JP6657835B2 - ラミネート型バッテリ - Google Patents
ラミネート型バッテリ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6657835B2 JP6657835B2 JP2015226357A JP2015226357A JP6657835B2 JP 6657835 B2 JP6657835 B2 JP 6657835B2 JP 2015226357 A JP2015226357 A JP 2015226357A JP 2015226357 A JP2015226357 A JP 2015226357A JP 6657835 B2 JP6657835 B2 JP 6657835B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- vent
- sheet
- laminate
- laminate sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
そこで、内圧の上昇時にガスを外部へ放出させるベント構造(安全弁)を、ケースに設ける対策が採られている。たとえば、ラミネートシートどうしが溶着される周縁部の一部において溶着強度が抑えられた耐圧性の低い部分をベント構造とすることが提案されている。周縁部の一部において耐圧性が抑えられる部位としては、バッテリの内部と外部とをつなぐ方向(ラミネートシートの端辺が延びる方向に対して直交する方向)を内外方向とすれば、内外方向における外側の部位(特許文献1および2参照),内外方向における内側の部位(特許文献3参照)などが挙げられる。
さらに、ラミネートシートの周縁部においては、内側あるいは外側の一部の耐圧性が抑えられるだけでは、外側あるいは内側の他部の耐圧性が抑えられていない。そのため、外側あるいは内側の他部では、ケースの内圧が上昇した際に、ラミネートシートの剥離が安定せず、ガスが適切に排出されないおそれがある。
本ラミネート型バッテリは、前記接合されるラミネートシート間に挟み込まれて前記内部と外部とのそれぞれに突出して延びるシート状のタブ部を備える。
前記タブ部には、前記厚み方向に凹設または凸設されるとともに前記内部と前記外部とに跨って延びるベント部が設けられる。
さらに、前記タブ部は、前記極板群から前記外部に電力を取り出す端子である。
本ラミネート型バッテリは、その内圧が上昇した際に前記ラミネートシートが前記ベント部から剥離する。
(3)前記ベント部は、直線状に設けられることが好ましい。
(5)前記タブ部には、前記ベント部のうち前記接合されるラミネートシート間に挟み
込まれる領域の前記内部側の端部を含んで前記ラミネートシートとの接合力を低下させた
弱部が設けられることが好ましい。
(6)さらに、前記弱部は、前記タブ部を切り欠いた切欠部であることが好ましい。
以下の説明では、ラミネートシートにおける端辺の延在方向に合わせて、X方向,Y方向,Z方向のそれぞれを定める。X方向は、長方形の短辺が延びる方向とし、Y方向は、長方形の長辺が延びる方向とし、Z方向は、XY平面の法線に沿う方向とする。
このような方向の定義を踏まえて例を挙げれば、ラミネートシートの厚み方向はZ方向であり、端子において内部と外部とをつなぐ方向はY方向である。
はじめに、ラミネート型バッテリの基本構成を説明する。
図1に示すように、ラミネート型バッテリでは、ラミネートシート(「ラミネートフィルム」あるいは「ラミシート」とも称される)20の周縁部21が接合されて密封される。この周縁部21は、ラミネートシート20の端辺に沿って口の字型に設けられる。
ラミネートシート20で密封された内部4には、極板群30が収容される。極板群30には、ラミネートシート20の外部5に突出してタブ状に設けられる一対の端子(タブ部)1が接続される。端子1は、正極端子1Aと負極端子1Bとの二つで対をなしている。
ラミネートシート20は、絶縁性および可撓性を持ち合わせた外装体である。このラミネートシート20には、外装樹脂層,金属層,溶着樹脂層の順に積層された金属ラミネートシートが用いられる。
一方のラミネートシート20Aの周縁部21Aと他方のラミネートシート20Bの周縁部21Bとが接合される。詳細に言えば、周縁部21AにおけるZ2方向側の領域と周縁部21BにおけるZ1方向側の領域(図2では斜線を付して示す)とが接合される。このように接合されることで、ラミネートシート20の内部4に密閉された空間が形成される。これらのラミネートシート20A,20Bを接合させるときには、周縁部21A,21BどうしがZ方向にプレスされ圧着させられる。この接合手法としては、溶着樹脂層どうしを溶融させて接着させる溶着手法や、溶着手法に接合部の加熱工程を加えた熱溶着手法などが挙げられる。
この極板群30では、正極シート31と負極シート32とこれらのシート31,32の間に配置されるシート状のセパレータ33とが重ね合わされている。セパレータ33によって、正極シート31と負極シート32とが非接触とされる。ここでは、シート31,32およびセパレータ33のそれぞれが複数枚ずつ設けられている。
端子1は、内部4から外部5に電力を取り出すためのシート状の導体である。すなわち、端子1は、内部4と外部5とに跨るようにXY平面に沿って設けられており、内部4と外部5とのそれぞれに突出して設けられる。端子1の内側部位1aには電極部31b,32bが接続され、端子1の外側部位1bには電力供給先につながる配線(何れも図示省略する)が接続される。ここでは、Z方向視で長方形状の端子1を例示する。
つぎに、図3を参照して、端子1の構成について詳述する。なお、図3には、二点鎖線でラミネートシート20における周縁部21のアウトラインを示す。具体的には、Y1方向側の二点鎖線で接合される周縁部21の内側端部211を示し、Y2方向側の二点鎖線で接合される周縁部21の外側端部212を示す。また、図3では、説明の便宜のために、端子1の厚み(Z方向寸法)を誇張して示す。
ベント部11は、内部4と外部5とに跨って延びて設けられる。このベント部11は、Y方向に沿って直線状に設けられ、端子1のY方向全域に延びている。ただし、少なくとも、ベント部の内側端部が内部4に配置されるとともにベント部の外側端部が外部5に配置されていればよい。そのため、ベント部は、端子1のY方向領域のうち一部に延びて設けられてもよく、Y方向に対して傾斜して延びていてもよく、あるいは、折れ曲がって延びていていもよい。
凹溝12は、XZ平面に沿う断面形状が開放側をZ1方向に向けたコ字状(ステープラーの針形状)をなしている。
具体的に言えば、凹溝12には、底壁面121と縦壁面122とが形成される。底壁面121は、表面1sよりも端子1の厚み方向における内部側(ここではZ2方向側)に設けられ、XY平面に沿ってY方向に延びる。縦壁面122は、底壁面121のX方向端部のそれぞれと表面1sとをむすび、YZ平面に沿ってY方向に延びる。さらに、底壁面121と縦壁面122との接続箇所およびその周辺には、内部4と外部5とに跨って延びる角部123が形成される。
ラミネートシート20は、とくに角部123に沿って変形しづらい。そのため、角部123は、ラミネートシート20に対する端子1の接合力がとりわけ小さい部分となる。
突条13は、XZ平面に沿う断面形状が矩形状をなしている。
具体的に言えば、突条13には、頂壁面131と縦壁面132とが形成される。頂壁面131は、表面1sよりも端子1の厚み方向における外部側(ここではZ1方向側)に設けられ、XY平面に沿ってY方向に延びる。縦壁面132は、頂壁面131のX方向端部のそれぞれと表面1sとをむすび、YZ平面に沿ってY方向に延びる。さらに、縦壁面132と表面1sとの接続箇所およびその周辺には、内部4と外部5とに跨って延びる角部133が形成される。
ラミネートシート20は、とくに角部133に沿って変形しづらい。そのため、角部133は、ラミネートシート20に対する接合力がとりわけ小さい部分となる。
本実施形態のラミネート型バッテリは、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
まず、ラミネート型バッテリにおいて内圧が上昇する際の作用を述べる。
ラミネート型バッテリで内圧が上昇する状況としては、正極シート31と負極シート32とが接触する内部短絡が発生した場合や、極板群30が過熱した場合などが挙げられる。たとえば、ラミネート型バッテリに対して衝撃が作用したときやラミネート型バッテリが変形したときなどに内部短絡が発生し、ラミネート型バッテリ自体が高温環境下に晒されたときや過剰に充放電されたときなどに極板群30が過熱する。このような状況では、極板群30に含有される電解質が急激に分解され、多量のガスが発生する。そして、ラミネート型バッテリの内圧が上昇する。
続いて、ラミネートシート20どうしの接合力やラミネートシート20に対する端子1の表面1sの接合力よりもラミネートシート20に対するベント部11の接合力のほうが小さいことから、ラミネートシート20がベント部11から剥離する。詳細に言えば、ベント部11としての凹溝12が設けられる場合には、内部4と外部5とに跨って延びる角部123からラミネートシート20が剥離する。同様に、ベント部11として突条13が設けられる場合には、内部4と外部5とに跨って延びる角部133からラミネートシート20が剥離する。
このようにして、ベント部11の角部123や角部133に沿ってガスの流通路が形成されることで、ラミネート型バッテリの内部4と外部5とが連通する。そして、ガスが放出され、内圧が外部5の気圧(大気圧)まで低下する。
