蓄電元件的制作方法

蓄電元件的制作方法
【專利摘要】提供一種蓄電元件，本實施方式的蓄電元件具備電極體，該電極體具有有著無機層的長隔膜，并且使容量的保持率或者輸出的保持率難以降低。本實施方式的蓄電元件的特征在于，具備電極體，該電極體具有大致矩形狀的正極、與正極交替地層疊的大致矩形狀的負極、以及帶狀的長隔膜，該帶狀的長隔膜具有基材層和疊合于該基材層的無機層，長隔膜配置在正極與負極之間，并且在正極與負極之間，長隔膜的基材層與負極對置。
【專利說明】
蓄電元件
技術領域
[0001]本發明涉及具備電極體的蓄電元件，該電極體具有正極、負極以及隔膜。【背景技術】
[0002]以往，已知一種在電池等的蓄電元件中使用的電化學元件，該電化學元件具有交替配置的矩形狀的陰極和陽極、以及長隔膜(例如，參照專利文獻1)。具體地說，如圖13所示，該電化學元件具備多個矩形狀的陰極101、多個矩形狀的陽極102、多個矩形狀的第一隔膜103、以及長的第二隔膜104。陰極101以及陽極102構成隔著第一隔膜103交替配置的多個單位電池105，該多個單位電池105，使相鄰的單位電池105彼此以陰極101與陽極102對置的方式排列。另外，如圖14所示，長的第二隔膜104具有容易熱收縮的帶狀聚烯烴類多孔性基材(聚乙烯、聚丙烯、它們的混合物等)1〇6、在該聚烯烴類多孔性基材106的兩面疊合且難以熱收縮的一對多孔性涂層107。而且，如圖13所示，第二隔膜104配置為將各單位電池105之間隔開。
[0003]根據上述電化學元件100,第二隔膜104具有多孔性涂層107,因此即使金屬片等刺入具備該電化學元件1〇〇的蓄電元件，該金屬片等在第二隔膜104上產生的孔由于在穿過該孔的、陰極101與陽極102的短路而產生的熱而熱收縮，從而能夠防止該孔迅速擴大。由此， 能夠防止隔著第二隔膜104相鄰的陰極101與陽極102的接觸(短路)面積變大，其結果是，能夠確保該蓄電元件的安全性。
[0004]另外，與隔著矩形狀的隔膜交替層疊矩形狀的陰極以及陽極而形成的電極體相比，通過使用長的第二隔膜104,利用該第二隔膜104對各陰極以及陽極定位，因此不容易偏離。[〇〇〇5]但是，在具備有著多孔性涂層的長的第二隔膜的上述電化學元件中，存在該電化學元件(具備該電化學元件的蓄電元件)的容量的保持率或者輸出的保持率大幅度降低的情況。
[0006] 專利文獻1:日本特表2010-525542號公報
【發明內容】

[0007]于是，鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種蓄電元件，該蓄電元件的電極體具有有著無機層的長隔膜，并且使容量的保持率或者輸出的保持率難以降低。
[0008]本發明的發明人為了解決上述問題而進行了深刻的研究，結果發現，當在電極體中使用具有無機層的長隔膜時，無機層與負極對置會使具備該電極體的蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率大幅度降低。
[0009]推測該現象是由于無機層中所包括的無機粒子等的無機成分暴露于負極的電位， 使得該無機成分與鋰離子產生反應而引起的。
[0010]于是，上述發明人著眼于該負極與隔膜的無機層對置使蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率降低這一點，得到了以下蓄電元件。
[0011]本發明的蓄電元件，
[0012]具備電極體，該電極體具有:至少一個大致矩形狀的正極;與所述正極交替層疊的至少一個大致矩形狀的負極；以及，帶狀的長隔膜，其具有第一基材層和疊合于該第一基材層的第一無機層；
[0013]所述長隔膜配置在所述正極與所述負極之間，
[0014]在所述正極與所述負極之間，所述長隔膜的所述第一基材層與該負極對置。
[0015]根據該結構，在正極與負極之間，基材層(第一基材層)與負極對置，S卩，無機層(第一無機層)不與負極對置，因此能夠防止由于負極與隔膜的無機層(第一無機層)對置而引起的蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0016]在該情況下，優選的是，
[0017]所述長隔膜的所述第一基材層從所述正極以及所述負極的層疊方向上的外側，與在所述電極體的該層疊方向上的端部配置的所述負極對置。
