JP2021182493A - Battery cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池セル、特に外装体で密閉された電池セルに関する。 The present invention relates to a battery cell, particularly a battery cell sealed by an exterior body.
近年、自動車、パソコン、携帯電話等の大小さまざまな電気・電子機器の普及により、高容量、高出力の電池デバイスの需要が急速に拡大している。このような電池デバイスとしては、正極と負極との間に有機電解液を電解質として用いる液系電池セルや、有機電解液の電解質に代えて、難燃性の固体電解質を用いた固体電池セルなどが挙げられる。 In recent years, with the spread of electric and electronic devices of various sizes such as automobiles, personal computers, and mobile phones, the demand for high-capacity and high-output battery devices is rapidly expanding. Examples of such a battery device include a liquid-based battery cell that uses an organic electrolyte as an electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, and a solid battery cell that uses a flame-retardant solid electrolyte instead of the electrolyte of the organic electrolyte. Can be mentioned.
このような電池デバイスにおいて、電池をラミネートフィルム(外装体)で包み込んで板形状に密閉したラミネートセルタイプの電池セルが知られている。EVやHEV等の用途では、このようなラミネートセルタイプの電池セルを複数個並べてケース内に収納した電池セル集合体が使用されている。外装体で包み込むことにより、電池への大気の侵入を防ぐことができる(例えば、特許文献1)。なお、本明細書において、「電池」は、正負の電極と電解質からなる電池素子の積層体、及び、集電タブリードで構成される部材をいい、また、電池をラミネートフィルム(外装体)で包み込んで密閉したものを「電池セル」と呼ぶ。 In such a battery device, a laminated cell type battery cell in which a battery is wrapped in a laminated film (exterior body) and sealed in a plate shape is known. In applications such as EVs and HEVs, a battery cell assembly in which a plurality of such laminated cell type battery cells are arranged side by side and stored in a case is used. By wrapping it in an outer body, it is possible to prevent the invasion of the atmosphere into the battery (for example, Patent Document 1). In the present specification, the "battery" refers to a member composed of a laminated body of battery elements composed of positive and negative electrodes and an electrolyte, and a current collector tab lead, and the battery is wrapped in a laminated film (exterior body). The one sealed with is called a "battery cell".
また、ラミネートフィルム(外装体)の密閉性を維持しつつ、電池モジュールの体積エネルギー密度を効果的に向上させることを目的に、電池を収容するように1枚のフィルムが折り返された外装体を備える電池セルが開示されている(特許文献2)。特許文献2によれば、この電池セルは、外装体の密閉性を維持しつつ、電池モジュールの体積エネルギー密度を効果的に向上させることができる。また、特許文献2には、このような電池セルにおいて、集電タブリードを外装体で上下から挟持して収容する構成についても記載されている。
In addition, for the purpose of effectively improving the volumetric energy density of the battery module while maintaining the airtightness of the laminated film (exterior body), the exterior body in which one film is folded back to accommodate the battery is provided. A battery cell including the battery cell is disclosed (Patent Document 2). According to
ラミネートセルタイプの電池セルで、集電タブリードを外装体で上下から挟持して収容する構成を取るものにあっては、集電タブリードが収容されている箇所に外力が加わると、集電タブリードに応力が加わることになり、電極が割れる可能性がある。 In the case of a laminated cell type battery cell that has a structure in which the current collecting tab lead is sandwiched from above and below by an exterior body and accommodated, when an external force is applied to the place where the current collecting tab lead is accommodated, the current collecting tab lead becomes a current collecting tab lead. Stress will be applied and the electrodes may crack.
本発明は、ラミネートセルタイプの電池セルで、集電タブリードを外装体で上下から挟持して収容する構成のものにおいて集電タブリードが収容されている箇所に外力が加わる場合にも、その外力が集電タブリードに与える影響を抑制すること目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a laminated cell type battery cell in which a current collector tab lead is sandwiched and accommodated by an exterior body from above and below, and even when an external force is applied to a portion where the current collector tab lead is accommodated, the external force is applied. The purpose is to suppress the influence on the current collector tab lead.
上記の課題を解決するため、本発明の電池セルにおいては、電池と、電池を収容する外装体と、を備える電池セルであって、前記電池における1つの端面から集電タブリードが延設されており、前記外装体は、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は集電タブリードを挟持して収容する箇所に、外力の影響を低減する構造を設けることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the battery cell of the present invention is a battery cell including a battery and an exterior body for accommodating the battery, and a current collector tab lead is extended from one end surface of the battery. The exterior body is characterized in that a structure for reducing the influence of an external force is provided at a position covering the end surface of the battery where the current collecting tab lead protrudes or a place where the current collecting tab lead is sandwiched and accommodated.
