JP6417820B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
この発明は、電極組立体の偏平面とケースの壁部との間に、短絡ユニットが配置された蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device in which a short-circuit unit is disposed between a flat surface of an electrode assembly and a wall portion of a case.
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。二次電池としては、活物質層を有する正極電極と負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、を備えたものがある。 A vehicle such as an EV (Electric Vehicle) or a PHV (Plug in Hybrid Vehicle) is equipped with a secondary battery such as a lithium ion battery as a power storage device that stores power supplied to an electric motor serving as a prime mover. Some secondary batteries include an electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode each having an active material layer are stacked with a separator interposed therebetween, and a case for housing the electrode assembly.
このような二次電池においては、ケースに外部から異物が刺さると、その異物によって正極電極と負極電極の間のセパレータが破断し、正極電極と負極電極とがケース内において短絡してしまう虞がある。そして、短絡が発生すると、その短絡部の周辺では熱が発生し、ガスの発生による電池内の圧力上昇など、不具合の原因となる。 In such a secondary battery, when a foreign object is stuck in the case from the outside, the separator between the positive electrode and the negative electrode may be broken by the foreign object, and the positive electrode and the negative electrode may be short-circuited in the case. is there. When a short circuit occurs, heat is generated in the vicinity of the short circuit part, causing problems such as an increase in pressure in the battery due to gas generation.
そこで、異物が刺さったとき等に電極組立体での熱の発生を抑制するために、ケース内に短絡用電極を設けたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の二次電池は、正極電極と負極電極を積層した電極組立体を備えるとともに、その電極組立体の積層方向の両側に、活物質層を有しない短絡用正極電極と短絡用負極電極とが短絡用セパレータを間に挟んだ状態で積層されたダミー積層体(短絡ユニット)を備える。 Therefore, there is a case where a short-circuit electrode is provided in a case in order to suppress the generation of heat in the electrode assembly when a foreign object is stabbed (for example, see Patent Document 1). A secondary battery described in Patent Document 1 includes an electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode are stacked, and a short-circuit positive electrode and a short-circuit that do not have an active material layer on both sides in the stacking direction of the electrode assembly. A dummy laminate (short-circuit unit) is provided in which the negative electrode and the short-circuit separator are sandwiched therebetween.
ところで、二次電池としては、電極組立体の積層方向両端の偏平面が長方形状であり、ケースにおいて、電極組立体の偏平面に対向する壁部が長方形状であるものがある。このような二次電池では、その壁部に対し、その外面側から電極組立体の積層方向に沿った圧力が作用する場合がある。この場合、そのケースは、壁部の長辺が積層方向に沿って、くの字に折れ曲がりやすい。すると、ケースに収容された短絡ユニットの短絡用セパレータ及び電極組立体のセパレータも、ケースの折れ曲がりに追従して、くの字に折れ曲がる。ここで、こうした折れ曲がりによって、短絡ユニットの短絡用セパレータよりも先に電極組立体のセパレータに破損が生じると、短絡ユニットにおける短絡用正極電極と短絡用負極電極との短絡よりも先に電極組立体における正極電極と負極電極とが短絡するおそれがある。 By the way, as a secondary battery, the flat surface of the both ends of the electrode assembly in the stacking direction is rectangular, and in the case, the wall portion facing the flat surface of the electrode assembly is rectangular. In such a secondary battery, a pressure along the stacking direction of the electrode assembly may act on the wall portion from the outer surface side. In this case, the case is easy to bend into a dogleg shape along the long side of the wall portion in the stacking direction. Then, the short-circuit separator of the short-circuit unit housed in the case and the separator of the electrode assembly are also bent into a dogleg shape following the bending of the case. Here, when the bending of the electrode assembly separator occurs before the short-circuit separator of the short-circuit unit due to such bending, the electrode assembly precedes the short-circuit between the short-circuit positive electrode and the short-circuit negative electrode in the short-circuit unit. There is a possibility that the positive electrode and the negative electrode in the short circuit.
この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、折れ曲がりに際して短絡用セパレータよりも先に組立体用セパレータに破損が生じることを抑制することができる蓄電装置を提供することにある。 This invention was made paying attention to the problem which exists in the said prior art, and the objective can suppress that a separator for an assembly breaks before a short circuit separator in the case of bending. The object is to provide a power storage device.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する蓄電装置は、金属箔と活物質層とを有する組立体用電極が組立体用セパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記電極組立体の積層方向の両端に位置する長方形状の偏平面より外側に配置された短絡ユニットと、を備える蓄電装置であって、前記ケースにおいて、前記偏平面に対向する壁部が長方形状であり、前記短絡ユニットは、前記活物質層を有しない短絡用電極の間に短絡用セパレータが挟まれて構成されており、前記短絡用電極は、前記金属箔と同形状であり、前記短絡用セパレータは、該短絡用セパレータの面に沿う他の方向よりも破断するまでの伸び率の低くなった方向を有しており、前記短絡用セパレータにおける前記破断するまでの伸び率の低くなった方向が、前記壁部の長辺の延びる方向に沿っており、前記組立体用セパレータは、該組立体用セパレータの面に沿う方向のうち、他の方向よりも破断するまでの伸び率の高くなった方向を有しており、前記組立体用セパレータにおける破断するまでの伸び率の高くなった方向は、前記壁部の長辺の延びる方向に沿っており、前記短絡用セパレータの前記壁部の長辺の延びる方向に沿った破断するまでの伸び率が、前記組立体用セパレータの前記壁部の長辺の延びる方向に沿った破断するまでの伸び率よりも低い。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
A power storage device that solves the above problems includes an electrode assembly in which an assembly electrode having a metal foil and an active material layer is stacked with an assembly separator interposed therebetween, and a case that houses the electrode assembly And a short-circuit unit disposed outside a rectangular flat surface located at both ends in the stacking direction of the electrode assembly, wherein in the case, the wall portion facing the flat surface is The short-circuit unit is configured by sandwiching a short-circuit separator between the short-circuit electrodes not having the active material layer, and the short-circuit electrode has the same shape as the metal foil , The short-circuit separator has a direction in which the elongation rate until it breaks is lower than the other direction along the surface of the short-circuit separator, and the elongation rate until the break in the short-circuit separator is low. Become The direction is along the direction in which the long side of the wall extends, and the assembly separator has a higher elongation rate until it breaks than other directions among the directions along the surface of the assembly separator. The direction in which the elongation rate until breakage in the assembly separator is high is along the direction in which the long side of the wall extends, and the wall portion of the short-circuit separator The elongation rate until breaking along the direction in which the long side extends is lower than the elongation rate until breaking along the direction in which the long side of the wall portion of the assembly separator extends.
