CN112993453B - 外装体、层压电池及外装体的制造方法 - Google Patents

外装体、层压电池及外装体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及外装体、层压电池及外装体的制造方法。本公开的主要目的在于提供抑制了凸构造的拐角处的厚度变薄的外装体。在本公开中，通过提供以下的外装体来解决上述课题，该外装体在层压电池中使用，其中，上述外装体具备具有用于将发电要素封入的空间的凸构造，上述凸构造具有顶面，上述顶面在俯视下具有第1边、在与上述第1边交叉的方向上延伸的第2边及将上述第1边与上述第2边连结的第1拐角(C12)，上述第1拐角(C12)在俯视下从上述第1边侧朝向上述第2边侧而具有第1曲线部(1A)、第1直线部(L12)及第2曲线部(2B)。

Description

外装体、层压电池及外装体的制造方法
技术领域
本公开涉及外装体、使用了该外装体的层压电池及外装体的制造方法。
背景技术
近年来，作为高电压且高能量密度的电池，锂离子电池实现了实用化。另外，作为这样的电池的形态之一，已知有将发电要素利用层压片(外装体)封入而得到的层压电池。例如在专利文献1中公开了具有封入于层压片(外装体)的电池要素的全固态电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-079719号公报
发明内容
发明所要解决的课题
有时在层压电池所使用的外装体形成具有用于将发电要素封入的空间的凸构造。凸构造例如通过对层压片进行凸缘加工(冲压加工)而形成。凸构造的角(拐角)容易因冲压时的应力而变薄，有时会在外装体产生破裂。
本公开鉴于上述实情而完成，其主要目的在于提供抑制了凸构造的拐角处的厚度变薄的外装体。
用于解决课题的手段
为了达成上述课题，在本公开中，提供一种外装体，在层压电池中使用，其中，上述外装体具备具有用于将发电要素封入的空间的凸构造，上述凸构造具有顶面，上述顶面在俯视下具有第1边、在与上述第1边交叉的方向上延伸的第2边及将上述第1边与上述第2边连结的第1拐角C12，上述第1拐角C12在俯视下从上述第1边侧朝向上述第2边侧而具有第1曲线部1A、第1直线部L12及第2曲线部2B。
根据本公开，由于第1拐角C12具有第1直线部L12，所以能够设为抑制了第1拐角C12处的厚度变薄的外装体。
在上述公开中，上述凸构造的高度可以为3mm以上。
在上述公开中，上述顶面可以在俯视下具有与上述第1边相对的第3边、与上述第2边相对的第4边、将上述第2边与上述第3边连结的第2拐角C23、将上述第3边与上述第4边连结的第3拐角C34及将上述第4边与上述第1边连结的第4拐角C41。
在上述公开中，上述第2拐角C23可以在俯视下从上述第2边侧朝向上述第3边侧而具有第3曲线部2A、第2直线部L23及第4曲线部3B。
在上述公开中，上述第3拐角C34可以在俯视下从上述第3边侧朝向上述第4边侧而具有第5曲线部3A、第3直线部L34及第6曲线部4B。
在上述公开中，上述第4拐角C41可以在俯视下从上述第4边侧朝向上述第1边侧而具有第7曲线部4A、第4直线部L41及第8曲线部1B。
另外，在本公开中，提供一种层压电池，具有第1外装体、第2外装体及封入于上述第1外装体与上述第2外装体之间的发电要素，其中，上述第1外装体及上述第2外装体的至少一方是上述的外装体。
根据本公开，通过使用上述的外装体，能够设为构造上的可靠性高的层压电池。
另外，在本公开中，提供一种外装体的制造方法，是上述的外装体的制造方法，其中，具有对层压膜进行凸缘加工来形成上述凸构造的凸缘加工工序，在上述凸缘加工中使用的模具具有与上述第1拐角C12对应的形状。
根据本公开，由于在上述凸缘加工中使用的模具具有与上述第1拐角C12对应的形状，所以能够得到抑制了凸构造的拐角处的厚度变薄的外装体。
发明效果
本公开中的外装体起到能够抑制凸构造的拐角处的厚度变薄这一效果。
附图说明
图1是例示本公开中的外装体的示意图。
图2是例示本公开中的凸构造的顶面的概略俯视图。
图3是例示以往的拐角的概略俯视图。
图4是例示本公开中的拐角的概略俯视图。
图5是例示本公开中的拐角的概略俯视图。
图6是例示本公开中的外装体的概略剖视图。
图7是例示本公开中的层压电池的示意图。
具体实施方式
以下，对本公开中的外装体、层压电池及外装体的制造方法进行详细说明。在本申请说明书中，在表述在某部件上配置其他部件的形态时，在仅表述为“在…上”或“在…下”的情况下，只要没有特别说明，就包括以与某部件相接的方式在正上方或正下方配置其他部件的情况和在某部件的上方或下方进一步隔着别的部件而配置其他部件的情况双方。
