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JP6066254B2 - Electric storage element and method for manufacturing electric storage element - Google Patents

Electric storage element and method for manufacturing electric storage element Download PDF

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JP6066254B2 JP2011211506A JP2011211506A JP6066254B2 JP 6066254 B2 JP6066254 B2 JP 6066254B2 JP 2011211506 A JP2011211506 A JP 2011211506A JP 2011211506 A JP2011211506 A JP 2011211506A JP 6066254 B2 JP6066254 B2 JP 6066254B2
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智典 加古
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明彦 宮崎
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  • Cell Separators (AREA)
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Description

本発明は、発電要素を備えた蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法に関する。特には、本発明は、セパレータと、該セパレータを間に挟んだ正極板及び負極板とを有する発電要素を備えた蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a power storage element including a power generation element and a method for manufacturing the power storage element . In particular, the present invention relates to a power storage element including a power generation element having a separator, and a positive electrode plate and a negative electrode plate sandwiched between the separators , and a method for manufacturing the power storage element .

近年、各種機器の動力源として、充放電可能な蓄電素子が採用されている。なお、本明細書中において、「蓄電素子」とは、電池(リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等)、及びキャパシタ(電気二重層キャパシタ等)の双方を包含する概念である。   In recent years, chargeable / dischargeable power storage elements have been adopted as power sources for various devices. In the present specification, the “storage element” is a concept including both a battery (such as a lithium ion battery and a nickel metal hydride battery) and a capacitor (such as an electric double layer capacitor).

蓄電素子は、一般的に、発電要素と、発電要素に電気的に接続された一対の集電体と、発電要素及び一対の集電体を収容したケースと、ケースの外部に配置された一対の外部端子とを備えている。   Generally, a power storage element includes a power generation element, a pair of current collectors electrically connected to the power generation element, a case containing the power generation element and the pair of current collectors, and a pair disposed outside the case. External terminals.

発電要素は、正極板と、負極板と、セパレータとを有する。正極板及び負極板のそれぞれは、導電性を有する基層と、該基層上に形成された活物質層とを含んでいる。これに対し、セパレータは、電気絶縁性を有する微多孔樹脂フィルム層を含んでいる(例えば、特許文献1参照)。   The power generation element includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. Each of the positive electrode plate and the negative electrode plate includes a base layer having conductivity and an active material layer formed on the base layer. On the other hand, the separator includes a microporous resin film layer having electrical insulation (see, for example, Patent Document 1).

正極板及び負極板は、互いの活物質層同士を向かい合わせにした状態で重ね合わされている。セパレータは、正極板と負極板との重なる領域よりも大きなサイズに設定されている。そして、セパレータは、正極板と負極板との重なる領域の全域に存在するように、正極板と負極板との間に配置されている。   The positive electrode plate and the negative electrode plate are overlaid with the active material layers facing each other. The separator is set to a size larger than a region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap. And the separator is arrange | positioned between the positive electrode plate and the negative electrode plate so that it may exist in the whole region of the area | region with which a positive electrode plate and a negative electrode plate overlap.

一対の集電体のうちの一方の集電体は、発電要素の正極板に電気的に接続されるとともに、一対の外部端子のうちの一方の外部端子に電気的に接続されている。これに対し、一対の集電体のうちの他方の集電体は、発電要素の負極板に電気的に接続されるとともに、一対の外部端子のうちの他方の外部端子に電気的に接続されている。   One current collector of the pair of current collectors is electrically connected to the positive electrode plate of the power generation element and is electrically connected to one external terminal of the pair of external terminals. On the other hand, the other current collector of the pair of current collectors is electrically connected to the negative electrode plate of the power generation element and electrically connected to the other external terminal of the pair of external terminals. ing.

これにより、上記構成の蓄電素子は、発電要素の発生した電力を一対の外部端子に供給できるとともに、一対の外部端子に入力された電力で発電要素を充電できるようになっている。   Accordingly, the power storage element having the above configuration can supply the power generated by the power generation element to the pair of external terminals, and can charge the power generation element with the power input to the pair of external terminals.

特開2003−31265号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-31265

ところで、セパレータ(微多孔樹脂フィルム層)は、一般的に熱収縮性を有する樹脂(例えば、ポリオレフィン系樹脂等)で構成される。そのため、上記構成の電池において、ケース内の温度が高温になったときに、セパレータが正極板と負極板との間で収縮してしまう。その結果、セパレータが正極板と負極板との重なる領域の一部(例えば、正極板と負極板との重なる領域のエッジ近傍)を除いて存在し、正極板の一部と負極板の一部とが直接対向した状態になることがある。そのため、上記構成の電池は、ケース内が高温になったときに、正極板と負極板とを確実に絶縁できない状態になり、発電要素(正極板及び負極板)が短絡する虞がある。   By the way, the separator (microporous resin film layer) is generally composed of a heat-shrinkable resin (for example, polyolefin resin). Therefore, in the battery having the above configuration, when the temperature in the case becomes high, the separator contracts between the positive electrode plate and the negative electrode plate. As a result, the separator exists except for a part of the region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap (for example, near the edge of the region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap), and a part of the positive electrode plate and a part of the negative electrode plate May face each other directly. For this reason, when the inside of the case becomes hot, the battery having the above configuration may not be able to reliably insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the power generation elements (positive electrode plate and negative electrode plate) may be short-circuited.

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、熱の影響で発電要素が短絡することを防止することのできる蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the electrical storage element which can prevent that an electric power generation element short-circuits under the influence of heat , and the manufacturing method of an electrical storage element in view of such a situation.

本発明の蓄電素子は、
導電性を有する正極基層と、該正極基層上に形成された正極活物質層とを含む正極板と、
導電性を有する負極基層と、該負極基層上に形成された負極活物質層とを含む負極板であって、前記負極活物質層を前記正極活物質層に向けた状態で前記正極板に重ね合わされた負極板と、
電気絶縁性及び熱収縮性を有するセパレータであって、前記正極板と前記負極板との重なる領域の全域に存在するように、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、を有する発電要素を備え、
前記セパレータのサイズが、前記正極活物質層のサイズ及び前記負極活物質層のサイズよりも大きく設定され、
前記セパレータは、
微多孔性フィルムで構成された基材層と該基材層上に形成された耐熱層とを含み、
前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出るように配置され、
前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部に前記正極活物質層及び前記負極活物質層と対向する部分の厚さよりも厚い厚肉部を備え、
前記耐熱層は、前記基材層の両面のうちの少なくとも何れか一方の面上に形成され、
前記厚肉部のそれぞれは、前記セパレータが熱収縮しようとしたときに前記耐熱層と対向している前記正極活物質層及び前記負極活物質層の少なくとも一方に係止される突出量となるように前記耐熱層が隆起して形成され、これにより前記正極板側及び前記負極板側のうちの少なくとも何れか一方の極板側に向けて突出することで、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層の両側に存在する。
The electricity storage device of the present invention,
A positive electrode plate including a positive electrode base layer having conductivity and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode base layer;
A negative electrode plate comprising a negative electrode base layer having conductivity and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode base layer, wherein the negative electrode active material layer is superimposed on the positive electrode plate in a state of facing the positive electrode active material layer Negative electrode plate,
A separator having electrical insulation properties and heat shrinkability, the separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate so as to exist in the entire region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap; A power generation element having
The size of the separator is set larger than the size of the positive electrode active material layer and the size of the negative electrode active material layer,
The separator is
Including a base layer composed of a microporous film and a heat-resistant layer formed on the base layer;
Arranged so as to protrude on both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
At least a part of each of the portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer includes a thick portion thicker than the thickness of the portion facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
The heat-resistant layer is formed on at least one of both surfaces of the base material layer,
Each of the thick-walled portions has a protruding amount that is locked to at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer facing the heat resistant layer when the separator attempts to thermally shrink. The heat-resistant layer is formed so as to protrude and thereby protrude toward at least one of the positive electrode plate side and the negative electrode plate side, whereby the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are projected. It exists on both sides of the active material layer of at least one of the material layers.

また、前記蓄電素子では、
前記活物質層の両側に存在する厚肉部の間隔は、前記活物質層から前記セパレータがはみ出る方向における前記活物質層のサイズ以上に設定されてもよい
Further, in the power storage element,
The interval between the thick portions present on both sides of the active material layer may be set to be equal to or larger than the size of the active material layer in the direction in which the separator protrudes from the active material layer.

上記構成の蓄電素子の何れも、発電要素のセパレータが熱の影響で収縮しようとすると、該セパレータの厚肉部が前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層に引っ掛かる(係止される)。これにより、セパレータが熱収縮性によって収縮することが規制される。これに伴い、セパレータが正極板と負極板との重なる領域の全域に存在した状態で維持する。従って、正極板の一部と負極板の一部とが直接対向することがなく、正極板と負極板とが絶縁された状態で維持することができる。
また、上記構成の蓄電素子の何れも、耐熱層が基材層の収縮を抑制する。また、耐熱層がセパレータ全体の耐熱性を高める。従って、ケース内の温度が上昇しても、セパレータが破損し難くなる。これにより、セパレータが正極板と負極板との絶縁を確実にする。
また、上記構成の蓄電素子の何れも、耐熱層は、高温になっても溶融や軟化のし難い特性を有する。従って、ケース内の温度が高くなっても、厚肉部における正極板側及び負極板側の少なくとも何れか一方側に向けて突出した部分(耐熱層)が定型で維持する。従って、熱の影響でセパレータが収縮しようとしたときに、厚肉部が正極活物質層及び負極活物質層の少なくとも何れか一方の活物質層に確実に引っ掛かる(係止される)。これにより、セパレータの収縮が確実に規制される。
In any of the electricity storage elements having the above-described configuration, when the separator of the power generation element tries to shrink due to the influence of heat, the thick part of the separator is activated by at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. It is caught (locked) on the material layer. This restricts the separator from shrinking due to heat shrinkage. Accordingly, the separator is maintained in a state where it exists in the entire region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap. Therefore, a part of the positive electrode plate and a part of the negative electrode plate do not directly face each other, and the positive electrode plate and the negative electrode plate can be maintained in an insulated state.
In any of the power storage elements having the above structure, the heat-resistant layer suppresses shrinkage of the base material layer. Moreover, the heat resistant layer increases the heat resistance of the entire separator. Therefore, even if the temperature in the case rises, the separator is hardly damaged. Thereby, a separator ensures insulation with a positive electrode plate and a negative electrode plate.
In any of the power storage elements having the above structure, the heat-resistant layer has a characteristic that it is difficult to melt or soften even when the temperature becomes high. Therefore, even if the temperature in the case increases, the portion (heat resistant layer) protruding toward at least one of the positive electrode side and the negative electrode side in the thick part is maintained in a fixed form. Therefore, when the separator is about to contract due to the influence of heat, the thick portion is reliably caught (locked) on at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. Thereby, shrinkage | contraction of a separator is controlled reliably.

本発明の一態様として、前記熱収縮性によって収縮しようとする収縮特性方向における前記セパレータのサイズが、前記収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層のサイズ及び前記負極活物質層のサイズよりも大きく設定され、前記セパレータは、前記収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出るように配置されるとともに、前記収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部に前記厚肉部を備え、該厚肉部のそれぞれは、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層における前記収縮特性方向と対応する方向の両側に存在することが好ましい。このようにすれば、セパレータの両端部にある厚肉部が該セパレータの収縮特性方向に間隔をあけて配置される。そして、両端部の厚肉部の間に正極活物質層及び負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層が介在した状態になる。これにより、セパレータが熱の影響で収縮しようとすると、該セパレータの厚肉部が前記正極活物質層及び前記負極活物質層の少なくとも何れか一方の活物質層に引っ掛かり、セパレータの収縮が規制される。これに伴い、セパレータが正極板と負極板との重なる領域の全域に存在した状態で維持する。従って、正極板の一部と負極板の一部とが直接対向することがなく、正極板と負極板とが絶縁された状態で維持することができる。   As one aspect of the present invention, the size of the separator in the shrinkage characteristic direction to be shrunk by the heat shrinkability is the size of the positive electrode active material layer and the size of the negative electrode active material layer in a direction corresponding to the shrinkage characteristic direction. The separator is disposed so as to protrude from both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in the direction corresponding to the shrinkage characteristic direction, and in the direction corresponding to the shrinkage characteristic direction. At least a part of each of the portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is provided with the thick portion, and each of the thick portions is formed of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. It is preferable that it exists on both sides of the direction corresponding to the shrinkage characteristic direction in at least one of the active material layers. If it does in this way, the thick part in the both ends of a separator will be arrange | positioned at intervals in the shrinkage | contraction characteristic direction of this separator. In addition, at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is interposed between the thick portions at both ends. As a result, when the separator attempts to shrink due to the influence of heat, the thick part of the separator is caught by at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the shrinkage of the separator is restricted. The Accordingly, the separator is maintained in a state where it exists in the entire region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap. Therefore, a part of the positive electrode plate and a part of the negative electrode plate do not directly face each other, and the positive electrode plate and the negative electrode plate can be maintained in an insulated state.

