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技術 角形非水電解質二次電池及びその製造方法

出願人 三洋電機株式会社
発明者 川村渥史戸出晋吾猪俣秀行
出願日 2018年3月30日 (3年10ヶ月経過) 出願番号 2018-067777
公開日 2019年10月17日 (2年4ヶ月経過) 公開番号 2019-179654
状態 未査定
技術分野 二次電池(その他の蓄電池)
主要キーワード ピーク加速度 上下方向両端 シート要素 絶縁ホルダ 導出部分 反転板 角形ケース 各電極体
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年10月17日)のものです。
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図面 (19)

課題

角形非水電解質二次電池において、活物質等の電極体外への遊離を抑制することである。

解決手段

角形非水電解質二次電池10は、複数の正極板14と、複数の負極板17と、複数のセパレータ20とを有し、正極板14と負極板17とがセパレータ20を介して積層された電極体を含む。少なくとも一部のセパレータ20において、電極体の積層方向から見た場合の形状の少なくとも第1辺A1における第1辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより折り曲げ片が形成される。

概要

背景

電気自動車EV)やハイブリッド電気自動車HEV、PHEV)等の駆動用電源電子機器電源として、蓄電装置が使用されている。この蓄電装置として、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池が広く利用されている。

従来から、非水電解質二次電池として、正極板と負極板とをセパレータを介して複数枚積層した積層型電極体と、電極体を収容する外装体とを有する角形の非水電解質二次電池が知られている。

特許文献1には、正極板と、正極板を挟むセパレータの第1セパレータ部分及び第2セパレータ部分と、負極板とが積層された角形非水電解質二次電池が記載されている。セパレータは、シート状部材から形成され、第1セパレータ部分と第2セパレータ部分とが向かい合うように中間部で折り返されている。第1セパレータ部分の第2セパレータ部分の端より延出した部分が第2セパレータ部分の端部を越えて折り返され、その折り返された部分で第1セパレータ部分と第2セパレータ部分とが積層方向溶着されている。特許文献1には、角形非水電解質二次電池において、セパレータを袋状に整形し、その袋状のセパレータに極板を内包することも記載されている。

概要

角形非水電解質二次電池において、活物質等の電極体外への遊離を抑制することである。角形非水電解質二次電池10は、複数の正極板14と、複数の負極板17と、複数のセパレータ20とを有し、正極板14と負極板17とがセパレータ20を介して積層された電極体を含む。少なくとも一部のセパレータ20において、電極体の積層方向から見た場合の形状の少なくとも第1辺A1における第1辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより折り曲げ片が形成される。A

目的

本開示の一つの目的は、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる角形非水電解質二次電池及びその製造方法を提供する

効果

実績

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請求項1

複数の正極板と、複数の負極板と、複数のセパレータとを含み、前記正極板と前記負極板とが前記セパレータを介して積層された電極体を備え、少なくとも一部の前記セパレータにおいて、前記電極体の積層方向から見た場合の形状の少なくとも第1辺における前記第1辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより折り曲げ片が形成される、角形非水電解質二次電池

請求項2

請求項1に記載の角形非水電解質二次電池において、前記複数の正極板のそれぞれには前記セパレータの第2辺に対応する端部に正極タブが形成され、前記複数の負極板のそれぞれには前記セパレータの前記第2辺に対応する端部に負極タブが形成され、少なくとも一部の前記セパレータは、前記電極体の積層方向から見た場合の形状の前記第1辺、第3辺及び第4辺における、それぞれの辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより前記折り曲げ片が形成される、角形非水電解質二次電池。

請求項3

請求項2に記載の角形非水電解質二次電池において、少なくとも一部の前記セパレータは、前記電極体の積層方向から見た場合の形状の前記第1辺、第3辺及び第4辺における、それぞれの辺の長さの90%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより前記折り曲げ片が形成される、角形非水電解質二次電池。

請求項4

請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の角形非水電解質二次電池において、少なくとも一部の前記正極板のそれぞれの両側に隣接し、前記折り曲げ片がそれぞれ形成された2つの前記セパレータの前記折り曲げ片側端部同士の間隔は、前記正極板の厚みより小さく、少なくとも一部の前記負極板のそれぞれの両側に隣接し、前記折り曲げ片がそれぞれ形成された2つの前記セパレータの前記折り曲げ片側端部同士の間隔は、前記負極板の厚みより小さい、角形非水電解質二次電池。

請求項5

請求項4に記載の角形非水電解質二次電池において、少なくとも一部の前記正極板のそれぞれの両側に隣接し、前記折り曲げ片がそれぞれ形成された2つの前記セパレータの前記折り曲げ片側端部同士は接触しており、少なくとも一部の前記負極板のそれぞれの両側に隣接し、前記折り曲げ片がそれぞれ形成された2つの前記セパレータの前記折り曲げ片側端部同士は接触している、角形非水電解質二次電池。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の角形非水電解質二次電池において、前記折り曲げ片は、前記折り曲げ片を有する前記セパレータにおいて、前記セパレータに隣接する前記正極板または前記負極板の端部を起点として曲げられている、角形非水電解質二次電池。

請求項7

請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の角形非水電解質二次電池において、前記第1辺は、前記電極体の端部における前記セパレータの端と前記負極板の端とのギャップが最小となる前記セパレータの辺であり、前記第1辺の前記折り曲げ片の領域長さは、前記第1辺に対応する前記負極板の端縁の長さより大きい、角形非水電解質二次電池。

請求項8

請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の角形非水電解質二次電池において、前記折り曲げ片は、絶縁材料製テープまたは熱硬化性樹脂により固定される、角形非水電解質二次電池。

請求項9

請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の角形非水電解質二次電池において、前記折り曲げ片は、絶縁材料製のシートにより押さえつけられることにより折り曲げられている、角形非水電解質二次電池。

請求項10

請求項1に記載の角形非水電解質二次電池の製造方法であって、それぞれ前記電極体である第1電極体及び第2電極体を備え、前記複数の正極板のそれぞれには正極タブが形成され、前記複数の負極板のそれぞれには負極タブが形成され、前記第1電極体及び前記第2電極体を作製する電極体作製工程と、前記電極体作製工程の後に、前記第1電極体において、前記複数の正極タブを正極集電体に接続し、前記複数の負極タブを負極集電体に接続するとともに、前記第2電極体において、前記複数の正極タブを前記正極集電体に接続し、前記複数の負極タブを前記負極集電体に接続するタブ接続工程と、前記タブ接続工程の後に、前記第1電極体及び前記第2電極体を接近させて電極積層方向に対面するように配置する対面配置工程と、を含み、前記電極体作製工程後に、前記第1電極体及び前記第2電極体のそれぞれにおいて、少なくとも一部の前記セパレータの前記第1辺における前記第1辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより前記折り曲げ片を形成する折り曲げ工程を含む、角形非水電解質二次電池の製造方法。

