JP7024540B2 - Electrochemical element - Google Patents

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Description

本発明は、電気化学素子に関する。 The present invention relates to an electrochemical device.

電池の軽量化、電池デザインの自由度を高める等の目的で、外装体として金属箔と樹脂を積層して得られるラミネートフィルムを用いた電気化学素子が実用化されている。更に近年、電池の高エネルギー密度化が求められ、より薄く軽いラミネートフィルムの開発が進められている。ラミネートフィルムは電気化学素子の発電素子を覆い、発電素子が水や空気と接触することを防ぐ。 For the purpose of reducing the weight of the battery and increasing the degree of freedom in battery design, an electrochemical element using a laminated film obtained by laminating a metal foil and a resin as an exterior body has been put into practical use. Further, in recent years, there has been a demand for higher energy density of batteries, and the development of thinner and lighter laminated films is being promoted. The laminated film covers the power generation element of the electrochemical element and prevents the power generation element from coming into contact with water or air.

一方、近年の電池の高容量化、高エネルギー密度化の要望に対し、例えばリチウムイオン二次電池では、従来の黒鉛負極に代わりシリコン系等の高容量負極材料を用いることが検討されている。シリコンや酸化シリコンの理論容量は、黒鉛の理論容量に比べてはるかに大きい反面、充電時の体積膨張も非常に大きい。そのため、充放電に伴い外装体に大きな応力がかかることとなる。 On the other hand, in response to the recent demand for higher capacity and higher energy density of batteries, for example, in lithium ion secondary batteries, it is considered to use a high capacity negative electrode material such as silicon instead of the conventional graphite negative electrode. The theoretical capacity of silicon and silicon oxide is much larger than the theoretical capacity of graphite, but the volume expansion during charging is also very large. Therefore, a large stress is applied to the exterior body due to charging and discharging.

特許文献1では、少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順に積層されたシート状の積層体が成形された電気化学素子用外装体であって、成形された金属層の角部を形成する各湾曲部a、cの厚みと、当該各湾曲部の中間に位置する部分bの厚みとが特定の関係(a≧b>cまたはa≧c>b)を満たす、電気化学素子用外装体が開示されている。 In Patent Document 1, at least an exterior body for an electrochemical element in which a sheet-like laminate in which a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are laminated in this order is formed, and corners of the formed metal layer are formed. For an electrochemical element in which the thickness of each curved portion a and c to be formed and the thickness of a portion b located in the middle of each curved portion satisfy a specific relationship (a ≧ b> c or a ≧ c> b). The exterior is disclosed.

国際公開第2016/047389号International Publication No. 2016/0437389

上記のようなラミネートフィルム状の外装体は、金属製の外装体に比べて薄く、製造時や充放電に伴う電気化学素子の膨張収縮応力によりピンホールやクラックが生じ易い。近年の、より薄く軽いラミネートフィルムでは、更にそのリスクが高まっている。電気化学素子用外装体にピンホール、クラック等の封止不良が生じた場合、電池内部に水分が混入し、非水系の電気化学素子ではガス発生等の様々な問題を生じる可能性がある。しかしながら、特許文献1に開示されているような外装体の層構成では、製造時のピンホールやクラック防止には一定の効果が期待できるものの、電気化学素子を充放電させたときの電気化学素子の膨張収縮応力に対しては十分な効果が得られなかった。 The laminated film-like exterior body as described above is thinner than the metal exterior body, and pinholes and cracks are likely to occur due to the expansion / contraction stress of the electrochemical element during manufacturing and charging / discharging. In recent years, thinner and lighter laminated films have an even greater risk. If a sealing defect such as a pinhole or a crack occurs in the outer body of the electrochemical element, water may be mixed inside the battery, which may cause various problems such as gas generation in the non-aqueous electrochemical element. However, in the layer structure of the exterior body as disclosed in Patent Document 1, although a certain effect can be expected to prevent pinholes and cracks during manufacturing, the electrochemical element when the electrochemical element is charged and discharged is expected. Sufficient effect was not obtained on the expansion and contraction stress of.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、充放電に伴う電気化学素子の膨張収縮応力に耐えピンホールやクラックが生じ難い外装体を有する電気化学素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrochemical element having an exterior body that can withstand the expansion / contraction stress of the electrochemical element due to charging / discharging and is less likely to cause pinholes or cracks.

本発明者等は鋭意検討の結果、充放電に伴う電気化学素子の膨張収縮応力に耐えピンホールやクラックが生じ難い外装体を有する電気化学素子を提供するためには、外装体の所定部分の厚みが特定の関係を有することが効果的であることを見出した。具体的に、正極と負極とがセパレータを介して対向した積層体と、上記積層体を被覆する外装体とを備える電気化学素子において、上記積層体の積層方向の上面及び下面を被覆する外装体の第1部分の厚みAと、上記積層体の側面を被覆する外装体の第2部分の厚みBとが、1.02≦B/A≦1.33の関係を有することが効果的であることを見出した。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。 As a result of diligent studies, the present inventors have made a predetermined portion of the exterior body in order to provide an electrochemical element having an exterior body that can withstand the expansion and contraction stress of the electrochemical element due to charging and discharging and is less likely to cause pinholes and cracks. It has been found that it is effective for the thickness to have a specific relationship. Specifically, in an electrochemical element including a laminate in which a positive electrode and a negative electrode face each other via a separator and an exterior body covering the laminate, an exterior body covering the upper surface and the lower surface of the laminate in the stacking direction. It is effective that the thickness A of the first portion of the above and the thickness B of the second portion of the exterior body covering the side surface of the laminated body have a relationship of 1.02 ≦ B / A ≦ 1.33. I found that. That is, the present invention provides the following means for solving the above problems.

(1)第1の態様にかかる電気化学素子は、正極と負極とがセパレータを介して対向した積層体と、前記積層体を被覆する外装体とを備え、前記積層体の積層方向の上面及び下面を被覆する前記外装体の第1部分の厚みAと、前記積層体の側面を被覆する前記外装体の第2部分の厚みBとが、1.02≦B/A≦1.33の関係を満たす。 (1) The electrochemical element according to the first aspect includes a laminated body in which a positive electrode and a negative electrode face each other via a separator, and an exterior body covering the laminated body, and has an upper surface surface in the stacking direction of the laminated body and an outer body covering the laminated body. The relationship between the thickness A of the first portion of the exterior body covering the lower surface and the thickness B of the second portion of the exterior body covering the side surface of the laminated body is 1.02 ≦ B / A ≦ 1.33. Meet.

(2)上記態様にかかる電気化学素子において、前記厚みAは45~110μmであり、前記厚みBは50~120μmであってもよい。 (2) In the electrochemical device according to the above embodiment, the thickness A may be 45 to 110 μm, and the thickness B may be 50 to 120 μm.

(3)上記態様にかかる電気化学素子において、前記外装体は金属層を有し、前記第1部分における金属層の厚みaと、前記第2部分における金属層の厚みbとが、1.05≦b/a≦1.5の関係を満たしてもよい。 (3) In the electrochemical device according to the above aspect, the exterior body has a metal layer, and the thickness a of the metal layer in the first portion and the thickness b of the metal layer in the second portion are 1.05. The relationship of ≦ b / a ≦ 1.5 may be satisfied.

(4)上記態様にかかる電気化学素子において、前記厚みaは10~40μmであり、前記厚みbは15~45μmであってもよい。 (4) In the electrochemical device according to the above embodiment, the thickness a may be 10 to 40 μm, and the thickness b may be 15 to 45 μm.

(5)上記態様にかかる電気化学素子において、前記負極は、活物質としてシリコン、シリコン酸化物、シリコン合金のいずれかを含んでもよい。 (5) In the electrochemical element according to the above aspect, the negative electrode may contain any one of silicon, a silicon oxide, and a silicon alloy as an active material.

上記態様にかかる電気化学素子を用いることで、充放電に伴う電気化学素子の膨張収縮応力に耐え、外装体にピンホールやクラックを生じ難くすることができる。また、電気化学素子のエネルギー密度を向上することができる。 By using the electrochemical element according to the above aspect, it is possible to withstand the expansion / contraction stress of the electrochemical element due to charging / discharging, and it is possible to prevent pinholes and cracks from occurring in the exterior body. In addition, the energy density of the electrochemical element can be improved.

