JP5334109B2 - Laminated battery - Google Patents
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Description
本発明は、内圧が異常に上昇した際の安全性が良好なラミネート形電池に関するものである。 The present invention relates to a laminated battery having good safety when an internal pressure abnormally increases.
近年では、電池の用途が拡大するにつれて、高容量化や、高エネルギー密度化、高出力化といった電池の特性向上を目的とした開発が盛んに行われている。特に、自動車用途などの高出力、高容量が要求される用途への電池の適用も求められるようになっており、例えばリチウムイオン二次電池の適用が検討されている。 In recent years, as the use of batteries has expanded, development aimed at improving battery characteristics such as higher capacity, higher energy density, and higher output has been actively conducted. In particular, the application of a battery to an application requiring high output and high capacity such as an automobile application has been required. For example, application of a lithium ion secondary battery has been studied.
こうした用途へ適用される電池の外装体には、形状自由度が高く軽量であるといった利点から、金属ラミネートフィルムで構成されるラミネートフィルム外装体が使用される場合が多い。 In many cases, a laminate film exterior body composed of a metal laminate film is used as an exterior body of a battery applied to such applications because of its advantage of being highly lightweight and lightweight.
ところで、円筒形や角形の金属容器（電池缶）を外装体とする電池では、例えば、電池内圧が異常に上昇した場合の安全性を確保するために、金属容器の一部を薄肉にするなどしてベント部を設けることが通常である。 By the way, in a battery having a cylindrical or rectangular metal container (battery can) as an exterior body, for example, a part of the metal container is thinned to ensure safety when the battery internal pressure rises abnormally. In general, a vent portion is provided.
これに対し、ラミネートフィルム外装体を用いたラミネート形電池は、ラミネートフィルム外装体の強度が円筒形や角形の金属容器（電池缶）に比べると小さく、また、金属ラミネートフィルムの有する熱融着樹脂を熱融着させて封止することから、金属容器を有する電池に比べて耐圧力性が低く、内圧のわずかな上昇で膨らんだり、開封したりする。そのため、ラミネート形電池ではベント部の設置は特に必要がない、といった考えもあった。 On the other hand, the laminate type battery using the laminate film outer package has a smaller strength than the cylindrical or square metal container (battery can) and the heat fusion resin of the metal laminate film. Is sealed by heat sealing, so that the pressure resistance is lower than that of a battery having a metal container, and the battery expands or opens with a slight increase in internal pressure. For this reason, there has been an idea that in the laminated battery, it is not particularly necessary to install a vent portion.
しかしながら、電池を機器に実装する場合には、端子や保護回路が電池近傍に設置されることが多く、異常時とはいえ、電池内部から内容物が漏出することによって、端子や保護回路が腐食したり、発熱による二次的な問題を引き起こす懸念がある。このようなことから、ラミネート形電池においても、電池内圧が異常に上昇した際に特定箇所のみが開封し、内容物の漏出も、かかる開封箇所からのみに抑えることが要求される。 However, when a battery is mounted on a device, the terminal and the protection circuit are often installed near the battery, and even when there is an abnormality, the terminal and the protection circuit are corroded by leakage of the contents from the inside of the battery. Or cause secondary problems due to fever. For this reason, even in a laminated battery, it is required that only a specific portion is opened when the internal pressure of the battery is abnormally increased, and leakage of contents is suppressed only from the opened portion.
例えば、ラミネートフィルム外装体を構成する上下の金属ラミネートフィルムの熱融着樹脂層間に薄片を配置することで、ラミネート形電池にベント部を設ける技術の提案もある（特許文献１）。前記の技術によれば、薄片を配置した部分では、金属ラミネートフィルムの熱融着樹脂層同士の接着強度（熱シール部の強度）が低下するため、この薄片を配置した部分がベント部として機能する。 For example, there is also a proposal of a technique for providing a vent portion in a laminated battery by disposing thin pieces between heat-sealing resin layers of upper and lower metal laminate films constituting a laminate film exterior body (Patent Document 1). According to the above-described technique, the adhesive strength between the heat-sealing resin layers of the metal laminate film (the strength of the heat seal portion) decreases in the portion where the thin piece is disposed, so the portion where the thin piece is disposed functions as a vent portion. To do.
しかしながら、薄片による金属ラミネートフィルムの熱融着樹脂層同士の接着強度の低下は比較的大きいため、電池の製造時や使用時に、薄片を配置した箇所の熱融着樹脂層同士の接着が良好に維持されず、外部からの水分の侵入や内部の電解液溶媒の蒸発の虞もある。 However, since the decrease in the adhesive strength between the heat-sealing resin layers of the metal laminate film due to the flakes is relatively large, the heat-sealing resin layers at the locations where the flakes are disposed are favorably adhered during battery manufacture and use. Not maintained, there is a risk of moisture intrusion from the outside and evaporation of the electrolyte solvent inside.
このようなことから、ラミネートフィルム外装体の熱シール部の強度をできるだけ損なうことなく、電池内圧が異常に上昇した際には、特定箇所のみが開封できるような技術の開発が求められる。 For this reason, there is a need for development of a technique that can open only a specific portion when the battery internal pressure rises abnormally without damaging the strength of the heat seal portion of the laminate film outer package as much as possible.
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内圧が異常に上昇した際に特定箇所が優先的に開放して安全性を確保できるラミネート形電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laminated battery in which a specific portion is preferentially opened to ensure safety when the internal pressure rises abnormally.
前記目的を達成し得た本発明のラミネート形電池は、シート状正極とシート状負極とセパレータとを有する電極体が、１枚の金属ラミネートフィルムを二つ折りにして構成した、平面視で多角形のラミネートフィルム外装体に収容されており、前記シート状正極に接続された正極外部端子および前記シート状負極に接続された負極外部端子が外部に引き出された状態で、前記ラミネートフィルム外装体の外周辺が熱シールされており、かつ前記ラミネートフィルム外装体の外周辺にベント部を有するラミネート形電池であって、前記ラミネートフィルム外装体の、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する外周辺が熱シールされており、かつ前記折り畳み端の一部が切り開かれており、前記切り開かれた部分をベント部としたことを特徴とするものである。 The laminated battery of the present invention that can achieve the above object is a polygonal battery in plan view in which an electrode body having a sheet-like positive electrode, a sheet-like negative electrode, and a separator is formed by folding a single metal laminate film in two. In the state where the positive electrode external terminal connected to the sheet-like positive electrode and the negative electrode external terminal connected to the sheet-like negative electrode are drawn out to the outside. A laminate type battery having a heat-sealed periphery and having a vent portion on the outer periphery of the laminate film exterior body, the outer periphery having a folded end of the laminate film exterior body in which a metal laminate film is folded in two Is heat sealed, and a part of the folded end is cut open, and the cut open part is defined as a vent part. It is characterized in that the.
本発明によれば、内圧が異常に上昇した際に特定箇所が優先的に開放して安全性を確保できるラミネート形電池を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when an internal pressure raises abnormally, a specific location can open | release preferentially and can provide the laminated battery which can ensure safety | security.
図１から図３に、本発明のラミネート形電池の一例を模式的に示す。図１は、ラミネート形電池１の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図２および図３では、図面が複雑になることを避けるため、ラミネートフィルム外装体を構成する金属ラミネートフィルムの各層を区別しておらず、また、シート状正極の正極合剤層と集電体、およびシート状負極の負極合剤層と集電体も区別していない。
1 to 3 schematically show an example of a laminated battery of the present invention. 1 is a plan view of a laminated
ラミネート形電池１では、複数のシート状正極７と複数のシート状負極８とがセパレータ９を介して積層された積層電極体、および電解液（図示しない）が、平面視で矩形のラミネートフィルム外装体２内に収容されている。そして、ラミネートフィルム外装体２からは、正極外部端子３および負極外部端子４が引き出されている。正極外部端子３および負極外部端子４は、いずれも平面状で、ラミネートフィルム外装体２内において、それぞれ、シート状正極７、シート状負極８と直接またはリード体などを介して接続している（図２、図３）。なお、図１では、正極外部端子３および負極外部端子４が、ラミネートフィルム外装体２の同一辺から引き出されている例を示しているが、本発明の電池においては、正極外部端子と負極外部端子とは、それぞれラミネートフィルム外装体の異なる辺から引き出されていてもよい。
In the laminated
ラミネートフィルム外装体２は、電池内側となる面に熱融着樹脂層を有する金属ラミネートフィルムにより構成されている。より具体的には、１枚の金属ラミネートフィルムが、図１中下の辺を折り畳み端５として二つ折りに畳まれて（図１、図３）ラミネートフィルム外装体２を構成しており、シート状正極７、シート状負極８およびセパレータ９を有する電極体や電解液を、内部に収容した状態でラミネートフィルム外装体２の外周辺（折り畳み端５を有する外周辺を含む）が熱シールされることで、その内部が密閉されている。
Laminate film
そして、本発明の電池では、ラミネートフィルム外装体２の折り畳み端５の一部が切り開かれており、かかる部分をベント部６としている（図１では、ベント部６を点線で示している）。
And in the battery of this invention, a part of folding end 5 of the laminate film
ラミネートフィルム外装体における金属ラミネートフィルムの折り畳み端を有する外周辺のうち、折り畳み端を切り開いた部分は、その強度が折り畳み端部分よりも小さくなる。そのため、ラミネート形電池の内圧が異常に上昇した際には、折り畳み端を有する外周辺のうち、切り開いた部分が優先的に開放できることから、これをベント部とすることができる。 Of the outer periphery having the folded end of the metal laminate film in the laminate film exterior body, the portion where the folded end is cut open has a lower strength than the folded end portion. Therefore, when the internal pressure of the laminated battery abnormally increases, the cut-out portion can be preferentially opened in the outer periphery having the folded end, so that this can be used as a vent portion.
なお、本発明のラミネート電池では、前記折り畳み端を有する外周辺も、他の外周辺と同様に熱シールするため、ベント部（前記の切り開いた部分）における熱シール強度を、従来のラミネート電池におけるラミネートフィルム外装体の熱シール強度と同等程度にできる。そのため、例えば、電池の製造時や通常の電池の使用時において、ベント部となる部分が開放するといった問題も良好に防止できる。すなわち、本発明のラミネート電池では、ベント部となる部分の熱シール強度自体を低下させるのではなく、ベント部以外の部分（折り畳み端のうち、切り開かずに残す部分）を、より強度が大きく開放しにくい構造とすることで、ベント部の強度とそれ以外の部分の強度とに差を設け、電池の内圧が異常に上昇した場合に、ベント部が優先的に開放できるようにしている。 In the laminate battery of the present invention, the outer periphery having the folded end is heat-sealed in the same manner as the other outer periphery, so that the heat seal strength in the vent portion (the cut portion) is the same as that in the conventional laminate battery. The heat seal strength of the laminate film outer package can be made comparable. Therefore, for example, when the battery is manufactured or when a normal battery is used, the problem that the portion serving as the vent portion is opened can be prevented well. That is, in the laminated battery of the present invention, the heat seal strength itself of the portion that becomes the vent portion is not lowered, but the portion other than the vent portion (the portion of the folded end that remains uncut) is opened with greater strength. By adopting a structure that is difficult to perform, there is a difference between the strength of the vent portion and the strength of other portions, so that the vent portion can be preferentially opened when the internal pressure of the battery rises abnormally.
ラミネートフィルム外装体において、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端における切り開いた部分の長さ（図１におけるベント部６の横方向の長さ。以下、同じ。）は、ベント部の機能をより良好に確保する観点から、折り畳み端の長さ（切り開いた部分を含む全長であり、図１における折り畳み端５の横方向の長さ。以下、同じ。）の５％以上とすることが好ましい。ただし、非常に小さなサイズの電池の場合には、ラミネートフィルム外装体の前記折り畳み端における切り開いた部分の長さを、折り畳み端の長さの５％以上とした場合でもベント部の機能が不十分となる虞があるため、前記切り開いた部分の長さは、例えば、３ｍｍ以上とすることが好ましい。
In the laminate film exterior body, the length of the cut-off portion at the folded end where the metal laminate film is folded in half (the length in the lateral direction of the
また、前記の切り開いた部分を長くしすぎると、ベント部として機能した際の開口部分が長くなって、電池内容物が漏出した際に大きく広がりやすくなるなどの問題が生じる虞があることから、ラミネートフィルム外装体に係る前記折り畳み端における切り開いた部分の長さは、折り畳み端の長さの１０％以下であることが好ましい。 In addition, if the cut-out part is too long, the opening part when functioning as a vent part becomes long, and there is a possibility that problems such as being easily spread when the battery contents leak out may occur. It is preferable that the length of the cut-off portion at the folded end of the laminate film exterior body is 10% or less of the length of the folded end.
なお、図１では、ベント部６を折り畳み端５の１箇所に形成した例を示しているが、ベント部６は、複数（２つ、３つ、４つなど）形成してもよく、例えば、図１中、折り畳み端５の左右両端に形成するなどしてもよい。なお、ベント部が複数の場合、全てのベント部の長さの合計が、前記の切り開いた部分の長さを満たしていることが好ましい。
In addition, although the example which formed the
また、図１では、ラミネートフィルム外装体の、正極外部端子３および負極外部端子４を引き出している辺と対向する辺が、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺とした例を示しているが、本発明のラミネート電池では、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺は、正極外部端子や負極外部端子を引き出している辺以外の辺であればよく、例えば、図１中、左右の縦の辺のいずれか一方を、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺（ベント部を形成する辺）とすることもできる。ただし、ベント部の位置は、例えば、ベント部が作動した際に、かかる箇所から漏出する電解液などによって、ラミネート形電池を収容している機器の端子などに悪影響が及ぶことを回避するために、ラミネートフィルム外装体における正極外部端子および負極外部端子を引き出している箇所からは、できるだけ離れた箇所とすることが好ましい。例えば、図１に示すように、平面視で矩形のラミネートフィルム外装体２の同一辺から、正極外部端子３および負極外部端子４が引き出されている場合、正極外部端子３および負極外部端子４が引き出されている辺と対向する辺を、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺とし、かかる辺部分にベント部６を設けることが好ましい。
FIG. 1 shows an example in which the side opposite to the side from which the positive electrode
なお、本発明の電池では、ラミネートフィルム外装体２の外周辺のうち、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺も熱シールするため、ベント部も、ラミネートフィルム外装体の他の外周辺と同様に熱シールされた構造となる。よって、ベント部を形成した辺（金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺）以外の外周辺では、電池内圧が異常に上昇した際に、ベント部が優先的に開放するようにするために、ベント部よりも熱シール部の強度が高められていることが好ましい。
In the battery of the present invention, since the side having the folded end obtained by folding the metal laminate film in the outer periphery of the laminate film
ベント部を形成した辺以外の外周辺の熱シール部の強度を高める方法としては、例えば、熱シール部の幅（図１中、左右の縦の辺では横方向の長さで、上下の横の辺では縦方向の長さ。以下同じ。）を辺毎に変える方法が挙げられる。具体的には、ベント部を形成した辺以外の辺における熱シール部の幅を、ベント部を形成した辺よりも広くすることが好ましい。より具体的には、例えば、ベント部を形成した辺以外の辺における熱シール部の強度を、より良好に高める観点から、ベント部を形成した辺以外の辺における熱シール部の幅を、ベント部を形成した辺における熱シール部の幅の１．１倍以上とすることがより好ましい。ただし、ベント部を形成した辺以外の辺における熱シール部の幅を広くしすぎると、ラミネート形電池が大きくなりすぎたりするなどの問題が生じる。よって、ベント部を形成した辺以外の辺における熱シール部の幅は、ベント部を形成した辺における熱シール部の幅の２倍以下とすることが好ましい。 As a method for increasing the strength of the heat seal portion in the outer periphery other than the side where the vent portion is formed, for example, the width of the heat seal portion (in FIG. The length in the vertical direction is the same for the sides of). Specifically, it is preferable to make the width of the heat seal part in the side other than the side where the vent part is formed wider than the side where the vent part is formed. More specifically, for example, from the viewpoint of improving the strength of the heat seal part in the side other than the side where the vent part is formed more favorably, the width of the heat seal part in the side other than the side where the vent part is formed is More preferably, the width is 1.1 times or more of the width of the heat seal portion at the side where the portion is formed. However, if the width of the heat seal part on the side other than the side where the vent part is formed is too wide, there arises a problem that the laminated battery becomes too large. Therefore, it is preferable that the width of the heat seal part on the side other than the side on which the vent part is formed is not more than twice the width of the heat seal part on the side on which the vent part is formed.
また、詳しくは後述するように、ラミネートフィルム外装体を構成する金属ラミネートフィルムは、電池内側となる面に熱融着樹脂層を有しているが、正極外部端子や負極外部端子と、ラミネートフィルム外装体の熱融着樹脂層との間に、熱融着樹脂層に含まれる熱融着樹脂と同種の樹脂を含有する接着層を設け、この接着層を介して、正極外部端子や負極外部端子とラミネートフィルム外装体（その熱融着樹脂層）とを接着することも好ましい。正極外部端子や負極外部端子が引き出されている辺については、このような方法によっても熱シール部の強度を高めることができる。 In addition, as will be described in detail later, the metal laminate film constituting the laminate film outer package has a heat-sealing resin layer on the inner surface of the battery, but the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal, and the laminate film An adhesive layer containing the same type of resin as the heat-sealing resin contained in the heat-sealing resin layer is provided between the heat-sealing resin layer of the exterior body, and the positive electrode external terminal and the negative electrode outside are provided via this adhesive layer. It is also preferable to bond the terminal and the laminate film outer package (its heat-sealing resin layer). With respect to the side from which the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal are drawn, the strength of the heat seal portion can be increased also by such a method.
なお、ラミネートフィルム外装体の外周辺（ベント部を形成した辺以外の辺）の熱シール部の幅は、５〜２０ｍｍとすることが好ましい。 In addition, it is preferable that the width | variety of the heat seal part of the outer periphery (side other than the side which formed the vent part) of a laminate film exterior body shall be 5-20 mm.
ラミネート形電池を構成するシート状正極は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを含有する正極合剤からなる層（正極合剤層）を、集電体の片面または両面に形成したものが使用できる。 In the sheet-like positive electrode constituting the laminate battery, for example, a layer made of a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive additive and a binder (positive electrode mixture layer) is formed on one side or both sides of the current collector. Things can be used.
正極活物質としては、例えば、本発明のラミネート形電池がリチウムイオン二次電池の場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質が使用される。このような正極活物質の具体例としては、例えば、Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇなど）で表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、ＬｉＭｎ２Ｏ４やその元素の一部を他元素で置換したスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＭＰＯ４（Ｍ：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅなど）で表されるオリビン型化合物などが挙げられる。前記層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘ−ｙＡｌｙＯ２（０．１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２）などの他、少なくともＣｏ、ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ１／３Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２、ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ５／１２Ｃｏ１／６Ｏ２、ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２など）などを例示することができる。 As the positive electrode active material, for example, when the laminate type battery of the present invention is a lithium ion secondary battery, an active material capable of inserting and extracting lithium ions is used. As a specific example of such a positive electrode active material, for example, a layered structure represented by Li 1 + x MO 2 (−0.1 <x <0.1, M: Co, Ni, Mn, Al, Mg, etc.) Lithium-containing transition metal oxide, LiMn 2 O 4 and spinel-structured lithium manganese oxide obtained by substituting some of its elements with other elements, LiMPO 4 (M: Co, Ni, Mn, Fe, etc.) Type compounds. Specific examples of the lithium-containing transition metal oxide having a layered structure include LiCoO 2 and LiNi 1-x Co xy Al y O 2 (0.1 ≦ x ≦ 0.3, 0.01 ≦ y ≦ 0. 2) and other oxides containing at least Co, Ni and Mn (LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 , LiMn 5/12 Ni 5/12 Co 1/6 O 2 , LiNi 3 / 5 Mn 1/5 Co 1/5 O 2 etc.).
正極の集電体としては、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔が好適である。集電体の厚みは、電池の大きさや容量にもよるが、例えば、０．０１〜０．０２ｍｍであることが好ましい。 As the current collector for the positive electrode, an aluminum foil or an aluminum alloy foil is suitable. The thickness of the current collector is preferably 0.01 to 0.02 mm, for example, although it depends on the size and capacity of the battery.
正極を作製するにあたっては、前記の正極活物質と、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、繊維状炭素などの導電助剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのバインダなどを含む正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤を用いて均一に分散させたペースト状やスラリー状の組成物を調製し（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）、この組成物を正極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により正極合剤層の厚みや密度を調整する方法が採用できる。ただし、本発明に係る正極の作製方法は前記の方法に限られず、他の方法を採用しても構わない。 In producing the positive electrode, the positive electrode active material, a conductive additive such as graphite, acetylene black, carbon black, and fibrous carbon, and a positive electrode mixture containing a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF), N -A paste-like or slurry-like composition uniformly dispersed using a solvent such as methyl-2-pyrrolidone (NMP) is prepared (the binder may be dissolved in the solvent), and this composition is used as the positive electrode A method of applying to the current collector and drying, and adjusting the thickness and density of the positive electrode mixture layer by pressing as necessary can be employed. However, the manufacturing method of the positive electrode according to the present invention is not limited to the above method, and other methods may be adopted.
シート状正極における正極合剤層の厚みは、片面あたり、３０〜１００μｍとすることが好ましい。また、正極合剤層における各構成成分の含有量は、正極活物質：９０〜９８質量％、導電助剤：１〜５質量％、バインダ：１〜５質量％とすることが好ましい。 The thickness of the positive electrode mixture layer in the sheet-like positive electrode is preferably 30 to 100 μm per side. Moreover, it is preferable that content of each structural component in a positive mix layer shall be positive electrode active material: 90-98 mass%, conductive support agent: 1-5 mass%, and binder: 1-5 mass%.
正極外部端子には、使用機器との接続の容易さなどの関係から、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものを用いることが好ましい。正極外部端子の厚みは、５０〜３００μｍが好適である。すなわち、正極外部端子の厚みを５０μｍ以上にすることによって、正極外部端子溶接時の切断の防止、並びに引っ張りおよび折り曲げによる断裂の防止を図ることができる。また、正極外部端子の厚みを３００μｍ以下にすることによって、ラミネートフィルム外装体の熱シール部に厚み方向の隙間が生じるのを防止することができる。なお、前記の通り、ラミネートフィルム外装体の外周辺のうち、正極外部端子が引き出された辺における熱シール部の強度を高めるために、ラミネートフィルム外装体と正極外部端子との間に接着層を介在させることができるが、正極外部端子における熱シール部に位置することが予定される箇所に、予め前記接着層を設けてもよい。 The positive electrode external terminal is preferably made of aluminum or an aluminum alloy from the viewpoint of ease of connection with the equipment used. The thickness of the positive external terminal is preferably 50 to 300 μm. That is, by setting the thickness of the positive external terminal to 50 μm or more, it is possible to prevent cutting during welding of the positive external terminal and to prevent tearing due to pulling and bending. In addition, by setting the thickness of the positive external terminal to 300 μm or less, it is possible to prevent a gap in the thickness direction from being generated in the heat seal portion of the laminate film exterior body. As described above, an adhesive layer is provided between the laminate film exterior body and the positive electrode external terminal in order to increase the strength of the heat seal portion on the side where the positive electrode external terminal is drawn out of the outer periphery of the laminate film exterior body. Although it can interpose, you may provide the said contact bonding layer previously in the location planned to be located in the heat seal part in a positive electrode external terminal.
シート状正極と正極外部端子の接続は、シート状正極の集電体と正極外部端子とを直接接続することで行ってもよいが、例えば、アルミニウム製のリード体を介してシート状正極の集電体と正極外部端子とを接続することで行うこともできる。アルミニウム製のリード体の厚みは、正極外部端子と同様に、５０〜３００μｍであることが好ましい。このようなリード体は、特に正極集電体であるアルミニウム箔が薄く、正極外部端子と直接接続するには強度が不足するような場合に用いることが好ましい。 The sheet-like positive electrode and the positive electrode external terminal may be connected by directly connecting the sheet-like positive electrode current collector and the positive electrode external terminal. For example, the sheet-like positive electrode collector may be connected via an aluminum lead body. It can also be performed by connecting the electric body and the positive external terminal. The thickness of the aluminum lead body is preferably 50 to 300 μm, like the positive external terminal. Such a lead body is preferably used when the aluminum foil as the positive electrode current collector is particularly thin and the strength is insufficient for direct connection with the positive electrode external terminal.
シート状正極における集電体または該集電体に接続したアルミニウム製のリード体と、正極外部端子との接続方法としては、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、カシメ、導電性接着剤による方法など、各種の方法を採用することができるが、超音波溶接が特に適している。 Examples of the method of connecting the current collector in the sheet-like positive electrode or the aluminum lead connected to the current collector and the positive external terminal include, for example, resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, caulking, and conductive adhesive Various methods can be employed, such as the method by, but ultrasonic welding is particularly suitable.
ラミネート形電池を構成するシート状負極には、例えば、本発明のラミネート形電池がリチウムイオン二次電池の場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質を含有するものが使用される。このような負極活物質としては、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、炭素繊維などの、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物が用いられる。また、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎなどの元素およびその合金、リチウム含有窒化物、または酸化物などのリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物（ＬｉＴｉ５Ｏ１２など）、もしくはリチウム金属やリチウム／アルミニウム合金も負極活物質として用いることができる。これらの負極活物質に導電助剤（正極に係る導電助剤として例示した炭素材料など）やバインダ［ＰＶＤＦ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のようなゴム系バインダとカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）との混合バインダなど］などを適宜添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体（負極合剤層）に仕上げたもの、または、前記の各種合金やリチウム金属の箔を集電体表面に積層したものなどが、シート状負極として用いられる。 As the sheet-like negative electrode constituting the laminated battery, for example, when the laminated battery of the present invention is a lithium ion secondary battery, one containing an active material capable of inserting and extracting lithium ions is used. Examples of such negative electrode active materials include graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, mesocarbon microbeads (MCMB), and carbon fibers. One or a mixture of two or more releasable carbon-based materials is used. In addition, elements such as Si, Sn, Ge, Bi, Sb, In and their alloys, lithium-containing nitrides, or compounds that can be charged and discharged at a low voltage close to lithium metals such as oxides (such as LiTi 5 O 12 ), or Lithium metal or lithium / aluminum alloy can also be used as the negative electrode active material. These negative electrode active materials include conductive assistants (carbon materials exemplified as conductive assistants related to positive electrodes) and binders (mixed binders of rubber binders such as PVDF and styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC). Etc.] or the like, and a finished product (negative electrode mixture layer) using the current collector as a core material, or the above-mentioned various alloys and lithium metal foils are laminated on the surface of the current collector And the like are used as a sheet-like negative electrode.
例えば、負極合剤層を有するシート状負極とする場合、前記の負極活物質と前記のバインダと、必要に応じて黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラックなどの導電助剤などを含む負極合剤を、ＮＭＰなどの溶剤を用いて均一に分散させたペースト状やスラリー状の組成物を調製し（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）、この組成物を負極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により負極合剤層の厚みや密度を調整する方法が採用できる。ただし、本発明に係るシート状負極の作製方法は前記の方法に限られず、他の方法を採用しても構わない。 For example, in the case of a sheet-like negative electrode having a negative electrode mixture layer, a negative electrode mixture containing the negative electrode active material, the binder, and a conductive auxiliary agent such as graphite, acetylene black, and carbon black, if necessary, A paste-like or slurry-like composition uniformly dispersed using a solvent such as NMP is prepared (the binder may be dissolved in the solvent), and this composition is applied onto the negative electrode current collector. The method of drying and adjusting the thickness and density of a negative mix layer layer by press processing as needed can be employ | adopted. However, the method for producing the sheet-like negative electrode according to the present invention is not limited to the above method, and other methods may be adopted.
負極の集電体としては、銅箔が好適である。集電体の厚みは、電池の大きさや容量にもよるが、例えば、０．０５〜０．０２ｍｍであることが好ましい。 As the current collector for the negative electrode, a copper foil is suitable. The thickness of the current collector is preferably 0.05 to 0.02 mm, for example, although it depends on the size and capacity of the battery.
シート状負極における負極合剤層の厚みは、片面あたり、３０〜１００μｍとすることが好ましい。また、負極合剤層における各構成成分の含有量は、負極活物質：９０〜９８質量％、バインダ：１〜５質量％とすることが好ましい。また、負極に導電助剤を用いる場合には、負極合剤層中の導電助剤の含有量は、１〜５質量％とすることが好ましい。 The thickness of the negative electrode mixture layer in the sheet-like negative electrode is preferably 30 to 100 μm per side. Moreover, it is preferable that content of each structural component in a negative mix layer shall be negative electrode active material: 90-98 mass%, binder: 1-5 mass%. Moreover, when using a conductive support agent for a negative electrode, it is preferable that content of the conductive support agent in a negative mix layer shall be 1-5 mass%.
負極外部端子には、ニッケル、ニッケルメッキをした銅、ニッケル−銅クラッドなどの金属の箔やリボンなどが好ましい。また、負極外部端子の厚みは、正極外部端子と同様に５０〜３００μｍが好ましい。すなわち、負極外部端子の厚みを５０μｍ以上にすることによって、負極外部端子溶接時の切断の防止、並びに引っ張りおよび折り曲げによる断裂の防止を図ることができる。また、負極外部端子の厚みを３００μｍ以下にすることによって、ラミネートフィルム外装体の熱シール部に厚み方向の隙間が生じるのを防止することができる。なお、前記の通り、ラミネートフィルム外装体の外周辺のうち、負極外部端子が引き出された辺における熱シール部の強度を高めるために、ラミネートフィルム外装体と負極外部端子との間に接着層を介在させることができるが、負極外部端子における熱シール部に位置することが予定される箇所に、予め前記接着層を設けてもよい。 For the negative electrode external terminal, a metal foil or ribbon such as nickel, nickel-plated copper, or nickel-copper clad is preferable. Further, the thickness of the negative electrode external terminal is preferably 50 to 300 μm similarly to the positive electrode external terminal. That is, by setting the thickness of the negative electrode external terminal to 50 μm or more, it is possible to prevent cutting during welding of the negative electrode external terminal and to prevent tearing due to pulling and bending. In addition, by setting the thickness of the negative electrode external terminal to 300 μm or less, it is possible to prevent a gap in the thickness direction from being generated in the heat seal portion of the laminate film exterior body. In addition, as described above, an adhesive layer is provided between the laminate film exterior body and the negative electrode external terminal in order to increase the strength of the heat seal portion on the side where the negative electrode external terminal is drawn out of the outer periphery of the laminate film exterior body. Although it can interpose, you may provide the said adhesive layer previously in the location planned to be located in the heat seal part in a negative electrode external terminal.
シート状負極と負極外部端子の接続は、シート状負極の集電体と負極外部端子とを直接接続することで行ってもよいが、例えば、銅製のリード体を介してシート状負極の集電体と負極外部端子とを接続することで行うこともできる。銅製のリード体の厚みは、負極外部端子と同様に、５０〜３００μｍであることが好ましい。このようなリード体は、特に負極集電体である銅箔が薄く、負極外部端子と直接接続するには強度が不足するような場合に用いることが好ましい。 The sheet-like negative electrode and the negative electrode external terminal may be connected by directly connecting the sheet-like negative electrode current collector and the negative electrode external terminal. For example, the sheet-like negative electrode current collector may be connected via a copper lead. It can also be performed by connecting the body and the negative electrode external terminal. The thickness of the copper lead body is preferably 50 to 300 μm, similarly to the negative electrode external terminal. Such a lead body is preferably used when the copper foil as the negative electrode current collector is particularly thin and the strength is insufficient for direct connection with the negative electrode external terminal.
シート状負極における集電体または該集電体に接続した銅製のリード体との接続方法としては、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、カシメ、導電性接着剤による方法など、各種の方法を採用することができるが、超音波溶接が特に適している。 Examples of the method of connecting the current collector in the sheet-like negative electrode or the copper lead connected to the current collector include various methods such as resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, caulking, and a method using a conductive adhesive. Although methods can be employed, ultrasonic welding is particularly suitable.
本発明のラミネート形電池では、前記のシート状正極と前記のシート状負極とを、セパレータを介して積層した積層電極体や、セパレータを介して重ね合わせた後、渦巻き状に巻回した巻回電極体として使用することができる。なお、積層電極体や巻回電極体では、シート状正極やシート状負極を、必要に応じて複数枚使用することができる。また、巻回電極体の場合には、必要に応じて横断面が扁平状となるように成形してもよい。 In the laminated battery of the present invention, the sheet-like positive electrode and the sheet-like negative electrode are laminated with a separator interposed therebetween, or a winding wound in a spiral shape after being overlapped with a separator. It can be used as an electrode body. In the laminated electrode body and the wound electrode body, a plurality of sheet-like positive electrodes and sheet-like negative electrodes can be used as necessary. In the case of a wound electrode body, the cross section may be shaped to be flat as necessary.
ラミネート形電池に係るセパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの融合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどで構成された多孔質フィルムや不織布が挙げられる。セパレータの厚みは１０〜５０μｍであることが好ましく、空孔率は３０〜７０％であることが好ましい。また、多孔質フィルムと不織布とを重ねるなど、複数枚のセパレータを用いることにより、短絡を防止する効果を高め、電池の信頼性をより向上させることができる。 Examples of the separator relating to the laminated battery include a porous film and a nonwoven fabric made of polyethylene, polypropylene, a fusion of polyethylene and polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and the like. The thickness of the separator is preferably 10 to 50 μm, and the porosity is preferably 30 to 70%. Moreover, the effect which prevents a short circuit can be improved and the reliability of a battery can be improved more by using several separators, such as overlapping a porous film and a nonwoven fabric.
ラミネート形電池に係る電解液としては、本発明のラミネート形電池がリチウムイオン二次電池の場合、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン（ＢＬ）などの高誘電率溶媒や、直鎖状の、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）などの低粘度溶媒などの有機溶媒に、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などの溶質を溶解した溶液（非水電解液）が挙げられる。なお、電解液溶媒には、前記の高誘電率溶媒と、低粘度溶媒との混合溶媒を使用することがより好ましい。前記の溶液に、ＰＶＤＦやゴム系の材料、脂環エポキシやオキセタン系の三次元架橋構造を有する材料などを混合して固化し、ポリマー電解液としてもよい。 As an electrolyte solution for a laminate type battery, when the laminate type battery of the present invention is a lithium ion secondary battery, for example, a high dielectric constant such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (BL), etc. A solution in which a solute such as LiPF 6 or LiBF 4 is dissolved in a solvent or an organic solvent such as a linear solvent such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or methyl ethyl carbonate (EMC). Non-aqueous electrolyte). In addition, it is more preferable to use the mixed solvent of the said high dielectric constant solvent and a low-viscosity solvent as an electrolyte solution solvent. PVDF, rubber-based material, alicyclic epoxy, oxetane-based material having a three-dimensional cross-linked structure, and the like may be mixed and solidified into the above solution to form a polymer electrolyte.
ラミネート形電池のラミネートフィルム外装体は、金属ラミネートフィルムで構成されたものであり、例えば、外装樹脂層／金属層／熱融着樹脂層からなる３層構造の金属ラミネートフィルムが挙げられる。金属ラミネートフィルムにおける外装樹脂層としては、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルムなど）などが、金属層としてはアルミニウムフィルム、ステンレス鋼フィルムなどが、熱融着樹脂層としては変性ポリオレフィンフィルム（変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムなど）などが挙げられる。 The laminate film outer package of the laminate type battery is composed of a metal laminate film, and examples thereof include a three-layer metal laminate film composed of an outer resin layer / a metal layer / a heat-sealing resin layer. Nylon film (such as nylon 66 film), polyester film (such as PET film), etc. as the exterior resin layer in the metal laminate film, aluminum film, stainless steel film, etc. as the metal layer, modified as the heat sealing resin layer Polyolefin film (modified polyolefin ionomer film etc.) etc. are mentioned.
金属ラミネートフィルムにおいては、外装樹脂層の厚みが２０〜１００μｍであることが好ましく、金属層の厚みが１０〜１５０μｍであることが好ましく、熱融着樹脂層の厚みが２０〜１００μｍであることが好ましい。 In the metal laminate film, the thickness of the exterior resin layer is preferably 20 to 100 μm, the thickness of the metal layer is preferably 10 to 150 μm, and the thickness of the heat-sealing resin layer is 20 to 100 μm. preferable.
なお、ラミネートフィルム外装体は、平面視で多角形であれば、その形状については特に制限は無く、必要に応じて、平面視で、３角形、４角形、５角形、６角形、７角形、８角形などの各種形状を取り得るが、平面視で４角形（矩形または正方形）が一般的である。 In addition, if the laminate film exterior body is a polygon in plan view, the shape is not particularly limited, and if necessary, in a plan view, a triangle, a tetragon, a pentagon, a hexagon, a heptagon, Various shapes such as an octagon can be taken, but a quadrangle (rectangle or square) is common in plan view.
なお、本発明のラミネート形電池は、例えば以下の方法で製造することが好ましい。まず、シート状正極とシート状負極とセパレータとを有する電極体を、金属ラミネートフィルム上に置き、電極体を包むように金属ラミネートフィルムを二つ折りにし、電解液を注入するための一辺および折り曲げ端を有する辺を残して残りの外周辺を熱シールする。次に、前記の電解液を注入するために熱シールせずに残した一辺から電解液を注入し、ラミネートフィルム外装体の内部を減圧しつつ、この一辺を熱シールする。 The laminate type battery of the present invention is preferably manufactured, for example, by the following method. First, an electrode body having a sheet-like positive electrode, a sheet-like negative electrode, and a separator is placed on a metal laminate film, the metal laminate film is folded in two so as to wrap the electrode body, and one side and a bent end for injecting an electrolyte solution are formed. The remaining outer periphery is heat-sealed, leaving the edges it has. Next, in order to inject the electrolyte solution, the electrolyte solution is injected from one side left without heat sealing, and the one side is heat sealed while decompressing the inside of the laminate film outer package.
その後、通常は、電池をエージングし、化成処理するが、その際に電池内でガスが発生することがあるため、電池に係るラミネートフィルム外装体の外周辺の一部を切り開き、減圧下でラミネートフィルム外装体内のガスを抜くことが好ましい。そこで、本発明のラミネート形電池を製造するにあたっては、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端の一部を切り開いてガス抜きを行い、その後、折り畳み端を有する辺を熱シールすることが好ましい。この場合、前記の折り畳み端を切り開いた部分を、そのままベント部とすることができる。 After that, usually, the battery is aged and subjected to chemical conversion treatment. However, gas may be generated in the battery at that time. Therefore, a part of the outer periphery of the laminate film exterior body related to the battery is opened and laminated under reduced pressure. It is preferable to remove the gas from the film outer package. Therefore, in producing the laminated battery of the present invention, it is preferable to open a part of the folded end obtained by folding the metal laminate film in half and degas, and then heat-seal the side having the folded end. In this case, the portion where the folding end is cut open can be used as a vent portion as it is.
本発明のラミネート形電池は、自動車用途などの高出力、高容量の電池が要求される用途を始めとして、各種電子機器の電源用途など、従来から知られているラミネート形電池（特にラミネート形のリチウムイオン二次電池）が使用されている各種用途と同様の用途に用いることができる。 The laminated battery of the present invention is a conventionally known laminated battery (especially a laminated battery) such as a power supply for various electronic devices, including applications requiring high output and high capacity batteries such as automobile applications. It can be used for the same applications as various applications in which lithium ion secondary batteries) are used.
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.
実施例１
＜正極の作製＞
ＬｉＣｏＯ２：９６質量部、アセチレンブラック：２質量部、およびＰＶＤＦ：２質量部を混合し、更にＮＭＰを加えて正極合剤含有ペーストを調製した。得られた正極合剤含有ペーストを、厚みが１５μｍのアルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布し、乾燥後、プレス処理を施して正極合剤層を形成し、シート状正極を得た。得られたシート状正極の正極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり６０μｍであった。その後、得られたシート状正極を、正極合剤層の形成部分が幅１０５ｍｍ、長さ２００ｍｍとなり、更に集電タブとなる正極集電体の露出部も含む形状に裁断した。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
LiCoO 2 : 96 parts by mass, acetylene black: 2 parts by mass, and PVDF: 2 parts by mass were mixed, and NMP was further added to prepare a positive electrode mixture-containing paste. The obtained positive electrode mixture-containing paste was applied to both sides of a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then subjected to a press treatment to form a positive electrode mixture layer, whereby a sheet-like positive electrode was obtained. The thickness of the positive electrode mixture layer of the obtained sheet-like positive electrode was 60 μm per one side of the current collector. Thereafter, the obtained sheet-like positive electrode was cut into a shape in which a portion where the positive electrode mixture layer was formed had a width of 105 mm and a length of 200 mm, and also included an exposed portion of a positive electrode current collector serving as a current collecting tab.
＜負極の作製＞
黒鉛：９８質量％に、ＳＢＲ：１．５質量％およびＣＭＣ：０．５質量％を加えて混合し、更に水を加えて負極合剤含有ペーストを調製した。得られた負極合剤含有ペーストを、厚みが１０μｍの銅箔からなる集電体の両面に塗布し、乾燥後、プレス処理を施して負極合剤層を形成し、シート状負極を得た。得られたシート状負極の負極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり６０μｍであった。その後、得られたシート状負極を、負極合剤層の形成部分が幅１１０ｍｍ、長さ２０５ｍｍとなり、更に集電タブとなる負極集電体の露出部も含む形状に裁断した。
<Production of negative electrode>
Graphite: 98% by mass, SBR: 1.5% by mass and CMC: 0.5% by mass were added and mixed, and further water was added to prepare a negative electrode mixture-containing paste. The obtained negative electrode mixture-containing paste was applied to both sides of a current collector made of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then subjected to a press treatment to form a negative electrode mixture layer, whereby a sheet-like negative electrode was obtained. The thickness of the negative electrode mixture layer of the obtained sheet-like negative electrode was 60 μm per one side of the current collector. Thereafter, the obtained sheet-like negative electrode was cut into a shape in which a portion where the negative electrode mixture layer was formed had a width of 110 mm and a length of 205 mm, and also included an exposed portion of the negative electrode current collector that became a current collecting tab.
＜電池の組み立て＞
前記のシート状正極１０枚と、前記のシート状負極１１枚とを、セパレータ（厚みが２５μｍのポリオレフィン微孔性フィルム）を介して積層し、積層電極体とした。なお、積層電極体の両端は、いずれも負極となるように積層した。次に、前記の積層電極体に係る各シート状正極の集電タブをアルミニウム製の正極外部端子に超音波溶接し、更に各シート状負極の集電タブを銅製の負極外部端子に超音波溶接した。なお、正極外部端子および負極外部端子には、ラミネートフィルム外装体の熱シール部に位置することが予定される箇所の両面に、ラミネートフィルム外装体の熱融着樹脂層を構成する樹脂と同じ変性ポリオレフィンにより構成された接着層を配した。
<Battery assembly>
10 sheets of the sheet-like positive electrode and 11 sheets of the sheet-like negative electrode were laminated via a separator (a polyolefin microporous film having a thickness of 25 μm) to obtain a laminated electrode body. In addition, it laminated | stacked so that both ends of a laminated electrode body might become a negative electrode. Next, the current collecting tabs of each sheet-like positive electrode according to the laminated electrode body are ultrasonically welded to the positive electrode external terminal made of aluminum, and the current collecting tabs of each sheet-like negative electrode are ultrasonically welded to the negative electrode external terminal made of copper. did. The positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal have the same modification as the resin constituting the heat-sealing resin layer of the laminate film exterior body on both sides of the place where the heat seal portion of the laminate film exterior body is expected to be located. An adhesive layer made of polyolefin was disposed.
ポリエステルフィルム／アルミニウムフィルム／変性ポリオレフィンフィルムからなる厚み１５０μｍの三層構造の金属ラミネートフィルム（矩形で、サイズ１３０ｍｍ×２３０ｍｍ）を用意した。そして、金属ラミネートフィルムにおける変性ポリオレフィンフィルム層上に前記の積層電極体を、正極外部端子および負極外部端子の一部が図１に示すように金属ラミネートフィルムの同一辺から突出するように置き、積層電極体を包むように金属ラミネートフィルムを二つ折りにし、正極外部端子および負極外部端子を引き出した辺と、図１中右側の縦辺の二辺、および折り畳み端を有する辺を熱シールしてラミネートフィルム外装体とし、７０℃で１５時間真空乾燥した。その後、図１中左側の縦辺から非水電解液を注入し、減圧状態で前記の縦辺を熱シールして封止した。なお、非水電解液には、ＥＣとＤＥＣを体積比で１対３に混合した溶媒にＬｉＰＦ６を濃度１．０ｍｏｌ／ｌで溶解した溶液を用いた。また、ラミネートフィルム外装体の前記三辺の熱シールの幅は１０ｍｍとし、折り畳み端を有する辺の熱シールの幅は５ｍｍとした。 A 150-μm thick three-layered metal laminate film (rectangular, size 130 mm × 230 mm) made of polyester film / aluminum film / modified polyolefin film was prepared. Then, the laminated electrode body is placed on the modified polyolefin film layer in the metal laminate film so that a part of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal protrude from the same side of the metal laminate film as shown in FIG. The metal laminate film is folded in two so as to wrap the electrode body, the side from which the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal are drawn, the two vertical sides on the right side in FIG. It was set as the exterior body and vacuum-dried at 70 degreeC for 15 hours. Thereafter, a non-aqueous electrolyte was injected from the left vertical side in FIG. 1, and the vertical side was heat-sealed and sealed under reduced pressure. Note that the nonaqueous electrolytic solution, a solution was used in which a LiPF 6 in a solvent mixture to 1: 3 to EC and DEC at a volume ratio at a concentration 1.0 mol / l. The width of the heat seal on the three sides of the laminate film outer package was 10 mm, and the width of the heat seal on the side having the folded end was 5 mm.
前記封止後のラミネートフィルム外装体（積層電極体および非水電解液を収容したラミネートフィルム外装体）について、２４時間エージングし、その後、０．１Ｃの電流値で１時間充電し、続いて総充電時間を４時間とする定電流−定電圧充電（定電流充電：０．５Ｃ、定電圧充電：４．２Ｖ）を実施することで化成処理を行った。次に、ラミネートフィルム外装体における金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端の、片端から１０ｍｍまでの部分を切り開いて、この切り開いた部分をベント部とするラミネート形リチウムイオン二次電池を得た。 The laminated film outer package after sealing (laminated electrode outer body and laminate film outer package containing a non-aqueous electrolyte solution) is aged for 24 hours, and then charged for 1 hour at a current value of 0.1 C. The chemical conversion treatment was performed by carrying out constant current-constant voltage charging (constant current charging: 0.5 C, constant voltage charging: 4.2 V) with a charging time of 4 hours. Next, a portion of the folded end of the laminate film outer package in which the metal laminate film was folded in half was cut out from one end to 10 mm, and a laminated lithium ion secondary battery having the cut-out portion as a vent portion was obtained.
実施例２
実施例１と同様に化成処理まで行った後、ラミネートフィルム外装体における金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端の、片端から１０ｍｍまでの部分を切り開き、減圧状態でラミネートフィルム外装体内のガス抜きを行い、続いて前記折り畳み端を有する辺を熱シールして、前記の切り開いた部分をベント部とするラミネート形リチウムイオン二次電池を得た。なお、ガス抜きに利用した切り開いた部分に一部非水電解液が付着しており、熱シール強度の低下の虞があることから、折り畳み端を有する辺の熱シールの幅は７ｍｍと、実施例１の場合よりも広くした。
Example 2
After performing the chemical conversion treatment in the same manner as in Example 1, the portion of the folded end of the laminate film outer package in which the metal laminate film is folded in half is cut open from one end to 10 mm, and the degassing in the laminate film outer package is performed under reduced pressure. Subsequently, the side having the folded end was heat-sealed to obtain a laminated lithium ion secondary battery having the cut-out portion as a vent portion. Since the non-aqueous electrolyte is partly attached to the open part used for degassing and the heat seal strength may be lowered, the width of the heat seal on the side having the folded end is 7 mm. It was wider than in Example 1.
比較例１
ラミネートフィルム外装体における金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する辺について、熱シールも切り開きもしなかった以外は、実施例１と同様にしてラミネート形リチウムイオン二次電池を作製した。
Comparative Example 1
A laminated lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the side having the folded end obtained by folding the metal laminate film in the laminate film outer package was not heat-sealed or cut open.
実施例１、２および比較例１のラミネート形リチウムイオン二次電池について、４．２Ｖで満充電し、その後、１２Ｖ、２Ｃの条件で過充電試験を行って、その際のラミネートフィルム外装体の開封位置を確認した。これらの結果を、各電池に係るラミネートフィルム外装体の外周辺の状況と合わせて表１に示す。 The laminated lithium ion secondary batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were fully charged at 4.2V, and then an overcharge test was performed under the conditions of 12V and 2C. The opening position was confirmed. These results are shown in Table 1 together with the situation of the outer periphery of the laminate film exterior body according to each battery.
なお、表１における「ガス抜きの有無」とは、化成処理後のガス抜きの有無を意味しており、「過充電試験後の開封位置」の欄における「折り畳み端以外」とは、ラミネートフィルム外装体の折り畳み端を有する辺以外の外周辺で開封したことを意味している。 In Table 1, “presence / absence of degassing” means presence / absence of degassing after chemical conversion treatment, and “other than folding end” in the “opening position after overcharge test” column is a laminate film It means that the package is opened at the outer periphery other than the side having the folded end of the exterior body.
表１から明らかなように、実施例１、２の電池では、過充電試験時のラミネートフィルム外装体の開封がベント部のみで起こっているが、比較例１の電池では、ラミネートフィルム外装体の外周辺の特定箇所で開封が起こっていない。 As is clear from Table 1, in the batteries of Examples 1 and 2, the unsealing of the laminate film outer package during the overcharge test occurred only at the vent portion, but in the battery of Comparative Example 1, the laminate film outer package was No opening has occurred in a specific area around the outside.
１ ラミネート形電池
２ ラミネートフィルム外装体
３ 正極外部端子
４ 負極外部端子
５ 折り畳み端
６ ベント部
７ シート状正極
８ シート状負極
９ セパレータ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ラミネートフィルム外装体の、金属ラミネートフィルムを二つ折りにした折り畳み端を有する外周辺が熱シールされており、かつ前記折り畳み端の一部が切り開かれており、前記切り開かれた部分をベント部としたことを特徴とするラミネート形電池。 An electrode body having a sheet-like positive electrode, a sheet-like negative electrode, and a separator is accommodated in a polygonal laminate film outer package formed by folding a single metal laminate film in two, and the sheet-like positive electrode The outer periphery of the laminate film exterior body is heat-sealed in a state where the positive electrode external terminal connected to the negative electrode external terminal connected to the sheet-like negative electrode is drawn to the outside, and the laminate film exterior body A laminated battery having a vent portion on the outer periphery,
The outer periphery of the laminate film exterior body having a folded end obtained by folding the metal laminate film in half is heat-sealed, and a part of the folded end is cut open, and the cut open portion is defined as a vent portion. A laminated battery characterized by that.
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