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JP7713303B2 - Electrochemical cell and method for manufacturing the same - Google Patents

Electrochemical cell and method for manufacturing the same

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JP7713303B2
JP7713303B2 JP2021036557A JP2021036557A JP7713303B2 JP 7713303 B2 JP7713303 B2 JP 7713303B2 JP 2021036557 A JP2021036557 A JP 2021036557A JP 2021036557 A JP2021036557 A JP 2021036557A JP 7713303 B2 JP7713303 B2 JP 7713303B2
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Description

本発明は、電気化学セル及び電気化学セルの製造方法に関する。 The present invention relates to an electrochemical cell and a method for manufacturing an electrochemical cell.

従来から腕時計、スマートウオッチ、スマートフォン、ヘッドセット、ウエアラブル機器、補聴器等の小型機器の電源として、リチウムイオン二次電池、電気化学キャパシタ等の電気化学セルが広く活用されている。
近年、この種の電気化学セルへのニーズとして、小型化及び薄型化に対する要求がさらに強くなっている。その一因としては、電気化学セルが実装される各種電子機器におけるIC(集積回路)の極微細化及び低消費電力化による高性能化に伴って、従来にはないハイスペックな機能を具備する電子機器が提案され始めているからである。
Electrochemical cells such as lithium-ion secondary batteries and electrochemical capacitors have traditionally been widely used as power sources for small devices such as wristwatches, smart watches, smartphones, headsets, wearable devices, and hearing aids.
In recent years, there has been an increasing demand for smaller and thinner electrochemical cells of this type. One reason for this is that, with the advancement of performance due to the miniaturization and reduced power consumption of ICs (integrated circuits) in various electronic devices in which electrochemical cells are implemented, electronic devices equipped with unprecedented high-spec functions have begun to be proposed.

この種の電気化学セルでは、電極体を内部に収容する外装体として、例えば金属ケースを利用したものや、ラミネートフィルムを利用したもの等が知られている。
金属ケースは、例えば有底筒状のケース本体と、ケース本体の開口部を、ガスケットを介してカシメ等によって封止する封口ケースとを備え、全体としてコイン形状、ボタン形状、筒形状等に構成される場合が多い。一方、外装体としてラミネートフィルムを利用する場合には、形状自由度を高くすることが可能であるので、電気化学セル自体の小型化及び高容量化等に繋げ易い。
In this type of electrochemical cell, for example, a metal case or a laminate film is known as an exterior body for housing the electrode assembly therein.
The metal case, for example, comprises a cylindrical case body with a bottom and a sealing case that seals the opening of the case body by crimping or the like via a gasket, and is often configured as a coin shape, button shape, cylindrical shape, etc. On the other hand, when a laminate film is used as the exterior body, it is possible to increase the degree of freedom in shape, which can easily lead to miniaturization and increased capacity of the electrochemical cell itself.

また電極体としては、各種の構造が知られているが、例えばその一つとして正極電極と負極電極とをセパレータを介して扁平に捲回することで形成した捲回構造が知られている。例えば下記特許文献1には、正極電極及び負極電極がそれぞれ複数の積層面を連結片で連結した帯状に形成され、正極電極及び負極電極を各連結片でそれぞれ折り返すように扁平に捲回することで、正極電極における各積層面と負極電極における各積層面とがセパレータを介して交互に積層された電極体を具備する二次電池が開示されている。 Various structures are known for the electrode body, one of which is a wound structure formed by winding a positive electrode and a negative electrode flat with a separator between them. For example, the following Patent Document 1 discloses a secondary battery having an electrode body in which the positive electrode and the negative electrode are each formed in a strip shape with multiple laminated surfaces connected by connecting pieces, and the positive electrode and the negative electrode are wound flat so that each connecting piece is folded back, so that the laminated surfaces of the positive electrode and the laminated surfaces of the negative electrode are alternately stacked with a separator between them.

国際公開第02/13305号WO 02/13305

上記従来の捲回式の電極体を具備する二次電池では、例えば所定の電池容量を確保するために、正極電極における各積層面と負極電極における各積層面とがセパレータを介して精度良く対向し合うように配置されていることが必要とされる。
しかしながら、上述の二次電池では電極体の捲回時、正極電極に対して負極電極の位置がずれてしまう可能性があり、いわゆる巻きずれが生じてしまうおそれがあった。この場合には、正極電極における各積層面と負極電極における各積層面とを、セパレータを介して精度良く対向させた状態で捲回することが困難となってしまう。そのため、作動信頼性の低下に繋がるおそれがあり、改善の余地があった。
In a secondary battery having the above-mentioned conventional wound-type electrode body, for example, in order to ensure a predetermined battery capacity, it is necessary that each laminated surface of the positive electrode and each laminated surface of the negative electrode are precisely arranged to face each other via a separator.
However, in the above-mentioned secondary battery, when the electrode body is wound, the position of the negative electrode may be shifted relative to the positive electrode, which may cause a so-called misalignment. In this case, it becomes difficult to wind the positive electrode and the negative electrode in a state where the respective lamination surfaces of the positive electrode and the respective lamination surfaces of the negative electrode are precisely opposed to each other via the separator. This may lead to a decrease in operational reliability, and there is room for improvement.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、正極電極及び負極電極を、セパレータを挟んで適切な相対位置関係に維持した状態で捲回することが可能であり、作動信頼性が向上した電極体を具備する電気化学セル、及び電気化学セルの製造方法を提供することである。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide an electrochemical cell having an electrode assembly with improved operational reliability, in which the positive and negative electrodes can be wound with the separator in between while maintaining an appropriate relative positional relationship, and a method for manufacturing the electrochemical cell.

(1)本発明に係る電気化学セルは、セパレータ、正極電極及び負極電極を有し、捲回されることで前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が重ね合わされた電極体と、前記電極体を内部に収容する外装体と、を備え、前記正極電極及び前記負極電極のうちの少なくともいずれか一方は、位置決め部によって、前記セパレータに対して捲回始めにおける相対位置が位置決めされていることを特徴とする。 (1) The electrochemical cell according to the present invention comprises an electrode body having a separator, a positive electrode, and a negative electrode, the positive electrode and the negative electrode being stacked with the separator sandwiched therebetween by being wound, and an exterior body that houses the electrode body, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is positioned relative to the separator at the start of winding by a positioning portion.

本発明に係る電気化学セルによれば、位置決め部を利用して、セパレータに対して正極電極及び負極電極のうちの少なくともいずれか一方の捲回始めにおける相対位置を位置決めすることができる。そのため、セパレータを挟んで互いに重ね合わされた正極電極及び負極電極を捲回して電極体を形成する際に、セパレータを挟んで正極電極と負極電極との相対位置関係がずれてしまう、いわゆる巻きずれが生じてしまうことを抑制することができる。これにより、正極電極及び負極電極を、セパレータを挟んで精度良く重ね合わせた電極体とすることができ、作動信頼性が向上した電気化学セルとすることができる。 According to the electrochemical cell of the present invention, the positioning portion can be used to position the relative position of at least one of the positive electrode and the negative electrode at the start of winding with respect to the separator. Therefore, when the positive electrode and the negative electrode that are stacked on each other with the separator sandwiched between them are wound to form an electrode body, it is possible to suppress the occurrence of so-called winding misalignment, in which the relative positional relationship between the positive electrode and the negative electrode is shifted with the separator sandwiched between them. This allows the positive electrode and the negative electrode to be stacked with precision with the separator sandwiched between them to form an electrode body, resulting in an electrochemical cell with improved operational reliability.

(2)前記電極体は、扁平に捲回されることで前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が交互に積層され、前記正極電極は、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の正極本体と、複数の前記正極本体同士を接続する複数の正極接続片と、を備え、前記負極電極は、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の負極本体と、複数の前記負極本体同士を接続する複数の負極接続片と、を備え、前記電極体は、前記正極接続片及び前記負極接続片を折り返すように捲回されることで、前記セパレータを挟んで前記正極本体と前記負極本体とが前記積層方向に交互に対向し合った状態で配置されるように形成され、前記位置決め部は、複数の前記負極本体のうち捲回始め側に位置する第1負極本体と、前記セパレータとの間に設けられ、前記セパレータに対して前記第1負極本体を位置決めさせる負極位置決め部を備え、前記負極位置決め部は、前記第1負極本体のうち、前記セパレータを挟んで前記正極接続片に対して対向する外端部と、前記セパレータとの間に少なくとも位置するように配置され、且つ充放電時に、前記セパレータを通じて前記正極接続片から前記外端部に向けて移動するイオンのイオン導電性を、前記セパレータを通じて前記正極本体と前記負極本体との間を移動するイオンのイオン導電性よりも低下させても良い。 (2) The electrode body is wound flat so that the positive electrode and the negative electrode are alternately stacked with the separator in between, and the positive electrode comprises a plurality of positive electrode bodies arranged along the stacking direction of the electrode body and a plurality of positive electrode connection pieces that connect the plurality of positive electrode bodies to each other, and the negative electrode comprises a plurality of negative electrode bodies arranged along the stacking direction of the electrode body and a plurality of negative electrode connection pieces that connect the plurality of negative electrode bodies to each other, and the electrode body is wound in such a way that the positive electrode connection pieces and the negative electrode connection pieces are folded back, so that the positive electrode bodies and the negative electrode bodies are arranged in a state where they face each other alternately in the stacking direction with the separator in between. The positioning portion is provided between the first negative electrode body located at the start of winding among the plurality of negative electrode bodies and the separator, and includes a negative electrode positioning portion that positions the first negative electrode body with respect to the separator, and the negative electrode positioning portion is arranged so as to be positioned at least between the outer end of the first negative electrode body that faces the positive electrode connection piece across the separator, and the separator, and may lower the ionic conductivity of ions that move from the positive electrode connection piece through the separator toward the outer end during charging and discharging to be lower than the ionic conductivity of ions that move between the positive electrode body and the negative electrode body through the separator.

この場合には、負極位置決め部を利用して、セパレータに対する第1負極本体の位置決めを行うことができるので、複数の正極本体と複数の負極本体とを、セパレータを挟んで精度良く対向配置させながら積層方向に交互に積層した電極体とすることができる。これにより、作動信頼性が向上した電気化学セルとすることができる。
それに加えて負極位置決め部は、第1負極本体の外端部とセパレータとの間に少なくとも位置するように配置されているので、上記外端部において外部に露出する負極集電体を、あたかも保護するように配置されている。そして、負極位置決め部は、充放電時に、セパレータを通じて正極本体と負極本体との間を移動するイオン(例えばリチウムイオン等)のイオン導電性よりも、セパレータを通じて正極接続片から外端部に向けて移動するイオンのイオン導電性を低下させる役割を果たしている。そのため、充放電時に、負極集電体が露出した部分にイオンが移動することを抑制することができ、負極集電体に例えばイオンが針状に析出する等の不都合を生じさせ難くすることができる。従って、このことによっても作動信頼性をさらに向上させることができる。
In this case, the negative electrode positioning portion can be used to position the first negative electrode main body relative to the separator, so that an electrode body can be formed in which a plurality of positive electrode main bodies and a plurality of negative electrode main bodies are alternately stacked in the stacking direction while being precisely positioned opposite each other with the separator in between, thereby making it possible to obtain an electrochemical cell with improved operational reliability.
In addition, the negative electrode positioning portion is arranged so as to be located at least between the outer end of the first negative electrode body and the separator, so that it is arranged as if to protect the negative electrode current collector exposed to the outside at the outer end. The negative electrode positioning portion plays a role in reducing the ionic conductivity of ions moving from the positive electrode connection piece toward the outer end through the separator, compared to the ionic conductivity of ions (e.g., lithium ions, etc.) moving between the positive electrode body and the negative electrode body through the separator during charging and discharging. Therefore, it is possible to suppress the movement of ions to the part where the negative electrode current collector is exposed during charging and discharging, and it is possible to make it difficult to cause inconveniences such as ions being precipitated in a needle-like shape on the negative electrode current collector. Therefore, this also makes it possible to further improve the operating reliability.

(3)前記負極位置決め部は、前記第1負極本体若しくは前記セパレータの少なくともいずれか一方に固着されると共に、前記第1負極本体及び前記セパレータに対して接触する絶縁体とされ、且つ前記セパレータに形成されたイオン透過孔を塞いでも良い。 (3) The negative electrode positioning portion may be fixed to at least one of the first negative electrode body or the separator, may be an insulator that contacts the first negative electrode body and the separator, and may block an ion permeation hole formed in the separator.

この場合には、負極位置決め部を第1負極本体或いはセパレータの少なくともいずれか一方に固着させるので、セパレータに対する第1負極本体の位置決めを確実に行うことができ、捲回時に正極電極と負極電極との間に巻きずれが生じることを効果的に抑制することができる。さらに、負極位置決め部が絶縁体であるうえ、第1負極本体及び前記セパレータに対して接触することでイオン透過孔を塞ぐことができるので、充放電時に、セパレータを通じて正極接続片から第1負極本体における外端部、すなわち負極集電体が露出した部分に向けてイオンが移動することを効果的に抑制することができる。従って、作動信頼性をより一層向上させることができる。 In this case, since the negative electrode positioning portion is fixed to at least one of the first negative electrode body or the separator, the first negative electrode body can be reliably positioned relative to the separator, and misalignment between the positive electrode and the negative electrode during winding can be effectively prevented. Furthermore, since the negative electrode positioning portion is an insulator and can block the ion permeation holes by contacting the first negative electrode body and the separator, it is possible to effectively prevent ions from migrating from the positive electrode connection piece through the separator to the outer end of the first negative electrode body, i.e., the part where the negative electrode current collector is exposed, during charging and discharging. Therefore, the operating reliability can be further improved.

(4)前記負極位置決め部は、前記第1負極本体と前記セパレータとを互いに接着する絶縁性の接着部材とされていると共に、前記セパレータに形成されたイオン透過孔を塞いでも良い。 (4) The negative electrode positioning portion may be an insulating adhesive member that bonds the first negative electrode body and the separator to each other, and may also block ion permeation holes formed in the separator.

この場合には、絶縁体である負極位置決め部として、例えば絶縁性の接着層或いは絶縁性の接着テープ等の接着部材を利用できるので、構成の簡便化及び低コスト化を図り易い。特に、接着部材によって、セパレータに形成されているイオン透過孔を塞ぐことができるので、充放電時に、セパレータを通じて正極接続片から第1負極本体における外端部、すなわち負極集電体が露出した部分に向けてイオンが移動することを効果的に抑制することができる。従って、作動信頼性をより一層向上させることができる。 In this case, an adhesive member such as an insulating adhesive layer or insulating adhesive tape can be used as the negative electrode positioning portion, which is an insulator, making it easy to simplify the configuration and reduce costs. In particular, the adhesive member can block the ion permeation holes formed in the separator, so that during charging and discharging, the movement of ions from the positive electrode connection piece through the separator toward the outer end of the first negative electrode body, i.e., the part where the negative electrode current collector is exposed, can be effectively suppressed. Therefore, the operating reliability can be further improved.

(5)前記負極位置決め部は、前記第1負極本体と前記セパレータとを互いに溶着した溶着部とされていると共に、該溶着によって前記セパレータに形成されたイオン透過孔を塞いでも良い。 (5) The negative electrode positioning portion may be a welded portion in which the first negative electrode body and the separator are welded to each other, and may block ion permeation holes formed in the separator by the welding.

この場合には、前記第1負極本体とセパレータとを互いに溶着した溶着部を負極位置決め部として機能させるので、セパレータに対する第1負極本体の位置決めを確実に行うことができ、捲回時に正極電極と負極電極との間に巻きずれが生じることを効果的に抑制することができる。さらに、溶着部の溶着によってセパレータを部分的に溶かしてイオン透過孔を確実に塞ぐことが可能である。従って、充放電時に、セパレータを通じて正極接続片から第1負極本体における外端部、すなわち負極集電体が露出した部分に向けてイオンが移動することを効果的に抑制することができる。従って、作動信頼性をより一層向上させることができる。 In this case, the welded portion where the first negative electrode body and the separator are welded together functions as a negative electrode positioning portion, so that the first negative electrode body can be reliably positioned relative to the separator, and misalignment between the positive electrode and the negative electrode during winding can be effectively suppressed. Furthermore, the separator can be partially melted by welding the welded portion, reliably blocking the ion permeation holes. Therefore, during charging and discharging, it is possible to effectively suppress the movement of ions from the positive electrode connection piece through the separator toward the outer end of the first negative electrode body, i.e., the part where the negative electrode current collector is exposed. Therefore, the operating reliability can be further improved.

(6)前記負極位置決め部は、前記セパレータの一部を予め部分的に二重に溶着したセパレータ溶着部とされていると共に、該溶着によって前記セパレータに形成されたイオン透過孔を塞ぎ、前記第1負極本体は、前記セパレータ溶着部に対する前記外端部の接触によって、前記セパレータに対して位置決めされても良い。 (6) The negative electrode positioning portion may be a separator welded portion formed by partially doubly welding a portion of the separator in advance, and may block ion permeable holes formed in the separator by the welding. The first negative electrode body may be positioned relative to the separator by contact of the outer end portion with the separator welded portion.

この場合には、セパレータの一部を予め部分的に二重に溶着したセパレータ溶着部を負極位置決め部として機能させることができ、電極体の捲回時に、このセパレータ溶着部に対して外端部を接触させることで、セパレータに対して第1負極本体を位置決めすることができる。従って、捲回時に正極電極と負極電極との間に巻きずれが生じることを抑制することができる。さらに、セパレータ溶着部の溶着によってセパレータを部分的に溶かしてイオン透過孔を確実に塞ぐことが可能である。従って、充放電時に、セパレータを通じて正極接続片から第1負極本体における外端部、すなわち負極集電体が露出した部分に向けてイオンが移動することを効果的に抑制することができる。従って、作動信頼性をより一層向上させることができる。 In this case, the separator welded portion, which is a portion of the separator that has been partially welded in advance, can function as a negative electrode positioning portion, and the first negative electrode body can be positioned relative to the separator by contacting the outer end with this separator welded portion when winding the electrode body. Therefore, it is possible to prevent misalignment between the positive electrode and the negative electrode when winding. Furthermore, it is possible to partially melt the separator by welding the separator welded portion, thereby reliably blocking the ion permeation holes. Therefore, it is possible to effectively prevent ions from moving from the positive electrode connection piece through the separator to the outer end of the first negative electrode body, i.e., the part where the negative electrode current collector is exposed, during charging and discharging. Therefore, it is possible to further improve the operating reliability.

(7)前記負極位置決め部は、前記セパレータの一部を予め空巻きした空巻部とされていると共に、前記第1負極本体は、前記空巻部に対する前記外端部の接触によって、前記セパレータに対して位置決めされても良い。 (7) The negative electrode positioning portion may be an unwound portion in which a portion of the separator is pre-wound, and the first negative electrode body may be positioned relative to the separator by contact of the outer end portion with the unwound portion.

この場合には、セパレータの一部を予め空巻した空巻部を負極位置決め部として機能させることができ、電極体の捲回時に、この空巻部に対して外端部を接触させることで、セパレータに対して第1負極本体を位置決めすることができる。従って、捲回時に正極電極及び負極電極との間に巻きずれが生じることを抑制することができる。さらに、空巻きした分だけイオンを通過し難くすることができるので、充放電時に、セパレータを通じて正極接続片から第1負極本体における外端部、すなわち負極集電体が露出した部分に向けてイオンが移動することを効果的に抑制することができる。従って、作動信頼性をより一層向上させることができる。 In this case, the empty wound portion, which is a portion of the separator that has been wound in advance, can function as a negative electrode positioning portion, and the first negative electrode body can be positioned relative to the separator by contacting the outer end with this empty wound portion when winding the electrode body. This makes it possible to prevent misalignment between the positive electrode and the negative electrode when winding. Furthermore, since it is possible to make it more difficult for ions to pass through by the amount of empty winding, it is possible to effectively prevent ions from moving from the positive electrode connection piece through the separator toward the outer end of the first negative electrode body, i.e., the part where the negative electrode current collector is exposed, during charging and discharging. This makes it possible to further improve operational reliability.

(8)前記位置決め部は、前記正極電極と前記セパレータとの間に設けられ、前記セパレータに対して、複数の前記正極本体のうち捲回始め側に位置する第1正極本体を位置決めさせる正極位置決め部を備えても良い。 (8) The positioning portion may include a positive electrode positioning portion provided between the positive electrode and the separator, which positions a first positive electrode body located at the start of winding among the multiple positive electrode bodies relative to the separator.

この場合には、正極位置決め部を利用して、セパレータに対する第1正極本体の位置決めを行うことができるので、捲回時に、正極電極の捲回始め側に位置する第1正極本体と、負極電極の捲回始め側に位置する第1負極電極とをセパレータを挟んで精度良く位置合わせることができる。従って、捲回途中にセパレータを挟んで正極電極と負極電極との間に巻きずれが生じてしまうことをより一層効果的に抑制することができる。 In this case, the positive electrode positioning portion can be used to position the first positive electrode body relative to the separator, so that the first positive electrode body located at the start of winding the positive electrode and the first negative electrode located at the start of winding the negative electrode can be precisely aligned with the separator in between during winding. This makes it possible to more effectively prevent misalignment between the positive electrode and the negative electrode caused by the separator being sandwiched during winding.

(9)前記外装体は、金属層及び該金属層の両面を被覆する樹脂層を有するラミネートフィルムで形成されても良い。 (9) The exterior body may be formed of a laminate film having a metal layer and a resin layer covering both sides of the metal layer.

この場合には、金属層及び樹脂層を有するラミネートフィルムで外装体を形成しているので、形状自由度に優れた、いわゆるラミネートタイプの電気化学セルとすることができ、各種の用途に利用し易い。さらに、高い封止性で電極体を封止し易く、外部からの塵や水分等の侵入を防ぎ、電池内部の内容物の浸出を長期に亘って抑制し易く、作動信頼性がさらに向上した電気化学セルとすることができる。 In this case, since the exterior body is formed from a laminate film having a metal layer and a resin layer, it can be a so-called laminate type electrochemical cell with excellent freedom of shape, and can be easily used for various applications. Furthermore, the high sealing properties make it easy to seal the electrode body, prevent the intrusion of dust, moisture, etc. from the outside, and make it easy to suppress the leakage of the contents inside the battery over a long period of time, resulting in an electrochemical cell with further improved operational reliability.

(10)前記外装体の内部に収容され、電池軸方向に沿って配置された支柱部を備え、前記電極体は、前記支柱部に巻き付けられることで、前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が重ね合わされた状態で前記支柱部の中心軸線回りに捲回され、前記位置決め部は、前記支柱部と前記セパレータとを固着する固着部を備え、前記正極電極及び前記負極電極は、前記固着部を基準として前記支柱部に位置決めされることで、前記セパレータに対する相対位置が位置決めされても良い。 (10) The battery may include a support section housed inside the exterior body and arranged along the battery axis direction, and the electrode body is wound around the support section so that the positive electrode and the negative electrode are superimposed with the separator sandwiched therebetween, and the positioning section includes a fixing section that fixes the support section and the separator, and the positive electrode and the negative electrode are positioned on the support section based on the fixing section, thereby positioning the electrodes relative to the separator.

この場合には、電極体は支柱部に巻き付けられることで、セパレータを挟んで正極電極及び負極電極が重ね合わされた状態で支柱部の中心軸線回りに捲回された捲回電極とされている。特に、支柱部を利用して電極体を捲回する際に、固着部を利用して支柱部とセパレータとを固着することができ、支柱部に対してセパレータを位置決めすることができる。従って、捲回時、正極電極及び負極電極を、固着部を基準として支柱部に位置決めさせることで、セパレータに対する相対位置を位置決めすることができる。従って、セパレータを挟んで正極電極と負極電極との相対位置関係がずれてしまう、いわゆる巻きずれが生じてしまうことを抑制することができる。これにより、正極電極及び負極電極を、セパレータを挟んで精度良く重ね合わせた電極体とすることができ、作動信頼性が向上した電気化学セルとすることができる。
さらに、電極体を捲回するときの巻き芯を支柱部として利用できるので、捲回によって電極体を形成した後、支柱部ごと電極体を外装体の内部に収容することができる。そのため、組立作業を効率良く行うことができ、生産性の向上化に繋げることができる。
In this case, the electrode body is wound around the support part, and the positive electrode and the negative electrode are superimposed with the separator sandwiched therebetween, to form a wound electrode wound around the central axis of the support part. In particular, when the electrode body is wound using the support part, the support part and the separator can be fixed using the fixing part, and the separator can be positioned with respect to the support part. Therefore, when the electrode body is wound, the positive electrode and the negative electrode can be positioned on the support part with the fixing part as a reference, so that the relative positions with respect to the separator can be determined. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of so-called winding misalignment, in which the relative positional relationship between the positive electrode and the negative electrode is shifted with the separator sandwiched therebetween. As a result, the electrode body can be formed by precisely superimposing the positive electrode and the negative electrode with the separator sandwiched therebetween, and an electrochemical cell with improved operating reliability can be obtained.
Furthermore, since the winding core used when winding the electrode body can be used as the support, after the electrode body is formed by winding, the electrode body together with the support can be housed inside the exterior body, which makes it possible to perform assembly work efficiently and leads to improved productivity.

(11)前記外装体は、底壁部及び周壁部を有し、有底筒状に形成された金属製の容器体と、前記容器体の開口部を閉塞するように前記容器体に溶接接合され、前記容器体との間に前記電極体を収容する金属製の封口板と、を備え、前記封口板又は前記底壁部には、少なくとも一部分が外部に露出した集電板が絶縁性のシール材を介して溶着され、前記支柱部は、第1端部が前記集電板に接し、且つ第2端部が前記封口板又は前記底壁部に接することで、前記封口板を支持し、前記正極電極及び前記負極電極のうちの一方の電極は前記集電板に導通し、他方の電極は前記容器体に導通しても良い。 (11) The exterior body includes a metal container body having a bottom wall portion and a peripheral wall portion and formed into a bottomed cylindrical shape, and a metal sealing plate welded to the container body so as to close the opening of the container body and accommodates the electrode body between the container body and the metal sealing plate, and a current collector plate at least a portion of which is exposed to the outside is welded to the sealing plate or the bottom wall portion via an insulating sealant, and the support portion supports the sealing plate by having a first end portion contact the current collector plate and a second end portion contact the sealing plate or the bottom wall portion, and one of the positive electrode and the negative electrode is conductive to the current collector plate and the other electrode is conductive to the container body.