本実施形態にかかる電気化学素子の断面模式図である。It is sectional drawing of the cross section of the electrochemical element which concerns on this embodiment. 図1のX部分を拡大した図である。It is an enlarged view of the X part of FIG. 本発明にかかる電気化学素子に用いる外装体を作製する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of manufacturing the exterior body used for the electrochemical element which concerns on this invention.

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The drawings used in the following description may be enlarged for convenience in order to make the features of the present invention easy to understand, and the dimensional ratios of each component may differ from the actual ones. be. The materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited thereto, and the present invention can be appropriately modified without changing the gist thereof.

[電気化学素子]
図1は、本実施形態にかかる電気化学素子の断面模式図である。図1に示すように、電気化学素子1は、積層体を成す発電素子10と外装体20とを有する。発電素子10は、電解液が含浸されている。外装体20は、電解液が外部に漏洩すること、及び、外部の空気及び水分が発電素子10に至ることを防ぐ。
[Electrochemical element]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrochemical device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electrochemical element 1 has a power generation element 10 forming a laminated body and an exterior body 20. The power generation element 10 is impregnated with an electrolytic solution. The exterior body 20 prevents the electrolytic solution from leaking to the outside and prevents external air and moisture from reaching the power generation element 10.

(発電素子)
発電素子10は、正極101と負極102とセパレータ103とを有する。図1において、発電素子10は、複数の正極101と負極102とが複数のセパレータ103を挟んで対向配置された積層体全体を指す。尚、正極101及び負極102の積層数は問わない。また、図1では発電素子10の構造を積層型として示したが、その構造は特に限定されず、例えば、発電素子10の構造は捲回型であってもよい。
(Power generation element)
The power generation element 10 has a positive electrode 101, a negative electrode 102, and a separator 103. In FIG. 1, the power generation element 10 refers to the entire laminated body in which a plurality of positive electrodes 101 and a plurality of negative electrodes 102 are arranged to face each other with a plurality of separators 103 interposed therebetween. The number of laminated positive electrodes 101 and 102 is not limited. Further, although the structure of the power generation element 10 is shown as a laminated type in FIG. 1, the structure is not particularly limited, and for example, the structure of the power generation element 10 may be a winding type.

<正極>
正極101は、正極集電体101Aと、その少なくとも一面に設けられた正極活物質層101Bとを有する。正極集電体101A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。
<Positive electrode>
The positive electrode 101 has a positive electrode current collector 101A and a positive electrode active material layer 101B provided on at least one surface thereof. The positive electrode current collector 101A may be made of a conductive material, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used.

正極活物質層101Bに用いる正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入(インターカレーション)、又は、リチウムイオンとリチウムイオンのカウンターアニオン(例えば、PF )とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能な電極活物質を用いることができる。 The positive electrode active material used for the positive electrode active material layer 101B includes storage and release of lithium ions, desorption and insertion (intercalation) of lithium ions, or counter anions of lithium ions and lithium ions (for example, PF 6- ) . An electrode active material capable of reversibly advancing the doping and dedoping of the above can be used.

例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、マンガン酸リチウム(LiMnO)、リチウムマンガンスピネル(LiMn)、及び、一般式:LiNiCoMn(x+y+z+a=1、0≦x<1、0≦y<1、0≦z<1、0≦a<1、MはAl、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn、Crより選ばれる1種類以上の元素)で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物(LiV)、オリビン型LiMPO(ただし、Mは、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、Zrより選ばれる1種類以上の元素又はVOを示す)、チタン酸リチウム(LiTi12)、LiNiCoAl(0.9<x+y+z<1.1)等の複合金属酸化物、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセンなどが挙げられる。 For example, lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMnO 2 ), lithium manganese spinel (LiMn 2 O 4 ), and general formula: LiNi x Coy Mn z Ma O. 2 (x + y + z + a = 1, 0≤x <1, 0≤y <1, 0≤z <1, 0≤a <1, M is one type selected from Al, Mg, Nb, Ti, Cu, Zn, Cr. Composite metal oxide represented by the above elements), lithium vanadium compound (LiV 2 O 5 ), olivine type LiMPO 4 (however, M is Co, Ni, Mn, Fe, Mg, Nb, Ti, Al, Zr. (Representing one or more elements or VOs selected from the above), oxidation of composite metals such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), LiNi x Coy Al z O 2 (0.9 <x + y + z <1.1). Examples include compounds, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacene and the like.

また正極活物質層101Bは、導電材を有していてもよい。導電材としては、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。正極活物質のみで十分な導電性を確保できる場合は、正極101は導電材を含んでいなくてもよい。 Further, the positive electrode active material layer 101B may have a conductive material. Examples of the conductive material include carbon powder such as carbon black, carbon nanotube, carbon material, metal fine powder such as copper, nickel, stainless steel and iron, a mixture of carbon material and metal fine powder, and conductive oxide such as ITO. Be done. When sufficient conductivity can be ensured only by the positive electrode active material, the positive electrode 101 may not contain the conductive material.

また正極活物質層101Bは、バインダーを含む。バインダーは、公知のものを用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、が挙げられる。 Further, the positive electrode active material layer 101B contains a binder. As the binder, a known binder can be used. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoro Fluororesin such as ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinyl fluoride (PVF) and the like can be mentioned.

また、上記の他に、バインダーとして、例えば、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF-HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-HFP-TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF-PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ペンタフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-PFP-TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-パーフルオロメチルビニルエーテル-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-PFMVE-TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムを用いてもよい。 In addition to the above, as binders, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene fluororubber (VDF-HFP fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene fluororubber (VDF-HFP-). TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-based fluororubber (VDF-PFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFP-TFE-based fluororubber), Vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene fluororubber (VDF-PFMVE-TFE fluororubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene fluororubber (VDF-CTFE fluororubber), etc. A fluororubber may be used.

<負極>
負極102は、負極集電体102Aと、その少なくとも一面に設けられた負極活物質層102Bとを有する。負極集電体102A、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。負極に用いるバインダー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。
<Negative electrode>
The negative electrode 102 has a negative electrode current collector 102A and a negative electrode active material layer 102B provided on at least one surface thereof. As the negative electrode current collector 102A, the conductive material and the binder, the same ones as those of the positive electrode can be used. As the binder used for the negative electrode, for example, cellulose, styrene / butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, polyimide resin, polyamide-imide resin, acrylic resin and the like may be used in addition to those listed for the positive electrode.

負極活物質層102Bに用いる負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出(析出・溶解、合金化・非合金化)可能な化合物であればよく、公知の負極活物質を使用できる。負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛)、カーボンナノチューブ、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素等の炭素材料、アルミニウム、シリコン、スズ等のリチウムと化合することのできる金属、シリコン酸化物SiO(0<x<2)、二酸化スズ等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、チタン酸リチウム(LiTi12)等を含む粒子が挙げられる。負極活物質層102Bに用いる負極活物質は特に、電気化学素子の高容量化、高エネルギー密度化を実現するために、シリコン、シリコン酸化物、シリコン合金のいずれかを含むことが好ましい。 The negative electrode active material used for the negative electrode active material layer 102B may be any compound that can occlude / release (precipitate / dissolve, alloying / non-alloying) lithium ions, and a known negative electrode active material can be used. Examples of the negative electrode active material include lithium metal, carbon materials capable of storing and releasing lithium ions (natural graphite, artificial graphite), carbon nanotubes, carbon refractory carbon, easily graphitized carbon, and carbon materials such as low temperature fired carbon. Metals that can be combined with lithium such as aluminum, silicon, and tin, silicon oxide SiO x (0 <x <2), amorphous compounds mainly composed of oxides such as tin dioxide, lithium titanate (Li) Examples thereof include particles containing 4 Ti 5 O 12 ) and the like. The negative electrode active material used for the negative electrode active material layer 102B preferably contains any one of silicon, a silicon oxide, and a silicon alloy in order to realize high capacity and high energy density of the electrochemical element.

負極102においてリチウム金属を用いる場合、負極集電体102A上にリチウム金属が析出し、放電時にリチウム金属が溶解する。この場合、負極活物質層102Bは初期状態として無くてもよい。一方で、1回以上充電を行うと析出したリチウム金属が残存するため、このリチウム金属を含む層を負極活物質層102Bとみなすことができる。また充放電に寄与するリチウム量が不足することに備えて、充放電前の初期状態から負極集電体102Aの一面に負極活物質層102Bとしてリチウム箔を設けてもよい。 When lithium metal is used in the negative electrode 102, the lithium metal is deposited on the negative electrode current collector 102A, and the lithium metal is dissolved at the time of discharge. In this case, the negative electrode active material layer 102B may not be present in the initial state. On the other hand, since the precipitated lithium metal remains after charging once or more, the layer containing the lithium metal can be regarded as the negative electrode active material layer 102B. Further, in preparation for a shortage of the amount of lithium that contributes to charging / discharging, a lithium foil may be provided as the negative electrode active material layer 102B on one surface of the negative electrode current collector 102A from the initial state before charging / discharging.

<セパレータ>
セパレータ103は、電気絶縁性の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、或いはセルロース、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。
<Separator>
The separator 103 may be formed of an electrically insulating porous structure, for example, a monolayer of a film made of polyethylene, polypropylene or polyolefin, a laminated body or a stretched film of a mixture of the above resins, or cellulose, polyester and the like. Examples thereof include fibrous nonwoven fabrics made of at least one constituent material selected from the group consisting of polypropylene.

<電解液>
電解液は、発電素子10内に含浸される。電解液には、リチウム塩等を含む電解質溶液(電解質水溶液、有機溶媒を使用する非水系電解質溶液)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。
<Electrolytic solution>
The electrolytic solution is impregnated in the power generation element 10. As the electrolytic solution, an electrolyte solution containing a lithium salt or the like (an aqueous electrolyte solution, a non-aqueous electrolyte solution using an organic solvent) can be used. However, since the decomposition voltage of the aqueous electrolyte solution is electrochemically low, the withstand voltage during charging is low and limited. Therefore, it is preferable to use an electrolyte solution (non-aqueous electrolyte solution) that uses an organic solvent.

非水電解質溶液は、非水溶媒に電解質が溶解されており、非水溶媒として環状カーボネートと、鎖状カーボネートと、を含有してもよい。また非水電解質溶液としてイオン液体とリチウム塩との混合物を用いてもよい。 The non-aqueous electrolyte solution has an electrolyte dissolved in a non-aqueous solvent, and may contain a cyclic carbonate and a chain carbonate as the non-aqueous solvent. Further, a mixture of an ionic liquid and a lithium salt may be used as the non-aqueous electrolyte solution.

環状カーボネートとしては、電解質を溶媒和することができるものを用いることができる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びブチレンカーボネートなどを用いることができる。 As the cyclic carbonate, one capable of solvating an electrolyte can be used. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and the like can be used.

鎖状カーボネートは、環状カーボネートの粘性を低下させることができる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが挙げられる。その他、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ-ブチロラクトン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタンなどを混合して使用してもよい。 The chain carbonate can reduce the viscosity of the cyclic carbonate. For example, diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate can be mentioned. In addition, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and the like may be mixed and used.

非水溶媒中の環状カーボネートと鎖状カーボネートの割合は体積にして1:9~1:1にすることが好ましい。 The ratio of cyclic carbonate to chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 1: 9 to 1: 1 in volume.

電解質としては、例えば、LiPF、LiClO、LiBF、LiCFSO、LiCFCFSO、LiC(CFSO、LiN(CFSO、LiN(CFCFSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(CFCFCO)、LiBOB等のリチウム塩が使用できる。なお、これらのリチウム塩は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。特に、電離度の観点から、LiPFを含むことが好ましい。 Examples of the electrolyte include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CF 2 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and LiN (CF 3 CF). 2 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiN (CF 3 CF 2 CO) 2 , LiBOB and other lithium salts can be used. It should be noted that one of these lithium salts may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. In particular, from the viewpoint of the degree of ionization, it is preferable to contain LiPF 6 .

LiPFを非水溶媒に溶解する際は、非水電解質溶液中の電解質の濃度を、0.5~2.0mol/Lに調整することが好ましい。電解質の濃度が0.5mol/L以上であると、非水電解液のリチウムイオン濃度を充分に確保することができ、充放電時に十分な容量が得られやすい。また、電解質の濃度を2.0mol/L以内に抑えることで、非水電解液の粘度上昇を抑え、リチウムイオンの移動度を充分に確保することができ、充放電時に十分な容量が得られやすくなる。 When dissolving LiPF 6 in a non-aqueous solvent, it is preferable to adjust the concentration of the electrolyte in the non-aqueous electrolyte solution to 0.5 to 2.0 mol / L. When the concentration of the electrolyte is 0.5 mol / L or more, the lithium ion concentration of the non-aqueous electrolyte solution can be sufficiently secured, and a sufficient capacity can be easily obtained at the time of charging / discharging. Further, by suppressing the concentration of the electrolyte to 2.0 mol / L or less, the increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be suppressed, the mobility of lithium ions can be sufficiently secured, and a sufficient capacity can be obtained during charging and discharging. It will be easier.

LiPFをその他の電解質と混合する場合にも、非水電解液中のリチウムイオン濃度を0.5~2.0mol/Lに調整することが好ましく、LiPFからのリチウムイオン濃度はその50mol%以上含まれることがさらに好ましい。 Even when LiPF 6 is mixed with other electrolytes, it is preferable to adjust the lithium ion concentration in the non-aqueous electrolyte solution to 0.5 to 2.0 mol / L, and the lithium ion concentration from LiPF 6 is 50 mol% thereof. It is more preferable that the above is contained.

(外装体)
外装体20は、その内部に発電素子10及び電解液を密封するものである。外装体20は、電解液の外部への漏出や、外部からの電気化学素子1内部への水分等の侵入等を抑止するものである。
(Exterior body)
The exterior body 20 seals the power generation element 10 and the electrolytic solution inside the exterior body 20. The exterior body 20 suppresses leakage of the electrolytic solution to the outside and invasion of moisture or the like into the inside of the electrochemical element 1 from the outside.

図1及び2に示すように、外装体20は、発電素子10から順に、熱融着樹脂層201と、金属層202と、耐熱樹脂層203と、を有する。熱融着樹脂層201の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを使用できる。金属層202の材料としては、アルミニウム、ステンレス等を使用できる。耐熱樹脂層203の材料としては、融点の高い高分子、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)等を使用できる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the exterior body 20 has a heat-sealed resin layer 201, a metal layer 202, and a heat-resistant resin layer 203 in this order from the power generation element 10. As the material of the heat-sealed resin layer 201, polyolefins such as polyethylene and polypropylene can be used. As the material of the metal layer 202, aluminum, stainless steel, or the like can be used. As the material of the heat-resistant resin layer 203, a polymer having a high melting point, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA) or the like can be used.

外装体20において、正極101と負極102とがセパレータ103を介して対向した積層体(発電素子10)の積層方向の上面及び下面を被覆する外装体20の第1部分の厚みAと、上記積層体の側面を被覆する外装体20の第2部分の厚みBとが、1.02≦B/A≦1.33の関係を満たす。ここで、充電時に発電素子10が膨張して外装体20が大きく引き伸ばされる際に、最も変位量が大きく応力がかかるのは第2部分である。一方、第1部分は応力が比較的小さい。従って、B(第2部分の厚み)/A(第1部分の厚み)≧1.02とすることにより、外装体20でのピンホールやクラック等の発生を防止することができる。また、充電時膨張による応力が比較的小さい第1部分の厚みAを薄く保つことができるため、外装体20の体積及び重量を抑制することができ、故に電気化学素子1全体としてのエネルギー密度を向上することができる。尚、B/A>1.33では、厚み段差部でのクラックや層の貼り合わせ不良が発生するため、外装体20の作製は困難である。さらに厚みAと厚みBとは、1.04≦B/A≦1.20の関係を満たすことがより好ましい。 In the exterior body 20, the thickness A of the first portion of the exterior body 20 covering the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the laminated body (power generation element 10) in which the positive electrode 101 and the negative electrode 102 face each other via the separator 103, and the above-mentioned stacking. The thickness B of the second portion of the exterior body 20 that covers the side surface of the body satisfies the relationship of 1.02 ≦ B / A ≦ 1.33. Here, when the power generation element 10 expands during charging and the exterior body 20 is greatly stretched, it is the second portion that the amount of displacement is the largest and stress is applied. On the other hand, the stress of the first portion is relatively small. Therefore, by setting B (thickness of the second portion) / A (thickness of the first portion) ≥ 1.02, it is possible to prevent the occurrence of pinholes, cracks, and the like in the exterior body 20. Further, since the thickness A of the first portion, which has a relatively small stress due to expansion during charging, can be kept thin, the volume and weight of the exterior body 20 can be suppressed, and therefore the energy density of the electrochemical element 1 as a whole can be reduced. Can be improved. When B / A> 1.33, it is difficult to manufacture the exterior body 20 because cracks and layer bonding defects occur at the thickness stepped portion. Further, it is more preferable that the thickness A and the thickness B satisfy the relationship of 1.04 ≦ B / A ≦ 1.20.

