JP2015165460A - electrochemical cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気化学セルに関するものである。 The present invention relates to an electrochemical cell.
非水電解質二次電池、電気二重層キャパシタなどの電気化学セルは、各種デバイスの電源などに利用されている。電気化学セルの１つの形態として、例えば下記特許文献１および特許文献２のような電池が提案されている。 Electrochemical cells such as non-aqueous electrolyte secondary batteries and electric double layer capacitors are used as power sources for various devices. As one form of the electrochemical cell, for example, batteries such as the following Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.
この電池は、金属箔とその内側面を覆うラミネート樹脂層で構成されるラミネートフィルムからなる外装体で、電極体を密封したものである。電極体は、例えば平面形状が概ね矩形状であり、先端辺から電極端子が伸びている。外装体は、２つ折りにしたラミネートフィルムの間に電極体を収納した収納部と、収納部の周囲においてラミネートフィルムを密着させた周縁部とを有している。ラミネートフィルムは、その折り目を電極体の基端辺に合わせて配置され、電極体の残りの３辺に近接する周縁部において、重ね合わせたラミネートフィルムのラミネート樹脂層同士が熱融着されることで、袋状に形成されている。さらに、特許文献１および特許文献２においては、外装体の周縁部を電極体に沿って折り曲げることで、電池の外形寸法を小さくしている。 In this battery, an electrode body is hermetically sealed with an exterior body made of a laminate film composed of a metal foil and a laminate resin layer covering an inner surface thereof. The electrode body has, for example, a substantially rectangular planar shape, and an electrode terminal extends from the tip side. The exterior body has a storage part that stores the electrode body between two folded laminate films, and a peripheral part in which the laminate film is closely attached around the storage part. The laminate film is arranged in accordance with the base end side of the electrode body, and the laminated resin layers of the laminated film are heat-sealed at the peripheral edge adjacent to the remaining three sides of the electrode body. And it is formed in a bag shape. Further, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the outer dimensions of the battery are reduced by bending the peripheral portion of the exterior body along the electrode body.
上述のような電気化学セルの外装体の熱融着部は、電極体を密封するために、電極体の周囲に連続的に設けられる。そのため、外装体の周縁部を電極体の側辺に沿って折り曲げると、電極体の先端辺に沿って形成された熱融着部の一部が折り曲げられることになる。熱融着部は、熱融着の際にラミネート樹脂が融点程度まで加熱されており、加熱時から温度が下がる際に結晶性が高くなっているので、折り曲げられると白化して微小なクラックが生じることがある。このように、シートの熱融着部を折り曲げることによって、外装体の封止不良が発生する。結果として、外部からの水分の侵入や、電解液の漏れなどが発生し、電気化学セルの耐久性が低下する恐れがある。 In order to seal the electrode body, the heat fusion part of the outer casing body of the electrochemical cell as described above is continuously provided around the electrode body. Therefore, when the peripheral portion of the outer package is bent along the side of the electrode body, a part of the heat-sealed portion formed along the tip side of the electrode body is bent. The heat-sealed part is heated to the melting point of the laminating resin at the time of heat-sealing, and the crystallinity increases when the temperature decreases from the time of heating. May occur. In this way, sealing failure of the exterior body occurs by bending the heat-sealed portion of the sheet. As a result, intrusion of moisture from the outside, leakage of the electrolyte, and the like may occur, and the durability of the electrochemical cell may be reduced.
そこで本発明は、耐久性の高い電気化学セルを提供するものである。 Accordingly, the present invention provides a highly durable electrochemical cell.
上記の課題を解決するために、本発明の電気化学セルは、正極および負極を含む電極体と、シートを重ね合わせて形成され、前記電極体を収納する外装体と、を備え、前記外装体は、前記シートの間に前記電極体を収納した収納部と、前記収納部の周囲において前記シートを重ね合わせた周縁部と、を有し、前記周縁部は、前記収納部の周囲を密封するように前記シートが熱融着された熱融着部を有し、前記熱融着部は、前記周縁部の折り返しにより前記熱融着部が折り畳まれた折畳部を有し、前記折畳部は、前記シートの再熱融着に伴って前記シートの外表面に形成された凹部を有する、ことを特徴とする。
本発明によれば、折畳部は、シートの再熱融着に伴ってシートの外表面に形成された凹部を有する。折り曲げにより封止不良が生じた折畳部が再熱融着され、封止不良が解消される。これにより、封止不良部をパスとする外部からの水分の侵入や、電解液の漏れなどを抑制できる。したがって、耐久性の高い電気化学セルを得ることができる。
In order to solve the above problems, an electrochemical cell according to the present invention includes an electrode body including a positive electrode and a negative electrode, and an exterior body that is formed by stacking sheets and accommodates the electrode body. Has a storage part storing the electrode body between the sheets, and a peripheral part where the sheets are stacked around the storage part, and the peripheral part seals the periphery of the storage part The sheet has a heat-sealed portion where the sheet is heat-fused, and the heat-fused portion includes a fold portion in which the heat-fused portion is folded by folding the peripheral edge portion, The portion has a recess formed on the outer surface of the sheet as the sheet is reheat-fused.
According to this invention, a folding part has a recessed part formed in the outer surface of a sheet | seat with the reheat fusion | fusion of a sheet | seat. The folded portion where the sealing failure has occurred due to the bending is reheated and the sealing failure is eliminated. Thereby, the penetration | invasion of the water | moisture content from the outside which makes a defective sealing part a path | pass, the leakage of electrolyte solution, etc. can be suppressed. Therefore, a highly durable electrochemical cell can be obtained.
