JP2000133317A - 自由形状電池装置 - Google Patents
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の容積を増大させることなく電池の重量
を軽量化し、電池ケースの剛性を保持しつつ、電池の形
状的な制限がない自由形状電池装置を提供する。 【解決手段】 ケースと、ケース内に配置される少なく
とも一つの積層リチウムイオン電池と、変形防止手段と
から成る電池装置であって、上記変形防止手段は少なく
とも一つのリチウムイオン電池の各々と作用可能に関連
し、電池の充放電サイクル及び貯蔵中に、上記少なくと
も一つのリチウムイオン電池によってケースの偶発的変
形を実質的に防止する手段であることを特徴とする電池
装置。
を軽量化し、電池ケースの剛性を保持しつつ、電池の形
状的な制限がない自由形状電池装置を提供する。 【解決手段】 ケースと、ケース内に配置される少なく
とも一つの積層リチウムイオン電池と、変形防止手段と
から成る電池装置であって、上記変形防止手段は少なく
とも一つのリチウムイオン電池の各々と作用可能に関連
し、電池の充放電サイクル及び貯蔵中に、上記少なくと
も一つのリチウムイオン電池によってケースの偶発的変
形を実質的に防止する手段であることを特徴とする電池
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自由形状電池装置に
関する。詳しくは、自由幾何学形状を有すると共に軽量
ケースのみを要する積層可能（スタッカブル）リチウム
イオン電池から成る電池に関する。本発明はさらに上記
電池容器の製造方法にも関する。
関する。詳しくは、自由幾何学形状を有すると共に軽量
ケースのみを要する積層可能（スタッカブル）リチウム
イオン電池から成る電池に関する。本発明はさらに上記
電池容器の製造方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】あらゆる用途で使用可能であるリチウム
イオン二次電池はよく知られており、開発が進められて
いる。一般に、リチウム電池は、特にその軽量性、エネ
ルギー密度および全体効率の点において優れているた
め、ニッケルカドミウム及び水素化金属ニッケルを含む
他のタイプの二次電池に比較して好適に使用される。
イオン二次電池はよく知られており、開発が進められて
いる。一般に、リチウム電池は、特にその軽量性、エネ
ルギー密度および全体効率の点において優れているた
め、ニッケルカドミウム及び水素化金属ニッケルを含む
他のタイプの二次電池に比較して好適に使用される。
【０００３】一般に、電池は、できる限り軽量であるこ
とが好ましい。現在製造されているリチウムイオン電池
は、携帯電話及びラップトップ型コンピューター等の全
てのタイプの市販装置での使用に適した容量及び充放電
サイクル性を有している。しかしながら、現在の電池
は、比較的重くかつ扱い難いケースを用いている。
とが好ましい。現在製造されているリチウムイオン電池
は、携帯電話及びラップトップ型コンピューター等の全
てのタイプの市販装置での使用に適した容量及び充放電
サイクル性を有している。しかしながら、現在の電池
は、比較的重くかつ扱い難いケースを用いている。
【０００４】電池ケースは、通常、剛性のある重い材料
から形成される。剛性材料は、内圧により起こるケース
の座屈を防止する。内圧は、電池内で電解質又は種々の
成分が分解することにより発生するガスによって生じ
る。更に、ケースには、腐食防止の観点から、一般的に
は、ニッケルメッキ鋼が使用される。
から形成される。剛性材料は、内圧により起こるケース
の座屈を防止する。内圧は、電池内で電解質又は種々の
成分が分解することにより発生するガスによって生じ
る。更に、ケースには、腐食防止の観点から、一般的に
は、ニッケルメッキ鋼が使用される。
【０００５】更に、電池を構成する個々の電池は、一般
に、スプリング板を用いて互いに強く押圧されている。
かかる強スプリング板を使用すると、電池重量が増大す
る。加えて、スプリング板は、電池容量を増大するため
に付加される電池用の設置空間をも占有してしまう。結
局、これら電池は、ハウジング及び電池を均一に加圧す
るのに要するスプリング板に起因して、一般に、立方体
及び他の箱型形状等の単純な形状を有している。従っ
て、電池の形状的な自由度が少なく、電池の重量および
容積が増大するという問題がある。
に、スプリング板を用いて互いに強く押圧されている。
かかる強スプリング板を使用すると、電池重量が増大す
る。加えて、スプリング板は、電池容量を増大するため
に付加される電池用の設置空間をも占有してしまう。結
局、これら電池は、ハウジング及び電池を均一に加圧す
るのに要するスプリング板に起因して、一般に、立方体
及び他の箱型形状等の単純な形状を有している。従っ
て、電池の形状的な自由度が少なく、電池の重量および
容積が増大するという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電池
の容積を増大させることなく電池の重量を軽量化し、電
池ケースの剛性を保持しつつ、電池の形状的な制限がな
い自由形状電池装置を提供することである。
の容積を増大させることなく電池の重量を軽量化し、電
池ケースの剛性を保持しつつ、電池の形状的な制限がな
い自由形状電池装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意検討した結果、電池の充放電サイクル及
