JP2012221589A - Laminate type energy device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminate type energy device having improved sealability and adhesion of a laminate and a sealing body housing it and an improved space-saving property, and using sealing means with good productivity and reliability.SOLUTION: A laminate type energy device comprises at least two layers of laminate 80, laminated so that positive and negative extraction electrodes 32a, 32b are exposed and positive and negative electrodes are alternated while a separator 30, through which only electrolyte ions can permeate, is interposed between positive and negative active material electrodes 10, 12; and contact holes 20a, 20b for spot-jointing the laminate type energy device to a module substrate 100. In the laminate 80, laminate sheets 40a, 40b are overlaid and compression-sealed from a front face and a rear face of the laminate 80.

Description

本発明は、ラミネート型エネルギーデバイスに関し、より具体的には、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン電池等の内部電極などに有用なラミネート型エネルギーデバイスに関する。   The present invention relates to a laminate type energy device, and more specifically to a laminate type energy device useful for an internal electrode of an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a lithium ion battery or the like.

従来、ラミネート型エネルギーデバイスとしては、ラミネート型の蓄電デバイスや電気二重層キャパシタなどが知られている。例えば、ラミネート型の蓄電デバイスは、電極とセパレータとを積層し電解液を含浸させてなる積層体と、積層体を内部に封止するラミネートシート(アルミニウムラミネートパッケージ)と、積層体を外部と電気的に接続可能とするために積層体からラミネートシートの外部に引き出される引き出し電極とを有している。   Conventionally, as a laminate type energy device, a laminate type power storage device, an electric double layer capacitor, and the like are known. For example, a laminate-type electricity storage device includes a laminate in which electrodes and a separator are laminated and impregnated with an electrolyte, a laminate sheet (aluminum laminate package) that seals the laminate inside, and the laminate is electrically connected to the outside. In order to be able to connect to each other, it has a lead-out electrode drawn out from the laminate to the outside of the laminate sheet.

従来のラミネート型蓄電デバイスは、例えば、図2(a)に示すように、ラミネート型蓄電デバイス180から正負一対の引き出し電極220a,220bを長く出している構造が多かった。引き出し電極220a,220bのラインが長くなると、図2(b)に示すように、それだけモジュール基板100上のスペースを占有することになり、省スペース化が困難になる。また、高周波数において、リアクタンス(コイルの抵抗成分)が多く、インピーダンスを高くしてしまう。更に、ラミネート型蓄電デバイス180をモジュール基板100に載置するために半田接合部240a,240bの溶接孔250a,250bで半田溶接を行うと、ラミネート型蓄電デバイス180内部の電解液に熱負荷がかかり、特性の劣化につながる。   For example, as shown in FIG. 2A, the conventional laminate-type electricity storage device has many structures in which a pair of positive and negative lead electrodes 220a and 220b are extended from the laminate-type electricity storage device 180. When the lines of the lead electrodes 220a and 220b become long, as shown in FIG. 2B, the space on the module substrate 100 is occupied as much, and space saving becomes difficult. In addition, at high frequencies, there is a lot of reactance (coil resistance component), which increases the impedance. Furthermore, if solder welding is performed in the welding holes 250a and 250b of the solder joints 240a and 240b in order to place the laminate-type electricity storage device 180 on the module substrate 100, a thermal load is applied to the electrolyte inside the laminate-type electricity storage device 180. , Leading to deterioration of characteristics.

また、従来のラミネート型蓄電デバイスでは、電極とセパレータとを積層した積層体を形成するために、その積層体構造が崩れないように積層体をテープで留めることも行われていた。あるいは、積層体の外にセパレータが露出するように積層し(すなわち、電極よりもセパレータの方を大きくしておき)、露出されたセパレータ同士を紐などで結ぶことで、積層体構造が崩れないようにする場合もあった。このように、テープや紐などの補強手段を用いると、ラミネートシートで積層体を封止した場合に補強した部分のテープや紐などの跡が浮き出て、密着性の不均一や外観の見劣りなどが生じる上、補強手段を講じるための複雑な工程が増えてコストの増加につながる。   Moreover, in the conventional laminate-type electricity storage device, in order to form a laminated body in which electrodes and separators are laminated, the laminated body is also fastened with a tape so that the laminated body structure does not collapse. Alternatively, stacking is performed so that the separator is exposed outside the stacked body (that is, the separator is made larger than the electrode), and the exposed separator is tied with a string or the like so that the stacked body structure does not collapse. There was also a case of doing so. In this way, when reinforcing means such as tape and string are used, when the laminated body is sealed with a laminate sheet, traces of the tape or string, etc. of the reinforced part are raised, uneven adhesion, poor appearance, etc. In addition, the number of complicated processes for taking reinforcement measures increases, leading to an increase in cost.

また、電極よりもセパレータの方を大きく(面積を広く)しないとショートしてしまうので、セパレータの大型化に伴い、その分パッケージも大型化し、セットへの組み込みが難しくなる。   Further, if the separator is made larger than the electrode (the area is not widened), the separator will be short-circuited. As the separator becomes larger, the package becomes larger accordingly, making it difficult to incorporate it into the set.

これらに関連して、例えば、分極性電極と集電極、セパレータを積み重ね、電解液を含浸させてなる電気二重層コンデンサにおいて、少なくとも分極性電極と集電極を縫製糸により縫製し一体化することを特徴とし、さらに、セパレータを含めて多積層して縫製糸により縫製し一体化することで、電極間の電気的接触を良好にすると共に作業性の向上を図る技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   In connection with these, for example, in an electric double layer capacitor in which a polarizable electrode, a collector electrode, and a separator are stacked and impregnated with an electrolyte, at least the polarizable electrode and the collector electrode are sewn with a sewing thread and integrated. Further, a technique for improving the workability while improving the electrical contact between electrodes is disclosed by further laminating a plurality of layers including separators and sewing and integrating them with a sewing thread (for example, Patent Document 1).

一方、帯状の金属箔の表面に分極性電極層を設けた所要枚数の集電極と所要枚数の帯状セパレータとを交互に重ね、これを屏風状に折畳み、上記セパレータに電解液を含浸することによって、電気二重層コンデンサ素子を形成させ、これを適当な袋に封入し、各集電極には金属薄板製のリードタブを機械的かつ電気的に結合し、これらのリードタブを上記袋の封止口を通して外界へ導出することにより、薄型で高容量のコンデンサを提供する技術が開示されている。(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, by alternately stacking the required number of collecting electrodes provided with a polarizable electrode layer on the surface of the band-shaped metal foil and the required number of band-shaped separators, folding them in a folding screen, and impregnating the separator with an electrolyte solution Then, an electric double layer capacitor element is formed and sealed in a suitable bag, and a lead tab made of a thin metal plate is mechanically and electrically coupled to each collector electrode, and these lead tabs are passed through the sealing port of the bag. A technique for providing a thin and high-capacitance capacitor by being led out to the outside world is disclosed. (For example, refer to Patent Document 2).

更に、セパレータとそのセパレータを挟んで対向して積層された一対の電極と電解液とを有する基本セルが樹脂シート容器内に包装された電池および電気二重層コンデンサにおいて、基本セルがシート状集電体を介して直列に積層され、そのシート状集電体は、その両側に積層された基本セルの周囲にわたって樹脂シート容器の縁部まで延在し、その縁部にて樹脂シート容器に接着あるいは融着され、シート状集電体を介して隣接する基本セルが樹脂シート容器内で液密に分離された構成とすることにより、十分なセル電圧あるいはコンデンサ耐電圧を有し、且つ小型の電池および電気二重層コンデンサを提供する技術も開示されている(例えば、特許文献3参照)。   Further, in a battery and an electric double layer capacitor in which a basic cell having a separator, a pair of electrodes stacked opposite to each other and the electrolytic solution is packaged in a resin sheet container, the basic cell is a sheet-shaped current collector. The sheet-like current collector extends to the edge of the resin sheet container over the periphery of the basic cells laminated on both sides, and is bonded to the resin sheet container at the edge. A small battery that has a sufficient cell voltage or capacitor withstand voltage by adhering basic cells adjacent to each other via a sheet-like current collector in a liquid-tight manner in a resin sheet container. In addition, a technique for providing an electric double layer capacitor is also disclosed (see, for example, Patent Document 3).

特開2000−12407号公報JP 2000-12407 A 特開2001−338848号公報JP 2001-338848 A 特開2003−217646号公報JP 2003-217646 A

本発明の目的は、ラミネート型エネルギーデバイスにおいても、積層体とこれを収容する封止体との封止性や密着性、省スペース性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を用いたラミネート型エネルギーデバイスを提供することにある。   An object of the present invention is to improve sealing and adhesion between a laminated body and a sealing body that accommodates the laminated body and a space-saving property even in a laminate type energy device, and has high productivity and reliability. An object of the present invention is to provide a laminate type energy device using the means.

また、本発明の目的は、コンパクトな形状で、高周波特性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を用いたラミネート型エネルギーデバイスを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a laminate type energy device using a sealing means that has a compact shape, improves high frequency characteristics, and is highly productive and reliable.

本発明の一態様によれば、(a)正負極の活物質電極に、電解液イオンのみが通過するセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体と、(b)モジュール基板にラミネート型エネルギーデバイスをスポット接合するためのコンタクトホールとを備え、(c)前記積層体は、ラミネートシートを前記積層体の前面及び後面から重ねて圧縮封止することを特徴とするラミネート型エネルギーデバイスが提供される。   According to one aspect of the present invention, (a) a positive electrode and a negative electrode are exposed such that a positive electrode and a negative electrode are exposed while a separator through which only electrolyte ions pass is interposed in an active material electrode of positive and negative electrodes. And (b) a contact hole for spot-bonding the laminate type energy device to the module substrate, and (c) the laminate is a laminate sheet. Is laminated and compressed and sealed from the front surface and the rear surface of the laminate.

他の態様によれば、(a)一連に繋がった正負極の活物質電極に、電解液のイオンのみが通過するセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層し、前記積層体の最上部及び最下部には前記セパレータがそれぞれ積層されるように積層した少なくとも2層以上の積層体と、(b)前記活物質電極と前記セパレータとの前記積層体において前記セパレータ同士をまとめて打ち抜き、前記セパレータの端面で前記セパレータの端面同士の繊維構造が互いに絡み合って接合する接合構造とを備え、(c)前記セパレータは、前記活物質電極全体を覆うように、前記活物質電極よりも面積が広いことを特徴とするラミネート型エネルギーデバイスが提供される。   According to another aspect, (a) a positive electrode and a negative electrode are exposed such that a positive and negative electrode active material electrode is connected to a series of separators through which only ions of the electrolytic solution pass. And (b) the active material, wherein the negative electrode and the negative electrode are alternately stacked, and at least two layers are stacked such that the separator is stacked on the uppermost part and the lowermost part of the stacked body. (C) The separator includes a bonding structure in which the separators are punched together in the laminate of the electrode and the separator, and the fiber structures of the end surfaces of the separators are entangled with each other at the end surfaces of the separators. A laminate type energy device is provided that has a larger area than the active material electrode so as to cover the entire active material electrode.

本発明によれば、ラミネート型エネルギーデバイスにおいても、積層体とこれを収容する封止体との封止性や密着性、省スペース性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を用いたラミネート型エネルギーデバイスを提供することができる。   According to the present invention, even in a laminate type energy device, sealing performance, adhesion and space saving between a laminate and a sealing body that accommodates the stacked body are improved, and productivity and reliability are sealed. A laminate type energy device using the means can be provided.

また、本発明によれば、コンパクトな形状で、高周波特性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を用いたラミネート型エネルギーデバイスを提供することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to provide a laminate type energy device using a sealing means having a compact shape, improving high frequency characteristics, and having high productivity and reliability.

第1の実施形態により作製された、図16に示すラミネート型蓄電デバイスを実装したモジュール基板を例示する斜視図。The perspective view which illustrates the module substrate which mounted the lamination type electrical storage device shown in FIG. 16 produced by 1st Embodiment. (a)従来のラミネート型の蓄電デバイスを示す斜視図、(b)従来のラミネート型の蓄電デバイスを実装したモジュール基板例を示す斜視図。(A) Perspective view showing a conventional laminate-type electricity storage device, (b) Perspective view showing an example of a module substrate on which a conventional laminate-type electricity storage device is mounted. 第1の実施形態により作製されるラミネート型蓄電デバイスにおける電極とセパレータとを積層した積層体を例示する上面図。The top view which illustrates the laminated body which laminated | stacked the electrode and separator in the lamination type electrical storage device produced by 1st Embodiment. 第1の実施形態において(a)図3に示した積層体で用いる封止材付きタブ電極(加工前)を例示する上面図、(b)図3に示した積層体で用いる封止材付きタブ電極(加工後)を例示する上面図。In the first embodiment, (a) a top view illustrating a tab electrode with a sealing material (before processing) used in the laminate shown in FIG. 3, and (b) with a sealing material used in the laminate shown in FIG. The top view which illustrates a tab electrode (after processing). 第1の実施形態において、図3の積層体のアルミニウム引き出し電極に、図4(b)に示した封止材付きタブ電極を接合した蓄電デバイスを例示する上面図。FIG. 4 is a top view illustrating a power storage device in which a tab electrode with a sealing material illustrated in FIG. 4B is bonded to the aluminum lead electrode of the stacked body illustrated in FIG. 3 in the first embodiment. 第1の実施形態において、図3の積層体のI−I線に沿った断面図。Sectional drawing along the II line | wire of the laminated body of FIG. 3 in 1st Embodiment. 第1の実施形態において、図3の積層体のII−II線に沿った断面図。Sectional drawing along the II-II line of the laminated body of FIG. 3 in 1st Embodiment. 第1の実施形態において用いられる積層体の多層構造化を実現した例を示す図。The figure which shows the example which implement | achieved multilayered structure of the laminated body used in 1st Embodiment. 第1の実施形態において、図5に示したタブ電極のホール(孔)の位置に合わせた孔を予め空けたアルミニウムラミネートシートを例示する正面図。FIG. 6 is a front view illustrating an aluminum laminate sheet in which holes corresponding to the positions of the holes (holes) of the tab electrode shown in FIG. 5 are opened in advance in the first embodiment. 第1の実施形態において、図5に示した蓄電デバイスに、図9に示したアルミニウムラミネートシートを重ねた様子を例示する上面図。The top view which illustrates a mode that the aluminum laminate sheet shown in FIG. 9 was piled up on the electrical storage device shown in FIG. 5 in 1st Embodiment. 第1の実施形態において、図5に示した蓄電デバイスに、図9に示したアルミニウムラミネートシートを前面及び後面から圧縮して封止し、電解液注入口を設けた様子を例示する上面図。FIG. 10 is a top view illustrating a state in which the aluminum laminate sheet illustrated in FIG. 9 is compressed and sealed from the front surface and the rear surface and an electrolyte injection port is provided in the electricity storage device illustrated in FIG. 5 in the first embodiment. 第1の実施形態において、図11に示した蓄電デバイスを電解液槽に入れて電解液を含侵させ、通電エージングを行っている様子を例示する図。The figure which illustrates a mode that the electrical storage device shown in FIG. 11 is put into an electrolyte solution tank, the electrolyte solution is impregnated, and energization aging is performed in the first embodiment. 第1の実施形態において、図12に示した蓄電デバイスを電解液槽から引き揚げ、アルミニウムラミネートシートで電解液注入口を閉じるように封止した蓄電デバイスを例示する図。The figure which illustrates the electrical storage device which pulled up the electrical storage device shown in FIG. 12 from the electrolyte solution tank in 1st Embodiment, and was sealed so that an electrolytic solution injection port might be closed with an aluminum laminate sheet. 第1の実施形態において、図13に示した蓄電デバイスのアルミニウムタブ電極を切断した例を示す図であって、(a)はその上面図、(b)はII−II線に沿った断面図。FIG. 14 is a diagram showing an example in which the aluminum tab electrode of the electricity storage device shown in FIG. . 第1の実施形態において、図14に示した蓄電デバイスのアルミニウムラミネートシートを再度圧縮して、アルミニウム端面を絶縁した様子を例示する図であって、(a)はその上面図、(b)はIII−III線に沿った断面図。In 1st Embodiment, it is a figure which illustrates a mode that the aluminum laminate sheet of the electrical storage device shown in FIG. 14 was compressed again, and the aluminum end surface was insulated, (a) is the top view, (b) is Sectional drawing along a III-III line. 第1の実施形態において、図15に示した蓄電デバイスをそれぞれ切り離して、1つのラミネート型蓄電デバイスとして完成させた様子を例示する図。The figure which illustrates a mode that the electrical storage device shown in FIG. 15 was isolate | separated in 1st Embodiment, respectively, and was completed as one laminate type electrical storage device. 第1の実施形態において、ラミネート型蓄電デバイスに設けたタブ電極取り出し用ホールの位置のバリエーションを例示する図。The figure which illustrates the variation of the position of the tab electrode extraction hole provided in the lamination type electrical storage device in 1st Embodiment. 第1の実施形態において、図17に示したタブ電極取り出し用ホールの位置に合わせて、アルミニウムタブ電極を配置したラミネート型蓄電デバイスのバリエーションを例示する図であって、図18(a)及び(b)は図17(a)に対応し、図18(c)及び(d)は図17(c)に対応する。FIG. 18 is a diagram illustrating a variation of the laminate type electricity storage device in which an aluminum tab electrode is arranged in accordance with the position of the tab electrode extraction hole shown in FIG. 17 according to the first embodiment. b) corresponds to FIG. 17A, and FIGS. 18C and 18D correspond to FIG. 17C. 第2の実施形態において、電気二重層キャパシタ内部電極を例示する正面図。The front view which illustrates the electric double layer capacitor internal electrode in a 2nd embodiment. 第2の実施形態において、リチウムイオンキャパシタ内部電極を例示する正面図。In the second embodiment, a front view illustrating a lithium ion capacitor internal electrode. 第2の実施形態において、リチウムイオン電池内部電極を例示する正面図。The front view which illustrates the lithium ion battery internal electrode in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、アルミ箔の上面に活物質が塗り分けられたシートを例示する正面図であって、(a)は正極側の電極シート、(b)は負極側の電極シート。In 2nd Embodiment, it is a front view which illustrates the sheet | seat by which the active material was separately coated on the upper surface of aluminum foil, Comprising: (a) is a positive electrode sheet, (b) is a negative electrode sheet. 第2の実施形態において、図22に示したシートを任意の電極構造に打ち抜いたアルミニウム電極を例示する正面図であって、(a)は正極側のアルミニウム電極、(b)は負極側のアルミニウム電極。In 2nd Embodiment, it is a front view which illustrates the aluminum electrode which punched the sheet | seat shown in FIG. 22 in arbitrary electrode structures, Comprising: (a) is the aluminum electrode by the side of a positive electrode, (b) is aluminum by the side of a negative electrode electrode. 第2の実施形態において、図23に示したアルミニウム電極について、セパレータ、正極電極、セパレータ、負極電極、セパレータ、正極電極、…といったように、位置合わせをしながら引き出し電極を正極同士/負極同士に溶接(抵抗溶接、超音波溶接)した積層体を例示する斜視図。In the second embodiment, with respect to the aluminum electrode shown in FIG. 23, the extraction electrodes are arranged between the positive electrodes / negative electrodes while being aligned, such as a separator, a positive electrode, a separator, a negative electrode, a separator, a positive electrode,. The perspective view which illustrates the laminated body welded (resistance welding, ultrasonic welding). 第2の実施形態において、図24に示した積層体のIII−III線に沿った断面図。Sectional drawing along the III-III line of the laminated body shown in FIG. 24 in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図24に示した積層体のセパレータを打ち抜くための打ち抜き型を例示する斜視図。The perspective view which illustrates the punching die for punching out the separator of the laminated body shown in FIG. 24 in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図24に示した積層体の引き出し電極を、打ち抜きに先んじて溶接する溶接部を例示した積層体の斜視図。The perspective view of the laminated body which illustrated the welding part which welds the extraction electrode of the laminated body shown in FIG. 24 prior to punching in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図27に示した積層体のセパレータを打ち抜き型で打ち抜く打ち抜き部を示した積層体を例示する斜視図。The perspective view which illustrates the laminated body which showed the punching part which punches out the separator of the laminated body shown in FIG. 27 with a punching die in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図28に示した積層体のセパレータを打ち抜き型で打ち抜いた後の様子を例示した積層体の斜視図。In 2nd Embodiment, the perspective view of the laminated body which illustrated the mode after punching the separator of the laminated body shown in FIG. 28 with the punching die. 第2の実施形態において、図29に示した積層体のIV−IV線に沿った断面図。Sectional drawing along the IV-IV line of the laminated body shown in FIG. 29 in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図29に示した積層体の引き出し電極に外部取り出しタブ電極(アルミニウムタブ電極34a,34b)を溶接し、共通電極部をタブ電極として作製した後の様子を例示した積層体の正面図。In the second embodiment, the laminated layer illustrated as an example after the external extraction tab electrode (aluminum tab electrodes 34a and 34b) is welded to the extraction electrode of the multilayer body shown in FIG. 29 and the common electrode portion is produced as the tab electrode. Front view of the body. 第2の実施形態において、図31に示した積層体(打ち抜き後のセパレータ)をアルミラミネート材でラミネートした様子を例示した積層体の正面図。The front view of the laminated body which illustrated a mode that the laminated body (separator after stamping) shown in FIG. 31 was laminated with the aluminum laminate material in the second embodiment. 第2の実施形態において、図32に示したアルミラミネート材でラミネートした積層体(打ち抜き後のセパレータ)を例示する断面図。Sectional drawing which illustrates the laminated body (separator after stamping) laminated with the aluminum laminate material shown in FIG. 32 in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図32に示したアルミラミネート材でラミネートした積層体(打ち抜き後のセパレータ)の詳細を例示する断面図。Sectional drawing which illustrates the detail of the laminated body (separator after stamping) laminated in the aluminum laminate material shown in FIG. 32 in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、図23に示したアルミニウム電極をロールプレス(ロールツウロール技術)により形成する例を示す図。The figure which shows the example which forms the aluminum electrode shown in FIG. 23 by roll press (roll toe roll technique) in 2nd Embodiment.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each component and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, and structure of each component. The arrangement is not specified below. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.

[第1の実施の形態]
(ラミネート型エネルギーデバイスの基本構造)
図1及び図3〜図18を参照して、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス、例えば、蓄電デバイスの基本構造を説明する。
[First Embodiment]
(Basic structure of laminated energy device)
A basic structure of a laminated energy device according to the first embodiment, for example, an electricity storage device, will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 18.

第1の実施の形態に係るラミネート型蓄電デバイス18は、正負極の活物質電極10,12に、電解液イオンのみが通過するセパレータ30を介在させながら、正負極の引き出し電極32a,32bが露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体80と、モジュール基板100にラミネート型エネルギーデバイスをスポット接合するためのコンタクトホール20a,20bとを備え、積層体80は、ラミネートシート40a,40bを積層体80の前面及び後面から重ねて圧縮封止する。   In the laminated electricity storage device 18 according to the first embodiment, the positive and negative electrode lead electrodes 32a and 32b are exposed while the separator 30 through which only electrolyte ions pass is interposed in the positive and negative electrode active material electrodes 10 and 12. And at least two or more stacked bodies 80 in which positive electrodes and negative electrodes are alternately stacked, and contact holes 20a and 20b for spot-bonding the laminated energy device to the module substrate 100. The laminate 80 is compressed and sealed with the laminate sheets 40a and 40b overlapped from the front and rear surfaces of the laminate 80.

第1の実施の形態に係るラミネート型蓄電デバイス18は、図1に例示するように、モジュール基板100にラミネート型蓄電デバイス18をスポット接合するためのコンタクトホール(接合孔)20a,20bを備えている。ラミネート型蓄電デバイス18は、例えば、基本モジュールとして用いられプリント基板に実装されるものを想定しており、一般にモジュール基板100には、ラミネート型蓄電デバイス18以外にも、例えば、ICチップ160,170、トランス120、その他デバイス部品140などが多数搭載されている。従って、ラミネート型蓄電デバイス18内に、コンタクトホール20a,20bを備えることにより、限られたスペースでのラミネート型蓄電デバイス18の搭載に寄与する。また、モジュール実装時に、コンタクトホール(接合孔)20a,20bでのスポット接合を実現しているので、ラミネート型蓄電デバイス180内部の積層体80に含侵させた電解液への熱負荷を抑え、コイル成分の寄与も小さくなり、高周波特性が良好になる。   As illustrated in FIG. 1, the laminate type electricity storage device 18 according to the first embodiment includes contact holes (joining holes) 20 a and 20 b for spot joining the laminate type electricity storage device 18 to the module substrate 100. Yes. For example, the laminated power storage device 18 is assumed to be used as a basic module and mounted on a printed board. Generally, the module substrate 100 includes, for example, IC chips 160 and 170 in addition to the laminated power storage device 18. A large number of transformers 120 and other device parts 140 are mounted. Therefore, by providing the contact holes 20a and 20b in the laminate type electricity storage device 18, it contributes to the mounting of the laminate type electricity storage device 18 in a limited space. In addition, since spot bonding at the contact holes (bonding holes) 20a and 20b is realized at the time of module mounting, the thermal load on the electrolyte solution impregnated in the laminate 80 inside the laminate type power storage device 180 is suppressed, The contribution of the coil component is also reduced, and the high frequency characteristics are improved.

また、図3〜図18に示すように、第1の実施の形態に係るラミネート型蓄電デバイス18内に備えるコンタクトホール20a,20bは、タブ電極34(34a,34b)を取り出すためのタブ電極取り出し用孔20a,20bを兼ねることができるので、タブ電極34(34a,34b)を外部に引き出す構造にする必要がない。従って、ラミネート型蓄電デバイス18では、引き出し電極が不要になり、コンパクトな形状を実現でき、モジュールに組み込みやすい。すなわち、モジュール化の際に、ラミネート型蓄電デバイスからタブ電極を引き回す必要がない。   Further, as shown in FIGS. 3 to 18, the contact holes 20 a and 20 b provided in the laminate type electricity storage device 18 according to the first embodiment are tab electrode takeouts for taking out the tab electrodes 34 (34 a and 34 b). Since the holes 20a and 20b can be used as well, there is no need for a structure in which the tab electrodes 34 (34a and 34b) are drawn out to the outside. Therefore, the laminate type electricity storage device 18 does not require an extraction electrode, can realize a compact shape, and can be easily incorporated into a module. That is, it is not necessary to route the tab electrode from the laminate type electricity storage device when modularizing.

具体的には、図3〜図8に例示するように、(アルミニウム)引き出し電極32a,32bに用いる(アルミニウム)タブ電極34(34a,34b)の封止部(シーラント)36の両面の一部をタブ電極34(34a,34b)のアルミニウム材が露出するまで削ってタブ電極取り出し用孔20a,20bを形成し、図9に例示するように、アルミニウムラミネート40についてもタブ電極取り出し用孔20a,20bと同じ位置に合わせて孔44a,44bを予め空けておく。内部電極の積層体80を封止する際には、図10〜図15に例示するように、ラミネートシート40を積層体80の前面及び後面からタブ電極取り出し用孔20a,20bと孔44a,44bとの位置を合わせて圧縮し封止する。尚、タブ電極取り出し用孔20a,20b及び孔44a,44bは、円形の孔である必要はなく、所望の形状の孔を採用することもできる。   Specifically, as illustrated in FIGS. 3 to 8, part of both surfaces of the sealing portion (sealant) 36 of the (aluminum) tab electrode 34 (34 a, 34 b) used for the (aluminum) extraction electrodes 32 a, 32 b. The tab electrode 34 (34a, 34b) is scraped until the aluminum material is exposed to form tab electrode extraction holes 20a, 20b. As illustrated in FIG. Holes 44a and 44b are made in advance at the same position as 20b. When sealing the laminated body 80 of internal electrodes, as illustrated in FIGS. 10 to 15, the laminate sheet 40 is removed from the front and rear surfaces of the laminated body 80 with tab electrode extraction holes 20 a and 20 b and holes 44 a and 44 b. Compressed and sealed together. The tab electrode extraction holes 20a and 20b and the holes 44a and 44b do not need to be circular holes, and holes having a desired shape can be adopted.

第1の実施の形態に係るラミネート型蓄電デバイス18における内部電極構造体(例えば蓄電素子)は、図6〜図9に例示するように、少なくとも2層以上の活物質電極10,12に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させながら、引き出し電極32(32a,32b)が露出するように、かつ正電極10と負電極12とが交互になるように積層した多層構造の積層体80で構成される。引き出し電極32(32a,32b)は、封止部(シーラント)52a,52b内でタブ電極34a,34bにそれぞれ接合される。セパレータ30は、図6〜図9に例示するように、活物質電極10,12全体を覆うように、活物質電極10,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用い、更に、図9に例示するように、積層体の最上部及び最下部には、電極ではなく、セパレータ30がそれぞれ積層されるように積層していく。セパレータ30は、エネルギーデバイスの種類には原理的に依存しないが、特にリフロー対応が必要とされる場合には、耐熱性が要求される。耐熱性が必要ない場合にはポリプロピレン等を、耐熱性が必要な場合にはセルロース系のものを用いることができる。   As illustrated in FIGS. 6 to 9, the internal electrode structure (for example, the power storage element) in the laminate-type power storage device 18 according to the first embodiment is electrolyzed with at least two layers of active material electrodes 10 and 12. Lamination of a multilayer structure in which the extraction electrodes 32 (32a, 32b) are exposed and the positive electrodes 10 and the negative electrodes 12 are alternately laminated while interposing a separator 30 through which only ions of the liquid 44 pass. It is composed of a body 80. The lead electrodes 32 (32a, 32b) are joined to the tab electrodes 34a, 34b in the sealing portions (sealants) 52a, 52b, respectively. As illustrated in FIGS. 6 to 9, the separator 30 is larger than the active material electrodes 10 and 12 (having a large area) so as to cover the entire active material electrodes 10 and 12. As illustrated in FIG. 5, the separators 30 are laminated so that the separators 30 are laminated on the uppermost part and the lowermost part of the laminated body. The separator 30 does not depend on the type of energy device in principle, but heat resistance is required particularly when reflow treatment is required. When heat resistance is not required, polypropylene or the like can be used, and when heat resistance is required, a cellulosic material can be used.

図14に例示するように、ラミネート型蓄電デバイス18を製品化する際には、封止部36から露出しているタブ電極34a,34bを切断する。但し、通電エージング(初期通電)を行う必要があるので、図12に例示するように、蓄電デバイス18を電解液浴槽45に入れて電解液44に浸けて、積層された活物質電極10,12間に電解質を含有させ、通電エージングを行うまでは、タブ電極34a,34bの上部はそのまま残しておく。尚、電解液44は、図14に例示するように、ラミネートシート40を前面及び後面から圧縮して封止した際に形成される電解液注入口48から侵入させる。   As illustrated in FIG. 14, when the laminated power storage device 18 is commercialized, the tab electrodes 34 a and 34 b exposed from the sealing portion 36 are cut. However, since it is necessary to perform energization aging (initial energization), as illustrated in FIG. 12, the power storage device 18 is placed in the electrolyte bath 45 and immersed in the electrolyte 44, and the stacked active material electrodes 10 and 12 are stacked. The upper portions of the tab electrodes 34a and 34b are left as they are until an electrolyte is contained therebetween and energization aging is performed. In addition, as illustrated in FIG. 14, the electrolytic solution 44 is caused to enter from an electrolytic solution injection port 48 formed when the laminate sheet 40 is compressed and sealed from the front and rear surfaces.

図15に例示するように、蓄電デバイス18のラミネートシート40を再度圧縮して(再シールを行って)、タブ電極34a,34bの切断端面を絶縁する。圧縮され広がった封止部(シーラント)52a,52bにより、切断されたタブ電極34a,34bの先端が覆われて(熱圧縮されて封止部材が溶けて広がった封止部52a,52bにより、タブ電極34a,34bの切断端面がまとわりつくように覆われて)保護されて、絶縁される。これにより、タブ電極34a,34bの切断端面が露出して、ショートしたり、他のデバイス120,140,160,170と接触して通電してしまうなどのトラブルを防止できる。また、タブ電極取り出し用孔20a,20b及び孔44a,44bの周囲も、圧縮され広がった封止部52a,52bにより覆われるので、積層体80に含侵させた電解液44が漏れるのを防止し、ラミネートシート40に形成された孔44a,44bの端から露出しているアルミニウム材の露出端面とタブ電極34a,34bとの接触によるショートなどのトラブルを防止できる。   As illustrated in FIG. 15, the laminate sheet 40 of the electricity storage device 18 is compressed again (resealed) to insulate the cut end faces of the tab electrodes 34 a and 34 b. The tip portions of the cut tab electrodes 34a and 34b are covered by the compressed and expanded sealing portions (sealants) 52a and 52b (the sealing portions 52a and 52b that are thermally compressed and the sealing member is melted and spread) The cut end surfaces of the tab electrodes 34a, 34b are protected and insulated). Thereby, it is possible to prevent troubles such that the cut end faces of the tab electrodes 34a and 34b are exposed and short-circuited or contacted with other devices 120, 140, 160, and 170 and energized. Further, the periphery of the tab electrode extraction holes 20a and 20b and the holes 44a and 44b are also covered with the compressed and expanded sealing portions 52a and 52b, so that the electrolyte solution 44 impregnated in the laminate 80 is prevented from leaking. In addition, troubles such as a short circuit due to contact between the exposed end surfaces of the aluminum material exposed from the ends of the holes 44a and 44b formed in the laminate sheet 40 and the tab electrodes 34a and 34b can be prevented.

また、直列、並列におけるバランス端子も、タブ電極取り出し用孔20a,20b及び孔44a,44bからコンタクトをとるようにすることもできる。   Further, the balance terminals in series and parallel can also be contacted from the tab electrode extraction holes 20a and 20b and the holes 44a and 44b.

(ラミネート型エネルギーデバイスの製造方法)
図1及び図3〜図18を参照して、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス、例えば、蓄電デバイス18の製造方法を説明する。
(Lamination type energy device manufacturing method)
With reference to FIGS. 1 and 3 to 18, a manufacturing method of a laminated energy device according to the second embodiment, for example, an electricity storage device 18 will be described.

(a)図3、図6〜図8に例示するように、少なくとも2層以上の活物質電極10,12を、正電極10、負電極12が交互になるように積層した積層体である内部電極構造体(例えば蓄電素子)80を構成する。このとき、引き出し電極32a,32bが、内部電極構造体80から露出するようにする。また、各活物質電極10,12の層間には、セパレータ30をそれぞれ介在させながら積層していく。また、ショートを防ぐために、セパレータ30は、活物質電極10,12全体を覆うように、活物質電極10,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用い、積層体の最上部及び最下部には、電極ではなく、セパレータ30がそれぞれ積層されているように積層していく。 (A) As illustrated in FIGS. 3 and 6 to 8, the inside is a laminate in which at least two layers of active material electrodes 10 and 12 are laminated so that the positive electrodes 10 and the negative electrodes 12 are alternately arranged. An electrode structure (for example, a storage element) 80 is configured. At this time, the extraction electrodes 32 a and 32 b are exposed from the internal electrode structure 80. In addition, the separators 30 are stacked between the active material electrodes 10 and 12 with the separators 30 interposed therebetween. In order to prevent a short circuit, the separator 30 is larger than the active material electrodes 10 and 12 (one having a large area) so as to cover the entire active material electrodes 10 and 12, and the uppermost part and the lowermost part of the laminate. Are stacked such that separators 30 are stacked instead of electrodes.

(b)次に、積層体80から露出している引き出し電極32a,32bと接合するための封止部36付きタブ電極34を形成加工する。図4(a)は加工前の封止部36付きタブ電極34を例示しており、図4(b)は加工後のの封止部36付きタブ電極34を例示している。タブ電極34は、例えば、Al、Ni,Cuなどから形成するこができる。封止部(シーラント)36は、例えば、ポリプロピレン樹脂などから形成するこができる。封止部36には、両面(表裏双方)にタブ電極取り出し用孔20(20a,20b)を形成する。タブ電極取り出し用孔20は、封止部36の両面をタブ電極34の素材(例えば、Al)が見えるようになるまで削ることで形成される。 (B) Next, the tab electrode 34 with the sealing portion 36 for bonding to the extraction electrodes 32a and 32b exposed from the stacked body 80 is formed and processed. 4A illustrates the tab electrode 34 with the sealing portion 36 before processing, and FIG. 4B illustrates the tab electrode 34 with the sealing portion 36 after processing. The tab electrode 34 can be formed from Al, Ni, Cu, or the like, for example. The sealing part (sealant) 36 can be formed from, for example, polypropylene resin. In the sealing portion 36, tab electrode extraction holes 20 (20a, 20b) are formed on both surfaces (both front and back). The tab electrode extraction hole 20 is formed by scraping both surfaces of the sealing portion 36 until the material (for example, Al) of the tab electrode 34 becomes visible.

(c)次に、図5〜図8に例示するように、積層体80から露出している引き出し電極32a,32bとタブ電極34a,34bとを、封止部36a,36bにおいて接合して電極付けを行う。このような電極付けの接合には、例えば、超音波溶接などが用いられる。 (C) Next, as illustrated in FIGS. 5 to 8, the lead electrodes 32 a and 32 b exposed from the stacked body 80 and the tab electrodes 34 a and 34 b are joined at the sealing portions 36 a and 36 b to form electrodes. To do. For such joining with electrodes, for example, ultrasonic welding or the like is used.

(d)一方で、図9に例示するように、タブ電極取り出し用孔20(20a,20b)の位置に合わせた孔44a,44bを予め空けたラミネートシート40を2枚(前面用のラミネートシート40aおよび後面用のラミネートシート40b)予め用意しておく。 (D) On the other hand, as illustrated in FIG. 9, two laminate sheets 40 (front laminate sheet for the front surface) in which holes 44 a and 44 b aligned with the positions of the tab electrode extraction holes 20 (20 a and 20 b) are formed in advance. 40a and rear laminate sheet 40b) are prepared in advance.

(e)次に、図10〜図11に例示するように、図5に示した積層体80に、図9に示したラミネートシート40a,40bを前面及び後面から重ねて圧縮封止する。ラミネートシート40a,40bを圧縮封止する際には、ラミネートライン(圧縮ライン)46に沿って圧縮する。これにより、同時に電解液注入口48が形成される。尚、この圧縮封止工程で、封止したラミネートシート40a,40bから封止部36a,36bの一部が所定の長さだけ外に出るようにしておき、タブ電極34a,34bもラミネートシート40a,40bの外部に露出させたままにしておく。 (E) Next, as illustrated in FIGS. 10 to 11, the laminate sheets 40 a and 40 b shown in FIG. 9 are stacked on the laminate 80 shown in FIG. When the laminate sheets 40 a and 40 b are compression-sealed, they are compressed along a laminate line (compression line) 46. Thereby, the electrolyte injection port 48 is simultaneously formed. In this compression sealing step, a part of the sealing portions 36a, 36b is protruded from the sealed laminate sheets 40a, 40b by a predetermined length, and the tab electrodes 34a, 34b are also laminated sheet 40a. , 40b is left exposed to the outside.

(f)次に、図12に例示するように、電解液44が入った電解液浴槽45にラミネートされた蓄電デバイス18を浸して、電解液注入口48から積層体80内に電解液44を含侵させ、積層された活物質電極10,12間に電解質を含有させる。このとき、ラミネートシート40a,40bの外部に露出させたタブ電極34a,34bから通電エージングも同時に行い、デガス処理を行う。 (F) Next, as illustrated in FIG. 12, the laminated electricity storage device 18 is immersed in the electrolytic solution bath 45 containing the electrolytic solution 44, and the electrolytic solution 44 is introduced into the laminate 80 from the electrolytic solution inlet 48. The electrolyte is contained between the active material electrodes 10 and 12 which are impregnated and laminated. At this time, energization aging is simultaneously performed from the tab electrodes 34a and 34b exposed to the outside of the laminate sheets 40a and 40b, and degassing is performed.

(g)その後、図13に例示するように、電解液浴槽45から引き揚げた蓄電デバイス18のラミネートシート40a,40bを、ラミネートライン51に沿って前面及び後面から圧縮して、電解液注入口48を閉じる。 (G) Thereafter, as illustrated in FIG. 13, the laminate sheets 40 a and 40 b of the electricity storage device 18 lifted from the electrolyte bath 45 are compressed along the laminate line 51 from the front surface and the rear surface, and the electrolyte injection port 48. Close.

(h)次に、図14に例示するように、封止部36から露出しているタブ電極34a,34bを切断する。 (H) Next, as illustrated in FIG. 14, the tab electrodes 34 a and 34 b exposed from the sealing portion 36 are cut.

(i)次に、図15に例示するように、ラミネートシート40a,40bを前面及び後面から再度圧縮して、タブ電極34a,34bのアルミニウム切断端面を絶縁する。このとき、圧縮され広がった封止部(シーラント)52a,52bにより、切断されたタブ電極34a,34bの先端が覆われて(熱圧縮されて封止部材が溶けて広がった封止部52a,52bにより、タブ電極34a,34bの切断端面がまとわりつくように覆われて)保護されて、絶縁される。図14(b)は、切断されたタブ電極34a,34bの先端面が露出している様子を示しており、図15(b)は、切断されたタブ電極34a,34bの先端面が、圧縮され広がった封止部52a,52bにより覆われた様子を示している。 (I) Next, as illustrated in FIG. 15, the laminate sheets 40a and 40b are compressed again from the front and rear surfaces to insulate the aluminum cut end surfaces of the tab electrodes 34a and 34b. At this time, the tips of the cut tab electrodes 34a and 34b are covered by the compressed and expanded sealing portions (sealants) 52a and 52b (sealing portions 52a and 52a, which are thermally compressed and the sealing member melts and expands). The cut end faces of the tab electrodes 34a and 34b are covered and protected by 52b and are insulated. FIG. 14B shows a state in which the tip surfaces of the cut tab electrodes 34a and 34b are exposed, and FIG. 15B shows that the tip surfaces of the cut tab electrodes 34a and 34b are compressed. A state is shown in which it is covered with the expanded sealing portions 52a and 52b.

(j)次に、図16に例示するように、図15に示した蓄電デバイスをそれぞれ切り離して、1つ1つのラミネート型蓄電デバイス18として完成させる。 (J) Next, as illustrated in FIG. 16, the electricity storage devices shown in FIG. 15 are separated from each other to complete each laminate-type electricity storage device 18.

尚、図17は、ラミネート型蓄電デバイス18に設けたタブ電極取り出し用孔20(20a,20b)の位置取りのバリエーションを例示しており、図18は、図17に示したタブ電極取り出し用孔20(20a,20b)の位置に合わせて、タブ電極34a,34bを配置したラミネート型蓄電デバイス18のバリエーションを例示する図であって、図18(a)及び(b)は、図17(a)に対応し、図18(c)及び(d)は、図17(c)に対応する。   FIG. 17 illustrates a variation of the positioning of the tab electrode extraction hole 20 (20a, 20b) provided in the laminate type electricity storage device 18, and FIG. 18 illustrates the tab electrode extraction hole shown in FIG. FIG. 18 is a diagram illustrating a variation of the laminate type electricity storage device 18 in which the tab electrodes 34a and 34b are arranged in accordance with the position of 20 (20a and 20b), and FIGS. 18 (c) and (d) correspond to FIG. 17 (c).

以上、説明したように、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、ラミネート型蓄電デバイス18に、モジュール基板100にラミネート型蓄電デバイス18をスポット接合するためのコンタクトホール(接合孔)20a,20bを備えているので、限られたスペースでのラミネート型蓄電デバイス18の搭載に寄与する。また、モジュール実装時に、コンタクトホール20a,20bでのスポット接合を実現しているので、ラミネート型蓄電デバイス180内部の積層体80に含侵させた電解液への熱負荷を抑え、コイル成分の寄与も小さくなり、高周波特性が良好になる。   As described above, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment, the contact for spot joining the laminate type electricity storage device 18 to the module substrate 100 to the laminate type electricity storage device 18. Since the holes (joining holes) 20a and 20b are provided, it contributes to the mounting of the laminate type electricity storage device 18 in a limited space. In addition, since spot bonding at the contact holes 20a and 20b is realized at the time of module mounting, the thermal load on the electrolyte solution impregnated in the laminate 80 inside the laminated power storage device 180 is suppressed, and the contribution of the coil component And the high frequency characteristics are improved.

また、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、コンタクトホール20a,20bは、タブ電極34(34a,34b)を取り出すためのタブ電極取り出し用孔20a,20bを兼ねることができるので、タブ電極34(34a,34b)を外部に引き出す構造にする必要がない。従って、モジュール化の際に、ラミネート型蓄電デバイスからタブ電極を引き回す必要がなく、コンパクトな形状を実現でき、モジュールに組み込みやすい。   Further, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment, the contact holes 20a and 20b have the tab electrode extraction holes 20a and 20b for extracting the tab electrodes 34 (34a and 34b). Since it can serve also, it is not necessary to make the structure which pulls out tab electrode 34 (34a, 34b) outside. Therefore, when modularizing, it is not necessary to draw the tab electrode from the laminate-type power storage device, a compact shape can be realized, and it is easy to incorporate into the module.

また、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、ラミネート型蓄電デバイス18を製品化する際には、封止部36から露出しているタブ電極34a,34bを切断するが、通電エージング(初期通電)を行うまでは、タブ電極34a,34bの上部はそのまま残しておくことで通電エージングが可能である。   In addition, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment, when the laminate type electricity storage device 18 is commercialized, the tab electrodes 34a and 34b exposed from the sealing portion 36 are used. Although cutting is performed, energization aging is possible by leaving the upper portions of the tab electrodes 34a and 34b until energization aging (initial energization) is performed.

第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、図15に例示するように、蓄電デバイス18のラミネートシート40を圧縮して、タブ電極34a,34bの切断端面を絶縁する。圧縮され広がった封止部(シーラント)52a,52bにより、切断されたタブ電極34a,34bの先端が覆われて保護され、絶縁される。これにより、タブ電極34a,34bの切断端面が露出して、ショートしたり、他のデバイス120,140,160,170と接触して通電してしまうなどのトラブルを防止できる。また、タブ電極取り出し用孔20a,20b及び孔44a,44bの周囲も、圧縮され広がった封止部52a,52bにより覆われるので、積層体80に含侵させた電解液44が漏れるのを防止し、ラミネートシート40に形成された孔44a,44bの端から露出しているアルミニウム材の露出端面とタブ電極34a,34bとの接触によるショートなどのトラブルを防止できる。   According to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment, as illustrated in FIG. 15, the laminate sheet 40 of the electricity storage device 18 is compressed to insulate the cut end surfaces of the tab electrodes 34a and 34b. To do. The ends of the cut tab electrodes 34a and 34b are covered and protected and insulated by the compressed and expanded sealing portions (sealants) 52a and 52b. Thereby, it is possible to prevent troubles such that the cut end faces of the tab electrodes 34a and 34b are exposed and short-circuited or contacted with other devices 120, 140, 160, and 170 and energized. Further, the periphery of the tab electrode extraction holes 20a and 20b and the holes 44a and 44b are also covered with the compressed and expanded sealing portions 52a and 52b, so that the electrolyte solution 44 impregnated in the laminate 80 is prevented from leaking. In addition, troubles such as a short circuit due to contact between the exposed end surfaces of the aluminum material exposed from the ends of the holes 44a and 44b formed in the laminate sheet 40 and the tab electrodes 34a and 34b can be prevented.

[第2の実施の形態]
(ラミネート型エネルギーデバイスの基本構造)
図19〜図33を参照して、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス(例えば、蓄電デバイス)の基本構造を説明する。
[Second Embodiment]
(Basic structure of laminated energy device)
With reference to FIGS. 19 to 33, a basic structure of a laminated energy device (for example, an electricity storage device) according to the second embodiment will be described.

図19は、第2の実施形態における電気二重層キャパシタ内部電極の基本構造を例示している。第2の実施形態における電気二重層キャパシタ内部電極は、少なくとも1層の活物質電極10,12に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させ、引き出し電極32a,32bが活物質電極10,12から露出するように構成され、引き出し電極32a,32bは電源電圧に接続されている。引き出し電極32a,32bは、例えば、アルミ箔から形成され、活物質電極10,12は、例えば、活性炭から形成される。セパレータ30は、活物質電極10,12全体を覆うように、活物質電極10,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。セパレータ30は、エネルギーデバイスの種類には原理的に依存しないが、特にリフロー対応が必要とされる場合には、耐熱性が要求される。耐熱性が必要ない場合にはポリプロピレン等を、耐熱性が必要な場合にはセルロース系のものを用いることができる。電気二重層キャパシタ内部電極には、電解液44が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液のイオンのみが充放電時に移動する。   FIG. 19 illustrates the basic structure of the electric double layer capacitor internal electrode in the second embodiment. In the electric double layer capacitor internal electrode according to the second embodiment, the separator 30 through which only ions of the electrolytic solution 44 pass is interposed between the active material electrodes 10 and 12 of at least one layer, and the extraction electrodes 32a and 32b are active material electrodes. The lead electrodes 32a and 32b are connected to a power supply voltage. The lead electrodes 32a and 32b are made of, for example, aluminum foil, and the active material electrodes 10 and 12 are made of, for example, activated carbon. The separator 30 is larger than the active material electrodes 10 and 12 (having a large area) so as to cover the entire active material electrodes 10 and 12. The separator 30 does not depend on the type of energy device in principle, but heat resistance is required particularly when reflow treatment is required. When heat resistance is not required, polypropylene or the like can be used, and when heat resistance is required, a cellulosic material can be used. The electric double layer capacitor internal electrode is impregnated with the electrolytic solution 44, and only ions of the electrolytic solution move through the separator 30 during charging and discharging.

図20は、第2の実施形態におけるリチウムイオンキャパシタ内部電極の基本構造を例示している。第2の実施形態におけるリチウムイオンキャパシタ内部電極は、少なくとも1層の活物質電極11,12に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させ、引き出し電極33a,32bが活物質電極10,12から露出するように構成され、引き出し電極33a,32bは電源電圧に接続されている。正極側の活物質電極12は、例えば、活性炭から形成され、負極側の活物質電極11は、例えば、Liドープカーボンから形成される。正極側の引き出し電極32bは、例えば、アルミ箔から形成され、負極側の引き出し電極33aは、例えば、銅箔から形成される。セパレータ30は、活物質電極11,12全体を覆うように、活物質電極11,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。リチウムイオンキャパシタ内部電極には、電解液44が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液のイオンのみが充放電時に移動する。   FIG. 20 illustrates the basic structure of the lithium ion capacitor internal electrode in the second embodiment. In the internal electrode of the lithium ion capacitor in the second embodiment, a separator 30 through which only ions of the electrolytic solution 44 pass is interposed between at least one layer of the active material electrodes 11 and 12, and the extraction electrodes 33 a and 32 b are the active material electrodes 10. , 12 and the extraction electrodes 33a, 32b are connected to the power supply voltage. The active material electrode 12 on the positive electrode side is made of, for example, activated carbon, and the active material electrode 11 on the negative electrode side is made of, for example, Li-doped carbon. The lead electrode 32b on the positive electrode side is made of, for example, aluminum foil, and the lead electrode 33a on the negative electrode side is made of, for example, copper foil. The separator 30 is larger than the active material electrodes 11 and 12 (having a large area) so as to cover the entire active material electrodes 11 and 12. The lithium ion capacitor internal electrode is impregnated with the electrolytic solution 44, and only ions of the electrolytic solution move through the separator 30 during charging and discharging.

図21は、第2の実施形態におけるリチウムイオン電池内部電極の基本構造を例示している。第2の実施形態におけるリチウムイオン電池内部電極は、少なくとも1層の活物質電極11,13に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させ、引き出し電極33a,32bが活物質電極11,13から露出するように構成され、引き出し電極33a,32bは電源電圧に接続されている。正極側の活物質電極13は、例えば、LiCOO2から形成され、負極側の活物質電極11は、例えば、Liドープカーボンから形成される。正極側の引き出し電極32bは、例えば、アルミ箔から形成され、負極側の引き出し電極33aは、例えば、銅箔から形成される。セパレータ30は、活物質電極11,13全体を覆うように、活物質電極11,13よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。リチウムイオン電池内部電極には、電解液44が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液のイオンのみが充放電時に移動する。 FIG. 21 illustrates the basic structure of the internal electrode of the lithium ion battery in the second embodiment. In the lithium ion battery internal electrode in the second embodiment, the separator 30 through which only ions of the electrolytic solution 44 pass is interposed in at least one layer of the active material electrodes 11 and 13, and the extraction electrodes 33 a and 32 b are the active material electrodes 11. , 13 and the extraction electrodes 33a, 32b are connected to a power supply voltage. The active material electrode 13 on the positive electrode side is made of, for example, LiCOO 2, and the active material electrode 11 on the negative electrode side is made of, for example, Li-doped carbon. The lead electrode 32b on the positive electrode side is made of, for example, aluminum foil, and the lead electrode 33a on the negative electrode side is made of, for example, copper foil. The separator 30 is larger than the active material electrodes 11 and 13 (having a large area) so as to cover the entire active material electrodes 11 and 13. The internal electrode of the lithium ion battery is impregnated with the electrolytic solution 44, and only ions of the electrolytic solution move through the separator 30 during charging and discharging.

第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイスは、一連に繋がった正負極の活物質電極10,12に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させながら、正負極の引き出し電極32a,32bが露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層し、最上部及び最下部にはセパレータ30がそれぞれ積層されるように積層した少なくとも2層以上の積層体80と、活物質電極10,12とセパレータ30との積層体80においてセパレータ30同士をまとめて打ち抜き、セパレータ30の端面でセパレータ30の端面同士の繊維構造が互いに絡み合って接合する接合構造とを備え、セパレータ30は、活物質電極10,12全体を覆うように、活物質電極10,12よりも面積が広いものを用いる。   The laminate type energy device according to the second embodiment has positive and negative electrode extraction electrodes while a separator 30 through which only ions of the electrolytic solution 44 are interposed between the positive and negative electrode active material electrodes 10 and 12 connected in series. Laminates of at least two or more layers laminated so that the positive electrodes and the negative electrodes are alternately arranged so that 32a and 32b are exposed, and the separators 30 are laminated on the uppermost part and the lowermost part, respectively. 80 and a laminated structure 80 of the active material electrodes 10 and 12 and the separator 30, the separators 30 are punched out together, and the end face of the separator 30 is joined to the fiber structure of the end faces of the separator 30 intertwined with each other. The separator 30 has a larger area than the active material electrodes 10 and 12 so as to cover the entire active material electrodes 10 and 12.

第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス(例えば、蓄電デバイス)の内部電極構造体(例えば蓄電素子)80は、図22〜図25に例示するように、少なくとも2層以上の活物質電極10,12に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させながら、引き出し電極32a,32bが露出するように、かつ正電極10と負電極12とが交互になるように積層した多層構造の積層体構造で、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80がそれぞれ構成される。図25に例示するように、セパレータ30は、活物質電極10,12全体を覆うように、活物質電極10,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用い、更に、積層体80の最上部(及び最下部)には、電極ではなく、セパレータ30が積層されるように積層していく。セパレータ30は、セルロースやガラス繊維など、繊維物質を含む素材を用いる。   As illustrated in FIGS. 22 to 25, an internal electrode structure (for example, an electricity storage element) 80 of a laminate type energy device (for example, an electricity storage device) according to the second embodiment is an active material electrode having at least two layers. 10 and 12, with the separator 30 through which only ions of the electrolytic solution 44 are interposed, a multilayer in which the extraction electrodes 32 a and 32 b are exposed and the positive electrode 10 and the negative electrode 12 are alternately stacked. Each of the stacked bodies 80 is composed of a series of active material electrode structures and separators 30 in a stacked body structure. As illustrated in FIG. 25, the separator 30 is larger than the active material electrodes 10 and 12 (having a large area) so as to cover the entire active material electrodes 10 and 12. In the upper part (and the lowermost part), not the electrodes but the separators 30 are stacked. The separator 30 uses a material containing a fiber material such as cellulose or glass fiber.

尚、一連の活物質電極10,12及び引き出し電極32a,32bは、例えば、アルミ箔からなる2枚で1組の電極シートからそれぞれ形成される。図22(a)は正極側の電極シートを例示しており、(b)は負極側の電極シートを例示している。それぞれの電極シート上で、活性炭などの活物質が塗られた部分は活物質電極10,12(正極側の活物質電極12、負極側の活物質電極12)として用いられ、活物質が塗られていない部分(未塗布の部分)は引き出し電極32a,32b(正極側の引き出し電極32b、負極側の引き出し電極32a)として用いられる。このように、活物質が塗り分けられたシート電極シートは、図23に例示するように、任意の電極構造に打ち抜かれてアルミニウム電極として用いられる。尚、電極シート上には、活性炭以外にもバインダー(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やフッ化ビニリデン樹脂(PUDF))や導電助剤(アセチレンブラックやケッチェンブラック)が混入したペーストを塗布する。   Note that the series of active material electrodes 10 and 12 and the extraction electrodes 32a and 32b are each formed from a pair of electrode sheets, for example, two sheets of aluminum foil. FIG. 22A illustrates a positive electrode sheet, and FIG. 22B illustrates a negative electrode sheet. On each electrode sheet, the portions coated with active material such as activated carbon are used as active material electrodes 10 and 12 (active material electrode 12 on the positive electrode side, active material electrode 12 on the negative electrode side), and the active material is applied. The non-applied portions (uncoated portions) are used as extraction electrodes 32a and 32b (positive electrode 32b and negative electrode 32a). In this way, the sheet electrode sheet coated with the active material is punched into an arbitrary electrode structure and used as an aluminum electrode, as illustrated in FIG. In addition to the activated carbon, a paste mixed with a binder (polytetrafluoroethylene (PTFE) or vinylidene fluoride resin (PUDF)) or a conductive additive (acetylene black or ketjen black) is applied on the electrode sheet.

活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体(各セル)80で、セパレータ30同士をまとめて打ち抜く際に、セパレータ30端面でセパレータ30の端面同士を接合する構造を有する。すなわち、一連に繋がった活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体(各セル)80で、図26に例示するような打ち抜き刃102,104でセパレータ30同士をまとめて打ち抜くと、図27〜図29に例示するように、セパレータ30の端面同士の繊維構造が互いに絡み合い、それによって、セパレータ30同士が接着される。従って、形成した積層体80が崩れないようにするために、積層体80をテープで留めたり、露出されたセパレータ30同士を紐などで結んだりする必要がない。よって、(アルミニウム)ラミネートシート40で積層体80を封止した場合に、補強した部分のテープや紐などの跡が浮き出て密着性の不均一や外観の見劣りなどが生じることもなく、補強手段を講じるための複雑な工程を省くこともできる。また、セパレータ30の端面同士のみが接着されるので、活物質電極10,12がはみ出すことがなく、従ってセパレータを活物質電極10,12の大きさまで可能な限り最小化できる。その分ラミネートシート40が小さくなり、パッケージも小型化でき、セットへの組み込みも容易である。   In the laminate (each cell) 80 of the active material electrode structures 10 and 12 and the separator 30, when the separators 30 are punched together, the end surfaces of the separators 30 are joined to each other at the end surfaces of the separators 30. . That is, a separator (cell) 80 of the active material electrode structures 10 and 12 connected to each other and the separator 30 is combined with the separators 30 with the punching blades 102 and 104 as illustrated in FIG. When punched out, as illustrated in FIGS. 27 to 29, the fiber structures of the end faces of the separators 30 are entangled with each other, whereby the separators 30 are bonded to each other. Therefore, in order to prevent the formed laminated body 80 from collapsing, there is no need to fasten the laminated body 80 with a tape or tie the exposed separators 30 with a string or the like. Therefore, when the laminated body 80 is sealed with the (aluminum) laminate sheet 40, the reinforcing means does not cause unevenness of adhesion, poor appearance or the like due to the traces of the tape or string of the reinforced portion being raised. It is also possible to omit a complicated process for taking steps. Further, since only the end faces of the separator 30 are bonded to each other, the active material electrodes 10 and 12 do not protrude, and therefore the separator can be minimized to the size of the active material electrodes 10 and 12 as much as possible. Accordingly, the laminate sheet 40 becomes smaller, the package can be reduced in size, and it can be easily incorporated into a set.

図23〜25及び図27〜図29に例示するように、活物質電極10,12の活物質電極構造は、共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)により一連に複数個の電極構造が連なっている構造になっており(図示した例では、5つの電極構造が連なっている)、一連の活物質電極10,12の活物質電極構造は、それに応じた1枚のセパレータ30と交互に積層されていく。具体的には、図25に例示するように、セパレータ30、正極活物質電極12、セパレータ30、負極活物質電極10、セパレータ30、正極活物質電極12、セパレータ30、負極活物質電極10、セパレータ30、…といったように、1枚ずつを所定の枚数分、位置合わせをしながら積層していく。更に、図25に例示するように、積層体80の最上部及び最下部には、電極ではなく、セパレータ30がそれぞれ積層されるように積層する。   As illustrated in FIGS. 23 to 25 and FIGS. 27 to 29, the active material electrode structures of the active material electrodes 10 and 12 are formed by connecting a plurality of electrode structures in series by a common electrode member (extraction electrodes 32 a and 32 b). The active material electrode structure of the series of active material electrodes 10 and 12 is alternately laminated with a single separator 30 corresponding thereto. It will be done. Specifically, as illustrated in FIG. 25, the separator 30, the positive electrode active material electrode 12, the separator 30, the negative electrode active material electrode 10, the separator 30, the positive electrode active material electrode 12, the separator 30, the negative electrode active material electrode 10, and the separator 30,... Are stacked one by one while aligning a predetermined number of sheets. Furthermore, as illustrated in FIG. 25, the separators 30 are laminated so that the separators 30 are laminated on the uppermost part and the lowermost part of the laminated body 80.

また、図26に例示するように、活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80において、セパレータ30同士をまとめて打ち抜く際に用いる打ち抜き型は、打ち抜き型の台101上に、打ち抜き刃102,104と、打ち抜き刃102,104の内側に形成されるクッション(スポンジ配置部)103を備える。打ち抜き刃102,104は、図28に示すように、活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80においてセパレータ30同士を打ち抜く部分である打ち抜き部35の位置に合わせて配置されている。   Further, as illustrated in FIG. 26, in the stacked body 80 of the active material electrode structures 10 and 12 and the separator 30, the punching die used when punching the separators 30 together is a punching die base 101. The punching blades 102 and 104 and the cushion (sponge placement portion) 103 formed inside the punching blades 102 and 104 are provided. As shown in FIG. 28, the punching blades 102 and 104 are aligned with the positions of the punched portions 35 that are portions where the separators 30 are punched in the laminate 80 of the active material electrode structures 10 and 12 and the separators 30. Has been placed.

尚、打ち抜き部35に対応して配置される打ち抜き刃102,104には、セパレータ30から露出している正負極の引き出し電極32a,32bが打ち抜れないように(打ち抜きの範囲外になるように)、いわゆる「逃がし」部分を設けてある。つまり、引き出し電極32a,32b部分のセパレータ30を打ち抜かないように打ち抜き刃102,104を打ち抜き型の台101上に形成配置する。クッション(スポンジ配置部)103は、打ち抜き工程の際に、活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80を保護する。   The positive and negative lead electrodes 32a and 32b exposed from the separator 30 are not punched on the punching blades 102 and 104 arranged corresponding to the punching portion 35 (out of the punching range). In addition, a so-called “escape” part is provided. That is, the punching blades 102 and 104 are formed and arranged on the punching die base 101 so as not to punch the separator 30 in the lead electrodes 32a and 32b. The cushion (sponge arrangement portion) 103 protects the stacked body 80 of the active material electrode structures 10 and 12 and the separator 30 during the punching process.

尚、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80を積層して行く際に、図27に例示するように、打ち抜き工程に先んじて、積層された各引き出し電極32a,32bを正極同士/負極同士に、溶接部37a,37bで溶接して、各引き出し電極32a,32bがバラバラになったり、ずれたりしないようにしておく。これにより、打ち抜き工程前に、各引き出し電極32a,32bの各電極が縦方向に揃うので、打ち抜き工程時に打ち抜き刃102,104が引き出し電極32a,32bに接触したりすることなく、セパレータ30の端面同士をまとめて打ち抜いて接着させることができる。尚、各引き出し電極32a,32bを各溶接部37a,37bでそれぞれ溶接する際には、例えば、抵抗溶接、超音波溶接などが用いられる。   In addition, when the laminated body 80 of a series of active material electrode structures and the separators 30 is laminated, as shown in FIG. 27, prior to the punching process, the laminated lead electrodes 32a and 32b are connected to the positive electrodes. / The negative electrodes are welded to each other with welded portions 37a and 37b so that the lead electrodes 32a and 32b do not fall apart or shift. As a result, the electrodes of the lead electrodes 32a and 32b are aligned in the vertical direction before the punching process, so that the punching blades 102 and 104 do not come into contact with the lead electrodes 32a and 32b during the punching process. They can be punched and bonded together. In addition, when welding each extraction electrode 32a and 32b by each welding part 37a and 37b, respectively, resistance welding, ultrasonic welding, etc. are used, for example.

また、図31は、セパレータ30の打ち抜き工程後の引き出し電極32a,32bに外部取り出し用のアルミニウムタブ電極34a,34bを溶接し、共通電極部をタブ電極として作製した様子を例示している。このとき、タブ電極34a,34bより上に共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)が配置されるようにする。正負極のタブ共通アルミニウム電極90a,90bをタブ電極34a,34bに溶接した後、共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)は切り取って除去する。引き出し電極32a,32bとアルミニウムタブ電極34a,34bとは、封止材36a,36bの孔20a,20bでそれぞれ熱溶接する。封止材36a,36bは、例えば、ポリプロピレン等の樹脂素材により形成される。   FIG. 31 illustrates a state in which aluminum tab electrodes 34a and 34b for external extraction are welded to the extraction electrodes 32a and 32b after the punching process of the separator 30, and the common electrode portion is produced as a tab electrode. At this time, a common electrode member (extraction electrodes 32a and 32b) is arranged above the tab electrodes 34a and 34b. After welding the positive and negative tab common aluminum electrodes 90a, 90b to the tab electrodes 34a, 34b, the common electrode members (leading electrodes 32a, 32b) are cut off and removed. The extraction electrodes 32a and 32b and the aluminum tab electrodes 34a and 34b are thermally welded through the holes 20a and 20b of the sealing materials 36a and 36b, respectively. The sealing materials 36a and 36b are formed of a resin material such as polypropylene, for example.

また、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体(各セル)80におけるセパレータ30同士の打ち抜き工程後にセパレータ30が打ち抜かれて除去された部分(スペース)は、図32に例示するように、2枚のラミネートシート40により表裏からラミネートされる箇所となる。このとき、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80は、連なったままラミネートシート40によりラミネートされるので、量産効果が高まる。また、図35に例示するように、打ち抜き刃106が表面に形成されたロール110を用いたロールプレス(ロールツウロール技術)により、樹脂モールド台82上に載置された積層電極構造80にアルミニウム電極50を量産できるので、その効果も高い。   Further, a portion (space) in which the separator 30 is punched and removed after the punching step between the separators 30 in the stacked body (each cell) 80 of the series of active material electrode structures and the separator 30 is illustrated in FIG. It becomes a place laminated from the front and back by the two laminate sheets 40. At this time, since the laminated body 80 of the series of active material electrode structures and the separator 30 is laminated by the laminate sheet 40 while being continuous, the mass production effect is enhanced. Further, as illustrated in FIG. 35, aluminum is applied to the laminated electrode structure 80 placed on the resin mold table 82 by a roll press (roll-to-roll technique) using a roll 110 having a punching blade 106 formed on the surface. Since the electrode 50 can be mass-produced, the effect is also high.

更に、ラミネートシート40によりラミネートされる際には、各積層体(各セル)80の下部のラミネートシート40はラミネートせずに、電解液注入口48として用いられる。この電解液注入口48は、蓄電デバイス18を電解液浴槽45に入れて電解液44に浸けて、積層された活物質電極10,12間に電解質を含有させ、通電エージングを行って、電解液浴槽45から引き揚げられた後、ラミネートされて封止される。このようにラミネートされる際に電解液注入口48を設けることで、電解液44を各積層体(各セル)80に同時に含侵させることができるので、量産効果が高まる。尚、電解液44を注入する際には、一連の活物質電極構造がそれぞれタブ共通アルミニウム電極90a,90bに溶接されているので、電解液浴槽45に浸す際に、1つの通電端子で複数の積層体(セル)80に通電エージングを行うことができる。   Furthermore, when laminating with the laminate sheet 40, the laminate sheet 40 below each laminate (each cell) 80 is used as the electrolyte solution injection port 48 without being laminated. The electrolytic solution inlet 48 puts the electricity storage device 18 in the electrolytic solution bath 45 and is immersed in the electrolytic solution 44, contains an electrolyte between the stacked active material electrodes 10, 12, performs energization aging, and performs the electrolytic solution. After being lifted from the bathtub 45, it is laminated and sealed. By providing the electrolyte solution injection port 48 when laminating in this way, the electrolyte solution 44 can be simultaneously impregnated into each laminated body (each cell) 80, so that the mass production effect is enhanced. In addition, when injecting the electrolytic solution 44, a series of active material electrode structures are welded to the tab common aluminum electrodes 90a and 90b, respectively. The laminated body (cell) 80 can be subjected to energization aging.

また、ラミネートシート40は、図33〜図34に例示するように、ラミネートする際に内側となる面43(熱シール面)が、例えば、ポリプロピレン等から形成され、ラミネートする際に外側となる面41が、PET等の素材で形成される、そして、アルミ箔42が内側面43と外側面41とに挟まれてラミネートシート40(40a,40b)として形成される。図34に例示した積層体80は、2層構造のものを示しているが、層数はこれに限定されず、任意の層数にすることができる。   In addition, as illustrated in FIGS. 33 to 34, the laminate sheet 40 has an inner surface 43 (heat sealing surface) formed from, for example, polypropylene when laminated, and an outer surface when laminated. 41 is formed of a material such as PET, and an aluminum foil 42 is sandwiched between the inner side surface 43 and the outer side surface 41 to form a laminate sheet 40 (40a, 40b). Although the laminated body 80 illustrated in FIG. 34 has a two-layer structure, the number of layers is not limited to this, and any number of layers can be used.

(ラミネート型エネルギーデバイスの製造方法)
図22〜図33を参照してを参照しながら、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス、例えば、蓄電デバイス18の製造方法を説明する。
(Lamination type energy device manufacturing method)
With reference to FIGS. 22 to 33, a manufacturing method of the laminated energy device according to the second embodiment, for example, the electricity storage device 18 will be described.

(a)図22に例示するように、2枚で1組のアルミ箔からなる電極シートを用意し、各電極シートの上面に活物質を塗り分ける。図22(a)は正極側の電極シートを例示しており、(b)は負極側の電極シートを例示している。それぞれの電極シート上で、活性炭などの活物質が塗られた部分は活物質電極10,12(正極側の活物質電極12、負極側の活物質電極12)として用いられ、活物質が塗られていない部分(未塗布の部分)は引き出し電極32a,32b(正極側の引き出し電極32b、負極側の引き出し電極32a)として用いられる。 (A) As illustrated in FIG. 22, two electrode sheets made of a pair of aluminum foils are prepared, and active materials are separately applied to the upper surface of each electrode sheet. FIG. 22A illustrates a positive electrode sheet, and FIG. 22B illustrates a negative electrode sheet. On each electrode sheet, the portions coated with active material such as activated carbon are used as active material electrodes 10 and 12 (active material electrode 12 on the positive electrode side, active material electrode 12 on the negative electrode side), and the active material is applied. The non-applied portions (uncoated portions) are used as extraction electrodes 32a and 32b (positive electrode 32b and negative electrode 32a).

(b)次に、活物質が塗布された各電極シートを、図23に例示するように、任意の電極構造に打ち抜いてアルミニウム電極を形成する。活物質電極10,12の活物質電極構造は、共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)により一連に複数個の電極構造が連なっている構造になっている(図示した例では、5つの電極構造が連なっている)。実際に量産する際には、各電極シートを長くロール状に巻き取っていく。 (B) Next, as illustrated in FIG. 23, each electrode sheet coated with the active material is punched into an arbitrary electrode structure to form an aluminum electrode. The active material electrode structure of the active material electrodes 10 and 12 is a structure in which a plurality of electrode structures are connected in series by a common electrode member (extraction electrodes 32a and 32b) (in the illustrated example, five electrodes). The structure is continuous). In actual mass production, each electrode sheet is wound into a roll shape for a long time.

(c)次に、図22〜図25に例示するように、少なくとも2層以上の活物質電極10,12に、電解液44のイオンのみが通過するセパレータ30を介在させながら、引き出し電極32a,32bが露出するように、かつ正電極10と負電極12とが交互になるように積層した多層構造の積層体構造で、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80がそれぞれ構成される。具体的には、図25に例示するように、セパレータ30、正極活物質電極12、セパレータ30、負極活物質電極10、セパレータ30、正極活物質電極12、セパレータ30、負極活物質電極10、セパレータ30、…といったように、1枚ずつを所定の枚数分、位置合わせをしながら積層していく。更に、積層体80の最上部及び最下部には、電極ではなく、セパレータ30がそれぞれ積層されるように積層する。 (C) Next, as illustrated in FIGS. 22 to 25, the extraction electrode 32 a, while the separator 30 through which only ions of the electrolytic solution 44 pass are interposed in the active material electrodes 10, 12 of at least two layers or more. A multilayer structure having a multilayer structure in which the positive electrodes 10 and the negative electrodes 12 are alternately laminated so that the positive electrode 10 and the negative electrode 12 are alternately formed so that the multilayer structures 80 of the series of active material electrode structures and the separators 30 are formed. The Specifically, as illustrated in FIG. 25, the separator 30, the positive electrode active material electrode 12, the separator 30, the negative electrode active material electrode 10, the separator 30, the positive electrode active material electrode 12, the separator 30, the negative electrode active material electrode 10, and the separator 30,... Are stacked one by one while aligning a predetermined number of sheets. Furthermore, it laminates | stacks so that not the electrode but the separator 30 may be laminated | stacked on the uppermost part and the lowest part of the laminated body 80, respectively.

(d)一方で、図26に例示するように、活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80において、セパレータ30同士をまとめて打ち抜く際に用いる打ち抜き型を用意する。 (D) On the other hand, as illustrated in FIG. 26, in the laminate 80 of the active material electrode structure of the active material electrodes 10 and 12 and the separator 30, a punching die used when punching the separators 30 together is prepared. .

(e)次に、図27に例示するように、打ち抜き工程に先んじて、積層された各引き出し電極32a,32bを正極同士/負極同士に、溶接部37a,37bで溶接する。各引き出し電極32a,32bを各溶接部37a,37bでそれぞれ溶接する際には、例えば、抵抗溶接、超音波溶接などが用いられる。 (E) Next, as illustrated in FIG. 27, prior to the punching process, the stacked lead electrodes 32a and 32b are welded to the positive electrodes / negative electrodes by the welded portions 37a and 37b. When welding each extraction electrode 32a, 32b with each welding part 37a, 37b, respectively, for example, resistance welding, ultrasonic welding, or the like is used.

(f)次に、図28〜図29に例示するように、一連に繋がった活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80で、図26に例示したような打ち抜き刃102,104で、打ち抜き部35に沿ってセパレータ30同士をまとめて打ち抜くと、セパレータ30の端面同士の繊維構造が互いに絡み合い、それによって、セパレータ30同士が接着される。図30に例示するように、セパレータ30同士を打ち抜かれた個々の積層体80の打ち抜き部35は、押しつぶされ切断された箇所はセパレータ30同士の繊維絡み合い袋状になる。従って、積層体80が崩れないようにするために、積層体80をテープで留めたり、露出されたセパレータ30同士を紐などで結んだりする工程の必要がない。また、最外層のセパレータ30は、中心付近のセパレータ30よりも大きくなるが、これは切断時に、形状に応じて綺麗に調整される。 (F) Next, as illustrated in FIG. 28 to FIG. 29, punching as illustrated in FIG. 26 is performed with a stacked body 80 of the active material electrode structures 10 and 12 connected in series and the separator 30. When the separators 30 are punched together by the blades 102 and 104 along the punched portion 35, the fiber structures of the end faces of the separator 30 are entangled with each other, thereby bonding the separators 30 together. As illustrated in FIG. 30, the punched portions 35 of the individual stacked bodies 80 from which the separators 30 are punched are crushed and cut into a fiber-entangled bag shape between the separators 30. Therefore, in order to prevent the laminated body 80 from collapsing, there is no need for a process of fastening the laminated body 80 with a tape or tying the exposed separators 30 with a string or the like. The outermost separator 30 is larger than the separator 30 near the center, but this is finely adjusted according to the shape at the time of cutting.

(g)次に、図31に例示するように、セパレータ30の打ち抜き工程後の引き出し電極32a,32bに、外部取り出し用のアルミニウムタブ電極34a,34bを溶接し、共通電極部をタブ電極として作製する。このとき、タブ電極34a,34bより上に共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)が配置されるようにする。正負極のタブ共通アルミニウム電極90a,90bをタブ電極34a,34bに溶接した後、共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)は切り取って除去する。引き出し電極32a,32bとアルミニウムタブ電極34a,34bとは、封止材36a,36bの孔20a,20bでそれぞれ熱溶接する。 (G) Next, as illustrated in FIG. 31, aluminum tab electrodes 34a and 34b for external extraction are welded to the extraction electrodes 32a and 32b after the punching process of the separator 30, and a common electrode portion is produced as a tab electrode. To do. At this time, a common electrode member (extraction electrodes 32a and 32b) is arranged above the tab electrodes 34a and 34b. After welding the positive and negative tab common aluminum electrodes 90a, 90b to the tab electrodes 34a, 34b, the common electrode members (leading electrodes 32a, 32b) are cut off and removed. The extraction electrodes 32a and 32b and the aluminum tab electrodes 34a and 34b are thermally welded through the holes 20a and 20b of the sealing materials 36a and 36b, respectively.

(h)次に、図32に例示するように、一連に繋がった活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80を、2枚のラミネートシート40により表裏からラミネートする。この際、各積層体(各セル)80の下部のラミネートシート40はラミネートせずに、電解液注入口48として用いる。 (H) Next, as illustrated in FIG. 32, a laminate 80 of the active material electrode structures 10 and 12 connected in series and the separator 30 is laminated from the front and back by two laminate sheets 40. . At this time, the laminate sheet 40 below each laminated body (each cell) 80 is used as the electrolyte solution injection port 48 without being laminated.

(i)次に、ラミネートされた一連に繋がった活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80を、電解液浴槽45に入れて電解液44に浸けて、電解液注入口48から、活物質電極10,12間に電解質を含有させる。また、正負極のタブ共通アルミニウム電極90a,90bから、通電エージングを同時に行い、デガス処理を行う。第1の実施形態においては、積層体80毎に露出したアルミニウムタブ電極34a,34bに通電端子をそれぞれ接続して通電エージングを行っていたが(図12参照)、第2の実施形態においては、一連の活物質電極構造がそれぞれタブ共通アルミニウム電極90a,90bに溶接されているので、電解液浴槽45に浸す際に、1つの通電端子で複数の積層体(セル)80に同時に通電エージングを行うことができる。 (I) Next, the laminated body 80 of the active material electrode structures 10 and 12 connected to the laminated series and the separator 30 is placed in the electrolytic solution bath 45 and immersed in the electrolytic solution 44. An electrolyte is contained between the active material electrodes 10 and 12 through the injection port 48. Further, energization aging is simultaneously performed from the positive and negative tab common aluminum electrodes 90a and 90b to perform degassing. In the first embodiment, energization terminals are connected to the aluminum tab electrodes 34a and 34b exposed for each stacked body 80 to perform energization aging (see FIG. 12), but in the second embodiment, Since a series of active material electrode structures are welded to the tab common aluminum electrodes 90a and 90b, respectively, when immersed in the electrolyte bath 45, a plurality of laminates (cells) 80 are simultaneously energized with one energizing terminal. be able to.

(j)次に、一連に繋がった積層体80を電解液浴槽45から引き揚げた後、各積層体80の電解液注入口48の部分をラミネートして封止する。 (J) Next, the laminated body 80 connected in series is lifted from the electrolytic solution bath 45, and then the portion of the electrolytic solution inlet 48 of each laminated body 80 is laminated and sealed.

(k)次に、ラミネートされた一連に繋がった活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80を、それぞれ切り離し、正負極のタブ共通アルミニウム電極90a,90bも切断し、個々の蓄電デバイス18として完成させる。 (K) Next, the laminate 80 of the active material electrode structures 10 and 12 connected to the laminated series and the separator 30 is cut off, and the positive and negative tab common aluminum electrodes 90a and 90b are also cut. Then, each power storage device 18 is completed.

以上、説明したように、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、セパレータ30同士をまとめて打ち抜くと、セパレータ30の端面同士の繊維構造が互いに絡み合い、それによって、セパレータ30同士が接着される。従って、形成された積層体80が崩れないようにするために、積層体80をテープで留めたり、露出されたセパレータ30同士を紐などで結んだりする必要がない。よって、ラミネートシート40で積層体80を封止した場合に、補強した部分のテープや紐などの跡が浮き出て密着性の不均一や外観の見劣りなどが生じることもなく、補強手段を講じるための複雑な工程を省くこともできる。また、セパレータ30の端面同士のみが接着されるので、活物質電極10,12がはみ出すことがなく、従ってセパレータを活物質電極10,12の大きさまで可能な限り最小化できる。その分ラミネートシート40が小さくなり、パッケージも小型化でき、セットへの組み込みも容易である。   As described above, according to the laminated energy device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment, when the separators 30 are punched together, the fiber structures of the end faces of the separators 30 are entangled with each other, thereby The separators 30 are bonded together. Therefore, in order to prevent the formed laminated body 80 from collapsing, it is not necessary to fasten the laminated body 80 with a tape or tie the exposed separators 30 with a string or the like. Therefore, when the laminate 80 is sealed with the laminate sheet 40, the reinforcing portion is taken without causing traces of the tape or string of the reinforced portion to appear, resulting in non-uniform adhesion and poor appearance. The complicated process can be omitted. Further, since only the end faces of the separator 30 are bonded to each other, the active material electrodes 10 and 12 do not protrude, and therefore the separator can be minimized to the size of the active material electrodes 10 and 12 as much as possible. Accordingly, the laminate sheet 40 becomes smaller, the package can be reduced in size, and it can be easily incorporated into a set.

また、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、打ち抜き部35に対応して配置される打ち抜き刃102,104には、セパレータ30から露出している正負極の引き出し電極32a,32bが打ち抜れないように、いわゆる「逃がし」部分を設けてある。これにより、引き出し電極32a,32b部分のセパレータ30を打ち抜かないようにしてある。更に、クッション(スポンジ配置部)103は、打ち抜き工程の際に、活物質電極10,12の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80を保護する。   In addition, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment, the punching blades 102 and 104 arranged corresponding to the punching portion 35 have positive and negative electrodes exposed from the separator 30. In order to prevent the extraction electrodes 32a and 32b from being punched out, so-called “escape” portions are provided. As a result, the separators 30 in the extraction electrodes 32a and 32b are not punched out. Further, the cushion (sponge arrangement portion) 103 protects the laminate 80 of the active material electrode structure of the active material electrodes 10 and 12 and the separator 30 during the punching process.

また、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、活物質電極10,12の活物質電極構造は、共通の電極部材(引き出し電極32a,32b)により一連に複数個の電極構造が連なっている構造になっており(図示した例では、5つの電極構造が連なっている)、一連の活物質電極10,12の活物質電極構造は、それに応じた1枚のセパレータ30と交互に積層されていく。また、打ち抜き工程に先んじて、一連の積層された各引き出し電極32a,32bを正極同士/負極同士に、溶接部37a,37bで溶接して、各引き出し電極32a,32bがバラバラになったり、ずれたりしないようにしておく。これにより、打ち抜き工程前に、各引き出し電極32a,32bの各電極が縦方向に揃うので、打ち抜き工程時に打ち抜き刃102,104が引き出し電極32a,32bに接触したりすることなく、セパレータ30の端面同士をまとめて打ち抜いて接着させることができる。   In addition, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment, the active material electrode structures of the active material electrodes 10 and 12 are plural in series by the common electrode members (extracting electrodes 32a and 32b). Each electrode structure is a continuous structure (in the illustrated example, five electrode structures are connected), and the active material electrode structure of the series of active material electrodes 10 and 12 is one sheet corresponding to the active material electrode structure. The separators 30 are alternately stacked. Prior to the punching process, a series of stacked lead electrodes 32a and 32b are welded to the positive electrodes / negative electrodes by welding portions 37a and 37b, and the lead electrodes 32a and 32b are separated or displaced. Don't do it. As a result, the electrodes of the lead electrodes 32a and 32b are aligned in the vertical direction before the punching process, so that the punching blades 102 and 104 do not come into contact with the lead electrodes 32a and 32b during the punching process. They can be punched and bonded together.

また、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80におけるセパレータ30同士の打ち抜き工程後にセパレータ30が打ち抜かれて除去された部分(スペース)は、2枚のラミネートシート40により表裏からラミネートされる箇所となる。このとき、一連の活物質電極構造とセパレータ30との積層体80は、連なったままラミネートシート40によりラミネートされるので、量産効果が高まる。また、図35に例示するように、打ち抜き刃106が表面に形成されたロール110を用いたロールプレス(ロールツウロール技術)により、樹脂モールド台82上に載置された積層電極構造80にアルミニウム電極50を量産できるので、その効果も高い。   Moreover, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment, the separator 30 is punched after the punching process between the separators 30 in the laminate 80 of the series of active material electrode structures and the separators 30. The removed portion (space) becomes a portion laminated from the front and back by the two laminate sheets 40. At this time, since the laminated body 80 of the series of active material electrode structures and the separator 30 is laminated by the laminate sheet 40 while being continuous, the mass production effect is enhanced. Further, as illustrated in FIG. 35, aluminum is applied to the laminated electrode structure 80 placed on the resin mold table 82 by a roll press (roll-to-roll technique) using a roll 110 having a punching blade 106 formed on the surface. Since the electrode 50 can be mass-produced, the effect is also high.

また、第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、ラミネートシート40によりラミネートされる際には、各積層体80の下部のラミネートシート40はラミネートせずに、電解液注入口48として用いられる。このようにラミネートされる際に電解液注入口48を設けることで、電解液44を各積層体(各セル)80に同時に含侵させることができるので、量産効果が高まる。更に、電解液44を注入する際には、一連の活物質電極構造がそれぞれタブ共通アルミニウム電極90a,90bに溶接されているので、電解液浴槽45に浸す際に、1つの通電端子で複数の積層体(セル)80に通電エージングを行うことができる。   In addition, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment, when the laminate sheet 40 is laminated, the laminate sheet 40 below each laminate 80 is not laminated, but electrolysis is performed. Used as the liquid inlet 48. By providing the electrolyte solution injection port 48 when laminating in this way, the electrolyte solution 44 can be simultaneously impregnated into each laminated body (each cell) 80, so that the mass production effect is enhanced. Further, when injecting the electrolytic solution 44, a series of active material electrode structures are welded to the tab common aluminum electrodes 90a and 90b, respectively. The laminated body (cell) 80 can be subjected to energization aging.

以上説明したように、第1乃至第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、ラミネート型エネルギーデバイスにおいても、積層体とこれを収容する封止体との封止性や密着性、省スペース性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を用いたラミネート型エネルギーデバイスを提供することができる。   As described above, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the first to second embodiments, even in the laminate type energy device, the laminate and the sealing body that accommodates the laminate are sealed. It is possible to provide a laminate type energy device using a sealing means with improved productivity, adhesion, and space saving, and with high productivity and reliability.

また、第1乃至第2の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス及びその製造方法によれば、コンパクトな形状で、高周波特性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を用いたラミネート型エネルギーデバイスを提供することができる。   In addition, according to the laminate type energy device and the manufacturing method thereof according to the first to second embodiments, the sealing means having a compact shape, improved high-frequency characteristics, and high productivity and reliability is used. The laminated energy device can be provided.

[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1〜第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the present invention has been described according to the first to second embodiments. However, it should be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure are exemplary and limit the present invention. should not do. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。   As described above, the present invention includes various embodiments not described herein.

本発明に係るラミネート型エネルギーデバイスは、LED−Flashモジュール、通信(高出力)モジュール、太陽電池モジュール、電源モジュール、玩具等のバックアップ用電源などとして適用可能である。また、ラミネート型蓄電デバイスとしては、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン電池などに適用できる。   The laminated energy device according to the present invention is applicable as a backup power source for LED-Flash modules, communication (high output) modules, solar cell modules, power supply modules, toys and the like. In addition, the laminate type electricity storage device can be applied to an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a lithium ion battery, and the like.

また、電気二重層キャパシタ内部電極としては、LED−Flash、モータ駆動用パワー電源(例えば、玩具向け)、電気自動車用蓄電素子(例えば、回生、スタータ用として)、太陽電池や振動発電からのエネルギー蓄電素子、高出力通信向けパワー蓄電素子、耐環境性蓄電素子(例えば、道路鋲、自転車用ライトの蓄電素子)などに適用できる。リチウムイオンキャパシタ内部電極としては、太陽電池や風力発電からのエネルギー蓄電素子、モータ駆動用パワー電源などに適用できる。リチウムイオン電池キャパシタ内部電極としては、携帯機器用のバッテリー、電気自動車用蓄電素子(定常運転時)、大規模蓄電素子(一般家庭向け)などに適用できる。   In addition, as an electric double layer capacitor internal electrode, LED-Flash, motor drive power supply (for example, for toys), electric vehicle storage element (for example, for regeneration and starter), energy from solar cells and vibration power generation The present invention can be applied to power storage elements, power storage elements for high-power communication, environment-resistant power storage elements (for example, power storage elements for roadsides and bicycle lights) and the like. The lithium ion capacitor internal electrode can be applied to an energy storage element from a solar cell or wind power generation, a power source for driving a motor, or the like. As an internal electrode of a lithium ion battery capacitor, it can be applied to a battery for a portable device, a storage element for an electric vehicle (during steady operation), a large-scale storage element (for general household use), and the like.

10,11,12,13…活物質電極
18…ラミネート型の蓄電デバイス
20a,20b…コンタクトホール(接合孔)兼タブ電極取り出し用孔
30…セパレータ
32(32a,32b,33a)…(アルミニウム)引き出し電極
34a,34b…(アルミニウム)タブ電極
36(36a,36b)…封止部(シーラント)
37a,37b…接合部(溶接部)
40…(アルミニウム)ラミネートシート
40a…ラミネートシート(前面)
40b…ラミネートシート(後面)
41…ラミネートする際に外側となる面
42…アルミ箔
43…ラミネートする際に内側となる面
45…電解液浴槽
44…電解液
44a,44b…孔
46…ラミネートライン(圧縮ライン)
48…電解液注入口
50…アルミニウム電極
51…ラミネートライン
52a,52b…(圧縮され広がった)封止部(シーラント)
60…枠材
63,64…貫通孔(兼電解液注入孔)
80…積層した電極構造体
82…樹脂モールド台
90a,90b…タブ共通アルミニウム電極
100…モジュール基板
101…打ち抜き型の台
102…打ち抜き刃
104…打ち抜き刃
103…クッション(スポンジ配置部)
110…ロール
106…打ち抜き刃
160,170…IC
140…トランス
120…その他デバイス部品
180…ラミネート型の蓄電デバイス
220a…引き出し電極(正)
220b…引き出し電極(負)
240a,240b…接合部
250a,250b…溶接孔
V…電源電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11, 12, 13 ... Active material electrode 18 ... Laminated type electrical storage device 20a, 20b ... Contact hole (joining hole) and tab electrode extraction hole 30 ... Separator 32 (32a, 32b, 33a) ... (aluminum) drawer Electrode 34a, 34b ... (aluminum) Tab electrode 36 (36a, 36b) ... Sealing part (sealant)
37a, 37b ... Joint (welded part)
40 ... (aluminum) laminate sheet 40a ... laminate sheet (front)
40b ... Laminate sheet (rear surface)
41 ... Surface 42 when laminating ... Aluminum foil 43 ... Surface 45 when laminating ... Electrolyte bath 44 ... Electrolytes 44a, 44b ... Hole 46 ... Lamination line (compression line)
48 ... Electrolyte injection port 50 ... Aluminum electrode 51 ... Laminate line 52a, 52b ... (Compressed and spread) Sealing part (sealant)
60 ... Frame members 63, 64 ... Through holes (also serving as electrolyte injection holes)
80 ... Laminated electrode structure 82 ... Resin mold bases 90a, 90b ... Tab common aluminum electrode 100 ... Module substrate 101 ... Punching die base 102 ... Punching blade 104 ... Punching blade 103 ... Cushion (sponge placement part)
110 ... roll 106 ... punching blade 160,170 ... IC
140 ... Transformer 120 ... Other device components 180 ... Laminated power storage device 220a ... Extraction electrode (positive)
220b ... extraction electrode (negative)
240a, 240b ... joints 250a, 250b ... weld hole V ... power supply voltage

Claims (14)

正負極の活物質電極に、電解液イオンのみが通過するセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体と、
モジュール基板にラミネート型エネルギーデバイスをスポット接合するためのコンタクトホールと
を備え、
前記積層体は、ラミネートシートを前記積層体の前面及び後面から重ねて圧縮封止することを特徴とするラミネート型エネルギーデバイス。
At least two layers laminated so that the positive and negative lead electrodes are exposed and the positive and negative electrodes are alternately exposed while interposing a separator through which only electrolyte ions pass through the positive and negative active material electrodes The above laminate,
Contact holes for spot-bonding laminated energy devices to the module substrate,
The laminate-type energy device is characterized in that the laminate is compression-sealed by laminating a laminate sheet from the front and rear surfaces of the laminate.
前記コンタクトホールは、前記引き出し電極に接合されたタブ電極を取り出すためのタブ電極取り出し用孔を兼ねることを特徴とする請求項1に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   2. The laminated energy device according to claim 1, wherein the contact hole also serves as a tab electrode extraction hole for extracting the tab electrode joined to the extraction electrode. 前記ラミネートシートを前記積層体の前面及び後面から重ねて圧縮封止する際に電解液注入口を形成し、
電解液が入った電解液浴槽に前記ラミネートされた積層体を浸して、前記電解液注入口から前記積層体内に電解液を含侵させ、積層された活物質電極間に電解質を含有させ、露出している前記タブ電極から通電エージングを同時に行うことを特徴とする請求項2に記載のラミネート型エネルギーデバイス。
Forming an electrolyte inlet when compressing and sealing the laminate sheet from the front and rear surfaces of the laminate,
The laminated laminate is immersed in an electrolytic solution bath containing an electrolytic solution, the electrolytic solution is impregnated into the laminated body from the electrolytic solution injection port, an electrolyte is contained between the laminated active material electrodes, and exposed. The laminate type energy device according to claim 2, wherein energization aging is simultaneously performed from the tab electrodes.
前記通電エージング後に、前記露出しているタブ電極を切断することを特徴とする請求項3に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   The laminated energy device according to claim 3, wherein the exposed tab electrode is cut after the energization aging. 前記積層体から露出している前記引き出し電極と前記タブ電極とは、封止部内で接合され、
前記ラミネートシートを前記積層体の前面及び後面から重ねて圧縮封止する際に、同時に圧縮され広がった前記封止部により、前記切断されたタブ電極の先端が覆われて絶縁されることを特徴とする請求項4に記載のラミネート型エネルギーデバイス。
The lead electrode and the tab electrode exposed from the laminate are joined in a sealing portion,
When the laminate sheet is compressed and sealed from the front and back surfaces of the laminate, the tip of the cut tab electrode is covered and insulated by the sealing portion that is compressed and spread simultaneously. The laminate type energy device according to claim 4.
前記圧縮され広がった前記封止部により、前記タブ電極取り出し用孔の周囲も覆われることを特徴とする請求項5に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   6. The laminate type energy device according to claim 5, wherein the compressed portion of the sealing portion covers the periphery of the tab electrode extraction hole. 一連に繋がった正負極の活物質電極に、電解液のイオンのみが通過するセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層し、最上部及び最下部には前記セパレータがそれぞれ積層されるように積層した少なくとも2層以上の積層体と、
前記活物質電極と前記セパレータとの前記積層体において前記セパレータ同士をまとめて打ち抜き、前記セパレータの端面で前記セパレータの端面同士の繊維構造が互いに絡み合って接合する接合構造と
を備え、
前記セパレータは、前記活物質電極全体を覆うように、前記活物質電極よりも面積が広いことを特徴とするラミネート型エネルギーデバイス。
A positive and negative electrode lead electrode is exposed while a positive and negative electrode active material electrode is interposed in a series of separators through which only electrolyte ions pass, and the positive electrode and the negative electrode are alternated. A laminate of at least two or more layers laminated so that the separators are laminated on the uppermost part and the lowermost part,
In the laminate of the active material electrode and the separator, the separators are punched together, and a joining structure in which fiber structures of the end faces of the separator are entangled and joined to each other at the end faces of the separator, and
The laminated energy device, wherein the separator has a larger area than the active material electrode so as to cover the entire active material electrode.
前記引き出し電極部分の前記セパレータは前記打ち抜きの範囲外であることを特徴とする請求項7に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   The laminate type energy device according to claim 7, wherein the separator of the lead electrode portion is outside the punching range. 前記活物質電極の活物質電極構造は、共通の電極部材により一連に複数個の電極構造が連なっている構造を有し、一連の前記活物質電極構造は、当該活物質電極構造に応じた前記セパレータと交互に積層されることを特徴とする請求項7に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   The active material electrode structure of the active material electrode has a structure in which a plurality of electrode structures are connected in series by a common electrode member, and the series of the active material electrode structures corresponds to the active material electrode structure The laminated energy device according to claim 7, wherein the laminated energy device is alternately laminated with separators. 前記セパレータ同士の前記打ち抜きに先んじて、一連の積層された前記引き出し電極を正極同士及び負極同士に溶接することを特徴とする請求項9に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   The laminated energy device according to claim 9, wherein prior to the punching of the separators, a series of stacked extraction electrodes are welded to positive electrodes and negative electrodes. 前記セパレータ同士の前記打ち抜き後に前記セパレータが打ち抜かれて除去された部分は、ラミネートシートにより表裏からラミネートされる箇所と対応し、前記積層体は連なったまま前記ラミネートシートによりラミネートされることを特徴とする請求項7に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   A portion where the separator is punched and removed after the punching of the separators corresponds to a portion laminated from the front and back by a laminate sheet, and the laminate is laminated by the laminate sheet while being continuous. The laminated energy device according to claim 7. 前記ラミネートシートによりラミネートされる際には、各積層体の下部のラミネートシートをラミネートせずに、電解液を各積層体に同時に含侵させるための電解液注入口として開口しておくことを特徴とする請求項11に記載のラミネート型エネルギーデバイス。   When laminating with the laminate sheet, the laminate sheet at the bottom of each laminate is not laminated, and an opening is provided as an electrolyte injection port for simultaneously impregnating the electrolyte into each laminate. The laminate type energy device according to claim 11. 前記セパレータ同士の前記打ち抜き後の各引き出し電極に外部取り出し用のタブ共通電極を溶接し、
前記電解液を前記電解液注入口から注入する際に、前記タブ共通電極から1つの通電端子で複数の前記積層体に通電エージングを行うことを特徴とする請求項12に記載のラミネート型エネルギーデバイス。
Welding a tab common electrode for external extraction to each extraction electrode after the punching of the separators;
13. The laminated energy device according to claim 12, wherein when the electrolytic solution is injected from the electrolytic solution injection port, energization aging is performed from the tab common electrode to the plurality of stacked bodies with one energization terminal. .
一連の前記正負極の活物質電極及び前記正負極の引き出し電極は、2枚で1組の電極シートからそれぞれ形成され、
各電極シート上において、活物質が塗られた部分は前記活物質電極として用いられ、前記活物質が塗られていない部分は前記引き出し電極として用いられることを特徴とする請求項7に記載のラミネート型エネルギーデバイス。
A series of the positive and negative electrode active material electrodes and the positive and negative electrode lead electrodes are respectively formed from a pair of electrode sheets,
The laminate according to claim 7, wherein on each electrode sheet, a portion coated with an active material is used as the active material electrode, and a portion not coated with the active material is used as the lead electrode. Type energy device.
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