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WO2018163293A1 - 二次電池 - Google Patents

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Publication number
WO2018163293A1
WO2018163293A1 PCT/JP2017/009062 JP2017009062W WO2018163293A1 WO 2018163293 A1 WO2018163293 A1 WO 2018163293A1 JP 2017009062 W JP2017009062 W JP 2017009062W WO 2018163293 A1 WO2018163293 A1 WO 2018163293A1
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WO
WIPO (PCT)
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negative electrode
contact
active material
adhesive
material layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/009062
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸子 神谷
成岡　慶紀
荻原　航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP17899846.4A priority patent/EP3595074B1/en
Priority to ES17899846T priority patent/ES2978292T3/es
Priority to KR1020197023312A priority patent/KR20190099337A/ko
Priority to US16/483,591 priority patent/US11342640B2/en
Priority to CN201780088144.9A priority patent/CN110419136B/zh
Priority to PCT/JP2017/009062 priority patent/WO2018163293A1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • the secondary battery has a battery body portion and a binding portion.
  • the battery main body has a plurality of power generation elements stacked.
  • the power generation element includes a positive electrode having a positive electrode current collector having a positive electrode active material layer disposed on a surface thereof, an electrolyte layer holding an electrolyte, and a negative electrode having a negative electrode current collector having a negative electrode active material layer disposed on a surface thereof, Have The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are opposed to each other with the electrolyte layer interposed therebetween.
  • the constraining part is composed of an adhesive tape provided to prevent displacement of the constituent material of the battery body part (see, for example, Patent Document 1).
  • the adhesive tape extends from one of the outermost layers of the battery main body in the stacking direction of the power generation element to the other outermost layer of the battery main body via the side of the battery main body, and one of the outermost layers of the battery main body. And the binding power is given to the other.
  • negative electrode active materials containing silicon have been applied to negative electrode active material layers for the purpose of increasing battery capacity.
  • silicon has the property that the volume changes greatly due to charging / discharging of the secondary battery, and the expansion and contraction in the plane direction intersecting the stacking direction of the power generation elements is large. Therefore, a problem arises in the negative electrode current collector located in at least one of the outermost layers of the battery main body.
  • the expansion and contraction of the contact area of the negative electrode current collector in contact with the adhesive tape is restricted, the expansion and contraction is significantly different between the contact area and the non-contact area. Therefore, there is a possibility that the negative electrode current collector is torn at the boundary between the contact region and the non-contact region (around the contact region).
  • the local tearing of the negative electrode current collector may decrease the battery output and / or the battery capacity, and may grow due to repeated charging and discharging of the secondary battery, which may deteriorate the cycle characteristics (lifetime). .
  • the present invention has been made in order to solve the problems associated with the above-described prior art, and provides a secondary battery capable of suppressing the tearing of the negative electrode current collector caused by the expansion and contraction of the negative electrode active material layer containing silicon.
  • the purpose is to do.
  • the present invention provides a secondary body having a battery body portion having a plurality of stacked power generation elements, and a binding portion for binding the battery body portion in the stacking direction of the power generation elements.
  • the battery is a battery
  • the first contact part of the constraining part that imparts a constraining force to one surface of the outermost layer of the battery main body part is generated at the boundary between the contact region and the non-contact region of the first contact part.
  • the stress is configured to be less than the breaking strength of the negative electrode current collector, and the stress is based on the binding force and the expansion and contraction of the negative electrode due to the volume change of the negative electrode active material layer due to charge and discharge.
  • the stress generated at the boundary between the contact region and the non-contact region of the first contact portion is configured to be less than the breaking strength of the negative electrode current collector, and the stress is relieved.
  • the tearing of the negative electrode current collector at the boundary between the contact area and the non-contact area (around the contact area) is suppressed. That is, it is possible to provide a secondary battery that can suppress the tearing of the negative electrode current collector caused by the expansion and contraction of the negative electrode active material layer containing silicon.
  • FIG. 1st contact part 1st contact part
  • FIG. 1st contact part 1st contact part
  • FIG. 1st contact part 1st contact part
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a secondary battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery shown in FIG.
  • the secondary battery 10 is a non-bipolar lithium ion secondary battery, and includes a negative electrode tab 12, a positive electrode tab 14, and an outer package 16, as shown in FIG.
  • the secondary battery 10 is formed into an assembled battery and used as a power supply device for a vehicle.
  • the vehicle is, for example, an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.
  • the negative electrode tab 12 and the positive electrode tab 14 are electrode terminals made of a highly conductive member, extend from the inside of the exterior body 16 to the outside, and are used to draw out current.
  • the negative electrode tab 12 and the positive electrode tab 14 are preferably covered with, for example, a heat-resistant insulating heat-shrinkable tube to reliably prevent electrical contact with peripheral devices and wiring.
  • the battery body portion 20 and the binding portion 80 are disposed inside the exterior body 16 and is used to prevent external impacts and environmental degradation.
  • the exterior body 16 is formed by joining part or all of the outer peripheral portion of the sheet material. The joining method is, for example, heat fusion.
  • the battery body 20 has a plurality of power generation elements (unit cells) 22.
  • the power generation elements 22 are stacked and electrically connected in parallel.
  • the binding portion 80 (not shown) is used for binding the battery main body portion 20 with respect to the stacking direction S of the power generation elements 22 as described later.
  • the highly conductive members constituting the negative electrode tab 12 and the positive electrode tab 14 are, for example, aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel, and alloys thereof.
  • the sheet material constituting the exterior body 16 is preferably composed of a polymer-metal composite laminate film from the viewpoint of weight reduction and thermal conductivity.
  • the polymer is, for example, a thermoplastic resin material such as polypropylene or polyethylene.
  • the metal is, for example, aluminum, stainless steel, nickel, copper or the like (including an alloy).
  • the exterior body 16 is not limited to the form comprised by a pair of laminate film (sheet material), For example, it is also possible to apply the laminate film previously formed in the bag shape.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the battery body and the power generation element shown in FIG.
  • the battery body 20 has a negative electrode 30, a separator 50, and a positive electrode 60, as shown in FIG.
  • the negative electrode 30 has a negative electrode current collector 32 and a substantially rectangular negative electrode active material layer 34.
  • the negative electrode active material layers 34 are disposed on both surfaces of the negative electrode current collector 32 in the stacking direction S. That is, the negative electrode current collector 32 is shared by the adjacent negative electrodes 30.
  • the negative electrode current collector 32 is made of a copper foil having a thickness of about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example.
  • the negative electrode active material layer 34 contains a negative electrode active material and an additive, and has a thickness of about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example.
  • the negative electrode active material has a composition that can desorb lithium ions during discharge and occlude lithium ions during charging.
  • Additives are binders and conductive aids.
  • the binder is added for the purpose of maintaining the negative electrode structure, and has a function of binding constituent materials of the negative electrode active material layer 34 and a function of binding the negative electrode active material layer 34 to the negative electrode current collector 32.
  • the binder is composed of, for example, carboxymethylcellulose (CMC) and styrene-butadiene rubber (SBR).
  • the conductive auxiliary agent is composed of a carbon material having good conductivity, and is blended in order to improve the conductivity of the negative electrode active material layer 34.
  • the carbon material is acetylene black.
  • the negative electrode active material includes a silicon-based material. Silicon has a better ability to occlude lithium ions per unit volume than graphite and can increase the capacity of a secondary battery.
  • a negative electrode active material containing silicon having high expandability is used. Easy to apply.
  • the positive electrode 60 has a positive electrode current collector 62 and a substantially rectangular positive electrode active material layer 64.
  • the positive electrode active material layers 64 are disposed on both surfaces of the positive electrode current collector 62 in the stacking direction S. That is, the positive electrode current collector 62 is shared by the adjacent positive electrodes 60.
  • the positive electrode current collector 62 has a thickness of about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example.
  • the constituent material of the positive electrode current collector 62 is the same as the constituent material of the negative electrode current collector 32.
  • the positive electrode active material layer 64 contains a positive electrode active material and an additive, and has a thickness of about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example.
  • the positive electrode active material has a composition capable of releasing lithium ions during charging and occluding lithium ions during discharging.
  • the positive electrode active material is, for example, LiNiCoAlO 2 .
  • Additives are binders and conductive aids.
  • the binder is added for the purpose of maintaining the positive electrode structure, and has a function of binding the constituent materials of the positive electrode active material layer 64 and a function of binding the positive electrode active material layer 64 to the positive electrode current collector 62.
