JP2012003919A - Laminate type cell 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、複数の内部電極対を上下一対の外装材で包囲し、各外装材の縁部を互いに熱溶着して密封することにより外装材の内部に密閉空間を形成するシール工程を有するラミネート電池の製造方法が知られている(特許文献1)。 Conventionally, a laminated battery having a sealing process in which a plurality of internal electrode pairs are surrounded by a pair of upper and lower exterior materials, and the edges of each exterior material are thermally welded together to form a sealed space inside the exterior material A manufacturing method is known (Patent Document 1).
そして、シール工程においては、外装材の縁部の密閉空間に近い側を熱溶着した後に、密閉空間から遠い側を熱溶着する。 And in a sealing process, after heat-welding the side near the sealed space of the edge part of an exterior material, the side far from sealed space is heat-welded.
しかし、従来のラミネート電池の製造方法を用いてラミネート形電池を製造した場合、密閉空間の圧力が高くなっても、開裂する部位が存在しないため、安全性が低下するという問題がある。 However, when a laminated battery is manufactured using a conventional method for manufacturing a laminated battery, there is a problem that safety is lowered because there is no site to be cleaved even when the pressure in the sealed space is increased.
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、安全性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 of the present invention is to provide a laminated battery capable of improving safety.
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のシール部と、樹脂溜まり部とを含む。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溶着強度を有する。樹脂溜まり部は、第2のシール部の発電要素側の端部に接して設けられ、空洞を含む。 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 and a resin reservoir portion. The second seal portion has a welding strength that is weaker than the welding strength of the first seal portion. The resin reservoir is provided in contact with the end of the second seal portion on the power generation element side and includes a cavity.
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を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、開裂ベントとして機能しない第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、開裂ベントとして機能する第2のシール部となる領域を介して電解液を注入するとともに、第2のシール部となる領域に塗布された樹脂を電解液によって濡らす第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: a 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; A first step of applying a resin to one main surface of the second laminate film to be arranged on the other side of the element, and one main surface of the first laminate film and one main surface of the second laminate film. Of the second step of disposing the first and second laminate films on both sides of the power generation element so as to sandwich the power generation element, and the region serving as the seal portion of the first and second laminate films, it does not function as a cleavage vent A third step of welding the resin applied to the region to be the first seal portion, and after the third step, an electrolyte is injected through the region to be the second seal portion that functions as a cleavage vent. And a fourth step of wetting the resin applied to the region to be the second seal portion with the electrolyte, and a second step of welding the resin applied to the region to be the second seal portion after the fourth step. 5 steps.
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の内部の圧力が高くなると、圧力が樹脂溜まり部に印加され、界面剥離が樹脂溜まり部から生じる。その結果、第2のシール部は、第1のシール部が開裂する圧力よりも低い圧力で開裂する。 In the laminated battery according to the embodiment of the present invention, when the internal pressure of the laminate film increases, the pressure is applied to the resin reservoir, and interface peeling occurs from the resin reservoir. As a result, the second seal part is cleaved at a pressure lower than the pressure at which the first seal part cleaves.
従って、ラミネート形電池の安全性を向上できる。 Therefore, the safety of the laminated battery can be improved.
また、この発明の実施の形態によるラミネート形電池の製造方法においては、第2のシール部は、表面が電解液によって濡らされた樹脂を溶着することによって形成される。その結果、空洞を含む樹脂溜まり部が第2のシール部の発電要素側の端部に接して形成され、第2のシール部が開裂ベントとして機能する。 In the method for manufacturing a laminated battery according to the embodiment of the present invention, the second seal portion is formed by welding a resin whose surface is wetted with an electrolytic solution. As a result, the resin reservoir portion including the cavity is formed in contact with the end portion on the power generation element side of the second seal portion, and the second seal portion functions as a cleavage vent.
従って、ラミネート形電池の安全性を向上できる。 Therefore, the safety 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
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
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
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、開裂ベントとして機能するシール部41と、開裂ベントとして機能しないシール部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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
ラミネートフィルム4は、シール部41と樹脂溜まり部415とを有する。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
シール部41は、2つの金属層411と、2つの樹脂412と、樹脂414とを含む。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。
The
樹脂溜まり部415は、シール部41の発電要素20側の端部に接して設けられる。より具体的には、樹脂溜まり部415は、シール部41に含まれる樹脂414の発電要素20側の端部に接して設けられる。
The
そして、樹脂溜まり部415は、発電要素20側へ突出した断面形状を有し、空洞4150を含む。また、ラミネートフィルム4aの樹脂413と樹脂溜まり部415との界面、およびラミネートフィルム4bの樹脂413と樹脂溜まり部415との界面は、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尖った断面形状からなる。
The
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に示す拡大断面図も、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. 4 is an enlarged cross-sectional view of another part of the
図4を参照して、ラミネートフィルム4の樹脂溜まり部416以外の構成は、図3に示すラミネートフィルム4の樹脂溜まり部415以外の構成と同じである。
Referring to FIG. 4, the configuration other than
そして、ラミネートフィルム4は、シール部41と樹脂溜まり部416とを有する。樹脂溜まり部416は、シール部41の発電要素20側の端部に接して設けられる。より具体的には、樹脂溜まり部416は、シール部41に含まれる樹脂414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は、空洞4160を含む。また、樹脂溜まり部416は、ラミネートフィルム4a側の樹脂413が空洞4160を形成するように湾曲した断面形状からなる。
The
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、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. 5 is an enlarged cross-sectional view of still another part of the
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418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および樹脂溜まり部415以外の構成と同じである。
Referring to FIG. 5, the configuration other than
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418とを含む。シール部42は、面内方向DR1において幅Wを有する。
The
シール部42は、2つの金属層411と、2つの樹脂412と、樹脂417とを含む。樹脂417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
樹脂溜まり部418は、シール部42の発電要素20側の端部に接して設けられる。より具体的には、樹脂溜まり部418は、シール部42に含まれる樹脂417の発電要素20側の端部に接して設けられる。
The
そして、樹脂溜まり部418の発電要素20側の端部は、突部4181と、窪み部4182,4183とからなる。突部4181は、発電要素20側へ円弧状に突出している。窪み部4182は、シール部42の厚み方向において突部4181の一方側に突部4181に連続して設けられ、突部4181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4183は、シール部42の厚み方向において突部4181の他方側に突部4181に連続して設けられ、突部4181の突出方向と反対方向へ円弧状に窪んでいる。
The end of the
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418に力が印加される。
When the pressure in the space on the
この場合、樹脂溜まり部418は、突部4181および窪み部4182,4183を有し、突部4181および窪み部4182,4183は、円弧状の断面形状を有するので、樹脂溜まり部418に印加された力は、円弧状の断面形状を有する突部4181および窪み部4182,4183によって分散される。
In this case, the
従って、樹脂溜まり部418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
図6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6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. 6 is an enlarged cross-sectional view of still another part of the
図6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418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および樹脂溜まり部415以外の構成と同じである。
Referring to FIG. 6, the configuration other than
シール部42は、樹脂417を含み、樹脂417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
樹脂溜まり部418は、樹脂417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418の突部4181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
その結果、樹脂溜まり部418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 portion on the
従って、図5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418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
図7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7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. 7 is a conceptual diagram when a laminated film is welded. Referring to FIG. 7,
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
図8は、ラミネートフィルム4a,4bの溶着後の概念図である。図8の(a),(c),(d)は、2枚のラミネートフィルム4a,4bのシール部となる領域に塗布された樹脂を電解液によって濡らした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概念図であり、図8の(b)は、2枚のラミネートフィルム4a,4bのシール部となる領域に塗布された樹脂を電解液によって濡らさ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概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram after welding of the
図8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溶着部が得られる(パターンA,図8の(a)参照)。 Referring to FIG. 8, 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 welded portion in which a cavity exists in the welded resin is obtained (see pattern A, FIG. 8A).
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溶着部が得られる(パターンB,図8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 welded portion in which the space-side end of the welded resin is curved in an arc shape is obtained (see pattern B, FIG. 8B).
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溶着部が得られる(パターンC,図8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 welded portion is obtained in which the space-side end portion of the welded resin protrudes from the space side to the resin side (see pattern C, FIG. 8C).
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溶着部が得られる(パターンD,図8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 welded portion in contact with the elongated space of the welded resin is obtained (see pattern D, FIG. 8D).
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の溶着部が得られる。
Thus, by changing the welding conditions (heating temperature of the seal bars 50, 60, press pressure, and press time) when the
図9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9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9の(a)参照)。この場合、樹脂を電解液によって濡らした後にラミネートフィルム4の周縁部をシールするとき、シール部40となる領域に塗布された樹脂を電解液によって濡らす。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of measuring the breaking strength of the seal portion. With reference to FIG. 9, the peripheral part of the
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9の(b)参照)。これによって、試験片31〜33が作製される(図9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
その後、例えば、試験片31〜33から試験片31を取り出し(図9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9の(e)参照)。
Thereafter, for example, the
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
図10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10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10中の横棒は、破断強度の平均値を示す。更に、図10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. 10 is a diagram illustrating the relationship between the breaking strength and the type of the seal portion. In FIG. 10, the vertical axis represents the breaking strength, and the horizontal axis represents the type of the seal portion. Moreover, the horizontal bar in FIG. 10 shows the average value of breaking strength. Furthermore, in FIG. 10, “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10を参照して、溶着部の種類は、図8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. 10, the types of welded portions are the patterns A, B, C, and D described in FIG. And breaking strength becomes weak in order of pattern B, pattern C, pattern D, and pattern A.
このように、空洞を含む溶着部(パターンA)は、最も弱い溶着強度を有し、発電要素20側の端部が円弧状に湾曲している溶着部(パターンB)は、最も強い溶着強度を有する。
Thus, the welded portion (pattern A) including the cavity has the weakest weld strength, and the welded portion (pattern B) in which the end on the
そこで、この発明の実施の形態においては、パターンAからなる溶着部をシール部41に適用し、パターンBからなる溶着部をシール部42に適用することにした。従って、シール部41は、シール部42の溶着強度よりも弱い溶着強度を有する。
Therefore, in the embodiment of the present invention, the welded portion made of the pattern A is applied to the
上述したように、ラミネート形電池10においては、空洞4150を含む樹脂溜まり部415、または空洞4160を含む樹脂溜まり部416がシール部41の発電要素20側の端部に接して設けられ、円弧状に湾曲した端部を有する樹脂溜まり部418がシール部42の発電要素20側の端部に接して設けらける。
As described above, in the
従って、ラミネートフィルム4a,4b内の空間の圧力が上昇すると、樹脂溜まり部418から界面剥離が生じず、樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)から界面剥離が生じる。その結果、シール部41は、シール部42が開裂する圧力よりも低い圧力で開裂する。
Therefore, when the pressure in the space in the
従って、ラミネート形電池10の安全性を向上できる。
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二つ折りにし、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)
Therefore, the safety of the
There are the following three methods for accommodating the
図11から図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から第3の工程図である。
11 to 13 are first to third process diagrams showing a method for manufacturing
なお、図11から図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(i)は、平面図である。
In addition, in the process shown in FIGS. 11-13, the electric
図11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. 11, when production of
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
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
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
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
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
また、領域521,522は、例えば、20mmの幅を有し、領域523,524は、例えば、10mmの幅を有する。
The
図12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. 12, after the step (d), an electrolytic solution is injected from the
そして、電解液を注入した領域51からラミネートフィルム4内を真空に引きながら領域51のうちの領域511をシールバー50,60を用いてシールし、領域512をシールしない(工程(f)参照)。
And the area |
この場合、領域511,512の各々は、例えば、10mmの幅を有する。
In this case, each of the
図13を参照して、工程(f)の後、領域51を下側にしてラミネートフィルム4を一定時間(例えば、5秒間)保持する(工程(g)参照)。これによって、領域512に塗布された樹脂413の表面がラミネートフィルム4内に注入された電解液によって濡らされる。
Referring to FIG. 13, after step (f),
その後、領域511と領域512との境界に沿ってラミネートフィルム4の一部を切断し、領域512に塗布された樹脂をシールバー50,60によってシールする(工程(h)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512に塗布された樹脂をシールする。これによって、シール部41が形成されるとともに、空洞4150(または空洞4160)を含む樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)がシール部41の発電要素20側の端部に接して形成され、ラミネート形電池10が完成する(工程(i)参照)。
Thereafter, a part of the
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11から図13に示す工程(a)〜工程(i)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
図13に示す工程(h)においては、ラミネートフィルム4の領域512に塗布された樹脂413を電解液によって濡らした後に、シールバー50,60がラミネートフィルム4の領域512を挟み込むことによってシール部41となる領域512がシールされる。
In the step (h) shown in FIG. 13, after the
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、樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)が形成される。
As a result, the
このように、シール部41となる領域512は、電解液が存在する状態でシールされる。
As described above, the
従って、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の樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)から界面剥離が発生し、シール部41が開裂するので、ラミネート形電池10の安全性を向上できる。
Therefore, when the pressure in the
なお、図11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. 11 is performed on one main surface of the first laminate film to be disposed on one side of the
また、図11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. 11, the first and second laminate films generate power so that the
更に、図11に示す工程(d)は、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、開裂ベントとして機能しない第1のシール部となる領域に塗布された樹脂を溶着する工程に相当する。 Further, in the step (d) shown in FIG. 11, the resin applied to the region to be the first seal portion that does not function as the cleavage vent among the regions to be the seal portions of the first and second laminate films is welded. It corresponds to a process.
更に、図12に示す工程(e),(f)および図13に示す工程(g)は、開裂ベントとして機能する第2のシール部となる領域を介して電解液を注入するとともに、第2のシール部となる領域に塗布された樹脂を電解液によって濡らす工程に相当する。 Further, in the steps (e), (f) shown in FIG. 12 and the step (g) shown in FIG. 13, the electrolyte is injected through the region serving as the second seal portion functioning as the cleavage vent, and the second This corresponds to the step of wetting the resin applied to the region to be the seal portion with the electrolytic solution.
図14から図16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の他の製造方法を示す第1から第3の工程図である。
FIGS. 14 to 16 are first to third process diagrams showing another method for manufacturing
図14から図16に示す工程(a),(b),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)は、図11から図13に示す工程(a)〜(i)の工程(d)〜(i)を工程(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)に代えたものであり、その他は、工程(a)〜(i)と同じである。 Steps (a), (b), (c), (d-1), (e-1), (f-1), and (g-1) shown in FIGS. Steps (a) to (i) shown in Steps (d) to (i) are replaced with Steps (d-1), (e-1), (f-1), and (g-1). The others are the same as those in the steps (a) to (i).
なお、工程(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)は、平面図である。 Steps (d-1), (e-1), (f-1), and (g-1) are plan views.
図14を参照して、上述した工程(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−1)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521A,522A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521A,522A,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。また、ラミネートフィルム4の辺4Cは、上述したように、シールしてもよいし、シールしなくてもよい。更に、領域521A,522Aの各々は、領域523,524と同じように10mmの幅を有する。
Referring to FIG. 14, after step (c) described above,
図15を参照して、工程(d−1)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とともに、領域51に塗布された樹脂の表面に電解液を供給する(工程(e−1)参照)。
Referring to FIG. 15, after step (d-1), the electrolytic solution is injected from
この場合、領域51に塗布された樹脂の表面に電解液を供給する方法としては、例えば、ラミネートフィルム4内に電解液を注入するためのノズルの先端を領域51に配置して電解液を領域51に塗布された樹脂の表面に供給する方法、および綿棒の先端を電解液に浸漬し、その綿棒によって領域51に塗布された樹脂の表面に電解液を塗る方法等が想定される。
In this case, as a method of supplying the electrolytic solution to the surface of the resin applied to the
工程(e−1)の後、上述した領域512の溶着条件と同じ溶着条件を用いて領域51をシールバー50,60によってシールする(工程(f−1)参照)。
After the step (e-1), the
これによって、シール部41が形成されるとともに、空洞4150(または空洞4160)を含む樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)がシール部41の発電要素20側の端部に接して形成され、ラミネート形電池10が完成する(工程(g−1)参照)。
Thus, the
工程(a),(b),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)に従ってラミネート形電池10を製造した場合、工程(a)〜(i)における3個の工程(e)〜(g)を1個の工程(e−1)によって実現できるとともに、ラミネートフィルム4の一部を切断する工程を削除できる。
When the
従って、工程数を少なくしてラミネート形電池10を製造できる。
Therefore, the
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14から図16に示す工程(a),(b),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)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
また、工程(d−1)は、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、開裂ベントとして機能しない第1のシール部となる領域に塗布された樹脂を溶着する工程に相当する。 Moreover, a process (d-1) is the process of welding resin apply | coated to the area | region used as the 1st seal part which does not function as a cleavage vent among the area | region used as the seal part of a 1st and 2nd laminate film. Equivalent to.
更に、工程(e−1)は、開裂ベントとして機能する第2のシール部となる領域を介して電解液を注入するとともに、第2のシール部となる領域に塗布された樹脂を電解液によって濡らす工程に相当する。 Further, in the step (e-1), the electrolytic solution is injected through the region serving as the second seal portion functioning as the cleavage vent, and the resin applied to the region serving as the second seal portion is used by the electrolytic solution. This corresponds to the wetting step.
図17から図19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の更に他の製造方法を示す第1から第3の工程図である。
FIGS. 17 to 19 are first to third process diagrams showing still another method of manufacturing the
図17から図19に示す工程(a),(b),(b−1),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)は、図14から図16に示す工程(a),(b),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)の工程(b)と工程(c)との間に工程(b−1)を追加したものであり、その他は、工程(a),(b),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)と同じである。なお、工程(b−1)は、平面図である。 Steps (a), (b), (b-1), (c), (d-1), (e-1), (f-1), and (g-1) shown in FIGS. 14 to 16, steps (a), (b), (c), (d-1), (e-1), (f-1), and (g-1) steps (b) and Step (b-1) is added between step (c) and others are steps (a), (b), (c), (d-1), (e-1), ( The same as f-1) and (g-1). Step (b-1) is a plan view.
図17を参照して、上述した工程(b)の後、ラミネートフィルム4aのシール部41となる領域51(51a)に塗布された樹脂413に溜まり部510を形成する(工程(b−1)参照)。溜まり部510は、電解液を溜める機能を果たす。
Referring to FIG. 17, after step (b) described above,
そして、上述した工程(c)が実行される。この場合、発電要素20をラミネートフィルム4aの樹脂413に接するようにラミネートフィルム4a上に配置し、ラミネートフィルム4bをラミネートフィルム4の中央線4Xによって二つ折りする。これによって、ラミネートフィルム4bの領域51(51b)は、ラミネートフィルム4aの領域51(51a)に重ねられる。
And the process (c) mentioned above is performed. In this case, the
その後、上述した工程(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)が実行され、ラミネート形電池10が完成する。
Thereafter, the steps (d-1), (e-1), (f-1), and (g-1) described above are executed, and the
この場合、工程(e−1)において、電解液が領域51の樹脂の表面に供給されると、電解液は、溜まり部510に溜まる。そして、シール部41となる領域51は、工程(f−1)において、電解液が溜まった状態でシールされる。その結果、上述した樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)を容易に作製できる。
In this case, when the electrolytic solution is supplied to the surface of the resin in the
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17から図19に示す工程(a),(b),(b−1),(c),(d−1),(e−1),(f−1),(g−1)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
図20は、図17の工程(b−1)に示す溜まり部510の拡大図である。図20を参照して、溜まり部510は、シール部41となる領域51の幅方向の中央部よりも発電要素20側に形成される。
FIG. 20 is an enlarged view of the
そして、溜まり部510は、例えば、平面形状が菱形からなる複数の凹部5101を略台形状に配置した構造からなる。凹部5101において、菱形の対角線の長さは、例えば、500μmである。
The
凹部5101は、領域51の幅方向DR2および長さ方向DR3において直線状に配置される。そして、長さ方向DR3における凹部5101の個数は、発電要素20に近づくに従って多くなる。
また、複数の凹部5101は、複数の凹部5101が配列された台形状の領域において、複数の凹部5101が占有する面積と、複数の凹部5101が形成されていない領域の面積との比が1:1になるように形成される。
The plurality of
そして、領域51の幅を10mm、領域51の長さを20mm(=台形の上低)とし、台形の下底を10mmとすると、複数の凹部5101が配列された台形の面積は、((20+10)×5)/2=75mm2となる。その結果、複数の凹部5101の総面積は、75/2=37.5mm2となる。
When the width of the
この発明の実施の形態においては、複数の凹部5101の総面積は、37.5mm2に限らず、37.5mm2以上であればよい。
In the embodiment of the present invention, the total area of the plurality of
図21は、図20に示す線XXI−XXI間における領域51の断面図である。図21を参照して、凹部5101は、樹脂413に形成され、例えば、略三角形の断面形状からなる。そして、凹部5101は、例えば、330μmの深さまたは樹脂413の厚みの80%の厚みに相当する深さを有する。
FIG. 21 is a cross-sectional view of
複数の凹部5101は、例えば、四角錐からなる複数の突部が略台形状に配置された金型を用いて、幅方向DR2の中央部よりも発電要素20側に配置された領域513に塗布された樹脂を押すことによって形成される。
The plurality of
図22から図25は、図20および図21に示す溜まり部510の他の具体例を示す平面図である。
22 to 25 are plan views showing other specific examples of the
図22を参照して、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Aを略台形状に配列した構造からなっていてもよい(図22の(a)参照)。複数の凹部5101Aの各々は、円形の平面形状からなり、例えば、500μmの直径を有する。その他は、複数の凹部5101と同じである。
Referring to FIG. 22,
また、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Bを略台形状に配列した構造からなっていてもよい(図22の(b)参照)。複数の凹部5101Bの各々は、楕円の平面形状からなり、例えば、500μmの長径および300μmの短径を有する。そして、複数の凹部5101Bの各々は、長径が領域51の幅方向DR2に沿うように配置される。その他は、複数の凹部5101と同じである。
Further, the
更に、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Cを略台形状に配列した構造からなっていてもよい(図23の(a)参照)。複数の凹部5101Cの各々は、長方形の平面形状からなり、例えば、500μmの長辺および200μmの短辺を有する。そして、複数の凹部5101Cの各々は、長辺が領域51の幅方向DR2に沿うように配置される。その他は、複数の凹部5101と同じである。
Furthermore, the
更に、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Dを略台形状に配列した構造からなっていてもよい(図23の(b)参照)。複数の凹部5101Dの各々は、長方形の平面形状からなり、例えば、500μmの長辺および200μmの短辺を有する。そして、複数の凹部5101Dの各々は、長辺が領域51の長さ方向DR3に沿うように配置される。その他は、複数の凹部5101と同じである。
Furthermore, the
更に、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Eを略台形状に配列した構造からなっていてもよい(図24の(a)参照)。複数の凹部5101Eの各々は、正方形の平面形状からなり、例えば、一辺の長さが500μmである。その他は、複数の凹部5101と同じである。
Further, the
更に、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Fを略台形状に配列した構造からなっていてもよい(図24の(b)参照)。複数の凹部5101Fの各々は、凹部5102,5103からなる。凹部5102は、楕円形の平面形状からなり、凹部5103は、溝形状からなる。そして、凹部5103は、発電要素20側からの電解液を凹部5102へ導く。
Furthermore, the
凹部5102の長径は、500μmの範囲であり、凹部5102の短径は、300μmである。また、凹部5103は、500μmの長さ、および200μmの幅を有する。
The major axis of the
凹部5103は、その一方端が凹部5102の一方端に連結される。そして、凹部5102,5103は、凹部5102の長径が領域51の幅方向DR2に沿うように配置される。また、凹部5102,5103の総面積は、37.5mm2以上である。
One end of the
更に、溜まり部510は、複数の凹部5101に代えて複数の凹部5101Gを配列した構造からなっていてもよい(図25参照)。複数の凹部5101Gの各々は、凹部5104,5105からなる。凹部5104は、長方形の平面形状からなり、凹部5105は、溝形状からなる。そして、凹部5105は、発電要素20側からの電解液を凹部5104へ導く。
Furthermore, the
凹部5104は、500μmの長辺、および300μmの短辺を有する。また、凹部5105は、400μmの長さ、および600μmの幅を有する。
凹部5105は、その一方端が凹部5104の一方端に連結される。そして、凹部5104,5105は、凹部5104の長径が領域51の長さ方向DR3に沿うように配置される。また、凹部5104,5105の総面積は、37.5mm2以上である。
One end of the
図26は、溜まり部510の断面形状の他の具体例を示す図である。図26を参照して、凹部5101は、上述した三角形に限らず、長方形((a)参照)、正方形((b)参照)、円形((c)参照)、楕円形((d)参照)、五角形((e)参照)および六角形((f)参照)のいずれかからなる断面形状を有していてもよい。
FIG. 26 is a diagram illustrating another specific example of the cross-sectional shape of the
凹部5101の断面形状が円形((c)参照)または楕円形((d)参照)である場合、実際には、凹部5101の断面形状が円形または楕円形の一部を欠いた円弧状の形状を有すればよい。また、凹部5101の断面形状が五角形((e)参照)または六角形((f)参照)である場合、実際には、凹部5101の断面形状が五角形または六角形の一部を欠いた形状からなっていればよい。
When the cross-sectional shape of the
溜まり部510が凹部5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101Gからなる場合も、複数の凹部5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101Gの断面形状は、三角形(図21参照)、長方形(図26の(a)参照)、正方形(図26の(b)参照)、円形(図26の(c)参照)、楕円形(図26の(d)参照)、五角形(図26の(e)参照)および六角形(図26の(f)参照)のいずれかからなる。
Even in the case where the
そして、凹部5101Fにおいては、凹部5102が三角形(図21参照)、長方形(図26の(a)参照)、正方形(図26の(b)参照)、円形(図26の(c)参照)、楕円形(図26の(d)参照)、五角形(図26の(e)参照)および六角形(図26の(f)参照)のいずれかからなり、凹部5101Gにおいては、凹部5104が三角形(図21参照)、長方形(図26の(a)参照)、正方形(図26の(b)参照)、円形(図26の(c)参照)、楕円形(図26の(d)参照)、五角形(図26の(e)参照)および六角形(図26の(f)参照)のいずれかからなる。
And in the recessed
凹部5101,5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101Gが上述した各種の形状からなる場合も、溜まり部510は、凹部5101,5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101Gの各種の形状を実現する複数の突部を略台形状に配置した金型を用いて形成される。
Even when the
なお、凹部5101,5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101Gは、電解液が溜まる深さであれば、どのような深さを有していてもよい。
Note that the
上述したように、ラミネートフィルム4の領域51をシールする場合、電解液が溜まり部510に供給され、上述したように、凹部5101,5101A,5101B,5101C,5101D,5101Eの個数は、発電要素20に近づくに従って多くなる。また、凹部5101F,5101Gは、電解液を凹部5102,5104に供給する凹部5103,5105を有する。従って、領域51をシールすると、複数の凹部5101,5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101Gに溜められた電解液によって樹脂溜まり部415(または樹脂溜まり部416)を容易に作製できる。
As described above, when the
図27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. 27 is a schematic view of an automobile provided with a
図27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. 27,
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
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。
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。
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
これによって、自動車300は、走行する。
Thereby, the
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
なお、図27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. 27 shows the case where the
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
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
また、上記においては、溜まり部510は、シール部41となる領域51の幅方向DR2の中央部よりも発電要素20側に形成されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、溜まり部510は、シール部41となる領域51の任意の位置に形成されていてもよい。
In the above description, the
更に、上記においては、溜まり部510は、ラミネートフィルム4a,4bのうち、ラミネートフィルム4aのシール部41となる領域51(=51a)に形成されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、溜まり部510は、ラミネートフィルム4a,4bの両方のシール部41となる領域51(51a,51b)に形成されていてもよい。
Furthermore, in the above description, it has been described that the
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
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
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、50,60 シールバー、51,52,511,512,521〜524,521A,522A 領域、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、412,413,414,417 樹脂、415,416,418 樹脂溜まり部、510 溜まり部、4150,4160 空洞、4181 突部、4182,4183 窪み部、5101,5101A,5101B,5101C,5101D,5101E,5101F,5101G,5102,5103,5104,5105 凹部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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、
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溶着強度を有する第2のシール部と、
前記第2のシール部の前記発電要素側の端部に接して設けられ、空洞を含む樹脂溜まり部とを含む、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;
A second seal portion having a weld strength weaker than the weld strength of the first seal portion;
A laminated battery comprising: a resin reservoir provided in contact with an end of the second seal portion on the power generation element side and including a cavity.
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、開裂ベントとして機能しない第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、前記開裂ベントとして機能する第2のシール部となる領域を介して電解液を注入するとともに、前記第2のシール部となる領域に塗布された樹脂を前記電解液によって濡らす第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 that does not function as a cleavage vent among regions to be a seal portion of the first and second laminate films;
After the third step, the electrolytic solution is injected through the region that becomes the second seal portion functioning as the cleavage vent, and the resin applied to the region that becomes the second seal portion is added to the electrolytic solution. A fourth step of wetting by
And a fifth step of welding a resin applied to a region to be the second seal portion after the fourth step.
前記第2から第5の工程は、前記第6の工程の後に実行される、請求項2に記載のラミネート形電池の製造方法。 After the first step, further comprising a sixth step of forming a recess in the resin applied to the region to be the second seal portion of at least one of the first and second laminate films,
The method for manufacturing a laminated battery according to claim 2, wherein the second to fifth steps are executed after the sixth step.
前記第3の工程の後、前記第2のシール部となる領域を介して電解液を注入する第1のサブ工程と、
前記第2のシール部となる領域の外周部に塗布された樹脂を溶着する第2のサブ工程と、
前記溶着された外周部を下側にして前記第1および第2のラミネートフィルムおよび前記発電要素を一定時間保持する第3のサブ工程と、
前記溶着された外周部を切断する第4のサブ工程とを含む、請求項2に記載のラミネート形電池の製造方法。 The fourth step includes
After the third step, a first sub-step of injecting an electrolyte solution through a region serving as the second seal portion;
A second sub-process of welding the resin applied to the outer peripheral portion of the region to be the second seal portion;
A third sub-step of holding the first and second laminate films and the power generating element for a certain period of time with the welded outer peripheral portion facing down;
The manufacturing method of the laminated battery of Claim 2 including the 4th sub process of cut | disconnecting the said welded outer peripheral part.
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