上記の電気化学セルにおいて、前記シートは金属箔層と、重ね合わせ面に設けられた樹脂層と、を有する、ことが望ましい。
この構成によれば、熱融着により硬化した樹脂層において、折り曲げにより生じた白化部が再熱融着により再融解するため、白化部の微小なクラックが解消される。そのため、樹脂層の微小なクラックをパスとする外部からの水分の侵入や、電解液の漏れなどを抑制できる。また、樹脂層の微小なクラックをパスとして金属箔が電解液と接触することにより生じる合金化反応を抑制できる。したがって、耐久性の高い電気化学セルを得ることができる。
In the above electrochemical cell, the sheet preferably includes a metal foil layer and a resin layer provided on the overlapping surface.
According to this configuration, in the resin layer cured by heat fusion, the whitened portion generated by bending is remelted by reheat fusion, so that minute cracks in the whitened portion are eliminated. For this reason, it is possible to suppress entry of moisture from the outside through a minute crack in the resin layer or leakage of the electrolyte. Moreover, the alloying reaction which arises when a metal foil contacts electrolyte solution by making the micro crack of a resin layer into a path | pass can be suppressed. Therefore, a highly durable electrochemical cell can be obtained.
上記の電気化学セルにおいて、前記凹部は、前記折畳部と、前記折畳部の前記電極体側において前記周縁部が折り返された部分とに跨って形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、折畳部における樹脂層の白化部が外装体の内部に注入された電解液と接触することを防止できる。そのため、白化部に生じた微小なクラックをパスとして、電解液と金属箔が接触することを抑制できる。したがって、耐久性がより高い電気化学セルを得ることができる。
In the above electrochemical cell, it is preferable that the concave portion is formed across the folded portion and a portion where the peripheral edge portion is folded back on the electrode body side of the folded portion.
According to this structure, it can prevent that the whitening part of the resin layer in a folding part contacts with the electrolyte solution inject | poured into the exterior body. Therefore, it is possible to suppress contact between the electrolytic solution and the metal foil using a minute crack generated in the whitened portion as a path. Therefore, an electrochemical cell with higher durability can be obtained.
上記の電気化学セルにおいて、前記電極体は、前記収納部から前記外装体の外部に引き出された電極端子を有し、前記収納部は、前記シートの重ね合わせ方向から見て矩形状に形成され、前記電極端子が引き出される第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺と、を有し、前記周縁部は、前記第１辺を含む第１直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第１周縁部と、前記第２辺を含む第２直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第２周縁部と、を備え、前記熱融着部は、前記第１周縁部において前記第１直線に沿って形成された第１熱融着部を備え、前記収納部は、前記シートの前記重ね合わせ方向における第１側に形成され、前記第２周縁部は、前記重ね合わせ方向における前記収納部とは反対の第２側に折り返され、前記折畳部は、前記第２周縁部の折り返しにより前記第１熱融着部が折り畳まれて形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、第２周縁部は、シートの重ね合わせ方向における収納部とは反対の第２側に折り返されているため、シートの重ね合わせ方向から見た外装体の面積を小さくすることができ、電気化学セルの面積効率を向上させることができる。また、面積効率を低下させることなく第２周縁部を一定の範囲内で広面積化できる。そのため、第２周縁部内における熱融着部も広面積化することができ、熱融着部をパスとする外部からの水分の侵入をより確実に防止することができる。したがって、耐久性がより高く、面積効率の優れた電気化学セルを得ることができる。
In the above electrochemical cell, the electrode body has an electrode terminal drawn out from the housing portion to the outside of the exterior body, and the housing portion is formed in a rectangular shape when viewed from the stacking direction of the sheets. , A first side from which the electrode terminal is drawn out, and a second side intersecting with the first side, and the peripheral portion is opposite to the storage portion across a first straight line including the first side A first peripheral edge portion formed on the side, and a second peripheral edge portion formed on the opposite side of the storage portion across a second straight line including the second side, A first thermal fusion part formed along the first straight line in the first peripheral part; the storage part is formed on the first side in the overlapping direction of the sheets; and the second peripheral part is The folded portion is folded back to the second side opposite to the storage portion in the overlapping direction. , The first heat-sealed portion by the folding of the second peripheral portion is formed is folded, it is desirable.
According to this configuration, since the second peripheral edge portion is folded back to the second side opposite to the storage portion in the sheet stacking direction, the area of the exterior body viewed from the sheet stacking direction can be reduced. And the area efficiency of the electrochemical cell can be improved. In addition, the second peripheral edge can be enlarged within a certain range without reducing the area efficiency. Therefore, the area of the heat fusion part in the second peripheral edge part can also be increased, and moisture from the outside using the heat fusion part as a path can be more reliably prevented. Therefore, an electrochemical cell having higher durability and excellent area efficiency can be obtained.
上記の電気化学セルにおいて、前記電極体は、前記収納部から前記外装体の外部に引き出された電極端子を有し、前記収納部は、前記シートの重ね合わせ方向から見て矩形状に形成され、前記電極端子が引き出される第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺と、を有し、前記周縁部は、前記第１辺を含む第１直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第１周縁部と、前記第２辺を含む第２直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第２周縁部と、を備え、前記熱融着部は、前記第１周縁部において前記第１直線に沿って形成された第１熱融着部を備え、前記収納部は、前記シートの前記重ね合わせ方向における第１側に形成され、前記第２周縁部は、前記第１側に折り曲げられ、前記第１周縁部と前記第２周縁部との角部は、前記重ね合わせ方向において前記第１周縁部と重なるように、前記第１側に折り返され、前記折畳部は、前記角部の折り返しにより前記第１熱融着部が折り畳まれて形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、第２周縁部は、シートの重ね合わせ方向における収納部側の第１側に折り曲げられているため、電気化学セルの面積効率を向上させることができる。したがって、耐久性が高く、面積効率の優れた電気化学セルを得ることができる。
In the above electrochemical cell, the electrode body has an electrode terminal drawn out from the housing portion to the outside of the exterior body, and the housing portion is formed in a rectangular shape when viewed from the stacking direction of the sheets. , A first side from which the electrode terminal is drawn out, and a second side intersecting with the first side, and the peripheral portion is opposite to the storage portion across a first straight line including the first side A first peripheral edge portion formed on the side, and a second peripheral edge portion formed on the opposite side of the storage portion across a second straight line including the second side, A first thermal fusion part formed along the first straight line in the first peripheral part; the storage part is formed on the first side in the overlapping direction of the sheets; and the second peripheral part is The corners of the first peripheral edge and the second peripheral edge are bent on the first side. Folded back to the first side so as to overlap the first peripheral edge in the mating direction, and the folded portion is formed by folding the first heat fusion portion by folding the corner portion. Is desirable.
According to this structure, since the 2nd peripheral part is bend | folded by the 1st side by the side of the accommodating part in the sheet | seat superimposition direction, the area efficiency of an electrochemical cell can be improved. Therefore, an electrochemical cell having high durability and excellent area efficiency can be obtained.
上記の電気化学セルにおいて、前記電極端子は、前記電極体の保護回路が形成された保護回路基板に接続され、前記電極端子が前記収納部に向かって折り返されることにより、前記保護回路基板が前記重ね合わせ方向から見て前記第１周縁部と重なるように配置されている、ことが望ましい。
この構成によれば、保護回路基板はシートの重ね合わせ方向から見て第１周縁部と重なるように配置されている。収納部および第１周縁部に制限された空間に保護回路基板を配置するため、電気化学セルの面積効率および体積効率を向上させることができる。また、前述したように、角部が第１周縁部と重なるように折り曲げられることで、第２周縁部には弛み部が形成されている。この弛み部が、保護回路基板と収納部との間に配置され、電極端子の引き出し方向から見て収納部と重なるように設けられているため、保護回路基板と収納部が接触して収納部を形成するシートに傷がつくことを防止できる。したがって、耐久性がより高く、面積効率および体積効率の優れた電気化学セルを得ることができる。
In the electrochemical cell, the electrode terminal is connected to a protection circuit board on which a protection circuit for the electrode body is formed, and the electrode terminal is folded back toward the housing portion, whereby the protection circuit board is It is desirable that they are arranged so as to overlap with the first peripheral edge as seen from the overlapping direction.
According to this configuration, the protection circuit board is disposed so as to overlap the first peripheral edge portion when viewed from the sheet overlapping direction. Since the protective circuit board is disposed in the space limited to the storage part and the first peripheral edge part, the area efficiency and volume efficiency of the electrochemical cell can be improved. Further, as described above, a slack portion is formed on the second peripheral portion by bending the corner portion so as to overlap the first peripheral portion. Since the slack portion is disposed between the protection circuit board and the storage portion and is provided so as to overlap the storage portion when viewed from the direction in which the electrode terminal is pulled out, the protection circuit board and the storage portion are in contact with each other. It is possible to prevent the sheet forming the film from being damaged. Therefore, an electrochemical cell having higher durability and excellent area efficiency and volume efficiency can be obtained.
本発明の電気化学セルによれば、折畳部は、シートの再熱融着に伴ってシートの外表面に形成された凹部を有する。折り曲げにより封止不良が生じた折畳部が再熱融着され、封止不良が解消される。これにより、封止不良部をパスとする外部からの水分の侵入や、電解液の漏れなどを抑制できる。したがって、耐久性の高い電気化学セルを得ることができる。 According to the electrochemical cell of the present invention, the folding portion has a recess formed on the outer surface of the sheet as the sheet is reheat-sealed. The folded portion where the sealing failure has occurred due to the bending is reheated and the sealing failure is eliminated. Thereby, the penetration | invasion of the water | moisture content from the outside which makes a defective sealing part a path | pass, the leakage of electrolyte solution, etc. can be suppressed. Therefore, a highly durable electrochemical cell can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
最初に、第１実施形態の電気化学セルについて説明する。
図１は、第１実施形態の電気化学セルの底面図であり、図２は側面図、図３は背面図である。図４は折り返された周縁部を平面的に展開して示す平面図である。本実施形態では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池１０を例に挙げて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
Initially, the electrochemical cell of 1st Embodiment is demonstrated.