この場合には、金属製の容器体及び封口板で外装体を形成しているので、いわゆる金属缶タイプの電気化学セルとすることができる。
特に、支柱部が封口板と底壁部との間に電池軸方向に挟み込まれるように配置され、第1端部が集電板に対して直接的又は間接的に接触し、且つ第2端部が封口板又は容器体の底壁部に対して直接的又は間接的に接触している。
これにより、例えば支柱部の第1端部が、封口板に対してシール材を介して溶着された集電板に接触し、且つ支柱部の第2端部が容器体の底壁部に接触している場合には、支柱部を利用して封口板を支持することができる。これとは異なり、例えば支柱部の第1端部が、底壁部に対してシール材を介して溶着された集電板に接触し、且つ支柱部の第2端部が封口板に接触している場合であっても、支柱部を利用して封口板を支持することができる。
いずれにしても、支柱部を利用して封口板を支持することができる。
In this case, since the exterior body is formed by the metallic container body and sealing plate, it can be a so-called metal can type electrochemical cell.
In particular, the support pillar is arranged so as to be sandwiched between the sealing plate and the bottom wall in the battery axial direction, the first end is in direct or indirect contact with the current collector plate, and the second end is in direct or indirect contact with the sealing plate or the bottom wall of the container body.
As a result, for example, when the first end of the support portion is in contact with the current collecting plate welded to the sealing plate via a sealant and the second end of the support portion is in contact with the bottom wall of the container body, the support portion can be used to support the sealing plate. In contrast, for example, even when the first end of the support portion is in contact with the current collecting plate welded to the bottom wall via a sealant and the second end of the support portion is in contact with the sealing plate, the support portion can be used to support the sealing plate.
In either case, the support portion can be used to support the sealing plate.

従って、封口板を含む外装体の全体を薄肉に形成したとしても、容器体と封口板との溶接接合の前段階で、封口板が撓んでしまう等の意図しない変形を抑制することができる。従って、容器体に対する封口板の位置ずれ等を抑制した状態で溶接作業を行うことができ、作業効率を向上させて、生産性の向上化に繋げることができる。さらに、容器体と封口板とを精度良く適切に溶接することができ、確実な封止性を得ることができる。従って、作動信頼性が高く高品質な電気化学セルとすることができる。なお、正極電極及び負極電極のうちの一方の電極が集電板に導通し、他方の電極が容器体に導通しているので、集電板及び容器体を外部接続端子として利用することができる。 Therefore, even if the entire exterior body including the sealing plate is formed thin, unintended deformation such as bending of the sealing plate can be suppressed before welding the container body and the sealing plate. Therefore, welding work can be performed while suppressing misalignment of the sealing plate relative to the container body, improving work efficiency and leading to improved productivity. Furthermore, the container body and the sealing plate can be precisely welded appropriately, and reliable sealing can be obtained. Therefore, a high-quality electrochemical cell with high operational reliability can be obtained. In addition, since one of the positive and negative electrodes is conductive to the current collector plate and the other electrode is conductive to the container body, the current collector plate and the container body can be used as external connection terminals.

(12)本発明に係る電気化学セルの製造方法は、セパレータを挟んで互いに重ね合わされた正極電極及び負極電極を有し、扁平に捲回されることで前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が交互に積層された電極体と、前記電極体を内部に収容する外装体と、を備え、前記正極電極が、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の正極本体と、複数の前記正極本体同士を接続する複数の正極接続片と、を備え、前記負極電極が、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の負極本体と、複数の前記負極本体同士を接続する複数の負極接続片と、を備える電気化学セルの製造方法であって、前記正極接続片及び前記負極接続片を折り返すように捲回することで、前記セパレータを挟んで前記正極本体と前記負極本体とが前記積層方向に交互に対向し合った状態で配置されるように前記電極体を形成する電極体形成工程を備え、前記電極体形成工程時、複数の前記負極本体のうち捲回始め側に位置する第1負極本体と、前記セパレータとの間に負極位置決め部を設けることで、前記セパレータに対して前記第1負極本体を位置決めさせる位置決め工程を行い、前記位置決め工程時、前記第1負極本体のうち、前記セパレータを挟んで前記正極接続片に対して対向する外端部と、前記セパレータとの間に少なくとも位置するように前記負極位置決め部を設け、前記負極位置決め部は、前記セパレータを通じて前記正極接続片から前記外端部に向けて移動するイオンのイオン導電性を、前記セパレータを通じて前記正極本体と前記負極本体との間を移動するイオンのイオン導電性よりも低下させることを特徴とする。 (12) A method for manufacturing an electrochemical cell according to the present invention includes an electrode body having positive and negative electrodes stacked on top of each other with a separator sandwiched therebetween, the electrode body being wound flat so that the positive and negative electrodes are alternately stacked with the separator sandwiched therebetween, and an exterior body that houses the electrode body, the positive electrode having a plurality of positive main bodies arranged along the stacking direction of the electrode body and a plurality of positive connection pieces that connect the plurality of positive main bodies to each other, and the negative electrode having a plurality of negative main bodies arranged along the stacking direction of the electrode body and a plurality of negative connection pieces that connect the plurality of negative main bodies to each other, and the method for manufacturing an electrochemical cell includes winding the positive connection pieces and the negative connection pieces so that the positive and negative main bodies are alternately stacked with the separator sandwiched therebetween, the positive and negative connection pieces being wound in a folded manner, The electrode body forming process includes forming the electrode body so that the electrodes are arranged facing each other, and during the electrode body forming process, a positioning process is performed in which a negative electrode positioning part is provided between a first negative electrode body located at the start of winding among the multiple negative electrode bodies and the separator, thereby positioning the first negative electrode body with respect to the separator, and during the positioning process, the negative electrode positioning part is provided so as to be positioned at least between the separator and an outer end of the first negative electrode body that faces the positive electrode connection piece across the separator, and the negative electrode positioning part reduces the ionic conductivity of ions that move from the positive electrode connection piece to the outer end through the separator to less than the ionic conductivity of ions that move between the positive electrode body and the negative electrode body through the separator.

本発明に係る電気化学セルの製造方法によれば、負極位置決め部を利用して、セパレータに対する第1負極本体の位置決めを行うことができるので、電極体の形成時に、セパレータを挟んで正極電極と負極電極との相対位置関係がずれてしまう、いわゆる巻きずれが生じてしまうことを抑制することができる。従って、複数の正極本体と複数の負極本体とを、セパレータを挟んで精度良く対向配置させながら積層方向に交互に積層した電極体とすることができ、作動信頼性が向上した電気化学セルを製造することができる。
また負極位置決め部を、第1負極本体の外端部とセパレータとの間に少なくとも位置するように配置しているので、上記外端部において外部に露出する負極集電体を保護することができる。しかも負極位置決め部は、充放電時に、セパレータを通じて正極本体と負極本体との間を移動するイオンのイオン導電性よりも、セパレータを通じて正極接続片から外端部に向けて移動するイオンのイオン導電性を低下させる役割を果たしている。従って、充放電時に、負極集電体が露出した部分にイオンが移動することを抑制することができ、負極集電体に例えばイオンが針状に析出する等の不都合を生じさせ難くすることができる。
According to the method for manufacturing an electrochemical cell of the present invention, the first negative electrode main body can be positioned relative to the separator using the negative electrode positioning part, so that it is possible to prevent the relative positional relationship between the positive electrode and the negative electrode across the separator from shifting, i.e., the occurrence of so-called winding misalignment, during the formation of the electrode body. Therefore, it is possible to form an electrode body in which multiple positive electrode main bodies and multiple negative electrode main bodies are alternately stacked in the stacking direction while being precisely positioned opposite each other across the separator, and it is possible to manufacture an electrochemical cell with improved operational reliability.
In addition, since the negative electrode positioning portion is disposed so as to be located at least between the outer end of the first negative electrode main body and the separator, the negative electrode current collector exposed to the outside at the outer end can be protected. Moreover, the negative electrode positioning portion plays a role in reducing the ionic conductivity of ions moving from the positive electrode connection piece toward the outer end through the separator, compared to the ionic conductivity of ions moving between the positive electrode main body and the negative electrode main body through the separator during charging and discharging. Therefore, it is possible to suppress the movement of ions to the exposed part of the negative electrode current collector during charging and discharging, and it is possible to make it difficult for inconveniences such as ions being precipitated in a needle-like shape on the negative electrode current collector to occur.

(13)前記負極位置決め部として、絶縁性の接着部材を利用し、前記位置決め工程時、前記接着部材を、前記第1負極本体の前記外端部、或いは前記第1負極本体の前記外端部に対向する前記セパレータの面上に塗布した後、塗布した前記接着部材の少なくとも一部を固化或いは湿潤状態としてから、前記第1負極本体の前記外端部と前記セパレータとを互いに接着させることで位置決めを行っても良い。 (13) An insulating adhesive material may be used as the negative electrode positioning part, and during the positioning process, the adhesive material may be applied to the outer end of the first negative electrode body or to the surface of the separator facing the outer end of the first negative electrode body, and then at least a portion of the applied adhesive material may be solidified or moistened, and the outer end of the first negative electrode body and the separator may be bonded to each other to perform positioning.

この場合には、負極位置決め部として絶縁性の接着部材を利用していることに加えて、塗布後の接着部材の少なくとも一部を固化或いは適度な湿潤状態に処理している。これにより、第1負極本体とセパレータとを接触させる際に、第1負極本体とセパレータとの滑りを効果的に低減することができる。従って、上述の作用効果に加えて、セパレータを挟んで互いに重ね合わされた正極電極及び負極電極を捲回して電極体を形成する際の巻きずれを効果的に抑制することができ、作動信頼性が向上した電気化学セルをより効率的に製造することができる。 In this case, in addition to using an insulating adhesive material as the negative electrode positioning portion, at least a portion of the adhesive material after application is solidified or moderately moistened. This effectively reduces slippage between the first negative electrode body and the separator when they are brought into contact with each other. Therefore, in addition to the above-mentioned effects, it is possible to effectively suppress misalignment when winding the positive electrode and negative electrode that are stacked on top of each other with the separator sandwiched therebetween to form an electrode body, and it is possible to more efficiently manufacture an electrochemical cell with improved operational reliability.

本発明によれば、セパレータを挟んで正極電極及び負極電極を適切な相対位置関係に維持した状態で捲回することが可能であり、作動信頼性が向上した電極体を具備する電気化学セルとすることができる。 According to the present invention, it is possible to wind the positive and negative electrodes with the separator sandwiched between them while maintaining an appropriate relative positional relationship, resulting in an electrochemical cell equipped with an electrode assembly with improved operational reliability.

本発明に係る二次電池(電気化学セル)の第1実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a first embodiment of a secondary battery (electrochemical cell) according to the present invention. 図1に示すA-A線に沿った二次電池の縦断面図である。2 is a longitudinal sectional view of the secondary battery taken along line AA shown in FIG. 1. 図2に示す電極体の上面図である。FIG. 3 is a top view of the electrode body shown in FIG. 2 . 図3に示すB-B線に沿った電極体の縦断面図である。4 is a longitudinal cross-sectional view of the electrode body taken along line BB shown in FIG. 3. 図2に示す仮想円Cで囲んだ部分を拡大した二次電池の縦断面図である。3 is an enlarged longitudinal sectional view of the secondary battery of a portion surrounded by a virtual circle C shown in FIG. 2. 図4に示す仮想円Dで囲んだ部分を拡大した電極体の拡大縦断面図である。5 is an enlarged longitudinal sectional view of an electrode body in which a portion surrounded by a virtual circle D shown in FIG. 4 is enlarged. 図4に示す正極電極の捲回前における展開図である。FIG. 5 is a development view of the positive electrode shown in FIG. 4 before being wound. 図4に示す負極電極の捲回前における展開図である。FIG. 5 is a development view of the negative electrode shown in FIG. 4 before being wound. 図7及び図8に示す正極電極と負極電極とを捲回し始めている一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example in which the positive electrode and the negative electrode shown in FIGS. 7 and 8 are started to be wound; 図7及び図8に示す正極電極と負極電極とを捲回し始めている別の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another example in which the positive electrode and the negative electrode shown in FIGS. 7 and 8 are started to be wound. 図7及び図8に示す正極電極と負極電極とを捲回機を利用して捲回する場合の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a case where the positive electrode and the negative electrode shown in FIG. 7 and FIG. 8 are wound using a winding machine. 内周側負極本体の外端部とセパレータとを接着剤を利用して組み合わせる場合の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a case in which an outer end portion of an inner periphery side negative electrode body and a separator are combined using an adhesive. 内周側負極本体の外端部とセパレータとを接着剤を利用して組み合わせる場合の別の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of a case in which an outer end portion of an inner periphery side negative electrode body and a separator are combined using an adhesive. 内周側負極本体の外端部とセパレータとを溶着によって組み合わせる場合の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a case in which the outer end portion of the inner periphery side negative electrode body and the separator are combined by welding. セパレータの一部を予め溶着した後に、内周側負極本体の外端部を組み合わせる場合の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a case in which a part of the separator is welded in advance, and then the outer end portion of the inner periphery side negative electrode main body is assembled. 図15に示すセパレータを利用して形成した電極体の縦断面図である。FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of an electrode assembly formed using the separator shown in FIG. 15 . 内周側正極本体の外端部とセパレータとを溶着によって組み合わせる場合の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a case in which the outer end portion of the inner periphery side positive electrode main body and the separator are combined by welding. 図17に示すセパレータに対して、接着剤を利用して内周側負極本体の外端部を組み合わせる場合の一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of a case where an outer end portion of an inner periphery side negative electrode main body is combined with the separator shown in FIG. 17 by using an adhesive. セパレータの空巻部を利用して、内周側負極本体の外端部とセパレータとを組み合わせた場合の電極体の縦断面図である。13 is a longitudinal cross-sectional view of an electrode assembly in which the outer end of the inner periphery side negative electrode main body is combined with the separator by utilizing the empty wound portion of the separator. FIG. 本発明に係る二次電池の変形例を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a modified example of the secondary battery according to the present invention. 本発明に係る電極体の変形例を示す縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a modified example of the electrode body according to the present invention. 本発明に係る二次電池(電気化学セル)の第2実施形態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of a secondary battery (electrochemical cell) according to the present invention. 図22に示すE-E線に沿った二次電池の縦断面図である。23 is a longitudinal sectional view of the secondary battery taken along line EE shown in FIG. 22. 図22に示すE-E線に沿った二次電池の断面斜視図である。23 is a cross-sectional perspective view of the secondary battery taken along line EE shown in FIG. 22. 図23に示す電極体を支柱部に巻き付ける場合の一工程図であって、支柱部の外周面にセパレータを固定した状態を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing one process step in winding the electrode body shown in FIG. 23 around a support pole, showing a state in which a separator has been fixed to the outer peripheral surface of the support pole. 図25に示す状態から支柱部を回転させて、セパレータを先行して支柱部に巻き付けている状態を示す図である。26 is a diagram showing a state in which the support column is rotated from the state shown in FIG. 25 and the separator is wound around the support column first. FIG. 図26に示す状態から支柱部をさらに回転させて、セパレータと共に負極電極を先行して支柱部に巻き付けている状態を示す図である。27 is a diagram showing a state in which the support portion is further rotated from the state shown in FIG. 26, and the negative electrode is wound around the support portion together with the separator in advance. FIG. 本発明に係る二次電池(電気化学セル)の第3実施形態を示す縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of a secondary battery (electrochemical cell) according to the present invention. 図28に示す電極体における負極電極の負極端子タブを支柱部の外周面に接続した状態を示す図である。29 is a diagram showing a state in which the negative electrode terminal tab of the negative electrode in the electrode body shown in FIG. 28 is connected to the outer peripheral surface of the support portion. 図28に示す電極体における負極電極の負極端子タブ、及びセパレータを支柱部の外周面に接続した状態を示す図である。29 is a diagram showing a state in which the negative electrode terminal tab of the negative electrode and the separator in the electrode body shown in FIG. 28 are connected to the outer peripheral surface of the support portion. FIG. 図28に示す電極体における負極電極の負極端子タブを支柱部のスリット溝内に差し込む状態を示す図である。29 is a diagram showing the state in which the negative electrode terminal tab of the negative electrode in the electrode body shown in FIG. 28 is inserted into the slit groove of the support column. FIG. 図28に示す電極体における負極電極の負極端子タブを支柱部に差し込み、且つセパレータを支柱部の外周面に接続した状態を示す図である。29 is a diagram showing a state in which the negative electrode terminal tab of the negative electrode in the electrode body shown in FIG. 28 is inserted into the support portion and the separator is connected to the outer peripheral surface of the support portion. 第3実施形態の二次電池の変形例を示す縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a modified example of the secondary battery of the third embodiment. 本発明に係る二次電池(電気化学セル)の第4実施形態を示す縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of a secondary battery (electrochemical cell) according to the present invention.

(第1実施形態)
以下、本発明に係る電気化学セルの第1実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池(以下、単に二次電池という。)を例に挙げて説明する。さらに、本実施形態では、外装体をラミネートフィルムで形成した、いわゆるラミネートタイプの二次電池を例に挙げて説明する。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of an electrochemical cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a lithium ion secondary battery (hereinafter simply referred to as a secondary battery), which is a type of non-aqueous electrolyte secondary battery, will be taken as an example of the electrochemical cell. Furthermore, in this embodiment, a so-called laminate type secondary battery, in which the exterior body is formed of a laminate film, will be taken as an example.

図1及び図2に示すように、本実施形態の二次電池1は、いわゆるコイン型(ボタン型)の電池とされ、積層方向Zに互いに積層された複数の電極、すなわち正極電極10及び負極電極20を有する電極体2と、電極体2を内部に収容する外装体3と、を主に備えている。なお、各図面では、電極体2を適宜簡略化して図示している。 As shown in Figs. 1 and 2, the secondary battery 1 of this embodiment is a so-called coin-type (button-type) battery, and mainly comprises an electrode body 2 having multiple electrodes, i.e., a positive electrode 10 and a negative electrode 20, stacked on top of each other in a stacking direction Z, and an exterior body 3 that houses the electrode body 2. Note that in each drawing, the electrode body 2 is appropriately simplified.

図3及び図4に示すように、電極体2は、正極電極10、負極電極20及びセパレータ30を備えている。電極体2は、セパレータ30を挟んで正極電極10及び負極電極20を重ね合わせた状態で扁平に捲回された、捲回構造方式の積層型電極とされている。これにより、正極電極10及び負極電極20は、セパレータ30を挟んで積層方向Zに交互に積層された状態で配置されている。 As shown in Figures 3 and 4, the electrode body 2 includes a positive electrode 10, a negative electrode 20, and a separator 30. The electrode body 2 is a laminated electrode with a wound structure in which the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are stacked and wound flat with the separator 30 sandwiched between them. As a result, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are arranged in a state where they are alternately stacked in the stacking direction Z with the separator 30 sandwiched between them.

電極体2は、平面視で外形が円形状となるように形成されている。ただし、電極体2の外形形状は、この場合に限定されるものではなく、その他の形状、例えば楕円状、長円形状或いは菱形状等であっても良く、適宜変更して構わない。
なお、電極体2の構造については、後に詳細に説明する。
The electrode body 2 is formed so that its outer shape is circular in a plan view. However, the outer shape of the electrode body 2 is not limited to this case and may be other shapes, such as an ellipse, an oval shape, or a diamond shape, and may be changed as appropriate.
The structure of the electrode body 2 will be described in detail later.

本実施形態では、積層方向Zが上下方向となるように、すなわち正極電極10及び負極電極20が上下方向に積層されている場合を例に挙げて説明する。さらに、電極体2の中心を通り積層方向Zに沿って延びる軸線を電池軸O1といい、電池軸O1方向から見た平面視で、電池軸O1に交差する方向を径方向、電池軸O1回りに周回する方向を周方向という。 In this embodiment, an example will be described in which the stacking direction Z is the vertical direction, that is, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are stacked in the vertical direction. Furthermore, the axis that passes through the center of the electrode body 2 and extends along the stacking direction Z is called the battery axis O1, and in a plan view seen from the battery axis O1 direction, the direction that intersects the battery axis O1 is called the radial direction, and the direction going around the battery axis O1 is called the circumferential direction.

(外装体)
図1、図2及び図5に示すように、外装体3は、ラミネートフィルムによって形成されている。
外装体3は、電極体2を間に挟んで積層方向Zに重ね合わされた第1ラミネート部材40及び第2ラミネート部材50を備えている。これにより、外装体3は、第1ラミネート部材40と第2ラミネート部材50との間に電極体2を密封した状態で収容している。なお、第1ラミネート部材40と第2ラミネート部材50との間には、図示しない電解質溶液(電解液)が充填されている。
(Exterior body)
As shown in Figs. 1, 2 and 5, the exterior body 3 is formed of a laminate film.
The exterior body 3 includes a first laminate member 40 and a second laminate member 50 that are stacked in the stacking direction Z with the electrode body 2 sandwiched therebetween. As a result, the exterior body 3 accommodates the electrode body 2 in a sealed state between the first laminate member 40 and the second laminate member 50. Note that an electrolyte solution (electrolyte solution) (not shown) is filled between the first laminate member 40 and the second laminate member 50.

第1ラミネート部材40は、電極体2を上方から覆う部材であって、金属層41と、金属層41の両面を被覆する内側樹脂層42及び外側樹脂層43と、を有している。内側樹脂層42及び外側樹脂層43は、図示しない接合層を介して金属層41の両面に対して、例えば熱融着或いは接着等によってそれぞれ密に接合されている。なお、図5を除く各図面では、金属層41、内側樹脂層42及び外側樹脂層43の図示を省略している。 The first laminate member 40 is a member that covers the electrode body 2 from above, and has a metal layer 41, and an inner resin layer 42 and an outer resin layer 43 that cover both sides of the metal layer 41. The inner resin layer 42 and the outer resin layer 43 are tightly bonded to both sides of the metal layer 41, for example by heat fusion or adhesion, via a bonding layer not shown. Note that in each drawing except for FIG. 5, the metal layer 41, the inner resin layer 42, and the outer resin layer 43 are not shown.

金属層41は、外気や水蒸気の遮断に好適な金属材料、例えばステンレス、アルミニウム等によって形成されている。
内側樹脂層42は、外装体3における内層として機能するものであって、例えばポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成される。ポリオレフィンとしては、例えば高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)や低圧法高密度ポリエチレン(HDPE)、インフレーションポリプロピレン(IPP)フィルム、無延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム、直鎖状短鎖分岐ポリエチレン(L-LDPE、メタロセン触媒仕様)の何れかの材質を用いることができる。特に、ポロプロピレン樹脂が好ましい。
外側樹脂層43は、外装体3における外層として機能するものであって、例えば上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成される。
The metal layer 41 is formed from a metal material suitable for blocking outside air and water vapor, such as stainless steel or aluminum.
The inner resin layer 42 functions as an inner layer in the exterior body 3, and is formed using a thermoplastic resin such as polyolefin polyethylene or polypropylene. As the polyolefin, any of the following materials can be used: high-pressure low-density polyethylene (LDPE), low-pressure high-density polyethylene (HDPE), inflation polypropylene (IPP) film, non-oriented polypropylene (CPP) film, biaxially oriented polypropylene (OPP) film, linear short-chain branched polyethylene (L-LDPE, metallocene catalyst specification). In particular, polypropylene resin is preferable.
The outer resin layer 43 functions as an outer layer in the exterior body 3, and is formed using, for example, the above-mentioned polyolefin, polyester such as polyethylene terephthalate, nylon, or the like.

第1ラミネート部材40は、有頂筒状の収容部45及び第1封止筒部46を備え、電池軸O1と同軸上に配設されている。収容部45は、電極体2を径方向の外側から囲む筒状の周壁部47、及び周壁部47の上端開口部を塞ぐと共に電極体2を上方から覆う頂壁部48を備えている。
第1封止筒部46は、周壁部47を径方向の外側から囲む筒状に形成されている。なお、第1封止筒部46の下端部は、周壁部47の下端部に一体に連なるように形成されている。つまり、第1封止筒部46は、周壁部47を上方に向けて折り返すことで形成されている。
The first laminate member 40 includes a topped cylindrical storage portion 45 and a first sealing cylindrical portion 46, and is disposed coaxially with the battery axis O1. The storage portion 45 includes a cylindrical peripheral wall portion 47 that radially surrounds the electrode body 2 from the outside, and a top wall portion 48 that closes the upper end opening of the peripheral wall portion 47 and covers the electrode body 2 from above.
The first sealing cylinder portion 46 is formed in a cylindrical shape that radially surrounds the peripheral wall portion 47 from the outside. The lower end portion of the first sealing cylinder portion 46 is formed to be integrally connected to the lower end portion of the peripheral wall portion 47. In other words, the first sealing cylinder portion 46 is formed by folding back the peripheral wall portion 47 upward.

第2ラミネート部材50は、電極体2を下方から覆う部材であって、金属層51と、金属層51の両面を被複する内側樹脂層52及び外側樹脂層53と、を有している。内側樹脂層52及び外側樹脂層53は、図示しない接合層を介して金属層51の両面に対して、例えば熱融着或いは接着等によってそれぞれ密に接合されている。
なお、金属層51、内側樹脂層52及び外側樹脂層53の材質等は、第1ラミネート部材40における金属層41、内側樹脂層42及び外側樹脂層43と同様である。また、図5を除く各図面では、金属層51、内側樹脂層52及び外側樹脂層53の図示を省略している。
The second laminate member 50 is a member that covers the electrode body 2 from below, and has a metal layer 51, and an inner resin layer 52 and an outer resin layer 53 that cover both sides of the metal layer 51. The inner resin layer 52 and the outer resin layer 53 are tightly joined to both sides of the metal layer 51, for example, by heat fusion or adhesion, via a joining layer (not shown).
The materials and the like of the metal layer 51, the inner resin layer 52, and the outer resin layer 53 are similar to those of the metal layer 41, the inner resin layer 42, and the outer resin layer 43 in the first laminate member 40. Moreover, in each of the drawings except for Fig. 5, the metal layer 51, the inner resin layer 52, and the outer resin layer 53 are omitted from illustration.

第2ラミネート部材50は、第1封止筒部46を径方向の外側からさらに囲む筒状の第2封止筒部56と、第2封止筒部56の下端開口部を塞ぐと共に、電極体2を下方から覆う底壁部57と、を備えた有底筒状に形成され、電池軸O1と同軸上に配設されている。 The second laminate member 50 is formed in a bottomed cylindrical shape with a cylindrical second sealing tube portion 56 that further surrounds the first sealing tube portion 46 from the outside in the radial direction, and a bottom wall portion 57 that closes the lower end opening of the second sealing tube portion 56 and covers the electrode body 2 from below, and is arranged coaxially with the battery axis O1.