請求項11

請求項10に記載の角形非水電解質二次電池の製造方法において、前記折り曲げ工程は、前記電極体作製工程の後であって、前記タブ接続工程の前に行う、角形非水電解質二次電池の製造方法。

請求項12

請求項10に記載の角形非水電解質二次電池の製造方法において、前記折り曲げ工程は、前記対面配置工程の後に行う、角形非水電解質二次電池の製造方法。

請求項13

請求項10に記載の角形非水電解質二次電池の製造方法において、前記対面配置工程の後に、前記第1電極体及び前記第2電極体を、絶縁材料製のシートが折られて箱形状に形成された絶縁ホルダに収容するホルダ収容工程を含み、前記ホルダ収容工程は、前記折り曲げ工程を有する、角形非水電解質二次電池の製造方法。

技術分野

0001

本開示は、角形非水電解質二次電池及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

電気自動車EV)やハイブリッド電気自動車HEV、PHEV)等の駆動用電源電子機器電源として、蓄電装置が使用されている。この蓄電装置として、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池が広く利用されている。

0003

従来から、非水電解質二次電池として、正極板と負極板とをセパレータを介して複数枚積層した積層型電極体と、電極体を収容する外装体とを有する角形の非水電解質二次電池が知られている。

0004

特許文献1には、正極板と、正極板を挟むセパレータの第1セパレータ部分及び第2セパレータ部分と、負極板とが積層された角形非水電解質二次電池が記載されている。セパレータは、シート状部材から形成され、第1セパレータ部分と第2セパレータ部分とが向かい合うように中間部で折り返されている。第1セパレータ部分の第2セパレータ部分の端より延出した部分が第2セパレータ部分の端部を越えて折り返され、その折り返された部分で第1セパレータ部分と第2セパレータ部分とが積層方向溶着されている。特許文献1には、角形非水電解質二次電池において、セパレータを袋状に整形し、その袋状のセパレータに極板を内包することも記載されている。

先行技術

0005

特許第6035922号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記の積層型の電極体を有する角形非水電解質二次電池では、正極板または負極板から活物質導電剤脱落し、脱落した活物質等が電池内を移動し、二次電池内部短絡を引き起こす原因となる可能性がある。例えば、リチウムイオン二次電池では、正極板、負極板のそれぞれでリチウムイオンの挿入・脱離が可能な活物質を用いている。このような二次電池では、極板の切断部分が多く、切断部分から活物質等が脱落する可能性がある。例えば、生産工程での二次電池の搬送時、電解液注液時、真空乾燥による減圧時等に加わる負荷によって、活物質等の脱落及び電極体外への遊離が生じる可能性がある。また、二次電池の使用時に振動が加わることによって、活物質等の脱落及び電極体外への遊離が生じる可能性もある。

0007

特許文献1に記載された構成のように折り返したセパレータや、袋状セパレータのように溶着したセパレータを用いる場合、活物質等の電極体外側への遊離を抑制できる可能性はあるが、セパレータの溶着工程が必要になるという不都合がある。

0008

本開示の一つの目的は、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる角形非水電解質二次電池及びその製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

本開示の一態様である角形非水電解質二次電池は、複数の正極板と、複数の負極板と、複数のセパレータとを含み、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された電極体を備え、少なくとも一部のセパレータにおいて、電極体の積層方向から見た場合の形状の少なくとも第1辺における第1辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより折り曲げ片が形成される、角形非水電解質二次電池である。

0010

本開示の一態様である角形非水電解質二次電池の製造方法は、本開示に係る角形非水電解質二次電池の製造方法であって、それぞれ電極体である第1電極体及び第2電極体を備え、複数の正極板のそれぞれには正極タブが形成され、複数の負極板のそれぞれには負極タブが形成され、第1電極体及び第2電極体を作製する電極体作製工程と、電極体作製工程の後に、第1電極体において、複数の正極タブを正極集電体に接続し、複数の負極タブを負極集電体に接続するとともに、第2電極体において、複数の正極タブを正極集電体に接続し、複数の負極タブを負極集電体に接続するタブ接続工程と、タブ接続工程の後に、第1電極体及び第2電極体を接近させて電極積層方向に対面するように配置する対面配置工程と、を含み、電極体作製工程後に、第1電極体及び第2電極体のそれぞれにおいて、少なくとも一部のセパレータの第1辺における第1辺の長さの50%以上の領域において、厚み方向に折り曲げられることにより折り曲げ片を形成する折り曲げ工程を含む、角形非水電解質二次電池の製造方法である。

発明の効果

0011

本開示の一態様によれば、折り曲げ片が形成されたセパレータの折り曲げ側に隣接する極板からの活物質等の電極体外への遊離を抑制できるので、セパレータを溶着することなく、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。

図面の簡単な説明

0012

実施形態の1例の角形非水電解質二次電池の断面図である。
図1のA−A断面図である。
図1のB−B断面図である。
図1に示す角形非水電解質二次電池を構成する正極を示す図である。
図1に示す角形非水電解質二次電池を構成する負極を示す図である。
図1に示す角形非水電解質二次電池を構成する電極体において、テープの貼着前の状態を示す図である。
図1に示す角形非水電解質二次電池を構成する電極体において、テープの貼着後の状態を示す図である。
図1に示す角形非水電解質二次電池から外装体を取り除いて示す斜視図である。
図6において、絶縁ホルダ組立途中の状態を示す斜視図である。
図6に示す絶縁ホルダの組立前における絶縁シートを示す展開図である。
実施形態の1例の角形非水電解質二次電池の製造方法を示すフローチャートである。
実施形態の1例の製造方法において、第1電極体及び第2電極体を横方向に広げて、集電体にタブを接続する状態を示す斜視図である。
実施形態の1例の製造方法において、第1電極体及び第2電極体を電極積層方向に対面するように対面配置する途中の状態を示す斜視図である。
実施形態の別例の角形非水電解質二次電池の製造方法を示すフローチャートである。
実施形態の別例の角形非水電解質二次電池において、第1電極体及び第2電極体の下側半部を示す図である。
実施形態の別例の角形非水電解質二次電池において、第1電極体及び第2電極体の下側半部を示す図である。
実施形態の別例の角形非水電解質二次電池において、第1電極体及び第2電極体の下側半部を示す図である。
実施形態の別例の角形非水電解質二次電池において、第1電極体の下側半部を示す図である。

0013

以下、実施形態の1例の角形非水電解質二次電池及びその製造方法について詳細に説明する。実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略〜」との記載は、略同一を例に挙げて説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「端部」の用語は対象物の端及びその近傍を意味するものとする。また、以下で説明する形状、材料、個数などは説明のための例示であって、角形非水電解質二次電池の仕様により変更が可能である。以下では同様の構成には同一の符号を付して説明する。

0014

以下、図1図12を用いて、実施形態の一例の角形非水電解質二次電池10について詳説する。以下では、角形非水電解質二次電池10は、二次電池10と記載する。図1は、二次電池10の断面図である。図2Aは、図1のA−A断面図である。図2Bは、図1のB−B断面図である。以下では、説明の便宜上、封口板70側を上、封口板70と反対側を下として説明する。図1図2A,B、図6では、外装体60の長手方向(横方向)をXで示し、厚み方向をYで示し、高さ方向である上下方向をZで示している。X,Y、Zは互いに直交する。

0015

図1に示すように、二次電池10は、角形の積層型二次電池であり、発電要素としての電極群11と、電極群11を収容する絶縁ホルダ50と、外装体60と、封口板70とを備える。図2A図2Bに示すように、電極群11は、2つの電極体としての第1電極体12及び第2電極体13を含む。各電極体12,13は、複数の正極板14と複数の負極板17と複数のセパレータ20とを含み、正極板14と負極板17とがセパレータ20を介して交互に積層される積層構造を有する。第1電極体12と第2電極体13の間には内端セパレータ21が配置されている。

0016

絶縁ホルダ50は、底部を有し上端が開口した略直方体状であり、電極群11を収容する。外装体60は、底部62を有し上端が開口した略直方体状であり、電極群11と絶縁ホルダ50とを、非水電解質に相当する電解液(図示なし)とともに収容する。封口板70は、外装体60に形成される開口61を塞ぐ。外装体60と封口板70とにより電池ケースが構成される。封口板70には、正極端子71(図1)と負極端子72(図1)とが封口板70の長手方向Xに離れて、封口板70の外へ一部を露出させて、封口板70に固定されている。外装体60及び封口板70は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが好ましい。

0017

セパレータ20、21には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。セパレータ20、21はそれぞれ同一のものをとすることができる。二次電池10の好適な一例は、リチウムイオン電池である。

0018

各正極板14、各負極板17及びセパレータ20、21は、略矩形シートである。各電極体12,13は、これらの略矩形のシートを積層することにより構成される。

0019

第1電極体12及び第2電極体13は、電気的に並列接続されており、上記の電解液に浸された状態で外装体60の内部に収容される。

0020

各電極体12,13において、第1電極体12及び第2電極体13で対面する2つのセパレータ21を除くすべてのセパレータ20を考える。このすべてのセパレータ20において、電極体12,13の積層方向から見た場合の形状(図5に示す形状)の底辺である第1辺A1(図5)における第1辺A1の長さの50%以上の領域には、厚み方向に折り曲げることにより第1折り曲げ片22(図2A)が形成される。各電極体12,13において、各正極板14の両側に隣接し、第1折り曲げ片22がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部である下端部同士は接触している。

0021

また、各電極体12,13において、一部の負極板17のそれぞれの両側に隣接し、第1折り曲げ片22がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部である下端部同士は接触している。これにより、セパレータを溶着することなく、正極板14及び負極板17の活物質等の電極体12,13外への遊離を抑制できる。セパレータ20の第1折り曲げ片22は、後で詳しく説明する。

0022

図3に示すように、正極板14は、例えば、アルミニウム箔からなる矩形状の芯体の両面に活物質合材層が形成された本体部15を有する。正極板14には、正極タブ16が形成される。正極板14の本体部15の長手方向Xの一方側(図3の右側)において、第2端である上端から正極の芯体が延出しており、この延出した芯体が、延在した正極タブ16を構成する。正極タブ16は、後述する正極集電体75(図1)を介して、封口板70に固定された正極端子71に電気的に接続される。

0023

正極タブは、このように芯体の一部であってもよいが、他の部材を正極板14の本体部15の芯体に接続し、延在した正極タブとしてもよい。また、図3に示すように、正極タブ16において活物質合材層と隣接する部分には、活物質合材層よりも電気抵抗の大きい保護層16aが設けられることが好ましい。この保護層16aは、アルミナシリカジルコニア等のセラミック粒子、及びバインダーを含むことが好ましい。また、保護層16aは、炭素材料等の導電性粒子を含むことが更に好ましい。

0024

正極板14の活物質合材層は、例えば活物質と、導電剤と、結着剤とを含む。正極板14の活物質としてリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてポリフッ化ビニリデンPVdF)を用い、導電剤として炭素材料、及び分散媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)をそれぞれ用いることができる。

0025

次に、正極板14の作製方法を説明する。まず、上記の活物質、導電剤、結着剤、分散剤を含むスラリーを作製する。このスラリーを、正極板の芯体の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、スラリー中の分散媒を取り除き、芯体上に活物質合材層を形成する。その後、活物質合材層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた正極板14を所定の形状に切断する。

0026

図4に示すように、負極板17は、例えば、銅箔からなる矩形状の芯体の両面に活物質合材層が形成された本体部18を有する。負極板17には、負極タブ19が形成される。負極板17の本体部18の長手方向X他方側(図4の左側)において、第2端である上端から負極の芯体が延出しており、この延出した芯体が、延在した負極タブ19を構成する。負極タブ19は、後述する負極集電体80(図1)を介して、封口板70に固定された負極端子72に電気的に接続される。

0027

なお、負極タブは、このように芯体の一部であってもよいが、他の部材を負極板17の本体部18の芯体に接続し、延在した負極タブとしてもよい。

0028

負極板17の活物質合材層は、例えば活物質と、結着剤、増粘剤とを含む。負極板17の活物質として、黒鉛、結着剤としてスチレンブタジエンゴムSBR)、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースCMC)、及び分散媒として水をそれぞれ用いることができる。なお、負極板17の活物質合材層は、必要に応じて導電剤を含有してもよい。

0029

次に、負極板17の作製方法を説明する。まず、上記の活物質、結着剤、増粘剤を含むスラリーを作製する。このスラリーを、負極板の芯体の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、スラリー中の分散媒を取り除き、芯体上に活物質合材層を形成する。その後、活物質合材層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた負極板17を所定の形状に切断する。

0030

複数枚の正極板14及び複数枚の負極板17を、上記の方法で作製し、これらの正極板14及び負極板17を、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータ20、21(図2A図2B)を介して積層することで、積層型の第1電極体12及び第2電極体13(図2A図2B)がそれぞれ作製される。各電極体12,13は、各電極体12,13の上端部の長手方向Xの一方側において各正極タブ16が積層され、各電極体12,13の上端部の長手方向Xの他方側において各負極タブ19が積層されるように作製される。各電極体12,13の厚み方向Y両側面にはセパレータ20、21が配置される。セパレータ20、21の表面に接着層を形成し、セパレータ20と正極板14、セパレータ20、21と負極板17がそれぞれ接着されるようにすることが好ましい。

