JP5717193B2 - battery - Google Patents
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Description
本発明は、電極シートとセパレータとが互いに積層された電極素子と、該電極素子を収納する外装フィルムとを備えた積層型の電池に関する。 The present invention relates to a laminated battery including an electrode element in which an electrode sheet and a separator are laminated to each other and an exterior film that houses the electrode element.
近年、電力貯蔵用、電動アシスト自転車や自動車などに使用される電池は軽量かつ大容量のものが必要とされている。そのため、これらの用途には、外装フィルムによって電極素子や電解質等の電池要素が封入された扁平状の電池が採用されるようになってきている。電極素子は、正極合材が塗布された正極シート、と負極合材が塗布された負極シートと、セパレータと、を有する。電極素子としては、積層型のものと巻回型のものとがある。積層型の電極素子は、正極シートおよび負極シートが交互に繰り返し積層されて成る。セパレータは、正極シートと負極シートとの間に配置されており、負極シートと正極シートとを隔離する。巻回型の電極素子は、セパレータによって隔離された正極シートおよび負極シートが巻回されて成る。外装フィルムの内部で電極素子を密に配置できるため、積層型の電極素子の方が、単位体積あたりの容量が大きくなるという利点がある。 In recent years, batteries used for power storage, electrically assisted bicycles, automobiles, and the like have been required to be lightweight and have a large capacity. Therefore, flat batteries in which battery elements such as electrode elements and electrolytes are encapsulated by an exterior film have been adopted for these applications. The electrode element includes a positive electrode sheet coated with a positive electrode mixture, a negative electrode sheet coated with a negative electrode mixture, and a separator. As the electrode element, there are a laminated type and a wound type. A stacked electrode element is formed by alternately and repeatedly stacking positive electrode sheets and negative electrode sheets. The separator is disposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, and isolates the negative electrode sheet from the positive electrode sheet. A wound electrode element is formed by winding a positive electrode sheet and a negative electrode sheet separated by a separator. Since the electrode elements can be densely arranged inside the exterior film, the laminated electrode element has an advantage that the capacity per unit volume is increased.
電極素子には、電池の外部端子となるリードの一端が接続されている。リードの他端は外装フィルムの外に引き出されている。外装フィルムは、リードとの接触部分と熱溶着されて、電極素子を外装フィルムの内部に液密に封入している。外装フィルムの熱溶着は、外装フィルムやリード等に予め設けられた熱可塑性樹脂等を溶かすことによって行われる。電極素子は実質的にこの樹脂等によって外装フィルム内に固定されることになる。しかしながら、外部からの振動を受けるとリードに大きな負荷がかかる。この負荷によってリードが破損したり切れたりすることがある。このリードの破損を防止するためにリードの厚みを大きくすると、外装フィルムの封止性(液密性)が低下したり、製造コストや重量が増大したりする。 One end of a lead serving as an external terminal of the battery is connected to the electrode element. The other end of the lead is drawn out of the exterior film. The exterior film is thermally welded to the contact portion with the lead to enclose the electrode element in a liquid-tight manner inside the exterior film. The outer film is thermally welded by melting a thermoplastic resin or the like provided in advance on the outer film or the lead. The electrode element is substantially fixed in the exterior film by this resin or the like. However, when subjected to external vibration, a large load is applied to the lead. This load may break or break the lead. If the thickness of the lead is increased in order to prevent the breakage of the lead, the sealing property (liquid tightness) of the exterior film is lowered, and the manufacturing cost and weight are increased.
特許文献1には、フィルム外装部材と、フィルム外装部材内に収納された電極群とを具備する非水電解質電池が開示されている。電極群は、正極、負極及びセパレータを含む。セパレータは電極群から張り出しており、セパレータの張り出し部が外装部材の内面に固定されている。これにより、振動や落下等により外部から衝撃が加わったとしても、外装部材内の電極群の位置ずれを防止できる。その結果、電池の電圧低下や内部抵抗の増加を抑制することができるとされている。 Patent Document 1 discloses a non-aqueous electrolyte battery including a film exterior member and an electrode group housed in the film exterior member. The electrode group includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The separator protrudes from the electrode group, and the protruding portion of the separator is fixed to the inner surface of the exterior member. Thereby, even if an impact is applied from the outside due to vibration, dropping, or the like, displacement of the electrode group in the exterior member can be prevented. As a result, it is said that a decrease in battery voltage and an increase in internal resistance can be suppressed.
