CN114976393A - 软包电池、软包电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不用设置缓冲构件就能够防止蓄放电元件的角部处的破损发生的软包电池。软包电池(10)具备蓄放电元件(11)和对蓄放电元件进行包装的外装膜(13),蓄放电元件具有角部(11a),外装膜具有与角部对置而被折弯的折弯部(FY),在折弯部处,在沿着角部而与角部对置的位置形成有与角部(11a)分离的凹槽部。
Description
技术领域
本发明涉及电池等软包电池、软包电池的制造方法。
背景技术
近年来,由于机动车、个人计算机、便携式电话等各种大小的电气/电子设备的普及,对高容量、高输出的电池的需求迅速扩大。作为这样的电池,举出有在正极与负极之间使用有机电解液作为电解质的液系电池单体、取代有机电解液的电解质而使用了难燃性的固体的固体电解质的固体电池单体等。
作为固体电池,已知有将长方体状的单体用层压膜包入而密闭成板形状的层叠单体类型的软包电池。通过将单体用外装体(膜)包入来防止水分、大气向电池的侵入。
例如,作为这样的将膜卷绕于电池主体来进行包装的软包电池,被日本国特开2020-13637号公报公开。
在使用了电池作为车载电源的情况下,对电池施加有振动输入。此时,蓄放电元件在外装体的内部进行振动,由此在蓄放电元件与外装体之间产生摩擦,外装体可能会磨损劣化。在蓄放电元件的质量大的情况下,为了保护电池的电极界面而需要的约束力增大,因此希望在外装膜的表面没有高低差。特别是需要考虑在蓄放电元件的角部与外装体之间产生的摩擦的影响。
在日本国特开2020-13637号公报中记载了如下技术:通过在电池中的蓄放电元件的角部配置缓冲构件来抑制在层叠体的端部与外装体之间产生的摩擦,来抑制振动输入引起的电池外包装的劣化。
发明内容
然而,在日本国特开2020-13637号公报的技术中,由于配置缓冲构件反而向外突出的部分发生摩擦,依然存在抑制外装体的劣化不充分这样的问题。
本发明的方案提供一种不用设置缓冲构件就能够防止蓄放电元件的角部处的破损发生的软包电池。
本发明的第一方案的软包电池具备蓄放电元件和对所述蓄放电元件进行包装的外装膜,所述蓄放电元件具有角部,所述外装膜具有与所述角部对置而被折弯的折弯部,在所述折弯部处,在沿着所述角部而与所述角部对置的位置形成有与所述角部分离的凹槽部。
第二方案在第一方案的软包电池的基础上,也可以是,所述凹槽部具有:在接近所述角部的开口侧,相互对置的面彼此相互分离的开口侧槽部;以及在从所述角部分离的里侧,相互对置的面彼此相互接触的里侧槽部。
本发明的第三方案的软包电池的制造方法中,所述软包电池具备具有角部的蓄放电元件和对所述蓄放电元件进行包装的外装膜,所述软包电池的制造方法包括:在所述外装膜上,在沿着所述角部被折弯的折弯部以沿着所述角部的方式形成凹槽的槽形成工序;以及沿着所述角部将所述折弯部折弯而通过所述外装膜对所述蓄放电元件进行包装的包装工序,在所述包装工序中将所述折弯部折弯,由此通过所述凹槽在沿着所述角部而与所述角部对置的位置形成与所述角部分离的凹槽部。
第四方案在第三方案的软包电池的制造方法的基础上,也可以是,在所述槽形成工序中,所述凹槽以在所述外装膜的厚度方向上具有以第一角度倾斜的开口侧倾斜部和以第二角度倾斜的里侧倾斜部的方式形成,在所述包装工序中将所述折弯部折弯,由此形成具有开口侧槽部和里侧槽部的所述凹槽部,所述开口侧槽部通过所述开口侧倾斜部而在接近所述角部的开口侧相互对置的面彼此相互分离,所述里侧槽部通过所述里侧倾斜部而在从所述角部分离的里侧相互对置的面彼此相互接触。
第五方案在第四方案的软包电池的制造方法的基础上,也可以是,在所述槽形成工序中,在所述外装膜上形成了所述里侧倾斜部之后形成所述开口侧倾斜部。
根据第一方案,在与角部对置的外侧位置形成凹槽部,由此蓄放电元件的角部与外装膜成为不接触的状态。由此,凹槽部成为避让部,能够防止产生外装膜与蓄放电元件的角部接触而使蓄放电元件破损等不良影响。
因此,在通过外装膜对蓄放电元件进行包装时,在真空熔接时即使外装膜发生了变形的情况下,外装膜与蓄放电元件的角部也不会相互干涉。