  • the binder is, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF).
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • the conductive auxiliary agent is blended to improve the conductivity of the positive electrode active material layer 64 and is the same as the conductive auxiliary agent of the negative electrode 30.
  • the separator 50 is, for example, a substantially rectangular microporous (microporous film) sheet formed of polypropylene having a thickness of about 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the separator 50 is disposed between the negative electrode active material layer 34 and the positive electrode active material layer 64, and the negative electrode active material layer 34 and the positive electrode active material layer 64 are opposed to each other with the separator 50 interposed therebetween.
  • the separator 50 is impregnated with an electrolyte and constitutes an electrolyte layer that holds the electrolyte.
  • the electrolyte is, for example, a liquid electrolyte. That is, the separator 50 has a function of ensuring the conductivity of lithium ions (carrier ions) between the positive electrode 60 and the negative electrode 30 and a function as a partition wall between the positive electrode 60 and the negative electrode 30.
  • the power generation element 22 includes a negative electrode current collector 32, a negative electrode active material layer 34, a separator 50, a positive electrode active material layer 64, and a positive electrode current collector 62.
  • the area of the negative electrode active material layer 34 is configured to be larger than the area of the positive electrode active material layer 64. Therefore, even if the positive electrode active material layer 64 is displaced relative to the negative electrode active material layer 34, a decrease in the facing area between the negative electrode active material layer 34 and the positive electrode active material layer 64 is suppressed. . Therefore, the fluctuation of the power generation capacity due to the decrease in the facing area is prevented.
  • the configurations of the negative electrode current collector, the positive electrode current collector, the silicon-based material of the negative electrode active material, the negative electrode binder, the positive electrode active material, the positive electrode binder, the conductive auxiliary agent, the separator, and the electrolyte will be sequentially described.
  • the constituent material of the negative electrode current collector and the positive electrode current collector is not limited to copper, and other metals and conductive resins can be applied.
  • the other metal is, for example, aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum, or a plating material of a combination of these metals.
  • the conductive resin is, for example, a conductive polymer material, a conductive polymer material to which a conductive filler is added, or a non-conductive polymer material to which a conductive filler is added.
  • the silicon-based material of the negative electrode active material is, for example, silicon metal (Si simple substance), silicon alloy, silicon oxide, silicon compound, or silicon semiconductor.
  • Silicon alloys include metals that alloy with silicon, such as aluminum, tin, zinc, nickel, copper, titanium, vanadium, magnesium, and lithium.
  • the silicon alloy is preferably a ternary alloy or more such as a Si—Sn—Ti alloy.
  • the silicon oxide is SiO 2 , SiO, SiOx or the like.
  • SiOx is a mixture of amorphous SiO 2 particles and Si particles (x represents the number of oxygen satisfying the valence of Si).
  • the silicon compound contains, for example, at least one component selected from the group consisting of lithium, carbon, aluminum, tin, zinc, nickel, copper, titanium, vanadium, and magnesium.
  • the negative electrode active material is not limited to a form containing one silicon-based material alone.
  • the negative electrode binder is not limited to a form containing styrene-butadiene rubber (SBR) and carboxymethylcellulose (CMC).
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CMC carboxymethylcellulose
  • a negative electrode binder can also be used individually by 1 type or in combination of 3 or more types as needed.
  • the positive electrode active material is not limited to a form containing LiNiCoAlO 2 , and for example, LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiNiMnCoO 2 , LiFePO 4, or the like can be appropriately applied.
  • the positive electrode binder is not limited to a form composed of polyvinylidene fluoride (PVdF).
  • the conductive auxiliary agent is not limited to a form composed of acetylene black.
  • carbon powder other than acetylene black carbon fiber such as vapor grown carbon fiber (VGCF; registered trademark), expanded graphite, and the like can be applied.
  • VGCF vapor grown carbon fiber
  • the microporous sheet constituting the separator is not limited to a form formed from polypropylene.
  • the microporous sheet can be formed from polyolefins other than polypropylene such as polyethylene, laminates of a plurality of polyolefins, polyimide, aramid, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP), glass fibers, etc. It is.
  • a separator can also be comprised from a nonwoven fabric sheet.
  • the nonwoven fabric sheet is made of, for example, cotton, rayon, acetate, nylon (registered trademark), polyester, polyolefin such as polyethylene or polypropylene, polyimide, aramid, or the like.
  • the liquid electrolyte held in the separator has a solvent and a lithium salt that is a supporting salt dissolved in the solvent.
  • Lithium salt is, for example, Li (CF 3 SO 2) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2) 2 N, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiClO 4, LiCF 3 SO 3.
  • the solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and methyl propyl. Carbonate (MPC).
  • the electrolyte retained by the separator is not limited to a liquid electrolyte.
  • the separator can hold a gel polymer electrolyte.
  • the gel polymer electrolyte is composed of a matrix polymer (host polymer) into which a liquid electrolyte is injected.
  • the matrix polymer is an ion conductive polymer.
  • the ion conductive polymer is, for example, polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), and a copolymer thereof.
  • 4 and 5 are plan views for explaining the negative electrode and the positive electrode shown in FIG.
  • the negative electrode current collector 32 of the negative electrode 30 has an active material region 40 and an inactive material region 46 as shown in FIG.
  • the active material region 40 is a region where the negative electrode active material layer 34 is disposed on the surface, and has a facing portion 42 and a non-facing portion 44.
  • the facing portion 42 is a region facing the positive electrode active material layer 64 through the separator 50, and the non-facing portion 44 is located on the outer periphery of the facing portion 42 (so as to surround the facing portion 42) and is a positive electrode active material layer 64 is a region that does not face 64 (see FIG. 3).
  • the non-active material region 46 protrudes from one side 41 of the substantially rectangular active material region 40 and is joined (fixed) to the negative electrode tab 12 for drawing current toward the outside.
  • the positive electrode current collector 62 of the positive electrode 60 has an active material region 70 and an inactive material region 76 as shown in FIG.
  • the active material region 70 is a region where the positive electrode active material layer 64 is disposed on the surface, and is a facing portion 72 that faces the negative electrode active material layer 34 with the separator 50 interposed therebetween.
  • the non-active material region 76 protrudes from one side 71 of the substantially rectangular active material region 70 and is joined (fixed) to the positive electrode tab 14 for drawing current toward the outside.
  • the inactive material region 76 is positioned in the stacking direction S so as not to overlap with the inactive material region 46 of the negative electrode current collector 32.
  • ultrasonic welding or resistance welding is applied to the bonding between the inactive material region 46 of the negative electrode 30 and the negative electrode tab 12 and the bonding between the non-active material region 76 of the positive electrode 60 and the positive electrode tab 14.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a binding portion for binding the battery main body portion.
  • the binding portion 80 has a substantially U-shaped cross section, includes a first contact portion 81, a second contact portion 88, and a connection portion 89. Used to bind.
  • secondary battery 10 has four binding portions 80 arranged along the periphery of battery main body portion 20.
  • positioning part 80 and an arrangement position are not limited to the said structure.
  • the first contact part 81 and the second contact part 88 are used for applying a binding force to one and the other outermost layers of the battery body part 20 in the stacking direction S.
  • the binding force is based on the adhesive force generated by the adhesive layer 92.
  • the negative electrode current collector 32 is located on one and the other outermost layers of the battery body 20. Accordingly, the first contact portion 81 and the second contact portion 88 impart a binding force to the negative electrode current collector 32 positioned on one and the other outermost layers of the battery main body portion 20.
  • one and the other outermost layers of the battery main body 20 may be the negative electrode active material layer 34 disposed on the surface of the negative electrode current collector 32, but as an example, in the following examples, the battery main body 20 A case where one and the other of the outermost layers are the negative electrode current collector 32 will be described as an example.
  • the connecting portion 89 extends along the stacking direction S to the side of the battery main body portion 20 and connects the first contact portion 81 and the second contact portion 88.
  • the constrained portion 80 is formed of a pressure-sensitive adhesive film having a base material layer 90 and an adhesive layer 92 supported by the base material layer 90.
  • the adhesive film is, for example, a Kapton (registered trademark) tape.
  • the base material layer 90 is composed of a polyimide film or the like.
  • the adhesive layer 92 is made of a silicon adhesive, an acrylic adhesive, or the like.
