CN105594013B - 薄膜外装电池的插入导向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种薄膜外装电池的插入导向装置，在向可动板(25)的间隙(33)插入薄膜外装电池(11)时，将从外装体(15)的侧缘(15A)以薄片状伸出的端子(12)可靠地向间隙(33)内导向。在配置于可动板(25)的上方位置的导向部件(34)设置朝向反插入方向(S1)变为尖细的导向面部(37)。该导向面部(37)相对于端子(12)的插入方向(S)侧的侧缘(39)，使与接近外装体(15)的端子的根部分(41)相对应的部分相比较于与远离外装体(15)的端子的前端部分(42)相对应的部分，相对向反插入方向(S1)伸出，由此，从端子(12)中变形少的根部分(41)与导向面部(37)滑动接触，将端子校正为变形前的形状。

Description

薄膜外装电池的插入导向装置
技术领域
本发明涉及薄膜外装电池的插入导向装置。
背景技术
如专利文献1所记载，在从矩形状的外装体的侧缘导出了薄片状的端子的偏平的薄膜外装电池中，在检测金属异物(污垢)的筛选等工序中，通过加压装置进行加压。该加压中，在沿规定的板层叠方向经由规定的间隙配置的多个板的所述间隙中插入薄膜外装电池，并沿所述板层叠方向按压板，由此，对薄膜外装电池进行加压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2012－3950号公报
发明所要解决的课题
例如，由导电性金属箔构成的薄片状的端子非常薄且脆弱，因此，在将薄膜外装电池插入板的间隙时，更详细而言，在以导出上述端子的外装体的侧缘沿着插入方向的方式将端子以横向的姿势插入时，有可能端子不会顺畅地插入间隙，与板发生干涉而折弯，或会插入相邻的其它板的间隙。
于是，也考虑在插入时在端子通过的板的上方位置设置引导端子的插入的导向部件。但是，在端子从插入前起就弯曲的情况下，端子可能终究会挂于导向部件，或者插入相邻的其它间隙。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而创立的，其目的在于，提供一种新的薄膜外装电池的插入导向装置，即使在薄片状的端子弯曲的情况下，也能够适当插入规定的板的间隙。
本发明的前提是，将从形成矩形状的外装体的侧缘导出了薄片状的端子的偏平的薄膜外装电池，沿与板层叠方向正交的规定的插入方向插入到在沿规定的所述板层叠方向隔开规定的间隔配置的多个板的所述间隙。所述薄膜外装电池以沿着所述插入方向的姿势插入导出所述端子的外装体的侧缘。
而且，本发明中，设有在插入所述薄膜外装电池时将所述端子向所述板的间隙导向的导向部件。在该导向部件中，与所述端子中接近外装体的根部分相对应的部分、即与端子的根部分滑动接触的部分相比较于所述端子中远离外装体的前端部分、即与端子的前端部分滑动接触的部分，相对地向所述反插入方向伸出。
根据这样的结构，在插入薄膜外装电池时，成为端子中变形量少的根部分先与导向部件滑动接触的方式，通过导向部件端子的变形从根部分被逐渐校正、修正。因此，即使在端子的前端部分的变形量大的情况下，也能够将端子良好地向正规的间隙引导(导向)。
更优选的是，在所述导向部件设有朝向所述插入方向的相反方向即反插入方向变为尖细的导向面部。而且，将该导向面部的形状设为朝向反插入方向变为尖细的截面三角形状。由此，即使在端子与导向面部的反插入方向的顶部附近接触的情况下，也能够利用该导向面部的倾斜面可靠地向规定的间隙引导。
根据本发明，在将薄膜外装电池插入板的间隙时，能够将从外装体导出的端子可靠地向间隙引导。
附图说明
图1是表示本发明一实施例的薄膜外装电池的立体图；
图2是表示同薄膜外装电池的剖面图；
图3是表示应用了本实施例的插入导向装置的加压装置的立体图；
图4是将图5的主要部分放大表示的立体图；
图5是表示上述薄膜外装电池及导向部件的侧面图；
图6是表示上述薄膜外装电池和导向面部的位置关系的上面图；
图7是表示所述薄膜外装电池的变形方式的说明图；
图8是表示导向面部的其它形状例的说明图；
图9是表示同导向面部的其它形状例的上面图。
具体实施方式
下面，通过图示实施例说明本发明。首先，基于图1及图2，说明薄膜外装电池11。该薄膜外装电池11例如是锂离子二次电池，如图1所示，具有扁平的长方形的外观形状，在长度方向的一端缘具备由导电性金属箔构成的一对薄片状的端子12、13。
如图2所示，薄膜外装电池11将形成长方形的发电元件14与电解液一同收纳于由层压薄膜构成的外装体15的内部。上述发电元件14由经由隔板18交互层叠的多个正极板16及负极板17构成，例如，包含三片负极板17、两片正极板16、和它们之间的四片隔板18。即，该例中，负极板17位于发电元件14的两面。但是，也可以为正极板16位于发电元件14的最外层的结构。此外，图2中的各部分的尺寸未必正确，为进行说明而进行了放大。
正极板16在形成长方形的正极集电体16A的两面形成有正极活性物质层16B、16C。正极集电体16A例如由铝箔、铝合金箔、铜箔、或镍箔等电化学稳定的金属箔构成。另外，正极活性物质层16B、16C例如通过将混合由镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)、或钴酸锂(LiCoO2)等锂复合氧化物构成的正极活性物质、炭黑等导电辅助剂、粘合剂而成的物质涂布于正极集电体16A的主面并进行干燥及轧制而形成。
负极板17在形成长方形的负极集电体17A的两面形成有负极活性物质层17B、17C。负极集电体17A由例如镍箔、铜箔、不锈钢箔、或铁箔等电化学稳定的金属箔构成。负极活性物质层17B、17C例如通过将在非晶碳、难石墨化碳、易石墨化碳、或石墨等那样的可吸收及释放上述正极活性物质的锂离子的负极活性物质中混合了粘合剂的物质，涂布于负极集电体17A的主面并进行干燥及轧制而形成。
上述负极集电体17A的长度方向的端缘的一部分作为不具备负极活性物质层17B、17C的延长部而延伸，其前端与负极端子13接合。另外，图2中未图示，但同样，上述正极集电体16A的长度方向的端缘的一部分作为不具备正极活性物质层16B、16C的延长部而延伸，其前端与正极端子12接合。
上述隔板18具有在防止正极板16和负极板17之间的短路的同时保持电解质的功能，例如通过由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等聚烯烃等构成的微多孔性膜构成，具有当过电流流过时，利用其发热而闭塞层的空穴，遮断电流的功能。此外，作为隔板18，不限于聚烯烃等单层膜，也可以使用将聚丙烯膜夹在聚乙烯膜中间的三层构造的膜、或层叠了聚烯烃微多孔性膜和有机无纺布等的膜。
另外，作为电解液，并没有特别限定，但作为通常用于锂离子二次电池的电解质，例如可以使用在有机溶剂中溶解有锂盐的非水电解液。
将上述那种结构的发电元件14与电解液一同收纳的外装体15如图2中放大局部所示，由具有热粘合层15A、金属层15B和保护层15C这三层构造的层压薄膜构成。中间的金属层15B例如由铝箔构成，覆盖其内侧面的热粘合层15A由可热粘合的合成树脂例如聚丙烯(PP)构成，覆盖金属层15B的外侧面的保护层15C由耐久性优异的合成树脂例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。此外，还可以使用具有多个层的层压薄膜。另外，在上述的例子中，在金属层15B的两面层压了合成树脂层，但金属层15B的外侧的合成树脂层未必是必须的，也可以为仅内侧表面具备合成树脂层的结构。
