JP6637675B2 - Storage module and battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、軽量化、高放熱化、省スペース化がなされた組電池に関する。   The present invention relates to an assembled battery that is lightweight, has high heat dissipation, and saves space.

なお、本明細書において、「アルミニウム」の語は、AlおよびAl合金を含む意味で用い、「銅」の語は、CuおよびCu合金を含む意味で用い、「ニッケル」の語は、NiおよびNi合金を含む意味で用い、「チタン」の語は、TiおよびTi合金を含む意味で用いている。また、本明細書において、「金属」の語は、単体の金属および合金を含む意味で用いる。   In this specification, the term “aluminum” is used to mean Al and an Al alloy, the term “copper” is used to mean Cu and a Cu alloy, and the term “nickel” is Ni and The term "titanium" is used to include Ti and Ti alloys. In this specification, the term “metal” is used to include a single metal and an alloy.

ハイブリッド自動車や電気自動車の電池、家庭用または工業用の定置用蓄電池に使用されるリチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池は小型化、軽量化に伴い、従来使用されていた金属製の外装に代えて、金属箔の両面に樹脂フィルムを貼り合わせたラミネート外装材が用いられることが多くなっている。また、ラミネート外装材を使用した電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ等も自動車やバスに搭載することが検討されている。   Lithium ion secondary batteries and lithium polymer secondary batteries used in hybrid and electric vehicle batteries, home or industrial stationary storage batteries have been downsized and lightened. Instead, a laminate exterior material in which a resin film is bonded to both sides of a metal foil is often used. In addition, it has been studied to mount an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, or the like using a laminate exterior material on an automobile or a bus.

電気自動車など、高エネルギーを必要とするデバイスでは小さな容積で大きな電気エネルギーを得るために、蓄電モジュールを積層させ直列に接続することで対応しているが、充放電の際にモジュールの内部抵抗による熱が蓄積しやすく、モジュール内が高温となるため、電池劣化の促進や、性能の低下に影響がでるだけでなく、安全性にも波及がおきる。このため、複数の蓄電モジュールを積層配置した組電池では、蓄電モジュール間に放熱部材を介在させてモジュールの冷却を行うことが提案されている(特許文献1、2参照)
特許文献1に記載された組電池は、蓄電モジュールの間に放熱部材として波形材を介在させて冷風の流通空間を形成して放熱効果を得るようにしている。また、特許文献2に記載された組電池は、蓄電モジュールの間に冷却液を流通させる管部材を配置し、さらにこの管部材と蓄電モジュールとの間に板バネを介装して空冷用の空間を形成することにより、液冷と空冷の両方により高い冷却効果を得ている。
For devices that require high energy, such as electric vehicles, in order to obtain a large amount of electric energy in a small volume, it is necessary to stack power storage modules and connect them in series, but due to the internal resistance of the module when charging and discharging Since heat easily accumulates and the temperature inside the module becomes high, not only acceleration of battery deterioration and deterioration of performance are affected, but also safety is affected. For this reason, in an assembled battery in which a plurality of power storage modules are stacked, it has been proposed to cool the modules by interposing a heat radiating member between the power storage modules (see Patent Documents 1 and 2).
In the battery pack described in Patent Literature 1, a corrugated material is interposed between power storage modules as a heat radiating member to form a cool air circulation space to obtain a heat radiating effect. Further, in the battery pack described in Patent Document 2, a tube member for flowing a cooling liquid is arranged between the power storage modules, and a leaf spring is interposed between the tube member and the power storage module for air cooling. By forming the space, a high cooling effect is obtained by both liquid cooling and air cooling.

特開2012−84551号公報JP 2012-84551 A 特開2014−170697号公報JP 2014-170697 A

しかしながら、特許文献1、2に記載された冷却方法は、波形材、管部材、板バネといった嵩高い放熱部材必要であり、さらには冷風または冷却液の供給装置が必要であり、組電池はこれらの冷却装置が大きなスペースを占めている。従って、蓄電モジュールの小型化を図っても組電池の小型化は難しい。   However, the cooling methods described in Patent Literatures 1 and 2 require a bulky heat radiating member such as a corrugated material, a pipe member, and a leaf spring, and further require a supply device of a cool air or a cooling liquid. Cooling system occupies a large space. Therefore, even if the size of the power storage module is reduced, it is difficult to reduce the size of the battery pack.

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、放熱効率の良い蓄電モジュールおよび組電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a technical background, and an object of the present invention is to provide a power storage module and a battery pack with good heat dissipation efficiency.

即ち、本発明は下記[1]〜[5]に記載の構成を有する。   That is, the present invention has the configurations described in the following [1] to [5].

[1]第一金属箔の一方の面に第一耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第一熱可塑性樹脂層が積層され、前記第一熱可塑性樹脂層側の面に第一金属箔が露出する第一金属箔内側露出部を有する第一外装材と、
第二金属箔の一方の面に第二耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第二熱可塑性樹脂層が積層され、前記第二熱可塑性樹脂層側の面に第二金属箔が露出する第二金属箔内側露出部を有する第二外装材と、
第一金属箔内側露出部に積層された正極活物質層と、第二金属箔内側露出部に積層された負極活物質層と、これらの間に配置されるセパレーターとを有する電池要素とを備え、
前記第一外装材および第二外装材のうちの少なくとも一方は、第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部を含む領域にエンボス部を有し、前記第一外装材の第一熱可塑性樹脂層と第二外装材の第二熱可塑性樹脂層とが向かい合い、第一熱可塑性樹脂層と第二熱可塑性樹脂層とが融着した熱封止部に囲まれることによって、室内に第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部が臨む1室以上の電池要素室を有し、かつ前記エンボス部によって凹凸を有する外面となされた外装体が形成され、
前記電池要素室内に電解質とともに封入された電池要素は、正極活物質層が第一金属箔内側露出部に導通するとともに負極活物質層が第二金属箔内側露出部に導通していることを特徴とする蓄電モジュール。
[1] A first heat-resistant resin layer is laminated on one surface of the first metal foil, a first thermoplastic resin layer is laminated on the other surface, and a first metal foil is laminated on the surface on the first thermoplastic resin layer side. A first exterior material having a first metal foil inner exposed portion where is exposed,
A second heat-resistant resin layer is laminated on one surface of the second metal foil and a second thermoplastic resin layer is laminated on the other surface, and the second metal foil is exposed on the surface on the second thermoplastic resin layer side. A second exterior material having a second metal foil inner exposed portion,
A positive electrode active material layer stacked on the first metal foil inner exposed portion, a negative electrode active material layer stacked on the second metal foil inner exposed portion, and a battery element having a separator disposed therebetween. ,
At least one of the first exterior material and the second exterior material has an embossed portion in a region including the first metal foil inside exposed portion and the second metal foil inside exposed portion, and the first exterior material has a first embossed portion. By facing the thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer of the second exterior material and being surrounded by the heat sealing portion where the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer are fused, An exterior body having one or more battery element chambers facing the first metal foil inner exposed portion and the second metal foil inner exposed portion, and having an outer surface having irregularities by the embossed portion is formed,
In the battery element sealed together with the electrolyte in the battery element chamber, the positive electrode active material layer is electrically connected to the first metal foil inside exposed portion, and the negative electrode active material layer is electrically connected to the second metal foil inside exposed portion. Power storage module.

[2]前記外装体の外面に、第一金属箔が露出する第一金属箔外側露出部および第二金属箔が露出する第二金属箔外側露出部の少なくとも一方が形成されている前項1に記載の蓄電モジュール。   [2] The method according to the above item 1, wherein at least one of the first metal foil outer exposed portion where the first metal foil is exposed and the second metal foil outer exposed portion where the second metal foil is exposed is formed on the outer surface of the exterior body. The power storage module as described in the above.

[3]2個以上の、前項1または2に記載された蓄電モジュールを有し、それらの蓄電モジュールが外装体の凹凸表面によって隣合う蓄電モジュール間に空間が形成される態様で積層され、かつそれらの蓄電モジュールが直列に連結されていることを特徴とする組電池。   [3] Two or more power storage modules described in 1 or 2 above, the power storage modules are stacked in such a manner that a space is formed between adjacent power storage modules by the uneven surface of the exterior body, and An assembled battery, wherein the power storage modules are connected in series.

[4]蓄電モジュールの積層方向において、電池要素室と熱封止部とが重なり合うように複数の蓄電モジュールが積層されている前項3に記載の組電池。   [4] The assembled battery according to the above item 3, wherein a plurality of power storage modules are stacked such that the battery element chamber and the heat sealing portion overlap in the stacking direction of the power storage modules.

[5]積層方向において隣合う蓄電モジュールの間に伝熱体が配置されている前項3または4に記載の組電池。   [5] The battery pack according to the above item 3 or 4, wherein the heat transfer body is arranged between the power storage modules adjacent in the stacking direction.

上記[1]の記載の蓄電モジュールは、第一外装材の第一金属箔および第二外装材の第二金属箔が電池の電極であり、電池要素の正極活物質層が第一金属箔内側露出部に積層され負極活物質層が第二金属箔内側露出部に積層された薄型モジュールであり、かつエンボス部により外装体の外面に凹凸が形成されて表面積が拡大されているため、放熱効率が良い。モジュールが発する熱は効率良く放散されるので、電池性能の低下を抑制することができる。   In the power storage module according to the above [1], the first metal foil of the first exterior material and the second metal foil of the second exterior material are electrodes of a battery, and the positive electrode active material layer of the battery element is inside the first metal foil. This is a thin module where the negative electrode active material layer is laminated on the exposed part and the negative electrode active material layer is laminated on the exposed part inside the second metal foil. Is good. Since the heat generated by the module is efficiently dissipated, a decrease in battery performance can be suppressed.

上記[2]に記載の蓄電モジュールは、外装体の外面に第一金属箔外側露出部および第二金属箔外側露出部が設けられているのでタブリードを引き出す必要がない。そのため、熱封止作業が容易になる。また、熱封止部の電池要素室に接する部分はあまねく第一熱可塑性樹脂層と第二熱可塑性樹脂層とが融着しているので密着性が高く、タブリードが引き出された電池要素室よりも高い密閉性が得られる。さらに、タブリードを用いないことで、軽量化、省スペース化を図ることができる。   In the power storage module according to the above [2], since the first metal foil outer exposed portion and the second metal foil outer exposed portion are provided on the outer surface of the exterior body, there is no need to pull out the tab lead. Therefore, the heat sealing operation becomes easy. In addition, since the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer are generally fused to each other in a portion in contact with the battery element chamber of the heat-sealed portion, the adhesion is high, and the tab lead is pulled out from the battery element chamber. High sealing performance can be obtained. Furthermore, by not using a tab lead, weight reduction and space saving can be achieved.

上記[3]に記載の組電池は、蓄電モジュールの外装体の外面の凹凸によって積層方向に隣合うモジュール間に空間が形成されている。モジュールが発する熱は前記空間に放熱され、さらに前記空間にガスが流れることによって放熱が促進されて組電池が冷却される。前記空間は放熱部材を用いることなく形成されるので、組電池を大型化することなく冷却効果が得られる。   In the battery pack according to the above [3], a space is formed between adjacent modules in the stacking direction due to irregularities on the outer surface of the exterior body of the power storage module. The heat generated by the module is radiated to the space, and the gas flows into the space to promote heat radiation to cool the battery pack. Since the space is formed without using a heat radiating member, a cooling effect can be obtained without increasing the size of the assembled battery.

上記[4]に記載の組電池は、積層方向において隣合うモジュールの電池要素室間の距離が拡大されかつ組電池内で電池要素室が分散されるので、放熱効率が向上し、高い冷却効果が得られる。   In the battery pack according to the above [4], since the distance between the battery element chambers of adjacent modules in the stacking direction is increased and the battery element chambers are dispersed in the battery pack, the heat dissipation efficiency is improved, and the cooling effect is high. Is obtained.

上記[5]に記載の組電池は、伝熱体に排熱されるので高い冷却効果が得られる。   The battery pack according to the above [5] has a high cooling effect because the heat is discharged to the heat transfer body.

本発明の蓄電モジュールの一実施形態の斜視図である。It is a perspective view of one embodiment of a storage module of the present invention. 図1Aにおける1B−1B線断面図である。FIG. 1B is a sectional view taken along line 1B-1B in FIG. 1A. 本発明にかかる組電池の一実施形態の斜視図である。It is a perspective view of one embodiment of an assembled battery concerning the present invention. 図2Aにおける2B−2B線断面図である。It is 2B-2B sectional view taken on the line in FIG. 2A. 本発明にかかる組電池の他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of the assembled battery concerning this invention. 本発明にかかる組電池のさらに他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of further another embodiment of the assembled battery concerning this invention.

図1Aおよび図1Bに本発明の蓄電モジュールの一実施形態を示し、図2A〜図4に前記蓄電モジュールを用いた組電池の実施形態を示す。   1A and 1B show an embodiment of a power storage module of the present invention, and FIGS. 2A to 4 show embodiments of an assembled battery using the power storage module.

以下の説明において同一の符号は同一物を示すものとして重複する説明を省略する。また、外装体を構成する第一外装材および第二外装材において、外装材および形成位置にかかわらず金属箔が露出する部分を指す場合は「金属箔露出部」と総称し、電池要素室内に臨んで露出する部分を「金属箔内側露出部」と総称し、外装体の外面に露出する部分を「金属箔外側露出部」と総称する。
[蓄電モジュール]
図1Aおよび図1Bに示す蓄電モジュール1は、外装体30が第一外装材10と第二外装材20とにより構成され、縦横に交差する熱封止部50によって3列×3列に区画された9個の電池要素室40を有し、各電池要素室40に電池要素としてのコアセル60と電解質(符号なし)とが封入されている。
In the following description, the same reference numerals denote the same items, and redundant description will be omitted. Also, in the first exterior material and the second exterior material constituting the exterior body, when the metal foil is exposed regardless of the exterior material and the formation position, the metal foil is generally referred to as “exposed portion of the metal foil”, and the inside of the battery element chamber is referred to. The exposed portion is generically referred to as a “metal foil inner exposed portion”, and the portion exposed to the outer surface of the exterior body is generically referred to as a “metal foil outer exposed portion”.
[Power storage module]
1A and 1B, the exterior body 30 is composed of the first exterior material 10 and the second exterior material 20, and is divided into 3 rows × 3 rows by heat sealing portions 50 crossing vertically and horizontally. Each of the battery element chambers 40 has a core cell 60 as a battery element and an electrolyte (no symbol) sealed therein.

前記第一外装材10は第一金属箔11の一方の面に第一耐熱性樹脂層12が積層され他方の面に第一熱可塑性樹脂層13が積層されたラミネート材であり、第一耐熱性樹脂層12側の面に突出する9個の第一エンボス部18が形成されている。各第一エンボス部18の内側の面、即ち第一熱可塑性樹脂層13側の面において、第一熱可塑性樹脂層13が除去されて第一金属箔11が露出する第一金属箔内側露出部14が形成されている。また、前記第一外装材10の一辺は熱封止部50から延長されて両面が露出して外装体30の外面となる第一フランジ15となされ、第一熱可塑性樹脂層13の一部が除去されて第一金属箔11が露出する第一金属箔外側露出部16が形成されている。   The first exterior material 10 is a laminated material in which a first heat-resistant resin layer 12 is laminated on one surface of a first metal foil 11 and a first thermoplastic resin layer 13 is laminated on the other surface. Nine first embossed portions 18 projecting from the surface on the side of the conductive resin layer 12 are formed. On the inner surface of each first embossed portion 18, that is, on the surface on the first thermoplastic resin layer 13 side, the first metal foil inner exposed portion where the first thermoplastic resin layer 13 is removed and the first metal foil 11 is exposed 14 are formed. In addition, one side of the first exterior material 10 is extended from the heat sealing portion 50 and both surfaces are exposed to form a first flange 15 serving as an outer surface of the exterior body 30, and a part of the first thermoplastic resin layer 13 is formed. The first metal foil outer exposed portion 16 from which the first metal foil 11 is removed and removed is formed.

前記第二外装材20は第二金属箔21の一方の面に第二耐熱性樹脂層22が積層され他方の面に第二熱可塑性樹脂層23が積層されたラミネート材であり、第二熱可塑性樹脂層23側の面に突出する9個の第二エンボス部28が形成されている。各第二エンボス部28の外側の面、即ち第二熱可塑性樹脂層23側の面において、第二熱可塑性樹脂層23が除去されて第二金属箔21が露出する第二金属箔内側露出部24が形成されている。また、前記第一フランジ15の対向辺においては第二外装材20が熱封止部50から延長されて両面が露出して外装体30の外面となる第二フランジ25となされ、第二熱可塑性樹脂層23の一部が除去されて第二金属箔21が露出する第二金属箔外側露出部26が形成されている。   The second exterior material 20 is a laminated material in which a second heat-resistant resin layer 22 is laminated on one surface of a second metal foil 21 and a second thermoplastic resin layer 23 is laminated on the other surface. Nine second embossed portions 28 projecting from the surface on the side of the plastic resin layer 23 are formed. On the outer surface of each second embossed portion 28, that is, on the surface on the second thermoplastic resin layer 23 side, the second metal foil inner exposed portion where the second thermoplastic resin layer 23 is removed and the second metal foil 21 is exposed. 24 are formed. On the opposite side of the first flange 15, the second exterior material 20 is extended from the heat sealing portion 50 and both surfaces are exposed to form a second flange 25 serving as an outer surface of the exterior body 30. A second metal foil outer exposed portion 26 from which a part of the resin layer 23 is removed to expose the second metal foil 21 is formed.

前記コアセル60は正極活物質層61、セパレーター62、負極活物質層63およびこれらに付随する層によって構成されている。正極活物質層61は第一外装材10の第一金属箔内側露出部14にバインダー層64を介して積層され、負極活物質層63は第二外装材20の第二金属箔内側露出部24にバインダー層65を介して積層されている。   The core cell 60 includes a positive electrode active material layer 61, a separator 62, a negative electrode active material layer 63, and layers associated therewith. The positive electrode active material layer 61 is laminated on the first metal foil inside exposed portion 14 of the first exterior material 10 via the binder layer 64, and the negative electrode active material layer 63 is formed on the second metal foil inside exposed portion 24 of the second exterior material 20. Are laminated via a binder layer 65.

前記電池要素室40は、第一外装材10の第一熱可塑性樹脂層13と第二外装材20の第二熱可塑性樹脂層23とをセパレーター62を挟んで向かい合わせ、各第一エンボス部18内に第二エンボス部28をはめ込んで外装体30を組み立てることにより形成されている。前記電池要素室40は電解質を注入した状態でエンボス部18、28の周囲を熱封止して第一熱可塑性樹脂層13と第二熱可塑性樹脂層23とが融着した熱封止部50を形成することにより封止されている。前記電池要素室40は、バインダー層64、正極活物質層61、セパレーター62、負極活物質層63、バインダー層65および電解質が占める空間である。前記セパレーター62は正極活物質層61と負極活物質層63とを確実に隔離するために少なくともエンボス部18、28の開口を覆う寸法が必要であり、好ましくは熱封止部50に重なる寸法に拡大されていることが好ましい。また、本実施形態のように複数の電池要素室40を有する蓄電モジュール1では、電池要素室40ごとに別々のセパレーターを用いるのではなく、熱封止部50を跨いで複数の電池要素室40をカバーできる大きい寸法のセパレーター62を用いることができる。図1Bは9個の電池要素室40に対して1枚のセパレーター62を使用し、熱封止部50の全領域にもセパレーター62が挟み込まれている。   The battery element chamber 40 faces the first thermoplastic resin layer 13 of the first exterior material 10 and the second thermoplastic resin layer 23 of the second exterior material 20 with a separator 62 interposed therebetween. It is formed by fitting the second embossed portion 28 therein and assembling the exterior body 30. The battery element chamber 40 is heat-sealed around the embossed portions 18 and 28 in a state in which the electrolyte is injected, and a heat-sealed portion 50 in which the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 23 are fused. Is sealed. The battery element chamber 40 is a space occupied by the binder layer 64, the positive electrode active material layer 61, the separator 62, the negative electrode active material layer 63, the binder layer 65, and the electrolyte. The separator 62 needs to have a size that covers at least the openings of the embossed portions 18 and 28 in order to reliably separate the positive electrode active material layer 61 and the negative electrode active material layer 63, and preferably has a size that overlaps the heat sealing portion 50. Preferably it is enlarged. Further, in the power storage module 1 having the plurality of battery element chambers 40 as in the present embodiment, instead of using a separate separator for each battery element chamber 40, the plurality of battery element chambers 40 span the heat sealing portion 50. Can be used. In FIG. 1B, one separator 62 is used for the nine battery element chambers 40, and the separator 62 is also sandwiched in the entire region of the heat sealing portion 50.

前記コアセル60を構成する正極活物質層61は第一金属箔内側露出部14に積層され、負極活物質層63は第二金属箔内側露出部24に積層されているので、正極活物質層61を付与した第一外装材10、負極活物質層63を付与した第二外装材20およびセパレーター62の3つの部材を組み立て、電解質を注入して熱封止する工程により、外装体30とコアセル60とが一体化した状態で蓄電モジュール1が作製される。   Since the positive electrode active material layer 61 constituting the core cell 60 is laminated on the first metal foil inner exposed portion 14 and the negative electrode active material layer 63 is laminated on the second metal foil inner exposed portion 24, the positive electrode active material layer 61 is formed. , The outer package 30 and the core cell 60 by a process of assembling three members, that is, the first package 10 provided with the negative electrode active material layer 63, and the separator 62. Thus, the power storage module 1 is manufactured in a state where is integrated.

前記蓄電モジュール1において、前記第一外装材10の第一金属箔11が正極となり、第二外装材20の第二金属箔21が負極となり、これらは各電池要素室40内においてセパレーター62で隔離されている。また、前記蓄電モジュール1と外部デバイスとの接続は、外装体30の第一金属箔外側露出部16および第二金属箔外側露出部26において行う。   In the power storage module 1, the first metal foil 11 of the first exterior material 10 serves as a positive electrode, and the second metal foil 21 of the second exterior material 20 serves as a negative electrode. These are separated by a separator 62 in each battery element chamber 40. Have been. The connection between the power storage module 1 and an external device is performed at the first metal foil outside exposed portion 16 and the second metal foil outside exposed portion 26 of the exterior body 30.

前記外装体30は、エンボス部18、28の嵌め合わせによって電池要素室40が形成されているので、各電池要素室40が熱封止部50に対して第一外装材10側に突出している。図面上においては、電池要素室40は上向きに突出し熱封止部50は下向きに突出している。複数の各電池要素室40は熱封止部50に囲まれ、電池要素室40と熱封止部50とが交互に配置されているので、外装体30の断面形状は凸部と凹部とが交互に繰り返される矩形波形に形成されている。このように、外面に凹凸を有して立体的に形成された外装体30はフラットな外面に比べて表面積が拡大されるので放熱効率が良く、モジュールが発する熱は効率良く放散される。良好に放熱されることで蓄電モジュール1の温度上昇が抑制され、ひいては電池性能の低下を抑制することができる。前記エンボス部18、28を設けることで外装体30の厚みは増すが、エンボス部18、28の高さ分という少しの寸法増大により放熱性能を高めることができる。   Since the battery element chambers 40 are formed by fitting the embossed portions 18 and 28 in the exterior body 30, each battery element chamber 40 protrudes toward the first exterior material 10 with respect to the heat sealing portion 50. . In the drawing, the battery element chamber 40 protrudes upward, and the heat sealing portion 50 protrudes downward. Since each of the plurality of battery element chambers 40 is surrounded by the heat sealing portion 50 and the battery element chambers 40 and the heat sealing portions 50 are alternately arranged, the cross-sectional shape of the exterior body 30 is such that the convex portions and the concave portions are different. It is formed in a rectangular waveform that is repeated alternately. As described above, the exterior body 30 formed three-dimensionally with irregularities on the outer surface has a larger surface area than that of the flat outer surface, so that the heat radiation efficiency is good, and the heat generated by the module is efficiently dissipated. By radiating the heat satisfactorily, a rise in the temperature of the power storage module 1 is suppressed, and a decrease in battery performance can be suppressed. Although the thickness of the exterior body 30 is increased by providing the embossed portions 18 and 28, the heat radiation performance can be enhanced by a slight increase in dimension corresponding to the height of the embossed portions 18 and 28.

前記蓄電モジュール1において、電池の電極として機能は外装体30の一部である第一金属箔11および第二金属箔21が担っているので、電池要素室40として必要な空間の高さはバインダー層64、正極活物質層61、セパレーター62、負極活物質層63、バインダー層65の厚みの合計であり、薄型化が可能である。一方、電池要素室40内に臨む第一金属箔内側露出部14および第二金属箔内側露出部24はそれぞれ第一熱可塑性樹脂層13および第二熱可塑性樹脂層23が除去された部分であるから、2枚の外装材10、20を向かい合わせるとこれら2層分の空間が生じる。セパレーター62は熱封止部50にも挟み込まれる層であるから、第一熱可塑性樹脂層13の厚みとバインダー層64および正極活物質層61の合計厚みが同程度であり、第二熱可塑性樹脂層23の厚みとバインダー層65および負極活物質層63の合計厚みが同程度であれば、電池要素室40は第一外装材10および第二外装材20の合計厚み内に収まる。図示例の蓄電モジュール1においてもコアセルは第一金属箔露出部14および第二金属箔内側露出部24の形成により生じた空間に収容されているので、エンボス部を持たないフラットな外装体であってもコアセルを収容することができる。本発明においては、外装材の厚みに電池要素が収まる場合でも、外装体30の外面に凹凸を形成するためにエンボス部18,28を有する第一外装材10および第二外装材20を用いる。エンボス部18、28を形成したことで外装体30の総厚みは大きくなっているが、電池要素室40における実質的な外部厚みは2つの外装材の合計厚みと同等であり薄型である。このように、蓄電モジュール1は電池要素室40が薄いのでもとより放熱性が高く、さらに外装体30の表面積が拡大されているので放熱効率が良い。   In the power storage module 1, the function as an electrode of the battery is performed by the first metal foil 11 and the second metal foil 21 which are a part of the exterior body 30. This is the total thickness of the layer 64, the positive electrode active material layer 61, the separator 62, the negative electrode active material layer 63, and the binder layer 65, and can be reduced in thickness. On the other hand, the first metal foil inner exposed portion 14 and the second metal foil inner exposed portion 24 facing the inside of the battery element chamber 40 are portions where the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 23 are removed, respectively. Therefore, when the two exterior materials 10 and 20 face each other, a space for these two layers is generated. Since the separator 62 is a layer sandwiched between the heat sealing portions 50, the thickness of the first thermoplastic resin layer 13 and the total thickness of the binder layer 64 and the positive electrode active material layer 61 are substantially the same, and the second thermoplastic resin If the thickness of the layer 23 and the total thickness of the binder layer 65 and the negative electrode active material layer 63 are substantially the same, the battery element chamber 40 will fall within the total thickness of the first exterior material 10 and the second exterior material 20. Also in the power storage module 1 of the illustrated example, since the core cell is housed in the space created by the formation of the first metal foil exposed portion 14 and the second metal foil inner exposed portion 24, the core cell is a flat exterior body having no embossed portion. It can accommodate a core cell. In the present invention, the first exterior material 10 and the second exterior material 20 having the embossed portions 18 and 28 are used in order to form irregularities on the outer surface of the exterior body 30 even when the battery element fits in the thickness of the exterior material. Although the total thickness of the exterior body 30 is increased by forming the embossed portions 18 and 28, the substantial external thickness in the battery element chamber 40 is equal to the total thickness of the two exterior materials, and is thin. As described above, the power storage module 1 has a higher heat radiation property even when the battery element chamber 40 is thin, and furthermore has a good heat radiation efficiency because the surface area of the exterior body 30 is enlarged.

前記エンボス部18、28の高さは成形可能な範囲内で自由に設定することができる。エンボス部18、28の高さが高くなるほど外装体30の表面積が拡大されて放熱効率が向上する。   The height of the embossed portions 18 and 28 can be freely set within a range in which molding is possible. As the height of the embossed portions 18 and 28 increases, the surface area of the exterior body 30 increases, and the heat radiation efficiency improves.

なお、本発明は、第一熱可塑性樹脂層13と正極活物質層61の厚みの関係および第二熱可塑性樹脂層23と負極活物質層63の厚みの関係を規定するものではない。正極活物質層61が第一熱可塑性樹脂層13よりも厚く、また負極活物質層63が第二熱可塑性樹脂層23より厚いとしても、電池の電極である第一金属箔11および第二金属箔21が外装体30の厚みに含まれているので、薄型モジュールであることには変わりはない。   The present invention does not specify the relationship between the thickness of the first thermoplastic resin layer 13 and the thickness of the positive electrode active material layer 61 and the relationship between the thickness of the second thermoplastic resin layer 23 and the thickness of the negative electrode active material layer 63. Even if the positive electrode active material layer 61 is thicker than the first thermoplastic resin layer 13 and the negative electrode active material layer 63 is thicker than the second thermoplastic resin layer 23, the first metal foil 11 and the second metal Since the foil 21 is included in the thickness of the exterior body 30, it is still a thin module.

また、電池要素室の実質的な外部厚みが外装材の合計厚みと同等の薄型モジュールにおいては、外装体に凹凸を形成して表面積を拡大しようとすれば、一方の外装材のエンボス部に他方の外装材のエンボス部を嵌合させる構造になる。このように、エンボス部の嵌合によって形成された電極要素室は、フラットな外装材によって形成した電池要素室よりも密封性が高く、エンボス部の嵌合構造が電池要素室のバリア性を高めている。前記蓄電モジュール1においては、第一外装材10のエンボス部18に第二外装材20のエンボス部28を嵌合させているが、逆方向の嵌合も可能であり、異方向の嵌合を混在させることもできる。なお、上述したように本発明は外装材の熱可塑性樹脂層と極活物質層の厚さの関係を規定するものではないので、電池要素室がエンボス部の嵌合構造によって形成されることにも限定されない。2つの外装材のうちの少なくとも一方にエンボス部が形成されていれば本発明の技術的範囲に含まれ、外装体の表面積の拡大による放熱性能の向上効果を得ることができる。薄型モジュールでは電池要素室として必要な空間高さが小さいので、一方の外装材のエンボス部を高くすると他方の外装材にもエンボス部を形成して嵌合させることが必要となる。従って、エンボス部の嵌合構造は放熱性向上と電池要素室のバリア性向上の両方の観点において好ましい形態である。   In a thin module in which the substantial external thickness of the battery element chamber is equivalent to the total thickness of the exterior material, if the surface area is to be increased by forming irregularities on the exterior body, the embossed portion of one exterior material will The structure in which the embossed portion of the exterior material is fitted. As described above, the electrode element chamber formed by the fitting of the embossed portion has a higher sealing property than the battery element chamber formed by the flat exterior material, and the fitting structure of the embossed portion enhances the barrier property of the battery element chamber. ing. In the power storage module 1, the embossed portion 28 of the second exterior material 20 is fitted to the embossed portion 18 of the first exterior material 10, but fitting in the opposite direction is also possible. They can be mixed. Note that, as described above, the present invention does not specify the relationship between the thickness of the thermoplastic resin layer of the exterior material and the thickness of the pole active material layer, so that the battery element chamber is formed by the fitting structure of the embossed portion. Is not limited. If the embossed portion is formed on at least one of the two exterior materials, the embossed portion is included in the technical scope of the present invention, and the effect of improving the heat radiation performance by increasing the surface area of the exterior body can be obtained. In a thin module, since the space height required as a battery element chamber is small, if the embossed portion of one of the exterior materials is made higher, it is necessary to form and fit the embossed portion also to the other exterior material. Therefore, the fitting structure of the embossed portion is a preferable form in terms of both improvement of heat dissipation and improvement of barrier property of the battery element chamber.

本発明の蓄電モジュールにおける電池要素室の数は限定されない。1つの電池要素室であっても電池要素室をエンボス部で形成すればフラットな外装体よりも表面積が拡大するからである。また、モジュール全体の電池容量が同じであれば、1個の電池要素室によるモジュールよりも複数の電池要素室によるモジュールの方が外装体の表面積が大きいので放熱効率が良い。   The number of battery element chambers in the power storage module of the present invention is not limited. This is because, even in one battery element chamber, if the battery element chamber is formed by the embossed portion, the surface area is larger than that of the flat exterior body. Further, when the battery capacity of the whole module is the same, the module with a plurality of battery element chambers has a larger surface area of the outer package than the module with one battery element chamber, so that the heat radiation efficiency is good.

本発明の蓄電モジュールは、電池要素室40内に第一金属箔内側露出部14および第二金属箔内側露出部24が設けられていることが必須要件であるが、外装体30の外面の第一金属箔外側露出部16および第二金属箔外側露出部26の有無は任意に設定することができる。また、第一外装材10の外面の任意の位置に第一金属箔外側露出部16を、第二外装材20の外面の任意の位置に第二金属箔外側露出部26を形成することができる。金属箔外側露出部を耐熱性樹脂層側の面に形成することができ、フランジ15、25を設けることなく電池要素室40の外面や熱封止部40に形成することもできる。外装体30の外面に金属箔露出部を持たないモジュールではモジュールの外周部の熱封止部となる箇所で第一金属箔11および/または第二金属箔21を露出させてタブリードを接合し、その先端を外装体外部に引き出すことで外部デバイスとの導通を得ることができる。   In the power storage module of the present invention, it is essential that the first metal foil inner exposed portion 14 and the second metal foil inner exposed portion 24 are provided in the battery element chamber 40. The presence or absence of the one metal foil outer exposed portion 16 and the second metal foil outer exposed portion 26 can be arbitrarily set. Further, the first metal foil outer exposed portion 16 can be formed at an arbitrary position on the outer surface of the first outer packaging material 10, and the second metal foil outer exposed portion 26 can be formed at an arbitrary position on the outer surface of the second outer packaging material 20. . The exposed portion of the metal foil outside can be formed on the surface on the heat resistant resin layer side, and can be formed on the outer surface of the battery element chamber 40 or the heat sealing portion 40 without providing the flanges 15 and 25. In a module having no metal foil exposed portion on the outer surface of the exterior body 30, the first metal foil 11 and / or the second metal foil 21 is exposed at a portion to be a heat sealing portion on the outer peripheral portion of the module, and a tab lead is joined. By drawing the tip to the outside of the exterior body, conduction with an external device can be obtained.

本実施形態の蓄電モジュール1は外装体30の外面に第一金属箔外側露出部16および第二金属箔外側露出部26を設けたことでタブリードを引き出す必要がない。そのため、熱封止作業が容易になる。また、熱封止部50はあまねく第一熱可塑性樹脂層13と第二熱可塑性樹脂層23とが融着しているので密着性が高く、タブリードが引き出されたモジュールよりも高い密閉性が得られる。さらに、タブリードを用いないことで、軽量化、省スペース化を図ることができる。
[組電池]
図2Aおよび図2Bに示す組電池5は、4個の蓄電モジュール1を、積層方向に隣り合うモジュールの第一フランジ15と第二フランジ25とが重なるように互い違いに方向を変え、隣合うモジュールの電池要素室40が重なる態様で積層され、これらが直列に連結されている。即ち、4個の蓄電モジュール1は、最上層の1層目のモジュールの第二フランジ25の第二金属箔外側露出部26と2段目のモジュールの第一フランジ15の第一金属箔外側露出16とが接続用穴27、17に導電性材料からなる接続用ピン35を通すことにより連結され、同様に、2層目のモジュールの第二金属箔外側露出部26と3層目のモジュールの第一金属箔外側露出部16とが連結され、3層目のモジュールの第二金属箔外側露出部26と最下層の4層目のモジュールの第一金属箔外側露出部16とが連結されている。また、1層目のモジュールの第一金属箔外側露出部16の接続用穴17には導電性材料からなる正極用ピン36が取り付けられ、4層目の第二金属箔外側露出部26の接続用穴27には導電性材料からなる負極用ピン37が取り付けられている。上記の連結により、4つの蓄電モジュール1は直列に連結され、正極用ピン36および負極用ピン37を組電池5の電極端子とし、電線38を引き出して他のデバイスに接続することができる。
In the power storage module 1 of the present embodiment, since the first metal foil outer exposed portion 16 and the second metal foil outer exposed portion 26 are provided on the outer surface of the exterior body 30, there is no need to pull out the tab lead. Therefore, the heat sealing operation becomes easy. Further, since the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 23 are generally fused to each other, the heat-sealed portion 50 has a high adhesion and a higher sealing performance than the module from which the tab lead is drawn out. Can be Furthermore, by not using a tab lead, weight reduction and space saving can be achieved.
[Battery pack]
The assembled battery 5 shown in FIGS. 2A and 2B alternately changes the direction of the four power storage modules 1 so that the first flange 15 and the second flange 25 of the adjacent modules in the stacking direction overlap. Of battery element chambers 40 are stacked in an overlapping manner, and these are connected in series. That is, the four power storage modules 1 are exposed to the second metal foil outside exposed portion 26 of the second flange 25 of the uppermost first layer module and the first metal foil outside exposed portion 26 of the first flange 15 of the second stage module. 16 is connected by passing a connection pin 35 made of a conductive material through the connection holes 27 and 17, and similarly, the second metal foil outer exposed portion 26 of the second layer module and the third layer module are exposed. The first metal foil outer exposed portion 16 is connected, and the second metal foil outer exposed portion 26 of the third layer module and the first metal foil outer exposed portion 16 of the lowermost fourth layer module are connected. I have. Further, a positive electrode pin 36 made of a conductive material is attached to the connection hole 17 of the first metal foil outer exposed portion 16 of the first layer module, and the connection of the fourth metal foil outer exposed portion 26 of the fourth layer is performed. A negative electrode pin 37 made of a conductive material is attached to the hole 27. With the above connection, the four power storage modules 1 are connected in series, the positive electrode pin 36 and the negative electrode pin 37 are used as electrode terminals of the battery pack 5, and the electric wire 38 can be pulled out and connected to another device.

前記蓄電モジュール1は外装体30に凹凸が形成されているので、積層方向において隣合う蓄電モジュール1の間に空間70、71が形成される。即ち、電池要素室40下に(電池要素室40の幅)×(エンボス部28の高さ)の四角形を断面とする空間70が形成され、熱封止部50上に(熱封止部50の幅)×(エンボス部18の高さ)の四角形を断面とする空間71が形成される。前記電池要素室40と熱封止部50は交互に配置されているので、全ての電池要素室40は積層方向および積層方向と直交する方向の両方向において空間70、71に接している。 Since the power storage module 1 has the irregularities formed on the exterior body 30, spaces 70 and 71 are formed between the power storage modules 1 that are adjacent in the stacking direction. That is, a space 70 having a rectangular cross section of (width of the battery element chamber 40) × (height of the embossed portion 28) is formed below the battery element chamber 40, and is formed above the heat sealing section 50 (heat sealing section 50). A space 71 having a rectangular cross section of (width of) × (height of the embossed portion 18) is formed. Since the battery element chambers 40 and the heat sealing portions 50 are alternately arranged, all the battery element chambers 40 are in contact with the spaces 70 and 71 in both the laminating direction and the direction orthogonal to the laminating direction.

前記組電池5は複数の蓄電モジュール1を連結することで高容量化されるが、発生する熱量も大きい。前記組電池5においては、蓄電モジュール1が発する熱が前記空間70、71に放熱され、さらに前記空間70、71にガスが流れることによって放熱が促進されて冷却される。前記空間70、71は蓄電モジュール1の積層によって形成された放熱空間であり、波形材のような放熱部材を用いずに放熱性能を発現させることができ、組電池を大型化することなく冷却効果を得ることができる。このような空間70、71を利用した冷却は複数の蓄電モジュール1を積層した構造に特有の効果であり、単独のモジュールでは得られない。   The capacity of the battery pack 5 is increased by connecting a plurality of power storage modules 1, but the amount of generated heat is large. In the battery pack 5, the heat generated by the power storage module 1 is radiated to the spaces 70 and 71, and the gas flows into the spaces 70 and 71 to promote the heat radiation and cool the battery. The spaces 70 and 71 are heat radiation spaces formed by laminating the power storage modules 1, and can exhibit heat radiation performance without using a heat radiation member such as a corrugated material, and can provide a cooling effect without increasing the size of the assembled battery. Can be obtained. Cooling using such spaces 70 and 71 is an effect peculiar to a structure in which a plurality of power storage modules 1 are stacked, and cannot be obtained by a single module.

冷却効果は、前記空間70、71に強制的に送風することによって高まり、冷風を送ることによってさらに高まる。しかし、強制的に送風しなくても、発熱によって組電池5内に温度差が生じると自然対流が起こるので相応の冷却効果が得られる。   The cooling effect is enhanced by forcibly blowing air into the spaces 70 and 71, and further enhanced by sending cool air. However, even if the air is not forcibly blown, if a temperature difference occurs in the battery pack 5 due to heat generation, natural convection occurs, so that an appropriate cooling effect can be obtained.

組電池内に空間を形成するには、電池要素室がエンボス部によって形成されて外装体の外面に凸部を有していることが条件である。エンボス部および電池要素室の形態は図1B等に示した実施形態に限定されるものではなく、第一外装材および第二外装材のうちの少なくとも一方にエンボス部が形成されていれば外装体の外面に凸部を形成できる。ただし、上記実施形態のように、電池要素室40として必要な空間の高さが第一金属箔内側露出部14および第二金属箔内側露出部24の形成によって生じる空間で充足する場合は、第一外装材10および第二外装材20の両方にエンボス部18、28を設けて一方のエンボス部18に他方のエンボス部28をはめ込み、電池要素室40の厚みを拡大せずに外装体30に凹凸を形成する態様となる。また、熱封止部50の幅は電池要素室40の密閉性を確保できる寸法に設定されていることは当然であるが、放熱用空間を拡大するために熱封止部の寸法をそれ以上に大きくすることは自由である。   In order to form a space in the assembled battery, it is a condition that the battery element chamber is formed by the embossed portion and has a convex portion on the outer surface of the exterior body. The form of the embossed portion and the battery element chamber is not limited to the embodiment shown in FIG. 1B and the like, and if the embossed portion is formed on at least one of the first exterior material and the second exterior material, the exterior body Can be formed on the outer surface of the substrate. However, as in the above embodiment, when the height of the space required as the battery element chamber 40 is satisfied by the space generated by the formation of the first metal foil inner exposed portion 14 and the second metal foil inner exposed portion 24, The embossed portions 18 and 28 are provided on both the one exterior material 10 and the second exterior material 20, and the other embossed portion 28 is fitted into one of the embossed portions 18 so that the battery element chamber 40 can be attached to the exterior body 30 without increasing its thickness. This is an aspect in which unevenness is formed. Also, the width of the heat sealing portion 50 is naturally set to a size that can secure the tightness of the battery element chamber 40, but the size of the heat sealing portion is further increased in order to enlarge the heat radiation space. You are free to make it bigger.

また、蓄電モジュールの積層態様によって放熱用空間の配置を変えることができる。   Further, the layout of the heat radiation space can be changed depending on the lamination mode of the power storage module.

図3に示す組電池6は、前記蓄電モジュール1を一層おきに位置をずらして積層し、1つのモジュール1の電池要素室40の中心が積層方向において隣り合うモジュール1の熱封止部50の交点と重なるように配置している。ずらし量は電池要素室40間の距離の1/2である。このように蓄電モジュール1の位置をずらすことで、積層方向において電池要素室40および空間70、71が千鳥状に配置される。なお、蓄電モジュール1をずらすことによって隣合うモジュールの接続用穴17、27の位置がずれるため、第一フランジ15および第二フランジ25の幅を変更して接続用穴17、27の位置合わせを行っている。従って、図3に表した蓄電モジュール1の形状は、厳密な意味において図1A〜2Bに表した蓄電モジュール1と同一ではないが、説明および図示を簡潔にするために同一符号を用いている。前記組電池6は、前記組電池5と同じく、4個の蓄電モジュール1が接続用ピン35によって直列に連結され、1層目のモジュールに取り付けた正極用ピン36および4層目のモジュールに取り付けた負極用ピン37を組電池6の電極端子としている。   In the battery pack 6 shown in FIG. 3, the power storage modules 1 are stacked alternately at different positions, and the center of the battery element chamber 40 of one module 1 is formed by the heat sealing portion 50 of the module 1 adjacent in the stacking direction. It is arranged so as to overlap the intersection. The shift amount is 1 / of the distance between the battery element chambers 40. By shifting the position of the power storage module 1 in this manner, the battery element chambers 40 and the spaces 70 and 71 are arranged in a staggered manner in the stacking direction. Since the positions of the connection holes 17 and 27 of the adjacent modules are shifted by shifting the power storage module 1, the widths of the first flange 15 and the second flange 25 are changed to adjust the positions of the connection holes 17 and 27. Is going. Therefore, the shape of the power storage module 1 shown in FIG. 3 is not strictly the same as that of the power storage module 1 shown in FIGS. 1A to 2B, but the same reference numerals are used to simplify the description and illustration. The assembled battery 6 is similar to the assembled battery 5 in that four power storage modules 1 are connected in series by connection pins 35, and are attached to the positive electrode pins 36 attached to the first layer module and the fourth layer module. The negative electrode pin 37 is used as an electrode terminal of the battery pack 6.

上記の積層構造によれば、積層方向において電池要素室40が千鳥状に配置されて電池要素室40間の距離が拡大されかつ組電池6内で電池要素室40が分散される。熱の発生源である電池要素室40を分散することによって温度上昇が抑制される。さらに、電池要素室40下の空間70と熱封止部50上の空間71とが合わさって大きな空間が形成されるので、放熱効率が向上する。これらによって、冷却効率を高めることができる。   According to the above-described stacked structure, the battery element chambers 40 are arranged in a staggered manner in the stacking direction, the distance between the battery element chambers 40 is increased, and the battery element chambers 40 are dispersed in the assembled battery 6. The temperature rise is suppressed by dispersing the battery element chamber 40 that is a heat generation source. Furthermore, since the space 70 below the battery element chamber 40 and the space 71 above the heat sealing portion 50 are combined to form a large space, the heat radiation efficiency is improved. Thus, the cooling efficiency can be improved.

さらに、冷却効果を高める他の手段として、蓄電モジュール1間にプレート型の伝熱体75を介在させる方法がある。図4の組電池7においては、伝熱体75として金属板を介在させて金属板に排熱することで冷却効果を高めている。前記伝熱体75の材料は熱伝導率が高いアルミニウムや銅が好ましく、これらの金属板に熱吸収性ジェルを加えてもよい。
[第一外装材および第二外装材の材料および作製]
第一外装材10は、第一金属箔11の一方の面に第一接着層を介して第一耐熱性樹脂層12が貼り合わされ、他方の面に第二接着層を介して第一熱可塑性樹脂層13が貼り合わされている。第一金属箔内側露出部14は第一熱可塑性樹脂層13および第二接着層を除去することによって形成し、第一金属箔外側露出部16は、形成する面に応じて、第一熱可塑性樹脂層13および第二接着層、または第一耐熱性樹脂層12および第一接着剤が除去することにより形成している。
Further, as another means for improving the cooling effect, there is a method of interposing a plate-type heat transfer body 75 between the power storage modules 1. In the assembled battery 7 of FIG. 4, a cooling effect is enhanced by interposing a metal plate as the heat transfer body 75 and discharging heat to the metal plate. The material of the heat transfer body 75 is preferably aluminum or copper having high thermal conductivity, and a heat absorbing gel may be added to these metal plates.
[Materials and Preparation of First and Second Exterior Materials]
The first exterior material 10 has a first heat-resistant resin layer 12 attached to one surface of a first metal foil 11 via a first adhesive layer, and a first thermoplastic resin layer attached to the other surface via a second adhesive layer. The resin layer 13 is bonded. The first metal foil inner exposed portion 14 is formed by removing the first thermoplastic resin layer 13 and the second adhesive layer, and the first metal foil outer exposed portion 16 is formed of the first thermoplastic resin layer 13 according to the surface to be formed. It is formed by removing the resin layer 13 and the second adhesive layer, or the first heat-resistant resin layer 12 and the first adhesive.

第二外装材20は、第二金属箔21の一方の面に第三接着層を介して第二耐熱性樹脂層22が貼り合わされ、他方の面に第四接着層を介して第二熱可塑性樹脂層23が貼り合わされている。第一外装材20と同じく、第二金属箔内側露出部24は第二熱可塑性樹脂層23および第四接着層を除去することに形成し、第二金属箔外側露出部26は、形成する面に応じて、第二熱可塑性樹脂層23および第四接着層、または第二耐熱性樹脂層22および第三接着層を除去することによって形成している。   The second exterior material 20 has a second heat-resistant resin layer 22 attached to one surface of a second metal foil 21 via a third adhesive layer, and a second thermoplastic resin layer attached to the other surface via a fourth adhesive layer. The resin layer 23 is bonded. Like the first exterior material 20, the second metal foil inner exposed portion 24 is formed by removing the second thermoplastic resin layer 23 and the fourth adhesive layer, and the second metal foil outer exposed portion 26 is formed on the surface to be formed. The second thermoplastic resin layer 23 and the fourth adhesive layer, or the second heat-resistant resin layer 22 and the third adhesive layer are removed in accordance with.

なお、図1B内の部分拡大図は第一接着層、第二接着層、第三接着層および第四接着層の図示を省略している。   1B omits illustration of the first adhesive layer, the second adhesive layer, the third adhesive layer, and the fourth adhesive layer.

前記第一金属箔11の好ましい材料は軟質のアルミニウム箔であり、厚さは7〜150μmが好ましい。成形性やコストの点で特に30〜80μmの軟質アルミニウム箔が好ましい。一方、第二金属箔21の好ましい材料は、軟質または硬質のアルミニウム箔、ステンレス箔、ニッケル箔、銅箔、チタン箔である。これらの箔の好ましい厚さは7〜150μmであり、耐衝撃性や曲げ耐性、コストの点で15〜100μmが好ましい。   A preferred material for the first metal foil 11 is a soft aluminum foil, and the thickness is preferably 7 to 150 μm. A soft aluminum foil having a thickness of 30 to 80 μm is particularly preferable in terms of moldability and cost. On the other hand, preferred materials for the second metal foil 21 are soft or hard aluminum foil, stainless steel foil, nickel foil, copper foil, and titanium foil. The preferred thickness of these foils is 7 to 150 μm, and preferably 15 to 100 μm in terms of impact resistance, bending resistance and cost.

また、前記第一金属箔11および第二金属箔21はメッキ処理箔やクラッド箔も用いることができる。例えば、第二金属箔21にとして、銅にニッケルメッキを施したメッキ処理箔や、ステンレスとニッケルのクラッド箔を用いることができる。   Further, the first metal foil 11 and the second metal foil 21 may be plated foils or clad foils. For example, as the second metal foil 21, a plated foil obtained by plating nickel on copper or a clad foil of stainless steel and nickel can be used.

さらに、前記第一金属箔層11、第二金属箔層21における少なくとも金属箔露出部14、16、24、26が存在する側の面に化成皮膜が形成されているのが好ましい。前記化成皮膜は、金属箔の表面に化成処理を施すことによって形成される皮膜であり、このような化成処理が施されていることによって、内容物(電解質等)による金属箔表面の腐食を十分に防止できるし、電気の取出し窓となる露出部でも、モジュールを作製する際電解質が付着しても変色や劣化することがなく、大気中の水分などによる腐食の影響も低減できる。化成処理層自体の導電性はほとんどないが、塗膜厚が極めて少ないので通電抵抗もほとんどない。例えば、次のような処理を行うことによって、金属箔に化成処理を施す。即ち、脱脂処理を行った金属箔の表面に、
1)リン酸と、
クロム酸と、
フッ化物の金属塩およびフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
2)リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂およびフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
クロム酸およびクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
3)リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂およびフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
クロム酸およびクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
フッ化物の金属塩およびフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
上記1)〜3)のうちのいずれかの水溶液を金属箔の表面に塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。
Further, it is preferable that a chemical conversion film is formed on at least the surface of the first metal foil layer 11 and the second metal foil layer 21 on the side where the metal foil exposed portions 14, 16, 24, 26 exist. The chemical conversion film is a film formed by performing a chemical conversion treatment on the surface of the metal foil. By performing such a chemical conversion treatment, corrosion of the metal foil surface due to contents (electrolyte or the like) is sufficiently prevented. In addition, even in the exposed portion serving as a window for taking out electricity, discoloration or deterioration does not occur even if an electrolyte is adhered when manufacturing a module, and the influence of corrosion due to moisture in the atmosphere can be reduced. Although the chemical conversion treatment layer itself has little conductivity, the thickness of the coating film is extremely small, so that there is almost no current-carrying resistance. For example, a chemical conversion treatment is performed on the metal foil by performing the following treatment. That is, on the surface of the metal foil subjected to the degreasing treatment,
1) phosphoric acid,
Chromic acid and
An aqueous solution of a mixture containing at least one compound selected from the group consisting of a metal salt of fluoride and a nonmetal salt of fluoride; 2) phosphoric acid;
An acrylic resin, at least one resin selected from the group consisting of a chitosan derivative resin and a phenolic resin,
An aqueous solution of a mixture containing at least one compound selected from the group consisting of chromic acid and a chromium (III) salt; 3) phosphoric acid;
An acrylic resin, at least one resin selected from the group consisting of a chitosan derivative resin and a phenolic resin,
At least one compound selected from the group consisting of chromic acid and chromium (III) salts,
An aqueous solution of a mixture containing at least one compound selected from the group consisting of a metal salt of fluoride and a non-metal salt of fluoride, and applying an aqueous solution of any of the above 1) to 3) to the surface of the metal foil After working, a chemical conversion treatment is performed by drying.

前記化成皮膜は、クロム付着量(片面当たり)として0.1mg/m〜50mg/mが好ましく、特に2mg/m〜20mg/mが好ましい。 The conversion coating, chromium coating weight preferably is 0.1mg / m 2 ~50mg / m 2 as a (per one surface), in particular 2mg / m 2 ~20mg / m 2 preferred.

前記第一耐熱性樹脂層12および第二耐熱性樹脂層22を構成する耐熱性樹脂としては、外装材をヒートシールする際のヒートシール温度で溶融しない耐熱性樹脂を用いる。前記耐熱性樹脂としては、熱可塑性樹脂層13、23を構成する熱可塑性樹脂の融点より10℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが好ましく、熱可塑性樹脂の融点より20℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが特に好ましい。例えば、ポリエステルフィルムやポリアミドフィルムの他、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等の延伸フィルムが好ましい。また、厚さは9〜50μmの範囲が好ましい。   As the heat-resistant resin constituting the first heat-resistant resin layer 12 and the second heat-resistant resin layer 22, a heat-resistant resin that does not melt at the heat sealing temperature at the time of heat-sealing the exterior material is used. As the heat-resistant resin, it is preferable to use a heat-resistant resin having a melting point higher than the melting point of the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin layers 13 and 23 by 10 ° C. or more, and a melting point higher by 20 ° C. or more than the melting point of the thermoplastic resin. It is particularly preferable to use a heat resistant resin having For example, in addition to a polyester film and a polyamide film, a stretched film such as a polyethylene naphthalate film, a polybutylene naphthalate film, and a polycarbonate film is preferable. The thickness is preferably in the range of 9 to 50 μm.

前記第一熱可塑性樹脂層13および第二熱可塑性樹脂層23としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも1種の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムが好ましく、厚さは20〜80μmの範囲が好ましい。   As the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 23, at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, olefin-based copolymers, acid-modified products thereof and ionomers Is preferable, and the thickness is preferably in the range of 20 to 80 μm.

前記第一接着層、第三接着層は二液硬化型のポリエステルポリウレタン系やポリエーテルポリウレタン系の接着剤が好ましく、第二接着層、第四接着層には耐電解質性を考慮してポリオレフィン系の接着剤が好ましい。それぞれの接着剤の好ましい塗布は1〜5g/mである。 The first adhesive layer and the third adhesive layer are preferably two-component curable polyester polyurethane-based or polyether polyurethane-based adhesives, and the second adhesive layer and the fourth adhesive layer are polyolefin-based in consideration of electrolyte resistance. Are preferred. Preferred application of the respective adhesive is 1 to 5 g / m 2.

前記第一外装材10および第二外装材20は、各層の貼り合わせの工程で金属露出部を形成した後に極物質層を形成する、あるいは各層の貼り合わせの工程で金属箔に極活物質層を形成することによって作製することができる。詳細には以下のとおりである。
(I)貼り合わせ工程で金属露出部を形成する作製方法
例えば、ドライラミネート法による金属箔と樹脂層とを貼り合わせる工程で、接着剤を付着させない部分が彫刻されたグラビアロールを用い接着剤を塗布して接着剤未塗布部を形成し、金属箔と樹脂層を貼り合わせた後に接着剤未塗布部上の樹脂層を切除して金属箔を露出させる。上記実施形態の蓄電モジュール1に使用している第一外装材10は熱可塑性樹脂層13側の面に金属箔露出部14、16を有しているので、上記の手法で第一金属箔11と第一熱可塑性樹脂層13とを貼り合わせ、貼り合わせ後に金属箔露出部14、16を形成する。
The first exterior material 10 and the second exterior material 20 may be formed by forming a metal exposed portion in a bonding step of each layer and then forming a polar material layer, or by forming a polar active material layer on a metal foil in a bonding step of each layer. Can be produced by forming Details are as follows.
(I) Manufacturing method of forming exposed metal part in bonding step For example, in a step of bonding a metal foil and a resin layer by a dry lamination method, using a gravure roll engraved on a portion where the adhesive is not to be adhered, After application, an adhesive-uncoated portion is formed, and the metal foil and the resin layer are bonded together, the resin layer on the adhesive-uncoated portion is cut off to expose the metal foil. Since the first exterior material 10 used in the power storage module 1 of the above embodiment has the metal foil exposed portions 14 and 16 on the surface on the thermoplastic resin layer 13 side, the first metal foil 11 And the first thermoplastic resin layer 13 are bonded, and after bonding, the metal foil exposed portions 14 and 16 are formed.

一方、耐熱性樹脂層12側の面に金属露出部は無いので、第一金属箔11と第一耐熱性樹脂層12は周知の貼り合わせ手法によって貼り合わせる。第一耐熱性樹脂層12と第一熱可塑性樹脂層13の貼り合わせ順序は問わず、どちらを先に貼り合わせても良い。   On the other hand, the first metal foil 11 and the first heat resistant resin layer 12 are bonded by a well-known bonding method because there is no exposed metal portion on the surface on the heat resistant resin layer 12 side. The order in which the first heat-resistant resin layer 12 and the first thermoplastic resin layer 13 are bonded does not matter, and either one may be bonded first.

上記の工程により形成した第一金属箔内側露出部14の周囲を易剥離性粘着テープ等でマスキングし、バインダー層64用組成物および正極活物質層61用組成物を順次塗工し、乾燥させる。乾燥により正極活物質層61が完成した後にマスキングを剥がす。   The periphery of the first metal foil inner exposed portion 14 formed by the above process is masked with an easily peelable adhesive tape or the like, and the composition for the binder layer 64 and the composition for the positive electrode active material layer 61 are sequentially applied and dried. . After the positive electrode active material layer 61 is completed by drying, the masking is removed.

第二外装材20についても、同様の手順で、第二金属箔21、第二耐熱性樹脂層22、第二熱可塑性樹脂層23の貼り合わせ、第二金属箔内側露出部24および第二金属箔内側露出部26の形成、バインダー層65および負極活物質層63の積層を行う。   In the same manner, the second exterior material 20 is bonded to the second metal foil 21, the second heat-resistant resin layer 22, and the second thermoplastic resin layer 23, the second metal foil inner exposed portion 24, and the second metal foil. The formation of the exposed portion 26 inside the foil and the lamination of the binder layer 65 and the negative electrode active material layer 63 are performed.

なお、第一外装材10および/または第二外装材20の第一耐熱性樹脂層12および/または第二耐熱性樹脂層22側の面に金属箔外側露出部を形成する場合は、上記の手法で第一金属箔11と第一耐熱性樹脂層12、第二金属箔21と第二耐熱性樹脂層22を貼り合わせ後に樹脂層を除去する。
(II)極活物質層の塗工後に各層を貼り合わせる方法
第一金属箔11の第一金属箔内側露出部14となる部分にバインダー層64用組成物および正極活物質層61用組成物を順次塗布し乾燥させて、バインダー層64および正極活物質層61を積層する。次に、前記正極活物質層61の表面を易剥離性粘着テープ等でマスキングし、第一接着剤を用いて第一金属箔11と第一熱可塑性樹脂層13とを貼り合わせる。第一金属箔11の反対側の面には第二接着剤を用いて第一耐熱性樹脂層12を貼り合わせる。そして、正極活物質層61上の第一熱可塑性樹脂層13を切除する。易剥離性粘着テープと第一熱可塑性樹脂層13とは第二接着剤で強く接着されているので、易剥離性粘着テープは第一熱可塑性樹脂層13とともに除去され、正極活物質層61が露出する。前記正極活物質層61は第一金属箔内側露出部14上に積層されている。
In the case where the metal foil outside exposed portion is formed on the first heat-resistant resin layer 12 and / or the second heat-resistant resin layer 22 side surface of the first exterior material 10 and / or the second exterior material 20, After bonding the first metal foil 11 and the first heat resistant resin layer 12 and the second metal foil 21 and the second heat resistant resin layer 22 by a technique, the resin layer is removed.
(II) Method of Laminating Each Layer After Coating of Polar Active Material Layer A composition for the binder layer 64 and a composition for the positive electrode active material layer 61 are applied to a portion of the first metal foil 11 to be the first metal foil inside exposed portion 14. The binder layer 64 and the positive electrode active material layer 61 are laminated by sequentially applying and drying. Next, the surface of the positive electrode active material layer 61 is masked with an easily peelable adhesive tape or the like, and the first metal foil 11 and the first thermoplastic resin layer 13 are bonded to each other using a first adhesive. The first heat-resistant resin layer 12 is bonded to the opposite surface of the first metal foil 11 using a second adhesive. Then, the first thermoplastic resin layer 13 on the positive electrode active material layer 61 is cut off. Since the easily peelable adhesive tape and the first thermoplastic resin layer 13 are strongly bonded with the second adhesive, the easily peelable adhesive tape is removed together with the first thermoplastic resin layer 13, and the positive electrode active material layer 61 is removed. Exposed. The positive electrode active material layer 61 is laminated on the first metal foil inner exposed portion 14.

第一金属箔外側露出部16には正極活物質層61を積層しないので、第一金属箔11の所要部分を易剥離性粘着テープでマスキングして第一熱可塑性樹脂層13を貼り合わせ、その後第一熱可塑性樹脂層13ととも易剥離性粘着テープを除去することにより形成できる。あるいは、上記(I)の接着剤未塗布部を形成して第一金属箔11と熱可塑性樹脂層13を貼り合わせる方法によっても第一金属箔外側露出部16を形成できる。   Since the positive electrode active material layer 61 is not laminated on the first metal foil outer exposed portion 16, a required portion of the first metal foil 11 is masked with an easily peelable adhesive tape, and the first thermoplastic resin layer 13 is attached. It can be formed by removing the easily peelable adhesive tape together with the first thermoplastic resin layer 13. Alternatively, the first metal foil outer exposed portion 16 can also be formed by the method of forming the uncoated portion of the adhesive (I) and bonding the first metal foil 11 and the thermoplastic resin layer 13 together.

一方、第一耐熱性樹脂層12側の面に金属露出部は無いので、第一金属箔11と第一耐熱性樹脂層12は周知の貼り合わせ手法によって貼り合わせる。第一耐熱性樹脂層12と第一熱可塑性樹脂層13の貼り合わせ順序は問わず、どちらを先に貼り合わせても良い。   On the other hand, since there is no metal exposed portion on the surface on the first heat resistant resin layer 12 side, the first metal foil 11 and the first heat resistant resin layer 12 are bonded by a known bonding method. The order in which the first heat-resistant resin layer 12 and the first thermoplastic resin layer 13 are bonded does not matter, and either one may be bonded first.

第二外装材20についても、同様の手順で、バインダー層65および負極活物質層63の塗工、第二金属箔21、第二耐熱性樹脂層22、第二熱可塑性樹脂層23の貼り合わせ、第二熱可塑性樹脂層23および易剥離性粘着テープの除去を行い、負極活物質層63を露出させ、第二金属箔外側露出部26を形成する。   The same procedure is applied to the second exterior material 20 to coat the binder layer 65 and the negative electrode active material layer 63, and to bond the second metal foil 21, the second heat-resistant resin layer 22, and the second thermoplastic resin layer 23. Then, the second thermoplastic resin layer 23 and the easily peelable pressure-sensitive adhesive tape are removed to expose the negative electrode active material layer 63, thereby forming the second metal foil outer exposed portion 26.

(I)(II)のいずれかの方法で各層の貼り合わせと極活物質層を形成した後、プレス成形によってエンボス部を形成する。   After the lamination of each layer and the formation of the pole active material layer by any of the methods (I) and (II), an embossed portion is formed by press molding.

例えば、図1A等に示した第一外装材10のエンボス部18は、正極活物質層61が天面に接する雄型、雄型が挿入される雌型および押さえ型からなる成形金型でプレス成形して形成する。第二外装材20のエンボス部28はの逆方向の突出であるから、負極活物質層63の反対の面に雄型の天面が接するようにしてプレス成形する。このとき、負極活物質層63の剥がれの防止と嵌合させるときのサイズ合わせを兼ねてセパレーター62と同じ材料で第二熱可塑性樹脂層23をカバーをしてプレスを行うことが好ましい。   For example, the embossed portion 18 of the first exterior material 10 illustrated in FIG. 1A and the like is pressed by a molding die including a male mold in which the positive electrode active material layer 61 is in contact with the top surface, a female mold in which the male mold is inserted, and a holding mold. It is formed by molding. Since the embossed portion 28 of the second exterior material 20 projects in the opposite direction to the embossed portion 28, press molding is performed such that the male top surface is in contact with the opposite surface of the negative electrode active material layer 63. At this time, it is preferable to press the second thermoplastic resin layer 23 with the same material as the separator 62 so as to prevent the negative electrode active material layer 63 from peeling off and to adjust the size when fitting.

エンボス部を成形した第一外装材10および第二外装材20は所要寸法にトリミングし、第一金属箔外側露出部16および第二金属箔外側露出部26に接続用穴17、27を穿設する。なお、第一外装材10は第一フランジの無い2辺を第二外装材20から少しはみ出す寸法に裁断しておき、はみ出し部分を熱封止後に折り曲げるようにすれば、切断端面における第一金属箔11と第二金属箔21の接触を防止することができる。第一外装材10と第二外装材10の寸法を逆にして第二外装材20を折り曲げるようにしてもよい。   The first exterior material 10 and the second exterior material 20 having the embossed portions are trimmed to required dimensions, and connection holes 17 and 27 are formed in the first metal foil outer exposed portion 16 and the second metal foil outer exposed portion 26. I do. In addition, if the first exterior material 10 is cut in such a manner that two sides without the first flange slightly protrude from the second exterior material 20 and the protruding portion is bent after heat sealing, the first metal on the cut end face can be obtained. Contact between the foil 11 and the second metal foil 21 can be prevented. The dimensions of the first exterior material 10 and the second exterior material 10 may be reversed, and the second exterior material 20 may be bent.

本発明は第一外装材および第二外装材の製造方法を上記の方法に限定するものではなく、他の方法によって作製した外装材を除外するものではない。本発明の蓄電モジュールは、外装材を構成する金属箔に極活物質層が積層されかつエンボス部を有しているので、上記の方法によれば、極活物質層が付与されエンボス部が形成された第一外装材および第二外装材を効率良く作製できる。
[電池要素の構造と材料]
電池要素としてのコアセル60は、第一金属箔内側露出部14に積層される正極活物質層61、セパレーター62、第二金属箔内側露出部24に積層される負極活物質層63およびこれらに付随する層によって構成されている。バインダー層64、65は必須の層ではないが、金属箔と極活物質層との密着性を高めるためにこれらの間に介在させることが好ましい層である。コアセル60の各層およびコアセル60とともに封入する電解質の好ましい組成および厚みは以下のとおりである。なお、以下に説明する組成等は一例であり、本発明はこれらに限定するものではない。
The present invention does not limit the manufacturing method of the first exterior material and the second exterior material to the above-described method, and does not exclude an exterior material produced by another method. In the power storage module of the present invention, since the pole active material layer is laminated on the metal foil constituting the exterior material and has an embossed portion, according to the above method, the pole active material layer is provided and the embossed portion is formed. The obtained first and second exterior materials can be efficiently produced.
[Structure and material of battery element]
The core cell 60 as a battery element includes a positive electrode active material layer 61 laminated on the first metal foil inner exposed portion 14, a separator 62, a negative electrode active material layer 63 laminated on the second metal foil inner exposed portion 24, and the accompanying Layer. The binder layers 64 and 65 are not indispensable layers, but are preferably layers interposed between the metal foil and the pole active material layer in order to enhance the adhesion between them. The preferred composition and thickness of each layer of the core cell 60 and the electrolyte enclosed with the core cell 60 are as follows. In addition, the composition described below is an example, and the present invention is not limited to these.

前記正極活物質層61は、例えば、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、SBR(スチレンブタジエンゴム)、CMC(カルボキシメチルセルロースナトリウム塩など)、PAN(ポリアクリロニトリル)、直鎖型多糖類等のバインダーに、リチウム塩(例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム等)を添加した混合組成物などで形成される。前記正極活物質層61の厚さは、2μm〜300μmに設定されるのが好ましい。前記正極活物質層61には、カーボンブラック、CNT(カーボンナノチューブ)等の導電補助剤をさらに含有せしめてもよい。   The positive electrode active material layer 61 is made of, for example, a binder such as PVDF (polyvinylidene fluoride), SBR (styrene butadiene rubber), CMC (sodium carboxymethylcellulose), PAN (polyacrylonitrile), a linear polysaccharide, or the like. It is formed of a mixed composition to which a salt (for example, lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium iron phosphate, lithium manganate, or the like) is added. It is preferable that the thickness of the positive electrode active material layer 61 is set to 2 μm to 300 μm. The positive electrode active material layer 61 may further contain a conductive auxiliary such as carbon black or CNT (carbon nanotube).

前記負極活物質層63は、例えば、PVDF、SBR、CMC、PAN、直鎖型多糖類等のバインダーに、添加物(例えば、黒鉛、チタン酸リチウム、Si系合金、スズ系合金等)を添加した混合組成物等で形成される。前記負極活物質層63の厚さは、1μm〜300μmに設定されるのが好ましい。前記負極活物質層63には、カーボンブラック、CNT(カーボンナノチューブ)等の導電補助剤をさらに含有せしめてもよい。   The negative electrode active material layer 63 includes, for example, a binder such as PVDF, SBR, CMC, PAN, or linear polysaccharide, and an additive (eg, graphite, lithium titanate, Si-based alloy, tin-based alloy, etc.) added thereto. It is formed of a mixed composition or the like. The thickness of the negative electrode active material layer 63 is preferably set to 1 μm to 300 μm. The negative electrode active material layer 63 may further contain a conductive auxiliary such as carbon black or CNT (carbon nanotube).

前記セパレーター62は、例えば、ポリエチレン製セパレーター、ポリプロピレン製セパレーター、ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとからなる複層フィルムで形成されるセパレーター、あるいはこれの樹脂製セパレーターにセラミック等の耐熱無機物を塗布した湿式または乾式の多孔質フィルムで構成されるセパレーター等が挙げられる。前記セパレーター62の厚さは、5μm〜100μmに設定されるのが好ましい。   The separator 62 is, for example, a polyethylene separator, a polypropylene separator, a separator formed of a multilayer film composed of a polyethylene film and a polypropylene film, or a wet or dry type in which a heat-resistant inorganic material such as ceramic is applied to a resin separator thereof. And the like. It is preferable that the thickness of the separator 62 is set to 5 μm to 100 μm.

なお、前記セパレーター62は確実に絶縁するためにエンボス部(電池要素室)の開口部の各辺より2〜5mm大きいサイズのものを使用することが好ましい。また、耐熱無機物を塗布していないセパレーターであれば熱封止時に第一熱可塑性樹脂層13および第二熱可塑性樹脂層23と融合するので、複数の電池要素室とともに熱封止部を覆う大サイズのセパレーターも使用できる。図1Bの蓄電モジュール1は1枚のセパレーター62で全ての電池要素室60を覆っている。   Preferably, the separator 62 has a size 2 to 5 mm larger than each side of the opening of the embossed portion (battery element chamber) in order to ensure insulation. In addition, if the separator is not coated with a heat-resistant inorganic substance, it fuses with the first thermoplastic resin layer 13 and the second thermoplastic resin layer 23 during heat sealing, so that a large number of battery element chambers and the heat sealing portion are covered. Size separators can also be used. 1B, all the battery element chambers 60 are covered by one separator 62.

前記バインダー層64は、例えば、PVDF、SBR、CMC、PAN、直鎖型多糖類等で形成された層が挙げられる。また、前記バインダー層64には、第一金属箔11と正極活物質層61の間の導電性を向上させるために、カーボンブラック、CNT(カーボンナノチューブ)等の導電補助剤がさらに添加されていてもよい。前記バインダー層64の厚さは、0.2μm〜10μmに設定されるのが好ましい。バインダー層64を10μm以下とすることで、導電性を持たないバインダーによるコアセル60の内部抵抗の増大を極力抑制することができる。   Examples of the binder layer 64 include a layer formed of PVDF, SBR, CMC, PAN, linear polysaccharide, or the like. Further, in order to improve the conductivity between the first metal foil 11 and the positive electrode active material layer 61, a conductive auxiliary such as carbon black or CNT (carbon nanotube) is further added to the binder layer 64. Is also good. The thickness of the binder layer 64 is preferably set to 0.2 μm to 10 μm. By setting the binder layer 64 to 10 μm or less, an increase in the internal resistance of the core cell 60 due to the binder having no conductivity can be suppressed as much as possible.

前記バインダー層65は、例えば、PVDF、SBR、CMC、PANで形成された層が挙げられる。前記バインダー層65には、第二金属箔21と負極活物質層63の間の導電性を向上させるために、カーボンブラック、CNT等の導電補助剤がさらに添加されていてもよい。前記バインダー層の厚さは、0.2μm〜10μmに設定されるのが好ましい。前記バインダー層を10μm以下とすることで、導電性を持たないバインダーによるコアセル60の内部抵抗の増大を極力抑制することができる。   Examples of the binder layer 65 include a layer formed of PVDF, SBR, CMC, and PAN. In order to improve the conductivity between the second metal foil 21 and the negative electrode active material layer 63, a conductive auxiliary such as carbon black and CNT may be further added to the binder layer 65. It is preferable that the thickness of the binder layer is set to 0.2 μm to 10 μm. By setting the binder layer to 10 μm or less, an increase in the internal resistance of the core cell 60 due to the binder having no conductivity can be suppressed as much as possible.

第一外装材10の第一金属箔内側露出部14にバインダー層64および正極活物質層61を積層する場合は、第一金属箔11に各層の組成物を順次塗工し、乾燥させる。第二外装材20の第二金属箔内側露出部24にバインダー層65および負極活物質層63を積層する場合も同様の手順で行う。   When laminating the binder layer 64 and the positive electrode active material layer 61 on the first metal foil inner exposed portion 14 of the first exterior material 10, the composition of each layer is sequentially applied to the first metal foil 11 and dried. When the binder layer 65 and the negative electrode active material layer 63 are laminated on the second metal foil inner exposed portion 24 of the second exterior material 20, the same procedure is performed.

前記電解質としては、水、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジメトキシエタンからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒と、リチウム塩とを含む電解質を挙示できる。前記リチウム塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、テトラフルオロホウ酸4級アンモニウム塩等が挙げられる。前記4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩などが挙げられる。また、前述の電解質が、PVDF、PEO(ポリエチレンオキサイド)等とゲル化したものを用いてもよい。   Examples of the electrolyte include an electrolyte containing at least one solvent selected from the group consisting of water, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, and dimethoxyethane, and a lithium salt. Examples of the lithium salt include, but are not particularly limited to, lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, and quaternary ammonium tetrafluoroborate. Examples of the quaternary ammonium salt include a tetramethylammonium salt. The above-mentioned electrolyte may be gelled with PVDF, PEO (polyethylene oxide) or the like.

さらに、本発明の蓄電モジュールが電気2重層キャパシタである場合の好ましい材料は以下のとおりである。   Further, when the power storage module of the present invention is an electric double layer capacitor, preferred materials are as follows.

第一金属箔11および第二金属箔21はいずれも、厚さが7μm〜50μmの硬質のアルミニウム箔で形成されるのが好ましい。また、正極活物質層および負極活物質層はカーボンブラックまたはCNT(カーボンナノチューブ)等の導電材を含有する組成物で構成されていることが好ましい。セパレーターは厚さ5μm〜100μmの多孔質のポリセルロース膜または厚さ5μm〜100μmの不織布等が好ましい。
[蓄電モジュールの製造方法]
前記蓄電モジュール1は、第一外装材10および第二外装材20で外装体30を組み立てる工程でセパレーター62を挟み、電解質を注入して熱封止する。ここで説明する第一外装材10および第二外装材20は正極活物質層61および負極活物質層63が積層され、かつエンボス部18,28が形成されている。
(1)第一外装材10を、第一熱可塑性樹脂層13が上を向くように置き、各第一エンボス部18による窪みに電解質を注入する。
(2)第一外装材10の上にセパレーター62を置き、さらにその上に第二外装材20を重ね、第一外装材10の第一エンボス部18に第二外装材28の第二エンボス部28を嵌め入れて外装体30を組み立てる。この組み立てによって電池要素室40が形成される。また、この組み立て状態において、第一フランジ15は第二外装材20の端部から延出するとともに第二フランジ25は第一外装材10の端部から延出して、第一金属箔外側露出16および第二金属箔外側露出部26は外装体30の外面に露出している。
(3)9個の電池要素室40の外周部、即ち第一外装材10および第二外装材20の外周部の4辺をクリップ等で仮押さえし、第一フランジ15の第一金属箔外側露出部16および第二フランジ25の第二金属箔外側露出部26にクリップを繋いで予備充電を行い、100℃の恒温槽に8時間入れて電池要素室40内のガス抜きを行う。
(6)減圧下で、各電池要素室40に対して周囲の4辺の上下を熱板で挟み付けて熱封止して熱封止部50を形成する。この熱封止により、電池要素室40内にコアセルお60よび電解質が封入される。
Both the first metal foil 11 and the second metal foil 21 are preferably formed of a hard aluminum foil having a thickness of 7 μm to 50 μm. Further, it is preferable that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are formed of a composition containing a conductive material such as carbon black or CNT (carbon nanotube). The separator is preferably a porous polycellulose membrane having a thickness of 5 μm to 100 μm or a nonwoven fabric having a thickness of 5 μm to 100 μm.
[Method of manufacturing power storage module]
The power storage module 1 sandwiches the separator 62 in the step of assembling the exterior body 30 with the first exterior material 10 and the second exterior material 20, injects an electrolyte, and heat seals. The first packaging material 10 and the second packaging material 20 described here have a positive electrode active material layer 61 and a negative electrode active material layer 63 laminated thereon and have embossed portions 18 and 28 formed thereon.
(1) The first exterior material 10 is placed so that the first thermoplastic resin layer 13 faces upward, and an electrolyte is injected into a depression formed by each first embossed portion 18.
(2) The separator 62 is placed on the first exterior material 10, and the second exterior material 20 is further stacked thereon, and the second embossed portion of the second exterior material 28 is placed on the first embossed portion 18 of the first exterior material 10. 28 is fitted to assemble the exterior body 30. The battery element chamber 40 is formed by this assembly. In this assembled state, the first flange 15 extends from the end of the second exterior material 20 and the second flange 25 extends from the end of the first exterior material 10, and the first metal foil outer exposed 16 And the second metal foil outer exposed portion 26 is exposed on the outer surface of the exterior body 30.
(3) Temporarily press the outer peripheral portions of the nine battery element chambers 40, that is, the four outer peripheral portions of the first exterior material 10 and the second exterior material 20 with a clip or the like, and outside the first metal foil of the first flange 15 Pre-charging is performed by connecting a clip to the exposed portion 16 and the exposed portion 26 of the second metal foil outside of the second flange 25, and the battery is put in a constant temperature bath at 100 ° C. for 8 hours to degas the battery element chamber 40.
(6) Under reduced pressure, the upper and lower sides of four surrounding sides of each battery element chamber 40 are sandwiched between hot plates and heat sealed to form heat sealed portions 50. By this heat sealing, the core cell 60 and the electrolyte are sealed in the battery element chamber 40.

上記製造方法は、その一例を挙げたものに過ぎず、特にこのような製造方法に限定されるものではない。   The above manufacturing method is merely an example, and is not particularly limited to such a manufacturing method.

組電池は、所要個数の蓄電モジュールを積層し、あるいは伝熱体75を介在させて積層し、上述した方法により積層方向において隣合うモジュールを連結する。本発明の組電池における積層数は任意である。   The assembled battery is formed by laminating a required number of power storage modules or laminating with a heat transfer body 75 interposed therebetween, and connecting adjacent modules in the laminating direction by the above-described method. The number of layers in the battery pack of the present invention is arbitrary.

本発明にかかる組電池用途は限定されないが、電気が必要な自動車、自転車、二輪車、電車、飛行機、船舶などの電源、具体的にはハイブリッド車や電気自動車、工業用・家庭用蓄電池等の容量が大きなリチウム2次電池(リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等)モジュール、固体電池モジュール、同用途のリチウムイオンキャパシタモジュール、同上用途の電気2重層コンデンサモジュールに用いることができる。   Although the use of the assembled battery according to the present invention is not limited, power sources for automobiles, bicycles, two-wheeled vehicles, trains, airplanes, ships, and the like that require electricity, specifically, hybrid vehicles and electric vehicles, industrial and household storage batteries, and the like. Large lithium secondary battery (lithium ion battery, lithium polymer battery, etc.) module, solid state battery module, lithium ion capacitor module for the same application, and electric double layer capacitor module for the same application.

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
〈実施例1〉
図1Aおよび図1Bに示す構造の蓄電モジュール1を作製した。
Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not particularly limited to these examples.
<Example 1>
The power storage module 1 having the structure shown in FIGS. 1A and 1B was manufactured.

前記蓄電モジュール1の外装体30を構成する第一外装材10および第二外装材20は、上述した2つの方法のうちの「(II)極活物質層の塗工後に各層を貼り合わせる方法」に基づいて作製した。
(第一外装材の作製)
第一金属箔11はJIS H4160で分類されるA8079の厚さ40μmの軟質のアルミニウム箔であり、両面に化成処理を施した。第一耐熱性樹脂層12は厚さ25μmの二軸延伸ポリアミドフィルムであり、第一接着剤は二液硬化型のポリエステルポリウレタン接着剤である。第一熱可塑性樹脂層13は厚さ40μmの未延伸ポリプロピレンフィルムであり、第二接着剤は二液硬化型のオレフィン系接着剤である。正極活物質層61用ペーストとして、コバルト酸リチウムを主成分とする正極活物質100重量部と導電材としてのアセチレンブラック5重量部、結着剤兼電解液保持剤としてのフッ化ビニリデン10重量部として有機溶媒に混練分散させたペーストを用いた。バインダー層64用接着剤としてジメチルホルムアミドに溶かしたPVDFを用いた。
The first exterior material 10 and the second exterior material 20 that constitute the exterior body 30 of the power storage module 1 are “(II) bonding each layer after coating the pole active material layer” of the above two methods. It was produced based on.
(Preparation of the first exterior material)
The first metal foil 11 is a soft aluminum foil of A8079 classified by JIS H4160 and having a thickness of 40 μm, and a chemical conversion treatment is applied to both surfaces. The first heat-resistant resin layer 12 is a biaxially stretched polyamide film having a thickness of 25 μm, and the first adhesive is a two-component curable polyester polyurethane adhesive. The first thermoplastic resin layer 13 is an unstretched polypropylene film having a thickness of 40 μm, and the second adhesive is a two-component curable olefin-based adhesive. As a paste for the positive electrode active material layer 61, 100 parts by weight of a positive electrode active material containing lithium cobalt oxide as a main component, 5 parts by weight of acetylene black as a conductive material, and 10 parts by weight of vinylidene fluoride as a binder and an electrolyte retainer Used was a paste kneaded and dispersed in an organic solvent. PVDF dissolved in dimethylformamide was used as an adhesive for the binder layer 64.

第一金属箔内側露出部14の寸法は30mm×30mmであり、3列×3列で9個形成した。また、第一金属箔外側露出部16の寸法は20mm×140mmである。   The size of the first metal foil inner exposed portion 14 was 30 mm × 30 mm, and nine pieces were formed in 3 rows × 3 rows. The dimension of the first metal foil outer exposed portion 16 is 20 mm × 140 mm.

前記第一金属箔11の一方の面において、第一金属箔内側露出部14となる9カ所に20mm間隔でバインダー層64用接着剤を塗布した。バインダー層64の1カ所の塗布部は30mm×30mmであり、塗布厚みは0.5μmである。前記バインダー層64上に正極活物質層61用ペーストを塗布し乾燥させて、厚みが30μmの正極活物質層61を形成した。前記正極活物質層61上にマスキング用のポリエステル粘着テープを貼り付け、ドライラミネート法により、第一金属箔外側露出部16に対応する部分が接着剤未塗布部分となるように第二接着剤を厚みが3μmとなるように塗布して第一熱可塑性樹脂層13を貼り合せ、50℃のエージング炉で3日間養生した。次に、ポリエステル粘着テープ貼付部分および接着剤未塗布部分の第一熱可塑性樹脂層13をレーザー刀で切除した。これにより、第一金属箔内側露出部14上に積層した正極活物質層61が露出するとともに、第一金属箔外側露出部16が形成された。   On one surface of the first metal foil 11, an adhesive for the binder layer 64 was applied at nine intervals to become nine first metal foil inner exposed portions 14 at intervals of 20 mm. One application part of the binder layer 64 is 30 mm × 30 mm, and the application thickness is 0.5 μm. The paste for the positive electrode active material layer 61 was applied on the binder layer 64 and dried to form the positive electrode active material layer 61 having a thickness of 30 μm. A polyester adhesive tape for masking is stuck on the positive electrode active material layer 61, and a second adhesive is applied by a dry lamination method so that a portion corresponding to the first metal foil outer exposed portion 16 becomes an adhesive uncoated portion. The first thermoplastic resin layer 13 was adhered by coating so as to have a thickness of 3 μm, and cured in an aging furnace at 50 ° C. for 3 days. Next, the first thermoplastic resin layer 13 at the portion where the polyester adhesive tape was applied and the portion where the adhesive was not applied were cut off with a laser knife. Thereby, the positive electrode active material layer 61 laminated on the first metal foil inner exposed portion 14 was exposed, and the first metal foil outer exposed portion 16 was formed.

前記第一金属箔11の他方の面に、ドライラミネート法により、第一接着剤を厚みが3μmとなるように塗布して第一耐熱性樹脂層12を貼り合せ、50℃のエージング炉で3日間養生した。   A first adhesive is applied to the other surface of the first metal foil 11 by a dry laminating method so as to have a thickness of 3 μm, and the first heat-resistant resin layer 12 is bonded thereto. Cured for days.

前記第一外装材10の9カ所の正極活物質層61の形成箇所にプレス成形を施して第一耐熱性樹脂層12側の面が突出するエンボス部18を形成した。前記エンボス部18は40mm×40mm×深さ4mmであり、天面内側の中央に正極活物質層61が露出している。   Nine positive electrode active material layers 61 were formed at the nine locations of the first exterior material 10 by press molding to form embossed portions 18 protruding from the surface on the first heat resistant resin layer 12 side. The embossed portion 18 has a size of 40 mm × 40 mm × 4 mm in depth, and the positive electrode active material layer 61 is exposed at the center inside the top surface.

前記第一外装材10はトリミングして平面寸法が180mm×150mmとなるように形を整え、第一金属箔外側露出部16に接続用穴17を穿設した。
(第二外装材)
第二金属箔21はJIS H3100で分類されるC1100Rの厚さ15μmの硬質銅箔であり、両面に化成処理を施した。第二耐熱性樹脂層22は厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、第三接着剤は二液硬化型のポリエステルポリウレタン接着剤である。第二熱可塑性樹脂層23は厚さ40μmの未延伸ポリプロピレンフィルムであり、第四接着剤は二液硬化型のオレフィン系接着剤である。負極活物質層63用ペーストとして、カーボン粉末を主成分とする負極活物質57質量部、結着剤兼電解液保持剤としてのPVDF5質量部、ヘキサフルオロプロピレンと無水マレイン酸の共重合体10質量部、アセチレンブラック(導電材)3質量部、N−メチル―2−ピロリドン(有機溶媒)25質量部が混練分散されてなるペーストを用いた。バインダー層65用接着剤としてジメチルホルムアミドに溶かしたPVDFを用いた。
The first exterior member 10 was trimmed to have a shape having a plane size of 180 mm × 150 mm, and a connection hole 17 was formed in the first metal foil outer exposed portion 16.
(Second exterior material)
The second metal foil 21 is a hard copper foil of 15 μm in thickness of C1100R classified according to JIS H3100, and a chemical conversion treatment is applied to both surfaces. The second heat-resistant resin layer 22 is a biaxially stretched polyester film having a thickness of 12 μm, and the third adhesive is a two-component curable polyester polyurethane adhesive. The second thermoplastic resin layer 23 is an unstretched polypropylene film having a thickness of 40 μm, and the fourth adhesive is a two-component curable olefin-based adhesive. As a paste for the negative electrode active material layer 63, 57 parts by mass of a negative electrode active material mainly composed of carbon powder, 5 parts by mass of PVDF as a binder and an electrolyte retainer, and 10 parts by mass of a copolymer of hexafluoropropylene and maleic anhydride Of acetylene black (conductive material) and 25 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone (organic solvent). PVDF dissolved in dimethylformamide was used as an adhesive for the binder layer 65.

前記第二金属箔21の一方の面において、第二金属箔内側露出部24となる9カ所に50mm間隔でバインダー層65用接着剤を塗布し、100℃で30分間乾燥させた。バインダー層65の1カ所の塗布部は30mm×30mmであり、乾燥後の塗布厚みは0.5μmである。前記バインダー層65上に負極極活物質層63用ペーストを塗布して100℃で30分間乾燥させ、さらに熱プレスを行うことにより、密度が1.5g/cm、厚みが20.1μmの負極活物質層63を形成した。前記負極活物質層63上にマスキング用のポリエステル粘着テープを貼り付け、ドライラミネート法により、第二金属箔外側露出部26に対応する部分が接着剤未塗布部分となるように第四接着剤を厚みが3μmとなるように塗布して第二熱可塑性樹脂層23を貼り合せ、50℃のエージング炉で3日間養生した。次に、ポリエステル粘着テープ貼付部分および接着剤未塗布部分の第二熱可塑性樹脂層23をレーザー刀で切除した。これにより、第二金属箔内側露出部14上に積層した負極活物質層63が露出するとともに、第二金属箔外側露出部26が形成された。   On one surface of the second metal foil 21, an adhesive for the binder layer 65 was applied at intervals of 50 mm to nine locations serving as the second metal foil inner exposed portions 24, and dried at 100 ° C. for 30 minutes. One applied portion of the binder layer 65 is 30 mm × 30 mm, and the applied thickness after drying is 0.5 μm. The paste for the negative electrode active material layer 63 was applied on the binder layer 65, dried at 100 ° C. for 30 minutes, and further subjected to hot pressing to obtain a negative electrode active material having a density of 1.5 g / cm and a thickness of 20.1 μm. A material layer 63 was formed. A polyester adhesive tape for masking is attached on the negative electrode active material layer 63, and a fourth adhesive is applied by a dry lamination method so that a portion corresponding to the second metal foil outer exposed portion 26 is an adhesive uncoated portion. It was applied so as to have a thickness of 3 μm, and the second thermoplastic resin layer 23 was adhered thereto, and cured in an aging furnace at 50 ° C. for 3 days. Next, the second thermoplastic resin layer 23 in the portion where the polyester adhesive tape was applied and the portion where the adhesive was not applied were cut off with a laser knife. Thereby, the negative electrode active material layer 63 laminated on the second metal foil inner exposed portion 14 was exposed, and the second metal foil outer exposed portion 26 was formed.

前記第二金属箔21の他方の面に、ドライラミネート法により、第三接着剤を厚みが2μmとなるように塗布して第二耐熱性樹脂層22を貼り合せ、50℃のエージング炉で3日間養生した。   A third adhesive is applied to the other surface of the second metal foil 21 by a dry laminating method so as to have a thickness of 2 μm, and the second heat-resistant resin layer 22 is bonded thereto. Cured for days.

前記第二外装材20の9カ所の負極活物質層63の形成箇所に反対面からプレス成形を施して、第二熱可塑性樹脂層23側の面が突出するエンボス部28を形成した。前記エンボス部28は40mm×40mm×深さ4mmであり、天面外側の中央に負極活物質層63が露出している。   The nine negative electrode active material layers 63 of the second exterior material 20 were press-formed from opposite sides to form embossed portions 28 protruding from the second thermoplastic resin layer 23 side. The embossed portion 28 is 40 mm × 40 mm × 4 mm in depth, and the negative electrode active material layer 63 is exposed at the center outside the top surface.

前記第二外装材20はトリミングして平面寸法が180mm×150mmとなるように形を整え、第二金属箔外側露出部26に接続用穴27を穿設した。
(蓄電モジュールの作製)
セパレーター62は、ポリプロピレンからなり、140mm角で厚さ8μmの多孔質の湿式セパレーターを用いた。前記セパレーター62は9個の電池要素室40の正極活物質層61と負極活物質層63を1枚のセパレーター62で絶縁できる寸法に設定されている。電解質として、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)が等量体積比で配合された混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)が濃度1モル/Lで溶解された電解液を用いた。
The second exterior member 20 was trimmed to have a planar dimension of 180 mm × 150 mm, and a connection hole 27 was formed in the second metal foil outer exposed portion 26.
(Production of power storage module)
As the separator 62, a porous wet-type separator made of polypropylene and having a thickness of 140 μm and a thickness of 8 μm was used. The size of the separator 62 is set so that the positive electrode active material layer 61 and the negative electrode active material layer 63 of the nine battery element chambers 40 can be insulated by one separator 62. Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) were blended in an equal volume ratio as an electrolyte. The dissolved electrolyte was used.

第一外装材10を第一熱可塑性樹脂層13が上を向くように置き、各第一エンボス部18による窪みに5mLの電解質を注入した。前記第一外装材10の上にセパレーター62を置き、さらにその上に第二外装材20を重ね、第一外装材10の第一エンボス部18に第二外装材28の第二エンボス部28を嵌め入れて外装体30を組み立てて電池要素室40を形成した。また、この組み立て状態において、第一フランジ15は第二外装材20の端部から延出するとともに第二フランジ25は第一外装材10の端部から延出して、第一金属箔外側露出16および第二金属箔外側露出部26は外装体30の外面に露出している。9個の電池要素室40の外周部、即ち第一外装材10および第二外装材20の外周部の4辺をクリップで仮押さえし、第一フランジ15の第一金属箔外側露出部16および第二フランジ25の第二金属箔外側露出部26にクリップを繋いで4.2Vの電池電圧が発生するまで予備充電を行い、100℃の恒温槽に8時間入れて電池要素室40内のガス抜きを行った。ガス抜き後、3.0Vの放電状態で且つ0.086MPaの減圧下で、各電池要素室40に対して周囲の4辺の上下を200℃の熱板で0.3MPaの圧力で挟み付けて3秒間熱封止を行った。この熱封止により、電池要素室40内にコアセル60および電解質が封入された。
〈比較例1〉
エンボス部を持たない第一外装材および第二外装材を用いてフラットな蓄電モジュールを作製した。前記第一外装材および第二外装材は実施例1の第一外装材10および第二外装材20とはエンボス部を持たないことを除いて共通である。
The first exterior material 10 was placed such that the first thermoplastic resin layer 13 was facing upward, and 5 mL of the electrolyte was injected into the depression formed by each first embossed portion 18. The separator 62 is placed on the first exterior material 10, and the second exterior material 20 is further stacked thereon, and the second embossed portion 28 of the second exterior material 28 is placed on the first embossed portion 18 of the first exterior material 10. The battery case 40 was formed by assembling and mounting the exterior body 30. In this assembled state, the first flange 15 extends from the end of the second exterior material 20 and the second flange 25 extends from the end of the first exterior material 10, and the first metal foil outer exposed 16 And the second metal foil outer exposed portion 26 is exposed on the outer surface of the exterior body 30. The outer peripheral portions of the nine battery element chambers 40, that is, the four sides of the outer peripheral portions of the first exterior material 10 and the second exterior material 20 are temporarily held down by clips, and the first metal foil outer exposed portion 16 of the first flange 15 and A clip is connected to the second metal foil outer exposed portion 26 of the second flange 25 to perform pre-charging until a battery voltage of 4.2 V is generated. Drilling was performed. After degassing, in a discharge state of 3.0 V and under a reduced pressure of 0.086 MPa, each of the battery element chambers 40 is sandwiched by a hot plate of 200 ° C. at a pressure of 0.3 MPa between the upper and lower sides of four surrounding sides. Heat sealing was performed for 3 seconds. By this heat sealing, the core cell 60 and the electrolyte were sealed in the battery element chamber 40.
<Comparative Example 1>
A flat power storage module was manufactured using the first exterior material and the second exterior material having no embossed portion. The first exterior material and the second exterior material are common to the first exterior material 10 and the second exterior material 20 of the first embodiment except that they have no embossed portion.

まず、前記第一外装体と第二外装体とを向かい合わせた。このとき、両者間にセパレーターを挟むとともに、注射針を各正極活物質層および負極活物質層の位置に達するように挟んで外装体を組み立てた。前記注射針の端部は外装体外に引き出しておく。各正極活物質層および負極活物質層の周囲を熱封止して熱封止部を形成し、注射針を通じて電解質を注入し、注射針に封をした。実施例1と同じ条件で予備充電を行い、100℃の恒温槽に8時間入れてガス抜きを行った。ガス抜き後注射針を抜き、抜き跡の穴を、3.0Vの放電状態で且つ0.086MPaの減圧下で200℃の熱板で0.3MPaの圧力で挟み付けて3秒間熱封止を行った。この熱封止により、電池要素室内にコアセルおよび電解質が封入された。
〈評価〉
上記のようにして得られた実施例1および比較例1の蓄電モジュールについて、下記評価法に基づいて評価を行った。評価結果を表1に示す。
First, the first exterior body and the second exterior body were opposed to each other. At this time, an outer package was assembled by sandwiching a separator between the two and sandwiching the injection needle so as to reach the positions of the respective positive electrode active material layers and the negative electrode active material layers. The end of the injection needle is drawn out of the exterior body. The periphery of each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer was heat-sealed to form a heat-sealed portion, an electrolyte was injected through an injection needle, and the injection needle was sealed. Preliminary charging was performed under the same conditions as in Example 1, and the sample was put in a thermostat at 100 ° C. for 8 hours to release gas. After degassing, the injection needle was withdrawn, and the hole of the trace was pinched with a hot plate at 200 ° C. at a pressure of 0.3 MPa under a discharge state of 3.0 V and a reduced pressure of 0.086 MPa, and heat sealed for 3 seconds. went. By this heat sealing, the core cell and the electrolyte were sealed in the battery element chamber.
<Evaluation>
The power storage modules of Example 1 and Comparative Example 1 obtained as described above were evaluated based on the following evaluation method. Table 1 shows the evaluation results.

蓄電モジュールを4.2Vにフル充電した後、18℃室温下で1Cの充放電(1時間で充電、1時間で放電)を100回繰り返し、再度フル充電したときの電圧と容量を測定した。また、フル充電した電池を1Cの放電をしたとき、0.2Cの放電をしたときの温度を温度センサーにて計測し、平均値を出した。温度計測位置は実施例1および比較例1ともに、3列×3列の中央の電池要素室の外面中央部である。   After the power storage module was fully charged to 4.2 V, 1C charge / discharge (charge in 1 hour, discharge in 1 hour) was repeated 100 times at room temperature of 18 ° C., and the voltage and capacity at the time of full charge again were measured. Further, when the fully charged battery was discharged at 1 C, the temperature at the time of discharging at 0.2 C was measured by a temperature sensor, and an average value was obtained. The temperature measurement position is the central part of the outer surface of the battery cell chamber at the center of 3 rows × 3 rows in both Example 1 and Comparative Example 1.

Figure 0006637675
Figure 0006637675

表1の通り、実施例1と比較例1とは電池容量に違いは見られず、100サイクルの充放電を繰り返しても同じ結果となった。また、放電時の発熱量については、1C放電時も0.2放電時も比較例1に対し実施例1の組電池は発熱が抑えられ、放熱効果が高いことを確認した。   As shown in Table 1, there was no difference in the battery capacity between Example 1 and Comparative Example 1, and the same result was obtained even after 100 cycles of charging and discharging. Regarding the calorific value at the time of discharging, it was confirmed that the assembled battery of Example 1 suppressed heat generation and had a high heat radiation effect as compared with Comparative Example 1 at both 1C discharging and 0.2 discharging.

また、上記の評価結果より、複数個の蓄電モジュールを積層した組電池においても放熱効果に差が生じることは明白である。   Also, from the above evaluation results, it is clear that a difference in the heat radiation effect occurs even in an assembled battery in which a plurality of power storage modules are stacked.

本発明の蓄電モジュールは各種電源として好適に利用できる。   The power storage module of the present invention can be suitably used as various power supplies.

1…蓄電モジュール
5、6、7…組電池
10…第一外装材
11…第一金属箔
12…第一耐熱性樹脂層
13…第一熱可塑性樹脂層
14…第一金属箔内側露出部
15…第一フランジ
16…第一金属箔外側露出部
18…第一エンボス部
20…第二外装材
21…第二金属箔
22…第二耐熱性樹脂層
23…第二熱可塑性樹脂層
24…第二金属箔内側露出部
25…第二フランジ
26…第二金属箔外側露出部
28…第二エンボス部
30…外装体
40…電池要素室
50…熱封止部
60…コアセル(電池要素)
61…正極活物質層
62…セパレーター
63…負極活物質層
70、71空間
75…伝熱体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric storage module 5, 6, 7 ... Battery 10 ... First exterior material 11 ... First metal foil 12 ... First heat resistant resin layer 13 ... First thermoplastic resin layer 14 ... First metal foil inner exposed part 15 ... first flange 16 ... first metal foil outer exposed part 18 ... first embossed part 20 ... second exterior material 21 ... second metal foil 22 ... second heat resistant resin layer 23 ... second thermoplastic resin layer 24 ... Bimetallic foil inner exposed portion 25 second flange 26 second metal foil outer exposed portion 28 second embossed portion 30 exterior body 40 battery element chamber 50 heat sealing portion 60 core cell (battery element)
61 ... Positive electrode active material layer 62 ... Separator 63 ... Negative electrode active material layer 70, 71 Space 75 ... Heat transfer material

Claims (4)

第一金属箔の一方の面に第一耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第一熱可塑性樹脂層が積層され、前記第一熱可塑性樹脂層側の面に第一金属箔が露出する第一金属箔内側露出部を有する第一外装材と、
第二金属箔の一方の面に第二耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第二熱可塑性樹脂層が積層され、前記第二熱可塑性樹脂層側の面に第二金属箔が露出する第二金属箔内側露出部を有する第二外装材と、
第一金属箔内側露出部に積層された正極活物質層と、第二金属箔内側露出部に積層された負極活物質層と、これらの間に配置されるセパレーターとを有する電池要素とを備え、
前記第一外装材および第二外装材は、第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部を含む領域にエンボス部を有し、前記第一外装材の第一熱可塑性樹脂層と第二外装材の第二熱可塑性樹脂層とが向かい合い、第一熱可塑性樹脂層と第二熱可塑性樹脂層とが融着した熱封止部に囲まれることによって、室内に第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部が臨む1室以上の電池要素室を有し、かつ前記熱封止部の立ち上がり壁を含むエンボス部によって凹凸を有する外面となされ、前記電池要素室と熱封止部の立ち上がり壁によって空間が形成された外装体が形成され、
前記電池要素室内に電解質とともに封入された電池要素は、正極活物質層が第一金属箔内側露出部に導通するとともに負極活物質層が第二金属箔内側露出部に導通していることを特徴とする蓄電モジュール。
The first heat-resistant resin layer is laminated on one surface of the first metal foil, the first thermoplastic resin layer is laminated on the other surface, and the first metal foil is exposed on the surface on the first thermoplastic resin layer side. A first exterior material having a first metal foil inner exposed portion,
A second heat-resistant resin layer is laminated on one surface of the second metal foil and a second thermoplastic resin layer is laminated on the other surface, and the second metal foil is exposed on the surface on the second thermoplastic resin layer side. A second exterior material having a second metal foil inner exposed portion,
A positive electrode active material layer stacked on the first metal foil inner exposed portion, a negative electrode active material layer stacked on the second metal foil inner exposed portion, and a battery element having a separator disposed therebetween. ,
The first exterior material and the second exterior material have an embossed portion in a region including the first metal foil inside exposed portion and the second metal foil inside exposed portion, and the first thermoplastic resin layer of the first exterior material. By facing the second thermoplastic resin layer of the second exterior material and being surrounded by the heat-sealed portion where the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer are fused, the inside of the first metal foil inside the room It has an exposed portion and a second metal foil inner exposed portion 1 or more rooms of the battery element chamber facing, and made an outer surface having an uneven by embossing unit comprising a rising wall of the heat sealing unit, the battery element chamber and the heat An exterior body in which a space is formed by the rising wall of the sealing portion is formed,
In the battery element sealed together with the electrolyte in the battery element chamber, the positive electrode active material layer is electrically connected to the first metal foil inside exposed portion, and the negative electrode active material layer is electrically connected to the second metal foil inside exposed portion. Power storage module.
前記外装体の外面に、第一金属箔が露出する第一金属箔外側露出部および第二金属箔が露出する第二金属箔外側露出部の少なくとも一方が形成されている請求項1に記載の蓄電モジュール。   The outer surface of the exterior body, wherein at least one of a first metal foil outer exposed portion where the first metal foil is exposed and a second metal foil outer exposed portion where the second metal foil is exposed are formed. Power storage module. 2個以上の、請求項1または2に記載された蓄電モジュールを有し、それらの蓄電モジュールが外装体の凹凸表面によって隣合う蓄電モジュール間に空間が形成される態様で積層され、蓄電モジュールの積層方向において、電池要素室と熱封止部とが重なり合うように複数の蓄電モジュールが積層されて、前記電池要素室と熱封止部の立ち上がり壁によって形成された空間と、立ち上がり壁を含む熱封止部によって形成された空間とが隣り合い、かつそれらの蓄電モジュールが直列に連結されていることを特徴とする組電池。 A power storage module comprising two or more power storage modules according to claim 1 or 2, wherein the power storage modules are stacked in such a manner that a space is formed between adjacent power storage modules by the uneven surface of the exterior body . In the stacking direction, a plurality of power storage modules are stacked such that the battery element chamber and the heat sealing portion overlap, and a space formed by the rising wall of the battery element chamber and the heat sealing portion; An assembled battery, wherein a space formed by a sealing portion is adjacent to the power storage module, and the power storage modules are connected in series. 積層方向において隣合う蓄電モジュールの間に伝熱体が配置されている請求項に記載の組電池。
The battery pack according to claim 3 , wherein a heat transfer body is disposed between the power storage modules adjacent in the stacking direction.
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