JP2011258438A - Laminate battery and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ラミネート形電池およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a laminated battery and a method for manufacturing the same.
従来、正極板と負極板と隔離板とを有する発電要素を金属ラミネート樹脂フィルムケースに収納した非水電解質二次電池が知られている（特許文献１）。 Conventionally, a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a power generation element having a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator is housed in a metal laminate resin film case is known (Patent Document 1).
この非水電解質二次電池は、金属ラミネート樹脂フィルムケースの溶着部の内側端部に樹脂塊を含む。 This non-aqueous electrolyte secondary battery includes a resin lump at the inner end of the welded portion of the metal laminated resin film case.
しかし、従来の非水電解質二次電池においては、金属ラミネート樹脂フィルムケースの溶着部と樹脂塊との境界部が溶着部に向かって突起形状になっているため、金属ラミネート樹脂フィルムケースの溶着部と樹脂塊との境界部から破断するという問題がある。 However, in the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, since the boundary between the welded portion of the metal laminate resin film case and the resin mass has a protruding shape toward the welded portion, the welded portion of the metal laminate resin film case There is a problem of fracture from the boundary between the resin mass and the resin mass.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、封止性能を向上可能なラミネート形電池を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a laminated battery capable of improving the sealing performance.
この発明の実施の形態によれば、ラミネート形電池は、発電要素と、ラミネートフィルムとを備える。発電要素は、シート状正極とシート状負極とを含む。ラミネートフィルムは、発電要素をラミネートする。そして、ラミネートフィルムは、第１および第２のシール部を含む。第１のシール部は、開裂ベントが設けられない。第２のシール部は、第１のシール部の溶着強度よりも弱い力で開く開裂ベントが設けられる。第１のシール部は、第１および第２の金属層と、第１の樹脂と、樹脂溜まり部とを含む。第１の樹脂は、第１の金属層と第２の金属層との間に第１および第２の金属層に接して配置される。樹脂溜まり部は、第１の樹脂の発電要素側の端部に接して設けられる。樹脂溜まり部の発電要素側の端部は、第１の突部と、第１および第２の窪み部とを含む。第１の突部は、発電要素側へ円弧状に突出している。第１の窪み部は、第１のシール部の厚み方向において第１の突部の一方側に第１の突部に連続して設けられ、かつ、第１の突部の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んでいる。第２の窪み部は、第１のシール部の厚み方向において第１の突部の他方側に第１の突部に連続して設けられ、かつ、第１の突部の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んでいる。 According to an embodiment of the present invention, a laminate type battery includes a power generation element and a laminate film. The power generation element includes a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode. The laminate film laminates the power generation element. The laminate film includes first and second seal portions. The first seal portion is not provided with a cleavage vent. The second seal part is provided with a cleavage vent that opens with a force weaker than the welding strength of the first seal part. The first seal portion includes first and second metal layers, a first resin, and a resin reservoir. The first resin is disposed in contact with the first and second metal layers between the first metal layer and the second metal layer. The resin reservoir is provided in contact with the end of the first resin on the power generation element side. The end of the resin reservoir on the power generation element side includes a first protrusion and first and second depressions. The first protrusion protrudes in an arc shape toward the power generation element side. The first recess is provided continuously to the first protrusion on one side of the first protrusion in the thickness direction of the first seal part, and is opposite to the protrusion direction of the first protrusion. It is recessed in an arc shape. The second recess is provided continuously with the first protrusion on the other side of the first protrusion in the thickness direction of the first seal part, and is opposite to the protrusion direction of the first protrusion. It is recessed in an arc shape.
また、この発明の実施の形態によれば、ラミネート形電池の製造方法は、シート状正極とシート状負極と含む発電要素の一方側に配置すべき第１のラミネートフィルムの一主面と発電要素の他方側に配置すべき第２のラミネートフィルムの一主面とに樹脂を塗布する第１の工程と、第１のラミネートフィルムの一主面と第２のラミネートフィルムの一主面とによって発電要素を挟み込むように第１および第２のラミネートフィルムを発電要素の両側に配置する第２の工程と、第１および第２のラミネートフィルムのシール部となる領域のうち、開裂ベントが設けられない第１のシール部となる領域に塗布された樹脂を溶着する第３の工程と、第３の工程の後、開裂ベントが設けれる第２のシール部となる領域を介して電解液を注入する第４の工程と、第４の工程の後、第２のシール部となる領域に塗布された樹脂を溶着する第５の工程とを備える。 In addition, according to the embodiment of the present invention, a method for manufacturing a laminated battery includes: one main surface of a first laminate film to be disposed on one side of a power generation element including a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode; Power generation by the first step of applying a resin to one main surface of the second laminate film to be arranged on the other side of the first laminate film, and one main surface of the first laminate film and one main surface of the second laminate film The cleavage vent is not provided in the second step of arranging the first and second laminate films on both sides of the power generation element so as to sandwich the element and the region serving as the seal portion of the first and second laminate films. The third step of welding the resin applied to the region to be the first seal portion, and after the third step, the electrolytic solution is injected through the region to be the second seal portion provided with the cleavage vent. 4th And extent, after the fourth step, and a fifth step of welding the resin applied to the region to be the second sealing portion.
この発明の実施の形態によるラミネート形電池においては、ラミネートフィルム内の圧力が高くなると、その高くなった圧力は、第１のシール部に接して設けられた樹脂溜まり部と第２のシール部とに印加される。そして、樹脂溜まり部に印加された圧力は、第１の突部と、第１および第２の窪み部とによって分散され、樹脂溜まり部からの破断が防止される。また、第２のシール部は、第１のシール部の溶着強度よりも弱い力で開裂ベントとして機能する。 In the laminated battery according to the embodiment of the present invention, when the pressure in the laminate film is increased, the increased pressure is applied to the resin reservoir portion provided in contact with the first seal portion and the second seal portion. To be applied. The pressure applied to the resin reservoir is dispersed by the first protrusion and the first and second recesses, and breakage from the resin reservoir is prevented. The second seal part functions as a cleavage vent with a force weaker than the welding strength of the first seal part.
従って、ラミネート形電池の封止性能を向上できる。 Therefore, the sealing performance of the laminated battery can be improved.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、この発明の実施の形態によるラミネート形電池の平面図である。また、図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間におけるラミネート形電池の断面図である。 FIG. 1 is a plan view of a laminated battery according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the laminated battery taken along line II-II shown in FIG.
図１および図２を参照して、この発明の実施の形態によるラミネート形電池１０は、シート状正極１と、シート状負極２と、セパレータ３と、ラミネートフィルム４と、正極外部端子５と、負極外部端子６とを備える。 Referring to FIGS. 1 and 2, a laminated battery 10 according to an embodiment of the present invention includes a sheet-like positive electrode 1, a sheet-like negative electrode 2, a separator 3, a laminate film 4, a positive electrode external terminal 5, A negative external terminal 6.
シート状正極１、シート状負極２およびセパレータ３は、積層され、発電要素２０を構成する。シート状正極１は、ラミネート形電池１０の面内方向ＤＲ１において、シート状負極２よりも小さいサイズを有する。また、シート状負極２は、面内方向ＤＲ１において、セパレータ３よりも小さいサイズを有する。 The sheet-like positive electrode 1, the sheet-like negative electrode 2, and the separator 3 are laminated to constitute the power generation element 20. The sheet-like positive electrode 1 has a size smaller than that of the sheet-like negative electrode 2 in the in-plane direction DR1 of the laminated battery 10. The sheet-like negative electrode 2 has a size smaller than that of the separator 3 in the in-plane direction DR1.
そして、シート状正極１、シート状負極２およびセパレータ３は、面内方向ＤＲ１において、セパレータ３の両端がシート状負極２の両端よりも外側に位置し、シート状負極２の両端がシート状正極１の両端よりも外側に位置するように配置される。 The sheet-like positive electrode 1, the sheet-like negative electrode 2, and the separator 3 are arranged such that both ends of the separator 3 are located outside the both ends of the sheet-like negative electrode 2 in the in-plane direction DR 1. It arrange | positions so that it may be located outside the both ends of 1.
ラミネートフィルム４は、略四角形の平面形状を有し、発電要素２０を収納する。そして、ラミネートフィルム４は、その縁部にシール部４０を有する。シール部４０は、開裂ベントが設けられるシール部４１と、開裂ベントが設けられないシール部４２とからなる。シール部４１は、ラミネートフィルム４の４辺のうち、正極外部端子５および負極外部端子６が引き出される辺以外の辺に沿って配置される。 The laminate film 4 has a substantially rectangular planar shape and houses the power generation element 20. And the laminate film 4 has the seal part 40 in the edge. The seal part 40 includes a seal part 41 provided with a cleavage vent and a seal part 42 provided with no cleavage vent. The seal portion 41 is disposed along the sides other than the side from which the positive external terminal 5 and the negative external terminal 6 are drawn out of the four sides of the laminate film 4.
正極外部端子５は、平面状の形状を有し、その一方端がシート状正極１に直接またはリード体７を介して接続される。そして、正極外部端子５は、その他方端がラミネートフィルム４を介して外部に引き出される。 The positive electrode external terminal 5 has a planar shape, and one end thereof is connected to the sheet-like positive electrode 1 directly or via a lead body 7. The other end of the positive electrode external terminal 5 is drawn outside through the laminate film 4.
負極外部端子６は、平面状の形状を有し、その一方端がシート状負極２に直接またはリード体を介して接続される。そして、負極外部端子６は、その他方端がラミネートフィルム４を介して外部に引き出される。 The negative external terminal 6 has a planar shape, and one end thereof is connected to the sheet-like negative electrode 2 directly or via a lead body. The other end of the negative electrode external terminal 6 is pulled out via the laminate film 4.
なお、図１においては、正極外部端子５および負極外部端子６は、ラミネートフィルム４の同一辺から引き出されているが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、正極外部端子５および負極外部端子６は、ラミネートフィルム４の異なる辺から引き出されていてもよい。 In FIG. 1, the positive external terminal 5 and the negative external terminal 6 are drawn from the same side of the laminate film 4. However, in the embodiment of the present invention, the positive external terminal 5 and the positive external terminal 5 The negative external terminal 6 may be drawn out from different sides of the laminate film 4.
シート状正極１は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダ等を含有する正極合剤からなる層（正極合剤層）を集電体の片面または両面に形成した構造からなる。 The sheet-like positive electrode 1 has, for example, a structure in which a layer (positive electrode mixture layer) made of a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and the like is formed on one side or both sides of a current collector.