[0018]如該結構那樣，即使負極配置在電極體中的、正極以及負極所排列的方向上的最外側，該負極與長隔膜的無機層(第一無機層)也不對置，因此能夠防止由于負極與隔膜的無機層(第一無機層)對置而引起的蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0019]另外，在所述蓄電元件中，也可以是，
[0020]所述電極體具有大致矩形狀的短隔膜，
[0021]所述正極以及所述負極構成隔著所述短隔膜交替配置該正極以及該負極而成的多個電極組，
[0022]所述多個電極組沿著所述正極以及所述負極的層疊方向排列，[〇〇23]相鄰的所述電極組彼此使所述正極與所述負極對置，
[0024]所述長隔膜配置在各電極組之間，
[0025]在所述電極組之間，所述長隔膜的所述第一基材層與位于所述電極組的端部的所述負極對置。
[0026]根據該結構，與在各個正極與負極之間配置有長隔膜的結構相比，能夠簡化長隔膜的配置，并且能夠抑制長隔膜的長度。[〇〇27]在該情況下，優選的是，
[0028]所述短隔膜具有第二基材層和疊合于該第二基材層的第二無機層，
[0029]在各電極組中的所述正極與所述負極之間，所述短隔膜的所述第二基材層與該負極對置。
[0030]根據該結構，在各電極組中，正極與基材層(短隔膜的第二基材層)對置，即，負極與無機層(短隔膜的第二無機層)不對置，因此能夠更可靠地防止由于負極與無機層(第一以及第二無機層)對置而引起的蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0031]在所述蓄電元件中，也可以是，
[0032]所述正極以及所述負極構成包括該正極以及該負極的至少一方的多個電極部，
[0033]所述多個電極部沿著所述正極以及所述負極的層疊方向排列，
[0034]相鄰的所述電極部彼此使所述正極與所述負極對置，
[0035]所述多個電極部具有在所述層疊方向的中央部配置的第一電極部、以及作為其余的電極部的第二電極部，
[0036]所述第一電極部的所述層疊方向上的兩端為相同的極，
[0037]所述第二電極部的所述層疊方向上的兩端為不同的極，
[0038]所述長隔膜配置為，從與所述層疊方向正交的方向看包圍所述第一電極部并且呈漩渦狀地通過各電極部之間，
[0039]在所述電極部之間，所述長隔膜的所述第一基材層與位于該電極部的所述層疊方向上的端部的所述負極對置。
[0040]根據該結構，在正極與負極之間，基材層(第一基材層)與負極對置，因此能夠防止由于負極與隔膜的無機層(第一無機層)對置而引起的蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0041]另外，在所述蓄電元件中，也可以是，[〇〇42]所述正極以及所述負極構成包括該正極以及該負極的至少一方的多個電極部，
[0043]所述多個電極部沿著所述正極以及所述負極的層疊方向排列，
[0044]相鄰的所述電極部彼此使所述正極與所述負極對置，
[0045]各電極部中的所述層疊方向的兩端為相同的極，
[0046]所述長隔膜配置為，從與所述層疊方向正交的方向看，呈鋸齒狀地通過各電極部之間，
[0047]在所述電極部之間，所述長隔膜的所述第一基材層與位于所述電極部的所述層疊方向上的端部的所述負極對置。[〇〇48]根據該結構，在正極與負極之間，基材層(第一基材層)與負極對置，因此能夠防止由于負極與隔膜的無機層(第一無機層)對置而引起的蓄電元件的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0049]在所述蓄電元件中，也可以是，
[0050]所述長隔膜配置在各個所述正極與所述負極之間，[〇〇51]在各個所述正極以及所述負極之間，所述第一基材層與該負極對置。
[0052]根據該結構，可以不具有在多個電極組之間配置長隔膜的結構的那樣的矩形狀的隔膜，因此能夠減少隔膜的種類。[〇〇53]以上，根據本發明，能夠提供一種具備電極體的蓄電元件，該電極體具有有著無機層的長隔膜，并且使容量的保持率或者輸出的保持率難以降低。【附圖說明】[〇〇54]圖1是本發明一實施方式的蓄電元件的立體圖。
[0055]圖2是所述蓄電元件的分解立體圖。
[0056]圖3是用于說明所述蓄電元件的電極體的結構的示意圖。[〇〇57]圖4是構成所述電極體的正極的主視圖。
[0058]圖5是構成所述電極體的負極的主視圖。[0〇59]圖6是所述電極體的示意圖。
[0060]圖7是其他實施方式的電極體的示意圖。
[0061]圖8是其他實施方式的電極體的示意圖。
[0062]圖9是其他實施方式的電極體的示意圖。
[0063]圖10是其他實施方式的電極體的示意圖。
[0064]圖11是其他實施方式的電極體的示意圖。
[0065]圖12是包括本實施方式的蓄電元件的蓄電裝置的立體圖。
[0066]圖13是現有的電化學元件的示意圖。
[0067]圖14是用于說明在所述電化學元件中所使用的第二隔膜的結構的示意圖。
[0068]附圖標記說明
[0069]I…蓄電元件，2…電極體，20...電極組，201…第一電極組，202…第二電極組，205…電極部，206…第一電極部，207…第二電極部，208…由一個電極構成的電極部，20}..由多個電極構成的電極部，21…電極模塊，23...正極，231…非覆蓋部，232…覆蓋部，234...金屬箔，235…正極活性物質層，24...負極，241…非覆蓋部，242…覆蓋部，244…金屬箔，245…負極活性物質層，25...隔膜，25A.??長隔膜，25B.??短隔膜，251…隔膜基材層(第一基材層、第二基材層)，252...無機層(第一無機層、第二無機層)，26Α、26Β.._非覆蓋層疊部，3…殼體，31...殼體主體，311…封堵部，312...腰身部，32...蓋板，33…內部空間，34…開口周緣部，4…外部端子，5…集電體，6…絕緣部件(絕緣罩)，11…蓄電裝置，12...母線部件
【具體實施方式】
[0070]以下，參照圖1?圖6對本發明蓄電元件的一實施方式進行說明。蓄電元件包括一次電池、二次電池、電容器等。在本實施方式中，作為蓄電元件的一個例子，對能夠充放電的二次電池進行說明。需要說明的是，本實施方式的各構成部件(各構成要素)的名稱是在本實施方式中的名稱，存在與【背景技術】中的各構成部件(各構成要素)的名稱不同的情況。
[0071]本實施方式的蓄電元件是非水電解質二次電池。更詳細地說，蓄電元件是利用了伴隨著鋰離子的移動產生的電子移動的鋰離子二次電池。這種蓄電元件供給電能。蓄電元件以單個或者多個使用。具體地說，蓄電元件在所要求的輸出以及要求的電壓小時能夠以單個使用。另一方面，蓄電元件在所要求的輸出以及所要求的電壓的至少一方大時與其他蓄電元件組合而在蓄電裝置中被使用。在所述蓄電裝置中，利用在該蓄電裝置中使用的蓄電元件供給電能。
[0072 ] 如圖1?圖3所示，蓄電元件具備電極體2，該電極體2包括正極23以及負極24。該電極體2是矩形狀的正極23以及負極24層疊的、所謂的層疊型。具體地說，蓄電元件I具備電極體2、收納電極體2的殼體3、以及在殼體3的外側配置且與電極體2導通的外部端子4。另外，蓄電元件I除了具備電極體2、殼體3、以及外部端子4之外，還具備使電極體2與外部端子4導通的集電體5等。
[0073]電極體2具有至少一個矩形狀的正極23、與正極23大致平行且交替配置的至少一個矩形狀的負極24、以及使正極23與負極24之間絕緣的隔膜25。即，在電極體2中，正極23與負極24交替配置，在正極23與負極24之間分別配置有隔膜25。本實施方式的電極體2具有多個正極23、多個負極24、以及多個隔膜25。
[0074]如圖4所示，正極23具有金屬箔(正極基材層)234和疊合于金屬箔234的正極活性物質層235。本實施方式的正極23具有在金屬箔234的兩面疊合的一對正極活性物質層235。金屬箔234為矩形狀。本實施方式的金屬箔234例如為鋁箔。正極23在矩形狀的長邊方向的一個端緣部具有正極活性物質層235的非覆蓋部(未形成有正極活性物質層235的部位)231。將正極23中的形成有正極活性物質層235的部位稱作覆蓋部232。以下，以正極23的長邊方向為三軸正交坐標的X軸方向，使正極23的短邊方向為所述三軸正交坐標的Y軸方向，使厚度方向為所述三軸正交坐標的Z軸方向。
[0075]正極活性物質層235具有正極活性物質和粘合劑。
[0076]所述正極活性物質例如是鋰金屬氧化物。具體地說，正極活性物質例如是由LiaMeb0c(Me表示I或者2價以上的過渡金屬)表示的復合氧化物(LiaCoy02、LiaNix02、LiaMnzOhLiaNixCoyMnzO2等)、由LiaMeb(XOc)d(Me表示I或者2價以上的過渡金屬，X例如表示?、31、8、￥)表示的聚陰離子化合物(1^^^卩04、1^]?1^04、1^]\11^104、1^(:(^(^等)。本實施方式的正極活性物質是LiNi WCo1Z3Mnv3O2o
[0077]在正極活性物質層235中使用的粘合劑例如是聚偏氟乙烯(PVdF)、乙烯與乙烯醇的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡膠(SBR)。本實施方式的粘合劑是聚偏氟乙烯。
[0078]正極活性物質層235還可以具有科琴黑(注冊商標)、乙炔黑、石墨等的導電助劑。本實施方式的正極活性物質層235具有乙炔黑作為導電助劑。
[0079]如圖5所示，負極24具有金屬箔(負極基材層)244和疊合于金屬箔244的負極活性物質層245。本實施方式的負極24具有在金屬箔244的兩面疊合的一對負極活性物質層245。金屬箔244為矩形狀。本實施方式的金屬箔244例如為銅箔。負極24在矩形狀的長邊方向(X軸方向)的另一(與正極23的非覆蓋部231相反的一側)端緣部具有負極活性物質層245的非覆蓋部(未形成有負極活性物質層245的部位)241。負極24的覆蓋部(負極活性物質層245所形成的部位)242的寬度(X軸方向的尺寸)比正極23的覆蓋部232的寬度稍大。
[0080]負極活性物質層245具有負極活性物質和粘合劑。
[0081]所述負極活性物質例如是石墨、難石墨化碳、以及易石墨化碳等的碳材料、或者硅(Si)以及錫(Sn)等與鋰離子產生合金化反應的材料。本實施方式的負極活性物質是難石墨化碳。
[0082]在負極活性物質層245中使用的粘合劑與在正極活性物質層235中使用的粘合劑相同。本實施方式的粘合劑是聚偏氟乙烯。
[0083]負極活性物質層245還可以具有科琴黑(注冊商標)、乙炔黑、石墨等的導電助劑。本實施方式的負極活性物質層245不具有導電助劑。
[0084]隔膜25是具有絕緣性的部件。如圖3以及圖6所示，隔膜25配置在正極23與負極24之間。由此，在電極體2中，正極23與負極24彼此絕緣。該隔膜25在殼體3內保持電解液。由此，在蓄電元件I的充放電時，鋰離子在隔著隔膜25交替層疊的正極23與負極24之間移動。
[0085]隔膜25具有隔膜基材層(基材層)251和疊合于隔膜基材層251的無機層252。隔膜基材層251由聚乙烯或者聚丙烯等的聚烯烴樹脂、纖維素，聚酰胺等構成，無機層252由無機粒子等的無機成分與粘合劑的混合物等構成。在無機粒子中能夠使用二氧化娃(Si02)、氧化鋁(A1203)、硅酸鋁(Si02-A1203)等。在粘合劑中能夠使用聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡膠等。本實施方式的隔膜基材層251是聚乙烯，無機層252包括作為無機粒子的二氧化硅以及氧化鋁、作為粘合劑的聚丙烯酸。
[0086]本實施方式的隔膜25包括帶狀的長隔膜25A和矩形狀的短隔膜25B。長隔膜25A為具有與正極23以及負極24的覆蓋部232、242對應的寬度(正極23以及負極24的X軸方向的尺寸)的帶狀。短隔膜25B為具有與正極23以及負極24的覆蓋部232、242對應的大小(X軸方向以及Y軸方向的各尺寸)的矩形狀。
[0087]另外，在本實施方式的電極體2中，以上的正極23、負極24、以及短隔膜25B構成多個電極組20。即，本實施方式的電極體2具有多個包括正極23和負極24的電極組20。
[0088]電極組20是通過使正極23以及負極24隔著短隔膜25B交替配置而構成的。具體地說，正極23與負極24在沿X軸方向錯開且非覆蓋部231、241位于彼此相反側的狀態下經由短隔膜25B疊合，以使覆蓋部232、242彼此重疊。此時，正極23的非覆蓋部231與負極24的非覆蓋部241不重疊。即，正極23的非覆蓋部231從正極23與負極24重疊的區域向X軸方向的一方側突出，并且，負極24的非覆蓋部241從正極23與負極24重疊的區域向X軸方向的另一方(與正極23的非覆蓋部231的突出方向相反的方向)突出。這樣，電極組20具有:正極23的覆蓋部232與負極24的覆蓋部242重疊的部位、正極23的非覆蓋部231彼此重疊的部位(非覆蓋層疊部)26A、以及負極24的非覆蓋部241彼此重疊的部位(非覆蓋層疊部)26B。這些各非覆蓋層疊部26A、26B是與電極體2中的集電體5導通的部位。需要說明的是，在本實施方式的各電極組20中，短隔膜25B配置為使隔膜基材層251與負極24對置。
[0089]對于多個電極組20，在電極體2中，相鄰的電極組20彼此以使正極23與負極24對置的方式排列。由此，在電極體2整體中，正極23與負極24交替排列。
[0090]詳細情況如以下所述。本實施方式的電極體2具有奇數個電極組20。另外，電極體2具有兩種電極組(第一電極組201以及第二電極組202)。更詳細地說，電極體2具有一個第一電極組201和多個第二電極組202。在第一電極組201中，一個正極23與兩個負極24隔著短隔膜25B交替排列。另外，在第二電極組202中，一個正極23與一個負極24隔著短隔膜25B排列。而且，在電極體2中，在Z軸方向上，在中央位置配置有第一電極組201，在其兩側配置有第二電極組202。此時，在電極體2整體中，如上述那樣，正極23與負極24在Z軸方向上交替排列。
[0091]對于以這種方式配置(排列)的電極組20，長隔膜25A配置為在正極23與負極24之間使隔膜基材層(第一基材層)251與負極24對置。換句話說，長隔膜25A配置為在正極23與負極24之間使無機層(第一無機層)252與正極23對置。另外，長隔膜25A配置為使隔膜基材層251從Z軸方向外側，與在電極體2(電極組20列)的該Z軸方向上的端部配置的負極24對置。
[0092]具體地說，長隔膜25A配置在各電極組20之間，并且配置為在電極組20之間隔膜基材層251與位于電極組20的端部(Z軸方向的端部)的負極24對置。
[0093]更具體地說，從X軸方向看，長隔膜25A沿著Y-Z平面(包括Y軸與Z軸的平面)配置為漩渦狀，從而包圍位于多個電極組20列的中心的第一電極組201，接著從靠近該第一電極組201的第二電極組202開始依次包圍。此外，外側的長隔膜25A的端部通過膠帶等固定。另外，在圖3中，示意性地示出了長隔膜25A的配置。另外，在圖6中，為了方便說明，記載了五個電極組20，但在實際的蓄電元件I中，例如配置有一個第一電極組201和二十個第二電極組202共計二 i^一個電極組20。
[0094]返回圖1以及圖2，殼體3具有:殼體主體31，其具有開口；蓋板32，其封堵(關閉)殼體主體31的開口。殼體3將電解液與電極體2以及集電體5等一起收納于內部空間33。殼體3由對電解液具有耐蝕性的金屬形成。
[0095]所述電解液是非水溶液類電解液。電解液能夠通過使電解質鹽溶解于有機溶劑而得到。有機溶劑例如是碳酸亞丙酯以及碳酸亞乙酯等的環狀碳酸酯類、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、以及碳酸甲乙酯等的鏈狀碳酸酯類。電解質鹽是LiC104、LiBF4、以及LiPF6等。本實施方式的電解液通過使lmol/L的LiPF6溶解于將碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、以及碳酸甲乙酯以碳酸亞丙酯:碳酸二甲酯:碳酸甲乙酯= 3:2:5的比例調合的混合溶劑中而成。
[0096]殼體3通過使殼體主體31的開口周緣部34與蓋板32的周緣部以疊合的狀態接合而形成。并且，殼體3具有利用殼體主體31和蓋板32劃分的內部空間33。
[0097]殼體主體31具備板狀的封堵部311和與封堵部311的周緣連接的筒狀的腰身部312。封堵部311是在殼體主體31以開口朝上的方式配置時，位于殼體主體31的下端(S卩，成為所述開口朝上時的殼體主體31的底壁)的部位。從該封堵部311的法線方向看，封堵部311呈矩形狀。另外，本實施方式的腰身部312具有方筒形狀。詳細地說，腰身部312具有扁平的方筒形狀。如上所述，殼體主體31具有開口方向(Z軸方向)上的一個端部被封堵的方筒形狀(即，有底方筒形狀)。
[0098]蓋板32是封堵殼體主體31的開口的板狀的部件。具體地說，蓋板32，使該蓋板32的周緣部與殼體主體31的開口周緣部34重疊，從而封堵開口。在開口周緣部34與蓋板32以這種方式重疊的狀態下對蓋板32與殼體主體31的交界部進行焊接，由此，構成殼體3。
[0099]外部端子4是與其他蓄電元件的外部端子或者外部設備等電連接的部位。外部端子4由具有導電性的部件形成。例如，外部端子4由鋁或者鋁合金等的鋁類金屬材料、銅或者銅合金等的銅類金屬材料等焊接性高的金屬材料形成。
[0100]集電體5配置在殼體3內，并且與電極體2能夠通電地直接或者間接連接。集電體5由具有導電性的部件形成，并且沿著殼體3的內表面配置。該集電體5分別配置在蓄電元件I的正極和負極。在本實施方式的蓄電元件I中，正極的集電體5在殼體3內與電極體2的正極的非覆蓋層疊部26A連接，負極的集電體5在殼體3內與電極體2的負極的非覆蓋層疊部26B連接。
[0101]正極的集電體5與負極的集電體5由不同的材料形成。具體地說，正極的集電體5例如由招或者招合金形成，負極的集電體5例如由銅或者銅合金形成。
[0102]蓄電元件I具備使電極體2與殼體3絕緣的絕緣部件6等。本實施方式的絕緣部件6例如是絕緣罩。絕緣罩6配置在殼體3(詳細地說是殼體主體31)與電極體2之間。絕緣罩6由具有絕緣性的部件形成。本實施方式的絕緣罩6例如由聚丙烯、聚苯硫醚等的樹脂形成。
[0103]在本實施方式的蓄電元件I中，處于收納在袋狀的絕緣罩6中的狀態的電極體2(詳細地說是電極體2以及集電體5)收納在殼體3內。
[0104]根據以上的蓄電元件I，在正極23與負極24之間，隔膜基材層251與負極24對置(即，無機層252不與負極24對置)，因此能夠防止由負極24與隔膜25的無機層252對置而引起的蓄電元件I的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0105]另外，在本實施方式的蓄電元件I中，長隔膜25A配置為，使隔膜基材層251從Z軸方向上的外側與在該Z軸方向的端部配置的負極24對置。由此，在電極體2中，即使負極24配置在Z軸方向(正極23及負極24排列的方向)上的最外側，該負極24與隔膜25的無機層252也不會對置，因此能夠可靠地防止由負極24與隔膜25的無機層252對置而引起的蓄電元件I的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0106]另外，在本實施方式的蓄電元件I中，長隔膜25A在電極體2中配置在各電極組20之間，并且短隔膜25B在各電極組20中配置在正極23與負極24之間。因此，與在各個正極23與負極24之間分別配置有長隔膜25A的結構(參照圖8)相比，能夠簡化長隔膜25A的配置，并且抑制長隔膜2 5 A的長度。
[0107]另外，在本實施方式的蓄電元件I中，短隔膜25B具有隔膜基材層(第二基材層)251和疊合于該隔膜基材層251的無機層(第二無機層)252，隔膜基材層251配置為，在各電極組20中的正極23與負極24之間，分別與該負極24對置。
[0108]因此，在各電極組20中，正極23與隔膜基材層251對置，S卩，負極24不與無機層252對置，因此能夠可靠地防止由于負極24與無機層252的對置而引起的蓄電元件I的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0109]此外，本發明的蓄電元件并不限于上述實施方式，在不脫離本發明的主旨的范圍內顯然能夠加入各種變更。例如，能夠在某一實施方式的結構中追加其他實施方式的結構，另外，能夠將某一實施方式的結構的一部分替換為其他實施方式的結構。而且，能夠刪除某一實施方式的結構的一部分。
[0110]不對長隔膜25A的具體配置進行限定。例如，在上述實施方式的電極體2中，長隔膜25A配置為在從X軸方向觀察時呈漩渦狀，但也可以如圖7所示，配置為在從X軸方向觀察時呈鋸齒形通過各電極組20之間。另外，在Z軸方向上位于電極體2的最外側的電極既可以是正極23也可以是負極24。另外，在Z軸方向上位于電極體2的最外側的電極是正極23的情況下，長隔膜25A可以配置在不與該正極23對置的位置。即，隔膜25A、25B只要配置為隔膜基材層251在電極體2中位于與負極24對置的位置即可。
[0111]另外，在上述實施方式的蓄電元件I中，隔膜25A、25B配置為使所有的負極24與隔膜基材層251對置，但并不限于該結構。在蓄電元件I中，如果隔膜25A、25B配置為使至少一個負極24與隔膜基材層251對置，則與所有負極24與隔膜25的無機層252對置的蓄電元件相比，能夠抑制由于負極24與隔膜25A、25B的無機層252對置而引起的蓄電元件I的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0112]在構成電極體2的多個電極組20中，不對構成各電極組20的正極23以及負極24的具體的數量進行限定。例如，第一電極組201可以具有一個或者三個以上的正極23、并且具有兩個以上的負極24，第二電極組202可以具有兩個以上的正極23、并且具有兩個以上的負極24。另外，也可以使每個電極組20中電極(正極23以及負極24)的數量不同。在上述情況下，在電極體2整體中，可以對各電極組20中的正極23以及負極24的數量以及配置進行設定，以使正極23與負極24交替配置。
[0113]上述實施方式的電極體2具有多個電極組20，但并不限于該結構。例如，電極體2可以是具有一個電極組20、或者是圖8所示那樣不具有電極組的結構。在不具有電極組的結構的情況下，優選長隔膜25A配置在各個正極23與負極24之間，并且在各個正極23以及負極24之間配置為使隔膜基材層251與負極對置。由此，可以不具有在多個電極組20之間配置長隔膜25A的蓄電元件I那樣的矩形狀的短隔膜25B，因此能夠減少隔膜25的種類(S卩，構成蓄電元件I的部件的數量)O
[0114]另外，在電極體2中，如圖9以及圖10所示，正極23以及負極24構成包括該正極23以及該負極24的至少一方的多個電極部205，相鄰的電極部205彼此以使正極23與負極24對置的方式排列。即，電極體2具有多個電極部205，多個電極部205可以分別由單個(一個)電極(正極23或者負極24)構成，也可以分別由多個電極(正極23以及負極24)構成。在電極部205由多個電極(正極23以及負極24)構成的情況下，采用與上述的電極組20相同的結構(S卩，由正極23、負極24、以及短隔膜25B構成)。例如，具體地說，具有多個電極部205的電極體2如以下所述。
[0115]在圖9所示的電極體2中，具有作為在Z軸方向的中央部配置的電極部205的第一電極部206、以及作為其余的電極部205的第二電極部207。第一電極部206的Z軸方向上的兩端為相同的極(在圖9所示的例子中為負極24)，第二電極部207的Z軸方向上的兩端為不同的極。此時，長隔膜25A配置為從X軸方向(與Z軸方向正交的方向)看包圍第一電極部206并且呈渦旋狀地通過各電極部205之間，并且在該電極部205之間配置為使隔膜基材層251與位于Z軸方向上的電極部205的端部的負極24對置。此外，在圖9的電極體2中，在第一電極部206由多個電極(正極23以及負極24)構成的情況下，成為與圖6所示的電極體2相同的結構。另外，在圖9所示的例子中，電極部205的數量為奇數，但也可以是偶數。在該情況下，第一電極部106由位于Z軸方向的中央部的兩個電極部205中的一個電極部205構成。另外，不對第二電極部207所具有的電極(正極23以及負極24)的具體的數量進行限定。
[0116]另外，在圖10所示的電極體2中，多個電極部205包括由一個電極(正極23或者負極24)構成的電極部208、以及由多個電極(正極23以及負極24)構成的電極部209。此時，各電極部208、209的Z軸方向上的兩端成為相同的極(在圖1O所示的例子中為負極24)。此時，長隔膜25A配置為，從X軸方向(與Z軸方向正交的方向)看，呈鋸齒形地通過各電極部205之間，并且在該電極部205之間使隔膜基材層251與位于電極部205的端部的負極24對置。此外，在電極體2中，不對由一個電極(正極23或者負極24)構成的電極部208的具體的數量和由多個電極(正極23以及負極24)構成的電極部209的具體的數量進行限定。并且，不對電極部209所具有的電極(正極23以及負極24)的具體的數量進行限定。
[0117]對于上述實施方式的電極體2中的電極組20，短隔膜25B具有隔膜基材層251和無機層252，但并不限于該結構。短隔膜25B例如可以是僅由聚乙烯、聚丙烯、纖維素、聚酰胺等的多孔質膜(隔膜基材層251)構成、即不具有無機層的結構。根據該結構，在各電極組20之間通過使具有隔膜基材層251以及無機層252的長隔膜25A以隔膜基材層251與負極24對置的狀態配置，負極24不與無機層252對置。因此，能夠防止由負極24與隔膜25的無機層252的對置而引起的蓄電元件I的容量的保持率或者輸出的保持率的降低。
[0118]另外，上述實施方式的蓄電元件I具備一個被一個長隔膜25A包圍的多個電極組20的組(電極模塊)，但并不限于該結構。例如，如圖11所示，蓄電元件I可以具備多個(在圖11所示的例子中為兩個)電極模塊21。在該情況下，各電極模塊21沿Z軸方向排列。
[0119]另外，雖然對上述實施方式的正極23以及負極24為矩形狀的情況進行了說明，但并不限于此。例如，正極23以及負極24可以是矩形的角部變圓的形狀、矩形的角部被倒角的形狀、以及矩形的至少一個邊變圓的形狀等大致矩形狀。同樣，上述實施方式的短隔膜25B也可以是大致矩形狀。
[0120]另外，在上述實施方式中，對使用能夠充放電的非水電解質二次電池(例如鋰離子二次電池)作為蓄電元件的情況進行了說明，但蓄電元件的種類、大小(容量)是任意的。另夕卜，在上述實施方式中，作為蓄電元件的一個例子，對鋰離子二次電池進行了說明，但并不限于該結構。本發明也能夠應用于鋰離子參與電化學反應的例如鋰離子電容器等蓄電元件。
[0121]蓄電元件(例如電池)也可以使用于圖12所示的蓄電裝置(在蓄電元件為電池的情況下為電池組件)11。蓄電裝置11具有至少兩個蓄電元件1、以及將兩個(不同的)蓄電元件I彼此電連接的母線部件12。在該情況下，只要將本發明的技術應用于至少一個蓄電元件ISP可。
【主權項】
1.一種蓄電元件，其特征在于，具備電極體，該電極體具有:至少一個大致矩形狀的正極;與所述正極交替層疊的至少 一個大致矩形狀的負極；以及，帶狀的長隔膜，其具有第一基材層和疊合于該第一基材層的 第一無機層；所述長隔膜配置在所述正極與所述負極之間，在所述正極與所述負極之間，所述長隔膜的所述第一基材層與該負極對置。2.根據權利要求1所述的蓄電元件，其特征在于，所述長隔膜的所述第一基材層從所述正極以及所述負極的層疊方向上的外側，與在所 述電極體的該層疊方向上的端部配置的所述負極對置。3.根據權利要求1或2所述的蓄電元件，其特征在于，所述電極體具有大致矩形狀的短隔膜，所述正極以及所述負極構成隔著所述短隔膜交替配置該正極以及該負極而成的多個 電極組，所述多個電極組沿著所述正極以及所述負極的層疊方向排列，相鄰的所述電極組彼此使所述正極與所述負極對置，所述長隔膜配置在各電極組之間，在所述電極組之間，所述長隔膜的所述第一基材層與位于所述電極組的端部的所述負 極對置。4.根據權利要求3所述的蓄電元件，其特征在于，所述短隔膜具有第二基材層和疊合于該第二基材層的第二無機層，在各電極組中的所述正極與所述負極之間，所述短隔膜的所述第二基材層與該負極對置。5.根據權利要求1或2所述的蓄電元件，其特征在于，所述正極以及所述負極構成包括該正極以及該負極的至少一方的多個電極部，所述多個電極部沿著所述正極以及所述負極的層疊方向排列，相鄰的所述電極部彼此使所述正極與所述負極對置，所述多個電極部具有在所述層疊方向的中央部配置的第一電極部、以及作為其余的電 極部的第二電極部，所述第一電極部的所述層疊方向上的兩端為相同的極，所述第二電極部的所述層疊方向上的兩端為不同的極，所述長隔膜配置為，從與所述層疊方向正交的方向看包圍所述第一電極部并且呈漩渦 狀地通過各電極部之間，在所述電極部之間，所述長隔膜的所述第一基材層與位于該電極部的所述層疊方向上 的端部的所述負極對置。6.根據權利要求1或2所述的蓄電元件，其特征在于，所述正極以及所述負極構成包括該正極以及該負極的至少一方的多個電極部，所述多個電極部沿著所述正極以及所述負極的層疊方向排列，相鄰的所述電極部彼此使所述正極與所述負極對置，各電極部中的所述層疊方向的兩端為相同的極，所述長隔膜配置為，從與所述層疊方向正交的方向看，呈鋸齒狀地通過各電極部之間， 在所述電極部之間，所述長隔膜的所述第一基材層與位于所述電極部的所述層疊方向 上的端部的所述負極對置。7.根據權利要求1或2所述的蓄電元件，其特征在于，所述長隔膜配置在各個所述正極與所述負極之間，在各個所述正極以及所述負極之間，所述第一基材層與該負極對置。
【文檔編號】H01M10/0525GK105990598SQ201610152894
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月17日
【發明人】中井健太, 加古智典, 宮崎明彥, 森澄男
【申請人】株式會社杰士湯淺國際