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公開番号2025009397
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112382
出願日2023-07-07
発明の名称二次電池
出願人プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 10/04 20060101AFI20250110BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極体の内部への電解液の含浸と、セパレータの強度確保との両立をする。
【解決手段】セパレータ170は、厚み方向に直交する第1の方向において互いに対向する第1の端部171および第2の端部172を含む第1領域R1と、第1の方向において第1領域R1に挟まれ、セパレータ170の中央部分173を含む第2領域R2とを含む。セパレータ170の表面には、少なくとも第1領域R1に配置され、電解液が流入可能な凹部174が設けられている。第1の方向から見て、セパレータ170の第1領域R1における凹部174の断面積は、セパレータ170の第2領域R2における凹部174の断面積よりも大きい。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
正極板、セパレータおよび負極板を含み、前記セパレータが前記正極板および前記負極板の間にある扁平状の電極体と、
前記電極体および電解液を収容するケースとを備え、
前記電極体の厚み方向から見て、前記セパレータは、前記厚み方向に直交する第１の方向において互いに対向する第１の端部および第２の端部を含む第１領域と、前記第１の方向において前記第１領域に挟まれ、前記セパレータの中央部分を含む第２領域とを含み、
前記セパレータの表面には、少なくとも前記第１領域に配置され、前記電解液が流入可能な凹部が設けられ、
前記第１の方向から見て、前記セパレータの前記第１領域における前記凹部の断面積は、前記セパレータの前記第２領域における前記凹部の断面積よりも大きい、二次電池。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記厚み方向から見て、前記セパレータの前記第１領域における前記凹部の占有面積は、前記セパレータの前記第２領域における前記凹部の占有面積よりも大きい、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記電極体は、前記厚み方向から見て、長手方向および短手方向を含む矩形形状を有し、前記第１の方向が前記電極体の前記長手方向である、請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記凹部は、前記第１の方向に沿って延在し、前記セパレータの前記第１の端部から前記第２の端部にまで達する溝部を含む、請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記セパレータの前記第１領域における前記凹部の平均深さは、前記セパレータの前記第２領域における前記凹部の平均深さよりも大きい、請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記凹部は、前記第１の方向に並ぶ複数の穴を含む、請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項７】
前記電極体は、前記第１の方向の軸まわりに前記正極板、前記セパレータおよび前記負極板が巻回された巻回型電極体である、請求項１または請求項２に記載の二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本技術は、二次電池に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池の構成を開示した先行技術文献として、特開２０１４－２０３６６８号公報（特許文献１）がある。特許文献１に記載された非水電解質二次電池は、負極集電体と、負極活物質合材部と、セパレータとを備える。負極集電体は、金属膜である。負極活物質合材部は、複数個形成され、負極集電体からセパレータに向かって突出している。
【０００３】
リチウムイオン電池の構成を開示した先行技術文献として、特開２０１２－２４３５６７号公報（特許文献２）がある。特許文献２に記載されたリチウムイオン電池は、巻回電極群を備える。巻回電極群は、正極と負極との間にセパレータを挟んで巻回されている。正極および負極は、セパレータを間に挟んで互いに噛み合う凹凸面を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－２０３６６８号公報
特開２０１２－２４３５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２に記載された二次電池においては、電極体におけるセパレータの強度は確保されているものの、負極活物質の膨張などによって、セパレータと正極板または負極板との間における電解液が含浸するための隙間が確保できない可能性がある。このため、充電時などに電極体から外部に排出された電解液が電極体の内部に含浸することと、セパレータの強度を確保することとの両立をすることが難しい。
【０００６】
本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電極体の内部への電解液の含浸と、セパレータの強度確保との両立をすることができる、二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術は、以下の二次電池を提供する。
［１］
正極板、セパレータおよび負極板を含み、前記セパレータが前記正極板および前記負極板の間にある扁平状の電極体と、
前記電極体および電解液を収容するケースとを備え、
前記電極体の厚み方向から見て、前記セパレータは、前記厚み方向に直交する第１の方向において互いに対向する第１の端部および第２の端部を含む第１領域と、前記第１の方向において前記第１領域に挟まれ、前記セパレータの中央部分を含む第２領域とを含み、
前記セパレータの表面には、少なくとも前記第１領域に配置され、前記電解液が流入可能な凹部が設けられ、
前記第１の方向から見て、前記セパレータの前記第１領域における前記凹部の断面積は、前記セパレータの前記第２領域における前記凹部の断面積よりも大きい、二次電池。
［２］
前記厚み方向から見て、前記セパレータの前記第１領域における前記凹部の占有面積は、前記セパレータの前記第２領域における前記凹部の占有面積よりも大きい、［１］に記載の二次電池。
［３］
前記電極体は、前記厚み方向から見て、長手方向および短手方向を含む矩形形状を有し、前記第１の方向が前記電極体の前記長手方向である、［１］または［２］に記載の二次電池。
［４］
前記凹部は、前記第１の方向に沿って延在し、前記セパレータの前記第１の端部から前記第２の端部にまで達する溝部を含む、［１］から［３］のいずれか１つに記載の二次電池。
［５］
前記セパレータの前記第１領域における前記凹部の平均深さは、前記セパレータの前記第２領域における前記凹部の平均深さよりも大きい、［４］に記載の二次電池。
［６］
前記凹部は、前記第１の方向に並ぶ複数の穴を含む、［１］から［３］のいずれか１つに記載の二次電池。
［７］
前記電極体は、前記第１の方向の軸まわりに前記正極板、前記セパレータおよび前記負極板が巻回された巻回型電極体である、［１］から［６］のいずれか１つに記載の二次電池。
【発明の効果】
【０００８】
本技術によれば、電極体の内部への電解液の含浸と、セパレータの強度確保との両立をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本技術の実施の形態１に係る二次電池の構成を示す斜視図である。
本技術の実施の形態１に係る電極体の構成を示す斜視図である。
本技術の実施の形態１に係る二次電池における電解液の流れを示す模式図である。
本技術の実施の形態１に係る二次電池の電極体が備えるセパレータの構成を示す平面図である。
図４の二次電池をＶ－Ｖ線矢印方向から見た部分断面図である。
図４の二次電池をＶＩ－ＶＩ線矢印方向から見た部分断面図である。
本技術の実施の形態１の第１変形例に係る二次電池の電極体が備えるセパレータの構成を示す部分断面図である。
本技術の実施の形態１の第２変形例に係る二次電池の電極体が備えるセパレータの構成を示す部分断面図である。
本技術の実施の形態１および比較例に係る二次電池の放電時間と電圧との関係により二次電池の放電特性を示すグラフである。
本技術の実施の形態１および比較例に係る二次電池の充放電サイクル数と電池容量劣化度との関係を示すグラフである。
本技術の実施の形態２に係る二次電池の電極体が備えるセパレータの構成を示す平面図である。
本技術の実施の形態３に係る二次電池の電極体が備えるセパレータの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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