前記耐熱層は、前記基材層の両面のうちの前記正極板側の面上に設けられることが好ましい。このようにすれば、正極板と基材層との間に耐熱層が介在する。これにより、微短絡等が発生したときのセパレータ(基材層)の損傷を抑制することができる。   The heat-resistant layer is preferably provided on the surface on the positive electrode plate side of both surfaces of the base material layer. In this way, the heat-resistant layer is interposed between the positive electrode plate and the base material layer. Thereby, damage to a separator (base material layer) when a fine short circuit etc. occur can be controlled.

前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層と、該活物質層の両側に存在する厚肉部のそれぞれとの間に隙間が形成されていてもよい。このようにすれば、電解液がセパレータと極板との間に進入し易くなる。これにより、電池の性能が良好になる。
また、前記耐熱層は、無機フィラーを含んでもよい。
また、前記正極基層及び前記負極基層のうちの少なくとも何れか一方の基層は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層から前記セパレータのはみ出る方向において、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの対応する活物質層より大きくてもよい。
本発明の蓄電素子の製造方法は、
導電性を有する正極基層と、該正極基層上に形成された正極活物質層とを含む正極板と、
導電性を有する負極基層と、該負極基層上に形成された負極活物質層とを含む負極板であって、前記負極活物質層を前記正極活物質層に向けた状態で前記正極板に重ね合わされた負極板と、
電気絶縁性を有し、且つ微多孔性フィルムで構成された基材層と該基材層上に形成された耐熱層とを含むセパレータであって、前記正極板と前記負極板との重なる領域の全域に存在し且つ前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出るように該正極板と該負極板との間に配置されたセパレータと、を有する発電要素を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記セパレータにおける前記正極活物質層及び前記負極活物質層と対向する部分がプレスされることによって、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部において、前記正極活物質層及び前記負極活物質層と対向する部分の厚さよりも厚い厚肉部であって、前記セパレータが前記正極板と前記負極板との間に配置された状態において該正極板側及び該負極板側のうちの少なくとも何れか一方の極板側に向けて突出することにより前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層の両側に存在する厚肉部が形成されること、を備え、
前記厚肉部のそれぞれは、前記セパレータが熱収縮しようとしたときに前記耐熱層と対向している前記正極活物質層及び前記負極活物質層の少なくとも一方に係止される突出量となるように前記耐熱層が隆起して形成され、これにより前記正極板側及び前記負極板側のうちの少なくとも何れか一方の極板側に向けて突出することで、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層の両側に存在する。
A gap may be formed between at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and each of the thick portions present on both sides of the active material layer. . In this way, the electrolytic solution can easily enter between the separator and the electrode plate. Thereby, the performance of a battery becomes favorable.
The heat resistant layer may include an inorganic filler.
In addition, at least one of the positive electrode base layer and the negative electrode base layer is formed in the direction in which the separator protrudes from the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. May be larger than the corresponding active material layer.
The method for producing the electricity storage device of the present invention comprises:
A positive electrode plate including a positive electrode base layer having conductivity and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode base layer;
A negative electrode plate comprising a negative electrode base layer having conductivity and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode base layer, wherein the negative electrode active material layer is superimposed on the positive electrode plate in a state of facing the positive electrode active material layer Negative electrode plate,
Possess electrical insulating properties, and a separator comprising a microporous substrate layer composed of a film and the substrate layer a heat-resistant layer formed on the overlap of the positive electrode plate and the negative electrode plate area And a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate so as to protrude from both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. A method,
In the separator, at least a part of each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer protruding on both sides by pressing a portion facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, the A thick portion thicker than the thickness of the portion facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, wherein the separator is disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate; Thickness existing on both sides of at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer by projecting toward at least one of the negative electrode plate sides A meat part is formed,
Each of the thick-walled portions has a protruding amount that is locked to at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer facing the heat resistant layer when the separator attempts to thermally shrink. The heat-resistant layer is formed so as to protrude and thereby protrude toward at least one of the positive electrode plate side and the negative electrode plate side, whereby the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are projected. It exists on both sides of the active material layer of at least one of the material layers.

以上のように、本発明の蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法は、熱の影響で発電要素が短絡することを防止することができるという優れた効果を奏し得る。 As described above, the power storage element and the method for manufacturing the power storage element of the present invention can provide an excellent effect that the power generation element can be prevented from being short-circuited due to heat.

図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子(電池)の全体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of a power storage element (battery) according to an embodiment of the present invention. 図2は、同実施形態に係る蓄電素子(電池)の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the energy storage device (battery) according to the embodiment. 図3は、同実施形態に係る蓄電素子(電池)の発電要素の部分概略断面図である。FIG. 3 is a partial schematic cross-sectional view of a power generation element of the energy storage device (battery) according to the embodiment. 図4は、本発明の他実施形態に係る蓄電素子(電池)の発電要素の部分概略断面図である。FIG. 4 is a partial schematic cross-sectional view of a power generation element of a power storage element (battery) according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る蓄電素子について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、蓄電素子の一例として、電池(リチウムイオン電池)について説明する。   Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a battery (lithium ion battery) will be described as an example of a power storage element.

電池は、図1及び図2に示す如く、発電要素2と、該発電要素2に電気的に接続された一対の集電体3,3と、発電要素2及び一対の集電体3,3を収容したケース4と、ケース4の外部に配置された一対の外部端子5,5とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the battery includes a power generation element 2, a pair of current collectors 3 and 3 electrically connected to the power generation element 2, and the power generation element 2 and a pair of current collectors 3 and 3. And a pair of external terminals 5 and 5 disposed outside the case 4.

発電要素2は、図2に示す如く、正極板20と、負極板21と、セパレータ22とを有する。   As illustrated in FIG. 2, the power generation element 2 includes a positive electrode plate 20, a negative electrode plate 21, and a separator 22.

正極板20は、図3に示す如く、導電性を有する正極基層200と、該正極基層200上に形成された正極活物質層201とを含んでいる。   As shown in FIG. 3, the positive electrode plate 20 includes a positive electrode base layer 200 having conductivity, and a positive electrode active material layer 201 formed on the positive electrode base layer 200.

正極基層200は、導電性を有する素材(本実施形態においては、アルミニウム(アルミ箔))で構成されている。正極活物質層201は、金属イオンを吸蔵・放出可能な材料で形成される。本実施形態に係る電池1は、上述の如く、リチウムイオン電池である。そのため、正極活物質層201は、リチウムイオンを吸蔵・放出できる材料で構成される。この種の正極活物質層201の膨張収縮率は、1%ないし数%程度である。   The positive electrode base layer 200 is made of a conductive material (in this embodiment, aluminum (aluminum foil)). The positive electrode active material layer 201 is formed of a material capable of inserting and extracting metal ions. The battery 1 according to this embodiment is a lithium ion battery as described above. Therefore, the positive electrode active material layer 201 is made of a material that can occlude / release lithium ions. The expansion / contraction rate of this type of positive electrode active material layer 201 is about 1% to several percent.

正極活物質層201は、正極基層200の両面のうちの少なくとも何れか一方の面上に形成される。本実施形態において、正極活物質層201は、正極基層200の両面に形成されている。正極活物質層201は、第一方向における正極基層200の少なくとも何れか一方の端部を除いた領域の全面に形成される。正極活物質層201は、第一方向の全長に亘って均一又は略均一な厚みで形成される。一般的に、正極基層200の両面に形成された正極活物質層201のそれぞれは、20μm〜200μmの厚みで形成される。   The positive electrode active material layer 201 is formed on at least one of both surfaces of the positive electrode base layer 200. In the present embodiment, the positive electrode active material layer 201 is formed on both surfaces of the positive electrode base layer 200. The positive electrode active material layer 201 is formed on the entire surface of the region excluding at least one end of the positive electrode base layer 200 in the first direction. The positive electrode active material layer 201 is formed with a uniform or substantially uniform thickness over the entire length in the first direction. In general, each of the positive electrode active material layers 201 formed on both surfaces of the positive electrode base layer 200 is formed with a thickness of 20 μm to 200 μm.

本実施形態において、正極板20(正極基層200)は、帯状に形成されている。これに伴い、正極活物質層201は、正極基層200の長手方向と直交する短手方向(第一方向に相当する方向)の一端部を除いた領域全面に形成されている。すなわち、正極板20の長手方向と直交する短手方向の一端部に、正極活物質層201の無い基層露出部202が形成されている。   In the present embodiment, the positive electrode plate 20 (positive electrode base layer 200) is formed in a strip shape. Accordingly, the positive electrode active material layer 201 is formed on the entire region excluding one end portion in the short direction (direction corresponding to the first direction) orthogonal to the longitudinal direction of the positive electrode base layer 200. That is, a base layer exposed portion 202 without the positive electrode active material layer 201 is formed at one end portion in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the positive electrode plate 20.

負極板21は、導電性を有する負極基層210と、該負極基層210上に形成された負極活物質層211とを含んでいる。負極基層210は、導電性を有する素材(本実施形態においては銅(銅箔))で構成されている。負極活物質層211は、電気化学的に金属イオンを吸蔵・放出可能な材料で形成される。本実施形態に係る電池1は、上述の如く、リチウムイオン電池である。そのため、負極活物質層211は、リチウムイオンを吸蔵・放出できる材料で構成される。この種の負極活物質層211の膨張収縮率は、負極活物質層211が炭素材料である場合、1%〜10%程度であり、負極活物質層211が合金系材料である場合、炭素材料の膨張収縮率以上になることもある。具体的には、負極活物質層211が非晶質炭素である場合、該負極活物質層211の膨張収縮率は、1%程度であり、負極活物質層211がグラファイトである場合、該負極活物質層211の膨張収縮率は、10%程度である。そして、負極活物質層211がSiなどの合金系材料である場合、該負極活物質層211の膨張収縮率は、20%〜30%となる場合もある。   The negative electrode plate 21 includes a negative electrode base layer 210 having conductivity and a negative electrode active material layer 211 formed on the negative electrode base layer 210. The negative electrode base layer 210 is made of a conductive material (copper (copper foil) in the present embodiment). The negative electrode active material layer 211 is formed of a material that can electrochemically occlude and release metal ions. The battery 1 according to this embodiment is a lithium ion battery as described above. Therefore, the negative electrode active material layer 211 is made of a material that can occlude and release lithium ions. The expansion / contraction rate of the negative electrode active material layer 211 of this type is about 1% to 10% when the negative electrode active material layer 211 is a carbon material, and the carbon material when the negative electrode active material layer 211 is an alloy material. The expansion / contraction rate may be higher than that. Specifically, when the negative electrode active material layer 211 is amorphous carbon, the expansion / contraction rate of the negative electrode active material layer 211 is about 1%, and when the negative electrode active material layer 211 is graphite, the negative electrode The expansion / contraction rate of the active material layer 211 is about 10%. When the negative electrode active material layer 211 is an alloy material such as Si, the expansion / contraction rate of the negative electrode active material layer 211 may be 20% to 30%.

負極活物質層211は、負極基層210の両面のうちの少なくとも何れか一方の面上に形成される。本実施形態において、負極活物質層211は、負極基層210の両面に形成される。負極活物質層211は、第一方向における負極基層210の少なくとも何れか一方の端部を除いた領域の全面に形成される。負極活物質層211は、第一方向の全長に亘って均一又は略均一な厚みで形成される。一般的に、負極基層210の両面に形成された負極活物質層211のそれぞれは、20μm〜200μmの厚みで形成される。   The negative electrode active material layer 211 is formed on at least one of both surfaces of the negative electrode base layer 210. In the present embodiment, the negative electrode active material layer 211 is formed on both surfaces of the negative electrode base layer 210. The negative electrode active material layer 211 is formed on the entire surface of the region excluding at least one end of the negative electrode base layer 210 in the first direction. The negative electrode active material layer 211 is formed with a uniform or substantially uniform thickness over the entire length in the first direction. In general, each of the negative electrode active material layers 211 formed on both surfaces of the negative electrode base layer 210 is formed with a thickness of 20 μm to 200 μm.