外装体20において、厚みAは45~110μmであり、厚みBは50~120μmであることが好ましい。厚みAと厚みBとを、1.02≦B/A≦1.33の関係を満たしつつ上記範囲の厚さにすることにより、120μm以下の薄い外装体20においても充放電時のピンホールやクラック等の発生を防止することができる。また、薄い外装体20が使用可能となることで、電気化学素子1の体積及び重量を抑制し、エネルギー密度を向上することができる。さらに、厚みAは45~100μmであり、厚みBは50~110μmであることがより好ましい。 In the exterior body 20, the thickness A is preferably 45 to 110 μm, and the thickness B is preferably 50 to 120 μm. By setting the thickness A and the thickness B to the above range while satisfying the relationship of 1.02 ≦ B / A ≦ 1.33, even in a thin exterior body 20 of 120 μm or less, pinholes during charging and discharging can be achieved. It is possible to prevent the occurrence of cracks and the like. Further, since the thin exterior body 20 can be used, the volume and weight of the electrochemical element 1 can be suppressed and the energy density can be improved. Further, the thickness A is more preferably 45 to 100 μm, and the thickness B is more preferably 50 to 110 μm.

外装体20は金属層を有し、第1部分における金属層の厚みaと、第2部分における金属層の厚みbとが、1.05≦b/a≦1.5の関係を満たすことが好ましい。ここで、充電時に発電素子10が膨張して外装体20が大きく引き伸ばされる際に、最も変位量が大きく応力がかかるのは、第2部分の金属層部分である。一方、第1部分の金属層部分は応力が比較的小さい。従って、b(第2部分の金属層部分の厚み)/a(第1部分の金属層部分の厚み)≧1.05とすることにより、外装体20でのピンホールやクラック等の発生を防止することができる。また、充電時膨張による応力が比較的低い第1部分の金属層部分の厚みaを薄く保つことができるため、外装体20の体積及び重量を抑制することができ、故に電気化学素子1全体としてのエネルギー密度を向上することができる。尚、b/a>1.5では、厚み段差部でのクラックや層の貼り合わせ不良が発生するため、外装体20の作製は困難である。さらに厚みaと厚みbとは、1.07≦b/a≦1.33の関係を満たすことがより好ましい。 The exterior body 20 has a metal layer, and the thickness a of the metal layer in the first portion and the thickness b of the metal layer in the second portion satisfy the relationship of 1.05 ≦ b / a ≦ 1.5. preferable. Here, when the power generation element 10 expands during charging and the exterior body 20 is greatly stretched, it is the metal layer portion of the second portion that has the largest displacement and is stressed. On the other hand, the stress of the metal layer portion of the first portion is relatively small. Therefore, by setting b (thickness of the metal layer portion of the second portion) / a (thickness of the metal layer portion of the first portion) ≥ 1.05, the occurrence of pinholes, cracks, etc. in the exterior body 20 is prevented. can do. Further, since the thickness a of the metal layer portion of the first portion, which has a relatively low stress due to expansion during charging, can be kept thin, the volume and weight of the exterior body 20 can be suppressed, and therefore the electrochemical element 1 as a whole can be suppressed. Energy density can be improved. When b / a> 1.5, it is difficult to manufacture the exterior body 20 because cracks and layer bonding defects occur at the thickness stepped portion. Further, it is more preferable that the thickness a and the thickness b satisfy the relationship of 1.07 ≦ b / a ≦ 1.33.

外装体20において、厚みaは10~40μmであり、厚みbは15~45μmであることが好ましい。厚みaと厚みbとを、1.05≦B/A≦1.5の関係を満たしつつ上記範囲の厚さにすることにより、内部金属層が45μm以下の薄い外装体20においても充放電時のピンホールやクラック等の発生を防止することができる。また、薄い外装体20が使用可能となることで、電気化学素子1の体積及び重量を抑制し、エネルギー密度を向上することができる。さらに、厚みaは10~35μmであり、厚みbは15~40μmであることがより好ましい。 In the exterior body 20, the thickness a is preferably 10 to 40 μm, and the thickness b is preferably 15 to 45 μm. By setting the thickness a and the thickness b to the above range while satisfying the relationship of 1.05 ≦ B / A ≦ 1.5, even in the thin exterior body 20 having an internal metal layer of 45 μm or less, when charging / discharging It is possible to prevent the occurrence of pinholes and cracks. Further, since the thin exterior body 20 can be used, the volume and weight of the electrochemical element 1 can be suppressed and the energy density can be improved. Further, it is more preferable that the thickness a is 10 to 35 μm and the thickness b is 15 to 40 μm.

外装体20において、外装体20の融着部分の厚みCと、厚みBとは、1.01≦B/C≦1.5の関係を満たすことが好ましい。ここで、充電時に発電素子10が膨張して外装体20が大きく引き伸ばされる際に、最も変位量が大きく応力がかかるのは第2部分である。一方、融着部分は応力が比較的小さい。従って、B(第2部分の厚み)/C(融着部分の厚み)≧1.01とすることにより、外装体20でのピンホールやクラック等の発生を防止することができる。また、充電時膨張による応力が比較的低い融着部分の厚みCを薄く保つことができるため、外装体20の体積及び重量を抑制することができ、故に電気化学素子1全体としてのエネルギー密度を向上することができる。さらに厚みCと厚みBとは、1.02≦B/C≦1.33の関係を満たすことがより好ましい。また、厚みCは45~119μmであることが好ましい。これにより、薄い外装体20においても充放電時のピンホールやクラック等の発生を防止しつつ、電気化学素子1の体積及び重量を抑制し、エネルギー密度を向上することができる。さらに、厚みCは45~110μmであることがより好ましい。 In the exterior body 20, it is preferable that the thickness C and the thickness B of the fused portion of the exterior body 20 satisfy the relationship of 1.01 ≦ B / C ≦ 1.5. Here, when the power generation element 10 expands during charging and the exterior body 20 is greatly stretched, it is the second portion that the amount of displacement is the largest and stress is applied. On the other hand, the stress of the fused portion is relatively small. Therefore, by setting B (thickness of the second portion) / C (thickness of the fused portion) ≥ 1.01, it is possible to prevent the occurrence of pinholes, cracks, and the like in the exterior body 20. Further, since the thickness C of the fused portion having a relatively low stress due to expansion during charging can be kept thin, the volume and weight of the exterior body 20 can be suppressed, and therefore the energy density of the entire electrochemical element 1 can be reduced. Can be improved. Further, it is more preferable that the thickness C and the thickness B satisfy the relationship of 1.02 ≦ B / C ≦ 1.33. Further, the thickness C is preferably 45 to 119 μm. As a result, even in the thin exterior body 20, the volume and weight of the electrochemical element 1 can be suppressed and the energy density can be improved while preventing the generation of pinholes and cracks during charging and discharging. Further, the thickness C is more preferably 45 to 110 μm.

