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JP2018137068A - Secondary battery - Google Patents

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JP2018137068A
JP2018137068A JP2017029315A JP2017029315A JP2018137068A JP 2018137068 A JP2018137068 A JP 2018137068A JP 2017029315 A JP2017029315 A JP 2017029315A JP 2017029315 A JP2017029315 A JP 2017029315A JP 2018137068 A JP2018137068 A JP 2018137068A
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JP
Japan
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secondary battery
case
positive electrode
separator
core
Prior art date
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Application number
JP2017029315A
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Japanese (ja)
Inventor
肇 恒川
Hajime Tsunekawa
肇 恒川
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

【課題】温度の上昇による劣化を抑制することができる二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、金属製のケースと、ケースに収納可能なコアと、コアが収納されたケースに充填された電解液と、を備える二次電池であって、コアは、セパレータを含んで正極と負極とが交互に積層されたコア本体と、コア本体を囲繞するとともに、コア本体とケースとを電気的に絶縁する樹脂層と、を含み、樹脂層又はセパレータの少なくとも一方は、ダイヤモンドの粒子を内在することを特徴とする。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery capable of suppressing deterioration due to temperature rise. A secondary battery is a secondary battery including a metal case, a core that can be housed in the case, and an electrolyte solution filled in the case housing the core, and the core is a separator. A core body in which positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated to each other, and a resin layer that surrounds the core body and electrically insulates the core body and the case, and at least one of the resin layer and the separator is , Is characterized by having diamond particles therein. [Selection diagram]

Description

本開示は、二次電池に関する。   The present disclosure relates to a secondary battery.

特許文献1には、外周縁に第1の辺とこの対辺の第2の辺とを有するセパレータを間に挟んで正極及び負極を交互に積層した構造のコアを備える二次電池が開示されている。
二次電池の正極は、セパレータの有する第1の辺を越えて延出する正極リードを具備した正極集電体と、セパレータの外周縁よりも内側の範囲の正極集電体の両面を覆う正極活物質と、正極活物質の縁から離れた位置の正極リードの両面に形成される絶縁部と、を有する。
二次電池の負極は、セパレータの有する第2の辺を越えて延出する負極リードを具備した負極集電体と、セパレータの外周縁よりも内側で正極活物質が形成された範囲よりも広い範囲の負極集電体の両面を覆う負極活物質と、を有する。
また、二次電池の正極が有する絶縁部は、電解液を透過させない中実に正極リードを覆う第1の絶縁層と、電解液が透過する空隙を有し第1の絶縁層を覆う第2の絶縁層と、を含む。
Patent Document 1 discloses a secondary battery including a core having a structure in which a positive electrode and a negative electrode are alternately stacked with a separator having a first side and a second side opposite to the outer periphery. Yes.
The positive electrode of the secondary battery includes a positive electrode current collector having a positive electrode lead extending beyond the first side of the separator, and a positive electrode that covers both surfaces of the positive electrode current collector in a range inside the outer peripheral edge of the separator. And an insulating part formed on both surfaces of the positive electrode lead at a position away from the edge of the positive electrode active material.
The negative electrode of the secondary battery has a negative electrode current collector having a negative electrode lead extending beyond the second side of the separator, and wider than the range where the positive electrode active material is formed inside the outer peripheral edge of the separator A negative electrode active material covering both sides of the negative electrode current collector in the range.
In addition, the insulating part of the positive electrode of the secondary battery includes a first insulating layer that covers the positive electrode lead that does not allow the electrolyte to permeate, and a second insulating layer that covers the first insulating layer that has a gap through which the electrolyte passes. An insulating layer.

