JP7187927B2 - 蓄電デバイス - Google Patents
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Description
蓄電デバイス素子と、
少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体によって構成されており、前記蓄電デバイス素子を内部に収容する収容体と、
前記収容体の内部と連通する弁装置とを備え、
前記収容体の周縁においては、前記熱融着性樹脂層が対向しており、
前記収容体の前記周縁には、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着した周縁接合部が形成されており、
前記弁装置の少なくとも一部が、前記周縁接合部において互いに対向している前記熱融着性樹脂層の間に挟まれていることにより、前記弁装置は前記収容体に取り付けられており、
前記弁装置は、前記弁装置の一次側と二次側の差圧が0.05MPa以上0.3MPa以下の範囲内で、前記弁装置が開放されるように設定されている、蓄電デバイス。
弁装置を、金属で作製した測定用治具に設置し、治具の一次側には小型圧力計を介して圧縮空気ボンベ、二次側にはゴムチューブを設置し、ゴムチューブの先は水槽に設置する。このとき、治具や接点からの漏れがないことを予め確認する。一次側の空気ボンベから徐々に空気を弁装置に送り込み、水槽のゴムチューブから気泡が発生し始める圧力を圧力計で読み取って、弁装置の一次側と二次側の差圧を測定する。
剥離強度X,Yは、それぞれ、25℃環境において、JIS K7127:1999の規定に準拠して行う。まず、剥離強度Xの測定については、各試験サンプルの熱融着性樹脂層同士の熱融着部から、幅が15mmとなるようにして、裁断して試験片を得る。また、剥離強度Yの測定については、各試験サンプルの弁装置と熱融着性樹脂層とが融着した状態で、熱融着性樹脂層が幅5mmとなるようにして裁断して試験片を得る。次に、各試験片を引張り試験機(例えば、島津製作所製、AG-Xplus)で熱融着性樹脂層を300mm/分の速度で4mm剥離させる。剥離時の最大強度を剥離強度(N/15mm)とした。なお、剥離強度Yについては、幅5mmで測定するため、実測値を3倍した数値を剥離強度Y(N/15mm)とする。チャック間距離は、50mm、剥離角度は180度である。それぞれ、3回測定した平均値とする。
蓄電デバイス用外装材のMD(Machine Direction)、TD(Transverse Direction)における引張破断強度は、JIS K7127の規定に準拠した方法で引張り試験機(例えば、島津製作所製、AG-Xplus)を用いて測定する。なお、測定条件は、サンプル幅を15mmの矩形状、標線間距離を30mm、引張速度を100mm/分、試験環境は23℃とし、3回測定した平均値とする。なお、蓄電デバイス用外装材のMDは、アルミニウム合金箔の圧延方向(RD:Rolling Direction)に対応し、蓄電デバイス用外装材のTDが、アルミニウム合金箔のTDに対応しており、アルミニウム合金箔の圧延方向(RD)は圧延目により判別できる。アルミニウム合金箔の圧延目により蓄電デバイス用外装材のMDが特定できない場合は、次の方法により特定することができる。蓄電デバイス用外装材のMDの確認方法として、蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層の断面を電子顕微鏡で観察し海島構造を確認し、熱融着性樹脂層の厚み方向と垂直な方向の島の形状の径の平均が最大であった断面と平行な方向をMDと判断することができる。具体的には、熱融着性樹脂層の長さ方向の断面と、当該長さ方向の断面と平行な方向から10度ずつ角度を変更し、長さ方向の断面と垂直な方向までの各断面(合計10の断面)について、それぞれ、電子顕微鏡写真で観察して海島構造を確認する。次に、各断面において、それぞれ、個々の島の形状を観察する。個々の島の形状について、熱融着性樹脂層の厚み方向とは垂直方向の最左端と、当該垂直方向の最右端とを結ぶ直線距離を径yとする。各断面において、島の形状の当該径yが大きい順に上位20個の径yの平均を算出する。島の形状の当該径yの平均が最も大きかった断面と平行な方向をMDと判断する。
<1-1.蓄電デバイスの概要>
図1は、本実施の形態1に従う蓄電デバイス10の平面図である。図2は、図1のII-II断面図である。蓄電デバイス10は、タブ300の正極と負極が反対側に配置されており、たとえば蓄電デバイスを多数直列接続して高電圧で使用する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両用に配慮した形態である。
図3は、収容体100を示す図である。図3に示されるように、収容体100は、包装材料110,120を含んでいる。包装材料110,120の各々は、いわゆるラミネートフィルムで構成されており、平面視における形状は略同一の矩形形状である。
基材層31は、包装材料110,120の基材として機能する層であり、収容体100の最外層側を形成する層である。
接着剤層32は、基材層31を強固に接着するために、基材層31上に必要に応じて配置される層である。すなわち、接着剤層32は、基材層31とバリア層33との間に必要に応じて設けられる。
バリア層33は、包装材料110,120の強度向上の他、蓄電デバイス10内に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層33を構成する金属としては、たとえば、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。バリア層33は、たとえば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、及び、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。各包装材料の製造時に、バリア層33にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、たとえば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014 A8021P-O、JIS H4000:2014 A8079P-O)等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
接着層34は、熱融着性樹脂層35を強固に接着するために、バリア層33と熱融着性樹脂層35との間に、必要に応じて設けられる層である。
熱融着性樹脂層35は、収容体100の最内層を形成する。熱融着性樹脂層35は、収容体100の周縁において、対向する熱融着性樹脂層と熱融着することによって、蓄電デバイス素子400を収容体100内に密封する。また、熱融着性樹脂が一定の膜厚以上でバリア層を覆う事で、電解液とバリア層としての金属との絶縁性を保つことができる。
図5は、弁装置200の平面図である。図5に示されるように、弁装置200は、弁機能部210と、シール取付け部220とを含んでいる。詳細については後述するが、シール取付け部220は、少なくともその一部が、包装材料110,120(図2)に挟まれて固定されている部分であり、ヒートシールされることで、シール取付け部220の外側の周面と包装材料110,120の最内層である熱融着性樹脂層35とが融着して接合された状態となっている。
図8は、図1のVIII-VIII断面図であり、弁装置200の取付け状態を説明するための図である。図8に示されるように、弁装置200の弁機能部210は、周縁接合部130の端縁よりも外側に位置している。一方、弁装置200のシール取付け部220の一部分は、周縁接合部130において、包装材料110の熱融着性樹脂層35と包装材料120の熱融着性樹脂層35との間に挟まれて、シール取付け部220の外側の周面と包装材料110,120の最内層である熱融着性樹脂層35とが融着して接合された状態となっている。なお、図8では、弁装置200が包装材料110、120の最内層である熱融着性樹脂層35と融着して接合された状態であることを説明するため、便宜的に、熱融着性樹脂層35を周縁接合部130付近のみ部分的に図示しているが、熱融着性樹脂層35は包装材料110,120の全面に備えられている。
図9は、蓄電デバイス10の製造手順を示すフローチャートである。たとえば、蓄電デバイス10は、製造装置によって製造される。
以上のように、本実施の形態1に従う蓄電デバイス10においては、弁装置200のシール取付け部220の少なくとも一部が周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれており、弁装置200の弁機能部210が周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれていない。したがって、蓄電デバイス10においては、対向する熱融着性樹脂層35の融着時にシール取付け部220と比較して弁機能部210に大きい圧力及び熱が加えられない。その結果、蓄電デバイス10によれば、対向する熱融着性樹脂層35の融着時に加えられる圧力及び熱に起因した弁機能部210内の弁機構の故障を抑制することができる。
本実施の形態2においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
実施の形態3においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
本実施の形態4においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
本実施の形態5においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
本実施の形態6においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
本実施の形態7においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
以上、実施の形態1~7について説明したが、本開示は、上記実施の形態1~7に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。
上記実施の形態1~7において、シール取付け部(シール取付け部220等)の断面は、円形をベースにした形状を有していた。しかしながら、シール取付け部の断面形状は、これに限定されない。たとえば、シール取付け部の断面形状は、多角形をベースにした形状を有してもよい。
上記実施の形態1~7において、包装材料110のフランジ部114は、フラットな状態であった。しかしながら、フランジ部114の形状は、これに限定されない。たとえば、フランジ部114には、弁装置200のシール取付け部220を配置するための弁装置配置部が予め成形されていてもよい。
上記実施の形態1~7においては、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の一部だけが周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれていた。しかしながら、シール取付け部の取付け状態は、これに限定されない。たとえば、シール取付け部の全体が周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれてもよい。このような場合であっても、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の弁機能部(たとえば、弁機能部210)とは反対側の端部の平面視における角にはRが形成されているため、該端部が熱融着性樹脂層35を傷つけ、熱融着性樹脂層35の絶縁性を低下させる可能性は低い。
上記実施の形態1~7においては、弁装置(たとえば、弁装置200)において、弁機能部(たとえば、弁機能部210)とシール取付け部(たとえば、シール取付け部220)との境界に段差が形成されていた。しかしながら、弁機能部とシール取付け部との境界には、必ずしも段差が形成されていなくてもよい。たとえば、弁機能部の断面の直径とシール取付け部の断面の直径とが同一であり、弁機能部とシール取付け部とがフラットに繋がっていてもよい。
上記実施の形態1~7において、シール取付け部(シール取付け部220等)内に形成された通気路(たとえば、通気路A1)の断面は、円形をベースにした形状を有していた。しかしながら、通気路の断面形状は、これに限定されない。たとえば、通気路の断面形状は、多角形をベースにした形状であってもよい。
上記実施の形態1~7において、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の弁機能部(たとえば、弁機能部210)と反対側の端部の角にはRが形成されていた。しかしながら、該角には必ずしもRが形成されていなくてもよい。
上記実施の形態1~7において、弁装置(たとえば、弁装置200)は、いわゆる復帰弁であった。しかしながら、弁装置は、必ずしも復帰弁である必要はない。弁装置は、たとえば、いわゆる破壊弁や、選択透過弁であってもよい。
再び図1を参照して、上記実施の形態1~7においては、タブ300が収容体100の矢印LR方向の両端部に設けられ、弁装置(たとえば、弁装置200)が収容体100の矢印F方向の端部に設けられていた。しかしながら、弁装置200及びタブ300の位置関係は、これに限定されない。たとえば、両方のタブ300が収容体100の周縁の同一の辺に配置され、弁装置が2つのタブ300の間に配置されてもよいし、両方のタブ300が収容体100の周縁の同一の辺に配置され、タブ300が配置された辺以外の三辺のいずれかの一辺に弁装置が配置されてもよい。
上記実施の形態1~7において、収容体100は、エンボス成形等によって成形された包装材料110と、包装材料110とは別体の包装材料120とを含んでいた。しかしながら、収容体100は、必ずしもこのような構成でなくてもよい。
上記実施の形態1~7において、弁機能部(たとえば、弁機能部210)の筐体とシール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の筐体とは同一の材料(樹脂)で形成されていた。しかしながら、弁機能部の筐体とシール取付け部の筐体とは、必ずしも同一の材料で形成されている必要はない。たとえば、弁機能部の筐体とシール取付け部の筐体とが異なる材料で構成され、弁機能部の材質の融点がシール取付け部の材質の融点よりも高くてもよい。たとえば、シール取付け部がポリプロピレン(PP)で構成され、弁機能部がPPより融点が高い樹脂(たとえば、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル樹脂)や金属で構成されてもよい。シール取付け部に用いる樹脂としては、バリアが高いフッ素樹脂が好ましい。
上記実施の形態1~7においては、弁装置200の筐体が樹脂製であるとし、シール取付け部220が熱融着性樹脂層35に直接挟まれていた。しかしながら、弁装置200の筐体は必ずしも樹脂製である必要はなく、たとえば、金属(たとえば、アルミニウム、ステンレス)製であってもよい。この場合には、シール取付け部220と熱融着性樹脂層35との間に接着性保護フィルムが配置されてもよい。接着性保護フィルムは、一方の面が少なくとも樹脂に接着するように構成されており、他方の面が少なくとも金属に接着するように構成されている。接着性保護フィルムとしては、公知の種々の接着性保護フィルムを採用することができ、たとえば、タブフィルム310と同じ接着性保護フィルムを使用することも可能である。
上記実施の形態1~7において、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の外周側(シール取付け部の弁機能部(たとえば、弁機能部210)側とは反対側の端部の角)にはRが形成されていたが、シール取付け部の内周側(通気路(たとえば、通気路A1)の縁部)にはRが形成されていなかった。しかしながら、シール取付け部の内周側にRが形成されてもよい。シール取付け部の内周側にRが形成されることによって、シール取付け部の内周側の角が削れてゴミ(たとえば、樹脂、金属等)が収容体100内に落下する可能性を低減することができる。
再び図21を参照して、上記実施の形態7においては、弁機能部210F及びシール取付け部220Fの両方の外表面において平面が形成された。しかしながら、必ずしも弁機能部210F及びシール取付け部220Fの両方の外表面において平面が形成される必要はない。弁機能部210F及びシール取付け部220Fの少なくとも一方の外表面に平面が形成されていればよい。
