CN114597600A - 层压式电池 - Google Patents

层压式电池 Download PDF

Info

Publication number
CN114597600A
CN114597600A CN202111453806.2A CN202111453806A CN114597600A CN 114597600 A CN114597600 A CN 114597600A CN 202111453806 A CN202111453806 A CN 202111453806A CN 114597600 A CN114597600 A CN 114597600A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
tab
electrode terminal
composite material
positive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111453806.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114597600B (zh
Inventor
中嶋悟史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Original Assignee
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prime Planet Energy and Solutions Inc filed Critical Prime Planet Energy and Solutions Inc
Publication of CN114597600A publication Critical patent/CN114597600A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114597600B publication Critical patent/CN114597600B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557—Plate-shaped terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/571—Methods or arrangements for affording protection against corrosion; Selection of materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明公开的层压式电池(1)具备电极体(20)、层压外包装体(10)以及正负极端子。所述正负极端子中的至少任一个的端子由接合相互不同的第一金属(40)和第二金属(50)而成的板状的复合材料构成，在所述复合材料的所述第一金属及所述第二金属各自的表面配置有由树脂材料构成的极耳胶(70)。所述复合材料的所述第一金属与所述第二金属的边界区域不露出于所述外包装体的外部，所述极耳胶配置于所述复合材料的宽幅面的除所述边界区域以外的、接近该边界区域的周缘部，并与所述外包装体熔接。

Description

层压式电池
技术领域
本发明涉及层压式电池。
背景技术
近年，锂离子二次电池等二次电池作为车载搭载用电源、或个人计算机及移动终端的电源而重要性不断提高。作为这种二次电池的一个方式，公知有在使用层压膜的电极外包装体(以下，称为层压外包装体)收容电极体来构成的层压式电池。
在构建该层压式电池时，以在一对层压膜之间作为发电元件而夹入电极体的状态，对该膜的周缘部进行加压、加热来进行熔接。由此，形成在周缘部具有熔接部的袋状的层压外包装体，并在该外包装体的内部收容电极体。电极体至少具备正极及负极。正极典型而言在正极集电体上具有含有正极活性物质的正极活性物质层。负极也相同地，典型而言在负极集电体上具有含有负极活性物质的负极活性物质层。该层压式电池具备用于将外包装体的内部的电极体和外部设备(其他电池、马达等)连接的板状的电极端子。该电极端子由正极端子及负极端子构成，且一个端部与电极体的同极连接，另一个端部从互不相同的位置露出于外包装体的外部。
该电极端子的与电极体连接的一侧的端部优选为由与同极的集电体相同的金属构成。另外，露出于外部的一侧的端部考虑与外部设备的连接而优选从适当的金属选择。为了满足该要求，公知将接合相互不同的金属(例如，铜与铝)而成的复合材料用作电极端子。对于该复合材料而言，若异种金属的边界(界面)露出于电解液及外部空气，则有产生电解腐蚀的危险。为了防止该界面的腐蚀，一直以来提出了各种技术。例如，在专利文献1中，将接合铜与第二金属(例如，铝)而成的复合材料用作负极端子，在铜的表面设置镀镍层，并且以覆盖2种金属的界面上的方式设置有树脂层。
