JP6837320B2 - Exterior case for power storage device and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、スマートフォン、タブレット等の携帯機器に使用される電池やコンデンサ、ハイブリッド自動車、電気自動車、風力発電、太陽光発電、夜間電気の蓄電用に使用される電池やコンデンサ等の蓄電デバイス用の外装ケース及びその製造方法に関する。 The present invention is for power storage devices such as batteries and capacitors used in portable devices such as smartphones and tablets, hybrid vehicles, electric vehicles, wind power generation, solar power generation, and nighttime electricity storage. Regarding the outer case and its manufacturing method.
なお、本願の特許請求の範囲及び本明細書において、「略直方体形状」の語は、「略立方体形状」を含む意味で用いている。 In the scope of claims of the present application and in the present specification, the term "substantially rectangular parallelepiped shape" is used to include "substantially cubic shape".
また、本願の特許請求の範囲及び本明細書において、「略多角柱形状」の語は、「底面が略正多角形である多角柱形状」をも含む意味で用いている。また、前記「略多角柱形状」の語は、前記「略直方体形状」を含む意味で用いている。 Further, in the scope of claims of the present application and in the present specification, the term "substantially polygonal prism shape" is used to mean "polygonal prism shape having a substantially regular polygonal bottom surface". Further, the term "substantially polygonal prism shape" is used to include the above "substantially rectangular parallelepiped shape".
また、本明細書において、外装ケースに関して、「上方」の語は、外装ケースの底面開放口から収容ケースの天壁に向かう方向(図7において上に向かう方向)を意味し、「下方」の語は、収容ケースの天壁から底面開放口に向かう方向(図7において下に向かう方向)を意味し、「水平」の語は、収容ケースの天壁の表面に平行な方向を意味し、「垂直」の語は、収容ケースの天壁の表面に垂直な方向を意味するものである。 Further, in the present specification, with respect to the outer case, the term "upper" means the direction from the bottom opening of the outer case toward the top wall of the storage case (upward in FIG. 7), and is "downward". The term means the direction from the top wall of the containment case to the bottom opening (downward in FIG. 7), and the word "horizontal" means the direction parallel to the surface of the top wall of the containment case. The term "vertical" means the direction perpendicular to the surface of the top wall of the containment case.
また、本明細書において、パンチに関して、「上方」の語は、成形の際にパンチをダイスの穴に進入させる方向を意味し(図5参照)、「下方」の語は、前記上方と真逆の方向を意味し、「水平」の語は、パンチの天壁(成形面)の表面に平行な方向を意味し、「垂直」の語は、パンチの天壁の表面に垂直な方向を意味するものである。 Further, in the present specification, with respect to the punch, the term "upper" means the direction in which the punch enters the hole of the die during molding (see FIG. 5), and the term "lower" means the above-mentioned upper and true. The word "horizontal" means the direction parallel to the surface of the top wall (molding surface) of the punch, and the word "vertical" means the direction perpendicular to the surface of the top wall of the punch. It means.
リチウムイオン2次電池は、例えばノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の電源として広く用いられている。このリチウムイオン2次電池としては、電池本体部(正極、負極及び電解質を含む本体部)の周囲を外装材で包囲した構成のものが用いられている。前記電池本体部等の蓄電デバイス本体を外装する外装材としては、例えば、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔層、熱可塑性樹脂フィルムからなる内層がこの順に接着一体化された構成のものが公知である(特許文献1参照)。 Lithium-ion secondary batteries are widely used as a power source for, for example, notebook computers, video cameras, mobile phones, and the like. As the lithium ion secondary battery, a battery having a structure in which the periphery of the battery main body (main body including the positive electrode, the negative electrode and the electrolyte) is surrounded by an exterior material is used. As the exterior material for exteriorizing the power storage device body such as the battery body, for example, an outer layer made of a heat-resistant resin film, an aluminum foil layer, and an inner layer made of a thermoplastic resin film are bonded and integrated in this order. It is known (see Patent Document 1).
そして、蓄電デバイスは、底面が開放された直方体形状の収容ケースの底面開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて封止用周縁部(フランジ部)が延ばされた外装ケースの前記収容ケース内に蓄電デバイス本体が収容され、前記収容ケースの底面側に平面状の外装材が重ね合わされて、前記外装ケースの封止用周縁部と前記平面状外装材の周縁部とが熱融着接合(ヒートシール)されることによって封止されて構成されている。このようなヒートシール接合で封止されることで電解液の漏出を防止できる。 The power storage device is the above-mentioned outer case in which the sealing peripheral edge portion (flange portion) is extended from the peripheral edge of the bottom opening of the rectangular parallelepiped-shaped storage case whose bottom surface is open toward the outside in a substantially horizontal direction. The power storage device main body is housed in the storage case, a flat exterior material is superposed on the bottom surface side of the storage case, and the sealing peripheral portion of the exterior case and the peripheral edge portion of the flat exterior material are heat-melted. It is configured to be sealed by being bonded (heat sealed). Leakage of the electrolytic solution can be prevented by sealing with such a heat seal joint.
ところで、前記外装ケースは、平面状の外装材に対して深絞り成形等の成形を行うことによって得られるが(特許文献1参照)、収容ケース部の隣り合う一対の側壁と天壁により構成される三面角部では成形の際に歪みが集約される(集中する)ので、外装ケースの三面角部において皺や割れが発生しやすく十分な強度を確保し難いという問題があった。特により深い成形を行って収容ケースの高さ(深さ)をさらに大きくした外装ケースを得る場合には三面角部での皺や割れの発生、強度の低下は顕著であった。 By the way, the exterior case is obtained by performing molding such as deep drawing on a flat exterior material (see Patent Document 1), and is composed of a pair of side walls and a top wall adjacent to each other in the storage case portion. Since strains are concentrated (concentrated) at the three-sided corners during molding, wrinkles and cracks are likely to occur at the three-sided corners of the outer case, and it is difficult to secure sufficient strength. In particular, when an outer case was obtained by performing deeper molding to further increase the height (depth) of the accommodating case, wrinkles and cracks were generated at the three-sided corners, and the strength was significantly reduced.
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、大きな歪みが三面角部に集中するのを十分に抑制できて皺や割れの発生を抑制できて強度を十分に確保できる蓄電デバイス用外装ケース及びその製造方法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 is capable of sufficiently suppressing the concentration of large strains on the three-sided corners, suppressing the occurrence of wrinkles and cracks, and ensuring sufficient strength. It is an object of the present invention to provide an outer case for a device and a method for manufacturing the same.
