JP4793497B2 - 電池パック - Google Patents
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Description
電池の保護回路基板と、
電池及び保護回路基板が内部空間に収納される額縁状の樹脂フレーム体と、
樹脂フレーム体の内部の空間に充填されて、電池の外面を被覆する樹脂からなる外装材とを備え、
樹脂はウレタン樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂のうちのいずれかの硬化性樹脂及び硬化剤を含み、
硬化剤は柔軟性に寄与する高分子鎖を長鎖にする架橋点が二つの硬化剤と、架橋点を多くして硬さと高いガラス転移点の実現に寄与する架橋点が三つ以上の硬化剤を併用する電池パックである。
・封止するようになっており、その後は、図6に示すように、電池素子10を収容した凹部17aの両側のサイド部17bを凹部17aの方向に向けて折り曲げる。
[正極]
正極11は、正極活物質を含有する正極活物質層を正極集電体の両面状に形成して成るものである。正極集電体は、例えばアルミニウム(Al)箔などの金属箔により構成され、一方、正極活物質層は、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成される。ここで、正極活物質、導電剤、結着剤及び溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は不問である。
LiXMO2…(1)
(式中のMは少なくとも一種の遷移金属を示し、Xは電池の充放電状態によって異なるが、通常は0.05〜1.10である)で表されるリチウムと遷移金属との複合酸化物を用いることができる。なお、リチウム複合酸化物を構成する遷移金属(M)としては、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)及びマンガン(Mn)等を用いることができる。
負極12は、負極活物質を含有する負極活物質層を負極集電体の両面上に形成して成るものである。負極集電体は、例えば銅(Cu)箔、ニッケル箔又はステンレス箔などの金属箔により構成される。
電解液としては、リチウムイオン電池に一般的に使用される電解質塩と非水溶媒が使用可能である。
セパレータ13a,13bは、例えば、ポリプロピレン(PP)若しくはポリエチレン(PE)などのポリオレフィン系の材料から成る多孔質膜、又は、セラミック製の不織布などの無機材料から成る多孔質膜により構成され、これらの二種以上の多孔質膜を積層した構造としてもよい。中でも、ポリエチレンやポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。
上述のようにして作製したゲル状電解質溶液を正極11及び負極12に均一に塗布し、正極活物質層及び負極活物質層に含浸させた後、常温で保存するか、若しくは乾燥工程を経てゲル状電解質層14を形成する。
(b)に示すように、電池20のトップ側に外装材3のトップ部分3Aが形成される。
まず、アルミニウム蒸着PETフィルムの内面側に接着剤を塗布したラミネートフィルム17を有する電池20を用意し、この電池20をその電圧及び電流を制御可能な保護回路基板2に接続した後、電池20及び保護回路基板2を被覆する外装材3を複数に分けて各部分を順次形成し、外装材3の硬化後に各例の電池パック1とした。この際、実施例1〜3では、フレーム体としてトップカバーやボトムカバーを用い、実施例4〜6、8,9では矩形状のフレーム体(4辺フレーム)を用い、実施例7ではフレーム体を無しにした。
まず、23℃の温度下において、上限4.2Vとして15時間行う1Cの定電流定電圧充電及び終止電圧2.5Vまでの1Cの定電流放電を繰り返して行い、定格エネルギ密度は、1サイクル目の放電容量から求め、求めた定格エネルギ密度を表1に併記した。
定格エネルギ密度[Wh/l]=(平均放電電圧[V]×定格容量[Ah])/電池体積
[l]なお、1Cは、電池の理論容量を一時間で放出可能な電流値を示す。
2・・・保護回路基板
3・・・外装材
6・・・成形型
10・・・電池素子
11・・・正極
12・・・負極
13a,13b・・・セパレータ
15a・・・正極端子
15b・・・負極端子
17・・・ラミネートフィルム(包装体)
20・・・電池
F・・・フレーム体
Claims (10)
- 正極と負極とをセパレータを介して巻回又は積層して成る偏平状の電池素子を包装体で包装した電池と、
前記電池の保護回路基板と、
前記電池及び前記保護回路基板が内部空間に収納される額縁状の樹脂フレーム体と、
前記樹脂フレーム体の内部の空間に充填されて、前記電池の外面を被覆する樹脂からなる外装材とを備え、
前記樹脂はウレタン樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂のうちのいずれかの硬化性樹脂及び硬化剤を含み、
前記硬化剤は柔軟性に寄与する高分子鎖を長鎖にする架橋点が二つの硬化剤と、架橋点を多くして硬さと高いガラス転移点の実現に寄与する架橋点が三つ以上の硬化剤を併用する電池パック。 - 前記樹脂が金属酸化物や金属窒化物などのフィラーを含む請求項1記載の電池パック。
- 前記電池素子の前記包装体の周囲の接合面が折り曲げられている請求項1または2記載の電池パック。
- 前記電池の前記包装体の周囲の接合面を折り曲げたときの幅が前記フレーム体の幅よりもやや大とされた請求項1、2または3記載の電池パック。
- 前記フレーム体と前記電池の前記包装体との間が接着された請求項1、2、3または4記載の電池パック。
- 前記電池と前記フレーム体の間、または前記電池と前記保護回路基板との間に緩衝体が配されてなる請求項1、2、3、4または5記載の電池パック。
- 成形型内に前記電池及び前記保護回路基板が固定された前記樹脂フレーム体が配置され、前記成形型内に前記樹脂が充填される請求項1、2、3、4、5または6記載の電池パック。
- 前記樹脂が熱硬化樹脂であり、硬化時の温度が30°C以上100°C以下である請求項1、2、3、4、5、6または7記載の電池パック。
- 前記外装材の曲げ強度は、10MPa以上120MPa以下である請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載の電池パック。
- 前記外装材の曲げ弾性率は、30MPa以上3000MPa以下である請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9記載の電池パック。
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