JP2024062860A - Laminated Battery - Google Patents
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Abstract
【課題】融着部の折り曲げ部におけるスプリングバックの発生を抑制し、構造効率の低下を抑制したラミネート型電池の提供。【解決手段】電極体２と、電極体２を覆って内部に封入するラミネートフィルム４と、を有し、ラミネートフィルム４は、端部同士が重ね合わされて内面が融着された融着部４０を有し、融着部４０は、複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃによって９０°以下の角度となるよう折り曲げられた折り曲げ部６０を有し、隣り合う折り曲げ点間の距離が、融着部４０の厚み以上、且つ電極体２の厚みの１／２以下である、ラミネート型電池１０。【選択図】図１[Problem] To provide a laminated battery that suppresses the occurrence of springback at the folded portion of the fused portion and suppresses the decrease in structural efficiency. [Solution] A laminated battery 10 comprising an electrode body 2 and a laminate film 4 that covers the electrode body 2 and encloses it inside, the laminate film 4 having a fused portion 40 in which the ends are overlapped and the inner surface is fused, the fused portion 40 having a folded portion 60 that is folded at a plurality of folding points 6A, 6B, 6C at an angle of 90° or less, the distance between adjacent folding points being equal to or greater than the thickness of the fused portion 40 and equal to or less than 1/2 the thickness of the electrode body 2. [Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、ラミネート型電池に関する。 This disclosure relates to laminated batteries.
電極体がラミネートフィルムに覆われたラミネート型電池では、電極体を封入するためにラミネートフィルムの一部を融着して融着部を形成することが行われている。
例えば、特許文献１には「正極タブ及び負極タブを有する電極体と、電解質と、ラミネート外装を備えたラミネート素電池において、該ラミネート外装の封止部の折り曲げ部には樹脂が施されていることを特徴とするラミネート素電池」が開示されている。
また、特許文献２には「ラミネート芯材とラミネート封止材とからなるラミネート外装体に封入された電池要素を有する全固体電池であって、少なくともシール部が一回折り曲げられて折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部の端面と前記ラミネート外装体とが熱硬化性樹脂で接着されてなる、前記全固体電池」が開示されている。
また、特許文献３には「第一及び第二のフィルムを重ね合わせたラミネート部材と、前記ラミネート部材の前記第一及び第二のフィルムの間に収納された電池セルとを有するラミネート型電池であって、前記ラミネート部材の周縁部分が、前記第一及び第二のフィルムが互いに接着されている外縁部、並びに前記第一及び第二のフィルムが互いに接着されていない内縁部を有し、前記外縁部が、前記電池セルの側面に沿って１回以上折り曲げられ、かつ記内縁部が、前記電池セルの側面に沿って１回以上折り曲げられている、ラミネート型電池」が開示されている。
In a laminate type battery in which an electrode body is covered with a laminate film, a fused portion is formed by fusing a part of the laminate film in order to encapsulate the electrode body.
For example, Patent Document 1 discloses a "laminated battery comprising an electrode body having a positive electrode tab and a negative electrode tab, an electrolyte, and a laminate exterior, characterized in that resin is applied to the folded portion of the sealing part of the laminate exterior."
Furthermore, Patent Document 2 discloses "an all-solid-state battery having a battery element enclosed in a laminated exterior body consisting of a laminated core material and a laminated sealing material, wherein at least a sealing portion is folded once to form a folded portion, and an end face of the folded portion and the laminated exterior body are bonded with a thermosetting resin."
Furthermore, Patent Document 3 discloses "a laminated battery having a laminate member formed by overlapping first and second films, and a battery cell housed between the first and second films of the laminate member, wherein the peripheral portion of the laminate member has an outer edge where the first and second films are bonded to each other, and an inner edge where the first and second films are not bonded to each other, the outer edge is folded one or more times along a side surface of the battery cell, and the inner edge is folded one or more times along a side surface of the battery cell."
電極体を１枚のラミネートフィルムで覆うラミネート型電池では、ラミネートフィルムの一端側と他端側とを重ね合わせてその内面を融着して融着部を形成することで、電極体をラミネートフィルムにより封入する。また、電極体を複数のラミネートフィルムで覆うラミネート型電池では、複数のラミネートフィルムの端部同士を重ね合わせてその内面を融着して融着部を形成することで封入を行う。なお、ラミネート型電池の構造効率を向上させるため、これらの融着部を例えば９０°以下の角度となるように折り曲げてラミネート型電池全体の外形のサイズを小さくすることが行われる。
しかし、折り曲げ部にスプリングバックが生じて例えば９０°よりも浅い角度になると、外形のサイズが大きくなり体積効率が低下する。そのため、融着部の折り曲げ部におけるスプリングバックの発生を抑制することが望まれている。
In a laminated battery in which the electrode body is covered with a single laminate film, one end side and the other end side of the laminate film are overlapped and the inner surface is fused to form a fused portion, thereby encapsulating the electrode body with the laminate film. In a laminated battery in which the electrode body is covered with multiple laminate films, the ends of multiple laminate films are overlapped and the inner surface is fused to form a fused portion, thereby encapsulating the electrode body. In order to improve the structural efficiency of the laminated battery, these fused portions are folded, for example, at an angle of 90° or less to reduce the external size of the entire laminated battery.
