[发明专利]二次电池和电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及经由隔板层叠有正极电极和负极电极的二次电池和使用该电池的供电、蓄电系统。

背景技术

如周知的，作为可充电电池的二次电池、特别是锂离子二次电池，由于具有高能量密度且高容量，因此作为家电气化产品的电源而被使用。此外，近年来，作为电动车用电源、住宅用电源、发电站等剩余电力保存用蓄电池，也被大家所关注。

作为该锂离子二次电池的形式，有将一对带状的片状正极电极和片状负极电极经由隔板卷绕成涡旋状的卷绕式锂离子二次电池、和将多个片状正极和片状负极经由多个隔板进行层叠的层叠式锂离子二次电池。

在层叠式锂离子二次电池中，由上述多个片状正极和片状负极构成的电极组，通常被封入到剖面是大致长方形的方形电池容器中。另一方面，在卷绕式锂离子二次电池中，既有被封入到剖面是大致圆形的圆筒形电池容器中的情况，也有被封入到方形电池容器中的情况。

可是，在层叠式和卷绕式的任一种锂离子二次电池中，在使用了方形电池容器的情况下，都是片状正极和片状负极经由隔板进行层叠的结构，因此，在方形电池容器内有正极与负极的位置产生偏移的情况，即、有产生“层叠偏移”的情况。若产生了该层叠偏移，就有正极和负极相接触，在电池内短路等而发生故障的危险性。此外，由于方形电池容器是导电体，因此也有使正极和负极进行绝缘的必要。

因此，已提出了在方形电池容器中封入层叠式锂离子二次电池的电极组时，在处于电极组最端部的片状电极面上设置绝缘性辅助片，和电极组一起用绝缘胶带进行固定的提案(参照下述专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008-91099号公报

根据上述提案，在实现层叠面方向的绝缘的同时，能够通过用绝缘胶带固定辅助片和所层叠的电极来防止层叠偏移，但是，这对防止层叠偏移并不充分，因此认为并不能够充分发挥如设计性能。接着，使用图5(a)、图5(b)、图5(c)进行说明。

图5(a)中示出与方形电池容器1的面中的、形成有未图示的正极端子和负极端子的面方向(第一方向)交叉的剖面。将经由未图示的隔板层叠了片状正极2和负极3的电极组G插入到方形电池容器1内。为了使电极组G与作为导电体的方形电池容器1绝缘，在电极组的四条边上，分别如图所示地在形成有上述正极端子和负极端子的面的长边方向和短边方向上配置绝缘性辅助片4、5。若使电极面宽度a与上述长边方向的内尺寸(内侧尺寸)b相同，则方形电池容器角部1c就带有圆角，因此角部1c附近的电极被压迫而变形，从而发生隔板破裂等，结果引起短路等故障的危险性高。为了避免这样的片状电极的变形，设计成使电极面宽度a稍微小于上述长边方向的内尺寸b，在电池容器角部1c的圆角中不受影响的尺寸。

此外，由于需要在方形电池容器1中贮存电解液，因此，必须要在电极组G与方形电池容器1之间设置一定的空间。因此，绝缘性辅助片5使用厚度是耐绝缘最低限度的程度、换言之是极薄且没有应力(はりのない)的绝缘体。

然而，在该结构中，在例如作为电动车电源而使用的情况下，若对方形电池容器1施加连续的振动，即使电极组G已被绝缘胶带固定，在被浸在电解液里的环境下，绝缘胶带有时也会松动。可以明确，基于该原因，绝缘性辅助片5因电极组G的重量而沿着方形电池容器1的形状发生变形，同时正极2和负极3如图5(b)所示地在面方向上产生层叠偏移。若产生了该层叠偏移，就如方形电池容器1的角部1c的放大图5(c)所示地，处于电极组G的端部的正极2和负极3沿着方形电池容器1而变形，若在该变形状态下进一步施加振动，就发生隔板破裂等，结果产生短路等故障。再有，假如电极组G的中央部分的电极发生了偏移，也仅是以垂直于上述方形电池容器1内壁的角度碰到其内壁上，难以产生电极弯曲等变形，成为故障原因的可能性很小。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种即使在施加连续的振动的情况下，也能够尽量防止方形电池容器角部中的电极变形，最大限度发挥如设计性能的二次电池和使用该电池的供电或蓄电系统。