JP2007048669A - Battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極板や電解質を含む発電要素が外装部材に収容されて封止された例えばリチウム系の二次電池等の電池に関する。 The present invention relates to a battery such as a lithium secondary battery in which a power generation element including an electrode plate and an electrolyte is accommodated in an exterior member and sealed.
正極電極板(正極板)と負極電極板(負極板)とをセパレータを介して積層した積層体と電界液とを、ラミネートフィルム等のシート状外装部材で被覆し封止収容し、正極板及び負極板に接続された電極端子を外装部材の外周貼着部から導出させた積層型の扁平型(薄型)二次電池が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような薄型電池の一般的な形態として、2枚のシート状外装部材の各々に凹部(カップ形状部、外部から見た場合は凸部)を形成し、この2つの外装部材を合わせて外周部を熱溶着することにより、積層体及び電解質を内部に封止収容する両方向凸型電池がある(例えば、特許文献2参照)。この際、外装部材としては、金属箔の表裏両面に樹脂層を形成したラミネートフィルムが広く用いられている。
ところで、近年、前述したような薄型電池を複数積層して組電池とし、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の走行用モータを駆動する駆動電力源として使用することが考えられている。このような組電池を構成するために薄型電池(セル)を積層するにあたり、両方向凸型の薄型電池を用いると、電極端子(タブ)を外装材に挟んで熱溶着し電池内部を封止する際に、外装材の変形及び外装材以外にタブが支持されていないこと等に起因して、タブの位置が安定せず、タブの位置がずれる場合がある。そのような状態となると、端子の位置がずれる、すなわち、タブの電池底面からの寸法にばらつきが生じることになる。その結果、組電池を構成する場合には、セルの端子同士を接続する場合に、位置合わせが困難になる、あるいは、位置合わせの精度が低下することになり、接続抵抗が増加したり、電極同士が剥離あるいは分離する可能性があるという問題が生じる。 By the way, in recent years, it has been considered that a plurality of thin batteries as described above are stacked to form an assembled battery and used as a driving power source for driving a traveling motor such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle. When laminating thin batteries (cells) to form such an assembled battery, if a bi-directionally convex thin battery is used, electrode terminals (tabs) are sandwiched between outer packaging materials and heat sealed to seal the inside of the battery. In some cases, the position of the tab is not stable and the position of the tab may be shifted due to the deformation of the exterior material or the absence of the tab other than the exterior material. In such a state, the position of the terminal shifts, that is, the dimension of the tab from the battery bottom surface varies. As a result, when configuring an assembled battery, when connecting the terminals of cells, it becomes difficult to align, or the accuracy of alignment decreases, the connection resistance increases, the electrode There is a problem that they may be separated or separated from each other.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、両方向凸形状の薄型電池において、電極端子(タブ)が高精度に所望の位置に設置された薄型電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a problem, Comprising: It is providing the thin battery in which the electrode terminal (tab) was installed in the desired position with high precision in the thin battery of a bi-directional convex shape.
前記課題を解決するために、本発明に係る電池は、各々に凹部が形成された2枚の外装材を合わせ当該凹部により形成される内部空間に発電要素を収容し、当該外装材の周縁部より電極端子を外部に導出した薄型電池であって、一方の前記外装材の外周部の剛性を、他方の前記外装材の前記外周部の剛性よりも高くした電池である。 In order to solve the above-described problem, a battery according to the present invention combines two exterior members each having a recess, accommodates a power generation element in an internal space formed by the recess, and a peripheral portion of the exterior material. A thin battery in which electrode terminals are led out to the outside, wherein the rigidity of the outer peripheral portion of one of the outer packaging materials is higher than the rigidity of the outer peripheral portion of the other outer packaging material.
