JP5504554B2 - Battery pack manufacturing method and battery pack - Google Patents
Battery pack manufacturing method and battery pack Download PDFInfo
- Publication number
- JP5504554B2 JP5504554B2 JP2007106708A JP2007106708A JP5504554B2 JP 5504554 B2 JP5504554 B2 JP 5504554B2 JP 2007106708 A JP2007106708 A JP 2007106708A JP 2007106708 A JP2007106708 A JP 2007106708A JP 5504554 B2 JP5504554 B2 JP 5504554B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- battery pack
- resin
- shape
- spacer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 94
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 46
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 46
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 44
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 43
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 37
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 35
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 34
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 claims description 30
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 29
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 18
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 14
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 14
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 14
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 13
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 7
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 9
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 5
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100069231 Caenorhabditis elegans gkow-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012741 LiNi0.5Co0.5O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015915 LiNi0.8Co0.2O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015530 LixMO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 102100026827 Protein associated with UVRAG as autophagy enhancer Human genes 0.000 description 1
- 101710102978 Protein associated with UVRAG as autophagy enhancer Proteins 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000669 biting effect Effects 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 150000004651 carbonic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKBJDEGZZJWPJA-UHFFFAOYSA-N ethyl propyl carbonate Chemical compound [CH2]COC(=O)OCCC QKBJDEGZZJWPJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(1,1,2,2,2-pentafluoroethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)C(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)F ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical group O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011331 needle coke Substances 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003214 poly(methacrylonitrile) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明は、例えば非水電解質二次電池を含む電池パックの製造方法に関し、詳しくは、正極と負極をセパレータを介して巻回又は積層して成る電池要素をラミネートフィルムで包装した電池とその保護回路基板を一体化した電池パックの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a battery pack including, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the present invention relates to a battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode through a separator is wrapped with a laminate film and its protection. The present invention relates to a method of manufacturing a battery pack in which a circuit board is integrated.
近年、カメラ一体型ビデオテープレコーダ、携帯電話及び携帯用コンピュータ等のポータブル電子機器が数多く登場し、その小型、軽量化が図られている。かかる電子機器の小型、軽量化に伴って、これらのポータブル電源として用いられる電池パックに対しても、高エネルギーを有し、小型、軽量化されることが求められている。このような電池パックに用いられる電池としては、高容量を有するリチウムイオン二次電池がある。 In recent years, a large number of portable electronic devices such as camera-integrated video tape recorders, mobile phones, and portable computers have appeared, and their size and weight have been reduced. With the reduction in size and weight of such electronic devices, battery packs used as portable power sources are also required to have high energy and be reduced in size and weight. As a battery used for such a battery pack, there is a lithium ion secondary battery having a high capacity.
リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンをドープ・脱ドープすることができる正極及び負極を有する電池素子を備え、この電池素子を金属缶や金属ラミネートフィルムに封入すると共に、電池素子と電気的に接続した回路基板によって制御するようになっている。また、従来のリチウムイオン二次電池には、上下に二分割された収納ケースに回路基板とともに収納して電池パックを構成したものがある(例えば、特許文献1−3参照)。
ところで、上記したような従来のリチウムイオン二次電池において、電池素子の封入に金属缶を用いたものでは、高い寸法精度を確保しやすいものの、厚みや重量が若干大きくなる。他方、電池素子の封入に金属ラミネートフィルムを用いたものでは、金属缶に比べて薄型で軽量になるが、電池素子の寸法のばらつきが大きいために寸法精度を高めることが難しいと共に、機械的強度が低いという欠点があった。 By the way, in the conventional lithium ion secondary battery as described above, when a metal can is used to enclose the battery element, high dimensional accuracy is easily secured, but the thickness and weight are slightly increased. On the other hand, using a metal laminate film to enclose a battery element is thinner and lighter than a metal can, but it is difficult to increase dimensional accuracy due to large variations in the dimensions of the battery element, as well as mechanical strength. Has the disadvantage of being low.
また、従来の電池パックにおいて、リチウムイオン二次電池と回路基板を収納ケースに収納したものにあっては、リチウムイオン二次電池や回路基板を外部衝撃等から保護するために、収納ケースに充分な肉厚が必要となり、さらに、上下に分割した収納ケースを両面テープや超音波溶着で接合するに際しても、これらに対応し得るように収納ケースに充分な肉厚を確保しておく必要があることから、電池パック全体の厚みや重量が増大することとなり、ポータブル電源として好ましくないという問題点があった。 In addition, in a conventional battery pack in which a lithium ion secondary battery and a circuit board are stored in a storage case, the storage case is sufficient to protect the lithium ion secondary battery and the circuit board from external shocks. In addition, when the storage case divided into upper and lower parts is joined by double-sided tape or ultrasonic welding, it is necessary to secure a sufficient thickness in the storage case so as to be able to cope with them. As a result, the thickness and weight of the entire battery pack increase, which is not preferable as a portable power source.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたものであり、寸法精度及び機械的強度がいずれも高いうえ、小型軽量化をも実現した電池パックを提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a battery pack that achieves both high dimensional accuracy and mechanical strength, as well as reduction in size and weight.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、正極と負極をセパレータを介して巻回又は積層して成る電池素子をラミネートフィルムで包装した電池と、この電池の保護回路基板とを成形型の成形空間内に収容し、この成形型の成形空間内に外装材を充填して、この外装材で上記電池及び保護回路基板を一体的に被覆することによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode through a separator is wrapped with a laminate film, a protective circuit board for the battery, Can be achieved by filling the battery and the protective circuit board integrally with the exterior material by filling the exterior space with the exterior material in the molding space of the mold. As a result, the present invention has been completed.
上記外装材、特に粘度のある外装材を成形型の成形空間内に充填するにあたっては、成形空間内に隙間が生じるのを阻止する都合上、通常外装材を高圧で充填する必要がある。この場合には、高圧充填される外装材によって電池及び保護回路基板が成形空間内における所定位置から移動するのを抑えるために、例えば、成形型に位置決め用の突起を設ける策を講じた場合には、外装材の硬化時において形成された位置決めのための凹部が意匠性を損ねたり、利用者の使用しにくい形状となるなどの障害があった。 In filling the exterior material, particularly the exterior material having viscosity, into the molding space of the mold, it is usually necessary to fill the exterior material at a high pressure for the purpose of preventing the formation of a gap in the molding space. In this case, in order to prevent the battery and the protection circuit board from moving from a predetermined position in the molding space by the exterior material filled with high pressure, for example, when a measure for providing a positioning projection on the molding die is taken. However, there have been obstacles such as a recess for positioning formed at the time of curing of the exterior material impairs the design or becomes difficult to use by the user.
そこで、本発明の電池パックにおいて、例えば、平板状の電池の六つの平面のうちの少なくとも最大面である一対の面に電池位置保持用のスペーサを設けて、電池及び保護回路基板を成形空間内における所定位置に保持し得るようにしたうえで、外装材が成形型の成形空間内の隅々にまで流れ込むように、最大面をカバーしつつ且つ外装材の充填空間を維持しつつスペーサを配置し、このスペーサを最終的に外装材と一体化させて電池パック内に残すようにしている。 Therefore, in the battery pack of the present invention, for example, the pair of surfaces is at least the maximum surface of the six faces of the tabular battery provided space Sa for a battery position holding, molding space of the battery and the protection circuit board The spacers can be held in a predetermined position in the interior, and the exterior material can flow into every corner of the molding space of the mold while covering the maximum surface and maintaining the space for filling the exterior material. placement, and the children of the scan pacer eventually be integrated with the exterior material are Unishi'll be remaining in the battery pack.