外装体20において、融着部分における金属層の厚みcと、第2部分における金属層の厚みbとが、1.0<b/c≦1.5の関係を満たすことが好ましい。ここで、充電時に発電素子10が膨張して外装体20が大きく引き伸ばされる際に、最も変位量が大きく応力がかかるのは、第2部分の金属層部分である。一方、融着部分の金属層部分は応力が比較的小さい。従って、b(第2部分の金属層部分の厚み)/c(融着部分の金属層部分の厚み)を>1.0にすることにより、外装体20でのピンホールやクラック等の発生を防止することができる。また、充電時膨張による応力が比較的低い融着部分の金属層部分の厚みcを薄く保つことができるため、外装体の重量を抑制することができ、故に電気化学素子全体としてのエネルギー密度を向上することができる。尚、b/c>1.5では、厚み段差部でのクラックや層の貼り合わせ不良が発生するため、外装体20の作製は困難である。さらに厚みcと厚みbとは、1.01≦b/c≦1.33の関係を満たすことがより好ましい。また、厚みcは10~44μmであることが好ましい。これにより、薄い外装体20においても充放電時のピンホールやクラック等の発生を防止しつつ、電気化学素子1の体積及び重量を抑制し、エネルギー密度を向上することができる。さらに、厚みcは10~40μmであることがより好ましい。 In the exterior body 20, it is preferable that the thickness c of the metal layer in the fused portion and the thickness b of the metal layer in the second portion satisfy the relationship of 1.0 <b / c ≦ 1.5. Here, when the power generation element 10 expands during charging and the exterior body 20 is greatly stretched, it is the metal layer portion of the second portion that has the largest displacement and is stressed. On the other hand, the stress of the metal layer portion of the fused portion is relatively small. Therefore, by setting b (thickness of the metal layer portion of the second portion) / c (thickness of the metal layer portion of the fused portion) to> 1.0, pinholes, cracks, and the like are generated in the exterior body 20. Can be prevented. Further, since the thickness c of the metal layer portion of the fused portion where the stress due to expansion during charging is relatively low can be kept thin, the weight of the exterior body can be suppressed, and therefore the energy density of the entire electrochemical element can be reduced. Can be improved. When b / c> 1.5, it is difficult to manufacture the exterior body 20 because cracks and layer bonding defects occur at the thickness stepped portion. Further, it is more preferable that the thickness c and the thickness b satisfy the relationship of 1.01 ≦ b / c ≦ 1.33. Further, the thickness c is preferably 10 to 44 μm. As a result, even in the thin exterior body 20, the volume and weight of the electrochemical element 1 can be suppressed and the energy density can be improved while preventing the generation of pinholes and cracks during charging and discharging. Further, the thickness c is more preferably 10 to 40 μm.

上述のように、本発明の電気化学素子1では、高容量化、高エネルギー密度化を実現するために、従来の黒鉛負極に代わりにシリコン系等の高容量負極材料を用いることが好ましい。電気化学素子の容量は主に電極の活物質に依存する。シリコンや酸化シリコンの理論容量は、黒鉛の理論容量に比べてはるかに大きい。しかしながら、従来の黒鉛に対してシリコン系材料は充電時の体積膨張が非常に大きいため、充放電に伴い電気化学素子1全体が大きく膨張収縮することとなる。具体的に、リチウムイオンを吸蔵した場合の体積膨張は、黒鉛材料では約1.2倍であるのに対し、シリコン材料ではシリコンとリチウムが合金化する際、最大で4倍、体積膨張する。その結果、外装体20に大きな応力がかかり、ピンホールやクラック、接着部剥がれ等の不具合が発生しやすくなる。本発明では、上記構成を有する外装体20を用いることにより、上記問題を解決し、エネルギー密度が向上された電気化学素子1を提供することができる。 As described above, in the electrochemical element 1 of the present invention, in order to realize high capacity and high energy density, it is preferable to use a high capacity negative electrode material such as silicon instead of the conventional graphite negative electrode. The capacity of the electrochemical element mainly depends on the active material of the electrode. The theoretical capacity of silicon and silicon oxide is much larger than the theoretical capacity of graphite. However, since the silicon-based material has a much larger volume expansion during charging than the conventional graphite, the entire electrochemical element 1 expands and contracts significantly with charging and discharging. Specifically, the volume expansion when lithium ions are occluded is about 1.2 times that of the graphite material, whereas the volume expansion of the silicon material is up to 4 times when silicon and lithium are alloyed. As a result, a large amount of stress is applied to the exterior body 20, and problems such as pinholes, cracks, and peeling of the adhesive portion are likely to occur. In the present invention, by using the exterior body 20 having the above configuration, it is possible to solve the above-mentioned problems and provide the electrochemical element 1 having an improved energy density.

[電気化学素子1の作製方法]
電気化学素子1の発電素子は、外装体20の成形工程以外は、例えば以下のような公知の方法で作製することができる。
[Method for manufacturing electrochemical device 1]
The power generation element of the electrochemical element 1 can be manufactured by, for example, the following known method except for the molding step of the exterior body 20.

まず、正極101及び負極102を作製する。正極101と負極102とは、活物質となる物質が異なるだけであり、同様の方法で作製できる。 First, the positive electrode 101 and the negative electrode 102 are manufactured. The positive electrode 101 and the negative electrode 102 differ only in the material used as the active material, and can be produced by the same method.

正極活物質、バインダー及び溶媒を混合して塗料を作製する。必要に応じ導電材をさらに加えても良い。溶媒としては例えば、水、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等を用いることができる。正極活物質、導電材、バインダーの構成比率は、質量比で80質量%~98質量%:0.1質量%~10質量%:0.1質量%~10質量%であることが好ましい。これらの質量比は、全体で100質量%となるように調整される。 A paint is prepared by mixing a positive electrode active material, a binder and a solvent. If necessary, a conductive material may be further added. As the solvent, for example, water, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide and the like can be used. The composition ratio of the positive electrode active material, the conductive material, and the binder is preferably 80% by mass to 98% by mass: 0.1% by mass to 10% by mass: 0.1% by mass to 10% by mass in terms of mass ratio. These mass ratios are adjusted to be 100% by mass as a whole.

塗料を構成するこれらの成分の混合方法は特に制限されず、混合順序もまた特に制限されない。上記塗料を、正極集電体101Aに塗布する。塗布方法としては、特に制限はなく、通常電極を作製する場合に採用される方法を用いることができる。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。負極についても、同様に負極集電体102A上に塗料を塗布する。 The method of mixing these components constituting the paint is not particularly limited, and the mixing order is also not particularly limited. The above paint is applied to the positive electrode current collector 101A. The coating method is not particularly limited, and a method usually adopted when manufacturing an electrode can be used. For example, a slit die coat method and a doctor blade method can be mentioned. Similarly, for the negative electrode, the paint is applied on the negative electrode current collector 102A.

続いて、正極集電体101A及び負極集電体102A上に塗布された塗料中の溶媒を除去する。除去方法は特に限定されない。例えば、塗料が塗布された正極集電体101A及び負極集電体102Aを、80℃~150℃の雰囲気下で乾燥させればよい。そして、正極101及び負極102が完成する。 Subsequently, the solvent in the paint applied on the positive electrode current collector 101A and the negative electrode current collector 102A is removed. The removal method is not particularly limited. For example, the positive electrode current collector 101A and the negative electrode current collector 102A coated with the paint may be dried in an atmosphere of 80 ° C. to 150 ° C. Then, the positive electrode 101 and the negative electrode 102 are completed.

最後に、正極101と負極102とをセパレータ103を介して挟むことで、発電素子10が作製される。 Finally, the power generation element 10 is manufactured by sandwiching the positive electrode 101 and the negative electrode 102 with the separator 103.

次いで、図3に示すように、外装体20を作製する。外装体20の作製方法は、まず、熱融着樹脂層201、金属層202、耐熱樹脂層203となるそれぞれのフィルムを準備する。特定の厚み構成を有するフィルムは、以下のように作製する。 Next, as shown in FIG. 3, the exterior body 20 is manufactured. As a method for producing the exterior body 20, first, each film to be a heat-sealed resin layer 201, a metal layer 202, and a heat-resistant resin layer 203 is prepared. A film having a specific thickness structure is produced as follows.

まず、図3(A)に示すように、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いてプレスにより、予め薄くする。ここで、金型30のエッジ部ではフィルムにダメージを生じやすいため、図3(A)のY-Y’断面図である図3(B)に示すように、角に丸み(R)を付けた金型30を用いることが好ましい。 First, as shown in FIG. 3A, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 is preliminarily thinned by pressing using the mold 30. .. Here, since the film is likely to be damaged at the edge portion of the mold 30, the corners are rounded (R) as shown in FIG. 3 (B) which is a cross-sectional view taken along the line YY'in FIG. 3 (A). It is preferable to use the mold 30.

