JP6911463B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、電極組立体及び電極組立体を覆う絶縁シートを備える蓄電装置に関する。 The present invention relates to an electrode assembly and a power storage device including an insulating sheet covering the electrode assembly.
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug-in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池は、シート状の正極電極及び負極電極が積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容する有底筒状のケースとを備えている。また、電極組立体を袋状に形成された絶縁シートによって覆うことで、電極組立体とケースとを絶縁させている(特許文献1参照)。 Vehicles such as EVs (Electric Vehicles) and PHVs (Plug-in Hybrid Vehicles) are equipped with a secondary battery as a power storage device that stores the power supplied to the traveling motor. The secondary battery includes an electrode assembly in which a sheet-shaped positive electrode and a negative electrode are laminated, and a bottomed tubular case for accommodating the electrode assembly. Further, the electrode assembly is insulated from the case by covering the electrode assembly with an insulating sheet formed in a bag shape (see Patent Document 1).
ところで、二次電池の充放電時、正極電極及び負極電極は、面に沿う方向(面方向)の外側へ膨張したり内側へ収縮したりする。このため、絶縁シートは、面方向の外側へ膨張した電極の縁部によってケース側へ押圧される。そして、電極の膨張量が大きくなると、絶縁シートは電極の縁部によって突き破られるおそれがある。絶縁シートが破れると、電極組立体とケースが短絡してしまう。 By the way, when the secondary battery is charged and discharged, the positive electrode and the negative electrode expand outward or contract inward in the direction along the surface (plane direction). Therefore, the insulating sheet is pressed toward the case by the edge of the electrode that expands outward in the surface direction. Then, when the expansion amount of the electrode becomes large, the insulating sheet may be pierced by the edge portion of the electrode. If the insulating sheet is torn, the electrode assembly and the case will be short-circuited.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電極の膨張による絶縁シートの破れを抑制できる蓄電装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power storage device capable of suppressing tearing of an insulating sheet due to expansion of electrodes.
上記問題点を解決するための蓄電装置は、第1の電極と、前記第1の電極と異なる極性であるとともに前記第1の電極の外形よりも大きい外形の第2の電極とを互いに絶縁した状態で積層した電極組立体と、前記電極組立体を覆う絶縁シートと、を備え、前記第1の電極及び前記第2の電極は、矩形シート状の集電体と、該集電体の片面又は両面に存在する活物質層と、前記集電体の一辺に沿う第1縁部から突出する形状のタブと、を有するとともに、前記第1縁部の対辺である第2縁部と、前記第1縁部と前記第2縁部の一端を繋ぐ第3縁部と、前記第3縁部の対辺である第4縁部とを備え、前記第2の電極の面に沿う方向を面方向としたとき、積層方向から前記電極組立体を見て、前記第1の電極は、前記第2の電極の第1〜第4縁部よりも前記面方向の内側に位置している蓄電装置であって、前記第2の電極は、前記第2〜第4縁部に沿って前記活物質層が存在せず前記集電体が露出した未塗工部を有し、前記活物質層と前記未塗工部との境界部は、前記第2〜第4縁部と平行に存在することを要旨とする。 The power storage device for solving the above problems insulates the first electrode and the second electrode having a polarity different from that of the first electrode and having an outer shape larger than the outer shape of the first electrode. The electrode assembly laminated in the state and an insulating sheet covering the electrode assembly are provided, and the first electrode and the second electrode are a rectangular sheet-shaped current collector and one side of the current collector. Alternatively, it has an active material layer existing on both sides and a tab having a shape protruding from the first edge portion along one side of the current collector, and also has a second edge portion which is the opposite side of the first edge portion and the said. A third edge portion connecting the first edge portion and one end of the second edge portion and a fourth edge portion opposite to the third edge portion are provided, and the direction along the surface of the second electrode is the plane direction. When the electrode assembly is viewed from the stacking direction, the first electrode is a power storage device located inside the first to fourth edges of the second electrode in the plane direction. The second electrode has an uncoated portion in which the active material layer does not exist and the current collector is exposed along the second to fourth edges, and the active material layer and the said. The gist is that the boundary portion with the unpainted portion exists in parallel with the second to fourth edge portions.
蓄電装置を充放電させると、第1の電極及び第2の電極は、面方向外側に膨張したり面方向内側に収縮したりする。面方向外側へ膨張する第2の電極の縁部は、絶縁シートをケース側に押圧する。しかしながら、第2〜第4縁部に沿って金属箔が露出した未塗工部が存在するため、活物質層が存在する他の部分と比べて剛性が低い。よって、第2の電極において第2〜第4縁部に沿う部分は折れ曲がり、絶縁シートを突き破ることが抑制される。また、境界部が第2〜第4縁部と平行に存在することで、第2〜第4縁部に沿う部分の膨張量は縁部全体でほぼ同じになる。つまり、絶縁シートは、縁部全体によって押圧されるため、縁部の一部によって押圧される場合と比べて、絶縁シートにかかる荷重を分散できる。その結果、電極の膨張による絶縁シートの破れを抑制できる。 When the power storage device is charged and discharged, the first electrode and the second electrode expand outward in the plane direction or contract inward in the plane direction. The edge of the second electrode, which expands outward in the plane direction, presses the insulating sheet toward the case. However, since there is an uncoated portion where the metal foil is exposed along the second to fourth edges, the rigidity is lower than that of the other portion where the active material layer is present. Therefore, the portion of the second electrode along the second to fourth edges is bent and is prevented from breaking through the insulating sheet. Further, since the boundary portion exists in parallel with the second to fourth edge portions, the amount of expansion of the portion along the second to fourth edge portions is substantially the same for the entire edge portion. That is, since the insulating sheet is pressed by the entire edge portion, the load applied to the insulating sheet can be dispersed as compared with the case where the insulating sheet is pressed by a part of the edge portion. As a result, the tearing of the insulating sheet due to the expansion of the electrodes can be suppressed.
また、上記蓄電装置について、前記面方向は、前記第1縁部及び前記第2縁部と直交する第1方向と、前記第3縁部及び前記第4縁部と直交する第2方向とを有し、前記第2縁部に沿って存在する未塗工部の第1方向に沿う寸法、及び前記第3縁部及び前記第4縁部に沿って存在する未塗工部の第2方向に沿う寸法は、それぞれ、前記第2の電極の前記集電体及び前記活物質層の厚さ方向の寸法よりも大きいのが好ましい。 Further, with respect to the power storage device, the plane direction is a first direction orthogonal to the first edge portion and the second edge portion, and a second direction orthogonal to the third edge portion and the fourth edge portion. The dimensions of the uncoated portion along the second edge portion along the first direction, and the second direction of the uncoated portion existing along the third edge portion and the fourth edge portion. It is preferable that the dimensions along the above-mentioned are larger than the dimensions in the thickness direction of the current collector and the active material layer of the second electrode, respectively.
これによれば、折れ曲がった未塗工部は、境界部、すなわち第2の電極の活物質層の縁部を厚さ方向に覆った状態となる。このため、折れ曲がった未塗工部により、第2の電極の活物質層を絶縁シートに接触させないようにでき、電極の膨張による絶縁シートの破れをより抑制できる。 According to this, the bent uncoated portion covers the boundary portion, that is, the edge portion of the active material layer of the second electrode in the thickness direction. Therefore, the bent uncoated portion can prevent the active material layer of the second electrode from coming into contact with the insulating sheet, and the tearing of the insulating sheet due to the expansion of the electrode can be further suppressed.
また、上記蓄電装置について、前記第2の電極は、負極電極であるのが好ましい。
一般に負極電極の外形の方が正極電極の外形よりも大きく設定されるため、負極電極の第2〜第4縁部の方が正極電極の第2〜第4縁部よりも絶縁シートに接触しやすい。このため、負極電極の第2〜第4縁部に沿って未塗工部を設けることで、負極電極の膨張による絶縁シートの破れを抑制できる。
Further, regarding the power storage device, the second electrode is preferably a negative electrode.
Generally, the outer shape of the negative electrode is set larger than the outer shape of the positive electrode, so that the second to fourth edges of the negative electrode come into contact with the insulating sheet more than the second to fourth edges of the positive electrode. Cheap. Therefore, by providing the uncoated portion along the second to fourth edges of the negative electrode, it is possible to suppress the tearing of the insulating sheet due to the expansion of the negative electrode.
また、上記蓄電装置について、前記負極電極の活物質層は、ケイ素を含むのが好ましい。
ケイ素を含む活物質層の膨張率は、ケイ素を含まない活物質層の膨張率よりも大きいため、電極の膨張による絶縁シートの破れが発生しやすい。このため、活物質層にケイ素を含む電極の第2〜第4縁部に沿って未塗工部を設けることで、電極の膨張による絶縁シートの破れを抑制できる。
Further, with respect to the power storage device, the active material layer of the negative electrode preferably contains silicon.
Since the expansion coefficient of the active material layer containing silicon is larger than the expansion coefficient of the active material layer containing no silicon, the insulating sheet is likely to be torn due to the expansion of the electrodes. Therefore, by providing the uncoated portion along the second to fourth edges of the electrode containing silicon in the active material layer, it is possible to suppress the tearing of the insulating sheet due to the expansion of the electrode.
本発明によれば、電極の膨張による絶縁シートの破れを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the tearing of the insulating sheet due to the expansion of the electrodes.
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース11を備える。二次電池10は、ケース11に収容された電極組立体12を備える。ケース11は、直方体状のケース本体13と、ケース本体13の開口部13aを閉塞する矩形平板状の蓋14とを有する。ケース11を構成するケース本体13と蓋14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
Hereinafter, an embodiment in which the power storage device is embodied in a secondary battery will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
As shown in FIG. 1, the
ケース本体13は、底壁13bと、底壁13bに繋がる第1〜第4壁部13c〜13fとを備える。ケース本体13は、底壁13bの一対の長縁部に繋がる壁部のうちの一方の壁部に第1壁部13cを備え、第1壁部13cと対面する他方の壁部に第2壁部13dを備える。また、ケース本体13は、第1壁部13cと第2壁部13dとを繋ぎ、底壁13bの一対の短縁部に繋がる壁部のうちの一方の壁部に第3壁部13eを備え、第3壁部13eと対面する他方の壁部に第4壁部13fを備える。
The
二次電池10は、電極組立体12から電気を取り出すための正極端子15と負極端子16を備える。正極端子15と負極端子16は、蓋14に所定の間隔をあけて並設された一対の孔14aからケース11の外部に露出される。また、正極端子15及び負極端子16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17aがそれぞれ取り付けられている。
The
図2及び図4(a)に示すように、電極組立体12は、第1の電極としての正極電極20と、第2の電極としての負極電極21と、セパレータ30とを複数備える。電極組立体12は、正極電極20と負極電極21との間にセパレータ30を介在させ、かつ相互に絶縁させた状態で積層した構造を備える。
As shown in FIGS. 2 and 4A, the
正極電極20は、矩形シート状の集電体としての正極金属箔(例えばアルミニウム箔)22と、正極金属箔22の両面に存在する正極活物質層23とを有する。正極金属箔22は、正極電極20の外形を構成する。正極活物質層23は、活物質、導電助剤、溶媒及びバインダを混合した活物質ペーストを正極金属箔22に塗布した後、乾燥させることで形成される。正極電極20は、一対の長辺に沿う縁部のうちの一方の縁部に第1縁部20aを備える。正極電極20は、第1縁部20aの一部から突出した形状のタブとしての正極タブ24を有する。正極タブ24は、正極活物質層23が存在せず、正極金属箔22そのもので構成されている。
The
また、正極電極20は、一対の長辺に沿う縁部のうちの第1縁部20aの対辺となる他方の縁部に第2縁部20bを備える。さらに、正極電極20は、第1縁部20aと第2縁部20b同士を繋ぐ一対の短辺に沿う縁部のうちの一方の縁部に第3縁部20cを備え、第3縁部20cの対辺となる他方の縁部に第4縁部20dを備える。正極活物質層23の縁部は、正極電極20の第1〜第4縁部20a〜20dと一致する。つまり、正極活物質層23は、正極タブ24を除く正極金属箔22全体を覆っている。
Further, the
負極電極21は、矩形シート状の集電体としての負極金属箔(例えば銅箔)25と、負極金属箔25の両面に存在する負極活物質層26とを有する。負極金属箔25は、負極電極21の外形を構成する。負極活物質層26は、活物質、導電助剤、溶媒及びバインダを混合した活物質ペーストを負極金属箔25に塗布した後、乾燥させることで形成される。本実施形態の活物質はシリコンであり、負極活物質層26はケイ素を含む。活物質にシリコン(ケイ素)を用いることで、例えばカーボンを用いる場合と比較して、二次電池10の容量を増大させることができる。一方で、ケイ素を含む負極活物質層26は、二次電池10の充放電時に膨張収縮しやすい。負極電極21は、一対の長辺に沿う縁部のうちの一方の縁部に第1縁部21aを備える。負極電極21は、第1縁部21aの一部から突出した形状のタブとしての負極タブ27を有する。負極タブ27は、負極活物質層26が存在せず、負極金属箔25そのもので構成されている。
The
また、負極電極21は、一対の長辺に沿う縁部のうちの第1縁部21aの対辺となる他方の縁部に他の縁部としての第2縁部21bを備える。さらに、負極電極21は、第1縁部21aと第2縁部21b同士を繋ぐ一対の短辺に沿う縁部のうちの一方の縁部に他の縁部としての第3縁部21cを備え、第3縁部21cの対辺となる他方の縁部に他の縁部としての第4縁部21dを備える。
Further, the
負極電極21の第1縁部21aの長さは、正極電極20の第1縁部20aの長さより長く、負極電極21の第2縁部21bの長さは、正極電極20の第2縁部20bの長さより長い。さらに、負極電極21の第3縁部21cの長さは、正極電極20の第3縁部20cの長さより長く、負極電極21の第4縁部21dの長さは、正極電極20の第4縁部20dの長さより長い。よって、負極電極21の外形は、正極電極20の外形より一回り大きい。なお、セパレータ30の外形は、負極電極21の外形と同じ大きさである。
The length of the
以下、負極電極21の面と直交する方向を厚さ方向Xとし、負極電極21の面に沿う方向を面方向Yとする。面方向Yは、第1及び第2縁部21a,21bと直交する第1方向Y1と、第3及び第4縁部21c,21dと直交する第2方向Y2とを有する。
Hereinafter, the direction orthogonal to the surface of the
図3に示すように、負極電極21は、第2〜第4縁部21b〜21dに沿って負極金属箔25の露出した未塗工部28を備える。未塗工部28は、負極金属箔25において負極活物質層26が存在せず、負極金属箔25そのもので構成された部分である。第2縁部21bに沿って存在する未塗工部28を第1未塗工部28aとし、第3縁部21cに沿って存在する未塗工部28を第2未塗工部28bとし、第4縁部21dに沿って存在する未塗工部28を第3未塗工部28cとする。なお、第1縁部21aの第2方向Y2の一端部には第2未塗工部28bの一部が存在し、他端部には第3未塗工部28cの一部が存在し、中央部には負極活物質層26が存在する。
As shown in FIG. 3, the
負極電極21は、負極活物質層26と未塗工部28との境界部29を備える。負極活物質層26の縁部は境界部29と一致する。負極活物質層26と第1未塗工部28aとの境界部29を第1境界部29aとする。第1境界部29aは、第2縁部21bと平行に存在する。よって、第1未塗工部28aの第1方向Y1に沿う寸法A1は、第2方向Y2に沿う第1未塗工部28a全体で同じである。負極活物質層26と第2未塗工部28bとの境界部29を第2境界部29bとする。第2境界部29bは、第3縁部21cと平行に存在する。よって、第2未塗工部28bの第2方向Y2に沿う寸法A2は、第1方向Y1に沿う第2未塗工部28b全体で同じである。負極活物質層26と第3未塗工部28cとの境界部29を第3境界部29cとする。第3境界部29cは、第4縁部21dと平行に存在する。よって、第3未塗工部28cの第2方向Y2に沿う寸法A3は、第1方向Y1に沿う第3未塗工部28c全体で同じである。本実施形態では、第1〜第3未塗工部28a〜28cの寸法A1〜A3は同じ寸法に設定されている。第1〜第3未塗工部28a〜28cの寸法A1〜A3は、負極金属箔25及び負極金属箔25の両面に存在する負極活物質層26の厚さ方向Xの寸法B(図4(a)参照)、すなわち負極電極21の厚みよりも大きい。