专利文献1：日本国专利申请公开第2016-4731号公报
然而，在专利文献1的方法中，由于在负极端子的不同的2种金属之上设置树脂层，所以各个金属和树脂层粘接时的加工条件不同，有可能产生加工不良。在产生该加工不良的情况下，异种金属的边界(界面)露出于电解液、外部空气，有产生电解腐蚀的危险。因此，要求异种金属的边界(界面)以被封闭的状态被妥当地保护的电池。
发明内容
本发明是鉴于该情况而完成的，其主要目的在于提供一种使除异种金属的边界区域以外的各个金属的表面和极耳胶很好地熔接，并且使极耳胶和层压外包装体熔接，从而能够将异种金属的边界区域在封闭的状态下妥当地保护的层压式电池。
为了实现上述目的，提供一种层压式电池。本发明公开的层压式电池具备：电极体，具有正极及负极；层压外包装体，由矩形状的层压膜形成，并通过使层压膜在宽幅面彼此对置的状态下熔接而将上述电极体收容于内部；以及正负极端子，是正极端子及负极端子，正负极端子的一端与上述电极体的同极电连接，另一端从上述外包装体的被熔接的熔接部露出于外部。上述正负极端子中的至少任一个端子由接合相互不同的第一金属与第二金属而成的板状的复合材料构成，由上述复合材料构成的端子的与上述电极体中的同极连接的一端由第一金属构成，上述露出于外部的另一端由第二金属构成。在上述复合材料的上述第一金属与上述第二金属各自的表面配置有由树脂材料构成的极耳胶，上述复合材料的上述第一金属与上述第二金属的边界区域不露出于上述外包装体的外部。这里，上述极耳胶配置于上述复合材料的宽幅面的除上述边界区域以外的、接近该边界区域的周缘部，上述极耳胶与上述外包装体的上述熔接部熔接。
在上述的结构中，极耳胶配置于复合材料的除边界区域以外的接近该边界区域的周缘部，极耳胶和第一金属及第二金属各自的表面熔接。并且该极耳胶和层压外包装体熔接。因此，能够适当设定极耳胶与各个金属的熔接时、以及经由该极耳胶将层压外包装体与各个金属熔接时的加工条件。由此，能够使极耳胶、电极端子以及层压外包装体分别适当地熔接，异种金属的边界区域以被封闭的状态被妥当地保护。根据该结构，能够实现层压外包装体的粘接性(封闭性)提高，并且异种金属的边界区域不露出于电解质(例如电解液)及外部空气而被保护的层压式电池。
在本发明公开的层压式电池的一个优选方式中，上述负极端子由上述复合材料构成，上述第一金属由铜构成，上述第二金属由铝构成。另外，在另一优选方式中，上述正极端子由上述复合材料构成，上述第一金属由铝构成，上述第二金属由铜构成。
根据该结构，即使正负极端子由不同的金属材料(铜和铝)构成，也可以提供一种防止异种金属的边界处的电解腐蚀的层压式电池。
在本发明公开的层压式电池的一个优选方式中，在上述第一金属及上述第二金属中的由铜构成的部分的表面设置有镀镍层。
根据该结构，金属材料的电极端子与树脂材料的极耳胶的粘接性进一步提高，所以能够更加妥当地保护异种金属的边界。
在本发明公开的层压式电池的一个优选方式中，上述极耳胶是酸改性聚烯烃树脂。
酸改性聚烯烃树脂是与树脂材料及金属材料的粘接性高，并且对电解质(例如电解液)的耐性也高的树脂材料。通过将该树脂材料用作极耳胶，能够更加适当地防止异种金属的边界处的电解腐蚀。
在本发明公开的层压式电池的一个优选方式中，上述正负极端子的厚度为1mm以下。
根据该结构，能够经由极耳胶而将层压外包装体和电极端子适当地热熔接。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的层压式电池的图。
图2是示意性地表示一个实施方式所涉及的电极端子附近的图。
图3是示意性地对图1中的III-III向视剖面进行说明的图。
图4是示意性地表示另一实施方式所涉及的电极端子附近的图。
附图标记说明
1...层压式电池；10...层压外包装体；12...密封层；14...金属层；16...保护层；18...熔接部；20...电极体；22...集电片；30...电极端子；32...中央侧端部；34...外侧端部；40...第一金属；50...第二金属；60...边界；62...边界区域；64...周缘部；70...极耳胶；70A...极耳胶；70B...极耳胶
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。当然，这里说明的实施方式并不意图特别限定本发明。此外，除在本说明书中特别提及的事项以外的事物且本发明的实施所必需的事物(例如，不构成本发明特征的层压式电池的一般结构)可以作为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项而被理解。本发明能够基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识而实施。另外，各图中的附图标记X表示“宽度方向”，附图标记Y表示“深度方向”，附图标记Z表示“厚度方向”。此外，尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。
