JP2011082394A - 電気化学デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る電気化学デバイスは、金属フィルムを含む外装体と、外装体内に封入された電池素体と、少なくとも外装体の封止部の内側に設けられた樹脂層と、電池素体から外装体の封止部の樹脂層間を介して、外装体の外部に延びたリードとを備え、リードの湾曲面の一方向の弧の一端と、この一端から延びてリードに接触する点とを結ぶ線分の長さL1、線分からリードの湾曲面までの最短距離の最大値L2、リードの厚みZ1、樹脂層の全厚みZ2、リードの湾曲率Rは、30%≦Z1/Z2≦60%、R=L2/L1、0<R≦2%を満たしている。この電気化学デバイスは、高品質なものとなる。
【選択図】 図1
Description
Z2=166μm
α=60%
R=2.86%
S=0.18mm2
歩留まりβ1=60%
歩留まりβ2=0%
最終歩留まりβ=0%
Z2=166μm
α=48%
R=0.14%
S=0.009mm2
歩留まりβ1=90%
歩留まりβ2=80%
最終歩留まりβ=72%
Alリードの厚みZ1を25μm(プレス済み)とし、Z2=160μm(80μm×2)とした場合以外の条件は、すべて、実施例1と同様とした。この場合、α=15%である。この結果、Alリード厚みが薄すぎ、熱圧着時にAlリード自体が圧力で切断されやすくなってしまった。50個のサンプルのうち、40個において断線が生じ、10個は良品となった。すなわち、電解液注入前の歩留まりβ1は20%である。なお、湾曲率R=0.085%、面積S1=0.0053mm2である。なお、たわみ部分の深さは3μmである。
Z2=160μm
α=15%
R=0.085%
S=0.0053mm2
歩留まりβ1=20%
歩留まりβ2=28%
最終歩留まりβ=5.6%
Alリードの厚みZ1を80μm(プレス済み)とし、Z2=500μm(250μm×2)とした場合以外の条件は、すべて、実施例1と同様とした。この場合、α=16%である。この結果、樹脂層が厚すぎたため、熱圧着時にリード位置がズレた。50個のサンプルのうち、40個において顕著な位置ズレが生じ、10個は良品となった。すなわち、電解液注入前の歩留まりβ1は20%である。湾曲率R=0.14%(=5μm/3.5mm)、面積S1=0.009mm2である。なお、たわみ部分深さは5μmである。
Z2=500μm
α=16%
R=0.14%
S=0.009mm2
歩留まりβ1=20%
歩留まりβ2=56%
最終歩留まりβ=11.2%
Z2=100μm
α=80%
R=0.14%(=5μm/3.5mm)
S=0.009mm2
歩留まりβ1=56%
歩留まりβ2=26%
最終歩留まりβ=14.6%
Alリードの厚みZ1を90μm(プレス済み)とし、Z2=180μm(90μm×2)とした場合以外の条件は、すべて、実施例1と同様とした。この場合、α=50%である。湾曲率R=0.14%(=5μm/3.5mm)%(面積S1=0.009mm2)である。たわみ部分深さは5μmである。この結果、電解液を入れる前の空セルの歩留まりβ1は80%となり、リードプレスの効果(バリ取り)は見られるが、実施例1の歩留まり(90%)よりも低くなった。この原因は、リード厚みに対して樹脂層が薄いため、十分にリードを被覆できず、ショートしてしまうためと考えられる。なお、電解液注入後の液漏れに関しては、歩留まりβ2は90%であった。
Z2=180μm
α=50%
R=0.14%(=5μm/3.5mm
S=0.009mm2
歩留まりβ1=80%
歩留まりβ2=90%
最終歩留まりβ=72%
Alリードの幅Y1を0.5mm,厚さZ1=80μm(プレス済み)のアルミニウム(Al)を用い、Z2=160μm(80μm×2)とした場合以外の条件は、すべて、実施例1と同様とした。この場合、α=50%である。この結果、電解液を入れる前の空セルの歩留まりβ1は84%(42個)となり、リードプレスの効果(バリ取り)が見られるが、実施例1の歩留まり(90%)よりも低くなった。しかし,電解液注入後の液漏れに関しては、歩留まりβ2は32%であった。
Z1=80μm
Z2=160μm
α=50%
R=4.0%(0.02mm/0.5mm)
S=0.02mm2
歩留まりβ1=84%
歩留まりβ2=32%
最終歩留まりβ=26.9%
Z1=80μm
Z2=80μm
α=50%
R=2.28%(=0.08mm/3.5mm)
S=0.14mm2
歩留まりβ1=32%
歩留まりβ2=44%
最終歩留まりβ=14.1%
(比較例7)Z1<30μmの場合(薄い場合)
Z0=40μm
Z1=20μm
Z2=160μm
α=25%
R=0.29%
S=0.02mm2
歩留まりβ1=25%
歩留まりβ2=45%
最終歩留まりβ=11.3%
Z0=250μm
Z1=80μm
Z2=160μm
α=138%
R=1.5%
S=0.75mm2
歩留まりβ1=14%
歩留まりβ2=0%
最終歩留まりβ=0%
Z0=100μm
Z1=50μm
Z2=160μm
PP=7.0kgf/cm2(6.86×105Pa)
α=59%
R=測定不能
S=測定不能
歩留まりβ1=20%
歩留まりβ2=16%
最終歩留まりβ=3.2%
Alリードの厚みZ1を90μm(プレス済み)とし、Z2=160μm(80μm×2)とした場合以外の条件は、すべて、実施例1と同様とした。この場合、α=56%であり、以下の結果となった。
Z2=160μm
α=56%
R=0.14%(=5μm/3.5mm
S=0.009mm2
歩留まりβ1=82%
歩留まりβ2=75%
最終歩留まりβ=61.5%
Alリードの厚みZ1を75μm(プレス済み)とし、Z2=160μm(80μm×2)とし、PP(Pa)=4.31×105Paとした場合以外の条件は、すべて、実施例3と同様とした。この場合、α=47%であり、以下の結果となった。
Z2=160μm
α=47%
R=0.14%(=5μm/3.5mm)
S=0.009mm2
PP=4.31×105Pa
PT=2.94×105Pa
歩留まりβ1=90%
歩留まりβ2=88%
最終歩留まりβ=79.2%
Alリードの厚みZ1を65μm(プレス済み)とし、Z2=160μm(80μm×2)とし、PP(Pa)=4.31×105Paとした場合以外の条件は、すべて、実施例3と同様とした。この場合、α=47%であり、以下の結果となった。
Z2=160μm
α=41%
R=0.14%(=5μm/3.5mm)
S=0.009mm2
PP=4.16×105Pa
PT=2.94×105Pa
歩留まりβ1=84%
歩留まりβ2=90%
最終歩留まりβ=75.6%
Alリードの厚みZ1を60μm(プレス済み)とし、Z2=160μm(80μm×2)とし、PP(Pa)=3.92×105Paとした場合以外の条件は、すべて、実施例3と同様とした。この場合、α=34%であり、以下の結果となった。
Z2=160μm
α=34%
R=0.14%(=5μm/3.5mm)
S=0.009mm2
PP=3.92×105Pa
PT=2.94×105Pa
歩留まりβ1=78%
歩留まりβ2=90%
最終歩留まりβ=70.2%
Alリードの厚みZ1を28μm(プレス済み)とし、Z2=50μm(25μm×2)とし、PP(Pa)=3.92×105Paとした場合以外の条件は、すべて、実施例3と同様とした。この場合、α=56%であり、以下の結果となった。
Z2=50μm
α=56%
R=0.14%(=5μm/3.5mm)
S=0.009mm2
PP=3.92×105Pa
PT=2.94×105Pa
歩留まりβ1=42%
歩留まりβ2=96%
最終歩留まりβ=40.3%
Alリードの厚みZ1を205μm(プレス済み)とし、Z2=366μm(183μm×2)とし、PP(Pa)=3.92×105Paとした場合以外の条件は、すべて、実施例3と同様とした。この場合、α=56%であり、以下の結果となった。
Z2=366μm
α=56%
R=0.14%(=5μm/3.5mm)
S=0.009mm2
PP=3.92×105Pa
PT=2.94×105Pa
歩留まりβ1=78%
歩留まりβ2=62%
最終歩留まりβ=48.4%
Z0=100μm
Z1=95μm
Z2=160μm
PP=1.5kgf/cm2(1.47×105Pa)
α=59%
R=1.43%
S=0.03mm2
歩留まりβ1=70%
歩留まりβ2=74%
最終歩留まりβ=51.8%
Alリードの厚みZ1を95μm(プレス済み)とし、Z2=160μm(80μm×2)とし、R=0.05%、S1=0.005mm2、PP(Pa)=6.01×105Paとした場合以外の条件は、すべて、実施例9と同様とした。この場合、α=59%であり、以下の結果となった。
Z2=160μm
α=59%
R=0.05%
S=0.005mm2
PP=6.01×105Pa
PT=2.94×105Pa
歩留まりβ1=84%
歩留まりβ2=72%
最終歩留まりβ=60.5%
Z0=100μm
Z1=77μm
Z2=130μm
PP=3.92×105Pa
PT=0.78×105Pa
α=59%
R=0.143%
S=0.009mm2
歩留まりβ1=82%
歩留まりβ2=64%
最終歩留まりβ=52.5%
Z0=100μm
Z1=77μm
Z2=130μm
PP=4.0kgf/cm2(3.92×105Pa)
PT=5.0kgf/cm2(4.90×105Pa)
α=59%
R=0.143%
S=0.009mm2
歩留まりβ1=88%
歩留まりβ2=74%
最終歩留まりβ=65.1%
実施例13〜実施例17では、実施例1における面積S、初期のプレス圧力PPのみを変更して、実験を行った。
Claims (6)
- 金属フィルムを含む外装体と、
前記外装体内に封入された電池素体と、
少なくとも前記外装体の封止部の内側に設けられた樹脂層と、
前記電池素体から前記外装体の前記封止部の前記樹脂層間を介して、前記外装体の外部に延びたリードと、
を備え、
前記リードの湾曲面の一方向の弧の一端と、この一端から延びて前記リードに接触する点とを結ぶ線分の長さL1、前記線分から前記リードの湾曲面までの最短距離の最大値L2、前記リードの厚みZ1、前記樹脂層の全厚みZ2、前記リードの湾曲率Rは、以下の関係:
30%≦Z1/Z2≦60%
R=L2/L1
0<R≦2%
を満たすことを特徴とする電気化学デバイス。 - 前記リードの厚みZ1は、以下の関係:
30μm≦Z1≦200μm
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の電気化学デバイス。 - 前記リードの長手方向に垂直な断面内において、前記湾曲面と前記線分によって囲まれた面積Sは、以下の関係:
0<S≦0.02mm2
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気化学デバイス。 - 請求項1に記載の電気化学デバイスの製造方法であって、
少なくとも前記リードの前記封止部に位置する領域をプレス加工し、前記リードの平坦性を向上させる工程と、
平坦性が向上した前記リードを、前記封止部の前記樹脂層間に配置し、これらを前記外装体とともに熱圧着する工程と、
を備えることを特徴とする電気化学デバイスの製造方法。 - 前記プレス加工時の圧力PPと、前記熱圧着時の圧力PTとは、以下の関係:
PP>PT
を満たすことを特徴とする請求項4に記載の電気化学デバイスの製造方法。 - 前記プレス加工時の圧力PPと、前記熱圧着時の圧力PTとは、以下の関係:
1.96×105Pa≦PP≦5.88×105Pa
0.98×105Pa≦PT≦3.92×105Pa
を満たすことを特徴とする請求項5に記載の電気化学デバイスの製造方法。
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