A.外装体
图1的(a)是例示本公开中的外装体的概略俯视图，图1的(b)是图1的(a)的A-A剖视图。另外，图2是例示本公开中的凸构造的顶面的概略俯视图。如图1的(a)、(b)所示，外装体100具备具有用于将发电要素(未图示)封入的空间10的凸构造20。而且，凸构造20具有顶面TS。另外，如图2所示，顶面TS在俯视下具有第1边S1、在与第1边S1交叉的方向上延伸的第2边S2及将第1边S1与第2边S2连结的拐角C12。而且，拐角C12在俯视下从第1边侧S1朝向第2边侧S2而具有曲线部1A、直线部L12及曲线部2B。
根据本公开，由于拐角C12具有直线部L12，所以能够设为抑制了拐角C12处的厚度变薄的外装体。如上所述，具有用于将发电要素封入的空间的凸构造例如通过对层压片进行凸缘加工(冲压加工)而形成。凸构造的角(拐角)容易因冲压时的应力而变薄，有时会在外装体产生破裂。
在此，图3的(a)是例示以往的拐角的概略俯视图，图3的(b)是图3的(a)的A-A剖视图。如图3的(a)所示，以往的拐角C经常在俯视下仅由曲线部(R形状部)构成。在该情况下，如图3的(b)所示，拐角C处的外装体100的厚度容易变薄。
另一方面，图4的(a)是例示本公开中的拐角的概略俯视图，图4的(b)是图4的(a)的A-A剖视图。如图4的(a)所示，本公开中的拐角C12在俯视下从第1边侧S1朝向第2边侧S2而具有曲线部1A、直线部L12及曲线部2B。在以往的拐角C中，应力仅集中于拐角C。相对于此，在本公开中，通过拐角C12具有直线部L12，应力的集中向曲线部1A、直线部L12及曲线部2B分散，由此能够抑制冲压时的应力仅向拐角集中。
另外，在本公开中，在直线部L12的两端配置曲线部1A及曲线部2B。在假设不配置曲线部1A及曲线部2B而拐角C12仅由直线部L12构成的情况下，应力会向直线部L12与第1边的接点及直线部L12与第2边的接点分别集中。相对于此，通过在直线部L12的两端配置曲线部1A及曲线部2B，能够抑制应力向直线部L12的两端集中。其结果，能够设为抑制了拐角C12处的厚度变薄的外装体。另外，尤其在谋求电池的高电压化或高容量化的情况下，需要加厚发电要素，但即使在这样的情况下，在本公开中，也能够抑制拐角C12处的厚度变薄。
如图1的(b)所示，外装体100具备具有用于将发电要素(未图示)封入的空间10的凸构造20。凸构造20具有顶面TS及侧面SS，空间10是由顶面TS及侧面SS形成的空间。
另外，如图4的(a)所示，顶面TS在俯视下具有第1边S1和在与第1边S1交叉的方向上延伸的第2边S2。第1边S1及第2边S2优选都为直线状。另外，第1边S1延伸的方向D1与第2边S2延伸的方向D2所成的角度(锐角侧的所成的角度)例如为60°以上且90°以下。顶面TS在俯视下具有将第1边S1与第2边S2连结的拐角C12。而且，拐角C12在俯视下从第1边S1侧朝向第2边S2侧而具有曲线部1A、直线部L12及曲线部2B。
如图5所示，曲线部1A优选连结于第1边S1。另外，曲线部1A能够近似为假想圆VCA的圆弧。假想圆VCA的半径(曲线部1A的曲率半径)例如为0.5mm以上，也可以为2mm以上。另外，如图5所示，在将与曲线部1A对应的圆弧(假想圆VCA的圆弧)的中心角设为了α的情况下，中心角α例如为20°以上，也可以为30°以上。另一方面，中心角α例如为70°以下，也可以为60°以下，还可以为45°以下。
如图5所示，直线部L12优选将曲线部1A与曲线部2B连结。直线部L12的长度例如为1mm以上，也可以为2mm以上，还可以为3mm以上。另外，如图5所示，将第1边S1的延长线与第2边S2的延长线的交点设为P，将第1边S1的延长线与第2边S2的延长线所成的角度设为2θ。另外，将从交点P相对于第1边S1及第2边S2的各自以角度θ交叉的直线设为m，将直线m与外装体100的交点设为Q。在本公开中，交点Q优选是直线部L12上的点。应力特别容易向交点Q集中，因此，通过该交点Q是直线部L12上的点，能够设为抑制了拐角C12处的厚度变薄的外装体。
如图5所示，曲线部2B优选连结于第2边S2。另外，曲线部2B能够近似为假想圆VCB的圆弧。假想圆VCB的半径(曲线部2B的曲率半径)的优选的范围与上述的假想圆VCA的半径(曲线部1A的曲率半径)的优选的范围是同样的，因此省略这里的记载。假想圆VCB的半径及假想圆VCA的半径互相可以相同，也可以不同。另外，如图5所示，在将与曲线部2B对应的圆弧(假想圆VCB的圆弧)的中心角设为了β的情况下，中心角β的优选的范围与中心角α的优选的范围是同样的，因此省略这里的记载。中心角β及中心角α互相可以相同，也可以不同。