特開2015−60787号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-60787

ところで、二次電池は、電気が流れることによって発熱し、温度が上昇するが、二次電池は、室温よりも高い温度で劣化が進み、温度の上昇に伴って劣化の程度が大きくなる。   By the way, the secondary battery generates heat due to the flow of electricity and the temperature rises, but the secondary battery deteriorates at a temperature higher than room temperature, and the degree of deterioration increases as the temperature increases.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、温度の上昇による劣化を抑制することができる二次電池を提供することを目的とする。   In view of the above-described circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a secondary battery that can suppress deterioration due to an increase in temperature.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る二次電池は、金属製のケースと、前記ケースに収納可能なコアと、前記コアが収納された前記ケースに充填された電解液と、を備える二次電池であって、前記コアは、セパレータを間に挟んで正極と負極とが交互に積層されたコア本体と、前記コア本体を囲繞するとともに、前記コア本体と前記ケースとを電気的に絶縁する樹脂層と、を含み、前記樹脂層又は前記セパレータの少なくとも一方は、ダイヤモンドの粒子を内在する。   (1) A secondary battery according to at least one embodiment of the present invention includes a metal case, a core that can be stored in the case, and an electrolytic solution that is filled in the case in which the core is stored. The core is a secondary battery, wherein the core surrounds the core body, in which positive and negative electrodes are alternately stacked with a separator interposed therebetween, and electrically connects the core body and the case. An insulating resin layer, and at least one of the resin layer or the separator contains diamond particles.

上記(1)の構成によれば、電気が流れることによって発生した熱は、ダイヤモンドの粒子を介して熱伝導され、ケースの外部に放出される(放熱)。ダイヤモンドの粒子は、熱伝導性及び絶縁性に優れ、耐電解液性も有するので、二次電池の温度上昇が効率的に抑制され、二次電池の温度上昇による二次電池の劣化を抑制することができる。   According to the configuration of (1) above, the heat generated by the flow of electricity is conducted through the diamond particles and released to the outside of the case (heat radiation). Diamond particles are excellent in thermal conductivity and insulation, and also have resistance to electrolytes. Therefore, the temperature rise of the secondary battery is efficiently suppressed, and the deterioration of the secondary battery due to the temperature rise of the secondary battery is suppressed. be able to.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記ダイヤモンドの粒子は、前記樹脂層に内在するとともに、前記樹脂層の表面と裏面とに露出し、前記コア本体に一方が当接するとともに、前記ケースに他方が当接する。
上記(2)の構成によれば、ダイヤモンドの粒子は、樹脂層に内在するとともに、樹脂層の表面と裏面とに露出し、コア本体に一方が当接するとともにケースに他方が当接する。したがって、電気が流れることによってコア本体に発生した熱は、コア本体に一方が当接するとともにケースに他方が当接するダイヤモンドの粒子を介して、コア本体からケースに伝達され、ケースの外部に放出される(放熱)。これにより、コア本体の温度上昇が効率的に抑制され、二次電池の温度上昇による劣化を抑制することができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of the above (1), the diamond particles are present in the resin layer and exposed to the front and back surfaces of the resin layer, and one of the particles is formed on the core body. While abutting, the other abuts the case.
According to the configuration of (2) above, the diamond particles are inherent in the resin layer and exposed on the front and back surfaces of the resin layer, one of which contacts the core body and the other contacts the case. Therefore, the heat generated in the core body by the flow of electricity is transferred from the core body to the case through one diamond particle that contacts the core body and the other contacts the case, and is released to the outside of the case. (Heat dissipation). Thereby, the temperature rise of a core main body can be suppressed efficiently and the deterioration by the temperature rise of a secondary battery can be suppressed.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記樹脂層は、絶縁テープで構成される。
上記(3)の構成によれば、樹脂層は、絶縁テープで構成されるので、コア本体を絶縁テープで囲繞した後にケースに収納することができる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2), the resin layer is formed of an insulating tape.
According to the configuration of (3) above, since the resin layer is made of the insulating tape, it can be stored in the case after the core body is surrounded by the insulating tape.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記樹脂層は、絶縁シートで構成される。
上記(4)の構成によれば、樹脂層は、絶縁シートで構成されるので、コア本体をケースに収納した後にコア本体を絶縁シートで囲繞することができる。
(4) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2), the resin layer is formed of an insulating sheet.
According to the configuration of (4) above, since the resin layer is formed of the insulating sheet, the core main body can be surrounded by the insulating sheet after the core main body is stored in the case.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)から(4)の何れか一つの構成において、前記ダイヤモンドの粒子は、前記セパレータに内在するとともに、前記セパレータの表面と裏面とに露出し、前記正極に一方が当接するとともに、前記負極に他方が当接する。
上記(5)の構成によれば、ダイヤモンドの粒子は、セパレータに内在するとともに、セパレータの表面と裏面とに露出し、正極に一方が当接するとともに、負極に他方が当接する。したがって、電気が流れることによって正極又は負極に発生した熱は、正極に一方が当接するとともに、負極に他方が当接するダイヤモンドを介して、熱伝導され、ケースの外部に放出される(放熱)。これにより、正極又は負極の温度上昇が効率的に抑制され、二次電池の温度上昇による劣化を抑制することができる。また、ダイヤモンドの粒子は、絶縁性に優れ、耐電解液性も有するので、正極と負極とを隔離し、絶縁するので、セパレータが溶けた場合でも短絡を免れることができる。
(5) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (4), the diamond particles are present in the separator and exposed to the front and back surfaces of the separator, One contacts the positive electrode and the other contacts the negative electrode.
According to the configuration of the above (5), the diamond particles are present in the separator and exposed to the front and back surfaces of the separator, one of which contacts the positive electrode and the other contacts the negative electrode. Accordingly, the heat generated in the positive electrode or the negative electrode due to the flow of electricity is thermally conducted through the diamond in which one contacts the positive electrode and the other contacts the negative electrode, and is released to the outside of the case (heat dissipation). Thereby, the temperature rise of a positive electrode or a negative electrode is suppressed efficiently, and degradation by the temperature rise of a secondary battery can be suppressed. In addition, since the diamond particles have excellent insulating properties and electrolyte resistance, the positive electrode and the negative electrode are isolated and insulated, so that even when the separator is melted, a short circuit can be avoided.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)から(5)の何れか一つの構成において、前記ケースの外側に熱を放出可能な放熱部をさらに備える。
上記(6)の構成によれば、ケースの外側に熱を放出可能な放熱部を備えるので、ケースの内部で発生した熱は放熱部で放出される(放熱)。これにより、二次電池の温度上昇が効率的に抑制され、二次電池の温度上昇による二次電池の劣化を抑制することができる。
(6) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (5), a heat radiating portion capable of releasing heat is further provided outside the case.
According to the configuration of (6) above, since the heat radiating portion capable of releasing heat is provided outside the case, the heat generated inside the case is released by the heat radiating portion (heat radiating). Thereby, the temperature rise of the secondary battery is efficiently suppressed, and deterioration of the secondary battery due to the temperature rise of the secondary battery can be suppressed.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、二次電池は、温度の上昇による劣化を抑制することができる。   According to at least one embodiment of the present invention, the secondary battery can suppress deterioration due to an increase in temperature.

