二次电池的制作方法

文档序号:18873423发布日期:2019-10-14 20:03阅读:206来源:国知局
二次电池的制作方法

本技术涉及二次电池,更详细而言,涉及二次电池、电池组、车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备。



背景技术:

近年来,在个人计算机(pc)、便携通信终端等电子设备、电动汽车等汽车、风力发电等新能源系统等的技术领域中,电池、特别是二次电池的需求在急速扩大。

例如,提出了一种锂二次电池,其包括电极组装体、容纳所述电极组装体的罐、密封所述罐的上层开口部的盖组装体、位于所述电极组装体的下部与所述罐之间的下绝缘板而成,该锂二次电池其特征在于,在所述下绝缘板上以5~80%的开口率形成有多个孔(参照专利文献1)。进而,还提出了一种圆筒型非水二次电池,其在电池罐的底的内表面形成有槽而作为内压释放阀,并在收纳于电池罐中的卷绕电极体的端面具有绝缘板(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:特开2007-27109号公报

专利文献2:国际公开2016/203708号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

然而,在根据专利文献1、专利文献2中提出的技术的二次电池中,有可能无法进一步实现电池特性的提高、可靠性的提高。因此,现状是期待一种进一步提高电池特性、可靠性的二次电池。

因此,本技术是鉴于这样的情况而完成的,其主要目的在于,提供具有优异的电池特性、优异的可靠性的二次电池、具有该二次电池的电池组、车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备。

用于解决技术问题的方案

本发明的发明人们为了达到上述目的而进行了深入研究,结果成功开发出具有优异的电池特性、优异的可靠性的二次电池,从而完成本技术。

即,在本技术中,提供一种二次电池,其具有电极、电解液、容纳该电极和该电解液的罐以及配置在该电极与该罐之间的绝缘件,该罐的罐底具有至少一个凹部,该绝缘件具有至少一个孔部,该至少一个凹部的至少一部分与该至少一个孔部的至少一部分不重叠。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,所述至少一个凹部与所述至少一个孔部不重叠。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,所述至少一个凹部与所述至少一个孔部的重叠率为13%以下。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,所述至少一个孔部的开口率为5%以上且40%以下。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,该二次电池的电池容量为2.5ah以上。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,所述绝缘件具有绝缘板和过滤器部件。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,所述过滤器部件是无纺布。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,所述绝缘件具有绝缘板。

在本技术中,也可以是一种二次电池,其中,该二次电池为圆筒型。

进而,在本技术中,

提供一种电池组,其具有:本技术涉及的二次电池、控制该二次电池的使用状态的控制部、以及根据该控制部的指示来切换该二次电池的使用状态的开关部;

提供一种车辆,其具有:本技术涉及的二次电池、从该二次电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力的驱动力转换装置、根据该驱动力进行驱动的驱动部、以及车辆控制装置;

提供一种蓄电系统,其具备:具有本技术涉及的二次电池的蓄电装置、由该二次电池供给电力的电力消耗装置、控制从该二次电池对该电力消耗装置的电力供给的控制装置、以及对该二次电池进行充电的发电装置;

提供一种电动工具,其具有:本技术涉及的二次电池、以及由该二次电池供给电力的可动部;

提供一种电子设备,其具有本技术涉及的二次电池,并从该二次电池接受电力的供给。

发明效果

根据本技术,能够提高电池特性、可靠性。需要指出,在此所记载的效果并非被限定,也可以是本公开中所记载的任一种效果或与它们性质不同的效果。

附图说明

图1是示出本技术涉及的第一实施方式的二次电池以及二次电池所具有的绝缘件的结构例的图。

图2是用于说明本技术涉及的第一实施方式的二次电池所具有的罐底的凹部的功能的图。

图3是用于说明本技术涉及的第一实施方式的二次电池所具有的绝缘件的功能的图。

图4是用于说明本技术涉及的第一实施方式的二次电池中在过放电时的罐底溶解的图。

图5是示出本技术涉及的第一实施方式的二次电池所具有的绝缘件的结构例的图。

图6是示出本技术涉及的第一实施方式的二次电池所具有的绝缘件具有的孔部的开口率与跌落试验合格率或电压降低不良率的关系的图表。

图7是用于说明本技术涉及的第一实施方式的二次电池所具有的绝缘件具有的孔部的开口率的图。

图8是示出本技术涉及的第二实施方式的二次电池所具有的绝缘件的结构例的图。

图9是示出本技术涉及的第二实施方式的二次电池所具有的绝缘件具有的孔部的开口率与跌落试验合格率或充放电循环容量维持率的关系的图表。

图10是示出本技术涉及的实施例1~4的二次电池所具有的绝缘件的结构例的图。

图11是示出本技术涉及的实施例1以及4~6的二次电池所具有的绝缘件的结构例、以及孔部与罐底的凹部的重叠率和从过放电起的漏液开始期间的结果的图。

图12是用于说明绝缘件所具有的孔部与罐底的凹部的重叠率的图。

图13是示出比较例1的二次电池所具有的绝缘件的结构例的图。

图14是表示本技术涉及的二次电池的应用例(电池组)的结构的框图。

图15是表示本技术涉及的二次电池的应用例(车辆)的结构的框图。

图16是表示本技术涉及的二次电池的应用例(蓄电系统)的结构的框图。

图17是表示本技术涉及的二次电池的应用例(电动工具)的结构的框图。

图18是表示本技术涉及的二次电池的应用例(电子设备)的结构的框图。

图19是表示本技术涉及的二次电池的应用例1(印刷电路基板)的结构的图。

图20是表示本技术涉及的二次电池的应用例2(通用信用卡)的结构的一例的图。

图21是表示本技术涉及的二次电池的应用例3(腕带式活动量计)的结构的一例的图。

图22是表示本技术涉及的二次电池的应用例3(腕带式活动量计)的结构的一例的图。

图23是表示本技术涉及的二次电池的应用例3(腕带式电子设备)的结构的图。

图24是表示本技术涉及的二次电池的应用例4(智能手表)的结构的分解立体图。

图25是表示本技术涉及的二次电池的应用例4(带式电子设备)的内部结构的局部的图。

图26是示出本技术涉及的二次电池的应用例4(带式电子设备)的电路结构的框图。

图27是表示本技术涉及的二次电池的应用例5(眼镜型终端)的结构的具体例的图。

具体实施方式

以下,参照附图,对用于实施本技术的优选方式进行说明。以下说明的实施方式是本技术的代表性实施方式的一例,并不由此缩小解释本技术的范围。需要指出,关于附图,对相同或同等的要素或部件标注相同的附图标记,并省略重复的说明。

需要指出,按照以下顺序进行说明。

1.本技术的概要

2.第一实施方式(二次电池的示例1)

3.第二实施方式(二次电池的示例2)

4.二次电池的用途

4-1.二次电池的用途的概要

4-2.第三实施方式(电池组的示例)

4-3.第四实施方式(车辆的示例)

4-4.第五实施方式(蓄电系统的示例)

4-5.第六实施方式(电动工具的示例)

4-6.第七实施方式(电子设备的示例)

<1.本技术的概要>

首先,对本技术的概要进行说明。

本技术涉及的二次电池具有容纳电极和电解液的罐、以及配置在电极与罐之间的绝缘件。在罐的底部设置有具有释放气体的气体释放机构的至少一个凹部,在绝缘件上设置有至少一个孔部。本技术涉及的二次电池具有至少一个凹部的至少一部分与至少一个孔部的至少一部分不重叠的结构。通过具有至少一个凹部的至少一部分与至少一个孔部的至少一部分不重叠的结构,从而能够防止罐在过放电区域中溶解。

在本技术涉及的二次电池中,至少一个凹部与至少一个孔部的重叠率可以是任意的重叠率,但优选为13%以下。通过该优选的重叠率,能够进一步防止罐在过放电区域中溶解。

绝缘件的至少一个孔部的开口率(孔部的合计面积/假想圆面积)可以是任意的开口率,但优选为5%~40%。通过该任意的开口率,能够防止由于金属污染的侵入而引起的电压降低,并且能够防止由于部件强度降低而引起的跌落绝缘性降低。另外,通过使开口率为5~40%,能够进一步防止由于金属污染的侵入而引起的电压降低,并且能够进一步防止由于部件强度降低而引起的跌落绝缘性降低,此外,能够兼顾防止由于金属污染的侵入而引起的电压降低和防止由于部件强度降低而引起的跌落绝缘性降低。需要指出,虽然存在有关具有网眼结构的、开口率在5~80%范围内的绝缘板的技术(专利文献1),但该技术未具体明确绝缘板的形状、结构等。

在应用本技术的基础上,二次电池的电池容量可以是任意的,但从对于污染(例如金属污染)的耐久性以及捕集功能性的角度出发,二次电池的电池容量有时优选为2.5ah以上。

本技术是基于以上情况的技术,根据本技术,能够实现二次电池的电池特性、可靠性的提高、维持。本技术涉及的二次电池例如是圆筒型的锂离子二次电池,被应用于电池组、车辆、蓄电系统、电动工具、电子设备等。