上述のように構成された第1ラミネート部材40及び第2ラミネート部材50は、第1封止筒部46及び第2封止筒部56同士が互いに熱溶着されることで、電極体2及び電解質溶液を内部に密封した状態で組み合わされている。具体的には、第1封止筒部46における内側樹脂層42及び第2封止筒部56における内側樹脂層52同士が互いに熱溶着されている。 The first laminate member 40 and the second laminate member 50 configured as described above are combined in a state in which the electrode body 2 and the electrolyte solution are sealed inside by heat welding the first sealing tube portion 46 and the second sealing tube portion 56 to each other. Specifically, the inner resin layer 42 in the first sealing tube portion 46 and the inner resin layer 52 in the second sealing tube portion 56 are heat welded to each other.

さらに本実施形態の二次電池1は、図2に示すように、第1電極板60及び第2電極板61と、第1電極端子板62及び第2電極端子板63と、第1シーラントフィルム64及び第2シーラントフィルム65と、を備えている。
これら第1電極板60、第2電極板61、第1電極端子板62、第2電極端子板63、第1シーラントフィルム64及び第2シーラントフィルム65は、外装体3の内部に電極体2と共に収容されている。
Furthermore, as shown in FIG. 2 , the secondary battery 1 of this embodiment includes a first electrode plate 60 and a second electrode plate 61, a first electrode terminal plate 62 and a second electrode terminal plate 63, a first sealant film 64 and a second sealant film 65.
The first electrode plate 60 , the second electrode plate 61 , the first electrode terminal plate 62 , the second electrode terminal plate 63 , the first sealant film 64 and the second sealant film 65 are housed inside the exterior body 3 together with the electrode body 2 .

第1電極板60、第1電極端子板62及び第1シーラントフィルム64は、電極体2と第1ラミネート部材40における頂壁部48との間に配設されている。第2電極板61、第2電極端子板63及び第2シーラントフィルム65は、電極体2と第2ラミネート部材50における底壁部57との間に配設されている。 The first electrode plate 60, the first electrode terminal plate 62, and the first sealant film 64 are disposed between the electrode body 2 and the top wall portion 48 of the first laminate member 40. The second electrode plate 61, the second electrode terminal plate 63, and the second sealant film 65 are disposed between the electrode body 2 and the bottom wall portion 57 of the second laminate member 50.

第1電極板60は、例えば平面視円形状に形成され、電極体2における正極電極10に電気的に接続されている。第1電極板60は、例えばアルミニウム或いはステンレス等の金属材料によって電極体2よりも小さい直径で形成され、電池軸O1と同軸上に配置されている。
第1電極板60の下面には、正極電極10における後述する正極端子タブ15が例えば超音波溶接等により接合されている。これにより、第1電極板60は正極電極10に電気的に接続されている。
The first electrode plate 60 is formed, for example, in a circular shape when viewed from above, and is electrically connected to the positive electrode 10 of the electrode body 2. The first electrode plate 60 is formed, for example, from a metal material such as aluminum or stainless steel, with a smaller diameter than the electrode body 2, and is disposed coaxially with the battery axis O1.
A positive electrode terminal tab 15 (described later) of the positive electrode 10 is joined to the lower surface of the first electrode plate 60 by, for example, ultrasonic welding. In this way, the first electrode plate 60 is electrically connected to the positive electrode 10.

第1電極端子板62は、例えばニッケル等の金属材料によって第1電極板60よりも小さい直径の平面視円形状に形成され、第1電極板60のうち第1ラミネート部材40側を向いた上面に重なって配置されている。そして第1電極端子板62は、第1電極板60の上面に例えば超音波溶接や抵抗溶接等によって一体に接合されている。
これにより、第1電極板60と第1電極端子板62とが電気的に接続している。また、第1電極端子板62は、表面にニッケルが形成された銅等の金属材料であっても良い。この場合には、例えばニッケルメッキ等を施すことで第1電極端子板62を作製することができる。さらには、ニッケルメッキや溶射等により第1電極板60上に部分的に第1電極端子板62を形成しても構わない。
なお、第1電極端子板62は、正極電極10の外部接続端子として機能する。
The first electrode terminal plate 62 is made of a metal material such as nickel and has a circular shape in plan view with a diameter smaller than that of the first electrode plate 60, and is disposed so as to overlap the upper surface of the first electrode plate 60 facing the first laminate member 40. The first electrode terminal plate 62 is integrally joined to the upper surface of the first electrode plate 60 by, for example, ultrasonic welding or resistance welding.
This electrically connects the first electrode plate 60 and the first electrode terminal plate 62. The first electrode terminal plate 62 may be a metal material such as copper with nickel formed on the surface. In this case, the first electrode terminal plate 62 can be produced by, for example, nickel plating. Furthermore, the first electrode terminal plate 62 may be formed partially on the first electrode plate 60 by nickel plating, thermal spraying, or the like.
The first electrode terminal plate 62 functions as an external connection terminal for the positive electrode 10 .

第1ラミネート部材40の頂壁部48には、第1電極端子板62を外部に露出させる第1貫通孔48aが形成されている。第1貫通孔48aは、頂壁部48における中央部を上下に貫通するように平面視円形状に形成され、電池軸O1と同軸上に形成されている。 A first through hole 48a is formed in the top wall portion 48 of the first laminate member 40, exposing the first electrode terminal plate 62 to the outside. The first through hole 48a is formed in a circular shape in a plan view so as to penetrate vertically through the center of the top wall portion 48, and is formed coaxially with the battery axis O1.

第1シーラントフィルム64は、第1電極端子板62を径方向外側から囲む環状に形成され、第1電極端子板62を囲んだ状態で第1電極端子板62と第1ラミネート部材40の頂壁部48との間に電池軸O1と同軸上に配置されている。
第1シーラントフィルム64は、第1ラミネート部材40における頂壁部48の内側樹脂層42及び第1電極板60の上面に対してそれぞれ熱溶着されている。これにより、第1電極板60は、第1シーラントフィルム64を介して第1ラミネート部材40の頂壁部48に対して熱溶着されている。
The first sealant film 64 is formed in a ring shape surrounding the first electrode terminal plate 62 from the radially outside, and is arranged coaxially with the battery axis O1 between the first electrode terminal plate 62 and the top wall portion 48 of the first laminate member 40 while surrounding the first electrode terminal plate 62.
The first sealant film 64 is heat-welded to the inner resin layer 42 of the top wall portion 48 of the first laminate member 40 and to the upper surface of the first electrode plate 60. As a result, the first electrode plate 60 is heat-welded to the top wall portion 48 of the first laminate member 40 via the first sealant film 64.

なお、第1シーラントフィルム64は、例えばポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンや、複数種類のポリオレフィンのコポリマー等からなる熱可塑性樹脂からなり、ポリプロピレン製の不織布等が内包されている。また、これらの熱可塑性樹脂と不織布とが複合化した材料を用いて第1シーラントフィルム64を形成することも可能である。 The first sealant film 64 is made of a thermoplastic resin such as a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, or a copolymer of multiple types of polyolefins, and contains a polypropylene nonwoven fabric. It is also possible to form the first sealant film 64 using a composite material of these thermoplastic resins and nonwoven fabric.

上述のように第1電極板60、第1電極端子板62及び第1シーラントフィルム64が形成されているので、第1電極端子板62は第1貫通孔48aを通じて全面が上方に露出している。 Since the first electrode plate 60, the first electrode terminal plate 62, and the first sealant film 64 are formed as described above, the entire surface of the first electrode terminal plate 62 is exposed upward through the first through hole 48a.

第2電極板61、第2電極端子板63及び第2シーラントフィルム65は、上述した第1電極板60、第1電極端子板62及び第1シーラントフィルム64と同様に形成、及び同様に配置されている。 The second electrode plate 61, the second electrode terminal plate 63, and the second sealant film 65 are formed and arranged in the same manner as the first electrode plate 60, the first electrode terminal plate 62, and the first sealant film 64 described above.

第2電極板61は、平面視円形状に形成され、電極体2における負極電極20に電気的に接続されている。第2電極板61は、例えば銅等の金属材料によって電極体2よりも小さい直径で形成され、電池軸O1と同軸上に配置されている。第2電極板61の上面には、負極電極20における後述する負極端子タブ25が例えば超音波溶接等により接合されている。これにより、第2電極板61は負極電極20に電気的に接続されている。 The second electrode plate 61 is formed in a circular shape in a plan view, and is electrically connected to the negative electrode 20 of the electrode body 2. The second electrode plate 61 is formed with a smaller diameter than the electrode body 2 from a metal material such as copper, and is arranged coaxially with the battery axis O1. A negative electrode terminal tab 25 (described later) of the negative electrode 20 is joined to the upper surface of the second electrode plate 61 by, for example, ultrasonic welding. This electrically connects the second electrode plate 61 to the negative electrode 20.

第2電極端子板63は、例えばニッケル等の金属材料によって第2電極板61よりも小さい直径の平面視円形状に形成され、第2電極板61のうち第2ラミネート部材50側を向いた下面上に配置されている。そして第2電極端子板63は、第2電極板61の下面に例えば超音波溶接や抵抗溶接等によって一体に接合されている。
これにより、第2電極板61と第2電極端子板63とが電気的に接続している。また、第2電極端子板63は、表面にニッケルが形成された銅等の金属材料であっても良い。この場合には、例えばニッケルメッキ等を施すことで第2電極端子板63を作製することができる。さらには、ニッケルメッキや溶射等により第2電極板61上に部分的に第2電極端子板63を形成しても構わない。
なお、第2電極端子板63は、負極の外部接続端子として機能する。
The second electrode terminal plate 63 is made of a metal material such as nickel and is circular in plan view with a smaller diameter than the second electrode plate 61, and is disposed on the lower surface of the second electrode plate 61 facing the second laminate member 50. The second electrode terminal plate 63 is integrally joined to the lower surface of the second electrode plate 61 by, for example, ultrasonic welding or resistance welding.
This electrically connects the second electrode plate 61 and the second electrode terminal plate 63. The second electrode terminal plate 63 may be a metal material such as copper with nickel formed on the surface. In this case, the second electrode terminal plate 63 can be produced by, for example, nickel plating. Furthermore, the second electrode terminal plate 63 may be formed partially on the second electrode plate 61 by nickel plating, thermal spraying, or the like.
The second electrode terminal plate 63 functions as an external connection terminal for the negative electrode.

第2ラミネート部材50の底壁部57には、第2電極端子板63を外部に露出させる第2貫通孔57aが形成されている。第2貫通孔57aは、底壁部57における中央部を上下に貫通するように平面視円形状に形成され、電池軸O1と同軸上に形成されている。 A second through hole 57a is formed in the bottom wall portion 57 of the second laminate member 50, exposing the second electrode terminal plate 63 to the outside. The second through hole 57a is formed in a circular shape in a plan view so as to penetrate vertically through the center of the bottom wall portion 57, and is formed coaxially with the battery axis O1.

第2シーラントフィルム65は、第2電極端子板63を径方向外側から囲む環状に形成され、第2電極端子板63を囲んだ状態で第2電極端子板63と第2ラミネート部材50の底壁部57との間に電池軸O1と同軸上に配置されている。
第2シーラントフィルム65は、第2ラミネート部材50における底壁部57の内側樹脂層52及び第2電極板61の下面に対してそれぞれ熱溶着されている。これにより、第2電極板61は、第2シーラントフィルム65を介して第2ラミネート部材50の底壁部57に対して熱溶着されている。
The second sealant film 65 is formed in a ring shape surrounding the second electrode terminal plate 63 from the radially outside, and is arranged coaxially with the battery axis O1 between the second electrode terminal plate 63 and the bottom wall portion 57 of the second laminate member 50 while surrounding the second electrode terminal plate 63.
The second sealant film 65 is heat-welded to the inner resin layer 52 of the bottom wall portion 57 of the second laminate member 50 and to the lower surface of the second electrode plate 61. As a result, the second electrode plate 61 is heat-welded to the bottom wall portion 57 of the second laminate member 50 via the second sealant film 65.

なお、第2シーラントフィルム65は、第1シーラントフィルム64と同様に、例えばポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンや、複数種類のポリオレフィンのコポリマー等からなる熱可塑性樹脂からなり、ポリプロピレン製の不織布等が内包されている。また、これらの熱可塑性樹脂と不織布とが複合化した材料を用いて第2シーラントフィルム65を形成することも可能である。 The second sealant film 65, like the first sealant film 64, is made of a thermoplastic resin such as a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, or a copolymer of multiple types of polyolefins, and contains a polypropylene nonwoven fabric. It is also possible to form the second sealant film 65 using a composite material of these thermoplastic resins and nonwoven fabrics.

上述のように第2電極板61、第2電極端子板63及び第2シーラントフィルム65が形成されているので、第2電極端子板63は第2貫通孔57aを通じて全面が下方に露出している。 Since the second electrode plate 61, the second electrode terminal plate 63, and the second sealant film 65 are formed as described above, the entire surface of the second electrode terminal plate 63 is exposed downward through the second through hole 57a.

(電極体)
電極体2について詳細に説明する。
図3、図4及び図6に示すように、電極体2は、セパレータ30を介して正極電極10と負極電極20とを重ね合わせた状態で扁平に捲回されることで形成されている。よって、正極電極10及び負極電極20は、セパレータ30と共に捲回軸線O2を中心として捲回されている。
なお、電極体2は、図3に示すように、電池軸O1に対して交差する捲回軸線O2を中心として捲回され、この状態を維持したまま外装体3の内部に収容される。
(electrode body)
The electrode body 2 will now be described in detail.
3, 4, and 6, the electrode body 2 is formed by winding a positive electrode 10 and a negative electrode 20 flat in a state where they are stacked with a separator 30 interposed therebetween. Thus, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are wound together with the separator 30 about a winding axis O2.
As shown in FIG. 3, the electrode body 2 is wound around a winding axis O2 that intersects with the battery axis O1, and is housed inside the exterior body 3 while maintaining this state.

図7に示すように、正極電極10は、捲回前における展開した状態において第1方向L1に沿って延びる帯状に形成された正極集電体11(正極集電箔)と、正極集電体11の両面に塗工等によって形成された正極活物質層12(図6参照)と、を備えた1枚のシート状に形成されている。
なお、図7では正極活物質層12の図示を省略している。
As shown in FIG. 7, the positive electrode 10 is formed in the form of a single sheet including a positive electrode collector 11 (positive electrode collector foil) formed in a band shape extending along a first direction L1 in an unfolded state before being wound, and a positive electrode active material layer 12 (see FIG. 6) formed by coating or the like on both sides of the positive electrode collector 11.
In addition, the positive electrode active material layer 12 is omitted in FIG.

正極集電体11は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属材料で厚みの薄いシート状に形成されている。正極活物質層12は、正極集電体11の両面のうち後述する正極端子タブ15を除いた部分に形成されている。この正極活物質層12は、正極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含んでいる。
正極活物質としては、例えばコバルト酸リチウム(LCO)、ニッケル-マンガン-コバルト酸リチウム(NMC)等を用いることができる。
The positive electrode current collector 11 is formed in the form of a thin sheet made of a metal material such as aluminum or stainless steel. The positive electrode active material layer 12 is formed on both sides of the positive electrode current collector 11 except for a positive electrode terminal tab 15, which will be described later. The positive electrode active material layer 12 contains a positive electrode active material, a conductive assistant, a binder, a thickener, and the like.
As the positive electrode active material, for example, lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickel-manganese-cobalt oxide (NMC), etc. can be used.

導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類、炭素材料、金属繊維及び金属微粉等が挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂材料が挙げられる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の樹脂材料が挙げられる。 Examples of conductive additives include carbon black, carbon materials, metal fibers, and metal powders. Examples of binders include resin materials such as polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene-butadiene rubber (SBR), and polytetrafluoroethylene (PTFE). Examples of thickeners include resin materials such as carboxymethyl cellulose (CMC).

正極電極10は、複数の正極本体13及び複数の正極接続片14を備えている。
正極本体13は、正極電極10の展開状態において、円板状に形成され、第1方向L1に一列に並ぶように間隔をあけて配置されている。図示の例では、正極本体13の数は10個とされている。ただし、正極本体13の数は、10個に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
正極本体13は、後述する負極本体23に対して、セパレータ30を介して積層方向Zに対向するように重ね合わされる部分とされている。
The positive electrode 10 includes a plurality of positive electrode bodies 13 and a plurality of positive electrode connection pieces 14 .
The positive electrode bodies 13 are formed in a disk shape in the expanded state of the positive electrode 10, and are arranged at intervals so as to be aligned in a line in the first direction L1. In the illustrated example, the number of positive electrode bodies 13 is 10. However, the number of positive electrode bodies 13 is not limited to 10 and may be changed as appropriate.
The positive electrode body 13 is a portion that is overlapped with a negative electrode body 23 (described later) so as to face the negative electrode body 23 in the stacking direction Z with a separator 30 interposed therebetween.

正極接続片14は、正極電極10の展開状態において、第1方向L1に隣接する正極本体13の間に配置され、隣接する正極本体13同士を接続している。従って、図示の例では、正極接続片14の数は9個とされている。
正極接続片14は、捲回によって電極体2の側部において折り返される部分とされている。また、正極接続片14は、平面視で第1方向L1に直交する第2方向L2に沿った幅が、正極本体13の第2方向L2に沿った幅よりも短く形成されている。
特に、各正極接続片14における第1方向L1に沿った寸法は、捲回状態における電極体2において外周側に配置される正極接続片14ほど大きくなっている。これにより、展開状態で第1方向L1に隣り合う正極本体13同士の間隔は、捲回状態で外周側に位置するほど大きくなっている。
In the expanded state of the positive electrode 10, the positive electrode connecting pieces 14 are disposed between the positive electrode bodies 13 adjacent to each other in the first direction L1, and connect the adjacent positive electrode bodies 13 to each other. Therefore, in the illustrated example, the number of positive electrode connecting pieces 14 is nine.
The positive electrode connection piece 14 is a portion that is folded back at the side of the electrode body 2 by winding. In addition, the positive electrode connection piece 14 is formed so that the width in a second direction L2 perpendicular to the first direction L1 in a plan view is shorter than the width of the positive electrode main body 13 in the second direction L2.
In particular, the dimension of each positive electrode connection piece 14 along the first direction L1 is larger for the positive electrode connection piece 14 disposed closer to the outer periphery of the electrode body 2 in the wound state. As a result, the distance between adjacent positive electrode bodies 13 in the first direction L1 in the developed state is larger for the positive electrode connection pieces 14 disposed closer to the outer periphery in the wound state.

複数の正極本体13のうち、捲回状態における電極体2において、最も内周側に配置される正極本体13を内周側正極本体(本発明に係る第1正極本体)13Aといい、最も外周側に配置される正極本体13を外周側正極本体13Bという。そのため、内周側正極本体13Aは、捲回始め側に位置する正極本体13に相当する。 Of the multiple positive electrode bodies 13, the positive electrode body 13 located on the innermost side of the electrode body 2 in the wound state is referred to as the inner periphery side positive electrode body (first positive electrode body according to the present invention) 13A, and the positive electrode body 13 located on the outermost side is referred to as the outer periphery side positive electrode body 13B. Therefore, the inner periphery side positive electrode body 13A corresponds to the positive electrode body 13 located at the start of winding.

さらに外周側正極本体13Bには、正極電極10の展開状態において、第1方向L1の外側に向けてさらに延びるように正極端子タブ15が形成されている。この正極端子タブ15は、先に述べたように、その両面に正極活物質層12が形成されておらず、第1電極板60の下面に電気的に接続されている。
なお、正極端子タブ15は、外周側正極本体13Bとの接続部分を基点として折り返された状態で第1電極板60に電気的に接続されている。
Furthermore, a positive electrode terminal tab 15 is formed on the outer peripheral positive electrode body 13B so as to extend further outward in the first direction L1 in the developed state of the positive electrode 10. As described above, the positive electrode terminal tab 15 does not have the positive electrode active material layer 12 formed on either side thereof, and is electrically connected to the lower surface of the first electrode plate 60.
The positive electrode terminal tab 15 is electrically connected to the first electrode plate 60 in a folded state with the connection portion with the outer peripheral positive electrode main body 13B as a base point.

図8に示すように、負極電極20は、捲回前における展開した状態において第1方向L1に沿って延びる帯状に形成された負極集電体21(負極集電箔)と、負極集電体21の両面に塗工等によって形成された負極活物質層22(図6参照)と、を備えた1枚のシート状に形成されている。
なお、図8では、負極活物質層22の図示を省略している。
As shown in FIG. 8, the negative electrode 20 is formed in the shape of a single sheet including a negative electrode current collector 21 (negative electrode current collector foil) formed in a band shape extending along a first direction L1 in an unfolded state before being wound, and a negative electrode active material layer 22 (see FIG. 6) formed by coating or the like on both sides of the negative electrode current collector 21.
In FIG. 8, the negative electrode active material layer 22 is omitted.

負極集電体21は、例えば銅、ニッケル及びステンレス等の金属材料で厚みの薄いシート状に形成されている。負極活物質層22は、負極集電体21の両面のうち後述する負極端子タブ25を除いた部分に形成されている。この負極活物質層22は、負極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含んでおり、例えば天然又は人造の黒鉛等の炭素材料で形成されている。 The negative electrode current collector 21 is formed in the form of a thin sheet from a metal material such as copper, nickel, or stainless steel. The negative electrode active material layer 22 is formed on both sides of the negative electrode current collector 21, excluding the negative electrode terminal tab 25 described below. This negative electrode active material layer 22 contains a negative electrode active material, a conductive additive, a binder, a thickener, etc., and is formed from a carbon material such as natural or artificial graphite.

導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類、炭素材料、金属繊維及び金属微粉等が挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂材料が挙げられる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の樹脂材料が挙げられる。 Examples of conductive additives include carbon black, carbon materials, metal fibers, and metal powders. Examples of binders include resin materials such as polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene-butadiene rubber (SBR), and polytetrafluoroethylene (PTFE). Examples of thickeners include resin materials such as carboxymethyl cellulose (CMC).

負極電極20は、複数の負極本体23及び複数の負極接続片24を備えている。
負極本体23は、負極電極20の展開状態において、正極本体13と同様に円板状に形成され、第1方向L1に一列に並ぶように間隔をあけて配置されている。図示の例では、負極本体23の数は正極本体13の数に対応して10個とされている。ただし、負極本体23の数は10個に限定されるものではなく、正極本体13の数に対応して適宜変更して構わない。
The negative electrode 20 includes a plurality of negative electrode bodies 23 and a plurality of negative electrode connection pieces 24 .
The negative electrode bodies 23 are formed in a disk shape similar to the positive electrode bodies 13 in the expanded state of the negative electrode 20, and are arranged at intervals so as to be aligned in a line in the first direction L1. In the illustrated example, the number of the negative electrode bodies 23 is 10, corresponding to the number of the positive electrode bodies 13. However, the number of the negative electrode bodies 23 is not limited to 10, and may be changed appropriately corresponding to the number of the positive electrode bodies 13.

負極接続片24は、負極電極20の展開状態において、第1方向L1に隣接する負極本体23の間に配置され、隣接する負極本体23同士を接続している。従って、図示の例では、負極接続片24の数は9個とされている。
負極接続片24は、捲回によって電極体2の側部において折り返される部分とされている。また、負極接続片24は、平面視で第1方向L1に直交する第2方向L2に沿った幅が、負極本体23の第2方向L2に沿った幅よりも短く形成されている。
In the deployed state of the negative electrode 20, the negative electrode connection pieces 24 are disposed between the negative electrode bodies 23 adjacent to each other in the first direction L1, and connect the adjacent negative electrode bodies 23 to each other. Therefore, in the illustrated example, the number of negative electrode connection pieces 24 is nine.
The negative electrode connection piece 24 is a portion that is folded back by winding at a side portion of the electrode body 2. In addition, the negative electrode connection piece 24 is formed so that the width in a second direction L2 perpendicular to the first direction L1 in a plan view is shorter than the width of the negative electrode main body 23 in the second direction L2.

特に、各負極接続片24における第1方向L1に沿った寸法は、捲回状態における電極体2において外周側に配置される負極接続片24ほど大きくなっている。これにより、展開状態で第1方向L1に隣り合う負極本体23同士の間隔は、捲回状態で外周側に位置するほど大きくなっている。 In particular, the dimension of each negative electrode connection piece 24 along the first direction L1 is larger for the negative electrode connection piece 24 located closer to the outer periphery of the electrode body 2 in the wound state. As a result, the distance between adjacent negative electrode bodies 23 in the first direction L1 in the unfolded state is larger the closer to the outer periphery in the wound state.

複数の負極本体23のうち、捲回状態における電極体2において、最も内周側に配置される負極本体23を内周側負極本体(本発明に係る第1負極本体)23Aといい、最も外周側に配置される負極本体23を外周側負極本体23Bという。そのため、内周側負極本体23Aは、捲回始め側に位置する負極本体23に相当する。 Of the multiple negative electrode bodies 23, the negative electrode body 23 located on the innermost side of the electrode body 2 in the wound state is referred to as the inner circumferential side negative electrode body (first negative electrode body according to the present invention) 23A, and the negative electrode body 23 located on the outermost side is referred to as the outer circumferential side negative electrode body 23B. Therefore, the inner circumferential side negative electrode body 23A corresponds to the negative electrode body 23 located at the start of winding.

さらに外周側負極本体23Bには、負極電極20の展開状態において、第1方向L1の外側に向けてさらに延びるように負極端子タブ25が形成されている。この負極端子タブ25は、先に述べたように、その両面に負極活物質層22が形成されておらず、第2電極板61の上面に電気的に接続されている。
なお、負極端子タブ25は、外周側負極本体23Bとの接続部分を基点として折り返された状態で第2電極板61に電気的に接続されている。
Furthermore, a negative electrode terminal tab 25 is formed on the outer peripheral negative electrode body 23B so as to extend further outward in the first direction L1 in the developed state of the negative electrode 20. As described above, this negative electrode terminal tab 25 does not have the negative electrode active material layer 22 formed on either side thereof, and is electrically connected to the upper surface of the second electrode plate 61.
The negative electrode terminal tab 25 is electrically connected to the second electrode plate 61 in a folded state with the connection portion with the outer peripheral negative electrode main body 23B as a base point.

上述のように構成された負極電極20は、外形形状が先に述べた正極電極10の外形形状に対して同等の相似形状とされている。ただし、正極電極10の外形サイズは、負極電極20の外形サイズよりも僅かに小さく(一回り小さく)形成されている。 The negative electrode 20 configured as described above has an external shape similar to that of the positive electrode 10 described above. However, the external size of the positive electrode 10 is slightly smaller (one size smaller) than the external size of the negative electrode 20.