  • the pressure-sensitive adhesive film constituting the connecting portion 89 does not have the adhesive layer 92, but may be configured to have the adhesive layer 92 as necessary.
  • the first contact portion 81 will be described in detail. Since the second contact portion 88 has the same configuration as that of the first contact portion 81, the description thereof will be omitted below in order to avoid duplication.
  • FIG. 7 is a plan view for explaining the first contact portion shown in FIG. 6,
  • FIG. 8 is a plan view for explaining the negative electrode current collector to which a binding force is applied by the first contact portion, and
  • FIG. These are the enlarged views for demonstrating the slit shown by FIG.
  • the contact region 33 ⁇ / b> A is a region where the first contact portion 81 is in contact with the outermost layer surface of the battery body 20 (in this embodiment, the negative electrode current collector 32).
  • the non-contact area 33B is an area where the first contact portion 81 is not in contact.
  • the stress is based on the binding force of the first contact portion 81 and the expansion and contraction of the negative electrode 30 due to the volume change of the negative electrode active material layer due to charge and discharge.
  • the first contact portion 81 is substantially rectangular and includes an end surface 82, a base portion 83, an end surface 82, side surfaces 84 and 85, and a slit 86.
  • the base portion 83 is connected to a connection portion 89 that extends the side of the battery main body portion 20.
  • the end surface 82 is a tip located on the opposite side of the base 83 and is positioned so as to face the facing portion 42.
  • the side surfaces 84 and 85 connect the end surface 82 and the base portion 83.
  • the slit 86 extends from the end surface 82 toward the base portion 83 and reaches at least a position facing the boundary B ⁇ b> 2 between the facing portion 42 and the non-facing portion 44. Slits 86, by stretching along the end face 82 (the extending direction of the end face 82), the stress generated in the B 1 (surrounding the contact region 33A) boundaries, are dispersed (to relax).
  • the first contact portion 81 by configuring the first contact portion 81 to stretch in response to the expansion and contraction of the negative electrode 30, the stress generated in the B 1 (surrounding the contact region 33A) boundary, less than the breaking strength of the negative electrode current collector 32 It is said.
  • the formation method of the slit 86 is not particularly limited, and for example, a cutter can be used.
  • FIG. 10 is a plan view for explaining the first modification according to the embodiment of the present invention.
  • the binding portion 80 can also include a first contact portion 81A shown in FIG.
  • the first contact portion 81A includes a slit 87A extending from the side surface 84 toward the side surface 85 and a slit 87B extending from the side surface 85 toward the side surface 84.
  • Slits 87A, 87B by (extending in the direction of the side surfaces 84, 85) stretching along the side 84 and 85, the stress generated in the B 1 (surrounding the contact region 33A) boundaries, are dispersed (to relax) .
  • FIG. 11 is a plan view for explaining the modification 2 according to the embodiment of the present invention.
  • the binding part 80 can also have the 1st contact part 81B shown by FIG.
  • the first contact portion 81B does not have the slit 86 extending from the end surface 82 toward the base portion 83, and the slit 87A extending from the side surface 84 toward the side surface 85 and the slit extending from the side surface 85 toward the side surface 84. 87B.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a third modification according to the embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 10 can also have a binding portion 80C shown in FIG.
  • the constraining part 80C is made of an adhesive material having elasticity that can follow the expansion and contraction of the negative electrode 30, and the first contact part 81C, the second contact part 88C, and the connection part 89C are integrated.
  • the binding force of the first contact portion 81C is based on the adhesive force generated by the adhesive.
  • the adhesive material is an adhesive rubber material such as styrene-butadiene rubber (SBR), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyimide, polyacrylic acid or the like.
  • the expansion and contraction of the first contact portion 81C itself, stress generated in the B 1 (surrounding the contact region 33A) boundaries, are dispersed (to relax). That is, in the actual use environment of the battery 10, so that stress generated at the boundary B 1 by expansion and contraction of the negative electrode 30 is less than the breaking strength of the negative electrode current collector 32, elastic adhesive material (Young's modulus) Adjust in advance.
  • the constrained portion 80C can be formed by, for example, applying a liquid adhesive material to a predetermined region and then curing it.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a fourth modification according to the embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 10 can also have a binding portion 80D shown in FIG.
  • the binding portion 80D is formed of an adhesive film having a base material layer 90D and an adhesive layer 92D supported by the base material layer 90D, and includes a first contact portion 81D, a second contact portion 88D, and a connection portion 89D. Are integrated.
  • the binding force of the first contact portion 81D is based on the adhesive force generated by the adhesive layer 92D.
  • the adhesive layer 92 ⁇ / b> D is made of a stretchable adhesive that can follow the expansion and contraction of the negative electrode 30, as in the third modification. That is, the first contact portion 81D corresponds to the configuration that combines the base layer 90D to the first contact portion 81C, by expansion and contraction of the adhesive layer 92D itself, occur in B 1 (surrounding the contact region 33A) boundary The stress to be distributed is dispersed (relaxed).
  • FIG. 14 and FIG. 15 are a cross-sectional view and a plan view for explaining the modified example 5 according to the embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 10 can also have a binding portion 80E shown in FIG.
  • the binding portion 80E is formed of an adhesive film having a base material layer 90 and an adhesive layer 92E, and the first contact portion 81E, the second contact portion 88E, and the connection portion 89 are integrated.
  • the adhesive layer 92 ⁇ / b> E is composed of an adhesive 93 that is intermittently disposed on the base material layer 90.
  • the binding force of the first contact portion 81E is based on the adhesive force generated by the adhesive 93 (adhesive layer 92E).
  • the adhesive force generated by the adhesive layer 92E is set so as to be less than the breaking strength of the negative electrode current collector 32 by adjusting the arrangement configuration of the adhesive 93. Accordingly, the first contact portion 81E is the stress generated in the B 1 (surrounding the contact region 33A) boundary (alleviating) are dispersed. That is, the stress can be made less than the breaking strength of the negative electrode current collector 32.
  • the configuration for setting the adhesive force generated by the adhesive layer 92E is not particularly limited to the above configuration.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a modified example 6 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining the battery main body portion and the power generation element shown in FIG. 16, and
  • FIG. It is sectional drawing for demonstrating the binding part for binding a battery main-body part.
  • the binding part 80 can also be applied to the battery body 20F of the secondary battery 10F shown in FIG.
  • the description is abbreviate
  • the secondary battery 10F is a bipolar lithium ion secondary battery, and includes a negative electrode tab 12F, a positive electrode tab 14F, and an exterior body 16.
  • the exterior body 16 includes a battery body 20F, a binding portion 80 (see FIG. 18), and a seal portion (not shown).
  • the negative electrode tab 12F and the positive electrode tab 14F are disposed outside the battery body 20F, and are configured to cover at least the entire electrode projection surface.
  • the battery body 20F includes a negative electrode active material layer 34, a separator 50, a positive electrode active material layer 64, and a current collector 96, as shown in FIG.
  • the negative electrode active material layer 34 includes a silicon-based material and is disposed on one surface of the current collector 96.
  • the positive electrode active material layer 64 is disposed on the other surface of the current collector 96.
  • the negative electrode active material layer 34 and the current collector 96 constitute a negative electrode 30F, and the positive electrode active material layer 64 and the current collector 96 constitute a positive electrode 60F. That is, the current collector 96 is a bipolar current collector shared by the negative electrode 30F and the positive electrode 60F (also serves as a negative electrode current collector and a positive electrode current collector).
  • the separator 50 is disposed between the negative electrode active material layer 34 and the positive electrode active material layer 64. Therefore, the current collector 96, the negative electrode active material layer 34, the separator 50, the positive electrode active material layer 64, and the current collector 96 constitute a power generation element (unit cell) 22F.
  • the power generation elements 22F are stacked and electrically connected in series.
  • the area of the negative electrode active material layer 34 is configured to be larger than the area of the positive electrode active material layer 64. Accordingly, the active material region 40 in which the negative electrode active material layer 34 in the current collector 96 is disposed has a facing portion 42 that faces the positive electrode active material layer 64 via the separator 50, and an outer periphery of the facing portion 42 (the facing portion 42. And a non-facing portion 44 that does not face the positive electrode active material layer 64 (see FIG. 17).
  • the seal portion is disposed so as to surround the periphery of the positive electrode active material layer 64 and the negative electrode active material layer 34 and is provided to seal at least a part of the outer peripheral portion of the power generation element 22.
