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公開番号2025056435
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023165908
出願日2023-09-27
発明の名称二次電池および電池パック
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人つばさ国際特許事務所
主分類H01M 10/04 20060101AFI20250401BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性に優れた二次電池を提供する。
【解決手段】この二次電池は、正極と負極とセパレータとを含む積層体が積層体の長手方向に沿って巻回されると共に、長手方向と直交する幅方向に貫通する貫通孔を有する電極巻回体と、その電極巻回体を収容する外装缶とを備える。正極は、長手方向および幅方向の双方に広がる正極活物質層と、その正極活物質層に覆われた正極被覆領域および正極活物質層から幅方向に延びる正極露出領域を含む正極集電体と、正極被覆領域と正極露出領域との境界に位置する正極活物質層の第1端縁に沿って長手方向に延在する絶縁層とを有する。正極活物質層は、第1薄肉部分と、その第1薄肉部分の厚みよりも大きな厚みを有すると共に幅方向において第1薄肉部分と隣り合う第1厚肉部分と、を含む。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
正極と負極とセパレータとを含む積層体が前記積層体の長手方向に沿って巻回されると共に、前記長手方向と直交する幅方向に貫通する貫通孔を有する電極巻回体と、
前記電極巻回体を収容する外装缶と
を備え、
前記正極は、
前記長手方向および前記幅方向の双方に広がる正極活物質層と、
前記正極活物質層に覆われた正極被覆領域および前記正極活物質層から前記幅方向に延びる正極露出領域を含む正極集電体と、
前記正極被覆領域と前記正極露出領域との境界に位置する前記正極活物質層の第１端縁に沿って前記長手方向に延在する絶縁層と
を有し、
前記正極活物質層は、第１薄肉部分と、前記第１薄肉部分の厚みよりも大きな厚みを有すると共に前記幅方向において前記第１薄肉部分と隣り合う第１厚肉部分と、を含む
二次電池。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１薄肉部分は、前記正極における、前記長手方向の巻回中心側端縁を含む
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記第１厚肉部分は、前記第１薄肉部分と前記絶縁層との間に位置する
請求項１記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１厚肉部分は、前記絶縁層に接している
請求項３記載の二次電池。
【請求項５】
前記正極活物質層は、前記幅方向において前記第１厚肉部分と反対側に位置する第２厚肉部分をさらに有し、
前記第２厚肉部分の厚みは、前記第１薄肉部分の厚みよりも大きい
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記正極活物質層は、前記長手方向において前記第１薄肉部分から見て前記巻回中心側端縁と反対側に設けられた第３厚肉部分をさらに含み、
前記第３厚肉部分の厚みは、前記第１薄肉部分の厚みよりも大きい
請求項２記載の二次電池。
【請求項７】
前記正極集電体は、前記電極巻回体の巻回中心側を向いた正極集電体内周面と、前記電極巻回体の巻回中心側と反対の外側を向いた正極集電体外周面とを含み、
前記第１厚肉部分および前記第１薄肉部分のそれぞれは、前記正極集電体内周面および前記正極集電体外周面の双方に形成されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記正極集電体は、前記電極巻回体の巻回中心側を向いた正極集電体内周面と、前記電極巻回体の巻回中心側と反対の外側を向いた正極集電体外周面とを含み、
前記正極活物質層は、前記正極集電体内周面に設けられた第１正極活物質層と、前記正極集電体外周面に設けられた第２正極活物質層と、を有し、
前記第１正極活物質層および前記第２正極活物質層のそれぞれは、前記第１薄肉部分と前記第１厚肉部分と前記第３厚肉部分とを含み、
前記正極の前記長手方向の巻回中心側端縁から、前記第１正極活物質層の前記第１薄肉部分と前記第１正極活物質層の前記第３厚肉部分との第１境界の位置までの第１の長さと、前記正極の前記長手方向の巻回中心側端縁から、前記第２正極活物質層の前記第１薄肉部分と前記第２正極活物質層の前記第３厚肉部分との第２境界の位置までの第２の長さとが異なっている
請求項６記載の二次電池。
【請求項９】
前記正極活物質層は、前記第３厚肉部分と前記第１薄肉部分との間に溝部分をさらに含む
請求項６記載の二次電池。
【請求項１０】
前記正極活物質層は、前記第３厚肉部分から見て前記第１薄肉部分と反対側に第２薄肉部分をさらに有し、
前記第２薄肉部分の厚みは、前記第３厚肉部分の厚みよりも薄い
請求項６記載の二次電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二次電池、および、それを備えた電池パックに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの多様な電子機器が普及しているため、小型かつ軽量であると共に高エネルギー密度を得ることが可能である電源として、二次電池の開発が進められている。この二次電池は、外装部材の内部に収納された電池素子を備えており、その二次電池の構成に関しては、様々な検討がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、いわゆるタブレス構造と呼ばれる構造を採用し、内部抵抗を低減し、比較的大きな電流での充放電を可能とした二次電池が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２１／０２０２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池の性能を改善するために様々な検討がなされている。しかしながら、二次電池の信頼性には改善の余地がある。
【０００６】
そこで、信頼性に優れた二次電池が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態の二次電池は、正極と負極とセパレータとを含む積層体が積層体の長手方向に沿って巻回されると共に、長手方向と直交する幅方向に貫通する貫通孔を有する電極巻回体と、その電極巻回体を収容する外装缶とを備える。正極は、長手方向および幅方向の双方に広がる正極活物質層と、その正極活物質層に覆われた正極被覆領域および正極活物質層から幅方向に延びる正極露出領域を含む正極集電体と、正極被覆領域と正極露出領域との境界に位置する正極活物質層の第１端縁に沿って長手方向に延在する絶縁層とを有する。正極活物質層は、第１薄肉部分と、その第１薄肉部分の厚みよりも大きな厚みを有すると共に幅方向において第１薄肉部分と隣り合う第１厚肉部分と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態の二次電池によれば、正極活物質層が第１薄肉部分を含むことにより、負極の膨張に伴う外装缶の内部の応力集中を緩和できる。さらに、正極活物質層が第１薄肉部分と隣り合う第１厚肉部分を含むので、正極と負極との間に位置するセパレータの位置ずれを効果的に防止できる。その結果、正極と負極との短絡を防ぐことができ、優れた信頼性を確保することができる。
【０００９】
なお、本開示の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本開示に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の一実施の形態における二次電池の高さ方向に沿った垂直断面構造の一構成例を表す断面図である。
図２は、図１に示した正極、負極およびセパレータを含む積層体の一構成例を表す模式図である。
図３は、図１に示した電極巻回体の水平断面構造の一構成例を表す断面図である。
図４Ａは、図１に示した正極の展開図である。
図４Ｂは、図１に示した正極の第１の断面図である。
図４Ｃは、図１に示した正極の第２の断面図である。
図５Ａは、図１に示した負極の展開図である。
図５Ｂは、図１に示した負極の断面図である。
図６Ａは、図１に示した正極集電板の平面図である。
図６Ｂは、図１に示した負極集電板の平面図である。
図７は、図１に示した二次電池の製造過程を説明する斜視図である。
図８は、本開示の一実施の形態の二次電池を適用した電池パックの回路構成を表すブロック図である。
図９は、本開示の第１変形例としての正極の断面図である。
図１０Ａは、本開示の第２変形例としての正極の第１の態様を表す断面図である。
図１０Ｂは、本開示の第２変形例としての正極の第２の態様を表す断面図である。
図１０Ｃは、本開示の第２変形例としての正極の第３の態様を表す断面図である。
図１１Ａは、本開示の第３変形例としての正極の展開図である。
図１１Ｂは、図１１Ａに示した正極の断面図である。
図１２Ａは、実施例１－１の正極を表す展開図である。
図１２Ｂは、実施例１－１の正極を表す断面図である。
図１３Ａは、実施例１－２～１－５の正極を表す展開図である。
図１３Ｂは、実施例１－２～１－５の正極を表す断面図である。
図１３Ａは、実施例１－６～１－９の正極を表す展開図である。
図１３Ｂは、実施例１－６～１－９の正極を表す断面図である。
図１５は、実施例３－１の正極を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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