図4に示すセパレータ30は、例えばポリオレフィン等の樹脂製のマイクロポーラスフィルムや、ガラス製若しくは樹脂製の不織布、セルロース繊維等の繊維の積層体等により形成され、図示しないイオン透過孔を通じてリチウムイオンを通過させることが可能とされている。
セパレータ30は、正極電極10及び負極電極20の層間全体に配置され、正極電極10と負極電極20との間を絶縁している。従って、セパレータ30は少なくとも正極電極10と負極電極20とが対向する領域の全体で正極電極10と負極電極20との間に介在するように配置されている。
The separator 30 shown in FIG. 4 is formed of, for example, a microporous film made of a resin such as polyolefin, a glass or resin nonwoven fabric, or a laminate of fibers such as cellulose fibers, and is capable of passing lithium ions through ion permeation holes (not shown).
The separator 30 is disposed between the entire layers of the positive electrode 10 and the negative electrode 20, and insulates the positive electrode 10 from the negative electrode 20. Thus, the separator 30 is disposed so as to be interposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 at least in the entire region where the positive electrode 10 and the negative electrode 20 face each other.

なお、セパレータ30は、電極体2を捲回する前の状態では、例えば正極電極10及び負極電極20よりも幅広のシート状に形成されており、捲回後に切断等の加工によって、正極電極10及び負極電極20に対応した形状に形成される。 Before the electrode body 2 is wound, the separator 30 is formed in a sheet shape that is wider than the positive electrode 10 and the negative electrode 20, for example, and is formed into a shape corresponding to the positive electrode 10 and the negative electrode 20 by processing such as cutting after winding.

上述のように構成された正極電極10及び負極電極20は、図4に示すように、セパレータ30を間に挟んで捲回されることで、互い違いに積層される。このように正極電極10及び負極電極20が積層された電極体2を形成する工程(電極体形成工程)の一例を以下に説明する。
例えば、正極端子タブ15と負極端子タブ25とが互いに逆側に配置されるように正極電極10及び負極電極20をそれぞれ第1方向L1に沿って配置すると共に、セパレータ30を挟んで内周側正極本体13Aと内周側負極本体23Aとが重なり合うように正極電極10と負極電極20とを組み合わせる。次いで、図9に示すように、互いに重ね合わせた内周側正極本体13A及び内周側負極本体23Aを起点として、正極電極10及び負極電極20を同じ方向に繰り返し捲回する。なお、図9ではセパレータ30の図示を省略している。
これにより、正極本体13と負極本体23とを交互に重ね合わせるように積層方向Zに積層することができ、図4に示す電極体2とすることができる。
The positive electrode 10 and the negative electrode 20 configured as described above are alternately stacked by being wound with the separator 30 sandwiched therebetween, as shown in Fig. 4. An example of a process for forming the electrode assembly 2 in which the positive electrodes 10 and the negative electrodes 20 are stacked in this manner (electrode assembly forming process) will be described below.
For example, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are arranged along the first direction L1 so that the positive terminal tab 15 and the negative terminal tab 25 are arranged on opposite sides of each other, and the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are combined so that the inner circumferential side positive electrode body 13A and the inner circumferential side negative electrode body 23A overlap with the separator 30 in between. Next, as shown in Fig. 9, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are repeatedly wound in the same direction starting from the mutually overlapped inner circumferential side positive electrode body 13A and inner circumferential side negative electrode body 23A. Note that the separator 30 is not shown in Fig. 9.
This allows the positive electrode bodies 13 and the negative electrode bodies 23 to be stacked alternately in the stacking direction Z, thereby forming the electrode body 2 shown in FIG.

なお、正極端子タブ15及び負極端子タブ25は、正極電極10及び負極電極20を捲回することで電極体2としたときに、互いに逆向きに配置されていれば良く、上述のように捲回開始段階で必ずしも互いに逆向きに配置されている必要はない。例えば図10に示すように、正極端子タブ15と負極端子タブ25とが同方向を向いた状態で、セパレータ30を挟んで正極電極10及び負極電極20を重ね合わせた後に、捲回を開始しても構わない。なお、図10ではセパレータ30の図示を省略している。 The positive electrode terminal tab 15 and the negative electrode terminal tab 25 only need to be arranged in the opposite direction when the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are wound to form the electrode body 2, and do not necessarily need to be arranged in the opposite direction at the start of winding as described above. For example, as shown in FIG. 10, the positive electrode terminal tab 15 and the negative electrode terminal tab 25 may be arranged in the same direction, and the positive electrode 10 and the negative electrode 20 may be overlapped with the separator 30 in between, and then winding may begin. Note that the separator 30 is not shown in FIG. 10.

さらには、図11に示すように、巻き芯71を有する捲回機70を利用して、正極電極10、負極電極20及びセパレータ30を捲回して電極体2を形成しても構わない。
捲回機70は、巻き芯71及び一対のタッチロール72を主に備えている。巻き芯71は、捲回軸線O2に沿って所定の幅で延びる平板状に形成され、捲回軸線O2回りに回転可能とされている。巻き芯71には、捲回軸線O2に沿ってスリット溝71aが形成されている。一対のタッチロール72は、巻き芯71を挟んで互いに反対側に配置されていると共に、捲回軸線O2に対して接近離間可能に配置されている。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the electrode body 2 may be formed by winding the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30 using a winding machine 70 having a winding core 71.
The winding machine 70 mainly includes a winding core 71 and a pair of touch rolls 72. The winding core 71 is formed in a flat plate shape extending at a predetermined width along the winding axis O2 and is rotatable about the winding axis O2. A slit groove 71a is formed in the winding core 71 along the winding axis O2. The pair of touch rolls 72 are disposed on opposite sides of the winding core 71 and are disposed so as to be movable toward and away from the winding axis O2.

上述のように構成された捲回機70を利用して捲回を行う場合には、はじめに巻き芯71のスリット溝71aに帯状のセパレータ用シート31を通した状態で巻き芯71を半周程度回転させる。これにより、スリット溝71aを挟んだ巻き芯71の両側にセパレータ用シート31が巻き付けられると共に、捲回軸線O2に沿う方向から見てセパレータ用シート31をZ状に配置することが可能となる。
なお、セパレータ用シート31は、後にセパレータ30として機能するシートである。
When winding is performed using the winding machine 70 configured as described above, the winding core 71 is first rotated about half a turn with the strip-shaped separator sheet 31 passed through the slit grooves 71a of the winding core 71. This allows the separator sheet 31 to be wound around both sides of the winding core 71 sandwiching the slit grooves 71a, and allows the separator sheet 31 to be arranged in a Z shape when viewed from the direction along the winding axis O2.
The separator sheet 31 is a sheet that will later function as the separator 30 .

次いで、巻き芯71を挟んだ両側に正極電極10及び負極電極20を配置する。この際、正極電極10における内周側正極本体13Aをセパレータ用シート31に対して重ね合わせるようにセットすると共に、負極電極20における内周側負極本体23Aをセパレータ用シート31に対して重ね合わせるようにセットする。そして、この状態で巻き芯71を捲回軸線O2回りに回転させることで、正極電極10、負極電極20及びセパレータ用シート31を巻き芯71に巻き付けながら、捲回軸線O2を中心として扁平に捲回することができる。 Next, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are placed on either side of the winding core 71. At this time, the inner circumferential positive electrode body 13A of the positive electrode 10 is set so as to overlap the separator sheet 31, and the inner circumferential negative electrode body 23A of the negative electrode 20 is set so as to overlap the separator sheet 31. Then, by rotating the winding core 71 around the winding axis O2 in this state, the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator sheet 31 can be wound flat around the winding axis O2 while being wound around the winding core 71.

これにより、複数の正極本体13及び複数の負極本体23がそれぞれ巻き芯71と平行に配置され、且つ複数の正極接続片14及び複数の負極接続片24がそれぞれ巻き芯71の側縁部に沿って折り返された捲回体を得ることができる。なお、捲回中、一対のタッチロール72は、捲回体に対して常時接触することで、正極電極10、負極電極20及びセパレータ用シート31の密な捲回を可能としている。
最後に、捲回体から巻き芯71を捲回軸線O2方向に引き抜いた後、セパレータ用シート31の不要な部分を切断することで、図4に示す電極体2を形成することができる。
This makes it possible to obtain a wound body in which the multiple positive electrode bodies 13 and the multiple negative electrode bodies 23 are arranged parallel to the winding core 71, and the multiple positive electrode connection pieces 14 and the multiple negative electrode connection pieces 24 are folded back along the side edges of the winding core 71. During winding, the pair of touch rolls 72 are constantly in contact with the wound body, thereby enabling the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator sheet 31 to be tightly wound.
Finally, the winding core 71 is pulled out from the wound body in the direction of the winding axis O2, and then unnecessary portions of the separator sheet 31 are cut off, thereby forming the electrode body 2 shown in FIG.

ところで、本実施形態では、図6に示すように、セパレータ30に対して、正極電極10及び負極電極20のうちの少なくとも一方の捲回始めにおける相対位置を位置決めする位置決め部100を備えている。
具体的に位置決め部100は、捲回状態の電極体2において、負極電極20を構成する複数の負極本体23のうち捲回始め側に位置する内周側負極本体23Aと、セパレータ30との間に設けられ、セパレータ30に対して内周側負極本体23Aを位置決めさせる負極位置決め部を備えている。
負極位置決め部は、内周側負極本体23Aとセパレータ30とを互いに接着する絶縁性の接着層(本発明に係る接着部材)80とされている。内周側負極本体23Aとセパレータ30との間に接着層80が設けられているので、セパレータ30に対して内周側負極本体23Aを一体的に組み合わせて位置決めを行うことが可能とされている。
In this embodiment, as shown in FIG. 6 , a positioning portion 100 is provided that determines the relative position of at least one of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 at the start of winding with respect to the separator 30 .
Specifically, the positioning portion 100 is provided between the inner circumferential negative electrode body 23A located at the start of winding among the multiple negative electrode bodies 23 constituting the negative electrode 20 in the wound state electrode body 2, and the separator 30, and is equipped with a negative electrode positioning portion that positions the inner circumferential negative electrode body 23A relative to the separator 30.
The negative electrode positioning portion is an insulating adhesive layer (adhesive member according to the present invention) 80 that bonds the inner circumferential side negative electrode main body 23A and the separator 30 to each other. Since the adhesive layer 80 is provided between the inner circumferential side negative electrode main body 23A and the separator 30, it is possible to perform positioning by integrally combining the inner circumferential side negative electrode main body 23A with the separator 30.

特に接着層80は、内周側負極本体23Aのうちセパレータ30を挟んで正極接続片14に対して対向する外端部と、セパレータ30との間に位置するように設けられている。
内周側負極本体23Aの外端部では、正極電極10及び負極電極20の捲回の関係上、負極集電体21がセパレータ30側を向いた状態で露出してしまう。この点、上述したように、内周側負極本体23Aの外端部とセパレータ30との間に接着層80が配置されているので、接着層80が外部に露出する負極集電体21をあたかも保護するように覆っている。
In particular, the adhesive layer 80 is provided so as to be located between the separator 30 and an outer end portion of the inner circumferential side negative electrode main body 23A that faces the positive electrode connecting piece 14 with the separator 30 sandwiched therebetween.
At the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A, the negative electrode current collector 21 is exposed facing the separator 30 due to the winding relationship of the positive electrode 10 and the negative electrode 20. In this regard, as described above, since the adhesive layer 80 is disposed between the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A and the separator 30, the adhesive layer 80 covers the negative electrode current collector 21 exposed to the outside as if to protect it.

しかも接着層80は、セパレータ30の表面を被覆しているので、該セパレータ30に形成されているイオン透過孔を塞いでいる。これにより、接着層80は、二次電池1の充放電時に、セパレータ30を通じて正極接続片14から内周側負極本体23Aの外端部に向けて図6に示す矢印F1の如く移動するリチウムイオンのイオン導電性を、セパレータ30を通じて正極本体13と負極本体23との間を図6に示す矢印F2の如く移動するリチウムイオン(すなわち、充放電に本来的に寄与するリチウムイオン)のイオン導電性よりも低下させることが可能とされている。 In addition, since the adhesive layer 80 covers the surface of the separator 30, it blocks the ion permeation holes formed in the separator 30. As a result, the adhesive layer 80 can reduce the ionic conductivity of the lithium ions that move from the positive electrode connection piece 14 through the separator 30 toward the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A as indicated by the arrow F1 in FIG. 6 during charging and discharging of the secondary battery 1, to a level lower than the ionic conductivity of the lithium ions that move between the positive electrode body 13 and the negative electrode body 23 through the separator 30 as indicated by the arrow F2 in FIG. 6 (i.e., the lithium ions that inherently contribute to charging and discharging).

なお、上記接着層80は、正極電極10、負極電極20及びセパレータ30を捲回する際、すなわち電極体形成工程を行う際に、例えば図12に示すように、予め内周側負極本体23Aの外端部に接着剤81を塗布しておくことで形成することで可能である。なお、図12では、セパレータ30及び負極電極20だけを図示している。これにより、セパレータ30に対して内周側負極本体23Aの外端部を位置決めさせる位置決め工程を行うことができる。
ただし、この場合に限定されるものではなく、例えば図13に示すように、セパレータ30側に予め接着剤81を塗布しておき、該接着剤81を介して内周側負極本体23Aの外端部をセパレータ30に接着させることで接着層80を形成しても構わない。
The adhesive layer 80 can be formed by applying an adhesive 81 to the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A in advance when winding the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30, i.e., when performing the electrode body forming step, as shown in Fig. 12. Note that Fig. 12 only illustrates the separator 30 and the negative electrode 20. This makes it possible to perform a positioning step of positioning the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A relative to the separator 30.
However, this is not limited to this case. For example, as shown in FIG. 13, adhesive 81 may be applied in advance to the separator 30 side, and the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A may be adhered to the separator 30 via the adhesive 81 to form an adhesive layer 80.

なお、接着剤81としては、少なくとも絶縁性を有していれば良く、特定のものに限定されるものではないが、例えば電解質溶液(電解液)に対して膨潤性が少ない特性、金属に対して密着性に優れている特性、捲回に対して柔軟性を有する特性、ポテンシャルウインドーが広い特性、酸化や還元電位に対して安定な材料特性等を有していることが好ましい。
具体的には、接着剤81としては、ポリアクリル酸系の樹脂やポリアクリル酸のエステル系の樹脂等を好適に採用することができる。さらには、これらの樹脂の骨格の一部がスチレンで置換されたコポリマーを接着剤81として好適に利用することも可能である。より具体的には、接着剤81として、昭和電工株式会社製の「ポリゾールL300(商標登録)」を使用することが可能である。
The adhesive 81 is not limited to a specific one as long as it has at least insulating properties. However, it is preferable that the adhesive 81 has properties such as low swelling with respect to an electrolyte solution (electrolyte), excellent adhesion to metals, flexibility when wound, a wide potential window, and material properties that are stable against oxidation and reduction potentials.
Specifically, polyacrylic acid resins, polyacrylic acid ester resins, and the like can be suitably used as the adhesive 81. Furthermore, copolymers in which part of the skeleton of these resins is substituted with styrene can also be suitably used as the adhesive 81. More specifically, "Polysol L300 (registered trademark)" manufactured by Showa Denko K.K. can be used as the adhesive 81.

なお、上述した位置決め工程時、内周側負極本体23Aの外端部に接着剤81を塗布した後、負極電極20をセパレータ30に接触配置する際に、予め該接着剤81の表面若しくは内部を固化させるか、或いは適度な湿潤状態となるよう処理をしておくことが好ましい。
接着剤81が上述の樹脂である場合、固化させる方法として例えば加熱等により溶媒を揮発させて乾燥させる方法や、熱処理や紫外線(UV)等の照射により化学的に重合させる方法を用いることができる。
In addition, during the above-mentioned positioning process, after applying adhesive 81 to the outer end portion of the inner circumferential negative electrode body 23A, when placing the negative electrode 20 in contact with the separator 30, it is preferable to previously solidify the surface or inside of the adhesive 81 or treat it so that it is in a moderately moist state.
When the adhesive 81 is the above-mentioned resin, the method of solidifying it can be, for example, a method of drying it by volatilizing the solvent by heating, or a method of chemically polymerizing it by heat treatment or exposure to ultraviolet (UV) light, etc.

また適度な湿潤状態とは、上述の方法により溶媒を揮発させることにより、固化させるまでには至らないが、含有する溶媒量を抑制する接着剤81とする状態をいう。このような接着層80とすることで、負極電極20をセパレータ30に接触配置する際に、負極電極20とセパレータ30との滑りを低減することができる。これにより、その後に電極体2を形成する際に、後述する巻きずれを効果的に抑制することができる。 The term "moderately wet state" refers to a state in which the adhesive 81 is formed by volatilizing the solvent using the method described above, but does not solidify, but contains a reduced amount of solvent. By forming such an adhesive layer 80, slippage between the negative electrode 20 and the separator 30 can be reduced when the negative electrode 20 is placed in contact with the separator 30. This makes it possible to effectively suppress the winding misalignment described below when the electrode body 2 is subsequently formed.

また、接着層80の材質としては、上述の接着剤81の他、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)や、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF-HFP)等のコポリマー、ポリイミド等の樹脂を用いることができる。
これらの材料を用いる場合には、予め溶媒で希釈しゲル化させた後、内周側負極本体23Aの外端部に塗工し、完全に乾燥させるか、或いは半乾燥させることにより固化させるか、或いは適度な湿潤状態となるように処理を施してから、その後の電極体2の形成を行えば良い。
なお、これらの材料のうち、PVDFでは溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP)等を用いることができる。また、PVDF-HFPでは溶媒としてアセトン等を用いることができる。これらの溶媒は、セル(二次電池1)の組み立てを行うまでの間に乾燥させる。またポリイミドを用いる場合には、その前駆体であるポリアミック酸等を内周側負極本体23Aの外端部に塗工し、加熱等により重合させて用いることができる。
As the material for the adhesive layer 80, in addition to the adhesive 81 described above, polyvinylidene fluoride (PVDF), copolymers such as vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), and resins such as polyimide can be used.
When using these materials, the materials are first diluted with a solvent to gel, and then coated on the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A, and then completely dried or semi-dried to solidify, or treated to bring the material into a moderately moist state, before the formation of the electrode body 2 is carried out.
Among these materials, N-methylpyrrolidone (NMP) or the like can be used as a solvent for PVDF. Also, acetone or the like can be used as a solvent for PVDF-HFP. These solvents are dried before the cell (secondary battery 1) is assembled. Also, when polyimide is used, its precursor, polyamic acid or the like, can be applied to the outer end of the inner periphery side negative electrode body 23A and polymerized by heating or the like.

(二次電池の作用)
上述のように構成された二次電池1によれば、図2に示すように、第1電極板60に電気的に接続されている第1電極端子板62が外部に露出し、第2電極板61に電気的に接続されている第2電極端子板63が外部に露出しているので、これら第1電極端子板62及び第2電極端子板63をそれぞれ外部接続端子として機能させることができる。
これにより、第1電極端子板62及び第2電極端子板63を利用して、二次電池1を使用することが可能となる。
(Function of secondary battery)
According to the secondary battery 1 configured as described above, as shown in FIG. 2, the first electrode terminal plate 62 electrically connected to the first electrode plate 60 is exposed to the outside, and the second electrode terminal plate 63 electrically connected to the second electrode plate 61 is exposed to the outside, so that the first electrode terminal plate 62 and the second electrode terminal plate 63 can each function as an external connection terminal.
This makes it possible to use the secondary battery 1 by utilizing the first electrode terminal plate 62 and the second electrode terminal plate 63 .

特に、本実施形態の二次電池1によれば、正極電極10及び負極電極20を捲回することで電極体2を形成しているので、該電極体2を突出部のない扁平状に捲回した状態で、外装体3の内部に高密度で収容することができる。従って、形状自由度の向上化を図ることができると共に、二次電池1全体の体積に対する電極体2が占める体積比率を向上することができ、体積効率が向上したラミネートタイプの二次電池1とすることができる。 In particular, according to the secondary battery 1 of this embodiment, the electrode body 2 is formed by winding the positive electrode 10 and the negative electrode 20, so that the electrode body 2 can be wound in a flat shape without protrusions and housed at high density inside the exterior body 3. This allows for improved freedom of shape and improves the volume ratio of the electrode body 2 to the entire volume of the secondary battery 1, resulting in a laminate-type secondary battery 1 with improved volumetric efficiency.

さらに、図6に示すように、負極位置決め部として機能する接着層80を具備する位置決め部100を備えている。特に接着層80を利用して、セパレータ30に対する内周側負極本体23Aの位置決めを行うことができる。そのため、セパレータ30を挟んで互いに重ね合わされた正極電極10及び負極電極20を捲回して電極体2を形成する際に、セパレータ30を挟んで正極電極10と負極電極20との相対位置関係がずれてしまう、いわゆる巻きずれが生じてしまうことを抑制することができる。
これにより、図4に示すように、複数の正極本体13と複数の負極本体23とを、セパレータ30を挟んで精度良く対向配置させながら積層方向Zに交互に積層した電極体2とすることができる。従って、作動信頼性が向上した二次電池1とすることができる。
6, a positioning portion 100 having an adhesive layer 80 that functions as a negative electrode positioning portion is provided. In particular, the adhesive layer 80 can be used to position the inner periphery side negative electrode main body 23A relative to the separator 30. Therefore, when the positive electrode 10 and the negative electrode 20 that are stacked on top of each other with the separator 30 sandwiched therebetween are wound to form the electrode body 2, it is possible to suppress a shift in the relative positional relationship between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 with the separator 30 sandwiched therebetween, that is, a so-called winding misalignment.
4, the electrode body 2 can be formed by stacking a plurality of positive electrode bodies 13 and a plurality of negative electrode bodies 23 alternately in the stacking direction Z while precisely arranging them to face each other with the separator 30 therebetween. This allows the secondary battery 1 to have improved operational reliability.

それに加えて接着層80は、図6に示すように、内周側負極本体23Aの外端部とセパレータ30との間に位置するように配置されていることで、外端部において外部に露出する負極集電体21を、あたかも保護するように配置されている。そのうえで接着層80は、セパレータ30におけるイオン透過孔を塞いでいることで、充放電時に、セパレータ30を通じて正極本体13と負極本体23との間を移動するリチウムイオンのイオン導電性よりも、セパレータ30を通じて正極接続片14から外端部に向けて移動するリチウムイオンのイオン導電性を低下させる役割を果たしている。 In addition, as shown in FIG. 6, the adhesive layer 80 is disposed between the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A and the separator 30, so that it is disposed as if to protect the negative electrode current collector 21 exposed to the outside at the outer end. Furthermore, the adhesive layer 80 blocks the ion permeation holes in the separator 30, thereby lowering the ionic conductivity of the lithium ions that move from the positive electrode connection piece 14 through the separator 30 toward the outer end, compared to the ionic conductivity of the lithium ions that move between the positive electrode body 13 and the negative electrode body 23 through the separator 30 during charging and discharging.

従って、充放電時に、負極集電体21が露出した部分にリチウムイオンが移動することを抑制することができ、負極集電体21に例えばリチウムイオンが針状に析出(デンドライト成長)する等の不都合を生じさせ難くすることができる。従って、このことによっても二次電池1の作動信頼性をさらに向上させることができる。 This makes it possible to suppress the movement of lithium ions to the exposed portion of the negative electrode current collector 21 during charging and discharging, and makes it difficult for problems such as lithium ions precipitating in needle-like form (dendrite growth) on the negative electrode current collector 21 to occur. This also makes it possible to further improve the operational reliability of the secondary battery 1.

以上、説明したように本実施形態の二次電池1によれば、セパレータ30を挟んで正極電極10及び負極電極20を適切な相対位置関係に維持した状態で捲回することが可能であり、作動信頼性が向上した電極体2を具備するラミネートタイプの電池とすることができる。
さらに、接着層80を負極位置決め部として機能させることができるので、構成の簡便化及び低コスト化を図り易い。
As described above, according to the secondary battery 1 of this embodiment, it is possible to wind the positive electrode 10 and the negative electrode 20 with the separator 30 sandwiched therebetween while maintaining an appropriate relative positional relationship, and it is possible to provide a laminate-type battery equipped with the electrode body 2 with improved operational reliability.
Furthermore, since the adhesive layer 80 can function as a negative electrode positioning portion, it is easy to simplify the configuration and reduce costs.

(第1変形例)
上記第1実施形態では、負極位置決め部として接着層80を利用した場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば接着層80に代えて、絶縁性を有する接着テープ(本発明に係る接着部材)を利用しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏功することができる。
(First Modification)
In the above-mentioned first embodiment, the case where the adhesive layer 80 is used as the negative electrode positioning portion has been described as an example, but the present invention is not limited to this case. For example, an adhesive tape having insulating properties (adhesive member according to the present invention) may be used instead of the adhesive layer 80. Even in this case, the same action and effect can be achieved.

(第2変形例)
さらに負極位置決め部としては、先に述べた接着層80或いは接着テープ等の接着部材を利用する場合に限定されるものではない。例えば、溶着によってセパレータ30に対する内周側負極本体23Aの位置決めを行っても構わない。
(Second Modification)
Furthermore, the negative electrode positioning portion is not limited to the above-mentioned adhesive layer 80 or adhesive members such as adhesive tape. For example, the inner circumferential negative electrode body 23A may be positioned relative to the separator 30 by welding.

具体的には、図14に示すように、内周側負極本体23Aの外端部とセパレータ30とを互いに溶着することで形成した溶着部85を負極位置決め部として機能させても構わない。なお、図14では、負極電極20及びセパレータ30だけを図示している。
この場合には、正極電極10、負極電極20及びセパレータ30を捲回する際、捲回始めの段階で溶着を行うことで溶着部85を形成することが可能である。なお、溶着としては、例えば高周波溶着、熱溶着、超音波溶着等を利用することが可能である。
Specifically, as shown in Fig. 14, a welded portion 85 formed by welding the outer end of the inner circumferential side negative electrode main body 23A and the separator 30 to each other may function as the negative electrode positioning portion. Note that Fig. 14 illustrates only the negative electrode 20 and the separator 30.
In this case, when winding the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30, welding can be performed at the beginning of winding to form the welded portion 85. For welding, for example, high-frequency welding, heat welding, ultrasonic welding, etc. can be used.