  • the seal portion can be omitted as appropriate depending on the configuration of the electrolyte (electrolytic solution).
  • the binding portion 80 has a substantially U-shaped cross section, includes a first contact portion 81, a second contact portion 88, and a connection portion 89, and the battery body portion 20 ⁇ / b> F with respect to the stacking direction S. Used to bind.
  • the first contact portion 81 and the second contact portion 88 impart a binding force to the current collectors 96 located on one and the other outermost layers of the battery main body portion 20F.
  • the current collector 96 functioning as a negative electrode current collector and the current collector 96 functioning as a positive electrode current collector are located on one and the other outermost layers of the battery body 20F. Accordingly, the first contact portion 81 is in contact with the current collector 96 that functions as a negative electrode current collector.
  • the first contact portion 81 is configured such that the stress generated at the boundary B 1 (see FIG. 8) between the contact region 33A and the non-contact region 33B is less than the breaking strength of the current collector 96. . That is, the stress generated at the boundary (around the contact area 33 ⁇ / b> A) B 1 is set to be less than the breaking strength of the current collector 96. Thus, tearing of the current collector 96 caused by the expansion and contraction of the negative electrode active material layer containing silicon, it is possible to suppress to occur in B 1 (surrounding the contact region 33A) boundary.
  • the current collector 96 located in the uppermost layer does not have the positive electrode active material layer 64, and the current collector 96 located in the lowermost layer does not have the negative electrode active material layer 34. . This is because the positive electrode active material layer 64 and the negative electrode active material layer 34 located outside the current collector 96 located in the uppermost layer and the lowermost layer do not participate in the battery reaction. However, if necessary, it can be configured to have a bipolar electrode structure.
  • the stress generated at the boundary between the contact region and the non-contact region of the first contact portion is negative electrode collection. Since it is configured to be less than the breaking strength of the electric body and the stress is relaxed, tearing of the negative electrode current collector at the boundary between the contact region and the non-contact region (around the contact region) is suppressed. . That is, it is possible to provide a secondary battery that can suppress the tearing of the negative electrode current collector caused by the expansion and contraction of the negative electrode active material layer containing silicon.
  • the stress generated at the boundary between the contact region and the non-contact region of the first contact portion is relieved by the expansion and contraction of the first contact portion. It is possible. That is, the stress can be made less than the breaking strength of the negative electrode current collector.
  • the first contact portion When the first contact portion is provided with a slit that extends from the end surface toward the base and reaches at least a position facing the boundary between the facing portion and the non-facing portion, the first contact portion extends along the end surface of the first contact portion.
  • the slit By expanding and contracting the slit (in the direction), it is possible to disperse (relax) the stress generated at the boundary between the contact area and the non-contact area of the first contact portion located on the end face of the first contact portion. .
  • the end surface of the first contact portion extends and contracts along the side surface of the first contact portion (in the direction in which the side surface extends). It is possible to disperse (relax) the stress generated at the boundary between the contact area and the non-contact area of the first contact portion located at the position.
  • the first contact portion is formed of an adhesive having elasticity that can follow the expansion and contraction of the negative electrode, the contact of the first contact portion located on the end surface of the first contact portion by the expansion and contraction of the first contact portion itself.
  • the stress generated at the boundary between the region and the non-contact region can be dispersed (relaxed).
  • the whole restricted part is formed from the said adhesive material, it is possible to simplify the structure of a restricted part.
  • an adhesive material (adhesive material) Layer) is easy to handle.
  • the first contact portion has an adhesive layer and a base material layer supporting the adhesive layer, and the adhesive force generated by the adhesive layer is set to be less than the breaking strength of the negative electrode current collector. In this case, the stress generated at the boundary between the contact area and the non-contact area of the first contact portion is relaxed and can be made less than the breaking strength of the negative electrode current collector.
  • the adhesive material which comprises an adhesive material layer is intermittently arrange
  • the configuration of the binding portion can be simplified.