如图2所示，顶面TS优选在俯视下具有与第1边S1相对的第3边S3。同样，顶面TS优选在俯视下具有与第2边S2相对的第4边S4。第3边S3及第4边S4优选都为直线状。第1边S1延伸的方向与第3边S3延伸的方向所成的角度(锐角侧的所成的角度)例如优选为30°以下。同样，第2边S2延伸的方向与第4边S4延伸的方向所成的角度(锐角侧的所成的角度)例如优选为30°以下。
另外，顶面TS也可以具有将第2边与第3边连结的拐角C23。拐角C23的形状没有特别的限定，但优选如图2所示，从第2边侧S2朝向第3边侧S3而具有曲线部2A、直线部L23及曲线部3B。曲线部2A、直线部L23及曲线部3B分别与对上述的曲线部1A、直线部L12及曲线部2B记载的内容是同样的，因此省略这里的记载。
另外，顶面TS也可以具有将第3边与第4边连结的拐角C34。拐角C34的形状没有特别的限定，但优选如图2所示，从第3边侧S3朝向第4边侧S4而具有曲线部3A、直线部L34及曲线部4B。曲线部3A、直线部L34及曲线部4B分别与对上述的曲线部1A、直线部L12及曲线部2B记载的内容是同样的，因此省略这里的记载。
另外，顶面TS也可以具有将第4边与第1边连结的拐角C41。拐角C41的形状没有特别的限定，但优选如图2所示，从第4边侧S4朝向第1边侧S1而具有曲线部4A、直线部L41及曲线部1B。曲线部4A、直线部L41及曲线部1B分别与对上述的曲线部1A、直线部L12及曲线部2B记载的内容是同样的，因此省略这里的记载。
另外，如图1的(b)所示，将凸构造的高度设为T。凸构造的高度T没有特别的限定，但优选为3mm以上。高度T越大，则拐角越容易因冲压时的应力而变薄。相对于此，在本公开中，由于拐角C12具有直线部，所以即使在高度T大的情况下，也能够有效地抑制拐角C12处的厚度变薄。另一方面，凸构造的高度T例如为14mm以下。
本公开中的外装体的层结构没有特别的限定。其中，如图6所示，外装体100优选具有热熔接层1、金属层2及树脂层3。作为热熔接层1的材料，例如可举出聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等烯烃系树脂。作为金属层2的材料，例如可举出铝、铝合金、不锈钢。作为树脂层3的材料，例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙。热熔接层1、金属层2及树脂层3的厚度分别例如为30μm以上且60μm以下。
本公开中的外装体通常在层压电池中使用。关于层压电池的详情将在后文叙述。
B.层压电池
图7的(a)是例示本公开中的层压电池的概略俯视图，图7的(b)是图7的(a)的A-A剖视图。如图7的(a)、(b)所示，层压电池200具有第1外装体100a、第2外装体100b、封入于第1外装体100a与第2外装体100b之间的发电要素110及连接于发电要素110的正极突片120及负极突片130。而且，第1外装体100a及第2外装体100b的至少一方是上述“A.外装体”所记载的外装体。
根据本公开，通过使用上述的外装体，能够设为构造上的可靠性高的层压电池。
1.外装体
本公开中的外装体是用于将发电要素封入的部件。在本公开中，第1外装体及第2外装体的至少一方是上述“A.外装体”所记载的外装体。作为上述的外装体以外的外装体，例如可举出不具有凸构造的片状的外装体。
2.发电要素
发电要素是向第1外装体与第2外装体之间封入的部件。发电要素的结构没有特别的限定，但优选至少包括具有正极活物质层、负极活物质层及电解质层的单电池。
正极活物质层至少含有正极活物质，根据需要，也可以进一步含有导电材料、粘合剂及电解质的至少一者。另外，负极活物质层至少含有负极活物质，根据需要，也可以进一步含有导电材料、粘合剂及电解质的至少一者。
电解质层形成于正极活物质层与负极活物质层之间，至少含有电解质。电解质可以是液体电解质(电解液)，也可以是聚合物电解质，还可以是无机固体电解质。单电池也可以具有进行正极活物质层的集电的正极集电体及进行负极活物质层的集电的负极集电体。单电池的种类没有特别的限定，但优选是锂离子电池。这是因为，锂离子电池是高电压且高能量密度的电池。
发电要素优选沿着厚度方向而具有多个单电池。多个单电池可以串联连接，也可以并联连接。
3.层压电池