び貯蔵中に、リチウムイオン電池によってケースの偶発
的変形を実質的に防止する手段を有する電池装置により
上記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
達成すべく鋭意検討した結果、電池の充放電サイクル及
び貯蔵中に、リチウムイオン電池によってケースの偶発
的変形を実質的に防止する手段を有する電池装置により
上記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
【０００８】本発明は上記の知見に基づき完成されたも
のであり、その第１の要旨は、ケースと、ケース内に配
置される少なくとも一つの積層リチウムイオン電池と、
変形防止手段とから成る電池装置であって、上記変形防
止手段は少なくとも一つのリチウムイオン電池の各々と
作用可能に関連し、電池の充放電サイクル及び貯蔵中
に、上記少なくとも一つのリチウムイオン電池によって
ケースの偶発的変形を実質的に防止する手段であること
を特徴とする電池装置に存する。
のであり、その第１の要旨は、ケースと、ケース内に配
置される少なくとも一つの積層リチウムイオン電池と、
変形防止手段とから成る電池装置であって、上記変形防
止手段は少なくとも一つのリチウムイオン電池の各々と
作用可能に関連し、電池の充放電サイクル及び貯蔵中
に、上記少なくとも一つのリチウムイオン電池によって
ケースの偶発的変形を実質的に防止する手段であること
を特徴とする電池装置に存する。
【０００９】第１の要旨の好ましい実施態様として、前
記変形防止手段が、電池充放電サイクル及び貯蔵中にお
いて、電池内の化学成分の分解中に生じる電池内のガス
発生を実質的に防止する手段を含む前記各少なくとも一
つのリチウムイオン電池から成る。この実施態様に於
て、少なくとも一つの積層リチウムイオン電池がモノリ
ス構造または積層構造を維持できる様に形成された少な
くとも２つの積層リチウムイオン電池から成ることが好
ましく、巻線、スプリング、クランプ又は他の剛性を維
持する構造を必要としない。
記変形防止手段が、電池充放電サイクル及び貯蔵中にお
いて、電池内の化学成分の分解中に生じる電池内のガス
発生を実質的に防止する手段を含む前記各少なくとも一
つのリチウムイオン電池から成る。この実施態様に於
て、少なくとも一つの積層リチウムイオン電池がモノリ
ス構造または積層構造を維持できる様に形成された少な
くとも２つの積層リチウムイオン電池から成ることが好
ましく、巻線、スプリング、クランプ又は他の剛性を維
持する構造を必要としない。
【００１０】第１の要旨の他の好ましい実施態様とし
て、少なくとも一つの積層リチウムイオン電池が自由幾
何形状を有する。この実施態様において、自由幾何形状
が不均一幾何横断面形状および／または非平坦形状であ
ってもよい。さらに、非平坦自由幾何形状が少なくとも
２つの折曲げ領域または弧状であってもよい。
て、少なくとも一つの積層リチウムイオン電池が自由幾
何形状を有する。この実施態様において、自由幾何形状
が不均一幾何横断面形状および／または非平坦形状であ
ってもよい。さらに、非平坦自由幾何形状が少なくとも
２つの折曲げ領域または弧状であってもよい。
【００１１】第１の要旨の他の好ましい実施態様とし
て、ケースが少なくとも一つの積層リチウムイオン電池
の自由幾何形状の輪郭に沿った形状を有する。この実施
態様において、ケースが自由幾何形状を有することが好
ましく、ケースがポリマーから成ることが好ましい。
て、ケースが少なくとも一つの積層リチウムイオン電池
の自由幾何形状の輪郭に沿った形状を有する。この実施
態様において、ケースが自由幾何形状を有することが好
ましく、ケースがポリマーから成ることが好ましい。
【００１２】本発明の第２の要旨は、少なくとも一つの
積層可能リチウムイオン電池を収容するケースを形成す
る工程と；前記少なくとも一つのリチウムイオン電池を
形成する工程であって、電池のケース内配置後、電池充
放電サイクル及び貯蔵中にケースの偶発的変形を実質的
に防止する様に化合物を電池内に関連させる工程と；ケ
ース内に、前記少なくとも一つの積層可能リチウムイオ
ン電池を配置する工程とから成ることを特徴とする電池
装置の製造方法に存する。
積層可能リチウムイオン電池を収容するケースを形成す
る工程と；前記少なくとも一つのリチウムイオン電池を
形成する工程であって、電池のケース内配置後、電池充
放電サイクル及び貯蔵中にケースの偶発的変形を実質的
に防止する様に化合物を電池内に関連させる工程と；ケ
ース内に、前記少なくとも一つの積層可能リチウムイオ
ン電池を配置する工程とから成ることを特徴とする電池
装置の製造方法に存する。
【００１３】第２の要旨の好ましい実施態様として、少
なくとも一つの積層可能リチウムイオン電池が、少なく
とも２つの積層可能リチウムイオン電池から成り、電池
形成工程が、更に、少なくとも２つの積層可能リチウム
イオン電池をモノリス構造に形成する工程を含む。
なくとも一つの積層可能リチウムイオン電池が、少なく
とも２つの積層可能リチウムイオン電池から成り、電池
形成工程が、更に、少なくとも２つの積層可能リチウム
イオン電池をモノリス構造に形成する工程を含む。
【００１４】第２の要旨の他の好ましい実施態様とし
て、ケース形成工程が、少なくとも一つの積層可能リチ
ウムイオン電池の外周縁に適合する内周縁を有するよう
にケースを形成することから成る。
て、ケース形成工程が、少なくとも一つの積層可能リチ
ウムイオン電池の外周縁に適合する内周縁を有するよう
にケースを形成することから成る。
【００１５】第２の要旨の他の好ましい実施態様とし
て、各電池が炭素質表面を有する第１電極、第２電極及
び溶剤を含む電解質から成り、化合物の関連工程が、第
１電極の炭素質表面に化合物を関連させて、電解質の溶
剤と炭素質表面との関連を実質的に防止する不動態層を
形成する工程と、電解質を分解して、当該分解中に多量
のガスを発生することなく、電池充放電サイクル及び貯
蔵中に不動態層を形成する工程とを含む。
て、各電池が炭素質表面を有する第１電極、第２電極及
び溶剤を含む電解質から成り、化合物の関連工程が、第
１電極の炭素質表面に化合物を関連させて、電解質の溶
剤と炭素質表面との関連を実質的に防止する不動態層を
形成する工程と、電解質を分解して、当該分解中に多量
のガスを発生することなく、電池充放電サイクル及び貯
蔵中に不動態層を形成する工程とを含む。
【００１６】
【発明の実施の態様】以下本発明を図面を使用して説明
する。本発明は様々な実施態様が可能であるため、本発
明は以下に図示された実施態様や説明に限定されない。
する。本発明は様々な実施態様が可能であるため、本発
明は以下に図示された実施態様や説明に限定されない。
【００１７】図１〜３に、本発明に係わる電池装置の斜
視図、図１の線２−２に沿った電池装置の横断面図、図
１の線３−３に沿った電池装置の横断面図をそれぞれ示
す。電池装置１０は、図１〜３で示すように、積層リチ
ウムイオン電池１４（図３）、ケース１２及び電池充放
電サイクル及び貯蔵中にリチウムイオン電池の変形を防
止する手段１６からなる。図３に示すように、リチウム
イオン電池は、積層状態で配置され、外周縁４７及びリ
ード５５、５６を有している。更に、積層リチウムイオ
ン電池に関しては種々の積層配置が可能であるが、特に
図３で示すように、モノリス構造に形成することが好ま
しい。
視図、図１の線２−２に沿った電池装置の横断面図、図
１の線３−３に沿った電池装置の横断面図をそれぞれ示
す。電池装置１０は、図１〜３で示すように、積層リチ
ウムイオン電池１４（図３）、ケース１２及び電池充放
電サイクル及び貯蔵中にリチウムイオン電池の変形を防
止する手段１６からなる。図３に示すように、リチウム
イオン電池は、積層状態で配置され、外周縁４７及びリ
ード５５、５６を有している。更に、積層リチウムイオ
ン電池に関しては種々の積層配置が可能であるが、特に
図３で示すように、モノリス構造に形成することが好ま
しい。
【００１８】積層リチウムイオン電池１４の異なる幾何
形状及び異なる外周縁４７としては、図１、４及び５で
示す実施形態が挙げられる。電池形状は、いかなる自由
幾何形状であってもよい。この自由幾何形状には、従来
の均一幾何断面に加えて、不均一幾何断面形状も含まれ
る。かかる自由幾何形状の一例が図５に示され、ここで
示される電池形状は、特定の幾何形状に属さないもので
ある。更に、リチウムイオン電池の自由幾何形状として
は、平板状や非平板状のものが挙げられる。特に、図４
で示すように、電池は、２つの折曲げ域を有するｓ−湾
曲状に形成されてもよい。更に、電池は、弧状に形成さ
れてもよい。後述するように、変形防止手段１６を使用
することにより、電池の形状は、多くの異なる幾何形
態、形状及び配向のいずれも可能な自由幾何形状をとる
ことができる
形状及び異なる外周縁４７としては、図１、４及び５で
示す実施形態が挙げられる。電池形状は、いかなる自由
幾何形状であってもよい。この自由幾何形状には、従来
の均一幾何断面に加えて、不均一幾何断面形状も含まれ
る。かかる自由幾何形状の一例が図５に示され、ここで
示される電池形状は、特定の幾何形状に属さないもので
ある。更に、リチウムイオン電池の自由幾何形状として
は、平板状や非平板状のものが挙げられる。特に、図４
で示すように、電池は、２つの折曲げ域を有するｓ−湾
曲状に形成されてもよい。更に、電池は、弧状に形成さ
れてもよい。後述するように、変形防止手段１６を使用
することにより、電池の形状は、多くの異なる幾何形
態、形状及び配向のいずれも可能な自由幾何形状をとる
ことができる
【００１９】種々の電極及び電解質成分を有する充電式
及び非充電式電池装置で種々のリチウムイオン系電池を
使用することができる。電池形態（及び関連化学形態）
の例として、特願平１０−２５０８７４号（対応米国特
許出願第０８／８１２、０２１号、名称：調整された電
極面界面を有するリチウムイオン電池および電気化学的
プロセス）に記載のものが挙げられ、この記載内容を本
願に包含する。
及び非充電式電池装置で種々のリチウムイオン系電池を
使用することができる。電池形態（及び関連化学形態）
の例として、特願平１０−２５０８７４号（対応米国特
許出願第０８／８１２、０２１号、名称：調整された電
極面界面を有するリチウムイオン電池および電気化学的
プロセス）に記載のものが挙げられ、この記載内容を本
願に包含する。
【００２０】ケース１２は、図１〜３で示すように、外
周縁３０及び内周縁３２（図２及び３）から成る。内周
縁３２は特定の形状に限定されず、積層リチウムイオン
電池１４を適切に収容できればいかなる形状であっても
よい。例えば、ケース内周縁を、リチウムイオン電池１
４の外周縁／輪郭に沿った近似形状とし、ケースの内周
縁を電池外周縁に嵌着させるようにしてもよい。また、
ケースの外周縁３０を、内周縁３２及び電池外周縁４７
と実質的に異なる形状とすることもできる。この異なる
形状は、例えば、セル状電話又はコンピューターの特定