在本说明书中，“二次电池”是指能够反复充电的一般蓄电设备，除锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池等所谓的蓄电池(即化学电池)之外，包括双电层电容器(即物理电池)。另外，在本说明书中“层压式电池”是指将层压膜作为外包装体来利用，并在其内部收容有电极体的结构的所有电池。以下，以将电极体收容于层压膜制的电池外包装体的方式的锂离子二次电池为例，对本发明详细进行说明。此外，并不意图将本发明限定于该实施方式。层压式电池例如也可以是使用固体电解质的全固体电池，也可以是双电层电容器等蓄电元件(物理电池)。
图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的层压式电池的图。如图1所示，层压式电池1具备层压外包装体10、电极体20、电极端子30以及电解质(未图示)。电极体20和电解质是层压式电池1的发电元件。电极体20和电解质通过层压外包装体10在图1中用双点划线示出的熔接部18被热熔接，而被封装在内部。
电极体20的结构可以与现有技术的电池相同，并不特别限定。电极体20分别具备1张以上的片状的正极(正极片)及1张以上的片状的负极(负极片)，典型而言分别具备多张。正极片及负极片以被相互绝缘的状态被交替层压。此外，电极体20的结构并不特别限定。电极体20例如也可以是正极片和负极片经由分割片而被卷绕的卷绕电极体。
正极例如具有在正极集电体上设置有正极活性物质层的结构。正极集电体并不特别限制而能够使用作为这种电池的正极集电体而被使用的金属制的正极集电体。典型而言，例如，由具有良好导电性的铝、镍、钛、不锈钢等金属材构成。特别优选为铝(例如铝箔)。作为正极活性物质层所包含的正极活性物质，例如，能够使用锂过渡金属复合氧化物、锂过渡金属磷酸化合物等。
另外，负极例如具有在负极集电体上设置有负极活性物质层的结构。负极集电体并不特别限制而能够使用作为这种电池的负极集电体而被使用的金属制的负极集电体。典型而言，例如，由具有良好导电性的铜、以铜为主体的合金、镍、钛、不锈钢等金属材构成。特别优选为铜(例如铜箔)。作为负极活性物质层所包含的负极活性物质，例如能够使用石墨等。
层压式电池1在层压外包装体10的内部具备电解质。电解质的结构可以是与现有技术的电池相同的结构，并不特别限定。电解质可以是液状，可以是聚合物状(凝胶状)，也可以是固体状。作为一个例子，能够使用在碳酸酯类等非水溶剂中溶解LiPF6等锂盐的电解质。
分隔片将正极活性物质层和负极活性物质层绝缘。分隔片可以是与现有技术的电池相同的结构，并不特别限定。作为一个例子，能够使用多孔聚烯烃片等。
层压外包装体10是收容发电元件(电极体20及电解质)的绝缘性的容器。层压外包装体10通过矩形状的2张层压膜在使宽幅面彼此对置的状态下被熔接，而形成为袋状。在该形成为袋状的空间，封装发电元件(电极体20及电解质)。然而，层压外包装体10的形成方法并不限定于上述的形成方法。例如，也可以通过将矩形状的1张层压膜对折而形成，并通过熔接除该折痕以外的部分而形成为袋状。另外，也可以贴合3张以上的层压膜而形成为袋状。
层压外包装体10的结构可以与现有技术相同，并不特别限定。在图3所示的一个例子中，层压外包装体10具有层压构造。层压外包装体10由至少具有多个树脂膜层的多层构造的层压膜构成。典型而言，层压膜可以是具有2层树脂膜层(密封层12、保护层16)和金属层14的3层结构。例如，层压外包装体10从靠近电极体20的一侧依次层压密封层12、金属层14、保护层16而构成。
密封层12是用于使热熔接成为可能的层。密封层12位于层压外包装体10的最内层、即、最靠近电极体20的一侧。密封层12例如由热塑性树脂构成。作为热塑性树脂，例如可以举出无拉伸聚烯烃类树脂、双轴拉伸聚酯类树脂、双轴拉伸聚酰胺类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚氯乙烯类树脂等。作为无拉伸聚烯烃类树脂，例如可以举出无拉伸聚丙烯、无拉伸聚乙烯等。
金属层14是在层压式电池1的内外阻断湿气、空气或在层压式电池1的内部产生的气体的进出的层。金属层14例如由铝、铁、不锈钢等金属材料构成。其中，从成本、轻量化的观点，优选为铝。金属层14例如也可以是铝箔、铝蒸镀层。