本発明の実施形態に係るリチウムイオン二次電池の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the lithium ion secondary battery which concerns on embodiment of this invention. 図1に示したリチウムイオン二次電池の構成を概略的に示す平断面図である。FIG. 2 is a plan sectional view schematically showing a configuration of the lithium ion secondary battery shown in FIG. 1. 図2に示した樹脂層の構成を概略的に示す平断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view schematically showing a configuration of a resin layer shown in FIG. 2. 図2に示したコア本体の構成を概略的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration of a core body shown in FIG. 2. 図4に示したコア本体の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a core body illustrated in FIG. 4. 図5に示した正極の絶縁部周辺を拡大した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which expanded the insulating part periphery of the positive electrode shown in FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
ここでは、二次電池の例としてリチウムイオン二次電池1を例に説明するが、本発明は、リチウムイオン二次電池1に限られるものではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
Here, the lithium ion secondary battery 1 will be described as an example of the secondary battery, but the present invention is not limited to the lithium ion secondary battery 1.

図1に示すように、リチウムイオン二次電池1は、ケース2と、ケース2に収納可能なコア5と、コア5が収納されたケース2に充填された電解液(図示せず)と、を備える。
ケース2は、金属製の角型の容器であって、上面に設けられた開口部21には蓋3が取り付けられている。ケース2は、図1に示すような角型の容器である以外に、円筒型であってもよい。正極端子101及び負極端子102は、それぞれ蓋3を貫通して取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the lithium ion secondary battery 1 includes a case 2, a core 5 that can be stored in the case 2, an electrolyte solution (not shown) filled in the case 2 in which the core 5 is stored, Is provided.
The case 2 is a metal rectangular container, and a lid 3 is attached to an opening 21 provided on the upper surface. The case 2 may be a cylindrical type other than the rectangular container as shown in FIG. The positive electrode terminal 101 and the negative electrode terminal 102 are each attached through the lid 3.