<2.第一实施方式(二次电池的示例1)>

使用图1~图7,对本技术涉及的第一实施方式(二次电池的示例1)的二次电池进行说明。

图1的(a)是圆筒型非水二次电池500的局部破开的分解立体图。图1的(b)是将图1的(a)所示的部分b放大后的放大剖视图。

如图1的(a)以及(b)所示,在圆筒型非水二次电池500中,在圆筒型非水二次电池500下部(图1的(a)中的向下方向)的第一电极2(在图1中为正极2)以及第二电极3(在图1中为负极3)与罐11(在图1中为负极罐11)的罐底11a之间配置有使无纺布12和绝缘板13匹配并层叠而得的绝缘件1。如图1的(b)所示,绝缘件1具有的孔部21的至少一部分与凹部14的至少一部分不重叠。即,孔部21与凹部14未完全重叠,在图1的(b)中的左右方向上,孔部21的位置与凹部14的位置未完全一致。作为凹部14绝缘件1的功能(作用),能够通过无纺布12在电解液注液中捕集金属污染。关于这一点,使用图3在后面详细叙述。另外,作为绝缘件1的再一个功能(作用),能够通过绝缘板13使第一电极2以及第二电极与罐11绝缘。绝缘板13为了在电解液注液时通过无纺布12捕集在制造工序中混入的污染(例如金属污染),绝缘板13具有多个孔部21。

绝缘板13只要具有绝缘性功能,可以是任意的材料,但优选为pp、pet、pps等热塑性树脂。如果绝缘板13为热塑性树脂,则能够与同样是热塑性树脂的无纺布12焊接。

无纺布12由聚酯、pps、pbt等纤维形成,最大孔径优选为20~120μm,单位面积重量优选为25~150g/m2。需要指出,无纺布12为了能够与第一电极2以及第二电极3的卷绕电极体的端面的凹凸密合地进行支撑,优选具有柔软性。只要具有捕集污染的功能,也可以使用无纺布12以外的过滤器部件。

圆筒型非水二次电池500是第二电极3(负极3)的容量由通过作为电极反应物质的锂(li)或锂离子(li+)的嵌入和脱嵌所获得的容量成分表示的所谓的锂离子二次电池。圆筒型非水二次电池500在大致中空圆柱状的罐11的内部具有通过将一对带状的第一电极2和带状的第二电极3隔着隔膜4层叠并卷绕而成的卷绕电极体。罐11由镀镍(ni)15的铁(fe)构成,一端部封闭,另一端部开放。在罐11的内部注入有电解液,隔膜4浸渍于电解液。另外,上述的绝缘件1和绝缘体10以夹着卷绕电极体的方式配置成相对于卷绕周面垂直。

第一电极顶盖8和设置于该第一电极顶盖8的内侧的安全阀6等通过隔着垫圈9进行嵌塞而安装于罐11的开放端部。由此,罐11的内部被密封。第一电极顶盖8例如由与罐11相同的材料构成。安全阀6与第一电极顶盖8电连接,在电池的内压由于内部短路或来自外部的加热等而达到一定以上的情况下,盘板翻转并切断第一电极顶盖8与卷绕电极体的电连接。垫圈9例如由绝缘材料构成,并在表面涂布有沥青。

第一电极接片7(在图1中为正极接片7)与第一电极2电连接,第二电极接片5(在图1中为负极接片5)与第二电极3电连接。第一电极2(正极2)由第一电极集电体19(在图1中为正极集电体19)和在第一电极集电体19的两面设置的第一电极活性物质层18(在图1中为正极活性物质层18)构成。另一方面,第二电极3(负极3)由第二电极集电体16(在图1中为负极集电体16)和在第二电极集电体16的单面或两面设置的第二电极活性物质层17(在图1中为负极活性物质层17)构成。

第一电极集电体19例如由铝箔等金属箔构成。第一电极活性物质层18例如包含能够嵌入和脱嵌锂(li)或锂离子(li+)的一种或两种以上的第一电极材料(正极材料)作为第一电极活性物质(正极活性物质),并根据需要包含石墨等导电剂以及聚偏二氟乙烯等粘合剂而构成。作为第一电极材料(正极材料),例如可以列举出锂氧化物、锂磷氧化物、锂硫化物或者包含锂的层间化合物等含锂化合物。

第二电极集电体16例如由铜箔等金属箔构成。第二电极活性物质层17例如包含能够嵌入和脱嵌锂(li)或锂离子(li+)的一种或两种以上的第二电极材料(负极材料)作为第二电极活性物质(负极活性物质),并根据需要包含石墨等导电剂以及聚偏二氟乙烯等粘合剂而构成。作为第二电极材料(负极材料),例如可以列举出难石墨化性碳、易石墨化性碳、石墨、热解碳类、焦炭类、玻璃状碳类、有机高分子化合物烧成体、碳纤维或者活性炭等碳材料。

在图1中,本技术涉及的第一实施方式的二次电池是圆筒型非水二次电池500,但根据需要,本技术涉及的第一实施方式的二次电池也可以是将卷绕电极体容纳在薄膜状的外包装部件的内部的电池、所谓的层压膜型的二次电池,例如可以列举出层压膜型的锂离子二次电池。

图2是用于说明罐底11a的凹部14的功能的图。图2的(a)是在底部(罐底)不具有凹部的圆筒型非水二次电池600的剖视图,图2的(b)是在底部(罐底)具有凹部的圆筒型非水二次电池501的剖视图。图2的(c)是示出凹部14裂开后的罐底11a的侧视图。图2的(d)是示出凹部14裂开前的罐底11a的俯视图,并且是示出罐底11a与凹部14的配置关系的一例的图。凹部14在被冲压制得的情况下,有时被称为压印。

如图2所示,近年来,伴随着高容量、高输出,燃烧试验时从电极的气体产生量增加(电池600内部的气体的流动为箭头r,电池501内部的气体的流动为箭头w),进而,通过缩小电极中心孔的直径,向电池600或电池501的顶部的气体逃逸减少(在电池600中为g~i的箭头方向的气体逃逸,在电池501中为s~u的箭头方向的气体逃逸),底部(罐底)的气体压力升高。在电池600中,气体向箭头o以及p方向逃逸而引起电池破裂。作为对策,在电池501的金属壳的罐的底部(罐底)设置具有释放气体的气体释放机构的凹部14(也可以是罐底压印。)。如图2的(c)所示,凹部14裂开,气体向箭头v方向释放。为了打开罐底,凹部14例如可以以圆形或与圆形类似的形状并以比罐底的板厚薄的板厚而构成。如图1所示,在罐底11a的厚度为q1时,凹部14的厚度为比q1薄的厚度q2。凹部14只要能够裂开,既可以不分割而由一个构成,也可以分割为两个以上而由两个以上的凹部构成。

然而,在罐底11a具有凹部14,并且凹部14与绝缘件1具有的绝缘板13的孔部21完全重叠的情况下,在电池过放电时,罐11有时会溶解。因此,本技术涉及的二次电池具有绝缘件,该绝缘件具有以下功能:一面维持作为绝缘件的功能的金属污染捕集性和绝缘性优异的性能,一面如上面所说明的那样,使得在过放电时罐11或罐底11a、特别是凹部14不会溶解。

图3是用于说明绝缘件1的功能的图。注入的电解液向w1~w2的方向流动并通过绝缘板13的孔部21,进而向w3~w4的方向流动并通过无纺布12。无纺布12能够捕集污染(金属污染)。

图4的(a)是示出电池过放电时的正极电位、负极电位以及电池电压的图表,图4的(b)是用于说明罐底11a的溶解的图。

如图4的(a)所示,当电池处于过放电状态时,电极负极电位达到铁的溶解电位。因此,如图4的(b)所示,具有绝缘体131和无纺布121的绝缘件111所具有的孔部21与凹部14完全重叠,随着电解液x1~x5的流动,罐11(在图4的(b)中为负极罐)由于主成分是铁,因此从电池内部开始溶解。绝缘体131在材料上与绝缘体13相同,无纺布121在材料上与无纺布12相同。如上所述,具有释放气体的气体释放机构的凹部14(罐底压印)以圆形或与圆形类似的形状并以比罐底11a的板厚薄的板厚而构成。在该薄壁部,如果在高温环境下持续供给电解液,则会促进铁溶解,在凹部14(罐底压印)的薄壁部产生穿孔,在最坏的情况下,电解液有时会漏液。

电解液包含溶剂和溶解在该溶剂中的电解质盐。作为溶剂,可以使用碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯等环状的碳酸酯,另外,除了这些环状的碳酸酯以外,还可以混合使用链状的碳酸酯。进而,在溶剂中也可以包含2,4-二氟苯甲醚或碳酸亚乙烯酯。

