JP5370755B2 - battery - Google Patents
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Description
本発明は、それぞれ帯状の正極シートと負極シートがセパレータを介在させて重ねられた状態で捲回された捲回電極体を備えた電池に関する。 The present invention relates to a battery including a wound electrode body wound in a state in which a belt-like positive electrode sheet and a negative electrode sheet are stacked with a separator interposed therebetween.
帯状の正極シートと負極シートがセパレータを介在させて重ねられた状態で捲回された捲回電極体は、例えば、特開2004−22339号公報(特許文献1)に開示されている。同公報に開示された捲回電極体は、帯状の正極シートと負極シートの集電体をセパレータから互いに反対側にはみ出させて成る端部を有している。当該集電体がはみ出た端部には、集電体間に導電性の帯状部材が配置されている。この場合、突出端部にかかる導電性の帯状部材を設けることによって、電池の内部抵抗を小さくして高出力化を図ることができることが記載されている。 A wound electrode body wound in a state where a belt-like positive electrode sheet and a negative electrode sheet are stacked with a separator interposed therebetween is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-22339 (Patent Document 1). The wound electrode body disclosed in the publication has an end portion formed by protruding a current collector of a belt-like positive electrode sheet and a negative electrode sheet from the separators to opposite sides. At the end portion where the current collector protrudes, a conductive belt-like member is disposed between the current collectors. In this case, it is described that by providing a conductive belt-like member on the projecting end portion, the internal resistance of the battery can be reduced to increase the output.
また、特開2001−102030号公報(特許文献2)には、集電体がはみ出た端部に、渦巻き状に形成された空間に、金属製の波板部材が渦巻き状に捲回し、かかる波板部材に捲回された電極体の端面に集電板を溶接した構造が開示されている。かかる構造によれば、電極体の端面と、集電板との接触面積が増大し、接触抵抗が小さくなり、集電効率が向上することが記載されている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-102030 (Patent Document 2), a corrugated metal member is spirally wound in a space formed in a spiral shape at an end portion where the current collector protrudes, and this is applied. A structure in which a current collector plate is welded to an end face of an electrode body wound around a corrugated plate member is disclosed. According to such a structure, it is described that the contact area between the end face of the electrode body and the current collector plate is increased, the contact resistance is reduced, and the current collection efficiency is improved.
また、特開2000−268849号公報(特許文献3)には、基板として金属多孔体を用いたペースト式電極について、電極合剤を充填せず基板の露出した部分に金属多孔体からなる補強板を圧着して補強し、その補強板で補強した部分に金属板集電端子を多数点で接続した構造が開示されている。当該構造では、金属板集電端子を溶接する部分の強度を向上させることが開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-268849 (Patent Document 3) describes a reinforcing plate made of a porous metal body in an exposed portion of the substrate without filling an electrode mixture with respect to a paste-type electrode using a porous metal body as a substrate. A structure in which a metal plate current collector terminal is connected at a number of points to a portion reinforced by pressure bonding and reinforced with the reinforcing plate is disclosed. In the said structure, improving the intensity | strength of the part which welds a metal plate current collection terminal is disclosed.
また、特開平8−167407号公報(特許文献4)には、電極リードを有した電極板を補強板に対して複数枚積層してなる密閉型角型電池の電極体において、各電極リードを一緒に包み込んで結束し、各電極板を一体化してなる結束部品を備えた構造が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 8-167407 (Patent Document 4) discloses an electrode body of a sealed rectangular battery in which a plurality of electrode plates each having an electrode lead are stacked on a reinforcing plate. A structure provided with a binding component that is wrapped together and bound together and integrated with each electrode plate is disclosed.
また、特開平11−167934号公報(特許文献5)には、正極と負極との間に微多孔性フィルムを積層した構成の電極体について、正極を微多孔性フィルムで電極取り出し部位を除いて包み込み、負極と正極とを交互に積層し、積層の両側に補強板を設けて、これらを挟み込み、最後に粘着テープを巻いた構造が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-167934 (Patent Document 5) discloses an electrode body having a structure in which a microporous film is laminated between a positive electrode and a negative electrode, with the positive electrode removed from the electrode by a microporous film. A structure is disclosed in which a negative electrode and a positive electrode are alternately wrapped, reinforcing plates are provided on both sides of the laminate, these are sandwiched, and finally an adhesive tape is wound.