本実施形態において、負極板21(負極基層210)は、帯状に形成されている。これに伴い、負極活物質層211は、負極基層210の長手方向と直交する短手方向(第一方向に相当する方向)の一端部を除いた領域全面に形成されている。すなわち、負極板21の長手方向と直交する短手方向の一端部に、負極活物質層211の無い基層露出部212が形成されている。   In the present embodiment, the negative electrode plate 21 (negative electrode base layer 210) is formed in a strip shape. Accordingly, the negative electrode active material layer 211 is formed on the entire region excluding one end in the short direction (direction corresponding to the first direction) orthogonal to the longitudinal direction of the negative electrode base layer 210. That is, the base layer exposed portion 212 without the negative electrode active material layer 211 is formed at one end portion in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode plate 21.

負極板21は、負極活物質層211を正極活物質層201に向けた状態で前記正極板20に重ね合わされている。そして、第一方向における負極活物質層211のサイズは、第一方向における正極活物質層201のサイズよりも大きなサイズに設定されている。これに伴い、負極活物質層211は、第一方向における正極活物質層201の両側にはみ出ている。   The negative electrode plate 21 is overlaid on the positive electrode plate 20 with the negative electrode active material layer 211 facing the positive electrode active material layer 201. The size of the negative electrode active material layer 211 in the first direction is set to be larger than the size of the positive electrode active material layer 201 in the first direction. Accordingly, the negative electrode active material layer 211 protrudes on both sides of the positive electrode active material layer 201 in the first direction.

正極板20及び負極板21は、相対的に位置ずれした状態で配置される。本実施形態において、正極板20及び負極板21のそれぞれが帯状に形成される。そのため、正極板20及び負極板21は、短手方向(第一方向)で相対的に位置ずれして配置されている。   The positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are disposed in a relatively displaced state. In the present embodiment, each of the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 is formed in a strip shape. Therefore, the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are disposed so as to be relatively displaced in the short direction (first direction).

本実施形態において、正極板20の短手方向の一端部が負極板21の短手方向の他端側になるように(長手方向に延びる中心線を基準に反転するように)、正極板20と負極板21とが重ね合わされている。そして、上述の如く、正極板20及び負極板21が短手方向に相対的に位置ずれして配置される。これにより、正極板20の基層露出部202が、負極板21からはみ出るとともに、負極板21の基層露出部212が、正極板20からはみ出ている。   In the present embodiment, the positive electrode plate 20 is arranged such that one end portion in the short direction of the positive electrode plate 20 is on the other end side in the short direction of the negative electrode plate 21 (inverted with respect to the center line extending in the longitudinal direction). And the negative electrode plate 21 are overlapped. As described above, the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are disposed so as to be relatively displaced in the lateral direction. Accordingly, the base layer exposed portion 202 of the positive electrode plate 20 protrudes from the negative electrode plate 21, and the base layer exposed portion 212 of the negative electrode plate 21 protrudes from the positive electrode plate 20.

セパレータ22は、電気絶縁性及び熱収縮性を有する。熱収縮性によって収縮しようとする収縮特性方向における前記セパレータ22のサイズが、収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層201のサイズ及び前記負極活物質層211のサイズよりも大きく設定されている。本実施形態に係るセパレータ22は、帯状に形成され、第一方向(短手方向)に熱収縮性を有している。これに伴い、第一方向におけるセパレータ22のサイズが、第一方向における正極活物質層201のサイズ及び負極活物質層211のサイズよりも大きく設定されている。また、本実施形態では、セパレータ22の第一方向と直交する第二方向(長手方向)のサイズについても、第二方向における前記正極活物質層201のサイズ及び前記負極活物質層211のサイズよりも大きく設定されている。   The separator 22 has electrical insulation and heat shrinkability. The size of the separator 22 in the shrinkage characteristic direction to be shrunk by heat shrinkage is set larger than the size of the positive electrode active material layer 201 and the size of the negative electrode active material layer 211 in the direction corresponding to the shrinkage characteristic direction. Yes. The separator 22 according to the present embodiment is formed in a band shape and has heat shrinkability in the first direction (short direction). Accordingly, the size of the separator 22 in the first direction is set larger than the size of the positive electrode active material layer 201 and the size of the negative electrode active material layer 211 in the first direction. In the present embodiment, the size in the second direction (longitudinal direction) orthogonal to the first direction of the separator 22 is also larger than the size of the positive electrode active material layer 201 and the size of the negative electrode active material layer 211 in the second direction. Is also set larger.

セパレータ22は、収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層201及び前記負極活物質層211の両側にはみ出るように配置される。本実施形態において、セパレータ22は、第一方向における正極活物質層201及び負極活物質層211の両側にはみ出るように配置される。   The separator 22 is disposed so as to protrude from both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in a direction corresponding to the shrinkage characteristic direction. In the present embodiment, the separator 22 is disposed so as to protrude from both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in the first direction.

セパレータ22は、収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層201及び前記負極活物質層211の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部に、前記正極活物質層201及び前記負極活物質層211と対向する部分(以下、薄肉部という)220の厚さよりも厚い厚肉部(一対の厚肉部)221,221を備える。本実施形態において、セパレータ22は、第一方向における前記正極活物質層201及び前記負極活物質層211の両側にはみ出る部分のそれぞれの全域に厚肉部221,221を備える。   The separator 22 has the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer on at least a part of each of the portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in a direction corresponding to the shrinkage characteristic direction. Thick portions (a pair of thick portions) 221 and 221 that are thicker than the thickness of a portion (hereinafter referred to as a thin portion) 220 facing 211. In the present embodiment, the separator 22 includes thick portions 221 and 221 over the entire areas of the portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in the first direction.

一対の厚肉部221,221のそれぞれは、正極板20側又は負極板21側の少なくとも何れか一方側に向けて突出し、正極活物質層201及び負極活物質層211の少なくとも何れか一方の第一方向における両側に存在する。本実施形態において、一対の厚肉部221,221は、正極板20側に向けて突出し、第一方向における正極活物質層201の両側に存在する。セパレータ22における薄肉部220と厚肉部221、221との差(活物質層201と接する面を基準にした厚肉部221の突出量)は、正極活物質層201又は負極活物質層211の膨張収縮率と、正極活物質層201又は負極活物質層211の厚みとを掛けた値(膨張収縮率と活物質層201、211の厚みとの積)以上に設定される。本実施形態において、上述の如く、厚肉部221,221が正極板20側に向けて突出している。そのため、活物質層201と接する面を基準にした厚肉部221の突出量は、正極活物質層201の膨張収縮率と、正極活物質層201の厚みとを掛けた値以上に設定される。これにより、如何なる場合でもセパレータ22の熱収縮が抑制される。   Each of the pair of thick portions 221 and 221 protrudes toward at least one of the positive electrode plate 20 side and the negative electrode plate 21 side, and the first active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 have a first one. Present on both sides in one direction. In the present embodiment, the pair of thick portions 221 and 221 protrude toward the positive electrode plate 20 side and exist on both sides of the positive electrode active material layer 201 in the first direction. The difference between the thin-walled portion 220 and the thick-walled portions 221 and 221 in the separator 22 (the protruding amount of the thick-walled portion 221 with respect to the surface in contact with the active material layer 201) is the difference between the positive electrode active material layer 201 or the negative electrode active material layer 211. It is set to be equal to or greater than the value obtained by multiplying the expansion / contraction rate by the thickness of the positive electrode active material layer 201 or the negative electrode active material layer 211 (product of the expansion / contraction rate and the thickness of the active material layers 201 and 211). In the present embodiment, as described above, the thick portions 221 and 221 protrude toward the positive electrode plate 20 side. Therefore, the protruding amount of the thick portion 221 with respect to the surface in contact with the active material layer 201 is set to a value equal to or greater than the value obtained by multiplying the expansion / contraction rate of the positive electrode active material layer 201 by the thickness of the positive electrode active material layer 201. . Thereby, the thermal contraction of the separator 22 is suppressed in any case.

本実施形態において、一対の厚肉部221,221のそれぞれの突出量は、正極活物質層201の厚み以下にされている。具体的には、本実施形態において、一対の厚肉部221,221のそれぞれは、薄肉部220の正極板20側の面(正極活物質層201と接する面)を基準にして、放電状態における正極活物質層201又は負極活物質層210の厚みの1%以上突出している。これにより、正極板20とセパレータ22との間への電解液の供給の円滑性の向上が図られている。なお、厚肉部211,221の突出量は、上記条件を満たすことが好ましいが、セパレータ22を正極板20と負極板21とともに巻回できれば、適宜変更可能である。   In the present embodiment, the protruding amount of each of the pair of thick portions 221 and 221 is set to be equal to or less than the thickness of the positive electrode active material layer 201. Specifically, in the present embodiment, each of the pair of thick portions 221 and 221 is in a discharge state with reference to the surface of the thin portion 220 on the positive electrode plate 20 side (surface in contact with the positive electrode active material layer 201). 1% or more of the thickness of the positive electrode active material layer 201 or the negative electrode active material layer 210 protrudes. Thereby, the smoothness of the supply of the electrolyte solution between the positive electrode plate 20 and the separator 22 is improved. The protruding amount of the thick portions 211 and 221 preferably satisfies the above conditions, but can be appropriately changed as long as the separator 22 can be wound together with the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21.

本実施形態において、一対の厚肉部221,221は、第一方向におけるセパレータ22の両端部に形成されている。そのため、セパレータ22の負極板21側の面は、第一方向の全長に亘って平面になっている。これに対し、セパレータ22の正極板20側の面は、第一方向の両端部が隆起して凹凸面になっている。   In the present embodiment, the pair of thick portions 221 and 221 are formed at both ends of the separator 22 in the first direction. Therefore, the surface of the separator 22 on the negative electrode plate 21 side is a flat surface over the entire length in the first direction. On the other hand, the surface of the separator 22 on the side of the positive electrode plate 20 is raised and recessed at both ends in the first direction.

本実施形態に係るセパレータ22は、微多孔性フィルムで構成された基材層222と、該基材層222上に形成された耐熱層223とを含む。   The separator 22 according to the present embodiment includes a base material layer 222 formed of a microporous film and a heat resistant layer 223 formed on the base material layer 222.

基材層222は、ポリオレフィン系の樹脂で構成される。本実施形態において、基材層222の厚みは、全面に亘って一定に設定されている。耐熱層223は、無機フィラーを樹脂バインダーで固めることで形成されている。該耐熱層223は、基材層222の両面のうちの少なくとも何れか一方の面上に設けられる。本実施形態において、耐熱層223は、基材層222の両面のうちの正極板20側の面上に設けられている。これに伴い、耐熱層223の第一方向の両端部が他の部分(正極活物質層201と対向する薄肉部220の耐熱層223)よりも厚肉になっている。   The base material layer 222 is made of a polyolefin-based resin. In the present embodiment, the thickness of the base material layer 222 is set to be constant over the entire surface. The heat-resistant layer 223 is formed by hardening an inorganic filler with a resin binder. The heat resistant layer 223 is provided on at least one of both surfaces of the base material layer 222. In the present embodiment, the heat-resistant layer 223 is provided on the surface on the positive electrode plate 20 side of both surfaces of the base material layer 222. Accordingly, both end portions in the first direction of the heat-resistant layer 223 are thicker than other portions (the heat-resistant layer 223 of the thin-walled portion 220 facing the positive electrode active material layer 201).

本実施形態において、基材層222全面に均一な厚さに形成された耐熱層223を正極活物質層201のサイズに応じた範囲で圧縮成型する(プレスする)ことで、薄肉部220が形成されるのに併せて両端部の耐熱層223が厚肉にされている。すなわち、セパレータ22における正極活物質層201と対向する領域に、基材層222と圧縮された耐熱層223とで構成される薄肉部220が形成され、正極活物質層201と対向していないセパレータ22の両端部に、基材層222と未圧縮の耐熱層223とで構成される厚肉部221,221が形成されている。これにより、セパレータ22における正極活物質層201及び負極活物質層211と対向する部分の厚さが均一又は略均一になっている。このようにすることで、セパレータ22(薄肉部220)を間に挟んだ正極板20(正極活物質層201)と負極板21(負極活物質層211)との距離が何れの場所であっても同じになり、充放電反応が均一に起こる。そのため、容量低下や出力低下が抑制される。   In the present embodiment, the thin portion 220 is formed by compression-molding (pressing) the heat-resistant layer 223 formed to have a uniform thickness over the entire surface of the base material layer 222 within a range corresponding to the size of the positive electrode active material layer 201. At the same time, the heat-resistant layers 223 at both ends are thickened. That is, in the separator 22, a thin portion 220 composed of the base material layer 222 and the compressed heat-resistant layer 223 is formed in a region facing the positive electrode active material layer 201, and the separator not facing the positive electrode active material layer 201. Thick portions 221 and 221 composed of the base material layer 222 and the uncompressed heat-resistant layer 223 are formed at both ends of 22. Thereby, the thickness of the part facing the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in the separator 22 is uniform or substantially uniform. By doing so, the distance between the positive electrode plate 20 (the positive electrode active material layer 201) and the negative electrode plate 21 (the negative electrode active material layer 211) sandwiching the separator 22 (thin wall portion 220) is any place. The charge / discharge reaction occurs uniformly. For this reason, capacity reduction and output reduction are suppressed.

