JP2021044185A - 蓄電素子および蓄電素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
車載用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層と溶着した第2シーラント層を有し、
前記電解液の液量Mは、80g以上200g以下であり、
前記溶着部の長さLは、700mm以上1000mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子である。
α=100×(TB−TA)/TB
定置用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層と溶着した第2シーラント層を有し、
前記電解液の液量Mは、150g以上300g以下であり、
前記溶着部の長さLは、1200mm以上1610mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子である。
α=100×(TB−TA)/TB
電極体と電気的に接続するとともに、前記外装体の内部から外部へと延び出す一対のタブを更に備え、
前記溶着部は、前記タブが前記収容空間から前記外装体の外部へと延び出す一対の第1辺と、前記一対の第1辺間に延びる第2辺とを有し、
前記第1辺における前記圧縮率αは、前記第2辺における前記圧縮率αよりも大きくなっていてもよい。
車載用の蓄電素子の製造方法であって、
第1外装材の第1シーラント層と第2外装材の第2シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第1外装材および前記第2外装材を対向して配置する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第1外装材および前記第2外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記電解液の液量Mは、80g以上200g以下であり、
前記溶着部の長さLは、700mm以上1000mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子の製造方法である。
α=100×(TB−TA)/TB
定置用の蓄電素子の製造方法であって、
第1外装材の第1シーラント層と第2外装材の第2シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第1外装材および前記第2外装材を対向して配置する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第1外装材および前記第2外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記電解液の液量Mは、150g以上300g以下であり、
前記溶着部の長さLは、1200mm以上1610mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子の製造方法である。
α=100×(TB−TA)/TB
前記蓄電素子は、電極体と電気的に接続するとともに、前記収容空間の内部から外部へと延び出す一対のタブを備え、
前記溶着部は、前記タブが前記収容空間の内部から外部へと延び出す一対の第1辺と、前記一対の第1辺間に延びる第2辺とを有し、
前記第1辺における前記圧縮率αは、前記第2辺における前記圧縮率αよりも大きくなっていてもよい。
前記第1辺における前記圧縮率αは、40%以上60%以下であってもよい。
前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の厚みは、それぞれ10μm以上200μm以下であってもよい。
以下、蓄電素子1の各構成要素について説明する。
L=(L1+L2)×2 ・・・式(1)
一方、外装体7が、一枚の外装材を折り返すことによって形成されている場合、図6に示すように、溶着部80の長さLは、蓄電素子1の長手方向となる第2方向d2に沿った溶着部80の長さL1と、蓄電素子1の短手方向(幅方向)となる第3方向d3に沿った溶着部80の長さL2とを用いて、次式で表される。
L=L1+L2×2 ・・・式(2)
このような溶着部80の長さLが、700mm以上または1200mm以上であることにより、蓄電素子1の大型化を図ることができる。また、溶着部80の長さLが1000mm以下または1610mm以下であることにより、溶着部80において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体7内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。
α=100×(TB−TA)/TB ・・・式(3)
このため、圧縮率αが、20%以上70%以下である場合、溶着部80におけるシーラント71b、72bの合計厚みTA、溶着部80以外におけるシーラント71b、72bの合計厚みTB、電解液の液量M、および溶着部80の長さLが、
20≦100×(TB−TA)/TB≦70 ・・・式(4)
という関係を満たしている。
圧縮率αが20%以上であることにより、溶着部80において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体7内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。とりわけ、蓄電素子1が車載用である場合、振動等により、外装体7内に水分が侵入しやすくなる可能性がある。これに対して、圧縮率αが20%以上であることにより、外装体7内に水分が侵入することを効果的に抑制することができる。また、圧縮率αが70%以下であることにより、シーラント層71b、72b間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。
3.11×L/M≦100×(TB−TA)/TB≦10.8×L/M
・・・式(5)
という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、車載用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。
2.83×L/M≦100×(TB−TA)/TB≦9.89×L/M
・・・式(6)
という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。
ここで説明する蓄電素子1の設計方法は、
・電解液の液量Mおよび溶着部80の長さLを決定する工程と、
・シーラント層(第1シーラント層)71bおよびシーラント層(第2シーラント層)72bを溶着部80で溶着する際におけるシーラント層71b、72bの圧縮率αを、電解液の液量Mおよび溶着部80の長さLに基づいて決定する工程とを備えている。
また、蓄電素子1の設計方法は、
・蓄電素子1の用途を決定する工程を更に備えていてもよい。
3.11×L/M≦α≦10.8×L/M ・・・式(7)
という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、車載用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、
20≦α≦70 ・・・式(8)
という関係を満たすように決定されることがより好ましい。
2.83×L/M≦α≦9.89×L/M ・・・式(9)
という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、上述した式(8)に示す関係を満たすように決定されることがより好ましい。
K1≦(M×α)/L≦K2 ・・・式(10)
という関係を満たすことが好ましいことを見いだした。
ここで、K1、K2は定数である。
次に、本実施の形態の蓄電素子1の製造方法の一例について、説明する。
5 電極体
6 タブ
7 外装体
7a 収容空間
71 第1外装材
71b シーラント層
72 第2外装材
72b シーラント層
80 溶着部
81 第1辺
82 第2辺
Claims (10)
- 車載用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層と溶着した第2シーラント層を有し、
前記電解液の液量Mは、80g以上200g以下であり、
前記溶着部の長さLは、700mm以上1000mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子。
α=100×(TB−TA)/TB - 定置用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層と溶着した第2シーラント層を有し、
前記電解液の液量Mは、150g以上300g以下であり、
前記溶着部の長さLは、1200mm以上1610mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子。
α=100×(TB−TA)/TB - 電極体と電気的に接続するとともに、前記外装体の内部から外部へと延び出す一対のタブを更に備え、
前記溶着部は、前記タブが前記収容空間から前記外装体の外部へと延び出す一対の第1辺と、前記一対の第1辺間に延びる第2辺とを有し、
前記第1辺における前記圧縮率αは、前記第2辺における前記圧縮率αよりも大きい、請求項1または2に記載の蓄電素子。 - 前記第1辺における前記圧縮率αは、40%以上60%以下である、請求項3に記載の蓄電素子。
- 前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の厚みは、それぞれ10μm以上200μm以下である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蓄電素子。
- 車載用の蓄電素子の製造方法であって、
第1外装材の第1シーラント層と第2外装材の第2シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第1外装材および前記第2外装材を対向して配置する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第1外装材および前記第2外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記電解液の液量Mは、80g以上200g以下であり、
前記溶着部の長さLは、700mm以上1000mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子の製造方法。
α=100×(TB−TA)/TB - 定置用の蓄電素子の製造方法であって、
第1外装材の第1シーラント層と第2外装材の第2シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第1外装材および前記第2外装材を対向して配置する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第1外装材および前記第2外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記電解液の液量Mは、150g以上300g以下であり、
前記溶着部の長さLは、1200mm以上1610mm以下であり、
前記溶着部の幅Wは、2mm以上9mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて次式で表される圧縮率αは、20%以上70%以下である、蓄電素子の製造方法。
α=100×(TB−TA)/TB - 前記蓄電素子は、電極体と電気的に接続するとともに、前記収容空間の内部から外部へと延び出す一対のタブを備え、
前記溶着部は、前記タブが前記収容空間の内部から外部へと延び出す一対の第1辺と、前記一対の第1辺間に延びる第2辺とを有し、
前記第1辺における前記圧縮率αは、前記第2辺における前記圧縮率αよりも大きい、請求項6または7に記載の蓄電素子の製造方法。 - 前記第1辺における前記圧縮率αは、40%以上60%以下である、請求項8に記載の蓄電素子の製造方法。
- 前記溶着部以外の領域における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の厚みは、それぞれ10μm以上200μm以下である、請求項6乃至9のいずれか一項に記載の蓄電素子の製造方法。
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