JP2021170486A - Power storage cell - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、蓄電セルに関する。 The present disclosure relates to a power storage cell.
従来の蓄電セルとして、例えば特許文献1に記載の双極性バッテリに用いられるセルがある。この従来の双極性バッテリは、第1のセル及び第2のセルの積層体を含んで構成されている。第1のセル及び第2のセルは、正極、負極、及びこれらの間に介在するセパレータを有している。第1のセル及び第2のセルにおいて、正極側の金属層の縁部と負極側の金属層の縁部とは、例えば樹脂製の封止材によって接合されている。
As a conventional storage cell, for example, there is a cell used for a bipolar battery described in
上述のような蓄電セルでは、異常時にセル内でガスが発生し、当該ガスに起因してセルに膨張が生じる場合がある。蓄電セルに膨張が生じた場合、膨張による応力は、金属層の固定端、すなわち、金属層と封止材との接合部分の端部に集中し易い。この場合、金属層と封止材との接合部分の端部の近傍で金属層の破損や封止材からの大きな剥離が生じ、蓄電セルに短絡が生じることが考えられる。 In the storage cell as described above, gas may be generated in the cell at the time of abnormality, and the cell may expand due to the gas. When the storage cell expands, the stress due to the expansion tends to be concentrated on the fixed end of the metal layer, that is, the end of the joint portion between the metal layer and the sealing material. In this case, it is conceivable that the metal layer is damaged or the metal layer is largely peeled off from the sealing material in the vicinity of the end of the joint portion between the metal layer and the sealing material, and a short circuit occurs in the storage cell.
本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、異常時の短絡の発生を低減できる蓄電セルを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a power storage cell capable of reducing the occurrence of a short circuit at the time of abnormality.
本開示の一側面に係る蓄電セルは、活物質層が一方面の所定の形成領域に設けられ、活物質層同士が互いに対向するように配置された正負一対の集電体と、活物質層間に配置されたセパレータと、正負一対の集電体の一方面における形成領域よりも外側の周縁部にそれぞれ接合され、集電体間の空間を封止するスペーサと、を備え、集電体とスペーサとの接合領域には、スペーサと集電体との接合強度が接合領域の他の部位よりも低い脆弱部が、接合領域の面方向において形成領域側の縁から集電体の外縁側の縁にかけて設けられており、脆弱部では、集電体の一方面が粗化面となっており、スペーサが、異常時にセル内で生じるガスの温度よりも高い融点を有し、正負一対の集電体の一方面のそれぞれに接合された第1の樹脂部と、ガスの温度よりも低い融点を有し、第1の樹脂部に挟み込まれるように配置された第2の樹脂部とによって構成されている。 The power storage cell according to one aspect of the present disclosure includes a pair of positive and negative current collectors in which an active material layer is provided in a predetermined forming region on one surface and the active material layers are arranged so as to face each other, and an active material layer. A separator arranged in the current collector and a spacer which is joined to the peripheral edge portion outside the formed region on one surface of a pair of positive and negative current collectors and seals the space between the current collectors. In the joint region with the spacer, a fragile portion where the joint strength between the spacer and the current collector is lower than other parts of the joint region is formed from the edge on the formation region side to the outer edge side of the current collector in the plane direction of the joint region. It is provided over the edge, and in the fragile part, one surface of the current collector is a roughened surface, and the spacer has a melting point higher than the temperature of the gas generated in the cell at the time of abnormality, and a pair of positive and negative current collectors. It is composed of a first resin portion bonded to each one surface of the electric body and a second resin portion having a melting point lower than the temperature of the gas and arranged so as to be sandwiched between the first resin portions. Has been done.
この蓄電セルでは、異常時にセル内でガスが発生し、セルの内圧が上昇した場合に、脆弱部においてガスの温度よりも融点が低い第2の樹脂部が第1の樹脂部に優先して融解し、当該融解部分からガスを外部に放出させることができる。すなわち、この蓄電セルでは、脆弱部が異常時の圧力調整弁として機能するため、異常時にセルの膨張を防ぐことが可能となる。また、脆弱部では、ガスよりも融点が高い第1の樹脂部が粗化面によって集電体に強固に接合している。このため、第2の樹脂部が融解した後も、第1の樹脂部が残存し、第1の樹脂部と集電体との接合状態が維持される。したがって、ガスを外部に放出させた後も第1の樹脂部が集電体の一方面に残存することによって、集電体同士が短絡してしまうことを低減できる。 In this storage cell, when gas is generated in the cell at the time of abnormality and the internal pressure of the cell rises, the second resin portion having a melting point lower than the temperature of the gas in the fragile portion takes precedence over the first resin portion. It can be melted and the gas can be released to the outside from the melted portion. That is, in this power storage cell, since the fragile portion functions as a pressure adjusting valve at the time of abnormality, it is possible to prevent the cell from expanding at the time of abnormality. Further, in the fragile portion, the first resin portion having a melting point higher than that of the gas is firmly bonded to the current collector by the roughened surface. Therefore, even after the second resin portion is melted, the first resin portion remains, and the bonded state between the first resin portion and the current collector is maintained. Therefore, it is possible to reduce short-circuiting between the current collectors because the first resin portion remains on one surface of the current collectors even after the gas is discharged to the outside.
粗化面は、正負一対の集電体の少なくとも一方の一方面の全体にわたって設けられていてもよい。この場合、粗化面を脆弱部に対応する領域のみに選択的に形成する場合と比べて、脆弱部の形成を簡単化することができる。 The roughened surface may be provided over the entire surface of at least one of a pair of positive and negative current collectors. In this case, the formation of the fragile portion can be simplified as compared with the case where the roughened surface is selectively formed only in the region corresponding to the fragile portion.
集電体は、矩形状をなしており、脆弱部は、集電体の角部間に位置する辺部に対応して設けられていてもよい。この場合、脆弱部に一定の幅を持たせる設計が容易となり、脆弱部を異常時の圧力調整弁としてより確実に機能させることができる。 The current collector has a rectangular shape, and the fragile portion may be provided corresponding to a side portion located between the corner portions of the current collector. In this case, it becomes easy to design the fragile portion to have a certain width, and the fragile portion can be more reliably functioned as a pressure adjusting valve at the time of abnormality.
セパレータの周縁部は、スペーサ内に埋没した状態で保持されていてもよい。この場合、セル内のセパレータの位置ずれを抑制でき、活物質層同士がセパレータを介在せずに接触してしまうことを防止できる。 The peripheral edge of the separator may be held buried in the spacer. In this case, the displacement of the separator in the cell can be suppressed, and the active material layers can be prevented from coming into contact with each other without interposing the separator.
セパレータの周縁部は、正負一対の集電体の一方と第1の樹脂部とで挟み込まれた状態で保持されていてもよい。この場合、セル内のセパレータの位置ずれを抑制でき、活物質層同士がセパレータを介在せずに接触してしまうことを防止できる。また、集電体と第1の樹脂部とによってセパレータを保持しているため、脆弱部が圧力調整弁として機能した際にもセパレータの保持状態が維持される。 The peripheral edge portion of the separator may be held in a state of being sandwiched between one of a pair of positive and negative current collectors and the first resin portion. In this case, the displacement of the separator in the cell can be suppressed, and the active material layers can be prevented from coming into contact with each other without interposing the separator. Further, since the separator is held by the current collector and the first resin portion, the holding state of the separator is maintained even when the fragile portion functions as a pressure adjusting valve.
本開示によれば、異常時の短絡の発生を低減できる。 According to the present disclosure, the occurrence of a short circuit at the time of abnormality can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る蓄電セルの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the power storage cell according to one aspect of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、蓄電セルの一実施形態を含んで構成される蓄電装置を示す概略的な断面図である。図1に示す蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる装置である。蓄電装置1は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電セル2は、電気二重層キャパシタであってもよく、全固体電池であってもよい。以下の説明では、リチウムイオン二次電池である蓄電装置1を例示する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a power storage device configured to include one embodiment of a power storage cell. The
蓄電装置1は、図1に示すように、複数の蓄電セル2を積層方向Dに沿って積層したセルスタック3と、セルスタック3の積層方向Dの両端にそれぞれ配置された一対の集電板4とを含んで構成されている。集電板4は、例えばアルミニウム、銅、ステンレス等の金属によって矩形に形成されている。図1において、一対の集電板4の一方(図1における下側の集電板)は、正極集電板4Aであり、一対の集電板4の他方(図1における上側の集電板)は、負極集電板4Bである。正極集電板4Aと及び負極集電板4Bとは、不図示のバスバーによって装置外部で互いに接続される。
As shown in FIG. 1, the
蓄電セル2は、正極11と、負極12と、セパレータ13と、スペーサ14とを含んで構成されている。正極11及び負極12は、活物質層21が一方面22aの所定の形成領域に設けられた集電体22によって構成されている。具体的には、正極11は、正極集電体22Aと、正極集電体22Aの一方面22aに矩形に設けられた正極活物質層21Aとによって構成され、負極12は、負極集電体22Bと、負極集電体22Bの一方面22aの所定の形成領域に設けられた負極活物質層21Bとによって構成されている。
The
正極11と負極12とは、正極活物質層21Aと負極活物質層21Bとが互いに対向するように配置されている。すなわち、正負一対の集電体である正極集電体22Aと負極集電体22Bとは、正極活物質層21Aが形成された一方面22aと負極活物質層21Bが形成された一方面22aとが互いに対向するように配置されている。集電体22の他方面22bは、蓄電セル2の積層方向D側の端面を構成している。
The
積層方向Dについて隣り合う蓄電セル2,2は、正極集電体22Aの他方面22bと負極集電体22Bの他方面22bとが当接することにより、互いに電気的に接続されている。また、積層方向Dについて隣り合う蓄電セル2,2では、正極集電体22Aの他方面22bと負極集電体22Bの他方面22bとが当接することにより、正極集電体22A及び負極集電体22Bを一体の集電体とする疑似的なバイポーラ電極が形成されている。
The
本実施形態では、正極集電体22A及び負極集電体22Bは、互いに等しい形状の矩形状をなし、正極活物質層21A及び負極活物質層21Bは、集電体22の外形より一回り小さい矩形状に塗工されている。正極11及び負極12のいずれにおいても、集電体22の周縁部22cは、活物質層21が塗工されていない未塗工領域となっている。また、本実施形態では、負極活物質層21Bは、正極活物質層21Aよりも一回り大きく形成されており、積層方向Dから見た場合に、正極活物質層21Aの形成領域の全体が負極活物質層21Bの形成領域内に位置している。
In the present embodiment, the positive electrode
集電体22は、例えば銅箔、アルミニウム箔、チタン箔、もしくはニッケル箔によって構成されている。機械的強度を確保する観点からは、集電体22としてアルミニウム箔を用いることが好ましい。集電体22が合金である場合、例えばステンレス鋼箔(例えばJIS G 4305:2015にて規定されるSUS304、SUS316、SUS301、SUS304等)、メッキ処理が施された鋼板(例えばJIS G 3141:2005にて規定される冷間圧延鋼板(SPCC等))、又はメッキ処理が施されたステンレス鋼板であってもよい。集電体22は、上記金属の合金箔であってもよい。集電体22が合金箔である場合、又はアルミニウム箔以外の集電体である場合、その表面にアルミニウムが被覆されていてもよい。本実施形態では、正極集電体22Aとしてアルミニウム箔が用いられ、負極集電体22Bとして銅箔が用いられている。
The
正極活物質層21Aは、例えば複合酸化物、金属リチウム、及び硫黄等の正極活物質を含んで構成されている。複合酸化物の組成には、例えば鉄、マンガン、チタン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも1つと、リチウムとが含まれる。複合酸化物の例としては、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO4)が挙げられる。
The positive electrode
正極活物質層21Aには、正極活物質のほか、結着剤及び導電助剤が含まれ得る。結着剤は、活物質又は導電助剤を集電体の表面に繋ぎ止め、電極中の導電ネットワークを維持する役割を果たす。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン−アクリル酸グラフト重合体を例示することができる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。粘度調整溶媒には、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等が用いられる。
The positive electrode
負極活物質層21Bは、例えば黒鉛、人造黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物、ホウ素添加炭素等の負極活物質を含んで構成されている。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン(ケイ素)及びスズが挙げられる。導電助剤及び結着剤としては、上述した正極活物質層21Aと同様のものを用いることができる。
The negative electrode
セパレータ13は、正極11と負極12との間の隔てるシート状の部材である。セパレータ13は、正極活物質層21Aの形成領域及び負極活物質層21Bの形成領域に比べて一回り大きく、かつ集電体22に比べて一回り小さい矩形状をなしている。セパレータ13としては、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルムが用いられる。セパレータ13は、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等であってもよい。セパレータ13は、正極活物質層21A及び負極活物質層21Bの間に位置し、積層方向Dから見た場合に、正極活物質層21Aの形成領域及び負極活物質層21Bの形成領域の全体と重なるように配置されている。本実施形態では、セパレータ13の周縁部13aは、スペーサ14内に埋没した状態で保持されている(図2参照)。
The
スペーサ14は、集電体22,22間の空間Sを封止する部材であり、電気絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。スペーサ14は、図2に示すように、例えば枠状の樹脂フィルムを正極集電体22Aの一方面22aの周縁部22cと負極集電体22Bの一方面22aの周縁部22cとの間に挟みこみ、当該樹脂フィルムを周縁部22c,22cのそれぞれに溶着することによって形成されている。これにより、スペーサ14は、正極集電体22Aの一方面22aの周縁部22cとの間、及び負極集電体22Bの一方面22aの周縁部22cとの間にそれぞれ形成された接合領域Kによって集電体22に接合されている。本実施形態では、スペーサ14の外縁は、集電体22の外縁よりも集電体22の面内方向外側に張り出している。積層方向Dに隣り合うスペーサ14の張出部分は、熱板溶着等によって互いに溶着されていてもよく、別の封止材料によって外側から覆われていてもよい。
The
スペーサ14を形成する材料としては、電気絶縁性及び耐熱性を示す樹脂部材等が挙げられる。このような樹脂部材としては、例えばポリイミド、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)、及びPA66が挙げられる。スペーサ14によって封止された空間S及びセパレータ13内には、図示しない電解液が収容されている。電解液は、例えばカーボネート系又はポリカーボネート系の電解液である。電解液に含まれる支持塩は、例えばリチウム塩である。リチウム塩は、例えばLiBF4、LiPF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、若しくはこれらの混合物である。
Examples of the material for forming the
次に、上述した集電体22とスペーサ14との接合領域Kについて更に詳細に説明する。
Next, the joint region K between the
図3は、集電体とスペーサとの接合領域を示す平面図である。同図に示すように、集電体22の周縁部22cには、矩形枠状のスペーサ14が配置されている。集電体22とスペーサ14との接合領域Kは、集電体22の周縁部22cにおいて矩形枠状のスペーサ14との重なり部分に枠状に形成されている。この接合領域Kには、スペーサ14と集電体22との接合強度が接合領域Kの他の部位よりも低い脆弱部Kaが設けられている。
FIG. 3 is a plan view showing a joint region between the current collector and the spacer. As shown in the figure, a rectangular frame-shaped
図3の例では、脆弱部Kaは、矩形の集電体22の角部22d,22d間に位置する一の辺部(ここでは一方の長辺)22eの中央部分において1箇所に設けられている。脆弱部Kaは、接合領域Kの面方向において活物質層21の形成領域側の縁Kbから集電体22の外縁側の縁Kcにかけて設けられており、辺部22eに直交する方向の脆弱部Kaの長さは、同方向の接合領域Kの長さと等しくなっている。辺部22eに沿う方向の脆弱部Kaの長さは、辺部22eの長さに比べて十分小さい長さとなっているが、電解質の種類や収容量などから見積もられる異常時のガスの発生量に基づいて適宜設定される。
In the example of FIG. 3, the fragile portion Ka is provided at one location in the central portion of one side portion (here, one long side) 22e located between the
脆弱部Kaの形成にあたり、図4に示すように、集電体22の一方面22aには、粗化面Rが形成されている。図4の例では、集電体22の一方面22aの全体が粗化面Rとなっている。粗化面Rは、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。粗化面Rに複数の突起が形成されることにより、集電体22とスペーサ14との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。
In forming the fragile portion Ka, as shown in FIG. 4, a roughened surface R is formed on one
粗化面Rは、集電体22の一方面22aのうち、脆弱部Kaに対応する部分のみ、或いは脆弱部Kaに対応する部分とその周辺部分のみに形成されていてもよい。この場合、粗化面Rのパターニングは、例えば粗化面Rを形成しない部分にマスクを配置した状態で、マスクを配置しない部分に電解メッキによる複数の突起を形成することにより実現し得る。粗化面Rは、正極集電体22Aの一方面22a及び負極集電体22Bの一方面22aの双方に設けられていてもよく、いずれか一方のみに設けられていてもよい。本実施形態では、粗化面Rは、正極集電体22Aの一方面22a及び負極集電体22Bの一方面22aの双方に設けられている。
The roughened surface R may be formed only on the portion of one
また、脆弱部Kaの形成にあたり、図5に示すように、スペーサ14は、異常時にセル内で生じるガスの温度よりも高い融点を有する樹脂材料によって形成された第1の樹脂部31と、当該ガスの温度よりも低い融点を有する第2の樹脂部32とによって構成されている。第1の樹脂部31の樹脂材料としては、例えば酸変性ポリプロピレンが挙げられる。第2の樹脂部32の樹脂材料としては、例えばポリエチレンが挙げられる。第1の樹脂部31は、正極集電体22Aの周縁部22c及び負極集電体22Bの周縁部22cにそれぞれ溶着されている。第2の樹脂部32は、第1の樹脂部31,31に挟み込まれるように配置され、第1の樹脂部31,31にそれぞれ溶着されている。
Further, in forming the fragile portion Ka, as shown in FIG. 5, the
本実施形態では、脆弱部Kaを有するスペーサ14の形成にあたって、図6に示すように、4層の樹脂フィルム35A〜35Dを用いている。図6(a)に示す樹脂フィルム35Aは、負極集電体22Bの一方面22aの周縁部22cに接合される第1の樹脂部31を構成するフィルムである。樹脂フィルム35Aは、第1の樹脂部31の構成材料によって形成され、負極集電体22Bの周縁部22cに重なるように矩形の枠状をなしている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, four layers of
図6(b)に示す樹脂フィルム35B及び図6(c)に示す樹脂フィルム35Cは、第1の樹脂部31,31に挟み込まれる第2の樹脂部32を構成するフィルムである。樹脂フィルム35B及び樹脂フィルム35Cは、第1の樹脂部31の構成材料によって構成された第1の部分35aと、第2の樹脂部32の構成材料によって構成された第2の部分35bとを有している。第1の部分35aは、脆弱部Kaを除く枠状をなし、第2の部分35bは、脆弱部Kaに対応する矩形状をなしている。樹脂フィルム35B及び樹脂フィルム35Cは、第1の部分35aに第2の部分35bを組み合わせることにより、樹脂フィルム35Aと同様の矩形の枠状に形成されている。
The
図6(d)に示す樹脂フィルム35Dは、正極集電体22Aの一方面22aの周縁部22cに接合される第1の樹脂部31を構成するフィルムである。樹脂フィルム35Dは、樹脂フィルム35Aと同様、第1の樹脂部31の構成材料によって形成され、正極集電体22Aの周縁部22cに重なるように矩形の枠状をなしている。これらの4層の樹脂フィルム35A〜35Dを正極集電体22Aと負極集電体22Bとの間に配置し、ヒータ等の加熱手段を用いて正極集電体22A及び負極集電体22Bに溶着することにより、図5に示した構造のスペーサ14を形成できる。
The
また、本実施形態では、スペーサ14の形成の際、セパレータ13の周縁部13aを樹脂フィルム35Bと樹脂フィルム35Cとの間に配置した状態で、正極集電体22A及び負極集電体22Bへの樹脂フィルム35A〜35Dの溶着を実施する。これにより、セパレータ13の周縁部13aは、スペーサ14における第2の樹脂部32内に埋没した状態で保持されている(図5参照)。
Further, in the present embodiment, when the
以上のような構成を有する蓄電セル2では、異常時にセル内でガスが発生し、セルの内圧が上昇した場合に、図7に示すように、脆弱部KaにおいてガスGの温度よりも融点が低い第2の樹脂部32が第1の樹脂部31に優先して融解する。これにより、セル内の空間Sがセルの外部と連通し、当該融解部分からガスGを外部に放出させることができる。すなわち、この蓄電セル2では、脆弱部Kaが異常時の圧力調整弁として機能するため、異常時にセルの膨張を防ぐことが可能となる。セルの膨張を防ぐことで、例えば集電体22とスペーサ14との接合部分の端部Pに膨張による応力が集中することを回避でき、集電体22の破損やスペーサ14からの大きな剥離を防止できる。また、脆弱部Kaでは、ガスGよりも融点が高い第1の樹脂部31が粗化面Rによって集電体22に強固に接合している。このため、第2の樹脂部32が融解した後も、第1の樹脂部31が残存するため、第1の樹脂部31と集電体22との接合状態が維持される。ガスGを外部に放出させた後も第1の樹脂部31が集電体22の一方面22aに残存することによって、集電体22,22同士が短絡してしまうことを低減できる。
In the
本実施形態では、粗化面Rが集電体22の一方面22aの全体にわたって設けられている。これにより、粗化面Rを脆弱部Kaに対応する領域のみに選択的に形成する場合と比べて、脆弱部Kaの形成を簡単化することができる。
In the present embodiment, the roughened surface R is provided over the entire one
また、本実施形態では、集電体22が矩形状をなしており、脆弱部Kaが集電体22の角部22d,22d間に位置する辺部22eに対応して設けられている。この場合、脆弱部に一定の幅を持たせる設計が容易となり、脆弱部を異常時の圧力調整弁としてより確実に機能させることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、セパレータ13の周縁部13aがスペーサ14内に埋没した状態で保持されている。この場合、セル内のセパレータ13の位置ずれを抑制でき、正極活物質層21Aと負極活物質層21Bとがセパレータ13を介在せずに接触してしまうことを防止できる。
Further, in the present embodiment, the
なお、蓄電セル2を積層してセルスタック3を構成するにあたっては、セルスタック3の積層方向Dに沿って延在する側面において、各蓄電セル2の脆弱部Kaの位置が積層方向Dから見て一致していることが好ましい。この場合、異常時にガスGが放出される位置が揃うため、放出したガスGを受ける部材(例えば冷却部材など)の配置が容易となる。
When the
本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、電解メッキによる複数の突起によって粗化面Rを形成しているが、粗化面Rの形成は電解メッキに限られず、エッチングなどの他の手法を用いてもよい。また、例えば上記実施形態では、セパレータ13の周縁部13aがスペーサ14内に埋没した状態となっているが、セパレータ13は、必ずしもスペーサ14で保持されていなくてもよい。また、図8に示すように、セパレータ13の周縁部13aを正極集電体22A及び負極集電体22Bの一方と第1の樹脂部31とで挟み込んだ状態で保持してもよい。
The present disclosure is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the roughened surface R is formed by a plurality of protrusions by electrolytic plating, but the formation of the roughened surface R is not limited to electrolytic plating, and other methods such as etching may be used. Further, for example, in the above embodiment, the
図8の例では、負極集電体22Bと第1の樹脂部31との間にセパレータ13の周縁部13aが挟み込まれた状態となっている。このような構成においても、セル内のセパレータ13の位置ずれを抑制でき、正極活物質層21Aと負極活物質層21Bとがセパレータ13を介在せずに接触してしまうことを防止できる。また、図9に示すように、異常時に第2の樹脂部32が溶解した後も負極集電体22Bの周縁部22cに第1の樹脂部31が残存するため、脆弱部Kaが圧力調整弁として機能した際にもセパレータ13の保持状態が維持される。
In the example of FIG. 8, the
セパレータ13の周縁部13aを正極集電体22A及び負極集電体22Bの一方と第1の樹脂部31とで挟み込む場合、いずれの集電体22と第1の樹脂部31とでセパレータ13の周縁部13aを挟み込むかは、集電体22の材料などを考慮して選択される。例えば本実施形態のように集電体22に電解メッキを施して粗化面Rを設ける場合、電解メッキによる複数の突起が成長し易い方の集電体22と第1の樹脂部31との間にセパレータ13の周縁部13aを挟み込めばよい。本実施形態のように、正極集電体22Aがアルミニウム箔、負極集電体22Bが銅箔である場合、負極集電体22Bと第1の樹脂部31との間にセパレータ13の周縁部13aを挟み込むことが好適である。
また、上記実施形態では、脆弱部Kaが矩形の集電体22の角部22d,22d間に位置する一の辺部の中央部分に設けられているが、脆弱部Kaは、角部22d,22dを含まずに設けられていることが好ましく、辺部において必ずしも中央部分を含んで設けられていなくてもよい。集電体22の周縁部22cは、スペーサ14内に埋没した状態となっていてもよい。
When the
Further, in the above embodiment, the fragile portion Ka is provided at the central portion of one side portion located between the
2…蓄電セル、13…セパレータ、13a…周縁部、14…スペーサ、21…活物質層、22…集電体、22a…一方面、22c…周縁部、22d…角部、22e…辺部、31…第1の樹脂部、32…第2の樹脂部、K…接合領域、Ka…脆弱部、Kb…形成領域側の縁、Kc…外縁側の縁、R…粗化面、S…空間。
2 ... Storage cell, 13 ... Separator, 13a ... Peripheral part, 14 ... Spacer, 21 ... Active material layer, 22 ... Current collector, 22a ... One side, 22c ... Peripheral part, 22d ... Corner part, 22e ... Side part, 31 ... 1st resin part, 32 ... 2nd resin part, K ... bonding region, Ka ... fragile part, Kb ... edge on the formation region side, Kc ... outer edge side edge, R ... roughened surface, S ... space ..
Claims (5)
前記活物質層間に配置されたセパレータと、
前記正負一対の集電体の前記一方面における前記形成領域よりも外側の周縁部にそれぞれ接合され、前記集電体間の空間を封止するスペーサと、を備え、
前記集電体と前記スペーサとの接合領域には、前記スペーサと前記集電体との接合強度が前記接合領域の他の部位よりも低い脆弱部が、前記接合領域の面方向において前記形成領域側の縁から前記集電体の外縁側の縁にかけて設けられており、
前記脆弱部では、前記集電体の前記一方面が粗化面となっており、前記スペーサが、異常時にセル内で生じるガスの温度よりも高い融点を有し、前記正負一対の集電体の前記一方面のそれぞれに接合された第1の樹脂部と、前記ガスの温度よりも低い融点を有し、前記第1の樹脂部に挟み込まれるように配置された第2の樹脂部とによって構成されている蓄電セル。 A pair of positive and negative current collectors in which the active material layer is provided in a predetermined forming region on one surface and the active material layers are arranged so as to face each other.
The separator arranged between the active material layers and
The pair of positive and negative current collectors are provided with spacers that are joined to the outer peripheral edges of the formed region on one surface of the current collector and seal the space between the current collectors.
In the joint region between the current collector and the spacer, a fragile portion having a lower joint strength between the spacer and the current collector than other parts of the joint region is formed in the plane direction of the joint region. It is provided from the side edge to the outer edge side edge of the current collector.
In the fragile portion, one surface of the current collector is a roughened surface, the spacer has a melting point higher than the temperature of the gas generated in the cell at the time of abnormality, and the pair of positive and negative current collectors. By a first resin portion bonded to each of the one surfaces thereof and a second resin portion having a melting point lower than the temperature of the gas and arranged so as to be sandwiched between the first resin portions. The storage cell that is configured.
前記脆弱部は、前記集電体の角部間に位置する辺部に対応して設けられている請求項1記載の蓄電セル。 The current collector has a rectangular shape and has a rectangular shape.
The storage cell according to claim 1, wherein the fragile portion is provided corresponding to a side portion located between the corner portions of the current collector.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2020073323A JP2021170486A (en) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | Power storage cell |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020073323A JP2021170486A (en) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | Power storage cell |
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JP2021170486A true JP2021170486A (en) | 2021-10-28 |
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ID=78149857
Family Applications (1)
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JP2020073323A Pending JP2021170486A (en) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | Power storage cell |
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JP (1) | JP2021170486A (en) |
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2020
- 2020-04-16 JP JP2020073323A patent/JP2021170486A/en active Pending
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