作为电解质盐,例如可以列举出锂盐,既可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。作为锂盐,可以列举出lipf6、libf4、liasf6、liclo4、lib(c6h5)4、lich3so3、licf3so3、lin(so2cf3)2、lic(so2cf3)3、lialcl4、lisif6、licl、二氟[草酸-o,o’]硼酸锂、双草酸硼酸锂或libr等。

图5的(a)以及(b)是示出本技术涉及的第一实施方式的二次电池所具有的绝缘件1a以及1b的俯视图。在图的(a)以及(b)中示出了中心孔20和孔部21。孔部21是指中心孔20以外的全部的孔部。另外,孔部21有时与中心孔20相对应地称为周边孔。

如图5的(a)以及(b)所示,凹部14(罐底压印)与绝缘件1a或1b各自具有的绝缘板13a或13b的孔部21没有完全重叠。更详细而言,在图5的(a)所示的绝缘件1a中,凹部14(罐底压印)的至少一部分未与绝缘件1a具有的绝缘板13a的孔部21的至少一部分重叠。在图5的(b)所示的绝缘件1b中,凹部14(罐底压印)与绝缘件1b具有的绝缘板13b的孔部21未完全重叠。根据绝缘件1a以及1b,能够防止在电池过放电时发生的凹部14(罐底压印)因电解液而溶解。

图6是示出本技术涉及的第一实施方式的二次电池500所具有的绝缘件1具有的孔部21的开口率与跌落试验合格率或电压降低不良率的关系的图表。电池的跌落试验将合格条件设为:在使开路电压为4.4±0.05v的电池从10m的高度自由下落了30次时,电池电压为3.0v以上。试验数设为100。电压降低的试验是所谓的破坏性试验之一,在电池的组装工序中预先在电池罐的底部放入微小金属粉,在该状态下成品电池组装后,充电至开路电压4.2±0.05,在60℃气氛下经过10天后电压降低超过0.2v的电池为不合格。试验数设为100根。需要指出,这是模拟地评价绝缘件1的金属污染的捕集性能的试验。

绝缘件1的功能之一是金属污染的捕集,如果减小绝缘板13的孔部21的开口率,则在电解液注液时的金属污染的捕集性有时会稍微降低。一旦金属污染的捕集性稍微降低,则金属污染有可能侵入电极内部而在成品电池中发生电压降低不良。如图6所示,如果开口率小于5%,则金属污染的捕集性稍微降低,电压降低不良率稍微增加。

另外,作为绝缘件1的其它功能,具有使罐11与第一电极2以及第二电极3绝缘的功能(作用)。如果孔部21的开口率变大,则有时部件强度会稍微降低,并且绝缘效果会稍微降低。在图6所示的电池跌落试验的结果中,如果开口率为40%以上,则电池的跌落试验的合格率稍微降低。

因此,绝缘件1的绝缘板13的孔部的开口率可以是任意的开口率,但优选为5~40%。通过该优选的方式,能够兼顾金属污染的捕集性和防止绝缘耐久性降低。

使用图7,对绝缘件1的开口率进行说明。在图7的(a)中示出了绝缘板13c、假想圆22、孔部21和中心孔20,在图7的(b)中示出了绝缘板13d、假想圆22、孔部21和中心孔20。开口率根据以下的式1求得。

式1:开口率=孔部21的合计面积/假想圆22的面积

需要指出,绝缘板13c以及13d具有至少一个孔部21,但捕集金属污染的无纺布(在图7中未图示)不具有孔部。另外,中心孔20的面积从孔部21的合计面积中去除。如图7的(a)所示,也存在假想圆22与绝缘板13c的外周形状一致的情况,如图7的(b)所示,在绝缘板13d的外周的局部上存在切口的形状的情况下,作为假想圆,与绝缘板13d外接的圆成为假想圆22。

如上所述,本技术涉及的第一实施方式的二次电池500的放电容量可以是任意的容量,但有时优选在2.5ah以上。

在放电容量为2.5ah以上的电池中,由于电极的隔膜的厚度薄,因此有时对于金属污染侵入电极内部的抵抗性会低。

在电池的容量小于2.5ah的电池中,即使绝缘件1的金属污染捕集功能稍低,但有时在成品电池中的电压降低不良率也低。因此,在放电容量为2.5ah以上的情况下,有时最好在上述绝缘件1中还具有过滤器部件。

<3.第二实施方式(二次电池的示例2)>

使用图8~图9,对本技术涉及的第二实施方式(二次电池的示例2)的二次电池进行说明。需要指出,关于本技术涉及的第二实施方式的二次电池,除了下面描述的内容以外,在上面描述的本技术涉及的第一实施方式的二次电池的内容也可以直接应用于本技术涉及的第二实施方式的二次电池。

图8是本技术涉及的第二实施方式的二次电池的局部的放大剖视图。如图8所示,本技术涉及的第二实施方式的二次电池具有由绝缘板23构成的绝缘件24。本技术涉及的第二实施方式的二次电池具有尽可能抑制了污染发生的规格、和/或具有隔膜的厚度厚且耐污染性(例如耐金属污染性)强的规格。

图9是示出绝缘件24所具有的孔部21的开口率与跌落试验合格率或充放电循环容量维持率的关系的图表。电池的跌落试验将合格条件设为:使开路电压为4.4±0.05v的电池从高度10m自由下落30次后,开路电压为3.0v以上。将合格的根数/试验数×100作为合格率(%)。试验数设为100。在调查循环特性的情况下,为了使电池状态稳定,在常温环境中(23℃)使二次电池充放电一个循环后,在相同环境中使二次电池再充放电一个循环并测得放电容量。接着,在相同环境中反复进行充放电直至循环数总计达到1000次循环并测得放电容量。根据该结果,算出充放电循环容量维持率(%)=(第1000次循环的放电容量/第二次循环的放电容量)×100。在充电时,以0.2c的电流恒流恒压充电至上限电压4.2v,进而以恒压充电至电流达到0.05c。在放电时,以0.2c的电流恒流放电至终止电压达到2.5v。需要指出,“0.2c”以及“0.05c”分别是将电池容量(理论容量)以5小时以及20小时完全放电的电流值。例如在2.5ah的电池容量的电池的情况下,1c的电流值为2.5a,0.2c的电流值为0.5a。

绝缘件24由于没有无纺布等过滤器部件,因此电解液的注液性提高,进而,如果绝缘件24的孔部21的开口率大,则电解液对第一电极2以及第二电极3的浸渍性提高,充放电循环特性提高。如图9所示,绝缘件24的孔部21的开口率可以是任意的开口率,但如果开口率为15%以上,则能够使实施了1000次循环的充放电时的容量维持率为90%以上。

<4.二次电池的用途>

下面对二次电池的用途详细地进行说明。

<4-1.二次电池的用途的概要>

二次电池的用途只要是可以将该二次电池作为驱动用的电源或电力蓄积用的电力储存源等加以利用的机械、设备、器械、装置以及系统(多个设备等的集合体)等,则没有特别限制。作为电源使用的二次电池既可以是主电源(优先使用的电源),也可以是辅助电源(代替主电源,或从主电源切换使用的电源)。在将二次电池作为辅助电源利用的情况下,主电源的种类并不限于二次电池。

例如,二次电池的用途如下所述:笔记本个人电脑、平板电脑、移动电话(例如智能手机等)、便携信息终端(personaldigitalassistants:pda,个人数字助理)、摄像装置(例如数码静态照相机、数码摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏机、无绳电话子机、电子书、电子词典、收音机、耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人等电子设备(包括便携式电子设备);电动剃须刀等便携式生活用具;备用电源以及存储卡等存储用装置;电钻以及电锯等电动工具;作为可拆卸的电源在笔记本个人电脑等中所使用的电池组;起搏器以及助听器等医疗用电子设备;用于电动汽车(包括混合动力汽车)等车辆;以备应急等而蓄积电力的家庭用电池系统等蓄电系统。当然,也可以为上述以外的用途。

其中,二次电池应用于电池组、车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备是有效的。这是因为,被要求优异的电池特性,因此通过使用本技术的二次电池,从而能够有效地实现性能提升。需要指出,电池组是使用二次电池的电源,是所谓的组装电池等。车辆是以二次电池为驱动用电源进行工作(行驶)的车辆,如上所述,也可以是同时具有除二次电池以外的驱动源的汽车(混合动力汽车等)。蓄电系统例如可列举住宅用的蓄电系统,其是将二次电池作为电力储存源而使用的系统。在蓄电系统中,由于在作为电力储存源的二次电池中蓄积有电力,因此能够利用该电力来使用电力消耗装置、例如家庭用的电气产品。电动工具是将二次电池作为驱动用电源使可动部(例如钻头等)动作的工具。电子设备是将二次电池作为驱动用电源(电力供给源)而发挥各种功能的设备。