(1)ベント部11は、ラミネート型バッテリの内部4と外部5とのそれぞれに突出して延びる端子1に設けられる。そのため、内部4と外部5とに跨って延びるベント部11を端子1に設けることができる。よって、ベント部11によって内部4と外部5とを確実に連通させることができ、ガスを確実に放出させることができる。
また、端子1は、ラミネートシート20の周縁部21に挟み込まれるため、ラミネートシート20どうしが接合される箇所よりも補強されている。よって、内圧上昇時に形成されるガスの流通路、即ち、端子1のベント部11に沿うガスの流通路も補強されて折れ曲がりにくくなり、ガスを確実に放出することができる。
たとえば、他の技術では、ラミネートシートの周縁部どうしが接合される領域において、一部の耐圧性を抑えることでベント構造を設けている。このようなベント構造では、バッテリの収容部や配線といった周辺の構造物に対して周縁部の他部が干渉することで折れ曲がり、ラミネートシートの接合力が変動することによって耐圧性が不安定になり、ガスを適切に放出することができないおそれがある。
(3)さらに、汎用形状の凹溝12または突条13を端子1に設けるだけで、ベント部11をラミネート型バッテリに設けることができる。よって、製造コストの上昇を抑えつつ安全性を向上させることができる。
これらの凹溝12または突条13は、端子1を補強するリブとしても機能し、端子1の耐久性を向上させることができる。
また、直線状のベント部11は単純な形状であるため、製造コストの低下に寄与する。
(5)なお、ベント部が折れ曲がって設けられていれば、直線状のベント部11に比較して、ガスの放出が抑えられる。延いては、ベント部の折れ曲がり形状を設定することで、ガスの放出モードを調整することができる。
最後に、本実施形態のラミネート型バッテリの変形例について述べる。
図4に示すように、端子1′のベント部11′として、Z方向視で凸形状に凸設された凸部14′が内部4と外部5とに跨って形成されてもよい。この凸部14′は、Z方向視で、内側で端子1′のX方向全域に亘って設けられ、外側で端子1′のX方向一領域に設けられる。このような端子1′には、凹設された凹部15′が形成されたものとも言える。
凸部14′には、端子1′の中間部位1c′においてZ方向に沿う三つの面14a′,14b′,14c′が折れ曲がって設けられる。これらの面14a′,14b′,14c′として、内側でY方向に延びる内側端面14a′と、外側でY方向に延びる外側端面14b′と、内側端面14a′と外側端面14b′とをつなぐようにX方向に延びる中間端面14c′とが形成されている。さらに、内側端面14a′は、内側に突出するように延びており、外側端面14b′は、外側に突出するように延びている。
凹部15′の中間部位1c′においてX方向端部でZ方向に沿う端面15a′は、内側端面14a′のZ方向寸法α′から外側端面14b′あるいは中間端面14c′のZ方向寸法β′を差し引いたZ方向寸法γ′(=α′−β′)に形成される。
このようにZ方向寸法α′,β′,γ′の大小関係が設定されるため、ラミネートシート20′に対する凸部14′の接合力は、内側端面14a′よりも中間端面14b′および外側端面14c′のほうが大きく設定される。
たとえば、弱部19′としては、端子1′を切り欠いた切欠部が形成される。ここでは、Z方向全域にX方向に凹設されるように切り欠かれ、XY平面に沿う断面形状が半円状の切欠部を例示する。ただし、弱部19′としての切欠部は、少なくとも中間部位1cの内側端部を含む内側端面14a′が切り欠かれていればよく、端子1′のZ方向一領域を凹設してもよいし、矩形状やV字状といった任意の断面形状としてもよい。
この切欠部は、ラミネートシート20′を接合させるときのプレス力がより印可されにくく、ラミネートシート20′に対する接合力が内側端面14a′のなかでも更に抑えられる。
ラミネート型バッテリで内圧が上昇するにつれて、ラミネートシート20′を剥離させる力が大きくなる。続いて、ラミネートシート20′に対する凸部14′の端面14a′,14b′,14c′の接合力のほうがラミネートシート20′どうしの接合力よりも小さいことから、ラミネートシート20′が端面14a′,14b′,14c′から剥離する。時系列に沿って詳細に言えば、ラミネートシート20′は、最初に内側端面14a′から剥離し、ついで中間端面14c′から剥離し、その後に外側端面14b′から剥離する。
ベント部11′が折れ曲がって設けられているため、ベント部11′からラミネートシート20′が剥離した際に、直線状のベント部11に比較して、ガスの放出が抑えられる。延いては、ベント部11′の折れ曲がり形状を設定することで、ガスの放出モードを調整することができる。
そのほか、ベント部が端子に設けられるものに限らず、内部と外部とに跨るとともに内部と外部とのそれぞれに突出して設けられるタブ状の部材(タブ部)を端子とは別設し、このタブ状の部材にベント部を設けてもよい。
1A 正極端子
1B 負極端子
1a 内側部位
1b 外側部位
1c 中間部位
1s 表面
11 ベント部
12 凹溝
121 底壁面
122 縦壁面
123 角部
13 突条
131 頂壁面
132 縦壁面
133 角部
14′ 凸部
14a′ 内側端面
14b′ 外側端面
14c′ 中間端面
15′ 凹部
15a′ 端面
19′ 弱部
20,20A,20B ラミネートシート
21,21A,21B 周縁部
30 極板群
31 正極シート
31a シート本体部
31b 電極部
32 負極シート
32a シート本体部
32b 電極部
33 セパレータ
4 内部
5 外部
α′,β′,γ′ Z方向寸法
Claims (6)
- 周縁部を厚み方向にプレスして接合されるラミネートシートで密封される内部に極板群が収容されたラミネート型バッテリであって、
前記接合されるラミネートシート間に挟み込まれ、前記内部と外部とのそれぞれに突出して延び、前記極板群から前記外部に電力を取り出す端子であるシート状のタブ部を備え、
前記タブ部は、前記厚み方向に凹設または凸設されるとともに前記内部と前記外部とに跨って延びるベント部を有し、
前記ラミネート型バッテリの内圧が上昇した際に前記ラミネートシートが前記ベント部から剥離する
ことを特徴とするラミネート型バッテリ。 - 前記ベント部は、凹溝または突条である
ことを特徴とする請求項1に記載のラミネート型バッテリ。 - 前記ベント部は、直線状に設けられた
ことを特徴とする請求項1または2に記載のラミネート型バッテリ。 - 前記ベント部は、折れ曲がって設けられた
ことを特徴とする請求項1または2に記載のラミネート型バッテリ。 - 前記タブ部は、前記ベント部のうち前記接合されるラミネートシート間に挟み込まれる領域の前記内部側の端部を含んで前記ラミネートシートとの接合力を低下させた弱部を有する
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のラミネート型バッテリ。 - 前記弱部は、前記タブ部を切り欠いた切欠部である
ことを特徴とする請求項5に記載のラミネート型バッテリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015226357A JP6657835B2 (ja) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | ラミネート型バッテリ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015226357A JP6657835B2 (ja) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | ラミネート型バッテリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017097984A JP2017097984A (ja) | 2017-06-01 |
JP6657835B2 true JP6657835B2 (ja) | 2020-03-04 |
Family
ID=58803967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015226357A Active JP6657835B2 (ja) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | ラミネート型バッテリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6657835B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7329009B2 (ja) * | 2021-03-19 | 2023-08-17 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | 端子 |
JP7329010B2 (ja) * | 2021-03-19 | 2023-08-17 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | ラミネート型電池 |
CN114243227B (zh) * | 2021-12-02 | 2023-11-24 | 湖北省泰璞电子有限公司 | 一种可弯折且不损伤耐久度的可调式电池极耳 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3638765B2 (ja) * | 1997-09-05 | 2005-04-13 | 株式会社リコー | 非水系偏平型電池 |
JP4604441B2 (ja) * | 2002-07-18 | 2011-01-05 | 日本電気株式会社 | フィルム外装電池及びその製造方法 |
JP4984386B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2012-07-25 | 日産自動車株式会社 | 電池構造体 |
JP2006294367A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Nissan Motor Co Ltd | 薄型電池 |
JP4623039B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2011-02-02 | Tdk株式会社 | 電気化学素子 |
CN102165544B (zh) * | 2008-10-01 | 2013-04-03 | 太阳诱电株式会社 | 电化学器件 |
JP5059890B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2012-10-31 | Jmエナジー株式会社 | ラミネート外装蓄電デバイス |
JP2011086815A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Tdk Corp | 電気化学デバイス及びその製造方法 |
JP5018856B2 (ja) * | 2009-10-16 | 2012-09-05 | Tdk株式会社 | 電気化学デバイス及びその製造方法 |
-
2015
- 2015-11-19 JP JP2015226357A patent/JP6657835B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017097984A (ja) | 2017-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7049541B2 (ja) | ガス排出手段を備えたパウチ型二次電池 | |
US9269945B2 (en) | Electrode lead and secondary battery having the same | |
JP4235538B2 (ja) | 二次電池ユニット | |
US8658296B2 (en) | Rechargeable battery | |
JP6522418B2 (ja) | 角形二次電池及びそれを用いた組電池、並びにその製造方法 | |
KR101216422B1 (ko) | 실링부의 절연성이 향상된 이차전지 | |
WO2009113634A1 (ja) | フィルム外装電気デバイス及び組電池 | |
CN105609693B (zh) | 电极组件以及具有该电极组件的电池包 | |
JP6109957B2 (ja) | ラウンドコーナーを含む電極組立体 | |
JP6743664B2 (ja) | 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 | |
KR20160040047A (ko) | 전기적으로 연결된 전극조립체들을 구비하는 플렉서블 전기화학소자 | |
KR101147241B1 (ko) | 전극 어셈블리, 이차 전지, 및 전극의 제조 방법 | |
KR20180032083A (ko) | 이차전지 | |
JPWO2018003843A1 (ja) | 二次電池及びその製造方法 | |
JP2012009317A (ja) | リチウムイオン二次電池および組電池 | |
JP6657835B2 (ja) | ラミネート型バッテリ | |
WO2006009062A1 (ja) | 収納部材、収納ケースおよび筐体 | |
KR20150007741A (ko) | 이차전지 | |
JP7134543B2 (ja) | 電極タブリード結合部に適用されるプラスチック部材を含む電極組立体及びこれを含む二次電池 | |
US11088426B2 (en) | Electric storage device | |
US20210036272A1 (en) | Rechargeable Battery | |
JP6867610B2 (ja) | 蓄電素子 | |
JP2007214025A (ja) | ラミネート電池および組電池 | |
JP6635521B2 (ja) | 階段構造の電極組立体に対応する突出部が形成されている電池ケースを含む電池セル | |
JP2019140100A (ja) | 蓄電素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200120 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6657835 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |