DE102023116201A1

DE102023116201A1 - Batterie

Info

Publication number: DE102023116201A1
Application number: DE102023116201.2A
Authority: DE
Inventors: Yuka Nagata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-08-15
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2024-02-15
Also published as: US20240055737A1; JP2024025892A; CN117594958A

Abstract

Eine Batterie umfasst: einen Elektrodenkörper; einen Stromkollektoranschluss; und eine Laminatfolie. Eine Außenkante des Stromkollektoranschlusses liegt an einer Innenseite einer Außenkante des Elektrodenkörpers. Die Laminatfolie ist so angeordnet, dass sie die Oberflächen bedeckt, die die Außenkanten des Stromkollektoranschlusses und des Elektrodenkörpers bilden. An einem Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses befindet sich ein Schweißabschnitt, in dem die Innenflächen der Laminatfolie miteinander verschweißt sind. Die Laminatfolie umfasst mindestens eine Metallschicht. In dem Schweißabschnitt ist eine erste Harzschicht zwischen den einander zugewandten Metallschichten angeordnet. Eine zweite Harzschicht ist zwischen der Metallschicht und dem Stromkollektoranschluss angeordnet. Die Dicke der ersten Harzschicht Taund die Dicke der zweiten Harzschicht Tbentsprechen 0,25 ≤ T /Tab.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Batterie.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Eine Batterie, wie z.B. eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, umfasst im Allgemeinen einen Elektrodenkörper mit einem Positivelektroden-Stromkollektor, einer Positivelektroden-Aktivmaterialschicht, einer Elektrolytschicht, einer Negativelektroden-Aktivmaterialschicht und einem Negativelektroden-Stromkollektor. Der Elektrodenkörper ist z. B. in einem Innenraum versiegelt, der von einem Außenmaterial umgeben ist. Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2011-108623 ( JP 2011-108623 A ) offenbart eine Lithium-Polymer-Sekundärbatterie, die eine Elektrodenanordnung, ein äußeres Material, das die Außenseite der Elektrodenanordnung umgibt, und eine erste Abdeckung und eine zweite Abdeckung, die das äußere Material abdichten, umfasst, wobei ein erster Elektrodenanschluss und ein zweiter Elektrodenanschluss durch die erste Abdeckung bzw. die zweite Abdeckung herausgezogen werden. Ferner wird in JP 2011-108623 A eine Laminatfolie als Außenmaterial beschrieben. Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2021-190281 ( JP 2021-190281 A ) offenbart eine Batterie, die einen Außenkörper verwendet, der aus einem Blatt Folie hergestellt ist, in dem eine Rippenstruktur an einem Eckenabschnitt der Seite orthogonal zu einer Endfläche vorgesehen ist, an der eine Stromkollektor-Streifenleitung verlängert und vorgesehen ist, wobei die Rippenstruktur durch mehrere Folien, die laminiert sind, bereitgestellt wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wie in den unten beschriebenen 3A, 3B, 3C und 3D gezeigt, können die Abmessungen des Stromkollektoranschlusses kleiner sein als die Abmessungen des Elektrodenkörpers. Wenn der Stromkollektoranschluss, der ein solches Größenverhältnis aufweist, mit einer Laminatfolie versiegelt wird, können beispielsweise Falten in der Laminatfolie auftreten, und die Versiegelungsleistung der Batterie kann sich verschlechtern. Um dieses Problem zu lösen, haben die Erfinder einen Schweißabschnitt an dem Stromkollektoranschluss vorgesehen, in dem die Innenflächen der Laminatfolie miteinander verschweißt sind. Durch die Bereitstellung des Schweißabschnitts kann eine Verschlechterung der Dichtungsleistung unterdrückt werden. Der Schweißabschnitt wird häufig am Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses aufgrund des Herstellungsverfahrens angebracht. Um eine Verschlechterung der Dichtigkeit zu verhindern, ist es wünschenswert, dass das Auftreten von Schweißfehlern am Schweißabschnitt unterdrückt wird.
Die vorhandene Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Umstände gemacht, und ein Hauptziel der vorhandenen Offenbarung ist es, eine Batterie bereitzustellen, in der das Auftreten einer schlechten Schweißung am Schweißabschnitt unterdrückt wird.
(1)
Eine Batterie umfasst: einen Elektrodenkörper; einen Stromkollektoranschluss, der an einem Seitenflächenabschnitt des Elektrodenkörpers angeordnet ist; und eine Laminatfolie, die den Elektrodenkörper bedeckt. Wenn die Batterie von der Seite des Stromkollektoranschlusses in der Seitenansicht betrachtet wird, liegt eine Außenkante des Stromkollektoranschlusses an einer Innenseite einer Außenkante des Elektrodenkörpers. Die Laminatfolie ist so angeordnet, dass sie eine Oberfläche bedeckt, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses und eine Oberfläche, die die Außenkante des Elektrodenkörpers bildet. An einem Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses befindet sich ein Schweißabschnitt, in dem die Innenflächen der Laminatfolie miteinander verschweißt sind. Die Laminatfolie umfasst mindestens eine Metallschicht. In dem Schweißabschnitt ist eine erste Harzschicht zwischen den einander zugewandten Metallschichten angeordnet. Eine zweite Harzschicht ist zwischen der Metallschicht und dem Stromkollektoranschluss angeordnet. Wenn die Dicke der ersten Harzschicht T_a und die Dicke der zweiten Harzschicht T_b beträgt, erfüllen T_a und T_b den Wert 0,25 ≤ T /T_ab.
(2)
In der Batterie nach (1), wenn die Dicke der Metallschicht im Schweißabschnitt T_c beträgt, erfüllen T_a und T_c die Bedingungen 0,5 ≤ T /T_ac ≤ 4.
(3)
In der Batterie gemäß (1) oder (2) umfasst die Laminatfolie eine innere Harzschicht auf einer Oberfläche der Metallschicht auf der Seite des Stromkollektoranschlusses, und die erste Harzschicht und die zweite Harzschicht umfassen jeweils die innere Harzschicht.
(4)
In der Batterie gemäß (3) ist eine Harzfolie zwischen der inneren Harzschicht und dem Stromkollektoranschluss angeordnet, wobei die erste Harzschicht die Harzfolie umfasst.
Die Batterie gemäß der vorhandenen Offenbarung hat den Effekt, dass sie das Auftreten von schlechten Schweißungen am Schweißabschnitt unterdrücken kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Zeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:

1A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Elektrodenkörper in der vorhandenen Offenbarung zeigt;
1B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Elektrodenkörper und einen Stromkollektoranschluss in der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und eine Laminatfolie in der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie in der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3A ist eine schematische Seitenansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie in der vorhandenen Offenbarung zeigt;
3B ist eine schematische Schnittdarstellung, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie in der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3C ist eine schematische Seitenansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie in der vorhandenen Offenbarung zeigt;
3D ist eine schematische Schnittansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie in der vorhandenen Offenbarung zeigt;
4A ist eine schematische Seitenansicht, die einen Teil einer Batterie in der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4B ist eine schematische Seitenansicht, die einen Teil der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Batterie zeigt;
5 ist eine schematische Seitenansicht, die einen Teil der Batterie der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 ist eine schematische Seitenansicht, die einen Teil der Batterie der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7 ist eine schematische Draufsicht, die einen Teil der Batterie der vorhandenen Offenbarung zeigt;
8 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Teil der Batterie in der vorhandenen Offenbarung zeigt;
9A ist eine schematische Seitenansicht, die einen Teil der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Batterie zeigt;
9B ist eine schematische Seitenansicht, die einen Teil der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Batterie zeigt;
10A ist eine schematische Seitenansicht, die ein Verfahren zur Bildung eines Vorsprungs einer Harzfolie in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
10B ist eine schematische Seitenansicht, die das Verfahren zur Bildung des Vorsprungs der Harzfolie in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
10C ist eine schematische Seitenansicht, die das Verfahren zur Bildung des Vorsprungs der Harzfolie in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
11 ist eine schematische Schnittdarstellung des Elektrodenkörpers in der vorliegenden Offenbarung;
12A ist eine schematische Seitenansicht, die einen zweiten Bedeckungsschritt im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
12B ist eine schematische Seitenansicht, die den zweiten Bedeckungsschritt der vorhandenen Offenbarung zeigt;
12C ist eine schematische Seitenansicht, die den zweiten Bedeckungsschritt in der vorhandenen Offenbarung zeigt; und
zeigt die Ergebnisse einer Temperaturschockprüfung an Batterien, die in Beispielen erzielt wurden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der vorhandenen Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Jede unten gezeigte Zeichnung ist schematisch dargestellt, und die Größe und Form der einzelnen Teile sind angemessen übertrieben für ein einfaches Verständnis. Wenn in der vorliegenden Beschreibung der Begriff „oben“ oder „unten“ verwendet wird, um zu beschreiben, wie ein Element in Bezug auf ein anderes Element angeordnet ist, umfasst dies einen Fall, in dem das eine Element direkt über oder direkt unter dem anderen Element so angeordnet ist, dass das eine Element in Kontakt mit dem anderen Element steht, und einen Fall, in dem das eine Element über oder unter dem anderen Element angeordnet ist, wobei noch ein weiteres Element dazwischen liegt, sofern nicht anders angegeben.
A. Batterie
1A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Elektrodenkörper in der vorliegenden Offenbarung zeigt, und 1B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Elektrodenkörper und einen Stromkollektoranschluss in der vorliegenden Offenbarung zeigt. Der in 1A dargestellte Elektrodenkörper 10 umfasst einen oberen Oberflächenabschnitt 11, einen unteren Oberflächenabschnitt 12, der dem oberen Oberflächenabschnitt 11 gegenüberliegt, und vier seitliche Oberflächenabschnitte (einen ersten seitlichen Oberflächenabschnitt 13, einen zweiten seitlichen Oberflächenabschnitt 14, einen dritten seitlichen Oberflächenabschnitt 15 und einen vierten seitlichen Oberflächenabschnitt 16), die den oberen Oberflächenabschnitt 11 und den unteren Oberflächenabschnitt 12 verbinden. In 1B ist ein erster Stromkollektoranschluss 20A auf dem ersten Seitenflächenabschnitt 13 des Elektrodenkörpers 10 angeordnet, und ein zweiter Stromkollektoranschluss 20B ist auf dem dritten Seitenflächenabschnitt 15 des Elektrodenkörpers 10 angeordnet. Der erste Stromkollektoranschluss 20A ist beispielsweise ein Positivelektroden-Stromkollektoranschluss, und der zweite Stromkollektoranschluss 20B ist ein Negativelektroden-Stromkollektoranschluss.
2A und 2B sind jeweils eine schematische perspektivische Ansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und eine Laminatfolie in der vorhandenen Offenbarung zeigt. Wie in 2A gezeigt, ist eine Laminatfolie 30 zum Beispiel ein Blatt aus Folie. Wie in 2A und 2B gezeigt, ist die Laminatfolie 30 so gefaltet, dass sie den unteren Oberflächenabschnitt 12, den zweiten Seitenflächenabschnitt 14, den oberen Oberflächenabschnitt 11 und den vierten Seitenflächenabschnitt 16 des Elektrodenkörpers 10 vollständig bedeckt. Andererseits sind in 2B zumindest ein Teil des ersten Stromkollektoranschlusses 20A und zumindest ein Teil des zweiten Stromkollektoranschlusses 20B innerhalb der gefalteten Laminatfolie 30 gelegen.
3A ist eine schematische Seitenansicht, die den Elektrodenkörper und den Stromkollektoranschluss in der vorliegenden Offenbarung zeigt, und 3B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3A. Wie in den 3A und 3B gezeigt, liegt eine Außenkante E₂ des Stromkollektoranschlusses 20 auf der Innenseite einer Außenkante E₁ des Elektrodenkörpers 10, wenn man den Elektrodenkörper 10 und den Stromkollektoranschluss 20 von der Seite des Stromkollektoranschlusses 20 betrachtet. Das heißt, die Abmessungen des Stromkollektoranschlusses 20 sind kleiner als die Abmessungen des Elektrodenkörpers 10. Darüber hinaus hat der Elektrodenkörper 10, wie in 3B gezeigt, einen Stromkollektorstreifen T auf dem Seitenflächenabschnitt SS₁₀. Der Stromkollektorstreifen T ist mit einer Oberfläche (Oberfläche, die dem Seitenflächenabschnitt SS₁₀ des Elektrodenkörpers 10 zugewandt ist) des Stromkollektoranschlusses 20 verbunden.
3C ist eine schematische Seitenansicht, die den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie in der vorliegenden Offenbarung zeigt, und 3D ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3C. Wie in 3C und 3D gezeigt, befindet sich bei Betrachtung des Elektrodenkörpers 10, des Stromkollektoranschlusses 20 und der Laminatfolie 30 von der Seite des Stromkollektoranschlusses 20 ein Zwischenraum S zwischen der Laminatfolie 30 und dem Stromkollektoranschluss 20. Wenn der Stromkollektoranschluss 20 mit der Laminatfolie 30 versiegelt wird, können daher aufgrund des überschüssigen Teils der Laminatfolie 30 Falten in der Laminatfolie 30 entstehen, und die Versiegelungsleistung der Batterie kann sich verschlechtern. Andererseits ist in der Batterie gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie in 4A und 4B gezeigt, ein Schweißabschnitt X, in dem die Innenflächen (die Flächen auf der Seite des Stromkollektoranschlusses 20) der Laminatfolie 30 miteinander verschweißt sind, an einem Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses 20 angeordnet. Durch die Bereitstellung des Schweißabschnitts X ist es möglich, eine Verschlechterung der Dichtungsleistung aufgrund von Falten in der Laminatfolie zu verhindern.
Die in 5 dargestellte Laminatfolie 30 umfasst eine Metallschicht 31, eine innere Harzschicht 32, die auf einer Oberfläche der Metallschicht 31 auf der Seite des Stromkollektoranschlusses 20 angeordnet ist, und eine äußere Harzschicht 33, die auf einer Oberfläche der Metallschicht 31 auf der dem Stromkollektoranschluss 20 gegenüberliegenden Seite der Metallschicht 31 angeordnet ist. Außerdem ist in dem Schweißabschnitt X eine erste Harzschicht R₁ zwischen den einander gegenüberliegenden Metallschichten 31 angeordnet. Eine zweite Harzschicht R₂ ist zwischen der Metallschicht 31 und dem Stromkollektoranschluss 20 angeordnet. In 5 sind die erste Harzschicht R₁ und die zweite Harzschicht R₂ jeweils die innere Harzschicht 32 der Laminatfolie 30. Außerdem sind die erste Harzschicht R₁ und die zweite Harzschicht R₂ kontinuierlich angeordnet. Wie in 5 gezeigt, wenn die Dicke der ersten Harzschicht R₁ T_a und die Dicke der zweiten Harzschicht R₂ T_b ist, erfüllen T_a und T_b 0,25 ≤ T /T_ab.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird, da der Schweißabschnitt auf dem Stromkollektoranschluss angeordnet ist, eine Batterie bereitgestellt, in der eine Verschlechterung der Dichtungsleistung unterdrückt wird. Wie in den oben beschriebenen 3A, 3B, 3C und 3D gezeigt, können die Abmessungen des Stromkollektoranschlusses kleiner sein als die Abmessungen des Elektrodenkörpers. Durch ein solches Größenverhältnis ist es möglich, den Kontakt zwischen den benachbarten Stromkollektoranschlüssen zu unterdrücken, wenn beispielsweise mehrere Batterien zusammen gestapelt werden. Durch die Unterdrückung des Kontakts zwischen den benachbarten Stromkollektoranschlüssen ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Batterie geringer. Wenn der Stromkollektoranschluss, der ein solches Größenverhältnis aufweist, mit einer Laminatfolie versiegelt wird, können außerdem Falten in der Laminatfolie entstehen, was die Versiegelungsleistung der Batterie beeinträchtigen kann. In der vorliegenden Offenbarung wird durch die Anordnung des Schweißabschnitts X, in dem die Innenflächen der Laminatfolie miteinander verschweißt sind, auf dem Stromkollektoranschluss, selbst wenn die Abmessungen des Stromkollektoranschlusses kleiner sind als die Abmessungen des Elektrodenkörpers, eine Batterie bereitgestellt, in der eine Verschlechterung der Dichtungsleistung unterdrückt wird. Andererseits ist der Schweißabschnitt, wie oben beschrieben, aufgrund des Herstellungsverfahrens häufig am Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses vorgesehen. Unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung einer Verschlechterung der Dichtungsleistung ist es wünschenswert, dass das Auftreten einer schlechten Schweißung am Schweißabschnitt unterdrückt wird. In Anbetracht dessen kann gemäß der vorliegenden Offenbarung durch die Einstellung von T_a größer als T_b die Haftung am Schweißabschnitt verbessert und das Auftreten von schlechten Schweißungen am Schweißabschnitt unterdrückt werden.
1. Akku-Konfiguration
Die Batterie in der vorliegenden Offenbarung umfasst mindestens den Elektrodenkörper, den Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie.
(1) Elektrodenkörper
Der Elektrodenkörper in der vorliegenden Offenbarung fungiert als ein Energieerzeugungselement der Batterie. Obwohl die Form des Elektrodenkörpers nicht besonders begrenzt ist, umfasst der Elektrodenkörper beispielsweise, wie in 1A gezeigt, einen oberen Oberflächenabschnitt 11, einen unteren Oberflächenabschnitt 12, der dem oberen Oberflächenabschnitt 11 gegenüberliegt, und vier Seitenoberflächenabschnitte (einen ersten Seitenoberflächenabschnitt 13, einen zweiten Seitenoberflächenabschnitt 14, einen dritten Seitenoberflächenabschnitt 15 und einen vierten Seitenoberflächenabschnitt 16), die den oberen Oberflächenabschnitt 11 und den unteren Oberflächenabschnitt 12 verbinden. Sowohl der obere Oberflächenabschnitt 11 als auch der untere Oberflächenabschnitt 12 entsprechen der Hauptoberfläche des Elektrodenkörpers, und die normale Richtung der Hauptoberfläche kann als die Dickenrichtung definiert werden. Außerdem sind der erste Seitenflächenabschnitt 13 und der dritte Seitenflächenabschnitt 15 so angeordnet, dass sie an den gegenüberliegenden Seiten des Elektrodenkörpers liegen. Auch der zweite Seitenflächenabschnitt 14 und der vierte Seitenflächenabschnitt 16 sind so angeordnet, dass sie auf den gegenüberliegenden Seiten des Elektrodenkörpers liegen.
Die Form des oberen Teils der Oberfläche ist nicht besonders begrenzt. Beispiele dafür umfassen jedoch Vierecke wie ein Quadrat, ein Rechteck, eine Raute, ein Trapez und ein Parallelogramm. Die Form des oberen Oberflächenteils 11 in 1A ist rechteckig. Die Form des oberen Oberflächenteils kann eine polygonale Form sein, die kein Viereck ist, oder eine Form mit einer Kurve, wie z. B. eine Kreisform. Auch die Form des unteren Oberflächenabschnitts ist die gleiche wie die des oberen Oberflächenabschnitts. Die Form des seitlichen Oberflächenteils ist nicht besonders begrenzt. Beispiele hierfür umfassen jedoch Vierecke wie ein Quadrat, ein Rechteck, eine Raute, ein Trapez und ein Parallelogramm.
(2) Stromkollektoranschluss
Der Stromkollektoranschluss in der vorliegenden Offenbarung ist auf dem seitlichen Oberflächenteil des Elektrodenanschlusses angeordnet. Die Batterie in der vorliegenden Offenbarung hat wünschenswerterweise zwei Stromkollektoranschlüsse für einen Elektrodenanschluss. Beispielsweise kann, wie in 1B gezeigt, ein Paar von Stromkollektoranschlüssen 20 (ein erster Stromkollektoranschluss 20A und ein zweiter Stromkollektoranschluss 20B) so angeordnet sein, dass der erste Stromkollektoranschluss 20A auf der dem zweiten Stromkollektoranschluss 20B gegenüberliegenden Seite des Elektrodenkörpers 10 liegt. Auch in 1B sind die Stromkollektoranschlüsse 20 so angeordnet, dass sie sich auf den gegenüberliegenden Seiten des Elektrodenkörpers 10 in der Längsrichtung des Elektrodenkörpers 10 befinden.
Betrachtet man die Batterie von der Seite des Stromkollektoranschlusses in der Seitenansicht, so ist die Form des Stromkollektoranschlusses nicht besonders begrenzt. Beispiele dafür umfassen jedoch Vierecke wie ein Quadrat, ein Rechteck, ein Rhombus, ein Trapez und ein Parallelogramm. Die Form des Stromkollektoranschlusses 20 in 3A ist rechteckig. In diesem Rechteck erstrecken sich die kurzen Seiten in einer Richtung parallel zur Dickenrichtung D_T, und die langen Seiten erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung D_T.
Betrachtet man die Batterie von der Seite des Stromkollektoranschlusses in der Seitenansicht, so liegt eine Außenkante des Stromkollektoranschlusses an einer Innenseite der Außenkante des Elektrodenanschlusses. Wie beispielsweise in 3A gezeigt, liegt die Außenkante E₂ des Stromkollektoranschlusses 20 an einer Innenseite der Außenkante E₁ des Elektrodenanschlusses 10. Mit anderen Worten, die Außenkante E₂ des Stromkollektoranschlusses 20 ist von der Außenkante E₁ des Elektrodenkörpers 10 über den gesamten Umfang umfasst.
In 3A ist beispielsweise die Länge (Umfangslänge) der Außenkante E₁ des Elektrodenkörpers 10 gleich L₁, und die Länge (Umfangslänge) der Außenkante E₂ des Stromkollektoranschlusses 20 gleich L₂. Das Verhältnis von L₂ zu L₁ (L/L₂₁) beträgt beispielsweise 0,7 oder mehr und weniger als eins, und kann 0,8 oder mehr und 0,95 oder weniger betragen. In 3A ist beispielsweise die Länge der Außenkante E₁ in Richtung der Dicke D_T gleich L_a und die Länge der Außenkante E₂ in Richtung der Dicke D_T gleich L_b. Das Verhältnis von L_b zu L_a (L/L_ba) beträgt beispielsweise 0,5 oder mehr und weniger als eins und kann 0,8 oder mehr und 0,95 oder weniger betragen. In 3A ist beispielsweise die Länge der Außenkante E₁ in der Richtung orthogonal zur Dickenrichtung D_Tgleich L_c, und die Länge der Außenkante E₂ in der Richtung orthogonal zur Dickenrichtung D_Tgleich L_d. Das Verhältnis von L_d zu L_c (L/L_dc) beträgt beispielsweise 0,5 oder mehr und weniger als eins und kann 0,8 oder mehr und 0,95 oder weniger betragen. In 3A beträgt beispielsweise die Länge des Spalts zwischen der Außenkante E₁ und der Außenkante E₂ δ. Die Länge δ ist größer als 0 mm und kann 0,3 mm oder mehr oder 0,5 mm oder mehr betragen. Andererseits ist die Länge δ zum Beispiel 1,5 mm oder weniger.
(3) Laminatfolie
Die Laminatfolie in der vorliegenden Offenbarung bedeckt den Elektrodenkörper und dichtet den Elektrodenkörper zusammen mit dem Stromkollektoranschluss ab. Wie in den 2A und 2B gezeigt, ist die Laminatfolie 30 so angeordnet, dass sie eine Oberfläche, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses 20 bildet, und eine Oberfläche, die die Außenkante des Elektrodenkörpers 10 bildet, bedeckt, wenn der Elektrodenkörper 10 und der Stromkollektoranschluss 20 von der Seite des Stromkollektoranschlusses 20 betrachtet werden. Wie in 4A gezeigt, ist ein Schweißabschnitt X, in dem die Innenflächen der Laminatfolie 30 miteinander verschweißt sind, am Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses 20 angeordnet. Es ist wünschenswert, dass eine Schweißfläche des Schweißabschnitts X keinen Spalt aufweist. Die Laminatfolie kann einen Schweißabschnitt X oder zwei oder mehr Schweißabschnitte aufweisen. Die Schweißabschnitte X können auch an zwei Eckenabschnitten des Stromkollektoranschlusses angeordnet sein, wobei sich die Eckenabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des Stromkollektoranschlusses in Dickenrichtung befinden. Ferner ist in 4A ein Endabschnitte-Klebeabschnitt Y angeordnet, in dem die Endabschnitte der Laminatfolie 30 miteinander verschweißt sind. Der Endabschnitt Y kann entsprechend der Form des Stromkollektoranschlusses einem Biegeprozess unterzogen werden. Dadurch kann der überflüssige Platz reduziert werden. Wie in 4B gezeigt, kann die Form des Stromkollektoranschlusses 20 außerdem viereckig sein, und die Schweißabschnitte X können an allen Eckenabschnitten angeordnet sein. In 4B ist der Endabschnitte-Klebeabschnitt Y an einer Seite angeordnet, die zwei Eckenabschnitte verbindet.
Wie in 6 gezeigt, kann der Schweißabschnitt X eine erste Oberfläche S_a , eine zweite Oberfläche S_b und eine gekrümmte Oberfläche S_c umfassen, die die erste Oberfläche S_a und die zweite Oberfläche S_b verbindet. Die zweite Oberfläche S_b befindet sich auf der der ersten Oberfläche S_a gegenüberliegenden Seite der inneren Harzschicht 32 und ist an einer Außenseite der ersten Oberfläche S_a in der Dickenrichtung D_T der Batterie gelegen. Außerdem sind die normale Richtung der ersten Oberfläche S_a und die normale Richtung der zweiten Oberfläche S_b vorzugsweise parallel zur Dickenrichtung D_T der Batterie. „Parallel“ bedeutet, dass der von den beiden Richtungen gebildete Winkel 20° oder weniger beträgt.
In 6, wenn die Batterie von der Seite des Stromkollektoranschlusses 20 aus betrachtet wird, ist der Schweißabschnitt X an einem Eckenabschnitt t angeordnet, der die Außenkante E₂ des Stromkollektoranschlusses 20 bildet. Wie in 6 gezeigt, beträgt die Breite des Schweißabschnitts X w₁. Die Breite w₁ beträgt beispielsweise 0,1 mm oder mehr und kann 0,3 mm oder mehr oder 0,6 mm oder mehr betragen. Andererseits beträgt die Breite w₁ z. B. 2 mm oder weniger und kann 1,5 mm oder weniger betragen.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, ist, wenn die Batterie in Draufsicht aus der Dickenrichtung betrachtet wird, die Endposition der Laminatfolie 30 auf der Seite des Stromkollektoranschlusses 20 α, und eine Position der Laminatfolie 30, die der Grenze zwischen dem Stromkollektoranschluss 20 und dem Elektrodenkörper 10 entspricht, ist β. Die Schweißabschnitte X in den 7 und 8 sind kontinuierlich von der Endposition α zur Position β angeordnet. Wenn eine Richtung (eine axiale Richtung), in der sich der Stromkollektoranschluss 20 vom Elektrodenkörper 10 aus erstreckt, D₁ ist, ist der Schweißabschnitt X vorzugsweise entlang D₁ angeordnet. Außerdem kann der Schweißabschnitt X in mindestens einem Teil eines Bereichs von der Endposition α bis zur Position β in D₁ angeordnet sein. Die Länge des Schweißabschnitts X in D₁ beträgt beispielsweise 1 mm oder mehr und kann 3 mm oder mehr oder 5 mm oder mehr sein.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Laminatfolie 30 mindestens die Metallschicht 31. Die Laminatfolie 30 umfasst wünschenswerterweise die innere Harzfolie 32 auf der Oberfläche der Metallschicht 31 auf der Seite des Stromkollektoranschlusses 20. Ferner umfasst die Laminatfolie 30 vorzugsweise die äußere Harzfolie 33 auf der dem Stromkollektoranschluss 20 gegenüberliegenden Oberfläche der Metallschicht 31. In dem Schweißabschnitt X ist die erste Harzschicht R₁ zwischen den einander gegenüberliegenden Metallschichten 31 angeordnet. Die zweite Harzschicht R₂ ist zwischen der Metallschicht 31 und dem Stromkollektoranschluss 20 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, beträgt die Dicke der ersten Harzschicht R₁ T_a, und die Dicke der zweiten Harzschicht R₂ beträgt T_b. T_a und T_b erfüllen 0,25 ≤ T /T_ab. T /T_abkann 0,5 oder mehr, 0,75 oder mehr, 1,0 oder mehr, 1,1 oder mehr, oder 1,2 oder mehr betragen. Andererseits ist T /T_abzum Beispiel kleiner als 2,0 und kann 1,8 oder weniger betragen. T_a und T_b sind vorzugsweise Durchschnittswerte von Dicken, die an einer Vielzahl von Stellen gemessen wurden. Darüber hinaus können die Werte von T_a und T_b durch geeignete Einstellung der Bedingungen für das Bedecken des Stromkollektoranschlusses mit der Laminatfolie gesteuert werden.
Wie in 5 gezeigt, beträgt die Dicke der Metallschicht 31 am Schweißabschnitt X T_c. T_a und T_c erfüllen vorzugsweise 0,5 ≤ T /T_ac ≤ 7. Dadurch kann eine Beschädigung des Schweißabschnitts X durch einen Temperaturschock unterdrückt werden. Wenn die Batterie einem Temperaturschock ausgesetzt wird, dehnt sich die erste Harzschicht am Schweißabschnitt X stärker aus als die Metallschicht. Daher kann die Metallschicht in einem Fall, in dem T /T_ac zu groß ist, aufgrund von Spannungen während der Ausdehnung beschädigt werden. Andererseits kann durch die Einstellung von T /T_ac auf sieben oder weniger eine Beschädigung des Schweißabschnitts X aufgrund von Temperaturschocks unterdrückt werden. Ist T /T_ac hingegen zu klein, wird möglicherweise keine gute Dichtungsleistung erzielt. T /T_ac kann 0,75 oder mehr, oder 1,0 oder mehr betragen. Andererseits kann T /T_ac 4,0 oder weniger oder 3,5 oder weniger betragen. Wenn T /T_ac 4,0 oder weniger beträgt, wird eine Beschädigung des Schweißabschnitts X aufgrund von Temperaturschocks in bemerkenswerter Weise unterdrückt. T_c ist wünschenswerterweise ein Durchschnittswert der an mehreren Stellen gemessenen Dicken. Außerdem ist der Wert von T_c im Wesentlichen unabhängig von den Bedingungen, unter denen der Stromkollektoranschluss mit der Laminatfolie bedeckt ist.
Wie in 9A gezeigt, kann eine Harzfolie 40 zwischen der inneren Harzschicht 32 der Laminatfolie 30 und dem Stromkollektoranschluss 20 angeordnet werden. Durch das Anbringen der Harzfolie 40 wird die Haftung zwischen der Laminatfolie 30 und dem Stromkollektoranschluss 20 verbessert. In 9A umfasst die erste Harzschicht R₁ die innere Harzschicht 32, aber nicht die Harzfolie 40. Im Gegensatz dazu umfasst die zweite Harzschicht R₂ die innere Harzschicht 32 und die Harzfolie 40.
Wie in 9B gezeigt, kann die erste Harzschicht R₁ sowohl die innere Harzschicht 32 als auch die Harzfolie 40 umfassen. Das heißt, der Schweißabschnitt X kann einen Vorsprung der Harzfolie 40 umfassen. Indem der Schweißabschnitt X so geformt wird, dass er den Vorsprung der Harzfolie 40 bedeckt, kann das Auftreten eines Spalts am Schweißabschnitt X unterdrückt werden. Der Schweißabschnitt X kann eine dritte Fläche, eine vierte Fläche und eine gekrümmte Fläche aufweisen, die die dritte Fläche und die vierte Fläche verbindet. Die vierte Fläche befindet sich auf der der dritten Fläche gegenüberliegenden Seite des Vorsprungs und liegt auf einer Außenseite der dritten Fläche in Richtung der Dicke D_T der Batterie. Darüber hinaus sind die normale Richtung der dritten Oberfläche und die normale Richtung der vierten Oberfläche wünschenswerterweise parallel zur Dickenrichtung D_T der Batterie. Wie in 9B gezeigt, ist die Breite des Schweißabschnitts X w₁ und die Breite des Vorsprungs der Harzfolie 40 w₂. Das Verhältnis der Breite w₂ zur Breite w₁ (w /w₂₁) beträgt beispielsweise 0,1 oder mehr und kann 0,3 oder mehr oder 0,5 oder mehr betragen. Andererseits ist w /w₂₁ z. B. 0,9 oder weniger. Ein wünschenswerter Wert für die Breite w₁ ist wie oben beschrieben. Andererseits beträgt die Breite w₂ z. B. 0,1 mm oder mehr und kann 0,2 mm oder mehr oder 0,5 mm oder mehr betragen. Andererseits beträgt die Breite w₂ z. B. 1,9 mm oder weniger.
10A, 10B und 10C sind jeweils eine schematische Seitenansicht, die ein Verfahren zur Bildung des Vorsprungs der Harzfolie in der vorliegenden Offenbarung illustriert. Wie in 10A gezeigt, wird die Harzfolie 40 um den Stromkollektoranschluss 20 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Länge der Außenkante der Harzfolie 40 länger als die Länge der Außenkante des Stromkollektoranschlusses 20, um den Vorsprung zu bilden. Als nächstes werden, wie in 10B gezeigt, eine Vorrichtung 51, eine Vorrichtung 52, eine Vorrichtung 53 und eine Vorrichtung 54 in Richtung des Stromkollektoranschlusses 20 und der Harzfolie 40 geschoben. Es ist wünschenswert, dass die Schablonen 51 bis 54 beheizt werden. In der Dickenrichtung D_T sind die Längen (Längen in der Aufwärts-Abwärts-Richtung der Zeichnung) der Schablone 52 und der Schablone 54 kürzer als die Länge (Länge in der Aufwärts-Abwärts-Richtung der Zeichnung) des Stromkollektoranschlusses 20. Daher entsteht beispielsweise ein Spalt zwischen der Spannvorrichtung 51 und der Spannvorrichtung 52, und die überschüssigen Teile der Harzfolie 40 sammeln sich in dem Spalt. Infolgedessen werden Vorsprünge P der Harzfolie gebildet, wie in 10C dargestellt. Die Dicke des Vorsprungs P kann in Abhängigkeit von der Größe des Spalts zwischen der Vorrichtung 51 und der Vorrichtung 52 eingestellt werden.
2. Element der Batterie
Eine Batterie in der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Elektrodenkörper, einen Stromkollektoranschluss und eine Laminatfolie.
(1) Elektrodenkörper
Der Elektrodenkörper in der vorliegenden Offenbarung umfasst beispielsweise, wie in 11 gezeigt, einen Positivelektroden-Stromkollektor 1, eine Positivelektroden-Aktivmaterialschicht 2, eine Elektrolytschicht 3, eine Negativelektroden-Aktivmaterialschicht 4 und einen Negativelektroden-Stromkollektor 5 in dieser Reihenfolge in der Dickenrichtung D_T. Wenn die Positivelektroden-Aktivmaterialschicht 2, die Elektrolytschicht 3 und die Negativelektroden-Aktivmaterialschicht 4 als eine Stromerzeugungseinheit eingestellt sind, weist der Elektrodenkörper wünschenswerterweise eine Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten auf. Wie in 11 gezeigt, hat der Positivelektroden-Stromkollektor 1 vorzugsweise einen positiven Elektrodenstreifen 1t, und der Negativelektroden-Stromkollektor 5 hat vorzugsweise einen negativen Elektrodenstreifen 5t.
Die Positivelektroden-Aktivmaterialschicht enthält mindestens ein Positivelektroden-Aktivmaterial. Die Positivelektroden-Aktivmaterialschicht kann außerdem mindestens eines der folgenden Materialien enthalten: ein leitfähiges Material, einen Elektrolyten und ein Bindemittel. Beispiele für das aktive Material der positiven Elektrode umfassen aktives Oxidmaterial. Beispiele für aktives Oxidmaterial umfassen aktives Material vom Steinsalz-Schichttyp, wie LiNi_1/3 Co Mn O_1/31/32, aktives Material vom Spinell-Typ, wie LiMn O₂₄, und aktives Material vom Olivin-Typ, wie LiFePO₄. Schwefel (S) kann auch als aktives Material für die positive Elektrode verwendet werden. Die Form des aktiven Materials der positiven Elektrode ist zum Beispiel partikelförmig.
Beispiele für das leitende Material umfassen Kohlenstoffmaterial. Der Elektrolyt kann ein Festelektrolyt oder ein flüssiger Elektrolyt sein. Der Festelektrolyt kann ein organischer Festelektrolyt, wie z. B. ein Gelelektrolyt, oder ein anorganischer Festelektrolyt, wie z. B. ein Oxidfestelektrolyt und ein Sulfidfestelektrolyt, sein. Der flüssige Elektrolyt (Elektrolytlösung) enthält z. B. ein Trägersalz wie LiPF₆ und ein Lösungsmittel wie ein Lösungsmittel auf Karbonatbasis. Beispiele für das Bindemittel umfassen ein Bindemittel auf Kautschukbasis und ein Bindemittel auf Fluoridbasis.
Die Negativelektroden-Aktivmaterialschicht enthält mindestens ein Negativelektroden-Aktivmaterial. Die Negativelektroden-Aktivmaterialschicht kann außerdem mindestens eines der folgenden Materialien enthalten: ein leitfähiges Material, einen Elektrolyten und ein Bindemittel. Beispiele für das aktive Material der negativen Elektrode umfassen aktives Metallmaterial, wie Li und Si, aktives Kohlenstoffmaterial, wie Graphit, und aktives Oxidmaterial, wie Li₄ Ti O₅₁₂. Das aktive Material der negativen Elektrode hat beispielsweise die Form von Partikeln oder Folien. Das leitfähige Material, der Elektrolyt und das Bindemittel sind ähnlich wie oben beschrieben.
Die Elektrolytschicht ist zwischen der Positivelektroden-Aktivmaterialschicht und der Negativelektroden-Aktivmaterialschicht angeordnet und enthält mindestens einen Elektrolyten. Der Elektrolyt kann ein Festelektrolyt oder ein flüssiger Elektrolyt sein. Der Elektrolyt ist ähnlich wie die oben beschriebenen. Die Elektrolytschicht kann einen Separator enthalten.
Der Positivelektroden-Stromkollektor sammelt den Strom von der Positivelektroden-Aktivmaterialschicht. Beispiele für das Material des Positivelektroden-Stromkollektors umfassen Metalle wie Aluminium, SUS und Nickel. Beispiele für die Form des Positivelektroden-Stromkollektors umfassen eine Folienform und eine Maschenform. Der Positivelektroden-Stromkollektor kann einen positiven Streifen zur Verbindung mit dem Positivelektroden-Stromkollektoranschluss aufweisen.
Der Negativelektroden-Stromkollektor sammelt den Strom von der Negativelektroden-Aktivmaterialschicht. Beispiele für das Material des Negativelektroden-Stromkollektors umfassen Metalle wie Kupfer, SUS und Nickel. Beispiele für die Form des Negativelektroden-Stromkollektors umfassen eine Folienform und eine Maschenform. Der Negativelektroden-Stromkollektor kann einen Streifen für den Anschluss an den Negativelektroden-Stromkollektoranschluss aufweisen.
(2) Stromkollektoranschluss
Der Stromkollektoranschluss in der vorliegenden Offenbarung ist auf dem Seitenflächenabschnitt des Elektrodenkörpers angeordnet. Der Stromkollektoranschluss ist ein Anschluss, der zumindest teilweise einen Stromsammelabschnitt aufweist. Der stromsammelnde Abschnitt ist zum Beispiel elektrisch mit einem Streifen des Elektrodenkörpers verbunden. Der Stromkollektoranschluss kann der gesamte Stromsammelabschnitt oder ein Teil des Stromsammelabschnitts sein. Beispiele für das Material des Stromkollektoranschlusses umfassen Metalle wie Aluminium und SUS.
(3) Laminatfolie
Die Laminatfolie in der vorliegenden Offenbarung weist mindestens eine Struktur auf, in der die innere Harzschicht und die Metallschicht laminiert sind. Darüber hinaus kann die Laminatfolie die innere Harzschicht, die Metallschicht und die äußere Harzschicht in dieser Reihenfolge entlang der Dickenrichtung aufweisen. Beispiele für das Material der inneren Harzschicht umfassen ein Harz auf Olefinbasis wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE). Beispiele für das Material der Metallschicht umfassen Aluminium, Aluminiumlegierungen und rostfreien Stahl. Beispiele für das Material der äußeren Harzschicht umfassen Polyethylenterephthalat (PET) und Nylon. Die Dicke der inneren Harzschicht beträgt z. B. 40 µm oder mehr und 100 µm oder weniger. Die Dicke der Metallschicht beträgt z. B. 30 µm oder mehr und 100 µm oder weniger. Die Dicke der äußeren Harzschicht beträgt z. B. 20 µm oder mehr und 60 µm oder weniger. Die Dicke der Laminatfolie beträgt z. B. 80 µm oder mehr und 250 µm oder weniger. Ferner kann zwischen der Laminatfolie und dem Stromkollektoranschluss eine Harzfolie angeordnet sein. Beispiele für das Material der Harzfolie umfassen ein olefinbasiertes Harz wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE).
(4) Batterie
Die Batterie in der vorliegenden Offenbarung ist typischerweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Die Anwendungen der Batterie umfassen zum Beispiel eine Energiequelle für Fahrzeuge wie Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs), Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs), Batterie-Elektrofahrzeuge (BEVs), Benzinfahrzeuge und Dieselfahrzeuge. Insbesondere ist es wünschenswert, dass die Batterie als Antriebsenergiequelle für Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs), Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) oder Batterie-Elektrofahrzeuge (BEVs) verwendet wird. Auch kann die Batterie in der vorliegenden Offenbarung als Stromquelle für andere mobile Einrichtungen als Fahrzeuge (z. B. Eisenbahnen, Schiffe und Flugzeuge) verwendet werden, und kann als Stromquelle für elektrische Produkte wie eine informationsverarbeitende Vorrichtung verwendet werden. Ferner ist es in der vorliegenden Offenbarung auch möglich, ein Batteriemodul bereitzustellen, in dem mehrere oben beschriebene Batterien in Richtung der Dicke gestapelt sind.
3. Verfahren zur Herstellung der Batterie
Ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst beispielsweise einen Anfertigungsschritt zum Anfertigen einer Struktur mit dem Elektrodenkörper und dem Stromkollektoranschluss, einen ersten Bedeckungsschritt zum Bedecken der Oberfläche, die die Außenkante des Elektrodenkörpers in der Struktur bildet, mit der Laminatfolie, und einen zweiten Bedeckungsschritt zum Bedecken der Oberfläche, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses in der Struktur bildet, mit der Laminatfolie.
(1) Anfertigungsschritt
Der Anfertigungsschritt besteht darin, eine Struktur mit dem Elektrodenkörper und dem Stromkollektoranschluss anzufertigen. Da der Elektrodenkörper und der Stromkollektoranschluss denen ähnlich sind, die in der obigen „A. Batterie“ beschrieben sind, wird deren Beschreibung hier weggelassen.
(2) Erster Bedeckungsschritt
Der erste Bedeckungsschritt in der vorliegenden Offenbarung ist ein Schritt des Bedeckens der Außenkante des Elektrodenkörpers in der Struktur mit der Laminatfolie. Wie in den 2A und 2B gezeigt, werden beispielsweise im ersten Bedeckungsschritt die Oberflächen (z.B. der untere Oberflächenabschnitt 12, der zweite Seitenoberflächenabschnitt 14, der obere Oberflächenabschnitt 11 und der vierte Seitenoberflächenabschnitt 16), die die Außenkante des Elektrodenkörpers 10 bilden, mit der Laminatfolie 30 bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt können der Elektrodenkörper 10 und die Laminatfolie 30 verschweißt oder nicht verschweißt sein. Wie in 2B gezeigt, wird auch der Endabschnittsüberlappungsabschnitt Z, in dem die Endabschnitte der Laminatfolie 30 überlappt werden, erhitzt. Dadurch wird ein Endabschnitts-Haftabschnitt Y gebildet, in dem die Endabschnitte der Laminatfolie 30 miteinander verschweißt werden. Die Laminatfolie kann zuvor einem Biegeverfahren unterzogen werden, das der Form des Elektrodenkörpers entspricht.
(3) Zweiter Bedeckungsschritt
Der zweite Bedeckungsschritt in der vorliegenden Offenbarung ist ein Schritt des Bedeckens von Oberflächen, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses bilden, mit der Laminatfolie. Darüber hinaus ist es wünschenswert, einen Schweißabschnitt in dem zweiten Bedeckungsschritt zu bilden. Die Oberfläche des Stromkollektoranschlusses kann mit einer Laminatfolie bedeckt werden, nachdem die oben beschriebene Harzfolie angebracht wurde.
Im zweiten Bedeckungsschritt werden der Stromkollektoranschluss und die Laminatfolie miteinander verschweißt, wobei eine Vorrichtung verwendet wird, die in Oberflächenkontakt mit den Oberflächen stehen kann, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses bilden. 12A, 12B und 12C sind jeweils eine schematische Seitenansicht, die den zweiten Bedeckungsschritt in der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Wie in 12A gezeigt, wird zwischen der Laminatfolie 30 und dem Stromkollektoranschluss 20 durch den oben beschriebenen ersten Bedeckungsschritt ein Zwischenraum S gebildet. Ferner wird der Endabschnitte-Haftabschnitt Y durch den oben beschriebenen ersten Bedeckungsschritt gebildet. Als nächstes werden, wie in 12B gezeigt, eine Vorrichtung 61, eine Vorrichtung 62, eine Vorrichtung 63 und eine Vorrichtung 64 in Richtung der Laminatfolie 30 und des Stromkollektoranschlusses 20 gedrückt. Es ist wünschenswert, dass die Vorrichtungen 61 bis 64 beheizt werden. In der Dickenrichtung D_T sind die Längen (Längen in der Zeichnungsrichtung von oben nach unten) der Lehre 62 und der Lehre 64 kürzer als die Länge (Länge in der Zeichnungsrichtung von oben nach unten) des Stromkollektoranschlusses 20. Daher entsteht beispielsweise ein Spalt zwischen der Spannvorrichtung 61 und der Spannvorrichtung 62, und die überschüssigen Teile der Laminatfolie 30 sammeln sich in dem Spalt. Infolgedessen werden, wie in 12C gezeigt, Schweißabschnitte X gebildet, und eine Batterie 100 wird erhalten. Die Dicke der ersten Harzschicht am Schweißabschnitt X kann in Abhängigkeit von der Größe des Spalts zwischen der Spannvorrichtung 61 und der Spannvorrichtung 62 eingestellt werden.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die obigen Ausführungsbeispiele dienen der Veranschaulichung, und alles, was im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die in den Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung beschriebene technische Idee hat und ähnliche Funktionen und Wirkungen aufweist, ist vom technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst.

Eine Laminatfolie, die Aluminium (Al) als Metallschicht und PE als innere Harzfolie umfasst, wurde angefertigt. Als nächstes wurde auf die gleiche Weise wie in 2A und 2B eine Struktur angefertigt, die einen Elektrodenkörper und einen Stromkollektoranschluss umfasst, und die Oberflächen, die die Außenkante des Elektrodenkörpers in der Struktur bilden, wurden mit einer Laminatfolie bedeckt. Als nächstes wurden die Oberflächen, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses bilden, auf die gleiche Weise wie in 12A, 12B und 12C mit der Laminatfolie bedeckt, um eine Batterie herzustellen. Hier wurde T /T_ac durch Einstellen der Höhen der Vorrichtung 62 und der Vorrichtung 64 in 12A, 12B und 12C eingestellt. An der erhaltenen Batterie wurde eine Temperaturschockprüfung (-15° C bis 95° C) durchgeführt. Alle 500 Zyklen wurde die Metallschicht (Al) in der Laminatfolie mit einem Mikroskop beobachtet, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Risses zu bestätigen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1

T / T ac	Temperaturschockprüfung/Anzahl an Zyklen
T / T ac	0	500	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000
1 0	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d
3 0	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d
4 0	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d
5 0	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Vorh ande n
6 0	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Abw esen d	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n
7 0	Abw esen d	Abw esen d	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n	Vorh ande n

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, wurden bei einem T /T_ac von 4,0 oder weniger selbst bei 5000 Zyklen keine Schäden an der Laminatfolie festgestellt. Wenn T /T_ac hingegen 5,0 betrug, wurden in der Laminatfolie bis zu 4500 Zyklen keine Schäden beobachtet, wenn T /T_ac 6,0 betrug, wurden in der Laminatfolie bis zu 2000 Zyklen keine Schäden beobachtet, und wenn T /T_ac 7,0 betrug, wurden in der Laminatfolie bis zu 500 Zyklen keine Schäden beobachtet.
Die maximale Anzahl an Zyklen, in denen die Laminatfolie nicht beschädigt wurde, wurde als erträgliche Anzahl an Zyklen definiert. 13 zeigt die Beziehung zwischen T /T_ac und der erträglichen Anzahl an Zyklen. Wie in dargestellt, wurde bestätigt, dass die erträgliche Anzahl an Zyklen deutlich verbessert wurde, wenn T /T_ac 4,0 oder weniger betrug.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011108623 [0002]
JP 2011108623 A [0002]
JP 2021190281 [0002]
JP 2021190281 A [0002]

Claims

Batterie mit: einem Elektrodenkörper; einem Stromkollektoranschluss, der auf einem Seitenflächenabschnitt des Elektrodenkörpers angeordnet ist; und einer Laminatfolie, die den Elektrodenkörper bedeckt, wobei: wenn die Batterie in Seitenansicht von der Stromkollektoranschlussseite aus betrachtet wird, eine Außenkante des Stromkollektoranschlusses auf einer Innenseite einer Außenkante des Elektrodenkörpers gelegen ist; die Laminatfolie so angeordnet ist, dass sie eine Oberfläche, die die Außenkante des Stromkollektoranschlusses bildet, und eine Oberfläche, die die Außenkante des Elektrodenkörpers bildet, bedeckt; an einem Eckenabschnitt des Stromkollektoranschlusses ein Schweißabschnitt angeordnet ist, in dem Innenflächen der Laminatfolie miteinander verschweißt sind; die Laminatfolie zumindest eine Metallschicht umfasst; in dem Schweißabschnitt zwischen den einander zugewandten Metallschichten eine Harzschicht angeordnet ist; zwischen der Metallschicht und dem Stromkollektoranschluss eine zweite Harzschicht angeordnet ist; und wenn eine Dicke der ersten Harzschicht T_a ist und eine Dicke der zweiten Harzschicht T_b ist, T_a und T_b 0,25 ≤ T_a/T_b erfüllen.
Batterie nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Dicke der Metallschicht in dem Schweißabschnitt T_c ist, T_a und T_c 0,5 ≤ T_a/T_c ≤ 4 erfüllen.
Batterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Laminatfolie eine innere Harzschicht auf einer Oberfläche der Metallschicht auf der Stromkollektoranschlussseite umfasst; und die erste Harzschicht und die zweite Harzschicht jeweils die innere Harzschicht umfassen.
Batterie nach Anspruch 3, wobei: zwischen der inneren Harzschicht und dem Stromkollektoranschluss eine Harzfolie angeordnet ist; und die erste Harzschicht die Harzfolie umfasst.