上記構成において、ケースの壁部に対し、その外面側から電極組立体の積層方向に沿った圧力が作用する場合がある。この場合、ケースは、壁部の長辺が積層方向に沿って、くの字に折れ曲がる。このとき、短絡用セパレータも、電極組立体の積層方向に沿ってくの字状に折れ曲がろうとする。しかし、短絡用セパレータにおいて、くの字に折れ曲がろうとする辺は破断するまでの伸び率が低い。このため、短絡用セパレータは、くの字に折れ曲がろうとすると、速やかに破損する。その結果、折れ曲がりに際して、組立体用セパレータが破損するよりも先に短絡用セパレータを破損させ、短絡用電極同士を短絡させることができる。 In the above configuration, pressure along the stacking direction of the electrode assembly may act on the wall portion of the case from the outer surface side. In this case, the long side of the wall portion of the case is bent in a dogleg shape along the stacking direction. At this time, the short-circuit separator also tends to be bent in a dogleg shape along the stacking direction of the electrode assembly. However, in the short-circuit separator, the side that is about to be bent into a square shape has a low elongation rate until it breaks . For this reason, the short-circuit separator is quickly damaged when it is bent into a square shape. As a result, at the time of bending, the short-circuiting separator can be damaged before the assembly separator is damaged, and the short-circuiting electrodes can be short-circuited.
また、壁部の長辺が積層方向に沿って、くの字状に折れ曲がった際に、組立体用セパレータにおいて、偏平面の長辺に沿う辺が、電極組立体の積層方向に沿って、くの字状に折れ曲がる。しかし、組立体用セパレータにおいて、くの字に折れ曲がる辺は破断するまでの伸び率が高い。このため、組立体用セパレータは、くの字の折れ曲がりに追従して柔軟に延伸し、組立体用セパレータに亀裂等の破損が生じることを抑制することができる。 Further , when the long side of the wall portion is bent in a dogleg shape along the laminating direction, in the separator for an assembly, the side along the long side of the uneven plane is along the laminating direction of the electrode assembly, Bends in a U shape. However, in the separator for an assembly, the side that is bent into a square shape has a high elongation rate until it breaks . For this reason, the assembly separator can be flexibly stretched following the bending of the dogleg and can suppress the occurrence of breakage such as cracks in the assembly separator.
上記蓄電装置において、前記蓄電装置の好適な例としては、二次電池を挙げることができる。 In the above power storage device, a preferable example of the power storage device is a secondary battery.
本発明によれば、折れ曲がりに際して短絡用セパレータよりも先に組立体用セパレータに破損が生じることを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress breakage of the assembly separator prior to the short-circuit separator during bending.
以下、蓄電装置を具体化した一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1及び図2(a)に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース11に電極組立体12が収容されている。また、ケース11には、電極組立体12とともに電解液も収容されている。ケース11は、有底筒状のケース本体13と、ケース本体13に電極組立体12を挿入する長方形状の開口部13aを閉塞する平板状の蓋体14とから構成されている。電極組立体12には、正極端子16及び負極端子17が電気的に接続される。各端子16,17には、ケース11から絶縁するためのリング状の絶縁リング18がそれぞれ取り付けられている。また、各端子16,17は、蓋体14に形成された貫通孔を介してその一部がケース11外に露出している。
Hereinafter, an embodiment embodying a power storage device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2A, a secondary battery 10 as a power storage device includes a case 11 in which an electrode assembly 12 is accommodated. The case 11 also contains an electrolyte solution together with the electrode assembly 12. The case 11 includes a bottomed cylindrical case main body 13 and a flat lid 14 that closes a rectangular opening 13 a into which the electrode assembly 12 is inserted into the case main body 13. A positive electrode terminal 16 and a negative electrode terminal 17 are electrically connected to the electrode assembly 12. A ring-shaped insulating ring 18 for insulating from the case 11 is attached to each terminal 16, 17. Further, a part of each of the terminals 16 and 17 is exposed to the outside of the case 11 through a through hole formed in the lid body 14.
ケース本体13は、開口部13aと対向する底壁13bと、底壁13bの長側縁から立設する長側壁13d,13fと、底壁13bの短側縁から立設する短側壁13c,13eと、を有する。ケース本体13と蓋体14とは、何れも金属製(例えば、ステンレス製やアルミニウム製)である。また、この実施形態の二次電池10は、ケース本体13が有底四角筒状である。ケース本体13は、底壁13bが長方形状である。長側壁13d,13fは、正面視長方形の平板状である。長側壁13d,13fの長辺131d,131fは、開口部13aの長辺をそれぞれ形成する。また、長側壁13d,13fの長辺132d,132fは、底壁13bの長辺とそれぞれ接続している。また、一方の長側壁13dの短辺133d,134dと、他方の長側壁13fの短辺133f,134fとは、短側壁13c,13eとそれぞれ接続している。 The case body 13 includes a bottom wall 13b that faces the opening 13a, long side walls 13d and 13f that stand from the long side edge of the bottom wall 13b, and short side walls 13c and 13e that stand from the short side edge of the bottom wall 13b. And having. Both the case main body 13 and the lid body 14 are made of metal (for example, made of stainless steel or aluminum). Moreover, as for the secondary battery 10 of this embodiment, the case main body 13 is a bottomed square cylinder shape. The case body 13 has a rectangular bottom wall 13b. The long side walls 13d and 13f have a flat plate shape that is rectangular when viewed from the front. The long sides 131d and 131f of the long side walls 13d and 13f form the long sides of the opening 13a, respectively. The long sides 132d and 132f of the long side walls 13d and 13f are connected to the long side of the bottom wall 13b, respectively. The short sides 133d and 134d of one long side wall 13d and the short sides 133f and 134f of the other long side wall 13f are connected to the short side walls 13c and 13e, respectively.
また、蓋体14が長方形平板状であることから、二次電池10は外観が角型をなす角型電池である。また、この実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
図3に示すように、電極組立体12は、複数の電極収納セパレータ25と複数の負極電極26とを交互に積層して層状とした構造である。電極収納セパレータ25は、袋状である。電極収納セパレータ25の内部には、組立体用電極として正極電極21が収納されている。本実施形態では、電極収納セパレータ25が組立体用セパレータである。負極電極26は、正極電極21とは極性の異なる組立体用電極である。本実施形態では、正極電極21、電極収納セパレータ25、及び負極電極26が何れも長方形状に形成されている。
In addition, since the lid body 14 has a rectangular flat plate shape, the secondary battery 10 is a square battery whose appearance is square. Moreover, the secondary battery 10 of this embodiment is a lithium ion battery.
As shown in FIG. 3, the electrode assembly 12 has a layered structure in which a plurality of electrode storage separators 25 and a plurality of negative electrodes 26 are alternately stacked. The electrode storage separator 25 has a bag shape. A positive electrode 21 is accommodated in the electrode storage separator 25 as an assembly electrode. In this embodiment, the electrode storage separator 25 is an assembly separator. The negative electrode 26 is an assembly electrode having a polarity different from that of the positive electrode 21. In the present embodiment, the positive electrode 21, the electrode storage separator 25, and the negative electrode 26 are all formed in a rectangular shape.
正極電極21は、長方形状の正極金属箔(例えばアルミニウム箔)22と、正極金属箔22の両面に正極活物質を含む正極活物質層23と、を有する。正極電極21の長辺21aからは正極タブ24が突出している。 The positive electrode 21 has a rectangular positive metal foil (for example, aluminum foil) 22 and a positive electrode active material layer 23 containing a positive electrode active material on both surfaces of the positive metal foil 22. A positive electrode tab 24 protrudes from the long side 21 a of the positive electrode 21.
