特許ウォッチ

公開番号2025079638
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192440
出願日2023-11-10
発明の名称電池
出願人トヨタバッテリー株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 10/04 20060101AFI20250515BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ハイレート劣化及びセパレータの熱収縮を抑制する。
【解決手段】長尺帯状の負極シート40と、長尺帯状の正極シート50と、負極シートと正極シートの間に位置する長尺帯状のセパレータ60A、60Bとを有する積層体を、積層体の幅方向Gに延びる仮想軸回りに捲回した捲回体30を有する電池であって、負極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量が、正極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量より大きく、セパレータが、長尺帯状の基材層61と、基材層の負極シートとの対向面に設けられ、セパレータの長手方向に沿って延び且つ互いに幅方向に離間する、基材層とは異なる空隙率を有する複数の第1コート層63と、基材層の正極シートとの対向面に設けられ、幅方向に沿って延び且つ互いに長手方向に離間する、基材層とは異なる空隙率を有する複数の第2コート層66と、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
長尺帯状の負極シートと、長尺帯状の正極シートと、前記負極シートと前記正極シートの間に位置する長尺帯状のセパレータとを有する積層体を、前記積層体の幅方向に延びる仮想軸回りに捲回した捲回体を有し、充放電に起因して前記正極シート及び前記負極シートが膨張及び収縮する電池であって、
前記負極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量が、前記正極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量より大きく、
前記セパレータは、
長尺帯状の基材層と、
前記基材層の前記負極シートとの対向面に設けられ、前記セパレータの長手方向に沿って延び且つ互いに前記幅方向に離間する、前記基材層とは異なる空隙率を有する複数の第１コート層と、
前記基材層の前記正極シートとの対向面に設けられ、前記幅方向に沿って延び且つ互いに前記長手方向に離間する、前記基材層とは異なる空隙率を有する複数の第２コート層と、
を備える電池。
続きを表示（約 87 文字）【請求項２】
前記第２コート層の空隙率が前記基材層より大きく、且つ、前記基材層の前記幅方向全体に渡って前記第２コート層が設けられている請求項１に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、捲回型電極体を備える電池が開示されている。この電極体は、長尺帯状の正極、長尺帯状の負極、及び、正極と負極の間に位置する長尺帯状のセパレータ、を備えている。セパレータは、基材層と、基材層の正極側の面に設けられた粒子層と、を備える。さらに粒子層には、セパレータ（電極体）の幅方向に沿って延びる拡散経路が設けられている。そのため電池が充放電を行うときに、電極体の電解質が拡散経路を介して電極体の外側へ排出され易く、且つ、電極体の外側の電解質が拡散経路を介して電極体に戻り易い。そのため、特許文献１の電池は、セパレータに拡散経路が設けられない場合と比べて、電極体の塩濃度ムラの発生を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－６８５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、電池が充放電を行うときの電極体の外側と正極との間のセパレータを介した電解質の移動量が、セパレータに拡散経路が設けられない場合と比べて円滑になる。しかしながら通常、電池が充放電を行うときの電極体の外側と負極との間のセパレータを介さない電解質の移動量は、電極体の外側と正極との間のセパレータを介さない電解質の移動量より大きい。そのため電池が充放電を行うときの電極体の外側と正極との間の電解質の移動量と、電極体の外側と負極との間の電解質の移動量と、の差を小さくするのが難しい。そのため上記特許文献１の電池は、ハイレート劣化を抑制することに関して改善の余地がある。
【０００５】
さらに上記特許文献１のセパレータの粒子層は、基材層の一方の面にのみ設けられている。そのため上記特許文献１の発明は、セパレータの熱収縮を抑制するのが難しい。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、ハイレート劣化及びセパレータの熱収縮を抑制可能な電池を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様の電池は、長尺帯状の負極シートと、長尺帯状の正極シートと、前記負極シートと前記正極シートの間に位置する長尺帯状のセパレータとを有する積層体を、前記積層体の幅方向に延びる仮想軸回りに捲回した捲回体を有し、充放電に起因して前記正極シート及び前記負極シートが膨張及び収縮する電池であって、前記負極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量が、前記正極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量より大きく、前記セパレータは、長尺帯状の基材層と、前記基材層の前記負極シートとの対向面に設けられ、前記セパレータの長手方向に沿って延び且つ互いに前記幅方向に離間する、前記基材層とは異なる空隙率を有する複数の第１コート層と、前記基材層の前記正極シートとの対向面に設けられ、前記幅方向に沿って延び且つ互いに前記長手方向に離間する、前記基材層とは異なる空隙率を有する複数の第２コート層と、を備える。
【０００８】
本発明の第２態様の電池では、前記第２コート層の空隙率が前記基材層より大きく、且つ、前記基材層の前記幅方向全体に渡って前記第２コート層が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１態様の電池は充放電に起因して正極シート及び負極シートが膨張及び収縮し、負極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量が、正極シートの膨張時の形状と収縮時の形状との間の変化量より大きい。第１態様の電池では、セパレータが、長尺帯状の基材層と、基材層の負極シートとの対向面に設けられ、基材層とは異なる空隙率を有する複数の第１コート層と、基材層の正極シートとの対向面に設けられ、基材層とは異なる空隙率を有する複数の第２コート層と、を備える。さらに第１コート層はセパレータ（積層体）の長手方向に沿って延びる一方で、第２コート層はセパレータの幅方向に沿って延びる。そのため、電池が充放電を行うときの電極体の外側と負極シートとの間のセパレータを介した電解質の移動が、第１コート層又は基材層の第１コート層が形成されていない部位であり且つ空隙率が大きいものに沿って行われる。即ち、電解質のセパレータの長手方向に沿った移動が促進される。それにより電解質のセパレータの幅方向への移動が抑制され、電極体の外側と負極シートとの間の電解質の移動量が抑制される。一方、電池が充放電を行うときの電極体の外側と正極シートとの間のセパレータを介した電解質の移動が、第２コート層又は基材層の第２コート層が形成されていない部位であり且つ空隙率が大きいものに沿って行われる。即ち、電解質のセパレータの幅方向に沿った移動が促進される。それにより電解質のセパレータの長手方向への移動が抑制され、電極体の外側と正極シートとの間の電解質の移動量が促進される。そのため電池が充放電を行うときの電極体の外側と正極シートとの間のセパレータを介した電解質の移動量を、電極体の外側と負極シートとの間のセパレータを介した電解質の移動量より大きくできる。従って、第１態様の電池は充放電を行うときに、電極体の外側と正極シートとの間の電解質の移動量と、電極体の外側と負極シートとの間の電解質の移動量と、の差を小さくできる。そのため第１態様の電池は、ハイレート劣化を抑制できる。
【００１０】
さらに本発明の第１態様の電池のセパレータの第１コート層と第２コート層の延長方向が互いに直交する。そのため本発明の第１態様の電池は、セパレータが第１コート層と第２コート層の一方のみを備える場合と比べて、セパレータの熱収縮を抑制し易い。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許