図1に示すように、ケース2は、ケース2の外側に熱を放出可能な放熱部22を備える。放熱部22は、例えば、熱伝導性に優れた材料で構成される。導電性に優れた材料には、例えば、ダイヤモンドの粒子を内在する合成樹脂も含まれる。
放熱部22は、例えば、複数のリチウムイオン二次電池1を収納する電池パック(図示せず)や電池モジュール(図示せず)において、電池パックや電池モジュールに設置される熱伝導部材(放熱部材)に接するように配置される。
このようにすれば、ケース2の内部で発生した熱は放熱部22で放出される(放熱)。これにより、リチウムイオン二次電池1の温度上昇が効率的に抑制され、リチウムイオン二次電池1の温度上昇によるリチウムイオン二次電池1の劣化を抑制することができる。
As shown in FIG. 1, the case 2 includes a heat radiating portion 22 that can release heat to the outside of the case 2. The heat radiating part 22 is made of, for example, a material having excellent thermal conductivity. Examples of the material having excellent conductivity include a synthetic resin containing diamond particles.
For example, in a battery pack (not shown) or a battery module (not shown) that houses a plurality of lithium ion secondary batteries 1, the heat radiating unit 22 is a heat conducting member (heat radiating member) installed in the battery pack or battery module. ).
If it does in this way, the heat generated inside case 2 will be emitted in heat dissipation part 22 (heat dissipation). Thereby, the temperature rise of the lithium ion secondary battery 1 is efficiently suppressed, and deterioration of the lithium ion secondary battery 1 due to the temperature rise of the lithium ion secondary battery 1 can be suppressed.

図2に示すように、コア5は、コア本体10と樹脂層15とを含む。
コア本体10は、図5に示すように、セパレータ13を間に挟んで正極11及び負極12が交互に積層配置されている。
コア本体10は、図4に示すように、帯状に長いセパレータ13を間に挟んで、同じくそれぞれ帯状に長い正極11と負極12とを巻いた捲回型である。
As shown in FIG. 2, the core 5 includes a core body 10 and a resin layer 15.
As shown in FIG. 5, the core body 10 is configured such that the positive electrodes 11 and the negative electrodes 12 are alternately stacked with the separators 13 interposed therebetween.
As shown in FIG. 4, the core main body 10 is a wound type in which a strip-like long separator 13 is sandwiched therebetween and a long positive electrode 11 and a negative electrode 12 are wound around each other.

セパレータ13は、図6に示すように帯状の長手方向に、第1の辺131とこの対辺に位置する第2の辺132とを有する。セパレータ13は、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系微多孔膜で作られており、その空孔中に電解液を流動させるとともに保持する。   As shown in FIG. 6, the separator 13 has a first side 131 and a second side 132 located on the opposite side in the longitudinal direction of the band. The separator 13 is made of, for example, a polyolefin microporous film such as polyethylene or polypropylene, and flows and holds the electrolyte in the pores.

セパレータ13は、図5及び図6に示すように、ダイヤモンドの粒子16を内在している。ダイヤモンドの粒子16は、セパレータ13の表面と裏面とに露出し、正極11に一方が当接するとともに、負極12に他方が当接する。   As shown in FIGS. 5 and 6, the separator 13 contains diamond particles 16. The diamond particles 16 are exposed on the front and back surfaces of the separator 13, and one is in contact with the positive electrode 11 and the other is in contact with the negative electrode 12.

このようにすれば、電気が流れることによって正極11又は負極12に発生した熱は、正極11に一方が当接するとともに、負極12に他方が当接するダイヤモンドの粒子16を介して、熱伝導され、ケース2の外部に放出される(放熱)。これにより、正極11又は負極12の温度上昇が効率的に抑制され、リチウムイオン二次電池1の温度上昇による劣化を抑制することができる。また、ダイヤモンドの粒子16は、絶縁性に優れ、耐電解液性も有するので、正極11と負極12とを隔離し、絶縁するので、セパレータ13が溶けた場合でも短絡を免れることができる。   In this way, the heat generated in the positive electrode 11 or the negative electrode 12 due to the flow of electricity is thermally conducted through the diamond particles 16 one of which contacts the positive electrode 11 and the other contacts the negative electrode 12, It is discharged outside the case 2 (heat dissipation). Thereby, the temperature rise of the positive electrode 11 or the negative electrode 12 is efficiently suppressed, and deterioration due to the temperature rise of the lithium ion secondary battery 1 can be suppressed. Further, since the diamond particles 16 are excellent in insulation and have an electrolyte solution resistance, the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are isolated and insulated, so that even when the separator 13 is melted, a short circuit can be avoided.

正極11は、図5に示すように正極集電体111と正極活物質112と絶縁部14とを有する。正極集電体111は、セパレータ13の有する第1の辺131から延出する正極リード113を具備している。この実施形態において正極集電体111は、アルミニウム箔である。正極活物質112は、セパレータ13の外周縁13Aよりも内側の範囲の正極集電体111の両面を覆うように形成される。正極活物質112は、電極材料の粉末を溶媒で溶いてスラリーにし、正極集電体111の両側の面に均質に塗工され、乾燥されることによって、形成される。正極活物質112の一例としてマンガン酸リチウムが採用される。   As shown in FIG. 5, the positive electrode 11 includes a positive electrode current collector 111, a positive electrode active material 112, and an insulating portion 14. The positive electrode current collector 111 includes a positive electrode lead 113 extending from the first side 131 of the separator 13. In this embodiment, the positive electrode current collector 111 is an aluminum foil. The positive electrode active material 112 is formed so as to cover both surfaces of the positive electrode current collector 111 in the range inside the outer peripheral edge 13 </ b> A of the separator 13. The positive electrode active material 112 is formed by dissolving powder of an electrode material with a solvent to form a slurry, which is uniformly coated on both sides of the positive electrode current collector 111 and dried. As an example of the positive electrode active material 112, lithium manganate is employed.

絶縁部14は、図5及び図6に示すように、正極活物質112の縁112Aから離れた位置の正極リード113の両面に形成される。本実施形態では、絶縁部14は、図4に示すように、正極活物質112の縁112Aに平行に形成される。絶縁部14は、正極活物質112と同様に、スラリーにして塗工される。絶縁部14は、正極活物質112から離れて形成されるので、正極活物質112と同時に塗工されてもよいし、正極活物質112の前にまたは後に塗工されてもよい。   As shown in FIGS. 5 and 6, the insulating portion 14 is formed on both surfaces of the positive electrode lead 113 at a position away from the edge 112 </ b> A of the positive electrode active material 112. In the present embodiment, the insulating portion 14 is formed in parallel to the edge 112A of the positive electrode active material 112, as shown in FIG. The insulating part 14 is applied in the form of a slurry in the same manner as the positive electrode active material 112. Since the insulating part 14 is formed away from the positive electrode active material 112, it may be applied simultaneously with the positive electrode active material 112, or may be applied before or after the positive electrode active material 112.

負極12は、負極集電体121と負極活物質122とを有する。負極集電体121は、セパレータ13の有する第2の辺132から延出する負極リード123を具備している。この実施形態において負極集電体121は、銅箔である。負極活物質122は、セパレータ13の外周縁13Aよりも内側の範囲で、かつ、正極活物質112が形成された範囲よりも広い範囲の負極集電体121の両面を覆うように形成される。負極活物質122は、正極活物質112と同様に、スラリーにして塗工される。負極活物質122の一例として黒鉛が採用される。   The negative electrode 12 includes a negative electrode current collector 121 and a negative electrode active material 122. The negative electrode current collector 121 includes a negative electrode lead 123 extending from the second side 132 of the separator 13. In this embodiment, the negative electrode current collector 121 is a copper foil. The negative electrode active material 122 is formed so as to cover both surfaces of the negative electrode current collector 121 in a range inside the outer peripheral edge 13A of the separator 13 and in a range wider than the range where the positive electrode active material 112 is formed. The negative electrode active material 122 is applied as a slurry in the same manner as the positive electrode active material 112. As an example of the negative electrode active material 122, graphite is employed.

さらに、絶縁部14は、図5及び図6に示すように、第1の絶縁層141と第2の絶縁層142を含む二層構造を有している。第1の絶縁層141は、電解液を透過させない中実な部材であり、正極リード113を覆う。第1の絶縁層141は、電解液と反応しない合成樹脂製の材料、例えばポリオレフィンやアラミド、カルボキシメチルセルロース(CMC)など、好ましくはセパレータ13と同じ素材やセパレータよりも耐熱性の高い素材で形成される。この第1の絶縁層141の厚みT41は、正極活物質112の厚みT1よりも薄い。   Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the insulating portion 14 has a two-layer structure including a first insulating layer 141 and a second insulating layer 142. The first insulating layer 141 is a solid member that does not allow the electrolytic solution to pass therethrough and covers the positive electrode lead 113. The first insulating layer 141 is formed of a synthetic resin material that does not react with the electrolyte, such as polyolefin, aramid, carboxymethylcellulose (CMC), or the like, preferably the same material as the separator 13 or a material having higher heat resistance than the separator. The The thickness T41 of the first insulating layer 141 is thinner than the thickness T1 of the positive electrode active material 112.

第2の絶縁層142は、電解液が透過する空隙を有した部材であり、第1の絶縁層141を覆って形成される。第2の絶縁層142の材料として塗膜を形成するものであれば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系の有機材料や、セラミック系の無機材料を採用することができる。   The second insulating layer 142 is a member having a gap through which the electrolytic solution passes, and is formed so as to cover the first insulating layer 141. Any material that forms a coating film as the material of the second insulating layer 142 may be a polyolefin-based organic material such as polyethylene or polypropylene, or a ceramic-based inorganic material.

セラミック系の無機材料の一例をあげると、正極11の正極集電体111の材料であるアルミ箔との化学反応が起こらないイオン化傾向の大きな金属の酸化物で、かつ電解液との化学反応も起こらない素材、具体的には、アルミナや、シリカなどであることが好ましい。第2の絶縁層142としてセラミック系の無機材料を採用することによって、リチウムイオン二次電池1が熱暴走して正極集電体に密着された第1の絶縁層141として採用したポリオレフィンの樹脂材料が融解した場合でも、第2の絶縁層142が正極11と負極12との間の絶縁機能を維持することができる。   An example of a ceramic-based inorganic material is an oxide of a metal having a large ionization tendency that does not cause a chemical reaction with the aluminum foil that is the material of the positive electrode current collector 111 of the positive electrode 11, and also has a chemical reaction with the electrolytic solution. A material that does not occur, specifically, alumina or silica is preferable. By adopting a ceramic inorganic material as the second insulating layer 142, the polyolefin resin material employed as the first insulating layer 141 in which the lithium ion secondary battery 1 is thermally runaway and is in close contact with the positive electrode current collector The second insulating layer 142 can maintain the insulating function between the positive electrode 11 and the negative electrode 12 even when the material melts.

また、絶縁部14は、負極活物質122が形成された範囲の内側から少なくとも負極活物質122の縁122Aを越える位置までの範囲に形成される。本実施形態では、図5及び図6に示すように、負極活物質122が形成された範囲の内側から少なくともセパレータ13の外周縁13Aを越える位置までの範囲に、絶縁部14が形成されている。つまり、コア本体10の内部に面した絶縁部14の端部14Aは、負極活物質122が形成された範囲の内側に位置しており、コア本体10の外部に面した絶縁部14の端部14Bは、セパレータ13の外周縁13Aよりも外側に位置する。正極11と負極12の積層方向に絶縁部14の厚みT4は、内側の端部14Aから外側の端部14Bまで均一であり、正極活物質112の厚みT1と同じである。そして、第1の絶縁層141の厚みT41は、第2の絶縁層142の厚みT42よりも薄い。   The insulating portion 14 is formed in a range from the inside of the range where the negative electrode active material 122 is formed to at least a position beyond the edge 122A of the negative electrode active material 122. In this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the insulating portion 14 is formed in a range from the inside of the range where the negative electrode active material 122 is formed to a position exceeding at least the outer peripheral edge 13 </ b> A of the separator 13. . That is, the end portion 14 </ b> A of the insulating portion 14 facing the inside of the core body 10 is located inside the range where the negative electrode active material 122 is formed, and the end portion of the insulating portion 14 facing the outside of the core body 10. 14B is located outside the outer peripheral edge 13A of the separator 13. The thickness T4 of the insulating portion 14 in the stacking direction of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 is uniform from the inner end portion 14A to the outer end portion 14B, and is the same as the thickness T1 of the positive electrode active material 112. The thickness T41 of the first insulating layer 141 is thinner than the thickness T42 of the second insulating layer 142.

このように絶縁部14を形成することによって、セパレータ13の外周縁13Aは、絶縁部14と負極12の端部12Aの間に保持される。特に、図6に示すようにセパレータの外周縁13Aを越える位置まで絶縁部14が形成される本実施形態のリチウムイオン二次電池1の場合、積層方向に対して正極集電体111に沿う方向へ十分な長さを有しているので、第2の絶縁層142の空隙にデンドライトが成長しても、デンドライトが絶縁部14を越えて正極活物質112に到達することはない。   By forming the insulating portion 14 in this way, the outer peripheral edge 13A of the separator 13 is held between the insulating portion 14 and the end portion 12A of the negative electrode 12. In particular, in the case of the lithium ion secondary battery 1 of the present embodiment in which the insulating portion 14 is formed to a position beyond the outer peripheral edge 13A of the separator as shown in FIG. 6, the direction along the positive electrode current collector 111 with respect to the stacking direction. Therefore, even when dendrite grows in the gap of the second insulating layer 142, the dendrite does not reach the positive electrode active material 112 beyond the insulating portion 14.

樹脂層15は、図2に示すように、コア本体10を囲繞するとともに、コア本体10とケース2とを電気的に絶縁している。樹脂層15は、図3に示すように、ダイヤモンドの粒子17を内在する。ダイヤモンドの粒子17は、樹脂層15の表面と裏面とに露出し、コア本体10に一方が当接するとともに、ケース2に他方が当接する。   As shown in FIG. 2, the resin layer 15 surrounds the core body 10 and electrically insulates the core body 10 and the case 2. As shown in FIG. 3, the resin layer 15 contains diamond particles 17. The diamond particles 17 are exposed on the front and back surfaces of the resin layer 15, and one of them contacts the core body 10 and the other contacts the case 2.

このようにすれば、電気が流れることによってコア本体10に発生した熱は、コア本体10に一方が当接するとともにケース2に他方が当接するダイヤモンドの粒子17を介して、コア本体10からケース2に伝達され、ケース2の外部に放出される(放熱)。これにより、コア本体10の温度上昇が効率的に抑制され、リチウムイオン二次電池1の温度上昇による劣化を抑制することができる。   In this way, the heat generated in the core body 10 due to the flow of electricity is transferred from the core body 10 to the case 2 via the diamond particles 17, one of which contacts the core body 10 and the other contacts the case 2. To the outside of the case 2 (heat radiation). Thereby, the temperature rise of the core main body 10 is efficiently suppressed, and deterioration due to the temperature rise of the lithium ion secondary battery 1 can be suppressed.

樹脂層15は、例えば、絶縁テープ151で構成される。
このようにすれば、コア本体10を絶縁テープ151で囲繞した後にケース2に収納することができる。
The resin layer 15 is composed of an insulating tape 151, for example.
In this way, the core body 10 can be stored in the case 2 after being surrounded by the insulating tape 151.

樹脂層15は、例えば、絶縁シート152で構成される。
このようにすれば、コア本体10をケース2に収納した後にコア本体10を絶縁シート152で囲繞することができる。
The resin layer 15 is composed of an insulating sheet 152, for example.
In this way, the core body 10 can be surrounded by the insulating sheet 152 after the core body 10 is stored in the case 2.

以上のように構成されたリチウムイオン二次電池1によれば、電気が流れることによって発生した熱は、ダイヤモンドの粒子16,17を介して熱伝導され、ケース2の外部に放出される(放熱)。ダイヤモンドの粒子16,17は、熱伝導性及び絶縁性に優れ、耐電解液性も有するので、リチウムイオン二次電池1の温度上昇が効率的に抑制され、リチウムイオン二次電池1の温度上昇によるリチウムイオン二次電池1の劣化を抑制することができる。   According to the lithium ion secondary battery 1 configured as described above, the heat generated by the flow of electricity is conducted through the diamond particles 16 and 17 and released to the outside of the case 2 (heat dissipation). ). Since the diamond particles 16 and 17 are excellent in thermal conductivity and insulation, and also have electrolyte resistance, the temperature rise of the lithium ion secondary battery 1 is effectively suppressed, and the temperature rise of the lithium ion secondary battery 1 is achieved. It is possible to suppress deterioration of the lithium ion secondary battery 1 due to the above.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、セパレータを挿んで正極と負極とが積層され、正極リードがセパレータの第1の辺から延出し、負極リードがセパレータの第2の辺から延出している積層型のコアを有するリチウムイオン二次電池に採用することもできる。このように、積層型のコアを有するリチウムイオン二次電池に採用した場合にも、捲回型のコアを有するリチウムイオン二次電池と同様の効果を得ることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
For example, a lithium ion battery having a laminated core in which a separator is inserted and a positive electrode and a negative electrode are stacked, a positive electrode lead extends from a first side of the separator, and a negative electrode lead extends from a second side of the separator. It can also be used in secondary batteries. As described above, even when the lithium-ion secondary battery having the laminated core is employed, the same effects as those of the lithium-ion secondary battery having the wound core can be obtained.

1 リチウムイオン二次電池
2 ケース
21 開口部
22 放熱部
3 蓋
5 コア
10 コア本体
101 正極端子
102 負極端子
11 正極
111 正極集電体
112 正極活物質
112A,122A 縁
113 正極リード
12 負極
12A 端部
121 負極集電体
122 負極活物質
123 負極リード
13 セパレータ
13A 外周縁
131 第1の辺
132 第2の辺
14 絶縁部
14A,14B 端部
141 第1の絶縁層
142 第2の絶縁層
15 樹脂層
16,17 ダイヤモンドの粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion secondary battery 2 Case 21 Opening part 22 Heat radiation part 3 Cover 5 Core 10 Core main body 101 Positive electrode terminal 102 Negative electrode terminal 11 Positive electrode 111 Positive electrode collector 112 Positive electrode active material 112A, 122A Edge 113 Positive electrode lead 12 Negative electrode 12A End 121 negative electrode current collector 122 negative electrode active material 123 negative electrode lead 13 separator 13A outer peripheral edge 131 first side 132 second side 14 insulating part 14A, 14B end part 141 first insulating layer 142 second insulating layer 15 resin layer 16, 17 Diamond particles

Claims (6)

金属製のケースと、前記ケースに収納可能なコアと、前記コアが収納された前記ケースに充填された電解液と、を備える二次電池であって、
前記コアは、
セパレータを間に挟んで正極と負極とが交互に積層されたコア本体と、
前記コア本体を囲繞するとともに、前記コア本体と前記ケースとを電気的に絶縁する樹脂層と、
を含み、
前記樹脂層又は前記セパレータの少なくとも一方は、ダイヤモンドの粒子を内在することを特徴とする二次電池。
A secondary battery comprising a metal case, a core that can be stored in the case, and an electrolyte solution that is filled in the case in which the core is stored,
The core is
A core body in which positive and negative electrodes are alternately stacked with a separator in between;
A resin layer that surrounds the core body and electrically insulates the core body and the case;
Including
At least one of the resin layer or the separator contains diamond particles.
前記ダイヤモンドの粒子は、前記樹脂層に内在するとともに、前記樹脂層の表面と裏面とに露出し、前記コア本体に一方が当接するとともに、前記ケースに他方が当接することを特徴とする請求項1に記載の二次電池。   The diamond particles are present in the resin layer and exposed on the front and back surfaces of the resin layer, one of which contacts the core body and the other contacts the case. 2. The secondary battery according to 1. 前記樹脂層は、絶縁テープで構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, wherein the resin layer is made of an insulating tape. 前記樹脂層は、絶縁シートで構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, wherein the resin layer is formed of an insulating sheet. 前記ダイヤモンドの粒子は、前記セパレータに内在するとともに、前記セパレータの表面と裏面とに露出し、前記正極に一方が当接するとともに、前記負極に他方が当接することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の二次電池。   5. The diamond particles are present in the separator, exposed to the front and back surfaces of the separator, and one of the diamond particles contacts the positive electrode and the other contacts the negative electrode. The secondary battery as described in any one of. 前記ケースの外側に熱を放出可能な放熱部をさらに備えることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 1, further comprising a heat dissipating part capable of releasing heat to the outside of the case.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022074288A (en) * 2020-11-04 2022-05-18 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Secondary battery
CN119560673A (en) * 2023-09-01 2025-03-04 华为技术有限公司 Battery cells, battery modules and electronic devices

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