収容域にハウジングを取り付ける場合や、積層リチウム
イオン電池が全体的に異なる形状である場合等で好適に
使用できる。ケースの材料としては、種々の材料を使用
することが可能であり、金属、プラスチック又は金属／
プラスチック積層材料等が好ましい。ケース材料は、通
常、非常に薄く、例えば、０．３〜０．４ｍｍの範囲で
ある。好ましくは、ケース材料厚は、０．２５〜０．３
５ｍｍの範囲である。したがって、ケースは、比較的軽
量である。
周縁３０及び内周縁３２（図２及び３）から成る。内周
縁３２は特定の形状に限定されず、積層リチウムイオン
電池１４を適切に収容できればいかなる形状であっても
よい。例えば、ケース内周縁を、リチウムイオン電池１
４の外周縁／輪郭に沿った近似形状とし、ケースの内周
縁を電池外周縁に嵌着させるようにしてもよい。また、
ケースの外周縁３０を、内周縁３２及び電池外周縁４７
と実質的に異なる形状とすることもできる。この異なる
形状は、例えば、セル状電話又はコンピューターの特定
収容域にハウジングを取り付ける場合や、積層リチウム
イオン電池が全体的に異なる形状である場合等で好適に
使用できる。ケースの材料としては、種々の材料を使用
することが可能であり、金属、プラスチック又は金属／
プラスチック積層材料等が好ましい。ケース材料は、通
常、非常に薄く、例えば、０．３〜０．４ｍｍの範囲で
ある。好ましくは、ケース材料厚は、０．２５〜０．３
５ｍｍの範囲である。したがって、ケースは、比較的軽
量である。
【００２１】変形防止手段１６は、図３で示すように、
電池充放電サイクル及び貯蔵中にガス発生を実質的に防
止する手段３５からなる。かかるガス発生防止手段の一
例としては、上記特願平１０−２５０８７４号に記載の
ものが挙げられる。具体的には、炭素質電極の表面に不
動態層を有するリチウムイオン電池であって、不動態層
は、少なくとも、炭素、リチウム、添加物および／また
は炭素質電極と当該添加物との反応生成物を含み、当該
添加物または添加物の反応生成物の少なくとも一つが、
電解液内の構成物の分解または不動態層内の添加物もし
くは添加物の反応生成物の分解によるガスの発生を実質
的に防止する働きを有する。
電池充放電サイクル及び貯蔵中にガス発生を実質的に防
止する手段３５からなる。かかるガス発生防止手段の一
例としては、上記特願平１０−２５０８７４号に記載の
ものが挙げられる。具体的には、炭素質電極の表面に不
動態層を有するリチウムイオン電池であって、不動態層
は、少なくとも、炭素、リチウム、添加物および／また
は炭素質電極と当該添加物との反応生成物を含み、当該
添加物または添加物の反応生成物の少なくとも一つが、
電解液内の構成物の分解または不動態層内の添加物もし
くは添加物の反応生成物の分解によるガスの発生を実質
的に防止する働きを有する。
【００２２】上記添加物としては、１）電解質中の溶媒
よりも先に炭素質電極と反応し、２）不動態層を炭素質
表面上に形成し、３）その結果、電解質中のガス発生能
を有する溶媒が炭素質表面と接触するのを実質的に防止
し、４）充放電や貯蔵の際の分解による電池内でのガス
発生を実質的に防止する化合物であればよく、開環スピ
ロ又はシクロ有機化合物を包含する類似の官能基を有す
る化合物、中でも、開環スピロ−ケトン（ｒｉｎｇ ｏ
ｐｅｎｉｎｇ ｓｐｉｒｏ−ｋｅｔｏｎｅ）から成る化
合物が例示される。
よりも先に炭素質電極と反応し、２）不動態層を炭素質
表面上に形成し、３）その結果、電解質中のガス発生能
を有する溶媒が炭素質表面と接触するのを実質的に防止
し、４）充放電や貯蔵の際の分解による電池内でのガス
発生を実質的に防止する化合物であればよく、開環スピ
ロ又はシクロ有機化合物を包含する類似の官能基を有す
る化合物、中でも、開環スピロ−ケトン（ｒｉｎｇ ｏ
ｐｅｎｉｎｇ ｓｐｉｒｏ−ｋｅｔｏｎｅ）から成る化
合物が例示される。
【００２３】このような実質的ガス発生防止手段によ
り、電池は、所望の配向を保持し、通常、外部強化構造
による補強及び積層電池に対する均一圧付与の必要な
く、電池の一体性を保持することができる。かかる変形
防止手段を設けたことにより、ワイヤー結合具を使用し
たケース、強固金属ケース及びバイアススプリング等を
使用すること無く、電池の所望の配向を保持し、ケース
の変形を防止することができる。
り、電池は、所望の配向を保持し、通常、外部強化構造
による補強及び積層電池に対する均一圧付与の必要な
く、電池の一体性を保持することができる。かかる変形
防止手段を設けたことにより、ワイヤー結合具を使用し
たケース、強固金属ケース及びバイアススプリング等を
使用すること無く、電池の所望の配向を保持し、ケース
の変形を防止することができる。
【００２４】本発明において、上述のように、取扱い難
くかつ重量の大きな補強部材を付加することなく、軽量
かつ比較的薄厚のケースを使用することができる。更
に、電池装置の全重量を減少させるだけでなく、従来ワ
イヤー結合具、強固金属ケース及びバイアススプリング
等によって占有されていた空間を、更なる積層リチウム
イオン電池又はより大きな個別電池を収容するために使
用することができる。このように、電池装置の全体サイ
ズを増やすことなく、容量又は電力発生量を増加させる
ことができる。
くかつ重量の大きな補強部材を付加することなく、軽量
かつ比較的薄厚のケースを使用することができる。更
に、電池装置の全重量を減少させるだけでなく、従来ワ
イヤー結合具、強固金属ケース及びバイアススプリング
