body,
The secondary battery according to claim 4, wherein the folded portion connects the outermost portion of the first sheet and the outermost portion of the second sheet.
前記第2の最外絶縁シートは、前記第2最外主面を覆う第2シート最外部分を含み、
前記最外絶縁シートの前記第2シート最外部分は、前記第2最外主面に当接する第2凸部を含み、
前記第2凸部は、前記主方向で見たときに、前記第2電極活物質層の前記縁部に重なる、請求項1に記載の二次電池。 Further comprising a second outermost insulating sheet formed separately from the outermost insulating sheet,
The second outermost insulating sheet includes a second sheet outermost portion that covers the second outermost main surface,
The outermost portion of the second sheet of the outermost insulating sheet includes a second convex portion abutting on the second outermost main surface,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the second protrusion overlaps with the edge of the second electrode active material layer when viewed in the main direction. 3.
前記外装体は、一対の支持基材と、前記支持基材の互いに対向する内面にそれぞれ積層されたシール層と、を有している、請求項1〜10のいずれか一項に記載の二次電池。 An exterior body for housing the electrode body is further provided,
The said exterior body has a pair of support base material, and the sealing layer laminated | stacked on the mutually opposing inner surface of the said support base material, respectively, The two of Claim 1-10 characterized by the above-mentioned. Next battery.
前記外装体は、開口部を有する、前記電極体を収容する電池缶と、前記開口部を封止する電池蓋と、を有している、請求項1〜10のいずれか一項に記載の二次電池。 An exterior body for housing the electrode body is further provided,
The battery according to any one of claims 1 to 10, wherein the exterior body has an opening, a battery can housing the electrode body, and a battery lid sealing the opening. Rechargeable battery.
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