すなわち、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極をセパレータを介して巻回又は積層して成る電池素子を包装体で包装した矩形板状の電池と、電池の保護回路基板を、電池の六つの平面のうちの最大面である一対の面に配置したスペーサを介して、成形型の成形空間内の所定位置にセットし、
成形型の成形空間内に外装材を充填して硬化することで、外装材で電池及び保護回路基板を一体的に被覆し、
スペーサが、ポリカーボネート、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂(ABS)、ポリプロピレン及びポリエチレンから選ばれる少なくとも一種の樹脂材料のいずれかを含む、電池パックの製造方法である。
That is, the battery pack manufacturing method of the present invention includes a rectangular plate-shaped battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed between them, and a protection circuit board for the battery. Through spacers arranged on a pair of surfaces that are the largest of the six planes, set at a predetermined position in the molding space of the mold,
By filling and curing the exterior material in the molding space of the mold, the battery and the protective circuit board are integrally covered with the exterior material,
A method for producing a battery pack, wherein the spacer includes at least one resin material selected from polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, and polyethylene.
本発明の電池パックは、正極と負極をセパレータを介して巻回又は積層して成る電池素子を包装体で包装した矩形板状の電池と、電池の保護回路基板が、電池の六つの平面のうちの最大面である一対の面に配置したスペーサを介して、成形型の成形空間内の所定位置にセットされ、
成形型の成形空間内に充填、硬化された外装材によって、電池及び保護回路基板が一体的に被覆され、
スペーサが、ポリカーボネート、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂(ABS)、ポリプロピレン及びポリエチレンから選ばれる少なくとも一種の樹脂材料のいずれかを含む、電池パックである。
The battery pack of the present invention comprises a rectangular plate-shaped battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed between them and a protective circuit board for the battery are provided on six planes of the battery. It is set at a predetermined position in the molding space of the molding die through spacers arranged on a pair of surfaces which are the largest surfaces of them,
The battery and the protective circuit board are integrally covered with the exterior material filled and cured in the molding space of the mold,
In the battery pack, the spacer includes any one of at least one resin material selected from polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, and polyethylene.
本発明において、成形型の成形空間内に外装材を充填するにあたって、スペーサにより電池及び保護回路基板を精度良く所定位置に位置決めすることができるので、例えば、平板状の電池の六つの平面全てに、精度良くほぼ設計値どおりに強固な外装材の層を形成でき、加えて、外装材の注入量を増減することで、電池素子をラミネートフィルム又は少なくともポリオレフィンを含む二層構造のフィルムで包装した電池の製造上避けられない寸法のばらつきを六つの平面全面で吸収し得ることから、非常に寸法精度の高い電池パックを安定して供給可能となる。 In the present invention, when filling the outer package to the mold of the molding space, it is possible to position accurately a predetermined position more battery and the protection circuit board to space Sa, for example, six faces of the tabular battery In all, a strong exterior material layer can be formed with high accuracy almost as designed, and in addition, by increasing or decreasing the amount of exterior material injection, the battery element can be made of a laminate film or a film with a two-layer structure containing at least polyolefin. variations in packaged manufacturing inevitable size of batteries that can be absorbed by the six planes entirely, that do is possible to supply very high dimensional accuracy battery pack stably.
また、本発明において、外装材で上記電池及び保護回路基板を一体的に被覆するようにしているので、従来必要だった、例えば、平板状の電池の六つの平面の最大面である一対の面を覆うようなハードカバーを設けなくても済むので、機械的強度の向上に加えて、小型軽量化をも実現し得ることとなる。 In the present invention, since the battery and the protection circuit board are integrally covered with the exterior material, a pair of surfaces which are conventionally required, for example, the maximum surfaces of the six flat surfaces of a flat battery Since it is not necessary to provide a hard cover for covering, it is possible to realize a reduction in size and weight in addition to an improvement in mechanical strength.
本発明によれば、上記した構成としているので、寸法精度及び機械的強度がいずれも高く、そして、小型軽量化をも実現した電池パックを提供することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 According to the present invention, since it is configured as described above, there is a very excellent effect that it is possible to provide a battery pack that has both high dimensional accuracy and mechanical strength, and that also realizes a reduction in size and weight. Brought about.
以下、本発明の電池パックについて詳細に説明する。なお、本明細書において、濃度、含有量及び充填量などについての「%」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。 Hereinafter, the battery pack of the present invention will be described in detail. In the present specification, “%” for concentration, content, filling amount, and the like represents a mass percentage unless otherwise specified.
上述の如く、本発明の電池パックは、正極と負極をセパレータを介して巻回又は積層して成る電池素子をラミネートフィルムで包装したポリマー型の非水電解質二次電池と、この電池の保護回路基板を外装材で一体的に被覆して成るものであり、この外装材が、樹脂と金属酸化物フィラーを含む複合材料である構成とすることが可能である。 As described above, the battery pack of the present invention includes a polymer-type nonaqueous electrolyte secondary battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode via a separator is wrapped with a laminate film, and a protection circuit for this battery The substrate is integrally covered with an exterior material, and the exterior material can be a composite material including a resin and a metal oxide filler.
ここで、上記外装材を構成する樹脂としては、上記金属酸化物フィラーと親和性、相溶性ないしは反応性を有し、且つ、高い寸法精度および強度をもつポリマーを構成樹脂とするものが好ましく、例えば、アクリル樹脂又はエポキシ樹脂を形状維持ポリマー層(ポリマーフィルム)として好適に使用することができる。なお、形状維持ポリマーとしては、金属ラミネートフィルムとの密着性が良好で、寸法安定性や成型性に優れるものが好ましい。 Here, as the resin constituting the exterior material, a resin having a compatibility, compatibility or reactivity with the metal oxide filler, and having a high dimensional accuracy and strength as a constituent resin is preferable. For example, an acrylic resin or an epoxy resin can be suitably used as the shape maintaining polymer layer (polymer film). In addition, as a shape maintenance polymer, the adhesiveness with a metal laminate film is favorable, and the thing excellent in dimensional stability and a moldability is preferable.
一方、金属酸化物フィラーとしては、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)の酸化物、又はこれら酸化物の任意の混合物を挙げることができる。このような金属酸化物フィラーは、この外装材の硬さを向上する機能を果たし、上記形状維持ポリマー層と接触した状態で配置され、例えば、この金属酸化物フィラーを上記形状維持ポリマー層に混入してもよく、この場合、形状維持ポリマー層の全体に亘って均一に散在していることが好ましい。 On the other hand, as the metal oxide filler, silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), zirconium (Zr), zinc (Zn), magnesium (Mg) oxide, or any mixture of these oxides Can be mentioned. Such a metal oxide filler functions to improve the hardness of the exterior material and is disposed in contact with the shape maintaining polymer layer. For example, the metal oxide filler is mixed into the shape maintaining polymer layer. In this case, it is preferable that the shape maintaining polymer layer is uniformly dispersed throughout the shape maintaining polymer layer.
上記金属酸化物フィラーの混入量は、形状維持ポリマー層のポリマー種などに応じて適宜変更することができるが、形状維持ポリマー層の質量に対する混入量が3%未満の場合には、この外装材の硬さを十分に高め得ないことがあり、一方、混入量が60%を超える場合には、製造時の成形性やセラミックの脆性による問題が発生することがあるので、形状維持ポリマー層の質量に対する金属酸化物フィラーの混入量を3〜60%程度とすることが好ましい。 The mixing amount of the metal oxide filler can be appropriately changed according to the polymer type of the shape maintaining polymer layer, etc., but when the mixing amount with respect to the mass of the shape maintaining polymer layer is less than 3%, this exterior material On the other hand, when the mixing amount exceeds 60%, problems due to formability during production and brittleness of the ceramic may occur. It is preferable that the mixing amount of the metal oxide filler with respect to the mass is about 3 to 60%.
また、上記金属酸化物フィラーの平均粒径を小さくすると、硬度が上がるものの成形時の充填性に影響して生産性に不具合を来たす可能性があり、一方、金属酸化物フィラーの平均粒径を大きくすると、目的の強度を得にくくなって電池パックとしての寸法精度を十分に得ることができない可能性があることから、金属酸化物フィラーの平均粒径を0.5〜40μmとすることが好ましく、2〜20μmとすることがより好ましい。 In addition, if the average particle size of the metal oxide filler is reduced, the hardness is increased, but the filling property at the time of molding may be affected, which may cause a problem in productivity. If it is increased, it may be difficult to obtain the desired strength, and sufficient dimensional accuracy as a battery pack may not be obtained. Therefore, the average particle size of the metal oxide filler is preferably 0.5 to 40 μm. 2 to 20 μm is more preferable.
さらに、上記金属酸化物フィラーの形状としては、球状や鱗片状や板状や針状など様々な形状を採用することができる。特に限定されるものではないが、球状のものは、作製し易く平均粒径の揃ったものを安価に得られるので好ましく、針状でアスペクト比の高いものは、フィラーとして強度を高め易いので好ましい。また、鱗片状のものは、フィラーの含有量を増したときに充填性を高め得るので好ましい。なお、用途や材質に応じて、平均粒径の異なるフィラーを混合して用いたり、形状の異なるフィラーを混合して用いたりすることが可能である。 Furthermore, various shapes such as a spherical shape, a scale shape, a plate shape, and a needle shape can be adopted as the shape of the metal oxide filler. Although not particularly limited, a spherical shape is preferable because it is easy to produce and can be obtained at a low cost with a uniform average particle diameter, and a needle-like shape having a high aspect ratio is preferable because it can easily increase the strength as a filler. . Moreover, a scale-like thing is preferable since filling property can be improved when the filler content is increased. In addition, it is possible to mix and use fillers having different average particle diameters or to mix and use fillers having different shapes depending on applications and materials.
上述のように、本発明の電池パックにおける外装材は、形状維持ポリマー層及び所定の金属酸化物フィラーを有することが望ましいが、これ以外にも各種添加剤を含有することが可能であり、例えば、上記形状維持ポリマー層中に、紫外線吸収剤や、光安定剤や、硬化剤又はこれらの任意の混合物を添加して、金属酸化物フィラーと共存させることができる。 As described above, the exterior material in the battery pack of the present invention desirably has a shape maintaining polymer layer and a predetermined metal oxide filler, but can contain various additives other than this, for example, In the shape maintaining polymer layer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a curing agent, or any mixture thereof can be added to coexist with the metal oxide filler.
上記外装材は、その厚みが薄く、例えば、形状維持ポリマー層の厚みが1000μm以下である。形状維持ポリマー層の厚みが1000μmを超えると、この外装材を用いて製造した電池パックであったとしても、体積エネルギ密度の点でメリットを発揮し難いことがある。さらに好ましくは形状維持ポリマー層の厚みが300μm以下であり、必要な機械的強度及び耐衝撃性を満たせるのであれば薄いほどよい。 The exterior material has a small thickness, for example, the shape maintaining polymer layer has a thickness of 1000 μm or less. When the thickness of the shape-maintaining polymer layer exceeds 1000 μm, even if the battery pack is manufactured using this exterior material, it may be difficult to exhibit merit in terms of volume energy density. More preferably, the thickness of the shape-maintaining polymer layer is 300 μm or less, and the thinner it is, as long as the required mechanical strength and impact resistance can be satisfied.
このように、上記した外装材は、従来より薄く、そして、高強度な電池パックを実現し得るものであると共に、電池パックの小型化及び軽量化をも実現し得るものである。また、上述のような金属酸化物フィラーとともに紫外線吸収材,光安定剤及び硬化剤のいずれかを用い、且つ、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樹脂を用いることにより、金属板よりも薄く、生産性に優れた加工を施すことができるため、得られる電池のエネルギ密度が向上するだけでなく、電池パックの形成が容易であり、寸法精度が高くなって歩留まりが向上し、加えて、多種多様な用途に応じたサイズや形状や強度の設計の自由度が拡がることとなる。 Thus, the above-described exterior material is thinner than the conventional one and can realize a high-strength battery pack, and can also realize a reduction in size and weight of the battery pack. In addition, by using any one of an ultraviolet absorber, a light stabilizer and a curing agent together with the metal oxide filler as described above, and using any one of urethane resin, acrylic resin and epoxy resin, the metal Since it is thinner than the plate and can be processed with high productivity, not only the energy density of the resulting battery is improved, but also the battery pack can be easily formed, the dimensional accuracy is increased, and the yield is improved. In addition, the degree of freedom in designing the size, shape and strength according to a wide variety of applications will be expanded.
次に、本発明の電池パックについて、図面を参照して詳細に説明する。 Next, the battery pack of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図7は、本発明の電池パックの一実施形態を示しており、図5に示すように、この電池パックは、電池素子10を金属ラミネートフィルム17で被覆して作製される電池20を備えている。この電池20において、ラミネートフィルム17に形成した凹部17a(空所17a)に電池素子10を収容して、その周辺部を封止するようになっており、この場合、ラミネートフィルム17の空所17aは、矩形板状を成している電池素子10の形状に対応した矩形板状の空間となっている。
FIGS. 1-7 has shown one Embodiment of the battery pack of this invention, and as shown in FIG. 5, this battery pack is the
上記電池素子10は、図6にも示すように、帯状の正極11と、セパレータ13aと、正極11と対向して配置された帯状の負極12と、セパレータ13bとを順に積層して、長手方向に巻回して成っており、正極11及び負極12の両面にはゲル状電解質14が塗布してある。
As shown in FIG. 6, the
この電池素子10からは、正極11と接続する正極端子15a及び負極12と接続する負極端子15bが導出させてあり(以下、特定の端子を指定しない場合は電極端子15と称する)、正極端子15a及び負極端子15bには、後に外装するラミネートフィルム17との接着性を向上させるために、無水マレイン酸変性されたポリプロピレン(PPa)等の樹脂片であるシーラント16a及び16b(以下、特定のシーラントを指定しない場合はシーラント16と適宜称する)が被覆してある。
From this
以下、上述の電池(外装材によるパック前)の構成要素について詳細に説明する。
[正極]
正極は、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、その混合比は問われない。
Hereinafter, the constituent elements of the above-described battery (before packing with the exterior material) will be described in detail.
[Positive electrode]
The positive electrode is formed by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material on both sides of a positive electrode current collector. The positive electrode current collector is composed of a metal foil such as an aluminum (Al) foil, while the positive electrode active material layer is composed of, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. . Here, the positive electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent only have to be uniformly dispersed, and the mixing ratio is not limited.
正極活物質としては、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用いることができる。例えば、リチウムイオン電池を構成する場合、主として、次式(1)
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。
As the positive electrode active material, a metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer can be used depending on the type of the target battery. For example, when a lithium ion battery is configured, the following formula (1) is mainly used.
LiXMO2 (1)
(Wherein M represents at least one transition metal, and X varies depending on the charge / discharge state of the battery, but is usually 0.05 to 1.10.) Can be used. Note that cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), or the like can be used as the transition metal (M) constituting the lithium composite oxide.
このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4及びLiNiyCo1−yO2(0<y<1)等がある。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能であり、LiNi0.5Co0.5O2やLiNi0.8Co0.2O2等をその例として挙げることができる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてTiS2、MoS2、NbSe2及びV2O5等のリチウムを有しない金属硫化物又は酸化物を使用してもよい。これらの正極活物質は、単独で又は複数種を混合して用いてもよい。 Examples of the lithium composite oxides, specifically, LiCoO 2, LiNiO 2, LiMn 2 O 4 and LiNi y Co 1 - is y O 2 (0 <y < 1) or the like. In addition, a solid solution in which a part of the transition metal element is substituted with another element can be used, and examples thereof include LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.2 O 2. Can do. These lithium composite oxides can generate a high voltage and have an excellent energy density. Furthermore, TiS 2, MoS 2, may be used NbSe no lithium metal sulfides such as 2 and V 2 O 5 or the oxide as a cathode active material. These positive electrode active materials may be used alone or in admixture of a plurality of types.
また、導電剤としては、例えば、カーボンブラックやグラファイトなどの炭素材料等を用いることができる。さらに、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン及びポリビニリデンフルオライド等を用いることができる。また、溶剤としては、例えば、N−メチルピロリドン等を用いることができる。 In addition, as the conductive agent, for example, a carbon material such as carbon black or graphite can be used. Furthermore, as the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, or the like can be used. Moreover, as a solvent, N-methylpyrrolidone etc. can be used, for example.
上述の正極活物質、結着剤及び導電剤を均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次いで、このスラリーをドクターブレード法などにより正極集電体上に均一に塗布した後、高温で乾燥させて溶剤を蒸発させ、プレスすることにより正極活物質層を形成する。 The above-described positive electrode active material, binder and conductive agent are uniformly mixed to form a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent to form a slurry. Next, this slurry is uniformly applied on the positive electrode current collector by a doctor blade method or the like, and then dried at a high temperature to evaporate the solvent and press to form a positive electrode active material layer.
正極11は、正極集電体の一端部にスポット溶接又は超音波溶接で接続した正極端子15aを有している。この正極端子15aは金属箔や網目状のものが望ましいが、電気化学的及び化学的に安定であり、通電がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極端子15aの材料としては、例えばアルミニウム等がある。
The
[負極]
負極は、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。
[Negative electrode]
The negative electrode is formed by forming a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material on both surfaces of a negative electrode current collector. The negative electrode current collector is composed of a metal foil such as a copper (Cu) foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.
負極活物質層は、例えば、負極活物質と、必要に応じて導電剤と、結着剤とを含有して構成される。なお、負極活物質、導電剤、結着剤及び溶剤については、正極活物質と同様に、その混合比は不問である。 The negative electrode active material layer includes, for example, a negative electrode active material, a conductive agent as necessary, and a binder. In addition, about a negative electrode active material, a electrically conductive agent, a binder, and a solvent, the mixing ratio is not ask | required similarly to a positive electrode active material.
負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金又はリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料又は金属系材料と炭素系材料との複合材料を用いることができる。具体的にリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としては、グラファイト、難黒鉛化炭素及び易黒鉛化炭素等がある。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、及び活性炭等の炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ・脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やSnO2等の酸化物を使用することができる。 As the negative electrode active material, lithium metal, a lithium alloy, a carbon material that can be doped / undoped with lithium, or a composite material of a metal-based material and a carbon-based material can be used. Specific examples of carbon materials that can be doped / undoped with lithium include graphite, non-graphitizable carbon, and graphitizable carbon. More specifically, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (phenolic resin, furan resin, etc.) at an appropriate temperature. Carbon materials such as those obtained by firing and carbonization), carbon fibers, and activated carbon can be used. Furthermore, as a material that can be doped / undoped with lithium, polymers such as polyacetylene and polypyrrole, and oxides such as SnO 2 can be used.
また、リチウムを合金化可能な材料としては、多様な種類の金属等が使用可能であるが、スズ(Sn)、コバルト(Co)、インジウム(In)、アルミニウム、ケイ素(Si)及びこれらの合金がよく用いられる。金属リチウムを使用する場合は、必ずしも粉体を結着剤で塗布膜にする必要はなく、圧延したリチウム金属箔を集電体に圧着しても構わない。 As materials capable of alloying lithium, various kinds of metals can be used, but tin (Sn), cobalt (Co), indium (In), aluminum, silicon (Si), and alloys thereof. Is often used. When metal lithium is used, it is not always necessary to use powder as a coating film with a binder, and a rolled lithium metal foil may be pressure-bonded to a current collector.
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンやスチレンブタジエンゴム等を用いることができる。また、溶剤としては、例えばN−メチルピロリドンやメチルエチルケトン等を用いることができる。 As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber, or the like can be used. Moreover, as a solvent, N-methylpyrrolidone, methyl ethyl ketone, etc. can be used, for example.
上述の負極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して負極合剤とし、溶剤中に分散させてスラリー状にする。次いで、正極と同様の方法により負極集電体上に均一に塗布した後、高温で乾燥させて溶剤を飛散させ、プレスすることにより負極活物質層を形成する。 The above-described negative electrode active material, binder, and conductive agent are uniformly mixed to form a negative electrode mixture, which is dispersed in a solvent to form a slurry. Subsequently, after apply | coating uniformly on a negative electrode electrical power collector by the method similar to a positive electrode, it is made to dry at high temperature, a solvent is scattered, and a negative electrode active material layer is formed by pressing.
負極12も正極11と同様に、集電体の一端部にスポット溶接又は超音波溶接で接続した負極端子15bを有しており、この負極端子15bは電気化学的及び化学的に安定であり、通電がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。負極端子15bの材料としては、例えば銅、ニッケル等がある。
Similarly to the
なお、正極端子15a及び負極端子15bは、上述したように、電池素子10が矩形板状を成す場合には、その一辺(通常は短辺の1つ)から同じ方向に導出させることが好ましいが、短絡等が起こらず電池性能にも問題がなければ、いずれの方向から導出させても問題はない。また、正極端子15a及び15bの接続箇所は、電気的接触がとれているのであれば、取り付ける場所や取り付ける方法は上記の例に限定されない。
In addition, as described above, when the
[電解液]
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。
[Electrolyte]
As the electrolytic solution, an electrolyte salt and a non-aqueous solvent that are generally used in lithium ion batteries can be used.
非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート及びエチルプロピルカーボネート、又はこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等がある。これらの溶媒は一種類を単独で用いてもよいし、複数種を所定の組成で混合して用いてもよい。 Specific examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dipropyl carbonate and ethylpropyl carbonate, or hydrogen of these carbonic acid esters to halogen. There are substituted solvents and the like. One of these solvents may be used alone, or a plurality of these solvents may be mixed and used in a predetermined composition.
また、電解質塩の一例であるリチウム塩としては、通常の電池電解液に用いられる材料を使用することが可能である。具体的には、LiCl、LiBr、LiI、LiClO3、LiClO4,LiBF4、LiPF6、LiNO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiAsF6、LiCF3SO3、LiC(SO2CF3)3、LiAlCl4及びLiSiF6等を挙げることができるが、酸化安定性の点からはLiPF6、LiBF4が望ましい。これらリチウム塩は単独で用いても複数種を混合して用いてもよい。リチウム塩を溶解する濃度は、上記非水溶媒に溶解することができる濃度であれば問題はないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して0.4mol/kg〜2.0mol/kgの範囲であることが好ましい。 Moreover, as lithium salt which is an example of electrolyte salt, it is possible to use the material used for normal battery electrolyte solution. Specifically, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiNO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4, LiSiF 6, and the like can be mentioned, but LiPF 6 and LiBF 4 are desirable from the viewpoint of oxidation stability. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. The concentration for dissolving the lithium salt is not a problem as long as it can be dissolved in the non-aqueous solvent, but the lithium ion concentration is in the range of 0.4 mol / kg to 2.0 mol / kg with respect to the non-aqueous solvent. It is preferable that
ゲル状電解質を用いる場合は、上述の電解液をマトリクスポリマでゲル化して用いる。マトリクスポリマは、上記非水溶媒に上記電解質塩が溶解されてなる非水電解液に相溶可能であり、ゲル化できるものであればよい。このようなマトリクスポリマとしては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、及びポリメタクリロニトリルを繰り返し単位に含むポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。 In the case of using a gel electrolyte, the above-described electrolytic solution is gelled with a matrix polymer. The matrix polymer is not particularly limited as long as it is compatible with a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving the electrolyte salt in the non-aqueous solvent and can be gelled. Examples of such a matrix polymer include a polymer containing polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, and polymethacrylonitrile in repeating units. Such a polymer may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
その中でも特に好ましいのは、マトリクスポリマとして、ポリフッ化ビニリデン又はポリフッ化ビニリデンにヘキサフルオロプロピレンが7.5%以下の割合で導入された共重合体である。かかるポリマーは、通常、数平均分子量が5.0×105〜7.0×105(50万〜70万)の範囲であるか、又は、重量平均分子量が2.1×105〜3.1×105(21万〜31万)の範囲にあり、固有粘度が1.7〜2.1dl/gの範囲にある。 Among them, particularly preferable as the matrix polymer is polyvinylidene fluoride or a copolymer in which hexafluoropropylene is introduced into polyvinylidene fluoride at a ratio of 7.5% or less. Such polymers usually have a number average molecular weight in the range of 5.0 × 10 5 to 7.0 × 10 5 (500,000 to 700,000) or a weight average molecular weight of 2.1 × 10 5 to 3 0.1 × 10 5 (210,000-310,000) and intrinsic viscosity in the range of 1.7-2.1 dl / g.
[セパレータ]
セパレータは、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。
[Separator]
The separator is composed of, for example, a porous film made of a polyolefin-based material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), or a porous film made of an inorganic material such as a ceramic nonwoven fabric. The porous film may be laminated. Among these, polyethylene and polypropylene porous films are the most effective.
一般的に、セパレータの厚みとしては5〜50μmが好適に使用可能であるが、7〜30μmがより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。 In general, the thickness of the separator is preferably 5 to 50 μm, more preferably 7 to 30 μm. If the separator is too thick, the amount of the active material filled decreases, the battery capacity decreases, and the ionic conductivity decreases and the current characteristics deteriorate. On the other hand, if the film is too thin, the mechanical strength of the film decreases.
[電池の作製]
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。
[Production of battery]
The gel electrolyte solution prepared as described above is uniformly applied to the
次いで、ゲル状電解質層14を形成した正極11及び負極12を用い、正極11、セパレータ13a、負極12,セパレータ13bの順に積層した後巻回して電池素子10を形成し、続いて、この電池素子10をラミネートフィルム17の凹部(空所)17aに収容して外装し、ゲル状非水電解質二次電池を得る。
Next, using the
なお、ラミネートフィルム17としては、従来公知の金属ラミネートフィルム、例えば、アルミラミネートフィルムを用いることができる。かかるアルミラミネートフィルムとしては、絞り加工に適し、電池素子10を収容する凹部17aを形成するのに適したものがよい。
As the
通常、アルミラミネートフィルムは、アルミニウム層の両面に接着層と表面保護層が配設された積層構造を有するもので、内側、即ち電池素子10の表面側から順に、接着層としてのポリプロピレン層(PP層)、金属層としてのアルミニウム層及び表面保護層としてのナイロン層又はポリエチレンテレフタレート層(PET層)が配設される。
In general, an aluminum laminate film has a laminated structure in which an adhesive layer and a surface protective layer are disposed on both sides of an aluminum layer, and a polypropylene layer (PP as an adhesive layer) in order from the inside, that is, the surface side of the
そして、本実施形態では、図5及び図6に示すように、上述のようなラミネートフィルム17で電池素子10を外装し、電池素子10の周囲を溶着・封止して電池20とする。また、上述のように、ラミネートフィルム17への電池素子10の収容及び封止を行った後、図7(A)及び図7(B)に示すように、電池素子10を収容した凹部17aの両側の部分(以下、サイド封止部と適宜称する)17bを凹部17aの方向に向けて折り曲げる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
上記の折り曲げ角度θは、80゜〜100゜の角度範囲とすることが好ましい。80゜未満では、凹部17aの両側に設けられたサイド封止部17bが開きすぎて電池20の幅が広くなってしまい、電池20の小型化及び電池容量の向上が困難となる。また、上限値の100゜は凹部17aの形状によって規定される値であり、扁平型の電池素子10を収容する場合、折り曲げ角度の限界値は100゜程度となる。なお、サイド封止部17bにおける熱溶着の幅は、好ましくは0.5〜2.5mm、より好ましくは1.5〜2.5mmである。
The bending angle θ is preferably in the range of 80 ° to 100 °. If the angle is less than 80 °, the
サイド封止部17bの折り返し幅Dは、電池20の小型化及び電池容量の向上のためには、凹部17aの高さh又は電池素子10の厚み以下の寸法にすることが好ましい。また、非水電解質二次電池20の小型化及び電池容量の向上のためには、折り返しの回数は一回にすることが好ましい。
The folded width D of the
次に、本発明の電池パックの製造方法の一実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the battery pack manufacturing method of the present invention will be described.
この実施例における電池パックの製造方法では、上述のように作製した非水電解質二次電池20を当該電池の電圧及び電流を制御可能な保護回路基板及びスペーサとともに、成形用金型のキャビティ(成形空間)に収容し、上記スペーサによって上記電池及び保護回路基板をキャビティ内の所定位置にセットした後、上記形状維持ポリマーとフィラーを含有する外装材を上記キャビティに充填して硬化させ、これにより、外装材を装着した電池パックを得る。
In the battery pack manufacturing method in this embodiment, the non-aqueous electrolyte
上記スペーサは、上述したように矩形板状を成している電池の六つの平面のうちの少なくとも最大面である一対の面に設けられて、リチウムイオン二次電池及び保護回路基板を成形空間内に精度良く中央に保持し得るようにしたうえで、外装材が成形型の成形空間内の隅々にまで流れ込むように、最大面をカバーしつつ且つ外装材の充填空間を維持するべく配置されて、最終的に外装材と一体化して電池パック内に残るようにしてあって、均等な形状維持ポリマー層の形成に大いに寄与し得るものである。 As described above, the spacer is provided on a pair of surfaces which are at least the largest surface among the six flat surfaces of the battery having a rectangular plate shape, and the lithium ion secondary battery and the protection circuit board are disposed in the molding space. It is arranged to cover the maximum surface and maintain the filling space of the exterior material so that the exterior material flows into every corner of the molding space of the mold while being able to be held in the center with high accuracy. Finally, it is integrated with the exterior material and remains in the battery pack, which can greatly contribute to the formation of a uniform shape maintaining polymer layer.
また、上記したスペーサは、外装材と一体化して熱硬化する場合に熱変形しないことが好ましく、紫外線硬化させる場合には透明であることが好ましい。なお、熱硬化する場合に変形せずに、厚さ寸法の精度が良好に保たれれば、金属やガラスや樹脂など如何なる材料でも構わない。特に限定されるものではないが、寸法精度のよいアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネートやアクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂(ABS)、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂のほか、アルミニウムやステンレス等の金属を材料として用いたり、樹脂材料にアルミニウム等の金属材料をインサート成型したものを用いたりすることができる。 In addition, the spacer described above is preferably not thermally deformed when integrated with the exterior material and thermally cured, and is preferably transparent when cured with ultraviolet rays. It should be noted that any material such as metal, glass or resin may be used as long as the accuracy of the thickness dimension is maintained without being deformed when thermosetting. Although not particularly limited, materials such as acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, polyethylene, etc. with high dimensional accuracy, and metals such as aluminum and stainless steel are used as materials. Alternatively, a resin material in which a metal material such as aluminum is insert-molded can be used.