セパレータ22の両端部に形成された厚肉部221,221の間隔の最大値は、第一方向におけるセパレータ22のサイズ(幅寸法)から、第一方向における厚肉部221,221のサイズの二倍(二箇所の厚肉部221,221の幅寸法の合計)を差し引いた値になる。これを考慮し、第一方向におけるセパレータ22のサイズは、電池1の構造に応じて常識的な範囲で適宜決定される。   The maximum value of the distance between the thick portions 221 and 221 formed at both ends of the separator 22 is two times the size (width dimension) of the separator 22 in the first direction and the size of the thick portions 221 and 221 in the first direction. This is a value obtained by subtracting double (the sum of the width dimensions of the two thick portions 221 and 221). Considering this, the size of the separator 22 in the first direction is appropriately determined in a common sense range according to the structure of the battery 1.

本実施形態の場合(巻回型の発電要素2が採用される場合)、第一方向におけるセパレータ22のサイズは、一方の集電体3と正極板20の基層露出部202との溶接及び他方の集電体と負極板21の基層露出部212との溶接を妨げず、正極板20、負極板21、及びセパレータ22の巻回時における巻きずれを加味しても、正極板20と負極板21とが確実に隔絶できるサイズに設定されることが好ましい。   In the case of the present embodiment (when the wound power generation element 2 is employed), the size of the separator 22 in the first direction is determined by welding the current collector 3 and the base layer exposed portion 202 of the positive electrode plate 20 and the other. The positive electrode plate 20 and the negative electrode plate are not obstructed from welding of the current collector and the base layer exposed portion 212 of the negative electrode plate 21, and the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 are taken into account even when winding deviation is taken into account. It is preferable to set the size so that 21 can be surely isolated.

また、第一方向におけるセパレータ22のサイズは、熱収縮によっても正極板20と負極板21とが短絡しない範囲に設定されることが好ましい。さらに、セパレータ22の収縮を抑制するために、厚肉部221のそれぞれにおける第一方向のサイズは、厚肉部221の厚み以上であることが好ましい。そして、第一方向におけるセパレータ22の両端部に形成された厚肉部221,221の間隔は、第一方向における活物質層201,211の両側端の間隔(第一方向における活物質層201,211のサイズ)以上であることがより好ましい。   In addition, the size of the separator 22 in the first direction is preferably set in a range in which the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are not short-circuited even by heat shrinkage. Furthermore, in order to suppress the shrinkage of the separator 22, the size in the first direction of each of the thick portions 221 is preferably equal to or greater than the thickness of the thick portion 221. And the space | interval of the thick parts 221 and 221 formed in the both ends of the separator 22 in a 1st direction is the space | interval of the both ends of the active material layers 201 and 211 in a 1st direction (active material layer 201 in the 1st direction, More preferably, the size is 211 or more).

このような条件を踏まえ、セパレータ22の両端部に形成された厚肉部221,221同士の間隔は、第一方向における正極活物質層201のサイズ以上に設定される。より具体的には、セパレータ22の両端部に形成された厚肉部221,221同士の間隔は、第一方向における正極活物質層201のサイズと同一又は略同一に設定されている。これにより、厚肉部221,221の正極板20側に隆起(突出)した部分が第一方向における正極活物質層201の側端面に密接又は略密接した状態になっている。   Based on such conditions, the interval between the thick portions 221 and 221 formed at both ends of the separator 22 is set to be equal to or larger than the size of the positive electrode active material layer 201 in the first direction. More specifically, the interval between the thick portions 221 and 221 formed at both ends of the separator 22 is set to be the same as or substantially the same as the size of the positive electrode active material layer 201 in the first direction. Thereby, the part which protruded (projected) to the positive electrode plate 20 side of the thick parts 221 and 221 is in a state of being in close or close contact with the side end face of the positive electrode active material layer 201 in the first direction.

本実施形態において、正極板20、セパレータ22、及び負極板21は、それぞれの長手方向を一致させた状態で重ね合わされている。そして、正極板20、セパレータ22、及び負極板21は、扁平状に巻回されている。これにより、発電要素2は、外観扁平渦巻き状に形成されている。また、一対の厚肉部221,221のそれぞれは、セパレータ22における巻回周方向の全長に亘って配置されている。すなわち、発電要素2の円弧部分にあるセパレータ22の収縮特性方向の両端部に厚肉部221,221が配置されている。   In the present embodiment, the positive electrode plate 20, the separator 22, and the negative electrode plate 21 are overlaid with their respective longitudinal directions being matched. The positive electrode plate 20, the separator 22, and the negative electrode plate 21 are wound in a flat shape. Thereby, the electric power generation element 2 is formed in the external appearance flat spiral shape. Each of the pair of thick portions 221 and 221 is disposed over the entire length of the separator 22 in the winding circumferential direction. That is, the thick portions 221 and 221 are disposed at both ends in the shrinkage characteristic direction of the separator 22 in the arc portion of the power generation element 2.

そして、第一方向における発電要素2の一端部には、正極板20(基層露出部202)のみが積層した正極リード部23が形成されている。これに対し、第一方向における発電要素2の他端部には、負極板21(基層露出部212)のみが積層した負極リード部24が形成されている。   A positive electrode lead portion 23 in which only the positive electrode plate 20 (base layer exposed portion 202) is laminated is formed at one end portion of the power generation element 2 in the first direction. On the other hand, a negative electrode lead portion 24 in which only the negative electrode plate 21 (base layer exposed portion 212) is laminated is formed at the other end portion of the power generation element 2 in the first direction.

本実施形態に係る発電要素2は、上記条件に加え、以下の条件を満たしている。具体的には、前記セパレータ22における緊圧をかけない状態(引っ張りや圧縮が作用していない状態)での収縮率であって、150℃にて少なくとも1時間加熱した後に測定した収縮率をG(%)とし、正極活物質層201及び負極活物質層211のうちの厚肉部221,221と対向する活物質層(本実施形態においては正極活物質層)201のサイズであって、該活物質層201からセパレータ22がはみ出る方向(第一方向)のサイズをAとし、150℃に加熱する前のセパレータ22のサイズであって、前記活物質層(正極活物質層)201からセパレータ22がはみでる方向(第一方向)のサイズをBとし、150℃に加熱したときのセパレータ22のサイズであって、前記活物質層(正極活物質層)201からセパレータ22がはみでる方向(第一方向)のサイズをCとし、G(%)=100−(C/B×100)としたとき、以下の式(1)を満たす。B−A<B×G…式(1)   In addition to the above conditions, the power generation element 2 according to the present embodiment satisfies the following conditions. Specifically, the shrinkage rate in a state where no tension is applied in the separator 22 (a state where no tension or compression is applied), and the shrinkage rate measured after heating at 150 ° C. for at least 1 hour is G (%) And the size of the active material layer 201 (the positive electrode active material layer in this embodiment) facing the thick portions 221 and 221 of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211, The size in the direction (first direction) in which the separator 22 protrudes from the active material layer 201 is A, and the size of the separator 22 before being heated to 150 ° C., which is from the active material layer (positive electrode active material layer) 201 to the separator 22. The size of the separator 22 is the size of the separator 22 when heated to 150 ° C., where B is the size in the direction of protrusion (first direction), from the active material layer (positive electrode active material layer) 201 to the separator 22. Protrude size direction (first direction) and C, G (%) = 100- (C / B × 100) and the case, satisfy the following expression (1). B−A <B × G (1)

かかる条件式(1)を満たした場合に、厚肉部221,221によって得られる効果が顕著になる。なお、ここで150℃の物性(サイズ)を基準にしているのは、リチウムイオン電池に採用される材料の安定性が150℃付近で低下する傾向にあり、セパレータ22(基材層222)に採用されるポリオレフィン系樹脂の軟化温度が120℃〜150℃であるためである。   When this conditional expression (1) is satisfied, the effect obtained by the thick portions 221 and 221 becomes remarkable. The reason why the physical property (size) at 150 ° C. is used as the standard is that the stability of the material used for the lithium ion battery tends to decrease near 150 ° C., and the separator 22 (base material layer 222) This is because the polyolefin resin employed has a softening temperature of 120 ° C to 150 ° C.

図2に戻り、一対の集電体3,3のうちの一方の集電体(正極用集電体という)3は、金属プレートを曲げ加工して形成されている。正極用集電体3は、ケース4の内面に沿って配置される固定用片部30と、該固定用片部30から延出された発電要素接続部31とを備えている。   Returning to FIG. 2, one of the pair of current collectors 3, 3 (referred to as a positive electrode current collector) 3 is formed by bending a metal plate. The positive electrode current collector 3 includes a fixing piece 30 disposed along the inner surface of the case 4, and a power generation element connection portion 31 extending from the fixing piece 30.

固定用片部30は、平面視長方形状に形成されている。また、固定用片部30には、貫通穴300が設けられている。発電要素接続部31は、固定用片部30に対して直角又は略直角をなしている。発電要素接続部31は、発電要素2の巻回中心方向と直交する方向で発電要素2(正極リード部23)に沿って配置される。   The fixing piece 30 is formed in a rectangular shape in plan view. Further, the fixing piece 30 is provided with a through hole 300. The power generation element connection portion 31 is perpendicular to or substantially perpendicular to the fixing piece 30. The power generation element connection portion 31 is disposed along the power generation element 2 (positive electrode lead portion 23) in a direction orthogonal to the winding center direction of the power generation element 2.

正極用集電体3の発電要素接続部31は、正極リード部23に電気的及び機械的に接続される。本実施形態において、正極用集電体3の発電要素接続部31は、薄板を二つ折りにしたクリップ部材32によって、正極リード部23とともに挟み込まれる。そして、発電要素接続部31、正極リード部23、及びクリップ部材32は、超音波溶接等によって、一体的に連結される。これにより、正極リード部23と正極用集電体3とが通電可能になっている。   The power generation element connection portion 31 of the positive electrode current collector 3 is electrically and mechanically connected to the positive electrode lead portion 23. In the present embodiment, the power generation element connection portion 31 of the positive electrode current collector 3 is sandwiched together with the positive electrode lead portion 23 by a clip member 32 in which a thin plate is folded in half. And the electric power generation element connection part 31, the positive electrode lead part 23, and the clip member 32 are integrally connected by ultrasonic welding etc. Thereby, the positive electrode lead part 23 and the positive electrode current collector 3 can be energized.

一対の集電体3,3のうちの他方の集電体(負極用集電体という)3は、正極用集電体(一方の集電体)3と同一形態に形成されている。従って、正極用集電体3に関する上記説明は、文中の「正極」を「負極」と読み替えることで、負極用集電体3の説明となる。これに伴い、ここでは負極用集電体3の個別の説明に正極用集電体3の説明が代用される。   The other of the pair of current collectors 3 and 3 (referred to as a current collector for negative electrode) 3 is formed in the same form as the current collector for positive electrode (one current collector) 3. Therefore, the above description regarding the positive electrode current collector 3 is a description of the negative electrode current collector 3 by replacing “positive electrode” in the text with “negative electrode”. Accordingly, the description of the positive electrode current collector 3 is substituted for the individual description of the negative electrode current collector 3.

ケース4は、一面に開口部400を形成したケース本体40と、該ケース本体40の開口部400を閉塞する蓋体41とで構成されている。   The case 4 includes a case main body 40 having an opening 400 formed on one surface, and a lid 41 that closes the opening 400 of the case main body 40.

ケース本体40は、発電要素2とともに該発電要素2に接続された正極用集電体3及び負極用集電体3を収容可能に形成されている。蓋体41は、ケース本体40の開口部400の平面形状に対応して形成されている。そして、該蓋体41には、二つの貫通穴410,410(以下、一方の貫通穴410を正極用貫通穴といい、他方の貫通穴410を負極用貫通穴という)が間隔をあけて設けられている。蓋体41の外周は、ケース本体40の上端部に溶接されている。これにより、蓋体41がケース本体40の開口部400を封止している(図1参照)。   The case main body 40 is formed so as to be able to accommodate the positive electrode current collector 3 and the negative electrode current collector 3 connected to the power generation element 2 together with the power generation element 2. The lid 41 is formed corresponding to the planar shape of the opening 400 of the case body 40. The lid body 41 is provided with two through holes 410 and 410 (hereinafter, one through hole 410 is referred to as a positive electrode through hole and the other through hole 410 is referred to as a negative electrode through hole) at an interval. It has been. The outer periphery of the lid body 41 is welded to the upper end portion of the case body 40. Thereby, the cover body 41 has sealed the opening part 400 of the case main body 40 (refer FIG. 1).

