JP6633419B2

JP6633419B2 - Lithium ion secondary battery

Info

Publication number: JP6633419B2
Application number: JP2016033242A
Authority: JP
Inventors: 堀内　俊宏; 俊宏堀内; 健太上井; 水田　政智; 政智水田
Original assignee: Envision AESC Japan Ltd
Current assignee: Envision AESC Japan Ltd
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2036-02-24
Also published as: JP2017152198A

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。 The present invention relates to a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池は、リチウムを吸蔵・放出する活物質を含む正極と負極とがセパレータを介して積層されてなる発電要素を有し、この発電要素が、電解液とともに絶縁性の外装体に収容されてなる積層電池である（例えば特許文献１参照）。
ここで、この種の積層電池は、外装体の周縁部に、正極と負極のリードが設けられ、外装体内に配されるリード端部が、発電要素の正極集電体と負極集電体のタブそれぞれに電気的に接続される。 A lithium ion secondary battery has a power generating element in which a positive electrode and a negative electrode each containing an active material that occludes and releases lithium are stacked with a separator interposed therebetween, and the power generating element is formed on an insulating exterior body together with an electrolyte. It is a stacked battery housed (for example, see Patent Document 1).
Here, in this type of laminated battery, a positive electrode and a negative electrode lead are provided on a peripheral portion of the outer package, and a lead end disposed in the outer package is provided with a positive electrode current collector and a negative electrode current collector of a power generation element. The tabs are electrically connected.

特開２００９−２７７３９７号公報JP 2009-277397 A

しかし、積層電池であると、集電体の積層数が多いため、あるいは電極の厚さが厚いため、発電要素の振動によって各集電体に配置されたタブの変位量が大きくなる。そのため、電池が振動した際、タブの変位によって、リードとタブとの接続部の耐久性が劣化するおそれがある。特に、自動車用のリチウムイオン二次電池では、小型のリチウムイオン二次電池に比べて、使用頻度、変位ともに大きいことから、より高い耐久性が要求される。
そこで、本発明は、耐久性をより向上させ得るリチウムイオン二次電池を提供することを課題とする。 However, in the case of a stacked battery, since the number of stacked current collectors is large or the thickness of the electrodes is large, the displacement of a tab arranged on each current collector due to vibration of the power generation element increases. Therefore, when the battery vibrates, the durability of the connecting portion between the lead and the tab may be deteriorated due to the displacement of the tab. In particular, lithium ion secondary batteries for automobiles are required to have higher durability since both use frequency and displacement are larger than small lithium ion secondary batteries.
Then, an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery capable of further improving durability.

本発明の一態様に係るリチウムイオン二次電池におけるセパレータは、端辺自体が曲げ返して、または折り返して形成された緩衝部を有する。そして、緩衝部は、タブが存在する正極または負極の辺に位置するようにセパレータが配置されている。 The separator in the lithium-ion secondary battery according to one embodiment of the present invention has a buffer portion in which an edge is bent or folded. Then, the separator is arranged so that the buffer portion is located on the side of the positive electrode or the negative electrode where the tab exists.

本発明によれば、セパレータの端辺に形成された緩衝部の緩衝効果により、リチウムイオン二次電池の耐久性をより向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the durability of a lithium ion secondary battery can be improved more by the buffer effect of the buffer part formed in the edge of the separator.

本発明の第一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の斜視図である。1 is a perspective view of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention. 図１のリチウムイオン二次電池のＺ−Ｚ断面図である。FIG. 2 is a ZZ cross-sectional view of the lithium ion secondary battery of FIG. 1. 図１のリチウムイオン二次電池の変形例（図２に対応する図）である。FIG. 3 is a modification (a diagram corresponding to FIG. 2) of the lithium ion secondary battery of FIG. 1. 本発明の第二実施形態に係るリチウムイオン二次電池の斜視図である。It is a perspective view of the lithium ion secondary battery concerning a second embodiment of the present invention. 図４のリチウムイオン二次電池のＺ−Ｚ断面図である。FIG. 5 is a ZZ cross-sectional view of the lithium ion secondary battery of FIG. 4. 図４のリチウムイオン二次電池の変形例（図５に対応する図）である。FIG. 6 is a modified example (a diagram corresponding to FIG. 5) of the lithium ion secondary battery of FIG. 4. セパレータの端辺に形成する緩衝部の他の例を説明する図（（ａ）〜（ｄ））である。It is a figure ((a)-(d)) explaining other examples of a buffer part formed in an end of a separator. セパレータの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of a separator.

以下、本発明の実施形態および変形例について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態および変形例は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。 Hereinafter, embodiments and modifications of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio, and the like are different from actual ones, and the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios. The embodiments and modifications described below are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material, shape, The structure, arrangement, and the like are not specified in the following embodiments.

［第一実施形態］
まず、本発明の一態様に係るリチウムイオン二次電池の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、このリチウムイオン二次電池１（以下、単に「電池」ともいう）は、略矩形のシート状の外観形状を有する積層型電池である。電池１は、ラミネートフィルムによって形成された外装体３０を備え、外装体３０の周縁部に、負極リード２１及び正極リード２２が設けられている。 [First embodiment]
First, a first embodiment of a lithium ion secondary battery according to one embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, this lithium ion secondary battery 1 (hereinafter, also simply referred to as “battery”) is a stacked battery having a substantially rectangular sheet-like appearance. The battery 1 includes an exterior body 30 formed of a laminate film, and a negative electrode lead 21 and a positive electrode lead 22 are provided on a peripheral portion of the exterior body 30.

第一実施形態の電池１では、略矩形の外装体３０の周縁部の一辺に、負極リード２１及び正極リード２２が隣り合って設けられている。また、負極リード２１及び正極リード２２は、それぞれ外装体３０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。
電池１は、図２に示すように、負極１１及び正極１２がセパレータ１３を介して積層された発電要素１０と、図示しない電解液とを外装体３０内に備える。負極１１、正極１２及びセパレータ１３は、いずれも膜状であり、発電要素１０は平板状をなしている。負極１１、正極１２及びセパレータ１３は空孔を有し、電解液と接触すると電解液が浸潤する。 In the battery 1 of the first embodiment, a negative electrode lead 21 and a positive electrode lead 22 are provided adjacent to one side of a peripheral portion of a substantially rectangular exterior body 30. Further, the negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22 are respectively led in the same direction from the inside of the exterior body 30 to the outside.
As shown in FIG. 2, the battery 1 includes a power generating element 10 in which a negative electrode 11 and a positive electrode 12 are stacked with a separator 13 interposed therebetween, and an electrolytic solution (not shown) in an exterior body 30. The negative electrode 11, the positive electrode 12, and the separator 13 are all in the form of a film, and the power generating element 10 is in the form of a flat plate. The negative electrode 11, the positive electrode 12, and the separator 13 have pores, and the electrolyte infiltrates when contacted with the electrolyte.

発電要素１０は、同図に示すように、負極１１と正極１２とがセパレータ１３を介して交互に複数積層された構造を有する。負極１１は、負極集電体１１Ａの両主面上に負極活物質層１１Ｂ、１１Ｂを有する。負極活物質層１１Ｂは、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る負極活物質を含有している。正極１２は、正極集電体１２Ａの両主面上に正極活物質層１２Ｂ、１２Ｂを有する。正極活物質層１２Ｂは、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る正極活物質を含有している。 As shown in FIG. 1, the power generating element 10 has a structure in which a plurality of negative electrodes 11 and positive electrodes 12 are alternately stacked with a separator 13 interposed therebetween. The negative electrode 11 has negative electrode active material layers 11B, 11B on both main surfaces of a negative electrode current collector 11A. The negative electrode active material layer 11B contains a negative electrode active material that can occlude and release lithium ions. The positive electrode 12 has positive electrode active material layers 12B, 12B on both main surfaces of a positive electrode current collector 12A. The positive electrode active material layer 12B contains a positive electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions.

発電要素１０は、隣接する負極活物質層１１Ｂ、セパレータ１３及び正極活物質層１２Ｂが１つの単電池層１４を構成する。負極リード２１及び正極リード２２の端部のうち、外装体３０内に配されるリード端部は、外装体３０内に封入された発電要素１０の負極集電体１１Ａの負極タブ１１ｔ及び正極集電体１２Ａの正極タブ１２ｔそれぞれに、例えば溶接によって電気的に接続される。 In the power generation element 10, the adjacent negative electrode active material layer 11B, separator 13, and positive electrode active material layer 12B constitute one unit cell layer 14. Of the ends of the negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22, the end of the lead disposed in the outer package 30 is the negative electrode tab 11 t and the positive electrode collector 11 A of the negative electrode current collector 11 A of the power generation element 10 enclosed in the outer package 30. Each of the positive electrode tabs 12t of the electric body 12A is electrically connected, for example, by welding.