等によって占有されていた空間を、更なる積層リチウム
イオン電池又はより大きな個別電池を収容するために使
用することができる。このように、電池装置の全体サイ
ズを増やすことなく、容量又は電力発生量を増加させる
ことができる。
【００２５】更に、電池内で過剰圧が生じないため、積
層リチウムイオン電池に均一圧を付加する必要がない。
このように、積層リチウムイオン電池の形状は、通常の
正方形及び矩形箱型形状に限定されず、上記したよう
に、図４及び５で示すような多くの自由幾何形状を用い
ることができる。
層リチウムイオン電池に均一圧を付加する必要がない。
このように、積層リチウムイオン電池の形状は、通常の
正方形及び矩形箱型形状に限定されず、上記したよう
に、図４及び５で示すような多くの自由幾何形状を用い
ることができる。
【００２６】電池装置１０を製造するために、先ず、積
層リチウムイオン電池１４の特定の用途、容量及び形状
に応じて、ケース１２の所望の形状を決定する。次い
で、積層リチウムイオン電池を収容可能な形状に、内周
縁３２及び外周縁３０を有するケース１２を形成する。
ケースの内周縁３２は、積層リチウムイオン電池の外周
に沿った形状とする必要はないが、ケースのサイズは、
積層リチウムイオン電池を収容可能なサイズである。
層リチウムイオン電池１４の特定の用途、容量及び形状
に応じて、ケース１２の所望の形状を決定する。次い
で、積層リチウムイオン電池を収容可能な形状に、内周
縁３２及び外周縁３０を有するケース１２を形成する。
ケースの内周縁３２は、積層リチウムイオン電池の外周
に沿った形状とする必要はないが、ケースのサイズは、
積層リチウムイオン電池を収容可能なサイズである。
【００２７】ケースの形成後、リチウムイオン電池１４
を製造する。必要な数のリチウムイオン電池を形成し
て、積層状態で配置することができる。同様に、所望の
数の電池からなるモノリス構造の電池を形成してもよ
い。
を製造する。必要な数のリチウムイオン電池を形成し
て、積層状態で配置することができる。同様に、所望の
数の電池からなるモノリス構造の電池を形成してもよ
い。
【００２８】特に、電池製造工程は、変形防止手段１６
を導入する工程を含む。一実施形態では、変形防止手段
１６は、各リチウムイオン電池内に化合物を導入するこ
とからなる。化合物の導入によって、電池充放電サイク
ル及び貯蔵中における関連電極上の不動態層形成中に、
例えば、電解質分解時のガス発生に因るケースの変形が
実質的に防止される。
を導入する工程を含む。一実施形態では、変形防止手段
１６は、各リチウムイオン電池内に化合物を導入するこ
とからなる。化合物の導入によって、電池充放電サイク
ル及び貯蔵中における関連電極上の不動態層形成中に、
例えば、電解質分解時のガス発生に因るケースの変形が
実質的に防止される。
【００２９】かかる積層リチウムイオン電池の一例及び
その製造方法は、上記特願平１０−２５０８７４号に詳
しく開示される。その中で説明されるように、この電池
は、炭素質表面を有する第１電極、第２電極及び溶剤を
含む電解質から成る。該化合物は、第１電極の炭素質表
面と関連させる。次いで、電解質中の溶剤と第１電極の
炭素質表面の接触を実質的に防止する不動態層が形成さ
れる。かかる電池では、電池充放電サイクル及び貯蔵中
における不動態層形成中の電解質分解により、いかなる
ガスの発生も実質的に起こらない。このように、電池の
一体性が維持されると共に、この電池のケースでは、ケ
ース内に電池を収容するため、電解質分解時にガス発生
を伴う場合に要した内部又は外部部材を一切必要としな
い。
その製造方法は、上記特願平１０−２５０８７４号に詳
しく開示される。その中で説明されるように、この電池
は、炭素質表面を有する第１電極、第２電極及び溶剤を
含む電解質から成る。該化合物は、第１電極の炭素質表
面と関連させる。次いで、電解質中の溶剤と第１電極の
炭素質表面の接触を実質的に防止する不動態層が形成さ
れる。かかる電池では、電池充放電サイクル及び貯蔵中
における不動態層形成中の電解質分解により、いかなる
ガスの発生も実質的に起こらない。このように、電池の
一体性が維持されると共に、この電池のケースでは、ケ
ース内に電池を収容するため、電解質分解時にガス発生
を伴う場合に要した内部又は外部部材を一切必要としな
い。
【００３０】リチウムイオン電池の形成後、電池をケー
ス内に配置し、適当なリード５５、５６を電池に取り付
けて電池装置の接点を形成する。上記したように、変形
防止手段によって、ケース及びリチウムイオン電池は、
バイアススプリング、ワイヤーラップ及び重い金属ケー
ス等の取扱い難い保持構造を付加することなしに、いか
なる自由形状にも形成することができる。
ス内に配置し、適当なリード５５、５６を電池に取り付
けて電池装置の接点を形成する。上記したように、変形
防止手段によって、ケース及びリチウムイオン電池は、
バイアススプリング、ワイヤーラップ及び重い金属ケー
ス等の取扱い難い保持構造を付加することなしに、いか
なる自由形状にも形成することができる。
【００３１】上記の記載と図面は、単に発明の例示であ
り、本発明はその要旨を逸脱することなく、種々の修正
と変更を行なうことが可能である。
り、本発明はその要旨を逸脱することなく、種々の修正
と変更を行なうことが可能である。
【００３２】
【発明の効果】本発明の電池装置は、電池ケースの剛性
を保持し、電池の容積を増大させることなく電池の重量
を軽量化し、電池の形状的な制限がないため、その工業
的価値は高い。
を保持し、電池の容積を増大させることなく電池の重量
を軽量化し、電池の形状的な制限がないため、その工業
的価値は高い。
【図１】本発明に係わる電池装置の斜視図
【図２】図１の線２−２に沿った電池装置の横断面図
【図３】図１の線３−３に沿った電池装置の横断面図
【図４】本発明に係わる電池装置の他の自由幾何形状を
示す横断面図
示す横断面図
【図５】本発明に係わるリチウムイオン電池の自由幾何
形状を示す上面図
形状を示す上面図
１０：本発明の電池装置 １２：ケース １４：積層リチウムイオン電池 １６：変形防止手段 ３０：外周縁 ３２：内周縁 ３５：ガス発生防止手段 ４７：電池外周縁 ５５：リード ５６：リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイクル ファリーナ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02452 ウォールトハム Ａｐｔ． ２Ｒ サマーストリート 159
Claims (15)
- 【請求項１】 ケースと、ケース内に配置される少なく
とも一つの積層リチウムイオン電池と、変形防止手段と
から成る電池装置であって、上記変形防止手段は少なく
とも一つのリチウムイオン電池の各々と作用可能に関連
し、電池の充放電サイクル及び貯蔵中に、上記少なくと
も一つのリチウムイオン電池によってケースの偶発的変
形を実質的に防止する手段であることを特徴とする電池
装置。 - 【請求項２】 前記変形防止手段が、電池充放電サイク
ル及び貯蔵中において、電池内の化学成分の分解中に生
じる電池内のガス発生を実質的に防止する手段を含む前
記各少なくとも一つのリチウムイオン電池から成る請求
項１に記載の電池装置。 - 【請求項３】 前記少なくとも一つの積層リチウムイオ
ン電池がモノリス構造に形成された少なくとも２つの積
層リチウムイオン電池から成る請求項１又は２に記載の
電池装置。 - 【請求項４】 前記少なくとも一つの積層リチウムイオ
ン電池が自由幾何形状を有する請求項１〜３の何れかに
記載の電池装置。 - 【請求項５】 前記自由幾何形状が不均一幾何横断面形
状を含む請求項４に記載の電池装置。 - 【請求項６】 前記自由幾何形状が非平坦形状を含む請
求項４に記載の電池装置。 - 【請求項７】 前記非平坦自由幾何形状が少なくとも２
つの折曲げ領域を有する請求項６に記載の電池装置。 - 【請求項８】 前記非平坦自由幾何形状が弧状である請
求項６又は７に記載の電池装置。 - 【請求項９】 前記ケースが前記少なくとも一つの積層
リチウムイオン電池の自由幾何形状の輪郭に沿った形状
を有する請求項４〜８の何れかに記載の電池装置。 - 【請求項１０】 前記ケースが自由幾何形状を有する請
求項１〜９の何れかに記載の電池装置。 - 【請求項１１】 前記ケースが、ポリマー、金属又は金
属／プラスチック積層体から成る請求項１〜１０の何れ
かに記載の電池装置。 - 【請求項１２】 少なくとも一つの積層可能リチウムイ
オン電池を収容するケースを形成する工程と；前記少な
くとも一つのリチウムイオン電池を形成する工程であっ
て、電池のケース内配置後、電池充放電サイクル及び貯
蔵中にケースの偶発的変形を実質的に防止する様に化合
物を電池内に関連させる工程と；ケース内に、前記少な
くとも一つの積層可能リチウムイオン電池を配置する工
程とから成ることを特徴とする電池装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記少なくとも一つの積層可能リチウ
ムイオン電池が、少なくとも２つの積層可能リチウムイ
オン電池から成り、前記電池形成工程が、更に、前記少
なくとも２つの積層可能リチウムイオン電池をモノリス
構造に形成する工程を含む請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ケース形成工程が、前記少なくと
も一つの積層可能リチウムイオン電池の外周縁に適合す
る内周縁を有するようにケースを形成することから成る
請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 各電池が炭素質表面を有する第１電
極、第２電極及び溶剤を含む電解質から成り、前記化合
物の関連工程が、第１電極の炭素質表面に化合物を関連
させて、電解質の溶剤と炭素質表面との関連を実質的に
防止する不動態層を形成する工程と、電解質を分解し
て、当該分解中に多量のガスを発生することなく、電池
充放電サイクル及び貯蔵中に不動態層を形成する工程と
を含む請求項１２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/179,116 US6040078A (en) | 1997-03-06 | 1998-10-26 | Free form battery apparatus |
| US09/179116 | 1998-10-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133317A true JP2000133317A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=22655296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11304335A Pending JP2000133317A (ja) | 1998-10-26 | 1999-10-26 | 自由形状電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000133317A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104115324A (zh) * | 2012-03-16 | 2014-10-22 | 株式会社Lg化学 | 具有非对称结构的电池单体和包括该电池单体的电池组 |