正極活物質は、例えば、ラミネート形電池１０がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質からなる。このような正極活物質は、例えば、Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｍｇ等）で表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、ＬｉＭｎ２Ｏ４、元素の一部を他の元素で置き換えたスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、およびＬｉＭＰＯ４（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｆｅ等）で表されるオリビン型化合物等のいずれかからなる。 For example, when the laminated battery 10 is a lithium ion secondary battery, the positive electrode active material is made of an active material that can occlude and release lithium ions. Such a positive electrode active material is, for example, a lithium-containing transition metal having a layered structure represented by Li 1 + x MO 2 (−0.1 <x <0.1, M: Co, Ni, Mn, Al, Mg, etc.) Oxides, LiMn 2 O 4 , lithium manganese oxide having a spinel structure in which some of the elements are replaced with other elements, and olivine type compounds represented by LiMPO 4 (M: Co, Ni, Mn, Fe, etc.) Consisting of either.
そして、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘ−ｙＡｌｙＯ２（０．１≦ｘ≦０．３，０．０１≦ｙ≦０．２）、および少なくともＣｏ，ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ１／３Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２，ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ５／１２Ｃｏ１／６Ｏ２，ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２）のいずれかからなる。 The lithium-containing transition metal oxide having a layered structure is, for example, LiCoO 2 , LiNi 1-x Co xy Al y O 2 (0.1 ≦ x ≦ 0.3, 0.01 ≦ y ≦ 0.2). And an oxide containing at least Co, Ni and Mn (LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 , LiMn 5/12 Ni 5/12 Co 1/6 O 2 , LiNi 3/5 Mn 1 / 5 Co 1/5 O 2 ).
正極の集電体は、例えば、アルミニウム箔、およびアルミニウム合金箔のいずれかからなる。そして、集電体の厚みは、電池の大きさおよび容量によって異なるが、例えば、０．０１〜０．０２ｍｍである。 The current collector of the positive electrode is made of, for example, an aluminum foil or an aluminum alloy foil. The thickness of the current collector varies depending on the size and capacity of the battery, but is, for example, 0.01 to 0.02 mm.
シート状正極１は、次の方法によって作製される。正極活物質と、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、および繊維状炭素等の導電助剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のバインダとを含む正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を用いて均一に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物を調整する（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）。そして、この組成物を正極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により正極合剤層の厚みを調整する。これによって、シート状正極１が作製される。 The sheet-like positive electrode 1 is produced by the following method. A positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive additive such as graphite, acetylene black, carbon black, and fibrous carbon, and a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) is mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). ) Or the like to prepare a paste-like or slurry-like composition uniformly dispersed (the binder may be dissolved in the solvent). And this composition is apply | coated on a positive electrode electrical power collector, it dries, and the thickness of a positive mix layer is adjusted by press processing as needed. Thereby, the sheet-like positive electrode 1 is produced.
なお、この発明の実施の形態においては、上述した方法以外の方法を用いてシート状正極１を作製してもよい。 In the embodiment of the present invention, the sheet-like positive electrode 1 may be produced using a method other than the method described above.
シート状正極１における正極合剤層の厚みは、片面当たり、３０〜１００μｍであることが好ましい。また、正極合剤層における各構成成分の含有量は、正極活物質：９０〜９８質量％、導電助剤：１〜５質量％、バインダ：１〜５質量％とすることが好ましい。 The thickness of the positive electrode mixture layer in the sheet-like positive electrode 1 is preferably 30 to 100 μm per one side. Moreover, it is preferable that content of each structural component in a positive mix layer shall be positive electrode active material: 90-98 mass%, conductive support agent: 1-5 mass%, and binder: 1-5 mass%.
正極外部端子５は、使用機器との接続の容易さ等の関係から、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものが好ましい。 The positive electrode external terminal 5 is preferably made of aluminum or an aluminum alloy from the viewpoint of easy connection with the equipment used.
そして、正極外部端子５の厚みは、５０〜３００μｍとするのが好ましい。即ち、正極外部端子５の厚みを５０μｍ以上に設定することによって、正極外部端子５の溶接時において、正極外部端子５が切断されるのを防止できるとともに、正極外部端子５が引っ張りおよび折り曲げによって断裂するのを防止できる。また、正極外部端子５の厚みを３００μｍ以下に設定することによって、ラミネートフィルム４のシール部４０に厚み方向の隙間が生じるのを防止できる。 The thickness of the positive external terminal 5 is preferably 50 to 300 μm. That is, by setting the thickness of the positive external terminal 5 to 50 μm or more, the positive external terminal 5 can be prevented from being cut during welding of the positive external terminal 5, and the positive external terminal 5 is torn by pulling and bending. Can be prevented. Moreover, by setting the thickness of the positive electrode external terminal 5 to 300 μm or less, it is possible to prevent a gap in the thickness direction from occurring in the seal portion 40 of the laminate film 4.
なお、ラミネートフィルム４と正極外部端子５との接着強度を高めるために、正極外部端子５においてシール部４０に位置することが予定される箇所に、予め、樹脂製の接着層（例えば、ラミネートフィルム４を構成する金属ラミネートフィルムが有する熱融着樹脂層を構成する樹脂と同種の樹脂により構成された接着層）を設けてもよい。 In addition, in order to increase the adhesive strength between the laminate film 4 and the positive electrode external terminal 5, a resin adhesive layer (for example, a laminate film) is preliminarily provided at a location where the positive electrode external terminal 5 is supposed to be positioned on the seal portion 40. 4 may be provided with an adhesive layer made of the same kind of resin as the resin constituting the heat-sealing resin layer of the metal laminate film constituting 4.
シート状正極１における集電体または該集電体に接続したアルミニウム製のリード体７と、正極外部端子５との接続方法としては、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、カシメ、および導電性接着剤による方法等、各種の方法を採用することができる。これらの中では、超音波溶接が特に適している。 Examples of the method of connecting the current collector in the sheet-like positive electrode 1 or the aluminum lead body 7 connected to the current collector and the positive external terminal 5 include resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, caulking, and Various methods such as a method using a conductive adhesive can be employed. Of these, ultrasonic welding is particularly suitable.
シート状負極２は、例えば、ラミネート形電池１０がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質を含有するものからなる。このような負極活物質は、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、および炭素繊維等のリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物からなる。 For example, when the laminated battery 10 is a lithium ion secondary battery, the sheet-like negative electrode 2 includes an active material that can occlude and release lithium ions. Such negative electrode active materials occlude and release lithium ions such as graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired organic polymer compounds, mesocarbon microbeads (MCMB), and carbon fibers. It consists of one or a mixture of two or more possible carbon-based materials.
また、前記以外の負極活物質は、例えば、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎ等の元素、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎの合金、リチウム含有窒化物、およびリチウム酸化物等のリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物（ＬｉＴｉ３Ｏ１２等）、リチウム金属、およびリチウム／アルミニウム合金のいずれかからなる。 Other negative electrode active materials include, for example, elements such as Si, Sn, Ge, Bi, Sb, and In, alloys of Si, Sn, Ge, Bi, Sb, and In, lithium-containing nitrides, and lithium oxides. It consists of a compound (LiTi 3 O 12 or the like) that can be charged and discharged at a low voltage close to lithium metal, lithium metal, and a lithium / aluminum alloy.
これらの負極活物質に導電助剤（正極の導電助剤と同じ材料からなる）と、バインダ（ＰＶＤＦ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のようなゴム系バインダとカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）との混合バインダ等）とを、適宜、添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体（負極合剤層）に仕上げたもの、または、上述した各種の合金、またはリチウム金属の箔を集電体の表面に積層したもの等がシート状負極２として用いられる。 These negative electrode active materials include a conductive additive (made of the same material as the positive electrode conductive additive), a binder (a binder of PVDF, rubber binder such as styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC), etc. ) Is added as appropriate to the negative electrode mixture, and the current collector is a finished product (negative electrode mixture layer) using the current collector as a core material, or the above-described various alloys or lithium metal foils. Those laminated on the surface are used as the sheet-like negative electrode 2.
そして、シート状負極２は、次の方法によって作製される。上述した負極活物質と、バインダと、必要に応じて、黒鉛、アセチレンブラック、およびカーボンブラック等の導電助剤等を含む負極合剤を、ＮＭＰ等の溶剤を用いて均一に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物を調整する（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）。そして、この組成物を負極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により負極合剤層の厚みまたは密度を調整する。これによって、シート状負極２が作製される。 And the sheet-like negative electrode 2 is produced by the following method. A paste in which a negative electrode mixture containing the above-described negative electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive additive such as graphite, acetylene black, and carbon black is uniformly dispersed using a solvent such as NMP. Alternatively, a slurry-like composition is prepared (the binder may be dissolved in a solvent). And this composition is apply | coated on a negative electrode electrical power collector, it dries, and the thickness or density of a negative mix layer is adjusted by press processing as needed. Thereby, the sheet-like negative electrode 2 is produced.
なお、この発明の実施の形態においては、上述した方法以外の方法を用いてシート状負極２を作製してもよい。 In the embodiment of the present invention, the sheet-like negative electrode 2 may be produced using a method other than the method described above.
負極の集電体としては、銅箔が好適である。そして、集電体の厚みは、電池の大きさまたは容量によるが、例えば、０．０２〜０．０５ｍｍであることが好ましい。 As the current collector for the negative electrode, a copper foil is suitable. And although the thickness of an electrical power collector is based on the magnitude | size or capacity | capacitance of a battery, it is preferable that it is 0.02-0.05 mm, for example.
シート状負極２における負極合剤層の厚みは、片面当たり、３０〜１００μｍとすることが好ましい。また、負極合剤層における各構成成分の含有量は、負極活物質：９０〜９８質量％、バインダ：１〜５質量％であることが好ましい。また、導電助剤を負極に用いる場合には、負極合剤層中の導電助剤の含有量は、１〜５質量％であることが好ましい。 The thickness of the negative electrode mixture layer in the sheet-like negative electrode 2 is preferably 30 to 100 μm per side. Moreover, it is preferable that content of each structural component in a negative mix layer is 90-98 mass% of negative electrode active materials, and 1-5 mass% of binders. Moreover, when using a conductive support agent for a negative electrode, it is preferable that content of the conductive support agent in a negative mix layer is 1-5 mass%.