上記特許文献1から3に開示されているように、帯状の正極シートと負極シートがセパレータを介在させて重ねられた状態で捲回された捲回電極体には、捲回軸方向の両側に、正極シートと負極シートの集電体がはみ出している場合がある。この場合、かかる集電体の端部を補強するために、渦巻状の空間に補強用のシートを挟む構造が種々提案されている。他方、かかる捲回電極体は、電池ケースに収容され、電解液に浸漬される。この際、捲回電極体の両側において、集電体端部の渦巻状の空間に補強用のシートが挟まれている場合には、補強用のシートによって捲回電極体の両側が塞がれるため、捲回電極体内部に電解液が浸み込み難くなる。また、捲回電極体の両側に電極板を溶接するような場合もある。この場合、溶接により生じるスパッタ(塵)が捲回電極体内部に入るのを防止したい。
As disclosed in
本発明に係る電池の捲回電極体では、正極シートは、帯状集電体と、帯状集電体の幅方向片側に偏って、帯状集電体の両面に塗工された正極活物質とを有している。また、負極シートは、帯状集電体と、帯状集電体の幅方向片側に偏って、帯状集電体の両面に塗工された負極活物質とを有している。また、正極活物質と負極活物質とは、帯状セパレータを挟んで対向している。正極シートのうち、正極活物質が塗工されていない未塗工部は、帯状セパレータの幅方向の片側からはみ出ている。負極シートのうち、負極活物質が塗工されていない未塗工部は、帯状セパレータの幅方向の反対側からはみ出ている。また、正極シートの未塗工部と負極シートの未塗工部との縁部には、それぞれ導電性の第1シートが挟まれた状態で巻き取られている。また、正極シートの未塗工部と負極シートの未塗工部とには、それぞれ第1シートよりも幅方向の内側に、間隔をあけて、多孔質性の第2シートが挟まれた状態で巻き取られている。そして、第1シートと第2シートの間において未塗工部に注液孔を有する。 In the wound electrode body of the battery according to the present invention, the positive electrode sheet includes a band-shaped current collector and a positive electrode active material applied to both surfaces of the band-shaped current collector, biased to one side in the width direction of the band-shaped current collector. Have. Moreover, the negative electrode sheet has a strip-shaped current collector and a negative electrode active material coated on both surfaces of the strip-shaped current collector so as to be biased to one side in the width direction of the strip-shaped current collector. Moreover, the positive electrode active material and the negative electrode active material are opposed to each other with a strip separator interposed therebetween. In the positive electrode sheet, an uncoated portion where the positive electrode active material is not applied protrudes from one side in the width direction of the strip separator. Of the negative electrode sheet, the uncoated part where the negative electrode active material is not coated protrudes from the opposite side of the strip separator in the width direction. Moreover, the electroconductive 1st sheet | seat is respectively wound up by the edge part of the uncoated part of a positive electrode sheet, and the uncoated part of a negative electrode sheet. In addition, a state in which the porous second sheet is sandwiched between the uncoated portion of the positive electrode sheet and the uncoated portion of the negative electrode sheet at an inner side in the width direction than the first sheet, respectively. It is wound up by. And it has a liquid injection hole in an uncoated part between the 1st sheet and the 2nd sheet.
この場合、正極シートの未塗工部と負極シートの未塗工部とに、それぞれ導電性の第1シートが挟まれた状態で巻き取られている。さらに、第1シートよりも幅方向の内側に間隔をあけて、多孔質性の第2シートが挟まれた状態で巻き取られている。この場合、当該捲回電極体の端部に、電極板を溶接する場合でも、スパッタ(塵)が第2シートよりも内側に入ることによって、電池に不具合を生じるのを防止できる。さらに、第1シートと第2シートの間において未塗工部に注液孔を有するので、捲回電極体の内部に電解液が浸み込みやすい。 In this case, the conductive first sheet is wound around the uncoated portion of the positive electrode sheet and the uncoated portion of the negative electrode sheet, respectively. Furthermore, the porous second sheet is wound in a state of being sandwiched between the first sheet and the inner side in the width direction. In this case, even when the electrode plate is welded to the end portion of the wound electrode body, it is possible to prevent the battery from malfunctioning due to spatter (dust) entering the inside of the second sheet. Furthermore, since the liquid injection hole is provided in the uncoated part between the first sheet and the second sheet, the electrolytic solution easily penetrates into the wound electrode body.