このように、溶着部85を利用した場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、内周側負極本体23Aの外端部とセパレータ30とを互いに溶着することで、セパレータ30を部分的に溶かしてイオン透過孔を確実に塞ぐことができる。従って、セパレータ30を通じて正極接続片14から内周側負極本体23Aの外端部に向けて移動するリチウムイオンのイオン導電性を効果的に低下させることができる。これにより、二次電池1の作動信頼性をより一層向上させることができる。 In this way, even when the welded portion 85 is used, the same effect as in the above embodiment can be achieved. In particular, by welding the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A and the separator 30 to each other, the separator 30 can be partially melted to reliably block the ion permeation holes. Therefore, the ionic conductivity of the lithium ions that move from the positive electrode connection piece 14 through the separator 30 toward the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A can be effectively reduced. This can further improve the operational reliability of the secondary battery 1.

また、溶着する場合には、内周側負極本体23Aの外端部とセパレータ30とを互いに溶着する場合に限定されるものではなく、図15に示すように、セパレータ30の一部を予め部分的に二重に溶着することでセパレータ溶着部86を形成し、このセパレータ溶着部86を負極位置決め部として機能させても構わない。なお、図15では、負極電極20及びセパレータ30だけを図示している。
この場合には、正極電極10、負極電極20及びセパレータ30を捲回する際、予めセパレータ溶着部86が形成されたセパレータ30を準備する。そして、捲回始めの段階で、図15に示す矢印の如く、セパレータ溶着部86に対して内周側負極本体23Aの外端部が接触するように、セパレータ30に対して負極電極20を組み合わせ、その後に捲回を行えば良い。
In addition, the welding is not limited to welding the outer end of the inner circumferential side negative electrode body 23A and the separator 30 to each other, but as shown in Fig. 15, a part of the separator 30 may be partially and doubly welded in advance to form a separator welded part 86, and this separator welded part 86 may function as a negative electrode positioning part. Note that Fig. 15 shows only the negative electrode 20 and the separator 30.
In this case, when winding the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30, the separator 30 is prepared in advance with the separator welded portion 86 formed thereon. Then, at the start of the winding, the negative electrode 20 is combined with the separator 30 so that the outer end of the inner circumferential side negative electrode main body 23A contacts the separator welded portion 86 as shown by the arrow in FIG. 15, and then the winding is performed.

これにより、セパレータ30に対して内周側負極本体23Aを位置決めすることができるので、捲回時に正極電極10と負極電極20との間に巻きずれが生じることを抑制することができる。さらに、この場合であっても、図16に示すように、セパレータ溶着部86によって、セパレータ30を部分的に溶かしてイオン透過孔を確実に塞ぐことができるので、セパレータ30を通じて正極接続片14から内周側負極本体23Aの外端部に向けて移動するリチウムイオンのイオン導電性を効果的に低下でき、二次電池1の作動信頼性をより一層向上させることができる。 This allows the inner circumferential negative electrode body 23A to be positioned relative to the separator 30, thereby preventing misalignment between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 during winding. Even in this case, as shown in FIG. 16, the separator 30 can be partially melted by the separator welded portion 86 to reliably block the ion permeation holes, effectively reducing the ionic conductivity of the lithium ions that move from the positive electrode connection piece 14 through the separator 30 toward the outer end of the inner circumferential negative electrode body 23A, thereby further improving the operational reliability of the secondary battery 1.

(第3変形例)
さらに上記第1実施形態において、図17に示すように、位置決め部100が、正極電極10とセパレータ30との間に設けられ、セパレータ30に対して内周側正極本体13Aを位置決めさせる正極位置決め部を具備していても構わない。
図示の例では、主に内周側正極本体13Aの上下面をセパレータ30で包んだ後、内周側正極本体13Aに接続されている正極接続片14に沿ってセパレータ30の上下面同士を溶着して正極側溶着部87を形成することで、該正極側溶着部87を正極位置決め部として機能させている。
なお、図17では正極電極10及びセパレータ30だけを図示している。
(Third Modification)
Furthermore, in the above first embodiment, as shown in FIG. 17 , a positioning portion 100 may be provided between the positive electrode 10 and the separator 30, and a positive electrode positioning portion may be provided that positions the inner periphery side positive electrode main body 13A relative to the separator 30.
In the illustrated example, the upper and lower surfaces of the inner periphery positive electrode main body 13A are mainly wrapped with the separator 30, and then the upper and lower surfaces of the separator 30 are welded together along the positive electrode connecting piece 14 connected to the inner periphery positive electrode main body 13A to form a positive electrode side welded portion 87, which functions as a positive electrode positioning portion.
In addition, only the positive electrode 10 and the separator 30 are shown in FIG.

これにより、正極側溶着部87を利用して、セパレータ30に対する内周側正極本体13Aの位置決めを行うことが可能となる。次いでその後に、図18に示すように、上記実施形態と同様に、内周側負極本体23Aにおける外端部とセパレータ30とを接着剤81を利用して互いに接着することで接着層80を形成し、これによってセパレータ30に対する内周側負極本体23Aの位置決めを行う。
この際、正極側溶着部87に対して内周側負極本体23Aの外端部が重なるように、接着層80を利用してセパレータ30と負極電極20とを組み合わせる。
This makes it possible to position the inner circumferential side positive electrode main body 13A relative to the separator 30 by utilizing the positive electrode side welded portion 87. Next, as shown in Fig. 18, similarly to the above embodiment, the outer end portion of the inner circumferential side negative electrode main body 23A and the separator 30 are bonded to each other by utilizing the adhesive 81 to form an adhesive layer 80, thereby positioning the inner circumferential side negative electrode main body 23A relative to the separator 30.
At this time, the separator 30 and the negative electrode 20 are combined using the adhesive layer 80 so that the outer end of the inner circumferential side negative electrode body 23A overlaps with the positive electrode side welded portion 87.

上述のようにすることで、その後に行う捲回時に、正極電極10の捲回始め側に位置する内周側正極本体13Aと、負極電極20の捲回始め側に位置する内周側負極本体23Aとをセパレータ30を挟んで精度良く位置合わせることができる。従って、捲回途中にセパレータ30を挟んで正極電極10と負極電極20との間に巻きずれが生じてしまうことをより一層効果的に抑制することができる。 By doing as described above, during the subsequent winding, the inner circumferential positive electrode body 13A located at the start of winding of the positive electrode 10 and the inner circumferential negative electrode body 23A located at the start of winding of the negative electrode 20 can be precisely aligned with the separator 30 in between. Therefore, it is possible to more effectively prevent the occurrence of misalignment between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 with the separator 30 in between during winding.

なお、正極側溶着部87としては、正極接続片14に沿ってセパレータ30の上下面同士を溶着して形成する場合に限定されるものではない。例えば、正極接続片14を挟むようにセパレータ30の上下面同士を部分溶着して形成しても構わない。 The positive electrode side welded portion 87 is not limited to being formed by welding the upper and lower surfaces of the separator 30 together along the positive electrode connection piece 14. For example, it may be formed by partially welding the upper and lower surfaces of the separator 30 together so as to sandwich the positive electrode connection piece 14.

(第4変形例)
さらに負極位置決め部として、図19に示すように、セパレータ30の一部を予め空巻きした空巻部88としても構わない。
この場合には、例えば図11に示す捲回機70を利用して捲回を行う際に、巻き芯71を予め所定回数だけ、捲回軸線O2回りに回転させてセパレータ30だけを空巻きすれば良い。これにより、セパレータ30に対して負極電極20を組み合わせる際に、空巻部88を基準として負極電極20を組み合わせることができる。すなわち、捲回始めの段階で、空巻部88に対して内周側負極本体23Aの外端部が接触するように、セパレータ30に対して負極電極20を組み合わせることができる。
(Fourth Modification)
Furthermore, as shown in FIG. 19, the negative electrode positioning portion may be an unwound portion 88 in which a part of the separator 30 is unwound in advance.
In this case, when winding is performed using, for example, a winding machine 70 shown in Fig. 11, the winding core 71 may be rotated a predetermined number of times around the winding axis O2 to wind only the separator 30. This allows the negative electrode 20 to be combined with the separator 30 based on the unwound portion 88. That is, at the start of winding, the negative electrode 20 can be combined with the separator 30 such that the outer end of the inner circumferential negative body 23A comes into contact with the unwound portion 88.

これにより、セパレータ30に対して内周側負極本体23Aを位置決めすることができるので、捲回時に正極電極10と負極電極20との間に巻きずれが生じることを抑制することができる。
さらに、この場合であっても、空巻きした分だけ正極接続片14から内周側負極本体23Aの外端部に向けてリチウムイオンを通過させ難くすることができるので、同様にリチウムイオンのイオン導電性を低下させることができる。
This allows the inner circumferential side negative electrode body 23A to be positioned relative to the separator 30, making it possible to prevent misalignment between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 during winding.
Furthermore, even in this case, the amount of idling makes it more difficult for lithium ions to pass from the positive electrode connection piece 14 to the outer end of the inner negative electrode main body 23A, thereby similarly reducing the ionic conductivity of the lithium ions.

(第5変形例)
上記第1実施形態において、第2電極板61を銅製としたが、例えばニッケル製としても構わない。この場合には、第2電極端子板63を省略することも可能である。つまり、負極側については、必ずしも電極端子板が必須なものではなく、具備しなくても構わない。この場合には、第2電極板61自体を負極側の外部接続端子として機能させることができる。
(Fifth Modification)
In the first embodiment, the second electrode plate 61 is made of copper, but it may be made of nickel, for example. In this case, the second electrode terminal plate 63 may be omitted. In other words, an electrode terminal plate is not necessarily required for the negative electrode side, and may not be provided. In this case, the second electrode plate 61 itself can function as an external connection terminal for the negative electrode side.

(第6変形例)
さらに上記第1実施形態では、平面視円形状の二次電池1を例に挙げて説明したが、二次電池1の形状は適宜変更して構わない。例えば、平面視で直線部と半円部とが組み合わさった長円形状の二次電池としても構わない。なお、この場合には、電極体2の形状を、二次電池の外形に対応して平面視で長円形状に構成すれば良い。
(Sixth Modification)
Furthermore, in the above-described first embodiment, the secondary battery 1 is described as being circular in plan view, but the shape of the secondary battery 1 may be changed as appropriate. For example, the secondary battery may be oval in plan view, combining straight lines and semicircular portions. In this case, the shape of the electrode body 2 may be oval in plan view in accordance with the external shape of the secondary battery.

(第7変形例)
さらに上記第1実施形態では、第1ラミネート部材40の周壁部47を、収容部45として機能させたが、この場合に限定されるものではない。
例えば、図20に示すように、周壁部58を有するように第2ラミネート部材50を形成し、該周壁部58と第1ラミネート部材40の周壁部47とで収容部45の周壁部を構成するように二次電池90を構成しても構わない。
この場合には、第1封止筒部46及び第2封止筒部56で構成される封止部を、第1ラミネート部材40の周壁部47を径方向の外側から全周に亘って囲むように形成すれば良い。このように構成した二次電池90の場合であっても、同様の作用効果を奏功することができる。
(Seventh Modification)
Furthermore, in the first embodiment, the peripheral wall portion 47 of the first laminating member 40 functions as the storage portion 45, but the present invention is not limited to this case.
For example, as shown in FIG. 20 , the second laminate member 50 may be formed to have a peripheral wall portion 58, and the peripheral wall portion 58 and the peripheral wall portion 47 of the first laminate member 40 may form the peripheral wall portion of the storage section 45 to form a secondary battery 90.
In this case, the sealing portion constituted by the first sealing tubular portion 46 and the second sealing tubular portion 56 may be formed so as to surround the entire circumference of the peripheral wall portion 47 of the first laminate member 40 from the radially outer side. Even in the case of the secondary battery 90 configured in this manner, the same effects can be achieved.

(第8変形例)
さらに上記第1実施形態において、図21に示すように、内周側負極本体23Aに接続されている負極接続片24を折り返して、内周側負極本体23Aと、該内周側負極本体23Aに対して展開状態で隣り合う負極本体23とをセパレータ30を介して予め積層方向Zに重ね合わせておいても構わない。
この場合の電極体2は、内周側負極本体23Aの外端部と負極接続片24とがセパレータ30を介して向かい合う位置関係となるので、充放電時に、正極電極10側から内周側負極本体23Aの外端部に向けてリチウムイオンが移動することを防止することが可能となる。
(Eighth Modification)
Furthermore, in the above first embodiment, as shown in Figure 21, the negative electrode connection piece 24 connected to the inner periphery side negative electrode main body 23A may be folded back, and the inner periphery side negative electrode main body 23A and the negative electrode main body 23 adjacent to the inner periphery side negative electrode main body 23A in an expanded state may be overlapped in advance in the stacking direction Z via the separator 30.
In this case, the electrode body 2 is positioned such that the outer end of the inner periphery negative electrode main body 23A and the negative electrode connecting piece 24 face each other via the separator 30, making it possible to prevent lithium ions from migrating from the positive electrode 10 side toward the outer end of the inner periphery negative electrode main body 23A during charging and discharging.

(第9変形例)
さらに上記第1実施形態において、外装体3の全体がラミネートフィルムで形成されている必要はなく、少なくとも一部がラミネートフィルムで形成されていれば良い。
さらには、外装体3がラミネートフィルムで形成されている場合に限定されるものではなく、金属製のケーシングとしても構わない。この場合には、本発明に係る電気化学セルを、金属製のいわゆるボタン型電池とすることができ、高い汎用性を具備する電池として用いることができる。
外装体が金属製である場合の一例について、以下の第2実施形態で説明する。
(Ninth Modification)
Furthermore, in the first embodiment, the entire exterior body 3 does not need to be made of a laminate film, but it is sufficient that at least a portion of the exterior body 3 is made of a laminate film.
Furthermore, the exterior body 3 is not limited to being formed of a laminate film, but may be a metallic casing. In this case, the electrochemical cell according to the present invention can be a so-called metallic button battery, and can be used as a battery with high versatility.
An example in which the exterior body is made of metal will be described in the following second embodiment.

(第2実施形態)
次に、本発明に係る電気化学セルの第2実施形態について図面を参照して説明する。
図22~図24に示すように、本実施形態の二次電池110は、いわゆるボタン(コイン)型の電池とされ、金属製の外装体112と、外装体112の内部に収容された発電要素113及び支柱部114とを備えている。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of an electrochemical cell according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in Figures 22 to 24, the secondary battery 110 of this embodiment is a so-called button (coin) type battery, and includes a metal outer casing 112, and a power generating element 113 and a support portion 114 housed inside the outer casing 112.

外装体112は、有底筒状に形成された金属製の容器体120と、容器体120の開口部を閉塞するように容器体120に溶接接合され、容器体120との間に収容空間115を形成する金属製のリッド部材(本発明に係る封口板)130と、を備えている。
発電要素113は、セパレータ141を挟んで配置された正極電極142及び負極電極143を有する電極体140を備えていると共に、図示しない電解液(電解質溶液)を含んでおり、外装体112の内部に形成された収容空間115内に収容されている。
The exterior body 112 comprises a metallic container body 120 formed into a cylindrical shape with a bottom, and a metallic lid member (sealing plate according to the present invention) 130 that is welded to the container body 120 so as to close the opening of the container body 120 and forms a storage space 115 between the container body 120 and the lid member 130.
The power generating element 113 comprises an electrode body 140 having a positive electrode 142 and a negative electrode 143 arranged on either side of a separator 141, and contains an electrolyte (electrolyte solution) not shown, and is contained in a storage space 115 formed inside the outer casing 112.

本実施形態では、外装体112の中心を通り上下方向に沿って延びる軸線を電池軸O1という。また、電池軸O1方向から見た平面視で、電池軸O1に交差する方向を径方向といい、電池軸O1回りに周回する方向を周方向という。さらに、電池軸O1に沿って、容器体120の底壁部121からリッド部材130に向かう方向を上方といい、その反対を下方という。 In this embodiment, the axis that passes through the center of the exterior body 112 and extends in the vertical direction is called the battery axis O1. In addition, in a plan view seen from the direction of the battery axis O1, the direction that intersects with the battery axis O1 is called the radial direction, and the direction that goes around the battery axis O1 is called the circumferential direction. Furthermore, the direction from the bottom wall portion 121 of the container body 120 toward the lid member 130 along the battery axis O1 is called the upward direction, and the opposite direction is called the downward direction.

(外装体)
外装体112について詳細に説明する。
容器体120は、平面視円形状に形成された底壁部121と、底壁部121における外周縁部の全周に亘って連設され、底壁部121から上方に向かって延びた周壁部122と、を備えた有底円筒状に形成されている。
ただし、容器体120の形状は有底円筒状に限定されるものではなく、例えば平面視で外形が楕円状、四角形状、多角形状となるように形成しても構わない。
(Exterior body)
The exterior body 112 will now be described in detail.
The container body 120 is formed as a bottomed cylinder having a bottom wall portion 121 formed in a circular shape when viewed in a plane, and a peripheral wall portion 122 that is connected around the entire outer periphery of the bottom wall portion 121 and extends upward from the bottom wall portion 121.
However, the shape of the container body 120 is not limited to a bottomed cylindrical shape, and may be formed so that the outer shape is, for example, elliptical, rectangular, or polygonal in plan view.

容器体120は、金属製とされ、電極体140に導通する正極用の外部接続端子、或いは負極用の外部接続端子として機能する。容器体120の厚みとしては、例えば0.01mm~0.30mm程度とされ、薄肉の金属製容器とされている。但し、各図面では、図示を見易くするために容器体120の厚みを誇張して図示している。 The container body 120 is made of metal and functions as an external connection terminal for a positive electrode that is electrically connected to the electrode body 140, or an external connection terminal for a negative electrode. The thickness of the container body 120 is, for example, about 0.01 mm to 0.30 mm, and the container body 120 is a thin-walled metal container. However, in each drawing, the thickness of the container body 120 is exaggerated to make the illustration easier to see.

容器体120の具体的な金属材質としては、容器体120を正極用の外部接続端子として機能させる、或いは負極用の外部接続端子として機能させるかによっても異なるが、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼や、同種或いは異種の金属同士を圧着して形成したクラッド材(高機能性金属材料)を用いることができる。ただし、これらの場合に限定されるものではない。
ステンレス鋼としては、例えばSUS430やSUS444といったフェライト系ステンレス鋼やSUS329J4Lといったオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼を挙げることができる。
The specific metal material of the container body 120 varies depending on whether the container body 120 is to function as an external connection terminal for a positive electrode or an external connection terminal for a negative electrode, but may be, for example, aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, stainless steel, or a clad material (highly functional metal material) formed by pressing the same or different metals together, but is not limited to these.
Examples of stainless steel include ferritic stainless steels such as SUS430 and SUS444, and austenitic-ferritic duplex stainless steels such as SUS329J4L.

クラッド材としては、例えばCu(内層)/Fe(中層)/Ni(外層)の3層クラッド材や、Ni(内層)/Fe(中層)/Ni(外層)の3層クラッド材や、Al(内層)/SUS(中層)/Ni(外層)の3層クラッド材等が挙げられる。但し、クラッド材としては、3層に限定されるものではないし、その他の金属同士を多層に圧着することで形成してもかまわない。 Examples of clad materials include three-layer clad materials of Cu (inner layer)/Fe (middle layer)/Ni (outer layer), three-layer clad materials of Ni (inner layer)/Fe (middle layer)/Ni (outer layer), and three-layer clad materials of Al (inner layer)/SUS (middle layer)/Ni (outer layer). However, clad materials are not limited to three layers, and may be formed by pressing other metals together in multiple layers.

クラッド材としてCuを用いた場合には、熱伝導性を高めることができるので、溶接時における放熱性を向上することができる。従って、Cuをクラッド材の内層に採用することで、電極体140の保護に繋げることができるので、好ましい。 When Cu is used as the clad material, the thermal conductivity can be increased, and the heat dissipation during welding can be improved. Therefore, it is preferable to use Cu in the inner layer of the clad material, as this leads to the protection of the electrode body 140.

さらにクラッド材の内面及び外面のいずれか一方、或いは内面及び外面の両方にメッキ処理を施して、金属メッキ膜を形成することが好ましい。容器体120の内面に金属メッキ膜を形成することで、化学的に安定させることができ、電解液等に対する耐性を向上させることができる。また、容器体120の外面に金属メッキ膜を形成することで、防錆機能等の機能を付加することができると共に、電気抵抗を低減させることができるので、外部端子との電気的な接続性を向上させることができる。 Furthermore, it is preferable to perform a plating process on either the inner surface or the outer surface of the clad material, or on both the inner surface and the outer surface, to form a metal plating film. By forming a metal plating film on the inner surface of the container body 120, it is possible to chemically stabilize it and improve its resistance to electrolytes and the like. In addition, by forming a metal plating film on the outer surface of the container body 120, it is possible to add functions such as an anti-rust function and reduce electrical resistance, thereby improving electrical connectivity with external terminals.

なお、具体的な金属メッキ膜としては、例えばNiメッキ膜、Ni等の合金メッキ膜等を採用することができ、特に共晶金属材料の合金メッキ膜を採用することが好ましい。共晶金属材料の合金メッキ膜を採用した場合には、例えば抵抗溶接を行うときに融点を下げることができ、溶接時の温度を下げることが可能である。
その他、Au-Niの合金メッキ膜や、Ni-Pの合金メッキ膜や、Ni-Bの合金メッキ膜等も好適に採用することができる。
As a specific example of the metal plating film, for example, a Ni plating film, a Ni alloy plating film, etc. can be used, and in particular, it is preferable to use an alloy plating film of a eutectic metal material. When an alloy plating film of a eutectic metal material is used, for example, the melting point can be lowered when resistance welding is performed, and the temperature during welding can be lowered.
Other suitable plating films include an Au-Ni alloy plating film, an Ni-P alloy plating film, and an Ni-B alloy plating film.

また例えば、本実施形態の二次電池110を時計用途に用いる場合、容器体120の金属材料としては耐食性に加えて非磁性であることが好ましい。具体的には上述のアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金のほか、ステンレス鋼としては、例えばSUS201、SUS202、SUS303、SUS304、SUS305、SUS316、SUS317、SUS321、SUS347といった各種のオーステナイト系ステンレス鋼を挙げることができる。
さらに、容器体120として、上述の各種の金属の表面に樹脂層が形成された材料を採用しても良く、例えば、ステンレス鋼からなる金属層とフィルム状の樹脂層とが積層したラミネートフィルムを用いることができる。この場合、金属製のリッド部材130と容器体120の金属層とを接合させることで容器体120の開口部を塞ぐことができる。樹脂層としては、例えば後述するシーラントフィルム150に採用される樹脂材料を用いることができる。
Furthermore, for example, when the secondary battery 110 of this embodiment is used for a watch, it is preferable that the metal material of the container body 120 is nonmagnetic in addition to being corrosion resistant. Specifically, in addition to the above-mentioned aluminum, aluminum alloys, copper, and copper alloys, examples of stainless steel include various austenitic stainless steels such as SUS201, SUS202, SUS303, SUS304, SUS305, SUS316, SUS317, SUS321, and SUS347.
Furthermore, the container body 120 may be made of a material in which a resin layer is formed on the surface of any of the above-mentioned various metals, for example, a laminate film in which a metal layer made of stainless steel and a film-like resin layer are laminated together. In this case, the opening of the container body 120 can be closed by joining the metal lid member 130 and the metal layer of the container body 120. For example, the resin layer may be made of a resin material that is used for the sealant film 150 described later.

図23及び図24に示すように、リッド部材130は、平面視円形状に形成され、容器体120の底壁部121に対して電極体140を挟んで電池軸O1方向に向かい合うように配置された頂壁部131と、頂壁部131における外周縁部の全周に亘って連設され、頂壁部131から上方に向かって延びた内側周壁部132と、を備えた有頂円筒状に形成されている。 As shown in Figures 23 and 24, the lid member 130 is formed in a circular shape in a plan view and is formed in a cylindrical shape with a top wall portion 131 that is arranged to face the bottom wall portion 121 of the container body 120 in the direction of the battery axis O1 with the electrode body 140 in between, and an inner peripheral wall portion 132 that is connected to the entire outer periphery of the top wall portion 131 and extends upward from the top wall portion 131.

なお、リッド部材130の形状は、容器体120の形状に対応していれば良く、容器体120の形状に対応して、例えば平面視で外形が楕円状、四角形状、多角形状となるように形成しても構わない。リッド部材130の厚みとしては、容器体120と同様に例えば0.01mm~0.30mm程度とされ、薄肉とされている。但し、各図面では、図示を見易くするためにリッド部材130の厚みを誇張して図示している。 The shape of the lid member 130 only needs to correspond to the shape of the container body 120, and may be formed to correspond to the shape of the container body 120, for example, so that the outer shape is elliptical, rectangular, or polygonal in a plan view. The thickness of the lid member 130 is thin, for example, about 0.01 mm to 0.30 mm, similar to the container body 120. However, in each drawing, the thickness of the lid member 130 is exaggerated to make the illustration easier to see.

リッド部材130は、容器体120における周壁部122の上端開口縁よりも頂壁部131が下方に位置し、且つ周壁部122の上端開口縁と内側周壁部132の上端開口縁とが面一となるように、周壁部122の内側に配置されている。これにより、内側周壁部132は、容器体120の周壁部122の内側に径方向に二重に重なった状態で溶接接合されている。 The lid member 130 is disposed inside the peripheral wall portion 122 so that the top wall portion 131 is located below the upper opening edge of the peripheral wall portion 122 of the container body 120, and the upper opening edge of the peripheral wall portion 122 and the upper opening edge of the inner peripheral wall portion 132 are flush with each other. As a result, the inner peripheral wall portion 132 is welded to the inside of the peripheral wall portion 122 of the container body 120 in a radially double-overlapping state.

周壁部122と内側周壁部132とは、全周に亘って溶接によって強固に接合されている。これにより、リッド部材130を利用して容器体120の開口部を塞ぐことができ、容器体120との間に支柱部114及び発電要素113を収容する収容空間115(密閉空間)を形成している。 The peripheral wall portion 122 and the inner peripheral wall portion 132 are firmly joined by welding around the entire circumference. This allows the lid member 130 to be used to close the opening of the container body 120, forming an accommodation space 115 (sealed space) between the container body 120 and the lid member 130 to accommodate the support portion 114 and the power generating element 113.