0031

図5Aは、二次電池10を構成する各電極体12,13において、テープの貼着前の状態を示す図である。図5Aに示すように、各電極体12,13を積層方向から平面視した際に、正極タブ16及び負極タブ19の部分を除いて、負極板17が正極板14より大きくなっている。正極板14の外周縁は負極板17の外周縁より内側に位置している。この構成により、負極板17において、リチウムイオンの析出を抑制することが可能となる。一方、各電極体12,13を積層方向から平面視した際に、負極タブ19の部分を除いて、セパレータ20が負極板17より大きくなっている。図5Aでは、負極板17の底辺である第1辺B1とセパレータ20の第1辺A1とのギャップ(距離)をa(mm)とする。負極板17の上辺である第2辺B2とセパレータ20の上辺である第2辺A2とのギャップをc(mm)とする。負極板17の第1側辺である第3辺B3とセパレータ20の第1側辺である第3辺A3とのギャップをb(mm)とする。負極板17の第2側辺である第4辺B4とセパレータ20の第2側辺である第4辺A4とのギャップもb(mm)である。このとき、a<b<cが成立する。上記の正極タブ16は、各正極板14において、セパレータ20の第2辺A2に対応する端部に形成される。上記の負極タブ19は、各負極板17において、セパレータ20の第2辺A2に対応する端部に形成される。

0032

複数の正極タブ16及び複数の負極タブ19は、電極体12,13ごとに延出方向の先端側で束ねられた状態で、正極集電体75(図1)及び負極集電体80(図1、図2)にそれぞれ接合される。正極タブ16及び負極タブ19を集電体に接合する際、超音波溶接抵抗溶接レーザ溶接冷間圧接などを行って接合することができる。

0033

正極集電体75は、例えば、アルミニウム製の板材から構成されている。正極集電体75は、第1端で正極タブ16と接続され、第2端で正極端子71と接続される。その際、正極端子71と正極集電体75とは、電流遮断装置を介して電気的に接続していてもよい。この電流遮断装置は、二次電池10の異常時に外装体60内部でガスが発生し、外装体60内が所定の圧力を超えた際に、正極集電体75と正極端子71との電気的な接続を断つことができる安全装置である。電流遮断装置は、例えば、正極集電体75の第2端と接続するとともに、外装体60内の圧力を受けたときに、正極集電体75から離れる方向に変形す反転板と、反転板と正極端子71とを電気的に接続するカップ状の導電部材とを有する。カップ状の導電部材の開口部は、下側(電極群11側)に位置し、開口部は反転板により密閉されている。また、カップ状の導電部材の上部に正極端子71が接続されている。

0034

負極集電体80は、例えば、銅製の板材から構成される。負極集電体80は、第1端で負極タブ19と接続され、第2端で負極端子72と接続される。詳細は後述するが、負極集電体80は、例えば、負極端子72により、封口板70に固定されていてもよい。

0035

なお、正極集電体及び負極集電体のそれぞれは、一体の部材であってもよく、複数の部材を接続させて構成されていてもよい。

0036

正極端子71は、封口板70の端子孔を貫通しており、第1端が外装体60の外部へ露出し、第2端が外装体60内に収容されている。正極端子71では、第2端がカップ状の導電部材の上面に設けられた接続孔に挿入され、正極端子71の第2端が径方向に広がるようにカシメられることによりカップ状の導電部材に固定される。正極端子71は、例えば、アルミニウム製の筒体から構成されている。

0037

負極端子72は、封口板70の端子孔を貫通しており、第1端が外装体60の外部へ露出し、第2端が外装体60内に収容されている。負極端子72は、例えば、外装体60内で負極集電体80と接続する第2端が銅材からなり、外装体60の外部へ露出する第1端がアルミニウムで構成されたクラッド材から構成されていてもよい。負極端子72は第2端において、径方向に広がるようにカシメられることにより負極集電体80とともに封口板70に固定される。

0038

封口板70は、外装体60の開口61上に位置し、封口板70は、外装体60の開口端に例えばレーザなどを用いて溶接して外装体60内を密封することができる。封口板70は、電解液を外装体60内へ注液するための注液孔を有していてもよい。封口板70には、その注液孔を塞ぐ、注液栓を設けてもよい。また、封口板70は、外装体60内が所定の圧力を超えた際に破断し外装体60内のガスを外部へ排気するガス排出弁70aを設けてもよい。また、封口板70の周縁には、環状の溝を形成することが好ましい。この構成により、封口板70と外装体60の開口61とを溶接接合する際に、封口板70の周縁を効率的に溶融させることができる。

0039

なお、正極集電体75及び負極集電体80を、それぞれ正極端子71及び負極端子72のカシメにより直接、または間接的に封口板70に固定する場合において、集電体75,80と封口板70との間に、絶縁部材81,82を介在してもよい。また端子孔と正極端子71及び負極端子72との間、封口板70上に露出した正極端子71及び負極端子72の頭部と封口板70の上面との間にも絶縁部材を介在させてもよい。

0040

次に、セパレータ20の折り曲げ片を説明する。図2Aに示すように、各電極体12,13において、対面する2つのセパレータ21を除いてすべての複数のセパレータ20の第1辺A1における第1辺A1の長さの50%以上の領域には、第1折り曲げ片22が形成される。第1折り曲げ片22は、セパレータ20の下端部に、厚み方向に折り曲げることにより形成される。第1折り曲げ片22は、電極群11の中央に向かって、斜め下方向に傾斜するように折り曲げられる。このとき、第1折り曲げ片22は、第1折り曲げ片を有するセパレータ20において、セパレータ20に隣接する負極板17の下端部を起点として曲げられている。以下、各電極体12,13において、2つのセパレータ21を内端セパレータ21と記載する。第1電極体12の内端セパレータ21を除くすべてのセパレータ20の第1折り曲げ片22は、厚み方向で同じ側である中央側に折り曲げられる。第2電極体13の内端セパレータ21を除くすべてのセパレータ20の第1折り曲げ22片は、厚み方向で同じ側である中央側に折り曲げられる。したがって、第1電極体12と第2電極体13とで、第1折り曲げ片22が向く側は互いに逆になっている。

0041

各電極体12,13において、内端セパレータ21を除くすべての複数のセパレータ20の第2辺A2における第2辺A2の長さの50%以上の領域には、第2折り曲げ片24が形成される。第2折り曲げ片24は、セパレータ20の上端部に、厚み方向に折り曲げることにより形成される。第2折り曲げ片24は、電極群11の中央に向かって、斜め上方向に傾斜するように折り曲げられる。このとき、第2折り曲げ片24は、第2折り曲げ片を有するセパレータ20において、セパレータ20に隣接する負極板17の上端部を起点として曲げられている。

0042

第1電極体12の内端セパレータ21を除くすべてのセパレータ20の第2折り曲げ片24は、厚み方向で同じ側である中央側に折り曲げられる。第2電極体13の内端セパレータ21を除くすべてのセパレータ20の第2折り曲げ片24は、厚み方向で同じ側である中央側に折り曲げられる。したがって、第1電極体12と第2電極体13とで、第2折り曲げ片24が向く側は互いに逆になっている。