特許文献1に記載の発明の目的とは異なるが、セパレータを含む電極素子が外装フィルムまたは外装ケースに封止された電池が、特許文献2〜4に記載されている。 Although different from the object of the invention described in Patent Document 1, Patent Documents 2 to 4 describe batteries in which an electrode element including a separator is sealed in an exterior film or an exterior case.
引用文献1では、電極素子を構成するセパレータの張り出し部が外装部材に溶着されており、外装部材内の電極群の位置ずれを防止できる。しかし、多数のセパレータを含む電極素子の場合、互いに溶着された部分のセパレータの総厚みが大きくなりすぎることがある。このように厚みが大きい部分を外装フィルムに熱溶着しつつ当該外装フィルムを液密に封止する場合、外装フィルムの液密性が低下する可能性がある。 In the cited document 1, the projecting portion of the separator constituting the electrode element is welded to the exterior member, and the positional deviation of the electrode group in the exterior member can be prevented. However, in the case of an electrode element including a large number of separators, the total thickness of the separators welded to each other may be too large. Thus, when the said exterior film is liquid-tightly sealed while heat-welding the part with large thickness to an exterior film, the liquid-tightness of an exterior film may fall.
本発明の目的は、振動や衝撃による電極素子の位置ずれを抑制することができ、液密性の高い外装フィルムを備えた電池を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery including an exterior film with high liquid-tightness that can suppress displacement of an electrode element due to vibration or impact.
上述の課題を解決するため、本発明の一態様における電池は、電極素子と、電極素子を収納する外装フィルムと、を備えている。電極素子は、互いに積層された複数の電極シートと、電極シート同士の間に配置されたセパレータと、を含む。外装フィルムは、互いに対向して配された熱可塑性樹脂層を有し、互いに対向する樹脂層の外周部が熱溶着されて成る。複数のセパレータのうちの少なくとも2つに、互いに積層された電極シートから突出して外装フィルムの樹脂層と溶着されている突出部が形成されている。複数のセパレータのうちの第1のセパレータの突出部と第2のセパレータの突出部とが、互いに重ならないように配置されている。 In order to solve the above-described problem, a battery according to one embodiment of the present invention includes an electrode element and an exterior film that houses the electrode element. The electrode element includes a plurality of electrode sheets stacked on each other and a separator disposed between the electrode sheets. The exterior film has thermoplastic resin layers arranged to face each other, and the outer peripheral portions of the resin layers facing each other are heat-welded. At least two of the plurality of separators are formed with protruding portions that protrude from the electrode sheets stacked on each other and are welded to the resin layer of the exterior film. The protrusion part of the 1st separator and the protrusion part of the 2nd separator are arrange | positioned so that it may not mutually overlap among several separators.
本発明によれば、振動や衝撃による電極素子の位置ずれを抑制することができ、且つ液密性の高い外装フィルムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position shift of the electrode element by a vibration and an impact can be suppressed, and a highly liquid-tight exterior film can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は、例えばリチウムイオン二次電池のような電池全般に適用できる。本発明は、電極シートやセパレータが積層されて成る積層型の電極素子を備えた電池において特に有効である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention can be applied to all types of batteries such as lithium ion secondary batteries. The present invention is particularly effective in a battery including a stacked electrode element in which electrode sheets and separators are stacked.
図1は本発明の一実施形態における電池の概略斜視図であり、図2は電池の概略平面図である。電池10は、電極素子20と、電極素子20を収納する外装フィルム12とを備えている。電極端子として用いられるリード18a,18bは、電極素子20に接続されている。リード18a,18bは、電極素子20から、上下の熱可塑性樹脂に挟まれて、外部に引き出されている。なお、図2では、外装フィルム12に覆われているリード18a,18bの一部および電極素子20は、点線によって示されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view of the battery. The battery 10 includes an electrode element 20 and an exterior film 12 that houses the electrode element 20.
外装フィルム12は、一例として、外周部が互いに溶着された一組のフィルムから構成される。外装フィルム12は、内部に封入される電解液が漏れないように液密に封止される。外装フィルム12を構成する各々のフィルムは、アルミラミネートフィルムを用いることができる。アルミラミネートフィルムの一例として、ナイロンやポリイミド等の樹脂層と、アルミニウム層と、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂層とからなる三層構造のフィルムがある。ポリプロピレンは、30〜100μm程度の厚みを有する。一組のフィルムの熱可塑性樹脂層同士が互いに熱溶着されることで、外装フィルム12が構成される。 As an example, the exterior film 12 is composed of a set of films whose outer peripheral portions are welded together. The exterior film 12 is liquid-tightly sealed so that the electrolytic solution sealed inside does not leak. An aluminum laminate film can be used for each film constituting the exterior film 12. As an example of the aluminum laminate film, there is a film having a three-layer structure including a resin layer such as nylon or polyimide, an aluminum layer, and a thermoplastic resin layer such as polypropylene. Polypropylene has a thickness of about 30 to 100 μm. The exterior film 12 is configured by thermally welding the thermoplastic resin layers of a set of films to each other.
別の例として、外装フィルム12は、一面に樹脂層が形成された1つのフィルムを2つ折りにした形態であっても良い。外装フィルム12は、互いに対向する樹脂層の外周部が溶着されて成る形態であれば、どのようなものでも良い。 As another example, the exterior film 12 may have a form in which one film having a resin layer formed on one surface is folded in two. The outer film 12 may be of any form as long as the outer peripheral portions of the resin layers facing each other are welded.
図3は、図2の3A−3A線に沿った電極素子20の模式的断面図である。電極素子20は、電極シート21,22とセパレータ23とを含んでいる。電極素子20としては、集電体としての金属箔に正極合材が塗布されて成る正極シート21と、集電体としての金属箔に負極合材が塗布されて成る負極シート22とがある。一方のリード18bは正極シート21に接続されており、他方のリード18aは負極シート22に接続されている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the electrode element 20 taken along the
正極シート21を構成する集電体としては、アルミニウム箔を用いることができる。このアルミニウム箔の両面に正極合材が塗布されている。正極合材は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウムもしくはマンガン酸リチウム、又はこれらを組み合わせた活物質を含むことが好ましい。また、必要に応じて、正極合材は結着剤等を含んでいても良い。負極シート22を構成する集電体としては銅箔を用いることができる。この銅箔の両面に負極合材が塗布されている。負極合材としては、リチウムイオンを吸蔵可能および放出可能なカーボンや黒鉛等の炭素材料、Fe、Si、SnもしくはTiなどの金属、またはこれらの金属を含む合金や酸化物等の化合物、を用いることができる。負極合材は、これらの炭素材料、金属および化合物などの組み合わせであってもよい。正極合材および負極合材は、導電性を高めるために導電補助剤を含んでいてもよく、その他の添加剤を含んでいても良い。正極合材および負極合材は、これらの例に限定されず、電池として機能する限り任意の材料の組み合わせであって良い。
As the current collector constituting the
正極シート21と負極シート22とは、セパレータ23を介して交互に配置されている。セパレータ23は、正極シート21と負極シート22とを絶縁している。セパレータ23は、例えば、非水電解質を保持するポリマーシートからなる。セパレータ23は微小な空隙を有しており、空隙内に電解質が含浸されている。セパレータ23は、単層のポリプロピレンやポリエチレン、またはポリプロピレン層とポリエチレン層を重ねたものを用いることができる。セパレータ23は、外装フィルム12を構成する熱可塑性樹脂の融点以下の融点を持つ材料であることが好ましい。セパレータ23は、15〜30μmの厚みを有することが好ましい。
The
図4は、実施例1における電極素子20の概略平面図である。図5は、図4の5A−5A線に沿った面に相当する電池の断面図である。実施例1では、電極素子20の、リード18a,18bが接続されている一辺(以下、端子辺と呼ぶ。)25aと反対側の辺25bにおいて、セパレータ23に突出部24a〜24hが形成されている。各セパレータ23には、1つの突出部24a〜24hが形成されている。つまり、各々の突出部24a〜24hは、異なるセパレータ23に形成されている。これらの突出部24a〜24hは、外装フィルム12の外周部で、外装フィルム12とともに熱溶着されている。これにより、電極素子20およびセパレータ23が、外装フィルム12によって封止されている。セパレータ23の突出部24a〜24hと外装フィルム12との溶着は、外装フィルム12を構成する樹脂層同士の溶着と同時に行うことが好ましい。
FIG. 4 is a schematic plan view of the electrode element 20 in the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the battery corresponding to the plane along
突出部24a〜24hは、互いに重ならない位置に配置されている。突出部24a〜24hは、外装フィルム12の樹脂層同士が互いに溶着された部分WFの内側の部分WSで、当該樹脂層に挟持され、当該樹脂層と溶着されている。以下では、この外装フィルム12と突出部24a〜24hとが互いに溶着されている部分WSを、溶着部と呼ぶ。セパレータ23は突出部24a〜24hによって外装フィルム12と溶着されているため、振動および衝撃が与えられても、電極素子20は外装フィルム12の内部で大きく移動することがない。その結果、電極素子20の位置ずれが抑制され、内部短絡を防止することができる。
The
各々のセパレータ23から引き出された突出部24a〜24hは、重ならないように配置されている。したがって、全てのセパレータ23の突出部を重ねた状態で外装フィルム12に融着する場合と比較すると、溶着部WSにおける突出部24dを挟んで互いに対向する外装フィルム12間の距離Dが小さくなる。これにより、外装フィルム12とセパレータ23の突出部とを確実に溶着することができ、外装フィルムの液密性を向上させることができる。
The
外装フィルム12の外周部の封止部は、突出部24a〜24hとの溶着部WSと、樹脂層同士の溶着部WFと、両溶着部WS,WF同士の間に位置する移行部αと、を含む。以下、図5に示すように、両溶着部WS,WFと移行部αとの合計の幅を封止幅と呼ぶ。突出部24dを挟んで互いに対向する外装フィルム12間の距離Dが大きくなると、突出部24と外装フィルム12とを確実に溶着するため、移行部αおよび溶着部WSを広くする必要がある。その結果、電池10の外形が大きくなる。一方で、溶着部WSや移行部αを大きくしなければ、外装フィルムの液密性が低下する可能性がある。
The sealing portion of the outer peripheral portion of the exterior film 12 includes a welded portion WS with the projecting
本実施形態の電池10では、複数のセパレータ23から引き出された突出部24a〜24hが互いに重ならない位置に配置されている。そのため、外装フィルム12の溶着部WSの幅や移行部αの幅が小さくても、外装フィルム12の液密性を確保することができる。したがって、外装フィルム12同士および外装フィルム12とセパレータ23との密着性を保ったまま電池10の外形の増大を抑制することも出来る。
In the battery 10 of the present embodiment, the protruding
電池10のエネルギー密度には、体積エネルギー密度(Wh/L)と重量エネルギー密度(Wh/Kg)とがある。電池10のエネルギー量Whは、電極素子20の材料の使用量によって決まる。電池10の体積Lは、外装フィルム12を含む電池のサイズによって決まる。本実施形態の電池10では、電池10の体積の増大を抑制することができるため、電池10の体積エネルギー密度の低下を抑制することができる。また、電池10の体積の増大に起因する重量の増大も抑制できるため、電池10の重量エネルギー密度の低下も抑制することができる。 The energy density of the battery 10 includes volume energy density (Wh / L) and weight energy density (Wh / Kg). The energy amount Wh of the battery 10 is determined by the amount of material used for the electrode element 20. The volume L of the battery 10 is determined by the size of the battery including the exterior film 12. In the battery 10 of the present embodiment, an increase in the volume of the battery 10 can be suppressed, so that a decrease in the volume energy density of the battery 10 can be suppressed. Moreover, since the increase in the weight resulting from the increase in the volume of the battery 10 can also be suppressed, the decrease in the weight energy density of the battery 10 can also be suppressed.
