CN219591456U - 层叠型电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种层叠型电池，其抑制熔接部的折弯部中的回弹的发生，抑制结构效率的降低。层叠型电池(10)，其具有具有电极体(2)和覆盖电极体(2)并封入内部的层叠膜(4)，层叠膜(4)的端部彼此重叠而成的内面(4)被熔接的熔接部(40)，为熔接部(40)具有通过多个弯折点(6A、6B、6C)以成为90°以下的角度的方式弯折的弯折部(60)，相邻的弯折点间的距离为熔接部(40)的厚度以上并且电极体(2)的厚度的1/2以下。

Description

层叠型电池

技术领域

本公开涉及层叠型电池。

背景技术

在电极体被层叠膜覆盖的层叠型电池中，为了封入电极体，进行将层叠膜的一部分熔接而形成熔接部。

例如专利文献1中公开了“层叠型单电池，其特征在于，在具有正极接片和负极接片的电极体、电解质和层叠外装的层叠型单电池中，在该层叠型外装的密封部的折弯部实施了树脂”。

另外，专利文献2中公开了“具有封入于由层叠型芯材和层叠型密封材料构成的层叠型外装体中的电池要素的全固体电池，其中，至少密封部弯曲一次而形成弯曲部，该弯曲部的端面与所述层叠型外装体用热固化性树脂粘接而成的所述全固体电池”。

另外，专利文献3中公开了“具有将第一和第二膜重叠而成的层叠构件和收纳于所述层叠构件的所述第一和第二膜之间的电池单元的层叠型电池，其中，所述层叠构件的周缘部分具有上述第一和第二膜相互粘接的外缘部以及上述第一和第二膜相互不粘接的内缘部，上述外缘部沿着上述电池单元的侧面折弯1次以上，并且上述内缘部沿着上述电池单元的侧面折弯1次以上。”

专利文献1：日本特开2005-285526号公报

专利文献2：日本特开2015-079719号公报

专利文献3：日本特开2016-139494号公报

实用新型内容

在用1张层叠膜覆盖电极体的层叠型电池中，通过使层叠膜的一端侧与另一端侧重叠并将其内面熔接而形成熔接部，利用层叠膜封入电极体。另外，在用多个层叠膜覆盖电极体的层叠型电池中，通过使多个层叠膜的端部彼此重叠并将其内面熔接而形成熔接部，进行封入。另外，为了提高层叠型电池的构造效率，进行将这些熔接部例如以成为90°以下的角度的方式折弯而减小层叠型电池整体的外形的尺寸。

但是，若在弯折部产生回弹而成为例如比90°浅的角度，则外形的尺寸变大，体积效率降低。因此，希望抑制熔接部的弯曲部中的回弹的发生。

本实用新型是鉴于上述实际情况而完成的，目的在于提供抑制熔接部的弯曲部中的回弹的发生，抑制了构造效率的降低的层叠型电池。

＜1＞

一种层叠型电池，

具有：

电极体；

具有覆盖上述电极体并封入内部的层叠膜；

所述层叠膜具有端部彼此重叠而内面熔接的熔接部，

上述熔接部具有通过多个弯折点以成为90°以下的角度的方式弯折的弯折部；

层叠型电池，其中，相邻的所述弯折点间的距离为所述熔接部的厚度以上并且为所述电极体的厚度的1/2以下。

＜2＞

根据<1>所述的层叠型电池，其中，在所述多个弯折点的各个弯折的弯折角度为50°以下。

＜3＞

根据<1>或<2>所述的层叠型电池，其中，上述层叠膜从内面侧依次具有熔接树脂层、金属层和保护树脂层。

＜4＞

所述层叠膜从内面侧起依次具有熔接树脂层、金属层和保护树脂层，

上述弯曲部被3点以上的上述弯曲点弯曲成90°以下的角度；

根据<1>～<3>中任一项所述的层叠型电池，其中，在3点以上的所述弯折点的各个折弯的折弯角度为35°以下。

根据本公开，能够提供抑制熔接部的弯曲部中的回弹的发生，抑制了构造效率的降低的层叠型电池。

附图说明

图1是例示本实施方式涉及的层叠型电池的示意截面图。

图2是说明在本实施方式的层叠型电池中进行层叠膜的折弯的方法的示意工序图。

图3是说明在本实施方式的层叠型电池中进行层叠膜的折弯的方法的示意工序图。

图4是说明在本实施方式涉及的层叠型电池中进行层叠膜的折弯的方法的示意工序图。

图5是例示以往的层叠型电池的示意截面图。

附图标记说明

2：电极体；4：层叠膜；4A：一端侧；4B：另一端侧；40：熔接部；6A、6B、6C、6D、6E：弯折点；6Z：弯曲部；60：弯折部；8A：折弯板；8B：支承构件；10、10Z：层叠型电池。