However, if springback occurs at the bent portion and the angle becomes shallower than 90°, for example, the external size becomes large and the volume efficiency decreases. Therefore, it is desired to suppress the occurrence of springback at the bent portion of the fused portion.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、融着部の折り曲げ部におけるスプリングバックの発生を抑制し、構造効率の低下を抑制したラミネート型電池を提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a laminated battery that suppresses the occurrence of springback at the folded portion of the fused portion and suppresses the decrease in structural efficiency.
＜１＞
電極体と、
前記電極体を覆って内部に封入するラミネートフィルムと、を有し、
前記ラミネートフィルムは、端部同士が重ね合わされて内面が融着された融着部を有し、
前記融着部は、複数の折り曲げ点によって９０°以下の角度となるよう折り曲げられた折り曲げ部を有し、
隣り合う前記折り曲げ点間の距離が、前記融着部の厚み以上、且つ前記電極体の厚みの１／２以下である、ラミネート型電池。
＜２＞
前記複数の折り曲げ点の各々において折り曲げる折り曲げ角度が５０°以下である、＜１＞に記載のラミネート型電池。
＜３＞
前記ラミネートフィルムが、融着樹脂層と、金属層と、保護樹脂層と、を内面側から順に有する、＜１＞又は＜２＞に記載のラミネート型電池。
＜４＞
前記ラミネートフィルムが、融着樹脂層と、金属層と、保護樹脂層と、を内面側から順に有し、
前記折り曲げ部が３点以上の前記折り曲げ点によって９０°以下の角度となるよう折り曲げられており、
３点以上の前記折り曲げ点の各々において折り曲げる折り曲げ角度が３５°以下である、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載のラミネート型電池。
＜1＞
An electrode body;
A laminate film that covers the electrode body and encapsulates it therein,
The laminate film has a fused portion in which the ends are overlapped and fused to each other at the inner surface,
The fused portion has a folded portion folded at a plurality of folding points at an angle of 90° or less,
A laminated battery, wherein the distance between adjacent folding points is equal to or greater than the thickness of the fused portion and equal to or less than half the thickness of the electrode body.
＜2＞
The laminated battery according to <1>, wherein the bending angle at each of the plurality of bending points is 50° or less.
＜3＞
The laminated battery according to <1> or <2>, wherein the laminate film has a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer in this order from the inner surface side.
＜4＞
The laminate film has a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer in this order from the inner surface side,
The bent portion is bent at three or more bending points at an angle of 90° or less,
<4> The laminated battery according to any one of <1> to <3>, wherein the bending angle at each of the three or more bending points is 35° or less.
本開示によれば、融着部の折り曲げ部におけるスプリングバックの発生を抑制し、構造効率の低下を抑制したラミネート型電池を提供することができる。 This disclosure makes it possible to provide a laminated battery that suppresses the occurrence of springback at the bent portion of the fused portion and suppresses the decrease in structural efficiency.
以下、本開示に係るラミネート型電池の一実施形態について図面を用いて説明する。
以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
Hereinafter, one embodiment of a laminate type battery according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
The drawings shown below are schematic diagrams, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated to make them easier to understand.
図１は、本実施形態に係るラミネート型電池を例示する概略断面図である。
ラミネート型電池１０は、電極体２と、電極体を覆って内部に封入するラミネートフィルム４と、を有する。ラミネートフィルム４は、一端側４Ａと他端側４Ｂとが重ね合わされ内面同士が融着された融着部４０を有する。融着部４０は、９０°以下の角度となるよう折り曲げられた折り曲げ部６０を有し、図１に示すラミネート型電池１０では、３つの折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにより全体として９０°の角度となるよう折り曲げられている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a laminate type battery according to this embodiment.
The laminated battery 10 includes an electrode assembly 2 and a laminate film 4 that covers the electrode assembly and encloses it inside. The laminated film 4 has a fused portion 40 where one end side 4A and the other end side 4B are overlapped and the inner surfaces are fused together. The fused portion 40 has a folded portion 60 that is folded at an angle of 90° or less, and in the laminated battery 10 shown in FIG. 1, the fused portion 40 is folded at three folding points 6A, 6B, and 6C to form an angle of 90° overall.
ラミネート型電池１０によれば、融着部４０の折り曲げ部６０におけるスプリングバックの発生を抑制し、構造効率の低下を抑制することができる。この効果が奏される理由は、以下のように推察される。 The laminated battery 10 can suppress the occurrence of springback at the folded portion 60 of the fused portion 40, and suppress the decrease in structural efficiency. The reason for this effect is believed to be as follows.
まず、従来のラミネート型電池について図５を用いて説明する。
従来から、ラミネート型電池１０Ｚの構造効率を向上させるため、ラミネートフィルム４の一端側と他端側とが融着された融着部４０を、折り曲げた後の角度が９０°以下になるように折り曲げて折り曲げ部６Ｚを形成し、ラミネート型電池１０Ｚ全体の外形のサイズを小さくすることが行われている。しかし、図５に示すように、折り曲げ部６Ｚにスプリングバックが生じ、結果的に９０°よりも浅い角度になり、外形のサイズが大きくなって体積効率が低下することがあった。これは、折り曲げ部６Ｚにおける折り曲げ点が一点のみであり、この一点において９０°以下の鋭角となるよう折り曲げられているために、折り曲げ部６Ｚに強い反発力が生じることが理由であると考えられる。
First, a conventional laminated battery will be described with reference to FIG.
Conventionally, in order to improve the structural efficiency of the laminated battery 10Z, the fused portion 40 at which one end of the laminate film 4 is fused to the other end is folded so that the angle after folding is 90° or less to form the folded portion 6Z, thereby reducing the overall external size of the laminated battery 10Z. However, as shown in Fig. 5, springback occurs at the folded portion 6Z, resulting in an angle shallower than 90°, which increases the external size and reduces the volumetric efficiency. This is thought to be because there is only one folding point at the folded portion 6Z, and the folded portion 6Z is folded at this one point so that the angle is an acute angle of 90° or less, which generates a strong repulsive force at the folded portion 6Z.
これに対し、本実施形態に係るラミネート型電池１０では、折り曲げ部６０が複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃによって９０°以下の角度となるよう折り曲げられている。そのため、各折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにおける角度は、折り曲げ部６０全体としての角度よりも小さくなり、各折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにかかるひずみを小さくすることができる。折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃでの反発力、つまり折り曲げた方向に対して反発する力は、ひずみが小さいほど低下するため、複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃによって９０°以下の角度となるよう折り曲げられていることでスプリングバックの発生を抑制することができる。その結果、スプリングバックが生じて外形のサイズが大きくなり、体積効率が低下することを抑制できる。 In contrast, in the laminated battery 10 according to this embodiment, the folding portion 60 is folded at multiple folding points 6A, 6B, and 6C at an angle of 90° or less. Therefore, the angle at each folding point 6A, 6B, and 6C is smaller than the angle of the folding portion 60 as a whole, and the strain on each folding point 6A, 6B, and 6C can be reduced. The repulsive force at the folding points 6A, 6B, and 6C, that is, the force repelling the folding direction, decreases as the strain decreases, so the occurrence of springback can be suppressed by folding at multiple folding points 6A, 6B, and 6C at an angle of 90° or less. As a result, the occurrence of springback, which increases the external size and reduces the volumetric efficiency, can be suppressed.
なお、ラミネートフィルム４が、融着樹脂層と金属層と保護樹脂層とを、電極体を覆った際の内面側から順に配置した構造を有する場合、融着部４０は保護樹脂層、金属層、融着樹脂層、融着樹脂層、金属層、及び保護樹脂層の６層を有する構造となる。つまり、金属と樹脂とが幾重にも積層された複合材料であるため反発力がより大きくなる傾向にあり、スプリングバックが生じやすくなる。しかし、この場合であっても、ラミネート型電池１０では、折り曲げ部６０が複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃによって９０°以下の角度となるよう折り曲げられていることでスプリングバックの発生が抑制され、体積効率の低下を抑制することができる。 When the laminate film 4 has a structure in which a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer are arranged in this order from the inner surface side when covering the electrode body, the fusion portion 40 has a structure of six layers: a protective resin layer, a metal layer, a fusion resin layer, a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer. In other words, since it is a composite material in which metal and resin are laminated in multiple layers, the repulsive force tends to be greater and springback is more likely to occur. However, even in this case, in the laminated battery 10, the folding portion 60 is folded at multiple folding points 6A, 6B, and 6C at an angle of 90° or less, so that the occurrence of springback is suppressed and a decrease in volumetric efficiency can be suppressed.