保护层16是用于提高层压外包装体10的耐久性及耐冲击性的层。保护层16位于比金属层14靠外表面侧。保护层16也可以是层压外包装体10的最外层。保护层16例如由双轴拉伸聚酯类树脂、双轴拉伸聚酰胺类树脂等构成。作为双轴拉伸聚酯类树脂，例如可以举出双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
此外，在上文中，关于层压外包装体10的结构，对是由密封层12、金属层14以及保护层16构成的3层构造的情况进行了说明，但层压外包装体10的结构并不限于此。例如，也可以是4层以上的多层构造。作为一个例子，也可以在上述的层与层之间具备用于将两相相互粘接的粘接层。粘接层例如也可以由聚酰胺等树脂构成。另外，作为另一例子，也可以在保护层16之上，例如作为最外层，还具备印刷层、阻燃层、表面保护层等。
在电极体20设置有集电片22(正极集电片、负极集电片)。详细而言，正极集电片从卷绕或层压而成的片状的正极(详细而言，正极集电体)向外侧延伸。负极集电片从卷绕或层压而成的片状的负极(详细而言，负极集电体)向外侧延伸。集电片22不具备活性物质层(正极活性物质层或负极活性物质层)而露出。集电片22可以从电极体20的宽度方向X的两缘部向相互不同的方向延伸，也可以从电极体20的不同位置朝向相同方向延伸。
电极端子30(正极端子、负极端子)是板状的金属部件。电极端子30的厚度要求为1mm以下。例如，优选为900μm以下，更加优选为800μm以下，进一步优选为700μm以下。由此，层压外包装体10的熔接部18处的层压外包装体10与电极端子30的缝隙处于规定的范围内，所以可以担保层压外包装体10的粘接性(封闭性)。另外，电极端子30的厚度的下限并不特别限定，但例如优选为50μm以上，更加优选为100μm以上，进一步优选为200μm以上。
正极端子与正极集电片通过接合而电连接。负极端子与负极集电片通过接合而电连接。详细而言，正极端子从正极集电片的前端部附近进一步向外侧延伸，从层压外包装体10露出。负极端子从负极集电片的前端部附近进一步向外侧延伸，从层压外包装体10露出。
正极端子和正极集电片在接合部相互接合。负极端子和负极集电片在接合部相互接合。作为该接合部处的正负极端子与正负极集电片的接合方法，并不特别限制而例如能够使用电阻焊接、激光焊接或超声波接合等现有技术的接合方法。
参照图2及图3，对此处公开的层压式电池1的电极端子30(正极端子、负极端子)的结构进行说明。此外，正极端子和负极端子的结构能够采用大致相同的结构。
正极端子、负极端子中的至少任一个端子由复合材料构成，该复合材料由接合第一金属40和第二金属50而成的2种金属材料构成。电极端子30由复合材料构成时，电极端子30的经由集电片22而与电极体20连接的一侧由第一金属40构成。另外，露出于层压外包装体10的外部的一侧由第二金属50构成。
第一金属40和集电片22由相同的金属材料构成。例如，在电极端子30为正极端子的情况下，第一金属40优选为由与上述的正极集电体相同的金属材料构成，特别是优选为由铝构成。在电极端子30为负极端子的情况下，第一金属40优选为由与上述的负极集电体相同的金属材料构成，特别是优选为由铜构成。
第二金属50只要由具有良好导电性，并能够与第一金属40接合的金属材料构成即可。作为该金属材料，例如可以举出铝、镍、钛、铜等。在电极端子30为正极端子，且第一金属40由铝构成的情况下，第二金属50优选为由铜构成。另外，在电极端子30为负极端子，且第一金属40由铜构成的情况下，第二金属50优选为由铝构成。
在正极端子由复合材料构成的情况下，负极端子可以由复合材料构成，也可以由1种金属(即，非复合材料)构成。在负极端子未由复合材料构成的情况下，在这种层压式电池中，并不特别限制而能够使用一般的负极端子的结构。另外，在负极端子由复合材料构成的情况下，正极端子可以由复合材料构成，也可以由1种金属(即，非复合材料)构成。在正极端子未由复合材料构成的情况下，在这种层压式电池中，并不特别限制而能够使用一般的正极端子的结构。
正极端子及负极端子也能够共同由复合材料构成。例如，可以是正极端子由作为第一金属40的铝、作为第二金属50的镍所构成的复合材料而构成，负极端子由作为第一金属40的铜、作为第二金属50的镍所构成的复合材料而构成。
第一金属40和第二金属50在边界60接合。边界60位于电极端子30的大致中间部。此外，在图示例子中，边界60在倾斜方向上直线性地示出，但边界60的接合形状并不限于此。例如，也可以组合凹部和凸部来接合。
第一金属40构成从电极端子30的边界60开始到中央侧端部32为止的厚度方向Z的整个区域。第二金属50构成从电极端子30的边界60开始到外侧端部34为止的厚度方向Z的整个区域。如图2中用虚线示出那样，将包含边界60在内的边界60的接近区域设为边界区域62。另外，将接近边界区域62的(不包含边界60)区域设为周缘部64。
在电极端子30的除边界区域62以外的周缘部64，配置有由树脂材料构成的极耳胶(tab film)70。极耳胶70是在周缘部64包覆电极端子30的树脂部件。极耳胶70配置为夹在电极端子30与层压外包装体10(详细而言，密封层12)之间。极耳胶70可以是一对极耳胶70配置于电极端子30的厚度方向Z的两侧(上下)。另外，也可以是1张极耳胶70卷绕于电极端子30。
在不具有异种金属的边界60(即、未由复合材料构成)的电极端子30的表面可以配置极耳胶70，也可以不配置。当在未由复合材料构成的电极端子30配置有极耳胶70的情况下，可以配置为包覆电极端子30的整体，也可以配置为仅包覆一部分。
作为极耳胶70的粘接方法，可以热熔接极耳胶70和电极端子30，也可以在极耳胶70夹在电极端子30与密封层12之间的状态下热熔接。通过使极耳胶70介入电极端子30与密封层12之间，能够使由金属材料构成的电极端子30和由树脂材料构成的密封层12适当地粘接。
此外，热熔接的方法(温度、时间等)可以与现有技术的方法相同，并不特别限制。例如，能够使用设定为能够将极耳胶70及层压外包装体10在150℃～250℃的范围内加热的熔接装置，进行加热、加压规定时间，而进行热熔接。
对于极耳胶70而言，如图2所示，隔着边界区域62而在两侧的周缘部64配置有极耳胶70A及极耳胶70B。即，极耳胶70A、70B配置于第一金属40和第二金属50各自的表面。第一金属40和第二金属50由相互不同的金属材料构成，所以各自的特性(热传导率等)不同，与极耳胶70的粘接性也不同。根据该结构，能够针对第一金属40与极耳胶70B的热熔接、第二金属50与极耳胶70A的热熔接，分别设定不同的加工条件来进行加工。例如，能够考虑各个金属与极耳胶70的粘接性而适当调整上述的热熔接的温度、加热、加压的时间等。由此，能够抑制使极耳胶70熔接于电极端子30时的加工不良，妥当地保护边界60。
极耳胶70的材料要求是在与层压外包装体10相同程度的温度下熔融，并且对树脂材料和金属材料双方发挥适当的粘接性的树脂材料。另外，除此之外，优选为对电解质的耐久性也优异的树脂材料。作为这样的树脂材料，例如可以举出聚烯烃类树脂、酸改性聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚氯乙烯类树脂等。作为聚烯烃类树脂，例如可以举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。作为酸改性聚烯烃类树脂，例如可以举出马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐聚酯等。作为聚酯类树脂，例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。其中，从更高等级地发挥上述的效果的观点，优选为使马来酸酐等接枝改性于聚烯烃系树脂而成的酸改性聚烯烃类树脂。
此外，极耳胶70也可以是2层以上的多层结构。在极耳胶70是多层结构的情况下，优选为包含聚烯烃层的多层构造的膜。
极耳胶70的厚度优选为40μm以上，更加优选为60μm以上，进一步优选为80μm以上。只要是具有该范围内的厚度的极耳胶70，就能够适当地发挥将电极端子30和层压外包装体10粘接的功能。另外，极耳胶70的厚度的上限并不特别限定，但在极耳胶70过厚的情况下，熔融变得不充分，能够成为熔接不良的原因。基于该观点，极耳胶70的厚度优选为350μm以下，更加优选为300μm以下，进一步优选为250μm以下。
图2所示的深度方向Y上的极耳胶70的长度(深度)设计为比电极端子30的深度方向Y的长度(深度)长。即，在极耳胶70的深度方向Y的两端部，极耳胶70在中间未夹有电极端子30地配置。根据该结构，能够通过极耳胶70适当地填埋在电极端子30与层压外包装体10之间产生的缝隙，能够提高封闭性。
对于极耳胶70的厚度而言，也可以设计出斜度，以使膜的厚度从与电极端子30熔接的部分(即，中央部)朝向深度方向Y的外侧而缓缓变薄。根据该结构，能够进一步适当地抑制在电极端子30与层压外包装体10之间产生的缝隙。
此外，图2所示的宽度方向X上的极耳胶70的长度(宽度)只要不侵入至边界区域62，并不特别限定。例如，优选为3mm以上，更加优选为5mm以上。并且，优选为极耳胶70A的端部从层压外包装体10露出于外部。由此，也起到能够防止由层压外包装体10的金属层14与电极端子30的导通导致的短路的产生的效果。
在电极端子30的由铜构成的部分的表面也可以设置有镀镍层(未图示)。该镀镍层能够防止铜从由铜构成的部分溶出，并且提高与由树脂材料构成的极耳胶70的粘接性。由此，能够防止极耳胶70从电极端子30剥离，妥当地保护边界60。
为了提高电极端子30的由铜构成的部分的耐腐蚀性，也可以在该镀镍层的表层部进一步进行表面处理。该表面处理并不特别限制而能够使用铬酸盐处理、锆处理、钛处理等现有技术的表面处理的方法。从提高电极端子30的由铜构成的部分的耐腐蚀性以及与极耳胶70的粘接性的观点，特别优选铬酸盐处理。
