JP2011114237A - 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、リードの封止部における形状は、表裏面ともに曲面からなる。封止部における、リードの幅方向中央位置近傍におけるリードの最大厚みZ1と、リードの幅方向端部位置における厚みZ11とは、Z11<Z1の関係を満たしている。この電気化学デバイスは、高品質なものとなる。
【選択図】 図3
Description
Z11<Z1
Z11<Z1
Z11≧−3.20×10−5Z12+7.20×10−2Z1+184
Z11≧1.98×10−5Z12+4.72×10−4Z1+23.5
Z11<Z1
Z11<34.54×ln(Z1)−48.87
Z11>25×exp(9.51×10−4Z1)
Z11<200
Z11<Z1
Z11≦=−1.09×10−4Z12+0.18Z1+78.1
Z11≧8.39×10−5Z12−4.17×10−2Z1+79.4
この電気化学デバイスによれば、表面及び裏面が共に曲面からなり、好ましくは幅方向の端部の厚みは中央部近傍よりも薄く設定されている(Z11<Z1)。したがって、実質的に尖った箇所を有していないので、周囲の樹脂層を傷つけないという効果がある。また、上記関係式を満たしているので、熱圧着時にリードの強度をたもつことができるという効果がある。
まず、テープ状のリードにフラットプレス加工及びロールプレス加工を行わないで電気化学デバイスを製造した。リードの材料としては、幅Y1=3.5mm,厚さZ0=100μmのアルミニウム(Al)を用い、これをAl金属フィルムの内面をポリプロプレン樹脂層(単独の厚み100μm)でコーティングした外装体内に挟み込み、熱圧着(0.3MPa、温度180℃、7秒)を行い、電解液を入れない電気化学デバイス(セル)を作製すると、樹脂層を傷つけてリード間が短絡するという問題が生じた。リード端子間抵抗が100MΩ未満となった場合に不良品とすると、この場合、サンプル数50個において、歩留まりβ1は、60%となった。
Z1=100μm
Z11=100μm
Z2=160μm
歩留まりβ1=60%
歩留まりβ2=0%
最終歩留まりβ=β1×β2=0%
実施例1では、比較例1と同一の条件において、熱圧着予定の部分に対して、上述のように、フラットプレス加工(幅5mm)及びロールプレス加工を行った。これらのプレス加工では、後に行うAl外装体との熱圧着(0.3MPa)よりも高い圧力(0.4MPa)で、熱圧着予定の範囲をプレス処理をした。これらのプレス加工に用いるプレス材としてはステンレス鋼材を用いた。第1ステップのフラットプレス加工により、平坦化処理後のAlリードの厚みは80μmに減少した。次のロールプレス加工によって、Z1=80μm、Z11=40μmに変形した。
Z1=80μm
Z11=40μm
Z2=200μm
歩留まりβ1=100%
歩留まりβ2=100%
最終歩留まりβ=β1×β2=100%
同様に、Z1とZ11の値を変更して実験を行った場合の結果は、図9に示す通りであある。なお、同一条件のサンプル数は20個である。
第7式:Z11≦−1.09×10−4Z12+0.18Z1+78.1
第8式:Z11≧8.39×10−5Z12−4.17×10−2Z1+79.4
第2式:Z11<34.54×ln(Z1)−48.87
第3式:Z11>25×exp(9.51×10−4Z1)
第4式:Z11<200
第5式:Z11≧−3.20×10−5Z12+7.20×10−2Z1+184
第6式:Z11≧1.98×10−5Z12+4.72×10−4Z1+23.5
比較例1と比較して、実施例1と同様にフラットプレス加工のみを行い、厚みが80μmに減少したリードを作製した。このリードの幅方向の四隅を図8に示すようにカットし、Z1(μm)=80μm、Z11(μm)=40μmの断面が八角形のリードを作製した。その他の条件は、比較例1と同一条件で実験を行った。この場合の歩留まりβ1=80%であった。しかしながら、ロールプレス加工は行わないため、β2=70%であった。これは、一方で,エッジそのものの数が増加(断面が八角形になる)する事によって、突き抜け、ショートの確率が増大し、その結果,断面が滑らかなレンズ型よりも歩留まりが劣るものと考えられる。また、切削時に発生するパーティクルを完全に除去することは難しく、これがリード表面に付着、突き抜けの一因となることも考えられる。
Claims (8)
- 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、
前記リードの前記封止部における形状は、対向する第1及び第2曲面からそれぞれなる表面及び裏面を含み、
前記第1表面と、前記リード長手方向に垂直な平面との第1交線は、前記リードから離れる方向に凸の連続した第1曲線からなり、
前記第2表面と、前記リード長手方向に垂直な平面との第2交線は、前記リードから離れる方向に凸の連続した第2曲線からなる、
ことを特徴とする電気化学デバイス。 - 前記封止部における、前記リードの幅方向中央位置近傍における前記リードの最大厚みZ1(μm)と、前記リードの幅方向端部位置における厚みZ11(μm)とは、
以下の関係式:
Z11<Z1
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。 - Z1(μm)とZ11(μm)とは、以下の関係式:
Z11≧−3.20×10−5Z12+7.20×10−2Z1+184
Z11≧1.98×10−5Z12+4.72×10−4Z1+23.5
を満たすことを特徴とする請求項2に記載の電気化学デバイス。 - Z1(μm)とZ11(μm)とは、以下の関係式:
Z11<34.54×ln(Z1)−48.87
Z11>25×exp(9.51×10−4Z1)
Z11<200
を満たすことを特徴とする請求項2に記載の電気化学デバイス。 - Z1(μm)とZ11(μm)とは、以下の関係式:
Z11≦=−1.09×10−4Z12+0.18Z1+78.1
Z11≧8.39×10−5Z12−4.17×10−2Z1+79.4
を満たすことを特徴とする請求項2に記載の電気化学デバイス。 - 前記厚みZ11(μm)は、15(μm)以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
- 請求項1乃至6のいずれか1項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ロールプレス加工し、前記リードの表面及び裏面を曲面に変形させる工程と、
表面及び裏面が曲面である前記リードを、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。 - 前記ロール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7に記載の電気化学デバイスの製造方法。
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