特許ウォッチ

公開番号2025150613
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051605
出願日2024-03-27
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 10/0587 20100101AFI20251002BHJP(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】二次電池1は、正極21と負極22とセパレータ23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26を有する電極巻回体20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24および負極集電板25と、電解液と、第1絶縁部材53と、第2絶縁部材54とを備える。電極巻回体20は、幅方向に正極集電板24と対向する第1端面と、幅方向に負極集電板25と対向する第2端面と、第1端面と第2端面とを繋ぐ側面45とを有する。第1端面は、巻回された状態の正極露出領域の縁部が曲折することにより形成されている。絶縁部材は、側面のうち、第1端面に隣接する第1端部領域45Tを覆っている。第2絶縁部材は、第1絶縁部材の少なくとも一部を覆っている。
【選択図】図1
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、
電解液と、
前記電極巻回体の周囲を１周以下の範囲で取り巻くように設けられた第１絶縁部材と、
前記第１絶縁部材に積層され、前記電極巻回体の周囲を１周以上取り巻くように設けられた第２絶縁部材と
を備え、
前記正極は、正極集電箔と、前記正極集電箔の一部を被覆する正極活物質層とを有し、
前記正極は、前記正極集電箔が前記正極活物質層に覆われた正極被覆領域と、前記正極被覆領域と前記幅方向に隣り合う正極露出領域とを含み、前記正極露出領域が前記正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、前記第１端面と前記第２端面とを繋ぐ側面とを有し、
前記第１端面は、巻回された状態の前記正極露出領域の縁部が曲折することにより形成されており、
前記第１絶縁部材および前記第２絶縁部材は、前記側面のうち前記第１端面に隣接する第１端部領域に設けられている
二次電池。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材とは、前記電極巻回体の周囲を取り巻く方向において互いに連続している
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材とは互いに固定されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項４】
前記幅方向において、前記第２絶縁部材の幅は前記第１絶縁部材の幅よりも大きい
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１絶縁部材は、前記第１端面をも覆っている
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１絶縁部材は、前記電極巻回体に固定されている
請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
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、
前記第２端面は、巻回された状態の前記負極露出領域の縁部が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８】
前記保護部材をさらに備え、
前記保護部材は、前記側面のうち、前記第２端面に隣接する第２端部領域を覆っている
請求項７記載の二次電池。
【請求項９】
前記電極巻回体を収容する外装缶をさらに備え、
前記第１絶縁部材および前記第２絶縁部材は、前記電極巻回体の前記側面と前記外装缶の内面との間に挟まれている
請求項１記載の二次電池。
【請求項１０】
請求項１から請求項９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 1,900 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、電解液と、電極巻回体の周囲を１周以下の範囲で取り巻くように設けられた第１絶縁部材と、その第１絶縁部材に積層され、電極巻回体の周囲を１周以上取り巻くように設けられた第２絶縁部材とを備える。正極は、正極集電箔と、その正極集電箔の一部を被覆する正極活物質層とを有する。正極は、正極集電箔が正極活物質層に覆われた正極被覆領域と、その正極被覆領域と幅方向に隣り合う正極露出領域とを含んでいる。正極露出領域が正極集電板と接合されている。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、第１端面と第２端面とを繋ぐ側面とを有する。第１端面は、巻回された状態の正極露出領域の縁部が曲折することにより形成されている。第１絶縁部材および第２絶縁部材は、側面のうち第１端面に隣接する第１端部領域に設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態の二次電池によれば、電極巻回体の側面のうちの第１端部領域を第１絶縁部材および第２絶縁部材で覆うようにしたので、二次電池の組み立て時や、二次電池の使用時において、例えば外装缶の内面と電極巻回体の側面との接触を回避できる。また、第１絶縁部材の上に第２絶縁部材を重ねるようにしたので、電極巻回体の最外周の上部端面近傍での負極と正極との隙間の広がりが抑止される。そのため、電極巻回体の局部での過充電状態（局部電池）が生じてしまうのを防止でき、正極活物質の溶解析出が抑制される。その結果、内部短絡の発生を防止できる。
【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に示した電極巻回体および絶縁部材の外観を表す分解斜視図である。
図６Ｂは、絶縁部材が装着された状態の電極巻回体の外観を表す斜視図である。
図７Ａは、図１に示した正極集電板の平面図である。
図７Ｂは、図１に示した負極集電板の平面図である。
図８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９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。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許