The
図1に示すように、各正極電極20は、それぞれの正極タブ24が電極組立体12の積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。同様に、各負極電極21は、それぞれの負極タブ27が、正極タブ24と重ならないように電極組立体12の積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、各正極タブ24は、電極組立体12における積層方向の一端から他端までの範囲に集められて正極タブ群24aとされる。正極タブ群24aには、正極端子15が電気的に接合される。また、各負極タブ27も同様に、電極組立体12における積層方向の一端から他端までの範囲に集められて負極タブ群27aとされる。負極タブ群27aには、負極端子16が電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the
電極組立体12は、蓋14に対向した端面にタブ側端面12aを備え、ケース本体13の底壁13bの内面に対向した端面に底側端面12bを備える。タブ側端面12aは、負極電極21の第1縁部21aが積層されて構成されている。底側端面12bは、負極電極21の第2縁部21b(第1未塗工部28a)が積層されて構成されている。また、電極組立体12は、ケース本体13の第1壁部13cの内面に対向した端面に第1側面12cを備え、ケース本体13の第2壁部13dの内面に対向した端面に第2側面12dを備える。電極組立体12は、ケース本体13の第3壁部13eの内面に対向した端面に第3側面12eを備え、ケース本体13の第4壁部13fの内面に対向した端面に第4側面12fを備える。第3側面12eは、負極電極21の第3縁部21c(第2未塗工部28b)が積層されて構成され、第4側面12fは、負極電極21の第4縁部21d(第3未塗工部28c)が積層されて構成されている。
The
図3に示すように、電極組立体12を積層方向から見たとき、正極電極20の第1縁部20aは、第1方向Y1において負極電極21の第1縁部21aよりも内側に位置し、正極電極20の第2縁部20bは、第1方向Y1において負極電極21の第2縁部21bよりも内側に位置する。また、正極電極20の第3縁部20cは、第2方向Y2において負極電極21の第3縁部21cよりも内側に位置し、正極電極20の第4縁部20dは、第2方向Y2において負極電極21の第4縁部21dよりも内側に位置する。
As shown in FIG. 3, when the
このような電極組立体12は、絶縁シートとしての絶縁フィルム40で覆われている。絶縁フィルム40は、電極組立体12を金属製のケース11と絶縁するための絶縁性シートであり、例えば、ポリプロピレン(PP)製である。絶縁フィルム40は、1枚の絶縁フィルム40を折り畳み、かつ溶着して袋状に形成されている。絶縁フィルム40は、電極組立体12のタブ側端面12aを除く5面(底側端面12b及び第1〜第4側面12c〜12f)を覆っている。負極電極21の第2〜第4縁部21b〜21d及びセパレータ30の縁部は、絶縁フィルム40と当接している。
Such an
次に、本実施形態の作用について説明する。
二次電池10の充放電を行うと、正極電極20の正極活物質層23及び負極電極21の負極活物質層26は、面方向Y外側に膨張したり、面方向Y内側に収縮したりする。なお、正極活物質層23及び負極活物質層26は厚さ方向Xにも膨張収縮しようとするが、一般に二次電池10の充放電は、図示しない拘束治具によって電極組立体12を厚さ方向Xに拘束した状態で行われるため、厚さ方向X外側への膨張量及び厚さ方向X内側への収縮量は十分小さい。正極活物質層23及び負極活物質層26の膨張に伴い、正極電極20の正極金属箔22及び負極電極21の負極金属箔25も面方向Y外側に膨張する。負極電極21の第1縁部21a及び第2縁部21bは、第1方向Y1外側へ膨張し、第3縁部21c及び第4縁部21dは、第2方向Y2外側へ膨張する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the
これにより、負極電極21の第2〜第4縁部21b〜21dは、絶縁フィルム40をケース本体13側へ押圧する。しかしながら、第2〜第4縁部21b〜21dに沿って負極金属箔25が露出した第1〜第3未塗工部28a〜28cが存在するため、負極活物質層26が存在する他の部分と比べて剛性が低い。よって、第2〜第4縁部21b〜21dに沿う部分は、図4(b)に示すように折れ曲がる。折れ曲がった部分は、第1〜第3境界部29a〜29c、すなわち負極活物質層26の縁部を厚さ方向Xに覆った状態となる。
As a result, the second to
また、第1未塗工部28aの第1方向Y1に沿う寸法A1は、第2方向Y2に沿う第2縁部21b全体で同じである。このため、第2縁部21bに沿う部分の第1方向Y1外側への膨張量は、第2方向Y2に沿う第2縁部21b全体でほぼ同じになる。同様に、第2及び第3未塗工部28b,28cの第2方向Y2に沿う寸法A2,A3は、第1方向Y1に沿う第3及び第4縁部21c,21d全体で同じである。このため、第3縁部21cに沿う部分の第2方向Y2外側への膨張量は、第1方向Y1に沿う第3縁部21c全体でほぼ同じになる。また、第4縁部21dに沿う部分の第2方向Y2外側への膨張量は、第1方向Y1に沿う第4縁部21d全体でほぼ同じになる。よって、絶縁フィルム40は、第2〜第4縁部21b〜21d全体によってケース本体13側に押圧されるため、第2〜第4縁部21b〜21dの一部によって押圧される場合と比べて、絶縁フィルム40にかかる荷重が分散される。
Further, the dimension A1 of the first uncoated portion 28a along the first direction Y1 is the same for the entire
次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)二次電池10の充放電を行うと、正極電極20及び負極電極21は、面方向外側へ膨張したり面方向内側へ収縮したりする。第1方向Y1外側へ膨張する負極電極21の第2縁部21bと第2方向Y2外側へ膨張する負極電極21の第3及び第4縁部21c,21dは、絶縁フィルム40を押圧する。しかしながら、第2〜第4縁部21b〜21dに沿って負極金属箔25が露出した第1〜第3未塗工部28a〜28cが存在するため、負極活物質層26が存在する他の部分と比べて剛性が低い。よって、負極電極21において第2〜第4縁部21b〜21dに沿う部分は折れ曲がる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) When the
また、第1〜第3境界部29a〜29cは、第2〜第4縁部21b〜21dと平行に存在する。このため、第2縁部21bに沿う部分の第1方向Y1外側への膨張量は、第2方向Y2に沿う第2縁部21b全体でほぼ同じになり、第3及び第4縁部21c,21dに沿う部分の第2方向Y2外側への膨張量は、第1方向Y1に沿う第3及び第4縁部21c,21d全体でほぼ同じになる。よって、絶縁フィルム40は、第2〜第4縁部21b〜21d全体によって押圧されるため、第2〜第4縁部21b〜21dの一部によって押圧される場合と比べて、絶縁フィルム40にかかる荷重を分散できる。その結果、負極電極21の膨張による絶縁フィルム40の破れを抑制できる。
Further, the first to
(2)第1未塗工部28aの第1方向Y1に沿う寸法A1は、負極電極21(負極金属箔25及び負極金属箔25の両面に存在する負極活物質層26)の厚さ方向Xの寸法Bよりも大きい。また、第2及び第3未塗工部28b,28cの第2方向Y2に沿う寸法A2,A3は、負極電極21(負極金属箔25及び負極金属箔25の両面に存在する負極活物質層26)の厚さ方向Xの寸法Bよりも大きい。このため、折れ曲がった第1〜第3未塗工部28a〜28cは、第1〜第3境界部29a〜29c、すなわち負極活物質層26の縁部を厚さ方向Xに覆った状態となる。よって、折れ曲がった第1〜第3未塗工部28a〜28cにより、負極活物質層26を絶縁フィルム40に接触させないようにでき、負極電極21の膨張による絶縁フィルム40の破れをより抑制できる。
(2) The dimension A1 along the first direction Y1 of the first uncoated portion 28a is the thickness direction X of the negative electrode electrode 21 (the negative electrode
(3)負極電極21の負極活物質層26はケイ素を含む。ケイ素を含む負極活物質層26の膨張率は、ケイ素を含まない負極活物質層の膨張率よりも大きいため、負極電極21の膨張による絶縁フィルム40の破れが発生しやすい。このため、負極活物質層26にケイ素を含む負極電極21の第2〜第4縁部21b〜21dに沿って未塗工部28を設けることで、負極電極21の膨張による絶縁フィルム40の破れを抑制できる。
(3) The negative electrode
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 集電体は、正極活物質層23や負極活物質層26が形成できるものであれば、正極金属箔22や負極金属箔25に限定されるものではない。例えば、織物状や網状のシートを用いてもよい。
The above embodiment may be changed as follows.
○ The current collector is not limited to the positive
○ 正極電極20は、正極金属箔22の片面に正極活物質層23が存在する構造でもよい。同様に、負極電極21は、負極金属箔25の片面に負極活物質層26が存在する構成でもよい。
○ The
○ 正極電極20は、正極タブ24以外に正極活物質層23が存在しない部分を備えていてもよい。
○ 負極電極21は、負極タブ27及び未塗工部28以外に負極活物質層26が存在しない部分を備えていてもよい。例えば、負極電極21は、第1縁部21aに沿って未塗工部28を備えていてもよい。
○ The
○ The
○ 第1の電極を負極電極21とし、第2の電極を正極電極20としてもよい。この場合、正極電極20の第2〜第4縁部20b〜20dに沿って正極活物質層23が存在せず正極金属箔22の露出した未塗工部を設ける。
○ The first electrode may be the
○ 第1未塗工部28aの第1方向Y1に沿う寸法A1は、負極電極21(負極金属箔25及び負極金属箔25の両面に存在する負極活物質層26)の厚さ方向Xの寸法Bより小さくてもよいし、同じでもよい。同様に、第2及び第3未塗工部28b,28cの第2方向Y2に沿う寸法A2,A3は、負極電極21(負極金属箔25及び負極金属箔25の両面に存在する負極活物質層26)の厚さ方向Xの寸法Bより小さくてもよいし、同じでもよい。
○ The dimension A1 along the first direction Y1 of the first uncoated portion 28a is the dimension X in the thickness direction of the negative electrode 21 (the negative electrode
○ 負極活物質層26の活物質は、カーボンでもよく、シリコンとカーボンの両方を含んでもよい。活物質に用いる材料の種類や割合は、二次電池10の容量に応じて変更してよい。
○ The active material of the negative electrode
○ 絶縁シートの種類は、絶縁フィルム40に限定されず、ラミネートシートであってもよい。
○ 絶縁フィルム40の材料は、ポリプロピレン(PP)に限定されず、ポリフェニレンサルファイド(PPS)など他の材料でもよい。
○ The type of the insulating sheet is not limited to the insulating
○ The material of the insulating
○ 複数枚の絶縁フィルム40によって電極組立体12を覆う構成としてもよい。
○ 絶縁フィルム40を袋状に形成する方法は、溶着に限定されない。例えば、絶縁フィルム40によって電極組立体12を覆った後、電極組立体12からはみ出した部分を、電極組立体12を覆っている部分に重ねてテープで貼り付けてもよい。また、他の方法として、電極組立体12より一回り大きい袋状の絶縁フィルム40の中に電極組立体12を収納し、その後で絶縁フィルム40を熱収縮させることで電極組立体12と絶縁フィルム40とを密着させてもよい。
O The
○ The method of forming the insulating
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質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。
○ The
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
○ The power storage device can also be applied to a power storage device other than a secondary battery, such as a capacitor.
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
(イ)蓄電装置は二次電池である。 (B) The power storage device is a secondary battery.
10…蓄電装置としての二次電池、12…電極組立体、20…第1の電極としての正極電極、21…第2の電極としての負極電極、21a…第1縁部、21b…第2縁部、21c…第3縁部、21d…第4縁部、22…集電体としての正極金属箔、23…活物質層としての正極活物質層、24…タブとしての正極タブ、25…集電体としての負極金属箔、26…活物質層としての負極活物質層、27…タブとしての負極タブ、28…未塗工部、29…境界部、40…絶縁シートとしての絶縁フィルム、X1…厚さ方向、Y…面方向、Y1…第1方向、Y2…第2方向。 10 ... Secondary battery as a power storage device, 12 ... Electrode assembly, 20 ... Positive electrode as the first electrode, 21 ... Negative electrode as the second electrode, 21a ... First edge, 21b ... Second edge Part, 21c ... 3rd edge, 21d ... 4th edge, 22 ... Positive electrode metal foil as current collector, 23 ... Positive electrode active material layer as active material layer, 24 ... Positive electrode tab as tab, 25 ... Collection Negative electrode metal foil as an electric body, 26 ... Negative electrode active material layer as an active material layer, 27 ... Negative electrode tab as a tab, 28 ... Uncoated part, 29 ... Boundary part, 40 ... Insulating film as an insulating sheet, X1 ... thickness direction, Y ... surface direction, Y1 ... first direction, Y2 ... second direction.
Claims (5)
前記電極組立体を覆う絶縁シートと、
を備え、
前記第1の電極及び前記第2の電極は、矩形シート状の集電体と、該集電体の片面又は両面に存在する活物質層と、前記集電体の一辺に沿う第1縁部から突出する形状のタブと、を有するとともに、前記第1縁部の対辺である第2縁部と、前記第1縁部と前記第2縁部の一端を繋ぐ第3縁部と、前記第3縁部の対辺である第4縁部とを備え、
前記第2の電極の面に沿う方向を面方向としたとき、積層方向から前記電極組立体を見て、前記第1の電極は、前記第2の電極の第1〜第4縁部よりも前記面方向の内側に位置している蓄電装置であって、
前記第2の電極は、前記第2〜第4縁部に沿って前記活物質層が存在せず前記集電体が露出した未塗工部を有し、前記活物質層と前記未塗工部との境界部は、前記第2〜第4縁部と平行に存在する一方、前記第1縁部には、前記第3縁部に沿って存在する未塗工部と前記活物質層との境界部となる第2境界部の一端と、前記第4縁部に沿って存在する前記活物質層との境界部となる第3境界部の一端と、が位置しており、
前記第1縁部における前記第2境界部と前記第3境界部との間には、前記第1縁部に沿って前記活物質層が存在しており、
前記電極組立体は、前記第1縁部が積層されて構成されたタブ側端面と、前記第2縁部が積層されて構成された底側端面と、前記タブ側端面と前記底側端面を繋ぐ第1〜第4側面とを備え、
前記絶縁シートは、前記タブ側端面を除く前記電極組立体の5面としての前記底側端面と前記第1〜第4側面を覆っていることを特徴とする蓄電装置。 An electrode assembly in which a first electrode and a second electrode having a polarity different from that of the first electrode and having an outer shape larger than the outer shape of the first electrode are laminated in a state of being insulated from each other via a separator. ,
An insulating sheet covering the electrode assembly and
With
The first electrode and the second electrode are a rectangular sheet-shaped current collector, an active material layer existing on one side or both sides of the current collector, and a first edge portion along one side of the current collector. A tab having a shape protruding from the surface, a second edge portion opposite to the first edge portion, a third edge portion connecting the first edge portion and one end of the second edge portion, and the first edge portion. It has a fourth edge, which is the opposite side of the three edges.
When the direction along the surface of the second electrode is the plane direction, the electrode assembly is viewed from the stacking direction, and the first electrode is more than the first to fourth edges of the second electrode. A power storage device located inside in the plane direction.
The second electrode has an uncoated portion in which the active material layer does not exist and the current collector is exposed along the second to fourth edges, and the active material layer and the uncoated portion are provided. The boundary portion with the portion exists in parallel with the second to fourth edge portions, while the first edge portion includes an uncoated portion existing along the third edge portion and the active material layer. One end of the second boundary portion, which is the boundary portion of the above, and one end of the third boundary portion, which is the boundary portion between the active material layer and the active material layer existing along the fourth edge portion, are located.
The active material layer exists along the first edge portion between the second boundary portion and the third boundary portion in the first edge portion.
The electrode assembly includes a tab-side end face formed by laminating the first edge portion, a bottom-side end face formed by laminating the second edge portion, and the tab-side end face and the bottom-side end face. With the first to fourth sides to connect,
The power storage device is characterized in that the insulating sheet covers the bottom end surface and the first to fourth side surfaces as five surfaces of the electrode assembly excluding the tab side end surface.
前記第2縁部に沿って存在する未塗工部の第1方向に沿う寸法、及び前記第3縁部及び前記第4縁部に沿って存在する未塗工部の第2方向に沿う寸法は、それぞれ、前記第2の電極の前記集電体及び前記活物質層の厚さ方向の寸法よりも大きい請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。 The surface direction has a first direction orthogonal to the first edge portion and the second edge portion, and a second direction orthogonal to the third edge portion and the fourth edge portion.
Dimensions along the first direction of the uncoated portion existing along the second edge portion, and dimensions along the second direction of the uncoated portion existing along the third edge portion and the fourth edge portion. The power storage device according to claim 1 or 2, respectively, which is larger than the dimensions of the current collector and the active material layer of the second electrode in the thickness direction.
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