  • the area of the negative electrode active material layer is larger than the area of the positive electrode active material layer, it is possible to suppress the influence of misalignment with respect to the facing area and prevent fluctuations in power generation capacity.
  • the secondary battery can be used in the form of a series battery and / or a parallel battery pack.
  • the method of configuring the first contact portion so as to expand and contract in accordance with the expansion and contraction of the negative electrode is not limited to a form using a slit or an adhesive having elasticity that can follow the expansion and contraction of the negative electrode.
  • the first to fifth modifications can be appropriately applied to the sixth modification.
  • Active material area 42 opposite part, 44 Non-opposing part, 46 Inactive material area, 50 separator (electrolyte layer), 60, 60F positive electrode, 62 positive electrode current collector, 64 positive electrode active material layer, 70 active material region, 71 72 facing part, 76 Inactive material region, 80, 80C-80E binding part, 81, 81A to 80E first contact portion, 82 end face, 83 base, 84,85 side, 86, 87A, 87B slit, 88, 87C to 87E second contact portion, 89, 89C, 89D connection part, 90,90D base material layer, 92, 92D, 92E adhesive layer, 93 Adhesive, 96 current collector, B 1 , B 2 boundary, S Stacking direction.

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Abstract

【課題】シリコンを含有する負極活物質層の膨張収縮に起因する負極集電体の裂けを抑制し得る二次電池を提供する。 【解決手段】積層された複数の発電要素を有する電池本体部２０と、電池本体部２０を束縛するための束縛部８０と、を有する二次電池であって、電池本体部２０の最外層表面（負極集電体３２）に束縛力を付与する第１接触部８１は、第１接触部８１の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力が、負極集電体３２の破断強度未満となるように構成されており、前記応力は、前記束縛力と、充放電による負極活物質層の体積変化による負極の膨張収縮と、に基づいている。

Description

二次電池
　本発明は、二次電池に関する。
　二次電池は、電池本体部および束縛部を有する。電池本体部は、積層された複数の発電要素を有する。発電要素は、表面に正極活物質層が配置された正極集電体を有する正極と、電解質を保持する電解質層と、表面に負極活物質層が配置された負極集電体を有する負極と、を有する。正極活物質層および負極活物質層は、電解質層を介して対向している。
　束縛部は、電池本体部の構成材料の位置ズレを防止するために設けられた粘着テープから構成される（例えば、特許文献１参照。）。粘着テープは、発電要素の積層方向に関する電池本体部の最外層の一方から、電池本体部の側方を経由して電池本体部の最外層の他方に延長し、電池本体部の最外層の一方および他方に束縛力を付与している。
国際公開第２０１４／１８８６０７号
　近年、電池容量の増大を目的として、シリコンを含有する負極活物質が、負極活物質層に適用されている。
　しかし、シリコンは、二次電池の充放電によって体積が変化が大きく変化する性質を有し、発電要素の積層方向と交差する平面方向の伸縮が大きい。そのため、電池本体部の最外層の少なくとも一方に位置する負極集電体に、問題が生じる。
　例えば、粘着テープが接している負極集電体の接触領域は、その伸縮が規制されるため、接触領域と、非接触領域とで伸縮の大きさが顕著に異なる。そのため、接触領域と非接触領域との境界（接触領域の周囲）において負極集電体に裂けが発生する可能性がある。
　負極集電体の局所的な裂けは、電池出力および／又は電池容量を低下させ、また、二次電池の充放電が繰り返されることによって成長し、サイクル特性（寿命）を悪化させる可能性がある。
　本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、シリコンを含有する負極活物質層の膨張収縮に起因する負極集電体の裂けを抑制し得る二次電池を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための本発明は、積層された複数の発電要素を有する電池本体部と、前記発電要素の積層方向に関し、前記電池本体部を束縛するための束縛部と、を有する二次電池であって、前記電池本体部の最外層の一方の表面に束縛力を付与する前記束縛部の第１接触部は、前記第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力が前記負極集電体の破断強度未満となるように、構成されており、前記応力は、前記束縛力と、充放電による負極活物質層の体積変化による負極の膨張収縮と、に基づいている。
　本発明においては、第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力が、負極集電体の破断強度未満となるように構成されており、前記応力が緩和されているため、接触領域と非接触領域との境界（接触領域の周囲）における負極集電体の裂けが抑制される。つまり、シリコンを含有する負極活物質層の膨張収縮に起因する負極集電体の裂けを抑制し得る二次電池を提供することが可能である。
　本発明のさらに他の目的、特徴および特質は、以後の説明および添付図面に例示される好ましい実施の形態を参照することによって、明らかになるであろう。
本発明の実施の形態に係る二次電池を説明するための斜視図である。 図１に示される二次電池の断面図である。 図２に示される電池本体部および発電要素を説明するための断面図である。 図３に示される負極を説明するための平面図である。 図３に示される正極を説明するための平面図である。 電池本体部を束縛するための束縛部を説明するための断面図である。 図６に示される第１接触部を説明するための平面図である。 第１接触部によって束縛力が付与される負極集電体を説明するための平面図である。 図７に示されるスリットを説明するための拡大図である。 本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例４を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例５を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例５を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態に係る変形例６を説明するための断面図である。 図１６に示される電池本体部および発電要素を説明するための断面図である。 電池本体部を束縛するための束縛部を説明するための断面図である。
　以下、本発明の実施の形態が、図面を参照しつつ説明される。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
　図１は、本発明の実施の形態に係る二次電池を説明するための斜視図、図２は、図１に示される二次電池の断面図である。
　本発明の実施の形態に係る二次電池１０は、非双極型のリチウムイオン二次電池であり、図１に示されるように、負極タブ１２、正極タブ１４および外装体１６を有する。二次電池１０は、例えば、組電池化されて、車両の電源装置として使用される。車両は、例えば、電気自動車、ハイブリッド電気自動車である。
　負極タブ１２および正極タブ１４は、高導電性部材からなる電極端子であり、外装体１６の内部から外部に向かって延長しており、電流を引き出すために使用される。負極タブ１２および正極タブ１４は、例えば、耐熱絶縁性の熱収縮チューブにより被覆することで、周辺機器や配線などへの電気的接触を確実に防止することが好ましい。
　外装体１６は、図２に示されるように、内部に電池本体部２０および束縛部８０（不図示）が配置されており、外部からの衝撃や環境劣化を防止するために使用される。外装体１６は、シート材の外周部の一部または全部を接合することで形成される。接合方法は、例えば、熱融着である。
　電池本体部２０は、複数の発電要素（単電池）２２を有する。発電要素２２は、積層されており、電気的に並列接続されている。束縛部８０（不図示）は、後述するように、発電要素２２の積層方向Ｓに関し、電池本体部２０を束縛するために使用される。
　負極タブ１２および正極タブ１４を構成する高導電性部材は、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、これらの合金である。
　外装体１６を構成するシート材は、軽量化および熱伝導性の観点から、高分子－金属複合ラミネートフィルムから構成されることが好ましい。高分子は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂材料である。金属は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、銅など（合金を含む）である。外装体１６は、一対のラミネートフィルム（シート材）によって構成される形態に限定されず、例えば、予め袋状に形成されているラミネートフィルムを適用することも可能である。
　次に、電池本体部および発電要素が詳述される。
　図３は、図２に示される電池本体部および発電要素を説明するための断面図である。
　電池本体部２０は、図３に示されるように、負極３０、セパレーター５０および正極６０を有する。
　負極３０は、負極集電体３２および略矩形の負極活物質層３４を有する。負極活物質層３４は、積層方向Ｓに関する負極集電体３２の両面に配置されている。つまり、負極集電体３２は、隣接する負極３０によって共有されている。負極集電体３２は、例えば、１μｍ～１００μｍ程度の厚さを有する銅箔から構成される。
　負極活物質層３４は、負極活物質および添加剤を含有し、例えば、１μｍ～１００μｍ程度の厚さを有する。負極活物質は、放電時にリチウムイオンを脱離し、充電時にリチウムイオンを吸蔵できる組成を有する。添加剤は、バインダーおよび導電助剤である。バインダーは、負極構造を維持する目的で添加され、負極活物質層３４の構成材料同士を結着する機能、および、負極活物質層３４を負極集電体３２に結着させる機能を有する。バインダーは、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）およびスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）から構成される。導電助剤は、良好な導電性を有する炭素材料等から構成され、負極活物質層３４の導電性を向上させるために配合される。例えば、炭素材料は、アセチレンブラックである。
　本実施の形態においては、負極活物質は、シリコン系材料を含んでいる。シリコンは、単位体積当たりのリチウムイオンの吸蔵能力が、黒鉛等と比較して良好であり、二次電池を高容量化することが可能である。特に、本実施の形態においては、後述するように、負極活物質層３４の膨張収縮に起因する負極集電体３２の裂けが抑制されるため、膨張性が大きいシリコンを含有する負極活物質を適用することが容易である。
　正極６０は、正極集電体６２および略矩形の正極活物質層６４を有する。正極活物質層６４は、積層方向Ｓに関する正極集電体６２の両面に配置されている。つまり、正極集電体６２は、隣接する正極６０によって共有されている。
　正極集電体６２は、例えば、１μｍ～１００μｍ程度の厚さを有する。正極集電体６２の構成材料は、負極集電体３２の構成材料と同様である。
　正極活物質層６４は、正極活物質および添加剤を含有し、例えば、１μｍ～１００μｍ程度の厚さを有する。正極活物質は、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸蔵できる組成を有する。正極活物質は、例えば、ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２である。添加剤は、バインダーおよび導電助剤である。バインダーは、正極構造を維持する目的で添加され、正極活物質層６４の構成材料同士を結着する機能、および、正極活物質層６４を正極集電体６２に結着させる機能を有する。バインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）である。導電助剤は、正極活物質層６４の導電性を向上させるために配合され、負極３０の導電助剤と同様である。
　セパレーター５０は、例えば、１μｍ～５０μｍ程度の厚さを有するポリプロピレンから形成される略矩形の微多孔質（微多孔膜）シートである。セパレーター５０は、負極活物質層３４と正極活物質層６４との間に配置されており、負極活物質層３４および正極活物質層６４は、セパレーター５０を介して対向している。
　セパレーター５０は、電解質が含浸されており、電解質を保持する電解質層を構成している。電解質は、例えば、液体電解質である。つまり、セパレーター５０は、正極６０と負極３０との間のリチウムイオン（キャリアーイオン）の伝導性を確保する機能、および、正極６０と負極３０との間の隔壁としての機能を有する。
　発電要素２２は、負極集電体３２、負極活物質層３４、セパレーター５０、正極活物質層６４および正極集電体６２によって構成される。
　負極活物質層３４の面積は、正極活物質層６４の面積よりも大きくなるように構成されている。これにより、負極活物質層３４に対して正極活物質層６４の位置ずれが生じる場合であっても、負極活物質層３４と正極活物質層６４との間の対向面積の減少が抑制される。したがって、対向面積の減少に起因する発電容量の変動が防止される。
　次に、負極集電体、正極集電体、負極活物質のシリコン系材料、負極バインダー、正極活物質、正極バインダー、導電助剤、セパレーターおよび電解質の構成等が、順次説明される。
　負極集電体および正極集電体の構成材料は、銅に限定されず、その他の金属や導電性樹脂を適用することが可能である。その他の金属は、例えば、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、これらの金属の組合せのめっき材である。導電性樹脂は、例えば、導電性高分子材料、導電性フィラーが添加された導電性高分子材料、導電性フィラーが添加された非導電性高分子材料である。
　負極活物質のシリコン系材料は、例えば、シリコン金属（Ｓｉ単体）、シリコン合金、シリコン酸化物、シリコン化合物、シリコン半導体である。シリコン合金は、アルミニウム、スズ、亜鉛、ニッケル、銅、チタン、バナジウム、マグネシウム、リチウム等のシリコンと合金化する金属を含んでいる。シリコン合金は、Ｓｉ－Ｓｎ－Ｔｉ系合金などの３元系合金以上が好ましい。シリコン酸化物は、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＯｘ等である。ＳｉＯｘは、アモルファスＳｉＯ２粒子とＳｉ粒子との混合体である（ｘはＳｉの原子価を満足する酸素数を表す）。シリコン化合物は、例えば、リチウム、炭素、アルミニウム、スズ、亜鉛、ニッケル、銅、チタン、バナジウムおよびマグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の成分を含有する。負極活物質は、シリコン系材料を１種単独で含む形態に限定されない。
　負極バインダーは、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を含む形態に限定されない。例えば、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）以外のゴム系バインダーや、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）以外の水溶性高分子を適用することも可能である。負極バインダーは、必要に応じて、１種単独あるいは３種以上併用することも可能である。
　正極活物質は、ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２を含む形態に限定されず、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４等を適宜適用することが可能である。
　正極バインダーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）から構成される形態に限定されない。
　導電助剤は、アセチレンブラックから構成される形態に限定されない。例えば、アセチレンブラック以外のカーボン粉末、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ；登録商標）等の炭素繊維、膨張黒鉛等を適用することが可能である。
　セパレーターを構成する微多孔質シートは、ポリプロピレンから形成される形態に限定されない。例えば、微多孔質シートは、ポリエチレンなどのポリプロピレン以外のポリオレフィン、ポリオレフィンを複数積層した積層体、ポリイミド、アラミド、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）、ガラス繊維等から形成することも可能である。セパレーターは、不織布シートから構成することも可能である。不織布シートは、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン（登録商標）、ポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミド等から形成される。
　セパレーターに保持される液体電解質は、溶媒と、溶媒に溶解された支持塩であるリチウム塩とを有する。リチウム塩は、例えば、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３である。溶媒は、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）である。
　セパレーターが保持する電解質は、液体電解質に限定されない。例えば、セパレーターは、ゲルポリマー電解質を保持することも可能である。ゲルポリマー電解質は、液体電解質が注入されているマトリックスポリマー（ホストポリマー）から構成される。マトリックスポリマーは、イオン伝導性ポリマーである。イオン伝導性ポリマーは、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、および、これらの共重合体である。
　次に、負極および正極の構造が説明される。
　図４および図５は、図３に示される負極および正極を説明するための平面図である。
　負極３０の負極集電体３２は、図４に示されるように、活物質領域４０および非活物質領域４６を有する。活物質領域４０は、表面に負極活物質層３４が配置される領域であり、対向部４２および非対向部４４を有する。
　対向部４２は、セパレーター５０を介して正極活物質層６４と対向する領域であり、非対向部４４は、対向部４２の外周に（対向部４２を取り囲むように）位置しかつ正極活物質層６４と対向しない領域である（図３参照）。
　非活物質領域４６は、略矩形の活物質領域４０の一辺４１から突出しており、外部に向かって電流を引き出すための負極タブ１２に接合（固定）されている。
　正極６０の正極集電体６２は、図５に示されるように、活物質領域７０および非活物質領域７６を有する。活物質領域７０は、表面に正極活物質層６４が配置される領域であり、かつ、セパレーター５０を介して負極活物質層３４と対向する対向部７２である。
　非活物質領域７６は、略矩形の活物質領域７０の一辺７１から突出しており、外部に向かって電流を引き出すための正極タブ１４に接合（固定）されている。
　非活物質領域７６は、積層方向Ｓに関し、負極集電体３２の非活物質領域４６と重複しないように位置決めされている。負極３０の非活物質領域４６と負極タブ１２との接合および正極６０の非活物質領域７６と正極タブ１４との接合は、例えば、超音波溶接や抵抗溶接が適用される。
　次に、束縛部が説明される。
　図６は、電池本体部を束縛するための束縛部を説明するための断面図である。
　束縛部８０は、図６に示されるように、断面が略Ｕ字状であり、第１接触部８１、第２接触部８８および接続部８９を有し、積層方向Ｓに関し、電池本体部２０を束縛するために使用される。本実施の形態においては、二次電池１０は、電池本体部２０の周囲に沿って配置された４つの束縛部８０を有する。なお、束縛部８０配置数および配置位置は、上記構成に限定されない。
　第１接触部８１および第２接触部８８は、積層方向Ｓに関する電池本体部２０の最外層の一方および他方に、束縛力を付与するために使用される。束縛力は、接着材層９２が発生させる接着力に基づいている。
　本実施の形態では、電池本体部２０の最外層の一方および他方には、負極集電体３２が位置している。したがって、第１接触部８１および第２接触部８８は、電池本体部２０の最外層の一方および他方に位置する負極集電体３２に束縛力を付与する。なお、電池本体部２０の最外層の一方および他方には、負極集電体３２表面に配置された負極活物質層３４であっても良いが、一例として以下の実施例では、電池本体部２０の最外層の一方および他方が負極集電体３２である場合を例に挙げて説明する。
　接続部８９は、積層方向Ｓに沿って電池本体部２０の側方を延長し、第１接触部８１と第２接触部８８とを接続している。
　束縛部８０は、基材層９０と、基材層９０によって支持されている接着材層９２とを有する粘着フィルムから形成される。粘着フィルムは、例えば、カプトン（登録商標）テープである。基材層９０は、ポリイミドフィルム等から構成される。接着材層９２は、シリコン系接着材、アクリル系接着材等から構成される。接続部８９を構成する粘着フィルムは、接着材層９２を有していないが、必要に応じて、接着材層９２を有するように構成することも可能である。
　次に、第１接触部８１が詳述される。第２接触部８８は、第１接触部８１の構成と同様の構成を有するため、重複を避けるため、以下において、その説明は省略される。
　図７は、図６に示される第１接触部を説明するための平面図、図８は、第１接触部によって束縛力が付与される負極集電体を説明するための平面図、図９は、図７に示されるスリットを説明するための拡大図である。
　図７に示される第１接触部８１は、図８に示される接触領域３３Ａと非接触領域３３Ｂとの境界Ｂ１において発生する応力が負極集電体３２の破断強度未満となるように、構成されている。接触領域３３Ａは、電池本体部２０の最外層表面（本実施例では負極集電体３２）において、第１接触部８１が接している領域である。非接触領域３３Ｂは、第１接触部８１が接していない領域である。前記応力は、第１接触部８１の束縛力と、充放電による負極活物質層の体積変化による負極３０の膨張収縮と、に基づいている。
　具体的には、第１接触部８１は、図９に示されるように、略矩形であり、端面８２、基部８３、端面８２、側面８４，８５およびスリット８６を有する。
　基部８３は、電池本体部２０の側方を延長する接続部８９と連結される。端面８２は、基部８３の逆側に位置する先端であり、対向部４２に相対するように位置決めされている。側面８４，８５は、端面８２と基部８３とを連結している。
　スリット８６は、端面８２から基部８３に向かって延長し、少なくとも対向部４２と非対向部４４との境界Ｂ２に相対する位置まで到達している。スリット８６は、端面８２に沿って（端面８２の延長方向に）伸縮することにより、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、分散させる（緩和する）。
　つまり、第１接触部８１を負極３０の膨張収縮に応じて伸縮するように構成することにより、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、負極集電体３２の破断強度未満としている。
　したがって、シリコンを含有する負極活物質層の膨張収縮に起因する負極集電体３２の裂けが、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において生じることを抑制することが可能である。その結果、負極集電体３２の局所的な裂けに基づく電池出力および／又は電池容量の低下が抑制され、また、負極集電体３２の局所的な裂けが二次電池の充放電が繰り返されることによって成長することが避けられ、サイクル特性（寿命）の悪化が抑制される。
　スリット８６の形成方法は、特に限定されず、例えば、カッターを利用することが可能である。
　次に、変形例１～６が順次説明される。
　図１０は、本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための平面図である。
　束縛部８０は、図１０に示される第１接触部８１Ａを有することも可能である。第１接触部８１Ａは、端面８２から基部８３に向かって延長するスリット８６に加えて、側面８４から側面８５に向かって延長するスリット８７Ａおよび側面８５から側面８４に向かって延長するスリット８７Ｂを、さらに有する。スリット８７Ａ，８７Ｂは、側面８４，８５に沿って（側面８４，８５の延長方向に）伸縮することにより、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、分散させる（緩和する）。
　図１１は、本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための平面図である。
　束縛部８０は、図１１に示される第１接触部８１Ｂを有することも可能である。第１接触部８１Ｂは、端面８２から基部８３に向かって延長するスリット８６を有しておらず、側面８４から側面８５に向かって延長するスリット８７Ａおよび側面８５から側面８４に向かって延長するスリット８７Ｂを有する。
　図１２は、本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するための断面図である。
　二次電池１０は、図１２に示される束縛部８０Ｃを有することも可能である。束縛部８０Ｃは、負極３０の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材から構成されており、第１接触部８１Ｃ、第２接触部８８Ｃおよび接続部８９Ｃは、一体化されている。第１接触部８１Ｃの束縛力は、接着材が発生させる接着力に基づいている。接着材は、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリイミド、ポリアクリル酸等の接着用ゴム材である。
　この場合、第１接触部８１Ｃ自体の伸縮により、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、分散させる（緩和する）。すなわち、電池１０の実際の使用環境下において、負極３０の膨張収縮によって境界Ｂ１に発生する応力が負極集電体３２の破断強度未満となるように、接着材の伸縮性（ヤング率）を予め調整しておく。なお、束縛部８０Ｃは、例えば、液状の接着材を所定の領域に塗布後、硬化させて形成することが可能である。
　図１３は、本発明の実施の形態に係る変形例４を説明するための断面図である。
　二次電池１０は、図１３に示される束縛部８０Ｄを有することも可能である。束縛部８０Ｄは、基材層９０Ｄと、基材層９０Ｄによって支持されている接着材層９２Ｄとを有する粘着フィルムから形成されており、第１接触部８１Ｄ、第２接触部８８Ｄおよび接続部８９Ｄは、一体化されている。第１接触部８１Ｄの束縛力は、接着材層９２Ｄが発生させる接着力に基づいている。
　接着材層９２Ｄは、変形例３の場合と同様に、負極３０の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材から構成されている。つまり、第１接触部８１Ｄは、第１接触部８１Ｃに基材層９０Ｄを組み合わせた構成に対応しており、接着材層９２Ｄ自体の伸縮により、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、分散させる（緩和する）。
　図１４および図１５は、本発明の実施の形態に係る変形例５を説明するための断面図および平面図である。
　二次電池１０は、図１４に示される束縛部８０Ｅを有することも可能である。束縛部８０Ｅは、基材層９０と接着材層９２Ｅとを有する粘着フィルムから形成されており、第１接触部８１Ｅ、第２接触部８８Ｅおよび接続部８９は、一体化されている。接着材層９２Ｅは、図１５に示されるように、基材層９０に間欠的に配置される接着材９３から構成されている。第１接触部８１Ｅの束縛力は、接着材９３（接着材層９２Ｅ）が発生させる接着力に基づいている。
　接着材層９２Ｅが発生させる接着力は、接着材９３の配置構成を調整することによって、負極集電体３２の破断強度未満となるように、設定されている。したがって、第１接触部８１Ｅは、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、分散させる（緩和する）。つまり、応力を負極集電体３２の破断強度未満にすることが可能である。接着材層９２Ｅが発生させる接着力を設定する構成は、上記構成に特に限定されない。
　図１６は、本発明の実施の形態に係る変形例６を説明するための断面図、図１７は、図１６に示される電池本体部および発電要素を説明するための断面図、図１８は、電池本体部を束縛するための束縛部を説明するための断面図である。
　束縛部８０は、図１６に示される二次電池１０Ｆの電池本体部２０Ｆに適用することも可能である。なお、二次電池１０の部材と同様の機能を有する部材については、重複を避けるため、その説明が省略される。
　具体的には、二次電池１０Ｆは、双極型のリチウムイオン二次電池であり、負極タブ１２Ｆ、正極タブ１４Ｆおよび外装体１６を有する。外装体１６は、電池本体部２０Ｆ、束縛部８０（図１８参照）およびシール部（不図示）が配置されている。負極タブ１２Ｆおよび正極タブ１４Ｆは、電池本体部２０Ｆの外側に配置され、電極投影面の全てを、少なくとも覆うように構成されている。
　電池本体部２０Ｆは、図１７に示されるように、負極活物質層３４、セパレーター５０、正極活物質層６４および集電体９６を有する。負極活物質層３４は、シリコン系材料を含んでおり、集電体９６の一方の面に配置されている。正極活物質層６４は、集電体９６の他方の面に配置されている。負極活物質層３４と集電体９６は、負極３０Ｆを構成し、正極活物質層６４と集電体９６は、正極６０Ｆを構成している。つまり、集電体９６は、負極３０Ｆおよび正極６０Ｆによって共有されている双極型集電体である（負極集電体および正極集電体を兼ねている）。
　セパレーター５０は、負極活物質層３４と正極活物質層６４との間に配置されている。したがって、集電体９６、負極活物質層３４、セパレーター５０、正極活物質層６４および集電体９６は、発電要素（単電池）２２Ｆを構成する。発電要素２２Ｆは、積層されており、電気的に直列接続されている。
　負極活物質層３４の面積は、正極活物質層６４の面積よりも大きくなるように構成されている。したがって、集電体９６における負極活物質層３４が配置される活物質領域４０は、セパレーター５０を介して正極活物質層６４と対向する対向部４２と、対向部４２の外周に（対向部４２を取り囲むように）位置しかつ正極活物質層６４と対向しない非対向部４４とを有する（図１７参照）。
　シール部は、正極活物質層６４および負極活物質層３４の周囲を各々取り囲むように配置されており、発電要素２２の外周部の少なくとも一部を封止するために設けられている。シール部は、電解質（電解液）の構成に応じて、適宜省略することも可能である。
　束縛部８０は、図１８に示されるように、断面が略Ｕ字状であり、第１接触部８１、第２接触部８８および接続部８９を有し、積層方向Ｓに関し、電池本体部２０Ｆを束縛するために使用される。１接触部８１および第２接触部８８は、電池本体部２０Ｆの最外層の一方および他方に位置する集電体９６に束縛力を付与する。
　変形例６では、電池本体部２０Ｆの最外層の一方および他方には、負極集電体として機能する集電体９６および正極集電体として機能する集電体９６が位置している。したがって、第１接触部８１は、負極集電体として機能する集電体９６に接している。
　そのため、第１接触部８１は、接触領域３３Ａと非接触領域３３Ｂとの境界Ｂ１（図８参照）において発生する応力が、集電体９６の破断強度未満となるように、構成されている。つまり、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において発生する応力を、集電体９６の破断強度未満としている。したがって、シリコンを含有する負極活物質層の膨張収縮に起因する集電体９６の裂けが、境界（接触領域３３Ａの周囲）Ｂ１において生じることを抑制することが可能である。
　なお、図１６において、最上層に位置する集電体９６は、正極活物質層６４を有しておらず、最下層に位置する集電体９６は、負極活物質層３４を有していない。これは、最上層および最下層に位置する集電体９６の外側に位置する正極活物質層６４および負極活物質層３４は、電池反応に関与しないためである。しかし、必要に応じ、双極型電極構造を有するように構成することも可能である。
　以上のように本実施の形態に係るシリコンを含有する負極活物質層が適用された二次電池においては、第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力が、負極集電体の破断強度未満となるように構成されており、前記応力が緩和されているため、接触領域と非接触領域との境界（接触領域の周囲）における負極集電体の裂けが抑制される。つまり、シリコンを含有する負極活物質層の膨張収縮に起因する負極集電体の裂けが生じることを抑制し得る二次電池を提供することが可能である。
　第１接触部が負極の膨張収縮に応じて伸縮するように構成される場合、第１接触部の伸縮により、第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力を緩和することが可能である。つまり、応力を負極集電体の破断強度未満にすることが可能である。
　第１接触部に、端面から基部に向かって延長し、少なくとも対向部と非対向部との境界に相対する位置まで到達するスリットを設ける場合、第１接触部の端面に沿った（端面の延長方向に）スリットが伸縮することにより、第１接触部の端面に位置する第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力を、分散させる（緩和する）ことが可能である。
　第１接触部に、側面から他方に側面に向かって延長するスリットを設ける場合、第１接触部の側面に沿った（側面の延長方向に）スリットが伸縮することにより、第１接触部の端面に位置する第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力を、分散させる（緩和する）ことが可能である。
　第１接触部が、負極の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材から形成される場合、第１接触部自体の伸縮により、第１接触部の端面に位置する第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力を、分散させる（緩和する）ことが可能である。また、束縛部全体が前記接着材から形成される場合、束縛部の構成を単純化することが可能である。
　第１接触部が、負極の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材から形成される接着材層と、接着材層を支持している基材層とを有する場合、接着材（接着材層）のハンドリングが容易である。
　第１接触部が、接着材層と接着材層を支持している基材層とを有し、接着材層が発生させる接着力が、負極集電体の破断強度未満となるように設定される場合、第１接触部の接触領域と非接触領域との境界において発生する応力は、緩和され、負極集電体の破断強度未満にすることが可能である。接着材層を構成する接着材が、基材層に間欠的に配置されている場合、接着材層が発生させる接着力を容易に設定することが可能である。
　束縛部が粘着フィルムから形成される場合、束縛部の構成を単純化することが可能である。
　負極活物質層の面積が、前記正極活物質層の面積よりも大きい場合、対向面積に対する位置ずれの影響を抑制し、発電容量の変動を防止することが可能である。
　本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、二次電池は、直列化および／又は並列化した組電池の形態で利用することも可能である。また、負極の膨張収縮に応じて伸縮するように第１接触部を構成する方法は、スリットや、負極の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材を利用する形態に限定されない。さらに、変形例６に、変形例１～５を適宜適用することも可能である。
１０，１０Ｆ　二次電池、
１２，１２Ｆ　負極タブ、
１４，１４Ｆ　正極タブ、
１６　外装体、
２０　電池本体部、
２２，２２Ｆ　発電要素、
２４　束縛部、
３０，３０Ｆ　負極、
３２　負極集電体、
３３Ａ　接触領域、
３３Ｂ　非接触領域、
３４　負極活物質層、
４１　一辺、
４０　活物質領域、
４２　対向部、
４４　非対向部、
４６　非活物質領域、
５０　セパレーター（電解質層）、
６０，６０Ｆ　正極、
６２　正極集電体、
６４　正極活物質層、
７０　活物質領域、
７１　一辺、
７２　対向部、
７６　非活物質領域、
８０，８０Ｃ～８０Ｅ　束縛部、
８１，８１Ａ～８０Ｅ　第１接触部、
８２　端面、
８３　基部、
８４，８５　側面、
８６，８７Ａ，８７Ｂ　スリット、
８８，８７Ｃ～８７Ｅ　第２接触部、
８９，８９Ｃ，８９Ｄ　接続部、
９０，９０Ｄ　基材層、
９２，９２Ｄ，９２Ｅ　接着材層、
９３　接着材、
９６　集電体、
Ｂ１，Ｂ２　境界、
Ｓ　積層方向。

Claims (13)

  1. 　積層された複数の発電要素を有する電池本体部と、
    　前記発電要素の積層方向に関し、前記電池本体部を束縛するための束縛部と、を有し、
    　前記発電要素は、正極活物質層が配置された正極集電体を有する正極と、電解質を保持する電解質層と、シリコンを含有する負極活物質層が配置された負極集電体を有する負極と、を有し、
    　前記正極活物質層および前記負極活物質層は、前記電解質層を介して対向し、
    　前記束縛部は、前記積層方向に関する前記電池本体部の最外層の一方および他方の表面に接触して、束縛力を付与するための第１接触部および第２接触部を有し、
    　前記最外層の一方は、前記負極が位置し、前記負極表面は、前記第１接触部が接している接触領域と、前記第１接触部が接していない非接触領域と、を有し、
    　前記第１接触部は、前記接触領域と前記非接触領域との境界において発生する応力が前記負極集電体の破断強度未満となるように、構成されており、
    　前記応力は、前記第１接触部の前記束縛力と、充放電による前記負極活物質層の体積変化による前記負極の膨張収縮と、に基づいている、二次電池。
  2. 　前記第１接触部は、前記負極の膨張収縮に応じて伸縮するように構成されている、請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記束縛部は、前記第１接触部と前記第２接触部とを接続する接続部を有し、
    　前記接続部は、前記積層方向に沿って前記電池本体部の側方を延長しており、
    　前記負極活物質層は、前記電解質層を介して前記正極活物質層と対向する対向部と、前記対向部の外周に位置しかつ前記正極活物質層と対向しない非対向部と、を有し、
    　前記第１接触部は、略矩形であり、前記接続部と連結される基部と、前記基部の逆側に位置する端面と、前記端面と前記基部とを連結している側面と、スリットと、を有し、
    　前記スリットは、前記端面から前記基部に向かって延長し、少なくとも前記対向部と前記非対向部との境界に相対する位置まで到達している、請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  4. 　前記第１接触部は、前記側面の一方から前記側面の他方に向かって延長するスリットを、さらに有する、請求項３に記載の二次電池。
  5. 　前記束縛部は、前記第１接触部と前記第２接触部とを接続する接続部を有し、
    　前記接続部は、前記積層方向に沿って前記電池本体部の側方を延長しており、
    　前記第１接触部は、略矩形であり、前記接続部と連結される基部と、前記基部の逆側に位置する端面と、前記端面と前記基部とを連結している側面と、スリットと、を有し、
    　前記スリットは、前記側面の一方から前記側面の他方に向かって延長している、請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  6. 　前記束縛部は、接着材層と前記接着材層を支持している基材層とを有する粘着フィルムから形成されており、
    　前記第１接触部の前記束縛力は、前記接着材層が発生させる接着力に基づいている、請求項１～５のいずれか１項に記載の二次電池。
  7. 　前記第１接触部は、前記負極の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材から形成されており、
    　前記第１接触部の前記束縛力は、前記接着材が発生させる接着力に基づいている、請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  8. 　前記接続部および前記第２接触部は、前記接着材から形成されている、請求項７に記載の二次電池。
  9. 　前記第１接触部は、接着材層と前記接着材層を支持している基材層とを有し、
    　前記第１接触部の前記束縛力は、前記接着材層が発生させる接着力に基づいており、
    　前記接着材層は、前記負極の膨張収縮に追従し得る伸縮性を有する接着材から形成されている、請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  10. 　前記第１接触部は、接着材層と前記接着材層を支持している基材層とを有し、
    　前記第１接触部の前記束縛力は、前記接着材層が発生させる接着力に基づいており、
    　前記接着材層が発生させる接着力は、前記負極集電体の破断強度未満となるように、設定されている、請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
  11. 　前記接着材層を構成する接着材は、前記基材層に間欠的に配置されている、請求項１０に記載の二次電池。
  12. 　前記束縛部は、粘着フィルムから形成されている、請求項９～１１のいずれか１項に記載の二次電池。
  13. 　前記負極活物質層の面積は、前記正極活物質層の面積よりも大きい、請求項１～１２のいずれか１項に記載の二次電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110156804A (zh) * 2018-02-11 2019-08-23 北京赛特明强医药科技有限公司 一种二噁烷并喹啉类化合物及其制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146428B (zh) * 2020-01-02 2021-06-29 宁德新能源科技有限公司 负极和包含其的电化学装置及电子装置
JP7347384B2 (ja) * 2020-09-24 2023-09-20 トヨタ自動車株式会社 二次電池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008091099A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Sanyo Electric Co Ltd 積層式リチウムイオン電池
JP2013051130A (ja) * 2011-08-31 2013-03-14 Nec Energy Devices Ltd 非水電解液二次電池
WO2014188607A1 (ja) 2013-05-21 2014-11-27 日機装株式会社 積層装置及び積層方法
WO2015156344A1 (ja) * 2014-04-09 2015-10-15 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2016122533A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
WO2017033420A1 (ja) * 2015-08-26 2017-03-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273350A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp 積層型電池およびその製造方法
JP2010272357A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池用負極
JP5504708B2 (ja) * 2009-06-25 2014-05-28 日産自動車株式会社 双極型二次電池
JP5454032B2 (ja) 2009-09-14 2014-03-26 日産自動車株式会社 薄型電池
JP2012114066A (ja) * 2010-11-02 2012-06-14 Sharp Corp 二次電池
JP2012199162A (ja) * 2011-03-23 2012-10-18 Sanyo Electric Co Ltd ラミネート外装体二次電池
JP5875803B2 (ja) * 2011-08-29 2016-03-02 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池及びその製造方法
KR102050862B1 (ko) * 2012-11-16 2019-12-02 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지
KR102153044B1 (ko) * 2013-11-11 2020-09-07 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
JP5850038B2 (ja) * 2013-12-25 2016-02-03 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP5858074B2 (ja) * 2014-03-13 2016-02-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008091099A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Sanyo Electric Co Ltd 積層式リチウムイオン電池
JP2013051130A (ja) * 2011-08-31 2013-03-14 Nec Energy Devices Ltd 非水電解液二次電池
WO2014188607A1 (ja) 2013-05-21 2014-11-27 日機装株式会社 積層装置及び積層方法
WO2015156344A1 (ja) * 2014-04-09 2015-10-15 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2016122533A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
WO2017033420A1 (ja) * 2015-08-26 2017-03-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110156804A (zh) * 2018-02-11 2019-08-23 北京赛特明强医药科技有限公司 一种二噁烷并喹啉类化合物及其制备方法
CN110156804B (zh) * 2018-02-11 2021-01-12 北京赛特明强医药科技有限公司 一种二噁烷并喹啉类化合物及其制备方法

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