このような構成の電池においては、電池内部を真空吸引しながら電極端子を外装材に挟んで熱溶着することにより電池内部を密封する際に、電池内壁に電池内部方向に向かう力が作用する。本発明に係る電池においては2枚の外装材の剛性が異なるため、仮にその力により外装材に変形が生じる場合には「他方の外装材」に相当する剛性が低い方の外装材が変形することになり、変形しない「一方の外装材」と電極端子との位置関係は変形せず一定の関係に維持される。また、薄型電池全体の高さは電極板積層体の高さにより規定され、電池封止時の力によっては実質的に影響を受けない。従って、電極端子の位置は、例えば「一方の外装材」の低面でもある電池の最下面に対して一定の位置に維持されることになり、電池の幅方向における位置としてもその位置が維持される。 In the battery having such a configuration, when the inside of the battery is hermetically sealed by vacuum-sucking the inside of the battery and sandwiching the electrode terminal between the exterior materials and heat-sealing, a force directed toward the inside of the battery acts on the battery inner wall. In the battery according to the present invention, since the rigidity of the two exterior materials is different, if the exterior material is deformed by the force, the exterior material having the lower rigidity corresponding to the “other exterior material” is deformed. Thus, the positional relationship between the “one exterior material” that does not deform and the electrode terminal is not deformed and is maintained in a certain relationship. The height of the thin battery as a whole is defined by the height of the electrode plate laminate, and is not substantially affected by the force at the time of battery sealing. Therefore, for example, the position of the electrode terminal is maintained at a fixed position with respect to the lowermost surface of the battery, which is also the lower surface of “one exterior material”, and the position is maintained as the position in the width direction of the battery. Is done.
「一方の外装材」の剛性を高める好適な方法は、例えば外装材の厚みを厚くしたり、リブを形成したり、あるいは、電極端子を外装材に沿って成形することにより電極端子の剛性を利用する方法等が挙げられる。 Suitable methods for increasing the rigidity of “one exterior material” include, for example, increasing the thickness of the exterior material, forming ribs, or forming the electrode terminal along the exterior material to increase the rigidity of the electrode terminal. The method to utilize etc. are mentioned.
本発明によれば、両方向凸形状の薄型電池において、電極端子(タブ)が高精度に所望の位置に設置された薄型電池を提供することができる。 The present invention can provide a thin battery in which electrode terminals (tabs) are installed at desired positions with high accuracy in a thin battery having a convex shape in both directions.
第1実施形態
本発明の第1実施形態の薄型電池について、図1〜図3を参照して説明する。
図1は、その薄型電池の構成を示す平面方向断面図であり、図2は、その薄型電池の構成を示す鉛直方向断面図である。なお、図1は、図2のII−II線に沿った断面図であり、また、図2は、図1のI−I線に沿った断面図である。
この薄型電池10は、リチウム系の平板状積層タイプの薄型二次電池であり、この薄型電池10を単位電池としてこれを所望の数だけ複数積層することにより、所望の出力電圧で所望の容量の組電池が構成される。
First Embodiment A thin battery according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a plan sectional view showing the configuration of the thin battery, and FIG. 2 is a vertical sectional view showing the configuration of the thin battery. 1 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
The
薄型電池10は、図2に示すように、3枚の正極板101、5枚のセパレータ102、3枚の負極板103、正極端子104、負極端子105、上部外装部材106、下部外装部材107及び図示しない電解質を有する。なお、以下の説明において、このうち正極板101、セパレータ102及び負極板103を積層したものを電極群109と称し、さらに、電極群109と電解質とを含めて発電要素108と称する。
As shown in FIG. 2, the
正極板101は、正極端子104まで伸びている正極側集電体101aと、正極側集電体101aの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層101b、101cとを有する。 正極板101の正極側集電体101aは、例えばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔又はニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔で形成される。また、正極板101の正極層101b、101cは、例えばニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)又はコバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物や、カルコゲン(S、Se、Te)化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤とを混合したものを、正極側集電体101aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。
The
負極板103は、負極端子105まで伸びている負極側集電体103aと、当該負極側集電体103aの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層103b、103cとを有する。
負極板103の負極側集電体103aは、例えばニッケル箔、銅箔、ステンレス箔又は鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔で形成される。また、負極板103の負極層103b、103cは、例えば非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素又は黒鉛等のような正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥し、粉砕し、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とする。負極板103b、103cは、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体103aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延させることにより形成される。
負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると、急激な出力低下が無いので、電気自動車の電源として用いると有利である。
The
The negative electrode side
When amorphous carbon or non-graphitizable carbon is used as the negative electrode active material, there is no sudden decrease in output, so it is advantageous when used as a power source for electric vehicles.
発電要素108のセパレータ102は、正極板101と負極板103との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えている。このセパレータ102は、例えばポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能も有する。
なお、セパレータ102は、ポリオレフィン等の単層膜に限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜で挟持して形成した3層構造の膜や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布等を積層した膜等を用いることもできる。このようにセパレータ102を複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することができる。
The
The
以上の発電要素108は、図2に示すように、セパレータ102を介して正極板101と負極板103とが交互に積層されている。そして、3枚の正極板101は、正極側集電体101aを介して、金属箔製の正極端子104にそれぞれ接続される。また、3枚の負極板103は、負極側集電体103aを介して、同様に金属箔製の負極端子105にそれぞれ接続される。
As shown in FIG. 2, the above
なお、発電要素108の正極板101、セパレータ102及び負極板103の枚数は、上記の枚数に限定されない。例えば、1枚の正極板101、3枚のセパレータ102及び1枚の負極板103でも発電要素108を構成することができ、必要に応じて正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することができる。
The number of the
正極端子104も負極端子105も電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子104としては、上述の正極側集電体101aと同様に、例えばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔又はニッケル箔等を挙げることができる。また、負極端子105としては、上述の負極側集電体103aと同様に、例えばニッケル箔、銅箔、ステンレス箔又は鉄箔等を挙げることができる。
The
また、本実施形態では、電極板101、103の集電体101a、103aを構成する金属箔自体を電極端子104、105まで延長することにより、電極板101、103を電極端子104、105に直接接続しているが、電極板101、103の集電体101a,103aと、電極端子104、105とを、集電体101a、103aを構成する金属箔とは別の材料や部品により接続してもよい。
In the present embodiment, the metal foils constituting the
これら薄型電池10の発電要素108は、上部外装部材106及び下部外装部材107(外装部材)に被覆された状態で封止されている。換言すれば、発電要素108は、上部外装部材106及び下部外装部材107により形成される薄型電池10の内部空間111に封入される。
薄型電池10において、上部外装部材106及び下部外装部材107には、図2に示すように、各々凹部(カップ形状部、外から見ると凸部)106a及び107aが形成されている。そして、この凹部同士が対向するように上部外装部材106と下部外装部材107が合わせられることにより、上部外装部材106及び下部外装部材107に周囲を囲まれた内部空間111が形成される。
The
In the
上部外装部材106及び下部外装部材107の構成について、図3を参照して説明する。
図3は、薄型電池10の外装部材の構成を説明するための図であり、図3(A)は上部外装部材106の構成を説明する図であり、図3(B)は下部外装部材107の構成を説明する図である。なお、図3においては、比較を容易にするために、同じ方向に凹部が形成された図により各部材を示している。
The configuration of the
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the exterior member of the
図3(A)に示すように、上部外装部材106は、金属箔106bと、耐電解質性に優れた樹脂により形成された内側樹脂シート106cと、電気絶縁性に優れた樹脂により形成された表面樹脂シート106dとの3層構造のラミネートフィルムである。また、下部外装部材107も、図3(B)に示すように、金属箔107bと、耐電解質性に優れた樹脂により形成された内側樹脂シート107cと、電気絶縁性に優れた樹脂により形成された表面樹脂シート107dとの3層構造のラミネートフィルムである。
As shown in FIG. 3A, the
具体的には、内部金属箔としては、本実施形態においてはアルミニウム箔を使用する。また、外側層としての表面樹脂シートとしては、ナイロン等のポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂等を、また、内側樹脂シートとしては、例えばポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン又はアイオノマー等を使用する。これらの樹脂は、熱溶着性にも優れているため、上部外装部材106と下部外装部材107とを熱溶着する構成の場合には一層好適である。
Specifically, as the internal metal foil, an aluminum foil is used in the present embodiment. Further, as the surface resin sheet as the outer layer, a polyamide resin such as nylon or a polyester resin is used, and as the inner resin sheet, for example, polyethylene, modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, or ionomer is used. Since these resins are excellent in heat weldability, they are more suitable in the case of a structure in which the
このように、上部外装部材106と下部外装部材107とは、同じ材料を用いた同じ構成のシート状部材であるが、内層として使用されるアルミニウム箔層106b及び107bの厚さが、これらの間では異なる。すなわち、図3(A)及び図3(B)を比較して明らかなように、上部外装部材106の金属箔層106bの厚さに比べて、下部外装部材107の金属箔層107bの厚さの方が明らかに厚くなっている。金属箔層の厚さを厚くすることにより、下部外装部材107の方が、上部外装部材106に比べて、剛性が高い素材となる。
このように、薄型電池10は、上部外装部材106及び下部外装部材107により外側を被覆されているが、下部外装部材107の方が上部外装部材106よりも剛性が高められた構成となっている。
As described above, the
As described above, the
次に、このような構成の薄型電池10の全体の製造方法の概略について説明する。
まず、電解質を除く発電要素108、すなわち正極板101、セパレータ102及び負極板103を積層し、積層した電極群に正極端子104及び負極端子105を溶着する。
次に、凹形状に形成した上部外装部材106(又は下部外装部材107)に、正極端子104及び負極端子105を溶接した電極群109を収容し、これに下部外装部材107(又は上部外装部材106)を合わせることにより、発電要素108、正極端子104の一部及び負極端子105の一部を上部外装部材106及び下部外装部材107により形成される内部空間111に包み込む。
そして、外装部材106、107により形成される空間に有機液体溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムや六フッ化リン酸リチウム等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入しながら、外装部材106、107により形成される空間を吸引して真空状態とし、外装部材106、107の外周縁を熱プレスにより熱溶着して封止する。
Next, the outline of the whole manufacturing method of the
First, the
Next, the
Then, the
なお、封止された外装部材106、107の一方の端部から外部へ正極端子104を導出し、他方の端部から外部へ負極端子105を導出するため、電極端子104、105の厚さ分だけ上部外装部材106と下部外装部材107との溶着部に隙間が生じる。そこで、薄型電池10内部の封止性を維持するために、電極端子104、105と外装部材106、107とが接触する部分に、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等から構成されたシールフィルムを介在させるのも好適である。このシールフィルムは、正極端子104及び負極端子105のいずれにおいても、外装部材106、107を構成する樹脂と同系統の樹脂で構成することが熱溶着性の観点から好ましい。
Note that the
また、有機液体溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)やメチルエチルカーボネート等のエステル系溶媒を挙げることができるが、本発明の有機液体溶媒はこれに限定されること無く、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン(γ−BL)、ジエトシキエタン(DEE)等のエーテル系溶媒その他を混合、調合した有機液体溶媒を用いることもできる。 In addition, examples of the organic liquid solvent include ester solvents such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate. Without being limited thereto, an organic liquid solvent obtained by mixing and preparing an ether solvent such as γ-butylactone (γ-BL) or dietoxyethane (DEE) in an ester solvent may be used.
このように、本実施形態の薄型電池10においては、上部外装部材106よりも下部外装部材107の方を厚くし、剛性を持たせている。
そのため、セル製造時に上部外装部材106及び下部外装部材107で覆われた内部空間111を真空吸引する差に、その真空吸引力によりつぶれる(形状が変形する)外装部材は、例えば図2に符号X及び破線で示したように、上部外装部材106の側の電極群109により支持されていない(電極群109に接していない)面となる。この部分の外装材の形状が多少変形したとしても、通常基準面となる下部プレート10の底面(下部外装部材107の下面)と正極端子104及び負極端子105との位置関係には何ら影響が無い。従って、薄型電池10において、正極端子104及び負極端子105の位置は、そのような製造時の変形の影響を受けずに、所望の位置に精度よく配置されることになる。
Thus, in the
Therefore, the exterior member that is crushed (the shape is deformed) by the vacuum suction force due to the vacuum suction of the
また、従来のこの種の薄型電池においては、外装材は柔らかい素材で構成されているため、電池自体の剛性が弱く、車両の振動等により、電池の固定位置によっては振動でタブが大きく揺れ、電池に亀裂等が発生し、電池の寿命に影響する場合があった。しかしながら、本実施形態の薄型電池10においては、下部外装部材107の剛性を高めることにより薄型電池10本体の剛性も高めている。従って、車両等の振動の多い条件下で使用を続けることによるセル自体のたわみ量を低減させることができ、薄型電池10に亀裂などが入ることを防ぐことができる。その結果、車両等の環境下における薄型電池10の寿命を延ばすことができる。
In addition, in this type of conventional thin battery, since the exterior material is made of a soft material, the rigidity of the battery itself is weak, and depending on the vibration of the vehicle, the tab greatly shakes due to vibration depending on the fixed position of the battery, In some cases, cracks or the like occurred in the battery, affecting the life of the battery. However, in the
また、このような薄型電池10を用いて組電池を構成した場合には、電極端子が精度よく所望の位置に配置されているので、それを順次接続する際にも、高精度かつ適切に接続することができる。従って、電極端子の接続抵抗の低下や、接続の不具合から生じる剥離等を防ぐことができ、高性能で耐久性の高い組電池を提供することができる。
Further, when an assembled battery is configured using such a
第2実施形態
本発明の第2実施形態の薄型電池について、図4〜図6を参照して説明する。
図4は、その薄型電池の構成を説明するための図であって薄型電池を平面方向から見た模式的な図であり、図5は、その薄型電池の構成を示す鉛直方向断面図である。なお、図5は、図4のI−I線に沿った断面図である。
第2実施形態の薄型電池20の基本的な構成は、前述した第1実施形態の薄型電池10と同じである。以下、薄型電池10とほぼ同じ構成については同一の符号を付して説明を簡略化し、薄型電池10と異なる構成部についてのみ詳細に説明をする。
Second Embodiment A thin battery according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the thin battery, and is a schematic view of the thin battery seen from the plane direction. FIG. 5 is a vertical sectional view showing the configuration of the thin battery. . 5 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
The basic configuration of the
薄型電池20も、各々凹部が形成された上部外装部材106及び下部外装部材107が合わされて構成される内部空間111に、3枚の正極板101、5枚のセパレータ102及び3枚の負極板103を積層した電極群109及び図示しない電解質とを有する発電要素108が封止封入された構成である。また、上部外装部材106及び下部外装部材107が溶着部を介して、正極端子104及び負極端子105が薄型電池20の外部に導出されている。
正極板101、負極板103、セパレータ102、正極端子104、負極端子105、上部外装部材106、下部外装部材107等の構成は、前述した第1実施形態の薄型電池10とほぼ同じである。
The
The configurations of the
但し、第2実施形態の薄型電池20の下部外装部材107には、図3(A)に示した上部外装部材106と同じ厚さの部材が使用されている。すなわち、薄型電池20において、上部外装部材106及び下部外装部材107の剛性は同じであり、外装材として既にいずれかの部材の剛性が高められているわけではない。
However, a member having the same thickness as the
第2実施形態の薄型電池20においては、下部外装部材107の剛性を高めるために、その外周部であって、凹部を形成するために下部外装部材107が屈曲されている下部外装部材107の外周部に、リブ201が形成されている。
リブ201は、薄型電池20の上下方向の振動に対して下部外装部材107の弱い部分である外周部、すなわち、図4及び図5に示すように、下部外装部材107の正極端子104及び負極端子105を介在させて上部外装部材106と溶着されている領域から、凹部を形成するための屈曲部及び傾斜面部を通過して、下部外装部材107の底面に至るまでの範囲にまたがって形成するのが好適である。
また、平面的には、例えば図4に示すように、薄型電池20の外周付近の、正極端子104及び負極端子105が導出されている領域に形成するのが有効である。
In the
The
Further, in plan view, for example, as shown in FIG. 4, it is effective to form in the region where the
リブ201は、下部外装部材107の一部を筋状に起伏させて形成してもよいし、後から下部外装部材107の表面に何らかの棒状部材を付着させて形成してもよい。
また、下部外装部材107の一部を起伏させて形成させる場合、金属箔(例えばアルミニウム箔)、表面樹脂シート(例えばナイロン)、あるいは内側樹脂シート(例えばPP)のいずれの層においてリブを形成してもよい。
The
When a part of the
本実施形態の薄型電池20においては、このような構成とすることにより、下部外装部材107の剛性を高めている。
その結果、前述した第1実施形態の薄型電池10と同様に、セル製造時に上部外装部材106及び下部外装部材107で覆われた内部空間111を真空吸引する差に、その真空吸引力によるつぶれを上部外装部材106の電極群109に接していない面に集中させることができる。その結果、正極端子104及び負極端子105の位置は、そのような変形の影響を受けずに、所望の位置に精度よく配置されることになる。
また、このような構成により薄型電池10自体の剛性を高めることにより、車両等の振動の多い条件下で使用を続けることによるセル自体のたわみ量を低減させることができ、薄型電池10に亀裂などが入ることを防ぐことができる。その結果、車両等の環境下における薄型電池10の寿命を延ばすことができる。
また、この場合も電極端子が精度よく所望の位置に配置されているので、組電池を形成する場合にそれを順次高精度かつ適切に接続することができる。従って、電極端子の接続抵抗の低下や、接続の不具合から生じる剥離等を防ぐことができ、高性能で耐久性の高い組電池を提供することができる。
In the
As a result, as with the
In addition, by increasing the rigidity of the
Also in this case, since the electrode terminals are accurately arranged at desired positions, when forming an assembled battery, it can be sequentially and accurately connected. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the connection resistance of the electrode terminals, peeling due to a connection failure, and the like, and to provide a high-performance and highly durable assembled battery.
なお、平面方向においてリブ201を形成する領域は、図4に示したような正極端子104及び負極端子105を融着している領域に限られず、図6に示すように、薄型電池20の外周に沿って全域に形成するようにしてもよい。
In addition, the area | region which forms the
第3実施形態
本発明の第3実施形態の薄型電池について、図7を参照して説明する。
図7は、その薄型電池の構成を示す鉛直方向断面図である。
第3実施形態の薄型電池30の基本的な構成も、前述した第1実施形態の薄型電池10と同じである。以下、薄型電池10とほぼ同じ構成については同一の符号を付して説明を簡略化し、薄型電池10と異なる構成部についてのみ詳細に説明をする。
Third Embodiment A thin battery according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a vertical sectional view showing the configuration of the thin battery.
The basic configuration of the
薄型電池30も、上部外装部材106及び下部外装部材107が合わされて構成される内部空間111に、正極板101、セパレータ102及び負極板103を積層した電極群109及び電解質を有する発電要素108が封止封入された構成であり、上部外装部材106及び下部外装部材107が溶着部を介して、正極端子204及び正極端子205が薄型電池20の外部に導出されている。
正極板101、負極板103、セパレータ102、上部外装部材106、下部外装部材107等の構成は、前述した第1実施形態の薄型電池10とほぼ同じであるが、第3実施形態の薄型電池30の下部外装部材107には、図3(A)に示した上部外装部材106と同じ厚さの部材が使用されている。すなわち、第2実施形態の薄型電池20と同様に、薄型電池30において、上部外装部材106及び下部外装部材107の剛性は同じであり、外装材として既にいずれかの部材の剛性が高められているわけではない。
The
The configurations of the
そして第3実施形態の薄型電池30においては、正極端子及び負極端子の構成が前述した第1実施形態及び第2実施形態の薄型電池とは異なる。すなわち、薄型電池30の正極端子204及び負極端子105は、下部外装部材107の剛性を高めるために、図7に示すように、正極端子204及び負極端子205が内部空間111においては、下部外装部材107に沿うように成形し、配置している。すなわち、正極端子204及び負極端子205は、各々、上部外装部材106と下部外装部材107の間の溶着部を経て薄型電池30の内部空間111に入った位置から下部外装部材107に沿って下方向(底面方向)に傾斜し、下部外装部材107の底面に接した時点で再度屈曲して、下部外装部材107の底面に沿って延伸するような形状に成形されている。
なお、正極板101及び負極板103からのリードは、図7に示すように、このような形状の正極端子204及び負極端子205に対して通常と同様に接続されている。
And in the
As shown in FIG. 7, the leads from the
薄型電池30においては、正極端子204及び負極端子205がこのように下部外装部材107に沿って成形されているので、実質的に下部外装部材107の補強材として作用し、結果的に下部外装部材107の剛性を高めている。
その結果、前述した第1実施形態の薄型電池10と同様に、セル製造時に上部外装部材106及び下部外装部材107で覆われた内部空間111を真空吸引する差に、その真空吸引力によるつぶれを上部外装部材106の電極群109に接していない面に集中させることができる。その結果、正極端子204及び負極端子205の位置は、そのような変形の影響を受けずに、所望の位置に精度よく配置されることになる。