一対の外部端子5,5のそれぞれは、電気的な負荷や別の電池に接続される部分である。一対の外部端子5,5のうちの一方の外部端子(以下、正極用外部端子という)5は、軸状に形成されている。より具体的に説明すると、正極用外部端子5は、軸状の端子部50と、該端子部50と連続する回止部51とを備えている。正極用外部端子5は、図示しない雌ネジ部材(例えば、ナット)が螺合可能なネジ溝を端子部50の外周に備えている。すなわち、本実施形態においては、正極用外部端子5には、ボルト端子が採用されている。   Each of the pair of external terminals 5 and 5 is a portion connected to an electrical load or another battery. One of the pair of external terminals 5 and 5 (hereinafter, referred to as a positive electrode external terminal) 5 is formed in a shaft shape. More specifically, the positive electrode external terminal 5 includes a shaft-like terminal portion 50 and a rotation stop portion 51 that is continuous with the terminal portion 50. The external terminal for positive electrode 5 is provided with a screw groove on the outer periphery of the terminal portion 50 in which a female screw member (for example, a nut) (not shown) can be screwed. That is, in the present embodiment, a bolt terminal is employed for the positive electrode external terminal 5.

回止部51は、端子部50よりも大きなサイズに形成されている。そして、回止部51は、外周に平面部が形成されている。本実施形態において、回止部51は、平面視多角形状(略四角形状)に形成されている。   The stop part 51 is formed in a size larger than the terminal part 50. And the flat part is formed in the outer periphery of the rotation stop part 51. FIG. In this embodiment, the rotation stop part 51 is formed in the planar view polygonal shape (substantially square shape).

一対の外部端子5,5のうちの他方の外部端子(以下、負極用外部端子という)5は、正極用外部端子5(一方の外部端子5)と同一形態に形成されている。従って、正極用外部端子5に関する上記説明は、文中の「正極」を「負極」と読み替えることで、負極用外部端子5の説明となる。これに伴い、ここでは負極用外部端子5の個別の説明に正極用外部端子5の説明が代用される。   The other external terminal (hereinafter referred to as negative electrode external terminal) 5 of the pair of external terminals 5 and 5 is formed in the same form as the positive electrode external terminal 5 (one external terminal 5). Therefore, the above description regarding the positive electrode external terminal 5 is a description of the negative electrode external terminal 5 by replacing “positive electrode” in the text with “negative electrode”. Accordingly, the description of the positive electrode external terminal 5 is substituted for the individual description of the negative electrode external terminal 5.

本実施形態に係る電池1は、上記構成に加え、一対の集電体3,3の配置に対応してケース4の内面に沿って配置される一対の内部ガスケット6,6と、該一対の内部ガスケット6,6の配置に対応してケース4の外面に沿って配置される一対の外部ガスケット7,7とを備えている。そして、本実施形態において、一対の外部端子5,5のそれぞれは、一対の集電体3,3のうちの対応する極性の集電体3に対して間接的に接続されている。具体的には、本実施形態に係る電池1は、上記構成に加え、それぞれが一対の外部端子5,5のうちの対応する極性の外部端子5に接続される一対の接続杆8,8と、ケース4に挿通される一対の軸状部材9,9であって、それぞれが対応する集電体3と接続杆8とを電気的に接続する一対の軸状部材9,9とを備えている。   In addition to the above-described configuration, the battery 1 according to the present embodiment includes a pair of internal gaskets 6 and 6 disposed along the inner surface of the case 4 corresponding to the arrangement of the pair of current collectors 3 and 3, and the pair of A pair of external gaskets 7 and 7 are provided along the outer surface of the case 4 corresponding to the arrangement of the internal gaskets 6 and 6. In the present embodiment, each of the pair of external terminals 5 and 5 is indirectly connected to the current collector 3 having the corresponding polarity of the pair of current collectors 3 and 3. Specifically, in addition to the above-described configuration, the battery 1 according to the present embodiment includes a pair of connection rods 8 and 8 each connected to the corresponding external terminal 5 of the pair of external terminals 5 and 5. The pair of shaft-like members 9 and 9 inserted through the case 4 includes a pair of shaft-like members 9 and 9 that electrically connect the corresponding current collector 3 and the connecting rod 8 respectively. Yes.

一対の内部ガスケット6,6のうちの一方の内部ガスケット(以下、正極用内部ガスケットという)6は、電気絶縁性及び封止性を備えた合成樹脂成型品である。本実施形態において、正極用内部ガスケット6は、プレート状に形成されている。正極用内部ガスケット6には、貫通穴60が形成されている。また、正極用内部ガスケット6の一方の面に貫通穴60と連通した筒状部61が形成されている。正極用内部ガスケット6は、筒状部61をケース4の正極用貫通穴410に挿入した状態で、蓋体41の内面に沿って配置される。そして、正極用集電体3の固定用片部30の貫通穴300と正極用内部ガスケット6の貫通穴60とが同心になるように、正極用内部ガスケット6の他方の面上に正極用集電体3の固定用片部30が配置される。   One of the pair of internal gaskets 6 and 6 (hereinafter, referred to as positive electrode internal gasket) 6 is a synthetic resin molded product having electrical insulation and sealing properties. In the present embodiment, the positive electrode internal gasket 6 is formed in a plate shape. A through hole 60 is formed in the positive electrode internal gasket 6. Also, a cylindrical portion 61 communicating with the through hole 60 is formed on one surface of the positive electrode internal gasket 6. The internal gasket for positive electrode 6 is arranged along the inner surface of the lid body 41 in a state where the cylindrical portion 61 is inserted into the through hole for positive electrode 410 of the case 4. Then, the positive electrode current collector 3 is disposed on the other surface of the positive electrode internal gasket 6 so that the through hole 300 of the fixing piece 30 of the positive electrode current collector 3 and the through hole 60 of the positive electrode internal gasket 6 are concentric. A fixing piece 30 of the electric body 3 is arranged.

一対の内部ガスケット6,6のうちの他方の内部ガスケット(以下、負極用内部ガスケットという)6は、正極用内部ガスケット6と同一形態に形成されている。従って、正極用内部ガスケット6に関する上記説明は、文中の「正極」を「負極」と読み替えることで、負極用内部ガスケット6の説明となる。これに伴い、ここでは負極用内部ガスケット6の個別の説明に正極用内部ガスケット6の説明が代用される。   The other internal gasket (hereinafter referred to as negative electrode internal gasket) 6 of the pair of internal gaskets 6 and 6 is formed in the same form as the positive electrode internal gasket 6. Therefore, the above description regarding the internal gasket 6 for the positive electrode is a description of the internal gasket 6 for the negative electrode by replacing “positive electrode” in the sentence with “negative electrode”. Accordingly, the description of the positive internal gasket 6 is substituted for the individual description of the negative internal gasket 6 here.

一対の外部ガスケット7,7のうちの一方の外部ガスケット(以下、正極用外部ガスケットという)7は、正極用内部ガスケット6と同様、電気絶縁性と封止性を備えた合成樹脂成型品である。正極用外部ガスケット7は、プレート状に形成されている。正極用外部ガスケット7には貫通穴70が形成されている。   One of the pair of external gaskets 7, 7 (hereinafter, referred to as a positive external gasket) 7 is a synthetic resin molded product having electrical insulation and sealing properties, similar to the positive internal gasket 6. . The positive external gasket 7 is formed in a plate shape. A through hole 70 is formed in the positive external gasket 7.

そして、正極用外部ガスケット7は、一方の面(外側に向く面)上に正極用外部端子5の回止部51を収容可能な凹部71が形成されている。凹部71は、貫通穴70に対してずれた位置に形成されている。凹部71の平面形状及び平面サイズは、正極用外部端子5の回止部51の平面形状及び平面サイズと同一又は略同一に設定される。これにより、正極用外部端子5の回止部51の外周上の平面部が凹部71の内周面上にある平面部に面接触し、正極用外部端子5の回転が規制されるようになっている。そして、正極用外部ガスケット7は、当該正極用外部ガスケット7の貫通穴70とケース4の正極用貫通穴410とが同心になるように、ケース4(蓋体41)の外面上に配置されている。   The positive electrode external gasket 7 has a concave portion 71 capable of accommodating the rotation stop portion 51 of the positive electrode external terminal 5 on one surface (surface facing outward). The recess 71 is formed at a position shifted from the through hole 70. The planar shape and the planar size of the recess 71 are set to be the same as or substantially the same as the planar shape and the planar size of the rotation stopping portion 51 of the positive electrode external terminal 5. As a result, the flat surface portion on the outer periphery of the rotation stop portion 51 of the positive electrode external terminal 5 comes into surface contact with the flat surface portion on the inner peripheral surface of the recess 71, and the rotation of the positive electrode external terminal 5 is regulated. ing. The positive external gasket 7 is disposed on the outer surface of the case 4 (lid 41) so that the through hole 70 of the positive external gasket 7 and the positive through hole 410 of the case 4 are concentric. Yes.

一対の外部ガスケット7,7のうちの他方の外部ガスケット(以下、負極用外部ガスケットという)7は、正極用外部ガスケット7と同一形態に形成されている。従って、正極用外部ガスケット7に関する上記説明は、文中の「正極」を「負極」と読み替えることで、負極用外部ガスケット7の説明となる。これに伴い、ここでは負極用外部ガスケット7の個別の説明に正極用外部ガスケット7の説明が代用される。   The other external gasket (hereinafter referred to as negative electrode external gasket) 7 of the pair of external gaskets 7 and 7 is formed in the same form as the positive electrode external gasket 7. Therefore, the above description regarding the positive electrode external gasket 7 is a description of the negative electrode external gasket 7 by replacing “positive electrode” in the text with “negative electrode”. Accordingly, the description of the external gasket 7 for the positive electrode is substituted for the individual description of the external gasket 7 for the negative electrode.

一対の接続杆8,8のうちの一方の接続杆(以下、正極用接続杆という)8は、長方形状の金属プレートで構成されている。正極用接続杆8には、長手方向に間隔をあけて二つの貫通穴(以下、一方の貫通穴を第一穴80といい、他方の貫通穴を第二穴81という)が形成されている。   One of the pair of connection rods 8 and 8 (hereinafter referred to as a positive electrode connection rod) 8 is formed of a rectangular metal plate. The positive electrode connecting rod 8 is formed with two through-holes (hereinafter, one through-hole is referred to as a first hole 80 and the other through-hole is referred to as a second hole 81) with an interval in the longitudinal direction. .

正極用接続杆8の第一穴80には、正極用外部端子5の端子部50が挿通される。そして、正極用外部端子5の端子部50に図示しない雌ネジ部材が螺合されて締め付けられることで、該正極用外部端子5の回止部51と正極用接続杆8とが接触する。これにより、正極用外部端子5と正極用接続杆8とが電気的に接続される。   The terminal portion 50 of the positive electrode external terminal 5 is inserted into the first hole 80 of the positive electrode connecting rod 8. Then, a female screw member (not shown) is screwed into the terminal portion 50 of the positive electrode external terminal 5 and is tightened, so that the rotation stop portion 51 of the positive electrode external terminal 5 and the positive electrode connecting rod 8 come into contact with each other. Thereby, the positive electrode external terminal 5 and the positive electrode connecting rod 8 are electrically connected.

一対の接続杆8,8のうちの他方の接続杆(以下、負極用接続杆という)8は、正極用接続杆8と同一形態に形成されている。従って、正極用接続杆8に関する上記説明は、文中の「正極」を「負極」と読み替えることで、負極用接続杆8に関する説明となる。これに伴い、ここでは負極用接続杆8の個別の説明に正極用接続杆8に関する説明が代用される。   The other connection rod (hereinafter referred to as a negative electrode connection rod) 8 of the pair of connection rods 8, 8 is formed in the same form as the positive electrode connection rod 8. Therefore, the above description regarding the positive electrode connection rod 8 is a description of the negative electrode connection rod 8 by replacing “positive electrode” in the text with “negative electrode”. In connection with this, the description regarding the positive electrode connection rod 8 is substituted for the individual description of the negative electrode connection rod 8 here.