次に、接着層204を介して、金属層フィルム202と熱融着樹脂層フィルム201とを貼り合わせる。これは、順次貼り合わせても、予め形成しておいた接着層204及び熱融着樹脂層フィルム201を金属層フィルム202に貼り合わせてもよい。その後、接着層205を介して、金属層フィルム202と耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせる。これも同様に、順次貼り合わせても、予め形成しておいた接着層205及び耐熱樹脂層フィルム203を金属層フィルム202に貼り合わせてもよい。ここで、接着層204及び205には、耐電解質性の接着剤(ウレタン系接着剤など)を使用できる。特に信頼性が必要な場合、熱融着樹脂層201と金属層202との間には接着剤を使用せずに、熱融着樹脂層201自体に接着性を有する酸(無水マレイン酸)変性ポリオレフィンからなる熱融着樹脂を使用することが好ましい。 Next, the metal layer film 202 and the heat-sealed resin layer film 201 are bonded to each other via the adhesive layer 204. This may be performed by sequentially laminating the adhesive layer 204 and the heat-sealing resin layer film 201 that have been formed in advance to the metal layer film 202. After that, the metal layer film 202 and the heat-resistant resin layer film 203 are bonded to each other via the adhesive layer 205. Similarly, the adhesive layer 205 and the heat-resistant resin layer film 203, which have been formed in advance, may be bonded to the metal layer film 202 in sequence. Here, an electrolyte-resistant adhesive (urethane-based adhesive or the like) can be used for the adhesive layers 204 and 205. When reliability is particularly required, an acid (maleic anhydride) modification having adhesiveness to the heat-sealed resin layer 201 itself is performed without using an adhesive between the heat-sealed resin layer 201 and the metal layer 202. It is preferable to use a heat-sealed resin made of polyolefin.

ここで、熱融着樹脂層201と金属層202と耐熱樹脂層203とを貼り合わせる際にも、図3(C)に示すように角に丸み(R)を付けた金型30を用いるか、又は図3(D)に示すように金属ロール31の周りに緩衝素材32を貼り合わせた型を用いることが好ましい。これにより、型30、32と接触する熱融着樹脂層201へのダメージを低減し、段差部に空気を抱き込む等の不具合なく貼り合わせることができる。 Here, when the heat-sealed resin layer 201, the metal layer 202, and the heat-resistant resin layer 203 are bonded together, is it possible to use the mold 30 having rounded corners (R) as shown in FIG. 3C? , Or, as shown in FIG. 3D, it is preferable to use a mold in which the cushioning material 32 is bonded around the metal roll 31. As a result, damage to the heat-sealed resin layer 201 that comes into contact with the molds 30 and 32 can be reduced, and the plastic can be bonded without any trouble such as holding air in the stepped portion.

そして、各層を積層して得られた外装体用ラミネートフィルム2枚を熱融着樹脂層201が内側になるように合わせ、3辺を熱融着することで、外装体20が作製される。 Then, the exterior body 20 is manufactured by combining two laminated films for an exterior body obtained by laminating each layer so that the heat-sealing resin layer 201 is on the inside and heat-sealing the three sides.

最後に、作製した発電素子10を外装体20に封入し、電解液を外装体20内に注入する。そして、外装体の残りの1辺を熱融着で封止し、電気化学素子1が完成する。 Finally, the produced power generation element 10 is enclosed in the exterior body 20, and the electrolytic solution is injected into the exterior body 20. Then, the remaining one side of the exterior body is sealed by heat fusion to complete the electrochemical element 1.

発電素子10を封入する際に、外装体20には発電素子10の厚み方向に引き伸ばされる応力が働く。また、特に発電素子10の厚みが大きいときには、発電素子10を入れる空間を作るために予め外装体20を部分的に引き伸ばして形状を整える加工を施す場合もある。さらに、一般的に充放電により発電素子10は膨張収縮を繰り返しながら徐々に劣化して不可逆的に膨張するため、外装体20は発電素子10の厚み方向に引き伸ばされていく。従って、外装体20に厚み差を作らない通常の方法で外装体20を作製する場合、前記の工程および現象により、一般的に厚みA≧厚みBとなっている。これとは対照的に、本発明では厚みA<厚みBとなるように上記工程を採用することで、ピンホールやクラック等の不具合が発生しやすくなる問題を解決し、エネルギー密度が向上された電気化学素子を提供することができる。 When the power generation element 10 is enclosed, a stress stretched in the thickness direction of the power generation element 10 acts on the exterior body 20. Further, particularly when the thickness of the power generation element 10 is large, the exterior body 20 may be partially stretched in advance to adjust the shape in order to create a space for the power generation element 10. Further, in general, the power generation element 10 gradually deteriorates and irreversibly expands while repeating expansion and contraction due to charging and discharging, so that the exterior body 20 is stretched in the thickness direction of the power generation element 10. Therefore, when the exterior body 20 is manufactured by a normal method that does not create a thickness difference in the exterior body 20, the thickness A ≧ thickness B is generally obtained by the above steps and phenomena. In contrast, in the present invention, by adopting the above steps so that the thickness A <thickness B, the problem that defects such as pinholes and cracks are likely to occur is solved, and the energy density is improved. Electrochemical devices can be provided.

以上、本実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations thereof in each embodiment are examples, and the configurations are added, omitted, or replaced within the range not deviating from the gist of the present invention. , And other changes are possible.

[実施例1~5:1.02≦B(第2部分の厚み)/A(第1部分の厚み)≦1.33の関係を満たす外装体の作製]
「実施例1」
厚さ16μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ15μmにした。その後、上記金属層フィルム202を挟んで厚さ20μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ12μmの耐熱樹脂層フィルム203を貼り合わせ、厚みAが49μmで厚みBが50μmである外装体20を作製した。
[Examples 1 to 5: Preparation of an exterior body satisfying the relationship of 1.02 ≦ B (thickness of the second part) / A (thickness of the first part) ≦ 1.33]
"Example 1"
In the metal layer film 202 having a thickness of 16 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 was made to have a thickness of 15 μm by pressing with a mold 30. After that, the heat-fused resin layer film 201 having a thickness of 20 μm and the heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 12 μm are bonded to each other via the adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with the metal layer film 202 interposed therebetween, and the thickness A is 49 μm. An exterior body 20 having a thickness B of 50 μm was produced.

「実施例2」
厚さ15μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ10μmにした。その後、上記金属層フィルム202を挟んで厚さ20μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ13μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みAが45μmで厚みBが50μmである外装体20を作製した。
"Example 2"
In the metal layer film 202 having a thickness of 15 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 was made to have a thickness of 10 μm by pressing with a mold 30. After that, the heat-sealed resin layer film 201 having a thickness of 20 μm and the heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 13 μm are bonded to each other via the adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with the metal layer film 202 sandwiched therein, and the thickness A is 45 μm. The exterior body 20 having a thickness B of 50 μm was produced.

「実施例3」
厚さ30μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ20μmにした。その後、上記金属層フィルム202を挟んで厚さ15μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ13μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みAが50μmで厚みBが60μmである外装体20を作製した。
"Example 3"
In the metal layer film 202 having a thickness of 30 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 was made to have a thickness of 20 μm by pressing with a mold 30. After that, the heat-fused resin layer film 201 having a thickness of 15 μm and the heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 13 μm are bonded to each other via the adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with the metal layer film 202 sandwiched therein, and the thickness A is 50 μm. The exterior body 20 having a thickness B of 60 μm was produced.

「実施例4」
厚さ45μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ30μmにした。その後、上記金属層フィルム202を挟んで厚さ10μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み1μmの接着層205を介して厚さ4μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みAが45μmで厚みBが60μmである外装体20を作製した。
"Example 4"
In the metal layer film 202 having a thickness of 45 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 was made 30 μm thick by pressing with a mold 30. After that, the heat-sealed resin layer film 201 having a thickness of 10 μm and the heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 4 μm are bonded to each other via the adhesive layer 205 having a thickness of 1 μm with the metal layer film 202 sandwiched therein, and the thickness A is 45 μm. The exterior body 20 having a thickness B of 60 μm was produced.

「実施例5」
厚さ40μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ30μmにした。その後、上記金属層フィルム202を挟んで厚さ40μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ38μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みAが110μmで厚みBが120μmである外装体20を作製した。
"Example 5"
In the metal layer film 202 having a thickness of 40 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 was made 30 μm thick by pressing with a mold 30. After that, the heat-sealed resin layer film 201 having a thickness of 40 μm and the heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 38 μm are bonded to each other via the adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with the metal layer film 202 sandwiched therein, and the thickness A is 110 μm. The exterior body 20 having a thickness B of 120 μm was produced.

[比較例1及び2:1.02≦B(第2部分の厚み)/A(第1部分の厚み)≦1.33の関係を満たさない外装体の作製]
「比較例1」
厚さ15μmの金属層フィルム202を挟んで厚さ20μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ13μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みA及びBがともに50μmである外装体20を作製した。
[Comparative Examples 1 and 2: Fabrication of an exterior body that does not satisfy the relationship of 1.02 ≦ B (thickness of the second part) / A (thickness of the first part) ≦ 1.33]
"Comparative Example 1"
A heat-fused resin layer film 201 having a thickness of 20 μm and a heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 13 μm are bonded to each other via an adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with a metal layer film 202 having a thickness of 15 μm interposed therebetween. An exterior body 20 having both B of 50 μm was produced.

「比較例2」
厚さ40μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ20μmにしたところ、すでにクラックが入っていた。
"Comparative Example 2"
In the metal layer film 202 having a thickness of 40 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 is formed to a thickness of 20 μm by pressing with a mold 30. , There was already a crack.

[実施例6~10:電気化学素子の作製及び外装体のクラック等の評価]
「実施例6」
実施例1の外装体を用いて電気化学素子を10個作製し(n=10)、100サイクルの充放電を行い、100サイクル後の外装体のクラック等の数を評価した。以下に、詳細な作製方法を示す。
[Examples 6 to 10: Fabrication of electrochemical element and evaluation of cracks in exterior body]
"Example 6"
Ten electrochemical elements were produced using the exterior body of Example 1 (n = 10), charging and discharging were performed for 100 cycles, and the number of cracks and the like in the exterior body after 100 cycles was evaluated. The detailed production method is shown below.

まず、アルミニウム箔からなる正極集電体上に正極活物質層を塗布して、正極を作製した。正極活物質としてLiCoO、導電材としてカーボンブラック、バインダーとしてPVDFを使用し、正極活物質と導電材とバインダーの質量比は、95:2:3とした。塗布後に、溶媒を乾燥除去し、その後に正極をロールプレスした。 First, a positive electrode active material layer was applied onto a positive electrode current collector made of aluminum foil to prepare a positive electrode. LiCoO 2 was used as the positive electrode active material, carbon black was used as the conductive material, PVDF was used as the binder, and the mass ratio of the positive electrode active material, the conductive material and the binder was 95: 2: 3. After coating, the solvent was dried and removed, and then the positive electrode was roll-pressed.

同様に、銅箔からなる負極集電体の一面に、負極活物質層を塗工して負極を作製した。負極活物質層は、85質量部の金属シリコン(活物質)と、5質量部のカーボン(導電材)と、10質量部のポリアミドイミド樹脂(PAI)とを有する。 Similarly, a negative electrode active material layer was applied to one surface of a negative electrode current collector made of copper foil to prepare a negative electrode. The negative electrode active material layer has 85 parts by mass of metallic silicon (active material), 5 parts by mass of carbon (conductive material), and 10 parts by mass of polyamide-imide resin (PAI).

セパレータには、厚み12μmのポリエチレンフィルムを用いた。そして、正極、負極及びセパレータを積層して発電素子を作製した。正極と負極の積層数は30層とした。 A polyethylene film having a thickness of 12 μm was used as the separator. Then, a positive electrode, a negative electrode, and a separator were laminated to produce a power generation element. The number of layers of the positive electrode and the negative electrode was 30 layers.

次に、実施例1の外装体フィルム2枚を熱融着樹脂層が内側になるように合わせ、3辺を熱融着した。そして、残り1辺の開口部から作製した発電素子を挿入した。 Next, the two exterior films of Example 1 were combined so that the heat-sealing resin layer was on the inside, and the three sides were heat-sealed. Then, a power generation element manufactured from the opening on the remaining one side was inserted.

外装体の開口部が上を向くように配置し、電気化学素子の両主面に対応する位置で電気化学素子を挟持する押え冶具を使用し、開口部から電解液を注入し、真空シール機によって減圧しながら開口部を熱融着した。電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比で3:4:3とした溶媒中に、リチウム塩として1.0M(mol/L)のLiPFが添加したものを用いた。そして得られた電気化学素子を充電電圧4.3V、放電電圧3Vで、充放電レート0.2Cで動作させ、100サイクルの充放電を行い、100サイクル後の外装体のクラック等の数を評価した。上記評価実験を10個で行った(n=10)。その結果、外装体にクラック等が生じたものはなかった(0/10)。 Arranged so that the opening of the exterior body faces upward, using a presser jig that sandwiches the electrochemical element at the position corresponding to both main surfaces of the electrochemical element, injects the electrolytic solution through the opening, and vacuum sealer. The opening was thermally fused while reducing the pressure. As the electrolytic solution, in a solvent containing ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 3: 4: 3, the lithium salt was 1.0 M (mol / L). The one to which LiPF 6 was added was used. Then, the obtained electrochemical element is operated at a charge voltage of 4.3 V and a discharge voltage of 3 V at a charge / discharge rate of 0.2 C, charged / discharged for 100 cycles, and the number of cracks in the exterior body after 100 cycles is evaluated. did. The above evaluation experiment was performed with 10 pieces (n = 10). As a result, none of the exterior bodies had cracks or the like (0/10).

「実施例7~10」
実施例2~5の外装体を用いて、実施例6と同様に電気化学素子を10個ずつ作製し(n=10)、100サイクルの充放電後の外装体のクラック等の数を評価した。結果を以下の表1に示す。
"Examples 7 to 10"
Using the exterior bodies of Examples 2 to 5, 10 electrochemical elements were produced in the same manner as in Example 6 (n = 10), and the number of cracks and the like in the exterior body after 100 cycles of charging and discharging was evaluated. .. The results are shown in Table 1 below.

[比較例3及び4:電気化学素子の作製及び外装体のクラック等の評価]
「比較例3及び4」
比較例1の外装体を用いて、実施例6と同様に電気化学素子を10個ずつ作製し(n=10)、100サイクルの充放電後の外装体のクラック等の数を評価した(比較例3)。比較例2では金属層フィルムにすでにクラックが入っており、外装体の作製が困難であったため、「作製困難」であると評価した(比較例4)。結果を以下の表1に示す。
[Comparative Examples 3 and 4: Fabrication of Electrochemical Element and Evaluation of Cracks in Exterior Body]
"Comparative Examples 3 and 4"
Using the exterior body of Comparative Example 1, 10 electrochemical elements were produced in the same manner as in Example 6 (n = 10), and the number of cracks and the like in the exterior body after 100 cycles of charging and discharging was evaluated (comparison). Example 3). In Comparative Example 2, the metal layer film had already cracked and it was difficult to fabricate the exterior body, so that it was evaluated as “difficult to fabricate” (Comparative Example 4). The results are shown in Table 1 below.

Figure 0007024540000001
Figure 0007024540000001

表1から、本実施例にかかる電気化学素子の外装体では、クラック等は全く発生しないことが判明した。一方、比較例にかかる電気化学素子の外装体では、クラック等が発生したか、又は作製困難であった。 From Table 1, it was found that cracks and the like did not occur at all in the exterior body of the electrochemical device according to this embodiment. On the other hand, in the outer body of the electrochemical element according to the comparative example, cracks or the like occurred or it was difficult to manufacture.

[実施例11~17:1.05≦b(第2部分の金属層の厚み)/a(第1部分の金属層の厚み)≦1.5の関係を満たす外装体の作製]
「実施例11」
厚さ15μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ10μmにした。その後、上記金属層フィルム202を挟んで厚さ20μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ18μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みAが50μmで厚みBが55μmである外装体20を作製した。
[Examples 11 to 17: Preparation of an exterior body satisfying the relationship of 1.05 ≦ b (thickness of the metal layer of the second part) / a (thickness of the metal layer of the first part) ≦ 1.5]
"Example 11"
In the metal layer film 202 having a thickness of 15 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 was made to have a thickness of 10 μm by pressing with a mold 30. After that, the heat-sealed resin layer film 201 having a thickness of 20 μm and the heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 18 μm are bonded to each other via the adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with the metal layer film 202 sandwiched therein, and the thickness A is 50 μm. The exterior body 20 having a thickness B of 55 μm was produced.

「実施例12~17」
それぞれ厚さ15、18、21、21、30、及び45μmの金属層フィルム202において、金型30を用いたプレスによりそれぞれ厚さ14、14、14、20、20、及び40μmにしたことを除いて、実施例11と同様に外装体20を作製した。
"Examples 12 to 17"
Except for the fact that the metal layer films 202 having thicknesses of 15, 18, 21, 21, 30 and 45 μm, respectively, were pressed with a die 30 to have thicknesses of 14, 14, 14, 20, 20 and 40 μm, respectively. The exterior body 20 was produced in the same manner as in Example 11.

[比較例5及び6:1.05≦b(第2部分の金属層の厚み)/a(第1部分の金属層の厚み)≦1.5の関係を満たさない外装体の作製]
「比較例5」
厚さ15μmの金属層フィルム202を挟んで厚さ20μmの熱融着樹脂層フィルム201と、厚み2μmの接着層205を介して厚さ18μmの耐熱樹脂層フィルム203とを貼り合わせ、厚みA及びBがともに55μmである外装体20を作製した。
[Comparative Examples 5 and 6: Preparation of an exterior body that does not satisfy the relationship of 1.05 ≦ b (thickness of the metal layer of the second part) / a (thickness of the metal layer of the first part) ≦ 1.5]
"Comparative Example 5"
A heat-fused resin layer film 201 having a thickness of 20 μm and a heat-resistant resin layer film 203 having a thickness of 18 μm are bonded to each other via an adhesive layer 205 having a thickness of 2 μm with a metal layer film 202 having a thickness of 15 μm interposed therebetween. An exterior body 20 having both B of 55 μm was produced.

「比較例6」
厚さ35μmの金属層フィルム202において、発電素子10の積層方向の上面及び下面に対応する金属層フィルム202の部分(第1部分)を、金型30を用いたプレスにより厚さ15μmにしたところ、すでにクラックが入っていた。
"Comparative Example 6"
In the metal layer film 202 having a thickness of 35 μm, the portion (first portion) of the metal layer film 202 corresponding to the upper surface and the lower surface in the stacking direction of the power generation element 10 is formed to a thickness of 15 μm by pressing with a mold 30. , There was already a crack.

[実施例18~24:電気化学素子の作製及び外装体のクラック等の評価]
「実施例18~24」
実施例11~17の外装体を用いて、実施例6と同様に電気化学素子を10個ずつ作製し(n=10)、100サイクルの充放電後の外装体のクラック等の数を評価した。結果を以下の表2に示す。
[Examples 18 to 24: Fabrication of electrochemical element and evaluation of cracks in exterior body]
"Examples 18 to 24"
Using the exterior bodies of Examples 11 to 17, 10 electrochemical elements were produced in the same manner as in Example 6 (n = 10), and the number of cracks and the like in the exterior body after 100 cycles of charging and discharging was evaluated. .. The results are shown in Table 2 below.

[比較例7及び8:電気化学素子の作製及び外装体のクラック等の評価]
「比較例7及び8」
比較例5の外装体を用いて、実施例6と同様に電気化学素子を10個ずつ作製し(n=10)、100サイクルの充放電後の外装体のクラック等の数を評価した(比較例7)。比較例6では金属層フィルムにすでにクラックが入っており、外装体の作製が困難であったため、「作製困難」であると評価した(比較例8)。結果を以下の表2に示す。
[Comparative Examples 7 and 8: Fabrication of Electrochemical Element and Evaluation of Cracks in Exterior Body]
"Comparative Examples 7 and 8"
Using the exterior body of Comparative Example 5, 10 electrochemical elements were produced in the same manner as in Example 6 (n = 10), and the number of cracks and the like in the exterior body after 100 cycles of charging and discharging was evaluated (comparison). Example 7). In Comparative Example 6, the metal layer film had already cracked and it was difficult to fabricate the exterior body, so that it was evaluated as “difficult to fabricate” (Comparative Example 8). The results are shown in Table 2 below.

Figure 0007024540000002
Figure 0007024540000002

表2から、本実施例にかかる電気化学素子の外装体では、クラック等は全く発生しないことが判明した。一方、比較例にかかる電気化学素子の外装体では、クラック等が発生したか、又は作製困難であった。 From Table 2, it was found that cracks and the like did not occur at all in the exterior body of the electrochemical element according to this embodiment. On the other hand, in the outer body of the electrochemical element according to the comparative example, cracks or the like occurred or it was difficult to manufacture.

1 電気化学素子
10 発電素子
101 正極
101A 正極集電体
101B 正極活物質層
102 負極
102A 負極集電体
102B 負極活物質層
103 セパレータ
20 外装体
201 熱融着樹脂層
202 金属層
203 耐熱樹脂層
204 接着層
205 接着層
30 金型
31 金属ロール
32 緩衝素材
1 Electrochemical element 10 Power generation element 101 Positive electrode 101A Positive electrode current collector 101B Positive electrode active material layer 102 Negative electrode 102A Negative electrode current collector 102B Negative electrode active material layer 103 Separator 20 Exterior body 201 Heat fusion resin layer 202 Metal layer 203 Heat resistant resin layer 204 Adhesive layer 205 Adhesive layer 30 Mold 31 Metal roll 32 Cushioning material

Claims (4)

正極と負極とがセパレータを介して対向した積層体と、前記積層体を被覆する外装体とを備え、
前記積層体の積層方向の上面及び下面を被覆する前記外装体の第1部分の厚みAと、前記積層体の側面を被覆する前記外装体の第2部分の厚みBとが、1.02≦B/A≦1.33の関係を満たし、
前記厚みAは45~110μmであり、前記厚みBは50~120μmである、電気化学素子。
A laminated body in which a positive electrode and a negative electrode face each other via a separator, and an exterior body covering the laminated body are provided.
The thickness A of the first portion of the exterior body covering the upper surface and the lower surface of the laminated body in the stacking direction and the thickness B of the second portion of the exterior body covering the side surface of the laminated body are 1.02 ≦. Satisfy the relationship of B / A ≤ 1.33 ,
An electrochemical device having a thickness A of 45 to 110 μm and a thickness B of 50 to 120 μm .
前記外装体は金属層を有し、前記第1部分における金属層の厚みaと、前記第2部分における金属層の厚みbとが、1.05≦b/a≦1.5の関係を満たす、請求項1に記載の電気化学素子。 The exterior body has a metal layer, and the thickness a of the metal layer in the first portion and the thickness b of the metal layer in the second portion satisfy the relationship of 1.05 ≦ b / a ≦ 1.5. , The electrochemical element according to claim 1 . 正極と負極とがセパレータを介して対向した積層体と、前記積層体を被覆する外装体とを備え、
前記積層体の積層方向の上面及び下面を被覆する前記外装体の第1部分の厚みAと、前記積層体の側面を被覆する前記外装体の第2部分の厚みBとが、1.02≦B/A≦1.33の関係を満たし、
前記外装体は金属層を有し、前記第1部分における金属層の厚みaと、前記第2部分における金属層の厚みbとが、1.05≦b/a≦1.5の関係を満たし、
前記厚みaは10~40μmであり、前記厚みbは15~45μmである、電気化学素子。
A laminated body in which a positive electrode and a negative electrode face each other via a separator, and an exterior body covering the laminated body are provided.
The thickness A of the first portion of the exterior body covering the upper surface and the lower surface of the laminated body in the stacking direction and the thickness B of the second portion of the exterior body covering the side surface of the laminated body are 1.02 ≦. Satisfy the relationship of B / A ≤ 1.33 ,
The exterior body has a metal layer, and the thickness a of the metal layer in the first portion and the thickness b of the metal layer in the second portion satisfy the relationship of 1.05 ≦ b / a ≦ 1.5. ,
An electrochemical device having a thickness a of 10 to 40 μm and a thickness b of 15 to 45 μm .
前記負極は、活物質としてシリコン、シリコン酸化物、シリコン合金のいずれかを含む、請求項1~のいずれか一項に記載の電気化学素子。 The electrochemical element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the negative electrode contains any one of silicon, a silicon oxide, and a silicon alloy as an active material.
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