0043

さらに、図2Bに示すように、各電極体12,13において、内端セパレータ21を除くすべての複数のセパレータ20の第3辺A3における第3辺A3の長さの50%以上の領域には、第3折り曲げ片26が形成される。第3折り曲げ片26は、セパレータ20の第1側端部(図2Bの左端部)に、厚み方向に折り曲げることにより形成される。第3折り曲げ片26は、電極群11の中央に向かって傾斜するように折り曲げられる。このとき、第3折り曲げ片26は、第3折り曲げ片を有するセパレータ20において、セパレータ20に隣接する負極板17の第1側端部を起点として曲げられている。

0044

各電極体12,13において、内端セパレータ21を除くすべての複数のセパレータ20の第4辺A4における第4辺A4の長さの50%以上の領域には、第4折り曲げ片28が形成される。第4折り曲げ片28は、セパレータ20の第2側端部(図2Bの右端部)に、厚み方向に折り曲げることにより形成される。第4折り曲げ片28は、電極群11の中央に向かって傾斜するように折り曲げられる。このとき、第4折り曲げ片28は、第4折り曲げ片を有するセパレータ20において、セパレータ20に隣接する負極板17の第2側端部を起点として曲げられている。

0045

一方、各電極体12,13の内端セパレータ21には、折り曲げ片は形成されず、平面状に形成される。このように内端セパレータ21に折り曲げ片を形成しない理由は、各電極体12,13の2つの内端セパレータ21の間には極板が配置されず、2つの内端セパレータ21の間からの活物質等の遊離を抑制する必要がないためである。

0046

各電極体12,13の第1折り曲げ片22を有するセパレータ20において、第1折り曲げ片22は、負極板17の活物質層より外装体60の底部62側(図2Aの下側)に延出した部分に形成される。また、第1折り曲げ片22の長手方向Xにおける領域長さは、第1辺A1に対応する負極板17の端縁である下端縁の長手方向Xにおける長さより大きい。

0047

各電極体12,13において、各正極板14の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士は接触している。例えば、隣り合う2つのセパレータ20の下端部における第1折り曲げ片22同士が接触している。これにより、各正極板14の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士の間隔は、2つのセパレータの間に配置される正極板14の厚みより小さくなっている。各正極板14の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部の互いに接触する部分はいずれも溶着されていない。

0048

さらに、各電極体12,13において、内端の負極板17を除く各負極板17の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士が接触している。これにより、各負極板17の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士の間隔は、2つのセパレータの間に配置される負極板17の厚みより小さくなっている。各負極板17の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部の互いに接触する部分はいずれも溶着されていない。また、内端の負極板17の両側に隣接する2つのセパレータ20,21のうち、一方のセパレータの折り曲げ片側端部が内端セパレータ21の端部に接触している。このため、各正極板14及び各負極板17からの活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。

0049

図5Bは、二次電池10を構成する各電極体12,13において、テープの貼着後の状態を示す図である。各電極体12,13には、セパレータ20の第1〜第4辺A1〜A4に対応する部分において、正極タブ16及び負極タブ19の導出部分を除いて、複数の絶縁材料製のテープ30が貼着されている。各第1折り曲げ片22、各第2折り曲げ片24、各第3折り曲げ片26、及び各第4折り曲げ片28は、これらのテープ30により固定される。

0050

次に、絶縁ホルダ50を説明する。図6は、図1に示す二次電池10から外装体60を取り除いて示す斜視図である。図7は、図6において、絶縁ホルダ50の組立途中の状態を示す斜視図である。図6図7に示すように、絶縁ホルダ50は、絶縁材料から成る絶縁シート51が折られて形成され、電極群11(図2A)を収容する。絶縁ホルダ50は、組み立てられた状態で、底部を有し、上端に開口が形成された扁平な略箱形状である。絶縁ホルダ50は、長手方向X及び厚み方向Yからそれぞれ見た場合の形状が長方形である。絶縁ホルダ50は、外装体60の内部空間に合わせて、角形ケースの形状を有していてもよい。絶縁ホルダ50を構成する絶縁シート51は、例えば、樹脂等の絶縁材料製のシートを用いることができる。樹脂製のシートとして、例えばポリプロピレンなどを用いることができる。絶縁シート51の厚さの範囲は例えば100μm〜200μmであり、一例として厚さが150μmのシートが用いられる。絶縁ホルダ50は、電極群11を収容した状態で、外装体60と電極群11との間に配置され、外装体60と電極群11とを電気的に離隔する。

0051

図8は、絶縁ホルダ50の組立前における絶縁シート51を示す展開図である。絶縁シート51は、全体が略矩形であり、複数の折れ目破線a1〜a8)と複数の切れ目実線b1〜b4)とによって区分された複数のシート要素から構成される。具体的には、絶縁シート51は、第1〜第9のシート要素S1〜S9から構成される。各シート要素S1〜S9は矩形である。第1のシート要素S1は、絶縁シート31の中間部に位置し、絶縁ホルダ50の組立状態で、外装体60の底部62(図1図2A)の内面と対向する。以下、絶縁シート51の長手方向Pと短手方向Qとを用いて説明する。第1のシート要素S1の短手方向Qにおける両側には、第2のシート要素S2及び第3のシート要素S3が配置される。第2のシート要素S2の長手方向Pにおける両側には、第4のシート要素S4及び第5のシート要素S5が配置される。第3のシート要素S3の長手方向Pにおける両側には、第6のシート要素S6及び第7のシート要素S7が配置される。第1のシート要素S1の長手方向Pにおける両側には、第8のシート要素S8及び第9のシート要素S9が配置される。

0052

第4のシート要素S4及び第6のシート要素S6と第8のシート要素S8との境界、第5のシート要素S5及び第7のシート要素S7と第9のシート要素S9との境界には、それぞれ実線b1〜b4で示す直線状の切れ目が形成される。第1〜第3のシート要素S1〜S3の境界、第2、第4、第5のシート要素S2,S4,S5の境界、第3、第6、第7のシート要素S3,S6,S7の境界には、それぞれ破線a1〜a6で示す直線状の折れ目が形成される。第1、第8、第9のシート要素S1,S8,S9の境界には、それぞれ破線a7、a8で示す直線状の折れ目が形成される。

0053

絶縁ホルダ50を形成する際には、第1〜第9のシート要素S1〜S9が、互いの境界に設けられた屈曲部である折れ目a1〜a6で折り曲げられる。これにより、絶縁ホルダ50は、第1のシート要素S1により形成される底面部と、上端の開口とを有する直方体の箱形状に形成される。図6図7に示すように、絶縁ホルダ50の長手方向Xにおける第1端部(図6図7の右端部)では、第4、第6のシート要素S4,S6が重ねられ、さらにその下端部では第4、第6、第8のシート要素S4,S6,S8が重ねられる。絶縁ホルダ50の長手方向Xにおける第2端部(図6図7の左端部)では、第5、第7のシート要素S5,S7が重ねられ、さらにその下端部では第5、第7、第9のシート要素S5,S7,S9が重ねられる。これにより、絶縁ホルダ50は、長手方向Xにおける両端で最大3枚のシート要素が重なる。