電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は集電タブリードを挟持して収容する箇所に、外力の影響を低減する構造を設けることによって、集電タブリードが収容されている箇所に外力が加わる場合にも、その外力が集電タブリードに与える影響を抑制することができ、集電タブリードに応力が加わって電極が割れる可能性を低減できる。 By providing a structure for reducing the influence of the external force at the place where the current collecting tab lead of the battery covers the protruding end surface or the place where the current collecting tab lead is sandwiched and accommodated, the external force is applied to the place where the current collecting tab lead is housed. Even when it is applied, the influence of the external force on the current collecting tab lead can be suppressed, and the possibility that the electrode is cracked due to stress applied to the current collecting tab lead can be reduced.
本発明においては、ラミネートセルタイプの電池セルであって、ラミネートフィルムの外装体が、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は集電タブリードを挟持して収容する箇所に、外力の影響を低減する構造を設ける場合において、前記外装体は1枚のフィルムからなることを特徴とする。 In the present invention, it is a laminated cell type battery cell, and an external force is applied to a place where the outer body of the laminated film covers the end face on which the current collecting tab lead of the battery protrudes or a place where the current collecting tab lead is sandwiched and accommodated. In the case of providing a structure for reducing the influence of the above, the exterior body is characterized by being made of one film.
前記外装体を1枚のフィルムからなるものとすることによって、包装時の接合箇所を極力減らし、密閉性を高めることができる。 By making the exterior body made of one film, it is possible to reduce the number of joints at the time of packaging as much as possible and improve the airtightness.
また、本発明においては、この場合に、前記外装体の前記1枚のフィルムは、前記電池の前記集電タブリードが延設される端面に直交する天面、底面及び2つの側面と接して覆う部分、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う部分であって、前記端面の両側の短い辺側から折り込んで両側に三角錐状の空間部を形成するとともに、前記端面の両側の長い辺側から折り合わせて前記端面を包み込む部分、及び、前記端面を包み込む部分からさらに軸方向に延設されて上下の対向する双方の面を接合して前記集電タブリードを挟持する部分からなることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the one film of the exterior body is in contact with and covers the top surface, the bottom surface and the two side surfaces orthogonal to the end surface on which the current collecting tab lead of the battery is extended. A portion, a portion that covers the end face on which the current collecting tab lead of the battery protrudes, is folded from the short side on both sides of the end face to form a triangular pyramid-shaped space on both sides, and is long on both sides of the end face. It consists of a portion that folds from the side and wraps the end face, and a portion that extends axially from the portion that wraps the end face and joins both the upper and lower facing surfaces to hold the current collecting tab lead. It is characterized by.
前記1枚のフィルムからなる外装体のこのような形態は、前記集電タブリード及び前記集電タブリードが突出する端面を含む電池に対応させた形態であり、前記集電タブリードが突出する端面を効率的に包み込んで密閉できるとともに、前記集電タブリードに対しても上下の両面から覆って挟持することができ、少ない工程数で効率よく前記集電タブリードが突出した電池を包装することができる。 Such a form of the exterior body made of the single film is a form corresponding to the battery including the current collector tab lead and the end face on which the current collector tab lead protrudes, and the end face on which the current collector tab lead protrudes is efficient. In addition to being able to be wrapped and sealed, the current collector tab lead can be covered and sandwiched from both the upper and lower sides, and a battery in which the current collector tab lead protrudes can be efficiently packaged in a small number of steps.
また、本発明においては、この場合に、前記電池は、固体電解質を用いた積層体からなる全固体電池セルであることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the battery is an all-solid-state battery cell made of a laminate using a solid electrolyte.
全固体電池セルは、特に角部や端面で脆く、破損されやすい。そのため、本件発明の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に、外力の影響を低減する構造を設けた前記外装体は、端面から集電タブリードが突出する全固体電池セルへの適用に有効である。 All-solid-state battery cells are fragile and easily damaged, especially at the corners and end faces. Therefore, in the present invention, the exterior body provided with a structure for reducing the influence of an external force at a portion covering the end surface on which the current collector tab lead of the battery protrudes or a portion sandwiching and accommodating the current collector tab lead is an end surface. It is effective for application to all-solid-state battery cells in which the current collector tab lead protrudes from.
また、本発明においては、この場合に、前記外力の影響を低減する構造は、前記外装体の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリードを挟持して収容する箇所の厚さを厚くする構造であることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the structure for reducing the influence of the external force is accommodated by sandwiching and accommodating the portion of the exterior body that covers the end face on which the current collecting tab lead of the battery protrudes or the current collecting tab lead. It is characterized by having a structure that increases the thickness of the portion to be used.
前記外装体の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリードを挟持して収容する箇所の厚さを厚くすることによって、この部分を補強し、強度を高めて外力による変形や折れ曲がりを抑えることができる。したがって、この部分に外力が加えられても、この部分の変形や折れ曲がりは抑えられ、外力の前記集電タブリードの影響は低減される。 By increasing the thickness of the portion of the exterior body that covers the end surface of the battery where the current collecting tab lead protrudes or the portion that sandwiches and accommodates the current collecting tab lead, this portion is reinforced and the strength is increased. It is possible to suppress deformation and bending due to external force. Therefore, even if an external force is applied to this portion, deformation and bending of this portion are suppressed, and the influence of the current collecting tab lead of the external force is reduced.
また、本発明においては、この場合に、前記外力の影響を低減する構造は、前記外装体の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリードを挟持して収容する箇所にエンボス(凹凸)を設ける構造であることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the structure for reducing the influence of the external force is accommodated by sandwiching and accommodating the portion of the exterior body that covers the end face on which the current collecting tab lead of the battery protrudes or the current collecting tab lead. It is characterized in that it has a structure in which embossing (unevenness) is provided at a portion to be embossed.
前記外力の影響を低減する構造は、前記外装体の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリードを挟持して収容する箇所にエンボス(凹凸)を設けることによって、外力によるこの部分の変形を前記エンボス(凹凸)で吸収することができ、全体的としての変形を抑えることができる。したがって、この部分に外力が加えられても、この部分の変形は前記エンボス(凹凸)で吸収されて全体としての変形は抑えられ、外力の前記集電タブリードの影響は低減される。 The structure for reducing the influence of the external force is provided by providing embossing (unevenness) in a portion of the exterior body that covers the end surface of the battery on which the current collecting tab lead protrudes or a portion that sandwiches and accommodates the current collecting tab lead. The deformation of this portion due to an external force can be absorbed by the embossing (unevenness), and the deformation as a whole can be suppressed. Therefore, even if an external force is applied to this portion, the deformation of this portion is absorbed by the embossing (unevenness), the deformation as a whole is suppressed, and the influence of the current collecting tab lead of the external force is reduced.
また、本発明においては、この場合に、前記エンボス(凹凸)は、前記外装体の前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に、前記集電タブリードが延設される方向に沿って延びるように設けられていることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the embossing (unevenness) extends along the direction in which the current collecting tab lead is extended at a position where the current collecting tab lead of the exterior body is sandwiched and accommodated. It is characterized by being provided in.
前記エンボス(凹凸)が、前記外装体の前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に、前記集電タブリードが延設される方向に沿って延びるように設けられていることによって、前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に、前記エンボス(凹凸)を横(幅)方向に引っ張る又は圧縮するような外力が生じたときに、前記エンボス(凹凸)に幅が拡がる又は縮まるような変形が生じて外力による変形を吸収し、全体としての変形を抑えることができる。また、前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に前記エンボス(凹凸)の深さ方向に応力がかかったときに、前記エンボス(凹凸)を設けることにより強度が増し、前記エンボス(凹凸)の深さ方向に対し、たわみにくくなり集電タブリード及び集電タブへの影響が低減される。したがって、外力の前記集電タブリードの影響は低減される。 The embossing (unevenness) is provided at a position where the current collecting tab lead of the exterior body is sandwiched and accommodated so as to extend along the direction in which the current collecting tab lead is extended. When an external force that pulls or compresses the emboss (unevenness) in the lateral (width) direction is generated at the place where the tab lead is sandwiched and accommodated, the emboss (unevenness) is deformed so that the width expands or contracts. It is possible to absorb the deformation caused by the external force and suppress the deformation as a whole. Further, when stress is applied to the portion where the current collecting tab lead is sandwiched and accommodated in the depth direction of the embossing (unevenness), the strength is increased by providing the embossing (unevenness), and the embossing (unevenness) is increased. It becomes difficult to bend in the depth direction, and the influence on the current collecting tab lead and the current collecting tab is reduced. Therefore, the influence of the current collector tab lead of the external force is reduced.
また、本発明においては、この場合に、前記エンボス(凹凸)は、さらに、前記外装体内面の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所まで連続して延びることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the embossing (unevenness) is further extended continuously to a portion on the inner surface of the exterior that covers the end surface on which the current collecting tab lead of the battery protrudes. ..
前記エンボス(凹凸)が、さらに、前記外装体内面の、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所まで連続して延びることによって、前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に加えて前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所にも、前記エンボス(凹凸)を横(幅)方向に引っ張る又は圧縮するような外力が生じたときに、前記エンボス(凹凸)に幅が拡がる又は縮まるような変形が生じて外力による変形を吸収し、全体としての変形を抑えることができる。また、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所に前記エンボス(凹凸)の深さ方向に応力がかかったときに、前記エンボス(凹凸)を設けることにより強度が増し、前記エンボス(凹凸)の深さ方向に対し、たわみにくくなり集電タブリード及び集電タブへの影響が低減される。したがって、外力の前記集電タブリードの影響は低減される。 In addition to the location where the current collecting tab lead is sandwiched and accommodated, the embossing (unevenness) further extends continuously to a portion on the inner surface of the exterior that covers the end surface on which the current collecting tab lead of the battery protrudes. When an external force that pulls or compresses the emboss (concavo-convex) in the lateral (width) direction is generated at a portion of the battery that covers the protruding end surface of the current collecting tab lead, the emboss (concave and convex) has a width. Deformation that expands or contracts occurs, absorbs the deformation due to external force, and suppresses the deformation as a whole. Further, when stress is applied in the depth direction of the embossing (unevenness) at a portion of the battery covering the end surface where the current collecting tab lead protrudes, the strength is increased by providing the embossing (unevenness), and the embossing (unevenness) is increased. It becomes difficult to bend in the depth direction of the unevenness), and the influence on the current collecting tab lead and the current collecting tab is reduced. Therefore, the influence of the current collector tab lead of the external force is reduced.
また、本発明においては、この場合に、前記エンボス(凹凸)は、外装体が前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所における、溶着することで強度が上がり電極割れの防止になる三角形部分を除く、溶着が施されない台形の箇所において、前記台形の一辺の1点から当該一辺と平行な対向する別の一辺の1点に向かって、前記集電タブリードが延設される方向とは非平行に延びることを特徴とする。 Further, in the present invention, in this case, the embossing (unevenness) is increased in strength by welding at the position where the exterior body covers the end surface on which the current collecting tab lead of the battery protrudes, thereby preventing electrode cracking. In the trapezoidal part where welding is not performed except for the triangular part, the direction in which the current collecting tab lead is extended from one point on one side of the trapezoid to one point on another opposite side parallel to the one side. Is characterized by extending non-parallel.
前記エンボス(凹凸)が、外装体が前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所における、溶着が施されない台形の箇所において、前記台形の一辺の1点から当該一辺と平行な対向する別の一辺の1点に向かって、前記軸の方向とは非平行に延びることによって、前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所に、前記端面の長軸方向(水平方向)に外力が生じた場合においても、また、前記端面の短軸方向(上下方向)に外力が生じた場合においても外力による変形をエンボス(凹凸)で吸収し、全体としての変形を抑えることができる。したがって、前記端面の水平方向の外力、上下方向の外力の幅広い外力に対して、前記集電タブリードの影響を低減することができる。また、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所に前記エンボス(凹凸)の深さ方向に応力がかかったときに、前記エンボス(凹凸)を設けることにより強度が増し、前記エンボス(凹凸)の深さ方向に対し、たわみにくくなり集電タブリード及び集電タブへの影響が低減される。 The embossing (unevenness) faces parallel to one side of the trapezoidal surface at a trapezoidal portion where welding is not performed, where the exterior body covers the end surface on which the current collecting tab lead of the battery projects. By extending toward one point on another side in a direction non-parallel to the direction of the axis, an external force is generated in the long axis direction (horizontal direction) of the end surface at a position covering the end surface on which the current collecting tab lead protrudes. Even when an external force is generated in the short axis direction (vertical direction) of the end face, the deformation due to the external force can be absorbed by embossing (unevenness), and the deformation as a whole can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the influence of the current collector tab lead on a wide range of external forces such as the horizontal external force and the vertical external force of the end face. Further, when stress is applied in the depth direction of the embossing (unevenness) at a portion of the battery covering the end surface where the current collecting tab lead protrudes, the strength is increased by providing the embossing (unevenness), and the embossing (unevenness) is increased. It becomes difficult to bend in the depth direction of the unevenness), and the influence on the current collecting tab lead and the current collecting tab is reduced.