容器体120とリッド部材130との溶接方法としては、特に限定されるものではないが、例えばレーザ溶接、超音波接合、シーム溶接等の抵抗溶接や、摩擦撹拌接合(FSW:Friction Stir Welding)等を採用することができる。
これらの溶接の際、図示しない溶接器側を固定した状態で溶接対象ワークである外装体112側を動かしながら溶接を行う、いわゆるワークムーブ方式で行っても構わないし、溶接対象ワークである外装体112側を固定し、溶接器側を動かしながら溶接を行う、いわゆるヘッドムーブ方式で行っても構わない。例えばレーザ溶接をヘッドムーブ方式で行う場合には、ガルバノスキャニング式レーザ溶接器等を採用することが可能である。
The method for welding the container body 120 and the lid member 130 is not particularly limited, but examples of the method that can be used include resistance welding such as laser welding, ultrasonic welding, and seam welding, and friction stir welding (FSW).
In these welding operations, the welding may be performed by a so-called workpiece moving method, in which the welding tool (not shown) is fixed and the exterior body 112, which is the work to be welded, is moved, or the welding may be performed by a so-called head moving method, in which the exterior body 112, which is the work to be welded, is fixed and the welding tool is moved. For example, when laser welding is performed by the head moving method, a galvano scanning type laser welder or the like can be adopted.

リッド部材130における中央部には、該リッド部材130を上下方向に貫通する貫通孔133が電池軸O1と同軸に形成されている。貫通孔133の形状は、特に限定されるものではないが、例えば平面視円形状に形成されている。 A through hole 133 is formed in the center of the lid member 130, penetrating the lid member 130 in the vertical direction and coaxial with the battery axis O1. The shape of the through hole 133 is not particularly limited, but is formed, for example, in a circular shape when viewed from above.

このように構成されたリッド部材130は、金属製とされている。リッド部材130の具体的な金属材質としては、例えば容器体120と同種或いは別種の金属材質を採用することができる。リッド部材130の金属材質として、例えば容器体120と別種の金属材質を採用する場合には、容器体120と熱膨張係数が近似するものを採用することが好ましい。
さらにリッド部材130についても、容器体120と同様に、内面及び外面のいずれか一方、或いは内面及び外面の両方にメッキ処理を施して、金属メッキ膜を形成することが好ましい。金属メッキ膜としては、先に述べた金属メッキ膜を採用することができる。
The lid member 130 thus configured is made of metal. As a specific metal material for the lid member 130, for example, the same type of metal material as that of the container body 120 or a different type of metal material may be adopted. When a different type of metal material from that of the container body 120 is adopted as the metal material for the lid member 130, for example, it is preferable to adopt a material having a thermal expansion coefficient similar to that of the container body 120.
Furthermore, it is preferable to form a metal plating film on either the inner surface or the outer surface, or on both the inner surface and the outer surface, of the lid member 130, in the same manner as the container body 120. As the metal plating film, the metal plating film described above can be used.

(集電板)
上述のように構成されたリッド部材130には、図22~図24に示すように、シーラントフィルム(本発明に係る絶縁性のシール材)150を介して熱溶着(溶着)され、少なくとも一部分が外部(上方)に露出した集電板151が設けられている。
具体的には、シーラントフィルム150及び集電板151は、リッド部材130における頂壁部131のうち収容空間115とは電池軸O1方向の反対を向いた上面側に配置されている。そして、集電板151は、シーラントフィルム150を介して頂壁部131の上面に熱溶着され、全面に亘って上方に露出している。
(current collector plate)
The lid member 130 configured as described above is provided with a current collector 151, at least a portion of which is exposed to the outside (upper side), and is heat-welded (sealed) via a sealant film (an insulating sealing material according to the present invention) 150, as shown in Figures 22 to 24.
Specifically, the sealant film 150 and the current collecting plate 151 are disposed on the upper surface side of the top wall portion 131 of the lid member 130, which faces in the opposite direction to the battery axis O1 from the accommodation space 115. The current collecting plate 151 is heat-welded to the upper surface of the top wall portion 131 via the sealant film 150, and is exposed upward over its entire surface.

シーラントフィルム150は、頂壁部131に形成された貫通孔133を囲む環状に形成され、電池軸O1と同軸に配置された状態で頂壁部131の上面に重なるように配置されている。図示の例では、シーラントフィルム150は、貫通孔133の直径よりも小さい内径で形成されている。
但し、この場合に限定されるものではなく、シーラントフィルム150の内径は、貫通孔133の直径と同等、或いは大きく形成されていても構わない。
The sealant film 150 is formed in a ring shape surrounding the through hole 133 formed in the top wall portion 131, and is arranged so as to overlap the upper surface of the top wall portion 131 while being coaxial with the battery axis O1. In the illustrated example, the sealant film 150 is formed with an inner diameter smaller than the diameter of the through hole 133.
However, this is not limiting, and the inner diameter of the sealant film 150 may be equal to or larger than the diameter of the through hole 133 .

なお、シーラントフィルム150は、例えばポレオレフィン製の熱可塑性樹脂や、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等のエンジニアリングプラスチックから形成されている。ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等を挙げることができる。
さらにシーラントフィルム150としては、上述した各ポリオレフィンの共重合体やブレンドポリマー、或いは不織布で強化されたポリプロピレン等の複合体を用いても良い。さらに、寸法、形状、或いは厚みの異なる複数のシーラントフィルム150を重ねて用いてもよい。
The sealant film 150 is made of, for example, a thermoplastic resin made of polyolefin or an engineering plastic such as polyphenylene sulfide (PPS). Examples of polyolefin include polyethylene, polypropylene, and polybutene.
Furthermore, a copolymer or blend polymer of each of the above-mentioned polyolefins, or a composite material such as polypropylene reinforced with nonwoven fabric may be used as the sealant film 150. Furthermore, a plurality of sealant films 150 having different dimensions, shapes, or thicknesses may be used in a layered manner.

集電板151は、金属製のプレートであって、電極体140に導通する正極用の外部接続端子、或いは負極用の外部接続端子として機能する。図示の例では、集電板151は、シーラントフィルム150の外径よりも小さい直径で平面視円形状に形成されており、電池軸O1と同軸に配置された状態でシーラントフィルム150の上面に重なるように配置されている。これにより、集電板151は、貫通孔133を上方から塞いでいる。 The current collector 151 is a metal plate that functions as an external connection terminal for a positive electrode or an external connection terminal for a negative electrode that is electrically connected to the electrode body 140. In the illustrated example, the current collector 151 is formed in a circular shape in a plan view with a diameter smaller than the outer diameter of the sealant film 150, and is arranged so as to overlap the upper surface of the sealant film 150 while being arranged coaxially with the battery axis O1. In this way, the current collector 151 blocks the through hole 133 from above.

集電板151の材質としては、特に限定されるものではないが、例えばニッケル等を好適に用いることができる。さらに集電板151の外部接続可能な面には、例えば金又はニッケル等といった良電性材料からなる金属、或いはこれらの金属を含む合金メッキ膜が形成されていても良い。 The material of the current collector 151 is not particularly limited, but nickel, for example, can be suitably used. Furthermore, the surface of the current collector 151 that can be connected to the outside may be formed with a metal plating film made of a conductive material such as gold or nickel, or an alloy plating film containing these metals.

上述したシーラントフィルム150は、頂壁部131の上面及び集電板151の下面に対してそれぞれ熱溶着されている。これにより、集電板151は、シーラントフィルム150を介して頂壁部131の上面に熱融着され、リッド部材130との間に絶縁性を維持しながら貫通孔133を上方から気密に封止している。特に、集電板151は、シーラントフィルム150を介してリッド部材130に対して一体的に組み合わされている。 The above-mentioned sealant film 150 is heat-sealed to the upper surface of the top wall portion 131 and the lower surface of the current collector plate 151. As a result, the current collector plate 151 is heat-sealed to the upper surface of the top wall portion 131 via the sealant film 150, and the through hole 133 is airtightly sealed from above while maintaining insulation between the current collector plate 151 and the lid member 130. In particular, the current collector plate 151 is integrally combined with the lid member 130 via the sealant film 150.

ここで、シーラントフィルム150は、集電板151と容器体120とを絶縁している。本実施形態の二次電池110は、集電板151と容器体120とがそれぞれ、図示しない電子機器の接圧端子やホルダ等と接触することにより、電子機器の正極側端子及び負極側端子のうちのいずれかの端子に電気的に接続することができる。また、集電板151及び容器体120のうちの少なくとも一方に金属製の端子をさらに溶接した後、半田付けや溶接等により電子機器に電気的に接続しても良い。 Here, the sealant film 150 insulates the current collector 151 from the container 120. The secondary battery 110 of this embodiment can be electrically connected to either the positive or negative terminal of the electronic device by contacting the current collector 151 and the container 120 with a pressure terminal or a holder of the electronic device (not shown). In addition, a metal terminal may be further welded to at least one of the current collector 151 and the container 120, and then electrically connected to the electronic device by soldering, welding, or the like.

(支柱部)
図23及び図24に示すように、外装体112における収容空間115内には、発電要素113と共に支柱部114が収容されている。
支柱部114は、電池軸O1に沿って上下方向に延びる軸状に形成され、電池軸O1と同軸に配置されている。図示の例では、支柱部114は中空の円筒状に形成され、その外径は貫通孔133の直径及びシーラントフィルム150の内径よりも小さい。これにより、支柱部114は、貫通孔133を通じて上端部(本発明に係る第1端部)が集電板151に対して下方から接触し、且つ下端部(本発明に係る第2端部)が容器体120の底壁部121に対して上方から接触するように配置されている。従って、支柱部114は、リッド部材130に対して一体的に組み合わされた集電板151を下方から支持している。つまり、支柱部114は、集電板151を介してリッド部材130を下方から支持している。
(pillar part)
As shown in FIGS. 23 and 24 , the support portion 114 is housed together with the power generating element 113 in the housing space 115 of the exterior body 112 .
The support column 114 is formed in an axial shape extending in the vertical direction along the battery axis O1, and is arranged coaxially with the battery axis O1. In the illustrated example, the support column 114 is formed in a hollow cylindrical shape, and its outer diameter is smaller than the diameter of the through hole 133 and the inner diameter of the sealant film 150. As a result, the support column 114 is arranged so that its upper end (first end according to the present invention) contacts the current collector plate 151 from below through the through hole 133, and its lower end (second end according to the present invention) contacts the bottom wall portion 121 of the container body 120 from above. Therefore, the support column 114 supports the current collector plate 151, which is integrally combined with the lid member 130, from below. In other words, the support column 114 supports the lid member 130 from below via the current collector plate 151.

本実施形態の支柱部114は、セラミック等の無機材料や合成樹脂材料等の絶縁性材料で形成されている。支柱部114を合成樹脂製とする場合には、例えば融点がセパレータ141と同等の温度を有する熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。具体的には、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチチレンテレフタレート)等の合成樹脂等材料を採用できる。さらには、これらの合成樹脂のコポリマーやブレンドポリマー等も利用することが可能である。
これにより、支柱部114を通じて容器体120と集電板151とが電気的接続することや、集電板151と電極体140とが電気的接続することや、容器体120と電極体140とが電気的接続すること等が抑制されている。
The support 114 of this embodiment is formed of an insulating material such as an inorganic material such as ceramic or a synthetic resin material. When the support 114 is made of a synthetic resin, for example, a thermoplastic resin having a melting point equal to that of the separator 141 can be suitably used. Specifically, synthetic resin materials such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), etc. can be used. Furthermore, copolymers and blend polymers of these synthetic resins can also be used.
This prevents electrical connection between the container body 120 and the collector plate 151 through the support portion 114, electrical connection between the collector plate 151 and the electrode body 140, and electrical connection between the container body 120 and the electrode body 140.

(発電要素)
図23及び図24に示すように、発電要素113は、電極体140及び図示しない電解液を含み、上述した支柱部114と共に外装体112内部の収容空間115内に密封状態で収容されている。
電解液としては、例えば支持塩を非水溶媒に溶解させた液体を好適に用いることが可能である。支持塩としては、例えばフルオロリン酸リチウム(LiPF6)等を用いることができる。溶媒としては、例えばエチレンカーボネート(EC)と共に低沸点溶媒を用いることができる。
(Power generation element)
As shown in Figures 23 and 24, the power generating element 113 includes an electrode body 140 and an electrolyte (not shown), and is housed in a sealed state in the housing space 115 inside the exterior body 112 together with the support portion 114 described above.
As the electrolyte, for example, a liquid in which a supporting salt is dissolved in a non-aqueous solvent can be suitably used. As the supporting salt, for example, lithium fluorophosphate (LiPF6) can be used. As the solvent, for example, ethylene carbonate (EC) and a low boiling point solvent can be used.

但し、発電要素113は、電解液に代えて、例えば固体電解質、ポリマー電解質、ゲル電解質等の電解質を利用した電極体140を採用しても構わない。ポリマー電解質としては例えば、ポリエチレンオキサイド(PEO)やポリプロピレンオキサイド(PPO)やそれら含むブレンドポリマー、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリシロキサン、ポリフォスファゼン等を挙げることができる。また、電解液にポリ(ビニリデンフルオリド-co-ヘキサフルオロプロピレン、PVdF-HFP)を含有したゲル電解質を用いても良い。 However, the power generating element 113 may employ an electrode body 140 that uses an electrolyte such as a solid electrolyte, a polymer electrolyte, or a gel electrolyte instead of an electrolyte solution. Examples of polymer electrolytes include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), blended polymers containing these, polyacrylic acid esters, polymethacrylic acid esters, polysiloxanes, and polyphosphazenes. A gel electrolyte containing poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, PVdF-HFP) may also be used as the electrolyte solution.

(電極体)
図23に示すように、電極体140は、セパレータ141を挟んで配置された正極電極142及び負極電極143を有し、電池軸O1回りに多重に捲回された捲回電極とされている。具体的には、電極体140は、支柱部114に巻き付けられることで、セパレータ141を挟んで正極電極142及び負極電極143が重ね合わされた状態で、電池軸O1と同軸に配置された支柱部114の中心軸線C(図4参照)回りに、径方向に多重に捲回されることで構成されている。従って、支柱部114は、電極体140を捲回する際の巻き芯としての機能を兼ねている。
(electrode body)
As shown in Fig. 23, the electrode body 140 has a positive electrode 142 and a negative electrode 143 arranged with a separator 141 sandwiched therebetween, and is a wound electrode wound multiple times around the battery axis O1. Specifically, the electrode body 140 is wound around the support part 114, with the positive electrode 142 and the negative electrode 143 overlapping with the separator 141 sandwiched therebetween, and is wound multiple times in the radial direction around the central axis C (see Fig. 4) of the support part 114 arranged coaxially with the battery axis O1. Therefore, the support part 114 also functions as a winding core when the electrode body 140 is wound.

電極体140は、電池軸O1方向から見た平面視で、電池軸O1(支柱部114の中心軸線C)を中心として、多重の渦巻き状に捲回されている。本実施形態では、電極体140のうち支柱部114側に位置する最内層から容器体120の周壁部122側に位置する最外層に向けて、負極電極143、セパレータ141、正極電極142、セパレータ141、負極電極143、セパレータ141、正極電極142という順番で繰り返し配置されるように捲回されている。
なお、電極体140としては、例えばセパレータ141の両面に正極電極142と負極電極143とを具備する、いわゆるペレット型の電極体140としても構わない。また、図23以外の各図面では、電極体140の図示を簡略化している。
The electrode body 140 is wound in a multiple spiral shape around the battery axis O1 (the central axis C of the support section 114) in a plan view seen from the direction of the battery axis O1. In this embodiment, the electrode body 140 is wound so that the negative electrode 143, the separator 141, the positive electrode 142, the separator 141, the negative electrode 143, the separator 141, and the positive electrode 142 are repeatedly arranged in this order from the innermost layer located on the support section 114 side of the electrode body 140 to the outermost layer located on the peripheral wall section 122 side of the container body 120.
The electrode body 140 may be a so-called pellet-type electrode body 140 having a positive electrode 142 and a negative electrode 143 on both sides of a separator 141. In addition, in each of the drawings other than Fig. 23, the illustration of the electrode body 140 is simplified.

図25に示すように、正極電極142は、電極体140の捲回前における展開した状態において、一定幅で帯状に延びるように形成された長尺な正極集電体(正極集電箔)142aと、正極集電体142aの片面或いは両面に塗工等によって形成された正極活物質層142bと、を備えた1枚のシート状に形成されている。 As shown in FIG. 25, the positive electrode 142 is formed in a sheet shape with a long positive electrode collector (positive electrode collector foil) 142a formed so as to extend in a band shape of a certain width in the unfolded state before winding the electrode body 140, and a positive electrode active material layer 142b formed by coating or the like on one or both sides of the positive electrode collector 142a.

正極集電体142aは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属材料で厚みの薄いシート状(金属箔)に形成されている。正極集電体142aの厚みとしては、例えば数μm~10数μm程度である。正極活物質層142bは、正極集電体142aのうち後述する正極端子タブ142cを除いた部分に形成されている。
なお、正極集電体142aは、金属箔のほか、例えば、エッチング箔、パンチングメタル、焼結金属体、若しくは発泡金属体を用いることができる。
The positive electrode current collector 142a is formed in a thin sheet shape (metal foil) from a metal material such as aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel. The thickness of the positive electrode current collector 142a is, for example, several μm to 10 and a few μm. The positive electrode active material layer 142b is formed on the positive electrode current collector 142a except for a positive electrode terminal tab 142c described later.
The positive electrode current collector 142a may be made of, for example, an etched foil, a punched metal, a sintered metal body, or a metal foam body, in addition to a metal foil.

正極活物質層142bの形成材料として、正極活物質に加え、導電助剤(例えば、カーボンブラックやグラファイト等)、バインダ(例えば、ポリフッ化ビニリデン等)、溶剤(例えばN-メチルピロリドン等の任意の溶媒)を混合して正極用スラリーを作製することができる。なお、正極活物質層142bを形成するための構成材料を含む塗布液を「正極用スラリー」ということができる。この正極用スラリーを正極集電体142aに塗布し、乾燥させることにより正極活物質層142bを形成できる。
正極活物質としては、例えばニッケル-マンガン-コバルト酸リチウム(NMC)、ニッケル-コバルト-アルミ酸リチウム(NCA)、チタン酸リチウム(LTO)、マンガン酸リチウム(LMO)等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物が挙げられる。
As a material for forming the positive electrode active material layer 142b, in addition to the positive electrode active material, a conductive assistant (e.g., carbon black, graphite, etc.), a binder (e.g., polyvinylidene fluoride, etc.), and a solvent (e.g., any solvent such as N-methylpyrrolidone) can be mixed to prepare a positive electrode slurry. Note that a coating liquid containing the constituent materials for forming the positive electrode active material layer 142b can be called a "positive electrode slurry." The positive electrode active material layer 142b can be formed by coating the positive electrode slurry on the positive electrode current collector 142a and drying it.
Examples of the positive electrode active material include composite oxides containing lithium and a transition metal, such as lithium nickel-manganese-cobalt oxide (NMC), lithium nickel-cobalt-aluminate (NCA), lithium titanate (LTO), and lithium manganate (LMO).

正極集電体142aの両端部のうち支柱部114から離れた側に位置する一端部には、正極端子タブ142cが形成されている。正極端子タブ142cは、先に述べたように正極活物質層142bが形成されておらず、他の部品に対して電気的に接続可能とされている。正極端子タブ142cは、電極体140の捲回時、電極体140の外層側に配置される。 A positive electrode terminal tab 142c is formed on one end of the positive electrode collector 142a that is located away from the support portion 114. As described above, the positive electrode terminal tab 142c does not have the positive electrode active material layer 142b formed thereon, and can be electrically connected to other components. The positive electrode terminal tab 142c is disposed on the outer layer side of the electrode body 140 when the electrode body 140 is wound.

図25に示すように、負極電極143は、電極体140の捲回前における展開した状態において、一定幅で帯状に延びるように形成された長尺な負極集電体(負極集電箔)143aと、負極集電体143aの片面或いは両面に塗工等によって形成された負極活物質層143bと、を備えた1枚のシート状に形成されている。 As shown in FIG. 25, the negative electrode 143 is formed in a sheet shape including a long negative electrode collector (negative electrode collector foil) 143a formed so as to extend in a band shape with a constant width in the unfolded state before winding the electrode body 140, and a negative electrode active material layer 143b formed by coating or the like on one or both sides of the negative electrode collector 143a.

負極集電体143aは、例えば銅、銅合金、ニッケル及びステンレス等の金属材料で厚みの薄いシート状(金属箔)に形成されている。負極集電体143aの厚みとしては、例えば数μm~10数μm程度である。負極活物質層143bは、負極集電体143aのうち後述する負極端子タブ143cを除いた部分に形成されている。
負極集電体143aは、金属箔のほか、例えば、エッチング箔、パンチングメタル、焼結金属体、若しくは発泡金属体を用いることができる。
The negative electrode current collector 143a is formed in a thin sheet shape (metal foil) from a metal material such as copper, copper alloy, nickel, or stainless steel. The thickness of the negative electrode current collector 143a is, for example, several μm to 10 and a half μm. The negative electrode active material layer 143b is formed on the negative electrode current collector 143a except for a negative electrode terminal tab 143c described later.
The negative electrode current collector 143a may be made of, for example, an etched foil, a punched metal, a sintered metal body, or a metal foam body, in addition to a metal foil.

負極活物質層143bの形成材料として、負極活物質に加え、導電助剤(例えば、カーボンブラックやグラファイト等)、バインダ(例えば、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)のディスパージョン等)、増粘剤(例えば、セルロースナノファイバー(CNF:Cellulose Nano Fiber)、カルボキシメチルセルロース等)、溶剤(例えば、純水等の任意の溶媒)を混合して負極用スラリーを作製することができる。なお、負極活物質層143bを形成するための構成材料を含む塗布液を「負極用スラリー」ということができる。この負極用スラリーを負極集電体143aに塗布し、乾燥させることにより負極活物質層143bを形成することができる。
負極活物質としては、例えばシリコン、シリコン酸化物、グラファイト、ハードカーボン、チタン酸リチウム(LTO)、LiAl等の単体又は混合物等が挙げられる。
As a material for forming the negative electrode active material layer 143b, in addition to the negative electrode active material, a conductive assistant (e.g., carbon black, graphite, etc.), a binder (e.g., a dispersion of styrene-butadiene rubber (SBR)), a thickener (e.g., cellulose nanofiber (CNF), carboxymethyl cellulose, etc.), and a solvent (e.g., any solvent such as pure water) can be mixed to prepare a negative electrode slurry. Note that a coating liquid containing the constituent materials for forming the negative electrode active material layer 143b can be called a "negative electrode slurry". The negative electrode active material layer 143b can be formed by applying this negative electrode slurry to the negative electrode current collector 143a and drying it.
Examples of the negative electrode active material include silicon, silicon oxide, graphite, hard carbon, lithium titanate (LTO), LiAl, and the like, either alone or in mixture.

負極集電体143aの両端部のうち支柱部114から離れた側に位置する一端部には、負極端子タブ143cが形成されている。負極端子タブ143cは、先に述べたように負極活物質層143bが形成されておらず、他の部品に対して電気的に接続可能とされている。負極端子タブ143cは、電極体140の捲回時、電極体140の外層側に配置される。 A negative electrode terminal tab 143c is formed on one end of the negative electrode collector 143a that is located away from the support portion 114. As described above, the negative electrode terminal tab 143c does not have the negative electrode active material layer 143b formed thereon, and can be electrically connected to other components. The negative electrode terminal tab 143c is disposed on the outer layer side of the electrode body 140 when the electrode body 140 is wound.

図25に示すセパレータ141は、例えばポリオレフィン等の樹脂製のマイクロポーラスフィルムや、ガラス製若しくは樹脂製の不織布、セルロース繊維等の繊維の積層体等により形成され、図示しないイオン透過孔を通じてリチウムイオンを通過させることが可能とされている。さらにセパレータ141として、例えば空孔内に電解液を保持できる多孔質体や、リチウムイオン導電性を有する樹脂層等を採用できる。 The separator 141 shown in FIG. 25 is formed of, for example, a microporous film made of a resin such as polyolefin, a nonwoven fabric made of glass or resin, or a laminate of fibers such as cellulose fibers, and is capable of passing lithium ions through ion permeable holes (not shown). Furthermore, the separator 141 may be, for example, a porous body capable of holding an electrolyte in the pores, or a resin layer having lithium ion conductivity.

セパレータ141は、正極電極142及び負極電極143の層間全体に配置され、正極電極142と負極電極143との間を絶縁している。従って、セパレータ141は少なくとも正極電極142と負極電極143とが対向する領域の全体で正極電極142と負極電極143との間に介在するように配置されている。 The separator 141 is disposed between the positive electrode 142 and the negative electrode 143, and insulates the positive electrode 142 from the negative electrode 143. Therefore, the separator 141 is disposed between the positive electrode 142 and the negative electrode 143 at least in the entire area where the positive electrode 142 and the negative electrode 143 face each other.

上述のように構成された電極体140は、図23に示すように、支柱部114に巻き付くように捲回されることで、支柱部114と一体に組み合わされると共に、支柱部114の中心軸線C回りに正極電極142及び負極電極143がセパレータ141を間に挟んだ状態で径方向に多重に積層するように捲回された捲回電極となる。 As shown in FIG. 23, the electrode body 140 configured as described above is wound around the support portion 114, and is combined with the support portion 114 as a single unit, forming a wound electrode in which the positive electrode 142 and the negative electrode 143 are wound around the central axis C of the support portion 114 so as to be stacked in multiple layers in the radial direction with the separator 141 sandwiched between them.

なお、外装体112の収容空間115内に支柱部114と共に収容された電極体140は、正極電極142及び負極電極143のうちの一方の電極が集電板151に導通(電気的接続)し、他方の電極が容器体120に導通(電気的接続)している。なお、電気的接続とは、例えば炭素系材料を介した接触、金属同士の溶接、或いは金属同士の接触等が挙げられる。 In addition, the electrode body 140 housed together with the support portion 114 in the housing space 115 of the exterior body 112 has one of the positive electrode 142 and the negative electrode 143 electrically connected to the current collector plate 151, and the other electrode electrically connected to the container body 120. In addition, examples of the electrical connection include contact via a carbon-based material, welding of metals together, or contact between metals together.

本実施形態では、負極電極143を集電板151に導通させ、正極電極142を容器体120に導通させている。これにより、集電板151を負極用の外部接続端子として機能させることができ、容器体120を正極用の外部接続端子として機能させることができる。但し、この場合に限定されるものではなく、負極電極143を容器体120に導通させることで、容器体120を負極用の外部接続端子として機能させ、正極電極142を集電板151に導通させることで、集電板151を正極用の外部接続端子として機能させても構わない。 In this embodiment, the negative electrode 143 is electrically connected to the current collector 151, and the positive electrode 142 is electrically connected to the container body 120. This allows the current collector 151 to function as an external connection terminal for the negative electrode, and the container body 120 to function as an external connection terminal for the positive electrode. However, this is not limited to this case, and the container body 120 may be made to function as an external connection terminal for the negative electrode by electrically connecting the negative electrode 143 to the container body 120, and the current collector 151 may be made to function as an external connection terminal for the positive electrode by electrically connecting the positive electrode 142 to the current collector 151.

負極電極143を集電板151に導通させる場合には、例えば負極端子タブ143cを直接的に集電板151に対して電気的接続させても構わないし、図示しないリード線に相当する導体を介して負極端子タブ143cと集電板151とを電気的接続させても構わない。
同様に、正極電極142を容器体120に導通させる場合には、例えば正極端子タブ142cを直接的に容器体120に対して電気的接続させても構わないし、図示しないリード線に相当する導体を介して正極端子タブ142cと容器体120とを電気的接続させても構わない。
When the negative electrode 143 is electrically connected to the current collector 151, for example, the negative terminal tab 143c may be electrically connected directly to the current collector 151, or the negative terminal tab 143c and the current collector 151 may be electrically connected via a conductor equivalent to a lead wire not shown.
Similarly, when electrically connecting the positive electrode 142 to the container body 120, for example, the positive electrode terminal tab 142c may be electrically connected directly to the container body 120, or the positive electrode terminal tab 142c and the container body 120 may be electrically connected via a conductor equivalent to a lead wire (not shown).

ところで本実施形態の二次電池110は、図25に示すセパレータ141に対して正極電極142及び負極電極143のうちの少なくとも一方の捲回始めにおける相対位置を位置決めする位置決め部155を備えている。
具体的には、位置決め部155は、支柱部114とセパレータ141とを固定する溶着部(本発明に係る固着部)156を備えている。そして正極電極142及び負極電極143は、溶着部156を基準として支柱部114に位置決めされることで、セパレータ141に対する相対位置が位置決めされる。
Incidentally, the secondary battery 110 of this embodiment includes a positioning portion 155 that determines the relative position of at least one of the positive electrode 142 and the negative electrode 143 at the start of winding with respect to the separator 141 shown in FIG.
Specifically, the positioning portion 155 includes a welding portion (an adhesive portion according to the present invention) 156 that fixes the support portion 114 and the separator 141. The positive electrode 142 and the negative electrode 143 are positioned on the support portion 114 using the welding portion 156 as a reference, and thus their relative positions with respect to the separator 141 are determined.

(電極体の形成)
上述した位置決めに関連して、支柱部114を巻き芯として利用して電極体140を形成する場合について、以下に説明する。
はじめに、図25に示すように、セパレータ141、正極電極142及び負極電極143をそれぞれ用意した後、支柱部114の外周面にセパレータ141を溶着する。これにより、支柱部114の外周面とセパレータ141とを互いに溶着することで形成した溶着部156を位置決め部155として利用することができ、支柱部114に対してセパレータ141を位置決めすることができる。
(Formation of electrode body)
In relation to the above-mentioned positioning, the case where the electrode body 140 is formed using the support portion 114 as a winding core will be described below.
25 , after preparing the separator 141, the positive electrode 142, and the negative electrode 143, the separator 141 is welded to the outer circumferential surface of the support column 114. This allows the welded portion 156 formed by welding the outer circumferential surface of the support column 114 and the separator 141 to each other to be used as a positioning portion 155, allowing the separator 141 to be positioned relative to the support column 114.

なお、予めセパレータ141の長さが決まっている場合には、セパレータ141の長さ方向の中央部よりも、正極電極142が重ね合わされる領域R1側にシフトした部分を支柱部114の外周面に溶着する。これにより、セパレータ141のうち正極電極142が重ね合わされる領域R1よりも、負極電極143が重ね合わされる領域R2の方を大きく確保することができる。 When the length of the separator 141 is determined in advance, the portion of the separator 141 that is shifted from the center in the longitudinal direction toward the region R1 where the positive electrode 142 is overlapped is welded to the outer peripheral surface of the support portion 114. This makes it possible to ensure that the region R2 where the negative electrode 143 is overlapped is larger than the region R1 where the positive electrode 142 is overlapped of the separator 141.

次いで、図25に示す矢印Mの如く、支柱部114を中心軸線C回りに回転させる。この際、セパレータ141のうち負極電極143が重ね合わされる領域R2を、先行して支柱部114に巻き付けるように支柱部114を回転させる。
次いで、図26に示すように、支柱部114に先行して巻き付けられたセパレータ141と支柱部114との間に負極電極143を挿し込むように、セパレータ141と負極電極143とを重ね合わせる。この際、図26に示す矢印Sの如く、溶着部156に突き当たるまで負極電極143を挿し込む。これにより、溶着部156を基準として支柱部114に負極電極143を位置決めすることができる。次いで、この状態で図27に示すように、支柱部114をさらに回転させる。これにより、支柱部114に対して負極電極143を先行して巻き付けることができ、電極体140としての最内層を負極電極143で形成することができる。
25, the support column 114 is rotated around the central axis C. At this time, the support column 114 is rotated so that the region R2 of the separator 141, where the negative electrode 143 is to be overlapped, is wound around the support column 114 first.
Next, as shown in Fig. 26, the separator 141 and the negative electrode 143 are overlapped so that the negative electrode 143 is inserted between the separator 141 that has been wound around the support portion 114 in advance and the support portion 114. At this time, the negative electrode 143 is inserted until it hits the welded portion 156, as indicated by an arrow S in Fig. 26. This allows the negative electrode 143 to be positioned on the support portion 114 with the welded portion 156 as a reference. Next, in this state, the support portion 114 is further rotated as shown in Fig. 27. This allows the negative electrode 143 to be wound around the support portion 114 in advance, and the innermost layer of the electrode body 140 can be formed by the negative electrode 143.

さらに、上述した負極電極143の挿し込みの後、溶着部156に突き当たるように正極電極142についてもセパレータ141に重ね合わせる。これにより、溶着部156を基準として支柱部114に正極電極142を位置決めすることができる。その後、支柱部114を連続回転させて、セパレータ141、正極電極142及び負極電極143を巻き付けるように捲回する。これにより、セパレータ141に対して正極電極142及び負極電極143の相対位置を位置決めしながら、捲回を行うことができる。
その結果、図23に示すように、支柱部114に巻き付くように捲回された電極体140を作製することが可能である。なお、負極電極143を支柱部114に先行して巻き付ける関係上、正極電極142よりも負極電極143の方が長尺になるように形成しておくことが好ましい。
Furthermore, after the above-mentioned insertion of the negative electrode 143, the positive electrode 142 is also overlapped with the separator 141 so as to abut against the welded portion 156. This allows the positive electrode 142 to be positioned on the support portion 114 using the welded portion 156 as a reference. Thereafter, the support portion 114 is continuously rotated to wind the separator 141, the positive electrode 142, and the negative electrode 143. This allows the winding to be performed while the relative positions of the positive electrode 142 and the negative electrode 143 with respect to the separator 141 are determined.
23, it is possible to produce an electrode body 140 that is wound so as to be wound around the support part 114. Since the negative electrode 143 is wound around the support part 114 first, it is preferable that the negative electrode 143 is formed to be longer than the positive electrode 142.

(二次電池の作用)
上述のように構成された本実施形態の二次電池110によれば、図22~図24に示すように、負極用の外部接続端子として機能する集電板151が外部に露出し、正極用の外部接続端子として機能する容器体120が外部に露出しているので、これら集電板151及び容器体120を利用して、二次電池110を使用することが可能となる。
(Function of secondary battery)
According to the secondary battery 110 of this embodiment configured as described above, as shown in Figures 22 to 24, the current collecting plate 151 which functions as an external connection terminal for the negative electrode is exposed to the outside, and the container body 120 which functions as an external connection terminal for the positive electrode is exposed to the outside, so that the secondary battery 110 can be used by utilizing the current collecting plate 151 and the container body 120.

特に、本実施形態の二次電池110によれば、収容空間115内に電極体140に加えて支柱部114が収容されている。支柱部114は、貫通孔133を通じて上端部が集電板151に対して下方から接触し、且つ下端部が容器体120の底壁部121に対して上方から接触するように配置されている。これにより、支柱部114を利用して集電板151を下方から支持することができる。しかも集電板151は、リッド部材130に対してシーラントフィルム150を介して溶着されているので、リッド部材130と一体に組み合わされている。そのため、支柱部114は集電板151を介してリッド部材130を下方から支持することができる。 In particular, according to the secondary battery 110 of this embodiment, in addition to the electrode body 140, the support portion 114 is accommodated in the accommodation space 115. The support portion 114 is arranged so that the upper end portion contacts the current collector plate 151 from below through the through hole 133, and the lower end portion contacts the bottom wall portion 121 of the container body 120 from above. This allows the support portion 114 to support the current collector plate 151 from below. Moreover, the current collector plate 151 is welded to the lid member 130 via the sealant film 150, and is therefore integrally combined with the lid member 130. Therefore, the support portion 114 can support the lid member 130 from below via the current collector plate 151.

従って、リッド部材130を含む外装体112の全体を例えば薄肉に形成したとしても、容器体120とリッド部材130との溶接接合の前段階で、リッド部材130が撓んでしまう等の意図しない変形を抑制することができる。従って、容器体120に対するリッド部材130の位置ずれ等を抑制した状態で、溶接作業を行うことができ、作業効率を向上させて、生産性の向上化に繋げることができる。さらに、容器体120とリッド部材130とを精度良く適切に溶接することができ、確実な封止性を得ることができる。従って、作動信頼性が高く高品質な二次電池110とすることができる。 Therefore, even if the entire exterior body 112 including the lid member 130 is formed to be thin, unintended deformation such as bending of the lid member 130 can be suppressed before welding the container body 120 and the lid member 130 together. Therefore, welding work can be performed in a state where positional deviation of the lid member 130 relative to the container body 120 is suppressed, improving work efficiency and leading to improved productivity. Furthermore, the container body 120 and the lid member 130 can be precisely and appropriately welded together, achieving reliable sealing. Therefore, a high-quality secondary battery 110 with high operational reliability can be obtained.

さらに、電極体140は支柱部114に巻き付けられることで、セパレータ141を挟んで正極電極142及び負極電極143が重ね合わされた状態で支柱部114の中心軸線C回りに捲回された捲回電極となる。つまり、電極体140を捲回するときの巻き芯を支柱部114として利用しているので、捲回によって電極体140を形成した後、支柱部114ごと電極体140を容器体120内に収容することができる。そのため、組立作業を効率良く行うことができ、この点においても生産性の向上化に繋げることができる。 Furthermore, by winding the electrode body 140 around the support section 114, the positive electrode 142 and the negative electrode 143 are stacked with the separator 141 in between, forming a wound electrode wound around the central axis C of the support section 114. In other words, since the winding core used when winding the electrode body 140 is used as the support section 114, after the electrode body 140 is formed by winding, the electrode body 140 together with the support section 114 can be housed in the container body 120. This allows for efficient assembly work, which also leads to improved productivity.

さらに、支柱部114を利用して電極体140を捲回する際に、溶着部156を利用して支柱部114とセパレータ141とを固着することができ、支柱部114に対してセパレータ141を位置決めしているうえ、正極電極142及び負極電極143を溶着部156を介して支柱部114に位置決めさせているので、セパレータ141を挟んで正極電極142と負極電極143との相対位置関係がずれてしまう、いわゆる巻きずれが生じてしまうことを抑制することができる。これにより、正極電極142及び負極電極143を、セパレータ141を挟んで精度良く重ね合わせた電極体140とすることができ、作動信頼性が向上した二次電池110とすることができる。 Furthermore, when winding the electrode body 140 using the support part 114, the support part 114 and the separator 141 can be fixed using the welding part 156, and the separator 141 is positioned relative to the support part 114, and the positive electrode 142 and the negative electrode 143 are positioned on the support part 114 via the welding part 156, so that it is possible to prevent the relative positional relationship between the positive electrode 142 and the negative electrode 143 with the separator 141 sandwiched therebetween from shifting, i.e., the occurrence of so-called winding misalignment. This allows the electrode body 140 to be formed by precisely overlapping the positive electrode 142 and the negative electrode 143 with the separator 141 sandwiched therebetween, and allows for a secondary battery 110 with improved operational reliability.

以上、説明したように本実施形態の二次電池110によれば、セパレータ141を挟んで正極電極142及び負極電極143を適切な相対位置関係に維持した状態で捲回することが可能であり、作動信頼性が向上した電極体140を具備する金属ケースタイプの電池とすることができる。
さらに、外装体112を薄肉にしたとしても、確実な封止性を得ることができると共に、生産性の向上化に繋げることができる。さらに、集電板151をリッド部材130の上面側に配置しているので、集電板151を全面に亘って大きく露出させることができる。従って、集電板151を負極用の外部接続端子として有効に利用し易く、使い易く、実装性に優れた二次電池110とすることができる。
As described above, according to the secondary battery 110 of this embodiment, it is possible to wind the positive electrode 142 and the negative electrode 143 with the separator 141 in between while maintaining an appropriate relative positional relationship, and it is possible to provide a metal case type battery equipped with the electrode body 140 with improved operational reliability.
Furthermore, even if the exterior body 112 is made thin, reliable sealing can be obtained, leading to improved productivity. Furthermore, since the current collector 151 is disposed on the upper surface side of the lid member 130, the current collector 151 can be largely exposed over the entire surface. Therefore, the current collector 151 can be effectively used as an external connection terminal for the negative electrode, making it easy to use and resulting in a secondary battery 110 with excellent mountability.

さらに本実施形態の二次電池110において、容器体120及びリッド部材130を、先に述べたクラッド材等で形成した場合や、容器体120及びリッド部材130にメッキ処理等を施した場合には、例えば何等かの要因によって二次電池110が発熱する等して内圧が上昇したときに、金属界面を剥離させて内圧を外部に解放させるといったフェールセーフ対策を図ることも可能である。 Furthermore, in the secondary battery 110 of this embodiment, if the container body 120 and the lid member 130 are formed from the clad material described above, or if the container body 120 and the lid member 130 are plated, for example, when the secondary battery 110 generates heat due to some factor and the internal pressure rises, it is possible to take a fail-safe measure such as peeling off the metal interface to release the internal pressure to the outside.

(第2実施形態の変形例)
第2実施形態において、支柱部114に電極体140を巻き付ける際に、図25に示すように、支柱部114の外周面にセパレータ141を溶着して溶着部156を形成し、これによって支柱部114に対するセパレータ141の位置ずれを防止したが、溶着部156に限定されるものではない。例えば、支柱部114の外周面に接着剤を利用してセパレータ141を接着固定することで接着部を形成し、これによって支柱部114に対するセパレータ141の位置ずれを防止しても構わない。この場合には、接着部が本願発明における固着部として機能する。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, when winding the electrode body 140 around the support portion 114, as shown in Fig. 25, the separator 141 is welded to the outer peripheral surface of the support portion 114 to form a welded portion 156, thereby preventing the separator 141 from shifting from the support portion 114, but this is not limited to the welded portion 156. For example, the separator 141 may be bonded and fixed to the outer peripheral surface of the support portion 114 using an adhesive to form an adhesive portion, thereby preventing the separator 141 from shifting from the support portion 114. In this case, the adhesive portion functions as the fixing portion in the present invention.

(第3実施形態)
次に、本発明に係る電気化学セルの第3実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第3実施形態においては、第2実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the electrochemical cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this third embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図28に示すように、本実施形態の二次電池(本発明に係る電気化学セル)160は、支柱部114が導体とされている。具体的に支柱部114は、金属製の円筒状とされている。支柱部114の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば集電板151と同様にニッケル等を好適に用いることができる。 As shown in FIG. 28, in the secondary battery (electrochemical cell according to the present invention) 160 of this embodiment, the support part 114 is a conductor. Specifically, the support part 114 is made of metal and has a cylindrical shape. The material of the support part 114 is not particularly limited, but nickel, for example, can be suitably used, as with the current collector plate 151.

電極体140は、支柱部114が導体であることに関連して、支柱部114を通じて集電板151に導通している。具体的には、電極体140は、負極電極143が支柱部114に導通した状態で支柱部114に巻き付けられている。これにより、負極電極143は支柱部114を通じて集電板151に電気的に接続されている。 The electrode body 140 is electrically connected to the current collector 151 through the support 114 because the support 114 is a conductor. Specifically, the electrode body 140 is wound around the support 114 with the negative electrode 143 being electrically connected to the support 114. As a result, the negative electrode 143 is electrically connected to the current collector 151 through the support 114.

さらに支柱部114が導体であることに関連して、支柱部114の下端部と容器体120の底壁部121との間には、支柱部114と底壁部121との間を絶縁する絶縁体161が形成されている。
図示の例では、絶縁体161は、容器体120における底壁部121の上面に全面に亘って形成されている。これにより、絶縁体161を利用して支柱部114の下端部と底壁部121との間を電気的に絶縁することが可能とされている。
Furthermore, since the support portion 114 is a conductor, an insulator 161 is formed between the lower end of the support portion 114 and the bottom wall portion 121 of the container body 120 to provide insulation between the support portion 114 and the bottom wall portion 121.
In the illustrated example, the insulator 161 is formed over the entire upper surface of the bottom wall portion 121 of the container body 120. This makes it possible to electrically insulate the lower end portion of the support portion 114 and the bottom wall portion 121 by utilizing the insulator 161.

なお、絶縁体161は、底壁部121の上面の全面に亘って形成されている必要はなく、例えば底壁部121の上面のうち支柱部114の下端部が接触する領域に少なくとも形成されていれば良い。さらに、絶縁体161は、底壁部121の上面だけでなく、周壁部122の内面側にも連続して形成されても構わない。
さらに絶縁体161は、底壁部121側に形成されている必要はなく、支柱部114の下端面に形成されていても構わない。さらには、底壁部121の上面及び支柱部114の下端面のそれぞれに絶縁体161を形成しても構わない。
The insulator 161 does not need to be formed over the entire upper surface of the bottom wall portion 121, but may be formed at least in a region of the upper surface of the bottom wall portion 121 that comes into contact with the lower ends of the support portions 114. Furthermore, the insulator 161 may be formed not only on the upper surface of the bottom wall portion 121, but also continuously on the inner surface side of the peripheral wall portion 122.
Furthermore, the insulator 161 does not have to be formed on the bottom wall portion 121 side, and may be formed on the lower end surface of the support portion 114. Furthermore, the insulator 161 may be formed on both the upper surface of the bottom wall portion 121 and the lower end surface of the support portion 114.

絶縁体161としては、特定のものに限定されるものではないが、例えば絶縁性の合成樹脂膜を採用しても良い。さらには、絶縁性に優れた合成樹脂製の絶縁テープ(例えばポリイミド製テープ、ポリフェニレンサルファイド(PPS)製テープ、ポリエチレンテレフタレート(PET)製のテープ)を絶縁体161として採用しても良い。さらには、絶縁性の塗料を利用した絶縁膜を絶縁体161として採用しても構わない。 The insulator 161 is not limited to a specific one, but may be, for example, an insulating synthetic resin film. Furthermore, an insulating tape made of a synthetic resin with excellent insulating properties (for example, a polyimide tape, a polyphenylene sulfide (PPS) tape, or a polyethylene terephthalate (PET) tape) may be used as the insulator 161. Furthermore, an insulating film using an insulating paint may be used as the insulator 161.

支柱部114と負極電極143との導通に関しては、特定の方法に限定されるものではないが、例えば図29及び図30に示すように、溶着部156を利用してセパレータ141を固着して、支柱部114に対するセパレータ141の位置ずれを抑制しつつ、支柱部114の外周面に負極電極143における負極端子タブ143cを溶接等による接合部157を介して接合すれば良い。この際、溶着部156の位置を基準として、接合部157を形成することで、セパレータ141に対する負極電極143の相対位置を位置決めすることができる。 The method for establishing electrical continuity between the support portion 114 and the negative electrode 143 is not limited to a specific method, but for example, as shown in Figures 29 and 30, the separator 141 may be fixed using a welding portion 156 to prevent the separator 141 from shifting out of position relative to the support portion 114, while the negative terminal tab 143c of the negative electrode 143 may be joined to the outer circumferential surface of the support portion 114 via a joint 157 by welding or the like. In this case, the position of the welding portion 156 is used as a reference to form the joint 157, thereby allowing the relative position of the negative electrode 143 to the separator 141 to be determined.

従って、支柱部114を回転させることで、位置ずれを抑制した状態でセパレータ141及び負極電極143の巻き付けを行うことができる。さらに、支柱部114にセパレータ141及び負極電極143を先行して捲回した後、正極電極142を共に巻き付ける。これにより、位置ずれを抑制した状態でセパレータ141、負極電極143及び正極電極142の巻き付けを行うことができ、支柱部114に捲回した電極体140を形成することができる。 Therefore, by rotating the support portion 114, the separator 141 and the negative electrode 143 can be wound while preventing misalignment. Furthermore, the separator 141 and the negative electrode 143 are wound around the support portion 114 first, and then the positive electrode 142 is wound around them. This allows the separator 141, the negative electrode 143, and the positive electrode 142 to be wound while preventing misalignment, and the electrode body 140 wound around the support portion 114 can be formed.

なお、正極電極142に関しては、第2実施形態と同様に、正極端子タブ142cを直接的に容器体120に対して電気的接続させる、或いは図示しない導体(リード線に相当)を介して正極端子タブ142cと容器体120とを電気的接続させれば良い。 As for the positive electrode 142, as in the second embodiment, the positive electrode terminal tab 142c may be directly electrically connected to the container body 120, or the positive electrode terminal tab 142c may be electrically connected to the container body 120 via a conductor (corresponding to a lead wire) not shown.

(二次電池の作用)
上述のように構成された本実施形態の二次電池160であっても、第2実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加え、負極電極143に関し、支柱部114を通じて集電板151に電気的に接続できるので、導体(リード線に相当)等が不要になり、電気抵抗を低減させ易い。そのため、電池性能の向上化を図り易い。さらに、負極電極143に関し、支柱部114と集電板151とを接触させることで電気的接続を行えるので、組立作業をさらに効率良く行うことができる。
(Function of secondary battery)
The secondary battery 160 of this embodiment configured as described above can also achieve the same effects as those of the second embodiment.
In addition, since the negative electrode 143 can be electrically connected to the current collector 151 through the support 114, a conductor (corresponding to a lead wire) is not required, and electrical resistance can be easily reduced. This makes it easier to improve the battery performance. Furthermore, since the negative electrode 143 can be electrically connected by contacting the support 114 with the current collector 151, assembly work can be performed more efficiently.

(第3実施形態の変形例)
第3実施形態では、支柱部114の外周面に接合部157によって負極端子タブ143cを接合したが、この場合に限定されるものではない。例えば、図31及び図32に示すように、支柱部114にスリット溝158を形成し、スリット溝158内に負極端子タブ143cを挿し込むことで支柱部114に対して負極電極143を位置決めしても構わない。
なお、スリット溝158は、支柱部114の軸方向に沿って縦長のスリット状に形成されていると共に、該支柱部114を径方向に貫通するように形成されている。
(Modification of the third embodiment)
In the third embodiment, the negative electrode terminal tab 143c is joined to the outer circumferential surface of the support portion 114 by the joint portion 157, but the present invention is not limited to this case. For example, as shown in Figures 31 and 32, a slit groove 158 may be formed in the support portion 114, and the negative electrode terminal tab 143c may be inserted into the slit groove 158 to position the negative electrode 143 with respect to the support portion 114.
The slit groove 158 is formed in the shape of a vertically long slit along the axial direction of the support column 114 and is formed so as to penetrate the support column 114 in the radial direction.

(第3実施形態の変形例)
第3実施形態では、支柱部114自体を金属材料で形成することで、導体として機能させたが、この場合に限定されるものではなく、例えば導電性を有する合成樹脂(導電性樹脂)で支柱部114を形成しても構わない。
この種の合成樹脂としては、機械的強度や耐熱性を考慮する観点において、エンジニアリングプラスチックを用いることが好ましく、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)等を用いることができる。
(Modification of the third embodiment)
In the third embodiment, the support portion 114 itself is formed from a metal material to function as a conductor, but this is not limited to this case, and the support portion 114 may be formed from, for example, a synthetic resin having electrical conductivity (conductive resin).
As this type of synthetic resin, from the viewpoint of mechanical strength and heat resistance, it is preferable to use engineering plastics, such as polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), polyether ether ketone (PEEK), perfluoroalkoxy fluororesin (PFA), etc.

さらには、絶縁性の合成樹脂で支柱部114の素材を形成したうえで、素材の外表面に金属膜を成膜することで支柱部114を形成しても構わない。この場合であっても、金属膜を利用して電気的接続を図ることができるので、支柱部114を導体として機能させることができる。なお、金属膜を成膜する場合には、例えばメッキ処理が金属溶射処理等を施すことで行える。 Furthermore, the support portion 114 may be formed by forming the material of the support portion 114 from an insulating synthetic resin, and then forming a metal film on the outer surface of the material. Even in this case, the metal film can be used to achieve electrical connection, so the support portion 114 can function as a conductor. When forming a metal film, for example, plating can be performed by carrying out a metal spraying process or the like.

(第3実施形態の変形例)
さらに上記第3実施形態では、支柱部114を通じて電極体140の負極電極143を集電板151に導通させたが、例えば図33に示すように、支柱部114を通じて電極体140が容器体120に導通した二次電池(本発明に係る電気化学セル)170としても構わない。
(Modification of the third embodiment)
Furthermore, in the above third embodiment, the negative electrode 143 of the electrode body 140 is electrically connected to the current collector 151 through the support portion 114. However, for example, as shown in FIG. 33 , a secondary battery (electrochemical cell according to the present invention) 170 in which the electrode body 140 is electrically connected to the container body 120 through the support portion 114 may be used.

この場合には、支柱部114の上端部と集電板151との間に、支柱部114と集電板151との間を絶縁する絶縁体171が形成されている。絶縁体171は、集電板151の下面のうち支柱部114の上端部が接触する領域に形成されていれば良い。これにより、絶縁体171を利用して支柱部114と集電板151との間を電気的に絶縁することが可能とされている。
なお、絶縁体171は、支柱部114の上端面に形成されていても構わないし、集電板151の下面及び支柱部114の上端面のそれぞれに形成されていても構わない。
In this case, an insulator 171 is formed between the upper end of the support portion 114 and the current collecting plate 151 to provide insulation between the support portion 114 and the current collecting plate 151. The insulator 171 may be formed in a region of the lower surface of the current collecting plate 151 with which the upper end of the support portion 114 comes into contact. This makes it possible to electrically insulate the support portion 114 and the current collecting plate 151 by utilizing the insulator 171.
The insulator 171 may be formed on the upper end surface of the support portion 114 , or may be formed on both the lower surface of the current collecting plate 151 and the upper end surface of the support portion 114 .

なお、正極電極142に関しては、正極端子タブ142cを直接的に集電板151に対して電気的接続させる、或いは図示しない導体(リード線に相当)を介して正極端子タブ142cと集電板151とを電気的接続させれば良い。 As for the positive electrode 142, the positive terminal tab 142c may be electrically connected directly to the current collector 151, or the positive terminal tab 142c may be electrically connected to the current collector 151 via a conductor (corresponding to a lead wire) not shown.

上述のように構成された二次電池170の場合には、集電板151を正極用の外部接続端子として機能させることができ、容器体120を負極用の外部接続端子として機能させることができる。従って、容器体120及び集電板151を利用して、二次電池170を使用することができる。 In the case of the secondary battery 170 configured as described above, the current collector 151 can function as an external connection terminal for the positive electrode, and the container body 120 can function as an external connection terminal for the negative electrode. Therefore, the secondary battery 170 can be used by utilizing the container body 120 and the current collector 151.

なお、支柱部114に電極体140を巻き付ける際に、支柱部114に対して負極電極143を導通させる必要はなく、正極電極142を導通させても構わない。この場合には、支柱部114を通じて正極電極142と容器体120とを電気的接続させることができる。負極電極143に関しては、負極端子タブ143cを直接的に集電板151に対して電気的接続させる、或いは図示しない導体(リード線に相当)を介して負極端子タブ143cと集電板151とを電気的接続させれば良い。
これにより、集電板151を負極用の外部接続端子として機能させることができ、容器体120を正極用の外部接続端子として機能させることができる。
When winding the electrode body 140 around the support 114, it is not necessary to electrically connect the negative electrode 143 to the support 114, and the positive electrode 142 may be electrically connected. In this case, the positive electrode 142 and the container body 120 can be electrically connected through the support 114. With regard to the negative electrode 143, the negative terminal tab 143c may be electrically connected directly to the current collector 151, or the negative terminal tab 143c may be electrically connected to the current collector 151 via a conductor (corresponding to a lead wire) not shown.
This allows the current collector 151 to function as an external connection terminal for the negative electrode, and the container body 120 to function as an external connection terminal for the positive electrode.

(第4実施形態)
次に、本発明に係る電気化学セルの第4実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第4実施形態においては、第2実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第2実施形態及び第3実施形態では、リッド部材130にシーラントフィルム150を介して集電板151を溶着させたうえで、支柱部114の上端部を集電板151に接触させ、且つ支柱部114の下端部を容器体120の底壁部121に接触させた状態で支柱部114を収容空間115内に配置した構成を例に挙げて説明した。これに対して、本実施形態では、容器体120の底壁部121にシーラントフィルム150を介して集電板151を溶着させている。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the electrochemical cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this fourth embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
In the second and third embodiments, a configuration has been described as an example in which the current collecting plate 151 is welded to the lid member 130 via the sealant film 150, and the upper end of the support portion 114 is brought into contact with the current collecting plate 151 and the lower end of the support portion 114 is brought into contact with the bottom wall portion 121 of the container body 120, and the support portion 114 is then disposed in the accommodation space 115. In contrast to this, in the present embodiment, the current collecting plate 151 is welded to the bottom wall portion 121 of the container body 120 via the sealant film 150.

図34に示すように、本実施形態の二次電池(本発明に係る電気化学セル)180は、容器体120における底壁部121の中央部に、該底壁部121を上下方向に貫通する貫通孔181が電池軸O1と同軸に形成されている。貫通孔181の形状は、特に限定されるものではないが、例えば平面視円形状に形成されている。 As shown in FIG. 34, in the secondary battery (electrochemical cell according to the present invention) 180 of this embodiment, a through hole 181 that passes through the bottom wall 121 in the vertical direction is formed in the center of the bottom wall 121 of the container body 120, coaxially with the battery axis O1. The shape of the through hole 181 is not particularly limited, but is formed, for example, in a circular shape when viewed from above.

そして、貫通孔181が形成された底壁部121には、シーラントフィルム150を介して集電板151が熱溶着されている。具体的には、集電板151は、シーラントフィルム150を介して底壁部121の下面に熱溶着され、全面に亘って下方に露出している。
シーラントフィルム150は、底壁部121に形成された貫通孔181を囲む環状に形成され、電池軸O1と同軸に配置された状態で底壁部121の下面に重なるように配置されている。図示の例では、シーラントフィルム150の内周縁部150aは、上方に向けて折り返され、底壁部121に形成された貫通孔181の内周面を全周に亘って保護している。
The current collecting plate 151 is heat-welded to the bottom wall portion 121 in which the through hole 181 is formed via a sealant film 150. Specifically, the current collecting plate 151 is heat-welded to the lower surface of the bottom wall portion 121 via the sealant film 150, and is exposed downward over its entire surface.
The sealant film 150 is formed in a ring shape surrounding the through hole 181 formed in the bottom wall portion 121, and is arranged so as to overlap the lower surface of the bottom wall portion 121 while being arranged coaxially with the battery axis O1. In the illustrated example, an inner peripheral edge portion 150a of the sealant film 150 is folded back upward and protects the entire inner peripheral surface of the through hole 181 formed in the bottom wall portion 121.

集電板151は、シーラントフィルム150の外径よりも小さい直径で平面視円形状に形成されており、電池軸O1と同軸に配置された状態でシーラントフィルム150の下面に重なるように配置されている。これにより、集電板151は貫通孔181を下方から塞いでいる。 The current collector 151 is formed in a circular shape in a plan view with a diameter smaller than the outer diameter of the sealant film 150, and is arranged so as to overlap the lower surface of the sealant film 150 while being coaxial with the battery axis O1. In this way, the current collector 151 blocks the through hole 181 from below.

本実施形態のリッド部材185は、容器体120における周壁部122に対して上方から重なる平坦なプレート状に形成されている。これにより、リッド部材185は、周壁部122の上端開口端に対して全周に亘って上方から重なった状態で溶接接合されている。図示の例では、リッド部材185の外周縁部には、周壁部122の上端開口端と重なる位置に段差185aが設けられている。これにより、段差185aを利用して、収容空間115を高い気密性で封止している。 The lid member 185 of this embodiment is formed in the shape of a flat plate that overlaps the peripheral wall portion 122 of the container body 120 from above. As a result, the lid member 185 is welded to the upper opening end of the peripheral wall portion 122 in a state where it overlaps from above all around. In the example shown, a step 185a is provided on the outer periphery of the lid member 185 at a position where it overlaps with the upper opening end of the peripheral wall portion 122. As a result, the step 185a is used to seal the storage space 115 with high airtightness.

支柱部114は、外装体112における収容空間115内に発電要素113と共に収容されている。支柱部114は、電池軸O1に沿って上下方向に延びる軸状に形成され、電池軸O1と同軸に配置されている。図示の例では、支柱部114は中空の円筒状に形成され、その外径は貫通孔181の直径及びシーラントフィルム150の内径よりも小さい。
これにより、支柱部114は、貫通孔181を通じて下端部(本発明に係る第1端部)が集電板151に対して上方から接触し、且つ上端部(本発明に係る第2端部)がリッド部材185に対して下方から接触するように配置されている。従って、支柱部114は、容器体120の底壁部121に対して一体的に組み合わされた集電板151によって支えられながら、リッド部材185を下方から支持している。
The support portion 114 is accommodated together with the power generating element 113 in the accommodation space 115 in the exterior body 112. The support portion 114 is formed in an axial shape extending in the vertical direction along the battery axis O1, and is arranged coaxially with the battery axis O1. In the illustrated example, the support portion 114 is formed in a hollow cylindrical shape, and the outer diameter thereof is smaller than the diameter of the through hole 181 and the inner diameter of the sealant film 150.
As a result, the support pillar 114 is disposed such that its lower end (first end according to the present invention) contacts the current collector 151 from above through the through hole 181, and its upper end (second end according to the present invention) contacts the lid member 185 from below. Therefore, the support pillar 114 supports the lid member 185 from below while being supported by the current collector 151 which is integrally combined with the bottom wall 121 of the container body 120.

(二次電池の作用)
このように構成された本実施形態の二次電池180であっても、支柱部114を利用してリッド部材185を下方から支持することができるので、リッド部材185を含む外装体112の全体を例えば薄肉に形成したとしても、容器体120とリッド部材185との溶接接合の前段階で、リッド部材185が撓んでしまう等の意図しない変形を抑制することができる。従って、容器体120に対するリッド部材185の位置ずれ等を抑制した状態で、溶接作業を行うことができ、作業効率を向上させて、生産性の向上化に繋げることができる。さらに、確実な封止性を得ることができ、作動信頼性が高く高品質な二次電池180とすることができる。
(Function of secondary battery)
Even in the secondary battery 180 of this embodiment configured as described above, the lid member 185 can be supported from below by utilizing the support portion 114, so that even if the entire exterior body 112 including the lid member 185 is formed to be thin, unintended deformation such as bending of the lid member 185 can be suppressed before welding the container body 120 and the lid member 185 together. Therefore, welding can be performed in a state where positional deviation of the lid member 185 relative to the container body 120 is suppressed, improving work efficiency and leading to improved productivity. Furthermore, reliable sealing can be obtained, resulting in a high-quality secondary battery 180 with high operational reliability.

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明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。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. Examples of the embodiments and their variations include those that can be easily imagined by a person skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are within the scope of equivalents.

例えば上記各実施形態では、電気化学セルの一例として二次電池を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、リチウムイオンを吸蔵できる電極を用いたその他の電気化学セルにも適用することができる。具体的には例えば、電気二重層キャパシタや、リチウムイオンキャパシタ等の各種蓄電デバイスに適用しても構わない。 For example, in each of the above embodiments, a secondary battery has been described as an example of an electrochemical cell, but the present invention is not limited to this case and can be applied to other electrochemical cells that use electrodes capable of absorbing lithium ions. Specifically, the present invention can be applied to various types of power storage devices, such as electric double layer capacitors and lithium ion capacitors.

電気化学セルを電気二重層キャパシタに適用する場合には、正極電極及び負極電極を一対の分極性電極として利用すれば良い。この場合の分極性電極としては、例えば賦活処理にて得られる粉末状の活性炭を、導電助剤やバインダと共に混合し、圧延ロール或いはプレス成形したものが挙げられる。電解液としては、例えば4級アンモニウム塩等の支持塩を非水溶媒に溶解させたもの等が挙げられる。
電気化学セルをリチウムイオンキャパシタに適用する場合には、正極電極及び負極電極のうちの一方の電極のみを、上述の分極性電極を用い、他方の電極にはリチウムイオン電池用の電極を用いることができる。電解液としては、リチウムイオン電池と同じものを用いることができる。
When the electrochemical cell is applied to an electric double layer capacitor, the positive and negative electrodes may be used as a pair of polarizable electrodes. In this case, the polarizable electrodes may be, for example, those obtained by mixing powdered activated carbon obtained by activation treatment with a conductive assistant and a binder, and then rolling or pressing the mixture. The electrolyte may be, for example, those obtained by dissolving a supporting salt such as a quaternary ammonium salt in a non-aqueous solvent.
When the electrochemical cell is applied to a lithium ion capacitor, only one of the positive and negative electrodes can be the polarizable electrode described above, and the other electrode can be an electrode for a lithium ion battery. The electrolyte can be the same as that used in a lithium ion battery.

さらに上記第1実施形態では、充放電時にセパレータを通じて正極本体と負極本体との間を移動するイオンとしてリチウムイオンを例に挙げたが、この場合に限定されるものではなく、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン等、卑な電位を有する金属のイオンを用いても良い。 Furthermore, in the above first embodiment, lithium ions are given as an example of ions that move between the positive electrode body and the negative electrode body through the separator during charging and discharging, but this is not limited to this case, and ions of metals with a lower potential, such as sodium ions, potassium ions, and magnesium ions, may also be used.

さらに上記第2実施形態及び第3実施形態では、集電板をリッド部材の頂壁部の上面側に配置した構成としたが、この場合に限定されるものではなく、リッド部材の下面側に配置しても構わない。この場合には、リッド部材の下面側に集電板を配置することができるので、集電板及びリッド部材の全体を、支柱部を利用して下方から支持することができる。従って、リッド部材の意図しない撓み等を効果的に抑制することができる。 Furthermore, in the second and third embodiments described above, the current collecting plate is arranged on the upper surface side of the top wall portion of the lid member, but this is not limited to this case, and it may be arranged on the underside of the lid member. In this case, since the current collecting plate can be arranged on the underside of the lid member, the current collecting plate and the entire lid member can be supported from below using the support portion. Therefore, unintended bending of the lid member can be effectively suppressed.

さらに上記第2実施形態及び第3実施形態では、円筒状の支柱部を用いた場合を例に挙げて説明したが、支柱部の形状は円筒状に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。支柱部としては、電極体を捲回する際の巻き芯として利用でき、且つ電極体と共に収容空間内にセットされたときに、上端部が集電板に接し、下端部が底壁部に接触することでリッド部材を下方から支持することができれば、外形形状を任意に変更して構わない。 Furthermore, in the above second and third embodiments, a cylindrical support portion is used as an example, but the shape of the support portion is not limited to a cylindrical shape and may be changed as appropriate. As long as the support portion can be used as a winding core when winding the electrode body, and can support the lid member from below by having its upper end contact the current collector plate and its lower end contact the bottom wall portion when set in the storage space together with the electrode body, the outer shape may be changed as desired.

さらに、中空の支柱部とした場合において、内形形状としては、中心軸線方向から見た平面視で例えば四角形状、多角形状、星形形状、十字形状、スリット形状等を採用しても構わない。特に、このような内形形状を採用した場合には、支柱部に回転トルクを加え易くなるので好ましい。 Furthermore, when the support portion is hollow, the internal shape may be, for example, a square, polygonal, star, cross, slit, etc., in plan view from the central axis direction. In particular, when such an internal shape is used, it is preferable because it makes it easier to apply a rotational torque to the support portion.

Z…積層方向
1、90、110、160、170、180…二次電池(電気化学セル)
2、140…電極体
3、112…外装体
10、142…正極電極
13…正極本体
14…正極接続片
20、143…負極電極
21…負極集電体
23…負極本体
23A…内周側負極本体(第1負極本体)
24…負極接続片
30、141…セパレータ
41、51…金属層
42、52…内側樹脂層(樹脂層)
43、53…外側樹脂層(樹脂層)
80…接着層(接着部材、負極位置決め部)
85…溶着部(負極位置決め部)
86…セパレータ溶着部(負極位置決め部)
88…空巻部(負極位置決め部)
87…正極側溶着部(正極位置決め部)
100、155…位置決め部
114…支柱部
115…収容空間
120…容器体
121…底壁部
122…周壁部
130、185…リッド部材(封口板)
131…頂壁部
133…貫通孔
150…シーラントフィルム(シール材)
151…集電板
156…溶着部(固着部)
Z... Stacking direction 1, 90, 110, 160, 170, 180... Secondary battery (electrochemical cell)
2, 140: Electrode body 3, 112: Exterior body 10, 142: Positive electrode 13: Positive electrode body 14: Positive electrode connection piece 20, 143: Negative electrode 21: Negative electrode current collector 23: Negative electrode body 23A: Inner circumference side negative electrode body (first negative electrode body)
24: Negative electrode connection piece 30, 141: Separator 41, 51: Metal layer 42, 52: Inner resin layer (resin layer)
43, 53...Outer resin layer (resin layer)
80...Adhesive layer (adhesive member, negative electrode positioning portion)
85... Welded part (negative electrode positioning part)
86: Separator welded portion (negative electrode positioning portion)
88: Idle winding portion (negative electrode positioning portion)
87: Positive electrode side welded part (positive electrode positioning part)
REFERENCE SIGNS LIST 100, 155: positioning portion 114: support portion 115: storage space 120: container body 121: bottom wall portion 122: peripheral wall portion 130, 185: lid member (sealing plate)
131: Top wall portion 133: Through hole 150: Sealant film (sealing material)
151...current collecting plate 156...welded part (fixed part)

Claims (8)

セパレータ正極集電体を有する正極電極と、負極集電体を有する負極電極を有し、捲回されることで前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が重ね合わされた電極体と、
前記電極体を内部に収容する外装体と、を備え、
前記正極電極及び前記負極電極のうちの少なくともいずれか一方は、位置決め部によって、前記セパレータに対して捲回始めにおける相対位置が位置決めされ
前記電極体は、扁平に捲回されることで前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が交互に積層され、
前記正極電極は、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の正極本体と、複数の前記正極本体同士を接続する複数の正極接続片と、を備え、
前記負極電極は、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の負極本体と、複数の前記負極本体同士を接続する複数の負極接続片と、を備え、
前記電極体は、前記正極接続片及び前記負極接続片を折り返すように捲回されることで、前記セパレータを挟んで前記正極本体と前記負極本体とが前記積層方向に交互に対向し合った状態で配置されるように形成され、
前記位置決め部は、複数の前記負極本体のうち捲回始め側に位置する第1負極本体と、前記セパレータとの間に設けられ、前記セパレータに対して前記第1負極本体を位置決めさせる負極位置決め部を備え、
前記負極位置決め部は、前記第1負極本体のうち、前記セパレータを挟んで前記正極接続片に対して対向する外端部と、前記セパレータとの間に位置するように配置されると共に、前記外端部と前記セパレータとを一体的に組み合わせ、且つ、前記負極集電体のうち前記第1負極本体の前記外端部において外部に露出する部分を、前記セパレータ側から覆うように配置されていることを特徴とする電気化学セル。
an electrode assembly including a separator, a positive electrode having a positive electrode current collector , and a negative electrode having a negative electrode current collector, the positive electrode and the negative electrode being stacked with the separator sandwiched therebetween by being wound;
An exterior body that houses the electrode body therein,
At least one of the positive electrode and the negative electrode is positioned relative to the separator at a start of winding by a positioning portion ,
The electrode body is wound flat so that the positive electrodes and the negative electrodes are alternately stacked with the separator therebetween,
The positive electrode includes a plurality of positive electrode bodies arranged along a stacking direction of the electrode body, and a plurality of positive electrode connection pieces connecting the plurality of positive electrode bodies to each other,
The negative electrode includes a plurality of negative electrode bodies arranged along a stacking direction of the electrode body, and a plurality of negative electrode connection pieces connecting the plurality of negative electrode bodies to each other,
the electrode body is formed by winding the positive electrode connection piece and the negative electrode connection piece in a folded manner, so that the positive electrode main body and the negative electrode main body are arranged in a state in which they face each other alternately in the stacking direction with the separator interposed therebetween,
the positioning portion includes a negative electrode positioning portion provided between a first negative electrode body located at a winding start side among the plurality of negative electrode bodies and the separator, and which positions the first negative electrode body with respect to the separator,
an electrochemical cell characterized in that the negative electrode positioning portion is arranged so as to be located between the separator and an outer end portion of the first negative electrode main body that faces the positive electrode connection piece across the separator, and is arranged so as to integrally combine the outer end portion and the separator, and to cover, from the separator side, a portion of the negative electrode current collector that is exposed to the outside at the outer end portion of the first negative electrode main body .
請求項1に記載の電気化学セルにおいて、
前記負極位置決め部は、充放電時に、前記セパレータを通じて前記正極接続片から前記外端部に向けて移動するイオンのイオン導電性を、前記セパレータを通じて前記正極本体と前記負極本体との間を移動するイオンのイオン導電性よりも低下させる、電気化学セル。
2. The electrochemical cell of claim 1 ,
An electrochemical cell in which the negative electrode positioning portion reduces the ionic conductivity of ions that move from the positive electrode connection piece toward the outer end through the separator during charging and discharging to less than the ionic conductivity of ions that move between the positive electrode main body and the negative electrode main body through the separator.
請求項に記載の電気化学セルにおいて、
前記負極位置決め部は、前記第1負極本体の前記外端部と前記セパレータとを互いに接着する絶縁性の接着部材とされていると共に、前記セパレータに形成されたイオン透過孔を塞ぐ、電気化学セル。
3. The electrochemical cell of claim 2 ,
an electrochemical cell, wherein the negative electrode positioning portion is an insulating adhesive member that bonds the outer end portion of the first negative electrode body and the separator to each other, and blocks an ion permeation hole formed in the separator;
請求項に記載の電気化学セルにおいて、
前記負極位置決め部は、前記第1負極本体の前記外端部と前記セパレータとを互いに溶着した溶着部とされていると共に、該溶着によって前記セパレータに形成されたイオン透過孔を塞いでいる、電気化学セル。
3. The electrochemical cell of claim 2 ,
an electrochemical cell, wherein the negative electrode positioning portion is a welded portion formed by welding the outer end portion of the first negative electrode body and the separator to each other, and the welded portion blocks an ion permeation hole formed in the separator by the welding.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電気化学セルにおいて、
前記外装体は、金属層及び該金属層の両面を被覆する樹脂層を有するラミネートフィルムで形成されている、電気化学セル。
5. The electrochemical cell according to claim 1 ,
The electrochemical cell, wherein the exterior body is formed of a laminate film having a metal layer and a resin layer covering both sides of the metal layer.
セパレータと、正極集電体を有する正極電極と、負極集電体を有する負極電極とを有し、前記セパレータを挟んで互いに重ね合わされた前記正極電極及び前記負極電極が、扁平に捲回されることで前記セパレータを挟んで前記正極電極及び前記負極電極が交互に積層された電極体と、
前記電極体を内部に収容する外装体と、を備え、
前記正極電極が、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の正極本体と、複数の前記正極本体同士を接続する複数の正極接続片と、を備え、
前記負極電極が、前記電極体の積層方向に沿って配置された複数の負極本体と、複数の前記負極本体同士を接続する複数の負極接続片と、を備える電気化学セルの製造方法であって、
前記正極接続片及び前記負極接続片を折り返すように捲回することで、前記セパレータを挟んで前記正極本体と前記負極本体とが前記積層方向に交互に対向し合った状態で配置されるように前記電極体を形成する電極体形成工程を備え、
前記電極体形成工程時、
複数の前記負極本体のうち捲回始め側に位置する第1負極本体と、前記セパレータとの間に負極位置決め部を設けることで、前記セパレータに対して前記第1負極本体を位置決めさせる位置決め工程を行い、
前記位置決め工程時、前記第1負極本体のうち、前記セパレータを挟んで前記正極接続片に対して対向する外端部と、前記セパレータとの間に位置するように前記負極位置決め部を配置させると共に、前記負極位置決め部によって前記外端部と前記セパレータとを一体的に組み合わせ、且つ前記負極集電体のうち前記第1負極本体の前記外端部において外部に露出する部分を、前記セパレータ側から覆うよう前記負極位置決め部を設けることを特徴とする電気化学セルの製造方法。
an electrode assembly including a separator, a positive electrode having a positive electrode current collector, and a negative electrode having a negative electrode current collector, the positive electrode and the negative electrode being stacked on top of each other with the separator sandwiched therebetween, the positive electrode and the negative electrode being wound flat so that the positive electrode and the negative electrode are alternately stacked with the separator sandwiched therebetween;
An exterior body that houses the electrode body therein,
The positive electrode includes a plurality of positive electrode bodies arranged along a stacking direction of the electrode body, and a plurality of positive electrode connection pieces connecting the plurality of positive electrode bodies to each other,
A method for manufacturing an electrochemical cell, the negative electrode comprising: a plurality of negative electrode bodies arranged along a stacking direction of the electrode body; and a plurality of negative electrode connection pieces connecting the plurality of negative electrode bodies to each other,
an electrode body forming step of forming the electrode body by folding back the positive electrode connection piece and the negative electrode connection piece, so that the positive electrode main body and the negative electrode main body are arranged in a state where they face each other alternately in the stacking direction with the separator interposed therebetween;
During the electrode body forming step,
a positioning step of positioning the first negative electrode body relative to the separator by providing a negative electrode positioning portion between a first negative electrode body located at a winding start side among the plurality of negative electrode bodies and the separator;
a negative electrode positioning portion disposed between the separator and an outer end portion of the first negative electrode main body that faces the positive electrode connection piece across the separator during the positioning step, the negative electrode positioning portion being disposed between the separator and an outer end portion of the first negative electrode main body that faces the positive electrode connection piece across the separator, the outer end portion and the separator being integrally combined by the negative electrode positioning portion, and the negative electrode positioning portion being disposed to cover a portion of the negative electrode current collector that is exposed to the outside at the outer end portion of the first negative electrode main body from the separator side .
請求項6に記載の電気化学セルの製造方法において、7. The method of claim 6 for producing an electrochemical cell, comprising:
前記位置決め工程時、前記セパレータに形成されているイオン透過孔を塞ぐように、前記セパレータの表面を前記負極位置決め部で被覆し、前記セパレータを通じて前記正極接続片から前記外端部に向けて移動するイオンのイオン導電性を、前記セパレータを通じて前記正極本体と前記負極本体との間を移動するイオンのイオン導電性よりも低下させる、電気化学セルの製造方法。a surface of the separator is covered with the negative electrode positioning portion during the positioning step so as to block ion permeation holes formed in the separator, and the ionic conductivity of ions moving from the positive electrode connection piece toward the outer end portion through the separator is reduced to be lower than the ionic conductivity of ions moving between the positive electrode main body and the negative electrode main body through the separator.
請求項6又は7に記載の電気化学セルの製造方法において、
前記負極位置決め部として、絶縁性の接着部材を利用し、
前記位置決め工程時、
前記接着部材を、前記第1負極本体の前記外端部、或いは前記第1負極本体の前記外端部に対向する前記セパレータの面上に塗布した後、塗布した前記接着部材の少なくとも一部を固化或いは湿潤状態としてから、前記第1負極本体の前記外端部と前記セパレータとを互いに接着させることで位置決めを行う、電気化学セルの製造方法。
8. The method for producing an electrochemical cell according to claim 6 or 7 ,
An insulating adhesive material is used as the negative electrode positioning portion,
During the positioning step,
A method for manufacturing an electrochemical cell, comprising: applying the adhesive member to the outer end of the first negative electrode body or to a surface of the separator facing the outer end of the first negative electrode body; solidifying or wetting at least a portion of the applied adhesive member; and then bonding the outer end of the first negative electrode body and the separator to each other to position them.
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