負極外部端子６は、ニッケル、ニッケルメッキをした銅、およびニッケル−銅クラッド等の金属の箔またはリボンからなる。また、負極外部端子６の厚みは、正極外部端子５と同様に５０〜３００μｍであることが好ましい。 The negative external terminal 6 is made of a metal foil or ribbon such as nickel, nickel-plated copper, and nickel-copper clad. Further, the thickness of the negative electrode external terminal 6 is preferably 50 to 300 μm like the positive electrode external terminal 5.
即ち、負極外部端子６の厚みを５０μｍ以上に設定することによって、負極外部端子６の溶接時において、負極外部端子６が切断されるのを防止できるとともに、負極外部端子６が引っ張りおよび折り曲げによって断裂するのを防止できる。また、負極外部端子６の厚みを３００μｍ以下に設定することによって、ラミネートフィルム４のシール部４０に厚み方向の隙間が生じるのを防止できる。 That is, by setting the thickness of the negative electrode external terminal 6 to 50 μm or more, the negative electrode external terminal 6 can be prevented from being cut during welding of the negative electrode external terminal 6, and the negative electrode external terminal 6 is broken by pulling and bending. Can be prevented. In addition, by setting the thickness of the negative electrode external terminal 6 to 300 μm or less, it is possible to prevent a gap in the thickness direction from occurring in the seal portion 40 of the laminate film 4.
なお、ラミネートフィルム４と負極外部端子６との接着強度を高めるために、負極外部端子６においてシール部４０に位置することが予定される箇所に、予め、樹脂製の接着層（例えば、ラミネートフィルム４を構成する金属ラミネートフィルムが有する熱融着樹脂層を構成する樹脂と同種の樹脂により構成された接着層）を設けてもよい。 In addition, in order to increase the adhesive strength between the laminate film 4 and the negative electrode external terminal 6, a resin adhesive layer (for example, a laminate film) is preliminarily provided at a location where the negative electrode external terminal 6 is supposed to be positioned on the seal portion 40. 4 may be provided with an adhesive layer made of the same kind of resin as the resin constituting the heat-sealing resin layer of the metal laminate film constituting 4.
シート状負極２と負極外部端子６との接続は、シート状負極２の集電体と負極外部端子６とを直接接続することによって行われてもよいが、例えば、銅製のリード体を介して行われてもよい。銅製のリード体の厚みは、負極外部端子６と同様に、５０〜３００μｍであることが好ましい。このようなリード体は、特に、負極集電体である銅箔が薄く、負極外部端子６と直接接続するには、強度が不足するような場合に用いられることが好ましい。 The connection between the sheet-like negative electrode 2 and the negative electrode external terminal 6 may be performed by directly connecting the current collector of the sheet-like negative electrode 2 and the negative electrode external terminal 6, for example, via a copper lead body It may be done. The thickness of the copper lead body is preferably 50 to 300 μm, similarly to the negative electrode external terminal 6. Such a lead body is particularly preferably used when the copper foil as the negative electrode current collector is thin and the strength is insufficient for direct connection to the negative electrode external terminal 6.
シート状負極２における集電体または該集電体に接続した銅製のリード体と、負極外部端子６との接続は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、カシメおよび導電性接着剤による方法等、各種の方法によって行われる。これらの方法の中でも、超音波溶接が特に適している。 The connection between the current collector in the sheet-like negative electrode 2 or the copper lead body connected to the current collector and the negative electrode external terminal 6 is, for example, by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, caulking, and conductive adhesive. It is performed by various methods such as a method. Among these methods, ultrasonic welding is particularly suitable.
セパレータ３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの融合体、ポリエチレンテレフタレート、およびポリブチレンテレフタレート等で構成された多孔質フィルムまたは不織布からなる。 The separator 3 is made of, for example, a porous film or a nonwoven fabric made of polyethylene, polypropylene, a fusion of polyethylene and polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or the like.
セパレータ３の厚みは、１０〜５０μｍであることが好ましく、空孔率は、３０〜７０％であることが好ましい。 The thickness of the separator 3 is preferably 10 to 50 μm, and the porosity is preferably 30 to 70%.
また、多孔質フィルムと不織布とを重ねる等、複数枚のセパレータを用いることによって、短絡を防止する効果を高め、電池の信頼性をより向上させることができる。 Moreover, the effect which prevents a short circuit can be improved and the reliability of a battery can be improved more by using several separators, such as overlapping a porous film and a nonwoven fabric.
ラミネート形電池１０に用いられる電解液は、ラミネート形電池１０がリチウムイオン二次電池である場合、例えば、高誘電率溶媒または有機溶媒にＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４等の溶質を溶解した溶液（非水電解液）からなる。高誘電率溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびγ−ブチロラクトン（ＢＬ）などを用いることができる。有機溶媒は、直鎖状のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、およびメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）等の低粘度溶媒からなる。 When the laminate battery 10 is a lithium ion secondary battery, the electrolyte used for the laminate battery 10 is, for example, a solution (non-aqueous solution) in which a solute such as LiPF 6 or LiBF 4 is dissolved in a high dielectric constant solvent or an organic solvent. Electrolyte). As the high dielectric constant solvent, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (BL), or the like can be used. The organic solvent is composed of a low-viscosity solvent such as linear dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate (EMC).
なお、電解液溶媒には、上述した高誘電率溶媒と、低粘度溶媒との混合溶媒を使用することが好ましい。また、上述した溶液に、ＰＶＤＦ、ゴム系の材料、脂環エポキシ、およびオキセタン系の三次元架橋構造を有する材料等を混合して固化し、ポリマー電解液としてもよい。 In addition, it is preferable to use the mixed solvent of the high dielectric constant solvent mentioned above and a low-viscosity solvent as electrolyte solution solvent. Alternatively, PVDF, a rubber-based material, an alicyclic epoxy, a material having an oxetane-based three-dimensional crosslinked structure, and the like may be mixed and solidified into the above-described solution to form a polymer electrolyte.
図３は、図２に示すラミネートフィルム４の一部の拡大断面図である。なお、図３に示す拡大断面図は、ラミネートフィルム４のシール部４１を含む一部の拡大断面図である。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of the laminate film 4 shown in FIG. Note that the enlarged sectional view shown in FIG. 3 is a partial enlarged sectional view including the sealing portion 41 of the laminate film 4.
図３を参照して、ラミネートフィルム４は、上側に配置されたラミネートフィルム４ａと、下側に配置されたラミネートフィルム４ｂとからなる。ラミネートフィルム４ａ，４ｂの各々は、金属層４１１と、樹脂４１２，４１３とを含む。 With reference to FIG. 3, the laminate film 4 includes a laminate film 4a disposed on the upper side and a laminate film 4b disposed on the lower side. Each of the laminate films 4a and 4b includes a metal layer 411 and resins 412 and 413.
金属層４１１は、例えば、アルミニウムフィルムまたはステンレス鋼フィルムからなる。そして、金属層４１１の厚みは、例えば、１０〜１５０μｍである。 The metal layer 411 is made of, for example, an aluminum film or a stainless steel film. And the thickness of the metal layer 411 is 10-150 micrometers, for example.
樹脂４１２は、ラミネートフィルム４ａまたはラミネートフィルム４ｂの金属層４１１の外側の表面に形成される。樹脂４１２は、耐電解液用の樹脂である。そして、樹脂４１２は、例えば、ナイロンフィルム、（ナイロン６６フィルム等）、およびポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム等）のいずれかからなる。樹脂４１２の厚みは、２０〜１００μｍである。 The resin 412 is formed on the outer surface of the metal layer 411 of the laminate film 4a or the laminate film 4b. The resin 412 is a resin for an electrolytic solution. The resin 412 is made of, for example, any one of a nylon film (such as nylon 66 film) and a polyester film (such as PET film). The resin 412 has a thickness of 20 to 100 μm.
樹脂４１３は、ラミネートフィルム４ａまたはラミネートフィルム４ｂの金属層４１１の内側の表面に形成され、例えば、２０〜１００μｍの厚みを有する。また、樹脂４１３は、例えば、変性ポリオレフィンフィルム（変性ポリオレフィンアイオノマーフィルム）からなる。そして、樹脂４１３は、熱溶着樹脂として機能する。 The resin 413 is formed on the inner surface of the metal layer 411 of the laminate film 4a or the laminate film 4b, and has a thickness of 20 to 100 μm, for example. The resin 413 is made of, for example, a modified polyolefin film (modified polyolefin ionomer film). The resin 413 functions as a heat welding resin.
ラミネートフィルム４は、シール部４１を有する。そして、シール部４１は、面内方向ＤＲ１において幅Ｗを有する。幅Ｗは、例えば、１０ｍｍである。 The laminate film 4 has a seal portion 41. The seal portion 41 has a width W in the in-plane direction DR1. The width W is 10 mm, for example.
シール部４１は、樹脂４１４を含む。樹脂４１４は、ラミネートフィルム４ａの樹脂４１３とラミネートフィルム４ｂの樹脂４１３とが溶着された結果、形成される。そして、樹脂４１４は、空洞４１４０を含む。 The seal part 41 includes a resin 414. The resin 414 is formed as a result of welding the resin 413 of the laminate film 4a and the resin 413 of the laminate film 4b. The resin 414 includes a cavity 4140.
図４は、図２に示すラミネートフィルム４の他の一部の拡大断面図である。なお、図４に示す拡大断面図は、ラミネートフィルム４のシール部４２を含む一部の拡大断面図である。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of another part of the laminate film 4 shown in FIG. Note that the enlarged sectional view shown in FIG. 4 is a partial enlarged sectional view including the seal portion 42 of the laminate film 4.
図４を参照して、ラミネートフィルム４のシール部４２および樹脂溜まり部４１６以外の構成は、図３に示すラミネートフィルム４のシール部４１以外の構成と同じである。 Referring to FIG. 4, the configuration other than seal portion 42 and resin reservoir portion 416 of laminate film 4 is the same as the configuration other than seal portion 41 of laminate film 4 shown in FIG.
そして、ラミネートフィルム４は、シール部４２と樹脂溜まり部４１６とを有する。そして、シール部４２は、面内方向ＤＲ１において幅Ｗを有する。 The laminate film 4 has a seal part 42 and a resin reservoir part 416. The seal portion 42 has a width W in the in-plane direction DR1.
シール部４２は、樹脂４１５を含む。樹脂４１５および樹脂溜まり部４１６は、ラミネートフィルム４ａの樹脂４１３とラミネートフィルム４ｂの樹脂４１３とが溶着された結果、形成される。 The seal part 42 includes a resin 415. The resin 415 and the resin reservoir 416 are formed as a result of welding the resin 413 of the laminate film 4a and the resin 413 of the laminate film 4b.
樹脂溜まり部４１６は、樹脂４１５の発電要素２０側の端部に接して設けられる。そして、樹脂溜まり部４１６の発電要素２０側の端部は、突部４１６１と、窪み部４１６２，４１６３とからなる。突部４１６１は、発電要素２０側へ円弧状に突出している。窪み部４１６２は、シール部４２の厚み方向において突部４１６１の一方側に突部４１６１に連続して設けられ、突部４１６１の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んでいる。また、窪み部４１６３は、シール部４２の厚み方向において突部４１６１の他方側に突部４１６１に連続して設けられ、突部４１６１の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んでいる。 The resin reservoir 416 is provided in contact with the end of the resin 415 on the power generation element 20 side. The end of the resin reservoir 416 on the power generation element 20 side includes a protrusion 4161 and depressions 4162 and 4163. The protrusion 4161 protrudes in an arc shape toward the power generation element 20 side. The recessed portion 4162 is provided continuously to the protruding portion 4161 on one side of the protruding portion 4161 in the thickness direction of the seal portion 42, and is recessed in an arc shape in a direction opposite to the protruding direction of the protruding portion 4161. Further, the recess 4163 is provided continuously to the protrusion 4161 on the other side of the protrusion 4161 in the thickness direction of the seal portion 42, and is recessed in an arc shape in a direction opposite to the protrusion direction of the protrusion 4161.
発電要素２０側の空間内の圧力が上昇すると、面内方向ＤＲ１において発電要素２０から外部へ向かう方向に沿って樹脂溜まり部４１５に力が印加される。 When the pressure in the space on the power generation element 20 side increases, a force is applied to the resin reservoir 415 along the direction from the power generation element 20 to the outside in the in-plane direction DR1.
この場合、樹脂溜まり部４１６は、突部４１６１および窪み部４１６２，４１６３を有し、突部４１６１および窪み部４１６２，４１６３は、円弧状の断面形状を有するので、樹脂溜まり部４１６に印加された力は、円弧状の断面形状を有する突部４１６１および窪み部４１６２，４１６３によって分散される。 In this case, the resin reservoir 416 has a protrusion 4161 and a recess 4162, 4163, and since the protrusion 4161 and the recess 4162, 4163 have an arc-shaped cross-sectional shape, the resin reservoir 416 is applied to the resin reservoir 416. The force is distributed by the protrusion 4161 and the depressions 4162 and 4163 having an arcuate cross-sectional shape.
従って、樹脂溜まり部４１６からの破断が防止される。その結果、シール部４２の溶着強度が向上する。 Accordingly, breakage from the resin reservoir 416 is prevented. As a result, the welding strength of the seal portion 42 is improved.
図５は、図２に示すラミネートフィルム４の更に他の一部の拡大断面図である。なお、図５に示す拡大断面図は、正極外部端子５または負極外部端子６を含むシール部４２の拡大断面図である。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of still another part of the laminate film 4 shown in FIG. The enlarged sectional view shown in FIG. 5 is an enlarged sectional view of the seal portion 42 including the positive electrode external terminal 5 or the negative electrode external terminal 6.
図５を参照して、ラミネートフィルム４のシール部４２および樹脂溜まり部４１６以外の構成は、図３に示すラミネートフィルム４のシール部４１以外の構成と同じである。 Referring to FIG. 5, the configuration other than seal portion 42 and resin reservoir portion 416 of laminate film 4 is the same as the configuration other than seal portion 41 of laminate film 4 shown in FIG. 3.
シール部４２は、樹脂４１５を含み、樹脂４１５は、シール部４２の厚み方向において正極外部端子５および負極外部端子６の両側に配置される。 The seal portion 42 includes a resin 415, and the resin 415 is disposed on both sides of the positive electrode external terminal 5 and the negative electrode external terminal 6 in the thickness direction of the seal portion 42.
樹脂溜まり部４１６は、樹脂４１５の発電要素２０側の端部に接するとともに、シール部４２の厚み方向において正極外部端子５および負極外部端子６の両側に配置される。より具体的には、樹脂溜まり部４１６の突部４１６１は、シール部４２の厚み方向において正極外部端子５および負極外部端子６の両側に配置される。 The resin reservoir 416 is in contact with the end of the resin 415 on the power generation element 20 side, and is disposed on both sides of the positive external terminal 5 and the negative external terminal 6 in the thickness direction of the seal portion 42. More specifically, the protrusions 4161 of the resin reservoir 416 are disposed on both sides of the positive electrode external terminal 5 and the negative electrode external terminal 6 in the thickness direction of the seal portion 42.
その結果、樹脂溜まり部４１６の発電要素２０側の端部は、シール部４２の厚み方向において正極外部端子５および負極外部端子６の両側で円弧状に湾曲した形状からなる。 As a result, the end of the resin reservoir 416 on the power generation element 20 side has a shape that is curved in an arc shape on both sides of the positive electrode external terminal 5 and the negative electrode external terminal 6 in the thickness direction of the seal portion 42.
従って、図４において説明した機構によって、正極外部端子５および負極外部端子６が存在していても、樹脂溜まり部４１６からの破断が抑制され、シール部４２の溶着強度が向上する。 Therefore, even if the positive electrode external terminal 5 and the negative electrode external terminal 6 exist, the mechanism described with reference to FIG. 4 suppresses the breakage from the resin reservoir portion 416 and improves the welding strength of the seal portion 42.
図６は、ラミネートフィルムを溶着するときの概念図である。図６を参照して、ラミネートフィルム４ａの樹脂４１３がラミネートフィルム４ｂの樹脂４１３に接するようにラミネートフィルム４ａ，４ｂを重ね合わせる。 FIG. 6 is a conceptual diagram when a laminate film is welded. Referring to FIG. 6, laminate films 4a and 4b are overlapped so that resin 413 of laminate film 4a is in contact with resin 413 of laminate film 4b.
そして、重ね合わせた２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂの外周辺を２つのシールバー（ヒータ）５０，６０によって挟み込むことによって、ラミネートフィルム４ａの樹脂４１３がラミネートフィルム４ｂの樹脂４１３と溶着する。この場合、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度は、例えば、１７０℃〜２００℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度は、例えば、１７０℃〜２１０℃であり、熱シール時のプレス圧は、例えば、０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａであり、プレス時間は、例えば、５秒〜１５秒である。 And the resin 413 of the laminate film 4a is welded to the resin 413 of the laminate film 4b by sandwiching the outer periphery of the two laminated laminate films 4a and 4b with the two seal bars (heaters) 50 and 60. In this case, the heating temperature of the seal bar (heater) 50 is, for example, 170 ° C. to 200 ° C., and the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is, for example, 170 ° C. to 210 ° C. The pressure is, for example, 0.3 MPa to 0.5 MPa, and the press time is, for example, 5 seconds to 15 seconds.
図７は、シール部４０の概念図である。図７の（ａ），（ｃ），（ｄ）は、２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂ内に電解液を注入後にラミネートフィルム４の周縁部をシールしたときのシール部４０の概念図であり、図７の（ｂ）は、２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂ内に電解液を注入せずにラミネートフィルム４の周縁部をシールしたときのシール部４０の概念図である。 FIG. 7 is a conceptual diagram of the seal portion 40. (A), (c), and (d) of FIG. 7 are conceptual diagrams of the seal portion 40 when the peripheral portion of the laminate film 4 is sealed after injecting the electrolyte into the two laminate films 4a and 4b. FIG. 7B is a conceptual diagram of the seal portion 40 when the peripheral portion of the laminate film 4 is sealed without injecting the electrolyte into the two laminate films 4a and 4b.
図７を参照して、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度が２００℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度が２００℃であり、プレス圧が０．３ＭＰａであり、プレス時間が５秒であるとき、溶着された樹脂に空洞が存在するシール部が得られる（パターンＡ，図７の（ａ）参照）。 Referring to FIG. 7, the heating temperature of seal bar (heater) 50 is 200 ° C., the heating temperature of seal bar (heater) 60 is 200 ° C., the pressing pressure is 0.3 MPa, and the pressing time is 5 When the time is seconds, a seal portion having a cavity in the welded resin is obtained (see pattern A, FIG. 7A).
また、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度が１９０℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度が２１０℃であり、プレス圧が０．５ＭＰａであり、プレス時間が１５秒であるとき、溶着された樹脂の空間側の端部が円弧状に湾曲したシール部が得られる（パターンＢ，図７の（ｂ）参照）。 When the heating temperature of the seal bar (heater) 50 is 190 ° C., the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is 210 ° C., the press pressure is 0.5 MPa, and the press time is 15 seconds, A seal portion is obtained in which the space-side end portion of the welded resin is curved in an arc shape (see pattern B, FIG. 7B).
更に、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度が１８０℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度が１９０℃であり、プレス圧が０．３ＭＰａであり、プレス時間が５秒であるとき、溶着された樹脂の空間側の端部が空間側から樹脂側へ突出したシール部が得られる（パターンＣ，図７の（ｃ）参照）。 Furthermore, when the heating temperature of the seal bar (heater) 50 is 180 ° C., the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is 190 ° C., the press pressure is 0.3 MPa, and the press time is 5 seconds, A seal portion is obtained in which the end portion on the space side of the welded resin protrudes from the space side to the resin side (see pattern C, FIG. 7C).
更に、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度が１７０℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度が１８０℃であり、プレス圧が０．３ＭＰａであり、プレス時間が５秒であるとき、溶着された樹脂が細長く伸びた空間と接するシール部が得られる（パターンＤ，図７の（ｄ）参照）。 Furthermore, when the heating temperature of the seal bar (heater) 50 is 170 ° C., the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is 180 ° C., the press pressure is 0.3 MPa, and the press time is 5 seconds, A seal portion in contact with the space where the welded resin is elongated is obtained (see pattern D, FIG. 7D).
このように、ラミネートフィルム４を溶着する時の溶着条件（シールバー５０，６０の加熱温度、プレス圧およびプレス時間）を変えることによって、異なったパターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのシール部が得られる。 Thus, by changing the welding conditions (the heating temperature of the seal bars 50 and 60, the press pressure and the press time) when the laminate film 4 is welded, seal portions having different patterns A, B, C and D are obtained. It is done.
図８は、シール部の破断強度を測定する方法を説明するための図である。図８を参照して、ラミネートフィルム４の周縁部をシールし、シール部４０を作成する（図８の（ａ）参照）。この場合、電解液を注入後にラミネートフィルム４の周縁部をシールするとき、例えば、ラミネートフィルム４の辺４Ａ側から電解液が注入される。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of measuring the breaking strength of the seal portion. With reference to FIG. 8, the peripheral part of the laminate film 4 is sealed, and the seal part 40 is created (see (a) of FIG. 8). In this case, when sealing the periphery of the laminate film 4 after injecting the electrolyte, the electrolyte is injected from the side 4A of the laminate film 4, for example.
そして、シールされたラミネートフィルム４の領域４０１〜４０３を切り出す（図８の（ｂ）参照）。これによって、試験片３１〜３３が作製される（図８の（ｃ）参照）。試験片３１〜３３の各々は、３０ｍｍの長さおよび１５ｍｍの幅を有する。 And the area | regions 401-403 of the laminated film 4 sealed are cut out (refer FIG.8 (b)). Thus, test pieces 31 to 33 are produced (see (c) of FIG. 8). Each of the test pieces 31 to 33 has a length of 30 mm and a width of 15 mm.
その後、例えば、試験片３１〜３３から試験片３１を取り出し（図８の（ｄ）参照）、シールされていない２枚のラミネートフィルムを開く。これによって、試験片３１は、フィルム部３１１，３１２およびシール部３１３からなる（図８の（ｅ）参照）。 Thereafter, for example, the test piece 31 is taken out from the test pieces 31 to 33 (see FIG. 8D), and two unsealed laminate films are opened. Thus, the test piece 31 includes film portions 311 and 312 and a seal portion 313 (see FIG. 8E).
そうすると、フィルム部３１１を矢印１１の方向へ引張り、フィルム部３１２を矢印１２の方向へ引っ張って、シール部３１３が破断するときの力を破断強度として測定する。 Then, the film portion 311 is pulled in the direction of arrow 11, the film portion 312 is pulled in the direction of arrow 12, and the force when the seal portion 313 breaks is measured as the breaking strength.
図９は、破断強度とシール部の種類との関係を示す図である。図９において、縦軸は、破断強度を表し、横軸は、シール部の種類を表す。また、図９中の横棒は、破断強度の平均値を示す。更に、図９において、破断強度の単位に含まれる“１５ｍｍ”は、縦軸の破断強度が１５ｍｍ幅のフィルムの破断強度であることを意味する。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the breaking strength and the type of the seal portion. In FIG. 9, the vertical axis represents the breaking strength, and the horizontal axis represents the type of the seal portion. Moreover, the horizontal bar in FIG. 9 shows the average value of breaking strength. Further, in FIG. 9, “15 mm” included in the unit of breaking strength means that the breaking strength on the vertical axis is the breaking strength of a film having a width of 15 mm.
図９を参照して、シール部の種類は、図７において説明したパターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなる。そして、破断強度は、パターンＢ、パターンＣ、パターンＤおよびパターンＡの順に弱くなる。 Referring to FIG. 9, the type of the seal portion includes patterns A, B, C, and D described with reference to FIG. 7. And breaking strength becomes weak in order of pattern B, pattern C, pattern D, and pattern A.
図１０は、シール部の光学顕微鏡写真である。なお、図１０に示す光学顕微鏡写真は、電解液を２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂ内に注入せずにラミネートしたときの光学顕微鏡写真である。そして、ラミネートフィルム４の溶着条件は、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度が２００℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度が２２０℃であり、プレス圧が０．５ＭＰａであり、プレス時間が１５秒である。 FIG. 10 is an optical micrograph of the seal portion. The optical micrograph shown in FIG. 10 is an optical micrograph when the electrolyte solution is laminated without being poured into the two laminated films 4a and 4b. The welding conditions for the laminate film 4 are that the heating temperature of the seal bar (heater) 50 is 200 ° C., the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is 220 ° C., the press pressure is 0.5 MPa, and the press Time is 15 seconds.
図１０を参照して、樹脂溜まり部の端部（図１０の紙面上右側の端部）は、上側および下側の少なくとも一方が樹脂溜まり部の方向へ尖った断面形状からなる。 Referring to FIG. 10, the end of the resin reservoir (the end on the right side in FIG. 10) has a cross-sectional shape in which at least one of the upper side and the lower side is pointed in the direction of the resin reservoir.
このような樹脂溜まり部が形成されると、尖った部分から破断するので、破断強度が弱くなる。具体的には、図９に示す破断強度において、パターンＢの破断強度が２０［Ｎ／１５ｍｍ］〜１１０［Ｎ／１５ｍｍ］程度まで弱くなる。 If such a resin pool part is formed, it breaks from the pointed part, so that the breaking strength is weakened. Specifically, in the breaking strength shown in FIG. 9, the breaking strength of the pattern B is weakened to about 20 [N / 15 mm] to 110 [N / 15 mm].
図１１は、シール部の他の光学顕微鏡写真である。なお、図１１に示す光学顕微鏡写真も、電解液を２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂ内に注入せずにラミネートしたときの光学顕微鏡写真である。そして、ラミネートフィルム４の溶着条件は、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度が１９０℃であり、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度が２１０℃であり、プレス圧が０．５ＭＰａであり、プレス時間が１５秒である。 FIG. 11 is another optical micrograph of the seal portion. The optical micrograph shown in FIG. 11 is also an optical micrograph when the electrolyte solution is laminated without being injected into the two laminate films 4a and 4b. The welding conditions of the laminate film 4 are that the heating temperature of the seal bar (heater) 50 is 190 ° C., the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is 210 ° C., the press pressure is 0.5 MPa, and the press Time is 15 seconds.
図１１を参照して、樹脂溜まり部の端部（図１１の紙面上右側の端部）は、図１１の紙面上右側へ円弧状に突出した突部と、突部に連続して突部の上側に設けられ、かつ、図１１の紙面上左側へ円弧状に窪んだ窪み部と、突部に連続して突部の下側に設けられ、かつ、図１１の紙面上左側へ円弧状に窪んだ窪み部とを有する。 Referring to FIG. 11, the end portion of the resin reservoir portion (the end portion on the right side in FIG. 11) protrudes in a circular arc shape to the right side on the paper surface in FIG. 11 and a recess that is recessed in an arc shape on the left side in FIG. 11 on the left side of FIG. 11, and is provided on the lower side of the projection in succession to the projection, and in an arc shape on the left side in FIG. And a recessed portion that is recessed.
このような樹脂溜まり部が形成されると、破断強度は、図９に示すパターンＢの破断強度のように非常に強くなる。 When such a resin reservoir portion is formed, the breaking strength becomes very strong like the breaking strength of the pattern B shown in FIG.
そこで、この発明の実施の形態においては、最も強い破断強度が得られるパターンＢからなるシール部を開裂ベントが設けられないシール部４２に適用し、最も弱い破断強度が得られるパターンＡからなるシール部を開裂ベントが設けられるシール部４１に適用することにした。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the seal portion made of the pattern B that provides the strongest breaking strength is applied to the seal portion 42 that is not provided with the cleavage vent, and the seal made of the pattern A that gives the weakest breaking strength. The part was applied to the seal part 41 provided with the cleavage vent.
上述したように、ラミネートフォルム４を溶着するときのシールバー５０，６０の温度を高くすると、樹脂溜まり部の端部は、尖った断面形状を有する（図１０参照）。これは、シールバー５０，６０の温度が高くなるほど、溶けた樹脂の粘度が低下するからである。 As described above, when the temperature of the seal bars 50 and 60 when the laminate form 4 is welded is increased, the end of the resin reservoir has a sharp cross-sectional shape (see FIG. 10). This is because the higher the temperature of the seal bars 50, 60, the lower the viscosity of the melted resin.
従って、電解液が存在しない環境下で、シールバー５０，６０の温度を２００℃，２２０℃から１９０℃，２１０℃に低下することによって、円弧状に突出および窪んだ断面形状からなる樹脂溜まり部が形成される（図１１参照）。 Therefore, by reducing the temperature of the seal bars 50 and 60 from 200 ° C. and 220 ° C. to 190 ° C. and 210 ° C. in an environment where no electrolytic solution exists, the resin reservoir portion having a cross-sectional shape protruding and recessed in an arc shape. Is formed (see FIG. 11).
ラミネートフィルム４内に発電要素２０を収容する方法として次の３つの方法がある。
（１）２枚のラミネートフィルムの間に発電要素２０を挟んだ後に、これらの２枚のラミネートフィルムの外周辺を電解液を注入するための一辺を残して熱シールする方法
（２）ラミネートフィルムの外周辺のうち電解液を注入するための一辺を残して予め袋状に成形したラミネートフィルム内に電解液を注入するための一辺から発電要素２０を挿入する方法
（３）ラミネートフィルム上に発電要素２０を置き、発電要素２０を包むようにラミネートフィルムを２つ折りにし、電解液を注入するための一辺を残して残りの外周辺を熱シールする方法（なお、外周辺のうち、ラミネートフィルムを二つ折りにした折り曲げ部分は、熱シールしてもよいし、熱シールしなくてもよい）
There are the following three methods for accommodating the power generation element 20 in the laminate film 4.
(1) A method in which the power generation element 20 is sandwiched between two laminated films, and then the outer periphery of these two laminated films is heat-sealed leaving one side for injecting an electrolyte solution (2) Laminated film A method of inserting the power generation element 20 from one side for injecting the electrolyte into a laminate film previously formed into a bag shape, leaving one side for injecting the electrolyte out of the outer periphery of the battery (3) Power generation on the laminate film The element 20 is placed, the laminate film is folded in half so as to wrap the power generation element 20, and the remaining outer periphery is heat-sealed leaving one side for injecting the electrolyte solution. (The folded part that is folded may be heat-sealed or not heat-sealed)
図１２および図１３は、それぞれ、この発明の実施の形態によるラミネート形電池１０の製造方法を示す第１および第２の工程図である。 12 and 13 are first and second process diagrams respectively showing a method for manufacturing laminated battery 10 according to the embodiment of the present invention.
なお、図１２および図１３に示す工程においては、上述した（３）の方法を用いて発電要素２０をラミネートフィルム４内に収容するものとする。また、工程（ａ）〜工程（ｃ）は、断面図であり、工程（ｄ）〜工程（ｆ）は、平面図である。 In addition, in the process shown in FIG. 12 and FIG. 13, the electric power generation element 20 shall be accommodated in the laminate film 4 using the method of (3) mentioned above. Steps (a) to (c) are cross-sectional views, and steps (d) to (f) are plan views.
図１２を参照して、ラミネート形電池１０の製造が開始されると、上述した方法によってシート状正極１およびシート状負極２を作製する。そして、セパレータ３、正極外部端子５および負極外部端子６を作製する。その後、上述した方法によって、正極外部端子５をシート状正極１に接続するとともに、負極外部端子６をシート状負極２に接続する。 Referring to FIG. 12, when the production of laminated battery 10 is started, sheet-like positive electrode 1 and sheet-like negative electrode 2 are produced by the method described above. And the separator 3, the positive electrode external terminal 5, and the negative electrode external terminal 6 are produced. Thereafter, the positive electrode external terminal 5 is connected to the sheet-like positive electrode 1 and the negative electrode external terminal 6 is connected to the sheet-like negative electrode 2 by the method described above.
そうすると、シート状正極１およびシート状負極２をセパレータ３を介して積層し、発電要素２０を作製する（工程（ａ）参照）。 If it does so, the sheet-like positive electrode 1 and the sheet-like negative electrode 2 will be laminated | stacked via the separator 3, and the electric power generation element 20 will be produced (refer process (a)).
その後、金属層４１１の一方の表面に樹脂４１２を塗布するとともに、金属層４１１の他方の表面に樹脂４１３を塗布し、ラミネートフィルム４を作製する（工程（ｂ）参照）。 Thereafter, the resin 412 is applied to one surface of the metal layer 411, and the resin 413 is applied to the other surface of the metal layer 411 to produce the laminate film 4 (see step (b)).
そして、ラミネートフィルム４の樹脂４１３に接するように発電要素２０をラミネートフィルム４上に置き、ラミネートフィルム４を二つ折りにする（工程（ｃ）参照）。この場合、正極外部端子５および負極外部端子６は、その一部が二つ折りにしたラミネートフィルム４から露出している。 Then, the power generation element 20 is placed on the laminate film 4 so as to be in contact with the resin 413 of the laminate film 4, and the laminate film 4 is folded in two (see step (c)). In this case, the positive electrode external terminal 5 and the negative electrode external terminal 6 are exposed from the laminate film 4 that is partially folded.
工程（ｃ）の後、ラミネートフィルム４のうち、シール部４１となる領域５１以外のシール部４２となる領域５２をシールバー５０，６０を用いてシールする（工程（ｄ）参照）。この場合、領域５２は、ラミネートフィルム４の辺４Ｂに沿った領域５２１，５２２と、ラミネートフィルム４の辺４Ａに沿った領域５２３と、ラミネートフィルム４の辺４Ｄに沿った領域５２４とからなる。そして、シールバー（ヒータ）５０の加熱温度を１９０℃に設定し、シールバー（ヒータ）６０の加熱温度を２１０℃に設定し、プレス圧を０．５ＭＰａに設定し、プレス時間を１５秒に設定した溶着条件を用いて領域５２１，５２２，５２３，５２４を、順次、シールする。これによって、領域５２がシールされる。 After the step (c), the region 52 to be the seal portion 42 other than the region 51 to be the seal portion 41 in the laminate film 4 is sealed using the seal bars 50 and 60 (see step (d)). In this case, the region 52 includes regions 521 and 522 along the side 4B of the laminate film 4, a region 523 along the side 4A of the laminate film 4, and a region 524 along the side 4D of the laminate film 4. The heating temperature of the seal bar (heater) 50 is set to 190 ° C., the heating temperature of the seal bar (heater) 60 is set to 210 ° C., the press pressure is set to 0.5 MPa, and the press time is set to 15 seconds. The regions 521, 522, 523, and 524 are sequentially sealed using the set welding conditions. Thereby, the region 52 is sealed.
なお、ラミネートフィルム４の辺４Ｃは、ラミネートフィルム４を二つ折りにした折り曲げ部分であるので、シールしてもよいし、シールしなくてもよい。二つ折りにした折り曲げ部分をシールする場合は、領域５２１，５２２，５２３，５２４をシールしたときと同じ条件を用いて、二つ折りにした折り曲げ部分をシールする。 Note that the side 4C of the laminate film 4 is a folded portion obtained by folding the laminate film 4 in half, and may or may not be sealed. When sealing a folded portion that is folded in half, the folded portion that is folded in half is sealed using the same conditions as when the regions 521, 522, 523, and 524 are sealed.
図１３を参照して、工程（ｄ）の後、ラミネートフィルム４の辺４Ｂに沿った領域５１から電解液を注入する（工程（ｅ）参照）。 Referring to FIG. 13, after step (d), an electrolyte is injected from region 51 along side 4 </ b> B of laminate film 4 (see step (e)).
そして、電解液を注入した一辺４Ｂからラミネートフィルム４内を真空に引きながらシール部４１となる領域５１をシールバー５０，６０を用いてシールする（工程（ｆ）参照）。この場合、シールバー（ヒータ）５０，６０の加熱温度を２００℃に設定し、プレス圧を０．３ＭＰａに設定し、プレス時間を５秒に設定した溶着条件を用いて領域５１をシールする。これによって、空洞４１４０を含むシール部４１が形成され、ラミネート形電池１０が完成する。 And the area | region 51 used as the seal | sticker part 41 is sealed using the seal bars 50 and 60, drawing the inside of the laminate film 4 from the side 4B which injected electrolyte solution into a vacuum (refer process (f)). In this case, the region 51 is sealed using welding conditions in which the heating temperature of the seal bars (heaters) 50 and 60 is set to 200 ° C., the press pressure is set to 0.3 MPa, and the press time is set to 5 seconds. As a result, the seal portion 41 including the cavity 4140 is formed, and the laminated battery 10 is completed.
なお、上述した（１），（２）の方法を用いて発電要素２０をラミネートフィルム４内に収容する場合も、図１２および図１３に示す工程（ａ）〜工程（ｆ）を用いてラミネート形電池１０が製造される。 In addition, also when accommodating the electric power generation element 20 in the laminate film 4 using the method of (1) and (2) mentioned above, it laminates using the process (a)-process (f) shown in FIG. 12 and FIG. The battery 10 is manufactured.
図１４は、図１２に示す工程（ｄ）を詳細に説明するための概念図である。図１４を参照して、シール部４２となる領域５２をシールするとき、シールバー５０，６０は、ラミネートフィルム４ａ，４ｂの周縁部の両側に配置される。 FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining the step (d) shown in FIG. 12 in detail. With reference to FIG. 14, when sealing the area | region 52 used as the seal part 42, the seal bars 50 and 60 are arrange | positioned at the both sides of the peripheral part of laminate film 4a, 4b.
そして、上述した溶着条件によって、シールバー５０，６０がラミネートフィルム４ａ，４ｂのシール部４２となる領域５２を挟み込むと、ラミネートフィルム４ａ，４ｂの樹脂４１３は、シールバー５０，６０によって溶着されるとともに、溶けて面内方向ＤＲ１へ移動する（図１４の（ａ）参照）。 When the seal bars 50 and 60 sandwich the region 52 that becomes the seal portion 42 of the laminate films 4a and 4b according to the above-described welding conditions, the resin 413 of the laminate films 4a and 4b is welded by the seal bars 50 and 60. At the same time, it melts and moves in the in-plane direction DR1 (see FIG. 14A).
その結果、ラミネートフィルム４ａの樹脂４１３とラミネートフィルム４ｂの樹脂４１３とが溶着して生成された樹脂４１５の発電要素２０側の端部に接して樹脂溜まり部４１６が形成される（図１４の（ｂ）参照）。 As a result, the resin reservoir 416 is formed in contact with the end of the resin 415 generated by welding the resin 413 of the laminate film 4a and the resin 413 of the laminate film 4b on the power generation element 20 side ((( b)).
また、図１３に示す工程（ｆ）においては、電解液がラミネートフィルム４内に注入された後に、シールバー５０，６０がラミネートフィルム４の周縁部を図１４の（ａ）に示すように挟み込むことによってシール部４１となる領域５１がシールされる。この場合、領域５１は、ラミネートフィルム４内を真空に引きながらシールされるので、領域５１に塗布された樹脂４１３の表面に電解液が存在する。 Further, in the step (f) shown in FIG. 13, after the electrolytic solution is injected into the laminate film 4, the seal bars 50 and 60 sandwich the peripheral edge of the laminate film 4 as shown in FIG. 14 (a). As a result, the region 51 to be the seal portion 41 is sealed. In this case, since the region 51 is sealed while evacuating the inside of the laminate film 4, the electrolyte exists on the surface of the resin 413 applied to the region 51.
その結果、ラミネートフィルム４ａ，４ｂの樹脂４１３がシールバー５０，６０によって溶着されて樹脂４１４が形成されるとともに、樹脂４１４内に空洞４１４０が形成される。 As a result, the resin 413 of the laminate films 4a and 4b is welded by the seal bars 50 and 60 to form the resin 414, and the cavity 4140 is formed in the resin 414.
このように、シール部４２となる領域５２は、電解液が存在しない状態でシールされ、シール部４１となる領域５１は、電解液が存在する状態でシールされる。 As described above, the region 52 to be the seal portion 42 is sealed in a state where the electrolytic solution is not present, and the region 51 to be the seal portion 41 is sealed in a state where the electrolytic solution is present.
その結果、シール部４２においては、上述したように、樹脂溜まり部４１６が形成され、樹脂溜まり部４１６の発電要素２０側の端部は、突部４１６１および窪み部４１６２，４１６３を含む。一方、シール部４１は、空洞４１４０を含む。 As a result, in the seal portion 42, as described above, the resin reservoir portion 416 is formed, and the end portion of the resin reservoir portion 416 on the power generation element 20 side includes the protrusion 4161 and the recess portions 4162 and 4163. On the other hand, the seal portion 41 includes a cavity 4140.
従って、シール部４２における破断強度が強くなり、封止性能を向上できる。また、ラミネートフィルム４内の圧力が高くなると、シール部４１の空洞４１４０の部分から破断し、空洞４１４０が開裂ベントとして機能するので、ラミネート形電池１０の信頼性を向上できる。 Accordingly, the breaking strength at the seal portion 42 is increased, and the sealing performance can be improved. Further, when the pressure in the laminate film 4 increases, the cavity 4140 of the seal portion 41 is broken and the cavity 4140 functions as a cleavage vent, so that the reliability of the laminate battery 10 can be improved.
なお、図１２に示す工程（ｂ）は、シート状正極１とシート状負極２と含む発電要素２０の一方側に配置すべき第１のラミネートフィルムの一主面と発電要素２０の他方側に配置すべき第２のラミネートフィルムの一主面とに樹脂を塗布する工程に相当する。 Note that the step (b) shown in FIG. 12 is performed on one main surface of the first laminate film to be disposed on one side of the power generation element 20 including the sheet-like positive electrode 1 and the sheet-like negative electrode 2 and on the other side of the power generation element 20. This corresponds to the step of applying a resin to one main surface of the second laminate film to be arranged.
また、図１２に示す工程（ｃ）は、第１のラミネートフィルムの一主面と第２のラミネートフィルムの一主面とによって発電要素２０を挟み込むように第１および第２のラミネートフィルムを発電要素２０の両側に配置する工程に相当する。 Further, in the step (c) shown in FIG. 12, the first and second laminate films generate power so that the power generation element 20 is sandwiched between one main surface of the first laminate film and one main surface of the second laminate film. This corresponds to the step of arranging the elements 20 on both sides.
図１５は、シールバーの幅方向の断面図である。この発明の実施の形態においては、シールバー５０，６０に代えてシールバー１５０，１６０、シールバー１７０，１８０およびシールバー１９０，２００のいずれかが用いられてもよい。 FIG. 15 is a cross-sectional view of the seal bar in the width direction. In the embodiment of the present invention, any one of the seal bars 150 and 160, the seal bars 170 and 180, and the seal bars 190 and 200 may be used instead of the seal bars 50 and 60.
図１５の（ａ）を参照して、シールバー１５０，１６０の各々は、１０ｍｍの幅を有する。そして、シールバー１５０，１６０の一方端１５０Ａ，１６０Ａ側がラミネート形電池１０の外側であり、シールバー１５０，１６０の他方端１５０Ｂ，１６０Ｂ側が発電要素２０側である。 Referring to FIG. 15A, each of the seal bars 150 and 160 has a width of 10 mm. The one end 150A, 160A side of the seal bar 150, 160 is the outside of the laminated battery 10, and the other end 150B, 160B side of the seal bar 150, 160 is the power generation element 20 side.
シールバー１５０は、テーパ１５１，１５２を有する。そして、テーパ１５１，１５２は、先端部１５３が形成されるように設けられる。先端部１５３は、シールバー１５０の一方端１５０Ａから、例えば、２ｍｍの位置に設けられる。 The seal bar 150 has tapers 151 and 152. And the taper 151,152 is provided so that the front-end | tip part 153 may be formed. The tip portion 153 is provided at a position of, for example, 2 mm from the one end 150A of the seal bar 150.
シールバー１６０は、シールバー１５０の断面形状を上下に反転させた断面形状を有する。 The seal bar 160 has a cross-sectional shape obtained by inverting the cross-sectional shape of the seal bar 150 up and down.
図１５の（ｂ）を参照して、シールバー１７０，１８０の各々は、１０ｍｍの幅を有する。そして、シールバー１７０，１８０の一方端１７０Ａ，１８０Ａ側がラミネート形電池１０の外側であり、シールバー１７０，１８０の他方端１７０Ｂ，１８０Ｂ側が発電要素２０側である。 Referring to FIG. 15B, each of the seal bars 170 and 180 has a width of 10 mm. The one end 170A, 180A side of the seal bar 170, 180 is the outside of the laminated battery 10, and the other end 170B, 180B side of the seal bar 170, 180 is the power generation element 20 side.
シールバー１７０は、突起部１７１を有する。突起部１７１は、シールバー１７０の一主面１７０Ｃから、ラミネートフィルム４の熱溶着性樹脂（＝樹脂４１３）の厚みの９０％以下の厚みに相当する高さ、若しくは重ね合わされていないラミネートフィルム４の全体の厚みから１０μｍを差し引いた厚みに相当する高さだけ突出しており、シールバー１７０の一方端１７０Ａから、例えば、２ｍｍの位置に設けられる。また、突起部１７１の幅は、例えば、２ｍｍである。 The seal bar 170 has a protrusion 171. The protrusion 171 has a height corresponding to 90% or less of the thickness of the heat-welding resin (= resin 413) of the laminate film 4 from one main surface 170C of the seal bar 170, or the laminate film 4 that is not overlapped. It protrudes by a height corresponding to a thickness obtained by subtracting 10 μm from the entire thickness of the seal bar 170, and is provided, for example, at a position of 2 mm from one end 170 </ b> A of the seal bar 170. Further, the width of the protrusion 171 is, for example, 2 mm.
シールバー１８０は、シールバー１７０の断面形状を上下に反転させた断面形状を有する。 The seal bar 180 has a cross-sectional shape obtained by inverting the cross-sectional shape of the seal bar 170 up and down.
図１５の（ｃ）を参照して、シールバー１９０，２００の各々は、１０ｍｍの幅を有する。そして、シールバー１９０，２００の一方端１９０Ａ，２００Ａ側がラミネート形電池１０の外側であり、シールバー１９０，２００の他方端１９０Ｂ，２００Ｂ側が発電要素２０側である。 Referring to (c) of FIG. 15, each of the seal bars 190 and 200 has a width of 10 mm. The one end 190A, 200A side of the seal bar 190, 200 is the outside of the laminated battery 10, and the other end 190B, 200B side of the seal bar 190, 200 is the power generation element 20 side.
シールバー１９０は、直角三角形の断面形状からなり、先端部１９１を有する。 The seal bar 190 has a right-angled triangular cross-sectional shape and has a tip 191.
シールバー２００は、シールバーの断面形状を上下に反転させた断面形状を有する。 The seal bar 200 has a cross-sectional shape obtained by inverting the cross-sectional shape of the seal bar up and down.
図１６は、図１５に示すシールバー１５０，１６０を用いてシールするときの概念図である。図１６を参照して、シールバー１５０，１６０は、先端部１５３，１６３がラミネートフィルム４ａ，４ｂ側に位置するようにラミネートフィルム４ａ，４ｂの両側に配置される。 FIG. 16 is a conceptual diagram when sealing is performed using the seal bars 150 and 160 shown in FIG. Referring to FIG. 16, seal bars 150 and 160 are arranged on both sides of laminate films 4a and 4b so that tip portions 153 and 163 are positioned on the laminate films 4a and 4b side.
そして、シールバー１５０，１６０がラミネートフィルム４ａ，４ｂのシール部４２となる領域５２を挟み込むと、ラミネートフィルム４ａ，４ｂの樹脂４１３は、シールバー１５０，１６０によって溶着されるとともに、溶けて発電要素２０側（図１５の紙面上右側）へ移動し易くなる（図１６の（ａ）参照）。この場合、シールバー１５０，１６０は、それぞれ、先端部１５３，１６３を有するので、先端部１５３，１６３よりも右側の樹脂４１３がシールバー１５０，１６０によって発電要素２０側へ押し出されるからである。 When the seal bars 150 and 160 sandwich the region 52 that becomes the seal portion 42 of the laminate films 4a and 4b, the resin 413 of the laminate films 4a and 4b is welded by the seal bars 150 and 160 and melts to generate power. It becomes easy to move to the 20 side (right side on the paper surface of FIG. 15) (see FIG. 16A). In this case, since the seal bars 150 and 160 have the tip portions 153 and 163, respectively, the resin 413 on the right side of the tip portions 153 and 163 is pushed out to the power generation element 20 side by the seal bars 150 and 160.
その結果、ラミネートフィルム４ａの樹脂４１３とラミネートフィルム４ｂの樹脂４１３とが溶着して樹脂４１５が生成されるとともに、樹脂４１５の発電要素２０側の端部に接して樹脂溜まり部４１６が形成され易くなる（図１６の（ｂ）参照）。 As a result, the resin 413 of the laminate film 4a and the resin 413 of the laminate film 4b are welded to generate the resin 415, and the resin reservoir portion 416 is easily formed in contact with the end of the resin 415 on the power generation element 20 side. (See FIG. 16B).
従って、シールバー１５０，１６０を用いることによって樹脂溜まり部４１６を容易に作製できる。 Therefore, the resin reservoir 416 can be easily manufactured by using the seal bars 150 and 160.
シールバー１７０，１８０またはシールバー１９０，２００を用いた場合も、同様にして樹脂溜まり部４１６を容易に作製できる。 Similarly, when the seal bars 170 and 180 or the seal bars 190 and 200 are used, the resin reservoir 416 can be easily manufactured.
なお、この発明の実施の形態においては、図１５に示すシールバー１５０，１６０、シールバー１７０，１８０およびシールバー１９０，２００に限らず、シール部４２となる領域５２の幅方向の中央部よりも外側（図１５の紙面上左側）の位置を最も強い力で押すことが可能なシールバーであれば、どのようなシールバーを用いてもよい。 In the embodiment of the present invention, not only the seal bars 150 and 160, the seal bars 170 and 180, and the seal bars 190 and 200 shown in FIG. Any seal bar may be used as long as it can push the position on the outer side (left side in FIG. 15) with the strongest force.
図１５に示すシールバー１５０，１６０、シールバー１７０，１８０およびシールバー１９０，２００は、シール部４２となる領域５２の幅方向の中央部よりも外側（図１５の紙面上左側）の位置を最も強い力で押す構造からなっているからである。 The seal bars 150 and 160, the seal bars 170 and 180, and the seal bars 190 and 200 shown in FIG. 15 are positioned outside the center in the width direction of the region 52 to be the seal portion 42 (on the left side in FIG. 15). This is because it has a structure that pushes with the strongest force.
図１７は、この発明の実施の形態によるラミネート形電池１０を備えた自動車の概略図である。 FIG. 17 is a schematic view of an automobile provided with a laminated battery 10 according to an embodiment of the present invention.
図１７を参照して、自動車３００は、ラミネート形電池１０と、前輪３１０Ｌ，３１０Ｒと、後輪３２０Ｌ，３２０Ｒと、車軸３３０，３４０と、モータ３５０と、インバータ３６０とを備える。 Referring to FIG. 17, automobile 300 includes laminated battery 10, front wheels 310 </ b> L and 310 </ b> R, rear wheels 320 </ b> L and 320 </ b> R, axles 330 and 340, motor 350, and inverter 360.
車軸３３０は、前輪３１０Ｌと前輪３１０Ｒとを連結する。車軸３４０は、後輪３２０Ｌと後輪３２０Ｒとを連結する。 The axle 330 connects the front wheel 310L and the front wheel 310R. The axle 340 connects the rear wheel 320L and the rear wheel 320R.
インバータ３６０は、ラミネート形電池１０に電気的に接続される。モータ３５０は、車軸３３０に連結されるとともに、インバータ３６０に電気的に接続される。 Inverter 360 is electrically connected to laminated battery 10. Motor 350 is coupled to axle 330 and is electrically connected to inverter 360.
ラミネート形電池１０は、充電されるとともに、充電された直流電力を放電して直流電流をインバータ３６０に供給する。インバータ３６０は、ラミネート形電池１０から供給された直流電流を交流電流に変換し、その変換した交流電流をモータ３５０に供給する。 Laminated battery 10 is charged, and the charged DC power is discharged to supply DC current to inverter 360. The inverter 360 converts the direct current supplied from the laminated battery 10 into an alternating current, and supplies the converted alternating current to the motor 350.
モータ３５０は、インバータ３６０からの交流電流によって駆動され、車軸３３０を回転させる。 Motor 350 is driven by an alternating current from inverter 360 to rotate axle 330.
これによって、自動車３００は、走行する。 Thereby, the automobile 300 travels.
このように、ラミネート形電池１０は、自動車３００が走行するときの動力源として用いられる。 Thus, the laminated battery 10 is used as a power source when the automobile 300 travels.
なお、図１７は、ラミネート形電池１０に充電された直流電力によって前輪３１０Ｌ，３１０Ｒを駆動する場合を示すが、ラミネート形電池１０に充電された直流電力によって後輪３２０Ｌ，３２０Ｒを駆動してもよい。 FIG. 17 shows the case where the front wheels 310L and 310R are driven by the DC power charged in the laminated battery 10, but the rear wheels 320L and 320R are driven by the DC power charged in the laminated battery 10. Good.
また、ラミネート形電池１０は、自動二輪車に搭載され、上述した方法によって、自動二輪車の駆動輪を駆動するようにしてもよい。 The laminated battery 10 may be mounted on a motorcycle and drive the driving wheels of the motorcycle by the method described above.
上記においては、シール部４１は、空洞４１４０を含み、空洞４１４０は、開裂ベントとして機能すると説明したが、この発明の実施の形態においては、シール部４１は、空洞４１４０以外によって開裂ベントとして機能してもよい。従って、この発明の実施の形態によるラミネート形電池は、開裂ベントが設けられないシール部４２の樹脂４１５に接して樹脂溜まり部４１６が形成されており、シール部４１がシール部４２の溶着強度よりも弱い力で開裂ベントとして機能するものであればよい。 In the above description, the seal portion 41 includes the cavity 4140, and the cavity 4140 functions as a cleavage vent. However, in the embodiment of the present invention, the seal portion 41 functions as a cleavage vent other than the cavity 4140. May be. Therefore, in the laminate type battery according to the embodiment of the present invention, the resin reservoir portion 416 is formed in contact with the resin 415 of the seal portion 42 where the cleavage vent is not provided, and the seal portion 41 is based on the welding strength of the seal portion 42. As long as it functions as a cleavage vent with a weak force.
シール部４１を空洞４１４０以外によって開裂ベントとして機能させる場合、例えば、シール部４２の樹脂４１５よりも溶着強度が弱い樹脂をシール部４１に設けることが想定される。 In the case where the seal part 41 functions as a cleavage vent other than the cavity 4140, for example, it is assumed that a resin whose welding strength is weaker than the resin 415 of the seal part 42 is provided in the seal part 41.
また、上記においては、ラミネートフィルム４をシールするとき、シールバー５０，６０の温度、プレス圧およびプレス時間を変えてシール部４１となる領域５１およびシール部４２となる領域５２をシールすると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、シールバー５０，６０の温度、プレス圧およびプレス時間のいずれかを変えてシール部４１となる領域５１およびシール部４２となる領域５２をシールしてもよい。 In the above description, when the laminate film 4 is sealed, the region 51 to be the seal portion 41 and the region 52 to be the seal portion 42 are sealed by changing the temperature, press pressure, and press time of the seal bars 50 and 60. However, in the embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this, and the region 51 that becomes the seal portion 41 and the region 52 that becomes the seal portion 42 by changing any of the temperature, press pressure, and press time of the seal bars 50 and 60. May be sealed.
更に、上記においては、ラミネート形電池１０は、シート状正極１と、シート状負極２とをセパレータ３を介して積層した発電要素２０を含むと説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、ラミネート形電池は、セパレータ３を介して重ね合わされたシート状正極１と、シート状負極２とを渦巻状に巻回した発電要素を含んでいてもよい。なお、巻回した発電要素が用いられる場合には、必要に応じて横断面が扁平状となるように成形してもよい。 Further, in the above description, the laminated battery 10 has been described as including the power generation element 20 in which the sheet-like positive electrode 1 and the sheet-like negative electrode 2 are laminated via the separator 3, but in the embodiment of the present invention, The laminate type battery is not limited to this, and may include a power generation element in which the sheet-like positive electrode 1 and the sheet-like negative electrode 2 that are stacked with the separator 3 interposed therebetween are wound in a spiral shape. In addition, when the wound electric power generation element is used, you may shape | mold so that a cross section may become flat shape as needed.
更に、上記においては、ラミネートフィルム４，４ａ，４ｂは、四角形の平面形状を有すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、ラミネートフィルム４，４ａ，４ｂは、三角形、五角形、六角形、七角形および八角形等の各種の平面形状からなっていてもよい。 Furthermore, in the above description, the laminate films 4, 4 a, 4 b have been described as having a square planar shape. However, in the embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this, and the laminate films 4, 4 a, 4 b are triangular. , Pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal and other various planar shapes.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、ラミネート形電池およびその製造方法に適用される。 The present invention is applied to a laminated battery and a manufacturing method thereof.
１ シート状正極、２ シート状負極、３ セパレータ、４，４ａ，４ｂ ラミネートフィルム、５ 正極外部端子、６ 負極外部端子、７ リード体、１０ ラミネート形電池、２０ 発電要素、４０〜４２ シール部、３００ 自動車、３１０Ｌ，３１０Ｒ 前輪、３２０Ｌ，３２０Ｒ 後輪、３３０，３４０ 車軸、３５０ モータ、３６０ インバータ、４１１ 金属層、４１２，４１３，４１４，４１５ 樹脂、５０，６０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０，２００ シールバー、４１６ 樹脂溜まり部、４１４０ 空洞、４１６１ 突部、４１６２，４１６３ 窪み部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sheet-like positive electrode, 2 Sheet-like negative electrode, 3 Separator, 4, 4a, 4b Laminated film, 5 Positive electrode external terminal, 6 Negative electrode external terminal, 7 Lead body, 10 Laminate type battery, 20 Electric power generation element, 40-42 Seal part, 300 automobile, 310L, 310R front wheel, 320L, 320R rear wheel, 330, 340 axle, 350 motor, 360 inverter, 411 metal layer, 412, 413, 414, 415 resin, 50, 60, 150, 160, 170, 180, 190,200 Seal bar, 416 Resin reservoir, 4140 Cavity, 4161 Projection, 4162, 4163 Recess.
Claims (4)
前記発電要素をラミネートしたラミネートフィルムとを備え、
前記ラミネートフィルムは、
開裂ベントが設けられない第１のシール部と、
前記第１のシール部の溶着強度よりも弱い力で開く開裂ベントが設けられた第２のシール部とを含み、
前記第１のシール部は、
第１および第２の金属層と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に前記第１および第２の金属層に接して配置された第１の樹脂と、
前記第１の樹脂の前記発電要素側の端部に接して設けられた樹脂溜まり部とを含み、
前記樹脂溜まり部の前記発電要素側の端部は、
前記発電要素側へ円弧状に突出した第１の突部と、
前記第１のシール部の厚み方向において前記第１の突部の一方側に前記第１の突部に連続して設けられ、かつ、前記第１の突部の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んだ第１の窪み部と、
前記第１のシール部の厚み方向において前記第１の突部の他方側に前記第１の突部に連続して設けられ、かつ、前記第１の突部の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んだ第２の窪み部とを含む、ラミネート形電池。 A power generation element including a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode;
A laminate film laminated with the power generation element,
The laminate film is
A first seal portion not provided with a cleavage vent;
A second seal portion provided with a cleavage vent that opens with a force weaker than the welding strength of the first seal portion,
The first seal portion is
First and second metal layers;
A first resin disposed between and in contact with the first and second metal layers between the first metal layer and the second metal layer;
A resin reservoir provided in contact with the power generation element side end of the first resin,
The end of the resin reservoir portion on the power generation element side is
A first protrusion protruding in an arc shape toward the power generation element;
In the thickness direction of the first seal portion, the first protrusion is provided continuously on one side of the first protrusion, and is arcuate in a direction opposite to the protrusion direction of the first protrusion. A first indentation recessed in
In the thickness direction of the first seal portion, the first protrusion is provided on the other side of the first protrusion, and the arc is formed in a direction opposite to the protrusion direction of the first protrusion. A laminated battery including a second indented portion.
前記第１および第２の金属層と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に前記第１および第２の金属層に接して配置され、空洞を含む第２の樹脂とを含む、請求項１に記載のラミネート形電池。 The second seal portion is
The first and second metal layers;
The laminate according to claim 1, further comprising: a second resin disposed between and in contact with the first and second metal layers and including a cavity between the first metal layer and the second metal layer. Battery.
前記第１のラミネートフィルムの一主面と前記第２のラミネートフィルムの一主面とによって前記発電要素を挟み込むように前記第１および第２のラミネートフィルムを前記発電要素の両側に配置する第２の工程と、
前記第１および第２のラミネートフィルムのシール部となる領域のうち、開裂ベントが設けられない第１のシール部となる領域に塗布された樹脂を溶着する第３の工程と、
前記第３の工程の後、前記開裂ベントが設けれる第２のシール部となる領域を介して電解液を注入する第４の工程と、
前記第４の工程の後、前記第２のシール部となる領域に塗布された樹脂を溶着する第５の工程とを備えるラミネート形電池の製造方法。 On one main surface of the first laminate film to be arranged on one side of the power generation element including the sheet-like positive electrode and the sheet-like negative electrode and on one main surface of the second laminate film to be arranged on the other side of the power generation element A first step of applying a resin;
The first and second laminate films are arranged on both sides of the power generation element so as to sandwich the power generation element between one main surface of the first laminate film and one main surface of the second laminate film. And the process of
A third step of welding a resin applied to a region to be a first seal portion where a cleavage vent is not provided in a region to be a seal portion of the first and second laminate films;
After the third step, a fourth step of injecting an electrolyte solution through a region serving as a second seal portion provided with the cleavage vent;
And a fifth step of welding a resin applied to a region to be the second seal portion after the fourth step.
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