上述外装体15作为一个例子，成为如下结构，即，形成配置于图2的发电元件14的下面侧的一片层压薄膜和配置于上面侧的另一片层压薄膜的两片构造，将这两片层压薄膜的周围的4边重合且相互热粘合。图示例表示这种两片构造的外装体15。另外，在另一个例子中，外装体15由一片较大的层压薄膜构成，以对折的状态在内侧配置了发电元件14后，将周围的三边重合且相互热粘合。
位于形成长方形的薄膜外装电池11的短边侧的一对端子12、13在将层压薄膜热粘合时，通过层压薄膜的接合面被引出到外部。此外，图示例中，在同一端缘排列配置有一对端子12、13，但也可以在一端缘配置正极端子12，且在另一端缘配置负极端子13。
作为上述薄膜外装电池11的制造顺序，如下。首先，将正极板16、负极板17及隔板18依次层叠，且将端子12、13通过点焊等进行安装，构成发电元件14。其次，将该发电元件14用成为外装体15的层压薄膜覆盖，保留较小的填充口并将周围的4边(上述对折的情况下为3边)热粘合。其次，通过上述填充口向外装体15的内部填充电解液，之后将填充口热粘合，将外装体15制成密闭状态。由于由此完成薄膜外装电池11，所以接着进行充电，直至适当的电平，且在该状态下进行一定时间的老化试验(ageing)。该老化试验完成后，为进行电压检查等筛选而再次进行充电，之后出货。
此外，这种薄膜外装电池11在扁平的箱状的壳体内收纳多个，作为蓄电池模块使用。该情况下，成为在蓄电池模块的壳体内层叠了多个薄膜外装电池11的配置，例如利用壳体的一部分或与壳体不同的弹性部件，外装体15可以成为被稍微压向发电元件14的板层叠方向(与发电元件14的主面正交的方向)的状态。
在上述的筛选工序中，将多个薄膜外装电池11收纳于加压装置20(参照图3)，如后述对薄膜外装电池11进行了加压后，检查、诊断薄膜外装电池11的内部是否有金属异物(污垢)。该筛选工序在上述的制造工序中，在电解液的填充及外装体15的完全密封(填充口的密封)之后的适当的时期执行。例如，可以在作为薄膜外装电池11出货之前设置筛选工序，或者也可以在将外装体15完全密闭之后设置筛选工序。另外，由于在上述的老化试验工序中往往异物在内部析出，所以在老化试验工序之后设置筛选工序也是有效的。
对进行筛选工序的理由进行说明，在电池制造工序中，如果金属异物混入薄膜外装电池11的内部，则该金属异物刺破隔板18而贯通，可能产生使正极活性物质和负极活性物质短路的情况，该情况下，不能产生所希望的电压。因此，需要检查(诊断)金属异物是否混入薄膜外装电池11的内部的筛选工序。正极活性物质和负极活性物质是否因金属异物而短路只要监视一对端子12、13间的电压即可。即，即使充电结束后经过一定时间，只要薄膜外装电池11产生的电压的降低程度相比较于预想的电压降低程度没有大幅变化，就能够诊断为未混入金属异物。相反，只要在充电结束后经过了一定时间时的电压的降低程度超过预想的电压降低的程度而大幅地变化，就能够诊断为混入了金属异物。
另外，在该筛选工序中，以能够可靠地检测金属异物，即金属异物贯通隔板18的方式利用后述的加压装置20将薄膜外装电池11向板层叠方向加压，并在该加压状态下进行检查。
图3～图5表示应用了本实施例的插入导向装置的薄膜外装电池11的加压装置20。此外，可动板25或薄膜外装电池11的片数不限于图3等所示的片数。该加压装置11具有无盖箱状的外壳24和形成多个矩形板状的可动板(板)25。外壳24具有前壁24A、后壁24B及连接两者的底壁24C。在该外壳24内，以沿规定的板层叠方向F可移动的状态配置有多个可动板25。这些可动板25的形状相同。可动板25用于从板层叠方向F的两侧对薄膜外装电池11的发电元件14的部分作用面压。