また、本発明の前記エンボス(凹凸)においては、外装体が、長方形の前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所において、前記長方形の一辺の1点又は複数の点から、当該一辺と平行な対向する別の一辺の複数の点に向かって、前記集電タブリードが延設される方向とは非平行に延びる複数本のエンボス(凹凸)からなり、前記長方形の2本の辺と2本のエンボス(凹凸)で、少なくとも1つの四角形を形成することを特徴とする。 Further, in the embossing (unevenness) of the present invention, the exterior body covers the end surface on which the current collecting tab lead of the rectangular battery projects, from one point or a plurality of points on one side of the rectangle. It consists of a plurality of embosses (concavities and convexities) extending non-parallel to the direction in which the current collecting tab lead is extended toward a plurality of points on another side facing each other in parallel with the two sides of the rectangle. It is characterized in that at least one rectangle is formed by two embosses (unevenness).
前記エンボス(凹凸)の幅方向にかかった応力の前記エンボス(凹凸)の変形での吸収、及び、前記エンボス(凹凸)の深さ方向にかかった応力に対する強度の増加による、外力の前記集電タブリードへの影響の低減の効果は、エンボス(凹凸)が複数あることで増強される。 The current collection of external force due to absorption of stress applied in the width direction of the emboss (concavo-convex) due to deformation of the emboss (concavo-convex) and increase in strength against stress applied in the depth direction of the emboss (concavo-convex). The effect of reducing the influence on the tab lead is enhanced by the presence of a plurality of embosses (unevenness).
また、本発明の前記エンボス(凹凸)においては、外装体が、長方形の前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所において、前記長方形の一辺の1点又は複数の点から、当該一辺と平行な対向する別の一辺の複数の点に向かって、前記集電タブリードが延設される方向とは非平行に延びる複数本のエンボス(凹凸)からなり、前記長方形の1本の辺と2本のエンボス(凹凸)で、少なくとも1つの三角形を形成することを特徴とする。 Further, in the embossing (unevenness) of the present invention, the exterior body covers the end surface of the rectangular battery from which the current collecting tab lead protrudes, from one point or a plurality of points on one side of the rectangle. It consists of a plurality of embosses (concavities and convexities) extending non-parallel to the direction in which the current collecting tab lead is extended toward a plurality of points on another side facing the same as one side of the rectangle. It is characterized in that at least one triangle is formed by two embosses (unevenness).
前記エンボス(凹凸)の深さ方向にかかった応力に対する強度は、2本のエンボス(凹凸)が前記長方形の辺上の1点で交わり、前記長方形の別の1本の辺と2本のエンボス(凹凸)で三角形を形成するときに最大となり、外力の前記集電タブリードへの影響の低減の効果が最も大きくなる。 The strength against the stress applied in the depth direction of the emboss (unevenness) is that two embosses (unevenness) intersect at one point on the side of the rectangle, and another one side of the rectangle and two embosses. It is maximized when a triangle is formed by (unevenness), and the effect of reducing the influence of an external force on the current collecting tab lead is maximized.
このように、本発明は、集電タブリードが突出した電池を収容する外装体が、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は集電タブリードを挟持して収容する箇所に、外力の影響を低減する構造を設けることによって、集電タブリードが収容されている箇所に外力が加わる場合にも、その外力が集電タブリードに与える影響を抑制することができ、集電タブリードに応力が加わって電極が割れる可能性を低減できるという効果を有するものである。 As described above, according to the present invention, the present invention places an external force in a place where the exterior body accommodating the battery in which the current collecting tab lead protrudes covers the end surface of the battery in which the current collecting tab lead protrudes or a place where the current collecting tab lead is sandwiched and accommodated. By providing a structure that reduces the influence of the current collector tab lead, even when an external force is applied to the place where the current collector tab lead is housed, the influence of the external force on the current collector tab lead can be suppressed, and stress is applied to the current collector tab lead. In addition, it has the effect of reducing the possibility of the electrode cracking.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の電池1は、実施例においては全固体電池であって、図1に示すように直方体の形状をしており、天面11a、底面11b、側面12a,12b及び端面13a,13bの6面を有している。端面13a及び13bそれぞれの中心を結ぶ中心軸15を仮想したとき、端面13a及び13bのそれぞれから、中心軸15の方向に、集電タブリード14a及び14bが延設されている。全固体電池は、特に角部、表面部(端面部)で脆く破損しやすいので、本発明の各実施形態の構成を適用することに、より適しているといえる。
The
図2に本発明の電池1を外装体3(図3)で覆って包装した電池セル2を示す。電池セル2においても、前記電池1に対応して、天面21a,底面21b,及び側面22a,22bが規定される。前記電池1の端面13a,13bに対応した箇所は、外装体3が折り合わされた形態の端面折り合わせ部23a−1,23a−2,23b−1,23b−2となっており、外面上、三角柱状を呈している。また、端面折り合わせ部23a−1,23a−2及び23b−1,23b−2には、それぞれ、側面22a,22b側から折り込まれて形成される、三角錐状の空間部25a−1,25a−2及び25b−1,25b−2が、それぞれの側から2個ずつ合計4個形成される。そして、前記端面折り合わせ部23a−1,23a−2及び23b−1,23b−2から中心軸15の方向には、前記集電タブリード14a,14bを上下から挟み込んで収容している集電タブリード収容部24a−1,24a−2及び24b−1,24b−2が延設されている。
FIG. 2 shows a
図3に前記外装体3の展開図を示す。前記外装体3は、前記電池1の天面11a及び底面11bのそれぞれを覆う部分として、天面覆部31a及び底面覆部31bを有し、また、側面12aを覆う部分として側面覆部32a,側面12bを覆う部分として側面覆部32b−1及び32b−2を有する。前記側面覆部32b−1及び32b−2は、前記外装体3が前記電池1を覆って包み込んだ際に、相互に重なり合い接着される接着部である。したがって、前記電池1の側面12bは、前記外装体3の側面覆部32b−1及び32b−2によって、二重に覆われることになる。
FIG. 3 shows a developed view of the
前記電池1の端面13a,13bを覆う箇所としては、電池セル2において前記外装体3が折り合わされた形態の三角柱状を呈している端面折り合わせ部23a−1,23a−2,23b−1,23b−2を形成する、端面覆部33a−1,33a−2,33b−1,33b−2が、両側の端面のそれぞれの上下方向に対応して備わっている。前記端面覆部33a−1,33a−2,33b−1,33b−2を中心軸15方向に延長した先に、前記両側の集電タブリード14a,14bを上下から挟み込む集電タブリード挟持部34a−1,34a−2,34b−1,34b−2が設けられている。また、側面22a,22b側から折り込まれて形成される、三角錐状の空間部25a−1,25a−2及び25b−1,25b−2を形成する部分である、三角錐状空間形成部35a−1,35a−21,35a−22及び35b−1,35b−21,35a−22が形成されている。三角錐状空間形成部35a−21と35a−22及び35b−21と35b−22は、それぞれにおいて重なり合って、三角錐状空間を形成することになる。
As the portion covering the end faces 13a and 13b of the
本発明の1つの実施形態においては、前記外装体3の、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所の厚さを厚くする構造とする。この実施形態を図4の斜視図、図5の展開図で示すと、両図の斜線を施した部分の厚さを厚くするものである。具体的には、図4の斜視図においては、外装体3が折り合わされた形態の端面折り合わせ部23a−1,23a−2,23b−1,23b−2及び前記集電タブリード14a,14bを上下から挟み込んで収容している集電タブリード収容部24a−1,24a−2,24b−1,24b−2を厚くする。図5の展開図で示すと、端面覆部33a−1,33a−2,33b−1,33b−2及び前記両側の集電タブリード14a,14bを上下から挟み込む集電タブリード挟持部34a−1,34a−2,34b−1,34b−2を厚くする。これらの部分を厚くすることにより、これらの部分を補強し、強度を高めて外力による変形や折れ曲がりを抑えることができる。したがって、これらの部分に外力が加えられても、これらの部分の変形や折れ曲がりは抑えられ、外力の前記集電タブリード14a,14bへの影響は低減される。
In one embodiment of the present invention, the thickness of the portion of the
本発明の別の実施形態においては、前記外装体3の、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所にエンボス(凹凸)を設ける構造である。エンボス(凹凸)は、内面側に設けてもよいし、外面側に設けてもよい。エンボス(凹凸)の一例としては、前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所に中心軸15方向に延びるエンボス(凹凸)であってもよい。この実施形態を図6の斜視図、図7の展開図で示すと、具体的には図6の集電タブリード収容部24a−1及び図7の集電タブリード挟持部34a−1に表されているエンボス(凹凸)4−1である。このエンボス(凹凸)は、さらに、図6の外装体3が折り合わされた形態の端面折り合わせ部23a−1まで、図7では、端面覆部33a−1にまで、エンボス(凹凸)4−2として追加して延伸されてもよい。
In another embodiment of the present invention, the
前記エンボス(凹凸)4−1が、前記外装体3の前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所に、前記集電タブリード14a,14bが延設される方向、すなわち、中心軸15の方向に延びるように設けられていることによって、前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所に、前記エンボス(凹凸)4−1を横(幅)方向に引っ張る又は圧縮するような外力が生じたときに、前記エンボス(凹凸)4−1に幅が拡がる又は縮まるような変形が生じて外力による変形を吸収し、全体としての変形を抑えることができる。また、前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所に前記エンボス(凹凸)4−1の深さ方向に応力がかかったときに、前記エンボス(凹凸)4−1を設けることにより強度が増し、前記エンボス(凹凸)4−1の深さ方向に対し、たわみにくくなり集電タブリード14a,14b及び集電タブへの影響が低減される。前記エンボス(凹凸)4−1が、さらに、前記外装体3内面の、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所まで連続してエンボス(凹凸)4−2として延びることによって、前記集電タブリード14a,14bを挟持して収容する箇所に加えて前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所にも、前記エンボス(凹凸)4−2を横(幅)方向に引っ張る又は圧縮するような外力が生じたときに、前記エンボス(凹凸)4−2に幅が拡がる又は縮まるような変形が生じて外力による変形を吸収し、全体としての変形を抑えることができる。また、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所に前記エンボス(凹凸)4−2の深さ方向に応力がかかったときに、前記エンボス(凹凸)4−2を設けることにより強度が増し、前記エンボス(凹凸)4−2の深さ方向に対し、たわみにくくなり集電タブリード14a,14b及び集電タブへの影響が低減される。したがって、外力の前記集電タブリード14a,14bの影響は低減される。
The direction in which the current collector tab leads 14a and 14b are extended, that is, the
エンボス(凹凸)の別の例としては、前記外装体3が、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所(前記電池セル2の端面折り合わせ部23a−1)における溶着が施されない台形の箇所において、前記台形の一辺の1点から当該一辺と平行な対向する別の一辺の1点に向かって、前記軸の方向とは非平行に延びるエンボス(凹凸)4−3であってもよい。この実施形態を、図8の斜視図及び図9の外装体3の展開図で説明すると、前記外装体3を折りたたんで、電池1の天面11a、底面11b、側面12a,12bを覆う部分(天面覆部31a,底面覆部31b及び側面覆部32a−1,32a−2)を形成した後、側面12a,12b側から折り込んで三角錐状の空間部25a−1,25a−2及び25b−1,25b−2を形成する際に、前記外装体3の三角錐状空間形成部35a−1,35a−21,35a−22及び35b−1,35b−21,35b−22が接合する外装体3の相手側の内面部分は、図9の斜線を施した部分として表される。なお、図9の斜線を施した部分に関して、右上の斜線を施した部分に示したように、前記集電タブリード挟持部34b−2側の四角形部は溶着が必須であり、溶着必須部分であるといえるのに対して、前記端面覆部33b−2側の三角形部は、溶着が必須ではないが溶着することで強度が増して電極割れ防止になる部分であり、いわば、溶着要望部分といえる部分である。
As another example of embossing (unevenness), the
図9からわかるように、前記外装体3の端面覆部33a−1,33a−2,33b−1,33b−2には、それぞれに、前記溶着要望部分(溶着することで強度が上がり電極割れの防止になる三角形部分)を除く、溶着部が施されない台形部分を有することになる。本実施形態のエンボス(凹凸)4−3の例は、このうち、図9に示す前記外装体3の端面覆部33a−1に生じた台形ABCDにおいて、辺AB上の1点から、辺ABと平行な辺CD上の1点に向かい、前記中心軸15の方向(前記集電タブリード14a,14bが延びる方向)とは非平行に延びるエンボス(凹凸)である。
As can be seen from FIG. 9, the end
前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所(前記電池セル2の端面折り合わせ部23a−1)に、前記端面の長軸方向(水平方向)に外力が生じた場合においても、また、前記端面の短軸方向(上下方向)に外力が生じた場合においても外力による変形をエンボス(凹凸)4−3で吸収し、全体としての変形を抑えることができる。したがって、前記端面の水平方向の外力や上下方向の外力などの幅広い外力に対して、前記集電タブリード14a,14bの影響を低減することができる。また、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所に前記エンボス(凹凸)4−3の深さ方向に応力がかかったときに、前記エンボス(凹凸)4−3を設けることにより強度が増し、前記エンボス(凹凸)4−3の深さ方向に対し、たわみにくくなり集電タブリード14a,14b及び集電タブへの影響が低減される。
Even when an external force is generated in the long axis direction (horizontal direction) of the end face at the portion covering the end face where the current collecting tab leads 14a and 14b project (the end
前記外装体3が、前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所(前記電池セル2の端面折り合わせ部23a−1)における、前記軸の方向とは非平行に延びるエンボス(凹凸)についてはさらに種々の形態が考えられる。
The
前記外装体3が前記電池の前記集電タブリード14a,14bが突出する端面を覆う箇所(電池セル2における端面折り合わせ部23a−1,23a−2,23b−1,23b−2を形成する、外装体3の端面覆部33a−1,33a−2,33b−1,33b−2)は長方形である。図10には、前記長方形において、前記長方形の一辺の1点又は2点から、当該一辺と平行な対向する別の一辺の2点に向かって、前記集電タブリード14a,14bが延設される方向とは非平行に延びる2本のエンボス(凹凸)を有するものが記載されている。前記エンボス(凹凸)の幅方向にかかった応力の前記エンボス(凹凸)の変形での吸収、及び、前記エンボス(凹凸)の深さ方向にかかった応力に対する強度の増加による、外力の前記集電タブリード14a,14bへの影響の低減の効果は、エンボス(凹凸)が複数あることで増強される。
The
図11には、前記長方形の一辺の3点から、当該一辺と平行な対向する別の一辺の3点に向かって、前記集電タブリード14a,14bが延設される方向とは非平行に延びる3本のエンボス(凹凸)からなり、前記長方形の2本の辺と3本のエンボス(凹凸)で、2つの四角形を形成するものが記載されている。また、図12には、前記長方形の一辺の2点から、当該一辺と平行な対向する別の一辺の2点に向かって、前記集電タブリード14a,14bが延設される方向とは非平行に延びる3本のエンボス(凹凸)からなり、前記長方形の2本の辺と3本のエンボス(凹凸)で、2つの三角形を形成するものが記載されている。前記エンボス(凹凸)の深さ方向にかかった応力に対する強度は、2本のエンボス(凹凸)が前記長方形の辺上の1点で交わり、前記長方形の別の1本の辺と2本のエンボス(凹凸)で三角形を形成するときに最大となり、外力の前記集電タブリード14a,14bへの影響の低減の効果が最も大きくなる。 In FIG. 11, the current collecting tab leads 14a and 14b extend from the three points on one side of the rectangle toward the three points on the opposite side parallel to the one side, in a direction non-parallel to the extending direction. It is described that the rectangle is composed of three embosses (unevenness), and two sides of the rectangle and three embosses (unevenness) form two quadrangles. Further, in FIG. 12, the current collecting tab leads 14a and 14b are not parallel to the direction in which the current collecting tab leads 14a and 14b are extended from the two points on one side of the rectangle toward the two points on the other opposite side parallel to the one side. It is described that the rectangle is composed of three embosses (concavo-convex), and two sides of the rectangle and three embosses (concavo-convex) form two triangles. The strength against the stress applied in the depth direction of the emboss (unevenness) is that two embosses (unevenness) intersect at one point on the side of the rectangle, and another one side of the rectangle and two embosses. It becomes the maximum when forming a triangle by (unevenness), and the effect of reducing the influence of the external force on the current collecting tab leads 14a and 14b is the largest.
以上、本発明を実施する態様について、実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施できるものであることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to examples, the present invention is not limited to these embodiments and is carried out in various embodiments without departing from the spirit of the present invention. Of course, it can be done.
1 電池
11a 天面
11b 底面
12a,12b 側面
13a,13b 端面
14a,14b 集電タブリード
15 中心軸
2 電池セル
21a 天面
21b 底面
22a,22b 側面
23a−1,23a−2,23b−1,23b−2 端面折り合わせ部
24a−1,24a−2,24b−1,24b−2 集電タブリード収容部
25a−1,25a−2,25b−1,25b−2 三角錐状の空間部
3 外装体
31a 天面覆部
31b 底面覆部
32a,32b−1,32b−2 側面覆部
33a−1,33a−2,33b−1,33b−2 端面覆部
34a−1,34a−2,34b−1,34b−2 集電タブリード挟持部
35a−1,35a−21,35a−22,35b−1,35b−21,35b−22
三角錐状空間形成部
4−1,4−2,4−3 エンボス(凹凸)
1
35a-1,35a-21,35a-22,35b-1,35b-211,35b-22
Triangular pyramid space forming part 4-1, 4-2, 4-3 Embossing (unevenness)
Claims (13)
前記電池における1つの端面から集電タブリードが延設されており、
前記外装体は、前記電池の前記集電タブリードが突出する端面を覆う箇所又は前記集電タブリードを挟持して収容する箇所に、外力の影響を低減する構造を設ける電池セル。 A battery cell comprising a battery and an exterior body that houses the battery.
A current collector tab lead extends from one end face of the battery.
The exterior body is a battery cell provided with a structure for reducing the influence of an external force at a portion of the battery that covers the end surface on which the current collector tab lead protrudes or a portion that sandwiches and accommodates the current collector tab lead.
The battery cell according to claim 10, wherein at least one triangle is formed by one side of the rectangle and two embosses (unevenness).
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