JP2017010856A - ラミネート形電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】電極体をラミネートフィルム外装体で覆うラミネート形電池において、機器との接続部分のコンパクト化を図るとともに、該接続部分の耐振動性を向上するような構成を実現する。【解決手段】ラミネート形電池(1)は、正極(11)及び負極(12)を含む電極体(10)と、電極体(10)を覆った状態で外周側が溶着されるシート状のラミネートフィルム外装体(20)と、一端側が電極体(10)に接続され、他端側がラミネートフィルム外装体(20)から外方に延出する正極接続端子(41)及び負極接続端子(42)とを備える。正極接続端子(41)及び負極接続端子(42)は、それぞれ、ラミネートフィルム外装体(20)から外方に延出する部分に、ラミネートフィルム外装体(20)の平面視で、ラミネートフィルム外装体(20)と重なる位置で折り返すように形成された第2折曲部(41d,42b)を有する。【選択図】図4

Description

本発明は、電極体をラミネートフィルム外装体で覆ったラミネート形電池に関する。
従来より、電極体をラミネートフィルム外装体で覆ったラミネート形電池が知られている。このようなラミネート形電池では、一方の端部が電極体に電気的に接続された接続端子の他方の端部がラミネートフィルム外装体から外方に突出している。
上述のようなラミネート形電池では、例えば特許文献1に開示されるように、電極体の正極に電気的に接続された正極端子リード及び負極に電気的に接続された負極端子リードが、それぞれ、ラミネートフィルム外装体から外方に引き出されている。また、これらの正極端子リード及び負極端子リードは、ラミネート形電池から同一方向に向かって伸びている。
一方、近年のウェアラブル端末の普及とともに、ウェアラブル端末等の小型の機器に搭載可能なように、上述のような構成を有するラミネート形電池の小型化が要求されている。そのため、電極体を小型化するとともに、前記特許文献1に開示されているように電極体を覆うラミネートフィルム外装体を小さくすることにより、ラミネート形電池の小型化を図る構成が知られている。
特開2006−261128号公報
ところで、ウェアラブル端末等の小型の機器内でラミネート形電池をできるだけコンパクトに配置するためには、ラミネート形電池自体の小型化だけではなく、該ラミネート形電池の電極体と機器とを電気的に接続した状態で、できるだけコンパクトな構成にすることが望ましい。
また、ウェアラブル端末等のような小型の機器は、使用者が身につける機会が多いため、使用時に機器に振動が伝わることが多い。したがって、振動によって、機器とラミネート形電池との接続部分に力が加わって、該接続部分が損傷を受ける場合がある。
本発明の目的は、電極体をラミネートフィルム外装体で覆うラミネート形電池において、機器との接続部分のコンパクト化を図るとともに、該接続部分の耐振動性を向上するような構成を実現することにある。
本発明の一実施形態に係るラミネート形電池は、正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を覆った状態で外周側が溶着されるシート状のラミネートフィルム外装体と、一端側が前記電極体に接続され、他端側が前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する正極接続端子及び負極接続端子とを備える。前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、それぞれ、前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する部分に、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、前記ラミネートフィルム外装体と重なる位置で折り返すように形成された折曲部を有する(第1の構成)。
上述の構成により、電極体に電気的に接続される正極接続端子及び負極接続端子の長さを短くしつつ、ラミネート形電池または機器に振動が加わった場合でも、正極接続端子及び負極接続端子のそれぞれの折曲部で振動を吸収することができる。
すなわち、正極接続端子及び負極接続端子に、それぞれ、ラミネートフィルム外装体の平面視で、該ラミネートフィルム外装体と重なる位置で折り返すように折曲された折曲部を設けることにより、前記ラミネートフィルム外装体から突出する正極接続端子及び負極接続端子の長さを短くすることができる。これにより、ラミネート形電池と機器との接続構造をコンパクトな構成にすることができる。
しかも、前記折曲部を設けることによって、機器またはラミネート形電池に振動が加わった場合でも、前記折曲部で変位を吸収することができる。これにより、ラミネート形電池と機器との接続部分における耐振動性を向上することができる。
前記第1の構成において、前記ラミネートフィルム外装体は、前記正極接続端子及び前記負極接続端子における前記電極体との接続側を覆う接続被覆部を有する。前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、それぞれの折曲部が、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で前記接続被覆部と重なるように位置付けられている(第2の構成)。
ラミネート形電池では、ラミネートフィルム外装体によって正極接続端子及び負極接続端子における電極体との接続側が覆われた部分(接続被覆部)は、ラミネートフィルム外装体によって電極体が覆われた部分に比べて、厚みが小さい。したがって、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で接続被覆部に重なるように、正極接続端子及び負極接続端子の折曲部を位置付けることにより、ラミネート形電池を厚み方向に大きくすることなくコンパクトな構成にすることができる。
前記第1または第2の構成において、前記正極接続端子及び前記負極接続端子と前記ラミネートフィルム外装体との間には、それぞれ、一部が前記ラミネートフィルム外装体の外方に延出するように樹脂部材が挟み込まれている。前記樹脂部材は、前記正極接続端子及び前記負極接続端子とともに、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で前記ラミネートフィルム外装体と重なるように折り曲げられている(第3の構成)。
このように、正極接続端子及び負極接続端子だけでなく、それらの接続端子とラミネートフィルム外装体との間に位置する樹脂部材も折り曲げることにより、ラミネート形電池をよりコンパクトな構成にすることができる。
前記第1から第3の構成のうちいずれか一つの構成において、前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、それぞれ、前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する部分の基端部から、前記折曲部までの長さが同等である(第4の構成)。
これにより、正極接続端子及び負極接続端子を同程度にコンパクトな構成にすることができる。したがって、ラミネート形電池全体のコンパクト化を図れる。
さらに、正極接続端子及び負極接続端子のそれぞれの折曲部をラミネートフィルム外装体に対して固定する場合に、それらの折曲部を揃えて固定することが可能になる。したがって、複数の接続端子の折曲部を固定する作業が容易になる。
前記第1から第4の構成のうちいずれか一つの構成において、前記ラミネートフィルム外装体は、前記電極体に対し、前記正極接続端子及び前記負極接続端子の長手方向と交差する方向に突出する突出部が形成されるとともに前記電極体の厚み方向の一側に平面部が形成されるように、前記電極体を覆っている。前記突出部は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、前記平面部と重なるように折り曲げられている(第5の構成)。
これにより、ラミネートフィルム外装体の突出部を折り曲げて、ラミネート形電池をよりコンパクトにすることができる。しかも、ラミネートフィルム外装体の突出部は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、平面部と重なるように折り曲げられるため、突出部の突出幅が大きい場合でも、ラミネート形電池のコンパクト化を実現できる。
前記第1から第5の構成のうちいずれか一つの構成において、前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、並んで配置されている。前記正極接続端子の折曲部と前記負極接続端子の折曲部との間に、絶縁部材が配置されている(第6の構成)。
これにより、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、前記ラミネートフィルム外装体と重なる位置で折り返すように折曲された折曲部を有する正極接続端子及び負極接続端子において、接続端子同士の間で短絡が生じるのを防止できる。すなわち、正極接続端子及び負極接続端子がラミネートフィルム外装体の平面視で並んで配置されている構成では、正極接続端子及び負極接続端子の折曲部で互いに近づく可能性がある。これに対し、上述の構成のように、正極接続端子の折曲部と負極接続端子の折曲部との間に絶縁部材を配置することにより、両者の間で短絡が生じるのを防止できる。
前記第6の構成において、前記絶縁部材は、絶縁材料からなるテープである。前記絶縁部材は、前記正極接続端子及び前記負極接続端子の一方の折曲部と前記ラミネートフィルム外装体との間の位置から、前記正極接続端子及び前記負極接続端子の他方の折曲部を覆う位置まで延びるように配置されている(第7の構成)。
これにより、正極接続端子の折曲部と負極接続端子の折曲部との間に絶縁部材を容易に配置することができる。すなわち、上述の構成により、絶縁材料からなるテープである絶縁部材に対し、正極接続端子及び負極接続端子の一方の折曲部は厚み方向の一側に位置し、正極接続端子及び負極接続端子の他方の折曲部は厚み方向の他側に位置する。よって、絶縁部材によって、正極接続端子及び負極接続端子の一方の折曲部と正極接続端子及び負極接続端子の他方の折曲部とが絶縁される。
前記第1から第7の構成のうちいずれか一つの構成において、前記正極接続端子は、一端側が前記正極に電気的に接続され、他端側が前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する第1接続端子と、該第1接続端子の他端側の先端部に電気的に接続された第2接続端子とを有する。前記第1接続端子の他端側は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、該ラミネートフィルム外装体と重なるように該ラミネートフィルム外装体の内方に向かって折り曲げられている。前記第2接続端子は、前記他端側の先端部に、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、該ラミネートフィルム外装体の外方に向かって突出するように、接続されている。前記正極接続端子の前記折曲部は、前記第1接続端子と前記第2接続端子との接続部分によって構成されている(第8の構成)。
本発明の一実施形態に係るラミネート形電池によれば、電極体に一端側で電気的に接続された正極接続端子及び負極接続端子は、それぞれ、ラミネートフィルム外装体から外方に延出する部分に、ラミネートフィルム外装体の平面視で、ラミネートフィルム外装体と重なる位置で折り返すように折曲された折曲部を有する。これにより、機器との接続部分のコンパクト化を図るとともに、該接続部分の耐振動性を向上できる。
図1は、実施形態に係るラミネート形電池の概略構成を示す斜視図である。 図2は、図1におけるII−II線断面図である。 図3は、図1におけるIII−III線断面図である。 図4は、ラミネート形電池において、絶縁テープを剥がした状態を示す図である。 図5は、絶縁テープの巻き初めの状態を示す図である。 図6は、ラミネート形電池の製造方法を説明するための図である。 図7は、ラミネート形電池の製造方法を説明するための図である。 図8は、ラミネート形電池の製造方法を説明するための図である。 図9は、ラミネート形電池の製造方法を説明するための図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
(全体構成)
図1は、本発明の一実施形態であるラミネート形電池1の外観を示す図である。図2は、ラミネート形電池1の概略構成を示す断面図である。このラミネート形電池1は、発電体として機能する電極体10がラミネートフィルム外装体20によって覆われた平面視で矩形状の二次電池である。ラミネート形電池1は、例えばウェアラブル機器の電池として用いられる。
図1及び図2に示すように、ラミネート形電池1は、電極体10と、電極体10を覆うラミネートフィルム外装体20とを備える。また、ラミネート形電池1は、電極体10の正極11及び負極12にそれぞれ接続される正極接続端子41及び負極接続端子42(接続端子)を備える。さらに、ラミネート形電池1は、正極接続端子41及び負極接続端子42の一部を覆う絶縁テープ50(絶縁部材)を備える。なお、ラミネート形電池1の内部には、非水電解液も封入されている。
ラミネートフィルム外装体20は、アルミニウム製の金属箔の一面側がナイロンで覆われ、且つ、他面側がポリプロピレンで覆われた材料からなる。すなわち、ラミネートフィルム外装体20は、アルミニウムをナイロン及びポリプロピレンでラミネートした材料からなる。これにより、ラミネートフィルム外装体20は、ラミネートフィルム外装体20同士を重ね合わせた状態で加熱しながら圧力を加えることによって、溶着される。なお、金属箔は、アルミニウムに限らず、ステンレス等の他の金属材料によって形成されていてもよい。
また、ラミネートフィルム外装体20は、略長方形状に形成されている。一対のラミネートフィルム外装体20によって電極体10を挟んだ状態で、該ラミネートフィルム外装体20の外周側同士を溶着することにより、図1及び図2に示すような膨出部1a及びシール部1bが形成される。すなわち、ラミネートフィルム外装体20が電極体10を覆うことにより膨出部1aが形成され、該膨出部1aの周囲でラミネートフィルム外装体20同士を接着することにより該膨出部1aを囲むようにシール部1bが形成される。
図1に示すように、本実施形態では、電極体10は、直方体状に形成されている。そのため、膨出部1aは、ラミネートフィルム外装体20の平面視(以下、単に平面視ともいう)で、長方形状に形成される。シール部1bは、平面視で、ラミネート形電池1が長方形状になるように、膨出部1aの周りに形成されている。
また、一対のラミネートフィルム外装体20は、図2に示すように、ラミネート形電池1が、電極体10の厚み方向の一方側に平面部1cを有するとともに、電極体10の厚み方向の他方側に上述の膨出部1aを有するように、電極体10を挟んだ状態でラミネートフィルム外装体20の外周側同士が溶着されている。すなわち、一対のラミネートフィルム外装体20のうち、一方のラミネートフィルム外装体20が電極体10の外形に沿うように配置される。
シール部1bのうち、ラミネート形電池1の長手方向の端部側に位置する部分では、正極接続端子41及び負極接続端子42は、一対のラミネートフィルム外装体20に挟み込まれた状態で、ラミネートフィルム外装体20同士が溶着されることにより固定されている。このようにラミネートフィルム外装体20が溶着されることによって正極接続端子41及び負極接続端子42が固定されている部分、すなわち、正極接続端子41及び負極接続端子42における電極体10の接続側がラミネートフィルム外装体20によって覆われている部分を、以下の説明ではタブシール部1d(接続被覆部)という。
シール部1bのうち、ラミネート形電池1の短手方向の両端部に位置する部分は、膨出部1aから突出した突出部である。これらの突出部は、それぞれ、後述する正極接続端子41及び負極接続端子42の長手方向と交差する方向に突出している。また、これらの突出部は、それぞれ、平面視でラミネート形電池1の平面部1cに重なるように、ラミネートフィルム外装体20の中央側に折り曲げられている。すなわち、シール部1bの突出部は、平面視で平面部1cと重なるように、折り返し部1eが形成されている。
このように、シール部1bのうち、ラミネート形電池1の短手方向の両端部に位置する部分にそれぞれ折り返し部1eを形成することにより、ラミネート形電池1を小型化することができる。しかも、折り返し部1eをラミネート形電池1の平面部1cと重なるように形成することにより、ラミネート形電池1を厚み方向により確実にコンパクトにすることができる。
すなわち、ラミネート形電池1の短手方向の両端部に位置するシール部1bを膨出部1a側に向かって折り曲げた場合、該シール部1bの膨出部1aに対する突出長さによっては、該シール部1bの端部がラミネート形電池1の厚み方向に突出する可能性がある。これに対し、上述のように、折り返し部1eを平面視でラミネート形電池1の平面部1cと重なるように形成することにより、折り返し部1eを平面部1c上に折り重ねることができる。よって、ラミネート形電池1を、平面視で短手方向にコンパクトにしつつ、厚み方向にもコンパクトにすることができる。
なお、本実施形態では、一対のラミネートフィルム外装体20の外周側同士を溶着しているが、この限りではなく、1枚のラミネートフィルム外装体を、電極体10を挟み込むように折り返して溶着してもよい。ラミネートフィルム外装体を折り返す方向については、電極体10に対する正極接続端子41及び負極接続端子42の延伸方向であってもよいし、幅方向であってもよい。
電極体10は、図2に示すように、それぞれシート状に形成された正極11及び負極12を、両者の間にシート状のセパレータ13が位置するように重ね合わせることにより形成された積層体である。なお、本実施形態では、電極体10は、シート状の正極11、負極12及びセパレータ13が積層された積層体であるが、この限りではなく、正極11、負極12及びセパレータ13を重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶすことにより扁平状に形成された巻回体であってもよい。
なお、図2には、電極体10の一例として、正極11及び負極12が合わせて5層積層された積層体が図示されているが、この限りではなく、電極体10は4層以下の積層体であってもよいし、6層以上の積層体であってもよい。
正極11は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面または片面に設けたものである。詳しくは、正極11は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、LiCoOなどのリチウムコバルト酸化物やLiMnなどのリチウムマンガン酸化物、LiNiOなどのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、1種類の物質のみを用いてもよいし、2種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質に限られない。
負極12は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極12は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料(黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など)を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質に限られない。
また、電極体10の正極11には、正極活物質層が形成されておらず正極集電体が露出した集電体露出領域(図示省略)に正極接続端子41が接続されている。一方、負極12には、負極活物質層が形成されておらず負極集電体が露出した集電体露出領域(図示省略)に負極接続端子42が接続されている。正極接続端子41及び負極接続端子42は、それぞれ一部がラミネートフィルム外装体20の外側に位置している。これにより、他の接続部品を介して外部に接続端子を引き出す構成に比べて、インピーダンスを小さくすることができる。
正極接続端子41は、平面視で長方形状に形成されたアルミニウムの金属箔41a(第1接続端子)に、平面視で長方形状に形成されたニッケルの金属箔41b(第2接続端子)を溶接することによって構成されている。アルミニウムの金属箔41aの場合、機器の端子等に対して必要な強度を有するように溶接することが難しい。そのため、上述のように、アルミニウムの金属箔41aにニッケルの金属箔41bを溶接し、該ニッケルの金属箔41bを機器の端子等に溶接によって接続することにより、正極接続端子41と機器の端子との接続強度を確保することができる。
詳しくは、正極接続端子41は、図2に示すように、アルミニウムの金属箔41aにおける長手方向の一方の端部が正極11に接続されていて、アルミニウムの金属箔41aにおける長手方向の他方の端部がラミネートフィルム外装体20の外方に延出している。すなわち、正極接続端子41は、アルミニウムの金属箔41aが、ラミネートフィルム外装体20によって厚み方向に挟み込まれている。
アルミニウムの金属箔41aのうち、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出した部分は、平面視で該ラミネートフィルム外装体20のタブシール部1dに重なるように折り曲げられている。ニッケルの金属箔41bは、その長手方向の端部が、平面視でタブシール部1dと重なる部分に位置するアルミニウムの金属箔41aに対し、折り返すように溶接によって接続されている。
すなわち、正極接続端子41は、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出した部分に、平面視で、ラミネートフィルム外装体20の内方に向かって正極接続端子41が折り曲げられた第1折曲部41cを有する。また、正極接続端子41は、平面視でラミネートフィルム外装体20と重なる位置において、正極接続端子41の先端側がラミネートフィルム外装体20の外方に向かって延びるように折り返された第2折曲部41dとを有する。
なお、本実施形態では、第2折曲部41dは、正極接続端子41において、平面視でラミネートフィルム外装体20の内方に向かって延びるアルミニウムの金属箔41aに対し、ニッケルの金属箔41bを平面視でラミネートフィルム外装体20の外方に向かって延びるように配置した状態で2つの金属箔41a,41bを溶接することにより、実現されている。しかしながら、アルミニウムの金属箔41aまたはニッケルの金属箔41bのいずれかが折り曲げられることにより、第2折曲部41bが形成されていてもよい。
このように、正極接続端子41が第1折曲部41c及び第2折曲部41dを有することにより、図2に示すように、正極接続端子41は、その長手方向の断面で見て、Z字状に形成されている。
以上のように、正極接続端子41は、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出する部分の一部に、平面視で、ラミネートフィルム外装体20と重なる位置で折り返すように折曲部としての第2折曲部41dを設けることにより、正極接続端子41の長さを短くして、ラミネート形電池1と機器との接続部分をコンパクトな構成にすることができる。すなわち、正極接続端子41は、アルミニウムの金属箔41aとニッケルの金属箔41bとが溶接されているため、その溶接部分によって、ラミネート形電池1と機器との接続部分の長さが長くなる。これに対し、上述のような溶接部分を折曲部として、該折曲部を平面視でラミネートフィルム外装体20のタブシール部1dに重なるように配置することにより、ラミネート形電池1と機器との接続部分を、長さが短くコンパクトな構成にすることができる。
負極接続端子42は、一方向に延びる銅やニッケル等の金属箔によって構成されている。図3に示すように、負極接続端子42は一方の端部が負極12に接続されていて(図示省略)、他方の端部がラミネートフィルム外装体20の外方に延出している。すなわち、負極接続端子42も、正極接続端子41と同様、ラミネートフィルム外装体20によって挟み込まれている。
また、負極接続端子42は、正極接続端子41と同様、ラミネートフィルム外装体20の外方に延出している部分に、平面視で、ラミネートフィルム外装体20の内方に向かって負極接続端子42が折り曲げられた第1折曲部42aを有する。また、負極接続端子42は、平面視で、ラミネートフィルム外装体20と重なる位置で負極接続端子42の先端側がラミネートフィルム外装体20の外方に向かって延びるように負極接続端子42が折り曲げられた第2折曲部42bを有する。
このように、負極接続端子42が第1折曲部42a及び第2折曲部42bを有することにより、図3に示すように、負極接続端子42は、その長手方向の断面で見て、Z字状に折り曲げられている。
図4に、ラミネート形電池1において、絶縁テープ50を剥がした状態を示す。この図4に示すように、正極接続端子41だけでなく、負極接続端子42も、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出する部分の一部に、平面視で、ラミネートフィルム外装体20と重なる位置で折り返すように折曲された折曲部としての第2折曲部42bを有する。そのため、正極接続端子41及び負極接続端子42をコンパクトに配置することができ、ラミネート形電池1と機器との接続部分を、長さが短くコンパクトな構成にすることができる。
しかも、正極接続端子41及び負極接続端子42に上述のような第2折曲部41d,42bを設けることにより、ラミネート形電池1または機器に振動が加わった場合でも、第2折曲部41d,42bによって振動を吸収することができる。したがって、ラミネート形電池1または機器に加わる振動によって、正極接続端子41及び負極接続端子42が損傷を受けるのを防止できる。
正極接続端子41及び負極接続端子42は、それぞれ、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出する部分の基端部から、第2折曲部41d,42bまでの長さが同等である。これにより、正極接続端子41及び負極接続端子42を同程度にコンパクトな構成にすることができる。したがって、ラミネート形電池1全体のコンパクト化を図れる。
なお、図2及び図3に示すように、正極接続端子41及び負極接続端子42の表面上には、それぞれ、ラミネートフィルム外装体20によって挟み込まれる部分に、正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46(樹脂部材)が形成されている。すなわち、ラミネートフィルム外装体20と正極接続端子41との間に正極側樹脂部45が位置するとともに、ラミネートフィルム外装体20と負極接続端子42との間に負極側樹脂部46が位置する。
これにより、ラミネートフィルム外装体20と、該ラミネートフィルム外装体20によって挟み込まれた正極接続端子41及び負極接続端子42とのそれぞれの接着強度を向上することができるとともに、正極接続端子41及び負極接続端子42とラミネートフィルム外装体20とをより確実に電気的に絶縁することができる。
正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46は、それぞれ、例えばポリプロピレン(PP)などの樹脂材料からなる平面視で長方形状のシートによって構成されている。このシートを、正極接続端子41及び負極接続端子42に対してそれぞれ直交する方向に延び且つ正極接続端子41及び負極接続端子42をそれぞれ挟み込むように配置した状態で、正極接続端子41及び負極接続端子42の各表面上に被着させることにより、正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46がそれぞれ形成される。
本実施形態では、図1から図4に示すように、上述のように設けられた正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46も、それぞれ、正極接続端子41及び負極接続端子42とともに折り曲げられている。これにより、ラミネート形電池1をよりコンパクトな構成にすることができる。
図1から図3に示すように、ラミネート形電池1のタブシール部1dには、正極接続端子41及び負極接続端子42の第2折曲部41d,42bを覆うように、絶縁テープ50が巻かれている。絶縁テープ50は、正極接続端子41及び負極接続端子42の第2折曲部41d,42bをタブシール部1dに対して固定するように、ラミネート形電池1の短手方向に巻かれている。
図5に、絶縁テープ50のタブシール部1dに対する巻き始めの部分を示す。図5に示すように、絶縁テープ50は、タブシール部1dに対する巻き始め部分が、正極接続端子41の第2折曲部41dとラミネートフィルム外装体20との間に位置する。一方、絶縁テープ50は、負極接続端子42を覆うように配置される。これにより、正極接続端子41の第2折曲部41dは絶縁テープの表側(図5において上面側)に位置付けられる一方、負極接続端子42の第2折曲部42bは絶縁テープ50の裏側(図5において下面側)に位置付けられる。よって、正極接続端子41の第2折曲部41dと負極接続端子42の第2折曲部42bとは、タブシール部1d上において、絶縁テープ50によって電気的に絶縁される。
本実施形態のように、タブシール部1d上で正極接続端子41及び負極接続端子42を折り返すことにより、正極接続端子41及び負極接続端子42に第2折曲部41d,42bを設ける構成の場合、第2折曲部41d,42bの寸法精度によっては、正極接続端子41と負極接続端子42との距離が近くなり、短絡を生じる可能性がある。これに対し、上述のように正極接続端子41及び負極接続端子42に対して絶縁テープ50を配置することにより、該絶縁テープ50によって、正極接続端子41と負極接続端子42とを電気的に絶縁することができる。よって、正極接続端子41と負極接続端子42とが、第2折曲部41d,42bにおいて短絡を生じるのを防止できる。
なお、絶縁テープ50は、図5に示すようにタブシール部1dに対して巻かれた後、正極接続端子41の第2折曲部41dを覆うとともに、負極接続端子42の第2折曲部42bも再度、覆うように、タブシール部1dに対して巻かれる。これにより、正極接続端子41の第2折曲部41dが露出するのを防止できる。よって、正極接続端子41の第2折曲部41dが損傷を受けたり、機器の構成部品と接触して短絡を生じたりするのを防止できる。
(ラミネート形電池の製造方法)
次に、上述のような構成を有するラミネート形電池1の製造方法について、図6から図9を用いて説明する。図6は、ラミネートフィルム外装体20によって電極体10を覆うとともに正極接続端子41及び負極接続端子42をラミネートフィルム外装体20によって挟み込んだ状態で、ラミネートフィルム外装体20の外周側を溶着した状態を示す図である。図7は、負極接続端子42を平面視でタブシール部1dに重なるように折り曲げるとともに、シール部1bのうちラミネートフィルム外装体20の短手方向の両端部を折り返した状態を示す図である。図8は、タブシール部1dに対して絶縁テープ50によって負極接続端子42を固定した状態を示す図である。図9は、正極接続端子41のアルミニウムの金属箔41aを折り返して該金属箔41aにニッケルの金属箔41bを溶接によって接続した状態を示す図である。
まず、それぞれシート状に形成された正極11、負極12及びセパレータ13を重ね合わせて、電極体10を形成する。また、正極接続端子41のアルミニウムの金属箔41a及び負極接続端子42の両面にそれぞれ樹脂のシートを貼り合わせることにより、正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46を形成する。このように正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46が形成された正極接続端子41のアルミニウムの金属箔41a及び負極接続端子42を、正極11及び負極12にそれぞれ接続する。なお、これらの工程は、従来のラミネート形電池の製造方法と同様なので、図示を省略する。
さらに、電極体10を、ラミネートフィルム外装体20上に配置した状態で、別のラミネートフィルム外装体20を重ね合わせて、電極体10の周りで2枚のラミネートフィルム外装体20を溶着する。これにより、図6に示すように、電極体10を囲むようにシール部1bが形成される。なお、シール部1bにおいて、正極接続端子41及び負極接続端子42が電極体10から延びる部分を覆う部分(タブシール部1d)は、他の部分に比べて、ラミネートフィルム外装体20の溶着範囲が広い。
上述のように、2枚のラミネートフィルム外装体20によって電極体10を覆う場合、一方のラミネートフィルム外装体20によって平面部1cが形成されるように、2枚のラミネートフィルム外装体20を電極体10に対して配置する。すなわち、2枚のラミネートフィルム外装体20のうち、一方のラミネートフィルム外装体20は平面部1cを構成し、他方のラミネートフィルム外装体20は膨出部1aを構成する。
なお、1枚のラミネートフィルム外装体によって電極体10を覆う場合、電極体10の正極接続端子41及び負極接続端子42とは反対側でラミネートフィルム外装体を折り返して該ラミネートフィルム外装体によって電極体10を挟み込んだ状態で、ラミネートフィルム外装体の外周側同士を溶着すればよい。この場合、1枚のラミネートフィルム外装体によって電極体を覆う点以外は、上述の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。
次に、図7に示すように、負極接続端子42のラミネートフィルム外装体20から延出している部分を、平面視でタブシール部1dに重なるように折り曲げることにより第1折曲部42aを形成する。さらに、負極接続端子42の第1折曲部42aよりも先端側を、負極接続端子42が平面視でラミネートフィルム外装体20の外方に向かって延びるように折り曲げることにより第2折曲部42bを形成する。これにより、負極接続端子42は、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出する部分の一部に、平面視で、ラミネートフィルム外装体20と重なる位置で折り返すように折曲された第2折曲部42bを有する。
なお、上述のように負極接続端子42を折り曲げる際には、負極側樹脂部46も折り曲げる。
また、図7に示すように、シール部1bのうち、ラミネートフィルム外装体20の短手方向の両端部に位置する部分(突出部)を、平面部1c側に重なるように折り曲げる。すなわち、シール部1bのうち、ラミネートフィルム外装体20の短手方向の両端部に位置する部分は、平面視で、ラミネートフィルム外装体20の短手方向の中央側に折り曲げられる。これにより、ラミネートフィルム外装体20の短手方向の両端部には折り返し部1eが形成される。
次に、図8に示すように、負極接続端子42の第2折曲部42bを覆うように、タブシール部1d上に、絶縁テープ50を貼り付ける。絶縁テープ50は、タブシール部1dに対し、ラミネートフィルム外装体20の短手方向に延びるように貼り付けられる。このとき、絶縁テープ50は、タブシール部1d上で、後述のように正極接続端子41のアルミニウムの金属箔41aを折り返した際に位置付けられる位置から、負極接続端子42の第2折曲部42bを覆って、ラミネートフィルム外装体20の短手方向の両端部に位置する折り返し部1eをそれぞれ固定する位置まで貼り付けられる。
これにより、絶縁テープ50によって、負極接続端子42がタブシール部1d上に固定されるとともに、折り返し部1eも平面部1cに対して固定される。
その後、図9に示すように、正極接続端子41のアルミニウムの金属箔41aをタブシール部1d及び絶縁テープ50上に折り返す。詳しくは、アルミニウムの金属箔41aを、平面視で、タブシール部1dと重なるように、ラミネートフィルム外装体20の内方側に向かって折り曲げる。これにより、アルミニウムの金属箔41aに第1折曲部41cが形成される。このとき、正極側樹脂部45も、アルミニウムの金属箔41aとともに折り曲げる。
上述のように折り返されたアルミニウムの金属箔41a上に、該金属箔41aの折曲方向とは反対側に向かって、すなわち、平面視でラミネートフィルム外装体20の外方側に向かって延びるように、ニッケルの金属箔41bが配置された状態で、金属箔41a,41b同士が溶接される。これにより、ニッケルの金属箔41bは、その長手方向がアルミニウムの金属箔41aの長手方向と一致するように配置される。
アルミニウムの金属箔41aに対してニッケルの金属箔41bを溶接して正極接続端子41を得た後、絶縁テープ50を、正極接続端子41上に貼るとともに、負極接続端子42上に再度、貼り付ける。これにより、図1に示すようなラミネート形電池1が得られる。
なお、絶縁テープ50は、負極接続端子42上に再度、貼り付けなくてもよい。正極接続端子41をラミネートフィルム外装体20に対して固定できれば、絶縁テープ50の貼り方はどのような貼り方であってもよい。
(実施形態の効果)
本実施形態では、正極接続端子41及び負極接続端子42は、それぞれ、ラミネートフィルム外装体20から外方に延出する部分の一部に、平面視で、ラミネートフィルム外装体20と重なる位置で折り返すように形成された第2折曲部41d,42bを有する。これにより、ラミネート形電池1と機器との接続部分の構成をコンパクトな構成にすることができる。しかも、第2折曲部41d,42bを設けることにより、正極接続端子41及び負極接続端子42の変位を、第2折曲部41d,42bで吸収することが可能になる。これにより、ラミネート形電池1または機器に加わった振動を、第2折曲部41d,42bによって吸収することができる。
特に、正極接続端子41及び負極接続端子42において、ラミネートフィルム外装体20から第2折曲部41d,42bまでの長さを同等にすることにより、正極接続端子41及び負極接続端子42を同程度にコンパクトな構成することができるとともに、正極接続端子41及び負極接続端子42の耐振動特性を向上させることができる。なお、本実施形態のように、正極接続端子41及び負極接続端子42の第2折曲部41d,42bをラミネートフィルム外装体20に別々に固定する場合には特に問題にならないが、第2折曲部41d,42bを同時に固定する場合には、上述の長さを同等にすることにより、第2折曲部41d,42bを揃えて固定することが可能になる。したがって、正極接続端子41及び負極接続端子42の第2折曲部41d,42bを固定する作業が容易になる。
しかも、タブシール部1dにおいて、正極接続端子41及び負極接続端子42とラミネートフィルム外装体20との間にそれぞれ配置された正極側樹脂部45及び負極側樹脂部46も、正極接続端子41のアルミニウムの金属箔41a及び負極接続端子42とともに折り曲げられる。これにより、ラミネート形電池1をよりコンパクトな構成にすることができる。
また、本実施形態では、正極接続端子41及び負極接続端子42が絶縁テープ50の表側及び裏側にそれぞれ位置付けられるように、該絶縁テープ50を、正極接続端子41の第2折曲部41d及び負極接続端子42の第2折曲部42bに対して張り付ける。これにより、正極接続端子41の第2折曲部41dと負極接続端子42の第2折曲部42bとの間に絶縁テープ50が位置するため、正極接続端子41と負極接続端子42とを電気的に絶縁することができる。
しかも、絶縁テープ50を、正極接続端子41の第2折曲部41dとタブシール部1dとの間から、負極接続端子42の第2折曲部42bを覆う位置まで延びるように配置するという簡単な構成により、正極接続端子41と負極接続端子42とを絶縁テープ50によって絶縁することができる。したがって、正極接続端子41と負極接続端子42とが電気的に絶縁されたラミネート形電池1を容易に製造することができる。
本実施形態では、ラミネート形電池1のシール部1bのうち、ラミネートフィルム外装体20の短手方向の両端部に、平面部1cに向かって折り曲げられた折り返し部1eが設けられている。これにより、ラミネート形電池1をよりコンパクトな構成にすることができる。しかも、折り返し部1eは絶縁テープ50によって固定されるため、折り返し部1eを固定するための固定部材を別に設ける必要がない。したがって、折り返し部1eを容易に形成することができる。
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
前記実施形態では、正極接続端子41及び負極接続端子42は、それぞれ、第1折曲部41c,42a及び第2折曲部41d,42bを有するが、この限りではなく、3つ以上の折曲部を有していてもよい。すなわち、正極接続端子41及び負極接続端子42は、平面視で、ラミネートフィルム外装体20の外方に向かって折り返すような折曲部を有していれば、どのような構成であってもよい。
前記実施形態では、正極接続端子41は、アルミニウムの金属箔41aとニッケルの金属箔41bとを溶接によって接合しているが、他の手段によって接合されていてもよい。また、正極接続端子41は、一体の金属箔によって構成されていてもよい。正極接続端子41を一体の金属箔によって構成する場合には、負極接続端子42と同様に折曲部を設ければよい。
前記実施形態では、負極接続端子42は、一体の金属箔によって構成されているが、複数の部材が溶接された構成であってもよい。
前記実施形態では、負極接続端子42の第2折曲部42bを形成した後に該第2折曲部42bを覆うように絶縁テープ50を貼り付けて、その後、正極接続端子41に第2折曲部41dを形成している。しかしながら、この限りではなく、最初に正極接続端子41の第2折曲部41dを形成した後に、該第2折曲部41dを覆うように絶縁テープ50を貼り付けて、その後、負極接続端子42に第2折曲部42bを形成してもよい。また、正極接続端子41の第2折曲部41dと負極接続端子42の第2折曲部42bとを、絶縁テープ50によって、同時にタブシール部1d上に固定してもよい。
前記実施形態では、ラミネート形電池は、平面視で矩形状に形成されている。しかしながら、ラミネート形電池は、多角形状など、他の形状であってもよい。
前記実施形態では、ラミネート形電池1はリチウムイオン電池である。しかしながら、ラミネート形電池1はリチウムイオン電池以外の電池であってもよい。
本発明は、電極体をラミネートフィルム外装体によって覆うラミネート形電池に利用可能である。
1 ラミネート形電池
1a 膨出部
1b シール部
1c 平面部
1d タブシール部
1e 折り返し部
10 電極体
20 ラミネートフィルム外装体
41 正極接続端子
41a アルミニウムの金属箔(第1接続端子)
41b ニッケルの金属箔(第2接続端子)
41c 第1折曲部
41d 第2折曲部
42 負極接続端子
42a 第1折曲部
42b 第2折曲部
45 正極側樹脂部(樹脂部材)
46 負極側樹脂部(樹脂部材)
50 絶縁テープ(絶縁部材)

Claims (8)

  1. 正極及び負極を含む電極体と、
    前記電極体を覆った状態で外周側が溶着されるシート状のラミネートフィルム外装体と、
    一端側が前記電極体に接続され、他端側が前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する正極接続端子及び負極接続端子とを備え、
    前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、それぞれ、前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する部分に、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、前記ラミネートフィルム外装体と重なる位置で折り返される折曲部を有する、ラミネート形電池。
  2. 請求項1に記載のラミネート形電池において、
    前記ラミネートフィルム外装体は、前記正極接続端子及び前記負極接続端子における前記電極体との接続側を覆う接続被覆部を有し、
    前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、それぞれの折曲部が、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で前記接続被覆部と重なるように位置付けられている、ラミネート形電池。
  3. 請求項1または2に記載のラミネート形電池において、
    前記正極接続端子及び前記負極接続端子と前記ラミネートフィルム外装体との間には、それぞれ、一部が前記ラミネートフィルム外装体の外方に延出するように樹脂部材が挟み込まれていて、
    前記樹脂部材は、前記正極接続端子及び前記負極接続端子とともに、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で前記ラミネートフィルム外装体と重なるように折り曲げられている、ラミネート形電池。
  4. 請求項1から3のいずれか一つに記載のラミネート形電池において、
    前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、それぞれ、前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する部分の基端部から、前記折曲部までの長さが同等である、ラミネート形電池。
  5. 請求項1から4のいずれか一つに記載のラミネート形電池において、
    前記ラミネートフィルム外装体は、前記電極体に対し、前記正極接続端子及び前記負極接続端子の長手方向と交差する方向に突出する突出部が形成されるとともに前記電極体の厚み方向の一側に平面部が形成されるように、前記電極体を覆っていて、
    前記突出部は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、前記平面部と重なるように折り曲げられている、ラミネート形電池。
  6. 請求項1から5のいずれか一つに記載のラミネート形電池において、
    前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、並んで配置されていて、
    前記正極接続端子の折曲部と前記負極接続端子の折曲部との間に、絶縁部材が配置されている、ラミネート形電池。
  7. 請求項6に記載のラミネート形電池において、
    前記絶縁部材は、絶縁材料からなるテープであり、
    前記絶縁部材は、前記正極接続端子及び前記負極接続端子の一方の折曲部と前記ラミネートフィルム外装体との間の位置から、前記正極接続端子及び前記負極接続端子の他方の折曲部を覆う位置まで延びるように配置されている、ラミネート形電池。
  8. 請求項1から7のいずれか一つに記載のラミネート形電池において、
    前記正極接続端子は、一端側が前記正極に電気的に接続され、他端側が前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する第1接続端子と、該第1接続端子の他端側の先端部に電気的に接続された第2接続端子とを有し、
    前記第1接続端子の他端側は、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、該ラミネートフィルム外装体と重なるように該ラミネートフィルム外装体の内方に向かって折り曲げられていて、
    前記第2接続端子は、前記他端側の先端部に、前記ラミネートフィルム外装体の平面視で、該ラミネートフィルム外装体の外方に向かって突出するように、接続されていて、
    前記正極接続端子の前記折曲部は、前記第1接続端子と前記第2接続端子との接続部分によって構成されている、ラミネート形電池。
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