DE102020212495A1 - Elektrochemische Zelle - Google Patents

Elektrochemische Zelle Download PDF

Info

Publication number
DE102020212495A1
DE102020212495A1 DE102020212495.7A DE102020212495A DE102020212495A1 DE 102020212495 A1 DE102020212495 A1 DE 102020212495A1 DE 102020212495 A DE102020212495 A DE 102020212495A DE 102020212495 A1 DE102020212495 A1 DE 102020212495A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wall portion
electrode
electrode body
laminate part
laminate
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.)
Pending
Application number
DE102020212495.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunji Watanabe
Kazumi Tanaka
Nagayuki Kimura
Tsuneaki Tamachi
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments 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 Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Publication of DE102020212495A1 publication Critical patent/DE102020212495A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80Gaskets; Sealings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • H01G9/10Sealing, e.g. of lead-in wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422Cells or battery with cylindrical casing
    • H01M10/0427Button cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/153Lids or covers characterised by their shape for button or coin cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/184Sealing members characterised by their shape or structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/145Liquid electrolytic capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

Eine elektrochemische Zelle 1 umfasst einen Elektrodenkörper 2, der eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die in Richtung einer Batterieachse O übereinandergestapelt sind, und einen Außenkörper 3, der ein erstes Laminatteil 30 und ein zweites Laminatteil 40 aufweist und der den Elektrodenkörper innen aufnimmt. Der Außenkörper umfasst einen Aufnahmeabschnitt 50, der den Elektrodenkörper innen aufnimmt, und einen Dichtungsabschnitt 51, in dem das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil in einem Zustand miteinander verbunden sind, in dem das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil einander überlappen, um das Innere des Aufnahmeabschnitts abzudichten. Der Aufnahmeabschnitt umfasst einen oberen Wandabschnitt 55 und einen unteren Wandabschnitt 56, die einander zugewandt sind, wobei der Elektrodenkörper in Richtung der Batterieachse dazwischen angeordnet ist, und einen zylindrischen Umfangswandabschnitt 57, der den Elektrodenkörper von einer Außenseite in radialer Richtung umgibt. Der Dichtungsabschnitt ist zu einer zylindrischen Form geformt, die entlang des Umfangswandabschnitts gebogen ist und den Umfangswandabschnitt über einen gesamten Umfang von der Außenseite in der radialen Richtung umgibt und von der Außenseite in der radialen Richtung mit dem Umfangswandabschnitt in Kontakt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle.
  • Die Priorität wird für die japanische Patentanmeldung Nr. 2019-184458 beansprucht, die am 7. Oktober 2019 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Verweis aufgenommen ist.
  • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik ist eine elektrochemische Zelle wie eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie und ein elektrochemischer Kondensator als Stromquelle für ein kleines Gerät wie ein Smartphone, ein tragbares Gerät und ein Hörgerät weit verbreitet.
  • In den letzten Jahren wurde als dieser Typ der elektrochemischen Zelle eine so genannte elektrochemische Zelle vom Laminattyp bekannt, bei der eine Laminatfolie für einen Außenkörper verwendet wird, der innen einen Elektrodenkörper aufnimmt. Die elektrochemische Zelle vom Laminattyp ist als elektrochemische Zelle bekannt, die eine kleinere Größe, eine freier gestaltete Form und eine höhere Kapazität erreicht.
  • Beispielsweise zeigt die PTL 1 eine elektrochemische Zelle mit einem Elektrodenkörper, einem ersten Laminatteil und einem zweiten Laminatteil. Ein äußerer Körper, der den Elektrodenkörper aufnimmt, ist zwischen dem ersten Laminatteil und dem zweiten Laminatteil vorgesehen.
  • Der Außenkörper umfasst einen Aufnahmeabschnitt, der den Elektrodenkörper aufnimmt, und einen Dichtungsabschnitt, der entlang eines Außenumfangs des Aufnahmeabschnitts gebogen ist. Der Dichtungsabschnitt ist so geformt, dass ein geschweißter Abschnitt zwischen dem ersten Laminatteil und dem zweiten Laminatteil gebogen und unter Verwendung eines Formwerkzeugs entlang des Außenumfangs des Aufnahmeabschnitts geformt ist.
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnr. 2018-85214
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Die elektrochemische Zelle vom Laminattyp im Stand der Technik übernimmt einen Münzentyp, bei dem der Dichtungsabschnitt des Außenkörpers entlang des Außenumfangs des Aufnahmeabschnitts gebogen ist. Im Vergleich zu einer in der Draufsicht rechteckig geformten Laminatbatterie erreicht die elektrochemische Zelle vom Laminattyp dementsprechend eine geringere Größe und einen verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad.
  • Der volumetrische Wirkungsgrad ist das Verhältnis eines von Elektroden belegten Volumens zu einem Volumen einer ganzen Batterie, d.h. „Elektrodenteilvolumen / gesamtes Batterievolumen“.
  • Der Dichtungsabschnitt ist jedoch durch Biegeformen unter Verwendung des Formwerkzeugs geformt. Dementsprechend besteht aufgrund der Struktur des Formwerkzeugs der Nachteil, dass zwischen dem Außenumfang des Aufnahmeabschnitts und dem Dichtungsabschnitt ein ringförmiger Spaltraum gebildet ist. Daher vergrößert sich der Durchmesser um einen Bereich des Spaltraums. Folglich ist es schwierig, den Durchmesser weiter zu verringern und es gibt Raum für Verbesserungen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht und ein Ziel von dieser ist es, eine elektrochemische Zelle vom Laminattyp bereitzustellen, die einen verringerten Durchmesser erreichen kann und die einen weiter verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad erreichen kann.
  • Lösung des Problems
  • (1) Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrochemische Zelle vorgesehen, mit einem Elektrodenkörper, der in Richtung einer Batterieachse eine Vielzahl übereinandergestapelte Elektroden aufweist, und einen Außenkörper, der ein erstes Laminatteil und ein zweites Laminatteil aufweist und der innen den Elektrodenkörper aufnimmt. Der Außenkörper umfasst einen Aufnahmeabschnitt, der durch Anordnen des ersten Laminatteils und des zweiten Laminatteils mit dem in Richtung der Batterieachse dazwischen angeordneten Elektrodenkörper gebildet ist und der den Elektrodenkörper innen aufnimmt, und einen Dichtungsabschnitt, in dem das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil in einem Zustand miteinander verbunden sind, in dem das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil einander überlappen, um eine Innenseite des Aufnahmeabschnitts abzudichten. Der Aufnahmeabschnitt umfasst einen oberen Wandabschnitt und einen unteren Wandabschnitt, die einander zugewandt sind, wobei der Elektrodenkörper in Richtung der Batterieachse dazwischen angeordnet ist, und einen zylindrischen Umfangswandabschnitt, der den Elektrodenkörper von einer Außenseite in radialer Richtung umgibt. Der Dichtungsabschnitt ist zu einer zylindrischen Form geformt, die entlang des Umfangswandabschnitts gebogen ist und den Umfangswandabschnitt über einen gesamten Umfang von der Außenseite in der radialen Richtung umgibt und von der Außenseite in der radialen Richtung mit dem Umfangswandabschnitt in Kontakt ist.
  • Gemäß der elektrochemischen Zelle der vorliegenden Erfindung ist der Dichtungsabschnitt, der die Innenseite des Aufnahmeabschnitts abdichtet, in der zylindrischen Form ausgebildet, die im Aufnahmeabschnitt entlang des Umfangswandabschnitts gebogen ist und den Umfangswandabschnitt über den gesamten Umfang von der Außenseite in radialer Richtung umgibt. Außerdem ist der Dichtungsabschnitt von der Außenseite in der radialen Richtung mit dem Umfangswandabschnitt in Kontakt gebracht. Auf diese Weise kann der Dichtungsabschnitt so angeordnet sein, dass dieser den Umfangswandabschnitt umgibt, ohne einen Ringspalt zwischen dem Umfangswandabschnitt und dem Dichtungsabschnitt zu bilden. Dadurch, da der Spalt weggelassen werden kann, kann ein Durchmesser der gesamten elektrochemischen Zelle im Vergleich zu einem Durchmesser im Stand der Technik verringert werden.
  • Insbesondere kann der Durchmesser der gesamten elektrochemischen Zelle verkleinert werden, ohne die Größe des Aufnahmeabschnitts, der den Elektrodenkörper aufnimmt, zu verändern. Dementsprechend kann das Verhältnis eines vom Elektrodenkörper eingenommenen Volumens zu einem Volumen der gesamten elektrochemischen Zelle verbessert werden. Daher ist es möglich, einen verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad zu erreichen.
  • Darüber hinaus ist der Außenkörper aus dem ersten Laminatteil und dem zweiten Laminatteil geformt, welche dünn sind. Dementsprechend kann jede Dicke selbst des Umfangswandabschnitts und des Dichtungsabschnitts verringert werden. In dieser Hinsicht ist es auch einfach, den Durchmesser der elektrochemischen Zelle zu verringern.
  • Außerdem werden das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil beispielsweise durch Wärmeschweißen miteinander verbunden. Auf diese Weise kann der Dichtungsabschnitt geformt werden und außerdem wird der Dichtungsabschnitt entlang des Umfangswandabschnitts gebogen. Daher ist es möglich, das Eindringen von äußeren Störungen wie Staub und Wasser von außen in das Innere des Aufnahmeabschnitts durch einen Abschnitt zwischen dem ersten Laminatteil und dem zweiten Laminatteil wirksam zu verhindern. Daher ist es möglich, die elektrochemische Zelle bereitzustellen, die eine stabile Betriebszuverlässigkeit aufweist.
  • (2) Der Dichtungsabschnitt kann einen Faltenabschnitt aufweisen, der sich in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang des Dichtungsabschnitts erstreckt und dabei mehrfach in radialer Richtung nach außen und in radialer Richtung nach innen vorsteht.
  • In diesem Fall kann der Faltenabschnitt dazu verwendet werden, die Spannungsdehnung zu absorbieren, die entsteht, wenn der Dichtungsabschnitt gebogen wird. Dementsprechend kann der Dichtungsabschnitt beispielsweise durch Ziehformen geformt werden. Dadurch kann der Dichtungsabschnitt gebogen werden, während eine gleichmäßige äußere Kraft über den gesamten Umfang des Dichtungsabschnitts ausgeübt wird und der gesamte Dichtungsabschnitt kann in gleichmäßigen Kontakt mit dem Umfangswandabschnitt gebracht werden. Daher ist es möglich, einen weiter verringerten Durchmesser der elektrochemischen Zelle zu erreichen.
  • (3) Der Faltenabschnitt kann so geformt sein, dass eine Faltentiefe zu einer offenen Stirnseite im Dichtungsabschnitt vertieft ist.
  • In diesem Fall kann selbst in einem Fall, in dem eine Länge (Höhe) des Dichtungsabschnitts in Richtung der Batterieachse lang ist, der Dichtungsabschnitt beispielsweise durch das Ziehformen richtig geformt werden. Der Dichtungsabschnitt ist leicht mit dem Umfangswandabschnitt in Kontakt gebracht, ohne einen Spalt zwischen dem Umfangswandabschnitt und dem Dichtungsabschnitt zu bilden.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine elektrochemische Zelle vom Laminattyp bereitzustellen, die den verringerten Durchmesser und den weiter verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad erreichen kann. Daher ist es möglich, eine elektrochemische Hochleistungszelle bereitzustellen, die einen verringerten Durchmesser, eine verringerte Größe, ein verringertes Gewicht und eine höhere Volumenkapazitätsdichte erreichen kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Sekundärbatterie (elektrochemische Zelle) gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 ist ein Längsschnitt der Sekundärbatterie entlang der in 1 dargestellten Linie A-A.
    • 3 ist ein Längsschnitt durch die Sekundärbatterie, in dem ein von einem virtuellen Kreis B umgebener Teil, der in 2 dargestellt ist, vergrößert dargestellt ist.
    • 4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 2 dargestellten Sekundärbatterie.
    • 5 ist ein Längsschnitt eines Elektrodenkörpers entlang der in 4 dargestellten Linie C-C.
    • 6 ist eine Entwicklungsansicht einer in 5 dargestellten positiven Elektrode vor dem Aufwickeln.
    • 7 ist eine Entwicklungsansicht einer in 5 dargestellten negativen Elektrode vor dem Aufwickeln.
    • 8 ist eine Ansicht, die einen Schritt in einem Herstellungsprozess der in 1 dargestellten Sekundärbatterie darstellt, und ist eine perspektivische Ansicht einer nicht fertig geformten Batterie, bevor ein Dichtungsabschnitt gebogen und geformt ist.
    • 9 ist eine perspektivische Ansicht der in 8 dargestellten nicht fertig geformten Batterie gesehen aus einem anderen Blickwinkel.
    • 10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die in 8 dargestellte nicht fertig geformte Batterie, in eine erste Matrize eines Formwerkzeugs eingesetzt ist.
    • 11 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem der Dichtungsabschnitt der nicht fertigen Batterie nach dem in 10 dargestellten Zustand zwischen der ersten Matrize und einer zweiten Matrize eingeklemmt und fixiert ist.
    • 12 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem ein Stempelteil nach dem in 11 dargestellten Zustand angehoben ist.
    • 13 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem der Dichtungsabschnitt nach dem in 12 dargestellten Zustand einer Biegeformung unter Verwendung eines Formabschnitts des Stempelteils unterzogen wird.
    • 14 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem eine fertig geformte Batterie, bei welcher der Dichtungsabschnitt dem Biegeformen unterworfen wurde, nach dem in 13 dargestellten Zustand aus dem Formwerkzeug entnommen wird.
    • 15 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem die fertig geformte Batterie nach dem in 14 dargestellten Zustand in ein Ziehwerkzeug eingelegt ist.
    • 16 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem der Dichtungsabschnitt der fertig geformten Batterie nach dem in 15 dargestellten Zustand einem Ziehformen unterzogen wurde.
    • 17 ist eine Schnittdarstellung, die ein Modifikationsbeispiel der Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen einer elektrochemischen Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel für die elektrochemische Zelle eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie (im Folgenden einfach als Sekundärbatterie bezeichnet) beschrieben, bei der es sich um einen Typ einer Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten handelt.
  • Wie in den 1 bis 4 dargestellt, ist eine Sekundärbatterie 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine sogenannte Münzbatterie (Knopfbatterie) und umfasst hauptsächlich eine Vielzahl von Elektroden, die in Richtung einer Batterieachse O übereinandergestapelt sind, d.h. einen Elektrodenkörper 2 mit einer positiven Elektrode 10 und einer negativen Elektrode 20 und einen Außenkörper 3, der aus einem Laminatfilm gebildet ist und den Elektrodenkörper 2 innen aufnimmt. In jeder Abbildung ist der Elektrodenkörper 2 in einer entsprechend vereinfachten Weise dargestellt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Achse, die sich entlang einer Aufwärts-Abwärts-Richtung durch ein Zentrum des Elektrodenkörpers 2 erstreckt, als Batterieachse O bezeichnet. Zusätzlich wird eine Richtung in einer Draufsicht aus der Richtung der Batterieachse O, die sich mit der Batterieachse O schneidet, als radiale Richtung und eine Richtung, die sich um die Batterieachse O dreht, als Umfangsrichtung bezeichnet.
  • Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist der Elektrodenkörper 2 eine sogenannte Stapelelektrode, bei der die positive Elektrode 10 und die negative Elektrode 20 mit einem dazwischen liegenden Separator (nicht abgebildet) gestapelt sind.
  • Der Elektrodenkörper 2 ist so geformt, dass dieser in der Draufsicht eine kreisförmige Außenform aufweist. Die Außenform des Elektrodenkörpers 2 ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt und kann andere Formen aufweisen. So kann beispielsweise eine elliptische, ovale oder rautenförmige Form angenommen werden und die Außenform kann entsprechend geändert werden.
  • Die positive Elektrode 10 und die negative Elektrode 20 werden entsprechend der vorliegenden Ausführungsform mit dem dazwischenliegenden Separator gewickelt, so dass beide abwechselnd gestapelt sind. Die Ausgestaltung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Zum Beispiel können die positive Elektrode 10 und die negative Elektrode 20 jeweils zickzackförmig in sich schneidende Richtungen gefaltet sein, so dass beide abwechselnd gestapelt sind. Zudem kann der Elektrodenkörper 2 ein sogenannter pelletförmiger Elektrodenkörper sein, bei dem die positive Elektrode 10 und die negative Elektrode 20 auf beiden Oberflächen des Separators vorgesehen sind.
  • Der Aufbau des Elektrodenkörpers 2 wird kurz beschrieben. Wie in 6 dargestellt, umfasst die positive Elektrode 10 einen streifenförmig ausgebildeten positiven Elektrodenstromkollektor 11, der sich in einem abgewickelten und entwickelten Zustand entlang einer ersten Richtung L1 erstreckt, und eine aktive Materialschicht der positiven Elektrode (nicht abgebildet), die auf beiden Oberflächen des positiven Elektrodenstromkollektors 11 ausgebildet ist.
  • Zum Beispiel ist der positiven Elektrodenstromkollektor 11 aus einem Metallmaterial wie Aluminium und rostfreiem Stahl in einer dünnen Blechform ausgebildet und umfasst eine Vielzahl von positiven Elektrodenhauptkörper 12 und eine Vielzahl positive Elektrodenanschlussstücke 13. Die positiven Elektrodenhauptkörper 12 sind scheibenförmig geformt und in einem Abstand angeordnet, um in einer Reihe in der ersten Richtung L1 ausgerichtet zu sein. In dem abgebildeten Beispiel beträgt die Anzahl der positiven Elektrodenhauptkörper 12 acht. Die Anzahl der positiven Elektrodenhauptkörper 12 ist jedoch nicht auf acht begrenzt und kann entsprechend geändert werden.
  • Das positive Elektrodenanschlussstück 13 ist zwischen den in der ersten Richtung L1 nebeneinander liegenden positiven Elektrodenhauptkörper 12 angeordnet und verbindet die benachbarten positiven Elektrodenhauptkörper 12 miteinander. Im abgebildeten Beispiel beträgt daher die Anzahl der positiven Elektrodenanschlussstücke 13 sieben. Das positive Elektrodenanschlussstück 13 ist so geformt, dass die Breite entlang einer zweiten Richtung L2 orthogonal zur ersten Richtung L1 in einer Draufsicht schmaler ist als die Breite entlang der zweiten Richtung L2 des positiven Elektrodenhauptkörpers 12.
  • Eine Außenkante des positiven Elektrodenanschlussstücks 13 ist bogenförmig ausgebildet, die in der Draufsicht nach innen vertieft ist und durchgehend so angeordnet ist, dass diese glatt mit der bogenförmigen Außenkante des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 verbunden ist. Die Außenkante des positiven Elektrodenanschlussstücks 13 weist jedoch nicht unbedingt die bogenförmige Form auf und kann beispielsweise eine lineare Form aufweisen.
  • Insbesondere nimmt eine Abmessung des jeweiligen positiven Elektrodenanschlussstücks 13 entlang der ersten Richtung L1 in Richtung des positiven Elektrodenanschlussstücks 13 zu, das im gewickelten Zustand an einer äußeren Umfangsseite des Elektrodenkörpers 2 angeordnet ist. Auf diese Weise vergrößert sich ein Abstand zwischen dem Paar positiver Elektrodenhauptkörper 12, die in der ersten Richtung L1 in einem entwickelten Zustand nebeneinander liegen, wenn sich der positive Elektrodenhauptkörper 12 im gewickelten Zustand auf der äußeren Umfangsseite befindet.
  • Von der Vielzahl der positiven Elektrodenhauptkörper 12 hat der positive Elektrodenhauptkörper 12, der sich an einer Endposition in der ersten Richtung L1 befindet (d.h. der positive Elektrodenhauptkörper 12, der im gewickelten Zustand an einer äußersten Peripherie angeordnet ist), eine positive Elektrodenanschlusslasche 14, die so geformt ist, dass diese sich in der ersten Richtung L1 weiter nach außen erstreckt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird der positive Elektrodenhauptkörper 12, der sich an der anderen Endposition in der ersten Richtung L1 befindet, als erste Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 bezeichnet. Dann werden die anderen positiven Elektrodenhauptkörper 12 nacheinander als zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 in Richtung des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 mit der positiven Elektrodenanschlusslasche 14 bezeichnet. Daher entspricht der positive Elektrodenhauptkörper 12 mit der positiven Elektrodenanschlusslasche 14 der achten Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12.
  • Die aktive Materialschicht der positiven Elektrode ist auf beiden Oberflächen des positiven Elektrodenstromkollektors 11 mit Ausnahme der positiven Elektrodenanschlusslasche 14 ausgebildet. Die aktive Materialschicht der positiven Elektrode umfasst ein aktives Material der positiven Elektrode, ein leitfähiges Hilfsmittel, ein Bindemittel und ein Verdickungsmittel und ist aus zusammengesetztem Metalloxid wie beispielsweise Lithiumkobaltoxid und Lithium-Nickeloxid ausgebildet.
  • Beispiele für das leitende Hilfsmittel sind Ruße, Kohlenstoffmaterialien und feines Metallpulver. Beispiele für das Bindemittel sind Harzmaterialien wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Polytetrafluorethylen (PTFE). Beispiele für das Verdickungsmittel sind Harzmaterialien wie Carboxymethylcellulose (CMC).
  • Wie in 7 dargestellt, umfasst die negative Elektrode 20 einen streifenförmig ausgebildeten negativen Elektrodenstromkollektor 21, der sich im abgewickelten und entwickelten Zustand entlang der ersten Richtung L1 erstreckt, und eine aktive Materialschicht der negativen Elektrode (nicht abgebildet), die auf beiden Oberflächen des negativen Elektrodenstromkollektors 21 ausgebildet ist.
  • Zum Beispiel ist der negative Elektrodenstromkollektor 21 aus einem Metallmaterial wie Kupfer, Nickel und rostfreiem Stahl in einer dünnen Blechform ausgebildet und umfasst eine Vielzahl negative Elektrodenhauptkörpern 22 und eine Vielzahl negative Elektrodenanschlussstücke 23. Die negativen Elektrodenhauptkörper 22 sind wie die positiven Elektrodenhauptkörper 12 scheibenförmig ausgebildet und in einem Abstand angeordnet, um in einer Reihe in der ersten Richtung L1 ausgerichtet zu sein. In dem abgebildeten Beispiel beträgt die Anzahl der negativen Elektrodenhauptkörper 22 acht, was der Anzahl der positiven Elektrodenhauptkörper 12 entspricht. Die Anzahl der negativen Elektrodenhauptkörper 22 ist jedoch nicht auf acht begrenzt und kann entsprechend der Anzahl der positiven Elektrodenhauptkörper 12 entsprechend geändert werden.
  • Das negative Elektrodenanschlussstück 23 ist zwischen den negativen Elektrodenhauptkörpern 22 in der ersten Richtung L1 nebeneinander angeordnet und verbindet die benachbarten negativen Elektrodenhauptkörper 22 miteinander. Im abgebildeten Beispiel beträgt daher die Anzahl der negativen Elektrodenanschlussstücke 23 sieben. Das negative Elektrodenanschlussstück 23 ist so geformt, dass die Breite entlang der zweiten Richtung L2 senkrecht zur ersten Richtung L1 in einer Draufsicht schmaler ist als die Breite entlang der zweiten Richtung L2 des negativen Elektrodenhauptkörpers 22.
  • Die Außenkante des negativen Elektrodenanschlussstücks 23 ist bogenförmig ausgebildet, in der Draufsicht nach innen vertieft und durchgehend so angeordnet, dass diese glatt mit der bogenförmigen Außenkante des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 verbunden ist. Die Außenkante des negativen Elektrodenanschlussstücks 23 weist jedoch nicht unbedingt die bogenförmige Form auf und kann beispielsweise eine lineare Form aufweisen.
  • Insbesondere nimmt die Abmessung der jeweiligen negativen Elektrodenanschlussstücke 23 entlang der ersten Richtung L1 zum negativen Elektrodenanschlussstück 23 hin zu, das im gewickelten Zustand an der äußeren Umfangsseite des Elektrodenkörpers 2 angeordnet ist. Auf diese Weise vergrößert sich der Abstand zwischen dem Paar negativer Elektrodenhauptkörper 22, die im entwickelten Zustand in der ersten Richtung L1 nebeneinander liegen, wenn der negative Elektrodenhauptkörper 22 im gewickelten Zustand auf der äußeren Umfangsseite angeordnet ist.
  • Von der Vielzahl der negativen Elektrodenhauptkörper 22 weist der negative Elektrodenhauptkörper 22, der sich an einer Endposition in der ersten Richtung L1 befindet (d.h. der negative Elektrodenhauptkörper 22, der im gewickelten Zustand am äußersten Rand angeordnet ist), eine negative Elektrodenanschlusslasche 24 auf, die so ausgebildet ist, dass diese sich in der ersten Richtung L1 weiter nach außen erstreckt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird der negativen Elektrodenhauptkörper 22, der sich an der anderen Endposition in der ersten Richtung L1 befindet, als erste Stufe des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 bezeichnet. Dann werden die anderen negativen Elektrodenhauptkörper 22 nacheinander als zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und achte Stufe des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 in Richtung des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 mit der negativen Elektrodenanschlusslasche 24 bezeichnet. Daher entspricht der negative Elektrodenhauptkörper 22 mit der negativen Elektrodenanschlusslasche 24 dem negativen Elektrodenhauptkörper 22 der achten Stufe.
  • Die wie oben beschrieben ausgebildete negative Elektrode 20 hat die Außenform, die der Außenform der oben beschriebenen positiven Elektrode 10 ähnlich ist. Die Außenform der positiven Elektrode 10 ist jedoch so geformt, dass diese etwas kleiner (eine Größe kleiner) ist als die Außenform der negativen Elektrode 20.
  • Die aktive Materialschicht der negativen Elektrode ist auf beiden Oberflächen des negativen Elektrodenstromkollektors 21 mit Ausnahme der negativen Elektrodenanschlusslasche 24 ausgebildet. Die aktive Materialschicht der negativen Elektrode umfasst ein aktives Material der negativen Elektrode, ein leitfähiges Hilfsmittel, ein Bindemittel und ein Verdickungsmittel und wird aus einem Kohlenstoffmaterial wie Graphit ausgebildet.
  • Beispiele für das leitfähige Hilfsmittel umfassen Ruße, Kohlenstoffmaterialien und feines Metallpulver. Beispiele für das Bindemittel sind Harzmaterialien wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Polytetrafluorethylen (PTFE). Beispiele für das Verdickungsmittel sind Harzmaterialien wie Carboxymethylcellulose (CMC).
  • Die positive Elektrode 10 und die negative Elektrode 20, die wie oben beschrieben ausgebildet sind, werden mit dem Separator wie oben beschrieben dazwischen gewickelt, so dass beide abwechselnd gestapelt sind.
  • Konkret, beispielsweise in einem Zustand, in dem die in 6 dargestellte positive Elektrode 10 und die in 7 dargestellte negative Elektrode 20 entlang der ersten Richtung L1 angeordnet sind, so dass die positive Elektrodenanschlusslasche 14 und die negative Elektrodenanschlusslasche 24 auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, werden die erste Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 und die erste Stufe des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 überlagert. Anschließend werden die positive Elektrode 10 und die negative Elektrode 20 wiederholt in der gleichen Richtung gewickelt, beginnend mit der ersten Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 und der ersten Stufe des negativen Elektrodenhauptkörpers 22, die überlagert sind. Auf diese Weise können der positive Elektrodenhauptkörper 12 und der negative Elektrodenhauptkörper 22 abwechselnd in Richtung der Batterieachse O übereinander gestapelt werden, so dass diese übereinander liegen, und der in 5 dargestellte Elektrodenkörper 2 ausgebildet werden kann. Der Separator ist in 5 nicht dargestellt.
  • In dem Elektrodenkörper 2, der durch das oben beschriebene Wickeln erhalten wird, wie in 5 dargestellt, befindet sich die achte Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 mit der positiven Elektrodenanschlusslasche 14 in der obersten Stufe und die achte Stufe des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 mit der negativen Elektrodenanschlusslasche 24 in der untersten Stufe. Daher ist der Elektrodenkörper 2 innerhalb des Außenkörpers 3 in einem Zustand untergebracht, in dem die positive Elektrodenanschlusslasche 14 nach oben und die negative Elektrodenanschlusslasche 24 nach unten zeigt.
  • In dem in 5 dargestellten Elektrodenkörper 2, der sich auf die positive Elektrode 10 konzentriert, ist die positive Elektrode 10 so gewickelt, dass die positiven Elektrodenhauptkörper 12 von oben nach unten parallel zueinander in Richtung der Batterieachse O ausgerichtet sind, und zwar in der Reihenfolge der achten Stufe, der sechsten Stufe, der vierten Stufe, der zweiten Stufe, der ersten Stufe, der dritten Stufe, der fünften Stufe und der siebten Stufe. Im Gegensatz dazu ist die negative Elektrode 20 so gewickelt, dass die negativen Elektrodenhauptkörper 22 von oben nach unten parallel zueinander in Richtung der Batterieachse O ausgerichtet sind, und zwar in der Reihenfolge der siebten Stufe, der fünften Stufe, der dritten Stufe, der ersten Stufe, der zweiten Stufe, der vierten Stufe, der sechsten Stufe und der achten Stufe.
  • Wie in den 1 bis 4 dargestellt, umfasst der Außenkörper 3 ein erstes Laminatteil 30 und ein zweites Laminatteil 40, die aus einer Laminatfolie ausgebildet sind. Der Außenkörper 3 umfasst einen Aufnahmeabschnitt 50, der so ausgebildet ist, dass das erste Laminatteil 30 und das zweite Laminatteil 40 in Richtung der Batterieachse O angeordnet sind, wobei der Elektrodenkörper 2 dazwischen angeordnet ist, und der den Elektrodenkörper 2 innen aufnimmt, und einen Dichtungsabschnitt 51, in dem das erste Laminatteil 30 und das zweite Laminatteil 40 in einem Zustand miteinander verbunden sind, in dem das erste Laminatteil 30 und das zweite Laminatteil 40 einander überlappen, und der die Innenseite des Aufnahmeabschnitts 50 abdichtet. Auf diese Weise nimmt der Außenkörper 3 den Elektrodenkörper 2 in einem Zustand auf, in dem der Elektrodenkörper 2 innerhalb des Aufnahmeabschnitts 50 abgedichtet ist. Die Innenseite des Aufnahmeabschnitts 50 ist mit einer Elektrolytlösung gefüllt (nicht abgebildet).
  • Der Aufnahmeabschnitt 50 umfasst einen oberen Wandabschnitt 55 und einen unteren Wandabschnitt 56, die einander zugewandt sind, wobei der Elektrodenkörper 2 in Richtung der Batterieachse O dazwischen angeordnet ist, und einen ringförmigen Umfangswandabschnitt 57, der den Elektrodenkörper 2 von der Außenseite in radialer Richtung umgibt.
  • Der Dichtungsabschnitt 51 ist entlang des Umfangswandabschnitts 57 gebogen, ist in einer Ringform ausgebildet, die den Umfangswandabschnitt 57 über den gesamten Umfang von der Außenseite in radialer Richtung umgibt und kommt mit dem Umfangswandabschnitt 57 von der Außenseite in radialer Richtung in Kontakt.
  • Der Außenkörper 3 einschließlich des Aufnahmeabschnitts 50 und des Dichtungsabschnitts 51 wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist das erste Laminatteil 30 ein Teil, das hauptsächlich den Elektrodenkörper 2 von oben bedeckt. Das erste Laminatteil 30 weist eine Metallschicht 31 auf und eine innere Harzschicht 32 und eine äußere Harzschicht 33, die beide Oberflächen der Metallschicht 31 bedecken. Die innere Harzschicht 32 und die äußere Harzschicht 33 sind mit beiden Oberflächen der Metallschicht 31 über eine Verbindungsschicht (nicht abgebildet) dicht verbunden, beispielsweise durch Warmschweißen oder Kleben. In jeder Abbildung sind die Metallschicht 31, die innere Harzschicht 32 und die äußere Harzschicht 33 in der Darstellung entsprechend weggelassen.
  • Zum Beispiel besteht die Metallschicht 31 aus einem Metallmaterial, das geeignet ist, Außenluft oder Wasserdampf zu blockieren, wie beispielsweise Edelstahl und Aluminium.
  • Zum Beispiel wird die innere Harzschicht 32 aus einem thermoplastischen Harz wie Polyethylen und Polypropylen oder Polyolefin gebildet. Als Polyolefin kann jedes Material aus Hochdruckpolyethylen niedriger Dichte (LDPE), Niederdruckpolyethylen hoher Dichte (HDPE), Inflationspolypropylenfolie (IPP), nicht orientierte Polypropylenfolie (CPP), biaxial orientierte Polypropylenfolie (OPP) und lineares kurzkettig verzweigtes Polyethylen (L-LDPE, Spezifikation des Metallocenkatalysators) verwendet werden. Insbesondere ist es vorzuziehen, ein Polypropylenharz zu verwenden.
  • Zum Beispiel ist die äußere Harzschicht 33 aus dem oben beschriebenen Polyolefin, Polyester wie Polyethylenterephthalat oder Nylon gebildet.
  • Das erste Laminatteil 30 ist in einem oberen Doppelzylinder ausgebildet, der einen oberen Wandabschnitt 35, der in einer Draufsicht eine kreisförmige Form hat und den Elektrodenkörper 2 von oben bedeckt, einen zylindrischen Umfangswandabschnitt 36, der sich von einem äußeren Umfangskantenabschnitt des oberen Wandabschnitts 35 nach unten erstreckt und den Elektrodenkörper 2 von der Außenseite in radialer Richtung umgibt, und einen zylindrischen ersten Dichtungsabschnitt 37, der den Umfangswandabschnitt 36 von der Außenseite in radialer Richtung umgibt, umfasst.
  • Im dargestellten Beispiel ist eine Höhenposition eines oberen Endes eines Öffnungsendes des ersten Dichtungsabschnitts 37 gleich einer Höhenposition des oberen Wandabschnitts 35. Auf diese Weise ist der erste Dichtungsabschnitt 37 gebildet, ohne gegenüber dem oberen Wandabschnitt 35 nach oben herauszuragen.
  • Das zweite Laminatteil 40 ist ein Teil, das hauptsächlich den Elektrodenkörper 2 von unten bedeckt. Das zweite Laminatteil 40 weist eine Metallschicht 41 auf sowie eine innere Harzschicht 42 und eine äußere Harzschicht 43, die beide Oberflächen der Metallschicht 41 bedecken. Die innere Harzschicht 42 und die äußere Harzschicht 43 sind über eine Verbindungsschicht (nicht abgebildet) dicht mit beiden Oberflächen der Metallschicht 41 verbunden, beispielsweise durch Warmschweißen oder Kleben.
  • Das Material der Metallschicht 41, der inneren Harzschicht 42 und der äußeren Harzschicht 43 ist das gleiche wie das Material der Metallschicht 31, der inneren Harzschicht 32 und der äußeren Harzschicht 33 des ersten Laminatteils 30. Darüber hinaus sind in jeder Abbildung die Metallschicht 41, die innere Harzschicht 42 und die äußere Harzschicht 43 in der Abbildung entsprechend weggelassen.
  • Das zweite Laminatteil 40 ist in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet, umfassend einen Bodenwandabschnitt 45, der den Elektrodenkörper 2 von unten bedeckt, und einen zylindrischen zweiten Dichtungsabschnitt 46, der sich von dem äußeren Umfangskantenabschnitt des Bodenwandabschnitts 45 nach oben erstreckt und den ersten Dichtungsabschnitt 37 von der Außenseite in radialer Richtung weiter umgibt.
  • Im dargestellten Beispiel ist die Höhenposition des oberen Endes des Öffnungsendes des zweiten Dichtungsabschnitts 46 die gleiche wie die Höhenposition des oberen Endes des Öffnungsendes des ersten Dichtungsabschnitts 37.
  • Der Außenkörper 3 ist eingerichtet, dass dieser das erste Laminatteil 30 und das zweite Laminatteil 40 umfasst, die wie oben beschrieben ausgebildet sind.
  • Insbesondere wirken der obere Wandabschnitt 35 und der Umfangswandabschnitt 36 des ersten Laminatteils 30 jeweils als der obere Wandabschnitt 55 und der Umfangswandabschnitt 57, die als Aufnahmeabschnitt 50 dienen. Darüber hinaus wirkt der untere Wandabschnitt 45 des zweiten Laminatteils 40 als der untere Wandabschnitt 56, der als Aufnahmeabschnitt 50 dient. Darüber hinaus wirken der erste Dichtungsabschnitt 37 im ersten Laminatteil 30 und der zweite Dichtungsabschnitt 46 im zweiten Laminatteil 40 als Dichtungsabschnitt 51.
  • Der erste Dichtungsabschnitt 37 und der zweite Dichtungsabschnitt 46, die als Dichtungsabschnitt 51 wirken, sind einstückig miteinander verbunden, wodurch das Innere des Aufnahmeabschnitts 50 hermetisch abgedichtet ist.
  • Insbesondere sind die innere Harzschicht 32 im ersten Dichtungsabschnitt 37 und die innere Harzschicht 42 im zweiten Dichtungsabschnitt 46 integral miteinander verbunden, beispielsweise durch Ultraschall- oder Wärmeschweißen. Ein Verbindungsverfahren ist jedoch nicht auf das Ultraschall- oder Wärmeschweißen beschränkt. So kann beispielsweise Hochfrequenzschweißen oder Kleben unter Verwendung eines Klebstoffs verwendet werden.
  • Insbesondere werden der erste Dichtungsabschnitt 37 und der zweite Dichtungsabschnitt 46 nach dem integralen Zusammenfügen mit Hilfe eines Formwerkzeugs 70 (wird später beschrieben) einem Biegeformen unterzogen. Anschließend werden beide mit einem Formziehwerkzeug 80 (wird später beschrieben) auf den verringerten Durchmesser umgeformt.
  • Auf diese Weise steht der Dichtungsabschnitt 51, der eingerichtet ist, dass dieser den ersten Dichtungsabschnitt 37 und den zweiten Dichtungsabschnitt 46 umfasst, in engem Kontakt mit dem Umfangswandabschnitt 57, wobei der Dichtungsabschnitt 51 über den gesamten Umfang von der Außenseite in radialer Richtung dicht gegen die äußere Umfangsfläche des Umfangswandabschnitts 57 gepresst wird.
  • Ein Verbindungsabschnitt zwischen einem unteren Endabschnitt des ersten Dichtungsabschnitts 37 und einem unteren Endabschnitt des Umfangswandabschnitts 36 wirkt als ein innerer Biegeabschnitt 52, der durch das Ziehformen erzeugt wird. Darüber hinaus wirkt ein Verbindungsabschnitt zwischen einem unteren Endabschnitt des zweiten Dichtungsabschnitts 46 und einem äußeren Umfangskantenabschnitt des Bodenwandabschnitts 45 als ein durch das Ziehformen erzeugter äußerer Biegeabschnitt 53.
  • Darüberhinaus weist der Dichtungsabschnitt 51 einen Faltenabschnitt 58 auf, der sich in Umfangsrichtung erstreckt, während dieser wiederholt in radialer Richtung nach außen und in radialer Richtung nach innen vorsteht. Der Faltenabschnitt 58 ist über den gesamten Umfang des Dichtungsabschnitts 51 gebildet, so dass sich Unregelmäßigkeiten abwechselnd in radialer Richtung wiederholen. Der Faltenabschnitt 58 ist so geformt, dass sich eine Tiefe der Falten von der Seite des inneren Biegeabschnitts 52 und der Seite des äußeren Biegeabschnitts 53 zur offenen Endseite des Dichtungsabschnitts 51 hin vertieft. Daher sind, wie in 2 dargestellt, die Faltenabschnitte 58 hauptsächlich auf der offenen Endseite des Dichtungsabschnitts 51 konzentriert und ausgebildet.
  • Darüber hinaus umfasst die Sekundärbatterie 1 gemäß der vorliegenden Ausführung, wie in den 2 und 4 dargestellt, eine erste Elektrodenplatte 60 und eine zweite Elektrodenplatte 61, eine erste Elektrodenanschlussplatte 62 und eine zweite Elektrodenanschlussplatte 63 sowie eine erste Dichtungsfolie 64 und eine zweite Dichtungsfolie 65.
  • Die erste Elektrodenplatte 60, die zweite Elektrodenplatte 61, die erste Elektrodenanschlussplatte 62, die zweite Elektrodenanschlussplatte 63, die erste Dichtungsfolie 64 und die zweite Dichtungsfolie 65 sind zusammen mit dem Elektrodenkörper 2 innerhalb des Aufnahmeabschnitts 50 im Außenkörper 3 untergebracht.
  • Die erste Elektrodenplatte 60, die erste Elektrodenanschlussplatte 62 und der erste Dichtungsfilm 64 sind zwischen dem Elektrodenkörper 2 und dem oberen Wandabschnitt 35 im ersten Laminatteil 30 angeordnet. Die zweite Elektrodenplatte 61, die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 und der zweite Dichtungsfilm 65 sind zwischen dem Elektrodenkörper 2 und dem unteren Wandabschnitt 45 im zweiten Laminatteil 40 angeordnet.
  • Die erste Elektrodenplatte 60 ist in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet und mit der positiven Elektrode 10 im Elektrodenkörper 2 integral verbunden. Zum Beispiel ist die erste Elektrodenplatte 60 aus einem Metallmaterial wie Aluminium und rostfreiem Stahl ausgebildet, um einen kleineren Durchmesser als der des Elektrodenkörpers 2 aufzuweisen, und ist koaxial mit der Batterieachse O angeordnet.
  • Die erste Elektrodenplatte 60 ist so angeordnet, dass diese die achte Stufe des positiven Elektrodenhauptkörpers 12 der positiven Elektrode 10 im Elektrodenkörper 2 überlappt, und die positive Elektrodenanschlusslasche 14 ist beispielsweise durch Ultraschallschweißen an die untere Fläche, die der Seite des Elektrodenkörpers 2 zugewandt ist, angeschweißt. Auf diese Weise ist die erste Elektrodenplatte 60 einstückig mit der positiven Elektrode 10 verbunden.
  • Zum Beispiel ist die erste Elektrodenanschlussplatte 62 aus einem Metallmaterial wie Nickel in einer Draufsicht kreisförmig geformt, die einen kleineren Durchmesser als die erste Elektrodenplatte 60 aufweist und so angeordnet ist, dass diese die obere Fläche überlappt, die der Seite des ersten Laminatteils 30 in der ersten Elektrodenplatte 60 zugewandt ist. Dann wird die erste Elektrodenanschlussplatte 62 durch Schweißen, wie beispielsweise Widerstandsschweißen, integral an der oberen Oberfläche der ersten Elektrodenplatte 60 befestigt. Die erste Elektrodenanschlussplatte 62 wirkt als externer Verbindungsanschluss der positiven Elektrode 10.
  • Der obere Wandabschnitt 35 des ersten Laminatteils 30 hat ein erstes Durchgangsloch 35a, das in der Draufsicht eine kreisförmige Form hat, durch welches die erste Elektrodenanschlussplatte 62 nach außen freiliegt. Das erste Durchgangsloch 35a ist so geformt, dass dieses einen zentralen Abschnitt im oberen Wandabschnitt 35 vertikal durchdringt und ist koaxial zur Batterieachse O geformt.
  • Der erste Dichtungsfilm 64 ist in einer Ringform ausgebildet, welcher die erste Elektrodenanschlussplatte 62 von der Außenseite in radialer Richtung umgibt, und in einem Zustand, in dem dieser die erste Elektrodenanschlussplatte 62 umgibt, ist der erste Dichtungsfilm 64 koaxial mit der Batterieachse O zwischen der ersten Elektrodenanschlussplatte 62 und dem oberen Wandabschnitt 35 des ersten Laminatteils 30 angeordnet.
  • Der erste Dichtungsfilm 64 ist mit der inneren Harzschicht 32 des oberen Wandabschnitts 35 in dem ersten Laminatteil 30 und der oberen Oberfläche der ersten Elektrodenplatte 60 warmverschweißt. Auf diese Weise ist die erste Elektrodenplatte 60 mit dem oberen Wandabschnitt 35 des ersten Laminatteils 30 über den ersten Dichtungsfilm 64 warmverschweißt.
  • Der erste Dichtungsfilm 64 besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Harz, wie Polyethylen und Polypropylen aus Polyolefin, oder aus Polypropylen, das mit einem Vliesstoff verstärkt ist.
  • Die erste Elektrodenplatte 60, die erste Elektrodenanschlussplatte 62 und der erste Dichtungsfilm 64 werden wie oben beschrieben geformt. Dementsprechend ist die gesamte Oberfläche der ersten Elektrodenanschlussplatte 62 durch die ersten Durchgangslöcher 35a nach oben freigelegt.
  • Wie in den 2 und 4 dargestellt, sind die zweite Elektrodenplatte 61, die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 und der zweite Dichtungsfilm 65 ähnlich geformt und angeordnet wie bei der ersten Elektrodenplatte 60, der ersten Elektrodenanschlussplatte 62 und dem ersten Dichtungsfilm 64, die oben beschrieben sind.
  • Die zweite Elektrodenplatte 61 ist in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet und ist mit der negativen Elektrode 20 im Elektrodenkörper 2 integral verbunden. Die zweite Elektrodenplatte 61 besteht beispielsweise aus einem Metallmaterial wie Kupfer, hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der des Elektrodenkörpers 2, und ist koaxial zur Batterieachse O angeordnet. Die zweite Elektrodenplatte 61 ist so angeordnet, dass diese die achte Stufe des negativen Elektrodenhauptkörpers 22 der negativen Elektrode 20 im Elektrodenkörper 2 überlappt, und die negative Elektrodenanschlusslasche 24 ist beispielsweise durch Ultraschallschweißen mit der oberen Fläche, die der Seite des Elektrodenkörpers 2 zugewandt ist, verschweißt. Auf diese Weise ist die zweite Elektrodenplatte 61 einstückig mit der negativen Elektrode 20 verbunden.
  • Zum Beispiel ist die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 aus einem Metallmaterial wie Nickel in einer Draufsicht kreisförmig geformt, deren Durchmesser kleiner ist als der der zweiten Elektrodenplatte 61, und ist auf der unteren Fläche angeordnet, die der Seite des zweiten Laminatteils 40 in der zweiten Elektrodenplatte 61 zugewandt ist. Dann ist die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 durch Schweißen, wie beispielsweise Widerstandsschweißen, integral an der unteren Oberfläche der zweiten Elektrodenplatte 61 befestigt. Die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 wirkt als externer Verbindungsanschluss der negativen Elektrode.
  • Der untere Wandabschnitt 45 des zweiten Laminatteils 40 weist ein zweites Durchgangsloch 45a auf, das in der Draufsicht eine kreisförmige Form hat, durch das die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 nach außen freiliegt. Das zweite Durchgangsloch 45a ist so ausgebildet, dass dieses einen zentralen Abschnitt im unteren Wandabschnitt 45 vertikal durchdringt und ist koaxial zur Batterieachse O ausgebildet.
  • Der zweite Dichtungsfilm 65 ist in einer Ringform ausgebildet, welche die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 an der Außenseite in radialer Richtung umgibt, und in einem Zustand, in dem dieser die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 umgibt, ist der zweite Dichtungsfilm 65 koaxial zu der Batterieachse O zwischen der zweiten Elektrodenanschlussplatte 63 und dem unteren Wandabschnitt 45 des zweiten Laminatteils 40 angeordnet.
  • Der zweite Dichtungsfilm 65 ist mit der inneren Harzschicht 42 des unteren Wandabschnitts 45 in dem zweiten Laminatteil 40 und der unteren Oberfläche der zweiten Elektrodenplatte 61 warmverschweißt. Auf diese Weise ist die zweite Elektrodenplatte 61 über den zweiten Dichtungsfilm 65 mit dem unteren Wandabschnitt 45 des zweiten Laminatteils 40 warmverschweißt.
  • Die zweite Dichtungsfolie 65 besteht aus einem thermoplastischen Harz wie Polyethylen und Polypropylen aus Polyolefin oder aus Polypropylen, das mit einem Vliesstoff verstärkt ist, wie bei der ersten Dichtungsfolie 64.
  • Die zweite Elektrodenplatte 61, die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 und der zweite Dichtungsfilm 65 sind wie oben beschrieben ausgebildet. Dementsprechend liegt die gesamte Oberfläche der zweiten Elektrodenanschlussplatte 63 durch das zweite Durchgangsloch 45a nach unten frei.
  • (Herstellungsverfahren der Sekundärbatterie)
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Biegen und Ziehen des Dichtungsabschnitts 51 bei der Herstellung der wie oben beschrieben ausgebildeten Sekundärbatterie 1 beschrieben.
  • Zunächst wird, wie in den 8 und 9 dargestellt, der Elektrodenkörper 2 innerhalb des Aufnahmeabschnitts 50 im Außenkörper 3 untergebracht. In einem Zustand, in dem dieser mit der Elektrolytlösung gefüllt ist, wird ein Schritt durchgeführt, um den ersten Dichtungsabschnitt 37 und den zweiten Dichtungsabschnitt 46 durch Ultraschallschweißen integral miteinander zu verbinden.
  • Auf diese Weise werden der erste Dichtungsabschnitt 37 und der zweite Dichtungsabschnitt 46 integral miteinander verbunden. Dementsprechend ist es möglich, eine nicht fertig geformte Batterie 1A mit dem ringförmig geformten Dichtungsabschnitt 51 zu erhalten.
    In dieser Stufe ist die gesamte Oberfläche der ersten Elektrodenanschlussplatte 62 durch das erste Durchgangsloch 35a nach oben freigelegt. Zusätzlich ist die gesamte Oberfläche der zweiten Elektrodenanschlussplatte 63 durch das zweite Durchgangsloch 45a nach unten freigelegt.
  • Als nächstes wird ein Schritt des Biegens und Formens des Dichtungsabschnitts 51 unter Verwendung des in 10 dargestellten Formwerkzeugs 70 durchgeführt.
  • Das Formwerkzeug 70 umfasst eine erste Matrize 71, welche die nicht fertig geformte Batterie 1A trägt, eine zweite Matrize 72, die über der ersten Matrize 71 angeordnet ist und die in der Lage ist sich in Richtung der Batterieachse O auf die erste Matrize 71 zu und von dieser weg zu bewegen, und ein Stempelteil 73, das so angeordnet ist, dass dieses relativ zur ersten Matrize 71 und zur zweiten Matrize 72 in Richtung der Batterieachse O beweglich ist.
  • Die erste Matrize 71 hat eine erste Formbohrung 71a, welche die erste Matrize 71 in Richtung der Batterieachse O durchdringt. Die erste Formbohrung 71a ist in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet und koaxial zur Batterieachse O angeordnet. Die Oberseite der ersten Matrize 71 dient als Platzierungsfläche 75, durch die der Dichtungsabschnitt 51 abgestützt wird.
  • Die zweite Matrize 72 hat eine zweite Formbohrung 72a, welche die zweite Matrize 72 in Richtung der Batterieachse O durchdringt. Die zweite Formbohrung 72a ist in einer Draufsicht kreisförmig ausgebildet, weist den gleichen Durchmesser wie die erste Matrize 71 auf und ist koaxial zur Batterieachse O angeordnet. Die untere Fläche der zweiten Matrize 72 dient als Druckfläche 76, die den Dichtungsabschnitt 51 von oben zwischen der unteren Fläche der zweiten Matrize 72 und der Platzierungsfläche 75 drücken kann.
  • Das Stempelteil 73 ist unterhalb der ersten Matrize 71 angeordnet und wird in Bezug auf die erste Matrize 71 und die zweite Matrize 72 angehoben. Auf diese Weise kann das Stempelteil 73 von unten in das Innere der ersten Formbohrung 71a und der zweiten Formbohrung 72a eindringen.
  • Das Stempelteil 73 umfasst einen zylindrischen Stempelteilhauptkörper 77, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der ersten Formbohrung 71a und der zweiten Formbohrung 72a, und einen ringförmigen Formabschnitt 78, der so geformt ist, dass dieser gegenüber der oberen Oberfläche des Stempelteilhauptkörpers 77 nach oben hervorsteht. Der Formabschnitt 78 ist so geformt, dass der Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Aufnahmeabschnitts 50 ist und ein Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Stempelteilhauptkörpers 77 ist. Außerdem ist die hervorstehende Länge (Länge entlang der Richtung der Batterieachse O) des Formabschnitts 78 gleich der Höhe des Aufnahmeabschnitts 50.
  • In einem Fall, in dem das wie oben beschrieben ausgebildete Formwerkzeug 70 zum Biegen und Formen des Dichtungsabschnitts 51 verwendet wird, wird zunächst, wie in 10 dargestellt, in einem Zustand, in dem der Aufnahmeabschnitt 50 der Seite des Stempelteils 73 zugewandt ist, die nicht fertig geformte Batterie 1A auf die erste Matrize 71 gelegt. Auf diese Weise ist der Aufnahmeabschnitt 50 innerhalb der ersten Formbohrung 71a angeordnet und der ringförmige Dichtungsabschnitt 51 ist auf der Platzierungsfläche 75 platziert.
  • Anschließend wird, wie in 11 dargestellt, die zweite Matrize 72 von oben näher an die erste Matrize 71 herangeführt und die zweite Matrize 72 wird mit dem Dichtungsabschnitt 51 dazwischen in Richtung der Batterieachse O auf die erste Matrize 71 gesetzt.
  • Als nächstes wird, wie in 12 dargestellt, das Stempelteil 73 bewegt und von unterhalb der ersten Matrize 71 in Bezug zur ersten Matrize 71 und der zweiten Matrize 72, die miteinander kombiniert sind, angehoben. Auf diese Weise kann das Stempelteil 73 weiter bewegt und angehoben werden, nachdem das Stempelteil 73 in das Innere der ersten Formbohrung 71a eintritt, und der Formabschnitt 78 kann von unten mit dem Dichtungsabschnitt 51 in Kontakt gebracht werden.
  • Dann wird das Stempelteil 73 weiter bewegt und angehoben. Dementsprechend kann, wie in 13 dargestellt, der Formabschnitt 78 zum Anheben des Dichtungsabschnitts 51 verwendet werden. Die Innenfläche der zweiten Formbohrung 72a und die Außenfläche des Formabschnitts 78 können so verwendet werden, dass der Dichtungsabschnitt 51 gebogen und in eine zylindrische Form geformt wird.
  • Darüber hinaus wird eine obere Endkante des Stempelteilhauptkörpers 77 über eine untere Endkante der zweiten Formbohrung 72a bewegt. Auf diese Weise kann der Dichtungsabschnitt 51 zwischen der oberen Endkante und der unteren Endkante abgeschnitten werden, und ein Abschnitt des Dichtungsabschnitts 51, der zwischen der Platzierungsfläche 75 und der Druckfläche 76 eingeklemmt ist, kann abgetrennt werden.
  • Auf diese Weise ist es möglich, wie in 14 dargestellt, eine formfertige Batterie 1B zu erhalten, bei welcher der Dichtungsabschnitt 51 in eine zylindrische Form gebogen ist, um den Aufnahmeabschnitt 50 zu umschließen.
  • Bei der formfertigen Batterie 1B ist jedoch der Dichtungsabschnitt 51 gebogen und unter Verwendung des Formabschnitts 78 des Stempelteils 73 geformt. Daher ist ein Ringspaltabschnitt S zwischen dem Aufnahmeabschnitt 50 und dem Dichtungsabschnitt 51 definiert.
  • Als nächstes wird ein Schritt zum Füllen des oben beschriebenen Ringspaltabschnitts S durchgeführt, so dass der Dichtungsabschnitt 51 unter Verwendung des in 15 dargestellten Formziehwerkzeugs 80 in radialer Richtung nach innen gezogen wird.
  • Das Formziehwerkzeug 80 umfasst ein erstes Ziehwerkzeug 81, ein zweites Ziehwerkzeug 82, das relativ zum ersten Ziehwerkzeug 81 in Richtung der Batterieachse O beweglich ist, und eine bewegliche Spannvorrichtung 83, welche die geformte fertige Batterie 1B mit dem zweiten Ziehwerkzeug 82 in Richtung der Batterieachse O einklemmt und fixiert und zusammen mit dem zweiten Ziehwerkzeug 82 in Richtung der Batterieachse O beweglich ist.
  • Das erste Ziehwerkzeug 81 weist eine Ziehbohrung 81a auf, die das erste Ziehwerkzeug 81 entlang der Richtung der Batterieachse O durchdringt. Die Ziehbohrung 81a ist in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet und koaxial zur Batterieachse O angeordnet. Der Innendurchmesser der Ziehbohrung 81a entspricht einer Größe, die erhalten wird, wenn die doppelte Dicke des Dichtungsabschnitts 51 zum Außendurchmesser des Aufnahmeabschnitts 50 addiert wird.
  • Das zweite Ziehwerkzeug 82 ist in Form eines Kreiszylinders geformt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Ziehbohrung 81a, und ist koaxial zur Batterieachse O angeordnet. Die Oberseite des zweiten Ziehwerkzeugs 82 dient als Platzierungsfläche 82a, auf der die formfertige Batterie 1B platziert wird.
  • Die bewegliche Spannvorrichtung 83 kann von oben in die Ziehbohrung 81a eingesetzt werden. Beispielsweise kann die bewegliche Spannvorrichtung 83 eine Vorspannkraft eines Vorspannelements 84, wie beispielsweise einer Schraubenfeder, nutzen und die auf der Platzierungsfläche 82a platzierte formfertige Batterie 1B mit dem zweiten Ziehwerkzeug 82 unter Verwendung einer vorgegebenen Spannung einklemmen und fixieren.
  • Die bewegliche Spannvorrichtung 83 ist zusammen mit dem zweiten Ziehwerkzeug 82 in Richtung der Batterieachse O beweglich, während diese einen fixierten Zustand der formfertigen Batterie 1B beibehält.
  • Wenn das Ziehformen des Dichtungsabschnitts 51 unter Verwendung des Ziehformwerkzeugs 80 durchgeführt wird, das wie oben beschrieben eingerichtet ist, wie in 15 dargestellt, wird die formfertige Batterie 1B auf die Platzierungsfläche 82a des zweiten Ziehformwerkzeugs 82 gelegt. Danach wird die formfertige Batterie 1B eingespannt und mit dem zweiten Ziehwerkzeug 82 durch die bewegliche Spannvorrichtung 83 fixiert.
  • Als nächstes werden, wie in 16 dargestellt, das zweite Ziehwerkzeug 82 und die bewegliche Spannvorrichtung 83 zum ersten Ziehwerkzeug 81 bewegt und angehoben. Auf diese Weise kann die formfertige Batterie 1B in das Innere der Ziehbohrung 81a eindringen. Während der Dichtungsabschnitt 51 unter Verwendung der Innenfläche der Ziehbohrung 81 a dem Ziehformen unterzogen wird, ist die formfertige Batterie 1B beweglich, um durch die Innenseite der Ziehbohrung 81a zu gelangen.
  • Infolgedessen kann eine äußere Kraft auf den Dichtungsabschnitt 51 ausgeübt werden, so dass der Durchmesser des gesamten Dichtungsabschnitts 51 in radialer Richtung nach innen verringert wird und der gesamte Dichtungsabschnitt 51 dem Ziehformen unterzogen werden kann. Dadurch kann der oben beschriebene Ringspaltabschnitt S ausgefüllt und der Dichtungsabschnitt 51 von der Außenseite in radialer Richtung in engen Kontakt mit dem Umfangswandabschnitt 57 im Aufnahmeabschnitt 50 gebracht werden. Entsprechend ist es möglich, die in 1 dargestellte Sekundärbatterie 1 zu erhalten.
  • Durch das oben beschriebene Ziehformen wird der Faltenabschnitt 58 im Dichtungsabschnitt 51 über den gesamten Umfang ausgebildet. Darüber hinaus wird während des Ziehformens der Dichtungsabschnitt 51 einem tieferen Ziehformen in Richtung der offenen Endseite des Dichtungsabschnitts 51 unterzogen. Dementsprechend wird der Faltenabschnitt 58 so geformt, dass die Faltentiefe zur Öffnungsendseite hin vertieft ist. Darüber hinaus kann selbst in einem Fall, in dem die Länge (Höhe) des Dichtungsabschnitts 51 entlang der Richtung der Batterieachse O lang ist, der Dichtungsabschnitt 51 durch das Ziehformen richtig geformt werden. Der Dichtungsabschnitt 51 kann leicht mit dem Umfangswandabschnitt 57 in Kontakt gebracht werden, ohne einen Spalt zwischen dem Umfangswandabschnitt 57 und dem Dichtungsabschnitt 51 zu bilden.
  • (Betrieb der Sekundärbatterie)
  • Gemäß der Sekundärbatterie 1, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, wie in 2 dargestellt, ist die erste Elektrodenanschlussplatte 62, die an der ersten Elektrodenplatte 60 befestigt ist, nach außen hin freiliegend, und die zweite Elektrodenanschlussplatte 63, die an der zweiten Elektrodenplatte 61 befestigt ist, ist nach außen hin freiliegend. Daher können die erste Elektrodenanschlussplatte 62 und die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 jeweils als externe Verbindungsanschlüsse fungieren. Auf diese Weise kann die Sekundärbatterie 1 unter Verwendung der ersten Elektrodenanschlussplatte 62 und der zweiten Elektrodenanschlussplatte 63 verwendet werden.
  • Insbesondere ist bei der Sekundärbatterie 1 gemäß der vorliegenden Ausführung der Dichtungsabschnitt 51, der die Innenseite des Aufnahmeabschnitts 50 abdichtet, entlang des Umfangswandabschnitts 57 im Aufnahmeabschnitt 50 gebogen und von der Außenseite in radialer Richtung mit dem Umfangswandabschnitt 57 in Kontakt gebracht. Auf diese Weise kann der Dichtungsabschnitt 51 so angeordnet sein, dass dieser den Umfangswandabschnitt 57 umgibt, ohne den Ringspaltabschnitt S (siehe 15) zwischen dem Umfangswandabschnitt 57 und dem Dichtungsabschnitt 51 zu bilden. Daher kann der Durchmesser der gesamten Sekundärbatterie 1 im Vergleich zum Durchmesser im Stand der Technik so weit verringert werden, da der oben beschriebene Spaltabschnitt S entfallen kann.
  • Darüber hinaus kann der Durchmesser der gesamten Sekundärbatterie 1 verringert werden, ohne die Größe des Aufnahmeabschnitts 50, der den Elektrodenkörper 2 aufnimmt, zu verändern. Dementsprechend kann das Verhältnis eines vom Elektrodenkörper 2 eingenommenen Volumens zu einem Volumen der gesamten Sekundärbatterie 1 verbessert werden. Daher ist es möglich, einen verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad zu erreichen.
    Darüber hinaus ist der Außenkörper 3 aus dem ersten Laminatteil 30 und dem zweiten Laminatteil 40, die dünn sind, ausgebildet. Dementsprechend kann jede Dicke selbst des Umfangswandabschnitts 57 und des Dichtungsabschnitts 51 verringert werden. In dieser Hinsicht ist es auch einfach, den Durchmesser der Sekundärbatterie 1 zu verringern.
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Sekundärbatterie 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Sekundärbatterie vom Laminattyp bereitzustellen, die den verringerten Durchmesser und den weiter verbesserten volumetrische Wirkungsgrad erreichen kann. Daher ist es möglich, die Hochleistungs-Sekundärbatterie 1 bereitzustellen, die einen verringerten Durchmesser, eine verringerte Größe, ein verringertes Gewicht und eine höhere Volumenkapazitätsdichte erreichen kann.
  • Darüber hinaus ist beispielsweise der Dichtungsabschnitt 51 eingerichtet, dass das erste Laminatteil 30 und das zweite Laminatteil 40 durch Wärmeschweißen miteinander verbunden werden, und darüber hinaus ist der Dichtungsabschnitt 51 entlang des Umfangswandabschnitts 57 gebogen. Daher ist es möglich, das Eindringen von äußeren Störungen wie Staub und Wasser von außen in das Innere des Aufnahmeabschnitts 50 durch den Abschnitt zwischen dem ersten Laminatteil 30 und dem zweiten Laminatteil 40 wirksam zu verhindern. Daher ist es möglich, die Sekundärbatterie 1 bereitzustellen, die eine stabile Betriebszuverlässigkeit aufweist.
  • Darüber hinaus kann der Faltenabschnitt 58 dazu verwendet werden, Spannungsbelastungen zu absorbieren, die durch das Biegen des Dichtungsabschnitts 51 entstehen. Dementsprechend kann der Dichtungsabschnitt 51 durch das Ziehformen geformt werden. Daher kann der Dichtungsabschnitt 51 gebogen werden, während eine gleich äußere Kraft über den gesamten Umfang des Dichtungsabschnitts 51 ausgeübt wird, und der gesamte Dichtungsabschnitt 51 kann in gleichmäßigen Kontakt mit dem Umfangswandabschnitt 57 gebracht werden. Daher ist es möglich, den weiter verringerten Durchmesser der Sekundärbatterie 1 zu erreichen.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben und dargestellt wurden, sollte verstanden werden, dass es sich hierbei um exemplarische Beispiele der Erfindung handelt und diese nicht als beschränkend zu betrachten sind. Hinzufügungen, Auslassungen, Ersetzungen und andere Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen und wird nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.
  • Zum Beispiel wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform die Sekundärbatterie 1 als Beispiel für die elektrochemische Zelle beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt und kann beispielsweise einen Kondensator (beispielsweise einen Lithium-Ionen-Kondensator) oder eine Primärbatterie übernehmen.
  • Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen Ausführungsform die zweite Elektrodenplatte 61 aus Kupfer ausgebildet. Die zweite Elektrodenplatte 61 kann jedoch beispielsweise aus Nickel ausgebildet sein. In diesem Fall kann die zweite Elektrodenanschlussplatte 63 weggelassen werden. Das heißt, die Elektrodenanschlussplatte ist auf der Seite der negativen Elektrode nicht immer zwingend erforderlich und kann entfallen. In diesem Fall kann die zweite Elektrodenplatte 61 selbst als externer Verbindungsanschluss an der negativen Elektrodenseite fungieren.
  • Außerdem ist nicht unbedingt der gesamte Außenkörper 3 aus der Laminatfolie ausgebildet, und zumindest der Dichtungsabschnitt 51 kann aus der Laminatfolie ausgebildet sein.
  • Darüber hinaus wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform die Sekundärbatterie 1 in einer Draufsicht mit der Kreisform als Beispiel beschrieben. Die Form der Sekundärbatterie 1 kann jedoch entsprechend geändert werden. Zum Beispiel kann die Sekundärbatterie eine ovale Form haben, in der ein linearer Teil und ein halbkreisförmiger Teil in einer Draufsicht miteinander kombiniert sind. In diesem Fall kann die Form des Elektrodenkörpers 2 in einer Draufsicht in die ovale Form gebracht werden, die der äußeren Form der Sekundärbatterie entspricht.
  • Darüber hinaus wirkt in der oben beschriebenen Ausführungsform der Umfangswandabschnitt 36 des ersten Laminatteils 30 als der Umfangswandabschnitt 57, der als Aufnahmeabschnitt 50 dient. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt.
  • Zum Beispiel ist, wie in 17 dargestellt, das zweite Laminatteil 40 so geformt, dass es den Umfangswandabschnitt 47 aufweist, und die Sekundärbatterie 90 kann eingerichtet sein, dass der Umfangswandabschnitt 47 und der Umfangswandabschnitt 36 des ersten Laminatteils 30 den Umfangswandabschnitt 57 des Aufnahmeabschnitts 50 bilden.
  • In diesem Fall kann der Dichtungsabschnitt 51, der eingerichtet ist, dass dieser den ersten Dichtungsabschnitt 37 und den zweiten Dichtungsabschnitt 46 umfasst, so ausgebildet sein, dass dieser den Umfangswandabschnitt 36 des ersten Laminatteils 30 über den gesamten Umfang von der Außenseite in radialer Richtung umgibt, und der Dichtungsabschnitt 51 kann mit dem Umfangswandabschnitt 36 von der Außenseite in radialer Richtung in Kontakt gebracht werden. Selbst im Falle der Sekundärbatterie 90, die so eingerichtet ist, können ähnliche Betriebseffekte erzielt werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine elektrochemische Hochleistungszelle bereitzustellen, die einen verringerten Durchmesser, eine verringerte Größe, ein verringertes Gewicht und eine höhere Volumenkapazitätsdichte erreichen kann. Entsprechend kann eine industrielle Anwendbarkeit realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • O:
    Batterieachse
    1, 90:
    Sekundärbatterie (elektrochemische Zelle)
    2:
    Elektrodenkörper
    3:
    Außenkörper
    10:
    positive Elektrode (Elektrode)
    20:
    negative Elektrode (Elektrode)
    30:
    erstes Laminatteil
    40:
    zweites Laminatteil
    50:
    Aufnahmeabschnitt
    51:
    Dichtungsabschnitt
    55:
    oberer Wandabschnitt
    56:
    unterer Wandabschnitt
    57:
    Umfangswandabschnitt
    58:
    Faltenabschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2019184458 [0002]
    • JP 201885214 [0007]

Claims (3)

  1. Elektrochemische Zelle, aufweisend: einen Elektrodenkörper, der eine Vielzahl Elektroden aufweist, die in Richtung einer Batterieachse übereinandergestapelt sind, und einen Außenkörper, der ein erstes Laminatteil und ein zweites Laminatteil aufweist und der innen den Elektrodenkörper aufnimmt, wobei der Außenkörper umfasst, einen Aufnahmeabschnitt, der durch Anordnen des ersten Laminatteils und des zweiten Laminatteils mit dem in Richtung der Batterieachse dazwischen angeordneten Elektrodenkörper ausgebildet ist, und der den Elektrodenkörper intern aufnimmt, und einen Dichtungsabschnitt, in welchem das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil in einem Zustand miteinander verbunden sind, in dem das erste Laminatteil und das zweite Laminatteil einander überlappen, um eine Innenseite des Aufnahmeabschnitts abzudichten, wobei der Aufnahmeabschnitt umfasst, einen oberen Wandabschnitt und einen unteren Wandabschnitt, die einander zugewandt sind, wobei der Elektrodenkörper in Richtung der Batterieachse dazwischen angeordnet ist, und einen zylindrischen Umfangswandabschnitt, der den Elektrodenkörper von einer Außenseite in einer radialen Richtung umgibt, und wobei der Dichtungsabschnitt zu einer zylindrischen Form ausgebildet ist, die entlang des Umfangswandabschnitts gebogen ist, und den Umfangswandabschnitt über einen gesamten Umfang von der Außenseite in der radialen Richtung umgibt und mit dem Umfangswandabschnitt von der Außenseite in der radialen Richtung in Kontakt ist.
  2. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei der Dichtungsabschnitt einen Faltenabschnitt aufweist, der sich in einer Umfangsrichtung über den gesamten Umfang des Dichtungsabschnitts erstreckt, während dieser mehrfach in der radialen Richtung nach außen und in der radialen Richtung nach innen vorsteht.
  3. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 2, wobei der Faltenabschnitt so geformt ist, dass eine Faltentiefe in Richtung einer offenen Stirnseite im Dichtungsabschnitt vertieft ist.
DE102020212495.7A 2019-10-07 2020-10-02 Elektrochemische Zelle Pending DE102020212495A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184458A JP7382780B2 (ja) 2019-10-07 2019-10-07 電気化学セル
JP2019-184458 2019-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020212495A1 true DE102020212495A1 (de) 2021-04-08

Family

ID=74876053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020212495.7A Pending DE102020212495A1 (de) 2019-10-07 2020-10-02 Elektrochemische Zelle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210104710A1 (de)
JP (1) JP7382780B2 (de)
KR (1) KR20210041503A (de)
CN (1) CN112701387A (de)
DE (1) DE102020212495A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113363631B (zh) * 2021-06-28 2023-11-03 宁德新能源科技有限公司 电池和具有所述电池的用电装置
CN113300030A (zh) * 2021-07-06 2021-08-24 瑞声科技(南京)有限公司 纽扣电池及其制备方法
CN115425341A (zh) * 2022-09-30 2022-12-02 路华置富电子(东莞)有限公司 具有褶边结构的卷绕式纽扣电池

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6251536B1 (en) * 1999-09-14 2001-06-26 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell having beaded can
JP2005018990A (ja) 2003-06-23 2005-01-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層型リチウムイオン二次電池
US20070224500A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 White Leo J Zinc/air cell
EP2211398B1 (de) * 2009-01-19 2018-01-10 Renata AG Galvanisches Element für hohe Beanspruchungen
JP2011187289A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Hitachi Maxell Energy Ltd 扁平形電池
KR102593580B1 (ko) * 2015-10-23 2023-10-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10916798B2 (en) * 2016-01-12 2021-02-09 Seiko Instruments Inc. Electrochemical cell and manufacturing method of electrochemical cell
JP6681720B2 (ja) * 2016-01-22 2020-04-15 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルおよび電気化学セルの製造方法
KR102654770B1 (ko) 2016-02-26 2024-04-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6284248B1 (ja) 2016-11-22 2018-02-28 セイコーインスツル株式会社 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法
CN208062190U (zh) * 2018-04-17 2018-11-06 广东国光电子有限公司 一种软包装锂离子电池
CN108682755A (zh) * 2018-05-09 2018-10-19 广东弘捷新能源有限公司 纽扣电池及其制造方法
CN110197923B (zh) * 2019-04-23 2021-08-06 广东维都利新能源有限公司 一种扣式聚合物锂离子电池的圆形波形压边方式

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210041503A (ko) 2021-04-15
US20210104710A1 (en) 2021-04-08
JP2021061160A (ja) 2021-04-15
CN112701387A (zh) 2021-04-23
JP7382780B2 (ja) 2023-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020212495A1 (de) Elektrochemische Zelle
DE202022002773U1 (de) Batterie und Batteriepack und Fahrzeug damit
DE10031453C2 (de) Elektrodenansatz-Verbundstruktur und Verfahren zum Verbinden eines Elektrodenansatzes
DE60033678T2 (de) Kondensatorelement
DE102006018411B4 (de) Elektrischer Doppelschichtkondensator
DE112014001918T5 (de) Kollektorplatte für eine Energiespeichereinrichtung und Herstellungsverfahren
DE102012217451A1 (de) Batteriezelle mit in Gehäusedeckplatte integriertem Knackfederbereich
DE112017004735T5 (de) Elektrizitätsspeichervorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Elektrizitätsspeichervorrichtung
DE112015000539T5 (de) Zylindrische elektrochemische zellen und verfahren zur herstellung
DE102016204526A1 (de) Energie-Speichereinrichtung
DE102015200482A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102015121294A1 (de) Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie und eine Sekundärbatterie
DE112017005247B4 (de) Energiespeichervorrichtung und Herstellungsverfahren einer Energiespeichervorrichtung
DE112011102271B4 (de) Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Batterie
DE102017200823A1 (de) Energiespeichervorrichtung, Energiespeichergerät und Verfahren zum Herstellen der Energiespeichervorrichtung
DE102017215612A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102017223738A1 (de) Energiespeichereinrichtung
DE112019000626T5 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102018203570A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE112013004439T5 (de) Elektrische Speichervorrichtung
DE102016101847A1 (de) Sekundärbatterie
DE112017000549T5 (de) Energiespeichereinrichtung
DE112019002837T5 (de) Energiespeichervorrichtung
DE112018003907T5 (de) Verfahren zur herstellung einer energiespeichereinrichtung
DE102015224871A1 (de) Energiespeichervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002020000

Ipc: H01M0050100000