さらに、上記したスペーサ35の形状は特に限定されるものではないが、図4に示す円柱状のスペーサ35とすることができるほか、図8に示す円錐台形状のスペーサ35や、図9に示す角柱形状のスペーサ35や、図10に示す直方体形状のスペーサ35や、図11に示す角錐台形状のスペーサ35や、図12に示す網状形状のスペーサ35や、図13に示す十字形状のスペーサ35とすることができる。
Furthermore, the shape of the
なお、使用する成形用金型は、上記実施形態では、アルミラミネートフィルム17でパックした電池20と、保護回路基板と、上記したスペーサと、必要に応じて使用する緩衝材(後述する)とをそのキャビティに配置できる限り、特に限定されるものではないが、通常は、そのキャビティに溶融成型材料を導くゲートを2本以上具備している。したがって、得られた電池パックには、ゲートに対応した成型材料の余剰分が、外装材のいずれかの部分に硬化して残存することになり、本発明では、かかる余剰の成型材料をトリミングして削除するが、若干の樹脂注入痕が残る。
In the above embodiment, the molding die to be used includes the
上記保護回路は、通常、正極端子15a及び負極端子15bの上方に配置する(図5参照)。また、上述の緩衝材は、電池20のように矩形板状を成す(形成される電池外装材が矩形板状を成す)場合、端子15a及び15bの導出方向の辺部若しくはこれと対向する辺部、又は双方の辺部に配置する。具体的には、図5において、矩形板状をなす電池20のいずれか一方の短辺側又は双方の短辺側に配置する。そして、このように配置した保護回路基板及び緩衝材は、上記外装材によって電池20と一体を成す。
The protection circuit is usually disposed above the
なお、上記緩衝材は、電池及び回路基板を保護すると共に、得られる電池パックの耐衝撃性を向上させる機能を有することから、この緩衝材に使用する材料としては、耐衝撃性を有し寸法精度の良好なポリカーボネートやアクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂(ABS)、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂や、アルミやステンレス等の金属を用いたり、樹脂材料にアルミ等の金属材料をインサート成型したものを用いることが好ましい。 In addition, since the said buffer material has a function which improves the impact resistance of the battery pack obtained while protecting a battery and a circuit board, as a material used for this buffer material, it has impact resistance and dimensions. Use high-precision polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, polyethylene, or other metals, or metals such as aluminum or stainless steel, or resin-molded metal materials such as aluminum. Is preferred.
本発明では、従来と異なり寸法ばらつきは全て形状維持ポリマー層にて吸収できるため、更に種々のゴム状のプラスチックを用いることも可能である。具体的には、天然ゴム、加硫した合成ゴム、例えばポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル系、スチレン−ブタジエン系、クロロプレン系などやエボナイト、ウレタンゴム、シリコンゴムを用いることができる。 In the present invention, unlike the conventional case, all dimensional variations can be absorbed by the shape maintaining polymer layer, and therefore various rubber-like plastics can be used. Specifically, natural rubber, vulcanized synthetic rubber, such as polybutadiene, butadiene-acrylonitrile, styrene-butadiene, chloroprene, etc., ebonite, urethane rubber, silicon rubber can be used.
次に、本実施形態の電池パックを製造する要領を説明すると、図2に示すように、まず、剛性及び樹脂食付き性を高めるべく電池20の側面に沿うサイド封止部17bを図中の破線に沿って折り曲げて図3(A)に示す状態と成す。
Next, the point of manufacturing the battery pack of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, first, the
次いで、電池20のトップ側に保護回路基板32及び緩衝材34を配置すると共にボトム側に緩衝材33を配置し、且つ、電池20の六つの平面のうちの最大面である一対の面17cに円柱形状を成すスペーサ35を配置した状態で、図3(B),(C)に仮想線で示すように、成形用金型CのキャビティCa内に設置した後、上記の形状維持ポリマーとフィラーを含む外装材18を成形用金型CのキャビティCa内に注入する。
Next, the
このとき、スペーサ35が成形用金型Cに当接しているので、電池20及び保護回路基板32は、キャビティCa内において精度良く所定位置に保持されることとなり、加えて、電池20の最大面17cをカバーしつつ且つ外装材18の充填空間を維持するべくスペーサ35を配置しているので、外装材18がキャビティCa内の隅々にまで流れ込むこととなる。
At this time, since the
そして、上記形状維持ポリマーとフィラーを含む外装材18をキャビティCa内において硬化させると、図1に示すように、アルミラミネートフィルム17が外装材18で被覆された本実施形態の電池パックを30を得ることとなり、この際、スペーサ35は、硬化した外装材18と一体化して電池パック30に残ることとなる。
Then, when the
このように、本発明によれば、上述したような寸法精度及び機械的強度がいずれも高く、そして、小型化及び軽量化が図られた電池パックを得ることができる。なお、この電池パック30は、通常、対象機器と接続する接続端子を備えているが、上記ではその説明を省略した。
Thus, according to the present invention, it is possible to obtain a battery pack that has both high dimensional accuracy and mechanical strength as described above, and that is reduced in size and weight. In addition, although this
また、上述の実施形態では、ゲル状電解質を用いた非水電解質二次電池20を用いて説明したが、本発明は、電解液を用いたラミネートフィルム外装電池パックにも適用することができる。この場合、上述の実施形態において、ゲル状電解質を正極及び負極表面に塗布する工程を省き、ラミネートフィルム溶着工程の途中で電解液を注液する工程を設ける。より具体的には、矩形板状をなす電池素子10の周囲の3辺を溶着して封止した後、残りの一辺の開口部から電解液を注液し、その後にこの一辺を溶着して封止すればよい。これにより、封止部の全体形状は矩形枠状になる。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated using the non-aqueous electrolyte
さらに、上述の実施形態では、電池要素10が、正極11と負極12をセパレータ13a,13bを介して巻回して成る場合を示したが、図14に示すように、正極11と負極12をセパレータ13を介して交互に積層して成る電池要素10を有する電池パックにも本発明を適用することができるのは言うまでもない。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、非水電解質二次電池20を当該電池の電圧及び電流を制御可能な保護回路基板及びスペーサとともに、成形用金型のキャビティ(成形空間)に収容し、上記スペーサによって上記電池及び保護回路基板をキャビティ内の所定位置にセットした後、上記形状維持ポリマーとフィラーを含有する外装材を上記キャビティに充填して硬化させ、これにより、外装材を装着した電池パックを得るようにしているが、他の実施形態として、成形用金型に形成又は貼付した突起を位置決め部材とし、電池及び保護回路基板の周囲空間の全体に外装材を行き渡らせるべく上記突起を配置し、これらの突起によって上記電池及び保護回路基板をキャビティ内の所定位置にセットした後、上記形状維持ポリマーとフィラーを含有する外装材を上記キャビティに充填して硬化させるようにしてもよい。
In the embodiment described above, the nonaqueous electrolyte
電池パックの製造方法の参考例として、図15(B)に示すように、位置決め部材としての突起を有する成形用金型CのキャビティCa内に、電池20のトップ側に保護回路基板32及び緩衝材34を配置すると共にボトム側に緩衝材33を配置し、且つ、電池20の六つの平面のうちの最大面である一対の面17cに突起35Aが接触するようにして設置した後、上記の形状維持ポリマーとフィラーを含む外装材18を成形用金型CのキャビティCa内に注入するようにしても良い。
As a reference example of the battery pack manufacturing method , as shown in FIG. 15B, a
このとき、突起35Aが成形用金型Cに当接しているので、電池20及び保護回路基板32は、キャビティCa内において精度良く所定位置に保持されることとなり、加えて、電池20の最大面17cをカバーしつつ且つ外装材18の充填空間を維持するべく突起35Aを配置しているので、外装材18がキャビティCa内の隅々にまで流れ込むこととなる。
At this time, since the protrusion 35A is in contact with the molding die C, the
そして、上記形状維持ポリマーとフィラーを含む外装材18をキャビティCa内において硬化させると、図15(A)に示すように、アルミラミネートフィルム17が外装材18で被覆された本実施形態の電池パックを30を得ることとなり、この際、突起35Aによる位置決め痕35Bは、硬化した外装材18に凹部として残ることとなる。この際、図16に示すように、外装材18に残る位置決め痕35Bは、文字等の情報表示部や模様として機能させ得るので、プロフェッショナルデザインが損なわれることがない。
Then, when the
上記した突起35Aの形状は特に限定されるものではないが、円柱状の突起(図4参照)とすることができるほか、円錐台形状の突起(図8参照)や、角柱形状の突起(図9参照)や、直方体形状の突起(図10参照)や、角錐台形状の突起(図11参照)や、網状形状の突起(図12参照)や、十字形状の突起(図13参照)とすることができる。 The shape of the protrusion 35A described above is not particularly limited, but can be a cylindrical protrusion (see FIG. 4), a truncated cone-shaped protrusion (see FIG. 8), a prismatic protrusion (see FIG. 9), a rectangular parallelepiped projection (see FIG. 10), a truncated pyramid shaped projection (see FIG. 11), a net-like projection (see FIG. 12), and a cross-shaped projection (see FIG. 13). be able to.
以下、本発明を実施例、参考例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example , a reference example, and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1〜9)
まず、アルミ蒸着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32に接続した状態で、緩衝材33,34及びスペーサ35とともに成形型CのキャビティCaに挿入して、上記スペーサ35によって電池20をキャビティCa内の所定位置に固定した後、成形型Cの上部の三箇所に位置する孔径0.5mmの樹脂注入孔から金属酸化物フィラーを含む樹脂を注入してキャビティCaに充填し、成形型Cの下部の三箇所に位置する樹脂排出孔から余分の樹脂が出た時点で、常温放置、恒温槽内において表1に示した温度で静置、又は、透明な成形型を用いて波長が365nmの紫外光を照射して樹脂を硬化させて外装材18の層を形成し、金属酸化物フィラーを含む樹脂の硬化後における樹脂注入孔及び排出孔に残った余分な枝状の樹脂を切断して、各例の電池パック30とした。
(Examples 1-9)
First, a
つまり、各種形状のスペーサ35を電池20の六つの平面のうちの少なくとも最大面である一対の面17cに配置することによって、電池20をキャビティCa内の中央に精度良く位置させ、この状態で各種金属酸化物フィラーを含む樹脂を電池20の六つの平面に配置することで、工程上の時間のロスのない各例の電池パック30を得た。
That is, by arranging the
(参考例1〜15)
アルミ蒸着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32に接続した状態で、緩衝材33,34とともに突起35Aを有する成形型CのキャビティCaに挿入して、上記突起35Aによって電池20をキャビティCa内の所定位置に固定した後、成形型Cの上部の三箇所に位置する孔径0.5mmの樹脂注入孔から金属酸化物フィラーを含む樹脂を注入してキャビティCaに充填し、成形型Cの下部の三箇所に位置する樹脂排出孔から余分の樹脂が出た時点で、常温放置、恒温槽内において表2に示した温度で静置、又は、透明な成形型を用いて波長が365nmの紫外光を照射して樹脂を硬化させて外装材18の層を形成し、金属酸化物フィラーを含む樹脂の硬化後における樹脂注入孔及び排出孔に残った余分な枝状の樹脂を切断して、各例の電池パック30としてもよい。
( Reference Examples 1-15)
A
つまり、各種形状の突起35Aを電池20の六つの平面のうちの少なくとも最大面である一対の面17cに当接させることによって、電池20をキャビティCa内の中央に精度良く位置させ、この状態で各種金属酸化物フィラーを含む樹脂を電池20の六つの平面に配置することで、工程上の時間のロスのない各例の電池パック30を得た。
That is, by bringing the projections 35A of various shapes into contact with the pair of
(比較例1)
比較例1として、スペーサ35を添えずに突起35Aのない成形用金型Cに入れて成形した電池パックを作製し、すなわち、成形用金型CのキャビティCa内において全く位置決めをしないで成形した電池パックを作製した。実施例1〜9及び参考例1の電池パック30の各仕様を表1に示すと共に、参考例2〜15の電池パック30の各仕様及び比較例1の電池パック30の仕様を表2に示す。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a battery pack formed by molding in a molding die C without projections 35A without a
(性能評価)
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。
(Performance evaluation)
First, at a temperature of 23 ° C., 1C constant current and constant voltage charging performed for 15 hours with an upper limit of 4.2 V and 1 C constant current discharging up to a final voltage of 2.5 V are repeatedly performed. Table 1 shows the rated energy density obtained from the discharge capacity.
Rated energy density [Wh / l] = (average discharge voltage [V] × rated capacity [Ah]) / battery volume [l]
In addition, 1C shows the electric current value which can discharge | release the theoretical capacity | capacitance of a battery in 1 hour.
また、各例における電池パック30のパック強度のばらつきを観察するために、各例毎に電池パック30をそれぞれ十個ずつ作製し、全ての電池パック30を2mの高さからコンクリートの床にそれぞれ自由落下させた。この際、一個の電池パック30の六つの平面が全て床に当たるように、上記落下試験を一個の電池パック30に対して十回ずつ行い、全く外装にダメージがないものを良品と判定し、一方、割れたり部品が外れたりするなどの外観に異常が生じたものを不良品と判定し、得られた判定結果を表1,表2に併記した。
Further, in order to observe the variation in the pack strength of the
さらに、熱硬化樹脂の場合は、ケイ素やアルミニウム等の金属酸化物を含む外装材18であるウレタン樹脂,アクリル樹脂及びエポキシ樹脂のうちのいずれかの樹脂を成形型Cに充填して、所定の硬化温度に保って成形硬化させるのに要した時間を硬化時間とした。一方、紫外線硬化樹脂の場合は、ケイ素やアルミニウム等の金属酸化物を含む外装材18であるウレタン樹脂,アクリル樹脂及びエポキシ樹脂のうちのいずれかの樹脂を透明な成形型に充填し、紫外線照射装置によって波長が365nmの紫外光を照射強度200mW/cm2で照射して成形硬化させるのに要した時間を硬化時間とし、得られた硬化時間を表1に併記した。
Further, in the case of a thermosetting resin, the molding die C is filled with one of a urethane resin, an acrylic resin, and an epoxy resin, which is an
アルミ蒸着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と保護回路基板32とを接続した状態で、緩衝材33,34及びスペーサ35とともに成形型CのキャビティCaに挿入し、上記スペーサ35によって電池20のキャビティCa内における位置決めを行いつつ金属酸化物フィラーを含む樹脂をキャビティCaに充填して硬化させた実施例1〜9の各電池パック30は、いずれも本発明の範囲に属しており、表1に示す落下試験の判定結果から、比較例1の電池パック30と比べて、実施例1〜9の各電池パック30が、作製工程の時間を増加させることなく安定した品質で優れた強度特性を有していることが分かる。
With the
また、突起35Aを有する成形型CのキャビティCaに、電池20と保護回路基板32とを接続した状態で、緩衝材33,34とともに挿入し、上記突起35Aによって電池20のキャビティCa内における位置決めを行いつつ金属酸化物フィラーを含む樹脂をキャビティCaに充填して硬化させた参考例2〜15の各電池パック30も、いずれも本発明の範囲に属しており、表2に示す落下試験の判定結果から、比較例1の電池パック30と比べて、参考例2〜15の各電池パック30が、作製工程の時間を増加させることなく安定した品質で優れた強度特性を有していることが分かる。
Further, the
以上、本発明を若干の好適実施形態、実施例及び参考例により説明したが、本発明はかかる実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内種々の変形が可能である。例えば、本発明の電池パックは、図1などに示した電池や電池素子のみならず、各種のゲル状ないしはポリマー型の非水電解質二次電池に適用可能であるほか、巻回型電池素子のみならず、積層型電池素子にも適用することができる。 Above, some preferred embodiments forms state of the present invention has been described by the real施例and reference examples, the present invention is not limited to such embodiments and examples, range variously without departing from the gist of the present invention Can be modified. For example, the battery pack of the present invention can be applied not only to the battery and battery element shown in FIG. 1 and the like, but also to various gel-like or polymer-type non-aqueous electrolyte secondary batteries, and only a wound battery element. In addition, the present invention can be applied to a stacked battery element.
10…電池素子、11…正極、12…負極、13a,13b…セパレータ、14…ゲル状電解質、15a…正極端子、15b…負極端子、17…ラミネートフィルム、18…電池外装材、20…電池、30…電池パック、32…保護回路基板、35…スペーサ、35A…突起、35B…位置決め痕、C…成形用金型
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記成形型の成形空間内に外装材を充填して硬化することで、上記外装材で上記電池及び保護回路基板を一体的に被覆し、
上記スペーサが、ポリカーボネート、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂(ABS)、ポリプロピレン及びポリエチレンから選ばれる少なくとも一種の樹脂材料のいずれかを含む、電池パックの製造方法。 A rectangular plate-shaped battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed between them and a protective circuit board of the battery is mounted on the maximum surface of the six planes of the battery. Through a spacer arranged on a pair of surfaces, set at a predetermined position in the molding space of the mold,
By filling and curing the exterior material in the molding space of the mold, the battery and the protection circuit board are integrally covered with the exterior material,
The method for producing a battery pack, wherein the spacer includes at least one resin material selected from polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, and polyethylene.
上記成形型の成形空間内に充填、硬化された外装材によって、上記電池及び保護回路基板が一体的に被覆され、
上記スペーサが、ポリカーボネート、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂(ABS)、ポリプロピレン及びポリエチレンから選ばれる少なくとも一種の樹脂材料のいずれかを含む、電池パック。 A rectangular plate-shaped battery in which a battery element formed by winding or laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed between them and a protective circuit board of the battery is the largest of the six planes of the battery. It is set at a predetermined position in the molding space of the molding die through spacers arranged on a pair of surfaces,
The battery and the protective circuit board are integrally covered with the exterior material filled and cured in the molding space of the mold,
The battery pack, wherein the spacer includes at least one resin material selected from polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, and polyethylene.
載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 2 to 5, wherein the packaging body for packaging the battery element is a single-layer or double-layer film, and includes an aluminum laminate film or a polyolefin film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007106708A JP5504554B2 (en) | 2006-11-06 | 2007-04-16 | Battery pack manufacturing method and battery pack |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006300502 | 2006-11-06 | ||
JP2006300502 | 2006-11-06 | ||
JP2007106708A JP5504554B2 (en) | 2006-11-06 | 2007-04-16 | Battery pack manufacturing method and battery pack |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008140757A JP2008140757A (en) | 2008-06-19 |
JP5504554B2 true JP5504554B2 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=39601991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007106708A Active JP5504554B2 (en) | 2006-11-06 | 2007-04-16 | Battery pack manufacturing method and battery pack |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5504554B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101084801B1 (en) * | 2009-02-18 | 2011-11-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method for manufaturing secondary battery and secondary battery producted by the same method |
JP2012119290A (en) * | 2010-11-12 | 2012-06-21 | Sony Corp | Battery pack, method of manufacturing battery pack, and mold for manufacturing battery pack |
WO2013031888A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Necエナジーデバイス株式会社 | Battery information management device and battery |
KR101872307B1 (en) * | 2015-04-15 | 2018-06-29 | 주식회사 엘지화학 | Method for Preparing Battery Pack Using Fixing Structure for Hot Melting and Battery Pack Prepared by Using the Same |
KR101872308B1 (en) * | 2015-04-15 | 2018-06-29 | 주식회사 엘지화학 | Method for Preparing Embedded Type Battery Pack Using Fixing Structure for Hot Melting and Battery Pack Prepared by Using the Same |
KR102092071B1 (en) * | 2016-02-03 | 2020-04-14 | 주식회사 엘지화학 | Method for Preparing Battery Pack Having Fixing Structure Made of Thermoplastic Resin and Apparatus for Manufacturing the Same |
JP7063744B2 (en) * | 2018-06-27 | 2022-05-09 | 住友理工株式会社 | Cushioning sheet for battery module |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3556875B2 (en) * | 1999-03-02 | 2004-08-25 | 京セラ株式会社 | Battery and manufacturing method thereof |
JP2002245998A (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-30 | Toshiba Corp | Battery pack and battery |
JP3471323B2 (en) * | 2001-02-27 | 2003-12-02 | 京セラ株式会社 | Battery and mobile device with this |
JP2005243362A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Hitachi Maxell Ltd | Manufacturing method of battery pack |
-
2007
- 2007-04-16 JP JP2007106708A patent/JP5504554B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008140757A (en) | 2008-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4780079B2 (en) | Battery pack and manufacturing method thereof | |
US8318333B2 (en) | Battery pack and method for producing the same | |
JP5031606B2 (en) | Battery pack and manufacturing method thereof | |
JP5092457B2 (en) | Battery element exterior material, non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack using the same | |
JP5045002B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack, and non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack manufacturing method. | |
KR101186471B1 (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
JP5504554B2 (en) | Battery pack manufacturing method and battery pack | |
KR102600726B1 (en) | Manufacturing method of electrode active material molded body for lithium ion battery and manufacturing method of lithium ion battery | |
KR20090050001A (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
JP2014103123A (en) | Battery pack | |
JP2008277062A (en) | Battery element armoring material, battery pack, and its manufacturing method | |
JP2007323907A (en) | Battery outer sheath material and nonaqueous electrolyte secondary battery using this | |
CN103117375A (en) | Battery electrode, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack | |
EP2573844B1 (en) | Nonaqueous electrolyte battery, electrode for the same, and battery pack | |
JP6813332B2 (en) | Electrodes, electrode bodies, secondary batteries, battery modules and vehicles | |
JP5119665B2 (en) | Battery pack | |
JP4836612B2 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and battery pack | |
JP2009076351A (en) | Method of manufacturing battery pack | |
JP4793367B2 (en) | Battery pack manufacturing method | |
JP5087943B2 (en) | Battery pack and manufacturing method thereof | |
JP2007026682A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2011003294A (en) | Battery pack, and method of manufacturing the same | |
JP2008117653A (en) | Battery pack and its manufacturing method | |
JP4793497B2 (en) | Battery pack | |
JP2003157810A (en) | Battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090907 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091030 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130422 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130702 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131002 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20131018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140303 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5504554 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |