JP2017050243A - 扁平型電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】結束テープを使用せずに、正極板と負極板との対向状態が平行平面になるように電極群を固定し、高性能で信頼性に優れた扁平型電池を提供する。【解決手段】金属箔の表面に活物質層が形成された正極板11及び負極板12を有し、正極板11と負極板12とが、セパレータ15を介して電気的に絶縁した状態で対向するように複数の層を形成し、収納体に内包した扁平型電池において、セパレータ15の一部が延出して、接続部23aとセパレータタブ部23を形成し、複数の層の側面に沿って配置し、正極板11と負極板12とが離間しないように固定する。【選択図】図1
Description
本発明は活物質層による複数の層を形成した電極群を収納体に内包した扁平型電池に関する。
電池は、金属箔の表面に活物質層(所定の活物質とバインダー剤との混合物)を設けてなる正極及び負極の電極板を、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向させ、その間に電解液を介在させる構造を有している。
電極板同士が対向してなる構成を電極群と呼び、この電極群を所定の形状の電池ケースに収納し、電池ケースの所定の電極端子に正極及び負極をそれぞれ電気的に接続することで、一次又は二次電池として機能する。
ボタン型やコインセル型に代表される扁平型電池は、多くの場合、電池ケースが金属で構成されており、それぞれの極性の電極端子を兼ねている。この電池ケースは、正極の電極端子となるケースと、負極の電極端子となるケースとが電気的に絶縁された状態で嵌合や接着などで固定されている。
特に近年、高機能携帯電話や小型情報端末等の携帯電子機器の進歩に伴い、搭載される電池もますます小型薄型化が求められており、扁平型電池が採用される機会が多くなってきている。同時に、このような電子機器の多機能化によって機器の消費電力も増大する傾向にあり、より電池容量が大きい扁平型の一次、二次電池が求められている。こうした背景から、一次電池の場合は放電レートが高く、二次電池の場合は充放電レートが高く、しかも薄型かつ小型大容量の扁平型電池の提案が多くなされている。
扁平型電池は、小型で薄い形状であるため、電池ケースの限られたスペースの中で正極の電極板(以下、正極板と称する)と負極の電極板(以下、負極板と称する)とを対向させただけでは十分な蓄電量を確保できない。そこで、より多くの蓄電量を得るために、電池ケースよりも大きな面積の電極板を用いるものが多い。
そのような構成の扁平型電池にあっては、大きな面積の電極板を如何にして所定のサイズの電池ケースに収納するかが重要であって、それに関する技術も多くの提案がなされている。例えば、正極板と負極板とを対向させて折り畳む技術や、双方の極性の電極板をそれぞれ複数用い、それらを積層する技術などである。
また、電極板を折り畳んだり積層したりすると、電極群を形成してもその重ね合せがずれてしまうことがある。そのようなずれを積層ずれと呼び、この積層ずれが起こると、正極板と負極板との対向面積が低下してしまったり、重ね合せが層ごとに不規則になったりする。また、電極群の形状が崩れてしまうこともある。そうすると、電池容量の低下や、電池ケースから電極板の一部がはみ出してしまうなどの不良を発生させてしまう。このため、積層ずれを防ぐことも大変重要であり多くの提案をみるものである(例えば、特許文献1参照。)。
ここで、特許文献1に示した従来技術の扁平型電池(コイン形電池)の概略を、図を用いて説明する。まず構造を、図19を用いて説明する。
図19において、扁平型電池を構成する電極群100は、平面視で略円形の負極板101(実線で示す)と正極板102(点線で示す)とが交互に積層して構成されている。こ
の電極群100の外周は、それぞれ一対の直線部と円弧部を有している。そして、負極板101の直線部の中央からは、負極リード101aが導出され、すべての負極リード101aが結束して、図示しない電池容器の負極缶に接続されている。
図19において、扁平型電池を構成する電極群100は、平面視で略円形の負極板101(実線で示す)と正極板102(点線で示す)とが交互に積層して構成されている。こ
の電極群100の外周は、それぞれ一対の直線部と円弧部を有している。そして、負極板101の直線部の中央からは、負極リード101aが導出され、すべての負極リード101aが結束して、図示しない電池容器の負極缶に接続されている。
一方、正極板102の直線部の中央からは、正極リード102aが導出され、すべての正極リード102aが結束して、図示しない電池容器の正極缶に接続されている。なお、正極102は、図示しないセパレータで覆われ、負極板101と正極板102とは、電気的に絶縁している。
また、電極群100の一対の円弧部は、電極群100の上端面から側面に沿って下端面に至るように貼り付けられた第1の結束テープ103a、103bによって結束されている。また、電極群100の一対の直線部は、電極群100の上端面から側面に沿って下端面に至るように貼り付けられた第2の結束テープ104a、104bによって結束されている。
このように、電極群100の各円弧部及び各直線部が、第1の結束テープ103a、103bと、第2の結束テープ104a、104bとにより、計4箇所に分散して結束され、固定されているので、負極板101と正極板102との積層ずれを防ぐことができる。
しかしながら、特許文献1に示した従来技術は、負極板101と正極板102とで構成される電極群100を4箇所の結束テープで固定しているために、結束テープの取り付け工程が複雑であり、電池の製造工数が増えてしまうという問題を有している。扁平型電池は小型のものが多く、4箇所の結束テープの固定作業時に電極板を傷つけてしまうこともあり、それが電池の信頼性を低下させる要因にもなっていた。更に、結束テープは電池の基本性能を満たすために必須な材料ではなく、結束テープの材料となる基材や粘着材を電池内に封入することは、電池の品質低下や信頼性低下の要因にもなり得る。
また、電極群100を電池ケースに内包すると、結束テープの厚みによって正極板と負極板との電極部(活物質層を形成している部分)に段差が生じ、電池としての特性が劣化し、信頼性が低下する問題がある。以下、その問題を図20を用いて詳述する。
図20は、特許文献1に示した従来技術の問題を説明するために、電極群100を電池ケースに内包する様子を模式的に示した図であって、電極群100の結束テープ103a付近(図19参照)の断面を示した断面図である。
図20において、扁平型電池を完成させるために電極群100を電池ケース200の内部に載置し、電池ケース200の正極缶201と負極缶202とを嵌合する。このとき、正極缶201及び負極缶202に上下方向から圧力Pが加えられるが、この圧力Pが正極缶201と負極缶202とに対して均一だったとしても、電極群100の上端面には、結束テープ103aがあるために、圧力Pは電極群100に均一には加わらない。
すなわち、図20に示したように、電極群100に圧力Pが加わると、結束テープ103aが電極群100に厚み方向で重なっている部分が、重なっていない部分に比べて、結束テープ103aの厚み分だけ強く押し込まれてしまうのである。このため、領域Z(楕
円の点線で示す)においては、電極群100を構成する負極板101と正極板102とに段差が生じてしまう。なお、図示していないが、電極群100の下端面にも結束テープ103aがあるならば、当然であるが、下端面側からも均一でない圧力が加えられて段差が生じることになる。
円の点線で示す)においては、電極群100を構成する負極板101と正極板102とに段差が生じてしまう。なお、図示していないが、電極群100の下端面にも結束テープ103aがあるならば、当然であるが、下端面側からも均一でない圧力が加えられて段差が生じることになる。
