JP7201482B2 - Storage element and method for manufacturing storage element - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電素子および蓄電素子の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric storage element and a method for manufacturing an electric storage element.
蓄電素子として、例えば特許文献1で提案されているように、正極と負極とを交互に積層してなる積層型電池や巻回型電池が広く普及している。このような積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。
BACKGROUND ART Laminated batteries and wound batteries, in which positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated, are widely used as electric storage elements, as proposed in
ところで、リチウムイオン二次電池に代表される積層型電池では、負極の負極活物質層の長手方向に沿った長さが、正極の正極活物質層の長手方向に沿った長さよりも長くなる場合がある。この場合、負極の負極活物質層は、長手方向において、正極の正極活物質層の端部よりも外側に延在する領域を有する。 By the way, in a laminated battery represented by a lithium ion secondary battery, when the length of the negative electrode active material layer of the negative electrode along the longitudinal direction is longer than the length of the positive electrode active material layer of the positive electrode along the longitudinal direction There is In this case, the negative electrode active material layer of the negative electrode has a region extending outward from the ends of the positive electrode active material layer of the positive electrode in the longitudinal direction.
一方、負極の負極活物質層が正極の正極活物質層の端部よりも外側に延在する領域を有する場合、当該領域において、負極が、積層方向に隣り合う正極に接触し、正極と負極とが短絡してしまう可能性がある。 On the other hand, when the negative electrode active material layer of the negative electrode has a region extending outside the end portion of the positive electrode active material layer of the positive electrode, the negative electrode is in contact with the adjacent positive electrode in the stacking direction in the region. may be short-circuited.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、積層方向に隣り合う正極および負極が短絡してしまうことを抑制することが可能な、蓄電素子および蓄電素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and provides an electric storage element and a method for manufacturing an electric storage element capable of suppressing short-circuiting of positive and negative electrodes adjacent to each other in the stacking direction. for the purpose.
本発明の蓄電素子は、
第1電極と、
前記第1電極と第1方向に交互に積層された第2電極と、
前記第1方向に隣り合う前記第1電極および前記第2電極の間に配置された絶縁シートと、を備え、
前記第1電極は、有効領域と前記有効領域に隣接する接続領域とを含む第1電極集電体と、前記第1電極集電体の前記有効領域に積層された第1電極活物質層と、を有し、
前記第2電極は、有効領域と前記有効領域に隣接する接続領域とを含む第2電極集電体と、前記第2電極集電体の前記有効領域に積層された第2電極活物質層と、を有し、
前記第2電極活物質層は、前記第1方向に非平行な第2方向において、前記第1電極活物質層の端部よりも外側に延在する延在領域を有し、
前記絶縁シートは、前記第2電極活物質層の前記延在領域を覆い、
前記第1方向において隣り合う前記絶縁シートは、接合部を介して互いに接合されており、
前記接合部の少なくとも一部は、前記第2方向において前記第2電極活物質層の前記延在領域に重なる位置に形成されている、蓄電素子である。
The storage device of the present invention is
a first electrode;
a second electrode alternately stacked with the first electrode in a first direction;
an insulating sheet disposed between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction;
The first electrode includes a first electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region, and a first electrode active material layer laminated on the effective region of the first electrode current collector. , has
The second electrode includes a second electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region, and a second electrode active material layer laminated on the effective region of the second electrode current collector. , has
the second electrode active material layer has an extension region extending outward from an end portion of the first electrode active material layer in a second direction non-parallel to the first direction;
The insulating sheet covers the extension region of the second electrode active material layer,
The insulating sheets that are adjacent in the first direction are joined to each other via joints,
At least a portion of the junction is a power storage element formed at a position overlapping with the extension region of the second electrode active material layer in the second direction.
本発明の蓄電素子において、
前記絶縁シートを複数備え、
前記接合部において、各々の前記絶縁シートが、互いに接合されていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A plurality of the insulating sheets,
Each of the insulating sheets may be joined to each other at the joining portion.
本発明の蓄電素子において、
前記絶縁シートは、前記第1方向および前記第2方向の両方向に非平行な第3方向に交互に折り返されており、
前記接合部において、前記絶縁シートのうちの前記第1方向において隣り合う部分が、互いに接合されていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
The insulating sheets are alternately folded in a third direction non-parallel to both the first direction and the second direction,
In the joint portion, portions of the insulating sheet that are adjacent in the first direction may be joined together.
本発明の蓄電素子において、
前記第1電極および前記第2電極を、それぞれ複数備えていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A plurality of the first electrodes and the second electrodes may be provided.
本発明の蓄電素子において、
前記接合部のうち、前記第2方向において前記延在領域に重なる部分の前記第2方向に沿った長さは、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A length along the second direction of a portion of the joint portion that overlaps the extension region in the second direction may be 0.5 mm or more and 4.0 mm or less.
本発明の蓄電素子において、
前記接合部の前記第2方向に沿った長さは、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A length of the joint portion along the second direction may be 0.5 mm or more and 4.0 mm or less.
本発明の蓄電素子において、
前記接合部は、前記第1方向および前記第2方向の両方向に非平行な第3方向において前記第2電極の両側に形成されていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
The joints may be formed on both sides of the second electrode in a third direction non-parallel to both the first direction and the second direction.
本発明の蓄電素子において、
前記延在領域の前記第2方向に沿った長さは、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A length of the extension region along the second direction may be 0.5 mm or more and 4.0 mm or less.
本発明の蓄電素子において、
前記絶縁シートは、ポリプロピレンおよびポリエチレンのうちの少なくとも一方を含む樹脂組成物からなっていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
The insulating sheet may be made of a resin composition containing at least one of polypropylene and polyethylene.
本発明の蓄電素子において、
前記接合部の全体が、前記第2方向において前記延在領域に重なっていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
The entire joint portion may overlap the extension region in the second direction.
本発明の蓄電素子において、
前記第1電極集電体の前記接続領域のうち、前記第2方向において前記延在領域と重なる位置に、第1絶縁部材が設けられていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A first insulating member may be provided at a position of the connecting region of the first electrode current collector that overlaps with the extending region in the second direction.
本発明の蓄電素子において、
前記第1絶縁部材は、金属酸化物を含む層、またはテープからなっていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
The first insulating member may be a layer or tape containing a metal oxide.
本発明の蓄電素子において、
前記第1方向に隣り合う前記第1電極および前記第2電極の間であって、前記第2方向において前記延在領域と重なる位置に、第2絶縁部材が設けられていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
A second insulating member may be provided between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction and at a position overlapping the extension region in the second direction.
本発明の蓄電素子において、
前記第2絶縁部材は、金属酸化物を含む層、またはテープからなっていてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
The second insulating member may be a layer or tape containing a metal oxide.
本発明の蓄電素子において、
前記第1電極および前記第2電極を、それぞれ、10以上含んでいてもよい。
In the electric storage device of the present invention,
Ten or more of the first electrodes and the second electrodes may be included, respectively.
本発明の蓄電素子の製造方法は、
有効領域および前記有効領域に隣接する接続領域を含む第1電極集電体と前記第1電極集電体の前記有効領域に積層された第1電極活物質層とを有する第1電極と、有効領域および前記有効領域に隣接する接続領域を含む第2電極集電体と前記第2電極集電体の前記有効領域に積層された第2電極活物質層とを有する第2電極と、絶縁シートとを、前記絶縁シートが、第1方向に隣り合う前記第1電極および前記第2電極の間に配置されるように積層する積層工程と、
接合部を介して、前記第1方向において隣り合う前記絶縁シートを互いに接合する接合工程と、を備え、
前記第2電極活物質層は、前記第1方向に非平行な第2方向において、前記第1電極活物質層の端部よりも外側に延在する延在領域を有し、
前記積層工程において、前記絶縁シートによって前記第2電極活物質層の前記延在領域を覆い、
前記接合工程において、前記接合部の少なくとも一部を前記第2方向において前記第2電極活物質層の前記延在領域に重なる位置に形成する、蓄電素子の製造方法である。
The method for manufacturing an electric storage element of the present invention comprises:
a first electrode having a first electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region; a second electrode having a second electrode current collector including a region and a connection region adjacent to the effective region; and a second electrode active material layer laminated on the effective region of the second electrode current collector; and an insulating sheet. a lamination step of laminating the insulating sheet so that it is arranged between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction;
a bonding step of bonding the insulating sheets adjacent to each other in the first direction via a bonding portion;
the second electrode active material layer has an extension region extending outward from an end portion of the first electrode active material layer in a second direction non-parallel to the first direction;
In the lamination step, the extended region of the second electrode active material layer is covered with the insulating sheet;
In the method of manufacturing a power storage element, in the bonding step, at least part of the bonding portion is formed at a position overlapping the extension region of the second electrode active material layer in the second direction.
本発明の蓄電素子の製造方法において、
前記積層工程において、複数の前記絶縁シートを積層し、
前記接合工程において、各々の前記絶縁シートを互いに接合してもよい。
In the method for manufacturing an electric storage element of the present invention,
In the lamination step, a plurality of the insulating sheets are laminated,
In the joining step, the insulating sheets may be joined together.
本発明の蓄電素子の製造方法において、
前記積層工程において、前記絶縁シートを、前記第1方向および前記第2方向の両方向に非平行な第3方向に交互に折り返し、
前記接合工程において、前記絶縁シートのうちの前記第1方向において隣り合う部分を互いに接合してもよい。
In the method for manufacturing an electric storage element of the present invention,
In the lamination step, the insulating sheets are alternately folded in a third direction that is non-parallel to both the first direction and the second direction;
In the bonding step, adjacent portions of the insulating sheets in the first direction may be bonded together.
本発明の蓄電素子の製造方法において、
前記接合工程において、前記接合部を前記第1方向および前記第2方向の両方向に非平行な第3方向において前記延在領域の両側に形成してもよい。
In the method for manufacturing an electric storage element of the present invention,
In the bonding step, the bonding portions may be formed on both sides of the extension region in a third direction non-parallel to both the first direction and the second direction.
本発明の蓄電素子の製造方法において、
前記積層工程において、前記第1電極集電体のうち、前記第2方向において前記延在領域と重なる位置に、第1絶縁部材を配置してもよい。
In the method for manufacturing an electric storage element of the present invention,
In the laminating step, a first insulating member may be arranged at a position of the first electrode current collector that overlaps the extension region in the second direction.
本発明の蓄電素子の製造方法において、
前記積層工程において、前記第1方向に隣り合う前記第1電極および前記第2電極の間であって、前記第2方向において前記延在領域と重なる位置に、第2絶縁部材を配置してもよい。
In the method for manufacturing an electric storage element of the present invention,
In the stacking step, a second insulating member may be arranged between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction and at a position overlapping the extension region in the second direction. good.
本発明によれば、積層方向に隣り合う正極および負極が短絡してしまうことを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the positive electrode and negative electrode adjacent to a lamination direction short-circuit.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to this specification, for the convenience of easy understanding, the scale, the ratio of vertical and horizontal dimensions, etc. are appropriately changed and exaggerated from those of the real thing.
なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。 In this specification, the terms "plate", "sheet" and "film" are not to be distinguished from each other based only on the difference of names.
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 In addition, terms such as "parallel", "perpendicular", "identical", length and angle values, etc. that specify shapes and geometric conditions and their degrees used in this specification are strictly It shall be interpreted to include the extent to which similar functions can be expected without being bound by the meaning.
図1乃至図8は、本発明による蓄電素子およびその製造方法の一実施の形態を説明するための図である。 1 to 8 are diagrams for explaining an embodiment of an electric storage device and a method for manufacturing the same according to the present invention.
以下に説明する一実施の形態において、蓄電素子1は、外装体7と、外装体7によって形成された収容空間7a内に収容された電極体5と、電極体5に接続されて外装体7の内部から外部へと延び出したタブ6と、を備えている。このうち電極体5は、第1電極10と、第1電極10と第1方向d1に交互に積層された第2電極20とを備えている。電極体5は、第1電極10および第2電極20を、それぞれ複数備えている。図1に示された例において、蓄電素子1は、全体的に厚さ方向である第1方向d1が薄い偏平形状を有しており、長手方向となる第2方向d2と短手方向(幅方向)となる第3方向d3とに広がっている。第1方向d1、第2方向d2および第3方向d3は、互いに非平行であり、図示された例では、第1方向d1、第2方向d2および第3方向d3は、互いに直交している。
In one embodiment described below, the
以下において、蓄電素子1が積層型電池、具体的にはリチウムイオン二次電池である例について説明する。この例において、第1電極10は正極10Xを構成し、第2電極20は負極20Yを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第1電極10および第2電極20を第1方向d1に交互に積層してなる蓄電素子1に広く適用され得る。また、蓄電素子1は積層型電池に限らず、例えば巻回型電池であってもよい。蓄電素子1が巻回型電池である場合でも、第1電極10および第2電極20が第1方向d1に積層される。
An example in which the
以下、蓄電素子1の各構成要素について説明する。
Each component of the
まず、電極体5について説明する。図2乃至図4に示すように、電極体5は、正極10X(第1電極10)と、負極20Y(第2電極20)と、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間に配置された絶縁シート30(図3および図4参照)と、を備えている。図2に示すように、正極10Xおよび負極20Yは、第1方向d1に沿って交互に積層されている。電極体5は、正極10Xおよび負極20Yを、それぞれ10以上含んでいる。電極体5の厚さ、すなわち第1方向d1に沿った長さは、例えば4mm以上20mm以下である。
First, the
図2および図3に示す非限定的な例において、正極10Xおよび負極20Yは、略長方形形状の外輪郭を有している板状の電極である。第1方向d1に非平行な第2方向d2が、正極10Xおよび負極20Yの長手方向であり、第1方向d1および第2方向d2の両方向に非平行な第3方向d3が、正極10Xおよび負極20Yの短手方向(幅方向)である。正極10Xおよび負極20Yは、第2方向d2にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極10Xは、第2方向d2における一側に寄って配置され、複数の負極20Yは、第2方向d2における他側に寄って配置されている。正極10Xおよび負極20Yは、第2方向d2における中央において、第1方向d1に重なり合っている。 In the non-limiting examples shown in FIGS. 2 and 3, the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are plate-shaped electrodes having a substantially rectangular contour. A second direction d2 non-parallel to the first direction d1 is the longitudinal direction of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y, and a third direction d3 non-parallel to both the first direction d1 and the second direction d2 is the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y. 20Y in the lateral direction (width direction). The positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are staggered in the second direction d2. More specifically, the plurality of positive electrodes 10X are arranged closer to one side in the second direction d2, and the plurality of negative electrodes 20Y are arranged closer to the other side in the second direction d2. The positive electrode 10X and the negative electrode 20Y overlap in the first direction d1 at the center in the second direction d2.
図2および図3に示すように、負極20Y(第2電極20)の第3方向d3に沿った長さは、正極10X(第1電極10)の第3方向d3に沿った長さよりも長くなっている。図示された例では、負極20Yは、正極10Xより、第3方向d3の一側および他側に延び出ている。正極10Xおよび負極20Yの厚さ、すなわち第1方向d1の長さは、例えば80μm以上200μm以下であり、長手方向、すなわち第2方向d2に沿った長さは、例えば200mm以上950mm以下であり、短手方向、すなわち第3方向d3に沿った長さ(幅)は、例えば70mm以上350mm以下である。 As shown in FIGS. 2 and 3, the length of the negative electrode 20Y (second electrode 20) along the third direction d3 is longer than the length of the positive electrode 10X (first electrode 10) along the third direction d3. It's becoming In the illustrated example, the negative electrode 20Y extends from the positive electrode 10X to one side and the other side in the third direction d3. The thickness of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y, that is, the length in the first direction d1 is, for example, 80 μm or more and 200 μm or less, and the longitudinal direction, that is, the length along the second direction d2 is, for example, 200 mm or more and 950 mm or less, The length (width) along the lateral direction, that is, the third direction d3 is, for example, 70 mm or more and 350 mm or less.
図4に示すように、正極10X(第1電極10)は、正極集電体11X(第1電極集電体11)と、正極集電体11X上に設けられた正極活物質層12X(第1電極活物質層12)と、を有している。リチウムイオン二次電池において、正極10Xは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。 As shown in FIG. 4, the positive electrode 10X (first electrode 10) includes a positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) and a positive electrode active material layer 12X (first electrode current collector 11) provided on the positive electrode current collector 11X. 1 electrode active material layer 12). In the lithium ion secondary battery, the positive electrode 10X releases lithium ions during discharging and absorbs lithium ions during charging.
正極集電体11Xは、互いに対向する第1面11aおよび第2面11bを主面として有している。正極活物質層12Xは、正極集電体11Xの第1面11aおよび第2面11bの少なくとも一方の面に積層されている。具体的には、正極集電体11Xの第1面11aまたは第2面11bが、電極体5のうちの第1方向d1における最外面を形成する場合、正極集電体11Xの当該面には正極活物質層12Xが設けられない。この正極集電体11Xの配置に関連した構成を除き、電極体5の複数の正極10Xは、正極集電体11Xの両側に設けられた一対の正極活物質層12Xを有し、互いに同一に構成され得る。
The positive electrode current collector 11X has, as main surfaces, a
正極集電体11Xおよび正極活物質層12Xは、蓄電素子1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体11Xは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層12Xは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層12Xは、正極活物質、導電助剤および結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体11Xをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式LiMxOy(ただし、Mは金属であり、xおよびyは金属Mと酸素Oの組成比である)で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。 The positive electrode current collector 11X and the positive electrode active material layer 12X can be produced by various manufacturing methods using various materials that can be applied to the power storage element 1 (lithium ion secondary battery). As an example, the positive electrode current collector 11X may be made of aluminum foil. The positive electrode active material layer 12X contains, for example, a positive electrode active material, a conductive aid, and a binding agent that serves as a binder. The positive electrode active material layer 12X is produced by applying a positive electrode slurry obtained by dispersing a positive electrode active material, a conductive aid, and a binder in a solvent onto the material forming the positive electrode current collector 11X and solidifying the slurry. can be As the positive electrode active material, for example, a lithium metal oxide compound represented by the general formula LiM x O y (where M is a metal, and x and y are the composition ratio of metal M and oxygen O) is used. Specific examples of the lithium metal oxide compound include lithium cobaltate, lithium nickelate, and lithium manganate. Acetylene black or the like may be used as the conductive aid. Polyvinylidene fluoride or the like may be used as the binder.
図2乃至図4に示すように、正極集電体11X(第1電極集電体11)は、第1端部領域a1(接続領域)および第1電極領域b1(有効領域)を有している。図4に示すように、正極活物質層12X(第1電極活物質層12)は、正極集電体11Xの第1電極領域b1のみに積層されている。第1端部領域a1および第1電極領域b1は、第2方向d2に沿って互いに隣接するように配列されている。第1端部領域a1は、第1電極領域b1よりも第2方向d2における一側に位置している。複数の正極集電体11Xは、第1端部領域a1において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって一つのタブ6に接合されている。図示された例では、複数の正極10Xの第1端部領域a1が、タブ6上に重ねられて、互いに電気的に接続している。一方、第1電極領域b1は、負極20Yの後述する負極活物質層22Yに対面する領域内に広がっている。このような第1電極領域b1の配置により、正極活物質層12Xからのリチウムの析出を防止することができる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) has a first end region a1 (connection region) and a first electrode region b1 (effective region). there is As shown in FIG. 4, the positive electrode active material layer 12X (first electrode active material layer 12) is laminated only on the first electrode region b1 of the positive electrode current collector 11X. The first end region a1 and the first electrode region b1 are arranged adjacent to each other along the second direction d2. The first end region a1 is located on one side in the second direction d2 of the first electrode region b1. The plurality of positive electrode current collectors 11X are joined to one
次に、負極20Y(第2電極20)について説明する。負極20Y(第2電極20)は、負極集電体21Y(第2電極集電体21)と、負極集電体21Y上に設けられた負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)と、を有している。リチウムイオン二次電池において、負極20Yは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。 Next, the negative electrode 20Y (second electrode 20) will be described. The negative electrode 20Y (second electrode 20) includes a negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) and a negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) provided on the negative electrode current collector 21Y. and have In the lithium ion secondary battery, the negative electrode 20Y absorbs lithium ions during discharging and releases lithium ions during charging.
負極集電体21Yは、互いに対向する第1面21aおよび第2面21bを主面として有している。負極活物質層22Yは、負極集電体21Yの第1面21aおよび第2面21bの少なくとも一方の面に積層されている。電極体5の複数の負極20Yは、負極集電体21Yの両側に設けられた一対の負極活物質層22Yを有し、互いに同一に構成され得る。
The negative electrode current collector 21Y has, as main surfaces, a
負極集電体21Yおよび負極活物質層22Yは、蓄電素子1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体21Yは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層22Yは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、および、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層22Yは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体21Yをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。 The negative electrode current collector 21Y and the negative electrode active material layer 22Y can be produced by various manufacturing methods using various materials that can be applied to the power storage element 1 (lithium ion secondary battery). As an example, the negative electrode current collector 21Y is made of copper foil, for example. The negative electrode active material layer 22Y contains, for example, a negative electrode active material made of a carbon material and a binder that functions as a binder. The negative electrode active material layer 22Y is formed by dispersing a negative electrode slurry in which a negative electrode active material such as carbon powder or graphite powder and a binder such as polyvinylidene fluoride are dispersed in a solvent to form the negative electrode collector 21Y. It can be made by coating on a material and solidifying it.
図2乃至図4に示すように、負極集電体21Y(第2電極集電体21)は、第2端部領域a2(接続領域)および第2電極領域b2(有効領域)を有している。図4に示すように、負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)は、負極集電体21Yの第2電極領域b2のみに積層されている。第2端部領域a2および第2電極領域b2は、第2方向d2に沿って互いに隣接するように配列されている。第2端部領域a2は、第2電極領域b2よりも第2方向d2における他側に位置している。複数の負極集電体21Yは、第2端部領域a2において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって一つのタブ6に接合されている。図示された例では、複数の負極20Yの第2端部領域a2が、正極集電体11Xが接合されたタブ6とは別のタブ6上に重ねられて、互いに電気的に接続している。一方、第2電極領域b2は、正極10Xの正極活物質層12Xに対面する領域に広がっている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) has a second end region a2 (connection region) and a second electrode region b2 (effective region). there is As shown in FIG. 4, the negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) is laminated only on the second electrode region b2 of the negative electrode current collector 21Y. The second end region a2 and the second electrode region b2 are arranged adjacent to each other along the second direction d2. The second end region a2 is located on the other side in the second direction d2 of the second electrode region b2. A plurality of negative electrode current collectors 21Y are joined to one
上述したように、正極10Xの第1電極領域b1は、負極20Yの第2電極領域b2に対面する領域の内側に位置している(図4参照)。すなわち、第2電極領域b2は、正極10Xの正極活物質層12Xに対面する領域を内包する領域に広がっている。 As described above, the first electrode region b1 of the positive electrode 10X is positioned inside the region facing the second electrode region b2 of the negative electrode 20Y (see FIG. 4). That is, the second electrode region b2 extends over a region that includes the region facing the positive electrode active material layer 12X of the positive electrode 10X.
このため、図3および図4に示すように、負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)は、第2方向d2において、正極活物質層12X(第1電極活物質層12)の端部12aよりも外側(第2方向d2における一側または他側)に延在する延在領域25を有している。この場合、図3に示すように、延在領域25の第2方向d2に沿った長さL1は、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。延在領域25の第2方向d2に沿った長さL1が0.5mm以上であることにより、第2方向d2において延在領域25に重なる位置に、接合部31を形成するための領域を十分に確保することができる。また、延在領域25の第2方向d2に沿った長さL1が4.0mm以下であることにより、負極活物質層22Yが広がる領域に対する正極活物質層12Xが広がる領域の割合を大きくすることができ、蓄電素子1の体積エネルギー密度を高くすることができる。ここで、体積エネルギー密度とは、蓄電素子1が占める体積あたりの当該蓄電素子1が供給可能な電力量のことを意味する。
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the negative electrode active material layer 22Y (the second electrode active material layer 22) is the same as the positive electrode active material layer 12X (the first electrode active material layer 12) in the second direction d2. It has an
次に、絶縁シート30について説明する。図4および図5に示すように、絶縁シート30は、正極10X(第1電極10)および負極20Y(第2電極20)の間に位置し、正極10Xおよび負極20Yが接触しないように、正極10Xおよび負極20Yを互いに離間させている。本実施の形態では、蓄電素子1は、絶縁シート30を複数備えている。絶縁シート30は、絶縁性を有しており、正極10Xおよび負極20Yの接触による短絡を防止する。
Next, the insulating
絶縁シート30は、ポリプロピレンおよびポリエチレンのうちの少なくとも一方を含む樹脂組成物からなっていることが好ましい。これにより、接合部31によって、絶縁シート30同士を溶着させやすくすることができるとともに、接合部31における接合強度を向上させることができる。
The insulating
また、絶縁シート30は、大きなイオン透過度(透気度)、所定の機械的強度、および、電解液、正極活物質、負極活物質等に対する耐久性を有していることが好ましい。このような絶縁シート30として、例えば、絶縁性の材料によって形成された多孔質体や不織布等を用いることができる。より具体的には、絶縁シート30として、融点が80~140℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーを採用することができる。外装体7の収容空間7aには、電極体5とともに電解液が封入される。電解液が、多孔質体や不織布からなる絶縁シート30に含浸することで、電極10,20の電極活物質層12,22に電解液が接触した状態に維持される。
Moreover, the insulating
また、絶縁シート30は、活物質層22Y,12X上に塗工した電解液を活物質層22Y,12X上で固化又はゲル化させて形成されてもよい。電解液として、例えば、高分子マトリックス及び非水電解質液(すなわち、非水溶媒及び電解質塩)からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるもの、或いは、高分子マトリックス及び非水溶媒からなり、固体電解質となるものを用いることができる。この場合、絶縁シート30を作製するための具体的な材料は、特に制限はなく、これらを構成するために用いられている種々の材料(例えば、特開2012-190567号公報に開示された材料)を用いることができる。
Alternatively, the insulating
絶縁シート30は、例えば第1方向d1に隣り合う任意の二つの電極10,20の間に位置している。また、絶縁シート30は、平面視において、正極10Xの正極活物質層12Xの全領域を覆うように広がっている(図3参照)。同様に、絶縁シート30は、平面視において、負極20Yの負極活物質層22Yの全領域を覆うように広がっている。このため、絶縁シート30は、負極20Yの負極活物質層22Yの延在領域25を覆っている。さらに、図3および図5に示すように、絶縁シート30は、第3方向d3に沿った幅が、正極10Xおよび負極20Yの第3方向d3に沿った幅よりも広くなっている。なお、図面を明瞭にするために、図5において、正極集電体11X、正極活物質層12X、負極集電体21Yおよび負極活物質層22Yの記載を省略している。
The insulating
第1方向d1において隣り合う絶縁シート30は、接合部31を介して互いに接合されている。本実施の形態では、接合部31において、各々の絶縁シート30が互いに接合されている。この場合、複数の絶縁シート30は、例えば、超音波振動等を用いて圧着されることにより、互いに接合されている。また、図3に示すように、接合部31の少なくとも一部は、第2方向d2において負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)の延在領域25に重なる位置に形成されている。これにより、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを抑制することができる。とりわけ、接合部31の少なくとも一部が、第2方向d2において延在領域25に重なる位置に形成されていることにより、例えば蓄電素子1に振動等が加えられた場合においても、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを抑制することができる。このため、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができる。この結果、第1方向d1に沿って配置された負極20Yと正極10Xとが接触し、正極10Xと負極20Yとが短絡してしまう不具合を抑制することができる。
Insulating
また、図3および図5に示すように、接合部31は、第3方向d3において負極20Yの両側に形成されている。これにより、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことをより効果的に抑制することができる。
Also, as shown in FIGS. 3 and 5, the
また、図3に示すように、本実施の形態では、接合部31は、平面視において略長方形形状の外輪郭を有するように形成されている。接合部31のうち、第2方向d2において延在領域25に重なる部分の第2方向d2に沿った長さL2は、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。長さL2が0.5mm以上であることにより、第2方向d2において延在領域25に重なる位置に、絶縁シート30同士をしっかりと接合することができる。このため、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを更に効果的に抑制することができる。また、長さL2が4.0mm以下であることにより、絶縁シート30を接合した際に、延在領域25において絶縁シート30が収縮することを抑制することができ、延在領域25において絶縁シート30に歪みが発生することを抑制することができる。このため、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができる。なお、接合部31の形状は任意で有り、接合部31は、平面視において円形状を有していてもよく、楕円形状を有していてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
接合部31の第2方向d2に沿った長さL3は、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。接合部31の第2方向d2に沿った長さL3が0.5mm以上であることにより、接合部31における絶縁シート30同士の接合強度を高くすることができ、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを更に効果的に抑制することができる。また、接合部31の第2方向d2に沿った長さL3が4.0mm以下であることにより、絶縁シート30を接合した際に、絶縁シート30が収縮することを抑制することができ、絶縁シート30に歪みが発生することを抑制することができる。
A length L3 of the
次に、タブ6について説明する。タブ6は、蓄電素子1における端子として機能する。図2乃至図4に示すように、電極体5の正極10Xに一方のタブ6(第2方向d2の一側に位置するタブ6)が電気的に接続されている。同様に、電極体5の負極20Yに他方のタブ6(第2方向d2の他側に位置するタブ6)が電気的に接続されている。図4に示すように、一対のタブ6は、外装体7の内部である収容空間7aから、外装体7の外部へと延び出している。タブ6の外装体7の外部に延びている長さは、例えば10mm以上25mm以下である。なお、外装体7とタブ6との間は、タブ6が延び出す領域において、図示しないシール部材を介して封止されている。
Next,
タブ6は、アルミニウム、銅、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。タブ6の厚みは、例えば0.1mm以上1mm以下である。
次に、外装体7について説明する。外装体7は、電極体5を封止するための包装材である。図4および図5に示すように、外装体7は、第1外装材71と第2外装材72とを有している。各外装材71,72は、それぞれ金属層71a,72aと、金属層71a,72aに積層されたシーラント層71b,72bと、を有している。金属層71a,72aは、高いガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。
Next, the
金属層71a,72aをなす材料としては、外部からの水分の侵入を防ぎつつ蓄電素子1の強度を向上させるものであれば特に限定されないが、水分遮断性と重量ならびにコストの面から公知の金属、金属酸化物、金属窒化物及びこれらの合金を用いることができ、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が好ましく、アルミニウムを特に好ましく用いることができる。蓄電素子1全体の強度が確保できるのであれば、金属箔の代わりに蒸着やスパッタリングなどにより金属層を設けても良い。
The material forming the
シーラント層71b,72bは、絶縁性を有しており、外装体7内に収容する電極体5と金属層71a,72aとの短絡を防止する。また、シーラント層71b,72bは、絶縁性に加えて、熱可塑性(接着性)を有している。第1外装材71および第2外装材72は、シーラント層71b,72bが互いに対面するようにして積層され、その周縁を互いに溶着されている。さらに、第1外装材71および第2外装材72の間に、電極体5の収容空間7aが形成される。
The sealant layers 71b and 72b have insulating properties and prevent a short circuit between the
外装体7は、電極体5および電解液をその内部に密閉する。シーラント層71b,72bは、電解液にも接触することから、耐薬品性を有していることが好ましい。このようなシーラント層71b,72bの材料として、ポリオレフィン系樹脂、具体的には、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニルを用いることができる。
The
図示された例において、第1外装材71は、板状の部材として形成されている。一方、第2外装材72は、カップ状に形成されている。第2外装材72は、カップ状の膨出部73と、膨出部73に接続した鍔部74と、を有している。鍔部74は、膨出部73を周状に取り囲み、膨出部73の周縁と接続している。鍔部74は、第1外装材71と第2外装材72との間の収容空間7aを密閉するように、第1外装材71と接着している。膨出部73は、例えば絞り加工によって製造される。
In the illustrated example, the first
ただし、以上の例に限られず、外装体7は、一枚の外装材を折り返すことによって、形成されるようにしてもよい。この例において、外装体7は、折り返し部以外の縁部において、互いに対向する外装材を接着してなる接着領域を有することになる。
However, it is not limited to the above example, and the
次に、本実施の形態の蓄電素子1の製造方法の一例について、説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、正極10X、負極20Yおよび絶縁シート30を作製する。正極10X、負極20Yおよび絶縁シート30は、上述した材料および製造方法により作製することができる。次に、図6に示すように、作製された正極10Xと、負極20Yと、絶縁シート30とを、絶縁シート30が、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間に配置されるように積層する。この場合、複数の絶縁シート30の各々が第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間に配置されるように積層される。そして、絶縁シート30によって負極活物質層22Yの延在領域25が覆われる。
First, the positive electrode 10X, the negative electrode 20Y and the insulating
次に、接合部31を介して、第1方向d1において隣り合う絶縁シート30を互いに接合する。この場合、各々の絶縁シート30を互いに接合する。この際、まず、図7に示すように、第3方向d3における負極20Yの両側において、複数の絶縁シート30を互いに重ね合わせる。次に、重ね合わされた複数の絶縁シート30を、例えば超音波振動等を用いて互いに圧着する。このようにして、図8に示すように、接合部31は、第3方向d3において負極20Yの両側に形成される。また、この際、接合部31の少なくとも一部は、第2方向d2において延在領域25に重なる位置に形成される。この場合、接合部31のうち、第2方向d2において延在領域25に重なる部分の第2方向d2に沿った長さL2(図3参照)は、0.5mm以上4.0mm以下であってもよい。このようにして、電極体5が得られる。
Next, the insulating
次いで、複数の正極10Xの正極集電体11Xを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ6とも電気的に接続する。同様に、複数の負極20Yの負極集電体21Yを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ6とも電気的に接続する。
Next, the positive electrode current collectors 11X of the plurality of positive electrodes 10X are electrically connected to each other, and the
また、外装体7を構成する第1外装材71および第2外装材72を準備する。第2外装材72には、例えば絞り加工によって、膨出部73を形成する。次に、第2外装材72の膨出部73内に電極体5を収容し、さらに第2外装材72上に第1外装材71を積層する。このとき、第2外装材72のシーラント層72bと第1外装材71のシーラント層71bとを対面させる。また、各タブ6が第1外装材71と第2外装材72との間から延び出すようにする。
Also, the first
その後、第1外装材71と第2外装材72の鍔部74とを接合する。第1外装材71と第2外装材72との接合は、例えば第1外装材71および第2外装材72を加熱・加圧することで溶着により接合する。この加熱・加圧は、例えば第1外装材71および第2外装材72を120℃以上200℃以下に加熱しながら、0.2MPa以上0.8MPa以下に加圧した状態を、1秒以上8秒以下維持することで行われる。
After that, the first
以上の工程により、図1に示すような蓄電素子1が製造される。
Through the above steps, the
以上のように、本実施の形態の蓄電素子1は、正極10Xと、正極10Xと第1方向d1に交互に積層された負極20Yと、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間に配置された複数の絶縁シート30と、を備え、負極20Yの負極活物質層22Yは、第2方向d2において、正極活物質層12Xの端部12aよりも外側に延在する延在領域25を有し、絶縁シート30は、負極活物質層22Yの延在領域25を覆い、第1方向d1において隣り合う絶縁シート30は、接合部31を介して互いに接合されており、接合部31の少なくとも一部は、第2方向d2において負極活物質層22Yの延在領域25に重なる位置に形成されている。これにより、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを抑制することができる。とりわけ、接合部31の少なくとも一部が、第2方向d2において延在領域25に重なる位置に形成されていることにより、例えば蓄電素子1に振動等が加えられた場合においても、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを抑制することができる。このため、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができる。この結果、第1方向d1に沿って配置された負極20Yと正極10Xとが接触し、正極10Xと負極20Yとが短絡してしまう不具合を抑制することができる。さらに、本実施の形態の蓄電素子1は、接合部31の少なくとも一部が第2方向d2において負極活物質層22Yの延在領域25に重なる位置に形成されていることにより、例えばJIS C 8714:2007に準拠する圧壊試験において、優れた性能を示すことができる。
As described above, in the
また、本実施の形態によれば、接合部31が、第3方向d3において負極20Yの両側に形成されている。これにより、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことをより効果的に抑制することができる。このため、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができ、正極10Xと負極20Yとが短絡してしまう不具合をより効果的に抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the
さらに、本実施の形態によれば、絶縁シート30は、ポリプロピレンおよびポリエチレンのうちの少なくとも一方を含む樹脂組成物からなる。これにより、接合部31によって、絶縁シート30同士を溶着させやすくすることができるとともに、接合部31における接合強度を向上させることができる。これにより、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことをより効果的に抑制することができ、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができる。この結果、正極10Xと負極20Yとが短絡してしまう不具合をより効果的に抑制することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, insulating
以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 Although one embodiment has been described above with reference to specific examples, the above-described specific examples are not intended to limit one embodiment. The embodiment described above can be implemented in various other specific examples, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the spirit of the embodiment.
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 An example of modification will be described below with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding portions in the above-described specific example are used for the portions that can be configured in the same manner as in the above-described specific example, and redundant description is given. omitted.
(第1の変形例)
上記において、接合部31の一部が、第2方向d2において負極活物質層22Yの延在領域25に重なる位置に形成されている場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、図9に示すように、接合部31の全体が、第2方向d2において延在領域25に重なっていてもよい。本変形例においても、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを抑制することができる。このため、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができ、正極10Xと負極20Yとが短絡してしまう不具合を抑制することができる。
(First modification)
In the above description, a case where a part of the
(第2の変形例)
また、上記において、蓄電素子1の一具体例について説明したが、蓄電素子1は、図1乃至図8に示された具体例に限られるものではない。例えば、図10および図11に示すように、蓄電素子1において、正極集電体11Xの第1端部領域a1のうち、第2方向d2において延在領域25と重なる位置に、第1絶縁部材13が設けられていてもよい。また、蓄電素子1において、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間であって、第2方向d2において延在領域25と重なる位置に、第2絶縁部材23が設けられていてもよい。この場合、第2絶縁部材23は、絶縁シート30上に設けられていてもよい。第1絶縁部材13および第2絶縁部材23は、それぞれ金属酸化物を含む層、または金属酸化物を含むテープからなっていてもよい。この場合、金属酸化物としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア等であってもよい。また、第1絶縁部材13および第2絶縁部材23が、それぞれ金属酸化物を含む層からなる場合、第1絶縁部材13および第2絶縁部材23は、それぞれバインダーとなる結着剤を含んでいてもよい。この場合、バインダーとなる結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリル等を用いてもよい。第1絶縁部材13および第2絶縁部材23は、金属酸化物および結着剤を溶媒に分散させてなるスラリーを、それぞれ正極集電体11Xおよび絶縁シート30をなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。
(Second modification)
Moreover, although one specific example of the
第1絶縁部材13は、正極集電体11Xのうち、第2方向d2において延在領域25と重なる領域の全領域を覆うように広がっていることが好ましい。これにより、第1絶縁部材13に覆われた正極集電体11Xが、延在領域25において、第1絶縁部材13から露出してしまうことを更に効果的に抑制することができる。また、第2絶縁部材23は、平面視において、負極20Yの負極活物質層22Yの全領域を覆うように広がっていることが好ましい。これにより、第2絶縁部材23に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、第2絶縁部材23から露出してしまうことを更に効果的に抑制することができる。
The first insulating
図10および図11に示す蓄電素子1を製造する際には、まず、正極10Xを作製する際に、正極10Xの正極集電体11Xのうち、第1端部領域a1に位置する部分に第1絶縁部材13を設ける。また、絶縁シート30を作製する際に、絶縁シート30に第2絶縁部材23を設ける。この場合、第1絶縁部材13および第2絶縁部材23が、それぞれ金属酸化物とバインダーとを含む層からなる場合、例えば、金属酸化物としてアルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア等を含み、バインダーとしてPVDF、SBR、アクリル等を含む層によって、正極集電体11Xおよび絶縁シート30に第1絶縁部材13および第2絶縁部材23をそれぞれ形成してもよい。一方、第1絶縁部材13および第2絶縁部材23が、それぞれ金属酸化物を含むテープからなる場合、正極集電体11Xおよび絶縁シート30に第1絶縁部材13および第2絶縁部材23をそれぞれ貼着してもよい。
When manufacturing the
次に、正極10X、負極20Yおよび絶縁シート30を積層する。この場合、正極集電体11Xのうち、第2方向d2において延在領域25と重なる位置に、第1絶縁部材13を配置する。また、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間であって、第2方向d2において延在領域25と重なる位置に、第2絶縁部材23を配置する。このようにして、正極10X、負極20Yおよび絶縁シート30が積層される。
Next, the positive electrode 10X, the negative electrode 20Y and the insulating
次いで、図7および図8を用いて説明したように、接合部31を介して、第1方向d1において隣り合う絶縁シート30を互いに接合する。
Next, as described with reference to FIGS. 7 and 8, the insulating
次に、複数の正極10Xの正極集電体11Xを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ6とも電気的に接続する。同様に、複数の負極20Yの負極集電体21Yを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ6とも電気的に接続する。
Next, the positive electrode current collectors 11X of the plurality of positive electrodes 10X are electrically connected to each other, and the
その後、第1外装材71と第2外装材72の鍔部74とを接合する。
After that, the first
以上の工程により、図10および図11に示すような蓄電素子1が製造される。
Through the steps described above, the
本変形例によれば、正極集電体11Xの第1端部領域a1のうち、第2方向d2において延在領域25と重なる位置に、第1絶縁部材13が設けられている。これにより、例えば蓄電素子1に振動等が加えられた場合であっても、第1絶縁部材13に覆われた正極10Xが、延在領域25において露出してしまうことを抑制することができる。このため、第1方向d1に沿って配置された負極20Yと正極10Xとが接触し、短絡してしまう不具合を更に効果的に抑制することができる。また、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間であって、第2方向d2において延在領域25と重なる位置に、第2絶縁部材23が設けられている。これにより、例えば蓄電素子1に振動等が加えられた場合であっても、第2絶縁部材23に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において露出してしまうことを抑制することができる。このため、第1方向d1に沿って配置された負極20Yと正極10Xとが接触し、短絡してしまう不具合を更に効果的に抑制することができる。
According to this modification, the first insulating
また、本変形例によれば、第1絶縁部材13および第2絶縁部材23は、それぞれ金属酸化物を含む層、またはテープからなっている。これにより、蓄電素子1が例えば80℃程度の高温の状態にある場合に、蓄電素子1に振動等が加えられた場合であっても、第1絶縁部材13に覆われた正極10Xおよび第2絶縁部材23に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において露出してしまうことを抑制することができる。このため、第1方向d1に沿って配置された負極20Yと正極10Xとが接触し、短絡してしまう不具合を更に効果的に抑制することができる。
Moreover, according to this modification, the first insulating
(第3の変形例)
また、例えば、図12および図13に示すように、蓄電素子1において、絶縁シート30は、第3方向d3に交互に折り返されていてもよい。図12に示されているように、絶縁シート30は、第3方向d3(幅方向)に交互に逆向きに折り返されている。すなわち、絶縁シート30は、つづら折り形状となっている。この場合、絶縁シート30の互いに対向する一対の主面のうちの一方の面が、正極10Xに対面するようになり、一対の主面のうちの他方の面が、負極20Yに対面するようになる。図13に示すように、本変形例においては、接合部31において、絶縁シート30のうちの第1方向d1において隣り合う部分が、互いに接合されている。
(Third modification)
Further, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, in the
図示された例では、1枚の絶縁シート30がつづら折り形状となって正極10Xと負極20Yとの間に配置されている。ただし、この例に限らず、蓄電素子1は、つづら折り形状となっている複数枚の絶縁シート30を有していてもよい。
In the illustrated example, one insulating
図12および図13に示す蓄電素子1を製造する際には、まず、正極10X、負極20Yおよび絶縁シート30を積層する際に、絶縁シート30を、第3方向d3に交互に折り返す。このようにして、絶縁シート30が、第1方向d1に隣り合う正極10Xおよび負極20Yの間に配置されるように積層され、絶縁シート30によって負極活物質層22Yの延在領域25が覆われる。
12 and 13, when the positive electrode 10X, the negative electrode 20Y and the insulating
次に、図7および図8を用いて説明したように、接合部31を介して、第1方向d1において隣り合う絶縁シート30を互いに接合する。この場合、絶縁シート30のうちの第1方向d1において隣り合う部分を互いに接合する。
Next, as described with reference to FIGS. 7 and 8, the insulating
次に、複数の正極10Xの正極集電体11Xを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ6とも電気的に接続する。同様に、複数の負極20Yの負極集電体21Yを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ6とも電気的に接続する。
Next, the positive electrode current collectors 11X of the plurality of positive electrodes 10X are electrically connected to each other, and the
その後、第1外装材71と第2外装材72の鍔部74とを接合する。
After that, the first
以上の工程により、図13に示すような蓄電素子1が製造される。
Through the steps described above, the
本変形例においても、延在領域25において、絶縁シート30が負極活物質層22Yに対して移動してしまうことを抑制することができる。このため、絶縁シート30に覆われた負極活物質層22Yが、延在領域25において、絶縁シート30から露出してしまうことを抑制することができる。この結果、第1方向d1に沿って配置された負極20Yと正極10Xとが接触し、正極10Xと負極20Yとが短絡してしまう不具合を抑制することができる。
Also in this modification, it is possible to prevent the insulating
本発明の態様は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 Aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but include various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and effects of the present invention are not limited to the above-described contents. That is, various additions, changes, and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and spirit of the present invention derived from the content defined in the claims and equivalents thereof.
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 Although several modifications of the above-described embodiment have been described above, it is of course possible to apply a plurality of modifications in appropriate combination.
1 蓄電素子
10 第1電極
10X 正極
11 第1電極集電体
11X 正極集電体
12 第1電極活物質層
12a 端部
12X 正極活物質層
13 第1絶縁部材
20 第2電極
20Y 負極
21 第2電極集電体
21Y 負極集電体
22 第2電極活物質層
22Y 負極活物質層
23 第2絶縁部材
25 延在領域
30 絶縁シート
31 接合部
a1 第1端部領域
a2 第2端部領域
b1 第1電極領域
b2 第2電極領域
1
Claims (21)
前記第1電極と第1方向に交互に積層された第2電極と、
前記第1方向に隣り合う前記第1電極および前記第2電極の間に配置された絶縁シートと、を備え、
前記第1電極は、有効領域と前記有効領域に隣接する接続領域とを含む第1電極集電体と、前記第1電極集電体の前記有効領域に積層された第1電極活物質層と、を有し、
前記第2電極は、有効領域と前記有効領域に隣接する接続領域とを含む第2電極集電体と、前記第2電極集電体の前記有効領域に積層された第2電極活物質層と、を有し、
前記第2電極活物質層は、前記第1方向に非平行な第2方向において、前記第1電極活物質層の端部よりも外側に延在する延在領域を有し、
前記絶縁シートは、前記第2電極活物質層の前記延在領域を覆い、
前記第1方向において隣り合う前記絶縁シートは、接合部を介して互いに接合されており、
前記接合部の少なくとも一部は、前記第2方向において前記第2電極活物質層の前記延在領域に重なる位置に形成されており、
前記接合部の前記第2方向に沿った長さは、0.5mm以上4.0mm以下である、蓄電素子。 a first electrode;
a second electrode alternately stacked with the first electrode in a first direction;
an insulating sheet disposed between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction;
The first electrode includes a first electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region, and a first electrode active material layer laminated on the effective region of the first electrode current collector. , has
The second electrode includes a second electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region, and a second electrode active material layer laminated on the effective region of the second electrode current collector. , has
the second electrode active material layer has an extension region extending outward from an end portion of the first electrode active material layer in a second direction non-parallel to the first direction;
The insulating sheet covers the extension region of the second electrode active material layer,
The insulating sheets that are adjacent in the first direction are joined to each other via joints,
At least part of the joint is formed at a position overlapping the extension region of the second electrode active material layer in the second direction ,
The power storage element , wherein the joint portion has a length of 0.5 mm or more and 4.0 mm or less along the second direction .
前記第1電極と第1方向に交互に積層された第2電極と、a second electrode alternately stacked with the first electrode in a first direction;
前記第1方向に隣り合う前記第1電極および前記第2電極の間に配置された絶縁シートと、を備え、an insulating sheet disposed between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction;
前記第1電極は、有効領域と前記有効領域に隣接する接続領域とを含む第1電極集電体と、前記第1電極集電体の前記有効領域に積層された第1電極活物質層と、を有し、The first electrode includes a first electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region, and a first electrode active material layer laminated on the effective region of the first electrode current collector. , has
前記第2電極は、有効領域と前記有効領域に隣接する接続領域とを含む第2電極集電体と、前記第2電極集電体の前記有効領域に積層された第2電極活物質層と、を有し、The second electrode includes a second electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region, and a second electrode active material layer laminated on the effective region of the second electrode current collector. , has
前記第2電極活物質層は、前記第1方向に非平行な第2方向において、前記第1電極活物質層の端部よりも外側に延在する延在領域を有し、the second electrode active material layer has an extension region extending outward from an end portion of the first electrode active material layer in a second direction non-parallel to the first direction;
前記絶縁シートは、前記第2電極活物質層の前記延在領域を覆い、The insulating sheet covers the extension region of the second electrode active material layer,
前記第1方向において隣り合う前記絶縁シートは、接合部を介して互いに接合されており、The insulating sheets that are adjacent in the first direction are joined to each other via joints,
前記接合部の少なくとも一部は、前記第2方向において前記第2電極活物質層の前記延在領域に重なる位置に形成されており、At least part of the joint is formed at a position overlapping the extension region of the second electrode active material layer in the second direction,
前記接合部の全体が、前記第2方向において前記延在領域に重なっている、蓄電素子。The electric storage element, wherein the entire joint portion overlaps the extension region in the second direction.
前記接合部において、各々の前記絶縁シートが、互いに接合されている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蓄電素子。 A plurality of the insulating sheets,
The electric storage element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the respective insulating sheets are joined to each other at the joining portion.
前記接合部において、前記絶縁シートのうちの前記第1方向において隣り合う部分が、互いに接合されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The insulating sheets are alternately folded in a third direction non-parallel to both the first direction and the second direction,
The electric storage element according to any one of claims 1 to 4 , wherein in the joint portion, portions of the insulating sheet that are adjacent in the first direction are joined to each other.
接合部を介して、前記第1方向において隣り合う前記絶縁シートを互いに接合する接合工程と、を備え、
前記第2電極活物質層は、前記第1方向に非平行な第2方向において、前記第1電極活物質層の端部よりも外側に延在する延在領域を有し、
前記積層工程において、前記絶縁シートによって前記第2電極活物質層の前記延在領域を覆い、
前記接合工程において、前記接合部の少なくとも一部を前記第2方向において前記第2電極活物質層の前記延在領域に重なる位置に形成し、
前記接合部の前記第2方向に沿った長さは、0.5mm以上4.0mm以下である、蓄電素子の製造方法。 a first electrode having a first electrode current collector including an effective region and a connection region adjacent to the effective region; a second electrode having a second electrode current collector including a region and a connection region adjacent to the effective region; and a second electrode active material layer laminated on the effective region of the second electrode current collector; and an insulating sheet. a lamination step of laminating the insulating sheet so that it is arranged between the first electrode and the second electrode adjacent in the first direction;
a bonding step of bonding the insulating sheets adjacent to each other in the first direction via a bonding portion;
the second electrode active material layer has an extension region extending outward from an end portion of the first electrode active material layer in a second direction non-parallel to the first direction;
In the lamination step, the extended region of the second electrode active material layer is covered with the insulating sheet;
In the bonding step, at least part of the bonding portion is formed at a position overlapping the extension region of the second electrode active material layer in the second direction;
The method for manufacturing an electric storage element , wherein the joint portion has a length along the second direction of 0.5 mm or more and 4.0 mm or less .
前記接合工程において、各々の前記絶縁シートを互いに接合する、請求項16に記載の蓄電素子の製造方法。 In the lamination step, a plurality of the insulating sheets are laminated,
17. The method of manufacturing an electric storage element according to claim 16, wherein in said joining step, said insulating sheets are joined to each other.
前記接合工程において、前記絶縁シートのうちの前記第1方向において隣り合う部分を互いに接合する、請求項16または17に記載の蓄電素子の製造方法。 In the lamination step, the insulating sheets are alternately folded in a third direction that is non-parallel to both the first direction and the second direction;
18. The method of manufacturing a power storage element according to claim 16, wherein in said bonding step, adjacent portions of said insulating sheets in said first direction are bonded to each other.
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