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1]底面が開放された略多角柱形状の収容ケースと、該収容ケースの前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部と、を備えた蓄電デバイス用外装ケースであって、
前記収容ケースを構成する隣り合う側壁は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、前記収容ケースを構成する天壁の各辺は、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁は、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接され、
前記稜線部の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にあることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケース。
[1] A storage case provided with a substantially polygonal prism-shaped storage case having an open bottom surface and a flange portion extending outward in a substantially horizontal direction from the peripheral edge of the opening port on the bottom surface of the storage case. It is an exterior case for devices
Adjacent side walls constituting the storage case are connected to each other via curved corner walls arranged between each other, and each side of the top wall constituting the storage case is an upper side of the side wall and a curved surface, respectively. Each corner edge of the top wall is connected via a ridge line portion, and each corner edge is connected to the upper edge of the corner wall portion via a corner apex portion having a curved surface.
When the radius of curvature of the ridge line portion is "R 1 " and the radius of curvature of the vertical cross section of the corner apex portion is "R 2 ", the exterior for a power storage device is characterized in that R 1 <R 2. Case.
[2]前記略多角柱形状は、略直方体形状である前項1に記載の蓄電デバイス用外装ケース。即ち、この[2]の発明は、底面が開放された略直方体形状の収容ケースと、該収容ケースの前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部と、を備えた蓄電デバイス用外装ケースであって、前記収容ケースを構成する隣り合う側壁は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、前記収容ケースを構成する天壁の4辺は、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の4つの角縁は、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接され、前記稜線部の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にあることを特徴とする。
[2] The exterior case for a power storage device according to
[3]前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている前項1または2に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
[3] The power storage device according to
[4]平面視において前記移行壁部と前記天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線である前項3に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
[4] The exterior case for a power storage device according to
[5]前記移行壁部の水平方向での長さが0mmを超えて5mm以下である前項3または4に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
[5] The exterior case for a power storage device according to
[6]前記収容ケースおよび前記フランジ部は、いずれも、金属箔層と、該金属箔層の一方の面に積層されたシーラント層と、を含む積層材からなる前項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
[6] Each of the storage case and the flange portion is any one of the
[7]蓄電デバイス本体部と、
前項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケースを含む外装部材と、を備え、
前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
[7] The main body of the power storage device and
An exterior member including the exterior case for a power storage device according to any one of the
A power storage device characterized in that the power storage device main body is covered with the exterior member.
[8]素材板を押し込むことにより立体成形する略多角柱形状のパンチと、前記パンチに押し込まれた素材板を受容する略多角柱形状の穴を有するダイスと、前記パンチを挿入する穴を有するブランクホルダーと、を備えた絞り成形用金型を用いて素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを製造する方法であって、
前記素材板を、前記ダイスの穴の周囲の挟み付け面と前記ブランクホルダーの穴の周囲の挟み付け面とで挟み付ける工程と、
前記パンチを前記ブランクホルダーの穴から挿入してさらに前記ダイスの穴に進入させることによって前記素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを得る成形工程と、を含み、
前記パンチとして、隣り合う側壁が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、天壁の各辺が、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁が、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接されてなるパンチであって、前記稜線部の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にあるパンチを用いることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。
[8] It has a substantially polygonal pillar-shaped punch that is three-dimensionally formed by pushing the material plate, a die having a substantially polygonal pillar-shaped hole that receives the material plate pushed into the punch, and a hole for inserting the punch. It is a method of manufacturing an outer case for a power storage device by drawing and molding a material plate using a drawing die provided with a blank holder.
A step of sandwiching the material plate between the sandwiching surface around the hole of the die and the sandwiching surface around the hole of the blank holder.
A molding step of inserting the punch through the hole of the blank holder and further inserting the punch into the hole of the die to draw and mold the material plate to obtain an outer case for a power storage device is included.
As the punch, adjacent side walls are connected to each other via curved corner wall portions arranged between each other, and each side of the top wall is connected to the upper side of the side wall via a curved surface ridge line portion. Each corner edge of the top wall is a punch formed by being connected to the upper edge of the corner wall portion via a corner apex portion having a curved surface, and the radius of curvature of the ridge line portion is defined as "S 1 ". A method for manufacturing an outer case for a power storage device, which comprises using a punch having a relationship of S 1 <S 2 when the radius of curvature of the vertical cross section of the apex of the corner is "S 2".
[9]前記略多角柱形状は、略直方体形状である前項8に記載の蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。即ち、この[9]の発明は、素材板を押し込むことにより立体成形する略直方体形状のパンチと、前記パンチに押し込まれた素材板を受容する略直方体形状の穴を有するダイスと、前記パンチを挿入する穴を有するブランクホルダーと、を備えた絞り成形用金型を用いて素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを製造する方法であって、前記素材板を、前記ダイスの穴の周囲の挟み付け面と前記ブランクホルダーの穴の周囲の挟み付け面とで挟み付ける工程と、前記パンチを前記ブランクホルダーの穴から挿入してさらに前記ダイスの穴に進入させることによって前記素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを得る成形工程と、を含み、前記パンチとして、隣り合う側壁が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、天壁の4辺が、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の4つの角縁が、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接されてなるパンチであって、前記稜線部の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にあるパンチを用いることを特徴とする。 [9] The method for manufacturing an exterior case for a power storage device according to item 8 above, wherein the substantially polygonal prism shape is a substantially rectangular parallelepiped shape. That is, the present invention of [9] comprises a substantially rectangular parallelepiped punch that is three-dimensionally formed by pushing a material plate, a die having a substantially rectangular parallelepiped hole that receives the material plate pushed into the punch, and the punch. It is a method of manufacturing an outer case for a power storage device by drawing and molding a material plate using a blank holder having a hole to be inserted and a drawing mold provided with the material plate of the hole of the die. The material plate is made by sandwiching the material plate between the surrounding sandwiching surface and the sandwiching surface around the hole of the blank holder, and inserting the punch through the hole of the blank holder and further entering the hole of the die. Including a molding process of drawing and forming an outer case for a power storage device, adjacent side walls are connected as punches via curved corner walls arranged between each other, and four sides of the top wall are formed. , Each of which is connected to the upper side of the side wall via the ridgeline portion of the curved surface, and the four corner edges of the top wall are connected to the upper edge of the corner wall portion via the corner apex portion having a curved surface, respectively. When the radius of curvature of the ridgeline portion is "S 1 " and the radius of curvature of the vertical cross section of the corner apex portion is "S 2 ", the punch having the relationship of S 1 <S 2 is used. It is characterized by being used.