この領域Zにおける形状変化によって、負極板101の電極部と正極板102の電極部とに局部的な歪みが生じ、素材(特に活物質層)の亀裂や劣化を生じ、二次電池であるならば、充放電特性(サイクル特性)の劣化を招くなど、電池としての信頼性が低下してしまうという課題がある。
また、局部的な歪みによって電極間の距離の一様性が失われ、電極間の距離が他より狭い領域が生じると、その領域では電極間の電気抵抗が小さくなるので、例えばリチウムイオン二次電池の場合、充電時に電気抵抗が小さい領域に充電電流が集中的に流れる現象が発生する。その結果、電流の集中によって熱が発生し、その熱よってリチウム金属が負極上に析出し、最悪の場合、正極板と負極板とが短絡してしまうという課題もある。
本発明の目的は上記課題を解決し、結束テープを使用せずに正極板と負極板との対向状態が平行平面になるように電極群を固定し、高性能で信頼性に優れた扁平型電池を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の扁平型電池は、下記記載の構成を採用する。
本発明の扁平型電池は、金属箔の表面に活物質層が形成された正極板及び負極板を有し、
正極板と負極板とが、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向するように複数の層を形成し、収納体に内包された扁平型電池において、セパレータの一部が延出して、接続部とセパレータタブ部を形成し、接続部を複数の層の側面に沿って配置し、正極板と負極板とが離間しないように接続部とセパレータタブ部で固定されていることを特徴とする。
正極板と負極板とが、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向するように複数の層を形成し、収納体に内包された扁平型電池において、セパレータの一部が延出して、接続部とセパレータタブ部を形成し、接続部を複数の層の側面に沿って配置し、正極板と負極板とが離間しないように接続部とセパレータタブ部で固定されていることを特徴とする。
上記構成により、延出されたセパレータの一部よりなる固定手段を設けることで正極板と負極板とが固定され、離間を防ぐので、高容量で信頼性に優れ、且つ、製造工程が簡略化された扁平型電池を提供できる。
また、セパレータタブ部は、複数の層を形成したときの平面形状と略同じ大きさにしてもよい。
これにより、セパレータタブ部は、複数の層を形成したときの平面形状と略同じ大きさに構成されるので、正極板と負極板との対向状態が平行平面になって歪みや段差を防ぐことができる。その結果、活物質層等の亀裂や劣化を防いで、電池としての信頼性が高く、二次電池の場合はサイクル特性に優れた扁平型電池を提供できる。
また、セパレータタブ部は、正極板と負極板とを電気的に絶縁する機能を備えていてもよい。
これにより、セパレータタブ部は、正極板と負極板とが固定されて離間を防ぐ機能と、正極板と負極板とを電気的に絶縁する機能とを兼ね備えるので、電極群を薄くすることができる。そのため、限られたスペース内においても、正極板と負極板との対向面積を増やすことができ、蓄電量が増加する。
本発明の扁平型電池によれば、セパレータの一部が延出して、接続部とタブ部を形成し、正極板と負極板とが、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向するように形成された複数の層の側面に沿って接続部が配置され、正極板と負極板とが離間しないように接続部とタブ部で固定していることで、結束テープを使用せずに固定でき、高容量で信頼性に優れ、且つ、製造工程が簡略化された扁平型電池を提供できる。
以下図面に基づいて本発明の扁平型電池の具体的な実施の形態、及びその変形例を詳述する。特に限定するものではないが、説明にあっては、扁平型二次電池を例にして説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、セパレータから延出した接続部と、タブ部とを備え、タブ部の第1部分はセパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、正極板と負極板とが、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向するように複数の層の側面に沿って接続部を配置し、セパレータから延出したタブ部の第2部分は、複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、セパレータ端部にて折り畳まれ、タブ部の第1部分と第2部分とが溶着されることで電極群が固定可能となる構成である。
第1の実施形態は、セパレータから延出した接続部と、タブ部とを備え、タブ部の第1部分はセパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、正極板と負極板とが、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向するように複数の層の側面に沿って接続部を配置し、セパレータから延出したタブ部の第2部分は、複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、セパレータ端部にて折り畳まれ、タブ部の第1部分と第2部分とが溶着されることで電極群が固定可能となる構成である。
[第1の実施形態の構成説明:図1]
まず、第1の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図1を用いて説明する。図1(a)は第1の実施形態の電極群の斜視図であり、図1(b)は図1(a)で示す切断線A−A´による電極群の断面図である。
まず、第1の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図1を用いて説明する。図1(a)は第1の実施形態の電極群の斜視図であり、図1(b)は図1(a)で示す切断線A−A´による電極群の断面図である。
図1(a)及び図1(b)において、符号10は、扁平型電池を構成する電極群である。なお、電極群とは、すでに説明したように、正極板と負極板とが対向して複数の層を形成した構成を称する。電極群10は、帯形状の正極板11と負極板12とのそれぞれの電極部同士を重ねて交互に折り畳む、九十九折りにて複数の層を形成したものを例として説明する。
九十九折りとは、帯形状の2つ構造物の一部を重ね、交互に折り畳む公知の手法である。本実施形態では、正極板及び負極板を構成する互いの電極部同士を重ね、正極板11と負極板12とを交互に折り畳むことで九十九折りとする。
正極板11と負極板12との間には、双方を電気的に絶縁するセパレータ15が配置される。セパレータ15は第1セパレータ13と第2セパレータ14とが、各々の端部が熱で溶着されて、正極板11を包み込む袋状となっている。これらセパレータは絶縁性の微多孔質膜であれば特に限定されず、公知の二次電池に用いられているセパレータの材料を使用することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるフィルムの積層体や繊維不織布を用いることができる。なお、セパレータで包む電極板は正極板に限定されず、負極板でもよい。
符号25は第1の実施形態の固定手段としてのセパレータタブ部である。セパレータタブ部25は、第1セパレータ13の一部が延出し、電極群10の側面に沿って配置される接続部を有する第1部分である第1セパレータタブ部23と、第2セパレータ14の一部が延出し、端部にて折り畳まれた第2部分である第2セパレータタブ部24と、からなる。第1セパレータタブ部23と第2セパレータタブ部24は、互いに熱で溶着されており、電極群10の図面上の上面から延出した第1セパレータタブ部23が、電極群10の図面上の底面にて第2セパレータタブ部24と熱溶着されることで電極群全体を固定することが可能となる。