在各可动板25设有沿板层叠方向F可滑动的滑动机构，以使可动板25不会拖动外壳24的底壁24C。该滑动机构具有设于可动板25的四角的导向孔26、缓缓贯通该导向孔26的棒状的导向杆27。即，在各可动板25的四角设有导向孔26，分别使棒状的导向杆27贯通各导向孔26。贯通了所有的可动板25之后，将棒状的导向杆27的两端固定于外壳24的前壁24A和后壁24B，由此，所有的可动板25沿板层叠方向F可滑动。
此外，也如图3所示，在各可动板25，以支承薄膜外装电池11的下端的方式设有折弯成截面L字状的底壁部28。
图3中，最左端的可动板25成为比其它可动板25的面积稍大且壁厚的加压用的厚板29。在该厚板29固定有外周切出外螺纹31的紧固用杆30的一端。在外壳24的前壁24A贯通形成有形成与紧固用杆30外周的外螺纹31螺合的内螺纹的螺丝孔32。因此，通过利用未图示的螺母扳手将紧固用杆30的另一端(图3中为左端)向顺时针方向或逆时针方向转动，经由螺纹啮合部分，紧固用杆30相对于外壳24的前壁24A沿板层叠方向F移动，可以使厚板29沿板层叠方向F移动。此外，厚板29不仅向板层叠方向F传递直线运动，而且也不传递紧固用杆30的旋转。螺母扳手23的加压力(紧固力矩)或加压时间通过未图示的控制部管理、控制。
而且，在相邻的两个可动板25的间隙夹持薄膜外装电池11，通过从板层叠方向F的两侧对整体进行加压，将各薄膜外装电池11向板层叠方向F加压。该情况下，各薄膜外装电池11可以以尽可能均匀的状态保持从左右方向的两侧对其发电元件14的部分作用的面压。
如图3及图4所示，薄膜外装电池11以导出端子12、13的外装体15的侧缘15A沿着与板层叠方向F正交的薄膜外装电池11的插入方向S(图3的下方向)的姿势被插入相邻的可动板25的间隙33。此时，多个可动板25使用未图示的夹具被保持为以一定的间距等间隔地沿板层叠方向F排列的状态。另外，插入前的薄膜外装电池11也使用未图示的夹具被保持为以一定的间距等间隔地沿板层叠方向F排列的状态，即，将各薄膜外装电池11沿着插入方向S配置于可动板25的间隙33的上方。因此，通过使薄膜外装电池11沿着插入方向S向可动板25侧移动，将薄膜外装电池11插入到对应的间隙33内。
而且，本实施例中，在插入该薄膜外装电池11时，设置有引导薄片状的端子12、13的插入的作为插入导向装置的导向部件34。该导向部件34在插入薄膜外装电池11时，被配置于端子12、13通过的可动板25的上方位置，因此，在沿板层叠方向F延伸的安装板35固定有块状的多个导向块36。这些多个导向块36与上述可动板25相同以一定的间距等间隔地排列在板层叠方向F上。
也如图4所示，在各导向块36设有朝向插入方向S的相反方向即反插入方向S1变为尖细的导向面部37。该导向面部37形成朝向成为反插入方向S1侧的棱线的顶部38变为尖细的截面三角形状，各顶部38以在板层叠方向F位于可动板25的间隙33的中央的方式配置。
导向面部37包含其顶部38在内，相对于与导向面部37滑动接触的端子12、13的插入方向S侧的侧缘39，与端子12、13中接近外装体15的根部分41相对应的部分、即与端子12、13的根部分41可滑动接触的部分相比较于与端子12、13中远离外装体15的前端部分42相对应的部分、即与前端部分42可滑动接触的部分，相对向反插入方向S1伸出。
更具体而言，如图5所示，顶部38形成为相对于端子12、13的插入方向S侧的侧缘39，随着从端子的前端侧朝向根侧(即随着接近外装体15)，相对向反插入方向S1(图5的上侧)倾斜的锥形状。
进而言之，该实施例中，导向面部37为以在两个倾斜面的内角较小的第一倾斜面部43的反插入方向S1侧连接两个倾斜面的内角较大的第二倾斜面部44的方式折弯形成的构造，并为随着从端子12、13的根侧朝向前端侧，第二倾斜面部44的形成范围逐渐增大的形状。因此，导向面部37不仅在其顶部38，而且在倾斜面的部分也随着从端子的前端朝向根侧而向反插入方向S1伸出。
其次，说明本实施例的作用效果。如图7所示，端子12(13)相对于与相对厚的外装体15侧连接的壁厚的根部分41，前端部分42的挠曲等变形、即薄膜外装电池11的主面中央相对于基准面45的变形量(挠曲量)增大。因此，本实施例中，如图4或图5所示，使导向面部37中与根部分41对应的部分相比较于与前端部分42对应的部分向反插入方向S1侧伸出。由此，在插入薄膜外装电池11时，端子12、13中的变形量少的根部分41先与导向面部37滑动接触，利用导向面部37，端子12、13的变形从根部分41逐渐被校正、修正，即使在前端部分42的变形量大的情况下，也能够将端子12、13良好地向正规的间隙33引导(导向)。
另外，由于将导向面部37的形状设为截面三角形状，所以即使在端子12、13与导向面部37的顶部38的附近接触的情况下，也能够利用该导向面部37的倾斜面可靠地向规定的间隙33导向。
导向面部37的顶部38相对于端子侧缘39的倾斜角度即使为例如0.2°以上的极小的角度，也能够得到效果。同样地，导向面部37的顶部38的高低差即使为例如0.2mm以上的极小的尺寸，也能够得到所希望的效果。
如上，基于具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明不限于上述实施例，可以进行各种变更。例如，在上述实施例的导向面部37，通过设为使顶部38倾斜的锥形状，使根侧比前端侧更朝反插入方向S1伸出，但例如如图8所示的其它实施例那样，也可以以导向面部37A的高度阶梯性变化的方式阶梯状地形成顶部38A。该情况下，导向面部37的根侧也比前端侧更朝反插入方向S1伸出，可以得到与上述实施例相同的作用效果。
另外，在上述实施例中，将导向面部37的形状设为截面三角形状，但不限于此，只要是朝向反插入方向S1变为尖细的形状即可，例如如图9所示，也可以将导向面部37B设为截面半圆弧状。但是，在这样将导向面部37B设为截面半圆弧状的情况下，由于顶部38B附近的倾斜较缓，所以在端子12、13与顶部38B的附近接触时，端子12、13可能会进入与正规的间隙33不同的相邻的间隙，因此，如上述实施例那样，最优选将导向面部37设为截面三角形状。

Claims (4)

1.一种薄膜外装电池的插入导向装置，将从形成矩形形状的外装体的侧缘导出了薄片状的端子的扁平的薄膜外装电池，沿与板层叠方向正交的规定的插入方向插入到在沿规定的所述板层叠方向隔开规定的间隔配置的多个板的间隙，其中，
所述薄膜外装电池以外装体的侧缘沿着所述插入方向的姿势被插入，
并且，设有在插入所述薄膜外装电池时将所述端子向所述板的间隙导向的导向部件，
在该导向部件中，与所述端子中接近外装体的根部分相对应的部分相比较于与所述端子中远离外装体的前端部分相对应的部分，相对地向反插入方向伸出。
2.如权利要求1所述的薄膜外装电池的插入导向装置，其中，
所述导向部件具有朝向所述插入方向的相反方向即反插入方向变为尖细的导向面部。
3.如权利要求2所述的薄膜外装电池的插入导向装置，其中，
所述导向面部的顶部相对于所述端子的插入方向侧的侧缘，以与所述端子的根部分相对应的部分向所述反插入方向伸出的方式倾斜。
4.如权利要求2或3所述的薄膜外装电池的插入导向装置，其中，
所述导向面部形成朝向顶部变为尖细的截面三角形状。
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