JP7121905B2 - 密閉型電池 - Google Patents
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Description
かかるラミネートフィルム等からなる外装体を備える密閉型電池には、当該外装体が損傷し得るという問題がある。すなわち、ラミネートフィルム外装体を備える密閉型電池では、その製造過程における減圧時において、外装体と電極体とが干渉して当該外装体に高負荷がかかってしまうと、当該外装体の高負荷部分が損傷するおそれがある。あるいはまた、ラミネートフィルム外装体を備える密閉型電池の充電時に電極体が膨張して、電極体と外装体とが直接接触した場合には、当該接触に起因して外装体に損傷が生じるおそれがある。特に、全固体電池は、電解質が固体であるため、電極体の膨張・収縮の影響が、液状の電解質の電池に比べて大きい。このことに関して、例えば特許文献1には、発電要素(電極体)の表面の角部に弾性体を配置した密閉型電池が開示されている。かかる特許文献1の開示技術によると、電池内部の発電要素が膨張しても、当該発電要素の角部が外装体に対して弾性体を介した面接触となり、結果、発電要素の角部が外装体に加える圧力を分散でき、発電要素の角部による外装体の損傷を防止できるとされている。
そして、ここに開示される密閉型電池は、電極体と、前記電極体を内部に密閉した状態で収容する外装体と、前記電極体の全体を覆った状態で前記外装体の内部に充填される弾性体と、を備えることを特徴とする。
なお、ここで前記外装体の内部に充填される弾性体について「前記電極体の全体を覆った状態」とは、前記電極体の外表面のいずれの部分も外装体の内面に直接干渉して接触しないように当該電極体本体の外表面を前記弾性体が包囲した状態をいう。
全固体電池10は、繰り返し充放電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン電池である。ここに開示される全固体電池10は、詳細な構造の図示は省略するが、正極、固体電解質層および負極により構成される積層電極体20を備えている。かかる積層電極体20はラミネートフィルムからなる外装体40に収容され、内部が減圧された状態で外装体40の縁部が溶接等で封止され、密閉されている。図示されるように、全固体電池10の内部には、積層電極体20と外装体40との間に、積層電極体20の全体を覆う弾性体30(図2参照)を備えている。
以下、各構成要素について説明する。
固体電解質層は、固体電解質材料を主体として構成された層であり、必要に応じて結着剤(バインダ:例えばエチレン系樹脂やゴム類等)を含むことができる。固体電解質材料には、例えば、リチウムイオン伝導性を有するが、電子伝導性は示さない、各種の硫化物材料等を好適に用いることができる。
該ラミネートフィルムは、あらかじめ袋型に成形したものであってよい。または、2枚のラミネートフィルム間に電極体を配置した後に全周を溶着するものであってもよい。外装体40が積層電極体20を収容し、溶着により密閉されると、意図しない水分の浸入や電極体の活物質の酸化といった不具合が生じることを抑制できる。
弾性体30によって積層電極体20が全体を包囲された状態で外装体40に内挿されると、積層電極体20が外装体40に直接接触しなくなる。それも、積層電極体20の角部に限られず、辺や面による接触を防ぐこともできる。特に、積層電極体20の膨張時には、外装体40にかかる内部圧力を緩和するとともに、電極体の膨張を拘束し得る。
あらかじめ固体電解質層、正極、負極を積層することにより作製した積層電極体20を用意する。該積層電極体の正負極の集電用タブに、外部接続用の端子の一部を重ねて溶接する。
密閉型電池では、典型的には、電極体の幅広面に滑落活物質等の異物が存在すると、面圧分布が生じるおそれがある。本実施形態においては、上記Z方向への弾性体30を荷重することで、異物が存在したとしても、面圧分布は均一化され得る。さらに、積層電極体20を成型する時等に生じ得る、上記2つの幅広面の不均一性(うねり等)も弾性体30の荷重により解消され、積層電極体20の上記2つの幅広面の表面形状が、外装体40内部においても良好な状態で維持される。
20:積層電極体
21A:正極集電用タブ
22A:正極端子
22B:負極端子
23A:側面
23B:側面
23C:側面
23D:側面
24A:幅広面
24B:幅広面
30:弾性体
32:凹部
40:外装体
X:側面方向
Y:側面方向
Z:積層方向
Claims (1)
- 電極体と、
相互に離間して配置され、かつ、前記電極体の外方に延伸する正極集電用タブおよび負極集電用タブと、
前記正極集電用タブと電気的に接続された正極端子、および、前記負極集電用タブと電気的に接続された負極端子、と、
前記電極体を内部に密閉した状態で収容する外装体と、
前記電極体の全体を覆った状態で前記外装体の内部に充填される弾性体と、
を備えており、
ここで、前記弾性体は、前記外装体の内部に配置される前の状態で予め形成された、相互に離間する2つの凹部を有しており、
前記2つの凹部のうちの一方の凹部には、前記正極端子の一部分であって、少なくとも前記正極集電用タブとの接続部を含む一部分が配置されており、
前記2つの凹部のうちの他方の凹部には、前記負極端子の一部分であって、少なくとも前記負極集電用タブとの接続部を含む一部分が配置されており、
前記一方の凹部は、前記正極端子のうちの前記一部分が配置される形状に予め形成されており、
前記他方の凹部は、前記負極端子のうちの前記一部分が配置される形状に予め形成されている、密閉型電池。
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