複数のセパレータ23のうち、電極素子20の積層方向Tの両端を除いたセパレータ23のうちの一部または全部に突出部24a〜24hが形成されていても良い。突出部24a〜24hは互いに重ならない位置で外装フィルム12と溶着されていることが好ましい。突出部24a〜24hは、必ずしも全てのセパレータ23に形成されている必要は無い。少なくとも2つのセパレータのみに突出部が形成されていても良い。一部のセパレータのみに突出部を設けることで、電極素子20を構成するセパレータ23の枚数が多くなっても、溶着部WSの厚みを小さくすることができる。その結果、溶着部WSおよびWFの幅を小さくすることができ、結果的に電池の体積を小さくして、エネルギー密度の低下を抑制できる。
Of the plurality of
また、電極素子20に含まれる全てのセパレータ23が、突出部24a〜24hによって外装フィルム12と溶着されていても良い。全てのセパレータ23が外装フィルム12に固定されている場合、外部から衝撃が加わった際に、正極シート21および負極シート22に接続されている全てのリード18a,18bへの負荷を低減することができる。
Further, all the
図4に示す実施例1では、セパレータ23の突出部24a〜24hは、電極素子20の端子辺25aとは反対側に位置している。これに限らず、セパレータ23の突出部24a〜24hは、端子辺25a以外の1つまたは複数の辺に位置していても良い(図6〜図10も参照)。セパレータ23の突出部24a〜24hは、電極素子20の端子辺25a以外の辺に配置されていることが好ましい。
In Example 1 shown in FIG. 4, the
各々の突出部24a〜24hは互いに重ならないように配置されていることが好ましい。これに代えて、外装フィルム12の液密性が阻害されない範囲で、突出部24a〜24hを重ねることもできる。具体的には、突出部24a〜24hを挟んで互いに対向する外装フィルム12の樹脂層同士の間の距離Dが、突出部24a〜24hによって外装フィルム12と溶着されているセパレータ23の厚みの2倍以下であることが好ましい。より具体的に、当該距離Dが60μm以下であることが好ましい。このため、突出部24a〜24hは3つ以上重ならないように配置されることが好ましい。突出部24a〜24hの重なりを2以下にすると、セパレータ23が突出部24a〜24hによって直接外装フィルム12の樹脂層に固定される。これにより、エネルギー密度の低下を抑制し、外装フィルムの液密性を向上させることもできる。
The
次に、いくつかの実施例に係る電池、および比較例の電池に対して、振動及び衝撃試験を行った結果について説明する。この試験では、外装フィルム12内で電極素子20が動いた距離を測定した。まず、各々の実施例および比較例の電池について説明をする。 Next, results of vibration and impact tests performed on the batteries according to some examples and the batteries of comparative examples will be described. In this test, the distance that the electrode element 20 moved in the exterior film 12 was measured. First, the batteries of the examples and comparative examples will be described.
(実施例1)
図4に実施例1における電極素子20の概略平面図を示す。正極シート8枚、負極シート9枚を、セパレータを介してそれぞれ積層した電極素子を準備した。セパレータ23は16枚であった。電池10を収納した外装フィルム12の大きさは、縦150mmおよび横80mmとした。幅8mmの突出部24a〜24hを、1層おきのセパレータ23に1箇所ずつ設けた。それぞれの突出部24a〜24hが重ならないように配置されている。また、突出部24a〜24hは、電極素子20の端子辺25aと反対側の辺に設けられている。これらの突出部24は、外装フィルム12に溶着されている。
Example 1
FIG. 4 shows a schematic plan view of the electrode element 20 in the first embodiment. An electrode element was prepared by laminating 8 positive electrode sheets and 9 negative electrode sheets with a separator interposed therebetween. The
(実施例2)
実施例2では、図6に示すように、セパレータ23の突出部24が、電極素子20の、端子辺25aに直交する2辺のうちの一方の辺から突出している。突出部24は、各々のセパレータ23に1箇所ずつ形成されている。突出部24の、電極素子の端子辺25aと直交する方向の長さを8mmとした。なお、正極シート、負極シート22およびセパレータ23の枚数や電池の大きさは、実施例1と同じである。
(Example 2)
In Example 2, as shown in FIG. 6, the protruding
(実施例3)
実施例3では、図7に示すように、電極素子20の、端子辺25aに直交する2辺のうちの他方の辺に突出部24を形成している。突出部24は、各々のセパレータ23に1箇所ずつ形成されている。ただし、図8に示すように、それぞれの突出部24は2枚ずつ重なって配置されている。突出部24の、電極素子20の端子辺25aと直交する方向の長さは16mmとした。なお、セパレータ23の枚数や電池の大きさは、実施例1と同じである。
(Example 3)
In Example 3, as illustrated in FIG. 7, the protruding
(実施例4)
実施例4では、図9に示すように、セパレータ23に形成された突出部24は、電極素子20の、端子辺25aとは異なる2辺に配置されている。突出部24は、各々のセパレータ23に1箇所ずつ形成されている。端子辺25aとは反対側の辺に、幅14mmの突出部24が5箇所配置されている。別の辺に幅12mmの突出部24が11箇所配置されている。セパレータ23の枚数や電池の大きさは、実施例1と同じである。
Example 4
In Example 4, as shown in FIG. 9, the
(実施例5)
実施例5では、図10に示すように、電極素子20の、端子辺25a以外の3辺に、それぞれ突出部24が配置されている。突出部24は、各々のセパレータ23に1箇所ずつ形成されている。端子辺25aとは反対側の辺に、幅17.5mmの4つの突出部24が配置されている。残りの2辺には、幅22.5mmの突出部24がそれぞれ6箇所配置されている。なお、セパレータ23の枚数や電池の大きさは、実施例1と同じである。
(Example 5)
In Example 5, as shown in FIG. 10, the
(比較例1)
比較例1では、どのセパレータにも突出部が形成されておらず、セパレータと外装フィルムとは溶着されていない。その他の構成は、実施例1と同じである。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, no separator is formed on any separator, and the separator and the exterior film are not welded. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
(比較例2)
比較例2では、電極素子を構成する全てのセパレータに、電極素子の端子辺とは反対側の一辺から突出した突出部が形成されている。これらの突出部は、全て重ね合わせられている。全てのセパレータが突出部によって外装フィルムと溶着されている。その他の構成は、実施例1と同じである。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a protruding portion that protrudes from one side opposite to the terminal side of the electrode element is formed on all separators that constitute the electrode element. These protrusions are all overlaid. All the separators are welded to the exterior film by the protrusions. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
上記実施例および比較例の電池に対して、以下の手順で、振動及び衝撃試験を行った。 Vibration and impact tests were performed on the batteries of the above examples and comparative examples according to the following procedure.
[手順1]
各々の電池を満充電状態にする。
[Procedure 1]
Fully charge each battery.
[手順2]
外装フィルムの、電極素子の端部位置、より具体的にはエンボス加工の立ち上がり部分に相当する箇所に、ペンによって目印をつける。
[Procedure 2]
Marks are made with a pen at the positions of the end portions of the electrode elements of the exterior film, more specifically, the portions corresponding to the rising portions of the embossing.
[手順3]
電池を、温度が20±5℃、気圧が11.6kPa以下の雰囲気中に6時間以上置く。
[Procedure 3]
The battery is placed in an atmosphere having a temperature of 20 ± 5 ° C. and an atmospheric pressure of 11.6 kPa or less for 6 hours or more.
[手順4]
続いて、電池に熱衝撃を加える。電池を、最低6時間以上75±2℃に維持し、続いて最低6時間以上40±2℃に維持する。温度変化のインターバルは30分以内である。この温度の変化を合計10回繰り返す。
[Procedure 4]
Subsequently, a thermal shock is applied to the battery. The battery is maintained at 75 ± 2 ° C. for a minimum of 6 hours and subsequently maintained at 40 ± 2 ° C. for a minimum of 6 hours. The interval between temperature changes is within 30 minutes. This change in temperature is repeated a total of 10 times.
[手順5]
振動が電池に確実に伝わるように、電池を振動装置の振動台に固定する。振動は正弦波形の対数掃引とし、振動数を7Hzから200Hzに代えてさらに7Hzに戻す。これを15分間持続させる。電池に対して互いに垂直な3方向について、この振動を12回ずつ行う。
[Procedure 5]
The battery is fixed to the vibration table of the vibration device so that vibration is reliably transmitted to the battery. The vibration is a logarithmic sweep of a sinusoidal waveform, and the vibration frequency is changed from 7 Hz to 200 Hz and returned to 7 Hz. This lasts 15 minutes. This vibration is performed twelve times in three directions perpendicular to the battery.
[手順6]
電池を完全に放電した状態にする。
[Procedure 6]
Let the battery be completely discharged.
[手順7]
堅牢な固定ジグによって電池を衝撃装置に固定し、ピーク加速度150gn、パルス持続時間6ミリ秒の正弦半波衝撃を電池に加える。互いに垂直な3方向について、正方向および負方向に3回ずつ電池に衝撃を加える。
[Procedure 7]
The battery is fixed to the impact device by a rigid fixing jig, and a half-sine wave impact with a peak acceleration of 150 gn and a pulse duration of 6 milliseconds is applied to the battery. In three directions perpendicular to each other, the battery is impacted three times in the positive and negative directions.
[手順8]
手順2で付けた目印からの、電極素子の位置ズレをスケールで測定する。
[Procedure 8]
The positional deviation of the electrode element from the mark attached in the procedure 2 is measured with a scale.
表1は、実施例1〜5及び比較例の電池に対する上記の試験の結果を示している。 Table 1 shows the results of the above tests for the batteries of Examples 1 to 5 and the comparative example.
セパレータ23bと外装フィルム12とが溶着された箇所が1辺以上あれば、電極素子20の位置ズレ量は、比較例1と比較して非常に小さいことが明らかとなった。したがって、本実施例の電池では、振動及び衝撃への耐性が向上していることがわかる。 It was found that the amount of displacement of the electrode element 20 was very small as compared with Comparative Example 1 if there was at least one side where the separator 23b and the exterior film 12 were welded. Therefore, it can be seen that the battery of this example has improved resistance to vibration and impact.
比較例2の電池のように、全層のセパレータが外装フィルムと熱溶着されている場合、外装フィルムの封止幅が8mm程度必要となる。その結果、上述したように、電池のエネルギー密度が低下することがわかった。これに対し、本実施例の電池では、一部のセパレータ23bのみが外装フィルム12と溶着されているため、封止幅の増大を抑制できる。その結果、電池のエネルギー密度の低下を抑制できる。 When the separator of all layers is heat-welded with an exterior film like the battery of the comparative example 2, the sealing width of an exterior film is needed about 8 mm. As a result, as described above, it was found that the energy density of the battery was lowered. On the other hand, in the battery of this example, since only some of the separators 23b are welded to the exterior film 12, an increase in the sealing width can be suppressed. As a result, a decrease in battery energy density can be suppressed.
以上、本発明の望ましい実施形態および実施例について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been presented and described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various changes and modifications can be made without departing from the gist. Please understand that this is possible.
10 電池
12 外装フィルム
18a リード
18b リード
20 電極素子
21 正極シート
22 負極シート
23 セパレータ
24,24a〜24h セパレータの突出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery 12
Claims (7)
前記電極素子を収納する外装フィルムであって、互いに対向して配された熱可塑性樹脂層を有し、互いに対向する前記樹脂層の外周部が熱溶着されて成る外装フィルムと、を備えた電池であって、
複数の前記セパレータのうちの少なくとも2つに、互いに積層された前記電極シートから突出して前記外装フィルムの前記樹脂層と溶着されている突出部が形成されており、
複数のセパレータのうちの第1のセパレータの前記突出部と第2のセパレータの前記突出部とが、互いに重ならないように配置されている、電池。 An electrode element comprising a plurality of electrode sheets laminated together and a separator disposed between the electrode sheets;
A battery comprising: an exterior film that houses the electrode element, the exterior film having thermoplastic resin layers disposed opposite to each other, and the outer peripheral portions of the resin layers facing each other being thermally welded to each other Because
At least two of the plurality of separators are formed with protruding portions that protrude from the electrode sheets stacked on each other and are welded to the resin layer of the exterior film,
The battery, wherein the protruding portion of the first separator and the protruding portion of the second separator of the plurality of separators are arranged so as not to overlap each other.
前記第1及び第2のセパレータとは別の第3のセパレータに形成された前記突出部が、前記第1のセパレータに形成された前記突出部と重なるように配されている、請求項1に記載の電池。 The protrusion is formed on at least three of the separators,
The protrusion formed on a third separator different from the first and second separators is arranged so as to overlap the protrusion formed on the first separator. The battery described.
複数の前記突出部は、3つ以上重ならないように配置されている、請求項1に記載の電池。 The protrusions are formed on all of the separators,
The battery according to claim 1, wherein the plurality of protrusions are arranged so as not to overlap three or more.
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