一対の軸状部材9,9のうちの一方の軸状部材(以下、正極用軸状部材という)9は、導電性を有する金属材料で構成される。正極用軸状部材9は、正極用接続杆8の第二穴81、正極用外部ガスケット7の貫通穴70、ケース4の正極用貫通穴410(正極用内部ガスケット6の筒状部61)、正極用内部ガスケット6の貫通穴60、及び、正極用集電体3の固定用片部30の貫通穴300に挿通されている。   One shaft-like member (hereinafter, referred to as a positive electrode shaft-like member) 9 of the pair of shaft-like members 9 and 9 is made of a conductive metal material. The positive shaft member 9 includes a second hole 81 of the positive connection rod 8, a through hole 70 of the positive external gasket 7, a positive through hole 410 of the case 4 (the cylindrical portion 61 of the positive internal gasket 6), The through hole 60 of the positive electrode internal gasket 6 and the through hole 300 of the fixing piece 30 of the positive electrode current collector 3 are inserted.

そして、正極用軸状部材9の一端部は、正極用集電体3の固定用片部30と密接するように、ケース4の内部でかしめられている。これに対し、正極用軸状部材9の他端部は、正極用接続杆8と密接するように、ケース4の外部でかしめられている。これにより、正極用軸状部材9は、ケース4の内外にある正極用集電体3の固定用片部30と正極用接続杆8とを電気的に接続している。また、これに併せて、正極用軸状部材9は、ケース4の内外にある両端部(かしめられた両端部)でケース4と正極用集電体3(固定用片部30)とを挟み込んで該正極用集電体3をケース4に固定している。   One end of the positive electrode shaft-like member 9 is caulked inside the case 4 so as to be in close contact with the fixing piece 30 of the positive electrode current collector 3. On the other hand, the other end portion of the positive electrode shaft member 9 is caulked outside the case 4 so as to be in close contact with the positive electrode connecting rod 8. Thus, the positive shaft member 9 electrically connects the fixing piece 30 of the positive current collector 3 inside and outside the case 4 and the positive connection rod 8. At the same time, the positive shaft member 9 sandwiches the case 4 and the positive electrode current collector 3 (fixing piece 30) at both ends (both ends that are crimped) inside and outside the case 4. The positive electrode current collector 3 is fixed to the case 4.

一対の軸状部材9,9のうちの他方の軸状部材(以下、負極用軸状部材という)9は、正極用軸状部材9と同一形態に形成されている。また、負極用軸状部材9の取り付け態様は、正極用軸状部材9の取り付け態様と同様にされる。従って、正極用軸状部材9に関する上記説明は、文中の「正極」を「負極」と読み替えることで、負極用軸状部材9に関する説明となる。これに伴い、ここでは負極用軸状部材9及び該負極用軸状部材9の取り付け態様の説明に正極用軸状部材9に関する説明が代用される。   The other of the pair of shaft-like members 9, 9 (hereinafter referred to as a negative electrode shaft-like member) 9 is formed in the same form as the positive electrode shaft-like member 9. Moreover, the attachment aspect of the negative electrode shaft-like member 9 is the same as the attachment aspect of the positive electrode shaft-like member 9. Therefore, the above description regarding the positive electrode shaft-shaped member 9 is a description of the negative electrode shaft-shaped member 9 by replacing “positive electrode” in the text with “negative electrode”. In connection with this, the description regarding the positive electrode shaft-shaped member 9 is substituted for description of the negative electrode shaft-shaped member 9 and the attachment aspect of the negative electrode shaft-shaped member 9 here.

本実施形態に係る電池1の構成は、以上の通りである。上記構成の電池1において、発電要素2内で微短絡が発生し、ケース4内の温度が高くなると、発電要素2のセパレータ22が熱収縮性により第一方向に収縮しようとする。そうすると、図3に示す如く、セパレータ22の両端部に形成された厚肉部221,221が第一方向における正極活物質層201の両側端に引っ掛かる(係止される)。すなわち、セパレータ22の正極活物質層201の両側にはみ出る部分に形成された一対の厚肉部221,221のそれぞれは、正極板20側に突出(隆起)して第一方向における正極活物質層201の側面に対向した状態になっている。   The configuration of the battery 1 according to the present embodiment is as described above. In the battery 1 configured as described above, when a slight short circuit occurs in the power generation element 2 and the temperature in the case 4 increases, the separator 22 of the power generation element 2 tends to contract in the first direction due to heat shrinkage. Then, as shown in FIG. 3, the thick portions 221 and 221 formed at both ends of the separator 22 are hooked (locked) on both side ends of the positive electrode active material layer 201 in the first direction. That is, each of the pair of thick portions 221 and 221 formed at the portions of the separator 22 that protrude from both sides of the positive electrode active material layer 201 protrudes (protrudes) toward the positive electrode plate 20 and is positive electrode active material layer in the first direction. It is in a state facing the side surface of 201.

そのため、セパレータ22が第一方向に収縮しようとしたときに、第一方向におけるセパレータ22の両端部に形成される一対の厚肉部221,221のそれぞれが、対向する正極活物質層201の側面に干渉する。これにより、セパレータ22が熱収縮性によって収縮することが規制される。これに伴い、セパレータ22が正極板20と負極板21との重なる領域の全域に存在した状態で維持する。従って、ケース4内が高温になっても、正極板20の一部と負極板21の一部とが直接対向することがなく、正極板20と負極板21とを絶縁した状態で維持することができる。   Therefore, when the separator 22 is about to shrink in the first direction, each of the pair of thick portions 221 and 221 formed at both ends of the separator 22 in the first direction is the side surface of the positive electrode active material layer 201 facing each other. Interfere with. Thereby, it is controlled that the separator 22 shrinks due to heat shrinkability. Accordingly, the separator 22 is maintained in a state where it exists in the entire region where the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 overlap. Therefore, even if the inside of the case 4 becomes high temperature, a part of the positive electrode plate 20 and a part of the negative electrode plate 21 do not directly face each other, and the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are maintained in an insulated state. Can do.

特に、上記構成のセパレータ22の厚肉部221,221は、ケース4内が高温になっても正極板20側に向けて突出した状態で維持することができ、確実に正極活物質層201の側面に引っ掛かった状態になる。すなわち、厚肉部221,221の耐熱層223は、高温になっても溶融や軟化のし難い特性を有する。そのため、一対の厚肉部221,221のそれぞれは、ケース4内の温度が高くなっても、正極板20側に向けて突出した状態で維持する。従って、一対の厚肉部221,221のそれぞれが正極活物質層201に確実に引っ掛かり、セパレータ22の収縮特性方向の収縮が確実に規制される。   In particular, the thick portions 221 and 221 of the separator 22 having the above-described configuration can be maintained in a state of protruding toward the positive electrode plate 20 side even when the inside of the case 4 reaches a high temperature. It will be caught on the side. That is, the heat-resistant layer 223 of the thick portions 221 and 221 has characteristics that are difficult to melt and soften even at high temperatures. Therefore, each of the pair of thick portions 221 and 221 is maintained in a state of protruding toward the positive electrode plate 20 side even when the temperature in the case 4 increases. Therefore, each of the pair of thick portions 221 and 221 is reliably caught by the positive electrode active material layer 201, and the contraction in the contraction characteristic direction of the separator 22 is reliably regulated.

従って、上記構成の電池1は、高温でのセパレータ22の破膜により、発電要素2が短絡することを防止することができるという優れた効果を奏し得る。   Therefore, the battery 1 having the above-described configuration can exhibit an excellent effect that the power generation element 2 can be prevented from being short-circuited due to the film breakage of the separator 22 at a high temperature.

また、上記構成に電池1において、耐熱層223が基材層22の一方の面上に形成され、耐熱層223が隆起して厚肉部221,221が形成されるため、ケース4内の温度が高くなっても、厚肉部221,221が定型で維持する。従って、熱の影響でセパレータ22が収縮しようとしたときに、厚肉部221,221が正極活物質層201に確実に引っ掛かり、セパレータ22の収縮が確実に規制される。   Further, in the battery 1 having the above configuration, the heat-resistant layer 223 is formed on one surface of the base material layer 22, and the heat-resistant layer 223 is raised to form the thick portions 221 and 221. Even if the height increases, the thick portions 221 and 221 are maintained in a fixed shape. Therefore, when the separator 22 is about to shrink due to heat, the thick portions 221 and 221 are reliably caught on the positive electrode active material layer 201, and the shrinkage of the separator 22 is reliably regulated.

そして、上記構成に電池1において、正極板20と基材層222との間に耐熱層223が介在する。これにより、微短絡等が発生したときのセパレータ22(基材層222)の損傷を抑制することができる。   In the battery 1 having the above configuration, the heat-resistant layer 223 is interposed between the positive electrode plate 20 and the base material layer 222. Thereby, the damage of the separator 22 (base material layer 222) when a fine short circuit etc. generate | occur | produce can be suppressed.

また、厚肉部221,221が、発電要素2の巻回中心方向の両端部であって、当該発電要素2の円弧部分を含む全周に亘って形成されることで、セパレータ22の熱収縮を確実に抑制することができる。具体的には、発電要素2における円弧部分は、内外の曲率半径の差によって正極板20及び負極板21の密度が高く、発熱し易い。そのため、発電要素2の円弧部分にあるセパレータ22は、熱の影響を受けて巻回中心方向に収縮する可能性が高い。従って、前記厚肉部221,221が、発電要素2の円弧部分における巻回中心方向の両端部に形成されることで、セパレータ22の熱収縮を確実に抑制することができる。   In addition, the thick wall portions 221 and 221 are formed at both ends in the winding center direction of the power generation element 2 and over the entire circumference including the arc portion of the power generation element 2, so that the thermal contraction of the separator 22 Can be reliably suppressed. Specifically, the arc portion of the power generation element 2 has a high density of the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 due to the difference in curvature radius between the inside and the outside, and easily generates heat. Therefore, the separator 22 in the arc portion of the power generation element 2 is highly likely to contract in the winding center direction due to the influence of heat. Therefore, when the thick portions 221 and 221 are formed at both ends in the winding center direction in the arc portion of the power generation element 2, the thermal contraction of the separator 22 can be reliably suppressed.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更し得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, it can change suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention.

上記実施形態において、蓄電素子の一例としてリチウムイオン電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、蓄電素子は、ナトリウムイオン電池等の他の電池や、キャパシタ(電気二重層キャパシタ等)であってもよい。   In the said embodiment, although the lithium ion battery was demonstrated as an example of an electrical storage element, it is not limited to this. For example, the storage element may be another battery such as a sodium ion battery or a capacitor (such as an electric double layer capacitor).

上記実施形態において、セパレータ22の厚肉部221,221のそれぞれが正極板20側に突出して形成されたが、これに限定されるものではない。例えば、セパレータ22の厚肉部221,221のそれぞれが負極板21側に突出し、第一方向における負極活物質層211の両側に存在するようにしてもよい。また、セパレータ22の厚肉部221,221のそれぞれが正極板20側及び負極板21側に突出し、正極活物質層201の第一方向における両側及び負極活物質層211の第一方向における両側に存在するようにしてもよい。   In the said embodiment, although each of the thick parts 221 and 221 of the separator 22 protruded and formed in the positive electrode plate 20 side, it is not limited to this. For example, each of the thick portions 221 and 221 of the separator 22 may protrude toward the negative electrode plate 21 and be present on both sides of the negative electrode active material layer 211 in the first direction. Further, the thick portions 221 and 221 of the separator 22 protrude toward the positive electrode plate 20 side and the negative electrode plate 21 side, respectively, on both sides in the first direction of the positive electrode active material layer 201 and on both sides in the first direction of the negative electrode active material layer 211. It may be present.

上記実施形態において、厚肉部221,221のそれぞれが正極活物質層201の側端に密接するように配置されたが、これに限定されるものではない。例えば、図4に示す如く、厚肉部221,221のそれぞれが正極活物質層201の側端に係止されることを前提に、厚肉部221,221のそれぞれが収縮特性方向(第一方向)で正極活物質層201に対して隙間をあけて配置されてもよい。   In the above-described embodiment, each of the thick portions 221 and 221 is disposed so as to be in close contact with the side end of the positive electrode active material layer 201, but is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 4, assuming that each of the thick portions 221 and 221 is locked to the side end of the positive electrode active material layer 201, each of the thick portions 221 and 221 has a shrinkage characteristic direction (first In the direction) with respect to the positive electrode active material layer 201.

セパレータ22の厚肉部221,221のそれぞれを負極活物質層211の両側に存在するように形成する場合、セパレータ22の厚肉部221,221のそれぞれを正極活物質層201の両側及び負極活物質層211の両側に存在するように形成する場合も同様である。このように正極活物質層201及び負極活物質層211の少なくとも何れか一方の活物質層に対して厚肉部221,221が隙間を空けて配置されることで、電解液がセパレータ22と極板20,21との間に進入し易くなる。これにより、電池1の性能が良好になる。   When the thick portions 221 and 221 of the separator 22 are formed so as to exist on both sides of the negative electrode active material layer 211, the thick portions 221 and 221 of the separator 22 are formed on both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 201, respectively. The same applies to the case where the material layer 211 is formed so as to exist on both sides. As described above, the thick portions 221 and 221 are arranged with a gap with respect to at least one of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211, so that the electrolytic solution is separated from the separator 22 and the electrode. It becomes easy to enter between the plates 20 and 21. Thereby, the performance of the battery 1 becomes favorable.

上記実施形態において、セパレータ22が基材層222と耐熱層223とを備えたが、これに限定されるものではない。例えば、セパレータ22は、基材層222のみ(多孔性フィルムのみ)で構成されたものであってもよい。但し、この場合のセパレータ22は、成型時に厚肉部221,221が形成される。   In the said embodiment, although the separator 22 was provided with the base material layer 222 and the heat-resistant layer 223, it is not limited to this. For example, the separator 22 may be composed of only the base material layer 222 (only the porous film). However, the separator 22 in this case is formed with thick portions 221 and 221 at the time of molding.

上記実施形態において、厚肉部221,221は、第一方向における正極活物質層201の両側で、セパレータ22における薄肉部220を基準にして放電状態における正極活物質層201の厚みの1%以上突出したが、これに限定されるものではない。例えば、厚肉部221,221は、正極活物質層201又は負極活物質層211の両側で、セパレータ22における薄肉部220を基準にして放電状態における正極活物質層201又は負極活物質層211の厚みの1%未満の突出量で突出してもよい。すなわち、厚肉部221,221は、正極活物質層201及び負極活物質層211の少なくとも何れか一方と係止可能な突出量で形成されればよい。   In the above embodiment, the thick portions 221 and 221 are 1% or more of the thickness of the positive electrode active material layer 201 in the discharge state on both sides of the positive electrode active material layer 201 in the first direction with reference to the thin wall portion 220 in the separator 22. Although protruded, it is not limited to this. For example, the thick portions 221 and 221 are on both sides of the positive electrode active material layer 201 or the negative electrode active material layer 211, on the positive electrode active material layer 201 or the negative electrode active material layer 211 in the discharge state with reference to the thin portion 220 in the separator 22. You may protrude by the protrusion amount of less than 1% of thickness. That is, the thick portions 221 and 221 may be formed with a protruding amount that can be locked with at least one of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211.

また、上記実施形態において、条件式(1)に代入される値として150℃の物性を適用したが、これに限定されるものではない。条件式(1)に代入される値は、電池1に採用される材料の安定性が低下する温度、及びセパレータ22(基材層222)に採用される樹脂の軟化温度に対応した温度での物性を採用すればよい。   Moreover, in the said embodiment, although the physical property of 150 degreeC was applied as a value substituted to conditional expression (1), it is not limited to this. The value substituted into the conditional expression (1) is a temperature corresponding to the temperature at which the stability of the material used for the battery 1 is lowered and the softening temperature of the resin used for the separator 22 (base material layer 222). The physical properties should be adopted.

上記実施形態において、それぞれ帯状をなす正極板20、セパレータ22及び負極板21が巻回された構成の発電要素2を備えた電池1(蓄電素子)について説明したが、発電要素2は、これに限定されるものではない。例えば、それぞれ枚葉状をなす正極板20、セパレータ22及び負極板21が重ね合わされた発電要素2を備えた電池1(蓄電素子)であってもよい。また、正極板20、セパレータ22及び負極板21が円柱状に巻回された構成の発電要素2を備えた電池1(円筒型電池:蓄電素子)であってもよい。円筒型電池の場合、セパレータの幅(本実施形態における第一方向に相当する方向のサイズ)は、同方向における正極板の幅よりも大きく、電池の内容積を低下させない程度の幅に設定されことが好ましい。   In the above embodiment, the battery 1 (power storage element) including the power generating element 2 having the configuration in which the positive electrode plate 20, the separator 22, and the negative electrode plate 21 each having a belt shape are wound has been described. It is not limited. For example, the battery 1 (electric storage element) including the power generation element 2 in which the positive electrode plate 20, the separator 22, and the negative electrode plate 21 each having a single sheet shape are overlaid may be used. Moreover, the battery 1 (cylindrical battery: electrical storage element) provided with the electric power generation element 2 of the structure by which the positive electrode plate 20, the separator 22, and the negative electrode plate 21 were wound by the column shape may be sufficient. In the case of a cylindrical battery, the width of the separator (the size in the direction corresponding to the first direction in the present embodiment) is set to a width that is larger than the width of the positive electrode plate in the same direction and does not decrease the internal volume of the battery. It is preferable.

上記実施形態の発電要素2において、熱収縮性によって収縮しようとする収縮特性方向が第一方向のみのセパレータ22(基材層222)が採用されたが、これに限定されるものではない。例えば、発電要素2において、収縮特性方向が複数方向のセパレータ22(例えば、第一方向に加えて該第一方向と直交する第二方向にも収縮する熱収縮性を有するセパレータ22)が採用されてもよい。   In the power generation element 2 of the above embodiment, the separator 22 (base material layer 222) whose shrinkage characteristic direction to be shrunk due to heat shrinkage is only the first direction is employed, but is not limited thereto. For example, in the power generation element 2, a separator 22 having a plurality of shrinkage characteristics directions (for example, a separator 22 having heat shrinkability that shrinks in a second direction orthogonal to the first direction in addition to the first direction) is employed. May be.

この場合、収縮特性方向(複数の方向)におけるセパレータ22のサイズが、収縮特性方向と対応する方向(複数の方向)における前記正極活物質層201のサイズ及び前記負極活物質層211のサイズよりも大きく設定される。そして、セパレータ22は、収縮特性と対応する方向(複数の方向)における正極活物質層201及び前記負極活物質層211の両側にはみ出るように配置される。そして、セパレータ22は、対応方向(複数の方向)における正極活物質層201及び負極活物質層211の両側にはみ出る部分に、薄肉部220の厚さよりも厚い厚肉部221,221であって、正極板20又は負極板21の少なくとも何れか一方に向けて突出し、対応方向(複数の方向)における正極活物質層201及び負極活物質層211の少なくとも何れか一方の両側に存在する厚肉部221,221を備えればよい。   In this case, the size of the separator 22 in the shrinkage characteristic direction (a plurality of directions) is larger than the size of the positive electrode active material layer 201 and the size of the negative electrode active material layer 211 in the direction (a plurality of directions) corresponding to the shrinkage characteristic direction. It is set large. The separator 22 is disposed so as to protrude from both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in a direction (a plurality of directions) corresponding to the shrinkage characteristics. The separator 22 is thick portions 221 and 221 that are thicker than the thickness of the thin portion 220 at portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in the corresponding direction (a plurality of directions), Thick portions 221 that protrude toward at least one of the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 and exist on both sides of at least one of the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in the corresponding direction (a plurality of directions). , 221 may be provided.

上記実施形態において、帯状のセパレータ22の短手方向の両端部に厚肉部221,221が形成され、該セパレータ22とともに正極板20及び負極板21が巻回されることで、第一方向における発電要素2の両端部の全周に亘って厚肉部221,221が配置されたが、これに限定されるものではない。このようにセパレータ22とともに正極板20及び負極板21が扁平状に巻回される場合、発電要素2の円弧部分にあるセパレータ22に厚肉部221,221を設けるようにしてもよい。すなわち、巻回時に円弧部分になる領域(長手方向に断続的に並ぶ領域)に厚肉部221,221を有するセパレータ22が採用されてもよい。発電要素2における円弧部分は、正極板20及び負極板21の密度の高く、発熱し易い部分である。そのため、発電要素2の円弧部分にあるセパレータ22は、熱の影響を受けて収縮特性方向(巻回中心方向)に収縮する可能性が高い。従って、前記厚肉部221,221が、発電要素2の円弧部分にあるセパレータ22の収縮特性方向の両端部に形成されることで、セパレータ22の熱収縮を確実に抑制することができる。   In the said embodiment, the thick part 221,221 is formed in the both ends of the transversal direction of the strip | belt-shaped separator 22, and the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are wound with this separator 22 in a 1st direction. Although the thick portions 221 and 221 are disposed over the entire circumference of both ends of the power generation element 2, the present invention is not limited to this. Thus, when the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are wound flat together with the separator 22, the thick portions 221 and 221 may be provided on the separator 22 in the arc portion of the power generation element 2. That is, the separator 22 having the thick portions 221 and 221 may be employed in a region that is an arc portion during winding (a region that is intermittently arranged in the longitudinal direction). The arc portion in the power generation element 2 is a portion where the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are high in density and easily generate heat. Therefore, the separator 22 in the arc portion of the power generation element 2 is highly likely to contract in the contraction characteristic direction (winding center direction) due to the influence of heat. Therefore, by forming the thick portions 221 and 221 at both ends in the shrinkage characteristic direction of the separator 22 in the arc portion of the power generating element 2, the thermal contraction of the separator 22 can be reliably suppressed.

上記実施形態において、セパレータ22の基材層222の厚みを均一にする一方で、セパレータ22の耐熱層223の正極板20及び負極板21からはみ出る部分の厚みを正極活物質層201及び負極活物質層211と対向する部分の厚みよりも厚く設定する(はみ出る部分の耐熱層223を隆起させる)ことで、厚肉部221,221が形成されたが、これに限定されるものではない。例えば、セパレータ22の正極活物質層201及び負極活物質層211からはみ出る部分の基材層22の厚みが、該セパレータ22の正極活物質層201及び負極活物質層211と対向する部分の基材層22の厚みよりも厚く設定され、該基材層222上に均一又は略均一な厚みの耐熱層223が形成されてもよい。このようにすることで、上記実施形態と同様に、セパレータ22における正極活物質層201及び負極活物質層211からはみ出た部分に厚肉部221,221が形成される。   In the above embodiment, the thickness of the base material layer 222 of the separator 22 is made uniform, while the thickness of the portion of the heat-resistant layer 223 of the separator 22 that protrudes from the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 is the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material. The thick portions 221 and 221 are formed by setting the thickness to be thicker than the thickness of the portion facing the layer 211 (the protruding heat-resistant layer 223 is raised), but is not limited thereto. For example, the portion of the base material layer 22 that protrudes from the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 of the separator 22 has a thickness that faces the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 of the separator 22. The heat-resistant layer 223 having a thickness that is set to be greater than the thickness of the layer 22 and that is uniform or substantially uniform may be formed on the base material layer 222. By doing in this way, the thick parts 221 and 221 are formed in the part which protruded from the positive electrode active material layer 201 and the negative electrode active material layer 211 in the separator 22 like the said embodiment.

上記実施形態において、セパレータ22に薄肉部220及び厚肉部221,221を形成する方法として、基材層222全面に均一な厚さに形成された耐熱層223を正極活物質層201のサイズに応じた範囲で圧縮成型する(プレス)するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、正極板20、負極板21、及びセパレータ22が積層された状態で巻回されるに当たり、これらに張力を作用させつつ巻回し、セパレータ22を正極板20又は負極板21の何れか一方で圧迫する(セパレータ22に正極板20又は負極板21の何れか一方を押し付ける)ようにしてもよい。このようにすれば、セパレータ22における正極板20又は負極晩21の何れか一方によって圧迫された領域が薄肉部220となり、圧迫されていない領域が厚肉部221,221となる。   In the above embodiment, as a method of forming the thin portion 220 and the thick portions 221 and 221 on the separator 22, the heat resistant layer 223 formed to have a uniform thickness on the entire surface of the base material layer 222 is formed to the size of the positive electrode active material layer 201. Although compression-molding (pressing) is performed in a range corresponding thereto, the present invention is not limited to this. For example, when the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 are wound in a stacked state, the separator 22 is wound with either the positive electrode plate 20 or the negative electrode plate 21 while being tensioned. You may make it press (press either the positive electrode plate 20 or the negative electrode plate 21 against the separator 22). In this way, the region pressed by either the positive electrode plate 20 or the negative electrode night 21 in the separator 22 becomes the thin portion 220, and the unpressed region becomes the thick portions 221, 221.

この場合、薄肉部220と厚肉部221,221との厚みの差(段差)を所望する値にするに当たり、正極板20、負極板21、及びセパレータ22に対する張力は任意に設定可能である。但し、正極板20、負極板21、及びセパレータ22に対する張力が極端に小さすぎると、巻きずれの原因となり、正極板20、負極板21、及びセパレータ22に対する張力が極端に大きすぎると、正極板20や、負極板21、セパレータ22の破断の原因となる。そのため、正極板20、負極板21、及びセパレータ22に対する張力は、セパレータ22の第一方向の長さを基準に単位長さあたり20〜300gf/cm程度にすればよい。   In this case, the tension on the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 can be arbitrarily set when the difference in thickness (step) between the thin portion 220 and the thick portions 221 and 221 is set to a desired value. However, if the tension on the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 is too small, it causes a winding shift, and if the tension on the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 is extremely large, the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 are broken. Therefore, the tension on the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 may be about 20 to 300 gf / cm per unit length based on the length of the separator 22 in the first direction.

また、セパレータ22に薄肉部220及び厚肉部221,221を形成する方法として、正極板20、負極板21、及びセパレータ22が積層された状態で巻回された後に、巻回状態にある正極板20、負極板21、及びセパレータ22を全的的にプレス(径方向にプレス)する方法を採用してもよい。このようにすれば、セパレータ22に正極板20及び負極板21が押し当てられる。従って、セパレータ22における正極板20及び負極板21の押し当てられた領域が薄肉部220となり、それ以外の領域が厚肉部221となる。   In addition, as a method of forming the thin portion 220 and the thick portions 221 and 221 on the separator 22, the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 are wound in a stacked state, and then in a wound state. You may employ | adopt the method of pressing the board 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 completely (pressing to radial direction). In this way, the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are pressed against the separator 22. Therefore, the area where the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are pressed in the separator 22 becomes the thin portion 220, and the other area becomes the thick portion 221.

また、別の方法として、正極板20、負極板21、及びセパレータ22が積層された状態で巻回された後にケース4に収容して単一の蓄電素子1を形成した後、該蓄電素子1(ケース4)を圧迫する方法を採用することもできる。このようにすれば、ケース4の圧迫によって正極板20及び負極板21がセパレータ22に押し当てられる。従って、セパレータ22における正極板20及び負極板21の押し当てられた領域が薄肉部220となり、それ以外の領域が厚肉部221となる。   As another method, after the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 21, and the separator 22 are wound in a stacked state, they are housed in the case 4 to form a single power storage element 1, and then the power storage element 1 A method of pressing (Case 4) can also be adopted. In this way, the positive plate 20 and the negative plate 21 are pressed against the separator 22 by the compression of the case 4. Therefore, the area where the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 21 are pressed in the separator 22 becomes the thin portion 220, and the other area becomes the thick portion 221.

1…リチウムイオン電池(蓄電素子)、2…発電要素、3…集電体(正極用集電体,負極用集電体)、4…ケース、5…外部端子(正極用外部端子,負極用外部端子)、6…内部ガスケット(正極用内部ガスケット,負極用内部ガスケット)、7…外部ガスケット(正極用外部ガスケット,負極用外部ガスケット)、8…接続杆(正極用接続杆,負極用接続杆)、9…軸状部材(正極用軸状部材,負極用軸状部材)、20…正極板、21…負極板、22…セパレータ、23…正極リード部、24…負極リード部、30…固定用片部、31…発電要素接続部、32…クリップ部材、40…ケース本体、41…蓋体、50…端子部、51…回止部、60…貫通穴、61…筒状部、70…貫通穴、71…凹部、80…第一穴、81…第二穴、200…正極基層、201…正極活物質層、202…基層露出部、210…負極基層、211…負極活物質層、212…基層露出部、220…薄肉部、221…厚肉部、222…基材層、223…耐熱層、300…貫通穴、400…開口部、410…貫通穴(正極用貫通穴、負極用貫通穴)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lithium ion battery (electric storage element), 2 ... Power generation element, 3 ... Current collector (current collector for positive electrode, current collector for negative electrode), 4 ... Case, 5 ... External terminal (external terminal for positive electrode, for negative electrode) External terminal), 6 ... Internal gasket (Positive electrode internal gasket, Negative electrode internal gasket), 7 ... External gasket (Positive electrode external gasket, Negative electrode external gasket), 8 ... Connection 杆 (Positive electrode connection 杆, Negative electrode connection 杆) ), 9... Shaft member (shaft member for positive electrode, shaft member for negative electrode), 20... Positive electrode plate, 21... Negative electrode plate, 22. Piece part 31 ... Power generation element connection part 32 ... Clip member 40 ... Case body 41 ... Cover body 50 ... Terminal part 51 ... Rotation part 60 ... Through hole 61 ... Cylindrical part 70 ... Through hole, 71 ... concave portion, 80 ... first hole, 81 ... second hole, 200 Positive electrode base layer, 201 ... positive electrode active material layer, 202 ... base layer exposed portion, 210 ... negative electrode base layer, 211 ... negative electrode active material layer, 212 ... base layer exposed portion, 220 ... thin wall portion, 221 ... thick wall portion, 222 ... base material layer 223 ... heat-resistant layer, 300 ... through hole, 400 ... opening, 410 ... through hole (through hole for positive electrode, through hole for negative electrode)

Claims (8)

導電性を有する正極基層と、該正極基層上に形成された正極活物質層とを含む正極板と、
導電性を有する負極基層と、該負極基層上に形成された負極活物質層とを含む負極板であって、前記負極活物質層を前記正極活物質層に向けた状態で前記正極板に重ね合わされた負極板と、
電気絶縁性及び熱収縮性を有するセパレータであって、前記正極板と前記負極板との重なる領域の全域に存在するように、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、を有する発電要素を備え、
前記セパレータのサイズが、前記正極活物質層のサイズ及び前記負極活物質層のサイズよりも大きく設定され、
前記セパレータは、
微多孔性フィルムで構成された基材層と該基材層上に形成された耐熱層とを含み、
前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出るように配置され、
前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部に前記正極活物質層及び前記負極活物質層と対向する部分の厚さよりも厚い厚肉部を備え、
前記耐熱層は、前記基材層の両面のうちの少なくとも何れか一方の面上に形成され、
前記厚肉部のそれぞれは、前記セパレータが熱収縮しようとしたときに前記耐熱層と対向している前記正極活物質層及び前記負極活物質層の少なくとも一方に係止される突出量となるように前記耐熱層が隆起して形成され、これにより前記正極板側及び前記負極板側のうちの少なくとも何れか一方の極板側に向けて突出することで、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層の両側に存在する
蓄電素子。
A positive electrode plate including a positive electrode base layer having conductivity and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode base layer;
A negative electrode plate comprising a negative electrode base layer having conductivity and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode base layer, wherein the negative electrode active material layer is superimposed on the positive electrode plate in a state of facing the positive electrode active material layer Negative electrode plate,
A separator having electrical insulation properties and heat shrinkability, the separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate so as to exist in the entire region where the positive electrode plate and the negative electrode plate overlap; A power generation element having
The size of the separator is set larger than the size of the positive electrode active material layer and the size of the negative electrode active material layer,
The separator is
Including a base layer composed of a microporous film and a heat-resistant layer formed on the base layer;
Arranged so as to protrude on both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
At least a part of each of the portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer includes a thick portion thicker than the thickness of the portion facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
The heat-resistant layer is formed on at least one of both surfaces of the base material layer,
Each of the thick-walled portions has a protruding amount that is locked to at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer facing the heat resistant layer when the separator attempts to thermally shrink. The heat-resistant layer is formed so as to protrude and thereby protrude toward at least one of the positive electrode plate side and the negative electrode plate side, whereby the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are projected. A power storage element present on both sides of at least one of the material layers.
前記活物質層の両側に存在する厚肉部の間隔は、前記活物質層から前記セパレータがはみ出る方向における前記活物質層のサイズ以上に設定される
請求項1に記載の蓄電素子。
The electric storage element according to claim 1, wherein an interval between the thick portions existing on both sides of the active material layer is set to be equal to or larger than a size of the active material layer in a direction in which the separator protrudes from the active material layer.
前記熱収縮性によって収縮しようとする収縮特性方向における前記セパレータのサイズが、前記収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層のサイズ及び前記負極活物質層のサイズよりも大きく設定され、
前記セパレータは、
前記収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出るように配置されるとともに、
前記収縮特性方向と対応する方向における前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部に前記厚肉部を備え、
該厚肉部のそれぞれは、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層における前記収縮特性方向と対応する方向の両側に存在する
請求項1又は2に記載の蓄電素子。
The size of the separator in the shrinkage characteristic direction to shrink by the heat shrinkability is set larger than the size of the positive electrode active material layer and the size of the negative electrode active material layer in the direction corresponding to the shrinkage characteristic direction,
The separator is
The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in a direction corresponding to the shrinkage characteristic direction are disposed so as to protrude from both sides, and
The thick portion is provided in at least a part of each of the portions protruding on both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in a direction corresponding to the shrinkage characteristic direction,
3. Each of the thick portions is present on both sides in a direction corresponding to the shrinkage characteristic direction in at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The electricity storage device described.
前記耐熱層は、前記基材層の両面のうちの前記正極板側の面上に設けられる請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蓄電素子。   4. The power storage device according to claim 1, wherein the heat resistant layer is provided on a surface on the positive electrode plate side of both surfaces of the base material layer. 5. 前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層と、該活物質層の両側に存在する厚肉部のそれぞれとの間に隙間が形成されている
請求項1乃至4の何れか1項に記載の蓄電素子。
A gap is formed between at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and each of the thick portions existing on both sides of the active material layer. 5. The electricity storage device according to any one of 1 to 4.
前記耐熱層は、無機フィラーを含む
請求項1乃至5の何れか1項に記載の蓄電素子。
The power storage device according to claim 1, wherein the heat-resistant layer includes an inorganic filler.
前記正極基層及び前記負極基層のうちの少なくとも何れか一方の基層は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層から前記セパレータのはみ出る方向において、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの対応する活物質層より大きい
請求項1乃至6の何れか1項に記載の蓄電素子。
At least one of the positive electrode base layer and the negative electrode base layer is formed of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in a direction in which the separator protrudes from the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The power storage element according to claim 1, wherein the power storage element is larger than a corresponding active material layer.
導電性を有する正極基層と、該正極基層上に形成された正極活物質層とを含む正極板と、
導電性を有する負極基層と、該負極基層上に形成された負極活物質層とを含む負極板であって、前記負極活物質層を前記正極活物質層に向けた状態で前記正極板に重ね合わされた負極板と、
電気絶縁性を有し、且つ微多孔性フィルムで構成された基材層と該基材層上に形成された耐熱層とを含むセパレータであって、前記正極板と前記負極板との重なる領域の全域に存在し且つ前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出るように該正極板と該負極板との間に配置されたセパレータと、を有する発電要素を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記セパレータにおける前記正極活物質層及び前記負極活物質層と対向する部分がプレスされることによって、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の両側にはみ出る部分のそれぞれの少なくとも一部において、前記正極活物質層及び前記負極活物質層と対向する部分の厚さよりも厚い厚肉部であって、前記セパレータが前記正極板と前記負極板との間に配置された状態において該正極板側及び該負極板側のうちの少なくとも何れか一方の極板側に向けて突出することにより前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層の両側に存在する厚肉部が形成されること、を備え、
前記厚肉部のそれぞれは、前記セパレータが熱収縮しようとしたときに前記耐熱層と対向している前記正極活物質層及び前記負極活物質層の少なくとも一方に係止される突出量となるように前記耐熱層が隆起して形成され、これにより前記正極板側及び前記負極板側のうちの少なくとも何れか一方の極板側に向けて突出することで、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のうちの少なくとも何れか一方の活物質層の両側に存在する
蓄電素子の製造方法。
A positive electrode plate including a positive electrode base layer having conductivity and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode base layer;
A negative electrode plate comprising a negative electrode base layer having conductivity and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode base layer, wherein the negative electrode active material layer is superimposed on the positive electrode plate in a state of facing the positive electrode active material layer Negative electrode plate,
Possess electrical insulating properties, and a separator comprising a microporous substrate layer composed of a film and the substrate layer a heat-resistant layer formed on the overlap of the positive electrode plate and the negative electrode plate area And a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate so as to protrude from both sides of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. A method,
In the separator, at least a part of each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer protruding on both sides by pressing a portion facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, the A thick portion thicker than the thickness of the portion facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, wherein the separator is disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate; Thickness existing on both sides of at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer by projecting toward at least one of the negative electrode plate sides A meat part is formed,
Each of the thick-walled portions has a protruding amount that is locked to at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer facing the heat resistant layer when the separator attempts to thermally shrink. The heat-resistant layer is formed so as to protrude and thereby protrude toward at least one of the positive electrode plate side and the negative electrode plate side, whereby the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are projected. A method for manufacturing a power storage element that is present on both sides of at least one of the material layers.
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