JP2009181906A - 密閉型電池製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
貫通孔41を有する外装ケース12に電極体および電解質を収容して電池組立体20を構築する。貫通孔41のケース外部への開口端41Aを囲む環状部分(AlまたはAl合金製)にレーザ照射処理を施して形成された溶着基面45に、直接または該溶着基面に予め溶着されたベースフィルム52を介して封止フィルム54を溶着することにより、貫通孔41を仮封止する。上記仮封止状態で電池組立体20の初期充電を行った後、フィルム54に孔を開けてケース12の内外を連通するガス抜き通路を形成し、ケース12内の余剰ガスを外部に排出する。
【選択図】図9
Description
上述した好ましい封止フィルムの構成は、第一封止フィルムと第二封止フィルムとを用いる態様では、それらの封止フィルムのいずれにも適用可能である。また、ベースフィルムを用いる態様では、上述した好ましい封止フィルムの構成と同様の構成を有するベースフィルムを好ましく用いることができる。特に限定するものではないが、同じフィルム材料(すなわち一種類のフィルム材料)を第一封止フィルムにも第二封止フィルムにも用いる態様を好ましく採用することができる。かかる態様によると、電池の製造に使用する材料の種類増を抑える等の利点が得られる。同様の理由から、封止フィルムと同じフィルム材料をベースフィルムにも用いる態様を好ましく採用することができる。
本例に係るリチウムイオン電池は、例えば図1に示すように、長尺シート状の正極および負極が長尺シートのセパレータを介して扁平に捲回された形態の電極体(捲回電極体)30と、該捲回電極体30を収容し得る形状(本例では扁平な箱形)の外装ケース12とを備える。
上記レーザ照射処理が樹脂フィルムの溶着強度に及ぼす影響を確認するため、以下の評価試験(電解液蒸気曝露試験)を行った。
レーザ種類:YVO4レーザ、
出力:6.4W、
周波数:15kHz、
走査速度:表1に示すとおり。
例2のサンプル3と同じ条件でレーザ照射処理を施してなるAl板(サンプル17)と、上記条件でレーザ照射処理を施した後、その処理面にX線X線光電子分光(XPS)装置を用いて0.1秒間(サンプル18)または1分間(サンプル19)のアルゴンスパッタを行ったAl板とを用意した。ここで、サンプル17に係るAl板では上記レーザ照射処理により表面に厚さ約250nmの酸化アルミニウム層が形成されている。また、サンプル18,19に係るAl板では、いったん形成された酸化アルミニウム層が上記アルゴンスパッタにより上端側から削られている。このため、サンプル18に係るAl板の有する酸化アルミニウム層の厚さは230〜240nm程度であり、サンプル19に係るAl板の有する酸化アルミニウム層の厚さは凡そ100nm未満である。
(1)正極および負極を備える電極体と電解液とが外装ケースに収容された形態の密閉型電池を製造する方法であって:
貫通孔を有する外装ケースに前記電極体および前記電解質を収容して電池組立体を構築する工程;
前記ケースの外表面であって前記貫通孔の前記ケース外部への開口端を囲む環状部分に直接または該溶着基面に予め溶着されたベースフィルムを介して封止フィルムを溶着することにより前記貫通孔を仮封止する工程;
前記貫通孔を仮封止した状態で前記電池組立体の初期充電を行う工程;および、
前記初期充電工程の後、前記フィルムに孔を開けて前記ケースの内外を連通するガス抜き通路を形成することにより該ケース内の余剰ガスを外部に排出するガス抜き工程;
を包含する、密閉型電池の製造方法。
(2)前記外装ケースのうち前記貫通孔を区画形成する貫通孔形成部分は当該部分を囲む周辺部分よりも該ケースの外側に張り出している、上記(1)に記載の方法。
(3)前記ガス抜き工程の後、前記封止フィルムの上面に第二の封止フィルムを溶着することにより前記貫通孔を封止する工程をさらに包含する、上記(1)または(2)に記載の方法。
(4)前記封止フィルムは、組成の異なる二以上の樹脂層が積層された積層フィルムである、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5)前記封止フィルムは、下面および上面にポリオレフィン層が配置され、それらポリオレフィン層の間にポリエチレンナフタレート層が配置された積層フィルムである、上記(4)に記載の方法。
(6)前記封止フィルムの下面を構成する樹脂層および上面を構成する樹脂層のうち少なくとも一方にはレーザ吸収材が添加されており、且つ前記封止フィルム全体の厚み方向に対するレーザ透過率が70〜95%である、上記(4)または(5)に記載の方法。
(7)前記封止フィルムの溶着をレーザ透過溶着法により行う、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の方法。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の方法により製造された密閉型電池。
(9)正極および負極を備える電極体と電解質とが外装ケースに収容された形態の密閉型電池であって、
前記外装ケースは貫通孔を有し、前記ケースの外表面であって前記貫通孔の前記ケース外部への開口端を囲む環状部分には、直接または該溶着基面に溶着されたベースフィルムを介して、前記貫通孔に臨む開口を有する封止フィルムが溶着されており、
前記貫通孔は、該貫通孔の前記ケース外部への開口端を前記封止フィルムの外側から覆って取り付けられた本封止部材により本封止されている、密閉型電池。
10 リチウムイオン電池(密閉型電池)
12 外装ケース
13 ケース本体
18 本封止部材
20 電池組立体
30 捲回電極体(電極体)
40 蓋体
41 貫通孔
41A 外部開口端
41B 内部開口端
42 筒部(貫通孔形成部分)
44 環状部分
45 溶着基面
46 酸化アルミニウム層
52 ベースフィルム(樹脂フィルム)
54 第一封止フィルム(樹脂フィルム、封止フィルム)
54A 下層
54B 芯材層
54C 上層
542 ガス排出孔(開口)
55 溶液プール
56 第二封止フィルム(樹脂フィルム、封止フィルム)
G ガス抜き通路
L レーザ光
Claims (13)
- 正極および負極を備える電極体と電解質とが外装ケースに収容された形態の密閉型電池を製造する方法であって:
貫通孔を有する外装ケースに前記電極体および前記電解質を収容して電池組立体を構築する工程;
前記ケースの外表面であって前記貫通孔の前記ケース外部への開口端を囲む環状部分に形成された溶着基面に直接または該溶着基面に予め溶着されたベースフィルムを介して封止フィルムを溶着することにより前記貫通孔を仮封止する工程、ここで、前記ケースのうち少なくとも前記環状部分はアルミニウムまたはアルミニウム合金製であり、前記溶着基面は前記環状部分にレーザを照射して表面を粗化するレーザ照射処理を施してなる;
前記貫通孔を仮封止した状態で前記電池組立体の初期充電を行う工程;および、
前記初期充電工程の後、前記フィルムに孔を開けて前記ケースの内外を連通するガス抜き通路を形成することにより該ケース内の余剰ガスを外部に排出するガス抜き工程;
を包含する、密閉型電池の製造方法。 - 前記環状部分に前記レーザ照射処理を施して前記溶着基面を形成する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記溶着基面は、前記レーザ照射処理により、微細な枝状構造を備えた酸化アルミニウム層が形成されている、請求項1または2に記載の方法。
- 前記酸化アルミニウム層の厚さが100nm〜500nmである、請求項3に記載の方法。
- 前記レーザ照射処理においてレーザが照射される箇所は前記環状部分のうち2/3以上の面積を占め、且つ、前記レーザ照射箇所は前記環状部分の全体に広がって配置されている、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記ガス抜き工程の後、前記封止フィルムの上面に第二の封止フィルムを溶着することにより前記貫通孔を封止する工程をさらに包含する、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記封止フィルムは、組成の異なる二以上の樹脂層が積層された積層フィルムである、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記封止フィルムは、下面および上面にポリオレフィン層が配置され、それらポリオレフィン層の間にポリエチレンナフタレート層が配置された積層フィルムである、請求項7に記載の方法。
- 前記封止フィルムの下面を構成する樹脂層および上面を構成する樹脂層のうち少なくとも一方にはレーザ吸収材が添加されており、且つ前記封止フィルム全体の厚み方向に対するレーザ透過率が70〜95%である、請求項7または8に記載の方法。
- 前記封止フィルムの溶着をレーザ透過溶着法により行う、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から10のいずれかに記載の方法により製造された密閉型電池。
- 正極および負極を備える電極体と電解質とが外装ケースに収容された形態の密閉型電池であって、
前記外装ケースは貫通孔を有し、前記ケースの外表面であって前記貫通孔の前記ケース外部への開口端を囲む環状部分はアルミニウムまたはアルミニウム合金製であってその表面には微細な枝状構造を備えた酸化アルミニウム層を有する溶着基面が形成されており、
前記溶着基面には、直接または該溶着基面に溶着されたベースフィルムを介して、前記貫通孔に臨む開口を有する封止フィルムが溶着されており、
前記貫通孔は、該貫通孔の前記ケース外部への開口端を前記封止フィルムの外側から覆って取り付けられた本封止部材により本封止されている、密閉型電池。 - 請求項11または12に記載の密閉型電池を備える車両。
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