0054

絶縁ホルダ50に電極群11が収容された後、絶縁ホルダ50と電極群11とがともに外装体60に収容される。上記のように絶縁ホルダ50は、長手方向Xにおける両端で最大3枚のシート要素が重なるので、電極群11の配置空間から長手方向X両側へは、正極板14及び負極板17の活物質等の絶縁ホルダ50から外側への遊離を、より抑制できる。

0055

絶縁ホルダ50への電極群11の収容時に、電極群11の第1電極体12及び第2電極体13を隙間なく積層した状態で、絶縁ホルダ50に電極群11を隙間なく押し込むことができる。これによって、絶縁ホルダ50で、一部のセパレータ20(図2A,B)の第1折り曲げ片22、第2折り曲げ片24、第3折り曲げ片26、第4折り曲げ片28(図2A,B)の一部または全部が押さえつけられることにより折り曲げられ、その状態で固定されてもよい。例えば、図6図8に示した絶縁ホルダ50で電極群11を覆うと、電極群11の側面に対向する絶縁ホルダ50の底部に近い領域では、上記のように3枚のシート要素が重なる。この状態で、絶縁ホルダ50を外装体60に収容すると、外装体60の底部62(図1図2A)に近い部分によって、絶縁ホルダ50の3枚のシート要素が重なった部分が内側に強く押されやすくなる。これにより、各セパレータ20,21の下部が長手方向Xの中央側に押されやすくなるので、一部のセパレータ20の下部に形成された第1折り曲げ片22、第3折り曲げ片26、及び第4折り曲げ片28が折れ曲がった状態で固定されやすくなる。このため、電極群11で活物質等が滑落した場合でもセパレータ20の第1、第3、第4折り曲げ片22,26,28が形成された部分で活物質等をとらえやすくなる。このとき、絶縁材料製のテープ30による少なくとも一部の折り曲げ片の固定を省略することもできる。なお、絶縁材料製のテープ30の代わりに、熱硬化性樹脂により各折り曲げ片22,24,26,28を固定してもよい。なお、封口板70の長手方向Xにおいて、折り曲げられる前のセパレータ20の第1辺A1の長さを、絶縁シート51の第1のシート要素S1の長さよりも大きくしておくことが好ましい。

0056

次に、二次電池10の製造方法を説明する。図9は、実施形態の1例の二次電池10の製造方法を示すフローチャートである。この製造方法は、電極体作製工程、折り曲げ工程、タブ接続工程、対面配置構成、ホルダ収容工程、及び外装体収容工程を有する。まず、図9のステップS11として、第1電極体12及び第2電極体13を作製する電極体作製工程を行う。次に、電極体作製工程の後のステップS12として、折り曲げ工程を行う。折り曲げ工程は、第1電極体12及び第2電極体13のそれぞれにおいて、内端セパレータ21を除くすべてのセパレータ20の第1〜第4辺A1〜A4に、厚み方向に折り曲げることにより折り曲げ片22,24,26,28を形成する。

0057

次に、折り曲げ工程の後のステップS13として、タブ接続工程を行う。タブ接続工程は、第1電極体12において、複数の正極タブ16を正極集電体75に接続し、複数の負極タブ19を負極集電体80に接続する。タブ接続工程は、これとともに、第2電極体13において、複数の正極タブ16を正極集電体75に接続し、複数の負極タブ19を負極集電体80に接続する。このとき、第1電極体12のタブ接続の後に第2電極体13のタブ接続を行ってもよいが、第2電極体13のタブ接続の後に第1電極体12のタブ接続を行ってもよい。

0058

図10は、実施形態の1例の製造方法において、第1電極体12及び第2電極体13を横方向に広げた状態を示す斜視図である。図10では、正極端子71及び負極端子72のそれぞれを柱状に模式的に示している。タブ接続工程では、図10に示した状態で、正極集電体75(図1)及び負極集電体80(図1)のそれぞれに、正極タブ16及び負極タブ19を接合する。この場合に第1電極体12及び第2電極体13のそれぞれは、平面に沿うように、横方向に広げる。この状態で、各電極体12,13の正極タブ16及び負極タブ19を、対応する集電体に溶接する。このとき、正極集電体75は正極端子71に接続され、負極集電体80は負極端子72に接続され、各集電体75,80が封口板70に固定されている。各タブ16,19は、対応する集電体75,80において、封口板70の下側面の幅方向図10の左右方向)における両側部分に溶接される。

0059

次に、図9に示すようにタブ接続工程の後のステップS14として、第1電極体12及び第2電極体13を接近させて電極積層方向に対面するように配置する対面配置工程を行う。

0060

図11は、実施形態の1例の製造方法において、第1電極体12及び第2電極体13を電極積層方向に対面するように対面配置する途中の状態を示す斜視図である。図11に示すように、対面配置工程において、第1電極体12及び第2電極体13が電極積層方向である厚み方向Yに対面するように起こされる。そして、図11に示す状態からさらに、第1電極体12及び第2電極体13を接近させるように移動させ、厚み方向Yに対面した状態とする。

0061

次に、図9に示すように対面配置工程の後のステップS18として、第1電極体12及び第2電極体13を、絶縁材料製の絶縁シート51が折られて箱形状に形成された絶縁ホルダ50に収容するホルダ収容工程を行う。次いで、ホルダ収容工程の後のステップS20として、第1電極体12及び第2電極体13を絶縁ホルダ50とともに、外装体60に収容する外装体収容工程を行う。その後、外装体60の開口に封口板70を取り付け、注液孔を通じて電解液を外装体60内に注入し、注液孔を塞ぐことで、二次電池10を製造する。

0062

上記の二次電池10及びその製造方法によれば、折り曲げ片が形成されたセパレータ20の折り曲げ側に隣接する極板からの活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。これにより、溶着したセパレータを用いることなく、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。さらに、各正極板14の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士の間隔は、正極板14の厚みより小さい。また、一部の負極板17のそれぞれの両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士の間隔は、負極板17の厚みより小さい。これにより、溶着したセパレータを用いることなく、少なくとも一部の極板のそれぞれの両側に隣接する2つのセパレータ20の端部が接近するので、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。さらに、各正極板14の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士は接触し、一部の負極板17のそれぞれの両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士は接触している。これにより、活物質等の電極体外への遊離をより抑制できる。

0063

なお、内端セパレータ21の各端部に折り曲げ片を形成し、各負極板17の両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20、21の折り曲げ片側端部同士を接触させることもできる。また、一部の正極板14の両側にのみ隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータ20の折り曲げ片側端部同士を接触させることもできる。

0064

電極体12,13の端面の内、セパレータ20の端と負極板17の端とのギャップが最小となっている端面からは、正極板及び負極板の活物質等が遊離しやすい。したがって、上記の二次電池10のように、セパレータ20の第1折り曲げ片22が形成された第1辺A1が、電極体12,13の端部におけるセパレータ20の端と負極板17の端とのギャップが最小であるセパレータの辺である場合、特に効果的である。特に、外装体の底部が下になるように二次電池を使用する場合には、重力によって、活物質等が電極体の下端から外へより遊離しやすくなる。実施形態では、上記のようにセパレータ20の第1辺A1に第1折り曲げ片22が形成されるので、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる効果が顕著になる。

0065

また、第1辺A1の第1折り曲げ片22の領域長さは、第1辺に対応する負極板17の下端縁の長さより大きいため、より効果的である。

0066

また、上記では、セパレータ20の第1〜第4辺A1〜A4のすべてに折り曲げ片を形成したが、第1辺A1、第3辺A3、及び第4辺A4のみに折り曲げ片を形成してもよい。この場合、第1辺A1、第3辺A3、及び第4辺A4における、それぞれの辺の長さの90%以上の領域において厚み方向に折り曲げられることにより折り曲げ片を形成することがより好ましい。

0067

本開示の発明者は、実施例1及び比較例1の二次電池を作製し、所定の条件で振動試験を行って、試験後に二次電池を解体して電極体から滑落した活物質合材片の数を確認した。

0068

[正極板の作製]
正極活物質としてのリチウム遷移金属複合酸化物と、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)とが、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に分散された分散液を混合して、正極活物質スラリーを調製した。次に、ペースト状の当該正極活物質スラリーをアルミニウム合金製の箔からなる長尺な正極集電体の両面に塗布し、真空乾燥させることにより、スラリーの調整時に必要であったN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を除去した。その後、圧延ローラーを用いて圧延し、所定のサイズに裁断することで、正極集電体の両面に正極活物質層が形成された正極板14を作製した。

0069

[負極板の作製]
負極活物質としての黒鉛と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴムと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースを混合した。そして、この混合したものを水に分散させて、負極活物質スラリーを調製した。この負極活物質スラリーを、銅箔からなる負極集電体(厚み8μm)の両面に塗布し、真空乾燥させることにより、スラリーの調整時に必要であった水を揮発除去した。その後、圧延ローラーを用いて圧延し、所定のサイズに裁断することで、負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極板17を作製した。

0070

[電極体の作製]
上記で作製された正極板14及び負極板17と、ポリエチレンポリプロピレン製微多孔膜からなるセパレータ20,21とを積層して、積層型の電極体を作製した。電極体の側面、下端部及び上端部にテープを貼り付けることで、一部のセパレータ20の上下方向両端部、側方における両端部を折り曲げて第1〜第4折り曲げ片22,24,26,28を形成し、隣り合うセパレータ20,21の各辺に対応する端部同士を接触させた。電極体を2つ作製し、第1電極体12及び第2電極体13とした。

実施例

0071

[二次電池の作製]
封口板70に正極集電体75、正極端子71、負極集電体80及び負極端子72を取り付けた。第1電極体12及び第2電極体13の正極タブ16を正極集電体75に接続し、第1電極体12及び第2電極体13の負極タブ19を負極集電体80に接続した。その後、第1電極体12及び第2電極体13をポリプロピレン製の絶縁ホルダ50で覆って、角形の外装体60に挿入した。そして、外装体60の開口61を、封口板70により封止した。その後、外装体60に非水電解質を注液し、封口板70の注液孔をブラインドリベットにより封止することにより、実施例1に係る二次電池10を作製した。

0072

比較例1の二次電池の作製時には、第1電極体及び第2電極体にはテープを貼り付けなかった。これにより、比較例1では、すべてのセパレータに折り曲げ片が形成されていない。比較例1において、それ以外の構成は、実施例1と同様である。

0073

[振動試験]
振動試験では、実施例1及び比較例1の二次電池を用いて、試験時の充電容量であるSOC(State of Charge)を満充電量に対し10%とした。そして、拘束圧を200Nとして、二次電池の長手方向Xにおける第1端面を下側にして、振動させた。振動試験は、二次電池の上下方向に対して振動試験サイクルを12回行った。1回の振動試験サイクルは、ピーク加速度2Gで7Hz→200Hz→7Hzを15分、正弦波対数掃引することにより周波数を変化させながら二次電池を振動させた。試験後に二次電池を解体し、電極体から滑落し残存液中に浮遊する活物質合材片の数を確認した。表1にその試験結果を示している。

0074

0075

表1に示した試験結果から、セパレータの端部に折り曲げ片を形成した実施例1によれば、残存液中に浮遊する活物質合材片の数は0であった。これに対し、折り曲げ片を形成しなかった比較例1では、残存液中に浮遊する活物質合材片の数が1であった。また、試験後に二次電池を解体して電極群の下端と側面とを観察したところ、実施例1では、活物質合材片を確認できなかったが、比較例1では、電極群の下端と側面とに活物質合材片の付着が確認された。特に、比較例1では、電極群の下端に、最大4mm程度の多数の活物質合材片の付着が確認された。これにより、本実施形態では、滑落した活物質合材の遊離を抑制できる効果を得られることを確認できた。このため、正極及び負極の短絡や、外装体との短絡を抑制できると考えられる。

0076

図12は、実施形態の別例の二次電池の製造方法を示すフローチャートである。本例の場合には、図9で示した製造方法の場合と異なり、ステップS14の対面配置工程の後に、ステップS16の折り曲げ工程を行う。これにより、第1電極体12及び第2電極体13の第1折り曲げ片22と、第1電極体12及び第2電極体13の第2折り曲げ片24とをそれぞれ同時に形成しやすくなる。その他の構成及び作用は、図1図11の構成と同様である。

0077

また、実施形態の別例の二次電池の製造方法として、図9でステップS13のタブ接続工程の前にステップS12の折り曲げ工程を行わず、ステップS18のホルダ収容工程が折り曲げ工程を有するようにしてもよい。このとき、絶縁ホルダ50に電極群11を収容する際に、セパレータ20の第1辺A1、第3辺A3及び第4辺A4に、それぞれ、折り曲げ片22,26,28を形成する。なお、封口板70の長手方向Xにおいて、折り曲げられる前のセパレータ20の第1辺A1の長さを、絶縁シート51の第1のシート要素S1の長さよりも大きくしておくことが好ましい。

0078

図13は、実施形態の別例の二次電池において、第1電極体12a及び第2電極体13aの下側半部を示す図である。本例の場合には、第2電極体13aの外端に位置するセパレータ20bを除いて、各電極体12a、13aの各セパレータ20aの下端部を厚み方向の同じ側(図13の右側)に折り曲げることで第1折り曲げ片22aが形成されている。各電極体12a,13aにおいて、各正極板14の両側に隣接する2つのセパレータ20aの下端部における第1折り曲げ片22a同士が、第1辺の50%以上の領域において接触する。各電極体12a,13aにおいて、各負極板17の両側に隣接する2つのセパレータ20a、20dの下端部における第1折り曲げ片22a同士、または第1折り曲げ片22aと第2電極体13aの外端のセパレータ20bの上下方向に沿った部分とが、第1辺の50%以上の領域において接触する。図13では図示を省略するが、各電極体12a、13aの上端部、側方における両端部においても下端部と同様に、第2電極体13aの外端に位置するセパレータ20bを除いて、各電極体12a、13aの各セパレータ20aの端部を厚み方向の同じ側に折り曲げることで折り曲げ片が形成されている。その他の構成及び作用は、図1図11の構成と同様である。なお、セパレータ20bにも折り曲げ片を設けてもよい。

0079

図14は、実施形態の別例の二次電池において、第1電極体12b及び第2電極体13bの下側半部を示す図である。本例の場合には、第1電極体12bの外端に位置するセパレータ20eを除いて、第1電極体12bの各セパレータ20cの下端部を外端側(図14の左側)に折り曲げることで第1折り曲げ片22bが形成されている。また、第2電極体13bの外端に位置するセパレータ20eを除いて、第2電極体13bの各セパレータ20dの下端部を外端側(図14の右側)に折り曲げることで第1折り曲げ片22cが形成されている。これにより、本例では、図2に示した構成とは、第1折り曲げ片22b、22cの向きが逆になっている。なお、セパレータ20eにも折り曲げ片を設けてもよい。

0080

各電極体12b、13bにおいて、各正極板14の両側に隣接する2つのセパレータ20c、20dの下端部における第1折り曲げ片22b、22c同士が、第1辺の50%以上の領域において接触する。各電極体12b,13bにおいて、各負極板17の両側に隣接する2つのセパレータ20c、20d、20eの下端部における第1折り曲げ片22b、22c同士、または第1折り曲げ片22b、22cと上下方向に沿った部分とが、各セパレータ20c、20d、20eの第1辺の50%以上の領域において接触する。図14では図示を省略するが、各電極体12b、13bの上端部、側方における両端部においても下端部と同様に、各電極体12b、13bの外端に位置するセパレータ20eを除いて、各電極体12b、13bの各セパレータ20c、20dの端部を、第1電極体12bと第2電極体13bとで外端側に折り曲げることで折り曲げ片が形成されている。その他の構成及び作用は、図1図11の構成と同様である。

0081

図15は、実施形態の別例の二次電池において、第1電極体12c及び第2電極体13cの下側半部を示す図である。本例の場合には、各電極体12c、13cで略中央に位置する1つのセパレータ20hを除いて、外側半部側の各セパレータ20fの下端部を内端側に折り曲げることで第1折り曲げ片22dが形成されている。また、各電極体12c、13cで略中央に位置する1つのセパレータ20hを除いて、内側半部側の各セパレータ20gの下端部を外端側に折り曲げることで第1折り曲げ片22eが形成されている。

0082

各電極体12c,13cにおいて、一部の正極板14の両側に隣接する2つのセパレータ20f、20gの下端部における第1折り曲げ片22d、22e同士が、セパレータ20f、20gの第1辺の50%以上の領域において接触する。各電極体12c,13cにおいて、一部の負極板17の両側に隣接する2つのセパレータ20f、20gの下端部における第1折り曲げ片22d、22e同士が、セパレータ20f、20gの第1辺の50%以上の領域において接触する。図15では図示を省略するが、各電極体12c、13cの上端部、側方における両端部においても下端部と同様に、各電極体12c、13cの略中央に位置する1つのセパレータ20hを除いて、内側半部側の各セパレータ20gの端部を外端側に折り曲げることで折り曲げ片が形成される。同様に、外側半部側の各セパレータ20fの端部を内端側に折り曲げることで折り曲げ片が形成される。その他の構成及び作用は、図1図11の構成と同様である。

0083

図16は、実施形態の別例の二次電池において、第1電極体12dの下側半部を示す図である。本例の場合には、第1電極体12dにおける正極板14、負極板17、セパレータ20f、20g、20hの数を、図15に示した構成よりも多くしている。また、第1電極体12dの下端部における、厚み方向(図16の左右方向)両側面と下端とに絶縁材料製のテープ30を掛け渡すように貼着することで、第1折り曲げ片22d、22eを固定している。図16では図示を省略するが、第2電極体も第1電極体12dと同様に構成される。その他の構成及び作用は、図15の構成と同様である。

0084

なお、上記の各例において、各折り曲げ片のうち、第1折り曲げ片のみを形成することもできる。また、上記の各例では、各折り曲げ片が、各折り曲げ片を有するセパレータにおいて、セパレータに隣接する負極板の端部を起点として曲げられる場合を説明した。一方、上記の各例において、各折り曲げ片の少なくとも一部が、各折り曲げ片を有するセパレータの少なくとも一部において、セパレータに隣接する正極板の端部を起点として曲げられる構成としてもよい。

0085

また、上記の各例では、少なくとも一部の正極板のそれぞれの両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータの折り曲げ片側端部同士が接触し、少なくとも一部の負極板のそれぞれの両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータの折り曲げ片側端部同士が接触する場合を説明した。一方、上記の各例において、少なくとも一部の正極板のそれぞれの両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータの折り曲げ片側端部同士を接触させない構成としてもよい。このとき、2つのセパレータの折り曲げ片側端部同士の間隔を正極板の厚みより小さくしてもよい。同様に、少なくとも一部の負極板のそれぞれの両側に隣接し、折り曲げ片がそれぞれ形成された2つのセパレータの折り曲げ片側端部同士を接触させない構成としてもよい。このとき、2つのセパレータの折り曲げ片側端部同士の間隔を負極板の厚みより小さくしてもよい。この構成によっても、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。例えば、セパレータの端部に折り曲げ片を形成するだけでも、その折り曲げ側に隣接する極板から活物質等が脱落した場合にその活物質等を折り曲げ片で引っ掛けやすくなるので、活物質等の電極体外への遊離を抑制できる。

0086

なお、正極板とセパレータ、セパレータと負極板はそれぞれ接着されていることが好ましい。これにより、正極板及び負極板から活物質等が脱離すること効果的に抑制できる。よって、活物質等が電極体外へ遊離することをより効果的に抑制できる。

0087

10角形非水電解質二次電池(二次電池)、11電極群、12,12a〜12d 第1電極体、13,13a〜13c 第2電極体、14正極板、15 本体部、16正極タブ、16a 保護層、17 負極板、18 本体部、19負極タブ、20,20a〜20hセパレータ、21 セパレータ(内端セパレータ)、22,22a〜22e 第1折り曲げ片、24 第2折り曲げ片、26 第3折り曲げ片、28 第4折り曲げ片、30テープ、50絶縁ホルダ、51絶縁シート、60外装体、61 開口、62 底部、70封口板、70aガス排出弁、71正極端子、72負極端子、75正極集電体、80負極集電体、81,82絶縁部材。

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