JP6953982B2 - 電気化学デバイス及び電気化学デバイスパック - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
(2)前記電気化学デバイスにおいて、前記蓄電部は、正極と、負極と、前記正極と負極との間に配置されているセパレータと、を有する充放電可能な蓄電素子を含んでいてもよい。
(3)前記電気化学デバイスにおいて、前記吸熱部材は、前記セパレータのシャットダウン温度より高い温度で、かつ前記セパレータの融点より低い温度で吸熱する材料で構成されていてもよい。
(4)前記電気化学デバイスにおいて、さらに、前記吸熱部材の少なくとも一部を覆う外装体を有していてもよい。
(5)前記電気化学デバイスにおいて、前記吸熱部材は炭酸カリウム水溶液であってもよい。
第1実施形態にかかる電気化学デバイスを、添付した図1〜3を参照して説明する。図1は、第1実施形態にかかる電気化学デバイスの正面図であり、図2は、図1のII−II線断面図であり、図3は、図1のIII−III線断面図である。
蓄電部10は、正極11と、負極12と、前記正極11と負極12との間に配置されているセパレータ13とを有する充放電可能な蓄電素子とされている。また、蓄電部10は、正極11に接続された正極リード線14と、負極12に接続された負極リード線15を備える。
正極11は、正極集電体11Aと、その一面に設けられた正極活物質層11Bとを有する。正極集電体11Aは、導電性を有する材料により構成されていればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
負極12は、負極集電体12Aと、その一面に設けられた負極活物質層12Bとを有する。負極活物質層12Bは、負極活物質とバインダーとを含み、必要に応じて導電材を有する。負極集電体12A、導電材及びバインダーは、正極と同様のものを用いることができる。また、バインダーとしては正極に挙げたものの他に、例えば、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂等を用いてもよい。
セパレータ13は、電気絶縁性で、微細な孔を有する多孔質構造から形成されていればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、あるいはセルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の構成材料からなる繊維不織布が挙げられる。
電解液には、リチウム塩を含む電解質溶液(電解質水溶液、有機溶媒を使用する電解質溶液)を使用することができる。ただし、電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いため、充電時の耐用電圧が低く制限される。そのため、有機溶媒を使用する電解質溶液(非水電解質溶液)であることが好ましい。
正極リード線14及び負極リード線15は、それぞれアルミニウム等の導電性材料から形成されている。そして、正極リード線14は正極集電体11Aに、負極リード線15は負極集電体12Aにそれぞれ溶接などの公知の方法によって接続されている。
被覆体20は、その内部に蓄電部10及び電解液を密封し、リチウムイオン二次電池30を形成するものである。被覆体20は、電解液の外部への漏出や、外部からのリチウムイオン二次電池30内部への水分や異物の侵入等を抑止できるものであれば特に限定されない。
吸熱部材40は、蓄電部10にて発生した熱を、化学反応を伴って、あるいは化学反応を伴わずに吸収する材料で構成されている。吸熱部材40は、蓄電部10のセパレータ13のシャットダウン温度より高い温度で、かつセパレータ13の融点より低い温度で吸熱する材料で構成されている。この場合、吸熱部材40は、蓄電部10のセパレータ13のシャットダウン温度より高い温度となったときに吸熱するので、短絡や過充電などの異常状態によって発生した熱を確実に吸収することができる。また、セパレータ13の融点より低い温度で吸熱するので、セパレータ13が溶融し、消失して、正極11と負極12とが全体的に接触することによって大量の熱が発生する前に、蓄電部10内の熱を吸収することができる。
外装体50は、吸熱部材40を外部に漏出させないように密閉状態で収容している。外装体50は、例えば、吸熱部材40に対して化学的に安定な樹脂フィルムで形成されている。外装体50を形成する樹脂フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)を用いることができる。
先ず、蓄電部10と電解液とを、金属ラミネートフィルム製の容器に挿入し、その後、金属ラミネートフィルム製の容器を封止して被覆体20を形成する。これによって、リチウムイオン二次電池30が作製される。次いで、被覆体20を樹脂フィルム製の容器に収容し、吸熱部材40を、被覆体20と樹脂フィルム製の容器との間に挿入した後、樹脂フィルム製の容器を封止して、外装体50を形成する。
次に、本発明の第2実施形態にかかる電気化学デバイスについて、図4〜5を参照して説明する。図4は、第2実施形態にかかる電気化学デバイスの正面図であり、図5は、図4のV−V線断面図である。なお、第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、本実施形態の電気化学デバイスパックについて、図6を参照して説明する。図6は、第3実施形態にかかる電気化学デバイスパックの正面図である。本実施形態にかかる電気化学デバイスパック3では、電気化学デバイスとして、第1実施形態の電気化学デバイス1を1個備えている。このため、第3実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
Claims (7)
- 蓄電部と、
前記蓄電部の少なくとも一部を覆う被覆体と、
前記被覆体の少なくとも一部を覆う液体の吸熱部材と、
前記液体の吸熱部材を密閉状態で収容している外装体と、を含み、
前記被覆体が前記液体の吸熱部材と直接接触している電気化学デバイス。 - 前記蓄電部は、正極と、負極と、前記正極と負極との間に配置されているセパレータと、を有する充放電可能な蓄電素子を含む請求項1に記載の電気化学デバイス。
- 前記吸熱部材は、前記セパレータのシャットダウン温度より高い温度で、かつ前記セパレータの融点より低い温度で吸熱する材料で構成されている請求項2に記載の電気化学デバイス。
- 前記外装体が樹脂フィルムで形成されている請求項1から3のうちいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
- 前記吸熱部材は炭酸カリウム水溶液であることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
- 前記蓄電部を複数個有し、前記複数の蓄電部のそれぞれの少なくとも一部が前記被覆体で覆われていて、前記複数の蓄電部を被覆する前記被覆体のそれぞれが前記液体の吸熱部材と直接接触している請求項1から5のうちいずれ1項に記載の電気化学デバイス。
- 請求項1から6のうちいずれか1項に記載の電気化学デバイスを含む、電気化学デバイスパック。
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