另外,在配置固定软包电池时的保持力的施加时、充放电时蓄放电元件发生了变形时的各种情况下,外装膜与蓄放电元件的角部不会相互干涉。由此,能够防止蓄放电元件的初始性能的下降,同时能够提高耐久性。
在此,在外装膜对蓄放电元件的包装、密闭时,将与蓄放电元件对应的成为凹槽部的凹槽的形成设为压花(emboss)加工,由此凹槽成为针对外装膜的折弯加工的引导,折弯(包装)工序变得容易,并且能够使外装膜的尺寸准确而容易进行与蓄放电元件的外形匹配的加工。
根据第二方案,将凹槽部中的开口侧槽部作为避让部,并且里侧槽部对应于在外装膜上产生的变形而能够抑制开口侧槽部处的变形。由此,作为避让部的开口侧槽部不会压溃。因此,能够防止作为避让部的开口侧槽部与角部接触的情况。
根据第三方案,仅通过将预先形成有凹槽的外装膜在由外装膜对蓄放电元件进行包装的包装工序中折弯,就能够形成使外装膜不接触蓄放电元件的角部的作为避让部的凹槽部。
同时,将凹槽部作为针对外装膜的折弯加工的引导,从而能够使折弯(包装)工序容易,并且使外装膜的折弯加工的尺寸准确而能够使凹槽部以外的部分与蓄放电元件密接,从而容易进行与蓄放电元件的外形匹配的加工,能够容易制造在外表面不带有向外侧突出的凸部的软包电池。
根据第四方案,在包装工序中的外装膜的折弯时,必然在外装膜的角部产生鼓胀部。然而,预先形成开口侧倾斜部和里侧倾斜部而将凹槽形成为具有两级斜度的结构之后,对其进行折弯加工,由此,即使是在折弯时产生了变形的外装膜,作为避让部的凹槽部也不会压溃,因此能够容易可靠地进行用于使蓄放电元件的角部与外装膜不接触的避让部的形成。
根据第五方案,在形成了所述里侧倾斜部之后,将里侧倾斜部的开口侧削去,来形成斜度不同的开口侧倾斜部,由此能够更准确地形成成为避让部的凹槽形状。由此,对应于在折弯加工时膨胀的外装膜而能够使凹槽部不会压溃。
由此,即使在适用于软包电池需要的约束力大的固体电池等的情况下,也能够防止在各个蓄放电元件的角部发生破损的情况。另外,能够得到外表面不会不必要地向外突出的软包电池,因此不会产生局部摩擦而破损等不良情况。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的软包电池的立体图。
图2是表示形成第一实施方式的软包电池的外装膜的展开图。
图3是将第一实施方式的软包电池中的角部附近放大后的示意剖视图。
图4是在第一实施方式的软包电池中将折弯加工前的形成于外装膜的凹槽附近放大后的示意剖视图。
图5是表示第一实施方式的软包电池中的由外装膜包覆的包覆工序的工序图。
图6是表示第一实施方式的软包电池中的由外装膜包覆的包覆工序的工序图。
图7是表示第一实施方式的软包电池中的由外装膜包覆的包覆工序的工序图。
图8是将本发明的第二实施方式的软包电池中的角部附近放大后的示意剖视图。
图9是在第二实施方式的软包电池中将折弯加工前的形成于外装膜的凹槽附近放大后的示意剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图来对本发明的第一实施方式的软包电池进行说明。本发明丝毫没有被以下的实施方式限定,在本发明的目标范围内能够适当施加变更来实施。
图1是表示本实施方式中的软包电池的立体图。图2是表示本实施方式中的软包电池的外装膜及气密性保持构件的展开图。图3是将本实施方式的软包电池中的角部附近放大后的示意剖视图。在图中,符号10是软包电池。
如图1所示,本实施方式的软包电池10具备蓄放电元件11、集电引线12、以及外装膜13。
软包电池10是电池单体。该电池可以是将有机电解液作为电解质来使用的液系电池单体,也可以是具备凝胶状的电解质的电池单体,还可以是取代有机电解液的电解质而具备难燃性的固体电解质来作为电解质的固体电池单体。以下,作为电池单体,例举具备固体电解质的固体电池单体进行说明。
蓄放电元件11是层叠有正极层和负极层并在正极层与负极层之间配置有固体电解质层的层叠体。需要说明的是,“层叠”意味着例举的层被层叠的意思,不仅包括这些层被直接层叠的情况,还包括这些层被间接层叠的情况。例如,在正极层与固体电解质层之间可以存在其他的层等。
蓄放电元件11由外装膜13覆盖。
蓄放电元件11为实质上长方体。如图1所示,蓄放电元件11形成为Z方向上的厚度尺寸比X方向及Y方向上的尺寸小的板状。蓄放电元件11在Z方向观察下Y方向成为长度方向且X方向成为宽度方向。需要说明的是,X方向、Y方向、Z方向是为了方便而示出的标记。
在蓄放电元件11中,多个集电体引板从Y方向的端部延伸出,并且与该集电体引板连接的集电引线12被向Y方向进一步引出。
蓄放电元件11的长方体中的各个棱线成为角部11a。角部11a沿X方向、Y方向、Z方向中的任一方向延伸。如后所述,图3示出与这些角部11a正交的截面。
集电引线12中,集电引线12a及集电引线12b这两根分别被从蓄放电元件11中的Y方向的端部引出。
集电引线12a在蓄放电元件11中的Y方向上被从图1的成为右侧的端部引出。集电引线12b在蓄放电元件11中的Y方向上被从图1的成为左侧的端部引出。
集电引线12a及集电引线12b被从蓄放电元件11彼此向沿着Y方向的相反方向引出。集电引线12a及集电引线12b沿着Y方向延伸。集电引线12a及集电引线12b与蓄放电元件11连接。集电引线12a及集电引线12b中的与蓄放电元件11侧相反侧的端部从外装膜13露出。集电引线12a及集电引线12b均为Z方向上的厚度尺寸小且在XY方向上平坦的板状。集电引线12a及集电引线12b均与蓄放电元件11的X方向上的中央附近连接。
集电引线12a及集电引线12b的Z方向上的厚度尺寸均比蓄放电元件11的Z方向上的厚度尺寸小。集电引线12a及集电引线12b的X方向上的尺寸均比蓄放电元件11的X方向上的尺寸小。
集电引线12a及集电引线12b的在Y方向上接近蓄放电元件11的部分均由外装膜13覆盖。
如图1所示,外装膜13呈筒状地卷绕于蓄放电元件11。外装膜13的Y方向上的两端与蓄放电元件11相比向离开的朝外方向伸出,并从Z方向的表背面夹着集电引线12a及集电引线12b。外装膜13在夹着蓄放电元件11的部分与夹着集电引线12a及集电引线12b的部分的厚度不同的交界处,以从蓄放电元件11向集电引线12a及集电引线12b形成为三棱柱状的方式使厚度减少。在该三棱柱状的部分,外装膜13的X方向上的两端的成为折边的部分被向内侧折入。外装膜13对蓄放电元件11进行密闭。
如图2所示,外装膜13为单张的软包膜。外装膜13绕着Y方向的轴线向蓄放电元件11卷绕。外装膜13除了Y方向上的两端部以外都与蓄放电元件11密接地相接。
外装膜13只要是能够收容并密闭蓄放电元件11的膜即可,没有特别限制。外装膜13优选为能够对软包电池10赋予气密性那样的膜。
外装膜13也可以具备例如由铝、镍、不锈钢等的金属箔等无机物薄膜等构成的阻挡层。通过具备阻挡层,由此能够对外装膜13赋予气密性。外装膜13优选能够具备由聚乙烯树脂等挠性树脂构成的密封层。作为外装膜13,能够通过将层叠的密封层彼此对置并进行熔接来接合。因此,不需要涂敷粘接剂的工序。
需要说明的是,外装膜13也可以不具备密封层。这种情况下,可以通过利用粘接剂将外装膜13相互接合来形成软包电池10。
对于外装膜13,能够例示出通过将由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚丙烯等构成的基材层、上述的阻挡层及上述的密封层层叠而成的层叠体。这些层可以经由以往公知的粘接剂来层叠,也可以通过挤出涂敷法等来层叠。
外装膜13的优选的厚度根据材质而不同。外装膜13的厚度优选为50μm以上,更优选为100μm以上。外装膜13的厚度优选为700μm以下,更优选为200μm以下。
外装膜13可以是一片单层的膜,也可以是多个层层叠而成的膜。本实施方式中的外装膜13可以是用一片来收容并密闭蓄放电元件11的单张的膜。
外装膜13在比蓄放电元件11靠Y方向上的外侧且从蓄放电元件11沿着Y方向离开的位置处熔接于集电引线12a及集电引线12b的Z方向上的表背面。外装膜13的比蓄放电元件11靠Y方向上的外侧的位置形成夹持部14。
如图1所示,夹持部14具有夹着集电引线12a的夹持部14a和夹着集电引线12b的夹持部14b。
夹持部14a及夹持部14b均沿着Y方向延伸。夹持部14a及夹持部14b在Y方向上从蓄放电元件11的中心对称地延伸。夹持部14a及夹持部14b的X方向尺寸与蓄放电元件11的X方向尺寸大致相同。
集电引线12a及集电引线12b分别从夹持部14a及夹持部14b的成为Y方向上的外侧的端部露出。
集电引线12a及集电引线12b分别位于夹持部14a及夹持部14b中的X方向上的中央部分。外装膜13在夹持部14a及夹持部14b处,X方向上的两端部分被直接贴合。
夹持部14a及夹持部14b在Z方向观察下具有实质上矩形的轮廓。
如图1、2所示,外装膜13以在Y方向上比夹持部14a及夹持部14b接近蓄放电元件11的一侧增大至蓄放电元件11的Z方向厚度尺寸的方式连续。外装膜13中,对应于从夹持部14a及夹持部14b至蓄放电元件11的厚度尺寸的增大,在Y方向上比夹持部14a及夹持部14b接近蓄放电元件11的一侧形成三棱柱状部14c及三棱柱状部14d。
在三棱柱状部14c及三棱柱状部14d中,X方向上的两端部如图1、图2所示那样被向内侧折入而形成折边部14e~14h。需要说明的是,如图2所示,形成有折边部14e~14h的外装膜13一边在Z方向上折叠一边向从蓄放电元件11离开的朝向延长至Y方向外侧。形成有折边部14e~14h的外装膜13沿Y方向延伸至夹持部14a及夹持部14b的中途。形成有折边部14e~14h的外装膜13的Y方向端部由夹持部14a和夹持部14b夹着。
外装膜13具有与角部11a对置而被折弯的折弯部FY。
折弯部FY是后述的折叠线中的与角部11a对应的部分。折弯部FY沿着Y方向延伸。
在折弯部FY处,在沿着角部11a而与角部11a对置的位置形成有凹槽部F。如图3所示,凹槽部F与角部11a分离。即,凹槽部F形成在外装膜13的内侧,以免角部11a与外装膜13直接接触。
在本实施方式的软包电池10中,通过在外装膜13的折弯部FY形成凹槽部F,从而即使在蓄放电元件11发生了变形的情况下,也能够维持外装膜13与蓄放电元件11的角部11a不干涉的状态。或者,即使在外装膜13发生了变形的情况下,也能够使外装膜13与蓄放电元件11的角部11a不干涉。
例如,软包电池10存在由构成模块的构件紧固保持的情况。另外,在软包电池10向车辆搭载时,大的保持力经由软包电池10、即外装膜13向蓄放电元件11施加。而且,在充放电时蓄放电元件11也有时发生变形。即使在这样的情况下,通过凹槽部F也能够维持外装膜13与蓄放电元件11的角部11a不直接接触的状态,即,能够维持外装膜13与蓄放电元件11的角部11a不干涉的状态。
另外,在软包电池10的制造工序中,在通过外装膜13对蓄放电元件11进行包装时,在真空熔接时即使外装膜13发生了变形的情况下,也能够维持外装膜13与蓄放电元件11的角部11a不直接接触的状态,即,能够维持应力不从外装膜13向蓄放电元件11的角部11a作用的状态。即使在这样的情况下,通过凹槽部F也能够维持外装膜13与蓄放电元件11的角部11a相互不干涉的状态。
以下,说明软包电池10的制造方法。
图4是在本实施方式的软包电池中将折弯加工前的形成于外装膜的凹槽附近放大后的示意剖视图。图5~图7是表示本实施方式中的软包电池的由外装膜包覆的包覆工序的工序图。
在本实施方式中,在形成有折叠线的外装膜13上载置蓄放电元件11,并以密封蓄放电元件11的方式将外装膜13折回成筒状来形成软包电池。
首先,作为槽形成工序,如图2所示,在外装膜13上形成沿着X方向的多个平行的折叠线FX1~FX4及沿着Y方向的多个平行的折叠线FY1~FY4。折叠线FX1~FX4及折叠线FY1~FY4均形成为直线状。另外,在折边部14e、折边部14f、折边部14g、折边部14h形成有不沿着X方向及Y方向的倾斜的折叠线。
折叠线FX1形成在夹持部14a与三棱柱状部14c的交界位置。折叠线FX2形成在三棱柱状部14c与包裹蓄放电元件11的中央部13a的交界位置。折叠线FX3形成在包裹蓄放电元件11的中央部13a与三棱柱状部14d的交界位置。折叠线FX4形成在三棱柱状部14d与夹持部14b的交界位置。
折叠线FY1形成在表面侧的夹持部14a与折边部14e的交界位置及表面侧的夹持部14b与折边部14f的交界位置。折叠线FY2形成在表面侧的夹持部14a与折边部14g的交界位置及表面侧的夹持部14b与折边部14h的交界位置。
折叠线FY3形成在背面侧的夹持部14a与折边部14g的交界位置及背面侧的夹持部14b与折边部14h的交界位置。折叠线FY4形成在背面侧的夹持部14a与重叠贴合的折边部14e的交界位置及背面侧的夹持部14b与重叠贴合的折边部14f的交界位置。
折叠线FY1具有成为与蓄放电元件11的角部11a对置的位置的折弯部FY和成为折弯部FY以外的部分的折叠线FY1a。这里的折弯部FY是由折边部14e和折边部14f夹着的中央横部13a1与蓄放电元件11的Z方向背面所对应的背面部13a2的交界。折弯部FY和折叠线FY1a形成同一直线。
折叠线FY1a由成为折边部14e与夹持部14a的交界、折边部14e与三棱柱状部14c的交界的部分、以及成为折边部14f与夹持部14b的交界、折边部14f与三棱柱状部14d的交界的部分构成。
折叠线FY2具有成为与蓄放电元件11的角部11a对置的位置的折弯部FY和成为折弯部FY以外的部分的折叠线FY2a。这里的折弯部FY是蓄放电元件11的Z方向背面所对应的背面部13a2与由折边部14g和折边部14h夹着的中央横部13a3的交界。折弯部FY和折叠线FY2a形成同一直线。
折叠线FY2a由成为折边部14g与夹持部14a的交界、折边部14g与三棱柱状部14c的交界的部分、以及成为折边部14h与夹持部14b的交界、折边部14h与三棱柱状部14d的交界的部分构成。
折叠线FY3具有成为与蓄放电元件11的角部11a对置的位置的折弯部FY和成为折弯部FY以外的部分的折叠线FY3a。这里的折弯部FY是蓄放电元件11的Z方向表面所对应的表面部13a4与由折边部14g和折边部14h夹着的中央横部13a3的交界。折弯部FY和折叠线FY3a形成同一直线。
折叠线FY3a由成为折边部14g与夹持部14a的交界、折边部14g与三棱柱状部14c的交界的部分、以及成为折边部14h与夹持部14b的交界、折边部14h与三棱柱状部14d的交界的部分构成。
折叠线FY4具有成为与蓄放电元件11的角部11a对置的位置的折弯部FY和成为折弯部FY以外的部分的折叠线FY4a。这里的折弯部FY是蓄放电元件11的Z方向表面所对应的表面部13a4与由折边部14e和折边部14f夹着的中央横部13a5的交界。折弯部FY和折叠线FY4a形成同一直线。
折叠线FY4a由成为折边部14e与夹持部14a的交界、折边部14e与三棱柱状部14c的交界的部分、以及成为折边部14f与夹持部14b的交界、折边部14f与三棱柱状部14d的交界的部分构成。
如图4所示,在折弯部FY形成有凹槽f。在此,如后所述,在将外装膜13折回而向蓄放电元件11卷绕并将外装膜13与蓄放电元件11熔接时,凹槽f形成凹槽部F。由此,如图3所示,在成为与蓄放电元件11的角部11a对置的位置的外装膜13上形成有凹槽部F。角部11a与凹槽部F维持相互分离的状态。
作为槽形成工序,通过例如模压、描绘或压花加工等、以及基于研磨机、喷砂(blast)等的削去等方法在外装膜13上形成折叠线FX1~FY4。折叠线FX1~FY4沿着收容于外装膜13的蓄放电元件11及集电引线12的形状、大小来制作。
另外,与折叠线FX1~FX4同样,折叠线FY1a~FY4a形成为外装膜13的折叠加工中的引导线。相对于此,折弯部FY处的凹槽f形成为折叠加工中的引导线。而且,设定凹槽f的形成加工条件,使凹槽f成为在折回而将蓄放电元件11包入时能够形成凹槽部F的形状。
具体而言,与折叠线FX1~FX4及折叠线FY1a~FY4a相比,成为凹槽f的折叠线FY1~FY4的宽度尺寸及深度尺寸增大。
因此,例如将折叠线FY1a与折叠线FY1同时形成为一条直线,并与折叠线FX1同样地通过压花加工等形成之后,通过进一步的第二阶段的压花加工等能够形成扩宽后的凹槽f。在该情况下,折叠线FY2a~FY4a也可以为同样的形成工序。
或者,折叠线FY1a~FY4a可以为与折叠线FY1~FY4不同的工序,与折叠线FX1同样地通过压花加工等形成,并且,作为其他的工序,作为折叠线FY1~FY4而通过压花加工等形成凹槽f。
如图5所示,在上述那样形成有折叠线FX1~FY4a的外装膜13上,将连接有集电引线12a及集电引线12b的蓄放电元件11载置到中央部13a。
接下来,作为包装工序,将沿着Y方向延伸的折叠线FY1~FY4a如图5中箭头所示那样以全部成为谷折的方式折回。由此,如图6所示,外装膜13以包围蓄放电元件11的周围的方式卷绕。然后,使图6中的成为里侧的折边部14e、折边部14f、及由折边部14e和折边部14f夹着的部分重合并进行熔接。由此,外装膜13成为筒状。
此时,凹槽f被贴附于沿着蓄放电元件11的角部11a而对置的位置,并且凹槽f的开口中的两缘部以在与蓄放电元件11的角部11a延伸的Y方向正交的方向上分别从该角部11a分离的方式进行接触。另外,凹槽f的成为里侧的中央附近维持从蓄放电元件11的角部11a分离的位置而形成凹槽部F。
接着,将沿着X方向延伸的折叠线FX2、折叠线FX3进行山折,将沿着X方向延伸的折叠线FX1、折叠线FX4进行谷折,从而如图6中箭头所示,使在Y方向上处于比蓄放电元件11靠外侧的位置的成为夹持部14a及夹持部14b的部分以在Z方向上彼此接近而重叠的方式接触。此时,折边部14e~14h均在X方向上被向内侧折叠。然后,将成为夹持部14a及夹持部14b的部分重合而与集电引线12a及集电引线12b一起进行熔接。
由此,如图7所示,分别形成三棱柱状部14c、向三棱柱状部14c的Y方向外侧延伸的夹持部14a、三棱柱状部14d、以及向三棱柱状部14d的Y方向外侧延伸的夹持部14b。由此,如图1所示,制造出软包电池10。
在本实施方式中,凹槽部F维持与角部11a不接触的状态,由此能够防止角部11a的破损或变形,从而防止蓄放电元件11的初始性能的下降,提高耐久性。另外,在折叠前的形成于外装膜13的折弯部FY中,在与蓄放电元件11的外周接触的外装膜13的内表面通过压花加工形成凹槽f,由此能够在形成成为避让部的凹槽f的同时,形成成为针对外装膜13的折弯加工的加工位置的引导的凹槽f。由此,由于成为弯曲加工的引导的凹槽f的存在,从而能够容易进行折弯加工(包装)工序,并且能够维持弯曲加工位置的准确性而准确地给出弯曲加工中的外装膜13的尺寸。
另外,在本实施方式中,软包电池10的外表面即使形成凹槽部F,也能够维持与没有该凹槽部F时的外表面相比不突出的状态。因此,不会发生该部分摩擦而磨损、由外装膜13密闭的密闭性下降等不良情况。
在本实施方式中,将形成有凹槽部F的折弯部FY配置在与沿着Y方向延伸的角部11a对应的部分,但是除此之外,也可以形成为在与沿着X方向延伸的角部11a对应的部分具有折弯部FX的结构。在该情况下,在折弯部FX的折叠线FX2、FX3处,可以在与对应的X方向的角部11a对置的部分预先形成凹槽f。
而且,在该情况下,将外装膜13折叠而形成的凹槽部F中的成为三棱柱状部14c、14d侧的开口端部也能够与蓄放电元件11的表面不相接。这对应于成为三棱柱状部14c、14d侧的外装膜13形成为与蓄放电元件11的表面未相接的状态的情况。
或者,也可以形成为除了沿着Y方向延伸的角部11a之外,还在与沿着Z方向延伸的角部11a对应的部分也具有折弯部FZ的结构。在该情况下,在折叠线FX2~FX3处,在与对应的Z方向的角部11a对置的部分能够形成折弯部FZ。而且,与折弯部FX同样,凹槽部F中的成为折边部14e~14h侧的开口端部也能够与蓄放电元件11的表面不相接。这对应于成为折边部14e~14h侧的外装膜13形成为与蓄放电元件11的表面不相接的状态的情况。
以下,基于附图来说明本发明的第二实施方式的软包电池。
图8是将本实施方式的软包电池中的角部附近放大后的示意剖视图。图9是在本实施方式的软包电池中将折弯加工前的形成于外装膜的凹槽附近放大后的示意剖视图。在本实施方式中,与上述的第一实施方式不同之处在于,与凹槽及凹槽部的形状相关的点,在这以外的与上述的第一实施方式对应的结构上标注同一符号而省略其说明。
在本实施方式中,如图8所示,形成于折弯部FY的凹槽部F具有开口侧槽部F1和里侧槽部F2。开口侧槽部F1在外装膜13的厚度方向上位于接近角部11a的凹槽部F的开口侧。开口侧槽部F1的沿着角部11a延伸的相互对置的面彼此相互分离。
里侧槽部F2位于凹槽部F的里侧,即,在外装膜13的厚度方向上位于从角部11a分离的一侧。里侧槽部F2与开口侧槽部F1连续而向从角部11a分离的方向延伸。里侧槽部F2的沿着角部11a延伸的相互对置的面彼此相互接触。
开口侧槽部F1以随着从面彼此相互接触的里侧槽部F2侧接近角部11a而相互对置的面彼此的距离扩大的方式形成。
即,在里侧槽部F2中,从最远离角部11a的位置至最接近角部11a的位置,全部的对置面相互接触。因此,即使在外装膜13上作用有应力的情况下,也能够防止仅由于在里侧槽部F2接触的对置面彼此的接触位置发生变形而使开口侧槽部F1发生变形的情况。
或者,即使在外装膜13上作用有应力的情况下,在外装膜13的厚度方向上成为最靠开口侧槽部F1侧的位置处也维持里侧槽部F2的对置面彼此的接触。由此,能够防止在开口侧槽部F1发生变形的情况,防止外装膜13与角部11a接触的情况。
由于维持里侧槽部F2的对置面相互接触的状态,因此即使在外装膜13上作用有应力的情况下,也能够维持开口侧槽部F1中的对置面在与角部11a正交的方向上的距离随着从里侧槽部F2中的角部11a侧的位置接近角部11a而扩大的形状。
以下,说明本实施方式中的软包电池10的制造方法。
在本实施方式中,作为槽形成工序,如图9所示,例如通过模压、描绘或压花加工等、以及基于研磨机、喷砂等的削去等方法在外装膜13上形成折弯部FY的凹槽f。设定凹槽f的形成加工条件,使凹槽f成为在折回而将蓄放电元件11包入时能够形成凹槽部F的形状。
凹槽f在外装膜13的厚度方向上具有以第一角度倾斜的开口侧倾斜部f1a和以第二角度倾斜的里侧倾斜部f2a。
如图9所示,开口侧倾斜部f1a的第一角度θ1可以为100~150deg,里侧倾斜部f2a的第二角度θ2可以为60~100deg。即,开口侧倾斜部f1a的第一角度θ1比里侧倾斜部f2a的第二角度θ2大。
即,作为凹槽f,形成两级的斜度。
在此,优选能够尽可能增大第一角度θ1与第二角度θ2之差。例如,使第一角度θ1与第二角度θ2之差形成为10deg以上,优选能够为20~90deg。另外,若第二角度θ2过小,则可能会导致外装膜13的破损。
在凹槽f的形成中,首先,在成形了里侧倾斜部f2a之后,将该里侧倾斜部f2a中的开口侧的边缘部分削去,由此能够形成开口侧倾斜部f1a。具体而言,在凹槽f的形成时,首先,对里侧倾斜部f2a进行模压成形。然后,通过喷砂等方法将里侧倾斜部f2a中的开口侧的边缘部分削去,从而形成开口侧倾斜部f1a。
通过采用这样的凹槽f的形成方法,从而能够减少凹槽f附近的外装膜13的体积。由此,在外装膜13的折弯时,在图9所示的箭头的方向上能够进一步减少外装膜13向内部的鼓胀。由此,能够提高作为避让部的凹槽f的效果。
通过这样设定第一角度θ1和第二角度θ2,由此在包装工序中将折弯部FY折弯时,里侧倾斜部f2a的面彼此相互接近并接触,外装膜13不会再进一步弯曲。
或者,通过如上述那样设定第一角度θ1和第二角度θ2,从而在包装工序中将折弯部FY折弯时,至少里侧倾斜部f2a中的与开口侧倾斜部f1a交界的交界位置相互接近并接触,并且即使在里侧倾斜部f2a中的从开口侧倾斜部f1a分离的位置未接触的情况下,由于里侧倾斜部f2a的最里侧位置相互连续,因此外装膜13也不会再进一步弯曲。
在包装工序中,将折弯部FY以向形成有凹槽f的朝向成为谷折的方折弯。此时,如图9中箭头所示,以凹槽f的最里部为中心,将开口侧倾斜部f1a的开口端部以相互接近的方式折弯。
于是,里侧倾斜部f2a的面彼此相互接近并接触。由此,形成相互对置的面彼此相互接触的里侧槽部F2。外装膜13不会再进一步弯曲。在该状态下,形成与角部11a不接触的开口侧槽部F1。
在凹槽部F中,里侧槽部F2的最接近角部11a的位置相互接触。即,作为凹槽f而形成两级的斜度,该斜度的中部以相互接近的方式突出地形成,因此在折弯时即使外装膜13发生变形也能够维持成为避让部的凹槽部F不压溃的状态。
在本实施方式中,也能够发挥与上述的实施方式同等的效果。
在外装膜的折弯加工时,与角部11a对应的位置被折弯而向外膨胀。虽然该外装膜13的鼓胀部必然会产生,但是由于凹槽部F没压溃,因此在外装膜13与角部11a之间必然能够维持分离的状态。
在本实施方式中,如作为剖视图的图9所示,将凹槽f的开口侧倾斜部f1a和里侧倾斜部f2a各自的截面轮廓表示为直线,但是并不局限于该结构。例如,开口侧倾斜部f1a也可以如图4所示的第一实施方式那样使截面轮廓为曲面。
特别是使开口侧倾斜部f1a的截面轮廓从与里侧倾斜部f2a交界的交界位置朝向凹槽f的开口侧凹陷,即,优选能够减少凹槽f中的开口侧倾斜部f1a处的外装膜13的体积。需要说明的是,在里侧倾斜部f2a中,只要在外装膜的折弯加工时里侧倾斜部f2a与开口侧倾斜部f1a的交界位置相互抵接即可,里侧倾斜部f2a的截面轮廓没有限定。
或者,也可以形成为如下结构:在外装膜13的厚度方向上,且在从角部11a分离的朝向上,除了与开口侧倾斜部f1a的交界部及从角部11a最分离的位置之外,里侧倾斜部f2a的面彼此相互不接触。在该情况下,该结构在里侧倾斜部f2a中最接近角部11a的位置,也优选能够具有以相互对置的面最接近的方式突出的倾斜面。
在本实施方式中,在凹槽f的形成中,能够在通过第一压花加工等形成了开口侧倾斜部f1a之后,再通过第二压花加工等形成里侧倾斜部f2a。
在该情况下,在第一压花加工中,可以使用与第一角度θ1对应的压模或辊等,而且,在第二压花加工中,可以使用与第二角度θ2对应的压模或辊等。
或者,也可以使用形成有外周具有与第二角度θ2对应的刃厚方向截面角度且中心侧具有与第一角度θ1对应的刃厚方向截面角度的阶梯的辊,通过一次的加工来形成具有两级斜度的凹槽f。
而且,在本发明中,能够采用使上述的各实施方式中的各个结构分别组合或去除了特定的结构的结构。
作为本发明的有效利用例,本发明能够在脆性固态物的外包装中使用。例如,作为脆性固态物,能够举出(脆的)糕点等。另外,本发明也可以在固体电池的一体化成形之前的电极层叠体的搬运时的外装体、或烧结之前的陶瓷坯体的捆包等中有效利用。
Claims (5)
1.一种软包电池,其中,
所述软包电池具备:
蓄放电元件;以及
对所述蓄放电元件进行包装的外装膜,
所述蓄放电元件具有角部,
所述外装膜具有与所述角部对置而被折弯的折弯部,
在所述折弯部处,在沿着所述角部而与所述角部对置的位置形成有与所述角部分离的凹槽部。
2.根据权利要求1所述的软包电池,其中,
所述凹槽部具有:在接近所述角部的开口侧,相互对置的面彼此相互分离的开口侧槽部;以及在从所述角部分离的里侧,相互对置的面彼此相互接触的里侧槽部。
3.一种软包电池的制造方法,所述软包电池具备具有角部的蓄放电元件和对所述蓄放电元件进行包装的外装膜,其中,
所述软包电池的制造方法包括:
在所述外装膜上,在沿着所述角部被折弯的折弯部以沿着所述角部的方式形成凹槽的槽形成工序;以及
沿着所述角部将所述折弯部折弯而通过所述外装膜对所述蓄放电元件进行包装的包装工序,
在所述包装工序中将所述折弯部折弯,由此通过所述凹槽在沿着所述角部而与所述角部对置的位置形成与所述角部分离的凹槽部。
4.根据权利要求3所述的软包电池的制造方法,其中,
在所述槽形成工序中,所述凹槽以在所述外装膜的厚度方向上具有以第一角度倾斜的开口侧倾斜部和以第二角度倾斜的里侧倾斜部的方式形成,
在所述包装工序中将所述折弯部折弯,由此形成具有开口侧槽部和里侧槽部的所述凹槽部,所述开口侧槽部通过所述开口侧倾斜部而在接近所述角部的开口侧相互对置的面彼此相互分离,所述里侧槽部通过所述里侧倾斜部而在从所述角部分离的里侧相互对置的面彼此相互接触。
5.根据权利要求4所述的软包电池的制造方法,其中,
在所述槽形成工序中,在所述外装膜上形成了所述里侧倾斜部之后形成所述开口侧倾斜部。
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