在此,对二次电池的几个应用例进行具体说明。需要指出,以下说明的各应用例的结构仅为一例,因此能够适当变更。

<4-2.第三实施方式(电池组的示例)>

本技术涉及的第三实施方式的电池组是如下电池组:具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或者本技术涉及的第二实施方式的二次电池、控制二次电池的使用状态的控制部、和根据控制部的指示来切换二次电池的使用状态的开关部。由于本技术涉及的第三实施方式的电池组具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或者本技术涉及的第二实施方式的二次电池,其中,该二次电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电池组的性能、可靠性的提升。

以下,参照附图对本技术涉及的第三实施方式的电池组进行说明。

图14表示电池组的块结构。该电池组例如在由塑料材料等形成的壳体60的内部具有控制部61、电源62、开关部63、电流测量部64、温度检测部65、电压检测部66、开关控制部67、存储器68、温度检测元件69、电流检测电阻70、正极端子71以及负极端子72。

控制部61控制电池组整体的动作(包括电源62的使用状态),例如包括中央运算处理装置(cpu)等。电源62包括一个或两个以上的二次电池(图中未示出)。该电源62例如是包括两个以上的二次电池的组装电池,这些二次电池的连接形式可以是串联,可以是并联,也可以是两者的混合型。列举一例,电源62包括以两并联三串联的方式连接的六个二次电池。

开关部63根据控制部61的指示来切换电源62的使用状态(电源62和外部设备可否连接)。该开关部63例如包括充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管以及放电用二极管(图中均没示出)等。充电控制开关以及放电控制开关例如是使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(mosfet)等半导体开关。

电流测量部64使用电流检测电阻70测量电流,并将其测量结果输出到控制部61。温度检测部65使用温度检测元件69测量温度,并将其测量结果输出到控制部61。例如,控制部61在异常发热时进行充放电控制的情况下、控制部61在剩余容量的计算时进行校正处理的情况下等,使用该温度测量结果。电压检测部66测量电源62中的二次电池的电压,将其测量电压进行模拟-数字转换并供给到控制部61。

开关控制部67根据从电流测量部64以及电压检测部66输入的信号来控制开关部63的动作。

例如,在电池电压达到过充电检测电压的情况下,该开关控制部67切断开关部63(充电控制开关),以不使充电电流在电源62的电流路径中流动的方式进行控制。由此,在电源62中,仅可以通过放电用二极管进行放电。需要指出,例如在充电时流动大电流的情况下,开关控制部67切断充电电流。

此外,例如在电池电压达到过放电检测电压的情况下,开关控制部67切断开关部63(放电控制开关),使放电电流不在电源62的电流路径中流动。由此,在电源62中,仅可以通过充电用二极管进行充电。需要指出,例如在放电时流动大电流的情况下,开关控制部67切断放电电流。

需要指出,在二次电池中,例如,过充电检测电压为4.2v±0.05v,过放电检测电压为2.4v±0.1v。

存储器68例如是作为非易失性存储器的eeprom等。在该存储器68中例如存储有由控制部61运算所得的数值、在制造工艺阶段中测量出的二次电池的信息(例如初始状态的内部电阻)等。需要指出,如果在存储器68中预先存储二次电池的满充电容量,则控制部61能够掌握剩余容量等信息。

温度检测元件69测量电源62的温度,并将其测量结果输出到控制部61,例如是热敏电阻等。

正极端子71以及负极端子72是与使用电池组进行工作的外部设备(例如笔记本个人电脑等)、用于对电池组进行充电的外部设备(例如充电器等)等连接的端子。经由正极端子71以及负极端子72进行电源62的充放电。

<4-3.第四实施方式(车辆的示例)>

本技术涉及的第四实施方式的车辆是如下车辆:具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或者第二实施方式的二次电池、将由二次电池供给的电力转换为驱动力的驱动力转换装置、根据驱动力进行驱动的驱动部以及车辆控制装置。由于本技术涉及的第四实施方式的车辆具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或者第二实施方式的二次电池,其中,该二次电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到车辆的性能、可靠性的提升。

以下,参照图15对本技术涉及的第四实施方式的车辆进行说明。

在图15中概略地示出了采用应用本技术的串联式混合动力系统的混合动力车辆的结构的一例。串联式混合动力系统是使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或将该电力暂时储存于电池而获得的电力来通过电力驱动力转换装置行驶的车辆。

在该混合动力车辆7200上搭载有发动机7201、发电机7202、电力驱动力转换装置7203、驱动轮7204a、驱动轮7204b、车轮7205a、车轮7205b、电池7208、车辆控制装置7209、各种传感器7210、充电口7211。蓄电装置(图中未示出)应用于电池7208。

混合动力车辆7200以电力驱动力转换装置7203为动力源进行行驶。电力驱动力转换装置7203的一例为电动机。电力驱动力转换装置7203通过电池7208的电力而进行工作,该电力驱动力转换装置7203的旋转力传递至驱动轮7204a、7204b。需要指出,通过在必要的地方使用直流-交流(dc-ac)或逆转换(ac-dc转换),电力驱动力转换装置7203不管是交流电动机还是直流电动机均能够适用。各种传感器7210经由车辆控制装置7209控制发动机转速、或控制未图示的节流阀的开度(节气门开度)。各种传感器7210包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。

发动机7201的旋转力传递至发电机7202,可将利用该旋转力而由发电机7202生成的电力蓄积于电池7208。

当混合动力车辆通过未图示的制动机构减速时,该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置7203,利用该旋转力而由电力驱动力转换装置7203生成的再生电力蓄积于电池7208。

电池7208通过连接于混合动力车辆的外部的电源,从而将充电口211作为输入口从该外部电源接受电力供给,并也能蓄积所接受的电力。

虽未图示,但还可以具有基于有关二次电池的信息进行有关车辆控制的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置,例如有基于有关电池余量的信息进行电池余量显示的信息处理装置等。

需要指出,上面以使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或将该电力暂时储存于电池而获得的电力来通过电动机行驶的串联式混合动力车辆为例进行了说明。但是,本公开也能够有效应用于发动机和电动机的输出均作为驱动源并通过适当切换仅通过发动机行驶、仅通过电动机行驶、发动机和电动机行驶这三种方式来进行使用的并联式混合动力车辆。进而,本技术还能够有效应用于不使用发动机而通过仅仅驱动电动机的驱动来进行行驶的所谓的电动车辆。

<4-4.第五实施方式(蓄电系统的示例)>

本技术涉及的第五实施方式的蓄电系统是如下蓄电系统:具备具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池的蓄电装置、由二次电池供给电力的电力消耗装置、控制从二次电池对该电力消耗装置的电力供给的控制装置、以及对二次电池充电的发电装置。由于本技术涉及的第五实施方式的蓄电系统具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池,其中,该二次电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到蓄电系统的性能、可靠性的提升。

以下,参照图16对作为本技术涉及的第五实施方式的蓄电系统的一例的住宅用的蓄电系统进行说明。

例如在住宅9001用的蓄电系统9100中,从火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等集中型电力系统9002经由电力网9009、信息网9012、智能电表9007、电力集线器9008等向蓄电装置9003供给电力。与此同时,从家庭内发电装置9004等独立电源向蓄电装置9003供给电力。在蓄电装置9003中储存被供给的电力。使用蓄电装置9003供给住宅9001所使用的电力。不限于住宅9001,关于大厦也能够使用同样的蓄电系统。

住宅9001中设置有:发电装置9004、电力消耗装置9005、蓄电装置9003、控制各装置的控制装置9010、智能电表9007、获取各种信息的传感器9011。各装置通过电力网9009及信息网9012连接。作为发电装置9004,利用太阳能电池、燃料电池等,所发的电力供给至电力消耗装置9005及/或蓄电装置9003。电力消耗装置9005为冰箱9005a、空调装置9005b、电视接收机9005c、浴缸9005d等。进而,电力消耗装置9005包括电动车辆9006。电动车辆9006为电动汽车9006a、混合动力车9006b、电动摩托车9006c。

上述本公开的电池单元被应用于蓄电装置9003。蓄电装置9003由二次电池或电容器构成。例如,由锂离子电池构成。锂离子电池既可以是固定型,也可以是在电动车辆9006中使用的电池。智能电表9007具有测量商用电力的使用量并将测得的使用量发送到电力公司的功能。电力网9009也可以组合直流供电、交流供电、非接触供电中任一种或者多种。

各种传感器9011例如为人体感应器、照度传感器、物体检测传感器、功耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。由各种传感器9011获取到的信息被发送至控制装置9010。通过来自传感器9011的信息,能够掌握气象的状态、人的状态等而自动地控制电力消耗装置9005来使能耗最小。进一步地,控制装置9010能够将关于住宅9001的信息经由互联网向外部的电力公司等发送。

通过电力集线器9008进行电力线的分支、直流交流转换等处理。作为与控制装置9010相连接的信息网9012的通信方式,存在使用uart(universalasynchronousreceiver-transmitter:异步串行通信用发送/接收电路)等通信接口的方法、利用基于bluetooth(注册商标)、zigbee、wi-fi等无线通信标准的传感器网络的方法。bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信,能够进行一对多连接的通信。zigbee使用ieee(instituteofelectricalandelectronicsengineers:电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。ieee802.15.4为被称为pan(personalareanetwork:个人局域网)或者w(wireless:无线)pan的短距离无线网络标准的名称。