| JP2015518256A (ja) * | 2012-05-07 | 2015-06-25 | エルジー ケム． エルティーディ． | 非定型構造の電池セル及びそれを含む電池モジュール |
| US9225034B2 (en) | 2012-05-29 | 2015-12-29 | Lg Chem, Ltd. | Stepwise electrode assembly having variously-shaped corner and secondary battery, battery pack and device comprising the same |
| US9252452B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-02-02 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly and composite electrode assembly of stair-like structure |
| US9300006B2 (en) | 2012-04-05 | 2016-03-29 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell of stair-like structure |
| US9299988B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-03-29 | Lg Chem, Ltd. | Electrode sheet including notching portion |
| US9318733B2 (en) | 2012-12-27 | 2016-04-19 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly of stair-like structure |
| US9484560B2 (en) | 2013-02-13 | 2016-11-01 | Lg Chem, Ltd. | Electric device having a round corner and including a secondary battery |
| US9620789B2 (en) | 2012-03-08 | 2017-04-11 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack of the stair-like structure |
| US9786874B2 (en) | 2013-03-08 | 2017-10-10 | Lg Chem, Ltd. | Electrode having round corner |
| US9954203B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-04-24 | Lg Chem, Ltd. | Stepped electrode group stack |
| KR101842032B1 (ko) * | 2013-09-09 | 2018-05-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 및 이를 구비한 배터리 팩 |
| US10026994B2 (en) | 2012-11-13 | 2018-07-17 | Lg Chem, Ltd. | Stepped electrode assembly |
| KR20180126534A (ko) * | 2016-04-22 | 2018-11-27 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 다중공동 배터리 모듈 |
-
1999
- 1999-10-26 JP JP11304335A patent/JP2000133317A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9620789B2 (en) | 2012-03-08 | 2017-04-11 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack of the stair-like structure |
| US9478773B2 (en) | 2012-03-16 | 2016-10-25 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell of asymmetric structure and battery pack employed with the same |
| CN104115324A (zh) * | 2012-03-16 | 2014-10-22 | 株式会社Lg化学 | 具有非对称结构的电池单体和包括该电池单体的电池组 |