また、このような構成により薄型電池10自体の剛性を高めることにより、車両等の振動の多い条件下で使用を続けることによるセル自体のたわみ量を低減させることができ、薄型電池10に亀裂などが入ることを防ぐことができる。その結果、車両等の環境下における薄型電池10の寿命を延ばすことができる。
また、この場合も電極端子が精度よく所望の位置に配置されているので、組電池を形成する場合にそれを順次高精度かつ適切に接続することができる。従って、電極端子の接続抵抗の低下や、接続の不具合から生じる剥離等を防ぐことができ、高性能で耐久性の高い組電池を提供することができる。
In the
As a result, as with the
In addition, by increasing the rigidity of the
Also in this case, since the electrode terminals are accurately arranged at desired positions, when forming an assembled battery, it can be sequentially and accurately connected. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the connection resistance of the electrode terminals, peeling due to a connection failure, and the like, and to provide a high-performance and highly durable assembled battery.
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。 In addition, this Embodiment was described in order to make an understanding of this invention easy, and does not limit this invention at all. Each element disclosed in the present embodiment includes all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention, and various suitable modifications are possible.
例えば、前述した実施形態は、いずれも、上部外装部材106及び下部外装部材107のうちの、下部外装部材107の剛性を高める構成であったが、上部外装部材106の剛性を高めるような構成であってもよい。その場合、正極端子104及び上部外装部材106の位置精度は、上部外装部材106に対して高精度に規定されることになる。薄型電池10の実装形態等により、薄型電池10の上面からの位置を基準に薄型電池10を設置したり組電池を構成した方が便利な場合も考えられ、例えばそのような場合には、上部外装部材106の剛性を高める構成であってよい。
For example, in the above-described embodiments, both the
また、外装部材の剛性を高める方法は、前述した実施形態以外の方法であってもよい。例えば、外装部材を構成する素材(金属箔や樹脂層等)自体を変更して、剛性を高めるようにしてもよい。また、前述した第1実施形態において外装部材の厚みを厚くした際には、外装部材の金属箔層の厚みを厚くするものとしたが、樹脂層の厚みを厚くするようにしてもよい。また、前述した各実施形態を組み合わせたような方法により、剛性を高めるようにしてもよい。 Further, the method for increasing the rigidity of the exterior member may be a method other than the embodiment described above. For example, the material (metal foil, resin layer, etc.) constituting the exterior member itself may be changed to increase the rigidity. In addition, when the thickness of the exterior member is increased in the first embodiment described above, the thickness of the metal foil layer of the exterior member is increased, but the thickness of the resin layer may be increased. Further, the rigidity may be increased by a method that combines the above-described embodiments.
10,20,30…薄型電池
101…正極板
102…セパレータ
103…負極板
104,204…正極端子
105,205…負極端子
106…上部外装部材
107…下部外装部材
108…発電要素
109…電極群
201…リブ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
一方の前記外装材の外周部の剛性を、他方の前記外装材の前記外周部の剛性よりも高くすることを特徴とする電池。 A thin battery in which two exterior members each having a recess formed therein are combined to house a power generation element in an internal space formed by the recess, and an electrode terminal is led out from the peripheral edge of the exterior member,
A battery characterized in that the rigidity of the outer peripheral portion of one of the outer packaging materials is higher than the rigidity of the outer peripheral portion of the other outer packaging material.
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