参照图1及图3，对借助层压外包装体10的发电元件等的封装方法进行说明。首先，在从电极体20延伸的正极集电片及负极集电片的同极侧分别接合正极端子及负极端子。接下来，在正负极端子中的至少任一个由复合材料构成的端子的除边界区域62以外的周缘部64，配置一对极耳胶70A、一对极耳胶70B。详细而言，极耳胶70A、70B配置为从层压式电池1的厚度方向Z的两侧夹住电极端子30，并被热熔接。然后，一对层压外包装体10的宽幅面彼此以使密封层12位于内侧的方式对置配置，以使从厚度方向Z的两侧覆盖电极体20、电极端子30以及极耳胶70A、70B的整体。
在相当于层压外包装体10的周缘部的熔接部18，热熔接密封层12，以使在一对层压外包装体10之间形成袋状的封闭空间。其结果是，电极体20被封装在层压外包装体10的内部。层压外包装体10在使电极端子30的外侧端部34露出于层压外包装体10的外侧的状态下在熔接部18进行熔接。此处，在上述的热熔接时，配置在层压外包装体10与电极端子30之间的极耳胶70A、70B也一同被热熔接。因此，电极端子30的粘接性提高，边界60被密封在层压外包装体10的内部。根据该结构，能够阻断湿气、空气、电解质(例如电解液)等的侵入，防止边界60的电解腐蚀。
＜变形方式＞
在上述的层压式电池1中，对在除第一金属40与第二金属50的边界区域62以外的周缘部64设置极耳胶70A、70B的结构进行了说明。然而，极耳胶70的方式并不限定于上述的实施方式。图4是示意性地表示变形方式所涉及的电极端子30的附近的图。
在电极端子30的除边界区域62以外的周缘部64，配置有大致口字状的极耳胶70。该极耳胶70是在周缘部64包覆电极端子30的树脂部件。一对极耳胶70配置于电极端子30的厚度方向Z的两侧(上下)。
从如上所述适当地设定加工条件的观点出发，一对极耳胶70与第一金属40及第二金属50各自的表面(厚度方向Z的两侧)熔接。在上述的方式中，在极耳胶70A、70B之间产生有缝隙。因此，在变形方式中，通过将极耳胶70设为大致口字，而以消除了极耳胶70A、70B间的缝隙的状态配置于除边界区域62以外的周缘部64。
在变形方式中，深度方向Y的两端部的一对极耳胶70彼此也被热熔接。由此，边界区域62的封闭性进一步提高，能够抑制湿气、空气、电解质等的侵入，防止边界60的腐蚀。
层压式电池1能够利用于各种用途。例如，能够适当地用作搭载于车辆的马达用高输出动力源(驱动用电源)。车辆的种类并不特别限定，但典型而言，可以举出汽车、例如插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)等。层压式电池1也能够以电连接多个而成的组电池的方式使用。
以上，对本发明的具体例子详细进行了说明，但这些仅是例示，并不限定权利要求的范围。在权利要求书记载的技术中，包括将以上例示的具体例子各种变形、变更的实施方式。

Claims (6)

1.一种层压式电池，具备：
电极体，具有正极及负极；
层压外包装体，由矩形状的层压膜形成，并通过使层压膜在宽幅面彼此对置的状态下熔接而将所述电极体收容于内部；以及
正负极端子，是正极端子及负极端子，正负极端子的一端与所述电极体的同极电连接，另一端从所述外包装体的被熔接的熔接部露出于外部，
所述层压式电池的特征在于，
所述正负极端子中的至少任一个端子由接合相互不同的第一金属与第二金属而成的板状的复合材料构成，
由所述复合材料构成的端子的与所述电极体中的同极连接的一端由第一金属构成，所述露出于外部的另一端由第二金属构成，
在所述复合材料的所述第一金属与所述第二金属各自的表面配置有由树脂材料构成的极耳胶，
所述复合材料的所述第一金属与所述第二金属的边界区域不露出于所述外包装体的外部，
这里，所述极耳胶配置于所述复合材料的宽幅面的除所述边界区域以外的、接近该边界区域的周缘部，
所述极耳胶与所述外包装体的所述熔接部熔接。
2.根据权利要求1所述的层压式电池，其特征在于，
所述负极端子由所述复合材料构成，所述第一金属由铜构成，所述第二金属由铝构成。
3.根据权利要求1所述的层压式电池，其特征在于，
所述正极端子由所述复合材料构成，所述第一金属由铝构成，所述第二金属由铜构成。
4.根据权利要求2或3所述的层压式电池，其特征在于，
在所述第一金属及所述第二金属中的由铜构成的部分的表面设置有镀镍层。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的层压式电池，其特征在于，
所述极耳胶是酸改性聚烯烃树脂。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的层压式电池，其特征在于，
所述正负极端子的厚度为1mm以下。
CN202111453806.2A 2020-12-03 2021-12-01 层压式电池 Active CN114597600B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020201242A JP7208213B2 (ja) 2020-12-03 2020-12-03 ラミネート型電池
JP2020-201242 2020-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114597600A true CN114597600A (zh) 2022-06-07
CN114597600B CN114597600B (zh) 2023-09-05

Family

ID=78820532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111453806.2A Active CN114597600B (zh) 2020-12-03 2021-12-01 层压式电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11764446B2 (zh)
EP (1) EP4009422B1 (zh)
JP (1) JP7208213B2 (zh)
KR (1) KR20220078496A (zh)
CN (1) CN114597600B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1313643A (zh) * 2000-02-23 2001-09-19 索尼株式会社 电极和电池及其制作方法
CN1416599A (zh) * 2000-03-14 2003-05-07 松下电器产业株式会社 二次电池及其引线接合方法和采用该二次电池的电池电源装置
JP2009158693A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Nec Tokin Corp 電気化学デバイスおよびその製造方法
WO2015145715A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 電池用端子および電池
JP2016004731A (ja) * 2014-06-19 2016-01-12 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 電池用負極端子
KR20180106499A (ko) * 2017-03-20 2018-10-01 주식회사 유진테크놀로지 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법
WO2019093226A1 (ja) * 2017-11-09 2019-05-16 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウムイオン二次電池
WO2019148459A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 深圳前海优容科技有限公司 复合极耳带以及复合极耳的制备方法
WO2019244971A1 (ja) * 2018-06-20 2019-12-26 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、接着性フィルム付き金属端子、及び電池
JP2020064742A (ja) * 2018-10-16 2020-04-23 昭和電工株式会社 充電池パック、充電池パックの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006221938A (ja) 2005-02-09 2006-08-24 Toyota Motor Corp フィルム外装型蓄電装置
JP2007134233A (ja) 2005-11-11 2007-05-31 Toyota Motor Corp 電池端子構造
JP2010080326A (ja) 2008-09-26 2010-04-08 Asahi Kasei Corp 蓄電素子およびその製造方法
KR101354580B1 (ko) 2011-06-24 2014-01-22 에스케이이노베이션 주식회사 이종 접합 탭을 가지는 배터리

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1313643A (zh) * 2000-02-23 2001-09-19 索尼株式会社 电极和电池及其制作方法
