JP2017097983A - Laminated battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接合されたラミネートシートで密封された内部に極板群が収容されたラミネート型バッテリに関する。 The present invention relates to a laminate type battery in which an electrode plate group is accommodated in a sealed interior with a laminated sheet bonded thereto.
バッテリは、携帯電話機やラップトップパソコンといった小型なものから無停電電源装置(いわゆるUPS)や電気自動車(いわゆるEV)といった大型なものまで、種々の電力供給源として用いられている。バッテリには、正極板や負極板,電解質といった極板群(「エレメント」とも称される)がケースに封入されている。このケースとしては、極板群の保護性や定形性に優れたハードケースのほか、小型化や軽量化,成形性に優れたソフトケースが用いられる。このソフトケースは、ラミネートシートの周縁部が接合されることでパウチ状に密封された内部に極板群を収容する。このようにケースの密封性が確保されることで、外部への電解質の漏洩や内部への異物侵入の防止が図られる。 Batteries are used as various power supply sources from small ones such as mobile phones and laptop computers to large ones such as uninterruptible power supplies (so-called UPSs) and electric vehicles (so-called EVs). In the battery, an electrode plate group (also referred to as “element”) such as a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte is enclosed in a case. As this case, in addition to a hard case excellent in protection and formability of the electrode plate group, a soft case excellent in miniaturization, weight reduction and formability is used. This soft case accommodates the electrode plate group in a pouch-like sealed interior by joining the peripheral edges of the laminate sheet. By ensuring the sealing performance of the case in this way, it is possible to prevent leakage of the electrolyte to the outside and entry of foreign matter to the inside.
一方、ケースの内圧が上昇した際には、安全性が低下するおそれがある。たとえば、衝撃や変形による内部短絡の発生時や高温環境下では、電解質の急激な分解によって多量のガスが発生することで、内圧が急激に上昇し、ケースが破裂するおそれがある。
そこで、内圧の上昇時にガスを外部へ放出させるベント構造(安全弁)を、ケースに設ける対策が採られている。たとえば、ラミネートシートどうしが溶着される周縁部の一部において溶着強度が抑えられた耐圧性の低い部分をベント構造とすることが提案されている(特許文献1〜3参照)。
On the other hand, when the internal pressure of the case increases, the safety may decrease. For example, when an internal short circuit occurs due to impact or deformation, or in a high temperature environment, a large amount of gas is generated due to rapid decomposition of the electrolyte, so that the internal pressure rapidly increases and the case may burst.
Therefore, a measure is taken to provide a case with a vent structure (safety valve) that releases gas to the outside when the internal pressure increases. For example, it has been proposed that a portion having a low pressure resistance in which the welding strength is suppressed in a part of the peripheral edge where the laminate sheets are welded to have a vent structure (see
ところで、ラミネートシートの周縁部は、バッテリの収容部や配線といった周辺の構造物と干渉することで、折れ曲がりうる。周縁部のうちでベント構造が設けられる部分が折れ曲がれば、ラミネートシートの接合力が変動することによってベント構造の耐圧性が不安定になりうる。そのため、ケースの内圧が上昇した際にガスが適切に放出されないおそれがある。 By the way, the peripheral edge portion of the laminate sheet can be bent by interfering with peripheral structures such as a battery accommodating portion and wiring. If the portion where the vent structure is provided in the peripheral portion is bent, the pressure resistance of the vent structure may become unstable due to fluctuations in the bonding force of the laminate sheet. Therefore, there is a possibility that gas is not properly released when the internal pressure of the case increases.
本件のラミネート型バッテリは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、安全性を向上させることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用および効果であって、従来の技術では得られない作用および効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。 The laminate type battery of the present invention has been developed in view of the above-described problems, and an object thereof is to improve safety. Note that the present invention is not limited to this purpose, and is an operation and effect derived from each configuration shown in “Mode for Carrying Out the Invention” to be described later. It can be positioned as another purpose.
(1)ここで開示するラミネート型バッテリは、周縁部を厚み方向にプレスして接合されるラミネートシートで密封される内部に極板群が収容される。
本ラミネート型バッテリは、前記内部と外部とのそれぞれに突出して延びるシート状のタブ部を備える。
前記タブ部には、前記接合されるラミネートシートに挟み込まれる領域において前記厚み方向に沿って前記内部と前記外部とをつなぐ端面に前記厚み方向の寸法が異なる段状に形成された段部が設けられる。
(1) In the laminate type battery disclosed herein, the electrode plate group is accommodated in the inside which is sealed with a laminate sheet that is bonded by pressing the peripheral edge in the thickness direction.
The present laminated battery includes a sheet-like tab portion that protrudes and extends in each of the inside and the outside.
The tab portion is provided with a step portion formed in a step shape having different dimensions in the thickness direction on an end surface connecting the inside and the outside along the thickness direction in a region sandwiched between the laminated sheets to be joined. It is done.
(2)前記タブ部は、前記極板群から前記外部に電力を取り出す端子であることが好ましい。
(3)前記段部には、前記タブ部において前記内部と前記外部とをつなぐ方向に対して交差する方向の前記端面どうしを接続する接続面が設けられることが好ましい。
(4)前記段部において前記外部側よりも前記内部側のほうが前記厚み方向の寸法が大きいことが好ましい。
(2) It is preferable that the tab portion is a terminal for taking out electric power from the electrode plate group to the outside.
(3) It is preferable that the step portion is provided with a connection surface that connects the end surfaces in a direction intersecting a direction connecting the inside and the outside in the tab portion.
(4) In the stepped portion, it is preferable that the inner side has a larger dimension in the thickness direction than the outer side.
(5)または、前記段部において前記外部側よりも前記内部側のほうが前記厚み方向の寸法が小さいことが好ましい。
(6)前記段部には、前記端面の前記内部側の端部を含んで前記ラミネートシートとの接合力を低下させた弱部が設けられることが好ましい。
(7)さらに、前記弱部は、前記タブ部を切り欠いた切欠部であることが好ましい。
(5) Alternatively, in the stepped portion, it is preferable that the dimension in the thickness direction is smaller on the inner side than on the outer side.
(6) It is preferable that the step portion is provided with a weak portion that includes an end portion on the inner side of the end surface and has reduced bonding strength with the laminate sheet.
(7) Furthermore, it is preferable that the weak part is a notch part obtained by notching the tab part.
本件のラミネート型バッテリによれば、安全性を向上させることができる。 According to the laminated battery of the present case, safety can be improved.
図面を参照して、実施形態としてのラミネート型バッテリについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 A laminated battery as an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as necessary, or can be appropriately combined.
本実施形態では、セルタイプ(単電池型)のラミネート型バッテリを説明する。このラミネート型バッテリには、周縁部が接合されるラミネートシートで密封される内部に極板群が収容される。すなわち、極板群を収容するケースには、ラミネートシートで構成されるソフトケースが用いられる。さらに、ラミネート型バッテリには、内部の極板群から外部に電力を取り出す端子が設けられる。 In this embodiment, a cell type (single cell type) laminated battery will be described. In this laminate type battery, an electrode plate group is accommodated in an interior sealed with a laminate sheet to which the peripheral edge portion is bonded. That is, a soft case composed of a laminate sheet is used as a case for accommodating the electrode plate group. Further, the laminated battery is provided with a terminal for taking out electric power from the internal electrode plate group to the outside.
ラミネート型バッテリは、一次電池または二次電池として構成される。一次電池の例としては、マンガン電池,アルカリ電池などが挙げられ、二次電池の例としては、リチウムイオン電池,ニッケル水素電池などが挙げられる。たとえば、二次電池のラミネート型バッテリは、電気自動車やハイブリッド自動車に駆動用電力源として搭載される。この場合には、バッテリ容量や出力電圧を確保するために、複数のラミネート型バッテリが接続されたモジュールや複数のモジュールが接続された電池パックが用いられる。 The laminate type battery is configured as a primary battery or a secondary battery. Examples of the primary battery include a manganese battery and an alkaline battery, and examples of the secondary battery include a lithium ion battery and a nickel hydrogen battery. For example, a laminated battery of a secondary battery is mounted as an electric power source for driving in an electric vehicle or a hybrid vehicle. In this case, in order to ensure battery capacity and output voltage, a module to which a plurality of laminated batteries are connected or a battery pack to which a plurality of modules are connected are used.
また、本実施形態では、ラミネートシートが長方形状に形成され、この長方形における二つの短辺のうちの一辺に沿って正極端子および負極端子が並んで配置されるものを例示する。
以下の説明では、ラミネートシートにおける端辺の延在方向に合わせて、X方向,Y方向,Z方向のそれぞれを定める。X方向は、長方形の短辺が延びる方向とし、Y方向は、長方形の長辺が延びる方向とし、Z方向は、XY平面の法線に沿う方向とする。
Moreover, in this embodiment, the laminate sheet is formed in a rectangular shape, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are arranged side by side along one of two short sides in the rectangle.
In the following description, each of the X direction, the Y direction, and the Z direction is determined in accordance with the extending direction of the end side in the laminate sheet. The X direction is the direction in which the short side of the rectangle extends, the Y direction is the direction in which the long side of the rectangle extends, and the Z direction is the direction along the normal line of the XY plane.
詳細には、X方向,Y方向,Z方向のそれぞれについて、次のように一方および他方を定める。X方向については、正極端子から負極端子へ向かう方向をX1方向と呼び、このX1方向とは反対の方向をX2方向と呼ぶ。Y方向については、端子が配置された一方の短辺から他方の短辺へ向かう方向をY1方向と呼び、このY1方向とは反対の方向をY2方向と呼ぶ。Z方向については、Y1方向視で正極端子の位置を9時とするとともに負極端子の位置を3時としたときに、6時の位置から12時の位置へ向かう方向をZ1方向と呼び、このZ1方向とは反対の方向をZ2方向と呼ぶ。 Specifically, one and the other are determined as follows for each of the X direction, the Y direction, and the Z direction. The X-direction, referred to the direction from the positive terminal to the negative terminal and X 1 direction, the opposite direction to this X 1 direction is referred to as X 2 direction. The Y-direction, a direction from one of the short sides terminals are disposed to the other short side is referred to as Y 1 direction, the opposite direction to this Y 1 direction is referred to as Y 2 direction. Regarding the Z direction, when the position of the positive terminal is 9 o'clock and the position of the negative terminal is 3 o'clock as viewed in the Y 1 direction, the direction from the 6 o'clock position to the 12 o'clock position is called the Z 1 direction. The direction opposite to the Z 1 direction is referred to as the Z 2 direction.
さらに、ラミネートシートで密封される空間を内部と呼び、これ以外の空間(ラミネートシートの外側の空間)を外部と呼ぶ。また、外部から内部へ向かう側を内側(内部側)と呼び、内部から外部へ向かう側を外側(外部側)と呼ぶ。
このような方向の定義を踏まえて例を挙げれば、ラミネートシートの厚み方向はZ方向であり、端子において内部と外部とをつなぐ方向はY方向である。
Furthermore, the space sealed with the laminate sheet is called the inside, and the other space (the space outside the laminate sheet) is called the outside. Also, the side going from the outside to the inside is called the inside (inside), and the side going from the inside to the outside is called the outside (outside).
Taking an example based on the definition of such a direction, the thickness direction of the laminate sheet is the Z direction, and the direction connecting the inside and the outside of the terminal is the Y direction.
[1.基本構成]
はじめに、ラミネート型バッテリの基本構成を説明する。
図1に示すように、ラミネート型バッテリでは、ラミネートシート(「ラミネートフィルム」あるいは「ラミシート」とも称される)20の周縁部21が接合されて密封される。この周縁部21は、ラミネートシート20の端辺に沿って口の字型に設けられる。
ラミネートシート20で密封された内部4には、極板群30が収容される。極板群30には、ラミネートシート20の外部5に突出してタブ状に設けられる一対の端子(タブ部)1が接続される。端子1は、正極端子1Aと負極端子1Bとの二つで対をなしている。
[1. Basic configuration]
First, the basic configuration of the laminated battery will be described.
As shown in FIG. 1, in a laminated battery, a
The
このラミネート型バッテリを分解すると、図2に示すように、XY平面に沿うシート状の各部材がZ方向に並んで配置されている。具体的には、Z方向端部のそれぞれに配置されるラミネートシート20の間に、極板群30および端子1が配置される。
ラミネートシート20は、絶縁性および可撓性を持ち合わせた外装体である。このラミネートシート20には、外装樹脂層,金属層,溶着樹脂層の順に積層された金属ラミネートシートが用いられる。
When this laminated battery is disassembled, as shown in FIG. 2, the sheet-like members along the XY plane are arranged side by side in the Z direction. Specifically, the
The
また、ラミネートシート20は、Z1方向側に配置される一方のラミネートシート20AとZ2方向側に配置される他方のラミネートシート20Bとの二つで対をなしている。一方のラミネートシート20Aでは、Z2方向側に溶着樹脂層が積層され、他方のラミネートシート20Bでは、Z1方向側に溶着樹脂層が積層される。
一方のラミネートシート20Aの周縁部21Aと他方のラミネートシート20Bの周縁部21Bとが接合される。詳細に言えば、周縁部21AにおけるZ2方向側の領域と周縁部21BにおけるZ1方向側の領域(図2では斜線を付して示す)とが接合される。このように接合されることで、ラミネートシート20の内部4に密閉された空間が形成される。これらのラミネートシート20A,20Bを接合させるときには、周縁部21A,21BどうしがZ方向にプレスされ圧着させられる。この接合手法としては、溶着樹脂層どうしを溶融させて接着させる溶着手法や、溶着手法に接合部の加熱工程を加えた熱溶着手法などが挙げられる。
Further,
The
極板群30は、電解質を含有するシート状部材がZ方向に積層された発電要素である。この極板群30は、Z方向視でラミネートシート20に覆われるように配置される。
この極板群30では、正極シート31と負極シート32とこれらのシート31,32の間に配置されるシート状のセパレータ33とが重ね合わされている。セパレータ33によって、正極シート31と負極シート32とが非接触とされる。ここでは、シート31,32およびセパレータ33のそれぞれが複数枚ずつ設けられている。
The
In the
正極シート31は、長方形状のシート本体部31aと、シート本体部31aからY2方向に向けてタブ状に突出する電極部31bとに大別される。同様に、負極シート32は、長方形状のシート本体部32aと、シート本体部32aからY2方向に向けてタブ状に突出する電極部32bとに大別される。また、セパレータ33は、シート本体部31a,32aと同様に、長方形状に形成される。
The
シート31,32は、Z方向視で、シート本体部31a,32aがセパレータ33に覆われるように配置される。また、シート31,32は、Z方向視で、電極部31b,32bがセパレータ33からY2方向に突出するように配置される。ただし、正極シート31の電極部31bと負極シート32の電極部32bとは、短絡(接触)しないようにX方向の位置が相違するように配置される。
The
これらの電極部31b,32bには、端子1が接続される。具体的には、正極シート31の電極部31bに正極端子1Aが接続され、負極シート32の電極部32bに負極端子1Bが接続される。端子1A,1Bと電極部31b,32bとの接続手法としては、超音波溶接やレーザー溶接などが挙げられる。
端子1は、内部4から外部5に電力を取り出すためのシート状の導体である。すなわち、端子1は、内部4と外部5とに跨るようにXY平面に沿って設けられており、内部4と外部5とのそれぞれに突出して設けられる。端子1の内側部位1aには電極部31b,32bが接続され、端子1の外側部位1bには電力供給先につながる配線(何れも図示省略する)が接続される。ここでは、Z方向視で長方形状の端子1を例示する。
The
The
さらに、端子1における内側部位1aと外側部位1bとの間の中間部位1cは、図1および図2に示すように、ラミネートシート20A,20Bの周縁部21A,21Bに挟み込まれて接合される。なお、端子1の中間部位1cの表面には、ラミネートシート20の溶着樹脂層に含まれる溶着樹脂と同種の樹脂を含有する樹脂層を形成してもよい。たとえば、溶着樹脂を含有する接着テープを貼付あるいは巻き付けることで、中間部位1cの表面に樹脂層が設けられる。このように、ラミネートシート20に対する端子1の接合領域に樹脂層を設けることで、端子1とラミネートシート20との接合力が確保される。
Further, the
[2.端子の構成]
つぎに、図3を参照して、端子1の構成について詳述する。なお、図3には、二点鎖線でラミネートシート20における周縁部21のアウトラインを示す。具体的には、Y1方向側の二点鎖線で接合される周縁部21の内側端部211を示し、Y2方向側の二点鎖線で接合される周縁部21の外側端部212を示す。また、図3では、説明の便宜のために、端子1の厚み(Z方向寸法)を誇張して示す。
[2. Terminal configuration]
Next, the configuration of the
端子1には、ラミネートシート20で密封される内部4の圧力(以下、「内圧」と略称する)が上昇した際に、ガスを外部5へ放出させるベント構造が設けられている。ベント構造は、正極端子1Aおよび負極端子1Bの少なくとも何れかに設けられていればよい。そこで、ベント構造に関する以下の説明では、正極端子1Aおよび負極端子1Bを区別せず、単に端子1と呼ぶ。
The
ところで、ラミネートシート20を接合させるときのプレス力は、XY平面に沿う領域に印加されやすく、Z方向に沿う領域に印加されにくい。そのため、XY平面に沿う領域よりもZ方向に沿う領域のほうが、ラミネートシート20の接合力が小さい。更に言えば、Z方向寸法が大きくなるほど、ラミネートシート20に対する接合力が低下する。たとえば、ラミネートシート20の周縁部21どうしの接合力や端子1の中間部位1cでXY平面に沿う領域のラミネートシート20に対する接合力よりも、端子1の中間部位1cでZ方向に沿う領域のラミネートシート20に対する接合力のほうが小さい。
By the way, the pressing force when bonding the
このようにラミネートシート20に対する接合力が小さい領域、即ち、端子1の中間部位1cにおいてZ方向に沿う領域に、内圧への耐圧性が低い部分をあえて設定することでベント構造を設けている。具体的には、端子1の中間部位1cのベント構造として、Z方向寸法が調整された段部11を設けている。
段部11は、内側の部位(以下、「内側段部」という)12と外側の部位(以下、「外側段部」という)13とでZ方向寸法(厚み方向の寸法)が異なる段状に形成される。
Thus, the vent structure is provided by deliberately setting a portion having low pressure resistance to the internal pressure in a region where the bonding force to the
The
中間部位1cにおいてX方向端部のそれぞれでZ方向に沿って内部4と外部5とをつなぐ端面10に着目すれば、端面10は、Z方向寸法αの内側端面10aとZ方向寸法βの外側端面10bとに大別される。また、内側端面10aとYZ断面形状が同じ部位(以下、「内側段部」という)12が端子1のX方向全域に延びており、同様に、外側端面10bとYZ断面形状が同じ部位(以下、「外側段部」という)13が端子1のX方向全域に延びている。
If attention is paid to the
内側端面10aあるいは内側段部12のZ方向寸法αは、ラミネート型バッテリが通常使用されるときの内圧に耐える接合力を確保することができる寸法に設定される。
ここでは、内側端面10aあるいは内側段部12のZ方向寸法αよりも外側端面10bあるいは外側段部13のZ方向寸法βのほうが小さく(α<β)設定されている。具体的に言えば、端子1の中間部位1cは、内側へ向けてZ1方向に昇る二段の階段状に形成されている。
The Z-direction dimension α of the
Here, the Z-direction dimension β of the
そのため、内側段部12のZ方向寸法αから外側段部13のZ方向寸法βを差し引いたZ方向寸法γ(=α−β)で、X方向(内部4と外部5とをつなぐ方向に対して交差する方向)の端面10,10どうしを接続する接続面14が外側を向いて形成される。詳細に言えば、接続面14は、X1方向端部の内側端面10aにおけるZ1方向側の部位とX2方向端部の内側端面10aにおけるZ1方向側の部位とを接続している。
Therefore, the Z-direction dimension γ (= α−β) obtained by subtracting the Z-direction dimension β of the
さらに、外側端面10bあるいは外側段部13のZ方向寸法βよりも接続面14のZ方向寸法γのほうが大きく(β<γ)設定されている。言い換えれば、外側端面10bあるいは外側段部13のZ方向寸法βは、内側端面10aあるいは内側段部12のZ方向寸法αの半分未満の寸法に設定されている。
このようにZ方向寸法α,β,γの大小関係が設定されるため、ラミネートシート20に対する段部11の接合力は、内側端面10aよりも接続面14のほうが大きく設定され、接続面14よりも外側端面10bのほうが大きく設定される。
Furthermore, the Z-direction dimension γ of the
Since the magnitude relationship between the Z-direction dimensions α, β, and γ is set in this way, the bonding force of the
そのほか、ここでは、ラミネートシート20に対する接合力の大きいY方向の領域を確保するために、内側段部12のY方向寸法W1が外側段部13のY方向寸法W2よりも小さく設定されている。
このような段部11は、エッチング処理や切削処理によって製造することができる。
In addition, the Y-direction dimension W 1 of the
Such a
[3.作用および効果]
本実施形態のラミネート型バッテリは、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
まず、ラミネート型バッテリにおいて内圧が上昇する際の作用を述べる。
ラミネート型バッテリで内圧が上昇する状況としては、正極シート31と負極シート32とが接触する内部短絡が発生した場合や、極板群30が過熱した場合などが挙げられる。たとえば、ラミネート型バッテリに対して衝撃が作用したときやラミネート型バッテリが変形したときなどに内部短絡が発生し、ラミネート型バッテリ自体が高温環境下に晒されたときや過剰に充放電されたときなどに極板群30が過熱する。このような状況では、極板群30に含有される電解質が急激に分解され、多量のガスが発生する。そして、ラミネート型バッテリの内圧が上昇する。
[3. Action and effect]
Since the laminate type battery of the present embodiment is configured as described above, the following operations and effects can be obtained.
First, the action when the internal pressure rises in the laminated battery will be described.
Examples of the situation where the internal pressure increases in the laminate type battery include a case where an internal short circuit where the
ラミネート型バッテリで内圧が上昇するにつれて、ラミネートシート20を剥離させる力が大きくなる。
続いて、ラミネートシート20に対する端面10の接合力のほうがラミネートシート20どうしの接合力よりも小さいことから、ラミネートシート20が端面10から剥離する。時系列に沿って詳細に言えば、ラミネートシート20は、最初に内側端面10aから剥離し、ついで接続面14から剥離し、その後に外側端面10bから剥離する。
このようにして、端面10あるいは接続面14に沿ってガスの流通路が形成されることで、ラミネート型バッテリの内部4と外部5とが連通する。そして、ガスが放出され、内圧が外部5の気圧(大気圧)に低下する。
As the internal pressure increases in the laminate type battery, the force for peeling the
Subsequently, since the bonding force of the
In this way, the gas flow passage is formed along the
次に、ラミネート型バッテリにおいて内圧が上昇した際の効果を述べる。
(1)ベント構造としての段部11は、ラミネート型バッテリの内部4と外部5に跨って延びる端子1に設けられる。よって、内部4と外部5とを確実に連通させることができ、ガスを確実に放出させることができる。
また、端子1は、ラミネートシート20の周縁部21に挟み込まれるため、端子1の周辺に設けられた周縁部21が補強される。よって、内圧上昇時に形成されるガスの流通路、即ち、端子1の端面10あるいは接続面14に沿うガスの流通路も補強されて折れ曲がりにくくなり、ガスを確実に放出することができる。
Next, the effect when the internal pressure rises in the laminate type battery will be described.
(1) The
Further, since the
他の技術と比較すれば、本実施形態のラミネート型バッテリは下記の点で有利である。
たとえば、他の技術では、ラミネートシートの周縁部どうしが接合される領域において、一部の耐圧性を抑えることでベント構造を設けている。このようなベント構造では、バッテリの収容部や配線といった周辺の構造物に対して周縁部の他部が干渉することで折れ曲がり、ラミネートシートの接合力が変動することによって耐圧性が不安定になりうる。よって、ガスを適切に放出することができないおそれがある。
Compared with other technologies, the laminated battery of this embodiment is advantageous in the following points.
For example, in another technique, a vent structure is provided by suppressing a part of pressure resistance in a region where peripheral edges of a laminate sheet are joined to each other. In such a vent structure, the other part of the peripheral part is bent due to interference with surrounding structures such as the battery housing and wiring, and the pressure resistance becomes unstable due to fluctuations in the bonding force of the laminate sheet. sell. Therefore, there is a possibility that the gas cannot be released appropriately.
これに対して、本実施形態のラミネート型バッテリでは、端子1の周辺に設けられた周縁部21が補強されることにより、ベント構造として設けられる段部11の耐圧性が変動しにくくなる。そのため、ガスを適切に放出させることができる。
さらに、段部11は、Z方向寸法が異なる段状に形成されている。具体的には、内側端面10aのZ方向寸法αと外側端面10bのZ方向寸法βとが異なる。Z方向寸法が大きくなるほどラミネートシート20に対する接合力が小さくなることから、内側端面10aのZ方向寸法αと外側端面10bのZ方向寸法βとをそれぞれ設定することで、内側端面10aおよび外側端面10bのそれぞれで接合力の大きさを調整することができる。延いては、ガスの放出モードを設定することができる。
On the other hand, in the laminate type battery of the present embodiment, the
Furthermore, the
これに加えて、内側段部12のY方向寸法W1と外側段部13のY方向寸法W2とをそれぞれ設定すれば、Y方向に沿う接合力の大きさ分布を調整することができ、ガスの放出モードを精度よく設定することができる。
よって、内圧の制御性を高めることができ、安全性を向上させることができる。
In addition, by setting the Y direction dimension W 2 of the Y-direction dimension W 1 and the outer stepped
Therefore, controllability of the internal pressure can be improved and safety can be improved.
(2)上述したようにベント構造としての段部11が端子1に設けられるため、既存のラミネート型バッテリの端子を利用してベント構造を追加することができる。そのため、構造の複雑化や製造工程の増加を抑えることができる。
(3)段部11には、X方向端部の端面10,10どうしを接続する接続面14が設けられているため、端面10,10のそれぞれを通るガスの圧力を均すことができる。具体的には、外側端面10b,10bのそれぞれからラミネートシート20が離隔する圧力を均すことができる。よって、安全性を確実に向上させることができる。
(2) Since the
(3) Since the
(4)内側段部12のZ方向寸法αよりも外側段部13のZ方向寸法βのほうが小さく設定されることから、ラミネートシート20に対する接合力は、内側段部12よりも外側段部13のほうが大きい。そのため、ラミネートシート20は、最初に内側端面10aから剥離する。そして、内圧が更に上昇した後に、外側端面10bから剥離する。このように、ガスが放出するまでのラミネートシート20の剥離を、二段階に設定することができる。よって、内圧の制御性を高めることができる。
(4) Since the Z-direction dimension β of the
[4.変形例]
最後に、本実施形態のラミネート型バッテリの変形例について述べる。
図4に示すように、段部11′には、Z方向の双方に突出して内側段部12′が設けられてもよい。このように二段に限らず三段以上の多段に段部が設けられてもよい。
また、段部11′には、端子1′のX方向一方の端部(ここではX1方向端部)から一領域にだけ延びる内側段部12′が設けられてもよい。この場合には、接続面14′もX方向全域ではなく一領域に設けられる。このように内側段部12′のX方向領域が抑えられることで、端子1の材料コストを低減させることに寄与する。
[4. Modified example]
Finally, a modification of the laminate type battery of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, the
Also, stepped portions 11 ', the terminal 1' X-direction one end portion of the may be provided inner stepped portion 12 'extending to a region of only (wherein X 1 direction end portion). In this case, the
また、段部11′には、内側端面10a′の内側端部(内部4側の端部)を含んでラミネートシート20′との接合力を低下させた弱部19′が設けられてもよい。
たとえば、弱部19′としては、端子1′を切り欠いた切欠部が形成される。ここでは、Z方向全域にX方向に凹設されるように切り欠かれ、XY平面に沿う断面形状が半円状の切欠部を例示する。ただし、弱部19′としての切欠部は、少なくとも内側端面10a′の内側端部を含んで切り欠かれていればよく、端子1′のZ方向一領域を凹設してもよいし、矩形状やV字状といった任意の断面形状としてもよい。
Further, the
For example, as the
この切欠部は、ラミネートシート20′を接合させるときのプレス力がより印可されにくく、ラミネートシート20′に対する接合力が内側端面10a′のなかでも更に抑えられる。したがって、内圧が上昇する際の内側端面10a′では、最初に弱部19′からラミネートシート20′が剥離し、内圧が更に上昇した後に、弱部19′よりも外側(外部5側)の部位が剥離する。このように弱部19′としての切欠部を端子1′に形成することで、構造的に内圧を内側端面10a′に引き入れることができる。よって、段部11′においてラミネートシート20′の剥離を確実に進行させることができ、安全性を更に向上させることができる。
This notch portion is more difficult to apply a pressing force when the laminate sheet 20 'is joined, and the joining force to the laminate sheet 20' can be further suppressed in the
なお、切欠部に加えてまたは替えて、少なくとも内側端面10a′の内側端部を含む箇所に、ラミネートシート20′の溶着樹脂に対して溶着しにくい薬剤を塗布することで弱部19′を設けてもよい。この場合にも、段部11′においてラミネートシート20′の剥離を確実に進行させることができ、安全性を更に向上させることができる。
In addition to or instead of the cutout portion, a
図5に示すように、図3に示される端子1の内外方向を反転させて、端子1″は、内部4側の内側段部12″のZ方向寸法α″よりも外部5側の外側段部13″のZ方向寸法β″が大きく設定されていてもよい。
このようにZ方向寸法α″,β″が設定された内側段部12″および外側段部13″の端面10″では、ラミネートシート20″が最初に内側端面10a″から剥離して速やかに外側端面10b″から剥離する。このように圧力が迅速に開放されるガスの放出モードを設定することができる。よって、内圧の制御性を高めることに寄与する。
As shown in FIG. 5, the inside and outside directions of the
In the
極端群の発電要素は、シート状部材が積層されるものに限らず、帯状部材がY方向視で楕円渦状あるいは長円渦状をなすように巻回されていてもよい。この場合には、対向する短辺あるいは長辺の一方に端子の一方が配置され、対向する短辺あるいは長辺の他方に端子の他方が配置される。このように、二つの端子が並んで設けられていなくてもよい。 The power generation elements of the extreme group are not limited to those in which sheet-like members are stacked, and the belt-like member may be wound so as to form an elliptical vortex or an elliptical vortex as viewed in the Y direction. In this case, one of the terminals is arranged on one of the opposing short sides or long sides, and the other of the terminals is arranged on the other of the opposing short sides or long sides. Thus, the two terminals do not have to be provided side by side.
Z方向視におけるラミネートシートの形状は、長方形状に限らず正方形状であってもよく、三角形や五角形といった他の多角形状や円形状であってもよい。
そのほか、段部が端子に設けられるものに限らず、内部と外部とに跨るとともに内部と外部とのそれぞれに突出して設けられるタブ状の部材(タブ部)を端子とは別設し、このタブ状の部材に段部をベント構造として設けてもよい。
The shape of the laminate sheet as viewed in the Z direction is not limited to a rectangular shape, and may be a square shape, or may be another polygonal shape such as a triangle or a pentagon, or a circular shape.
In addition, the tab is not limited to the one provided on the terminal, and a tab-like member (tab portion) provided so as to straddle the inside and the outside and protrude from the inside and the outside is provided separately from the terminal. A stepped portion may be provided as a vent structure on the shaped member.
1 端子(タブ部)
1A 正極端子
1B 負極端子
1a 内側部位
1b 外側部位
1c 中間部位
10 端面
10a 内側端面
10b 外側端面
11 段部(ベント構造)
12 内側段部
13 外側段部
14 接続面
19′ 弱部
20,20A,20B ラミネートシート
21,21A,21B 周縁部
30 極板群
31 正極シート
31a シート本体部
31b 電極部
32 負極シート
32a シート本体部
32b 電極部
33 セパレータ
4 内部
5 外部
W1,W2 Y方向寸法
α,β,γ Z方向寸法
1 Terminal (tab part)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記接合されるラミネートシートに挟み込まれる領域において前記厚み方向に沿って前記内部と外部とをつなぐ端面に前記厚み方向の寸法が異なる段状に形成された段部を有し、前記内部と前記外部とのそれぞれに突出して延びるシート状のタブ部を備えた
ことを特徴とするラミネート型バッテリ。 A laminate type battery in which an electrode plate group is housed inside sealed with a laminate sheet that is bonded by pressing the peripheral edge in the thickness direction,
In the region sandwiched between the laminated sheets to be joined, the end surface connecting the inside and the outside along the thickness direction has a step portion formed in a step shape having different dimensions in the thickness direction, and the inside and the outside And a sheet-like tab portion extending in a protruding manner.
ことを特徴とする請求項1に記載のラミネート型バッテリ。 The laminate type battery according to claim 1, wherein the tab portion is a terminal for taking out electric power from the electrode plate group to the outside.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のラミネート型バッテリ。 3. The laminate mold according to claim 1, wherein the step portion has a connection surface that connects the end surfaces in a direction intersecting with a direction connecting the inside and the outside in the tab portion. Battery.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のラミネート型バッテリ。 The laminate type battery according to any one of claims 1 to 3, wherein in the stepped portion, the dimension in the thickness direction is larger on the inner side than on the outer side.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のラミネート型バッテリ。 The laminate type battery according to any one of claims 1 to 3, wherein in the stepped portion, the dimension in the thickness direction is smaller on the inner side than on the outer side.
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のラミネート型バッテリ。 The said step part has a weak part which reduced the joining force with the said laminate sheet including the edge part of the said inner side of the said end surface, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Laminated battery.
ことを特徴とする請求項6に記載のラミネート型バッテリ。 The laminate type battery according to claim 6, wherein the weak portion is a cutout portion formed by cutting out the tab portion.
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2006294309A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Nissan Motor Co Ltd | Thin battery |
JP2007026901A (en) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | Film packaged battery |
JP2008251464A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Tdk Corp | Electrochemical element |
JP2011086815A (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Tdk Corp | Electrochemical device and method of manufacturing the same |
JP2013073789A (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | Laminate battery |
-
2015
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006294309A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Nissan Motor Co Ltd | Thin battery |
JP2007026901A (en) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | Film packaged battery |
JP2008251464A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Tdk Corp | Electrochemical element |
JP2011086815A (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Tdk Corp | Electrochemical device and method of manufacturing the same |
JP2013073789A (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Panasonic Corp | Laminate battery |
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