控制装置9010与外部的服务器9013相连接。该服务器9013也可以由住宅9001、电力公司、服务提供商中任一方管理。服务器9013所发送/接收的信息例如是功耗信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾害信息、关于电力交易的信息。这些信息既可以由家庭内的电力消耗装置(例如电视接收机)发送/接收,也可以由家庭外的装置(例如移动电话等)发送/接收。这些信息也可以显示于具有显示功能的设备、例如电视接收机、移动电话、便携信息终端(pda)等。

控制各部的控制装置9010由cpu、ram(randomaccessmemory:随机存取存储器)、rom(readonlymemory:只读存储器)等构成,在该例中,容纳在蓄电装置9003中。控制装置9010通过信息网9012与蓄电装置9003、家庭内发电装置9004、电力消耗装置9005、各种传感器9011、服务器9013连接,例如具有调整商用电力的使用量和发电量的功能。需要指出,除此之外,还可以具有在电力市场上进行电力交易的功能等。

如上所述,蓄电装置9003中不仅可以储存火力9002a、原子能9002b、水力9002c等的集中型电力系统9002的电力,而且还可以储存家庭内发电装置9004(太阳能发电、风力发电)的发电电力。因此,即使家庭内发电装置9004的发电电力发生了变动,也能够进行使向外部送出的电力量为一定、或仅进行所需的放电等控制。例如,以下的使用方法等也是可能的:将通过太阳能发电得到的电力储存于蓄电装置9003,并将夜间费用低的深夜电力储存于蓄电装置9003,在白天费用高的时段进行由蓄电装置9003所储存的电力的放电来加以利用。

需要指出,在该例中说明了控制装置9010容纳于蓄电装置9003内的示例,但其既可以容纳于智能电表9007内,也可以单独地构成。进而,对于蓄电系统9100,既可以以集中住宅中的多个家庭为对象进行使用,也可以以多个独立式住宅为对象进行使用。

<4-5.第六实施方式(电动工具的示例)>

本技术涉及的第六实施方式的电动工具是如下电动工具:具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池、以及由二次电池供给电力的可动部。本技术涉及的第六实施方式的电动工具由于具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或第二实施方式的二次电池,其中,该二次电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电动工具的性能、可靠性的提升。

以下,参照图17对本技术涉及的第六实施方式的电动工具进行说明。

图17表示电动工具的块结构。该电动工具例如是电钻,在由塑料材料等形成的工具主体98的内部具有控制部99和电源100。在该工具主体98上例如以能够运转(旋转)的方式安装有作为可动部的钻头部101。

控制部99控制电动工具整体的动作(包括电源100的使用状态),例如包括cpu等。电源100包括一个或两个以上的二次电池(图中未示出)。该控制部99响应于图中未示出的动作开关的操作,从电源100向钻头部101供给电力。

<4-6.第七实施方式(电子设备的示例)>

本技术涉及的第七实施方式的电子设备是如下电子设备:具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池,并从二次电池接受电力的供给。如上所述,本技术涉及的第七实施方式的电子设备是将二次电池作为驱动用的电源(电力供给源)而发挥各种功能的设备。本技术涉及的第七实施方式的电子设备由于具有本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池,其中,该二次电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电子设备的性能、可靠性的提升。

以下,参照图18对本技术涉及的第七实施方式的电子设备进行说明。

对本技术的第七实施方式涉及的电子设备400的构成的一例进行说明。电子设备400具有电子设备主体的电子电路401和电池组300。电池组300经由正极端子331a以及负极端子331b而与电子电路401电连接。电子设备400例如具有由用户自由拆装电池组300的结构。需要指出,电子设备400的结构并不限定于此,也可以具有以用户无法从电子设备400拆除电池组300的方式将电池组300内置于电子设备400内的结构。

在电池组300充电时,电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别与充电器(未图示)的正极端子、负极端子连接。另一方面,在电池组300放电时(使用电子设备400时),电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别与电子电路401的正极端子、负极端子连接。

作为电子设备400,例如,可列举:笔记本个人电脑、平板电脑、移动电话(例如智能手机等)、便携信息终端(pda)、摄像装置(例如数码静态照相机、数码摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏机、无绳电话子机、电子书、电子词典、收音机、耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人等,但并不限定于此。作为具体例,对头戴式显示器及带式电子设备进行说明,头戴式显示器是具有图像显示装置、用于将图像显示装置佩戴于观察者的头部的佩戴装置以及用于将图像显示装置安装于佩戴装置的安装部件,且以本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池作为驱动用的电源的电子设备,带式电子设备是具有连结成带状的多个区段、配置在多个区段内的多个电子部件以及连接多个区段内的多个电子部件且以蜿蜒形状配置于至少一个区段内的柔性电路基板,并且,例如本技术涉及的第一实施方式的二次电池或本技术涉及的第二实施方式的二次电池作为上述电子部件配置于上述区段的电子设备。

电子电路401例如具有cpu、外围逻辑部、接口部以及存储部等,控制整个电子设备400。

电池组300具有组装电池301和充放电电路302。组装电池301是将多个二次电池301a串联和/或并联连接而构成的。多个二次电池301a例如以n并联m串联(n、m为正整数)的方式连接。需要指出,在图6中,示出了六个二次电池301a以2并联3串联(2p3s)的方式连接的例子。作为二次电池301a,使用第一实施方式或第二实施方式涉及的二次电池。

在充电时,充放电电路302控制对于组装电池301的充电。另一方面,在放电时(即、在使用电子设备400时),充放电电路302控制对于电子设备400的放电。

实施例

以下,列举实施例,对本技术的效果进行具体说明。需要指出,本技术的范围并不限定于实施例。

图10是本技术涉及的实施例1~4的二次电池所具有的绝缘件1a~1d的俯视图,是示出电池内的所述绝缘件的孔部21与凹部14(罐底压印)的位置关系的图。为了便于说明,用实线示出了凹部14(罐底压印),但实际上,凹部14(罐底压印)处于在孔部21以外的地方被隐藏而看不见的状态。

<实施例1>

如图10的(a-1)所示,实施例1的二次电池具有绝缘件1a。绝缘件1a具有绝缘板13a和无纺布(未图示),绝缘板13a具有孔部21和中心孔20。绝缘板13a的孔部21的开口率为15.5%。需要指出,实施例1的二次电池所具有的绝缘件1a也可以是不具有无纺布等过滤器部件的形态。

如图10的(a-2)所示,绝缘件1a(绝缘板13a)的12个孔部21与凹部14(罐底压印)没有重叠的部分。

<实施例2>

如图10的(b-1)所示,实施例2的二次电池具有绝缘件1b。绝缘件1b具有绝缘板13b和无纺布(未图示),绝缘板13b具有孔部21和中心孔20。绝缘板13b的孔部21的开口率为7.7%。需要指出,实施例2的二次电池所具有的绝缘件1b也可以是不具有无纺布等过滤器部件的形态。

如图10的(b-2)所示,绝缘件1b(绝缘板13b)的24个孔部21与凹部14(罐底压印)没有重叠的部分。实施例2的二次电池缩小了孔部21的直径。由于污染(例如金属污染)为几十μm,因此即使缩小孔部21也能够捕集污染。

<实施例3>

如图10的(c-1)所示,实施例3的二次电池具有绝缘件1c。绝缘件1c具有绝缘板13c和无纺布(未图示),绝缘板13c具有孔部21和中心孔20。绝缘板13c的孔部21的开口率为34.8%。需要指出,实施例3的二次电池所具有的绝缘件1c也可以是不具有无纺布等过滤器部件的形态。

如图10的(c-2)所示,绝缘件1c(绝缘板13c)的6个孔部21与凹部14(罐底压印)没有重叠的部分。实施例3的二次电池其隔膜薄,适合于适于高容量的规格。通过增大绝缘板13c的开口率来提高污染(例如金属污染)的捕集能力,从而即使是隔膜薄、且高输出及高容量的电池,也不会使电压降低不良率变差。

<实施例4>

如图10的(d-1)所示,实施例4的二次电池具有绝缘件1d。绝缘件1d具有绝缘板13d和无纺布(未图示),绝缘板13d具有孔部21和中心孔20。绝缘板13d的孔部21的开口率为15.5%。需要指出,实施例4的二次电池所具有的绝缘件1d也可以是不具有无纺布等过滤器部件的形态。

如图10的(d-2)所示,绝缘件1d(绝缘板13d)的11个孔部21中的各个孔部的至少一部分与凹部14(罐底压印)的至少一部分重叠。

(孔部与凹部的重叠率以及漏液开始期间的评价)