これにより、折り畳まれた正極板11と負極板12とが離間せず、折り畳まれた状態を安定して保つことができる。電極群10は、製造工程の途中、移動や電池ケースへの組み込み工程で積層ずれを起こしたり、また、折り畳まれた電極板がばらけたりする可能性がある。そのような状態の電極群10が、電池ケースに組み込まれると、様々な問題が発生するが、セパレータタブ部で固定することにより、それを防ぐことができる。
電極群10の図面上の最上部は、正極板11の末端に形成される正極接続タブ部16が配置されている。また、電極群10の図面上最下部には、負極板12の末端に形成される負極接続タブ部17が配置されている。正極接続タブ部16および負極接続タブ部17は、詳細は後述するが、電極群10を収納する電池ケースと正極板11及び負極板12とを電気的に接続するものである。この正極接続タブ部16及び負極接続タブ部17は、電極群10の端面を覆うセパレータの上側もしくは下側に位置し、固定手段であるセパレータタブ部25によっては固定されない。
この配置によって、電極群10が後述する電池ケースに収納されると、正極接続タブ部16は電極群10の最上部に位置するので、正極接続タブ部16と電池ケースが接することができるのである。
また、電極群10の図面上の最下部は、負極板12の末端に形成される負極接続タブ部17が配置されている。負極接続タブ部17は、詳細は後述するが、電池ケースと負極板12とを電気的に接続するものである。
また、電極群10の電極形状は平面視で円形であり、セパレータは四角形であるが、形状は任意であり、セパレータが電極板を覆っていれば良く、例えば、多角形等でもよい。
[正極板と負極板の説明:図2]
次に、第1の実施形態の扁平型電池を構成する電極群を形成する、正極板及び負極板の構成を、図2を用いて説明する。図2(a)は正極板及び負極板の平面図であり、図2(b)は図2(a)で示す切断線B−B´による正極板の厚み方向の断面図である。図2(c)は図2(a)で示す切断線C−C´による正極板の厚み方向の断面図である。図2(d)は図2(a)で示す切断線D−D´による負極板の厚み方向の断面図である。
次に、第1の実施形態の扁平型電池を構成する電極群を形成する、正極板及び負極板の構成を、図2を用いて説明する。図2(a)は正極板及び負極板の平面図であり、図2(b)は図2(a)で示す切断線B−B´による正極板の厚み方向の断面図である。図2(c)は図2(a)で示す切断線C−C´による正極板の厚み方向の断面図である。図2(d)は図2(a)で示す切断線D−D´による負極板の厚み方向の断面図である。
図2において、正極板11は、帯形状の金属箔11pの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。活物質層は平面視で、例えば、円形で構成している。これら活物質層は、正極板11の電極部となり、正極部18と称する。各正極部18の間は金属箔11pによって接続されており、この部分を接続部11rと称する。この接続部11rは、活物質層が設けられておらず金属箔11pが露出している状態となっている。
正極板11の金属箔11pは正極集電体とも呼ばれ、例えば、アルミニウム箔を用いる。その厚みは、例えば、20μmである。この金属箔11pの表面に、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等の正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤及び、ポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物質層を形成する。
この活物質層を所定の形状に形成することで、正極板11の電極部である複数の正極部18が構成される。なお、正極部18は、図2(b)の断面図に示すように、金属箔11pを挟んで、金属箔11pの表面と裏面に対向して形成される。また、図2(c)の断面図に示すように、後述する正極接続タブ部16と隣接する正極部18は、金属箔11pの片面にのみしか活物質層が存在しない。これは、負極板と折り畳んだ際に対向する負極部が存在しないので電極部として機能しないことが理由であるが、両面に活物質層が形成されていてもかまわない。正極板11の表面及び裏面は、図2(c)の図面上の上方を表面、下方を裏面と定義する。以降の電極板の説明及びその説明に用いる図面も同様である。
正極板11の図面上の下側の末端には、金属箔11pを延出した正極接続タブ部16が配置されている。この正極接続タブ部16は、前述したように、正極板11を後述する電池ケースと電気的に接続するためのものであり、一例として正極接続タブ部16と電池ケ
ースとは溶接によって電気的に接続される。このために、正極接続タブ部16の表面は、金属箔11pが露出している。正極接続タブ部16の平面視の大きさと形状は、正極部18と略等しく、この例では円形である。
ースとは溶接によって電気的に接続される。このために、正極接続タブ部16の表面は、金属箔11pが露出している。正極接続タブ部16の平面視の大きさと形状は、正極部18と略等しく、この例では円形である。
負極板12は、正極板11と同様に、帯形状の金属箔12pの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。活物質層は平面視で、例えば、正極板11と同様に円形で構成している。これら活物質層は、負極板12の電極部となり、負極部19と称する。各負極部19の間は金属箔12pによって接続されており、この部分を接続部12rと称する。この接続部12rは、活物質層が設けられておらず金属箔12pが露出している状態となっている。
負極板12の金属箔12pは負極集電体とも呼ばれ、例えば、銅箔を用いる。その厚みは、例えば、20μmである。この金属箔12pの表面に、グラファイト等の負極活物質とポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物質層を設ける。
この活物質層を所定の形状に形成することで、負極板12の電極部である複数の負極部19が構成される。なお、負極部19は、図示しないが正極部18と同様に、金属箔12pを挟んで、金属箔12pの表面と裏面に対向して形成される。また、図2(d)の断面図に示すように、後述する負極接続タブ部17と隣接する負極部18は、金属箔12pの片面にのみしか活物質層が存在しない。これは、正極板と折り畳んだ際に対向する正極部が存在しないので電極部として機能しないことが理由であるが、両面に活物質層が形成されていてもかまわない。負極板12の表面及び裏面は、図2(d)の図面上の上方を表面、下方を裏面と定義する。以降の電極板の説明及びその説明に用いる図面も同様である。
負極板12の図面上の下側の末端には、金属箔12pを延出した負極接続タブ部17が配置されている。この負極接続タブ部17は、前述したように、負極板12を後述する電池ケースと電気的に接続するためのものであり、一例として負極接続タブ部17と電池ケースとは面接触によって電気的に接続される。このために、負極接続タブ部17の表面は、金属箔12pが露出している。負極接続タブ部17の平面視の大きさと形状は、負極部19と略等しく、この例では円形である。
[第1の実施形態のセパレータ形状の説明:図3]
次に、第1の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図3(a)と図3(b)とを用いて説明する。図3(a)は第1の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図であり、図3(b)は正極板をセパレータで覆った構造物の平面図である。
次に、第1の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図3(a)と図3(b)とを用いて説明する。図3(a)は第1の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図であり、図3(b)は正極板をセパレータで覆った構造物の平面図である。
