JP7000599B2 - 蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法 - Google Patents
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Description
蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕、前記溶着部以外における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕、前記電解液の液量M〔g〕、並びに前記溶着部の長さL〔mm〕は、
2.94×L/M≦100×(TB-TA)/TB≦10.29×L/M
という関係を満たす、蓄電素子である。
定置用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕、前記溶着部以外における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕、前記電解液の液量M〔g〕、並びに前記溶着部の長さL〔mm〕は、
2.88×L/M≦100×(TB-TA)/TB≦10.07×L/M
という関係を満たす、蓄電素子である。
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA並びに前記溶着部以外における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTBは、
20≦100×(TB-TA)/TB≦70
という関係を満たしていてもよい。
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕を決定する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕を、前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記圧縮率α〔%〕は、溶着後における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、溶着前における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて以下の式で表される、蓄電素子の設計方法である。
α=100×(TB-TA)/TB
前記圧縮率αは、前記溶着部の長さLの増加にともなって大きくなるように決定されてもよい。
前記圧縮率αは、前記溶着部の長さLに比例するように決定されてもよい。
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Mの増加にともなって小さくなるように決定されてもよい。
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Mに反比例するように決定されてもよい。
前記電解液の液量M、前記溶着部の長さLおよび前記圧縮率αは、
2.94×L/M≦α≦10.29×L/M
という関係を満たすように決定されてもよい。
前記蓄電素子の用途を決定する工程を更に備え、
前記蓄電素子が定置用の場合、
前記電解液の液量M、前記溶着部の長さLおよび前記圧縮率αは、
2.88×L/M≦α≦10.07×L/M
という関係を満たすように決定されてもよい。
前記圧縮率αは、
20≦α≦70
という関係を満たすように決定されてもよい。
第1外装材の第1シーラント層と第2外装材の第2シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第1外装材および前記第2外装材を対向して配置する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第1外装材および前記第2外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕は、本発明による蓄電素子の設計方法によって決定される、蓄電素子の製造方法である。
以下、蓄電素子1の各構成要素について説明する。
L=(L1+L2)×2 ・・・式(1)
一方、外装体7が、一枚の外装材を折り返すことによって形成されている場合、図6に示すように、溶着部80の長さLは、蓄電素子1の長手方向となる第2方向d2に沿った溶着部80の長さL1と、蓄電素子1の短手方向(幅方向)となる第3方向d3に沿った溶着部80の長さL2とを用いて、次式で表される。
L=L1+L2×2 ・・・式(2)
このような溶着部80の長さLが、700mm以上または1200mm以上であることにより、蓄電素子1の大型化を図ることができる。また、溶着部80の長さLが1000mm以下または1610mm以下であることにより、溶着部80において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体7内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。
α=100×(TB-TA)/TB ・・・式(3)
このため、圧縮率αが、20%以上70%以下である場合、溶着部80におけるシーラント層71b、72bの合計厚みTA、溶着部80以外におけるシーラント層71b、72bの合計厚みTB、電解液の液量M、および溶着部80の長さLが、
20≦100×(TB-TA)/TB≦70 ・・・式(4)
という関係を満たしている。
圧縮率αが20%以上であることにより、溶着部80において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体7内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。とりわけ、蓄電素子1が車載用である場合、振動等により、外装体7内に水分が侵入しやすくなる可能性がある。これに対して、圧縮率αが20%以上であることにより、外装体7内に水分が侵入することを効果的に抑制することができる。また、圧縮率αが70%以下であることにより、シーラント層71b、72b間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。
2.94×L/M≦100×(TB-TA)/TB≦10.29×L/M
・・・式(5)
という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。とりわけ、蓄電素子1が上述した式(5)を満たしていることにより、振動等により外装体7内に水分が侵入しやすくなり得る車載用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。
2.88×L/M≦100×(TB-TA)/TB≦10.07×L/M
・・・式(6)
という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。
ここで説明する蓄電素子1の設計方法は、
・電解液の液量Mおよび溶着部80の長さLを決定する工程と、
・シーラント層(第1シーラント層)71bおよびシーラント層(第2シーラント層)72bを溶着部80で溶着する際におけるシーラント層71b、72bの圧縮率αを、電解液の液量Mおよび溶着部80の長さLに基づいて決定する工程とを備えている。
また、蓄電素子1の設計方法は、
・蓄電素子1の用途を決定する工程を更に備えていてもよい。
2.94×L/M≦α≦10.29×L/M ・・・式(7)
という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を設計することができる。とりわけ、蓄電素子1が上述した式(7)を満たしていることにより、振動等により外装体7内に水分が侵入しやすくなり得る車載用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、
20≦α≦70 ・・・式(8)
という関係を満たすように決定されることがより好ましい。
2.88×L/M≦α≦10.07×L/M ・・・式(9)
という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、上述した式(8)に示す関係を満たすように決定されることがより好ましい。
K1≦(M×α)/L≦K2 ・・・式(10)
という関係を満たすことが好ましいことを見いだした。
ここで、K1、K2は定数である。
次に、本実施の形態の蓄電素子1の製造方法の一例について、説明する。
2.94×L/M≦α≦10.29×L/M
という関係を満たすことが好ましい。
また、蓄電素子1が定置用である場合、圧縮率αは、
2.88×L/M≦α/TB≦10.07×L/M
という関係を満たすことが好ましい。
2.94×L/M≦α≦10.29×L/M
という関係を満たしている。これにより、蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を得ることができる。
2.88×L/M≦α≦10.07×L/M
という関係を満たしている。これにより、定置用の蓄電素子1において、外装体7内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層71b、72b間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子1を得ることができる。
Claims (13)
- 蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕、前記溶着部以外における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕、前記電解液の液量M〔g〕、並びに前記溶着部の長さL〔mm〕は、
2.94×L/M≦100×(TB-TA)/TB≦10.29×L/M
という関係を満たす、蓄電素子。 - 定置用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕、前記溶着部以外における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕、前記電解液の液量M〔g〕、並びに前記溶着部の長さL〔mm〕は、
2.88×L/M≦100×(TB-TA)/TB≦10.07×L/M
という関係を満たす、蓄電素子。 - 前記溶着部における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA並びに前記溶着部以外における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTBは、
20≦100×(TB-TA)/TB≦70
という関係を満たす、請求項1または2に記載の蓄電素子。 - 互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕を決定する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕を、前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記圧縮率α〔%〕は、溶着後における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、溶着前における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて以下の式で表され、
α=100×(TB-TA)/TB
前記蓄電素子が車載用の場合、
前記圧縮率αは、
2.94×L/M≦α≦10.29×L/M
という関係を満たすように決定される、蓄電素子の設計方法。 - 互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕を決定する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕を、前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記圧縮率α〔%〕は、溶着後における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、溶着前における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて以下の式で表され、
α=100×(TB-TA)/TB
前記蓄電素子が定置用の場合、
前記圧縮率αは、
2.88×L/M≦α≦10.07×L/M
という関係を満たすように決定される、蓄電素子の設計方法。 - 前記圧縮率αは、前記電解液の液量Mの増加にともなって小さくなるように決定される、請求項4または5に記載の蓄電素子の設計方法。
- 前記圧縮率αは、前記電解液の液量Mに反比例するように決定される、請求項4乃至6のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
- 互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕を決定する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕を、前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記圧縮率α〔%〕は、溶着後における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、溶着前における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて以下の式で表され、
α=100×(TB-TA)/TB
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Mの増加にともなって小さくなるように決定される、蓄電素子の設計方法。 - 互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第1外装材および第2外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第1外装材は、前記第2外装材の側に設けられた第1シーラント層を有し、
前記第2外装材は、前記第1外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第1シーラント層に溶着した第2シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕を決定する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕を、前記電解液の液量M〔g〕および前記溶着部の長さL〔mm〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Wは、1mm以上10mm以下であり、
前記圧縮率α〔%〕は、溶着後における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTA〔mm〕と、溶着前における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の合計厚みTB〔mm〕と、を用いて以下の式で表され、
α=100×(TB-TA)/TB
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Mに反比例するように決定される、蓄電素子の設計方法。 - 前記圧縮率αは、
20≦α≦70
という関係を満たすように決定される、請求項4乃至9のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。 - 前記圧縮率αは、前記溶着部の長さLの増加にともなって大きくなるように決定される、請求項4乃至10のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
- 前記圧縮率αは、前記溶着部の長さLに比例するように決定される、請求項4乃至11のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
- 蓄電素子の製造方法であって、
第1外装材の第1シーラント層と第2外装材の第2シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第1外装材および前記第2外装材を対向して配置する工程と、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第1外装材および前記第2外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記第1シーラント層および前記第2シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第1シーラント層および前記第2シーラント層の圧縮率α〔%〕は、請求項4乃至12のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法によって決定される、蓄電素子の製造方法。
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