除了本技术涉及的实施例1以及4的二次电池以外,还对本技术涉及的实施例5以及6的二次电池实施了孔部与凹部的重叠率以及漏液开始期间的评价。

图11中示出了实施例1以及4~6的二次电池所具有的绝缘件1a以及1d~1f的俯视图、以及示出电池内的所述绝缘件的孔部21与凹部14(罐底压印)的位置关系的图、孔部21与凹部14的重叠率的评价结果以及从过放电起的漏液开始期间的评价结果。为了便于说明,用实线示出了凹部14(罐底压印),但实际上,凹部14(罐底压印)处于在孔部21以外被隐藏而看不见的状态。

<实施例5>

如图11所示,实施例5的二次电池具有绝缘件1e。绝缘件1e具有绝缘板13e和无纺布(未图示),绝缘板13e具有孔部21和中心孔20。绝缘板13e的孔部21的开口率为15.5%。需要指出,实施例5的二次电池所具有的绝缘件1e也可以是不具有无纺布等过滤器部件的形态。

<实施例6>

如图11所示,实施例6的二次电池具有绝缘件1f。绝缘件1f具有绝缘板13f和无纺布(未图示),绝缘板13f具有孔部21和中心孔20。绝缘板13f的孔部21的开口率为15.5%。需要指出,实施例6的二次电池所具有的绝缘件1f也可以是不具有无纺布等过滤器部件的形态。

(孔部与凹部的重叠率的评价方法以及结果)

如图12所示,使凹部14为未分割的大致圆形的压印,并使整个压印的角度为349度。如图12所示,从1周的360度减去349度后得到的11度是未压印的部分141。需要指出,凹部14的压印角度并不限定于349度,例如也可以使其为270度、360度,还可以使凹部14为例如一分为二的形态。为了能够充分地发挥作为内压释放阀的功能,也可以适当地改变设计。

求出实施例1以及4~6的绝缘件1a及1d~1f各自具有的12个孔部21中的各个孔部与压印重叠的部分的压印角度,将各个孔部的压印角度相加,并除以349度,求出孔部与凹部(压印)的重叠率。需要指出,这里通过使用非接触式3d形状测量器(基恩士制vr-3000)来求出上述角度。

·在实施例1的绝缘件1a中,12个孔部21与凹部14(压印)没有重叠的部分,因此孔部与凹部的重叠率为0%。

·在实施例4的绝缘件1d中,12个孔部21中的5个孔部21与凹部14(压印)重叠的部分的压印角度为9度,6个孔部21与凹部14(压印)重叠的部分的压印角度为21度,因此,

计算得到(9度×5个+21度×6个)/349度×100=49.0,孔部与凹部的重叠率为49.0%。

·在实施例5的绝缘件1e中,12个孔部21中的5个孔部21与凹部14(压印)重叠的部分的压印角度为9度,6个孔部21与凹部14(压印)重叠的部分的压印角度为11度,因此,

计算得到(9度×5个+11度×6个)/349度×100=31.8,孔部与凹部的重叠率为31.8%。

·在实施例6的绝缘件1f中,12个孔部21中的5个孔部21与凹部14(压印)重叠的部分的压印角度为9度,因此,

计算得到(9度×5个)/349度×100=12.9,孔部与凹部的重叠率为12.9%。

(漏液开始期间的评价方法以及结果)

调查电池成为过放电状态后到漏液开始为止的期间的方法如下所述。首先,通过与调查循环特性时相同的步骤进行一个循环的充放电。然后,在将1kω的水泥电阻器连接于正极和负极强制放电的状态下在环境温度45度的恒温槽中保存800小时。然后,将所述电阻器从电池上拆下并测量开路电压,确认达到0.2v以下。接着,在规定的温度条件的恒温槽中,通过支架将电池支撑为电池的罐底朝下的状态并进行保存。从保存开始起定期地观察电池罐底的状态,计测直到可以目视确认到红褐色的锈的时间点为止的时间。这是因为,在过放电状态下,罐底的溶解不断进展并开孔,内部的电解液泄漏而成为红锈。这里的温度条件为35℃、45℃、60℃这三个水平。各水平的电池根数为5根。能够使用这些保存试验的结果,根据阿伦尼乌斯公式推测在常温(23℃)下的漏液开始期间。

·实施例1的二次电池的从过放电起的漏液开始期间(室温25℃)为3年。

·实施例4的二次电池的从过放电起的漏液开始期间(室温25℃)为0.4年。

·实施例5的二次电池的从过放电起的漏液开始期间(室温25℃)为1年。

·实施例6的二次电池的从过放电起的漏液开始期间(室温25℃)为2年。

(研究)

一般而言,一旦成为过放电状态,则无法进行正常的充放电,电池将无法再作为产品进行使用。进而,如果该状态持续,有时会因罐底压印的溶解发展而导致电池的电解液等漏出。但是,从电子设备的安全上来看,最好是从不再能够使用的日期(过放电状态)开始2年以内即使是在成为过放电状态后电池的电解液等也不会向电池外漏出。如图11的实施例1以及6所示,可知如果孔部21与凹部14(压印)的重叠率为13%以下,则漏液开始期间为2年以上。可知如果孔部21的至少一部分与凹部14(压印)的至少一部分不重叠,则漏液开始期间进一步延长到3年。重叠率可以是任意的重叠率,但确认了优选为13%以下。

<比较例1>

在图13中示出了比较例1的二次电池所具有的绝缘件111a的俯视图、以及电池内的所述绝缘件的孔部21与凹部14(罐底压印)的位置关系。为了便于说明,用实线示出了凹部14(罐底压印),但实际上,凹部14(罐底压印)处于在孔部21以外被隐藏而看不见的状态。

比较例1的二次电池具有绝缘件111a。绝缘件111a具有绝缘板131a和无纺布(未图示),绝缘板131a具有孔部21和中心孔20。绝缘板131a的孔部21的开口率为15.5%。

如图13所示,绝缘件111a(绝缘板131a)的12个孔部21中的各个孔部是与凹部14(罐底压印)重叠的状态。

关于比较例1的绝缘件111a中的重叠率,由于12个孔部21中的11个孔部21与凹部14(压印)重叠的部分的压印角度为22度,1个孔部21与凹部14(压印)局部重叠的2处的压印角度均为5度(5度×2处),因此,

计算得到(22度×11个+5度×2处)/349度×100=72.2,孔部与凹部的重叠率为72.2%。

(绝缘件的制造方法)

对上述实施例1~6以及比较例1的二次电池所具有的绝缘件1a~1f以及绝缘件111a的制造方法进行说明。

首先,对于加工成带状的由pet构成的绝缘板13a~13f以及绝缘板131a,分别通过冲压而冲裁加工出孔部21。在形成孔部21后,将加工成带状的无纺布层叠于绝缘板13a~13f以及绝缘板131a各自的下表面,通过超声波焊接将绝缘板13a~13f以及绝缘板131a各自与无纺布的一部分彼此相互固定,完成由绝缘板以及无纺布构成的层叠品,并将各个层叠品卷绕在各个辊上。然后,在替换各个辊后,对各个辊放卷,在对各个层叠品冲裁出中心孔20后,制成绝缘件1a~1f以及绝缘件111a。

(二次电池的制造方法)

对上述实施例1~6以及比较例1的二次电池的制造方法进行说明。

上述实施例1~6以及比较例1的二次电池是圆筒型锂离子二次电池。首先,制作包含能够嵌入和脱嵌锂(li)或锂离子(li+)的正极材料的正极,接着,制作包含能够嵌入和脱嵌锂(li)或锂离子(li+)的负极材料的负极。然后,隔着隔膜卷绕正极和负极。然后,将正极引线的前端部焊接于安全阀,并将负极引线的前端部焊接于负极罐,用绝缘件1a~1f及绝缘件111a与绝缘体夹着卷绕的正极以及负极并收纳于负极罐的内部。然后,将正极以及负极收纳于负极罐的内部之后,将包含磷化合物的电解液注入负极罐的内部,浸渍隔膜。然后,隔着垫圈将电池盖、安全阀以及热敏电阻元件嵌塞于负极罐的开口端部而进行固定,制成实施例1~6以及比较例1的二次电池(圆筒型锂离子二次电池)。

以下,列举应用例1~5,对本技术进行进一步具体的说明。

<应用例1:印刷电路基板>

如图19所示,上述二次电池能够与充电电路等一起安装在印刷电路基板1202(printcircuitboard,以下称为“pcb”。)上。例如,能够在pcb1202上通过回流焊工序安装二次电池1203以及充电电路等电子电路。将在pcb1202上安装有二次电池1203以及充电电路等电子电路的模块称为电池模块1201。电池模块1201能够根据需要采用卡片型的结构,构成为可携带的卡片型移动电池。

在pcb1202上还形成有充电控制ic(integratedcircuit:集成电路)1204、电池保护ic1205以及电池余量监视ic1206。电池保护ic1205控制充放电动作,避免在充放电时充电电压过大、因负载短路而流过过电流、产生过放电。

在pcb1202上安装有usb(universalserialbus:通用串行总线)接口1207。通过经由usb接口1207供给的电力对二次电池1203进行充电。在该情况下,通过充电控制ic1204控制充电操作。进而,从安装于pcb1202的负载连接端子1208a以及1208b对负载1209供给规定的电力(例如电压为4.2v)。通过电池余量监视ic1206监视二次电池1203的电池余量,可以从外部明了表示电池余量的显示(未图示)。需要指出,为了进行负载连接,也可以使用usb接口1207。

上述的负载1209的具体示例如下。

a.可穿戴设备(运动手表、钟表、助听器等)、

b.iot终端(传感器网络终端等)、

c.娱乐设备(便携式游戏终端、游戏控制器)、

d.ic基板埋入电池(实时时钟ic)、

e.环境发电设备(太阳能发电、热电发电、振动发电等发电元件用的蓄电元件)。

<应用例2:通用信用卡>

目前,有很多人随身携带多张信用卡。但是,存在信用卡的张数越多,丢失、被盗等的风险越高的问题。因此,将多张信用卡、积分卡等的功能汇集在一张卡上的被称为通用信用卡的卡已得到实用。在该卡中,例如能够导入各种信用卡、积分卡的编号、有效期限等信息,因此只要将一张该卡放入钱包等中,即可在任何时候选择想要的卡来使用。

图20示出通用信用卡1301的结构的一例。具有卡片形状,内置有ic芯片以及本技术涉及的二次电池(未图示)。进而,设置有低功耗的显示器1302以及操作部、例如方向键1303a以及1303b。进而,充电用端子1304设置在通用信用卡1301的表面。

例如,用户能够一边观看显示器1302,一边操作方向键1303a以及1303b,来确定预先载入到通用信用卡1301中的信用卡等。在预先载入了多张信用卡的情况下,在显示器1302上显示表示各信用卡的信息,用户能够操作方向键1303a以及1303b来指定想要的信用卡。之后,能够与现有的信用卡同样地进行使用。需要指出,上述仅是一例,不言而喻,根据本技术的二次电池能够应用于通用信用卡1301以外的所有的电子卡。

<应用例3:腕带式电子设备>

作为可穿戴终端的一例,有腕带式电子设备。其中,腕带式活动量计也被称为智能手环,只要缠绕在手腕上即能够获取步数、移动距离、消耗卡路里、睡眠量、心率等与人的活动相关的数据。进而,还能够通过智能手机来管理所获取的数据。进而,还可以具有邮件的收发功能,例如,具有以led(lightemittingdiode:发光二极管)灯和/或振动向用户通知收到邮件的通知功能的设备已得到使用。

图21以及图22示出例如计测脉搏的腕带式活动量计的一例。图21示出了腕带式活动量计1501的外观的结构例。图22示出了腕带式活动量计1501的主体部1502的结构例。

腕带式活动量计1501是通过光学方式计测被检测者的例如脉搏的腕带式的计测装置。如图21所示,腕带式活动量计1501由主体部1502和带1503构成,带1503像手表一样佩戴在被检测者的手腕(腕部)1504上。然后,主体部1502向包括被检测者的手腕1504的脉搏的部分照射规定波长的计测光,并基于返回来的光的强度来进行被检测者的脉搏的计测。

主体部1502构成为包括基板1521、led1522、受光ic1523、遮光体1524、操作部1525、运算处理部1526、显示部1527以及无线装置1528。led1522、受光ic1523以及遮光体1524设置在基板1521上。led1522在受光ic1523的控制下,将规定波长的计测光向包括被检测者的手腕1504的脉搏的部分进行照射。

受光ic1523接收在计测光被照射到手腕1504后返回来的光。受光ic1523生成表示返回来的光的强度的数字的计测信号,并将生成的计测信号提供给运算处理部1526。

遮光体1524在基板1521上设置在led1522与受光ic1523之间。遮光体1524防止来自led1522的计测光直接入射到受光ic1523中。

操作部1525例如由按钮、开关等各种操作部件构成,设置在主体部1502的表面等。操作部1525用于腕带式活动量计1501的操作,将表示操作内容的信号提供给运算处理部1526。

运算处理部1526基于从受光ic1523供给的计测信号,进行用于计测被检测者的脉搏的运算处理。运算处理部1526将脉搏的计测结果提供给显示部1527以及无线装置1528。

显示部1527例如由lcd(liquidcrystaldisplay:液晶显示器)等显示装置构成,设置在主体部1502的表面。显示部1527显示被检测者的脉搏的计测结果等。

无线装置1528通过规定方式的无线通信,将被检测者的脉搏的计测结果发送到外部的装置。例如,如图22所示,无线装置1528将被检测者的脉搏的计测结果发送到智能手机1505,使智能手机1505的画面1506显示计测结果。进而,能够通过智能手机1505管理计测结果的数据,计测结果能够通过智能手机1505浏览,或存储在网络上的服务器中。需要指出,无线装置1528的通信方式能够采用任意的方式。需要指出,受光ic1523也能够用于在被检测者的手腕1504以外的部位(例如手指、耳垂等)进行脉搏的计测的情况。

上述的腕带式活动量计1501通过受光ic1523中的信号处理,能够除去身体活动的影响,准确地计测被检测者的脉波以及脉搏。例如,即使被检测者进行跑步等剧烈的运动,也能够准确地计测被检测者的脉波以及脉搏。另外,例如,即使在被检测者长时间佩戴腕带式活动量计1501来进行计测的情况下,也能够除去被检测者的身体活动的影响,准确地持续计测脉波以及脉搏。

另外,通过减少运算量,能够降低腕带式活动量计1501的功耗。其结果,例如,能够在不进行充电、电池的更换的情况下将腕带式活动量计1501长时间佩戴在被检测者身上进行计测。

需要指出,例如薄型的电池作为电源被收纳在带1503内。腕带式活动量计1501具有主体的电子电路和电池组。例如,电池组具有可以由用户自由装卸的结构。电子电路是上述的主体部1502中所含的电路。在使用二次电池作为电池的情况下能够应用本技术。

图23中示出腕带式电子设备1601(以下简称为“电子设备1601”。)的外观的结构例。

电子设备1601例如是在人体上自由佩戴/摘下的表式的所谓的可穿戴设备。电子设备1601例如具有佩戴在手腕上的带部1611、显示数字、字符、图案等的显示装置1612以及操作按钮1613。在带部1611上形成有多个孔部1611a以及形成于内周面(佩戴电子设备1601时与手腕接触一侧的面)侧的突起1611b。

电子设备1601在使用状态下,如图23所示,带部1611以大致呈圆形的方式被折弯,突起1611b插入到孔部1611a而佩戴在手腕上。通过调整突起1611b插入孔部1611a的位置,能够根据手腕的粗细来调整直径的大小。电子设备1601在不使用的状态下,从孔部1611a拔出突起1611b,以带部1611大致呈平坦的状态进行保管。本技术的一实施方式涉及的传感器例如跨整个带部1611而设置。

<应用例4:智能手表>

智能手表具有与现有的手表的设计相同或类似的外观,与手表同样地佩戴在用户的手腕上进行使用,具有通过在显示器上显示的信息向用户通知接收到电话、电子邮件等各种消息的功能。进而,还提出了具有电子货币功能、活动量计等的功能的智能手表。智能手表在电子设备的主体部分的表面上组装有显示器,在显示器上显示各种信息。另外,智能手表例如通过进行通信终端(智能手机等)与bluetooth(注册商标)等的近距离无线通信而也能够与通信终端等的功能、内容等协作。

作为智能手表之一,提出了以下智能手表,其具有:连结成带状的多个区段、配置在多个区段内的多个电子部件、以及连接多个区段内的多个电子部件并在至少一个区段内以蜿蜒形状配置的柔性电路基板。通过具有这样的蜿蜒形状,即使表带弯曲,柔性电路基板也不会受到压力,防止切断电路。另外,能够将电子电路部件内置于安装在该手表主体上的表带侧的区段中,而不是内置于构成手表主体的框体中,在手表主体侧无需增加变更,能够构成与现有的表的设计相同设计的智能手表。另外,本应用例的智能手表能够进行电子邮件、来电等的通知、用户的行动历史等日志的记录、通话等。另外,智能手表具有作为非接触式ic卡的功能,能够以非接触方式进行结算、认证等。

本应用例的智能手表在金属制的表带内内置有进行通信处理、通知处理的电路部件。为了在使金属制的表带薄型化的同时作为电子设备发挥功能,表带采用将多个区段连结而成的结构,在各区段中收纳有电路基板、振动电机、电池、加速度传感器。各区段的电路基板、振动电机、电池、加速度传感器等部件通过柔性印刷电路基板(fpc)而连接。

在图24中示出智能手表的整体结构(分解立体图)。带式电子设备2000是安装在手表主体3000上的金属制的表带,佩戴在用户的手腕上。手表主体3000具有显示时刻的表盘3100。手表主体3000也可以通过液晶显示器等电子地显示时刻来代替表盘3100。

带式电子设备2000是将多个区段2110~2230连结而成的结构。在手表主体3000的一表带安装孔上安装有区段2110,在手表主体3000的另一表带安装孔上安装有区段2230。在本例中,各个区段2110~2230由金属构成。

(区段的内部的概要)

图25示出带式电子设备2000的内部结构的一部分。例如示出三个区段2170、2180、2190、2200、2210的内部。在带式电子设备2000中,在连续的五个区段2170~2210的内部配置有柔性电路基板2400。在区段2170内配置有各种电子部件,在区段2190、2210中配置有本技术涉及的电池2411、2421,这些部件通过柔性电路基板2400电连接。区段2170与区段2190之间的区段2180是比较小的尺寸,配置有蜿蜒状态的柔性电路基板2400。在区段2180的内部,以被夹在防水部件之间的状态配置有柔性电路基板2400。需要指出,区段2170~2210的内部形成为防水结构。

(智能手表的电路结构)

图26是示出带式电子设备2000的电路结构的框图。带式电子设备2000的内部的电路是与手表主体3000独立的结构。手表主体3000具有使配置于表盘3100的针旋转的机芯部3200。电池3300与机芯部3200连接。这些机芯部3200、电池3300内置在手表主体3000的框体内。

与手表主体3000连接的带式电子设备2000在三个区段2170、2190、2210中配置有电子部件。在区段2170中配置有数据处理部4101、无线通信部4102、nfc通信部4104以及gps部4106。在无线通信部4102、nfc通信部4104、gps部4106上分别连接有天线4103、4105、4107。各个天线4103、4105、4107配置在区段2170的后述的狭缝2173附近。

无线通信部4102例如以bluetooth(注册商标)的标准与其它终端进行近距离无线通信。nfc通信部4104以nfc的标准与接近的读取器/写入器进行无线通信。gps部4106是接收来自被称为gps(globalpositioningsystem:全球定位系统)的系统的卫星的电波进行当前位置的定位的定位部。通过这些无线通信部4102、nfc通信部4104、gps部4106得到的数据被提供给数据处理部4101。

另外,在区段2170中配置有显示器4108、振动器4109、运动传感器4110以及语音处理部4111。显示器4108和振动器4109作为向带式电子设备2000的佩带者进行通知的通知部发挥功能。显示器4108由多个发光二极管构成,通过发光二极管的点亮、闪烁向用户进行通知。多个发光二极管例如配置在区段2170的后述的狭缝2173的内部,通过点亮或闪烁来通知电话的来电、电子邮件的接收等。作为显示器4108,也可以使用显示字符、数字等的类型的显示器。振动器4109是使区段2170振动的部件。带式电子设备2000通过振动器4109产生的区段2170的振动,通知电话的来电、电子邮件的接收等。

运动传感器4110检测佩戴有带式电子设备2000的用户的活动。作为运动传感器4110,使用加速度传感器、陀螺仪传感器、电子罗盘、气压传感器等。另外,区段2170也可以内置运动传感器4110以外的传感器。例如,也可以内置检测佩戴有带式电子设备2000的用户的脉搏等的生物传感器。麦克风4112和扬声器4113与语音处理部4111连接,语音处理部4111进行与通过无线通信部4102的无线通信而连接的对象通话的处理。另外,语音处理部4111也能够进行用于语音输入操作的处理。

另外,在区段2190中内置有电池2411,在区段2210中内置有电池2421。电池2411、2421可以由本技术涉及的二次电池构成,向区段2170内的电路供给驱动用的电源。区段2170内的电路与电池2411、2421通过柔性电路基板2400(图25)而连接。需要指出,虽未在图26中示出,但区段2170具有用于对电池2411、2421充电的端子。另外,在区段2190、2210中,也可以配置电池2411、2421以外的电子部件。例如,区段2190、2210也可以具有控制电池2411、2421的充放电的电路。

<应用例5:眼镜型终端>

以下说明的眼镜型终端能够在眼前的风景中重叠显示文本、符号、图像等信息。即,搭载有透射式眼镜型终端专用的轻量且薄型的图像显示装置显示模块。作为代表性的示例,有头部佩戴式显示器(头戴式显示器(hmd))。

该图像显示装置由光学引擎和全息导光板构成。光学引擎使用微显示器透镜射出图像、文本等的影像光。该影像光入射到全息导光板中。全息导光板在透明板的两端部组装有全息光学元件,使来自光学引擎的影像光在厚度为1mm那样的非常薄的透明板中传播并到达观察者的眼睛。通过这样的结构,实现了透射率例如为85%的厚度为3mm(包括导光板前后的保护板)的透镜。通过该眼镜型终端,能够在观看体育比赛中实时地观看选手、队伍的成绩等,或者能够显示旅途中的观光引导。

关于眼镜型终端的具体例,如图27所示,图像显示部为眼镜型的结构。即,与通常的眼镜同样地,具有用于将右图像显示部5001以及左图像显示部5002保持在眼前的框架5003。框架5003由配置在观察者的正面的前部5004、以及经由铰链转动自如地安装在前部5004的两端的两个镜腿部5005、5006构成。框架5003由金属、合金、塑料、它们的组合等与构成通常的眼镜的材料相同的材料制作而成。需要指出,也可以设置耳机部。

右图像显示部5001以及左图像显示部5002分别以位于使用者的右眼前和左眼前的方式而配置。镜腿部5005、5006将右图像显示部5001以及左图像显示部5002保持在使用者的头部上。在前部5004与镜腿部5005的连接部位处,在镜腿部5005的内侧配置有右显示驱动部5007。在前部5004与镜腿部5006的连接部位处,在镜腿部5006的内侧配置有左显示驱动部5008。

虽然在图27中被省略,但在框架5003上搭载有本技术涉及的二次电池、加速度传感器、陀螺仪、电子罗盘、麦克风/扬声器等。进而,安装有摄像装置,能够进行静态图像/动态图像的拍摄。进而,具有例如以无线或有线的接口与眼镜部连接的控制器。在控制器中设置有触摸传感器、各种按钮、扬声器、麦克风等。进而,具有与智能手机的协作功能。例如,能够灵活使用智能手机的gps功能来提供与用户的状况相应的信息。

本技术并不限定于上述各实施方式、各实施例以及各应用例,可在不脱离本技术的主旨的范围内进行变更。

需要指出,由于只要是使用于二次电池的电极反应物质,则并不依赖于电极反应物质的种类而应该得到本技术的效果,因此即使变更该电极反应物质的种类也能够得到同样的效果。此外,化合物等的化学式为代表性化学式,只要是相同化合物的一般名称,则并不限定于所记载的价数等。

另外,本技术也能够采用如下结构。

[1]

一种二次电池,具有电极、电解液、容纳该电极和该电解液的罐以及配置在该电极与该罐之间的绝缘件,

该罐的罐底具有至少一个凹部,

该绝缘件具有至少一个孔部,

该至少一个凹部的至少一部分与该至少一个孔部的至少一部分不重叠。

[2]

根据[1]所述的二次电池,其中,

所述至少一个凹部与所述至少一个孔部不重叠。

[3]

根据[1]或[2]所述的二次电池,其中,

所述至少一个凹部与所述至少一个孔部的重叠率为13%以下。

[4]

根据[1]至[3]中任一项所述的二次电池,其中,

所述至少一个孔部的开口率为5%以上且40%以下。

[5]

根据[1]至[4]中任一项所述的二次电池,其中,

所述二次电池的电池容量为2.5ah以上。

[6]

根据[1]至[5]中任一项所述的二次电池,其中,

所述绝缘件具有绝缘板和过滤器部件。

[7]

根据[6]所述的二次电池,其中,

所述过滤器部件是无纺布。

[8]

根据[1]至[5]中任一项所述的二次电池,其中,

所述绝缘件具有绝缘板。

[9]

根据[1]至[8]中任一项所述的二次电池,其中,

所述二次电池为圆筒型。

[10]

一种电池组,具有:

[1]至[9]中任一项所述的二次电池;

控制该二次电池的使用状态的控制部;以及

根据该控制部的指示来切换该二次电池的使用状态的开关部。

[11]

一种车辆,具有:

[1]至[9]中任一项所述的二次电池;

从该二次电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力的驱动力转换装置;

根据该驱动力进行驱动的驱动部;以及

车辆控制装置。

[12]

一种蓄电系统,具备:

具有[1]至[9]中任一项所述的二次电池的蓄电装置;

由该二次电池供给电力的电力消耗装置;

控制从该二次电池对该电力消耗装置的电力供给的控制装置;以及

对该二次电池进行充电的发电装置。

[13]

一种电动工具,具有:

[1]至[9]中任一项所述的二次电池;以及

由该二次电池供给电力的可动部。

[14]

一种电子设备,具有[1]至[9]中任一项所述的二次电池,

该电子设备从该二次电池接受电力的供给。

附图标记说明

1…绝缘件

2…第一电极

3…第二电极

11…罐

11a…罐底

14…凹部

21…孔部

500…二次电池(圆筒型非水二次电池)

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