また、ラミネート型電池１０では、折り曲げ部６０が複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃによって９０°以下の角度となるよう折り曲げられているため、折り曲げ部６０にかかる応力を各折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃに分散することができる。つまり、各折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにかかる応力を小さくすることができ、これにより折り曲げ部６０におけるラミネートフィルム４の損傷の発生を抑制することができる。
特に、ラミネートフィルム４が、融着樹脂層と金属層と保護樹脂層とを、電極体を覆った際の内面側から順に配置した構造を有する場合、前述の通り、融着部４０は保護樹脂層、金属層、融着樹脂層、融着樹脂層、金属層、及び保護樹脂層の６層を有する構造となる。この場合、折り曲げ部では応力が一番外側の界面、つまり最外の保護樹脂層とその一つ内側の金属層との界面に集中しやすくなり、界面剥離が起きやすくなる。しかし、この場合であっても、ラミネート型電池１０では、折り曲げ部６０が複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃによって９０°以下の鋭角となるよう折り曲げられていることで、各折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにかかる応力は分散され小さくなる。これにより、折り曲げ部６０におけるラミネートフィルムの界面剥離の発生が抑制される。
Furthermore, in laminated battery 10, folding portion 60 is folded at multiple folding points 6A, 6B, and 6C at angles of 90° or less, so that the stress acting on folding portion 60 can be distributed to each of folding points 6A, 6B, and 6C. In other words, the stress acting on each of folding points 6A, 6B, and 6C can be reduced, thereby suppressing damage to laminate film 4 at folding portion 60.
In particular, when the laminate film 4 has a structure in which the fusion resin layer, the metal layer, and the protective resin layer are arranged in this order from the inner surface side when covering the electrode body, as described above, the fusion part 40 has a structure having six layers, namely, a protective resin layer, a metal layer, a fusion resin layer, a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer. In this case, stress tends to concentrate at the outermost interface, that is, the interface between the outermost protective resin layer and the metal layer one layer inside, at the folded part, and interfacial peeling tends to occur. However, even in this case, in the laminated battery 10, the folding part 60 is folded at multiple folding points 6A, 6B, and 6C so that the folding points 6A, 6B, and 6C form an acute angle of 90° or less, so that the stress applied to each folding point 6A, 6B, and 6C is dispersed and reduced. This suppresses the occurrence of interfacial peeling of the laminate film at the folding part 60.
なお、３つの折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにおいて、隣り合う折り曲げ点の間の領域には折れ曲がった箇所はなく、湾曲している状態と、湾曲していない状態（つまり平滑な状態）とがある。特に、湾曲していないこと、つまり平滑であることが好ましい。 Note that, among the three bending points 6A, 6B, and 6C, there are no bent areas between adjacent bending points, and there are curved and non-curved (i.e., smooth) areas. It is particularly preferable that the area is non-curved, i.e., smooth.
（折り曲げ点間の距離）
本実施形態に係るラミネート型電池１０では、折り曲げ部６０を構成する複数の折り曲げ点６Ａ、６Ｂ、６Ｃにおいて、隣り合う折り曲げ点間の距離Ｌを、融着部４０の厚み（つまりラミネートフィルム４の一端側４Ａと他端側４Ｂとが重ね合わされ内面同士が融着された融着部４０の厚み）ｔ以上とする。折り曲げ点間の距離Ｌが融着部４０の厚みｔ未満であると、折り曲げ点間の距離Ｌが近過ぎて当該箇所に応力が集中し、折り曲げ部６０におけるラミネートフィルム４の損傷が発生することがある。
(Distance between bending points)
In the laminated battery 10 according to this embodiment, the distance L between adjacent folding points 6A, 6B, 6C constituting the folding portion 60 is set to be equal to or greater than the thickness t of the fused portion 40 (i.e., the thickness of the fused portion 40 where one end side 4A and the other end side 4B of the laminate film 4 are overlapped and the inner surfaces are fused to each other). If the distance L between the folding points is less than the thickness t of the fused portion 40, the distance L between the folding points will be too close, causing stress to concentrate at that location, and the laminate film 4 at the folding portion 60 may be damaged.
また、隣り合う折り曲げ点間の距離Ｌは、電極体２の厚みの１／２（半分）以下とする。折り曲げ点間の距離Ｌが上記範囲を超えると、折り曲げ点の距離が長くなり過ぎて、ラミネート型電池１０の構造効率が低くなる。
折り曲げ点間の距離Ｌは、構造効率の観点から、電極体２の厚みの１／２以下とし、さらに１ｍｍ以下が好ましい。
Furthermore, the distance L between adjacent folding points is set to be equal to or less than ½ (half) the thickness of the electrode body 2. If the distance L between the folding points exceeds the above range, the distance between the folding points becomes too long, and the structural efficiency of the laminated battery 10 decreases.
From the viewpoint of structural efficiency, the distance L between the bending points is set to ½ or less of the thickness of the electrode body 2, and is preferably 1 mm or less.
ここで、折り曲げ点間の距離Ｌとは、隣り合う２つの折り曲げ点（例えば折り曲げ点６Ａと折り曲げ点６Ｂ）における、融着部４０の厚み方向の中央位置での距離を意味する。なお、折り曲げ点間の距離Ｌの測定は、隣り合う折り曲げ点における融着部４０の厚み方向の中央位置の距離を、任意の５点について測定し、この５点での測定値の平均を算出して、距離Ｌとする。 Here, the distance L between the folding points means the distance between two adjacent folding points (e.g. folding points 6A and 6B) at the center position in the thickness direction of the fused portion 40. Note that the distance L between the folding points is measured by measuring the distance between the center positions in the thickness direction of the fused portion 40 at adjacent folding points at any five points, and calculating the average of the measurements at these five points to determine the distance L.
融着部４０の厚みｔとは、ラミネートフィルム４の一端側４Ａと他端側４Ｂとを重ね合わせて内面同士を融着した後の厚みを指す。なお、融着部４０の厚みｔの測定は、湾曲していない（つまり平滑状である）融着部４０の厚みを、任意の５点について測定し、この５点での測定値の平均を算出して、厚みｔとする。 The thickness t of the fused portion 40 refers to the thickness after one end side 4A and the other end side 4B of the laminate film 4 are overlapped and the inner surfaces are fused together. The thickness t of the fused portion 40 is measured by measuring the thickness of the uncurved (i.e. smooth) fused portion 40 at any five points, and the average of the measurements at these five points is calculated to obtain the thickness t.
電極体２の厚みは、電極体の厚み方向において最も厚い箇所における厚みを意味する。 The thickness of the electrode body 2 refers to the thickness at the thickest point in the thickness direction of the electrode body.
（折り曲げ点の数）
折り曲げ部は、複数（つまり２つ以上）の折り曲げ点を有し、さらに図１に示すように、３つ以上の折り曲げ点を有することが好ましい。
折り曲げ部が３つ以上の折り曲げ点を有することで、各折り曲げ点にかかるひずみをより小さくすることができ、スプリングバックの発生をより抑制することができる。
(Number of bending points)
The folding portion has a plurality of folding points (i.e., two or more), and preferably has three or more folding points as shown in FIG.
By having three or more bending points in the bending portion, the strain applied to each bending point can be made smaller, and the occurrence of springback can be further suppressed.
（折り曲げ点における折り曲げ角度）
折り曲げ部が有する複数の折り曲げ点の各々は、折り曲げる折り曲げ角度が５０°以下であること、つまり折り曲げ部が有する全ての折り曲げ点における折り曲げ角度が５０°以下であることが好ましい。なお、折り曲げ角度とは、１つの折り曲げ点において折り曲げる角度を表す。換言すると、折り曲げ角度は、折り曲げ点の折り曲げる方向の内面側の角度θを１８０°から引いた値（１８０－θ）（°）となる。
折り曲げ角度が５０°以下であることで、各折り曲げ点にかかるひずみをより小さくすることができ、スプリングバックの発生をより抑制することができる。
各折り曲げ点における折り曲げ角度は、上記の観点から、さらに３５°以下であることが好ましい。
(Bending angle at bending point)
It is preferable that each of the bending points of the bending portion has a bending angle of 50° or less, that is, the bending angle at all bending points of the bending portion is 50° or less. Note that the bending angle refers to the angle at which the bending portion is bent at one bending point. In other words, the bending angle is the value (180-θ) (°) obtained by subtracting the angle θ of the inner side of the bending direction of the bending point from 180°.
By setting the bending angle to 50° or less, the strain applied to each bending point can be made smaller, and the occurrence of springback can be further suppressed.
From the above viewpoint, the bending angle at each bending point is more preferably 35° or less.
なお、ラミネートフィルムが、融着樹脂層と金属層と保護樹脂層とを、電極体を覆った際の内面側から順に配置した構造を有し、折り曲げ部が３点以上の折り曲げ点によって９０°以下の角度となるよう折り曲げられており、３点以上の折り曲げ点の各々において折り曲げる折り曲げ角度が３５°以下であることが好ましい。 The laminate film has a structure in which a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer are arranged in this order from the inner surface side when covering the electrode body, and the folding portion is folded at three or more folding points so that the folding angle is 90° or less, and it is preferable that the folding angle at each of the three or more folding points is 35° or less.
（ラミネートフィルムの折り曲げ方法）
次いで、本開示に係るラミネート型電池において、ラミネートフィルムの折り曲げを行う方法を、一実施形態を挙げて、図面を用いて説明する。
(How to fold laminate film)
Next, a method for folding a laminate film in a laminate type battery according to the present disclosure will be described with reference to one embodiment and the drawings.
図２乃至図４は、本実施形態に係るラミネート型電池において、ラミネートフィルムの折り曲げを行う方法を例示する概略工程図である。
１枚のラミネートフィルム４を、一方の面を内側にして折り曲げて電極体２を覆い、次いでラミネートフィルム４の一端側４Ａと他端側４Ｂとを重ね合わせた後、互いに向き合う内側の表面（内面）同士を融着して融着部４０を形成すると、図２に示す状態となる。図２に示す通り、ラミネートフィルム４の融着部４０は、折り曲げられていない状態である。
2 to 4 are schematic process diagrams illustrating a method for folding a laminate film in the laminated battery according to this embodiment.
A sheet of laminate film 4 is folded with one surface facing inward to cover the electrode body 2, and then one end side 4A and the other end side 4B of the laminate film 4 are overlapped, and the inner surfaces (inner surfaces) facing each other are fused to form a fused portion 40, resulting in the state shown in Fig. 2. As shown in Fig. 2, the fused portion 40 of the laminate film 4 is in an unfolded state.
次いで、図３に示すように、この融着部４０の折り曲げる方向の面（つまり折り曲げた後に内側となる面）に折り曲げ板８Ａを配置し、反対側の面（つまり折り曲げた後に外側となる面）にバックアップ部材８Ｂを配置して、折り曲げ板８Ａ及びバックアップ部材８Ｂにより圧力をかける。これにより、図４に示すように、２つの折り曲げ点６Ｄ、６Ｅにより全体として９０°以下の角度となるよう折り曲げられた折り曲げ部が形成される。 Next, as shown in Figure 3, a folding plate 8A is placed on the surface of the fused portion 40 in the folding direction (i.e., the surface that will be on the inside after folding), and a backup member 8B is placed on the opposite surface (i.e., the surface that will be on the outside after folding), and pressure is applied by the folding plate 8A and the backup member 8B. As a result, as shown in Figure 4, a folded portion is formed that is folded at an angle of less than 90° overall by the two folding points 6D and 6E.
なお、図２乃至図４では、２つの折り曲げ点を有する折り曲げ部を形成して折り曲げる方法を説明したが、３つ以上の折り曲げ点を有する折り曲げ部も、折り曲げ板８Ａ及びバックアップ部材８Ｂの形状の制御等により、同様にして形成することができる。 Note that in Figures 2 to 4, a method of forming and folding a folding section having two folding points is described, but a folding section having three or more folding points can also be formed in a similar manner by controlling the shapes of the folding plate 8A and the backup member 8B, etc.
また、図２乃至図４では、融着部４０に折り曲げ板８Ａ及びバックアップ部材８Ｂを押し当てて、いっぺんに２つの折り曲げ点６Ｄ、６Ｅを形成する方法を説明したが、各折り曲げ点６Ｄ、６Ｅを別々の工程で形成してもよい。 In addition, in Figures 2 to 4, a method is described in which the folding plate 8A and the backup member 8B are pressed against the fusion portion 40 to form two folding points 6D and 6E at once, but each folding point 6D and 6E may be formed in a separate process.
（電池の部材）
ここで、本実施形態に係るラミネート型電池を構成する、電極体及びラミネートフィルムについて説明する。
(Battery components)
Here, the electrode body and laminate film constituting the laminate type battery according to this embodiment will be described.
（１）電極体
電極体は、電池の発電要素として機能する。電極体の形状は特に限定されないが、例えば、直方体の形状が挙げられる。電極体は、通常、正極集電体、正極活物質層、電解質層、負極活物質層および負極集電体を、厚さ方向において、この順に有する。
(1) Electrode body The electrode body functions as a power generating element of the battery. The shape of the electrode body is not particularly limited, but may be, for example, a rectangular parallelepiped shape. The electrode body usually has a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector, in this order in the thickness direction.
正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含有する。正極活物質層は、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つをさらに含有していてもよい。正極活物質としては、例えば、酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ４等のオリビン型活物質が挙げられる。また、正極活物質として硫黄（Ｓ）を用いてもよい。正極活物質の形状は、例えば粒子状である。 The positive electrode active material layer contains at least a positive electrode active material. The positive electrode active material layer may further contain at least one of a conductive material, an electrolyte, and a binder. Examples of the positive electrode active material include oxide active materials. Examples of the oxide active material include rock salt layer type active materials such as LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , spinel type active materials such as LiMn 2 O 4 , and olivine type active materials such as LiFePO 4. Sulfur (S) may also be used as the positive electrode active material. The shape of the positive electrode active material is, for example, particulate.
導電材としては、例えば、炭素材料が挙げられる。電解質は、固体電解質であってもよく、液体電解質であってもよい。固体電解質は、ゲル電解質等の有機固体電解質であってもよく、酸化物固体電解質、硫化物固体電解質等の無機固体電解質であってもよい。また、液体電解質（電解液）は、例えば、ＬｉＰＦ６等の支持塩と、カーボネート系溶媒等の溶媒とを含有する。また、バインダーとしては、例えば、ゴム系バインダー、フッ化物系バインダーが挙げられる。 Examples of the conductive material include carbon materials. The electrolyte may be a solid electrolyte or a liquid electrolyte. The solid electrolyte may be an organic solid electrolyte such as a gel electrolyte, or an inorganic solid electrolyte such as an oxide solid electrolyte or a sulfide solid electrolyte. The liquid electrolyte (electrolytic solution) contains, for example, a supporting salt such as LiPF6 and a solvent such as a carbonate-based solvent. Examples of the binder include a rubber-based binder and a fluoride-based binder.
負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含有する。負極活物質層は、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つをさらに含有していてもよい。負極活物質としては、例えば、Ｌｉ、Ｓｉ等の金属活物質、グラファイト等のカーボン活物質、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等の酸化物活物質が挙げられる。負極活物質の形状は、例えば、粒子状、箔状である。導電材、電解質およびバインダーについては、上述した内容と同様である。 The negative electrode active material layer contains at least a negative electrode active material. The negative electrode active material layer may further contain at least one of a conductive material, an electrolyte, and a binder. Examples of the negative electrode active material include metal active materials such as Li and Si, carbon active materials such as graphite, and oxide active materials such as Li 4 Ti 5 O 12. The shape of the negative electrode active material is, for example, a particulate shape or a foil shape. The conductive material, electrolyte, and binder are the same as those described above.
電解質層は、正極活物質層および負極活物質層の間に配置され、少なくとも電解質を含有する。電解質は、固体電解質であってもよく、液体電解質であってもよい。電解質については、上述した内容と同様である。電解質層は、セパレータを有していてもよい。 The electrolyte layer is disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and contains at least an electrolyte. The electrolyte may be a solid electrolyte or a liquid electrolyte. The electrolyte is the same as described above. The electrolyte layer may have a separator.
正極集電体は、正極活物質層の集電を行う。正極集電体の材料としては、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ、ニッケル等の金属が挙げられる。正極集電体の形状としては、例えば箔状、メッシュ状が挙げられる。正極集電体は、正極集電端子と接続するための正極タブを有していてもよい。 The positive electrode current collector collects the current from the positive electrode active material layer. Examples of materials for the positive electrode current collector include metals such as aluminum, SUS, and nickel. Examples of the shape of the positive electrode current collector include foil and mesh. The positive electrode current collector may have a positive electrode tab for connection to the positive electrode current collector terminal.
負極集電体は、負極活物質層の集電を行う。負極集電体の材料としては、例えば、銅、ＳＵＳ、ニッケル等の金属が挙げられる。負極集電体の形状としては、例えば箔状、メッシュ状が挙げられる。負極集電体は、負極集電端子と接続するための負極タブを有していてもよい。 The negative electrode current collector collects the current from the negative electrode active material layer. Examples of materials for the negative electrode current collector include metals such as copper, SUS, and nickel. Examples of the shape of the negative electrode current collector include foil and mesh. The negative electrode current collector may have a negative electrode tab for connection to the negative electrode current collector terminal.
電極体は、さらに端子を備えていてもよい。端子は、例えば電極体の端面に配置される。本開示におけるラミネート型電池は、１つの電極体に対して、１つの端子を備えていてもよく、２つ以上の端子を備えていてもよい。端子は、集電端子であることが好ましい。集電端子とは、少なくとも一部に集電部を有する端子をいう。集電部は、例えば、電極体におけるタブと電気的に接続されている。集電端子は、全体が集電部であってもよく、一部が集電部であってもよい。 The electrode body may further include a terminal. The terminal is disposed, for example, on an end surface of the electrode body. The laminated battery of the present disclosure may include one terminal for one electrode body, or may include two or more terminals. The terminal is preferably a current collecting terminal. A current collecting terminal refers to a terminal having a current collecting portion at least in a portion thereof. The current collecting portion is, for example, electrically connected to a tab in the electrode body. The current collecting terminal may be a current collecting portion in its entirety, or may be a current collecting portion in its entirety.
（２）ラミネートフィルム
ラミネートフィルムとしては、例えば金属層を有するフィルムが挙げられ、さらに金属層の両面にそれぞれ樹脂層を有する三層構造のフィルムが挙げられる。なお、三層構造のフィルムにおいて、電極体側となる内側の樹脂層（つまり融着する樹脂層）を融着樹脂層とし、電極体側とは反対側の外周面側となる樹脂層を保護樹脂層とする。
(2) Laminate film Examples of the laminate film include a film having a metal layer, and a three-layer film having a resin layer on each side of the metal layer. In the three-layer film, the inner resin layer on the electrode body side (i.e., the resin layer to be fused) is the fusion resin layer, and the resin layer on the outer peripheral side opposite the electrode body side is the protective resin layer.
融着樹脂層の材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のオレフィン系樹脂が挙げられる。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼が挙げられる。保護樹脂層の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンが挙げられる。融着樹脂層の厚さは、例えば４０μｍ以上１００μｍ以下である。金属層の厚さは、例えば３０μｍ以上６０μｍ以下である。保護樹脂層の厚さは、例えば２０μｍ以上６０μｍ以下である。ラミネートフィルム全体の厚さは、例えば７０μｍ以上、２２０μｍ以下である。 Examples of materials for the fusion resin layer include olefin resins such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE). Examples of materials for the metal layer include aluminum, aluminum alloys, and stainless steel. Examples of materials for the protective resin layer include polyethylene terephthalate (PET) and nylon. The thickness of the fusion resin layer is, for example, 40 μm or more and 100 μm or less. The thickness of the metal layer is, for example, 30 μm or more and 60 μm or less. The thickness of the protective resin layer is, for example, 20 μm or more and 60 μm or less. The thickness of the entire laminate film is, for example, 70 μm or more and 220 μm or less.
（ラミネート型電池）
本開示におけるラミネート型電池は、典型的にはニ次電池である。本開示の構成を有するニ次電池は、融着部の折り曲げ部におけるスプリングバックの発生を抑制し、構造効率の低下を抑制することができる。
電池の用途としては、例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。また、電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
(Laminated battery)
The laminated battery in the present disclosure is typically a secondary battery. A secondary battery having the configuration of the present disclosure can suppress the occurrence of springback at the folded portion of the fused portion and suppress the decrease in structural efficiency.
Examples of applications of the battery include power sources for vehicles such as hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), electric vehicles (BEVs), gasoline-powered automobiles, diesel-powered automobiles, etc. The battery may also be used as a power source for moving objects other than vehicles (e.g., railways, ships, and aircraft), and may also be used as a power source for electrical appliances such as information processing devices.
２ 電極体
４ ラミネートフィルム
４Ａ 一端側
４Ｂ 他端側
４０ 融着部
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ 折り曲げ点
６Ｚ 折り曲げ部
６０ 折り曲げ部
８Ａ 折り曲げ板
８Ｂ バックアップ部材
１０、１０Ｚ ラミネート型電池
2 Electrode body 4 Laminate film 4A One end side 4B Other end side 40 Fused portion 6A, 6B, 6C, 6D, 6E Bending point 6Z Bending portion 60 Bending portion 8A Bending plate 8B Backup member 10, 10Z Laminate type battery
Claims (4)
前記電極体を覆って内部に封入するラミネートフィルムと、を有し、
前記ラミネートフィルムは、端部同士が重ね合わされて内面が融着された融着部を有し、
前記融着部は、複数の折り曲げ点によって９０°以下の角度となるよう折り曲げられた折り曲げ部を有し、
隣り合う前記折り曲げ点間の距離が、前記融着部の厚み以上、且つ前記電極体の厚みの１／２以下である、ラミネート型電池。
An electrode body;
A laminate film that covers the electrode body and encapsulates it therein,
The laminate film has a fused portion where the ends are overlapped and fused to each other at the inner surface,
The fused portion has a folded portion folded at a plurality of folding points at an angle of 90° or less,
A laminated battery, wherein the distance between adjacent folding points is equal to or greater than the thickness of the fused portion and equal to or less than half the thickness of the electrode body.
2. The laminated battery according to claim 1, wherein the bending angle at each of the plurality of bending points is 50 degrees or less.
2. The laminated battery according to claim 1, wherein the laminate film has, in order from the inner surface side, a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer.
前記折り曲げ部が３点以上の前記折り曲げ点によって９０°以下の角度となるよう折り曲げられており、
３点以上の前記折り曲げ点の各々において折り曲げる折り曲げ角度が３５°以下である、請求項１に記載のラミネート型電池。
The laminate film has a fusion resin layer, a metal layer, and a protective resin layer in this order from the inner surface side,
The bent portion is bent at three or more bending points at an angle of 90° or less,
2. The laminated battery according to claim 1, wherein the bending angle at each of the three or more bending points is 35° or less.
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