| US9203058B2 (en) | 2012-03-16 | 2015-12-01 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell of asymmetric structure and battery pack employed with the same |
| JP2015510679A (ja) * | 2012-03-16 | 2015-04-09 | エルジー・ケム・リミテッド | 非対称構造の電池セル及びこれを含む電池パック |
| US9252452B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-02-02 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly and composite electrode assembly of stair-like structure |
| US9300006B2 (en) | 2012-04-05 | 2016-03-29 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell of stair-like structure |
| US9548517B2 (en) | 2012-04-05 | 2017-01-17 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell of stair-like structure |
| US9548475B2 (en) | 2012-05-07 | 2017-01-17 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell of irregular structure and battery module employed with the same |
| JP2015518256A (ja) * | 2012-05-07 | 2015-06-25 | エルジー ケム． エルティーディ． | 非定型構造の電池セル及びそれを含む電池モジュール |
| US9225034B2 (en) | 2012-05-29 | 2015-12-29 | Lg Chem, Ltd. | Stepwise electrode assembly having variously-shaped corner and secondary battery, battery pack and device comprising the same |
| US9685679B2 (en) | 2012-05-29 | 2017-06-20 | Lg Chem, Ltd. | Stepwise electrode assembly having variously-shaped corner and secondary battery, battery pack and device comprising the same |
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| US9299988B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-03-29 | Lg Chem, Ltd. | Electrode sheet including notching portion |
| US9318733B2 (en) | 2012-12-27 | 2016-04-19 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly of stair-like structure |
| US9484560B2 (en) | 2013-02-13 | 2016-11-01 | Lg Chem, Ltd. | Electric device having a round corner and including a secondary battery |
| US9954203B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-04-24 | Lg Chem, Ltd. | Stepped electrode group stack |
| US9786874B2 (en) | 2013-03-08 | 2017-10-10 | Lg Chem, Ltd. | Electrode having round corner |
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| KR20180126534A (ko) * | 2016-04-22 | 2018-11-27 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 다중공동 배터리 모듈 |
| KR102170472B1 (ko) * | 2016-04-22 | 2020-10-28 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 다중공동 배터리 모듈 |
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| A521 | Written amendment |
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