これにより、本実施形態のリチウムイオン二次電池１は、単電池層１４が複数積層されて、電気的に並列接続される。なお、同図に示す例では、３枚の負極１１と２枚の正極１２とが５枚のセパレータ１３を介して交互に複数積層された構造を有するが、負極１１、正極１２及びセパレータ１３の数は、これに限定されるものではない。
ここで、本実施形態のセパレータ１３は、単電池層１４の積層方向で、負極タブ１１ｔおよび正極タブ１２ｔ（以下、これらを総称して単に「タブ」ともいう）にそれぞれに対向する位置に、緩衝効果を奏するための緩衝部４０を形成している。 Thereby, in the lithium ion secondary battery 1 of the present embodiment, the plurality of unit cell layers 14 are stacked and electrically connected in parallel. In the example shown in the figure, three negative electrodes 11 and two positive electrodes 12 have a structure in which a plurality of layers are alternately stacked with five separators 13 interposed therebetween. The number is not limited to this.
Here, the separator 13 of the present embodiment is located at a position facing each of the negative electrode tab 11t and the positive electrode tab 12t (hereinafter, these are also simply referred to as “tabs”) in the stacking direction of the cell layers 14. A buffer section 40 for providing a buffer effect is formed.

詳しくは、第一実施形態の電池１は、セパレータ１３の端辺に、端辺自体を曲げ返して緩衝部４０を設けている。緩衝部４０は、例えば、微多孔膜からなる帯状セパレータ材を矩形状に切断するときに、帯状セパレータ材を溶断し、その溶断時における素材表裏の熱収縮率の差異によって収縮率の高い側に基材端部を巻回させて形成する。
これにより、本実施形態の緩衝部４０は、端辺の延在方向に沿って端辺自体が円筒状に巻き込まれた巻き込み部になっている。なお、第一実施形態の例では、各セパレータ１３に対し、帯状セパレータ材から切断した端辺の全てに巻き込み部を形成している。 Specifically, in the battery 1 of the first embodiment, the buffer portion 40 is provided at an end of the separator 13 by bending the end itself. For example, when the band-shaped separator material made of a microporous film is cut into a rectangular shape, the buffer portion 40 blows the band-shaped separator material, and due to the difference in heat shrinkage between the front and back surfaces of the material at the time of the fusing, the shrinkage ratio increases. It is formed by winding the base material end.
Thereby, the buffer part 40 of this embodiment is a winding part in which the edge itself is rolled in a cylindrical shape along the extending direction of the edge. In addition, in the example of the first embodiment, the wrapped portion is formed on each of the separators 13 on all of the edges cut from the strip-shaped separator material.

そして、各セパレータ１３は、緩衝部４０が、タブ１１ｔ、１２ｔが存在する辺に位置するように配置される。第一実施形態では、両極のタブ１１ｔ、１２ｔの全てについて、各タブ１１ｔ、１２ｔを弾性的に支持するように、同図上側からタブ１１ｔ、１２ｔの上面に緩衝部４０を当接させている。また、同図に示す例では、各セパレータ１３の緩衝部４０は、セパレータ１３自身の延在面に対して同図で全て下向きに配置されている。
但し、第一実施形態の電池１は、外装体３０の周縁部の一辺に、両極のリード２１、２２が隣り合って設けられているので、同図の左側に位置する巻き込み部が緩衝部４０として機能することになる。 Each separator 13 is arranged such that the buffer portion 40 is located on the side where the tabs 11t and 12t are present. In the first embodiment, the buffer 40 is brought into contact with the upper surfaces of the tabs 11t and 12t from the upper side in the figure so as to elastically support the tabs 11t and 12t for all of the tabs 11t and 12t of the two poles. . In the example shown in the figure, the buffer portions 40 of the respective separators 13 are all arranged downward in the figure with respect to the extending surface of the separator 13 itself.
However, in the battery 1 of the first embodiment, since the two-sided leads 21 and 22 are provided adjacent to one side of the peripheral portion of the outer package 30, the winding portion located on the left side in FIG. Will function as

緩衝部４０の積層方向での厚み（高さ）は、例えば、活物質層の厚みと同程度（例えば１０〜１００μｍ）に形成する。これにより、タブ１１ｔ、１２ｔを支持した位置での緩衝効果を奏するためのクッション性向上を期待できる。緩衝部４０による緩衝効果をより良好に確保する上では、緩衝部の厚み（高さ）は、活物質層の厚さ以上であってもよい。例えば、図２にイメージを示すように、緩衝部４０が設けられた面に存在する活物質層１１Ｂ、１２Ｂとの厚み以上（例えば１００μｍ）とすることが好ましい。
但し、緩衝部４０の厚みの上限値については特に限定されないものの、厚すぎると、積層された発電要素１０に部分的に厚みの大きな箇所ができるおそれがある。 The thickness (height) of the buffer section 40 in the laminating direction is, for example, approximately the same as the thickness of the active material layer (eg, 10 to 100 μm). Thereby, it is possible to expect an improvement in cushioning properties for providing a buffering effect at the positions where the tabs 11t and 12t are supported. The thickness (height) of the buffer section may be equal to or greater than the thickness of the active material layer in order to ensure a better buffering effect of the buffer section 40. For example, as shown in an image in FIG. 2, the thickness is preferably equal to or greater than the thickness of the active material layers 11B and 12B (for example, 100 μm) on the surface on which the buffer portion 40 is provided.
However, the upper limit value of the thickness of the buffer portion 40 is not particularly limited, but if it is too thick, a portion where the power generating element 10 is laminated may have a portion having a large thickness.

次に、第一実施形態のリチウムイオン二次電池１の作用効果について説明する。
第一実施形態の電池１は、セパレータ１３の端辺に、端辺自体を曲げ返して形成された緩衝部４０を有するとともに、セパレータ１３は、緩衝部４０が、タブ１１ｔ、１２ｔが存在する辺に位置するように配置されるので、緩衝部４０によってタブ１１ｔ、１２ｔを弾性的に支持することができる。
これにより、第一実施形態の電池１によれば、電池１が振動したときに、タブ１１ｔ、１２ｔの変位を緩衝部４０の弾性変形によって吸収できる。つまり、振動によりタブ１１ｔ、１２ｔを変位させようとする力が働いたとき、タブ１１ｔ、１２ｔを弾性的に支持する緩衝部４０は、その変位させようとするエネルギーを自身の弾性変形のエネルギーに変換する。そのため、振動によりタブ１１ｔ、１２ｔを変位させようとする力を抑え込むことができる。 Next, the operation and effect of the lithium ion secondary battery 1 of the first embodiment will be described.
The battery 1 of the first embodiment has a buffer portion 40 formed by bending an end of the separator 13 at an end of the separator 13, and the separator 13 is configured such that the buffer 40 has a side where the tabs 11 t and 12 t exist. , The tabs 11t and 12t can be elastically supported by the buffer portion 40.
Thereby, according to the battery 1 of the first embodiment, when the battery 1 vibrates, the displacement of the tabs 11t and 12t can be absorbed by the elastic deformation of the buffer portion 40. That is, when a force is exerted to displace the tabs 11t and 12t due to the vibration, the buffer section 40 that elastically supports the tabs 11t and 12t converts the energy to be displaced to the energy of its own elastic deformation. Convert. Therefore, the force for displacing the tabs 11t and 12t by the vibration can be suppressed.

よって、第一実施形態の電池１によれば、タブ１１ｔ、１２ｔとリード２１、２２との接続部の耐久性が向上する。したがって、電池１の耐久性をより向上させることができる。また、緩衝部４０によってタブ１１ｔ、１２ｔを弾性的に支持することにより、タブ１１ｔ、１２ｔの部分での位置ズレを防止または抑制できる。そのため、電流が集中するタブ１１ｔ、１２ｔの部分、および、タブ１１ｔ、１２ｔとリード２１、２２との接続部での短絡をより確実に防止できる。 Therefore, according to the battery 1 of the first embodiment, the durability of the connection between the tabs 11 t and 12 t and the leads 21 and 22 is improved. Therefore, the durability of the battery 1 can be further improved. Further, the tabs 11t and 12t are elastically supported by the buffer portion 40, thereby preventing or suppressing displacement of the tabs 11t and 12t. Therefore, it is possible to more reliably prevent a short circuit at the tabs 11t and 12t where the current is concentrated and at the connection between the tabs 11t and 12t and the leads 21 and 22.

［第一実施形態の変形例］
次に、第一実施形態の変形例について図３を参照しつつ説明する。なお、以下説明する実施形態ないし変形例では、上記第一実施形態と同様または対応する構成には同一の符号を付すとともに重複する内容については説明を省略する。
上述した第一実施形態では、両極のタブ１１ｔ、１２ｔの全てについて、各タブ１１ｔ、１２ｔの基端部を一方側から弾性的に支持するように、各セパレータ１３の緩衝部４０を配置した例を説明した。 [Modification of First Embodiment]
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the embodiments and modifications described below, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions of overlapping contents will be omitted.
In the above-described first embodiment, the buffer portions 40 of the separators 13 are arranged so that the base ends of the tabs 11t and 12t are elastically supported from one side with respect to all of the tabs 11t and 12t of the two poles. Was explained.

これに対し、この変形例は、図３に示すように、負極集電体１１Ａの負極タブ１１ｔに限って、その基端部を両側から弾性的に支持するように、各セパレータ１３の緩衝部４０を配置した例である。なお、同様の構成を、正極集電体１２Ａの正極タブ１２ｔに限って、その基端部を両側から弾性的に支持するように、各セパレータ１３の緩衝部４０を配置できることは勿論である。
この変形例では、同図に示すように、各セパレータ１３は、セパレータ１３自身の延在面に対し、緩衝部４０が下向きと上向きとが交互になるように配置され、負極集電体１１Ａの負極タブ１１ｔをその基端部の上下両面から挟持している。 On the other hand, in this modified example, as shown in FIG. 3, only the negative electrode tab 11t of the negative electrode current collector 11A has a buffer portion of each separator 13 so as to elastically support the base end from both sides. This is an example in which 40 are arranged. Of course, the buffer 40 of each separator 13 can be arranged so that the same configuration is limited to the positive electrode tab 12t of the positive electrode current collector 12A so as to elastically support the base end from both sides.
In this modified example, as shown in the figure, each separator 13 is arranged so that the buffer portion 40 is alternately directed downward and upward with respect to the extension surface of the separator 13 itself, and the negative electrode current collector 11A The negative electrode tab 11t is sandwiched from both upper and lower surfaces of the base end.

この変形例の構成であれば、緩衝部４０が負極タブ１１ｔの基端部をその上下両面から挟持するので、緩衝部４０が負極タブ１１ｔを支持した位置での緩衝効果が向上する。そのため、電池１が振動したときの負極タブ１１ｔの変位をより好適に吸収できる。よって、負極タブ１１ｔと負極リード２１との接続部の耐久性がより向上するため、電池１の耐久性をより向上させることができる。また、負極タブ１１ｔの部分での位置ズレを防止または抑制する効果も向上するので、電流が集中する負極タブ１１ｔの部分での短絡をより確実に防止できる。 According to the configuration of this modified example, since the buffer portion 40 sandwiches the base end of the negative electrode tab 11t from both upper and lower surfaces, the buffering effect at the position where the buffer portion 40 supports the negative electrode tab 11t is improved. Therefore, the displacement of the negative electrode tab 11t when the battery 1 vibrates can be more appropriately absorbed. Therefore, the durability of the connection between the negative electrode tab 11t and the negative electrode lead 21 is further improved, so that the durability of the battery 1 can be further improved. Further, the effect of preventing or suppressing displacement at the negative electrode tab 11t is also improved, so that a short circuit at the negative electrode tab 11t where current is concentrated can be more reliably prevented.

ここで、両極のリード２１、２２や集電体１１Ａ、１２Ａは、必ずしも同じ素材からは形成されず、相互に異なる材料や厚さに設定される場合があるところ、この変形例によれば、異なる材料や厚さに応じて、リードタブの接続部において耐久性を向上させたい箇所に、各セパレータ１３の緩衝部４０を選択的に集中して配置できる、そのため、比較的に耐久性が低い箇所を補強したり、あるいは、集電体の厚さを薄くしてコンパクト化しつつ容量の大型化を図るような場合に適用する上で好ましい。 Here, the bipolar leads 21 and 22 and the current collectors 11A and 12A are not necessarily formed of the same material, and may be set to different materials and thicknesses. According to different materials and thicknesses, the buffer portions 40 of the separators 13 can be selectively concentrated at locations where durability is desired to be improved at the connection portions of the lead tabs. Therefore, locations where the durability is relatively low Or when the current collector is reduced in thickness to increase the capacity while reducing the size of the current collector.

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について図４および図５を参照しつつ説明する。
第一実施形態では、両極のリード２１、２２が、外装体３０の周縁部の同一の辺上に設けられた例を説明した。これに対し、この第二実施形態は、図４に示すように、両極のリード２１、２２を異なる辺上に設けるとともに、導出方向を反対方向とした例である。
第二実施形態の電池１は、図５に示すように、略矩形の外装体３０の周縁部の向かい合う二辺に対し、一方の辺に負極リード２１が設けられ、他方の辺に正極リード２２が設けられている。負極リード２１及び正極リード２２は、それぞれ外装体３０の内部から外部に向かって反対の方向に導出されている。 [Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, an example has been described in which the bipolar leads 21 and 22 are provided on the same side of the peripheral portion of the exterior body 30. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the leads 21 and 22 of the two poles are provided on different sides, and the lead-out direction is the opposite direction.
As shown in FIG. 5, the battery 1 of the second embodiment has a negative electrode lead 21 provided on one side and a positive electrode lead 22 provided on the other side with respect to two opposing sides of a peripheral portion of a substantially rectangular exterior body 30. Is provided. The negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22 are respectively led in the opposite directions from the inside of the exterior body 30 to the outside.

第二実施形態では、第一実施形態と同様のセパレータ１３を用いるとともに、そのセパレータ１３が同様の姿勢で配置されている。すなわち、各セパレータ１３は、帯状セパレータ材から切断した端辺の全てに巻き込み部が形成されており、巻き込み部がセパレータ１３自身の延在面に対して同図で全て下向きに配置されている。
ここで、第二実施形態では、両極のリード２１、２２を、外装体３０の周縁部の向かい合う二辺に設けているため、各セパレータ１３は、二つの端辺の巻き込み部が緩衝部４０として機能することになる。なお、緩衝部４０の一部は、タブ１１ｔ、１２ｔ側を向くようには配置されないものの、いずれの緩衝部４０も、タブ１１ｔ、１２ｔが存在する辺に位置するように配置される。 In the second embodiment, the same separator 13 as in the first embodiment is used, and the separator 13 is arranged in the same posture. That is, in each of the separators 13, wrapped portions are formed on all of the edges cut from the strip-shaped separator material, and the wrapped portions are all arranged downward in the drawing with respect to the extending surface of the separator 13 itself.
Here, in the second embodiment, since the leads 21 and 22 of the two poles are provided on two opposite sides of the peripheral portion of the exterior body 30, each separator 13 is configured such that the winding portion of the two end sides serves as the buffer portion 40. Will work. In addition, although a part of the buffer part 40 is not arranged so as to face the tabs 11t and 12t, each buffer part 40 is arranged so as to be located on the side where the tabs 11t and 12t exist.

この第二実施形態の構成であれば、各セパレータ１３が、二つの端辺の巻き込み部を緩衝部４０として機能させて、タブ１１ｔ、１２ｔ側を向く各緩衝部４０にて、第一実施形態同様の作用効果を奏することができる。また、タブ１１ｔ、１２ｔ側を向くようには配置されない他の緩衝部４０についても、タブ１１ｔ、１２ｔが存在する辺に位置するように配置されているため、緩衝部４０の積層方向での厚み（高さ）の設定によって、緩衝部４０によるクッション性を期待できる。そのため、両極のリード２１、２２を異なる辺上に設けて、導出方向を反対方向としたリチウムイオン二次電池を構成する上で好適である。 According to the configuration of the second embodiment, each separator 13 causes the wrapped portions on the two end sides to function as the buffer portion 40, and the respective buffer portions 40 facing the tabs 11t and 12t are used in the first embodiment. Similar effects can be obtained. Further, the other buffer portions 40 that are not disposed so as to face the tabs 11t and 12t are also disposed so as to be located on the sides where the tabs 11t and 12t are present. By setting the (height), the cushioning property of the buffer section 40 can be expected. Therefore, it is suitable for providing a lithium ion secondary battery in which the leads 21 and 22 of both electrodes are provided on different sides and the lead-out directions are opposite.