本公开中的层压电池通常具有连接于正极集电体的正极突片和连接于负极集电体的负极突片。关于正极突片及负极突片，能够使用公知的集电突片。另外，本公开中的层压电池可以是一次电池，也可以是二次电池，但优选是后者。这是因为，二次电池能够反复充放电，例如作为车载用电池是有用的。层压电池的制造方法没有特别的限定，但可举出在第1外装体与第2外装体之间收纳安装有集电突片的发电要素并通过将收纳的发电要素的周围热封而将第1外装体及第2外装体热熔接的方法。
C.外装体的制造法
本公开中的外装体的制造方法是上述的外装体的制造方法，具有对层压膜进行凸缘加工来形成上述凸构造的凸缘加工工序，在上述凸缘加工中使用的模具具有与上述拐角C12对应的形状。
根据本公开，由于在上述凸缘加工中使用的模具具有与上述拐角C12对应的形状，所以能够得到抑制了凸构造的拐角处的厚度变薄的外装体。
本公开中的凸缘加工工序是对层压膜进行凸缘加工来形成凸构造的工序。在凸缘加工中，通常，在凸模与凹模之间配置层压片，通过冲压来形成凸构造。在凸模及凹模的拐角形成有与上述拐角C12对应的形状。关于冲压条件，没有特别的限定，能够采用通常的条件。
此外，本公开不限定于上述实施方式。上述实施方式是例示，具有与本公开中的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构且起到同样的作用效果的技术不管是怎样的技术都包含于本公开中的技术范围。
标号说明
1…热熔接层(热熔融层)
2…金属层
3…树脂层
10…空间
20…凸构造
100…外装体
110…发电要素
120…正极突片
130…负极突片
200…层压电池

Claims (7)

1.一种外装体，在层压电池中使用，其中，
所述外装体具备具有用于将发电要素封入的空间的凸构造，
所述凸构造具有顶面，
所述顶面在俯视下具有第1边、在与所述第1边交叉的方向上延伸的第2边及将所述第1边与所述第2边连结的第1拐角(C12)，
所述第1拐角(C12)在俯视下从所述第1边侧朝向所述第2边侧而具有第1曲线部(1A)、第1直线部(L12)及第2曲线部(2B)，
所述凸构造的高度为3mm以上，
所述顶面在俯视下具有与所述第1边相对的第3边、与所述第2边相对的第4边、将所述第2边与所述第3边连结的第2拐角(C23)、将所述第3边与所述第4边连结的第3拐角(C34)及将所述第4边与所述第1边连结的第4拐角(C41)，
所述第2拐角(C23)在俯视下从所述第2边侧朝向所述第3边侧而具有第3曲线部(2A)、第2直线部(L23)及第4曲线部(3B)，
所述第3拐角(C34)在俯视下从所述第3边侧朝向所述第4边侧而具有第5曲线部(3A)、第3直线部(L34)及第6曲线部(4B)，
所述第4拐角(C41)在俯视下从所述第4边侧朝向所述第1边侧而具有第7曲线部(4A)、第4直线部(L41)及第8曲线部(1B)，
在将与所述第1曲线部(1A)对应的假想圆的圆弧的中心角设为了α的情况下，所述中心角α为20°以上且70°以下，
所述外装体具有热熔接层、金属层及树脂层。
2.根据权利要求1所述的外装体，
所述热熔接层的材料为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
3.根据权利要求1所述的外装体，
所述金属层的材料为铝、铝合金或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的外装体，
所述树脂层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或尼龙。
5.根据权利要求1所述的外装体，
在将所述第1边的延长线与所述第2边的延长线的交点设为P，将所述第1边的所述延长线与所述第2边的所述延长线所成的角度设为2θ，将从所述交点P相对于所述第1边及所述第2边的各自以角度θ交叉的直线设为m，将所述直线m与所述外装体的交点设为Q的情况下，所述交点Q是所述第1直线部(L12)上的点。
6.一种层压电池，具有第1外装体、第2外装体及封入于所述第1外装体与所述第2外装体之间的发电要素，其中，
所述第1外装体及所述第2外装体的至少一方是权利要求1～5中任一项所述的外装体。
7.一种外装体的制造方法，是权利要求1～5中任一项所述的外装体的制造方法，其中，
具有对层压膜进行凸缘加工来形成所述凸构造的凸缘加工工序，
在所述凸缘加工中使用的模具具有与所述第1拐角(C12)对应的形状。
CN202011417000.3A 2019-12-13 2020-12-07 外装体、层压电池及外装体的制造方法 Active CN112993453B (zh)

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