具体实施方式

以下使用附图对本公开所涉及的层叠型电池的一实施方式进行说明。

以下所示的各图是示意性地表示的图，为了容易理解，适当地夸张了各部的大小、形状。

图1为例示本实施方式的层叠型电池的示意截面图。

层叠型电池10具有电极体2和覆盖电极体而封入内部的层叠膜4。层叠膜4具有一端侧4A与另一端侧4B重叠并内面彼此熔接的熔接部40。熔接部40具有以成为90°以下的角度的方式弯曲的弯曲部60，在图1所示的层叠型电池10中，通过3个弯曲点6A、6B、6C以整体成为90°的角度的方式弯曲。

根据层叠型电池10，能够抑制熔接部40的弯曲部60中的回弹的发生，能够抑制构造效率的降低。发挥该效果的理由推测如下。

首先，使用图5对以往的层叠型电池进行说明。

以往，为了提高层叠型电池10Z的构造效率，将层叠膜4的一端侧与另一端侧熔接的熔接部40以折弯后的角度为90°以下的方式折弯而形成折弯部6Z，进行减小层叠型电池10Z整体的外形的尺寸。但是，如图5所示，在弯折部6Z产生回弹，结果成为比90°浅的角度，外形的尺寸变大，有时体积效率降低。认为这是因为：弯曲部6Z中的弯曲点仅为一点，在该一点以成为90°以下的锐角的方式弯曲，因此在弯曲部6Z产生强的斥力。

与此相对，在本实施方式的层叠型电池10中，弯曲部60被多个弯曲点6A、6B、6C弯曲成90°以下的角度。因此，各弯折点6A、6B、6C处的角度比作为弯折部60整体的角度小，能够减小施加于各弯折点6A、6B、6C的应变。由于弯折点6A、6B、6C处的反作用力、即相对于弯折方向反作用的力随着应变越小而降低，因此通过利用多个弯折点6A、6B、6C以成为90°以下的角度的方式弯折，能够抑制回弹的发生。其结果是，产生回弹，外形的尺寸变大，能够抑制体积效率降低。

需要说明的是，层叠膜4具有将熔接树脂层、金属层和保护树脂层从覆盖电极体时的内面侧依次配置的构造的情况下，熔接部40成为具有保护树脂层、金属层、熔接树脂层、熔接树脂层、金属层和保护树脂层这6层的结构。即，由于是金属和树脂多重层叠而成的复合材料，因此有回弹力进一步变大的倾向，容易发生回弹。但是，即使在该情况下，在层叠型电池10中，通过利用多个弯折点6A、6B、6C将折弯部60以成为90°以下的角度的方式折弯，能够抑制回弹的发生，能够抑制体积效率的降低。

另外，在层叠型电池10中，弯折部60被多个弯折点6A、6B、6C弯折成90°以下的角度，因此能够将施加于弯折部60的应力分散于各弯折点6A、6B、6C。即，能够减小施加于各弯折点6A、6B、6C的应力，由此能够抑制弯折部60处的层叠膜4的损伤的发生。

特别地，层叠膜4具有将熔接树脂层、金属层和保护树脂层从覆盖电极体时的内面侧依次配置的构造的情况下，如上所述，熔接部40成为具有保护树脂层、金属层、熔接树脂层、熔接树脂层、金属层和保护树脂层这6层的结构。这种情况下，在弯折部中应力容易集中于最外侧的界面、即最外侧的保护树脂层与其一个内侧的金属层的界面，容易引起界面剥离。但是，即使在该情况下，在层叠型电池10中，通过将折弯部60以通过多个弯折点6A、6B、6C成为90°以下的锐角的方式折弯，施加于各弯折点6A、6B、6C的应力被分散而变小。由此抑制折弯部60中的层叠膜的界面剥离的发生。

另外，在3个弯折点6A、6B、6C中，在相邻的弯折点之间的区域不存在弯折的部位，有弯曲的状态和不弯曲的状态(即平滑的状态)。特别优选不弯曲即平滑。

(弯折点间的距离)

在本实施方式的层叠型电池10中，在构成弯曲部60的多个弯曲点6A、6B、6C处，将相邻的弯曲点间的距离L设为熔接部40的厚度(即层叠膜4的一端侧4A与另一端侧4B重叠而内面彼此熔接的熔接部40的厚度)t以上。如果弯折点间的距离L不足熔接部40的厚度t，则弯折点间的距离L过近，应力集中于该部位，有时发生折弯部60处的层叠膜4的损伤。

另外，相邻的弯曲点间的距离L为电极体2的厚度的1/2(一半)以下。如果弯折点间的距离L超过上述范围，则弯折点的距离过长，层叠型电池10的结构效率降低。

从构造效率的观点出发，弯折点间的距离L设为电极体2的厚度的1/2以下，进而优选为1mm以下。

这里，弯折点间的距离L是指相邻的2个弯折点(例如弯折点6A和弯折点6B)中的、熔接部40的厚度方向的中央位置的距离。另外，弯折点间的距离L的测定是对任意的5点测定相邻的弯折点处的熔接部40的厚度方向的中央位置的距离，计算该5点处的测定值的平均值，设为距离L。

熔接部40的厚度t是指将层叠膜4的一端侧4A与另一端侧4B重叠而将内面彼此熔接后的厚度。需要说明的是，熔接部40的厚度t的测定是对任意的5点测定不弯曲(即平滑状)的熔接部40的厚度，计算该5点的测定值的平均值，设为厚度t。

电极体2的厚度是指在电极体的厚度方向上最厚的部位的厚度。

(弯折点的数量)

弯折部具有多个(即2个以上)弯折点，进一步优选如图1所示具有3个以上的弯折点。

通过使弯折部具有3个以上的弯折点，能够进一步减小施加于各弯折点的应变，能够进一步抑制回弹的发生。

(弯折点处的弯折角度)

优选折弯部具有的多个弯折点的各个折弯的折弯角度为50°以下、即折弯部具有的全部的弯折点处的折弯角度为50°以下。另外，弯折角度表示在1个弯折点弯折的角度。换言之，弯折角度为从180°减去弯折点的弯折方向的内面侧的角度θ后的值(180-θ)°。

通过使弯曲角度为50°以下，能够进一步减小施加于各弯曲点的应变，能够进一步抑制回弹的发生。

从上述观点出发，各弯折点处的弯折角度进一步优选为35°以下。

需要说明的是，层叠膜具有将熔接树脂层、金属层和保护树脂层从覆盖电极体时的内面侧依次配置的构造，弯曲部通过3点以上的弯曲点以成为90°以下的角度的方式弯曲，优选在3点以上的弯曲点的各个弯曲的弯曲角度为35°以下。

(层叠膜的折叠方法)

接下来，列举一实施方式，使用附图对本公开的层叠型电池中进行层叠膜的折弯的方法进行说明。

图2至图4为例示在本实施方式的层叠型电池中进行层叠膜的折弯的方法的示意工序图。

将1张层叠膜4以一面为内侧折弯而覆盖电极体2，接着使层叠膜4的一端侧4A与另一端侧4B重叠后，将相互相对的内侧的表面(内面)彼此熔接而形成熔接部40时，成为图2所示的状态。如图2所示，层叠膜4的熔接部40为未折弯的状态。

接下来，如图3所示，在该熔接部40的弯折方向的面(即弯折后成为内侧的面)上配置弯折板8A，在相反侧的面(即弯折后成为外侧的面)上配置支承部件8B，利用弯折板8A和支承部件8B施加压力。由此，如图4所示，形成由2个弯折点6D、6E以整体成为90°以下的角度的方式弯折的弯折部。

另外，在图2至图4中，说明了形成具有2个弯折点的弯折部并进行弯折的方法，但是具有3个以上的弯折点的弯折部也能够通过弯折板8A和支撑部件8B的形状的控制等同样地形成。

另外，在图2至图4中，说明了将折弯板8A和支撑部件8B按压在熔接部40上，一次性地形成2个弯折点6D、6E的方法，但是也可以在不同的工序中形成各弯折点6D、6E。

(电池的部件)

在此，对构成本实施方式的层叠型电池的电极体和层叠膜进行说明。

(1)电极体

电极体作为电池的发电要素发挥功能。电极体的形状没有特别限定，例如能够列举出长方体的形状。电极体通常在厚度方向上按该顺序具有正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层和负极集电体。

正极活性物质层至少含有正极活性物质。正极活性物质层还可以含有导电材料、电解质和粘结剂中的至少一种。作为正极活性物质，例如能够列举出氧化物活性物质。作为氧化物活性物质，例如可列举出LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂等岩盐层状型活性物质、LiMn₂O₄等尖晶石型活性物质、LiFePO₄等橄榄石型活性物质。另外，也可使用硫(S)作为正极活性物质。正极活性物质的形状例如为粒子状。

作为导电材料，例如可列举出碳材料。电解质可以是固体电解质，也可以是液体电解质。固体电解质可以是凝胶电解质等有机固体电解质，也可以是氧化物固体电解质、硫化物固体电解质等无机固体电解质。另外，液体电解质(电解液)例如含有LiPF₆等支持电解质和碳酸酯系溶剂等溶剂。另外，作为粘结剂，例如可列举出橡胶系粘结剂、氟化物系粘结剂。

负极活性物质层至少含有负极活性物质。负极活性物质层还可以含有导电材料、电解质和粘结剂中的至少一种。作为负极活性物质，例如能够列举出Li、Si等金属活性物质、石墨等碳活性物质、Li₄Ti₅O₁₂等氧化物活性物质。负极活性物质的形状例如为粒子状、箔状。对于导电材料、电解质和粘结剂，与上述内容相同。

电解质层配置于正极活性物质层和负极活性物质层之间，至少含有电解质。电解质可以是固体电解质，也可以是液体电解质。对于电解质，与上述内容相同。电解质层可以具有隔板。

正极集电体进行正极活性物质层的集电。作为正极集电体的材料，例如能够列举出铝、SUS、镍等金属。作为正极集电体的形状，例如能够列举出箔状、网状。正极集电体可以具有用于与正极集电端子连接的正极接片。

负极集电体进行负极活性物质层的集电。作为负极集电体的材料，例如能够列举出铜、SUS、镍等金属。作为负极集电体的形状，例如能够列举出箔状、网状。负极集电体可以具有用于与负极集电端子连接的负极接片。

电极体还可以具有端子。端子例如配置于电极体的端面。本公开中的层叠型电池对于1个电极体可具备1个端子，也可具备2个以上的端子。端子优选为集电端子。集电端子是指至少一部分具有集电部的端子。集电部例如与电极体中的接片电连接。集电端子可以整体为集电部，也可以一部分为集电部。

(2)层叠膜

作为层叠膜，例如可列举出具有金属层的膜，还可列举出在金属层的两面分别具有树脂层的三层结构的膜。需要说明的是，在三层结构的膜中，将成为电极体侧的内侧的树脂层(即熔接的树脂层)作为熔接树脂层，将成为电极体侧相反侧的外周面侧的树脂层作为保护树脂层。

作为熔接树脂层的材料，例如能够列举出聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等烯烃系树脂。作为金属层的材料，例如能够列举出铝、铝合金、不锈钢。作为保护树脂层的材料，例如能够列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙。熔接树脂层的厚度例如为40μm以上且100μm以下。金属层的厚度例如为30μm以上且60μm以下。保护树脂层的厚度例如为20μm以上且60μm以下。层叠膜整体的厚度例如为70μm以上且220μm以下。

(层叠型电池)

本公开中的层叠型电池典型地为二次电池。具有本公开的构成的二次电池能够抑制熔接部的弯曲部中的回弹的发生，能够抑制结构效率的降低。

作为电池的用途，例如可列举出混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)、电动汽车(BEV)、汽油汽车、柴油汽车等车辆的电源。另外，电池可以用作车辆以外的移动体(例如铁路、船舶、飞机)的电源，也可以用作信息处理装置等电气制品的电源。

Claims (4)

1.一种层叠型电池，其中，

具有：

电极体；

覆盖所述电极体并封入内部的层叠膜，

所述层叠膜具有端部彼此重叠而内面熔接的熔接部，

所述熔接部具有通过多个弯折点以成为90°以下的角度的方式弯折的弯折部，

相邻的所述弯折点间的距离为所述熔接部的厚度以上并且为所述电极体的厚度的1/2以下。

2.根据权利要求1所述的层叠型电池，其中，

在所述多个弯折点的各个弯折点弯折的弯折角度为50°以下。

3.根据权利要求1所述的层叠型电池，其中，

所述层叠膜从内面侧起依次具有熔接树脂层、金属层和保护树脂层。

4.根据权利要求1所述的层叠型电池，其中，

所述层叠膜从内面侧起依次具有熔接树脂层、金属层和保护树脂层，

所述弯折部被3点以上的所述弯折点弯曲成90°以下的角度，

在3点以上的所述弯折点的各个弯折点弯折的弯折角度为35°以下。