図3(a)において、セパレータ15は、前述したように、第1セパレータ13と第2セパレータ14から成り、正極板11を包み込む袋状となっている。第1セパレータ13は、一部が延出し、第1セパレータタブ部23を形成している。また、第2セパレータ14も、端部が延出し第2セパレータタブ部24を形成している。
第1セパレータタブ部23及び第2セパレータタブ部24は、セパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形としている。このため、電極群を固定するために第1セパレータタブ部23と第2セパレータタブ部24とを互いに溶着した際に、電極群10の端面やセパレータ15の端面に凹凸を作ることはない。
符号13a及び13bは第1セパレータ13の辺、符号14a及び14bは第2セパレータ14の辺である。辺13aと辺14a、辺13bと辺14bとを合わせるようにし、その間に正極板11を入れるようにして双方のセパレータが接着され正極板をセパレータで覆った構造物の平面図が図3(b)である。第1セパレータ13と第2セパレータ14
との接着は、例えば、平面視で周囲4辺(点線E1で示す)を熱溶着してなる。この正極板11を2枚のセパレータで覆った構造物を正極構造体30とし、負極板12と折り畳まれることで電極群10を形成する。
との接着は、例えば、平面視で周囲4辺(点線E1で示す)を熱溶着してなる。この正極板11を2枚のセパレータで覆った構造物を正極構造体30とし、負極板12と折り畳まれることで電極群10を形成する。
第1セパレータタブ部の接続部23aの長さLは、電極群10の高さH(図1参照)に等しくするとよい。このようにすれば、電極群10の側面の高さ全体に接して覆うことができ、正極板と負極板とがばらけてしまうことを防止できる。
[第1の実施形態の電極群の形成方法(折り畳み手順)の説明:図4〜図6]
次に、第1の実施形態における扁平型電池の電極群の形成方法(折り畳み手順)を、図4〜図6を用いて説明する。電極群は、正極構造体30と負極板12とを九十九折りにて形成する例で説明する。
次に、第1の実施形態における扁平型電池の電極群の形成方法(折り畳み手順)を、図4〜図6を用いて説明する。電極群は、正極構造体30と負極板12とを九十九折りにて形成する例で説明する。
九十九折りとは、帯形状の2つ構造物の一部を重ね、交互に折り畳む公知の手法である。本実施形態では、正極構造体30及び負極板12を構成する互いの電極部同士を重ね、正極構造体30と負極板12とを交互に折り畳むことで九十九折りとする。
まず、図4に示すように、正極構造体30の表面側と負極板12との裏面側が図面手前にくるように配置する。次に、正極構造体30と負極板12とを平面的に90度ずれるように配置する。
次に、正極構造体30の第2セパレータタブ部24に隣接した正極部18を覆った第2セパレータ14の下に、負極板12の負極接続タブ部17に隣接する負極部19を重ねて配置する。
次に、正極構造体30の第1セパレータ13の端面に、折り曲げ部となる折り曲げ線F1を規定する。そして、この折り曲げ線F1を山にして、第2セパレータタブ部24を矢印G1の方向へ裏側に折り畳む。
次に、負極接続タブ部17に隣接する接続部12rに折り曲げ部となる折り曲げ線F2を規定する。そして、この折り曲げ線F2を山にして、負極接続タブ部17を矢印G2の方向へ裏側に折り畳む。
次に、正極構造体30の第2セパレータタブ部24に隣接した正極部18を覆った第2セパレータ14の下に重ねて配置された負極部19に隣接する接続部12rに、折り曲げ部となる折り曲げ線F3を規定する。そして、この折り曲げ線F3を谷にして、負極板12を矢印G3の方向に折り返す。
次に、図5に示すように、負極部19と重なった位置に隣接する正極構造体30の接続部11rに、折り曲げ部となる折り曲げ線F4を規定する。そして、この折り曲げ線F4を谷にして、正極構造体30を矢印G4の方向に折り返す。
このような折り畳みを繰り返すことで、図6(a)に示すような電極群10が形成される。そして、同様に図6(a)に示すように、正極接続タブ部16に隣接する接続部11rに、折り曲げ部となる折り曲げ線F5を規定する。そして、この折り曲げ線F5を谷にして、正極接続タブ部16を矢印G5の方向に折り返す。最後に、図6(b)に示すように、第1セパレータタブ部の接続部23aに既定した折り曲げ線F6を山にして、第1セパレータタブ部23を矢印G6方向に折る。すると、第1セパレータタブ部23と、図4で図示した第2セパレータタブ部24とは、ちょうど溶着可能な面が向き合って重なった状態となり、第1セパレータタブ部23と第2セパレータタブ部24とを互いに溶着する
ことで正極構造体を固定する。溶着手段としては、特に限定しないが、公知の二次電池に用いられているセパレータの材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等は200〜300℃の温度を印加することで熱溶着が可能である。
ことで正極構造体を固定する。溶着手段としては、特に限定しないが、公知の二次電池に用いられているセパレータの材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等は200〜300℃の温度を印加することで熱溶着が可能である。
図6(c)は、完成した電極群10の平面図であり、図1(a)は、図6(c)に示す矢印Xの方向から見た斜視図である。
[電極群の電池ケースへの組み込み説明:図7]
次に、電極群を電池ケースに組み込んで扁平型電池を完成される工程を、図7を用いて説明する。図7(a)は電極群を電池ケースに収納し、電極板と電池ケースとを接続する工程を示す断面図であり、図7(b)は電池ケースを嵌合して扁平型電池を完成する断面図である。
次に、電極群を電池ケースに組み込んで扁平型電池を完成される工程を、図7を用いて説明する。図7(a)は電極群を電池ケースに収納し、電極板と電池ケースとを接続する工程を示す断面図であり、図7(b)は電池ケースを嵌合して扁平型電池を完成する断面図である。
なお、ここでは、電池ケースを正極缶2と負極缶3とによってなる金属ケースとして説明する。正極缶2は扁平の有底円筒形であり、負極缶は円形の皿状である。また、その材質は一例としてステンレスである。ただし、電池ケースの材質は金属に限定されない。
図7(a)において、電極群10をセパレータタブ部25にて固定した後、電極群10を正極板11の正極接続タブ部16が図面上の下側になるように配置する。
次に、電極群10を電池ケースの正極缶2の内側に移動させて、電極群10の正極板11の正極接続タブ部16と正極缶2の内面とを溶接によって電気的に接続する(溶接箇所Yを点線で示す)。なお、溶接は、例えば、公知の超音波溶接機(図示せず)によって実施することができる。
次に、正極缶2の内部に、公知の滴下装置(図示せず)によって電解液を注入する。電解液は、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)などのリチウム塩やエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)のような溶媒を用いることができる。
次に、負極缶3を正極缶2の上部に配置し、負極缶3に圧力P1を加えて負極缶3を正極缶2の内側に填め込み、電極群10を圧縮する。これにより、負極缶3の内面と電極群10の最上面の負極板12の負極接続タブ部17とは、面接触によって電気的に接続される。また、負極缶3の外周部分3aが正極缶2の内周にリング状に配置されたガスケット4の溝4aに填め込まれて押圧される。
電極群10は、固定手段であるセパレータタブ部25によって端面が固定されているので、積層された電極板が積層ずれを起こすことがなく、電極群10は、九十九折りによって折り畳まれた正常な状態で電池ケースに収納される。
次に、図7(b)に示すように、負極缶3を押圧した状態で、正極缶2の外周部2aの全周に矢印P2の方向から所定の圧力を加えて、正極缶2と負極缶3とを嵌合する。これにより、正極缶2と負極缶3とは嵌合されるが、ガスケット4を介しているので、電気的に絶縁されると共に、外部から水分やごみなどの不純物の侵入を防止する。
以上のような工程によって、電極群10は収納体である電池ケースに内包されて扁平型電池1が完成する。
電極群10が電池ケースに収納されると、電極群10は、正極缶2と負極缶3とによって圧縮された状態となり、セパレータタブ部25も圧縮される。
セパレータタブ部25の第1セパレータタブ部23及び第2セパレータタブ部24は、前述したように、セパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形であるので、電極群10が負極缶3と接する端面(図面上の上側)は平坦であって凹凸などは存在しない。また、電極群10が正極缶2と接する端面(図面上の下側)はセパレータタブ部が無く、同様に平坦である。
これにより、セパレータタブ部25によって固定された電極群10が電池ケースに組み込まれて内部で圧縮されても、従来技術とは異なり、電極群10に掛る力は均一となり、電極群10の正極板11と負極板12との対向状態は平行平面に維持される。
以上のように、第1の実施形態によれば、セパレータの一部が延出して溶着されたセパレータタブ部により、結束テープを使用せずに電極群10の折り畳み状態が固定され、特に製造工程中に正極板11と負極板12とが積層ずれなどを起こすことがないので、製造工程での作業性が向上する。また、対向する電極部の積層ずれがないので、高容量で信頼性に優れた扁平型電池を提供できる。
また、結束テープを使用しないので、結束テープの材料となる基材や粘着材を電池内に封入する必要がなく、結束テープの剥がれ等による電池の品質低下や信頼性低下の懸念がない。
また、正極板11と負極板12との対向状態が平行平面に維持されるので、歪みや段差などが発生せず、正極板11と負極板12との電極間ギャップが均一に保たれ、活物質層等に亀裂や劣化、電気的な短絡が生じることがなく、信頼性の高い扁平型電池を提供できる。また、扁平型電池が二次電池であれば、サイクル特性にも優れた電池とすることができる。
[第2の実施形態]
第2の実施形態が、第1の実施形態と異なるのは、セパレータタブ部の第1部分が複数に分割され、複数の第1部分を合わせた形状が複数の層における平面形状と略同じ大きさとなる点である。
第2の実施形態が、第1の実施形態と異なるのは、セパレータタブ部の第1部分が複数に分割され、複数の第1部分を合わせた形状が複数の層における平面形状と略同じ大きさとなる点である。
[第2の実施形態の構成説明:図8]
次に、第2の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図8を用いて説明する。図8(a)は第2の実施形態の電極群の斜視図であり、図8(b)は電極群の断面図である。
次に、第2の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図8を用いて説明する。図8(a)は第2の実施形態の電極群の斜視図であり、図8(b)は電極群の断面図である。
この第2の実施形態における電極群及び固定手段の構成が、第1の実施形態の構成と異なる点は、第1セパレータタブ部の構成である。第1の実施形態においては、第1セパレータから一箇所のみが延出し、第1セパレータタブ部を構成していたが、本実施形態では、第1セパレータから第1部分である第1セパレータタブ部を複数箇所延出して構成している。
この例においては、第1セパレータタブ部からの延出箇所を2箇所とし、それぞれ符号23bと23cを付与する。また、第1セパレータから延出している接続部23aと接続部23dは、電極群の折り畳まれた複数の層の側面に沿って配置され、第1セパレータタブ部23b、23cは、第2部分である第2セパレータタブ部24と溶着され、電極群を固定する。
延出箇所を複数箇所設けたことで、電極群10の複数の側面を覆うことができ、電極群
10は、より積層ずれを起こしにくくなる。また、延出箇所は2箇所に限るものではなく3箇所以上でも良い。
10は、より積層ずれを起こしにくくなる。また、延出箇所は2箇所に限るものではなく3箇所以上でも良い。
[第2の実施形態のセパレータ形状の説明:図9]
次に、第2の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図9を用いて説明する。図9は第2の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図であり、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
次に、第2の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図9を用いて説明する。図9は第2の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図であり、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
図9において、セパレータ15は、第1セパレータ13と第2セパレータ14から成り、正極板11を包み込む袋状となっている。第1セパレータ13は、2箇所延出しており、第1部分である第1セパレータタブ部23bと23cとを形成している。また、第2セパレータ14も、一部が延出し第2部分である第2セパレータタブ部24を形成している。
第1セパレータタブ部23bと23cとを合わせた大きさは、第2セパレータタブ部24と略同じ大きさである。また、セパレータの複数の層における平面形状とも略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形としている。このため、電極群を固定するために第1セパレータタブ部23bと23cと第2セパレータタブ部24とを互いに溶着した際に、電極群10の端面やセパレータ15の端面に凹凸を作ることはない。
第1セパレータタブ部23cの接続部23dの位置については、セパレータ13を挟んで存在する接続部23aとは線対称関係にならず、少しずれた位置にある。これは電極の折り畳みの際に、図8(a)及び図8(b)で図示した負極板の接続部12rと第1セパレータタブ部の接続部23dとが干渉し合い、第1セパレータタブ部23cの折り畳みを妨げないようにするためであり、該当箇所を図8(b)の点線Zで示した。なお、本例に限らず互いに干渉しない形状であれば良く、例えば負極板の接続部12rの位置を変更してもよい。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態の特徴は、第2セパレータの第2部分である第2セパレータタブ部の位置である。第2セパレータタブ部は、第2セパレータの端部には存在せず、第1セパレータの第1部分である第1セパレータタブ部とおおよそ線対称の位置に、第2セパレータから延出されている。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態の特徴は、第2セパレータの第2部分である第2セパレータタブ部の位置である。第2セパレータタブ部は、第2セパレータの端部には存在せず、第1セパレータの第1部分である第1セパレータタブ部とおおよそ線対称の位置に、第2セパレータから延出されている。
[第3の実施形態の構成説明:図10]
第3の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図10を用いて説明する。図10(a)は本実施形態の電極群の斜視図であり、図10(b)は電極群の断面図である。
第3の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図10を用いて説明する。図10(a)は本実施形態の電極群の斜視図であり、図10(b)は電極群の断面図である。
この第3の実施形態における電極群及び固定手段の構成が、第1の実施形態及び第2の実施形態の構成と異なる点は、第2セパレータタブ部の構成である。第1の実施形態及び第2の実施形態においては、第2セパレータの端部が延出し、第2セパレータタブ部を構成していたが、本実施形態では、第2セパレータタブ部の延出形状は第1セパレータタブ部と同様であり、図10(a)の図面上の上部から第2セパレータの一部が延出し第2セパレータタブ部を構成している。
上述のように、第3の実施形態の第2セパレータタブ部は第2セパレータの上部から延出しており、符号24bを付与する。第2セパレータタブ部24bと第1セパレータタブ部23は、それぞれ接続部24aと接続部23aを有しており、それぞれの接続部24aと接続部23aは、電極群の折り畳まれた複数の層の側面に沿って配置され、
第2セパレータタブ部の接続部24aを先に折り曲げて、第1セパレータタブ部23を折ると、第1セパレータタブ部23と、第2セパレータタブ部24bとは、ちょうど溶着可能な面が向き合って重なった状態となり、第1セパレータタブ部23と第2セパレータタブ部24bとを電極群10の底面にて互いに溶着されることで、電極群全体を固定することが可能となる。
第2セパレータタブ部の接続部24aを先に折り曲げて、第1セパレータタブ部23を折ると、第1セパレータタブ部23と、第2セパレータタブ部24bとは、ちょうど溶着可能な面が向き合って重なった状態となり、第1セパレータタブ部23と第2セパレータタブ部24bとを電極群10の底面にて互いに溶着されることで、電極群全体を固定することが可能となる。
第2セパレータタブ部24bを第2セパレータ上部から延出させたことで、第1セパレータと第2セパレータの形状を同じにすることが可能となり、部材管理コスト低減等につながる。
[第3の実施形態のセパレータ形状の説明:図11]
次に、第3の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図11を用いて説明する。図11に示す第3の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
次に、第3の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図11を用いて説明する。図11に示す第3の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
図11において、セパレータ15は、第1セパレータ13と第2セパレータ14から成り、正極板11を包み込む袋状となっている。第1セパレータ13は、一部が延出し第1部分の第1セパレータタブ部23を形成している。また、第2セパレータ14も、一部が延出し第2部分の第2セパレータタブ部24bを形成している。第1セパレータと第2セパレータは同じ形状をしている。
第1セパレータタブ部23及び第2セパレータタブ部24bは、セパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形としている。このため、電極群を固定するために第1セパレータタブ部23と第2セパレータタブ部24bとを互いに溶着した際に、電極群10の端面やセパレータ15の端面に凹凸を作ることはない。
第2セパレータタブ部の接続部24aの位置については、前述した第2の実施形態と同様に電極の折り畳みの際に、図10(a)及び(b)で図示した負極板の接続部12rと第2セパレータタブ部の接続部24aとが干渉し合わず、第2セパレータタブ部24bの折り畳みを妨げない位置にする必要がある。第1セパレータタブ部の接続部23aの位置については、負極板の接続部12rとの干渉の懸念はないが、第1セパレータと第2セパレータの形状が同じになる位置とすることで、部材の管理コスト低減等につながる。
[第4実施形態]
次に第4の実施形態について説明する。本実施形態は、第2セパレータの端部にて折り畳まれるタブ部は存在せず、また、第2セパレータタブ部である第2部分も存在せず、第1セパレータから延出した第1部分の第1セパレータタブ部のみで電極群が固定可能となる構成である。
次に第4の実施形態について説明する。本実施形態は、第2セパレータの端部にて折り畳まれるタブ部は存在せず、また、第2セパレータタブ部である第2部分も存在せず、第1セパレータから延出した第1部分の第1セパレータタブ部のみで電極群が固定可能となる構成である。
[第4の実施形態の構成説明:図12]
次に、第4の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図12(a)及び(b)を用いて説明する。図12(a)は第4の実施形態の電極群の斜視図であり、図12(b)は電極群の断面図である。
次に、第4の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図12(a)及び(b)を用いて説明する。図12(a)は第4の実施形態の電極群の斜視図であり、図12(b)は電極群の断面図である。
この第4の実施形態における電極群及び固定手段の構成が、先の実施形態の構成と異なる点は、第2セパレータタブ部の構成である。先の実施形態においては、第2セパレータの一部が延出し、第2部分である第2セパレータタブ部を構成していたが、本実施形態では、第2セパレータは延出部を持たず、第2セパレータタブ部は存在しない。
第2セパレータタブ部を設けないことで、電極群を薄くすることができる。そのため、限られたスペース内においても、正極板と負極板との対向面積を増やすことができ、蓄電量が増加する。
また、先の実施形態においては、第2セパレータタブ部が、第1セパレータタブ部と溶着する面は、第1セパレータと第2セパレータとを熱溶着し正極部18を包みこんだ際に、正極部18と接触する側の溶着可能な面であった。しかし、本実施形態においては、第2セパレータタブ部を設けないため、第1セパレータタブ部は溶着可能な面だが、第2セパレータの端部は、溶着可能な面ではない。そのため、第4の実施形態においては、少なくとも第2セパレータ14の両面が接着可能なセパレータを使用したり、第1セパレータタブ部23を固定するための接着剤等を使用したりする必要がある。
[第4の実施形態のセパレータ形状の説明:図13]
次に、第4の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図13を用いて説明する。図13に示す第2の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
次に、第4の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図13を用いて説明する。図13に示す第2の実施形態のセパレータと正極板の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
図13において、セパレータ15は、第1セパレータ13と第2セパレータ14から成り、正極板11を包み込む袋状となっている。第1セパレータ13は、一部が延出し、第1セパレータタブ部23を形成している。第2セパレータ14には延出箇所は存在しない。
第1セパレータタブ部23は、セパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形としている。このため、電極群を固定するために第1セパレータタブ部23とセパレータ14の端面とを互いに溶着した際に、電極群10の端面やセパレータ15の端面に凹凸を作ることはない。
[第4の実施形態の変形例1の構成説明:図14(a)、(b)]
次に、第4の実施形態の変形例1の電極群及び固定手段の構成を、図14(a)及び(b)を用いて説明する。図14(a)は第4の実施形態の変形例1の電極群の斜視図であり、図14(b)は電極群の断面図である。
次に、第4の実施形態の変形例1の電極群及び固定手段の構成を、図14(a)及び(b)を用いて説明する。図14(a)は第4の実施形態の変形例1の電極群の斜視図であり、図14(b)は電極群の断面図である。
この第4の実施形態の変形例1における電極群及び固定手段の構成が、第4の実施形態の構成と異なる点は、第1セパレータタブ部23が電極群の折り畳まれた複数の層の側面に沿って配置され、電極群の底面にて負極部19を挟まずに第2セパレータの端部と互いに溶着されることである。そのようにすることで、負極部19の金属箔が露出した面がセパレータタブ部に覆われないため、負極板12に図12(b)に図示したような接続タブ部17を設ける必要がない。
上述のように、第4の実施形態の変形例1においては、第1セパレータタブ部23の接続部23aは電極群の折り畳まれた複数の層の側面に沿って配置され、第1セパレータタブ部23が、電極群の底面にて負極部19を挟まずに第2セパレータの端部と互いに溶着されることで、電極群全体を固定することが可能となる。
図2(a)で図示した負極板12における接続タブ部17が不要となることで、第4の実施形態よりも電極群を薄くすることができる。そのため、限られたスペース内においても、正極板と負極板との対向面積を増やすことができ、蓄電量が増加する。
[第4の実施形態の変形例1のセパレータ形状の説明:図15]
次に、第4の実施形態の変形例1の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図
15を用いて説明する。図15に示す第4の実施形態の変形例1のセパレータと正極板の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
次に、第4の実施形態の変形例1の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図
15を用いて説明する。図15に示す第4の実施形態の変形例1のセパレータと正極板の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
図15において、セパレータ15は、第1セパレータ13と第2セパレータ14から成り、正極板11を包み込む袋状となっている。第1セパレータ13は、一部が延出し、第1部分の第1セパレータタブ部23を形成している。第2セパレータ14には延出箇所は存在しない。
第1セパレータタブ部23は、セパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形としている。このため、電極群を固定するために第1セパレータタブ部23とセパレータ14の端面とを互いに溶着した際に、電極群10の端面やセパレータ15の端面に凹凸を作ることはない。
[第4の実施形態の変形例1の負極板の説明:図16]
次に、第4の実施形態の変形例1の扁平型電池を構成する電極群を形成する、負極板の構成を、図16を用いて説明する。図16(a)は負極板の平面図であり、図16(b)は図16(a)で示す切断線E−E´による負極板の厚み方向の断面図である。
次に、第4の実施形態の変形例1の扁平型電池を構成する電極群を形成する、負極板の構成を、図16を用いて説明する。図16(a)は負極板の平面図であり、図16(b)は図16(a)で示す切断線E−E´による負極板の厚み方向の断面図である。
第1の実施形態で説明したように、負極板12は電極部である複数の負極部19が構成されている。負極部19は、金属箔12pを挟んで、金属箔12pの表面と裏面に対向して形成される。また、図16(b)の断面図に示すように、金属箔12pの片面にのみしか活物質層が存在しない箇所がある。これは、正極板と折り畳んだ際に対向する正極部が存在しないので電極部として機能しないことが理由である。
先の実施形態では、負極板12の図面上の下側の末端には、金属箔12pを延出した負極接続タブ部17が配置されていたが、第4の実施形態の変形例1では負極接続タブ部17は存在しない。そもそも負極接続タブ部は負極板12を電池ケースと電気的に接続するためのものであり、一例として負極接続タブ部17と電池ケースとは面接触によって電気的に接続される。このために、負極接続タブ部17の表面は、金属箔12pが露出している。
本実施形態においては、前述した片面にしか活物質層が存在しない電極部が、折り畳み固定後においても、セパレータタブ部によって覆われず、金属箔が露出した状態になるので、負極接続タブ部の機能である電池ケースとの電気的接続が可能となる。よって、先の実施形態で示した負極接続タブ部17が不要となる。
[第5の実施形態]
次に第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、第2セパレータ端部にて折り畳まれるタブ部が存在せず、また、第2部分の第2セパレータタブ部も存在せず、第1セパレータから延出した第1部分である第1セパレートタブ部のみで、電極群を固定可能とする構成である。
次に第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、第2セパレータ端部にて折り畳まれるタブ部が存在せず、また、第2部分の第2セパレータタブ部も存在せず、第1セパレータから延出した第1部分である第1セパレートタブ部のみで、電極群を固定可能とする構成である。
[第5の実施形態の構成説明:図17(a)、(b)]
次に、第5の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図17を用いて説明する。図17(a)は第5の実施形態の電極群の斜視図であり、図17(b)は電極群の断面図である。
次に、第5の実施形態の扁平型電池の電極群及び固定手段の構成を、図17を用いて説明する。図17(a)は第5の実施形態の電極群の斜視図であり、図17(b)は電極群の断面図である。
この第5の実施形態における電極群及び固定手段の構成が、先の実施形態の構成と異なる点は、第1セパレータタブ部の接続部が、複数の層の側面に沿って配置され、正極電極部と負極電極部との間に配置され、第1セパレータの端面と接着されることである。その
ようにすることで、第1セパレータタブ部が、電極群10を固定する機能と、更に正極板と負極板とを絶縁するためのセパレータとしての機能をもち合わせた構成となる。
ようにすることで、第1セパレータタブ部が、電極群10を固定する機能と、更に正極板と負極板とを絶縁するためのセパレータとしての機能をもち合わせた構成となる。
第5の実施形態においては、第1セパレータタブ部23が正極板と負極板とを絶縁する機能を持ち合わせているため、組み立て前の第2セパレータ14は電極部1個分のセパレータが不足した形状でよい。第1セパレータタブ部23の接続部23aは電極群の折り畳まれた複数の層の側面に沿って配置され、電極群の底面にて、第1セパレータタブ部23が、第2セパレータ14の不足分を補うように正極部と負極部の間に配置され、正極部を挟みこんで第1セパレータの端部と互いに溶着されることで、電極群全体を固定することが可能となる。
第1セパレータタブ部23が固定手段と絶縁機能とを兼ねることが可能になると、電極群を薄くすることができる。そのため、限られたスペース内においても、正極板と負極板との対向面積を増やすことができ、蓄電量が増加する。
[第5の実施形態のセパレータ形状の説明:図18]
次に、第5の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図18を用いて説明する。図18に示す第2の実施形態のセパレータと正極板11の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