負極電極26は、長方形状の負極金属箔(例えば銅箔)27と、負極金属箔27の両面に負極活物質を含む負極活物質層28と、を有する。負極電極26の長辺26aからは負極タブ29が突出している。 The negative electrode 26 has a rectangular negative metal foil (for example, copper foil) 27 and a negative electrode active material layer 28 containing a negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode metal foil 27. A negative electrode tab 29 protrudes from the long side 26 a of the negative electrode 26.
電極収納セパレータ25は、互いに対峙する長方形状の第1セパレータ部材25aと長方形状の第2セパレータ部材25bとから構成されている。第1セパレータ部材25a及び第2セパレータ部材25bは、何れも絶縁性を有する樹脂製(例えばポリエチレン製)である。また、第1セパレータ部材25a及び第2セパレータ部材25bは、長尺の矩形シート状のセパレータ原反を所望の大きさに裁断して製造される。本実施形態では、セパレータ材料を一方向に延伸させる一軸延伸によってセパレータ原反が製造されるため、第1セパレータ部材25a及び第2セパレータ部材25bは、製造時の機械方向、すなわちMD方向(図3に矢印MDAとして図示)に繊維が配向している。 The electrode storage separator 25 includes a rectangular first separator member 25a and a rectangular second separator member 25b facing each other. The first separator member 25a and the second separator member 25b are both made of an insulating resin (for example, made of polyethylene). The first separator member 25a and the second separator member 25b are manufactured by cutting a long rectangular sheet-shaped separator original into a desired size. In this embodiment, since the separator raw material is manufactured by uniaxial stretching in which the separator material is stretched in one direction, the first separator member 25a and the second separator member 25b are in the machine direction at the time of manufacture, that is, in the MD direction (FIG. 3). The fiber is oriented in the direction of arrow MDA).
電極収納セパレータ25では、第1セパレータ部材25aのMD方向と、第2セパレータ部材25bのMD方向が一致している。電極収納セパレータ25において、MD方向に直交(交差)する方向をTD方向(図3に矢印TDAとして図示)とする。電極収納セパレータ25の面に沿う方向のうち、MD方向での伸び率は、MD方向以外のその他の方向より高くなっている。すなわち、電極収納セパレータ25は、TD方向よりも伸び率の高くなったMD方向を有している。 In the electrode storage separator 25, the MD direction of the first separator member 25a matches the MD direction of the second separator member 25b. In the electrode storage separator 25, a direction orthogonal (crossing) to the MD direction is a TD direction (shown as an arrow TDA in FIG. 3). Of the directions along the surface of the electrode storage separator 25, the elongation in the MD direction is higher than other directions other than the MD direction. That is, the electrode storage separator 25 has an MD direction having a higher elongation rate than the TD direction.
また、電極収納セパレータ25のMD方向は、第1セパレータ部材25aの長辺251a,252a及び第2セパレータ部材25bの長辺251b,252bに沿っており、より具体的には平行である。また、電極収納セパレータ25のTD方向は、第1セパレータ部材25aの短辺253a,254a及び第2セパレータ部材25bの短辺253b,254bに沿っており、より具体的には平行である。 The MD direction of the electrode storage separator 25 is along the long sides 251a and 252a of the first separator member 25a and the long sides 251b and 252b of the second separator member 25b, and more specifically, is parallel. Further, the TD direction of the electrode storage separator 25 is along the short sides 253a and 254a of the first separator member 25a and the short sides 253b and 254b of the second separator member 25b, and more specifically, is parallel.
第1セパレータ部材25aと第2セパレータ部材25bとは同サイズであり、正極電極21よりも一回り大きなサイズである。そして、電極収納セパレータ25では、第1セパレータ部材25aの長辺251aと、第2セパレータ部材25bの長辺251bと、正極電極21の長辺21aとが沿っている。また、電極収納セパレータ25では、第1セパレータ部材25aの長辺252aと、第2セパレータ部材25bの長辺252bと、正極電極21の長辺21bとが沿っている。また、電極収納セパレータ25において、第1セパレータ部材25aの短辺253aと、第2セパレータ部材25bの短辺253bと、正極電極21の短辺21cとが沿っている。さらに、電極収納セパレータ25では、第1セパレータ部材25aの短辺254aと、第2セパレータ部材25bの短辺254bと、正極電極21の短辺21dとが沿っている。 The first separator member 25 a and the second separator member 25 b have the same size and are slightly larger than the positive electrode 21. In the electrode storage separator 25, the long side 251 a of the first separator member 25 a, the long side 251 b of the second separator member 25 b, and the long side 21 a of the positive electrode 21 are along. In the electrode storage separator 25, the long side 252 a of the first separator member 25 a, the long side 252 b of the second separator member 25 b, and the long side 21 b of the positive electrode 21 are along. Further, in the electrode storage separator 25, the short side 253a of the first separator member 25a, the short side 253b of the second separator member 25b, and the short side 21c of the positive electrode 21 are along. Further, in the electrode storage separator 25, the short side 254a of the first separator member 25a, the short side 254b of the second separator member 25b, and the short side 21d of the positive electrode 21 are along.
第1セパレータ部材25aと第2セパレータ部材25bは、正極電極21の外形を構成する長辺21a,21b及び短辺21c,21dからはみ出すはみ出し部40aを有する。 The first separator member 25 a and the second separator member 25 b have long sides 21 a and 21 b and a protruding portion 40 a that protrudes from the short sides 21 c and 21 d constituting the outer shape of the positive electrode 21.
電極収納セパレータ25は、第1セパレータ部材25aと第2セパレータ部材25bとの対向するはみ出し部40a同士を溶着して形成された接合部41を有する。また、正極電極21の正極タブ24は、第1セパレータ部材25aと第2セパレータ部材25bの対向する面であるはみ出し部40aの面の間に位置し、その面の間を通って第1セパレータ部材25a及び第2セパレータ部材25bの各長辺251a,251bよりも突出している。電極収納セパレータ25では、第1セパレータ部材25aと第2セパレータ部材25bとが接合されることによって接合部41の内側が電極の収納部となっている。 The electrode storage separator 25 has a joint portion 41 formed by welding the protruding portions 40a facing each other between the first separator member 25a and the second separator member 25b. Further, the positive electrode tab 24 of the positive electrode 21 is located between the surfaces of the protruding portions 40a, which are the opposed surfaces of the first separator member 25a and the second separator member 25b, and passes between the first separator member 25a and the first separator member 25a. It protrudes from the long sides 251a and 251b of 25a and the second separator member 25b. In the electrode storage separator 25, the first separator member 25a and the second separator member 25b are bonded to each other, so that the inside of the bonding portion 41 is an electrode storage portion.
負極電極26と、電極収納セパレータ25とは、負極電極26の長辺26aと、第1セパレータ部材25aの長辺251aと、第2セパレータ部材25bの長辺251aとが沿う状態に積層されている。また、負極電極26と、電極収納セパレータ25とは、負極電極26の長辺26bと、第1セパレータ部材25aの長辺252aと、第2セパレータ部材25bの長辺252bとが沿う状態に積層されている。負極電極26と、電極収納セパレータ25とは、負極電極26の短辺26cと、第1セパレータ部材25aの短辺253aと、第2セパレータ部材25bの短辺253bとが沿う状態積層されている。負極電極26と、電極収納セパレータ25とは、負極電極26の短辺26dと、第1セパレータ部材25aの短辺254aと、第2セパレータ部材25bの短辺254bとが沿う状態に積層されている。 The negative electrode 26 and the electrode storage separator 25 are laminated such that the long side 26a of the negative electrode 26, the long side 251a of the first separator member 25a, and the long side 251a of the second separator member 25b are along. . The negative electrode 26 and the electrode storage separator 25 are stacked such that the long side 26b of the negative electrode 26, the long side 252a of the first separator member 25a, and the long side 252b of the second separator member 25b are along. ing. The negative electrode 26 and the electrode storage separator 25 are laminated such that the short side 26c of the negative electrode 26, the short side 253a of the first separator member 25a, and the short side 253b of the second separator member 25b are along. The negative electrode 26 and the electrode storage separator 25 are laminated such that the short side 26d of the negative electrode 26, the short side 254a of the first separator member 25a, and the short side 254b of the second separator member 25b are along. .
また、電極組立体12では、電極21,26の各タブ24,29の同一極性同士が積層方向Lに列状に配置されている。また、電極組立体12では、異なる極性同士が積層方向Lに重ならないように、負極電極26と電極収納セパレータ25とが積層されている。各正極タブ24は、電気的に正極端子16と接続され、各負極タブ29は電気的に負極端子17と接続されている。 In the electrode assembly 12, the same polarities of the tabs 24 and 29 of the electrodes 21 and 26 are arranged in a row in the stacking direction L. In the electrode assembly 12, the negative electrode 26 and the electrode storage separator 25 are stacked so that different polarities do not overlap in the stacking direction L. Each positive electrode tab 24 is electrically connected to the positive electrode terminal 16, and each negative electrode tab 29 is electrically connected to the negative electrode terminal 17.
図2(a)及び図2(b)に示すように、電極組立体12の両偏平面12aより外側には短絡ユニット30が配置されている。この短絡ユニット30は、偏平面12aと、この偏平面12aに対向したケース本体13の長側壁13d,13fとの間に配置されている。したがって、短絡ユニット30は、偏平面12aと長側壁13d,13fとの間に介装されている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the short-circuit unit 30 is disposed outside the both flat surfaces 12 a of the electrode assembly 12. The short-circuit unit 30 is disposed between the flat surface 12a and the long side walls 13d and 13f of the case body 13 facing the flat surface 12a. Accordingly, the short-circuit unit 30 is interposed between the flat surface 12a and the long side walls 13d and 13f.
短絡ユニット30は、第1金属部材31と第2金属部材36との間に短絡用セパレータ35が挟まれて構成されている。そして、短絡ユニット30は、電極組立体12の偏平面12aからケース本体13の長側壁13d,13fに向けて、第2金属部材36、短絡用セパレータ35、及び第1金属部材31の順で積層されている。すなわち、短絡ユニット30では、第2金属部材36が電極組立体12の偏平面12aに対向している。したがって、本実施形態では、第2金属部材36が短絡ユニット30の一面を構成している。 The short-circuit unit 30 is configured by sandwiching a short-circuit separator 35 between a first metal member 31 and a second metal member 36. The short-circuit unit 30 is laminated in the order of the second metal member 36, the short-circuit separator 35, and the first metal member 31 from the flat surface 12 a of the electrode assembly 12 toward the long side walls 13 d and 13 f of the case body 13. Has been. That is, in the short-circuit unit 30, the second metal member 36 faces the flat surface 12 a of the electrode assembly 12. Therefore, in the present embodiment, the second metal member 36 constitutes one surface of the short-circuit unit 30.
第1金属部材31、短絡用セパレータ35、及び第2金属部材36は、いずれも長方形状である。また、第1金属部材31は、例えばアルミニウム箔製であり、両面に正極活物質層23を有しない正極の短絡用電極として機能する。第2金属部材36は、例えば銅箔製であり、両面に負極活物質層28を有しない負極の短絡用電極として機能する。 The first metal member 31, the short-circuit separator 35, and the second metal member 36 are all rectangular. The first metal member 31 is made of, for example, aluminum foil, and functions as a positive electrode short-circuiting electrode that does not have the positive electrode active material layer 23 on both surfaces. The second metal member 36 is made of, for example, copper foil, and functions as a negative electrode short-circuiting electrode that does not have the negative electrode active material layer 28 on both surfaces.
図3に示すように、第1金属部材31の長辺31aからは第1タブ34が突出している。第2金属部材36の長辺36aからは第2タブ39が突出している。なお、第1金属部材31は、電極組立体12における正極電極21の正極金属箔22と同形状のものを使用することができる。第2金属部材36は、電極組立体12における負極電極26の負極金属箔27と同形状のものを使用することができる。 As shown in FIG. 3, the first tab 34 protrudes from the long side 31 a of the first metal member 31. A second tab 39 protrudes from the long side 36 a of the second metal member 36. In addition, the 1st metal member 31 can use the thing of the same shape as the positive electrode metal foil 22 of the positive electrode 21 in the electrode assembly 12. FIG. As the second metal member 36, a member having the same shape as the negative electrode metal foil 27 of the negative electrode 26 in the electrode assembly 12 can be used.
短絡用セパレータ35は、絶縁性を有する樹脂製(例えばポリエチレン製)である。また、短絡用セパレータ35は、電極組立体12におけるセパレータ部材25a,25bと同様に、一軸延伸によって製造されたセパレータ原反を裁断して製造されている。このため、短絡用セパレータ35は、製造時の機械方向、すなわちMD方向(図3に矢印MDUとして図示)に繊維が配向している。 The short-circuit separator 35 is made of an insulating resin (for example, polyethylene). Further, the short-circuit separator 35 is manufactured by cutting a separator raw material manufactured by uniaxial stretching, like the separator members 25 a and 25 b in the electrode assembly 12. Therefore, in the short-circuit separator 35, the fibers are oriented in the machine direction at the time of manufacture, that is, in the MD direction (shown as an arrow MDU in FIG. 3).
短絡用セパレータ35において、MD方向に直交(交差)する方向をTD方向(図3に矢印TDUとして図示)とする。短絡用セパレータ35の面に沿う方向のうち、TD方向での伸び率は、TD方向以外のその他の方向より低くなっている。すなわち、短絡用セパレータ35は、MD方向よりも伸び率の低くなったTD方向を有している。 In the short-circuit separator 35, a direction orthogonal (crossing) to the MD direction is a TD direction (shown as an arrow TDU in FIG. 3). Of the directions along the surface of the short-circuit separator 35, the elongation in the TD direction is lower than other directions other than the TD direction. That is, the short-circuit separator 35 has a TD direction having a lower elongation than the MD direction.
また、本実施形態の短絡用セパレータ35のTD方向は、短絡用セパレータ35の長辺35a,35bに沿っており、より具体的には平行である。また、短絡用セパレータ35のMD方向は、短絡用セパレータ35の短辺35c,35dに沿っており、より具体的には平行である。 In addition, the TD direction of the short-circuit separator 35 of the present embodiment is along the long sides 35a and 35b of the short-circuit separator 35, and more specifically, is parallel. Further, the MD direction of the short-circuit separator 35 is along the short sides 35c and 35d of the short-circuit separator 35, and more specifically, is parallel.
