[go: up one dir, main page]

WO2024157743A1 - 二次電池 - Google Patents

二次電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2024157743A1
WO2024157743A1 PCT/JP2024/000058 JP2024000058W WO2024157743A1 WO 2024157743 A1 WO2024157743 A1 WO 2024157743A1 JP 2024000058 W JP2024000058 W JP 2024000058W WO 2024157743 A1 WO2024157743 A1 WO 2024157743A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
current collector
secondary battery
welded
positive electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/000058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智通 上田
良太 沖本
Original Assignee
パナソニックエナジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックエナジー株式会社 filed Critical パナソニックエナジー株式会社
Publication of WO2024157743A1 publication Critical patent/WO2024157743A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/70—Current collectors characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • This disclosure relates to secondary batteries.
  • Patent Document 1 Secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged are known (for example, Patent Document 1).
  • the secondary battery of Patent Document 1 includes a battery case, an electrode group having a positive electrode and a negative electrode housed in the battery case and wound with a separator interposed therebetween, a sealing plate that seals the opening of the battery case, a positive electrode lead that electrically connects the sealing plate and the positive electrode, and a negative electrode current collector that electrically connects the battery case and the negative electrode.
  • an internal short-circuit In a secondary battery having the above structure, there is a risk that the positive and negative electrodes may short-circuit (hereinafter referred to as an internal short-circuit) inside the battery case due to charging and discharging.
  • An example of a manner in which an internal short-circuit occurs is when one electrode (e.g., the positive electrode) breaks through the separator and comes into contact with the other electrode as the electrode group expands and contracts with charging and discharging. In such a situation, one of the objectives of the present disclosure is to suppress internal short-circuits caused by charging and discharging.
  • the secondary battery includes a first electrode having a long sheet-like first current collector, a second electrode having a long sheet-like second current collector, a separator interposed between the first electrode and the second electrode, and a first current collector welded to the first electrode.
  • the first electrode and the second electrode are wound nine or more times via the separator to form an electrode group.
  • An end portion of the first current collector in the longitudinal direction protrudes from one end face of the electrode group, and a part of the end portion is welded to the first current collector, but an inner N-turn region (N is an integer between 2 and 8) of the end portion is not welded to the first current collector.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic example of a secondary battery according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of an end surface current collecting plate.
  • the secondary battery according to the present disclosure may be an alkaline storage battery (nickel-metal hydride battery, nickel-cadmium battery, etc.), a lithium-ion secondary battery, a lithium metal secondary battery, etc.
  • the category of secondary batteries also includes power storage devices (e.g., lithium-ion capacitors) in which at least one of the positive and negative electrodes is a polarizable electrode that exhibits capacity through a non-Faradic reaction.
  • the secondary battery according to the present disclosure includes a first electrode, a second electrode, a separator, and a first current collector.
  • the first electrode has a first current collector in the form of a long sheet (or strip).
  • the first electrode may have a first active material layer supported on the first current collector.
  • the first electrode may be either a positive electrode or a negative electrode.
  • the first current collector is a negative electrode current collector (which may be composed of, for example, copper foil or copper alloy foil), and a negative electrode active material layer (which may contain, for example, a carbonaceous material) may be provided as the first active material layer.
  • the second electrode has a second current collector in the form of a long sheet (or strip).
  • the second electrode may have a second active material layer supported on the second current collector.
  • the second electrode may be the other of the positive electrode and the negative electrode.
  • the second current collector is a positive electrode current collector (which may be composed of, for example, aluminum foil or aluminum alloy foil), and a positive electrode active material layer (which may contain, for example, a lithium-containing transition metal oxide) is provided as the second active material layer.
  • the separator is interposed between the first electrode and the second electrode.
  • the separator may be in the form of a long sheet (or a strip).
  • the separator may be made of a porous sheet having ion permeability and insulating properties. Examples of the porous sheet include a thin film having micropores, a woven fabric, and a nonwoven fabric.
  • the first electrode and the second electrode are wound 9 or more times with a separator interposed therebetween to form an electrode group.
  • the secondary battery according to the present disclosure includes a wound electrode group.
  • the outer shape of the electrode group may be, for example, cylindrical or prismatic.
  • the first electrode and the second electrode may be wound 16 or more times with a separator interposed therebetween, or may be wound 30 or more times.
  • the first current collector is welded to the first electrode.
  • the first current collector may be made of metal.
  • an end hereinafter also referred to as the first end
  • an inner N-periphery (N is an integer of 2 or more and 8 or less) region hereinafter also referred to as the first region
  • the inner N-periphery (N is an integer of 1 or more) region refers to a region that is 0° or more and 360N° or less from the inner circumferential end of the first end (or the winding start point) as the starting point.
  • the entire end face of the region other than the first region of the first end may be welded to the first current collector, or a part of the end face may be welded to the first current collector.
  • This disclosure is based on the finding that if the innermost region of the first end is welded to the first current collector plate, an internal short circuit is likely to occur during charging and discharging of the secondary battery. Furthermore, as described above, it has been discovered that the internal short circuit can be significantly suppressed by not welding the first region of the first end to the first current collector plate. This is thought to be because the movement of the first electrode in the first region is not restricted by the first current collector plate, and stress during charging and discharging is alleviated in the part of the electrode group corresponding to the first region, making it less likely that one of the electrodes will break through the separator. In particular, the greater the number of turns of the electrode group, the greater the effect of suppressing internal short circuits.
  • N is an integer between 3 and 4
  • N is an integer between 3 and 4
  • the secondary battery 10 of this embodiment is a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged, and may be, for example, a lithium ion secondary battery or a lithium secondary battery (lithium metal secondary battery). As shown in FIG. 1, the secondary battery 10 includes a case 11, an electrode group 14, a positive electrode terminal 16, an end surface current collector 17, a negative electrode current collector 19, and a sealing plate 21.
  • the case 11 is formed in a bottomed tubular shape (in this example, bottomed cylindrical shape) with an opening at one end (the lower end in FIG. 1).
  • the case 11 is made of metal.
  • a through hole 12 is formed in the center of the bottom of the case 11, through which the positive electrode terminal 16 is inserted.
  • the case 11 contains an electrolyte (not shown) together with an electrode group 14. Near the opening in the case 11, a recess 13 is formed that is recessed radially inward of the case 11.
  • the electrode group 14 has a long sheet-like positive electrode 14a and a negative electrode 14b.
  • the positive electrode 14a has a long sheet-like positive electrode collector (not shown), and the negative electrode (14b) has a long sheet-like negative electrode collector (not shown).
  • the electrode group 14 is a wound type electrode group in which the positive electrode 14a and the negative electrode 14b are wound 10 or more times (40 times in this example) through a long sheet-like separator (not shown).
  • the electrode group 14 is generally cylindrical as a whole.
  • a plurality of positive electrode tabs 15 (eight in this example) made of a conductor are connected to the positive electrode 14a, and each positive electrode tab 15 extends from one end surface (the upper end surface in FIG. 1) of the electrode group 14.
  • the positive electrode 14a is an example of a second electrode
  • the negative electrode 14b is an example of a first electrode
  • the positive electrode current collector is an example of a second current collector
  • the negative electrode current collector is an example of a first current collector.
  • the positive electrode tab 15 is an example of a tab.
  • An insulating member 22 is disposed between the electrode group 14 and the bottom of the case 11 to electrically insulate them from each other.
  • the insulating member 22 is made of, for example, an insulating resin.
  • the insulating member 22 may be attached to the bottom of the case 11.
  • the positive electrode terminal 16 is inserted into the through hole 12 at the bottom of the case 11 and penetrates the bottom of the case 11.
  • the positive electrode terminal 16 is made of metal.
  • the positive electrode terminal 16 is insulated from the case 11 by a positive electrode gasket 24 made of an insulating material.
  • the positive electrode terminal 16 has a first terminal portion 16a exposed to the outside of the case 11 and a second terminal portion 16b riveted to the first terminal portion 16a.
  • the first terminal portion 16a and the second terminal portion 16b may be further welded (for example, laser welding).
  • the above-mentioned positive electrode tab 15 is connected to the second terminal portion 16b by, for example, ultrasonic welding.
  • the positive electrode terminal 16 is electrically connected to the positive electrode 14a.
  • An insulating plate 23 is arranged between the positive electrode terminal 16 and the electrode group 14 to electrically insulate them from each other.
  • the positive electrode terminal 16 is an example of a conductive member.
  • the insulating plate 23 is disposed opposite the innermost region of the electrode group 14 (in this example, the innermost M-perimeter region of the electrode group 14 (M is an integer between 6 and 9)) and has a protrusion 23a that protrudes toward the electrode group 14 (toward the bottom in FIG. 1).
  • the protrusion 23a is tapered so that it moves away from the positive terminal 16 as it moves toward the inner periphery of the electrode group 14.
  • the end current collecting plate 17 is made of metal and, as shown in FIG. 2 in particular, has a central portion 17a and a number of arm portions 17b (four in this example) extending radially outward from the central portion 17a.
  • the end current collecting plate 17 is generally cross-shaped overall, but is not limited to this.
  • Each arm portion 17b is connected to the negative electrode 14b of the electrode group 14 by, for example, laser welding.
  • the end current collecting plate 17 is an example of a first current collecting plate.
  • an end E (hereinafter also referred to as the first end E) along the longitudinal direction of the negative electrode current collector protrudes from the other end face (the lower end face in FIG. 1) of the electrode group 14, and each arm portion 17b is welded to a part of the first end E, but is not welded to a region of the innermost N circumferences (N is an integer of 2 or more and 8 or more, preferably an integer of 3 or more and 4 or less) of the first end E.
  • the negative current collector 19 is electrically connected to the end current collector 17 via a metal contact plate 18 (which may be formed, for example, in a ring shape). Thus, the negative current collector 19 is electrically connected to the negative electrode 14b.
  • the negative current collector 19 and the contact plate 18 may be welded to each other (for example, laser welding).
  • the contact plate 18 and the end current collector 17 may be welded to each other (for example, laser welding).
  • the negative current collector 19 may be directly connected to the end current collector 17. In this case, the contact plate 18 is not necessary.
  • the negative current collector 19 has one or more injection holes 19a for injecting electrolyte into the case 11.
  • the negative current collector 19 is welded (for example, laser welding) to the recess 13 of the case 11 at its outer edge.
  • the case 11 is electrically connected to the negative electrode 14b via the negative current collector 19 and the like.
  • the sealing plate 21 seals the opening of the case 11.
  • the sealing plate 21 is made of metal and has a generally circular plate shape.
  • the sealing plate 21 is insulated from the case 11 by a negative electrode gasket 25.
  • the sealing plate 21 is not electrically connected to either the positive electrode 14a or the negative electrode 14b of the electrode group 14, but this is not limited to this.
  • the sealing plate 21 has an explosion-proof mechanism (not shown) that is activated when the internal pressure of the case 11 exceeds a predetermined value.
  • the sealing plate 21 has an outer edge portion 21a that is crimped and fixed by the case 11, and an inner portion 21b that is provided closer to the center than the outer edge portion 21a.
  • a step portion 21c is provided between the outer edge portion 21a and the inner portion 21b so that the inner portion 21b is located outside the case 11 (lower side in FIG. 1) than the outer edge portion 21a.
  • This disclosure can be used in secondary batteries.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

開示される二次電池１０は、長尺シート状の第１集電体を有する第１電極１４ｂと、長尺シート状の第２集電体を有する第２電極１４ａと、第１電極１４ｂと第２電極１４ａとの間に介在するセパレータと、第１電極１４ｂに溶接された第１集電板１７と、を備える。第１電極１４ｂと第２電極１４ａとがセパレータを介して９周以上巻回されて電極群１４を構成している。電極群１４の一方の端面から第１集電体の長手方向に沿う端部が突出し、端部の一部が第１集電板１７に溶接されているが、端部のうち内側のＮ周（Ｎは、２以上、８以下の整数）の領域は、第１集電板１７に溶接されていない。それにより、充放電に起因する内部短絡を抑制することができる。

Description

二次電池
　本開示は、二次電池に関する。
　従来、繰り返しの充放電が可能な電池である二次電池が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の二次電池は、電池ケースと、電池ケースに収容され、セパレータを介して巻回された正極および負極を有する電極群と、電池ケースの開口を封口する封口板と、封口板と正極とを電気的に接続する正極リードと、電池ケースと負極とを電気的に接続する負極集電板とを備える。
特開２０２１－８２３７６号公報
　上記の構造を有する二次電池では、充放電に起因して正極と負極が電池ケース内で短絡（以下、内部短絡）するおそれがある。内部短絡が生じる態様の例としては、充放電に伴って電極群が膨張および収縮する中で、一方の電極（例えば、正極）がセパレータを突き破って他方の電極に接触する態様が挙げられる。このような状況において、本開示は、充放電に起因する内部短絡を抑制することを目的の１つとする。
　本開示に係る一局面は、二次電池に関する。当該二次電池は、長尺シート状の第１集電体を有する第１電極と、長尺シート状の第２集電体を有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータと、前記第１電極に溶接された第１集電板と、を備え、前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して９周以上巻回されて電極群を構成しており、前記電極群の一方の端面から前記第１集電体の長手方向に沿う端部が突出し、前記端部の一部が前記第１集電板に溶接されているが、前記端部のうち内側のＮ周（Ｎは、２以上、８以下の整数）の領域は、前記第１集電板に溶接されていない。
　本開示によれば、充放電に起因する内部短絡を抑制することができる。
　本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本願の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
本開示に係る二次電池の一例を模式的に示す断面図である。 端面集電板の一例を示す概略斜視図である。
　本開示に係る二次電池の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。
　本開示に係る二次電池は、アルカリ蓄電池（ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池など）、リチウムイオン二次電池、リチウム金属二次電池などであってもよい。本開示では、二次電池の範疇に、正極と負極の少なくとも一方が非ファラデー反応により容量を発現する分極性電極である蓄電デバイス（例えば、リチウムイオンキャパシタ）も含める。本開示に係る二次電池は、第１電極と、第２電極と、セパレータと、第１集電板とを備える。
　第１電極は、長尺シート状（あるいは、帯状）の第１集電体を有する。第１電極は、第１集電体に担持された第１活物質層を有してもよい。第１電極は、正極および負極の一方であってもよい。ここで、リチウムイオン二次電池を例に説明すると、第１電極が負極である場合、第１集電体は負極集電体（例えば、銅箔または銅合金箔で構成され得る。）であり、第１活物質層として負極活物質層（例えば、炭素質材料を含み得る。）が設けられてもよい。
　第２電極は、長尺シート状（あるいは、帯状）の第２集電体を有する。第２電極は、第２集電体に担持された第２活物質層を有してもよい。第２電極は、正極および負極の他方であってもよい。ここで、リチウムイオン二次電池を例に説明すると、第２電極が正極である場合、第２集電体は正極集電体（例えば、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔で構成され得る。）であり、第２活物質層として正極活物質層（例えば、リチウム含有遷移金属酸化物を含み得る。）が設けられる。
　セパレータは、第１電極と第２電極との間に介在する。セパレータは、長尺シート状（あるいは、帯状）であってもよい。セパレータは、イオン透過性および絶縁性を有する多孔性シートで構成されてもよい。多孔性シートとしては、例えば、微多孔を有する薄膜、織布、不織布などが挙げられる。
　第１電極と第２電極とは、セパレータを介して９周以上巻回されて電極群を構成している。このように、本開示に係る二次電池は、巻回型の電極群を備える。電極群の外形は、例えば、円柱状または角柱状であってもよい。電極群では、第１電極と第２電極とが、セパレータを介して１６周以上巻回されていてもよく、３０周以上巻回されていてもよい。巻回数の上限は特に限定されないが、例えば１００周以下、もしくは５０周以下巻回されていてもよい。
　第１集電板は、第１電極に溶接される。第１集電板は、金属で構成されてもよい。ここで、上記電極群の一方の端面からは、第１集電体の長手方向に沿う端部（以下、第１端部ともいう。）が突出している。第１端部の一部は、第１集電板に溶接されているが、第１端部のうち内側のＮ周（Ｎは、２以上、８以下の整数）の領域（以下、第１領域ともいう。）は、第１集電板に溶接されていない。ここで、内側のＮ周（Ｎは、１以上の整数）の領域とは、第１端部の内周端を起点（あるいは、巻き始め点）として、当該起点から０°以上、３６０Ｎ°以下の領域を指す。なお、第１端部における第１領域以外の領域は、その端面の全体が第１集電板に溶接されていてもよく、その端面の一部が第１集電板に溶接されていてもよい。
　本開示は、第１端部の最内側の領域を第１集電板に溶接した場合、二次電池の充放電に伴う内部短絡が生じやすいという知見に基づく。また、上述のとおり、第１端部の第１領域を第１集電板に溶接しないことにより当該内部短絡を顕著に抑制できることが見出された。これは、第１領域において第１電極の動きが第１集電板によって規制されず、電極群のうち第１領域に対応する部位で充放電時のストレスが緩和されることで、いずれかの電極がセパレータを突き破る現象が生じにくくなるためと考えられる。特に、電極群の巻回数が大きいほど、内部短絡を抑制する効果が大きくなる。
　第１電極の端部（第１端部）のうち内側のＮ周（Ｎは、３以上、４以下の整数）の領域は、第１集電板に溶接されていなくてもよい。この構成のよると、充放電時の内部短絡の抑制という効果を得つつ、第１電極と第１集電板との間の導通抵抗を小さく抑えることができる。
　以上のように、本開示によれば、第１電極と第１集電板との間の溶接範囲を工夫することで、充放電に起因する内部短絡を抑制することができる。
　以下では、本開示に係る二次電池の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の二次電池の構成要素には、上述した構成要素を適用できる。以下で説明する一例の二次電池の構成要素は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の二次電池の構成要素のうち、本開示に係る二次電池に必須ではない構成要素は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。
　本実施形態の二次電池１０は、繰り返しの充放電が可能な二次電池であって、例えば、リチウムイオン二次電池またはリチウム二次電池（リチウム金属二次電池）であってもよい。二次電池１０は、図１に示すように、ケース１１と、電極群１４と、正極端子１６と、端面集電板１７と、負極集電板１９と、封口板２１とを備える。
　ケース１１は、一端（図１における下端）に開口を有する有底筒状（この例では、有底円筒状）に形成される。ケース１１は、金属で構成される。ケース１１の底部の中央には、正極端子１６が挿通される貫通孔１２が形成されている。ケース１１は、電極群１４と共に不図示の電解液を収容する。ケース１１における開口の近傍には、ケース１１の径方向内側に向かってへこんだ凹部１３が形成されている。
　電極群１４は、それぞれ長尺シート状の正極１４ａおよび負極１４ｂを有する。正極１４ａは、長尺シート状の正極集電体（図示せず）を有し、負極（１４ｂ）は、長尺シート状の負極集電体（図示せず）を有する。電極群１４は、正極１４ａおよび負極１４ｂを、長尺シート状のセパレータ（図示せず）を介して１０周以上（この例では、４０周）巻回してなる巻回型の電極群である。電極群１４は、全体として概ね円柱状になっている。正極１４ａには、導電体からなる複数（この例では、８つ）の正極タブ１５が接続されており、各正極タブ１５は、電極群１４の一方の端面（図１における上端面）から延出している。正極１４ａは、第２電極の一例であり、負極１４ｂは、第１電極の一例である。正極集電体は、第２集電体の一例であり、負極集電体は、第１集電体の一例である。正極タブ１５は、タブの一例である。
　電極群１４とケース１１の底部との間には、両者を電気的に絶縁するための絶縁部材２２が配置される。絶縁部材２２は、例えば、絶縁性樹脂で構成される。絶縁部材２２は、ケース１１の底部に取り付けられてもよい。
　正極端子１６は、ケース１１の底部の貫通孔１２に挿通され、ケース１１の底部を貫通している。正極端子１６は、金属から構成される。正極端子１６は、絶縁材料で構成された正極ガスケット２４によってケース１１から絶縁される。正極端子１６は、ケース１１の外部に露出する第１端子部１６ａと、第１端子部１６ａにリベット止めされる第２端子部１６ｂとを有する。第１端子部１６ａと第２端子部１６ｂとは、さらに溶接（例えば、レーザ溶接）されてもよい。第２端子部１６ｂには、上述の正極タブ１５が例えば超音波溶接により接続される。よって、正極端子１６は、正極１４ａと電気的に接続される。正極端子１６と電極群１４との間には、両者を電気的に絶縁するための絶縁板２３が配置される。正極端子１６は、導電性部材の一例である。
　上記絶縁板２３は、電極群１４の最内周領域（この例では、電極群１４のうち内側のＭ周（Ｍは、６以上、９以下の整数）の領域）に対向して設けられ、かつ電極群１４に向かって（図１における下方に向かって）突出する突出部２３ａを有する。突出部２３ａは、電極群１４の内周側に向かうにつれて正極端子１６から遠ざかるテーパ状に形成されている。
　端面集電板１７は、金属で構成されていて、特に図２に示すように、中央部１７ａと、中央部１７ａから径方向外方に延びる複数（この例では、４つ）のアーム部１７ｂとを有する。端面集電板１７は、全体として概ね十字状になっているが、これに限られるものではない。各アーム部１７ｂは、電極群１４の負極１４ｂに例えばレーザ溶接により接続される。端面集電板１７は、第１集電板の一例である。
　ここで、電極群１４の他方の端面（図１における下端面）から負極集電体の長手方向に沿う端部Ｅ（以下、第１端部Ｅともいう。）が突出しており、各アーム部１７ｂは、第１端部Ｅの一部と溶接されているが、第１端部Ｅのうち内側のＮ周（Ｎは、２以上、８以上の整数、好ましくは３以上、４以下の整数）の領域とは溶接されていない。
　負極集電板１９は、金属製の連絡板１８（例えば、リング状に形成され得る。）を介して端面集電板１７に電気的に接続される。よって、負極集電板１９は、負極１４ｂと電気的に接続される。負極集電板１９と連絡板１８とは、互いに溶接（例えば、レーザ溶接）されてもよい。連絡板１８と端面集電板１７とは、互いに溶接（例えば、レーザ溶接）されてもよい。なお、負極集電板１９は、端面集電板１７に直接的に接続されてもよい。この場合、連絡板１８は不要である。負極集電板１９は、ケース１１に電解液を注入するための１つ以上の注入孔１９ａを有する。負極集電板１９は、その外縁部においてケース１１の上記凹部１３に溶接（例えば、レーザ溶接）される。よって、ケース１１は、負極集電板１９などを介して、負極１４ｂと電気的に接続される。
　封口板２１は、ケース１１の開口を封口する。封口板２１は、金属で構成されていて、概ね円板状になっている。封口板２１は、負極ガスケット２５によってケース１１から絶縁される。本実施形態の封口板２１は、電極群１４の正極１４ａおよび負極１４ｂのいずれとも電気的に接続されていないが、これに限られるものではない。封口板２１は、ケース１１の内圧が所定値を超えた場合に作動する防爆機構（図示せず）を有する。封口板２１は、ケース１１によりかしめ固定される外縁部２１ａと、外縁部２１ａよりも中央寄りに設けられる内側部２１ｂとを有する。外縁部２１ａと内側部２１ｂとの間には、内側部２１ｂが外縁部２１ａよりもケース１１の外側（図１における下側）に位置するように段差部２１ｃが設けられる。
　《付記》
　以上の実施形態の記載により、下記の技術が開示される。
　（技術１）
　長尺シート状の第１集電体を有する第１電極と、
　長尺シート状の第２集電体を有する第２電極と、
　前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータと、
　前記第１電極に溶接された第１集電板と、
を備え、
　前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して９周以上巻回されて電極群を構成しており、
　前記電極群の一方の端面から前記第１集電体の長手方向に沿う端部が突出し、前記端部の一部が前記第１集電板に溶接されているが、前記端部のうち内側のＮ周（Ｎは、２以上、８以下の整数）の領域は、前記第１集電板に溶接されていない、二次電池。
　（技術２）
　前記第１電極の前記端部のうち内側のＮ周（Ｎは、３以上、４以下の整数）の領域は、前記第１集電板に溶接されていない、技術１に記載の二次電池。
　（技術３）
　前記電極群は、前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して３０周以上巻回されている、技術１または２に記載の二次電池。
　本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
　本開示は、二次電池に利用できる。
１０：二次電池
　１１：ケース
　　１２：貫通孔
　　１３：凹部
　１４：電極群
　　１４ａ：正極（第２電極）
　　１４ｂ：負極（第１電極）
　１５：正極タブ（タブ）
　１６：正極端子（導電性部材）
　　１６ａ：第１端子部
　　１６ｂ：第２端子部
　１７：端面集電板（第１集電板）
　　１７ａ：中央部
　　１７ｂ：アーム部
　１８：連絡板
　１９：負極集電板
　　１９ａ：注入孔
　２１：封口板
　　２１ａ：外縁部
　　２１ｂ：内側部
　　２１ｃ：段差部
　２２：絶縁部材
　２３：絶縁板
　　２３ａ：突出部
　２４：正極ガスケット
　２５：負極ガスケット
Ｅ：第１端部
 

Claims (3)

  1. 　長尺シート状の第１集電体を有する第１電極と、
    　長尺シート状の第２集電体を有する第２電極と、
    　前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータと、
    　前記第１電極に溶接された第１集電板と、
    を備え、
    　前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して９周以上巻回されて電極群を構成しており、
    　前記電極群の一方の端面から前記第１集電体の長手方向に沿う端部が突出し、前記端部の一部が前記第１集電板に溶接されているが、前記端部のうち内側のＮ周（Ｎは、２以上、８以下の整数）の領域は、前記第１集電板に溶接されていない、二次電池。
  2. 　前記第１電極の前記端部のうち内側のＮ周（Ｎは、３以上、４以下の整数）の領域は、前記第１集電板に溶接されていない、請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記電極群は、前記第１電極と前記第２電極とが前記セパレータを介して３０周以上巻回されている、請求項１または２に記載の二次電池。
     
PCT/JP2024/000058 2023-01-23 2024-01-05 二次電池 WO2024157743A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-008116 2023-01-23
JP2023008116 2023-01-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024157743A1 true WO2024157743A1 (ja) 2024-08-02

Family

ID=91970351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/000058 WO2024157743A1 (ja) 2023-01-23 2024-01-05 二次電池

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024157743A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080081A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Panasonic Corp 二次電池
JP2010198956A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型蓄電池
JP2015106614A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 日本ケミコン株式会社 蓄電デバイスおよびその製造方法
WO2023286600A1 (ja) * 2021-07-14 2023-01-19 三洋電機株式会社 円筒形電池及び円筒形電池の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080081A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Panasonic Corp 二次電池
JP2010198956A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型蓄電池
JP2015106614A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 日本ケミコン株式会社 蓄電デバイスおよびその製造方法
WO2023286600A1 (ja) * 2021-07-14 2023-01-19 三洋電機株式会社 円筒形電池及び円筒形電池の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7033697B2 (en) Battery unit and secondary battery employing the same
KR101182904B1 (ko) 전극 조립체와 이를 이용한 이차 전지 및 그 제조방법
US20040161662A1 (en) Jelly-roll type battery unit and winding method thereof and lithium secondary battery comprising the same
KR102831589B1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
EP1659651B1 (en) Can-type secondary battery and method of manufacturing the same
KR101629499B1 (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
US20230223657A1 (en) Battery
JP6432952B1 (ja) 電気化学セル
JP2005166664A (ja) 二次電池
JP2005332820A (ja) 電極組立体を有する二次電池
US12308393B2 (en) Method of manufacturing square secondary battery
WO2023176730A1 (ja) 二次電池用電極
JPWO2019181285A1 (ja) 二次電池
KR100472510B1 (ko) 젤리-롤형의 전지부와, 이의 와인딩방법 및 이를 이용하여제조된 리튬이차전지
WO2024157743A1 (ja) 二次電池
WO2024157744A1 (ja) 二次電池
KR20040042373A (ko) 원통형 이차전지
KR20040005242A (ko) 단락방지수단이 형성된 젤리-롤형의 전지부와 이를 채용한리튬이차전지
WO2024150716A1 (ja) 蓄電装置
WO2024161920A1 (ja) 円筒形電池
WO2024247496A1 (ja) 電池
WO2024214492A1 (ja) 電池
WO2024090079A1 (ja) 電池
EP4589759A1 (en) Battery
US20250210828A1 (en) Battery cell and electrode assembly

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24747076

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1