［第二実施形態の変形例］
次に、第二実施形態の変形例について図６を参照しつつ説明する。
この第二実施形態の変形例は、第二実施形態に示したリード２１、２２およびタブ１１ｔ、１２ｔの構成に対して、第一実施形態の変形例に示したセパレータ１３の緩衝部４０の構成を採用した例である。
つまり、図６に示すように、この第二実施形態の変形例は、外装体３０の周縁部の向かい合う二辺に設けた両極のリード２１、２２のうち、一方の辺に設けた負極リード２１に接続する負極集電体１１Ａは、その負極タブ１１ｔの基端部を両側から弾性的に支持するように、各セパレータ１３の緩衝部４０が配置されている。
一方、他方の辺に設けた正極リード２２に接続する正極集電体１２Ａは、緩衝部４０が正極タブ１２ｔを挟持するようには配置されないものの、緩衝部４０が、正極タブ１２ｔが存在する辺に位置するように配置されている。 [Modification of Second Embodiment]
Next, a modification of the second embodiment will be described with reference to FIG.
The modification of the second embodiment is different from the configuration of the leads 21 and 22 and the tabs 11t and 12t of the second embodiment in the configuration of the buffer 40 of the separator 13 shown in the modification of the first embodiment. This is an example in which is adopted.
That is, as shown in FIG. 6, the modified example of the second embodiment is different from the negative electrode lead 21 provided on one side of the bipolar leads 21 and 22 provided on two opposite sides of the peripheral portion of the outer package 30. The buffer portions 40 of the separators 13 are arranged such that the negative electrode current collector 11A connected to the separator 13 elastically supports the base end of the negative electrode tab 11t from both sides.
On the other hand, although the positive electrode current collector 12A connected to the positive electrode lead 22 provided on the other side is not arranged so that the buffer section 40 sandwiches the positive electrode tab 12t, the buffer section 40 is connected to the side where the positive electrode tab 12t exists. It is arranged to be located at.

この第二実施形態の変形例の構成であれば、負極集電体１１Ａは、緩衝部４０により負極タブ１１ｔを支持した位置で緩衝効果を奏する。そのため、電池１が振動したときの負極タブ１１ｔの変位を吸収できる。よって、負極タブ１１ｔと負極リード２１との接続部の耐久性が向上する。したがって、電池１の耐久性をより向上させることができる。また、負極タブ１１ｔの部分での位置ズレを防止または抑制できるので、電流が集中する負極タブ１１ｔの部分での短絡をより確実に防止できる。 With the configuration of the modification of the second embodiment, the negative electrode current collector 11A has a buffering effect at a position where the negative electrode tab 11t is supported by the buffering section 40. Therefore, the displacement of the negative electrode tab 11t when the battery 1 vibrates can be absorbed. Therefore, the durability of the connection between the negative electrode tab 11t and the negative electrode lead 21 is improved. Therefore, the durability of the battery 1 can be further improved. In addition, since positional displacement at the negative electrode tab 11t can be prevented or suppressed, a short circuit at the negative electrode tab 11t where current is concentrated can be more reliably prevented.

一方、正極集電体１２Ａは、緩衝部４０が正極タブ１２ｔを挟持するようには配置されないものの、緩衝部４０が、正極タブ１２ｔが存在する辺に位置するように配置されているため、緩衝部４０の積層方向での厚み（高さ）の設定によって、緩衝部４０によるクッション性を期待できる。よって、正極集電体１２Ａについても、電池１が振動したときの正極タブ１２ｔの変位を吸収可能な構成とすることができる。そのため、両極のリード２１、２２を異なる辺上に設け、導出方向を反対方向としたリチウムイオン二次電池を構成する上で好適である。 On the other hand, although the positive electrode current collector 12A is not arranged so that the buffer section 40 sandwiches the positive electrode tab 12t, the buffer section 40 is arranged so as to be located on the side where the positive electrode tab 12t is present. By setting the thickness (height) of the portion 40 in the stacking direction, cushioning by the buffer portion 40 can be expected. Therefore, the positive electrode current collector 12A can also be configured to be able to absorb the displacement of the positive electrode tab 12t when the battery 1 vibrates. Therefore, it is suitable for forming a lithium ion secondary battery in which the leads 21 and 22 of the both electrodes are provided on different sides and the lead-out directions are opposite.

［セパレータ１３の端辺に形成する緩衝部４０の変形例］
次に、セパレータ１３の端辺に形成する緩衝部４０の変形例について図７を参照しつつ説明する。
上述した各実施形態ないし変形例では、セパレータ１３の端辺に形成した巻き込み部を緩衝部４０とする例を説明したが、本発明に係る緩衝部は、これに限定されず、負極タブ１１ｔまたは正極タブ１２ｔに対して緩衝効果を奏する構成であれば種々の態様を採用できる。 [Modified Example of Buffer Section 40 Formed on End Side of Separator 13]
Next, a modified example of the buffer section 40 formed on the edge of the separator 13 will be described with reference to FIG.
In each of the embodiments and the modifications described above, the example in which the wrapped portion formed on the end side of the separator 13 is the buffer portion 40 has been described. However, the buffer portion according to the present invention is not limited to this, and the negative electrode tab 11t or Various configurations can be adopted as long as the configuration has a buffer effect on the positive electrode tab 12t.

例えば、図７（ａ）に示すように、セパレータ１３の端部をその延在方向に沿ってＵ字状に曲げ返しまたは折り返して緩衝部４０とすることができる。また、曲げ返しまたは折り返しを行う箇所も一箇所に限らず、同図（ｂ）に示すように、セパレータ１３の端部をその延在方向に沿って複数回（この例では二回）曲げ返しまたは折り返してつづら折り状に形成された緩衝部４０とすることができる。 For example, as shown in FIG. 7A, the buffer portion 40 can be formed by bending or folding the end of the separator 13 into a U-shape along the extending direction thereof. Further, the place where the return or the return is performed is not limited to one place, and the end of the separator 13 is bent a plurality of times (twice in this example) along the extending direction as shown in FIG. Alternatively, the buffer portion 40 may be folded and formed in a serpentine shape.

また、セパレータ１３の端部に対して曲げ返しまたは折り返しを行う向きも、セパレータ１３の延在方向に限らず、例えば、同図（ｃ）に示すように、セパレータ１３の端部をその延在方向とは直交する方向に沿ってＵ字状に曲げ返しまたは折り返して緩衝部４０とすることができる。また、同図（ｄ）に示すように、セパレータ１３の延在方向とは直交する方向に沿って複数回（この例では二回）曲げ返しまたは折り返してつづら折り状に形成された緩衝部４０とすることができる。 The direction in which the end of the separator 13 is bent or folded is not limited to the extending direction of the separator 13. For example, as shown in FIG. The buffer portion 40 can be bent back or folded back into a U-shape along a direction orthogonal to the direction. Further, as shown in FIG. 4D, the buffer portion 40 formed by bending or folding back (or twice) in a direction orthogonal to the extending direction of the separator 13 is formed in a zigzag shape. can do.

また、上述した各実施形態ないし変形例では、帯状セパレータ材を例えば熱によって溶断し、その溶断時における素材表裏の熱収縮率の差異によって収縮率の高い側に基材端部を巻回させて巻き込み部を形成し、この巻き込み部を緩衝部４０とする例を説明したが、本発明に係る緩衝部は、これに限定されず、種々の製造方法によって形成できる。
例えば、帯状セパレータ材をせん断し、その後に、せん断されたセパレータ１３の端部に加熱した型を押圧して、上述した図７（ａ）〜（ｄ）のような形状の緩衝部４０をプレス成形してもよい。 Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the band-shaped separator material is blown off by, for example, heat, and the end of the base material is wound on the side having a high shrinkage due to the difference in the heat shrinkage between the front and back surfaces of the material at the time of the blow. Although the example in which the entangled portion is formed and the entangled portion is used as the buffer portion 40 has been described, the buffer portion according to the present invention is not limited to this, and can be formed by various manufacturing methods.
For example, the strip-shaped separator material is sheared, and then the heated mold is pressed against the sheared end of the separator 13 to press the buffer section 40 having a shape as shown in FIGS. 7A to 7D described above. It may be molded.

但し、セパレータ１３の端部に効率良く緩衝部４０を形成する上では、帯状セパレータ材を溶断し、その溶断時における素材表裏の熱収縮率の差異によって収縮率の高い側に基材端部を巻回させて巻き込み部を形成し、この巻き込み部を緩衝部４０とすることは好ましい。
特に、緩衝部４０とする巻き込み部を効率良くセパレータ１３の端部に形成する上では、例えば図８に示すように、セパレータ１３を、樹脂製の基材層１３ａと、基材層１３ａに被覆されたセラミック粒子で構成される耐熱層１３ｂとを有する構成とすることが好ましい。また、基材層１３ａは、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンをこの順に積層した三層構造とすることが好ましい。 However, in order to efficiently form the buffer portion 40 at the end of the separator 13, the band-shaped separator material is blown, and the base material end is placed on the side with a high shrinkage due to the difference in the heat shrinkage between the front and back of the material at the time of the blow. It is preferable to form a wrapped portion by winding, and to use the wrapped portion as the buffer portion 40.
In particular, in order to efficiently form the winding portion serving as the buffer portion 40 at the end of the separator 13, for example, as shown in FIG. 8, the separator 13 is coated on the resin base layer 13 a and the base layer 13 a. And a heat-resistant layer 13b made of ceramic particles. The base layer 13a preferably has a three-layer structure in which polyethylene, polypropylene, and polyethylene are laminated in this order.

このような構成とすれば、耐熱層１３ｂに比べて基材層１３ａの熱収縮率が大きいため、溶断時における素材表裏の熱収縮率の差異によって基材端部を巻回させて巻き込み部を緩衝部４０として形成する上で好適である。なお、図８に示すセパレータ１３を用いる場合、発電要素１０の積層方向において、耐熱層１３ｂは、基材層１３ａの正極側を向く面にのみ形成されるように、セパレータ１３を介装することが好ましい。
また、上述した各実施形態ないし変形例では、各セパレータ１３に対し、帯状セパレータ材から切断した端辺の全てに巻き込み部を形成した例を説明したが、これに限定されず、例えば、第一実施形態において、図２の右側に示す巻き込み部は、緩衝部４０として機能しないものであるから、この部分には巻き込み部を有しない構成としてもよい。 With such a configuration, the heat shrinkage of the base material layer 13a is larger than that of the heat-resistant layer 13b. This is suitable for forming the buffer section 40. When the separator 13 shown in FIG. 8 is used, the separator 13 is interposed so that the heat-resistant layer 13b is formed only on the surface facing the positive electrode side of the base material layer 13a in the stacking direction of the power generation element 10. Is preferred.
Further, in each of the above-described embodiments and modified examples, the example in which the wrap portion is formed on each of the separators 13 on all of the edges cut from the strip-shaped separator material has been described. However, the present invention is not limited thereto. In the embodiment, since the entangled portion shown on the right side of FIG. 2 does not function as the buffering portion 40, the portion may not have the entangled portion.

以下、上述した各実施形態および変形例のリチウムイオン二次電池１を構成する各構成要素について、さらに詳細に説明する。
＜負極リード２１及び正極リード２２について＞
負極リード２１及び正極リード２２は、例えば導電性金属箔により構成される。金属箔の具体例としては、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル等の単一金属からなる金属箔や、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の合金からなる金属箔があげられる。なお、負極リード２１の材質と正極リード２２の材質は同一でもよいし、異なっていてもよい。また、別途に準備した負極リード２１及び正極リード２２を、負極集電体１１Ａ及び正極集電体１２Ａのタブ１１ｔ、１２ｔにそれぞれ接続してもよいし、負極集電体１１Ａ及び正極集電体１２Ａのタブ１１ｔ、１２ｔをそれぞれ延長することによって、負極リード２１及び正極リード２２を形成してもよい。 Hereinafter, each component constituting the lithium ion secondary battery 1 of each of the above-described embodiments and modifications will be described in more detail.
<About the negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22>
The negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22 are made of, for example, a conductive metal foil. Specific examples of the metal foil include a metal foil made of a single metal such as aluminum, copper, titanium, and nickel, and a metal foil made of an alloy such as an aluminum alloy and stainless steel. Note that the material of the negative electrode lead 21 and the material of the positive electrode lead 22 may be the same or different. Alternatively, the separately prepared negative electrode lead 21 and positive electrode lead 22 may be connected to the tabs 11t and 12t of the negative electrode current collector 11A and the positive electrode current collector 12A, respectively, or the negative electrode current collector 11A and the positive electrode current collector The negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22 may be formed by extending the tabs 11t and 12t of 12A, respectively.

＜負極１１について＞
負極１１は、負極集電体１１Ａの両方の主面上に、負極活物質層１１Ｂ、１１Ｂが形成された構造を有する。負極活物質層１１Ｂは、例えば、負極活物質と導電助剤と結着剤（バインダー）とを含有する。導電助剤は、負極活物質層１１Ｂ中に分散された状態で含まれる。また、負極１１における結着剤の含有率を、所定の好ましい範囲とすることにより、結着剤が負極活物質の粒子の少なくとも一部を被覆した状態で、負極活物質同士を結着することができる。 <About the negative electrode 11>
The negative electrode 11 has a structure in which negative electrode active material layers 11B and 11B are formed on both main surfaces of a negative electrode current collector 11A. The negative electrode active material layer 11B contains, for example, a negative electrode active material, a conductive additive, and a binder. The conductive assistant is included in a state of being dispersed in the negative electrode active material layer 11B. Further, by setting the content of the binder in the negative electrode 11 to a predetermined preferable range, the negative electrode active material is bound to each other while the binder covers at least a part of the particles of the negative electrode active material. Can be.

（１）＜負極集電体１１Ａについて＞
負極集電体１１Ａの材質としては、例えば、銅、ニッケル、チタン等の金属や、これらの金属を１種以上含有する合金（例えばステンレス鋼）を用いることができる。
（２）＜負極活物質について＞
負極活物質としては、例えば、黒鉛等の結晶性炭素材料を用いることができる。黒鉛の具体例としては、天然黒鉛や、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素等の人造黒鉛や、ＭＣＦ（メソカーボンファイバ）があげられる。これらの結晶性炭素材料は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。 (1) <About the negative electrode current collector 11A>
As the material of the negative electrode current collector 11A, for example, metals such as copper, nickel, and titanium, and alloys containing one or more of these metals (for example, stainless steel) can be used.
(2) <Negative electrode active material>
As the negative electrode active material, for example, a crystalline carbon material such as graphite can be used. Specific examples of graphite include natural graphite, artificial graphite such as non-graphitizable carbon, easily graphitizable carbon, and low-temperature calcined carbon, and MCF (mesocarbon fiber). One of these crystalline carbon materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

（３）＜導電助剤について＞
導電助剤としては、例えば、カーボンブラック等の非晶性炭素材料や黒鉛等の結晶性炭素材料を用いることができる。カーボンブラックの具体例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラックがあげられる。黒鉛の具体例は、上記（２）項において示したものと同様である。これらの炭素材料は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。 (3) <Conduction aid>
As the conductive additive, for example, an amorphous carbon material such as carbon black or a crystalline carbon material such as graphite can be used. Specific examples of carbon black include Ketjen black, acetylene black, channel black, lamp black, oil furnace black, and thermal black. Specific examples of graphite are the same as those described in the above section (2). One of these carbon materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

（４）＜結着剤について＞
結着剤としては、負極活物質の粒子と導電助剤の粒子とを結着可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えばフッ素樹脂を用いることができる。フッ素樹脂の具体例としては、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンと他のフッ素系モノマーとを共重合させたフッ化ビニリデン系重合体があげられる。なお、結着剤は、電解液が浸透しうるものであれば、フッ素樹脂のみからなるものでもよいし、フッ素樹脂と他の成分の混合物からなるものでもよい。 (4) <Binder>
The binder is not particularly limited as long as it is capable of binding the particles of the negative electrode active material and the particles of the conductive auxiliary agent. For example, a fluorine resin can be used. Specific examples of the fluorine resin include polyvinylidene fluoride, and a vinylidene fluoride polymer obtained by copolymerizing vinylidene fluoride and another fluorine monomer. The binder may be composed of only a fluororesin, or may be composed of a mixture of a fluororesin and other components, as long as the electrolyte can penetrate.

＜正極１２について＞
正極１２は、正極集電体１２Ａの両方の主面上に、正極活物質層１２Ｂ、１２Ｂが形成された構造を有する。正極活物質層１２Ｂは、例えば、正極活物質と、必要に応じて添加される導電助剤及び結着剤とを含有する。導電助剤や結着剤としては、従来のリチウムイオン二次電池に一般的に用いることができるもの（例えば上記負極１１での（３）項、（４）項において示したもの）を適宜選択して用いることができる。 <About the positive electrode 12>
The positive electrode 12 has a structure in which positive electrode active material layers 12B and 12B are formed on both main surfaces of a positive electrode current collector 12A. The positive electrode active material layer 12B contains, for example, a positive electrode active material and a conductive additive and a binder that are added as needed. As the conductive additive and the binder, those which can be generally used in a conventional lithium ion secondary battery (for example, those shown in the above items (3) and (4) of the negative electrode 11) are appropriately selected. Can be used.

（１）＜正極集電体１２Ａについて＞
正極集電体１２Ａの材質としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属や、これらの金属を１種以上含有する合金（例えばステンレス鋼）を用いることができる。
（２）＜正極活物質について＞
正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ＮＣＭ）等のリチウム含有酸化物を用いることができる。これらの正極活物質は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。 (1) <About positive electrode current collector 12A>
As the material of the positive electrode current collector 12A, for example, metals such as aluminum, nickel, and titanium, and alloys containing one or more of these metals (for example, stainless steel) can be used.
(2) <Positive electrode active material>
As the positive electrode active material, for example, a lithium-containing oxide such as lithium cobalt oxide (LiCoO ₂ ), lithium nickel oxide (LiNiO ₂ ), lithium manganate (LiMn ₂ O ₄ ), and nickel cobalt lithium manganate (NCM) is used. be able to. These positive electrode active materials may be used alone or in a combination of two or more.

＜セパレータ１３について＞
セパレータ１３は、多数の微細な孔を有する微多孔性膜であり、その孔内に電解液を収容することにより、外装体３０内に封入された電解液を保持する。セパレータ１３の材質は、電気絶縁性を有し、電気化学的に安定で且つ電解液に対して安定であれば特に限定されるものではない。
セパレータ１３の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンや、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルや、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド（アラミド）等のポリアミドからなる微多孔性膜があげられる。 <About the separator 13>
The separator 13 is a microporous film having a large number of fine holes, and holds the electrolyte sealed in the exterior body 30 by containing the electrolyte in the holes. The material of the separator 13 is not particularly limited as long as it has an electrical insulation property, is electrochemically stable, and is stable to an electrolytic solution.
Examples of the material of the separator 13 include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyesters such as polyethylene terephthalate, aliphatic polyamides, and aromatic polyamides (aramids). Examples include a microporous membrane made of polyamide.

また、セパレータ１３の材質として、上記の樹脂とフィラーとを含有する樹脂組成物を用いることもできる。フィラーの種類は、電気化学的に安定で且つ電解液に対して安定であれば特に限定されるものではないが、例えば、無機粒子や有機粒子があげられる。無機粒子の具体例としては、酸化鉄、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、ジルコニア等の金属酸化物や、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等のセラミックの微粒子があげられる。有機粒子の具体例としては、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン等の樹脂の微粒子があげられる。 Further, as a material of the separator 13, a resin composition containing the above resin and a filler can also be used. The type of the filler is not particularly limited as long as it is electrochemically stable and stable to the electrolytic solution, and examples thereof include inorganic particles and organic particles. Specific examples of the inorganic particles include metal oxides such as iron oxide, alumina, silica, titanium dioxide and zirconia, and fine particles of ceramics such as aluminum nitride and silicon nitride. Specific examples of the organic particles include fine particles of a resin such as crosslinked polymethyl methacrylate and crosslinked polystyrene.

さらに、セパレータ１３は、樹脂製の基材層の表面に、耐熱層を被覆したものでもよい。耐熱層を有することにより、セパレータ１３の耐熱性や機械特性が向上する。耐熱層は、セラミック粒子で構成される。セラミックの種類は特に限定されるものでないが、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等があげられる。 Further, the separator 13 may be formed by coating a surface of a resin-made base material layer with a heat-resistant layer. By having the heat-resistant layer, the heat resistance and mechanical properties of the separator 13 are improved. The heat-resistant layer is composed of ceramic particles. The type of ceramic is not particularly limited, and examples thereof include alumina, silica, titanium dioxide, zirconia, aluminum nitride, silicon nitride, and silicon carbide.

特に、上述した各実施形態ないし変形例に用いるセパレータ１３として、緩衝部４０を容易に形成する上では、帯状セパレータ材を溶断し、その溶断時における素材表裏の熱収縮率の差異によって収縮率の高い側に基材端部を巻回させて巻き込み部を形成し易い構造とすることが好ましい。巻き込み部を形成し易くする上では、例えば、樹脂製の基材層を異なる複数層の積層構造とし、一方の層と他方の層との溶断時における熱収縮率の差異によって収縮率の高い側に基材端部を巻回させることができる。 In particular, in order to easily form the buffer portion 40 as the separator 13 used in each of the above-described embodiments and modifications, the band-shaped separator material is blown, and the heat shrinkage of the front and back surfaces of the material at the time of the blowout is reduced. It is preferable to form a structure in which the end of the base material is wound on the high side to easily form a winding portion. In order to facilitate the formation of the entangled portion, for example, the resin base layer has a laminated structure of a plurality of different layers, and the side having the higher shrinkage due to the difference in the heat shrinkage at the time of fusing between one layer and the other layer. Around the substrate end.

また、樹脂製の基材層の延伸状態を異ならせて熱収縮率に差異を与えてもよい。例えば、二軸延伸によって、一軸方向の延伸率と他軸方向との延伸率を変えることによって熱収縮率に差異を与えてもよいし、一軸延伸によって延伸方向とそうでない方向とに熱収縮率に差異を与えてもよい。また、耐熱層を形成する場合には、耐熱層に比べて基材層の熱収縮率が大きいため、溶断時における耐熱層と基材層との熱収縮率の差異によって基材端部を巻回させて巻き込み部を形成することもできる。 Further, the stretching state of the resinous base material layer may be made different to give a difference in the heat shrinkage. For example, the biaxial stretching may give a difference in the heat shrinkage by changing the stretch ratio in the uniaxial direction and the stretch ratio in the other axis direction, or the heat shrinkage ratio in the stretch direction and the other direction by uniaxial stretching. May be given a difference. When a heat-resistant layer is formed, the heat-shrinkage rate of the base layer is larger than that of the heat-resistant layer. It can also be turned to form a winding portion.

＜電解液について＞
電解液としては、例えば、電解質であるリチウム塩を非水溶媒（有機溶媒）に溶解した溶液を用いることができる。電解液は、液状に限らずゲル状であってもよい。電解液は慣用の添加剤をさらに含有していてもよい。
リチウム塩の種類は、非水溶媒中で解離してリチウムイオンを生成するものであれば特に限定されるものではない。リチウム塩の具体例としては、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ_６）、四塩化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＣｌ_４）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、四フッ化ホウ素酸リチウム（ＬｉＢＦ_４）、六フッ化アンチモン酸リチウム（ＬｉＳｂＦ_６）、ＬｉＰＯＦ_２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＯ）_２があげられる。 <About electrolyte>
As the electrolytic solution, for example, a solution in which a lithium salt as an electrolyte is dissolved in a nonaqueous solvent (organic solvent) can be used. The electrolyte is not limited to a liquid, but may be a gel. The electrolyte may further contain conventional additives.
The type of lithium salt is not particularly limited as long as it dissociates in a nonaqueous solvent to generate lithium ions. Specific examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF ₆ ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF ₆ ), lithium aluminum tetrachloride (LiAlCl ₄ ), lithium perchlorate (LiClO ₄ ), and tetrafluorophosphate. Lithium borate (LiBF ₄ ), lithium hexamonate antimonate (LiSbF ₆ ), LiPOF ₂ , LiCF ₃ SO ₃ , LiCF ₃ CF ₂ SO ₃ , LiC (CF ₃ SO ₂ ) ₃ , LiN (CF ₃ SO ₂₎ ) ₂ , LiN (CF ₃ CF ₂ SO ₂ ) ₂ , LiN (CF ₃ SO ₂ ) (C ₄ F ₉ SO ₂ ), and LiN (CF ₃ CF ₂ CO) ₂ .

これらのリチウム塩の中でも、特に、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ素酸リチウムを用いることが好ましい。これらのリチウム塩は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
非水溶媒としては、例えば、環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ラクトン類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、及びこれらのフッ化誘導体からなる群より選ばれる少なくとも１種の有機溶媒があげられる。
環状カーボネート類の具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、及びこれらのフッ化誘導体等があげられる。鎖状カーボネート類の具体例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、及びこれらのフッ化誘導体等があげられる。 Among these lithium salts, it is particularly preferable to use lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate. One of these lithium salts may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The non-aqueous solvent is, for example, selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, aliphatic carboxylic esters, γ-lactones, cyclic ethers, chain ethers, and fluorinated derivatives thereof. At least one organic solvent is included.
Specific examples of the cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and fluorinated derivatives thereof. Specific examples of the chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dipropyl carbonate, and fluorinated derivatives thereof.

脂肪族カルボン酸エステル類の具体例としては、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、及びこれらのフッ化誘導体があげられる。γ−ラクトン類の具体例としては、γ−ブチロラクトンやこのフッ化誘導体等があげられる。環状エーテル類の具体例としては、ジオキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等があげられる。鎖状エーテル類の具体例としては、１，２−エトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエチルエーテル、及びこれらのフッ化誘導体等があげられる。 Specific examples of the aliphatic carboxylic acid esters include methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl propionate, and fluorinated derivatives thereof. Specific examples of γ-lactones include γ-butyrolactone and fluorinated derivatives thereof. Specific examples of the cyclic ethers include dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like. Specific examples of the chain ethers include 1,2-ethoxyethane, ethoxymethoxyethane, diethyl ether, and fluorinated derivatives thereof.

その他の非水溶媒の具体例としては、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアルデヒド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イルエーテル、１，３−プロパンスルトン、アニソール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、フッ素化カルボン酸エステル等があげられる。これらの非水溶媒は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of other non-aqueous solvents include dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolan, formaldehyde, acetamide, dimethylformamide, acetonitrile, propylnitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphate triester, trimethoxymethane, sulfolane, methyl Examples include sulfolane, 1,3-dimethyl-2-yl ether, 1,3-propane sultone, anisole, N-methyl-2-pyrrolidone, and fluorinated carboxylic acid esters. One of these non-aqueous solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

＜外装体３０について＞
外装体３０は、例えば、熱融着層と金属層と保護層との積層体からなる可撓性のラミネートフィルムにより形成したラミネート外装体であってもよいし、金属、樹脂等からなる角形、円筒形等の容器により形成した外装体であってもよい。ラミネート外装体は、軽量化と、電池エネルギー密度の向上という観点から好ましい。また、外装体３０としてラミネート外装体を用いたラミネート型リチウムイオン二次電池は、放熱性にも優れる。 <About the exterior body 30>
The exterior body 30 may be, for example, a laminate exterior body formed of a flexible laminate film formed of a laminate of a heat fusion layer, a metal layer, and a protective layer, or may be a rectangular shape made of metal, resin, or the like. It may be an exterior body formed of a container such as a cylindrical shape. The laminate outer package is preferable from the viewpoint of reducing the weight and improving the energy density of the battery. In addition, a laminated lithium ion secondary battery using a laminated exterior body as the exterior body 30 has excellent heat dissipation.

金属層は、例えば金属箔（例えばアルミニウム箔、ＳＵＳ箔）からなり、その内側面を覆う熱融着層は、熱融着が可能な樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）からなり、金属層の外側面を覆う保護層は、耐久性に優れた樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート、ナイロン）からなる。なお、さらに多数の層を有するラミネートフィルムを用いることもできる。 The metal layer is made of, for example, a metal foil (for example, aluminum foil or SUS foil), and the heat-sealing layer covering the inner surface thereof is made of a heat-fusible resin (for example, polyethylene or polypropylene). Is made of a highly durable resin (eg, polyethylene terephthalate, nylon). Note that a laminate film having a larger number of layers can be used.

上述した各実施形態ないし変形例の電池１の外装体３０は、発電要素１０の下面側に配置される１枚のラミネートフィルムと上面側に配置される他の１枚のラミネートフィルムとの２枚構造を有する。外装体３０は、これら２枚のラミネートフィルムの周縁部の４辺を重ね合わせ、互いに熱融着した袋状となっている。
ただし、外装体３０は、このような２枚構造に限らず、１枚構造としてもよい。すなわち、外装体３０は、比較的に大きな１枚のラミネートフィルムを折り曲げた（２つ折りにした）状態とし、その内側に発電要素１０を配置し（ラミネートフィルムの間に発電要素１０を挟み）、周縁部の３辺を重ね合わせて、互いに熱融着した袋状としてもよい。 The exterior body 30 of the battery 1 of each of the above-described embodiments and modifications includes two sheets, one laminated film disposed on the lower surface side of the power generating element 10 and another laminated film disposed on the upper surface side. Having a structure. The exterior body 30 has a bag shape in which the four sides of the periphery of these two laminated films are overlapped and thermally fused to each other.
However, the exterior body 30 is not limited to such a two-piece structure, and may have a one-piece structure. That is, the exterior body 30 is in a state in which one relatively large laminated film is folded (folded into two), and the power generating element 10 is arranged inside the laminated film (the power generating element 10 is sandwiched between the laminated films). The three sides of the peripheral portion may be overlapped to form a bag that is thermally fused to each other.

＜リチウムイオン二次電池１の製造方法について＞
以下、上述した各実施形態ないし変形例の電池１の製造方法の一例について説明する。
負極活物質としての黒鉛と導電助剤としてのカーボンブラックと結着剤としてのフッ素樹脂とを、所定の配合量でＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤中に分散させて、スラリーを得る。このスラリーを銅箔等の負極集電体１１Ａに塗布し、乾燥させ、負極活物質層１１Ｂを形成することによって負極１１を作製する。得られた負極１１は、ロールプレス等の方法により圧縮して適当な密度に調整してもよい。 <About the manufacturing method of the lithium ion secondary battery 1>
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the battery 1 of each of the above-described embodiments and modifications will be described.
A slurry is obtained by dispersing graphite as a negative electrode active material, carbon black as a conductive additive, and a fluororesin as a binder in a predetermined amount in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. This slurry is applied to a negative electrode current collector 11A such as a copper foil and dried to form a negative electrode active material layer 11B, whereby the negative electrode 11 is produced. The obtained negative electrode 11 may be compressed to a suitable density by a method such as a roll press.

また、正極活物質としてのリチウムマンガン複合酸化物と導電助剤と結着剤とを、所定の配合量でＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤中に分散させてスラリーを得る。このスラリーをホットプレート上にてドクターブレード等を用いてアルミニウム箔等の正極集電体１２Ａに塗布し、乾燥させ、正極活物質層１２Ｂを形成することによって、正極１２を作製する。得られた正極１２は、ロールプレス等の方法により圧縮して適当な密度に調整してもよい。 Further, a slurry is obtained by dispersing a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder in a predetermined amount in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. This slurry is applied to a positive electrode current collector 12A such as an aluminum foil on a hot plate using a doctor blade or the like, and dried to form a positive electrode active material layer 12B, whereby the positive electrode 12 is produced. The obtained positive electrode 12 may be compressed to a suitable density by a method such as a roll press.

ここで、セパレータ１３は、微多孔膜からなる帯状セパレータ材を用意し、その帯状セパレータ材を所望の寸法にて矩形状に切断して制作する。好適な帯状セパレータ材としては、樹脂製の基材層と、基材層に被覆された耐熱層とを有するものであり、基材層は、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンをこの順に積層した三層構造のものである。セラミック層１６は、樹脂基材層１５との厚さの比が１／５以上となる厚さに形成する。電気自動車やハイブリッド車に搭載する場合には、セパレータ１３の面積が７５ｃｍ^２以上の平板状のものを用いることが好ましい。 Here, the separator 13 is prepared by preparing a band-shaped separator material made of a microporous film, and cutting the band-shaped separator material into a rectangular shape with desired dimensions. Suitable belt-shaped separator material has a base layer made of resin and a heat-resistant layer coated on the base layer, and the base layer has a three-layer structure in which polyethylene, polypropylene and polyethylene are laminated in this order. belongs to. The ceramic layer 16 is formed to a thickness such that the thickness ratio of the ceramic layer 16 to the resin base material layer 15 is 1/5 or more. When mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, it is preferable to use a flat plate having a separator 13 area of 75 cm ² or more.

帯状セパレータ材を切断する際は、切断刃を加熱した状態で帯状セパレータ材の幅方向に沿って刃を押圧する。これにより、帯状セパレータ材を溶断するとともに、表裏の熱収縮率の差異によって収縮率の高い側に基材端部を巻回させて、セパレータ１３の端辺に、端辺の延在方向に沿って端辺自体が円筒状に巻き込まれた巻き込み部を形成する。巻き込み部の厚み（高さ）は例えば１００μｍ以下に管理する。なお、巻き込み部の積層方向での厚み（高さ）は、切断刃の加熱温度および切断刃の押圧時間を管理することにより所望の範囲に設定できる。 When cutting the strip-shaped separator material, the blade is pressed along the width direction of the strip-shaped separator material while the cutting blade is heated. As a result, the band-shaped separator material is blown off, and the end of the base material is wound around the side having the higher shrinkage due to the difference in the heat shrinkage between the front and back sides. The end side itself forms a rolled-up portion that is rolled up in a cylindrical shape. The thickness (height) of the entangled portion is controlled, for example, to 100 μm or less. In addition, the thickness (height) of the winding part in the laminating direction can be set in a desired range by controlling the heating temperature of the cutting blade and the pressing time of the cutting blade.

次いで、負極１１、セパレータ１３、及び正極１２を積層して発電要素１０を構成する。発電要素１０を構成する際には、セパレータ１３と電極１１，１２との相対位置に注意して積層する。すなわち、上述した各実施形態ないし変形例では、セパレータ１３の端辺に形成された巻き込み部が、電極１１，１２のタブ１１ｔ、１２ｔが存在する辺に配置されるように積層する。これにより、セパレータ１３の巻き込み部が緩衝部４０として機能する。 Next, the negative electrode 11, the separator 13, and the positive electrode 12 are stacked to form the power generation element 10. When configuring the power generating element 10, the power generating element 10 is laminated while paying attention to the relative positions of the separator 13 and the electrodes 11, 12. That is, in each of the above-described embodiments and modifications, the wrapping portions formed on the end sides of the separator 13 are stacked so as to be arranged on the sides of the electrodes 11 and 12 where the tabs 11t and 12t are present. Thereby, the winding part of the separator 13 functions as the buffer part 40.

その後に、負極１１の負極タブ１１ｔに負極リード２１を取り付けるとともに、正極１２の正極タブ１２ｔに正極リード２２を取り付ける。そして、外装体３０となる一対のラミネートフィルムで発電要素１０を挟み、負極リード２１及び正極リード２２の先端が、それぞれラミネートフィルムの外部に突出するように位置させつつ、一対のラミネートフィルムの一辺を除く周縁部同士を熱融着し、開口部を有する袋状の外装体３０とする。 Thereafter, the negative electrode lead 21 is attached to the negative electrode tab 11t of the negative electrode 11, and the positive electrode lead 22 is attached to the positive electrode tab 12t of the positive electrode 12. Then, the power generation element 10 is sandwiched between a pair of laminated films to be the exterior body 30, and one end of the pair of laminated films is positioned while the ends of the negative electrode lead 21 and the positive electrode lead 22 project outside the laminated film. The peripheral edges excepting are heat-sealed to form a bag-shaped exterior body 30 having an opening.

次に、六フッ化リン酸リチウム等のリチウム塩とエチレンカーボネート等の有機溶媒とを含有する電解液を、外装体３０の開口部から内部に注液する。電解液の注液により、発電要素１０に電解液を接触させて、発電要素１０に電解液を含浸させる。電解液を所期の量だけ注液し終えたら、外装体３０の開口部を熱融着し、外装体３０を密閉状態とする。これにより、ラミネート型のリチウムイオン二次電池１が完成する。なお、電解液として例えばゲル状の電解液を用いても、上述した各実施形態ないし変形例のリチウムイオン二次電池１を製造できる。 Next, an electrolytic solution containing a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate and an organic solvent such as ethylene carbonate is injected into the inside of the exterior body 30 from the opening. By pouring the electrolyte, the electrolyte is brought into contact with the power generation element 10 to impregnate the power generation element 10 with the electrolyte. When the expected amount of the electrolyte has been injected, the opening of the exterior body 30 is heat-sealed, and the exterior body 30 is sealed. Thereby, the laminate type lithium ion secondary battery 1 is completed. Note that the lithium ion secondary battery 1 of each of the above-described embodiments and modifications can be manufactured even when, for example, a gel electrolyte is used as the electrolyte.

なお、本発明に係るリチウムイオン二次電池は、上述した各実施形態ないし変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態ないし変形例では、略矩形のシート状の外観形状を有する積層型電池を例に説明したが、これに限定されず、例えば、円筒状の外観形状を有する捲回型電池とすることもできる。 In addition, the lithium ion secondary battery according to the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments and modifications, a stacked battery having a substantially rectangular sheet-like external shape has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a wound type battery having a cylindrical external shape is used. It can also be a battery.

また、本発明に係るリチウムイオン二次電池１は、種々の用途に使用可能である。例えば、電気自動車、ハイブリッド車（原動機として内燃機関と電動機を併用する自動車）、自動二輪車、電動アシスト自転車、鉄道車両等の各種車両に使用できる。また、航空機、船舶、農業機械、建設機械、運搬用機械、電動工具、医療機器、福祉用機器、ロボット、蓄電装置等にも使用できる。さらに、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、携帯電話端末、携帯型ゲーム機端末等の携帯機器にも使用できる。 Further, the lithium ion secondary battery 1 according to the present invention can be used for various applications. For example, it can be used for various vehicles such as an electric vehicle, a hybrid vehicle (a vehicle using both an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover), a motorcycle, a power-assisted bicycle, and a railway vehicle. In addition, it can be used for aircraft, ships, agricultural machines, construction machines, transportation machines, power tools, medical equipment, welfare equipment, robots, power storage devices, and the like. Furthermore, it can be used for portable devices such as notebook personal computers, digital cameras, mobile phone terminals, and portable game console terminals.

特に、電気自動車やハイブリッド車に搭載されるリチウムイオン二次電池は、使用期間が長く、また、充放電を頻繁に行うので長寿命が要求されるところ、本発明に係る電池１であれば、耐久性をより向上させることが可能なので、電気自動車やハイブリッド車に搭載されるリチウムイオン二次電池として特に好適である。なお、電気自動車やハイブリッド車に搭載する場合には、電池１の発電要素１０の容量を５Ａｈ以上７０Ａｈ以下とすることが好ましい。 In particular, a lithium ion secondary battery mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle has a long use period, and a long life is required because charging and discharging are performed frequently. Since the durability can be further improved, it is particularly suitable as a lithium ion secondary battery mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle. In addition, when it is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, it is preferable that the capacity of the power generation element 10 of the battery 1 be 5 Ah or more and 70 Ah or less.

１リチウムイオン二次電池
１０発電要素
１１負極
１１ｔ負極タブ（タブ）
１２正極
１２ｔ正極タブ（タブ）
１３セパレータ
１４単電池層
１５基材層
１６耐熱層
２１負極リード（リード）
２２正極リード（リード）
３０外装体
４０緩衝部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion secondary battery 10 Power generation element 11 Negative electrode 11t Negative electrode tab (tab)
12 Positive electrode 12t Positive electrode tab (tab)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Separator 14 Unit cell layer 15 Base material layer 16 Heat-resistant layer 21 Negative electrode lead (lead)
22 Positive electrode lead (lead)
30 exterior body 40 buffer part

Claims

A power generating element in which a rectangular positive electrode and a negative electrode having tabs electrically connected to an external load are stacked via a rectangular separator, and an electrolytic solution, a lithium ion secondary battery including an exterior body,
The separator has a buffer portion formed by bending or folding the end side itself, a resin base material layer, and a heat-resistant layer coated on the base material layer,
The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the separator is arranged so that the buffer portion is located on a side of the positive electrode or the negative electrode where the tab exists, and is wound toward the base material layer side .

A plurality of the positive electrode and the negative electrode are stacked via the separator,
2. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the buffer is disposed at a position facing the tab of each of the positive electrode and the negative electrode in the stacking direction. 3.

The buffer unit, the lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2 side edge itself is winding portion caught in a cylindrical shape along the extending direction of the end side.

The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the base layer of the separator has a three-layer structure in which polyethylene, polypropylene, and polyethylene are laminated in this order.

The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, which is used for a vehicle.