CN1416599A (zh) * 2000-03-14 2003-05-07 松下电器产业株式会社 二次电池及其引线接合方法和采用该二次电池的电池电源装置
JP2009158693A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Nec Tokin Corp 電気化学デバイスおよびその製造方法
WO2015145715A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 電池用端子および電池
JP2016004731A (ja) * 2014-06-19 2016-01-12 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 電池用負極端子
KR20180106499A (ko) * 2017-03-20 2018-10-01 주식회사 유진테크놀로지 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법
WO2019093226A1 (ja) * 2017-11-09 2019-05-16 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウムイオン二次電池
WO2019148459A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 深圳前海优容科技有限公司 复合极耳带以及复合极耳的制备方法
WO2019244971A1 (ja) * 2018-06-20 2019-12-26 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、接着性フィルム付き金属端子、及び電池
JP2020064742A (ja) * 2018-10-16 2020-04-23 昭和電工株式会社 充電池パック、充電池パックの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4009422B1 (en) 2023-05-03
US20220181754A1 (en) 2022-06-09
JP2022089032A (ja) 2022-06-15
US11764446B2 (en) 2023-09-19
CN114597600B (zh) 2023-09-05
JP7208213B2 (ja) 2023-01-18
KR20220078496A (ko) 2022-06-10
EP4009422A1 (en) 2022-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4828458B2 (ja) シーリング部の安全性が向上した二次電池
JP5457040B2 (ja) 電気化学デバイスおよびその製造方法
KR101472178B1 (ko) 비노출 실링부를 구비한 파우치형 전지
KR101229228B1 (ko) 수분 차단성이 향상된 이차전지
JP2006221938A (ja) フィルム外装型蓄電装置
KR20120039469A (ko) 실링부의 절연성이 향상된 이차전지
JP3996525B2 (ja) 組電池、組電池の製造方法、およびラミネート型電池
KR20160134331A (ko) 파우치형 이차전지 및 그 제조방법
JP2004247244A (ja) ラミネート型電池、接合端子、組電池、および組電池の製造方法
WO2005101546A1 (ja) ラミネート型電池、接合端子、組電池、および組電池の製造方法
JP2009181899A (ja) 積層式電池
CN114696042B (zh) 电池模块及其制造方法
CN114678650B (zh) 薄膜型电池
JP2013239398A (ja) 蓄電デバイス用リード端子、及びそれを備えた非水電解質蓄電デバイス
CN114597600B (zh) 层压式电池
JP7148870B2 (ja) 二次電池
JP2006294340A (ja) 単電池および組電池
KR102543155B1 (ko) 버스바 프레임 및 이를 갖는 배터리 모듈
KR102526844B1 (ko) 버스바 프레임 및 이를 갖는 배터리 모듈
JP7333000B2 (ja) 電池の製造方法
JP7453043B2 (ja) ラミネート型蓄電デバイス
JP7194331B2 (ja) ラミネート型電池
JP2023084066A (ja) 二次電池
CN115249868A (zh) 层压型电池模块
JP2022076709A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant