JP6298032B2 - 蓄電セル、外装フィルム及び蓄電モジュール - Google Patents
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Description
上記外装体は、上記蓄電素子を収容し、上記蓄電素子側の第1の主面及びその反対側の第2の主面を有する金属層と、上記第1の主面に積層された樹脂からなる内部樹脂層と、上記第2の主面に積層された樹脂からなる外部樹脂層とを有し、上記金属層の上記第2の主面側に溝部が形成されている。
上記蓄電セルは、蓄電素子と外装体とを具備する。
上記外装体は、上記蓄電素子を収容し、上記蓄電素子側の第1の主面及びその反対側の第2の主面を有する金属層と、上記第1の主面に積層された樹脂からなる内部樹脂層と、上記第2の主面に積層された樹脂からなる外部樹脂層とを有し、上記内部樹脂層を上記蓄電素子側として上記蓄電素子を収容し、上記蓄電素子に対向して平面を形成する素子収容部と、上記素子収容部の周縁において上記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール部と、上記収容部と上記シール部の間の中間部を有し、上記中間部において上記金属層の上記第2の主面側に溝部が形成されている。
図1は、本実施形態に係る蓄電セル10の斜視図であり、図2は、図1のD−D線における蓄電セル10の断面図である。以下の図においてX方向、Y方向及びZ方向は相互に直交する3方向である。
図4は、外装フィルム20の断面図である。同図に示すように、外装フィルム20は、金属層25、内部樹脂層26及び外部樹脂層27から構成されている。
図5は溝部Sを含む外装フィルム20の断面図である。溝部Sは、同図に示すように、外部樹脂層27の表面から金属層25の途中まで形成されている。外部樹脂層27は、図5に示すように溝部Sが形成されている箇所において完全に分離され、金属層25は同図に示すように溝部Sによって部分的に分離されている。
蓄電セル10の使用時において、通常時(蓄電素子30に異常が生じてない状態)、即ち収容空間R1の内部圧力が許容範囲内の場合には、外装フィルム20は図5又は図6に示した状態を維持する。この状態では溝部Sは金属層25を完全に分離していないため、金属層25によって水分が外装フィルム20を透過することが防止されている。
溝部Sは、外装フィルム20のうち、シール部20a以外のいずれかに設けることができる。図7乃至図10は、溝部Sの形成位置を示す模式図であり、図7は蓄電セル10の断面図、図9乃至図10は蓄電セル10の平面図である。
本実施形態の蓄電セル10を複数積層することにより蓄電モジュールを構成することができる。図11は、蓄電モジュール100の模式図である。蓄電モジュール100は、同図に示すように、複数の蓄電セル10、熱伝導シート101、プレート102及び支持部材103を備える。
図12は変形例に係る蓄電セル10を示す断面図であり、図13は別の変形例に係る外装フィルム20の断面図である。上記実施形態において、蓄電セル10は、2枚の外装フィルム20によって構成される外装体が収容空間R1を封止するものとしたがこれに限られない。図12に示すように、蓄電セル10は、1枚の外装フィルム20が蓄電素子30を介して折り曲げられ、3辺がシールされて形成された外装体が収容空間R1を封止する構成であってもよい。溝部Sは、図12に示すように、外装フィルム20のうちシール部20a以外の部分に設けられるものとすることができる。
本実施形態に係る外装フィルム20の製造方法について説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり、外装フィルム20は、以下に示す方法とは異なる方法で製造することも可能である。
図14は、溝部Sの形成に用いられる溝部加工機80の模式図である。溝部加工機80は、図14に示すように、ホーン81及び刃82を備える。
図16は、薄肉部26aの形成に用いるシーラー90の模式図であり、図16(a)は正面図、図16(b)は側面図である。シーラー90は、ヒーター91及びヒーター92を備える。
図18は、外装フィルム20の検査工程の模式図である。外装フィルム20は、薄肉部26aと溝部Sが形成された後、図18に示すように、円筒状に曲げられて溝部Sの深さが検査される。
本実施形態に係る蓄電セル10は、上記製造方法により作製された外装フィルム20で蓄電素子30を囲み、電解液を充填した後、シール部20aによってシールすることにより製造することができる。2枚の外装フィルム20で収容空間R1を封止する場合には、溝部Sを有する外装フィルム20と溝部Sを有しない外装フィルム20を用いることができる。1枚の外装フィルム20で収容空間R1を封止する場合には溝部Sを有する外装フィルム20を用いることができる。
まず、厚さが80μmの無軸延伸ポリプロピレン(CPP)からなる内部樹脂層を、厚さが40μmのアルミニウムからなる金属層に接着剤で積層した。次に、金属層の内部樹脂層が積層された反対側の面にオリエンテッドナイロンからなり、厚さが15μmの第1外部樹脂層を接着剤で積層した。続いて、第1外部樹脂層の上に、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなり、厚さが12μmの第2外部樹脂層を接着剤で積層し、厚みが156μmの積層フィルムを作製した。
各蓄電セルの開放圧力を測定した。測定は、蓄電セルをプレートによって挟持した状態と、プレートによって挟持していない状態でおこなった。プレートで挟持した状態は、蓄電モジュールにおける蓄電セルの状態を再現したものである。
20…外装フィルム
20a…シール部
20b…素子収容部
20c…中間部
25…金属層
25a…第1の主面
25b…第2の主面
26…内部樹脂層
27…外部樹脂層
30…蓄電素子
100…蓄電モジュール
S…溝部
Claims (18)
- 蓄電素子と、
前記蓄電素子を収容し、前記蓄電素子側の第1の主面及びその反対側の第2の主面を有する金属層と、前記第1の主面に積層された樹脂からなる内部樹脂層と、前記第2の主面に積層された樹脂からなる外部樹脂層とを有し、前記金属層の前記第2の主面側に溝部が形成された外装体と
を具備する蓄電セル。 - 請求項1に記載の蓄電セルであって、
前記外装体は、前記内部樹脂層が第1の厚みを有する第1の領域と、前記内部樹脂層が前記第1の厚みより小さい第2の厚みを有する第2の領域とを有し、前記溝部は、前記第2の領域に形成されている
蓄電セル。 - 請求項2に記載の蓄電セルであって、
前記内部樹脂層は、前記外部樹脂層を構成する樹脂より融点が低い樹脂を有する
蓄電セル。 - 請求項3に記載の蓄電セルであって、
前記内部樹脂層は、無軸延伸ポリプロピレンからなり、
前記外部樹脂層は、ナイロンからなり前記第2の主面に積層された第1の外部樹脂層と、ポリエチレンテレフタレートからなり前記第1の外部樹脂層に積層された第2の外部樹脂層を含む
蓄電セル。 - 請求項4に記載の蓄電セルであって、
前記溝部は、前記外部樹脂層まで連続している
蓄電セル。 - 請求項5に記載の蓄電セルであって、
前記溝部の一部又は全部が絶縁物で埋められている
蓄電セル。 - 請求項6に記載の蓄電セルであって、
前記絶縁物は、樹脂である
蓄電セル。 - 請求項2に記載の蓄電セルであって、
前記第2の厚みと前記第1の厚みの差は20μm以上50μm以下である
蓄電セル。 - 請求項1に記載の蓄電セルであって、
前記金属層は、25μm以上80μm以下の厚みを有するアルミニウム箔であり、
前記溝部は、前記金属層において前記金属層の厚みに対して1/10以上2/3以下の深さを有する
蓄電セル。 - 請求項9に記載の蓄電セルであって、
前記溝部は、前記金属層において前記金属層の厚みに対して1/3以上1/2以下の深さを有する
蓄電セル。 - 請求項1に記載の蓄電セルであって、
前記外装体は、前記蓄電素子に対向して平面を形成する素子収容部と、前記素子収容部の周縁において前記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール部と、前記収容部と前記シール部の間の中間部を有し、
前記溝部は、前記中間部に形成されている
蓄電セル。 - 請求項11に記載の蓄電セルであって、
前記素子収容部は、エンボス加工によって形成されている
蓄電セル。 - 請求項11に記載の蓄電セルであって、
前記溝部は、前記シール部の周縁に対して平行に形成されている
蓄電セル。 - 蓄電素子を収容する収容空間を形成する外装フィルムであって、
前記蓄電素子側の第1の主面及びその反対側の第2の主面を有する金属層と、前記第1の主面に積層された樹脂からなる内部樹脂層と、前記第2の主面に積層された樹脂からなる外部樹脂層とを有し、前記金属層の前記第2の主面側に溝部が形成されている
外装フィルム。 - 請求項14に記載の外装フィルムであって、
前記溝部は、前記外部樹脂層まで連続している
外装フィルム。 - 請求項15に記載の外装フィルムであって、
前記溝部の一部又は全部が絶縁物で埋められている
外装フィルム。 - 請求項16に記載の外装フィルムであって、
前記絶縁物は、樹脂である
外装フィルム。 - 複数の蓄電セルが積層された蓄電モジュールであって、
前記蓄電セルは、
蓄電素子と、
前記蓄電素子を収容し、前記蓄電素子側の第1の主面及びその反対側の第2の主面を有する金属層と、前記第1の主面に積層された樹脂からなる内部樹脂層と、前記第2の主面に積層された樹脂からなる外部樹脂層とを有し、前記蓄電素子に対向して平面を形成する素子収容部と、前記素子収容部の周縁において前記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール部と、前記収容部と前記シール部の間の中間部を有し、前記中間部において前記金属層の前記第2の主面側に溝部が形成された外装体と
を具備する蓄電モジュール。
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