[10]前記パンチにおいて、前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている前項8または9に記載の蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。 [10] In the punch, the edge in the substantially horizontal direction of the ridge line portion and the edge edge of the corner apex portion facing the edge portion are connected to each other via a transition wall portion in the preceding item 8 or 9. The method for manufacturing an outer case for a power storage device according to the description.
[1]及び[2]の発明では、収容ケース部において曲面のコーナー壁部、曲面の稜線部および曲面の角頂点部が設けられていると共に、稜線部の曲率半径R1<角頂点部の垂直断面の曲率半径R2の関係にある構成であるから、大きな歪みが収容ケース部の三面角部に集中するのを十分に抑制できて(歪みを分散させることができて)、三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えた外装ケースを提供できる。従って、深さの深い収容ケース部を備えた外装ケースを提供することが可能となる。 In the inventions of [1] and [2], a curved corner wall portion, a curved ridge line portion, and a curved corner apex portion are provided in the accommodating case portion, and the radius of curvature R 1 <corner apex portion of the ridge line portion is provided. Since the configuration has a radius of curvature R 2 of the vertical cross section, it is possible to sufficiently suppress that large strains are concentrated on the three-sided corners of the accommodating case (distortion of the strains), and the three-sided corners. It is possible to provide an outer case having sufficient strength while preventing wrinkles and cracks in the surface. Therefore, it is possible to provide an exterior case having a deep storage case portion.
[3]の発明では、稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている(移行壁部で連続的につながっている)ので、収容ケース部の三面角部に集中する歪みをより十分に分散させることができて外装ケースとして強度をより十分に確保できる。従って、より深い収容ケース部を備えた外装ケースを提供できる。 In the invention of [3], the substantially horizontal edge of the ridgeline portion and the edge of the corner apex facing the edge are connected via the transition wall portion (continuous at the transition wall portion). Therefore, the strain concentrated on the three-sided corners of the storage case can be more sufficiently dispersed, and the strength of the outer case can be more sufficiently secured. Therefore, it is possible to provide an outer case having a deeper storage case portion.
[4]の発明では、平面視において移行壁部と天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線であるから、特に移行壁部における応力をさらに低減できる。 In the invention of [4], since at least a part of the boundary ridgeline between the transition wall portion and the top wall is a curve that is convex outward in a plan view, the stress in the transition wall portion can be further reduced.
[5]の発明では、移行壁部の水平方向での長さが0mmを超えて5mm以下であるので、収容ケース部の三面角部に集中する歪みをより一層十分に分散させることができて外装ケースとしての強度を更に向上させることができる。 In the invention of [5], since the horizontal length of the transition wall portion exceeds 0 mm and is 5 mm or less, the strain concentrated on the three-sided corner portion of the storage case portion can be more sufficiently dispersed. The strength of the outer case can be further improved.
[6]の発明では、優れたヒートシール性及び優れたガスバリア性を備えた外装ケースを提供できる。 According to the invention of [6], it is possible to provide an outer case having excellent heat sealing property and excellent gas barrier property.
[7]の発明では、皺や割れが防止された十分な強度を備えた外装ケースを含む外装部材で外装されているので、耐久性に優れた蓄電デバイスを提供できる。また、外装ケースは、より深さの深いものも問題なく形成できるので、例えば蓄電デバイスの電気容量(電池容量等)をより大きくすることができる。 In the invention of [7], since the exterior is covered with an exterior member including an exterior case having sufficient strength to prevent wrinkles and cracks, it is possible to provide a power storage device having excellent durability. Further, since the outer case can be formed with a deeper depth without any problem, for example, the electric capacity (battery capacity, etc.) of the power storage device can be further increased.
[8]及び[9]の発明では、曲面のコーナー壁部、曲面の稜線部および曲面の角頂点部が設けられたパンチであって稜線部の曲率半径S1<角頂点部の垂直断面の曲率半径S2の関係にあるパンチを用いて絞り成形するので、大きな歪みが収容ケース部の三面角部に集中するのを十分に抑制できて(歪みを分散させることができて)三面角部での皺や割れを防止しつつ十分な強度を備えた蓄電デバイス用外装ケースを製造できる。 In the inventions of [8] and [9], the punch is provided with the corner wall portion of the curved surface, the ridgeline portion of the curved surface, and the corner apex portion of the curved surface, and the radius of curvature of the ridgeline portion S 1 <the vertical cross section of the corner apex portion. since drawing using a punch having a relationship of the radius of curvature S 2, a large distortion is sufficiently inhibited from concentrating on three sides corners of the housing case portion (to be able to disperse the strain) trihedral corners It is possible to manufacture an outer case for a power storage device having sufficient strength while preventing wrinkles and cracks in the surface.
[10]の発明では、パンチにおける稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されているので、より十分な強度を備えた外装ケースを製造できる。 In the invention of [10], the substantially horizontal edge of the ridgeline portion of the punch and the edge of the angular apex portion facing the edge are connected via the transition wall portion, which is more sufficient. It is possible to manufacture a strong exterior case.
本発明に係る蓄電デバイス用外装ケースの製造方法について説明する。本製造方法において使用する絞り成形用金型40の一実施形態を図1に示す。 A method for manufacturing an outer case for a power storage device according to the present invention will be described. An embodiment of the draw die 40 used in the present manufacturing method is shown in FIG.
前記絞り成形用金型40は、素材板91を押し込むことにより該素材板91を立体成形するパンチ43と、前記パンチ43に押し込まれた素材板91を受容する略直方体形状の穴41aを有するダイス41と、前記パンチ43を挿入する略直方体形状の穴42aを有するブランクホルダー42と、を備える(図1参照)。
The drawing die 40 is a die having a
前記パンチ43は、略直方体形状である(図1参照)。前記パンチ43は、4つの側壁51と、天壁52と、底壁53と、を有している(図2〜4参照)。前記側壁51、天壁52および底壁53は、いずれも略矩形状である。前記パンチ43では、隣り合う側壁51同士が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部44を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁52の4辺(矩形状を構成する4辺)が、それぞれ前記側壁51の上辺51aと、曲面の稜線部45を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁52の4つの角縁52bが、それぞれ前記コーナー壁部44の上縁44aと、曲面を備えた角頂点部46を介して連接されている(連続的につながっている)。前記コーナー壁部44、稜線部45および角頂点部46は、いずれも、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している(図2〜4参照)。また、前記コーナー壁部44、稜線部45および角頂点部46は、いずれも、断面視において表面が1/4円弧(円の4分の1の部分)を形成している(図2〜4参照)。
The
また、前記稜線部45の水平方向(前記稜線部45の長さ方向に平行な方向)の端縁45cと、該端縁45cと対峙する前記角頂点部46の端縁46cとが、移行壁部47を介して連接されている(連続的につながっている)。前記移行壁部47は、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している。前記移行壁部47の上縁は、前記天壁52に連接され(連続的につながっていて)、前記移行壁部47の下縁は、前記側壁51に連接されている(連続的につながっている)(図2〜4参照)。前記移行壁部47は、前記角頂点部46側から前記稜線部45側に向けて曲率半径が漸次小さくなるように構成されている。
Further, the
本実施形態のパンチ43では、平面視において前記移行壁部47と前記天壁52との境界の稜線(境界稜線)54の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図3参照)。また、本実施形態では、平面視において前記境界稜線54における前記角頂点部46側が直線になっており、前記境界稜線54における前記稜線部45側が外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図3参照)。
In the
本実施形態のパンチ43では、側面視において前記移行壁部47と前記側壁51との境界の稜線(境界稜線)55の少なくとも一部は、上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図4参照)。また、本実施形態では、側面視において前記境界稜線55における前記角頂点部46側が直線になっており、前記境界稜線55における前記稜線部45側が上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図4参照)。
In the
前記パンチ43では、前記稜線部45の垂直断面の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部46の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にある。このような関係にあるパンチ43を用いることにより、大きな歪みが収容ケース部2の三面角部に集中するのを十分に抑制できて、三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えた外装ケース1を製造することができる。
In the
前記パンチ43において、前記移行壁部47の水平方向(前記稜線部45の長さ方向に平行な方向)での長さMは、0mmを超えて6mm以下であるのが好ましい(図3、4参照)。
In the
前記パンチ43において、前記稜線部45の垂直断面の曲率半径(S1)は、0.05mm〜4mmの範囲であるのが好ましい(図3、4参照)。また、「S2−S1」(S2からS1を差し引いた値)は、0.1mm〜4mmの範囲であるのが好ましい。また、前記コーナー壁部44の水平断面の曲率半径(S3)は、0mmを超えて8mm以下の範囲であるのが好ましい(図4参照)。
In the
前記パンチ43において、M ≧ 2(S2−S1)/π の関係式が成り立つ構成を採用するのが好ましく、この場合にはパンチ43における鋭角部を減らすことができて成形時にかかる力を集中させることなく十分に分散させることができ、成形性をさらに向上させることができる。
In the
しかして、上記構成の絞り成形用金型40を用いて次のようにして本発明の蓄電デバイス用外装ケース1を製造することができる。まず、素材板91を、前記ダイス41の穴41aの周囲の挟み付け面41bと、前記ブランクホルダー42の穴42aの周囲の挟み付け面42bとで挟み付ける(挟み付け工程)。次に、図5に示すように、前記パンチ43を前記ブランクホルダー42の穴42aから挿入してさらに前記ダイス41の穴41aに進入させて前記素材板91を絞り成形することによって、図6に示すような蓄電デバイス用外装ケース1を製造できる。
Therefore, the
本実施形態では、前記素材板(外装材)91として、外側層としての耐熱性樹脂層92と、内側層としてのシーラント層93と、これら両層間に配置された金属箔層94とを含む積層材を用いた(図14参照)。また、本実施形態では、前記素材板(外装材)91は、金属箔層94の一方の面(上面)に第2接着剤層(外側接着剤層)95を介して耐熱性樹脂層(外側層)92が積層一体化されると共に、前記金属箔層94の他方の面(下面)に第1接着剤層(内側接着剤層)96を介してシーラント層(内側層)93が積層一体化された構成である(図14参照)。なお、前記素材板(外装材)91としては、金属箔層94と、該金属箔層94の一方の面に積層されたシーラント層(内側層)93と、を含む積層材を使用してもよい。
In the present embodiment, the material plate (exterior material) 91 is a laminate including a heat-
得られた蓄電デバイス用外装ケース1は、底面が開放された略直方体形状の収容ケース2と、該収容ケース2の前記底面の開放口13の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部3と、を備えている(図6、7参照)。
The obtained
前記収容ケース2は、前記パンチ43の上方部とほぼ同一の形状を備えている(図6、7参照)。即ち、前記収容ケース2は、4つの側壁11と、天壁12と、を有している(図8〜10参照)。前記側壁11および天壁12は、いずれも略矩形状である。前記収容ケース2では、隣り合う側壁11が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部4を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁12の4辺(矩形状を構成する4辺)が、それぞれ前記側壁11の上辺11aと、曲面の稜線部5を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁12の4つの角縁12bが、それぞれ前記コーナー壁部4の上縁4aと、曲面を備えた角頂点部6を介して連接されている(連続的につながっている)。前記コーナー壁部4、稜線部5および角頂点部6は、いずれも、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している(図8〜10参照)。また、前記コーナー壁部4、稜線部5および角頂点部6は、いずれも、断面視において表面が1/4円弧(円の4分の1の部分)を形成している(図8〜10参照)。
The
また、前記稜線部5の水平方向(前記稜線部5の長さ方向に平行な方向)の端縁5cと、該端縁5cと対峙する前記角頂点部6の端縁6cとが、移行壁部7を介して連接されている(連続的につながっている)。前記移行壁部7は、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している。前記移行壁部7の上縁は、前記天壁12に連接され(連続的につながっていて)、前記移行壁部7の下縁は、前記側壁11に連接されている(連続的につながっている)(図8〜10参照)。前記移行壁部7は、前記角頂点部6側から前記稜線部5側に向けて曲率半径が漸次小さくなるように構成されている。
Further, the
本実施形態の外装ケース1では、平面視において前記移行壁部7と前記天壁12との境界の稜線(境界稜線)14の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図9参照)。また、本実施形態では、平面視において前記境界稜線14における前記角頂点部6側が直線になっており、前記境界稜線14における前記稜線部5側が外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図9参照)。
In the
本実施形態の外装ケース1では、側面視において前記移行壁部7と前記側壁11との境界の稜線(境界稜線)15の少なくとも一部は、上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図10参照)。また、本実施形態では、側面視において前記境界稜線15における前記角頂点部6側が直線になっており、前記境界稜線15における前記稜線部5側が上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図10参照)。
In the
前記外装ケース1では、前記稜線部5の垂直断面の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部6の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にある。このような関係にあるから、前記外装ケース1は、大きな歪みが収容ケース2の三面角部に集中するのを十分に抑制できて三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えている。
In the
前記外装ケース1において、前記移行壁部7の水平方向(前記稜線部5の長さ方向に平行な方向)での長さLは、0mmを超えて5mm以下であるのが好ましく、この場合には収容ケース2の三面角部に集中する歪みをより一層十分に分散させることができてより強度に優れた外装ケース1が得られる。
In the
前記外装ケース1において、前記稜線部5の垂直断面の曲率半径(R1)は、0.1mm〜4mmの範囲であるのが好ましい(図9、10参照)。また、「R2−R1」(R2からR1を差し引いた値)は、0.1mm〜4mmの範囲であるのが好ましい。また、前記コーナー壁部4の水平断面の曲率半径(R3)は、0.1mm〜8mmの範囲であるのが好ましい(図10参照)。
In the
前記外装ケース1において、L ≧ 2(R2−R1)/π の関係式が成り立つ構成を採用するのが好ましく、この形状になるように成形することで成形時にかかる力を集中させることなく十分に分散させることができる。
In the
本発明に係る蓄電デバイス用外装ケース1の他の実施形態の三面角部及びその近傍を図11〜13に示す。この実施形態では、移行壁部7以外の構成は、前記実施形態と同様である。前記実施形態では、収容ケース2の移行壁部7は、図8〜10に示すように2段構成(平面視において境界稜線14における角頂点部6側が直線になっており、境界稜線14における稜線部5側が外方に凸となる曲線になっていると共に、側面視において境界稜線15における角頂点部6側が直線になっており、境界稜線15における稜線部5側が上方に凸となる曲線になっている構成)になっていたが、この実施形態では、平面視において境界稜線14は直線になっていると共に、側面視において境界稜線15は直線になっている(図11〜13)。前記実施形態のような2段構成を採用した場合には特に移行壁部7における応力をさらに低減できる利点があるので前記実施形態の構成を採用するのが好ましいが、図11〜13のような1段構成であってもよい。従って、当然に、前記パンチ43についてもこれと同様の1段構成を採用してもよい。
FIGS. 11 to 13 show the three-sided corner portion and its vicinity of another embodiment of the
なお、上記実施形態に係る製造方法では、パンチ43は略直方体形状であったが(図1参照)、略多角柱形状(例えば高さの低い略多角柱形状等)であってもよい。このような略多角柱形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、略五角柱形状、略六角柱形状、略七角柱形状、略八角柱形状、略九角柱形状、略十角柱形状等が挙げられる。この場合、ダイス41の穴41aの平面視形状は、これら各略多角柱形状の底面と同じ略多角形状とする。
In the manufacturing method according to the above embodiment, the
しかして、このような略多角柱形状のパンチ43を用いて上記実施形態と同様にして製造を行うことによって、次のような蓄電デバイス用外装ケース1を得ることができる。即ち、得られた蓄電デバイス用外装ケース1は、底面が開放された略多角柱形状の収容ケース2と、該収容ケース2の前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部3と、を備え、前記収容ケース2を構成する隣り合う側壁11は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部4を介して連接され、前記収容ケース2を構成する天壁12の各辺は、それぞれ前記側壁11の上辺11aと、曲面の稜線部5を介して連接され、前記天壁12の各角縁12bは、それぞれ前記コーナー壁部4の上縁4aと、曲面を備えた角頂点部6を介して連接され、前記稜線部5の垂直断面の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部6の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にある構成になっている。R1<R2の関係にあるから、前記外装ケース1は、大きな歪みが収容ケース部2の三面角部に集中するのを十分に抑制できて三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えている。なお、前記収容ケース2の略多角柱形状(例えば高さの低い略多角柱形状等)は、前記パンチ43の略多角柱形状(例えば高さの低い略多角柱形状等)に対応した形状になる。前記収容ケース2の略多角柱形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、略五角柱形状、略六角柱形状、略七角柱形状、略八角柱形状、略九角柱形状、略十角柱形状等が挙げられる。例えば、前記収容ケース2が略六角柱形状である場合には、コーナー壁部4が6箇所存在し、角頂点部6が6箇所存在し、稜線部5も6箇所存在する。
Therefore, the following
本発明において、前記シーラント層(内側層)93は、リチウムイオン二次電池等で用いられる腐食性の強い電解液などに対しても優れた耐薬品性を具備させるとともに、外装材にヒートシール性を付与する役割を担うものである。 In the present invention, the sealant layer (inner layer) 93 is provided with excellent chemical resistance against a highly corrosive electrolytic solution used in a lithium ion secondary battery or the like, and the exterior material is heat-sealed. It plays the role of granting.
前記シーラント層93を構成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱融着性樹脂等が挙げられる。前記熱融着性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー、エチレンアクリル酸エチル(EEA)、エチレンアクリル酸メチル(EAA)、エチレンメタクリル酸メチル樹脂(EMMA)、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリエチレン等が挙げられる。中でも、前記シーラント層93は、無延伸ポリオレフィンで形成されているのが好ましい。
The resin constituting the
前記シーラント層(内側層)93の厚さは、15μm〜30μmに設定されるのが好ましい。15μm以上とすることで十分なヒートシール強度を確保できるとともに、30μm以下に設定することで薄膜化、軽量化に資する。 The thickness of the sealant layer (inner layer) 93 is preferably set to 15 μm to 30 μm. Sufficient heat seal strength can be ensured by setting it to 15 μm or more, and it contributes to thinning and weight reduction by setting it to 30 μm or less.
本発明において、前記耐熱性樹脂層(外側層)92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、シーラント層93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、シーラント層93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。
In the present invention, as the heat-resistant resin constituting the heat-resistant resin layer (outer layer) 92, a heat-resistant resin that does not melt at the heat-sealing temperature when the exterior material is heat-sealed 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
前記耐熱性樹脂層(外側層)92としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナイロンフィルム等のポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられ、これらの延伸フィルムが好ましく用いられる。中でも、前記耐熱性樹脂層92としては、二軸延伸ナイロンフィルム等の二軸延伸ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム又は二軸延伸ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムを用いるのが特に好ましい。前記ナイロンフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、6ナイロンフィルム、6,6ナイロンフィルム、MXDナイロンフィルム等が挙げられる。なお、前記耐熱性樹脂層2は、単層で形成されていても良いし、或いは、例えばポリエステルフィルム/ポリアミドフィルムからなる複層(PETフィルム/ナイロンフィルムからなる複層等)で形成されていても良い。なお、前記複層の場合、ポリエステルフィルム側を最外側に配置するのが良い。前記耐熱性樹脂層92は、耐熱性樹脂の塗布、乾燥により形成されたものであってもよい。
The heat-resistant resin layer (outer layer) 92 is not particularly limited, and examples thereof include a polyamide film such as a nylon film and a polyester film, and these stretched films are preferably used. Among them, the heat-
前記耐熱性樹脂層(外側層)92の厚さは、2μm〜50μmであるのが好ましい。ポリエステルフィルムを用いる場合には厚さは5μm〜40μmであるのが好ましく、ナイロンフィルムを用いる場合には厚さは15μm〜50μmであるのが好ましい。上記好適下限値以上に設定することで外装ケースとして十分な強度を確保できると共に、上記好適上限値以下に設定することで成形時の応力を小さくできて成形性を向上させることができる。 The thickness of the heat-resistant resin layer (outer layer) 92 is preferably 2 μm to 50 μm. When a polyester film is used, the thickness is preferably 5 μm to 40 μm, and when a nylon film is used, the thickness is preferably 15 μm to 50 μm. By setting it to the above-mentioned preferable lower limit value or more, sufficient strength can be secured as an exterior case, and by setting it to the above-mentioned preferable upper limit value or less, the stress at the time of molding can be reduced and the moldability can be improved.
本発明において、前記金属箔層94は、外装ケース1に酸素や水分の侵入を阻止するガスバリア性を付与する役割を担うものである。前記金属箔層94としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、SUS箔(ステンレス箔)、銅箔、ニッケル箔、チタン箔等が挙げられ、中でも、アルミニウム箔を用いるのが好ましい。前記金属箔層94の厚さは、15μm〜100μmであるのが好ましい。15μm以上であることで金属箔を製造する際の圧延時のピンホール発生を防止できると共に、100μm以下であることで成形時の応力を小さくできて成形性を向上させることができる。中でも、前記金属箔層94の厚さは、15μm〜45μmであるのがより好ましい。また、前記アルミニウム箔としては、JIS H4160:2006で規定されるA8079−O材、A8021−O材が好適である。
In the present invention, the
前記金属箔層94は、少なくとも内側の面(第2接着剤層96側の面)に、化成処理が施されているのが好ましい。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(電池の電解液等)による金属箔表面の腐食を十分に防止できる。このような化成処理としては、例えば、クロメート処理等が挙げられる。
It is preferable that at least the inner surface (the surface on the side of the second adhesive layer 96) of the
前記第1接着剤層(外側接着剤層)95としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタンポリオレフィン接着剤層、ポリウレタン接着剤層、ポリエステルポリウレタン接着剤層、ポリエーテルポリウレタン接着剤層等が挙げられる。前記第1接着剤層95の厚さは、1μm〜6μmに設定されるのが好ましい。
The first adhesive layer (outer adhesive layer) 95 is not particularly limited, but for example, a polyurethane polyolefin adhesive layer, a polyurethane adhesive layer, a polyester polyurethane adhesive layer, and a polyether polyurethane adhesive layer. And so on. The thickness of the first
前記第2接着剤層(内側接着剤層)96としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記第1接着剤層95として例示したものも使用できるが、電解液による膨潤の少ないポリオレフィン系接着剤を使用するのが好ましい。中でも、酸変性ポリオレフィン系接着剤を使用するのが特に好ましい。前記酸変性ポリオレフィン系接着剤としては、例えば、マレイン酸変性ポリプロピレン接着剤、フマル酸変性ポリプロピレン接着剤等が挙げられる。前記第2接着剤層96の厚さは、1μm〜5μmに設定されるのが好ましい。
The second adhesive layer (inner adhesive layer) 96 is not particularly limited, and for example, those exemplified as the first
本発明の蓄電デバイス用外装ケース1を用いて構成された蓄電デバイス30の一実施形態を図15に示す。この蓄電デバイス30は、リチウムイオン2次電池である。本実施形態では、図15に示すように、蓄電デバイス用外装ケース1と、平面状の外装材(前記素材板91に成形がなされずに平面状のもの)28とにより、外装部材29が構成されている。しかして、本発明の蓄電デバイス用外装ケース1の収容凹部(収容ケース2)内に、略直方体形状の蓄電デバイス本体部(電気化学素子等)31が収容され、該蓄電デバイス本体部31の上に、前記平面状の外装材28がその内側層93側を内方(下側)にして配置され、該平面状外装材28の内側層93の周縁部と、前記外装ケース1のフランジ部(封止用周縁部)3の内側層93とがヒートシールによりシール接合されて封止されることによって、本発明の蓄電デバイス30が構成されている(図15参照)。なお、前記外装ケース1の収容凹部の内側の表面は、内側層(シーラント層)93になっており、収容凹部の外面が外側層(耐熱性樹脂層)92になっている(図15参照)。
FIG. 15 shows an embodiment of the
図15において、39は、前記平面状外装材28の周縁部と、前記外装ケース1のフランジ部(封止用周縁部)3とが接合(融着)されたヒートシール部である。なお、前記蓄電デバイス30において、蓄電デバイス本体部31に接続されたタブリードの先端部が、外装部材29の外部に導出されているが、図示は省略している。
In FIG. 15, 39 is a heat-sealed portion in which the peripheral edge portion of the
前記蓄電デバイス本体部31としては、特に限定されるものではないが、例えば、電池本体部、キャパシタ本体部、電気二重層キャパシタ本体部等が挙げられる。
The power storage device
上記実施形態では、外装部材29が、外装ケース1と、平面状外装材28と、からなる構成であったが(図15参照)、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば、外装部材29が、一対の外装ケース1からなる構成であってもよい。
In the above embodiment, the
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。 Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not particularly limited to those of these examples.
<実施例1>
図2〜4に示す構造を有したパンチ43を備えた図1に示す絞り成形用金型40を用いて、上述した外装ケースの製造方法により、素材板(外装材)91に対して絞り成形を行うことによって(図5参照)、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。このとき、成形深さを3.0mmから0.5mm単位で変えて(大きくして)絞り成形を行って、各成形深さの外装ケースを得た。なお、成形深さを0.5mm単位で大きくしていって外装ケースにピンホール、割れが認められた段階で前記絞り成形を終了させた。
<Example 1>
Using the
使用したダイスおよびブランクホルダーの外寸は、長辺120mm×短辺80mmの長方形であり、それぞれの穴は、長辺直線部が50.4mm、短辺直線部が29.8mmであった。また、使用したパンチ43は、稜線部45の垂直断面の曲率半径(S1)が2.0mm、角頂点部46の垂直断面の曲率半径(S2)が4.0mm、移行壁部47の水平方向での長さ(M)が1.0mmであり、コーナー壁部44の水平断面の曲率半径(S3)が2.5mmであった(図2〜4参照)。
The outer dimensions of the die and the blank holder used were rectangles having a long side of 120 mm and a short side of 80 mm, and each hole had a long side straight portion of 50.4 mm and a short side straight portion of 29.8 mm. Further, the
また、使用した素材板(外装材)91は、厚さ30μmのアルミニウム箔(JIS H4160−2006で規定されるA8021のアルミニウム箔)94の一方の面にウレタン系接着剤(外側接着剤)95を介して厚さ25μmの2軸延伸ナイロンフィルム92が貼合され、前記アルミニウム箔94の他方の面に2液硬化型のマレイン酸変性ポリプロピレン接着剤(内側接着剤)96を介して厚さ40μmの無延伸ポリプロピレンフィルム93が貼合されてなる積層材である(図14参照)。前記素材板91は、ダイスおよびブランクホルダーの外寸と同じ長辺120mm×短辺80mmの長方形である。
Further, the material plate (exterior material) 91 used is a 30 μm-thick aluminum foil (aluminum foil of A8021 defined by JIS H4160-2006) 94 on one surface of a urethane adhesive (outer adhesive) 95. A biaxially stretched
得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2の稜線部5の垂直断面の曲率半径(R1)が2.0mm、角頂点部6の垂直断面の曲率半径(R2)が4.0mm、移行壁部7の水平方向での長さ(L)が1.0mmであった(図8〜10参照)。
In the obtained
<実施例2>
パンチ43の稜線部45の垂直断面の曲率半径S1を4.0mmに設定し、角頂点部46の垂直断面の曲率半径S2を4.1mmに設定し、移行壁部47の水平方向での長さMを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2の稜線部5の垂直断面の曲率半径R1が4.0mm、角頂点部6の垂直断面の曲率半径R2が4.1mm、移行壁部7の水平方向での長さLが1.0mmであった(図8〜10参照)。
<Example 2>
The radius of curvature S 1 of the vertical cross section of the
<実施例3>
パンチにおけるS1を0.5mmに設定し、S2を4.0mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が0.5mm、R2が4.0mm、Lが1.0mmであった(図8〜10参照)。
<Example 3>
The outer case for the power storage device shown in FIG. 6 is the same as in the first embodiment except that S 1 in the punch is set to 0.5 mm,
<実施例4>
パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を2.1mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が2.1mm、Lが1.0mmであった(図8〜10参照)。
<Example 4>
The exterior case for the power storage device shown in FIG. 6 is the same as in the first embodiment except that S 1 in the punch is set to 2.0 mm,
<実施例5>
パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を6.0mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が6.0mm、Lが1.0mmであった(図8〜10参照)。
<Example 5>
The outer case for the power storage device shown in FIG. 6 is the same as in the first embodiment except that S 1 in the punch is set to 2.0 mm,
<実施例6>
パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を4.0mmに設定し、Mを0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が4.0mm、Lが0mmであった(図8〜10参照)。
<Example 6>
The
<実施例7>
パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を4.0mmに設定し、Mを6.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が4.0mm、Lが6.0mmであった(図8〜10参照)。
<Example 7>
The exterior case for the power storage device shown in FIG. 6 is the same as in the first embodiment except that S 1 in the punch is set to 2.0 mm,
<比較例1>
パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を2.0mmに設定し、Mを0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装ケースを製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケースにおいて、収容ケースのR1が2.0mm、R2が2.0mm、Lが0mmであった。
<Comparative example 1>
An exterior case for a power storage device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that S 1 in the punch was set to 2.0 mm, S 2 was set to 2.0 mm, and M was set to 0 mm. In the obtained outer case for the power storage device, R 1 of the storage case was 2.0 mm, R 2 was 2.0 mm, and L was 0 mm.
<比較例2>
パンチにおけるS1を4.0mmに設定し、S2を2.0mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装ケースを製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケースにおいて、収容ケースのR1が4.0mm、R2が2.0mm、Lが1.0mmであった。
<Comparative example 2>
An exterior case for a power storage device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that S 1 in the punch was set to 4.0 mm, S 2 was set to 2.0 mm, and M was set to 1.0 mm. In the obtained outer case for the power storage device, R 1 of the storage case was 4.0 mm, R 2 was 2.0 mm, and L was 1.0 mm.
上記のようにして得られた各蓄電デバイス用外装ケースについて下記評価法に基づいて成形性の評価を行った。その結果を表1に示す。 The moldability of each of the exterior cases for power storage devices obtained as described above was evaluated based on the following evaluation method. The results are shown in Table 1.
<成形性評価法>
得られた各外装ケース(成形深さを0.5mm単位で変えて絞り成形してなる各外装ケース)における皺、ピンホール及び割れの有無を調べ、このような皺、ピンホール及び割れが発生しない「最大成形深さ(mm)」を調べ、下記判定基準に基づいて評価した。なお、ピンホールや割れの有無は、暗室にて光透過法で調べた。
(判定基準)
「○」…皺、ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが6.0mm以上である
「△」…皺、ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが4.5mm以上6.0mm未満である
「×」…皺、ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが4.5mm未満である。
<Formability evaluation method>
The presence or absence of wrinkles, pinholes and cracks in each of the obtained outer cases (each outer case formed by drawing and molding by changing the molding depth in units of 0.5 mm) was examined, and such wrinkles, pinholes and cracks occurred. No "Maximum molding depth (mm)" was investigated and evaluated based on the following criteria. The presence or absence of pinholes and cracks was examined in a dark room by a light transmission method.
(Criteria)
"○" ... The maximum molding depth at which wrinkles, pinholes and cracks do not occur is 6.0 mm or more. "△" ... The maximum molding depth at which wrinkles, pinholes and cracks do not occur is 4.5 mm or more and less than 6.0 mm. "X" ... The maximum molding depth at which wrinkles, pinholes and cracks do not occur is less than 4.5 mm.
表1から明らかなように、本発明の製造方法で得られた本発明の実施例1〜7の蓄電デバイス用外装ケースは、成形深さの深い成形を行っても皺、ピンホール及び割れ(クラック)が発生しておらず優れた成形性を備えていた。このように本発明によれば、より深さの深い収容ケース部を備えた蓄電デバイス用外装ケースを提供できる。 As is clear from Table 1, the outer case for the power storage device of Examples 1 to 7 of the present invention obtained by the manufacturing method of the present invention has wrinkles, pinholes and cracks (wrinkles, pinholes and cracks) even after molding with a deep molding depth. It had no cracks) and had excellent moldability. As described above, according to the present invention, it is possible to provide an outer case for a power storage device provided with a deeper storage case portion.
これに対し、本発明の規定範囲を逸脱する比較例1、2では、成形深さの深い成形を行うと、皺、ピンホール、割れが発生した。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 which deviate from the specified range of the present invention, wrinkles, pinholes, and cracks were generated when molding with a deep molding depth was performed.
本発明に係る蓄電デバイス用外装ケースおよび本発明に係る製造方法で得られた蓄電デバイス用外装ケースは、具体例として、例えば、
・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)等の蓄電デバイス
・リチウムイオンキャパシタ
・電気2重層コンデンサ
・全固体電池
等の各種蓄電デバイスの外装ケースとして用いられる。
The outer case for a power storage device according to the present invention and the outer case for a power storage device obtained by the manufacturing method according to the present invention are, for example, as specific examples.
-Used as an exterior case for various power storage devices such as lithium secondary batteries (lithium ion batteries, lithium polymer batteries, etc.), lithium ion capacitors, electric double layer capacitors, and all-solid-state batteries.
1…蓄電デバイス用外装ケース
2…収容ケース
3…フランジ部
4…コーナー壁部
4a…上縁
5…稜線部
5c…端縁
6…角頂点部
6c…端縁
7…移行壁部
11…側壁
11a…上辺
12…天壁
12b…角縁
13…底面開口部
14…境界稜線
29…外装部材
30…蓄電デバイス
31…蓄電デバイス本体部
40…絞り成形用金型
41…ダイス
41a…穴
41b…挟み付け面
42…ブランクホルダー
42a…穴
42b…挟み付け面
43…パンチ
44…コーナー壁部
44a…上縁
45…稜線部
45c…端縁
46…角頂点部
46c…端縁
47…移行壁部
51…側壁
51a…上辺
52…天壁
52b…角縁
R1…外装ケースの稜線部の垂直断面の曲率半径
R2…外装ケースの角頂点部の垂直断面の曲率半径
L…外装ケースの移行壁部の水平方向での長さ
S1…パンチの稜線部の垂直断面の曲率半径
S2…パンチの角頂点部の垂直断面の曲率半径
M…パンチの移行壁部の水平方向での長さ
1 ... Exterior case for
Claims (7)
前記収容ケースを構成する隣り合う側壁は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、前記収容ケースを構成する天壁の各辺は、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁は、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接され、
前記稜線部の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にあり、
前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接され、
平面視において前記移行壁部と前記天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線であることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケース。 Exterior for power storage device including a substantially polygonal prism-shaped storage case with an open bottom surface and a flange portion extending outward in a substantially horizontal direction from the peripheral edge of the opening port on the bottom surface of the storage case. It ’s a case,
Adjacent side walls constituting the storage case are connected to each other via curved corner walls arranged between each other, and each side of the top wall constituting the storage case is an upper side of the side wall and a curved surface, respectively. Each corner edge of the top wall is connected via a ridge line portion, and each corner edge is connected to the upper edge of the corner wall portion via a corner apex portion having a curved surface.
The curvature radius of the ridge portion and "R 1", when the radius of curvature of the vertical cross section of the angle apex and "R 2", Ri near relation R 1 <R 2,
The substantially horizontal edge of the ridge and the edge of the corner apex facing the edge are connected via the transition wall.
An exterior case for a power storage device, characterized in that at least a part of the boundary ridgeline between the transition wall portion and the top wall in a plan view is a curved line that is convex outward.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケースを含む外装部材と、を備え、An exterior member including the exterior case for a power storage device according to any one of claims 1 to 4 is provided.
前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。A power storage device characterized in that the power storage device main body is covered with the exterior member.
前記素材板を、前記ダイスの穴の周囲の挟み付け面と前記ブランクホルダーの穴の周囲の挟み付け面とで挟み付ける工程と、A step of sandwiching the material plate between the sandwiching surface around the hole of the die and the sandwiching surface around the hole of the blank holder.
前記パンチを前記ブランクホルダーの穴から挿入してさらに前記ダイスの穴に進入させることによって前記素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを得る成形工程と、を含み、A molding step of inserting the punch through the hole of the blank holder and further inserting the punch into the hole of the die to draw and mold the material plate to obtain an outer case for a power storage device is included.
前記パンチとして、隣り合う側壁が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、天壁の各辺が、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁が、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接されてなるパンチであって、前記稜線部の曲率半径を「SAs the punch, adjacent side walls are connected to each other via curved corner wall portions arranged between each other, and each side of the top wall is connected to the upper side of the side wall via a curved ridge line portion. Each corner edge of the top wall is a punch formed by being connected to the upper edge of the corner wall portion via a corner apex portion having a curved surface, and the radius of curvature of the ridge line portion is set to "S". 11 」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「SThe radius of curvature of the vertical cross section of the apex of the corner is set to "S". 22 」としたとき、SWhen "S 11 <S<S 22 の関係にあるパンチを用い、Using punches that are related to
前記パンチにおいて、前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接され、In the punch, the substantially horizontal edge of the ridge and the edge of the corner apex facing the edge are connected via the transition wall.
平面視において前記移行壁部と前記天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線であることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。A method for manufacturing an outer case for a power storage device, characterized in that at least a part of a boundary ridgeline between the transition wall portion and the top wall in a plan view is a curved line that is convex outward.
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