この場合、正極シートの未塗工部に挟まれた第1シートと第2シートは、負極シートと、2枚の帯状セパレータと、正極シートの両面に塗工された正極活物質とを合わせた厚さに設定してもよい。また、負極シートの未塗工部に挟まれた第1シートと第2シートは、正極シートと、2枚の帯状セパレータと、負極シートの両面に塗工された負極活物質とを合わせた厚さに設定してもよい。 In this case, the first sheet and the second sheet sandwiched between the uncoated portions of the positive electrode sheet are a combination of the negative electrode sheet, the two strip-shaped separators, and the positive electrode active material applied to both surfaces of the positive electrode sheet. The thickness may be set. In addition, the first sheet and the second sheet sandwiched between the uncoated portions of the negative electrode sheet are a thickness obtained by combining the positive electrode sheet, the two strip separators, and the negative electrode active material applied to both surfaces of the negative electrode sheet. You may set it.
また、第1シートと第2シートとの間に、注液孔が形成される部位に予め切り欠きが形成された第3シートを有していてもよい。この場合、第3シートに形成された切り欠きは、注液孔が形成される部位から第2シートが形成される側の縁に開いていてもよい。また、この場合、正極シートの未塗工部に挟まれた第3シートは、負極シートと、2枚の帯状セパレータと、正極シートの両面に塗工された正極活物質とを合わせた厚さに設定されていてもよい。また、負極シートの未塗工部に挟まれた第3シートは、正極シートと、2枚の帯状セパレータと、負極シートの両面に塗工された負極活物質とを合わせた厚さに設定されていてもよい。また、正極シートの未塗工部と負極シートの未塗工部の縁部には、それぞれ電極端子が溶接されていてもよい。 Moreover, you may have the 3rd sheet | seat by which the notch was previously formed in the site | part in which a liquid injection hole is formed between the 1st sheet | seat and the 2nd sheet | seat. In this case, the notch formed in the third sheet may open from the portion where the injection hole is formed to the edge on the side where the second sheet is formed. In this case, the third sheet sandwiched between the uncoated portions of the positive electrode sheet has a thickness obtained by combining the negative electrode sheet, the two strip-shaped separators, and the positive electrode active material applied to both surfaces of the positive electrode sheet. May be set. The third sheet sandwiched between the uncoated portions of the negative electrode sheet is set to a thickness that combines the positive electrode sheet, the two strip separators, and the negative electrode active material applied to both sides of the negative electrode sheet. It may be. Moreover, the electrode terminal may be welded to the edge part of the uncoated part of a positive electrode sheet, and the uncoated part of a negative electrode sheet, respectively.
以下、本発明の一実施形態に係る電池を図面に基づいて説明する。なお、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。 Hereinafter, a battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals.
電池100は、図1に示すように、円筒型の電池であり、円筒型の電池ケース110に、捲回電極体120と電解液(図示省略)とが収容されている。この実施形態では、電池100は、リチウムイオン二次電池(lithium-ion secondary battery)を構成している。また、捲回電極体120は、図2に示すように、帯状セパレータ12、14を介在させた状態で正極シート11と負極シート13とを重ねて捲回した構造を備えている。捲回電極体120は、絶縁体からなる捲回軸112に捲回されている。捲回電極体120の捲回軸方向の片側の端部には、電極端子として正極の電極板122が溶接され、反対側の端部には電極端子として負極の電極板124が溶接されている。また、この実施形態では、電池ケース110は、封止キャップ114によって封止されている。
As shown in FIG. 1, the
正極シート11は、帯状集電体31に正極活物質11aが塗工された電極シートである。この実施形態では、正極活物質11aは、帯状集電体31の幅方向片側に偏って、帯状集電体31の両面に塗工されている。負極シート13は、帯状集電体41に負極活物質13aが塗工された電極シートである。この実施形態では、負極活物質13aは、帯状集電体41の幅方向片側に偏って、帯状集電体41の両面に塗工されている。
The
この実施形態では、正極シート11の帯状集電体31はアルミニウム箔で構成されており、正極活物質11aには、例えば、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)などを用いることができる。また、負極シート13の帯状集電体41は銅箔で構成されており、負極活物質13aには、例えば、グラファイト(Graphite)やアモルファスカーボン(Amorphous Carbon)などの炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等などを用いることができる。
In this embodiment, the strip-shaped
正極シート11の正極活物質11aと、負極シート13の負極活物質13aとは、図2に示すように、帯状セパレータ12、14を挟んで対向している。また、正極シート11のうち、正極活物質11aが塗工されていない未塗工部11bは、帯状セパレータ12、14の幅方向の片側からはみ出ている。また、負極シート13のうち、負極活物質13aが塗工されていない未塗工部13bは、帯状セパレータ12、14の幅方向の反対側からはみ出ている。帯状セパレータ12、14は、イオン性物質が透過可能な膜であり、この実施形態では、ポリプロピレン製の微多孔膜が用いられている。
The positive electrode
このように、捲回電極体120の捲回軸方向の両側において、帯状セパレータ12、14から、正極シート11の未塗工部11bと、負極シート13の未塗工部13bとがそれぞれはみ出ている。そして、この実施形態では、当該正極シート11の未塗工部11bと、負極シート13の未塗工部13bとに、それぞれ第1シート61、62と、第2シート63、64と、第3シート65、66とがそれぞれ挟まれている。
Thus, on both sides of the
第1シート61、62は、導電性を有するシートで構成されており、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bとの縁部に、それぞれ挟まれている。また、第2シート63、64は、多孔質性のシートで構成されており、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bとにそれぞれ第1シート61、62よりも幅方向内側に、第1シート61、62との間に間隔をあけて挟まれている。
The
また、正極シート11の未塗工部11bと、負極シート13の未塗工部13bには、それぞれ第1シート61、62と第2シート63、64の間に注液孔72(図1参照)を有する。この実施形態では、第1シート61、62と第2シート63、64の間に第3シート65、66を有している。第3シート65、66には、注液孔72が形成される部位に予め切り欠き74が形成されている。この実施形態では、切り欠き74は、図2に示すように、第3シート65、66の幅方向中央部を長さ方向(捲回された状態では、捲回周方向となる方向)に沿って切り欠かれた第1切り欠き部74aと、当該第1切り欠き部74aから第2シート63、64が配設される側の縁に向けて切り欠かれた第2切り欠き部74bとを備えている。
Further, in the
この実施形態では、第3シート65、66に形成された切り欠き74のうち、幅方向中央部を長さ方向に沿って切り欠かれた第1切り欠き部74aは、第3シート65、66が捲回された際に、第1切り欠き部74aが周方向において概ね揃うように、切り欠き74が設けられる位置や、切り欠き74の形状が設定されている。なお、この実施形態では、第1切り欠き部74aは、捲回された際の周方向に沿って幅を有するこのため、第1切り欠き部74aの位置が周方向において若干ずれた場合でも、当該第1切り欠き部74aの位置が合った部位が形成される。
In this embodiment, among the
また、この実施形態では、正極シート11の未塗工部11bに挟まれた第1シート61には、アルミニウム箔が用いられており、負極シート13の未塗工部13bに挟まれた第1シート62には銅箔が用いられている。また、第2シート63、64及び第3シート65、66は、帯状セパレータ12、14と同様にポリプロピレン製の微多孔膜が用いられている。なお、第1シート61、62、第2シート63、64、第3シート65、66の材料は、上記に限定されない。
In this embodiment, aluminum foil is used for the
図3は、捲回電極体120について、第1シート61、62と第2シート63、64と第3シート65、66が重ねられ、捲回された状態を示す、捲回軸方向の縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view in the winding axis direction showing the
正極シート11の未塗工部11bに挟まれた、第1シート61と第2シート63と第3シート65は、図3に示すように、それぞれ同じ厚さに設定されている。この実施形態では、第1シート61と第2シート63と第3シート65は、それぞれ負極シート13と、2枚の帯状セパレータ12、14と、正極シート11の両面に塗工された正極活物質11aとを合わせた厚さに設定されている。すなわち、負極シート13の厚さをA1、2枚の帯状セパレータ12、14の厚さをそれぞれB1、B2とし、正極シート11の両面に塗工された正極活物質11aの厚さをC1、C2とした場合、第1シート61と第2シート63と第3シート65の厚さT1は、T1=A1+B1+B2+C1+C2になるように設定されている。このように厚さを設定することによって、第1シート61と第2シート63と第3シート65が正極シート11の未塗工部11bの間に適切に収まる。
As shown in FIG. 3, the
また、負極シート13の未塗工部13bに挟まれた、第1シート62と第2シート64と第3シート66は、それぞれ同じ厚さに設定されている。この実施形態では、第1シート62と第2シート64と第3シート66は、それぞれ正極シート11と、2枚の帯状セパレータ12、14と、負極シート13の両面に塗工された負極活物質13aとを合わせた厚さに設定されている。すなわち、正極シート11の厚さをA2、2枚の帯状セパレータ12、14の厚さをそれぞれB1、B2とし、負極シート13の両面に塗工された負極活物質13aの厚さをそれぞれD1、D2とした場合、第1シート62と第2シート64と第3シート66の厚さT2は、T2=A2+B1+B2+D1+D2になるように設定されている。このように厚さを設定することによって、第1シート62と第2シート64と第3シート66が負極シート13の未塗工部13bの間に適切に収まる。
Moreover, the
このように、この実施形態では、第1シート61、62と、第2シート63、64と、第3シート65、66の厚さが、それぞれ正極シート11と負極シート13と帯状セパレータ12、14の厚さに合わせて設定されている。このため、捲回電極体120の幅方向両側で、正極シート11の未塗工部11bと、負極シート13の未塗工部13bの間に、それぞれ第1シート61、62と、第2シート63、64と、第3シート65、66が挟まれる。正極シート11の未塗工部11bと、負極シート13の未塗工部13bは、かかる第1シート61、62と、第2シート63、64と、第3シート65、66によって補強される。このため、図4に示すように、捲回電極体120の捲回軸方向の端部が略円筒形状に捲回される。
Thus, in this embodiment, the thicknesses of the
また、この実施形態では、正極シート11の未塗工部11bの縁部と第1シート61の縁部とは、捲回電極体120の捲回軸方向の片側の端面を構成している。この実施形態では、捲回電極体120の当該端面には、図1に示すように、正極側の電極板122が溶接されている。また、負極シート13の未塗工部13bの縁部と第1シート62の縁部とは、捲回電極体120の捲回軸方向の反対側の端面を構成している。この実施形態では、捲回電極体120の当該端面には、負極側の電極板124が溶接されている。
In this embodiment, the edge of the
この実施形態では、かかる電極板122、124は、図5に示すように、捲回電極体120の端面に合わせた円板形状の部材であり、径方向に沿って複数本(図示例では、4本)の溶接ライン126を備えている。この実施形態では、図1に示すように、電極板122、124は捲回電極体120の端面(図4参照)に重ねられている。捲回電極体120の端面に現れる正極シート11の未塗工部11bの縁部に電極板122が溶接されている。また、捲回電極体120の端面に現れる負極シート13の未塗工部13bの縁部に電極板124が溶接されている。この場合、捲回電極体120の端面に正極シート11の未塗工部11bの縁部が現れる位置に合わせて、電極板122の溶接ライン126に沿って所定の間隔でレーザ溶接を行うとよい。同様に、捲回電極体120の端面に負極シート13の未塗工部13bの縁部が現れる位置に合わせて電極板124の溶接ライン126に沿って所定の間隔でレーザ溶接を行うとよい。図5中の符号126aで示す部位は、レーザ溶接痕を図示している。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the
捲回電極体120に正負の電極板122、124を溶接する際、スパッタ(塵)が発生するが、この実施形態では、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bとには、図3に示すように、それぞれ第1シート61、62よりも幅方向の内側(捲回電極体120の捲回軸方向の内側)に間隔をあけて、多孔質性の第2シート63、64が挟まれている。上記スパッタは、かかる第2シート63、64によって、捲回電極体120の捲回軸方向のより内側に入るのが防止される。このため、捲回電極体120のうち、正極活物質11aや負極活物質13aが存在する部分には、スパッタが入らない。なお、上記スパッタでも、極小さいスパッタは、第2シート63、64よりも内側に入る可能性はある。しかしながら、第2シート63、64に採用する多孔質材料を適切に選択することによって、電池を機能させる際に不具合を生じさせるような大きさのスパッタが、第2シート63、64よりも内側に入るのを確実に防止できる。
Spatter (dust) is generated when the positive and
また、第1シート61、62と第2シート63、64との間には、図4に示すように、注液孔72が形成されている。図4は、正極シート11の未塗工部11bに形成された注液孔72を図示しているが、負極シート13の未塗工部13bにも同様に注液孔72が形成されている(図1参照)。この実施形態では、注液孔72は、図4に示すように、正極シート11と負極シート13を捲回後に、捲回電極体120の捲回径方向に穴をあけて形成している。この場合、注液孔72は、ドリルなどの切削具を用いて形成するとよい。なお、注液孔72をドリルなどの切削具を用いて形成する場合には、切削屑が生じる場合がある。
In addition, a
この実施形態では、捲回電極体120は、それぞれ注液孔72が形成される部位よりも幅方向の内側に、多孔質性の第2シート63、64が挟まれている。このため、上記切削屑が第2シート63、64よりも内側に入るのが防止される。このように、第2シート63、64は、捲回電極体120のうち正極活物質11aや負極活物質13aが存在する部分に、スパッタや切削屑が入るのを防止する機能を奏する。また、第2シート63、64は多孔質性のシートで構成されているので、電解液は、捲回電極体120のうち正極活物質11aや負極活物質13aが存在する部分に入る。このように、第2シート63、64は、上述したように、スパッタや切削屑が捲回電極体120のうち正極活物質11aや負極活物質13aが存在する部分に入るのを適切に防止し、電解液の流通は阻害しない程度に目の粗い多孔質の材料を選択するとよい。
In this embodiment, the
また、この実施形態では、第1シート61、62と第2シート63、64との間に、注液孔72が形成される部位に予め切り欠き74が形成された第3シート65、66を有している。この実施形態では、第3シート65、66に形成された切り欠き74のうち、幅方向中央部を長さ方向に沿って切り欠かれた第1切り欠き部74aは、第3シート65、66が捲回された際に、第1切り欠き部74aが周方向において揃うように、切り欠き74が設けられる位置や、切り欠き74の形状が設定されている。
Further, in this embodiment, the
この場合、注液孔72が形成される部位が、かかる第3シート65、66によって補強されている。このため、注液孔72を形成する際に、正極シート11や負極シート13がよれるのを防止でき、注液孔72の形成が容易に行える。また、第3シート65、66に形成された切り欠き74は、注液孔72が形成される第1切り欠き部74aと、第2シート63、64が形成された側の縁に切り欠いた第2切り欠き部74bを有している。このため、注液孔72を通じて入る電解液は、第2切り欠き部74bを通じて、第2シート63、64の方に導かれ、第2シート63、64を通じて帯状集電体31、41の間に入ることができる。
In this case, the portion where the
また、この実施形態では、第3シート65、66に形成された切り欠き74は、注液孔72が形成される部位から第2シート63、64が形成される側の縁に開いている。このように注液孔72の周りにかかる切り欠き74を設けることによって、当該切り欠き74を通じて、捲回電極体120のうち正極活物質11aや負極活物質13aが存在する部分に適切に電解液を導入することができる。例えば、図4に示すように、電解液は、注液孔72に沿って捲回径方向に捲回電極体120に入っていく(図4中の矢印I)。また、電解液は、捲回電極体120の捲回層毎に第3シート65、66に形成された切り欠き74に沿って流れる(図4中の矢印II、III)。この実施形態では、切り欠き74は、注液孔72が形成される部位から第2シート63、64が形成される側の縁に開いているので、捲回電極体120の捲回層毎に電解液が供給される。
Further, in this embodiment, the
以上のように、かかる電池100によれば、図1に示すように、捲回電極体120のうち、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bとの縁部には、それぞれ導電性の第1シート61、62が挟まれた状態で巻き取られている。また、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bとには、それぞれ第1シート61、62よりも幅方向の内側に間隔をあけて、多孔質性の第2シート63、64が挟まれた状態で巻き取られている。そして、第1シート61、62と第2シート63、64の間において、未塗工部11b、13bに注液孔72が形成されている。これにより、電解液は、注液孔72及び第2シート63、64を通じて捲回電極体120の内部に入る。また、捲回電極体120の捲回軸方向の端面に電極板を溶接する場合に生じるスパッタや、注液孔72を形成する際の切削屑を第2シート63、64で遮断することができ、捲回電極体120の内部に異物が入るのを防止できる。
As described above, according to the
また、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bの縁部には、導電性の第1シート61、62が挟まれた状態で捲回されているので、当該縁部が補強されている。このため、それぞれ電極板122、124を溶接する場合に、捲回電極体120の端部が崩れることがない。また、溶接の際に生じるスパッタが第2シート63、64によって遮断されて、捲回電極体120の内部に入らないので、正極シート11の未塗工部11bと負極シート13の未塗工部13bの縁部に電極板122、124を溶接しても不具合が生じ難い。なお、上述した実施形態では、捲回電極体120の端部に溶接される電極端子として、板状の電極板122、124を例示したが、捲回電極体120の端部に溶接される電極端子は、かかる板状の部材に限定されない。
Moreover, since the electroconductive 1st sheet | seats 61 and 62 are wound in the edge part of the
以上、本発明の一実施形態に係る電池100を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されない。
The
例えば、図6に示す形態では、第1シート61、62と第2シート63、64との間に注液孔72を形成するとともに、第1シート61、62と第2シート63、64の間隔を狭めている。この場合、第1シート61、62と第2シート63、64との間に、第3シート65、66(図4参照)を配設していないが、注液孔72を形成する際に、捲回電極体120の端部の形状は保持される。このように、第3シート65、66(図4参照)を省略することもできる。
For example, in the form shown in FIG. 6, the
また、上記の実施形態では、リチウムイオン二次電池について例示したが、本発明にかかる電池の構造は、リチウムイオン二次電池のみならず、他の電池にも適用できる。 In the above embodiment, the lithium ion secondary battery is exemplified, but the battery structure according to the present invention can be applied not only to the lithium ion secondary battery but also to other batteries.
また、本発明によれば、捲回電極体120の内部に異物の混入を防止できるとともに、捲回電極体120の内部に電解液が浸み込み易い。かかる構成によって、電池100の性能を向上させることができる。かかる電池は、例えば、図7に示すように、高出力で、長寿命であることが特に求められる車両1(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)に搭載される電池1000として、特に好適である。
In addition, according to the present invention, foreign matter can be prevented from entering the
1 車両
11 正極シート
11a 正極活物質
11b 未塗工部
12、14 帯状セパレータ
13 負極シート
13a 負極活物質
13b 未塗工部
31 帯状集電体
41 帯状集電体
61、62 第1シート
63、64 第2シート
65、66 第3シート
72 注液孔
74 切り欠き
74a 第1切り欠き部
74b 第2切り欠き部
100 電池
110 電池ケース
112 捲回軸
114 封止キャップ
120 捲回電極体
122、124 電極板
126 溶接ライン
126a レーザ溶接痕
1000 電池
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記正極シートは、帯状集電体と、前記帯状集電体の幅方向片側に偏って、前記帯状集電体の両面に塗工された正極活物質とを有し、
前記負極シートは、帯状集電体と、前記帯状集電体の幅方向片側に偏って、前記帯状集電体の両面に塗工された負極活物質とを有し、
前記正極活物質と負極活物質とは、前記帯状セパレータを挟んで対向し、
前記正極シートのうち、前記正極活物質が塗工されていない未塗工部は、前記帯状セパレータの幅方向の片側からはみ出ており、
前記負極シートのうち、前記負極活物質が塗工されていない未塗工部は、前記帯状セパレータの幅方向の反対側からはみ出ており、
前記正極シートの未塗工部と前記負極シートの未塗工部との縁部には、それぞれ導電性の第1シートが挟まれた状態で巻き取られており、
前記正極シートの未塗工部と前記負極シートの未塗工部とには、それぞれ前記第1シートよりも幅方向の内側に、間隔をあけて、多孔質性の第2シートが挟まれた状態で巻き取られており、
前記第1シートと第2シートの間において、前記未塗工部に注液孔を有する、電池。 A wound electrode body in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet are overlapped and wound in a state of interposing a strip-shaped separator, and a battery in which an electrolytic solution is housed in a battery case,
The positive electrode sheet has a strip-shaped current collector, and a positive electrode active material applied to both surfaces of the strip-shaped current collector, biased to one side in the width direction of the strip-shaped current collector,
The negative electrode sheet has a strip-shaped current collector, and a negative electrode active material applied to both surfaces of the strip-shaped current collector, biased to one side in the width direction of the strip-shaped current collector,
The positive electrode active material and the negative electrode active material face each other with the strip separator interposed therebetween,
Of the positive electrode sheet, the uncoated portion where the positive electrode active material is not applied protrudes from one side in the width direction of the strip separator,
Of the negative electrode sheet, the uncoated portion where the negative electrode active material is not coated protrudes from the opposite side in the width direction of the strip separator,
The edges of the uncoated portion of the positive electrode sheet and the uncoated portion of the negative electrode sheet are wound in a state in which a conductive first sheet is sandwiched between them,
Between the uncoated part of the positive electrode sheet and the uncoated part of the negative electrode sheet, a porous second sheet was sandwiched between the first sheet and the inner side in the width direction. Rolled up in a state,
A battery having a liquid injection hole in the uncoated part between the first sheet and the second sheet.
前記負極シートの未塗工部に挟まれた前記第1シートと第2シートは、前記正極シートと、2枚の前記帯状セパレータと、前記負極シートの両面に塗工された負極活物質とを合わせた厚さに設定されている、請求項1に記載された電池。 The first sheet and the second sheet sandwiched between the uncoated portions of the positive electrode sheet include the negative electrode sheet, the two strip-shaped separators, and the positive electrode active material applied to both surfaces of the positive electrode sheet. It is set to the combined thickness,
The first sheet and the second sheet sandwiched between uncoated portions of the negative electrode sheet include the positive electrode sheet, the two strip separators, and the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode sheet. The battery according to claim 1, wherein the battery is set to a combined thickness.
前記負極シートの未塗工部に挟まれた前記第3シートは、前記正極シートと、2枚の前記帯状セパレータと、前記負極シートの両面に塗工された負極活物質とを合わせた厚さに設定されている、請求項3又は4に記載された電池。 The thickness of the third sheet sandwiched between uncoated portions of the positive electrode sheet is a combination of the negative electrode sheet, the two strip-shaped separators, and the positive electrode active material applied to both surfaces of the positive electrode sheet. Is set to
The thickness of the third sheet sandwiched between the uncoated portions of the negative electrode sheet is a combination of the positive electrode sheet, the two strip-shaped separators, and the negative electrode active material applied to both surfaces of the negative electrode sheet. The battery according to claim 3 or 4, wherein the battery is set as follows.
前記正極シートは、帯状集電体と、前記帯状集電体の幅方向片側に偏って、前記帯状集電体の両面に塗工された正極活物質とを有し、
前記負極シートは、帯状集電体と、前記帯状集電体の幅方向片側に偏って、前記帯状集電体の両面に塗工された負極活物質とを有し、
前記正極活物質と負極活物質とは、前記帯状セパレータを挟んで対向し、
前記正極シートのうち、前記正極活物質が塗工されていない未塗工部は、前記帯状セパレータの幅方向の片側からはみ出ており、
前記負極シートのうち、前記負極活物質が塗工されていない未塗工部は、前記帯状セパレータの幅方向の反対側からはみ出ており、
前記正極シートの未塗工部と前記負極シートの未塗工部との縁部には、それぞれ導電性の第1シートが挟まれた状態で巻き取られており、
前記正極シートの未塗工部と前記負極シートの未塗工部とには、それぞれ前記第1シートよりも幅方向の内側に、間隔をあけて、多孔質性の第2シートが挟まれた状態で巻き取られており、
前記第1シートと第2シートの間において、前記未塗工部に注液孔を有する、捲回電極体。 A wound electrode body in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet are wound in a state of interposing a strip-shaped separator,
The positive electrode sheet has a strip-shaped current collector, and a positive electrode active material applied to both surfaces of the strip-shaped current collector, biased to one side in the width direction of the strip-shaped current collector,
The negative electrode sheet has a strip-shaped current collector, and a negative electrode active material applied to both surfaces of the strip-shaped current collector, biased to one side in the width direction of the strip-shaped current collector,
The positive electrode active material and the negative electrode active material face each other with the strip separator interposed therebetween,
Of the positive electrode sheet, the uncoated portion where the positive electrode active material is not applied protrudes from one side in the width direction of the strip separator,
Of the negative electrode sheet, the uncoated portion where the negative electrode active material is not coated protrudes from the opposite side in the width direction of the strip separator,
The edges of the uncoated portion of the positive electrode sheet and the uncoated portion of the negative electrode sheet are wound in a state in which a conductive first sheet is sandwiched between them,
Between the uncoated part of the positive electrode sheet and the uncoated part of the negative electrode sheet, a porous second sheet was sandwiched between the first sheet and the inner side in the width direction. Rolled up in a state,
A wound electrode body having a liquid injection hole in the uncoated part between the first sheet and the second sheet.
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