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公開番号2025147268
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047463
出願日2024-03-25
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 20060101AFI20250930BHJP(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そ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、電極巻回体を幅方向に挟んで互いに対向する正極集電板および負極集電板とを備える。負極は、負極集電箔と、その負極集電箔の一部を被覆する負極活物質層とを有し、負極集電箔が負極活物質層に覆われた負極被覆領域と、負極被覆領域と幅方向に隣り合う負極露出領域とを含む。負極露出領域が負極集電板と接合される。電極巻回体は、幅方向に正極集電板と対向する第1端面と、幅方向に負極集電板と対向する第2端面とを有する。第2端面は、負極露出領域の縁部が巻回された状態において曲折することにより形成されており、幅方向における負極活物質層の端縁と負極集電板との距離は、電極巻回体の巻回内周側から巻回外周側に近づくほど短くなっている。
【選択図】図7
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、
前記電極巻回体を前記幅方向に挟んで互いに対向する正極集電板および負極集電板と
を備え、
前記負極は、負極集電箔と、前記負極集電箔の一部を被覆する負極活物質層とを有し、
前記負極は、前記負極集電箔が前記負極活物質層に覆われた負極被覆領域と、前記負極被覆領域と前記幅方向に隣り合う負極露出領域とを含み、前記負極露出領域が前記負極集電板と接合され、
前記電極巻回体は、前記幅方向に前記正極集電板と対向する第１端面と、前記幅方向に前記負極集電板と対向する第２端面とを有し、
前記第２端面は、前記負極露出領域の縁部が巻回された状態において曲折することにより形成されており、
前記幅方向における前記負極活物質層の端縁と前記負極集電板との距離は、前記電極巻回体の巻回内周側から巻回外周側に近づくほど短くなっている
二次電池。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記第２端面は、前記負極集電板と接合される接合面と、前記接合面よりも前記負極集電板から遠ざかるように凹んだ溝部とを含む
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記負極集電体は、Ｃｕ（銅）またはＣｕを含む合金からなる金属箔である
請求項１記載の二次電池。
【請求項４】
前記負極露出領域の少なくとも一部は、前記第２端面を構成すると共に前記負極集電板と接続されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１端面は、前記正極露出領域の縁部が巻回された状態において曲折することにより形成されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記正極露出領域の少なくとも一部は、前記第１端面を構成すると共に前記正極集電板と接続されている
請求項５記載の二次電池。
【請求項７】
前記電極巻回体を収容する外装缶と
前記正極集電板と接続される蓋部と
をさらに備え、
前記外装缶は、底部と、前記電極巻回体を取り囲むように前記底部の外縁に沿って前記幅方向に立設すると共に前記電極巻回体が挿通可能に開放された開放端部を前記底部と反対側に含む壁部とを有し、
前記蓋部は、前記外装缶の前記開放端部を塞いでいる
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記正極集電板は、前記蓋部と前記第１端面との間に設けられており、
前記負極集電板は、前記外装缶の前記底部と前記第２端面との間に設けられている
請求項７記載の二次電池。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池を制御する制御部と、
前記二次電池を内包する外装体と
を有する電池パック。

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 2,200 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その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、その電極巻回体を幅方向に挟んで互いに対向する正極集電板および負極集電板とを備える。負極は、負極集電箔と、その負極集電箔の一部を被覆する負極活物質層とを有する。負極は、負極集電箔が負極活物質層に覆われた負極被覆領域と、その負極被覆領域と幅方向に隣り合う負極露出領域とを含む。負極露出領域が負極集電板と接合される。電極巻回体は、幅方向に正極集電板と対向する第１端面と、幅方向に負極集電板と対向する第２端面とを有する。第２端面は、負極露出領域の縁部が巻回された状態において曲折することにより形成されている。幅方向における負極活物質層の端縁と負極集電板との距離は、電極巻回体の巻回内周側から巻回外周側に近づくほど短くなっている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態の二次電池によれば、負極集電体の端部と負極集電板との接合状態を改善することができ、接触抵抗を低減できると共に接合強度を向上させることができる。その結果、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一部分を拡大して表す部分拡大断面図である。
図８Ａは、図１に示した電極巻回体の下部端面を負極集電板から眺めた状態を模式的に表す平面図である。
図８Ｂは、図１に示した電極巻回体の下部端面を含む一部分を拡大して表す部分拡大断面図である。
図９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１０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１１Ａは、実施例１の二次電池の負極集電体のうちの塗布領域の塑性特性を表す特性図である。
図１１Ｂは、実施例１の二次電池の負極集電体のうちの未塗布領域の塑性特性を表す特性図である。
図１１Ｃは、実施例１の二次電池の負極活物質層の塑性特性を表す特性図である。
図１２Ａは、実施例１の二次電池の製造過程における一工程を説明する模式図である。
図１２Ｂは、実施例１の二次電池の製造過程における、図１２Ａに続く一工程を説明する模式図である。
図１３は、実施例１の二次電池の製造過程におけるモールドの移動量の経時変化を表す特性図である。
図１４は、実施例１の二次電池の製造過程において１次プレスを実施する前の状態の電極巻回体の下部端面を拡大して表す模式図である。
図１５は、実施例１の二次電池の製造過程において負極集電体が受ける損傷率を表す特性図である。
図１６は、比較例１の二次電池の製造過程において負極集電体が受ける損傷率を表す特性図である。
図１７は、比較例２の二次電池の製造過程において負極集電体が受ける損傷率を表す特性図である。
【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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