FIG. 1 is a bottom view of the electrochemical cell of the first embodiment, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a rear view. FIG. 4 is a plan view showing the folded back peripheral portion in a planar manner. In the present embodiment, the nonaqueous electrolyte
図１および図４に示すように、非水電解質二次電池１０は、正極および負極を含む電極体１１と、シートを重ね合わせて形成され、電極体１１を収納する外装体２１と、を備える。また、外装体２１は、シートの間に電極体１１を収納した収納部２３と、収納部２３の周囲においてシートを重ね合わせた周縁部２９と、を有し、周縁部２９が、収納部２３の周囲を密封するようにシートが熱融着された熱融着部３１を有する。また、熱融着部３１は、周縁部２９の折り返しにより熱融着部３１が折り畳まれた折畳部３３を有し、折畳部３３が、シートの再熱融着に伴ってシートの外表面に形成された凹部３５を有する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the nonaqueous electrolyte
図４に示すように、非水電解質二次電池１０は、正極および負極を含む電極体１１を備える。
電極体１１は、平面形状が概ね矩形状である。電極体１１は、セパレータを介して互いに積層された正極および負極を含み、正極および負極は、電解液などの非水電解質に接している。また、電極体１１は、収納部２３から外装体２１の外部に引き出された１対の電極端子１３を有する。電極端子１３は、電極体１１の先端辺１１ａにおいて一定の間隔で配置され、外装体２１の内部にて電極体１１の正極および負極と電気的に接続されており、周縁部２９と交差して外装体２１の外部へ導出されている。
電極体１１の正極は、例えば、金属箔などの集電体に正極活物質を付着させたものである。正極活物質は、例えば、チタン酸リチウムやマンガン酸リチウムなどのように、リチウムと遷移金属とを含む複酸化物である。負極は、金属箔などの集電体に負極活物質を付着させたものである。負極活物質は、例えば、シリコン酸化物、グラファイト、ハードカーボン、チタン酸リチウム、ＬｉＡｌ等である。セパレータは、リチウムイオンを通す特性を有する。セパレータは、例えば、樹脂ポーラスフィルム、ガラス製不織布、樹脂製不織布の１つ、または２以上の組み合わせを含む。この電極体１１は、正極と負極の一方から他方へリチウムイオンが移動することにより、電荷を蓄積（充電）したり電荷を放出（放電）したりすることができる。
As shown in FIG. 4, the nonaqueous electrolyte
The
The positive electrode of the
図４に示すように、非水電解質二次電池１０は、シートを重ね合わせて形成された、電極体１１を収納する外装体２１を備える。
外装体２１は、電極体１１の厚み方向から見た外形が概ね矩形状である。外装体２１は、矩形状のシートを重ね合わせて形成されている。本実施形態では、外装体２１は１枚の矩形状のシートの第１シート部２１ａと第２シート部２１ｂとの間を二つ折りにして、その折り目２１ｃを除く３辺に沿って第１シート部２１ａと第２シート部２１ｂとを熱融着することで形成されている。
シートは、金属箔と、重ね合わせ面に設けられた樹脂層を有する。金属箔は、例えばアルミニウムなどの光を遮断する金属材料を用いて形成されている。樹脂層は、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、アイオノマー、エチレン‐メタクリレート共重合樹脂などの熱可塑性樹脂を用いて形成される。さらに、本実施形態のシートは、金属箔の内側面に樹脂層が設けられ、外側面に保護層が設けられている。保護層は、例えばポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、あるいはナイロン樹脂を用いて形成される。外装体２１は、樹脂層同士が接触するようにシートを重ね合わせて形成される。
As shown in FIG. 4, the nonaqueous electrolyte
The outer shape of the
The sheet has a metal foil and a resin layer provided on the overlapping surface. The metal foil is formed using a metal material that blocks light, such as aluminum. The resin layer is formed using a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, ionomer, or ethylene-methacrylate copolymer resin. Further, in the sheet of the present embodiment, a resin layer is provided on the inner surface of the metal foil, and a protective layer is provided on the outer surface. The protective layer is formed using, for example, a polyester resin such as polyethylene terephthalate or a nylon resin. The
図２および図４に示すように、外装体２１は、シートの間に電極体１１を収納した収納部２３を有する。
収納部２３は、シートの重ね合わせ方向から見て矩形状に形成され、電極体１１の基端辺１１ｂがシートの折り目２１ｃに略一致するように配置されている。収納部２３は、シートの重ね合わせ方向における第１側に形成されている。
具体的には、収納部２３は、第１シート部２１ａが第２シート部２１ｂから離れるように、第１シート部２１ａをプレス加工して形成されている。さらに、収納部２３は、電極端子１３が引き出される第１辺２３ａと、第１辺２３ａと交差する第２辺２３ｂと、を有する。なお、収納部２３の第１辺２３ａは電極体１１の先端辺１１ａに沿って形成され、収納部２３の第２辺２３ｂは電極体１１の側辺１１ｃに沿って形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
The
Specifically, the
図４に示すように、外装体２１は、収納部２３の周囲においてシートを重ね合わせた周縁部２９を有する。
周縁部２９は、第１辺２３ａを含む第１直線２５ａを挟んで収納部２３の反対側に形成された第１周縁部２９ａと、第２辺２３ｂを含む第２直線２５ｂを挟んで収納部２３の反対側に形成された第２周縁部２９ｂと、を備える。第２周縁部２９ｂは、第２直線２５ｂと一致して、または第２直線２５ｂに近接して第２直線２５ｂの外周側に設けられた折り返し線２７が設定されている。本実施形態では、図１および図３に示すように、第２周縁部２９ｂは、図４に示す折り返し線２７において、シートの重ね合わせ方向における収納部２３とは反対の第２側に折り返されている。このように第２周縁部２９ｂを折り返すことで、シートの重ね合わせ方向から見た外装体２１の面積を小さくすることができる。
As shown in FIG. 4, the
The
図４に示すように、周縁部２９は、収納部２３の周囲を密封するようにシートが熱融着された熱融着部３１を有する。
熱融着部３１は、周縁部２９の外周に沿って形成され、第１周縁部２９ａにおいて、第１直線２５ａとほぼ平行に形成された第１熱融着部３１ａと、一対の第２周縁部２９ｂにおいて、第２直線２５ｂとほぼ平行に形成された一対の第２熱融着部３１ｂと、を有する。第１熱融着部３１ａは、電極端子１３と交差する方向に、第１直線２５ａとほぼ平行に延び、第２周縁部２９ｂの折り返し線２７を跨ぐように連続形成されている。また、第２熱融着部３１ｂは、第１熱融着部３１ａの端部に連続して、第２直線２５ｂとほぼ平行に形成されている。
熱融着部３１は、重ね合わせたシートの樹脂層同士を融点程度まで加熱することで形成される。熱融着には、一対の第２熱融着部３１ｂのうち一方と第１熱融着部３１ａとを同時に加熱プレスするＬ字状のヒーターを使用する。本実施形態では、まず、外装体２１を平板状のステージ部材に載置し、ステージ部材と所定の温度に加熱したヒーターとで外装体２１の周縁部２９を挟み込んで熱融着する。こうすることで、第１熱融着部３１ａおよび第２熱融着部３１ｂの一部を形成し、熱融着した一方の第２周縁部２９ｂの対辺に位置する他方の第２周縁部２９ｂを開口とする袋状の外装体２１を形成する。そして、この開口からシートの内側に電解液を注入した後に、熱融着していない他方の第２周縁部２９ｂを熱融着することで第２熱融着部３１ｂを形成する。このようにして、第１熱融着部３１ａおよび第２熱融着部３１ｂを含む熱融着部３１を形成する。なお、樹脂層が例えばポリプロピレンで形成された場合、ポリプロピレンの融点は一般に１２０度から１４０度であるため、ヒーターの温度は１５０度程度であることが望ましい。
As shown in FIG. 4, the
The
The
図１および図２に示すように、熱融着部３１は、周縁部２９の折り返しにより熱融着部３１が折り畳まれた折畳部３３を有する。
折畳部３３は、前述した第２周縁部２９ｂの折り返しにより、その折り返し線２７を跨ぐ第１熱融着部３１ａが折り畳まれて形成されている。なお、熱融着部３１は、熱融着後に常温に戻る際の熱履歴に応じて、熱融着前よりも結晶化度が高くなっている。そのため、熱融着部３１が折り畳まれると、樹脂層の白化による微小なクラックが生じやすくなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
図１および図２に示すように、折畳部３３は、シートの再熱融着に伴ってシートの外表面に形成された凹部３５を有する。
凹部３５は、再熱融着時に折畳部３３をその厚さ方向に樹脂層の融点以上の温度で加熱プレスすることで形成される。この加熱プレスは、折畳部３３のみを局所的に加熱する形状を有するヒーターを用いて行われる。
図２に示すように、凹部３５の厚さは、折畳部３３の凹部３５以外の部分における厚さよりも薄くなっている。このように、折畳部３３を再度加熱することで、硬化した樹脂層に生じた白化による微小クラックを消失させることができる。
また、図１および図２に示すように、凹部３５は、第１熱融着部３１ａの折畳部３３と、折畳部３３の内側（電極体１１側）において第２周縁部２９ｂが折り返された部分とに跨るように形成されている。凹部３５を折畳部３３とその内側における第２周縁部２９ｂの折り返し部分とに跨るように形成することで、折畳部３３における樹脂層の白化部が外装体２１の内部に注入された電解液と接触することを防止できる。そのため、白化部に生じた微小なクラックをパスとして、電解液と金属箔が接触することを抑制できる。
なお、本実施形態では凹部３５は折畳部３３とその内側における第２周縁部２９ｂの折り返し部分とに跨って形成されたが、折畳部３３内だけに形成されてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the folding
The
As shown in FIG. 2, the thickness of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In the present embodiment, the
このように、本実施形態の非水電解質二次電池１０は、正極および負極を含む電極体１１と、シートを重ね合わせて形成され、電極体１１を収納する外装体２１と、を備える。また、外装体２１は、シートの間に電極体１１を収納した収納部２３と、収納部２３の周囲においてシートを重ね合わせた周縁部２９と、を有し、周縁部２９が、収納部２３の周囲を密封するようにシートが熱融着された熱融着部３１を有する。また、熱融着部３１は、周縁部２９の折り返しにより熱融着部３１が折り畳まれた折畳部３３を有し、折畳部３３が、シートの再熱融着に伴ってシートの外表面に形成された凹部３５を有する、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、折畳部３３は、シートの再熱融着に伴ってシートの外表面に形成された凹部３５を有する。折り曲げにより封止不良が生じた折畳部３３が再熱融着され、封止不良が解消される。これにより、封止不良部をパスとする外部からの水分の侵入や、電解液の漏れなどを抑制できる。したがって、耐久性の高い非水電解質二次電池を得ることができる。
As described above, the nonaqueous electrolyte
According to this embodiment, the
また、本実施形態の非水電解質二次電池１０は、シートが金属箔と、重ね合わせ面に設けられた樹脂層と、を有する、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、熱融着により硬化した樹脂層において、折り曲げにより生じた白化部が再熱融着により再融解するため、白化部の微小なクラックが解消される。そのため、樹脂層の微小なクラックをパスとする外部からの水分の侵入や、電解液の漏れなどを抑制できる。また、樹脂層の微小なクラックをパスとして金属箔が電解液と接触することにより生じる合金化反応などを抑制できる。したがって、耐久性の高い非水電解質二次電池を得ることができる。
Moreover, the nonaqueous electrolyte
According to this embodiment, in the resin layer cured by heat fusion, the whitened portion generated by bending is remelted by reheat fusion, so that minute cracks in the whitened portion are eliminated. For this reason, it is possible to suppress entry of moisture from the outside through a minute crack in the resin layer or leakage of the electrolyte. Moreover, the alloying reaction etc. which arise when a metal foil contacts electrolyte solution by using the micro crack of a resin layer as a path | pass can be suppressed. Therefore, a highly durable nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained.
さらに、本実施形態の非水電解質二次電池１０は、凹部３５が、折畳部３３と、折畳部３３の電極体１１側において周縁部２９が折り返された部分とに跨って形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、折畳部３３における樹脂層の白化部が外装体２１の内部に注入された電解液と接触することを防止できる。そのため、白化部に生じた微小なクラックをパスとして、電解液と金属箔が接触することを抑制できる。したがって、耐久性がより高い非水電解質二次電池を得ることができる。
Further, in the nonaqueous electrolyte
According to the present embodiment, it is possible to prevent the whitened portion of the resin layer in the
そして、本実施形態の非水電解質二次電池１０は、電極体１１が、収納部２３から外装体２１の外部に引き出された電極端子１３を有し、収納部２３が、シートの重ね合わせ方向から見て矩形状に形成され、電極端子１３が引き出される第１辺２３ａと、第１辺２３ａと交差する第２辺２３ｂと、を有し、周縁部２９が、第１辺２３ａを含む第１直線２５ａを挟んで収納部２３の反対側に形成された第１周縁部２９ａと、第２辺２３ｂを含む第２直線２５ｂを挟んで収納部２３の反対側に形成された第２周縁部２９ｂと、を備え、熱融着部３１が、第１周縁部２９ａにおいて第１直線２５ａに沿って形成された第１熱融着部３１ａを備え、収納部が、シートの重ね合わせ方向における第１側に形成され、第２周縁部２９ｂが、シートの重ね合わせ方向における収納部２３とは反対の第２側に折り返され、折畳部３３が、第２周縁部２９ｂの折り返しにより第１熱融着部３１ａが折り畳まれて形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、第２周縁部２９ｂは、シートの重ね合わせ方向における収納部２３とは反対の第２側に折り返されているため、シートの重ね合わせ方向から見た外装体２１の面積を小さくすることができ、非水電解質二次電池１０の面積効率を向上させることができる。また、面積効率を低下させることなく第２周縁部２９ｂを一定の範囲内で広面積化できる。そのため、第２周縁部２９ｂにおける第２熱融着部３１ｂも広面積化することができ、熱融着部３１をパスとする外部からの水分の侵入をより確実に防止することができる。したがって、耐久性がより高く、面積効率の優れた非水電解質二次電池が得られる。
And in the nonaqueous electrolyte
According to the present embodiment, since the second
（第２実施形態）
次に第２実施形態の電気化学セルについて説明する。
図５は、第２実施形態の電気化学セルの斜視図であり、図６は平面図、図７は側面図、図８は背面図である。図９は折り返された電極端子を平面的に展開して示す平面図、図１０は折り返された電極端子および折り曲げられた周縁部を平面的に展開して示す平面図である。本実施形態では、第１実施形態と同様に電気化学セルとして、非水電解質二次電池５０を例に挙げて説明する。図１〜４に示す第１実施形態では、第２周縁部２９ｂがシートの重ね合わせ方向における収納部２３とは反対側に折り返されているが、図５〜１０に示す第２実施形態では、第２周縁部２９ｂがシートの重ね合わせ方向における収納部２３側に折り曲げられている点で異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the electrochemical cell of 2nd Embodiment is demonstrated.
FIG. 5 is a perspective view of the electrochemical cell of the second embodiment, FIG. 6 is a plan view, FIG. 7 is a side view, and FIG. 8 is a rear view. FIG. 9 is a plan view showing the folded electrode terminal in a flat development, and FIG. 10 is a plan view showing the folded electrode terminal and the bent peripheral edge in a flat development. In the present embodiment, a nonaqueous electrolyte
図５および図８に示すように、第２周縁部２９ｂは、シートの重ね合わせ方向における収納部２３が形成された第１側に折り曲げられている。
図１０に示す第２周縁部２９ｂを平面的に展開した時の、第２周縁部２９ｂにおける第１折り曲げ線２７ａから外周までの距離は、収納部２３の厚さと略一致する。こうすることで、図７および図８に示すように、外装体２１の厚み方向における外形寸法を増加させることなく、シートの重ね合わせ方向から見た外装体２１の面積を小さくすることができる。
As shown in FIGS. 5 and 8, the second
The distance from the
また、図１０に示すように、第１周縁部２９ａと第２周縁部２９ｂとの角部２９ｃは、図９に示すように、シートの重ね合わせ方向において第１周縁部２９ａと重なるように、第１側に折り返されている。
角部２９ｃは、シートの重ね合わせ方向から見て第１周縁部２９ａにおける外周より収納部２３側に重なるように、図１０に示す第２折り曲げ線２７ｂにおいて折り返される。こうすることで、第１周縁部２９ａにおける外周と角部２９ｃが重なるように折り返す場合と比べて第２周縁部２９ｂの捻じれによる負荷を低減させ、破損を防止することができる。
Further, as shown in FIG. 10, the
The
さらに、図９に示すように、折畳部３３は、角部２９ｃの折り返しにより第１熱融着部３１ａが折り畳まれて形成されている。
折畳部３３は、角部２９ｃの折り返しにより、第２折り曲げ線２７ｂにおいて第１熱融着部３１ａが折り畳まれることで、第２折り曲げ線２７ｂと第１熱融着部３１ａとの交差部に形成されている。この折畳部３３に対して、第１実施形態と同様に加熱プレスを行い、凹部３５を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the
The
このように、本実施形態の非水電解質二次電池５０は、第２周縁部２９ｂが、シートの重ね合わせ方向における収納部２３が形成された第１側に折り曲げられ、第１周縁部２９ａと第２周縁部２９ｂとの角部２９ｃが、重ね合わせ方向において第１周縁部２９ａと重なるように、第１側に折り返され、折畳部３３が、角部２９ｃの折り返しにより第１熱融着部３１ａが折り畳まれて形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、第２周縁部２９ｂは、シートの重ね合わせ方向における収納部２３側の第１側に折り曲げられているため、非水電解質二次電池５０の面積効率を向上させることができる。したがって、耐久性が高く、面積効率の優れた非水電解質二次電池を得ることができる。
As described above, in the nonaqueous electrolyte
According to the present embodiment, since the second
また、図９に示すように、電極端子１３は、電極体１１の保護回路が形成された保護回路基板１５に接続されている。
保護回路基板１５は、シートの重ね合わせ方向から見て矩形の形状を有する。その長辺の長さは、収納部２３の第１辺２３ａとほぼ同等かそれ以下で、短辺の長さは、収納部２３の第１辺２３ａから第１周縁部２９ａの外周までの距離よりも短い。また、保護回路基板１５の厚さは、収納部２３の厚さより薄くなっている。この保護回路基板１５の長辺方向と収納部２３の第１辺２３ａとが略平行となるように、保護回路基板１５に１対の電極端子１３が接続される。
保護回路基板１５には、充放電を制御し、過充電や過放電を防止するための充放電安全回路や、外部接続端子と非水電解質二次電池５０とを導通させるための配線回路などが搭載されている。
Moreover, as shown in FIG. 9, the
The
The
そして、図６および図７に示すように、電極端子１３が収納部２３に向かって折り返されることにより、保護回路基板１５は重ね合わせ方向から見て第１周縁部２９ａと重なるように配置されている。
電極端子１３は、収納部２３に向かって第１側へ折り返されている。このとき、保護回路基板１５は、シートの重ね合わせ方向から見て第１周縁部２９ａと重なるように配置される。このように、収納部２３および第１周縁部２９ａに制限された空間に保護回路基板１５を配置するため、非水電解質二次電池５０の面積効率および体積効率を向上させることができる。また、前述したように、角部２９ｃが第１周縁部２９ａと重なるように折り曲げられることで、第２周縁部２９ｂには弛み部２９ｄが形成されている。この弛み部２９ｄが、保護回路基板１５と収納部２３との間に、電極端子１３の引き出し方向から見て収納部２３と重なるように設けられているため、保護回路基板１５が収納部２３に直接接触することを防止できる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
The
このように、本実施形態の非水電解質二次電池５０は、電極端子１３は、電極体１１の保護回路が形成された保護回路基板１５に接続され、電極端子１３が収納部２３に向かって折り返されることにより、保護回路基板１５が重ね合わせ方向から見て第１周縁部２９ａと重なるように配置されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、保護回路基板１５はシートの重ね合わせ方向から見て第１周縁部２９ａと重なるように配置されている。収納部２３および第１周縁部２９ａに制限された空間に保護回路基板１５を配置するため、非水電解質二次電池５０の面積効率および体積効率を向上させることができる。また、前述したように、角部２９ｃが第１周縁部２９ａと重なるように折り曲げられることで、第２周縁部２９ｂには弛み部２９ｄが形成されている。この弛み部２９ｄが、保護回路基板１５と収納部２３との間に配置され、電極端子１３の引き出し方向から見て収納部２３と重なるように設けられているため、保護回路基板１５と収納部２３が接触して収納部２３を形成するシートに傷がつくことを防止できる。したがって、耐久性がより高く、面積効率および体積効率の優れた非水電解質二次電池が得られる。
Thus, in the nonaqueous electrolyte
According to the present embodiment, the
なお、この発明は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態においては、電気化学セルの一例として、非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、電気二重層キャパシタや一次電池であってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, in the above embodiment, a non-aqueous electrolyte secondary battery has been described as an example of an electrochemical cell, but an electric double layer capacitor or a primary battery may be used.
１０、５０…非水電解質二次電池（電気化学セル） １１…電極体 １３…電極端子 １５…保護回路基板 ２１…外装体 ２１ａ…第１シート部（シート） ２１ｂ…第２シート部（シート） ２３…収納部 ２３ａ…第１辺 ２３ｂ…第２辺 ２５ａ…第１直線 ２５ｂ…第２直線 ２９…周縁部 ２９ａ…第１周縁部 ２９ｂ…第２周縁部 ２９ｃ…角部 ３１…熱融着部 ３１ａ…第１熱融着部 ３３…折畳部 ３５…凹部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
シートを重ね合わせて形成され、前記電極体を収納する外装体と、を備え、
前記外装体は、
前記シートの間に前記電極体を収納した収納部と、
前記収納部の周囲において前記シートを重ね合わせた周縁部と、
を有し、
前記周縁部は、前記収納部の周囲を密封するように前記シートが熱融着された熱融着部を有し、
前記熱融着部は、前記周縁部の折り返しにより前記熱融着部が折り畳まれた折畳部を有し、
前記折畳部は、前記シートの再熱融着に伴って前記シートの外表面に形成された凹部を有する、
ことを特徴とする電気化学セル。 An electrode body including a positive electrode and a negative electrode;
Formed by overlapping sheets, and an exterior body that houses the electrode body,
The exterior body is
A storage section storing the electrode body between the sheets;
A peripheral portion where the sheets are superimposed around the storage portion;
Have
The peripheral portion has a heat fusion part in which the sheet is heat-sealed so as to seal the periphery of the storage part,
The thermal fusion part has a folded part in which the thermal fusion part is folded by folding the peripheral edge part,
The folding part has a recess formed on the outer surface of the sheet with reheat fusion of the sheet,
An electrochemical cell characterized by that.
前記シートは、
金属箔と、
重ね合わせ面に設けられた樹脂層と、
を有することを特徴とする電気化学セル。 The electrochemical cell according to claim 1.
The sheet is
Metal foil,
A resin layer provided on the overlapping surface;
An electrochemical cell comprising:
前記凹部は、前記折畳部と、前記折畳部の前記電極体側において前記周縁部が折り返された部分とに跨って形成されている、
ことを特徴とする電気化学セル。 The electrochemical cell according to claim 1 or 2,
The concave portion is formed across the folded portion and a portion where the peripheral edge portion is folded back on the electrode body side of the folded portion.
An electrochemical cell characterized by that.
前記電極体は、前記収納部から前記外装体の外部に引き出された電極端子を有し、
前記収納部は、前記シートの重ね合わせ方向から見て矩形状に形成され、前記電極端子が引き出される第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺と、を有し、
前記周縁部は、前記第１辺を含む第１直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第１周縁部と、前記第２辺を含む第２直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第２周縁部と、を備え、
前記熱融着部は、前記第１周縁部において前記第１直線に沿って形成された第１熱融着部を備え、
前記収納部は、前記シートの前記重ね合わせ方向における第１側に形成され、
前記第２周縁部は、前記重ね合わせ方向における前記収納部とは反対の第２側に折り返され、
前記折畳部は、前記第２周縁部の折り返しにより前記第１熱融着部が折り畳まれて形成されている、
ことを特徴とする電気化学セル。 The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3,
The electrode body has an electrode terminal drawn out of the exterior body from the storage portion,
The storage portion is formed in a rectangular shape as viewed from the stacking direction of the sheets, and has a first side from which the electrode terminal is drawn out, and a second side intersecting the first side,
The peripheral part is opposite to the storage part with a first peripheral part formed on the opposite side of the storage part across the first straight line including the first side and a second straight line including the second side. A second peripheral edge formed on the side,
The thermal fusion part includes a first thermal fusion part formed along the first straight line at the first peripheral edge part,
The storage portion is formed on the first side of the sheet in the overlapping direction,
The second peripheral edge portion is folded back to the second side opposite to the storage portion in the overlapping direction,
The folding part is formed by folding the first thermal fusion part by folding the second peripheral edge part.
An electrochemical cell characterized by that.
前記電極体は、前記収納部から前記外装体の外部に引き出された電極端子を有し、
前記収納部は、前記シートの重ね合わせ方向から見て矩形状に形成され、前記電極端子が引き出される第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺と、を有し、
前記周縁部は、前記第１辺を含む第１直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第１周縁部と、前記第２辺を含む第２直線を挟んで前記収納部の反対側に形成された第２周縁部と、を備え、
前記熱融着部は、前記第１周縁部において前記第１直線に沿って形成された第１熱融着部を備え、
前記収納部は、前記シートの前記重ね合わせ方向における第１側に形成され、
前記第２周縁部は、前記第１側に折り曲げられ、
前記第１周縁部と前記第２周縁部との角部は、前記重ね合わせ方向において前記第１周縁部と重なるように、前記第１側に折り返され、
前記折畳部は、前記角部の折り返しにより前記第１熱融着部が折り畳まれて形成されている、
ことを特徴とする電気化学セル。 The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3,
The electrode body has an electrode terminal drawn out of the exterior body from the storage portion,
The storage portion is formed in a rectangular shape as viewed from the stacking direction of the sheets, and has a first side from which the electrode terminal is drawn out, and a second side intersecting the first side,
The peripheral part is opposite to the storage part with a first peripheral part formed on the opposite side of the storage part across the first straight line including the first side and a second straight line including the second side. A second peripheral edge formed on the side,
The thermal fusion part includes a first thermal fusion part formed along the first straight line at the first peripheral edge part,
The storage portion is formed on the first side of the sheet in the overlapping direction,
The second peripheral edge is bent to the first side;
Corners of the first peripheral edge and the second peripheral edge are folded back to the first side so as to overlap the first peripheral edge in the overlapping direction,
The folding part is formed by folding the first heat fusion part by folding the corner part.
An electrochemical cell characterized by that.
前記電極端子は、前記電極体の保護回路が形成された保護回路基板に接続され、
前記電極端子が前記収納部に向かって折り返されることにより、前記保護回路基板は前記重ね合わせ方向から見て前記第１周縁部と重なるように配置されている、
ことを特徴とする電気化学セル。 The electrochemical cell according to claim 5, wherein
The electrode terminal is connected to a protection circuit board on which a protection circuit for the electrode body is formed,
When the electrode terminal is folded back toward the housing portion, the protection circuit board is disposed so as to overlap the first peripheral edge portion when viewed from the overlapping direction.
An electrochemical cell characterized by that.
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- 2014-03-03 JP JP2014040132A patent/JP2015165460A/en active Pending
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