次に、第5の実施形態の扁平型電池を構成するセパレータの詳細構成を、図18を用いて説明する。図18に示す第2の実施形態のセパレータと正極板11の各要素の斜視図は、図3(a)に示す第1の実施形態の構成に対応している。
図18において、セパレータ15は、第1セパレータ13と第2セパレータ14から成り、正極板11を包み込む袋状となっている。第1セパレータ13は、一部が延出し、第1セパレータタブ部23を形成している。第2セパレータ14には延出箇所は存在せず、更に端部においては電極部1個分のセパレータが存在しない形状となっている。
第1セパレータタブ部23は、セパレータの複数の層における平面形状と略同じ大きさであり、形状もこの例では四角形としている。また、第1セパレータタブ部23の大きさと、第2セパレータの電極1個分の存在しない部分とが略同じ大きさである。このため、電極群を固定するために第1セパレータタブ部23とセパレータ13の端面とを互いに溶着した際に、電極群10の端面やセパレータ15の端面に凹凸を作ることはない。
以上、本発明の扁平型電池の5つの実施形態を説明した。本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
なお、各実施形態の説明及び図は一実施形態であって、これに限定されるものではない。また、図面における寸法は実際の形状を反映したものではなく図面を見やすくするため、一部誇張して記載している場合がある。また、発明に直接関係しない一部の要素は省略している。さらに、各実施形態で電極群10を九十九折りで形成したが、九十九折りに限定されず、例えば、正極板と負極板とを対向して巻回する構成や、正極板と負極板とを重ね、交互に折り返す、所謂、蛇腹折りをして構成してもよい。
なお、各実施形態の説明及び図は一実施形態であって、これに限定されるものではない。また、図面における寸法は実際の形状を反映したものではなく図面を見やすくするため、一部誇張して記載している場合がある。また、発明に直接関係しない一部の要素は省略している。さらに、各実施形態で電極群10を九十九折りで形成したが、九十九折りに限定されず、例えば、正極板と負極板とを対向して巻回する構成や、正極板と負極板とを重ね、交互に折り返す、所謂、蛇腹折りをして構成してもよい。
1 扁平型電池
2 正極缶
2a 外周部分
3 負極缶
3a 外周部分
4 ガスケット
4a 溝
10 電極群
11 正極板
11p、12p 金属箔
11r、12r 接続部
12 負極板
13 第1セパレータ
13a、13b、14a、14b 辺
14 第2セパレータ
15 セパレータ
16 正極接続タブ部
17 負極接続タブ部
18 正極部
19 負極部
23、23b、23c 第1セパレータタブ部
23a、23d 第1セパレータタブ部の接続部
24、24b 第2セパレータタブ部
24a 第2セパレータタブ部の接続部
25 セパレータタブ部
30 正極構造体
2 正極缶
2a 外周部分
3 負極缶
3a 外周部分
4 ガスケット
4a 溝
10 電極群
11 正極板
11p、12p 金属箔
11r、12r 接続部
12 負極板
13 第1セパレータ
13a、13b、14a、14b 辺
14 第2セパレータ
15 セパレータ
16 正極接続タブ部
17 負極接続タブ部
18 正極部
19 負極部
23、23b、23c 第1セパレータタブ部
23a、23d 第1セパレータタブ部の接続部
24、24b 第2セパレータタブ部
24a 第2セパレータタブ部の接続部
25 セパレータタブ部
30 正極構造体
Claims (3)
- 金属箔の表面に活物質層が形成された正極板及び負極板を有し、
前記正極板と前記負極板とが、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向するように複数の層を形成し、収納体に内包された扁平型電池において、
前記セパレータの一部が延出して、接続部とセパレータタブ部を形成し、
前記接続部を前記複数の層の側面に沿って配置し、前記正極板と前記負極板とが離間しないように前記接続部と前記セパレータタブ部で固定されている
ことを特徴とする扁平型電池。 - 前記セパレータタブ部は、前記複数の層を形成したときの平面形状と略同じ大きさである
ことを特徴とする請求項1に記載の扁平型電池。 - 前記セパレータタブ部は、前記正極板と前記負極板とを電気的に絶縁する機能を備えている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の扁平型電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015174675A JP2017050243A (ja) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | 扁平型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015174675A JP2017050243A (ja) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | 扁平型電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017050243A true JP2017050243A (ja) | 2017-03-09 |
Family
ID=58280117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015174675A Pending JP2017050243A (ja) | 2015-09-04 | 2015-09-04 | 扁平型電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017050243A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017162775A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 |
CN107528087A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-29 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种锂离子电池叠片电芯及其制备方法 |
JP2021022421A (ja) * | 2019-07-24 | 2021-02-18 | Tdk株式会社 | 非水電解液二次電池 |
WO2023048431A1 (ko) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀 |
-
2015
- 2015-09-04 JP JP2015174675A patent/JP2017050243A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017162775A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 |
CN107528087A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-29 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种锂离子电池叠片电芯及其制备方法 |
JP2021022421A (ja) * | 2019-07-24 | 2021-02-18 | Tdk株式会社 | 非水電解液二次電池 |
WO2023048431A1 (ko) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀 |
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