短絡ユニット30では、第1金属部材31の長辺31aと、短絡用セパレータ35の長辺35aと、第2金属部材36の長辺36aとが沿っている。また、短絡ユニット30では、第1金属部材31の長辺31bと、短絡用セパレータ35の長辺35bと、第2金属部材36の長辺36bとが沿っている。さらに、短絡ユニット30では、第1金属部材31の短辺31cと、短絡用セパレータ35の短辺35cと、第2金属部材36の短辺36cとが沿っている。加えて、短絡ユニット30では、第1金属部材31の短辺31dと、短絡用セパレータ35の短辺35dと、第2金属部材36の短辺36dとが沿っている。 In the short-circuit unit 30, the long side 31 a of the first metal member 31, the long side 35 a of the short-circuit separator 35, and the long side 36 a of the second metal member 36 are along. In the short-circuit unit 30, the long side 31 b of the first metal member 31, the long side 35 b of the short-circuit separator 35, and the long side 36 b of the second metal member 36 are along. Further, in the short-circuit unit 30, the short side 31 c of the first metal member 31, the short side 35 c of the short-circuit separator 35, and the short side 36 c of the second metal member 36 are along. In addition, in the short-circuit unit 30, the short side 31 d of the first metal member 31, the short side 35 d of the short-circuit separator 35, and the short side 36 d of the second metal member 36 are along.
また、短絡ユニット30では、第1金属部材31の第1タブ34は、正極電極21の各正極タブ24と合わせて正極端子16と電気的に接続されている。同様に、短絡ユニット30では、第2金属部材36の第2タブ39は、負極電極26の各負極タブ29と合わせて負極端子17と電気的に接続されている。 In the short-circuit unit 30, the first tab 34 of the first metal member 31 is electrically connected to the positive terminal 16 together with the positive tabs 24 of the positive electrode 21. Similarly, in the short-circuit unit 30, the second tab 39 of the second metal member 36 is electrically connected to the negative electrode terminal 17 together with the negative electrode tabs 29 of the negative electrode 26.
二次電池10において、負極電極26の長辺26aと、第1セパレータ部材25aの長辺251aと、第2セパレータ部材25bの長辺251bとが、蓋体14の長辺に沿っている。また、負極電極26の長辺26bと、第1セパレータ部材25aの長辺252aと、第2セパレータ部材25bの長辺252bとが、底壁13bの長辺に沿っている。 In the secondary battery 10, the long side 26 a of the negative electrode 26, the long side 251 a of the first separator member 25 a, and the long side 251 b of the second separator member 25 b are along the long side of the lid body 14. The long side 26b of the negative electrode 26, the long side 252a of the first separator member 25a, and the long side 252b of the second separator member 25b are along the long side of the bottom wall 13b.
また、二次電池10において、第1金属部材31の長辺31aと、短絡用セパレータ35の長辺35aと、第2金属部材36の長辺36aとが、蓋体14の長辺に沿っている。また、第1金属部材31の長辺31bと、短絡用セパレータ35の長辺35bと、第2金属部材36の長辺36bとが、ケース本体13の底壁13bの長辺に沿っている。 In the secondary battery 10, the long side 31 a of the first metal member 31, the long side 35 a of the short-circuit separator 35, and the long side 36 a of the second metal member 36 are along the long side of the lid body 14. Yes. Further, the long side 31 b of the first metal member 31, the long side 35 b of the short-circuit separator 35, and the long side 36 b of the second metal member 36 are along the long side of the bottom wall 13 b of the case body 13.
二次電池10では、ケース本体13の長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向が、短絡ユニット30の短絡用セパレータ35のTD方向に沿って平行となっている。また、ケース本体13の長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向が、電極組立体12の第1セパレータ部材25a及び第2セパレータ部材25bのMD方向に沿って平行となっている。 In the secondary battery 10, the extending directions of the long sides 131 d, 131 f, 132 d, 132 f of the long side walls 13 d, 13 f of the case body 13 are parallel to the TD direction of the short-circuit separator 35 of the short-circuit unit 30. The extending directions of the long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f of the case body 13 are parallel to the MD direction of the first separator member 25a and the second separator member 25b of the electrode assembly 12. It has become.
以下、本実施形態の二次電池10の作用を説明する。
ケース11の長側壁13d,13fが長方形状である二次電池10では、長側壁13d,13fの外面側から積層方向Lへの圧力が作用した場合に、図1に二点鎖線で示すように、長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132f及び蓋体14の長辺が積層方向Lに沿って、くの字状に折れ曲がるように変形しやすい。すると、電極組立体12も、偏平面12aの長辺が積層方向Lに沿って、くの字状に折れ曲がる。このとき、短絡用セパレータ35も、長辺35a,35bが、積層方向Lに沿って、くの字状に折れ曲がろうとする。しかし、短絡用セパレータ35の長辺35a,35bの延びる方向は、伸び率が低い方向であるTD方向である。このため、短絡用セパレータ35は、くの字に折れ曲がろうとする際に引っ張られると、破損する。
Hereinafter, the operation of the secondary battery 10 of the present embodiment will be described.
In the secondary battery 10 in which the long side walls 13d and 13f of the case 11 are rectangular, when a pressure in the stacking direction L is applied from the outer surface side of the long side walls 13d and 13f, as shown by a two-dot chain line in FIG. The long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f and the long side of the lid body 14 are easily deformed so as to be bent along the stacking direction L into a dogleg shape. Then, the electrode assembly 12 also bends in the shape of a dogleg along the laminating direction L of the long side of the flat surface 12a. At this time, the long sides 35 a and 35 b of the short-circuit separator 35 also tend to be bent in a dogleg shape along the stacking direction L. However, the direction in which the long sides 35a and 35b of the short-circuit separator 35 extend is the TD direction, which is the direction in which the elongation rate is low. For this reason, the short-circuit separator 35 is damaged when pulled when it is to be bent into a dogleg shape.
また、電極収納セパレータ25の長辺251a,251b,252a,252bは、電極組立体12の積層方向Lに沿って、くの字状に折れ曲がる。しかし、電極収納セパレータ25の長辺251a,251b,252a,252bの延びる方向はMD方向であり、伸び率が高い。このため、電極収納セパレータ25は、くの字の折れ曲がりに追従して柔軟に延伸する。 Further, the long sides 251 a, 251 b, 252 a, 252 b of the electrode storage separator 25 are bent in a dogleg shape along the stacking direction L of the electrode assembly 12. However, the extending direction of the long sides 251a, 251b, 252a, 252b of the electrode storage separator 25 is the MD direction, and the elongation rate is high. For this reason, the electrode storage separator 25 is flexibly extended following the bending of the character.
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)短絡ユニット30の短絡用セパレータ35において、伸び率の低いTD方向が、ケース11における長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向に沿っている。このため、ケース11の長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fが、積層方向Lに沿ってくの字状に折れ曲がった際に、短絡用セパレータ35は延伸しにくく、破損しやすい。このため、電極組立体12の電極収納セパレータ25に亀裂等の破損が生じる前に、短絡用セパレータ35が破損し、短絡ユニット30における第1金属部材31と第2金属部材36とを短絡させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the short-circuit separator 35 of the short-circuit unit 30, the TD direction with a low elongation is along the direction in which the long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f in the case 11 extend. For this reason, when the long sides 131d, 131f, 132d, and 132f of the long side walls 13d and 13f of the case 11 are bent in a dogleg shape along the stacking direction L, the short-circuit separator 35 is difficult to stretch and easily breaks. . Therefore, before the electrode housing separator 25 of the electrode assembly 12 is damaged such as a crack, the short-circuit separator 35 is damaged, and the first metal member 31 and the second metal member 36 in the short-circuit unit 30 are short-circuited. Can do.
(2)電極収納セパレータ25の長辺251a,251b,252a,252bの延びる方向は、伸び率が高い。このため、電極収納セパレータ25は、くの字の折れ曲がりに追従して柔軟に延伸する。したがって、ケース11の折れ曲がりに際して短絡用セパレータ35よりも先に電極収納セパレータ25に亀裂等の破損が生じることを抑制することができる。 (2) The extending direction of the long sides 251a, 251b, 252a, 252b of the electrode storage separator 25 has a high elongation rate. For this reason, the electrode storage separator 25 is flexibly extended following the bending of the character. Therefore, it is possible to prevent the electrode housing separator 25 from being damaged such as a crack before the short-circuit separator 35 when the case 11 is bent.
(3)電極収納セパレータ25は、正極電極21の収納部の周りに第1セパレータ部材25aと第2セパレータ部材25bとの接合部41が形成されている。こうした電極収納セパレータ25は、ケース11及び電極組立体12が折れ曲がった際に、接合部41が正極電極21の短辺21c,21dに引っ掛かり、長辺方向に大きく引っ張られやすい。しかし、電極収納セパレータ25の伸び率の高いMD方向を長辺251a,251b,252a,252bの延びる方向に沿わせることで、電極収納セパレータ25に亀裂等の破損が生じることを抑制することができる。 (3) In the electrode storage separator 25, a joint portion 41 between the first separator member 25 a and the second separator member 25 b is formed around the storage portion of the positive electrode 21. In such an electrode storage separator 25, when the case 11 and the electrode assembly 12 are bent, the joint portion 41 is caught by the short sides 21c and 21d of the positive electrode 21, and is easily pulled greatly in the long side direction. However, by causing the MD direction in which the electrode housing separator 25 has a high elongation along the direction in which the long sides 251a, 251b, 252a, and 252b extend, it is possible to prevent the electrode housing separator 25 from being damaged such as a crack. .
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
○ 短絡用セパレータ35は、TD方向が長辺35a,35bに沿う方向以外の方向に沿うように形成されていてもよい。例えば、短絡用セパレータ35は、TD方向が短辺35c,35dに沿うように形成されていてもよい。こうした形態においても、その短辺35c,35dの延びる方向が、ケース11における長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向に沿っていればよい。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
The short-circuit separator 35 may be formed such that the TD direction is along a direction other than the direction along the long sides 35a and 35b. For example, the short-circuit separator 35 may be formed such that the TD direction is along the short sides 35c and 35d. Even in such a configuration, the extending direction of the short sides 35c and 35d only needs to be along the extending direction of the long sides 131d, 131f, 132d, and 132f of the long side walls 13d and 13f in the case 11.
○ 短絡用セパレータ35は長方形状以外の形状であってもよい。このような場合であっても短絡用セパレータ35の伸び率の低くなった方向が、偏平面12aの対向した壁部の長辺の延びる方向に沿う状態で配置されていればよい。 ○ The short-circuit separator 35 may have a shape other than a rectangular shape. Even in such a case, the direction in which the elongation rate of the short-circuit separator 35 is low may be arranged in a state along the direction in which the long sides of the opposed wall portions of the flat surface 12a extend.
○ 上記実施形態における短絡用セパレータ35や、上記変形例における短絡用セパレータ35は、セパレータ材料を直交方向の両方向に延伸させる二軸延伸によってセパレータ原反が製造されるものであってもよい。この形態においても、短絡用セパレータの面に沿って直交する二軸方向への短絡用セパレータの伸び率のうち、一方向への伸び率の方が他方向への伸び率より低い場合であれば、その伸び率の低くなった方向を、長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向に沿う状態で配置する。 O The separator raw material may be manufactured by the biaxial extending | stretching which makes the separator material 35 extend | stretch the separator material to the both directions of an orthogonal direction for the short-circuit separator 35 in the said embodiment, and the short-circuit separator 35 in the said modification. Also in this form, if the elongation rate in one direction is lower than the elongation rate in the other direction among the elongation rates of the short-circuit separator in the biaxial direction orthogonal to the surface of the short-circuit separator, The direction in which the elongation rate decreases is arranged in a state along the extending direction of the long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f.
○ 上記実施形態では、二次電池10において、電極組立体12の積層方向Lの両端の偏平面12aより外側に短絡ユニット30を介装したが、これに限らない。例えば、電極組立体12の積層方向Lの一端の偏平面12aより外側だけに短絡ユニット30を介装してもよい。 In the above embodiment, in the secondary battery 10, the short-circuit unit 30 is interposed outside the flat surfaces 12a at both ends in the stacking direction L of the electrode assembly 12, but this is not a limitation. For example, the short-circuit unit 30 may be interposed only outside the flat surface 12 a at one end of the electrode assembly 12 in the stacking direction L.
○ 短絡ユニット30を、第1金属部材31、短絡用セパレータ35、及び第2金属部材36を一枚ずつ積層して構成したが、第1金属部材31、短絡用セパレータ35、及び第2金属部材36の積層する枚数は適宜変更してもよい。 ○ Although the short-circuit unit 30 is configured by laminating the first metal member 31, the short-circuit separator 35, and the second metal member 36 one by one, the first metal member 31, the short-circuit separator 35, and the second metal member The number of stacked 36 may be changed as appropriate.
○ 電極収納セパレータ25のMD方向は、長辺251a,251b,252a,252bに沿う方向以外の方向に沿うように形成されていてもよい。例えば、電極収納セパレータ25のMD方向が短辺253a,253b,254a,254bに沿うように形成されていてもよい。こうした形態においても、電極収納セパレータ25の伸び率の高くなったMD方向が、偏平面12aの対向した壁部の長辺の延びる方向に沿う状態で配置されていればよい。 The MD direction of the electrode storage separator 25 may be formed along a direction other than the direction along the long sides 251a, 251b, 252a, 252b. For example, the MD direction of the electrode storage separator 25 may be formed along the short sides 253a, 253b, 254a, 254b. Also in such a form, the MD direction in which the elongation rate of the electrode storage separator 25 is increased may be arranged in a state along the extending direction of the long side of the opposed wall portion of the flat surface 12a.
○ 電極収納セパレータ25は長方形状以外の形状であってもよい。例えば、正方形状等でもよい。このような場合であっても、電極収納セパレータ25は、伸び率の高くなった方向が、偏平面12aの対向した壁部の長辺の延びる方向に沿う状態で配置されていればよい。 The electrode storage separator 25 may have a shape other than a rectangular shape. For example, a square shape or the like may be used. Even in such a case, the electrode storage separator 25 only needs to be arranged in a state in which the direction in which the elongation rate is high is along the direction in which the long sides of the opposed wall portions of the flat surface 12a extend.
○ 電極収納セパレータ25は、長尺状の1枚のセパレータを、その長手方向の中間から二つ折りし、折り畳まれた状態で互いに対峙する部分同士の間に正極電極21又は負極電極26を挟み込むものであってもよい。 The electrode storage separator 25 is a long separator that is folded in half from the middle in the longitudinal direction, and the positive electrode 21 or the negative electrode 26 is sandwiched between the portions facing each other in the folded state. It may be.
○ 電極収納セパレータ25は、長尺状の1枚のセパレータを、その長手方向に沿った複数箇所からつづら折りし、折り畳まれた状態において、互いに対峙する部分同士の間に正極電極21又は負極電極26を挟み込むものとしてもよい。 The electrode storage separator 25 is formed by folding a single long separator from a plurality of locations along the longitudinal direction, and in the folded state, the positive electrode 21 or the negative electrode 26 between the portions facing each other. It is good also as what inserts.
○ 電極収納セパレータ25に収納する電極を負極電極26に変更してもよい。
○ 電極収納セパレータ25に代えて、シート状の組立体用セパレータを採用してもよい。この形態では、シート状の組立体用セパレータを正極電極21と負極電極26との間に介在させる。そして、この場合も、組立体用セパレータの伸び率の高くなったMD方向を、ケース本体13の長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向に沿わせる。
The electrode stored in the electrode storage separator 25 may be changed to the negative electrode 26.
In place of the electrode storage separator 25, a sheet-like assembly separator may be adopted. In this embodiment, a sheet-like assembly separator is interposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 26. Also in this case, the MD direction in which the elongation rate of the assembly separator is increased is made to extend along the direction in which the long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f of the case body 13 extend.
○ 上記実施形態における電極収納セパレータ25や、上記変形例における組立体用セパレータは、セパレータ材料を直交方向の両方向に延伸させる二軸延伸によってセパレータ原反が製造されるものであってもよい。この形態においても、組立体用セパレータの面に沿って直交する二軸方向への伸び率のうち、一方向への伸び率の方が他方向への伸び率より高い場合であれば、その伸び率の高くなった方向を、長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向に沿う状態で配置する。 (Circle) the separator raw material may be manufactured by the biaxial extending | stretching which the separator material in the said embodiment and the separator for assemblies in the said modification extend | stretches separator material to both directions of an orthogonal direction. Also in this embodiment, if the elongation rate in one direction is higher than the elongation rate in the other direction among the elongation rates in the biaxial directions perpendicular to the surface of the assembly separator, the elongation The direction in which the rate is increased is arranged in a state along the extending direction of the long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f.
○ 上記実施形態における第1セパレータ部材25a及び第2セパレータ部材25bや、上記変形例における組立体用セパレータは、必ずしも各セパレータの伸び率が高い方向と、長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fの延びる方向とが平行でなくてもよい。例えば、各セパレータの伸び率が高い方向と、長側壁13d,13fの長辺131d,131f,132d,132fとが交差していてもよい。 The first separator member 25a and the second separator member 25b in the above-described embodiment and the assembly separator in the above-described modified example are not necessarily in the direction in which the elongation rate of each separator is high, and the long sides 131d and 131f of the long side walls 13d and 13f. , 132d, and 132f may not be parallel to the extending direction. For example, the direction in which the elongation percentage of each separator is high and the long sides 131d, 131f, 132d, 132f of the long side walls 13d, 13f may intersect.
○ 電極21,26や金属部材31,36は長方形状以外の形状であってもよい。例えば、正方形状等でもよい。
○ 正極電極21の片面のみが正極活物質層23を有していてもよい。
The electrodes 21 and 26 and the metal members 31 and 36 may have a shape other than a rectangular shape. For example, a square shape or the like may be used.
○ Only one side of the positive electrode 21 may have the positive electrode active material layer 23.
○ 負極電極26の片面のみが負極活物質層28を有していてもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
○ Only one side of the negative electrode 26 may have the negative electrode active material layer 28.
The secondary battery 10 is a lithium ion secondary battery, but is not limited thereto, and may be another secondary battery. In short, any ion may be used as long as ions move between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and transfer charge.
○ 二次電池10のケース11は、金属製に限定されず、ラミネートフィルムをケースとしてもよい。ラミネートフィルムで電極組立体を包んだラミネートセルにも本発明は適用可能である。この場合、電極組立体は、積層方向の両端に長方形状の偏平面を有し、ラミネートフィルムにおいては、電極組立体の偏平面に対向する壁部が長方形状となる。そして、短絡用セパレータは、伸び率の低くなった方向が、ラミネートフィルムにおいて、偏平面に対向した壁部の長辺の延びる方向に沿う状態で配置される。 The case 11 of the secondary battery 10 is not limited to a metal, and a laminate film may be used as the case. The present invention is also applicable to a laminate cell in which an electrode assembly is wrapped with a laminate film. In this case, the electrode assembly has rectangular flat surfaces at both ends in the stacking direction, and in the laminate film, the wall portion facing the flat surface of the electrode assembly is rectangular. And the separator for short circuit is arrange | positioned in the state in which the direction where the elongation rate became low follows the direction where the long side of the wall part which opposes the flat surface extends in a laminate film.
○ 電極組立体12の偏平面12aに対向した壁部が長方形状であれば、ケース11の形状は変更可能である。例えば、ケース11は、楕円状の底壁を有する筒状であり、この場合、電極組立体12の偏平面には、底壁において、楕円の長辺から立設した壁部が長方形状となる。 The shape of the case 11 can be changed if the wall portion facing the flat surface 12a of the electrode assembly 12 is rectangular. For example, the case 11 has a cylindrical shape having an elliptical bottom wall, and in this case, a wall portion erected from the long side of the ellipse has a rectangular shape on the flat surface of the electrode assembly 12. .
○ 電極組立体12の偏平面12aに対向した壁部が長方形状であれば、ケース11の形状は変更可能である。例えば、ケース11は、楕円状の底壁を有する筒状であり、この場合、電極組立体の偏平面には、底壁において、楕円の長辺から立設した壁部が長方形状となる。 The shape of the case 11 can be changed if the wall portion facing the flat surface 12a of the electrode assembly 12 is rectangular. For example, the case 11 has a cylindrical shape having an elliptical bottom wall. In this case, on the flat surface of the electrode assembly, a wall portion standing from the long side of the ellipse is rectangular on the bottom wall.
○ 電極組立体12として、帯状の正極電極と帯状の負極電極とが捲回されてなる捲回体を採用することも可能である。こうした二次電池では、例えば、正極電極及び負極電極と共に帯状の組立体用セパレータが捲回されて電極組立体が構成される。このような捲回型の二次電池において、偏平面にはケースの長側壁が対向する。また、電極組立体の積層方向の少なくとも一端に位置する偏平面とケースの壁部との間に、シート状の短絡用セパレータが短絡用電極で挟まれて構成された短絡ユニットが介装される。こうした捲回体の電極組立体を有する二次電池においても、ケースにおける長側壁の長辺の延びる方向を短絡用セパレータにおける伸び率の低い方向に沿わせる。このように構成しても、上記実施形態で得られる効果(1)と同様の効果を得ることができる。また、ケースにおける長側壁の長辺の延びる方向を、組立体用セパレータにおける伸び率の高い方向に沿わせれば、上記実施形態で得られる効果(2)と同様の効果を得ることができる。 As the electrode assembly 12, it is also possible to employ a wound body in which a belt-like positive electrode and a belt-like negative electrode are wound. In such a secondary battery, for example, a strip-shaped assembly separator is wound together with a positive electrode and a negative electrode to form an electrode assembly. In such a wound-type secondary battery, the long side wall of the case faces the uneven plane. In addition, a short-circuit unit in which a sheet-like short-circuit separator is sandwiched between short-circuit electrodes is interposed between a flat surface located at least one end in the stacking direction of the electrode assembly and the wall portion of the case. . Also in a secondary battery having such a wound electrode assembly, the long side of the long side of the case extends in the direction of low elongation of the short-circuit separator. Even if comprised in this way, the effect similar to the effect (1) obtained by the said embodiment can be acquired. Moreover, if the direction in which the long side of the long side wall in the case extends is along the direction in which the elongation rate of the assembly separator is high, the same effect as the effect (2) obtained in the above embodiment can be obtained.
○ 本発明を、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に具体化してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について追記する。
(イ)活物質層を有する組立体用電極が組立体用セパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、を備え、前記電極組立体の積層方向の両端に位置する偏平面と前記偏平面に対向した前記ケースの壁部との間に短絡ユニットが配設され、前記短絡ユニットの一面を前記偏平面に対向させた蓄電装置であって、前記ケースにおいて、前記偏平面に対向する壁部が長方形状であり、前記短絡ユニットは、前記活物質層を有しない短絡用電極の間に短絡用セパレータが挟まれて構成されており、前記短絡用セパレータは、該短絡用セパレータの面に沿う方向のうち、他の方向よりも伸び率の低くなった方向を有しており、前記短絡用セパレータにおける前記伸び率の低くなった方向が、前記壁部の長辺の延びる方向に沿っていることを特徴とする蓄電装置。
The present invention may be embodied in a power storage device such as an electric double layer capacitor.
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be additionally described.
(A) an electrode assembly in which an assembly electrode having an active material layer is stacked with an assembly separator interposed therebetween, and a case for housing the electrode assembly, the electrode assembly comprising: A power storage device in which a short-circuit unit is disposed between a flat surface located at both ends in the stacking direction and a wall portion of the case facing the flat surface, and one surface of the short-circuit unit is opposed to the flat surface. In the case, the wall portion facing the uneven plane has a rectangular shape, and the short-circuit unit is configured by sandwiching a short-circuit separator between the short-circuit electrodes not having the active material layer, The short-circuit separator has a direction in which the elongation percentage is lower than the other directions among the directions along the surface of the short-circuit separator, and the direction in which the elongation ratio in the short-circuit separator is low, Long side of the wall Power storage device, characterized in that along the direction of extension.
(ロ)前記組立体用セパレータは、該組立体用セパレータの面に沿う方向のうち、他の方向よりも伸び率の高くなった方向を有しており、前記組立体用セパレータの伸び率の高くなった方向は、前記壁部の長辺の延びる方向に沿っている請求項1又は技術的思想(イ)に記載の蓄電装置。 (B) The assembly separator has a direction in which the elongation rate is higher than the other direction among the directions along the surface of the assembly separator, and the elongation rate of the assembly separator is 2. The power storage device according to claim 1, wherein the heightened direction is along a direction in which a long side of the wall extends.
10…蓄電装置としての二次電池、11…ケース、12…電極組立体、12a…偏平面、13d,13f…壁部としての長側壁、21…組立体用電極としての正極電極、23…活物質層としての正極活物質層、25…組立体用セパレータとしての電極収納セパレータ、26…組立体用電極としての負極電極、28…活物質層としての負極活物質層、30…短絡ユニット、31…短絡用電極としての第1金属部材、35…短絡用セパレータ、36…短絡用電極としての第2金属部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Secondary battery as an electrical storage device, 11 ... Case, 12 ... Electrode assembly, 12a ... Flat surface, 13d, 13f ... Long side wall as a wall part, 21 ... Positive electrode as an electrode for assemblies, 23 ... Active Positive electrode active material layer as material layer, 25 ... Electrode storage separator as assembly separator, 26 ... Negative electrode as assembly electrode, 28 ... Negative electrode active material layer as active material layer, 30 ... Short-circuit unit, 31 ... 1st metal member as an electrode for short circuit, 35 ... Separator for short circuit, 36 ... 2nd metal member as an electrode for short circuit.
Claims (2)
前記電極組立体を収容するケースと、
前記電極組立体の積層方向の両端に位置する長方形状の偏平面より外側に配置された短絡ユニットと、を備える蓄電装置であって、
前記ケースにおいて、前記偏平面に対向する壁部が長方形状であり、
前記短絡ユニットは、前記活物質層を有しない短絡用電極の間に短絡用セパレータが挟まれて構成されており、
前記短絡用電極は、前記金属箔と同形状であり、
前記短絡用セパレータは、該短絡用セパレータの面に沿う他の方向よりも破断するまでの伸び率の低くなった方向を有しており、
前記短絡用セパレータにおける前記破断するまでの伸び率の低くなった方向が、前記壁部の長辺の延びる方向に沿っており、
前記組立体用セパレータは、該組立体用セパレータの面に沿う方向のうち、他の方向よりも破断するまでの伸び率の高くなった方向を有しており、
前記組立体用セパレータにおける破断するまでの伸び率の高くなった方向は、前記壁部の長辺の延びる方向に沿っており、
前記短絡用セパレータの前記壁部の長辺の延びる方向に沿った破断するまでの伸び率が、前記組立体用セパレータの前記壁部の長辺の延びる方向に沿った破断するまでの伸び率よりも低いことを特徴とする蓄電装置。 An electrode assembly in which an assembly electrode having a metal foil and an active material layer is laminated with an assembly separator interposed therebetween;
A case for housing the electrode assembly;
A short-circuit unit disposed outside a rectangular flat surface located at both ends in the stacking direction of the electrode assembly, and a power storage device comprising:
In the case, the wall portion facing the uneven plane is rectangular.
The short-circuit unit is configured by sandwiching a short-circuit separator between short-circuit electrodes not having the active material layer,
The shorting electrode has the same shape as the metal foil ,
The short-circuit separator has a direction with a low elongation rate until it breaks than other directions along the surface of the short-circuit separator,
The direction in which the elongation rate until the break in the short-circuit separator is reduced is along the direction in which the long side of the wall extends.
The assembly separator has a direction in which the elongation rate is higher than the other direction among the directions along the surface of the assembly separator;
The direction in which the elongation rate until breakage in the assembly separator is high is along the direction in which the long side of the wall extends.
Elongation rate until break along the direction in which the long side of the wall portion of the short-circuit separator extends is greater than elongation rate until break along the direction in which the long side of the wall portion of the assembly separator extends A power storage device characterized by being low.
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