JP5201557B2 - 非水電解質電池及び非水電解質電池モジュール - Google Patents
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Description
先ず、本発明の非水電解質電池の実施形態について扁平型リチウムイオン二次電池を例に説明する。図1Aは本実施形態で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図1Bは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図1Cは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。
本発明の非水電解質電池の他の実施形態について説明する。図4は、本実施形態の非水電解質電池の外装材を支持部材に巻きつけて固定する前の斜視図である。また、図5Aは本実施形態の非水電解質電池の斜視図であり、図5Bは本実施形態の非水電解質電池の底面図である。
本発明の非水電解質電池の他の実施形態について説明する。図6は、本実施形態の非水電解質電池に保護部材を取り付ける前の斜視図である。図6において、本実施形態の非水電解質電池20は、支持部材18a、18bに巻きつけられた封止部17a、17bに、それらを覆う保護部材22a、22bをさらに取り付けるものである。本実施形態の非水電解質電池20は、保護部材22a、22bを取り付ける以外は、実施形態1の非水電解質電池(図2A、B)と同様の構成とすることができる。
本発明の非水電解質電池の他の実施形態について説明する。図7は、本実施形態の非水電解質電池に保護部材を取り付ける前の斜視図である。図7において、本実施形態の非水電解質電池20は、支持部材18a、18bに巻きつけられた封止部17a、17bに、それらを覆う保護部材22a、22bをさらに取り付けるものである。保護部材22a、22bには、突起部21a、21bと嵌合するための嵌合穴23a、23bが形成されている。本実施形態の非水電解質電池20は、保護部材22a、22bを取り付ける以外は、実施形態2の非水電解質電池(図5A、B)と同様の構成とすることができる。
本発明の非水電解質電池の他の実施形態について説明する。図8Aは本実施形態の非水電解質電池の底面図であり、図8Bは本実施形態の非水電解質電池の変形例の底面図であり、図8Cは本実施形態の非水電解質電池の他の変形例の底面図である。
次に、本発明の非水電解質電池モジュールの実施形態について説明する。本実施形態の
非水電解質電池モジュールは、実施形態1〜5で説明した非水電解質電池を複数積層したものであり、上記非水電解質電池が、連結部材により複数連結されている。
<正極の作製>
正極活物質であるLiCoO2:80重量部と、導電助剤であるアセチレンブラック:10重量部と、バインダであるポリフッ化ビニリデン(PVDF):5重量部とに、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶剤として加えて、均一になるように混合して正極合剤含有ペーストを調製した。この正極合剤含有ペーストを、正極集電体となる厚さ15μm、長さ197mm、幅109mm(未塗布の電極リード接合部長さ20mm×幅20mmは含まず。)のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥した。その後、カレンダー処理を行って、全厚が約150μmになるように調整して、アルミニウム箔製の正極リード端子を備えた正極を作製した。
負極活物質である黒鉛:90重量部と、バインダであるPVDF:5重量部とに、NMPを溶剤として加えて、均一になるように混合して負極合剤含有ペーストを調製した。この負極合剤含有ペーストを、負極集電体となる厚さ10μm、長さ205mm、幅105mm(未塗布の電極リード接合部長さ14mm×幅20mmは含まず。)の銅箔の両面に塗布して乾燥した。その後、カレンダー処理を行って、全厚が約150μmになるように調整して、銅箔製の負極リード端子を備えた負極を作製した。
図1Aに示すように、上記のように作製した正極と負極との間に、厚さ20μm、長さ208mm、幅117mmのポリエチレン製の微多孔性フィルムよりなるセパレータを配置して交互に積層し、15枚の正極及び16枚の負極を有する電極体を作製した。次に、正極リード端子及び負極リード端子をそれぞれ重ね合わせて溶接し、それぞれ正極リード端子部及び負極リード端子部とした。
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)との混合溶媒(EC:DECの混合体積比は1:2)中にLiPF6を1.2mol/L溶解させた電解液を調製した。
図1Bに示すように、厚さ150μmのアルミラミネート外装材の片面に深絞り成形により電極収納部を形成し、図1Cに示すように、その電極収納部に上記電極体を収納した。その後、上記電極体に上記電解液を注液し、電極体に電解液を十分に浸透させた後、上記外装材の谷折りされた一辺以外の三辺を幅10mmの範囲で熱溶着して封止部を形成した。このときのセル外形は、長さ235mm(リード端子部含まず。)、幅142mm、厚さ約6mmであった。次に、図2Aに示すように、外径6mm、長さ235mmの中空アルミニウム管を支持部材として用い、上記アルミニウム管に上記外装材の封止部を幅10mmの両面粘着テープを介して巻きつけて固定して、本実施例の扁平型リチウムイオン二次電池を作製した。
図1Cに示したように、封止部を支持部材に巻きつけていない以外は、実施例1と同様にして本比較例の扁平型リチウムイオン二次電池を作製した。
図14に示すように、上記外装材の封止部を幅5mmで2回折り返して、幅5mmの両面粘着テープを介して固定した以外は、実施例1と同様にして本比較例の扁平型リチウムイオン二次電池を作製した。本比較例の電池は、特許文献1に記載したものである。
実施例1及び比較例1、2の各電池の耐振動性及び耐衝撃性を評価するために、下記のとおり電池の落下試験を行った。
(2)電池の電池収納部側からの落下
(3)電池の底部側からの落下
(4)電池の電極リード端子部側からの落下
変化率=〔|(5サイクル後の寸法)−(初期の寸法)|/(初期の寸法)〕×100
11 正極
11a 正極リード端子
12 負極
12a 負極リード端子
13 セパレータ
14、24、25 外装体
14a 第1外装面
14b 第2外装面
15 電極収納部
16a 正極リード端子部
16b 負極リード端子部
17a、17b、17c 封止部
18a、18b 支持部材
19a、19b 嵌合穴
20 非水電解質電池
21a、21b 突起部
22a、22b 保護部材
23a、23b 嵌合穴
26 連結部材
26a、26b 連結穴
27a 正極端子
27b 負極端子
28a 上面板
28b 下面板
29a、29b 側面板
30 非水電解質電池モジュール
31 接続部材
Claims (11)
- 電池要素と、前記電池要素を収納した可撓性を有する外装材と、前記外装材から外部に引き出された電極リード端子部とを含む非水電解質二次電池であって、
前記外装材の外周は、矩形状に形成され、
前記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、
前記谷折りされた一辺と対向する封止部から前記電極リード端子部が引き出され、
前記電極リード端子部が引き出されている封止部以外の封止部が、支持部材に巻きつけられて固定されていることを特徴とする非水電解質電池。 - 前記支持部材が、棒状体からなる請求項1に記載の非水電解質電池。
- 前記支持部材が、中空棒状体からなる請求項1に記載の非水電解質電池。
- 前記支持部材と前記封止部とが、接着して固定されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質電池。
- 前記外装材の厚さ方向における前記支持部材の径又は高さが、前記外装材の厚さとほぼ等しい請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質電池。
- 前記支持部材と前記封止部とが、固定部材により固定されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質電池。
- 前記固定部材が、前記封止部に形成された嵌合穴と、前記支持部材に形成され、前記嵌合穴と嵌合する突起部とからなる請求項6に記載の非水電解質電池。
- 前記支持部材に巻きつけられた前記封止部を覆う保護部材をさらに含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の非水電解質電池。
- 前記外装材を2個重ね合わせて備え、前記各外装材の前記電極リード端子部が引き出されている封止部以外の封止部が、それぞれ支持部材に巻きつけられて固定されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の非水電解質電池。
- 請求項1〜9に記載の非水電解質電池を複数積層したことを特徴とする非水電解質電池モジュール。
- 前記非水電解質電池が、連結部材により連結されている請求項10に記載の非水電解質電池モジュール。
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