また、上記実施の形態1~7の蓄電デバイス10は、二次電池ではあるが、電気を出力するものとの概念で定義するものであるから、たとえば、キャパシタ、電気二重層コンデンサ(EDLC)、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスも包含するものであり、さらに、二次電池の種類についても特に限定されず、たとえば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・鉄蓄電デバイス、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、全固体電池等が挙げられる。
<包装材料の作製>
基材層としてのポリエチレンテレフタレートフィルム(25μm)の上に、両面に耐酸性皮膜を形成したアルミニウム箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ40μm、結晶粒径4.2μm)からなるバリア層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、両面に耐酸性皮膜(クロメート処理によって形成された皮膜であり、クロム量が10mg/m2)を形成したアルミニウム箔の一方面に、2液硬化型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と脂肪族イソシアネート化合物)を塗布し、アルミニウム箔上に接着剤層(硬化後の厚み3μm)を形成した。次いで、アルミニウム箔上の接着剤層とポリエチレンテレフタレートフィルムを積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。次に、得られた積層体のバリア層の上に、接着層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン(厚さ30μm)と、熱融着性樹脂層としてのポリプロピレン(厚さ30μm)とを共押出しすることにより、バリア層上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体を一旦冷却した後、熱処理を施して基材層(25μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(30μm)/熱融着性樹脂層(60μm)がこの順に積層された包装材料を得た。なお、各包装材料の引張破断強度は、MDが123N/15mm、TDが169N/15mmであった。各包装材料のMD、TDにおける引張破断強度は、JIS K7127の規定に準拠した方法で引張り試験機(島津製作所製、AG-Xplus)を用いて測定した。測定条件は、サンプル幅を15mmの矩形状、標線間距離を30mm、引張速度を100mm/分、試験環境は23℃とし、3回測定した平均値とした。
得られた包装材料を長さ130mm×幅120mmの短冊片に裁断した。1枚の短冊片について、熱融着性樹脂層側が凹部となるようにして冷間成形を行い、長さ110mm×幅100mm×深さ5mmの成形部を形成した。次に、成形部の上から、もう1枚の短冊片の熱融着性樹脂層側を重ね合わせ、周縁で対向する熱融着性樹脂層同士を熱融着させて成形部を封止した。このとき、周縁で互いに対向する熱融着性樹脂層の間には、図1に示されるようにして、タブ300及びタブフィルム310を2組と、弁装置200を介在させて、熱融着させることで周縁接合部を形成した。なお、正極のタブはアルミニウム箔、負極のタブはCuNiメッキタブであり、それぞれ、厚み0.1mm、長さ30mm、幅30mmで、バリア層と同じクロメート処理がなされている。また、タブフィルムは、無水マレイン酸変性ポリプロピレンフィルム(厚さ100μm)である。
実施例1-11の試験サンプルの製造の際に、弁装置を取り付けた辺に対向する辺(図1のB側)に、もう1つの弁装置(ただし、弁機能を除去して通気路としたもの)を取り付けたこと以外は、それぞれの実施例と同様にして、開放試験1用の試験サンプルを作製した。得られた試験サンプルを、ステンレス板(厚み5mm)が7mmの間隔を空けて固定された枠内に挿入した。次に、通気路とした弁装置から空気を送り込んで内圧を増加させ、開放した際の状態と圧力を確認した。この試験を、それぞれ、5つの試験サンプルについて行い(n=5)、以下の基準により評価した。結果を表1に示す。
A:全ての試験サンプルについて、弁装置が開放してガスが外部に放出され、熱融着性樹脂層同士が熱融着した部分についても変化がなかった。
B:全ての試験サンプルについて、弁装置が開放してガスが外部に放出されたが、熱融着性樹脂層同士が熱融着した部分が後退(剥離)しているものが存在した。
C:弁装置とは異なる箇所が開裂してガスが放出された試験サンプルが存在した。
実施例1-11の試験サンプルの製造の際に、弁装置(ただし、弁機能を除去して密閉したもの)を取り付けた辺に対向する辺(図1のB側)に、もう1つの弁装置(ただし、弁機能を除去して、弁装置を通気路としたもの)を取り付けたこと以外は、それぞれの実施例と同様にして、開放試験2用の試験サンプルを作製した。得られた試験サンプルを、ステンレス板(厚み5mm)が7mmの間隔を空けて固定された枠内に挿入した。次に、通気路とした弁装置から空気を送り込んで内圧を増加させ、開放した際の状態と圧力を確認した。この試験を、それぞれ、5つの試験サンプルについて行い(n=5)、以下の基準により評価した。結果を表1に示す。
A:全ての試験サンプルについて、弁装置の取付け部と熱融着性樹脂層との間が開裂してガスが外部に放出され、熱融着性樹脂層同士が融着した部分についても変化がなかった。
B:全ての試験サンプルについて、弁装置の取付け部と熱融着性樹脂層との間が開放してガスが外部に放出されたが、熱融着性樹脂層同士が融着した部分が後退(剥離)しているものが存在した。
C:弁装置の取付け部と熱融着性樹脂層との間とは異なる箇所から開裂してガスが放出された試験サンプルが存在した。
実施例1-11の試験サンプルの製造の際、浸透液5%(NEWミクロチェック 型番000143 イチネンケミカルズ)を電解液に混ぜた試験液を成形部に50g封入したこと以外は、実施例1-11と同様にして各試験サンプルを作製した。電解液は、1×103mol/m3のLiPF6溶液(エチレンカーボネート(EC)/ジメチルカーボネート(DMC)/ジエチルカーボネート(DEC)=1/1/1 体積比)である。次に、得られた各試験サンプルを高さ1.5mから20回落下させた後、各試験サンプルからの試験液の漏洩を目視で確認した。漏れがなかったものを評価Aとし、漏れがあったものを評価Cとした。結果を表1に示す。
前記の包装材料を長さ60mm×幅60mmの短冊片に裁断した。次に、短冊片を長さ方向に2つ折りし、対向する2辺を、1辺から端子が外部に延出するようにして、7mm幅でヒートシールして1辺が開口を有するパウチタイプの収容体を作製した。次に、得られた収容体に、アクリル樹脂板からなるダミーセルを封入し、電解液を入れ、開口部を3mm幅で密封シールして、試験サンプルを作製した。このとき、ヒートシールは、それぞれ、実施例1-11のシール条件と同じとした(このため、ヒートシールした部分における熱融着性樹脂層の厚みは、前記の厚みXと同様となる。)次に、得られた試験サンプルの電解液封入後にヒートシールした部分を内側に屈曲し、元に戻した。次に、インパルス印加方式(株式会社日本テクナート製、リチウムイオン電池絶縁試験器)を用いて、クラックに対する絶縁性評価試験を実施した。まず、上記試験サンプルを、それぞれ10個用意して、各試験サンプルの端子と、包装材料のアルミニウム箔との間に印加電圧100Vのインパルス電圧を印加し、99msec後の電圧降下が40V以内のものを合格とした。3段階評価の基準は、NG個数(不合格、電圧降下が40V以上)に基づいて、以下のように設定した。評価結果を表1に示す。
サンプル10個中のNG個数
A:NG個数 0個
B:NG個数 1~4個
C:NG個数 5個以上
実施例1-11で作製した各試験サンプルについて、それぞれ、周縁接合部に位置し、対向する熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の熱融着性樹脂層同士の剥離強度Xと、弁装置を挟んでいる位置における熱融着性樹脂層と弁装置との間の剥離強度Yを以下の手順で測定した。剥離強度X,Yは、それぞれ、25℃環境において、JIS K7127:1999の規定に準拠して行った。まず、剥離強度Xの測定については、各試験サンプルの熱融着性樹脂層同士の熱融着部から、幅が15mmとなるようにして、裁断して試験片を得た。また、剥離強度Yの測定については、各試験サンプルの弁装置と熱融着性樹脂層とが融着した状態で、熱融着性樹脂層が幅5mmとなるようにして裁断して試験片を得た。次に、各試験片を引張り試験機(島津製作所製、AG-Xplus)で熱融着性樹脂層を300mm/分の速度で4mm剥離させた。剥離時の最大強度を剥離強度(N/15mm)とした。なお、剥離強度Yについては、幅5mmで測定したため、実測値を3倍した数値を剥離強度Y(N/15mm)とした。チャック間距離は、50mm、剥離角度は180度である。それぞれ、3回測定した平均値とした。結果を表1に示す。
項1. 蓄電デバイス素子と、
少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体によって構成されており、前記蓄電デバイス素子を内部に収容する収容体と、
前記収容体の内部と連通する弁装置とを備え、
前記収容体の周縁においては、前記熱融着性樹脂層が対向しており、
前記収容体の前記周縁には、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着した周縁接合部が形成されており、
前記弁装置の少なくとも一部が、前記周縁接合部において互いに対向している前記熱融着性樹脂層の間に挟まれていることにより、前記弁装置は前記収容体に取り付けられており、
前記弁装置は、前記弁装置の一次側と二次側の差圧が0.05MPa以上0.3MPa以下の範囲内で、前記弁装置が開放されるように設定されている、蓄電デバイス。
項2. 前記熱融着性樹脂層の厚みが、50μm以上100μm以下である、項1に記載の蓄電デバイス。
項3. 前記収容体において、前記収容体中心部分に位置し、互いに融着していない前記熱融着性樹脂層の厚みを100%とした場合に、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の一方の前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Xが、50%以上80%以下の範囲である、項1又は項2に記載の蓄電デバイス。
項4. 前記収容体において、前記収容体中心部分に位置し、互いに融着していない前記熱融着性樹脂層の厚みを100%とした場合に、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Yが、60%以上90%以下の範囲である、項1から項3のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項5. 前記収容体において、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Yが、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の一方の前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Xよりも大きい、項1から項4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項6. 前記収容体が、平面視矩形状を有しており、
前記弁装置は、前記収容体のタブが存在している辺とは異なる位置に存在している、項1から項5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項7. 前記弁装置は、
前記収容体の内部において発生したガスに起因して前記収容体の内部の圧力が上昇した場合に該圧力を低下させる弁機構と、
前記収容体の内部において発生したガスを前記弁機構へ誘導する通気路とを含み、
前記通気路は、ガスを透過し、液体の透過を抑制するメンブレンを備えている、項1から項6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項8. 前記メンブレンが、ポリテトラフルオロエチレンメンブレンである、項1から項7のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項9. 前記収容体において、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の前記熱融着性樹脂層同士の剥離強度Xが、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層と前記弁装置との間の剥離強度Yよりも大きい、項1から項7のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項10. 前記弁装置は、
前記収容体の内部において発生したガスに起因して前記収容体の内部の圧力が上昇した場合に該圧力を低下させる弁機構が内部に形成された第1部分と、
前記収容体の内部において発生したガスを前記弁機構へ誘導する通気路が内部に形成された第2部分とを含み、
前記第1部分は、前記周縁接合部の端縁よりも外側に位置しており、
前記第2部分の少なくとも一部は、前記周縁接合部において前記熱融着性樹脂層に挟まれている、項1から項9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項11. 前記蓄電デバイスの厚み方向において、前記第1部分の長さは前記第2部分の長さよりも長く、
前記第1部分と前記第2部分との境界には段差が形成されている、項10に記載の蓄電デバイス。
項12. 前記蓄電デバイスの幅方向における前記第2部分の長さは、前記蓄電デバイスの厚み方向における前記第2部分の長さよりも長い、項10又は項11に記載の蓄電デバイス。
項13. 前記第2部分は、前記蓄電デバイスの幅方向の端部に近づくほど薄く形成された翼状延端部を有する、項10から項12のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項14. 前記通気路の断面形状は円形である、項10から項13のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項15. 前記蓄電デバイスの幅方向における前記通気路の断面の長さは、前記蓄電デバイスの厚み方向における前記通気路の断面の長さよりも長い、項10から項14のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項16. 前記第2部分は、前記通気路内に形成されたピラーを有する、項10から項15のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項17. 前記第2部分の外表面はナシ地である、項10から項16のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項18. 前記第2部分の外表面には、周方向に延びる凸条部が少なくとも1つ形成されている、項10から項17のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項19. 前記第2部分において、前記第1部分側とは反対側の端部の平面視における角が丸みを帯びている、項10から項18のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項20. 前記通気路の中心線を法線とする前記第2部分の断面の外形が多角形であり、
前記多角形の角が丸みを帯びている、項10から項19のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項21. 前記第1部分及び第2部分の各々は異なる材料で構成されており、
前記第1部分の材料の融点は、前記第2部分の材料の融点よりも高い、項10から項20のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
項22. 前記第1部分及び第2部分の少なくとも一方の外表面の少なくとも一部に平面が形成されている、項10から項21のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
Claims (23)
- 蓄電デバイス素子と、
少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体によって構成されており、前記蓄電デバイス素子を内部に収容する収容体と、
前記収容体の内部と連通する弁装置とを備え、
前記収容体の周縁においては、前記熱融着性樹脂層が対向しており、
前記収容体の前記周縁には、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着した周縁接合部が形成されており、
前記弁装置の少なくとも一部が、前記周縁接合部において互いに対向している前記熱融着性樹脂層の間に挟まれていることにより、前記弁装置は前記収容体に取り付けられており、
前記弁装置は、前記弁装置の一次側と二次側の差圧が0.05MPa以上0.3MPa以下の範囲内で、前記弁装置が開放されるように設定されており、
前記収容体において、前記収容体中心部分に位置し、互いに融着していない前記熱融着性樹脂層の厚みを100%とした場合に、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Yが、60%以上90%以下の範囲である、蓄電デバイス。 - 前記収容体において、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Yが、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の一方の前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Xよりも大きい、請求項1に記載の蓄電デバイス。
- 蓄電デバイス素子と、
少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体によって構成されており、前記蓄電デバイス素子を内部に収容する収容体と、
前記収容体の内部と連通する弁装置とを備え、
前記収容体の周縁においては、前記熱融着性樹脂層が対向しており、
前記収容体の前記周縁には、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着した周縁接合部が形成されており、
前記弁装置の少なくとも一部が、前記周縁接合部において互いに対向している前記熱融着性樹脂層の間に挟まれていることにより、前記弁装置は前記収容体に取り付けられており、
前記弁装置は、前記弁装置の一次側と二次側の差圧が0.05MPa以上0.3MPa以下の範囲内で、前記弁装置が開放されるように設定されており、
前記収容体において、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Yが、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の一方の前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Xよりも大きい、蓄電デバイス。 - 前記収容体において、前記収容体中心部分に位置し、互いに融着していない前記熱融着性樹脂層の厚みを100%とした場合に、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Yが、60%以上90%以下の範囲である、請求項3に記載の蓄電デバイス。
- 前記熱融着性樹脂層の厚みが、50μm以上100μm以下である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記収容体において、前記収容体中心部分に位置し、互いに融着していない前記熱融着性樹脂層の厚みを100%とした場合に、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の一方の前記熱融着性樹脂層の厚みの比率Xが、50%以上80%以下の範囲である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記収容体が、平面視矩形状を有しており、
前記弁装置は、前記収容体のタブが存在している辺とは異なる位置に存在している、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 - 前記弁装置は、
前記収容体の内部において発生したガスに起因して前記収容体の内部の圧力が上昇した場合に該圧力を低下させる弁機構と、
前記収容体の内部において発生したガスを前記弁機構へ誘導する通気路とを含み、
前記通気路は、ガスを透過し、液体の透過を抑制するメンブレンを備えている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 - 前記メンブレンが、ポリテトラフルオロエチレンメンブレンである、請求項8に記載の蓄電デバイス。
- 前記収容体において、前記周縁接合部に位置し、対向する前記熱融着性樹脂層が互いに融着している部分の前記熱融着性樹脂層同士の剥離強度Xが、前記弁装置を挟んでいる位置における前記熱融着性樹脂層と前記弁装置との間の剥離強度Yよりも大きい、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記弁装置は、
前記収容体の内部において発生したガスに起因して前記収容体の内部の圧力が上昇した場合に該圧力を低下させる弁機構が内部に形成された第1部分と、
前記収容体の内部において発生したガスを前記弁機構へ誘導する通気路が内部に形成された第2部分とを含み、
前記第1部分は、前記周縁接合部の端縁よりも外側に位置しており、
前記第2部分の少なくとも一部は、前記周縁接合部において前記熱融着性樹脂層に挟まれている、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 - 前記蓄電デバイスの厚み方向において、前記第1部分の長さは前記第2部分の長さよりも長く、
前記第1部分と前記第2部分との境界には段差が形成されている、請求項11に記載の蓄電デバイス。 - 前記蓄電デバイスの幅方向における前記第2部分の長さは、前記蓄電デバイスの厚み方向における前記第2部分の長さよりも長い、請求項11又は請求項12に記載の蓄電デバイス。
- 前記第2部分は、前記蓄電デバイスの幅方向の端部に近づくほど薄く形成された翼状延端部を有する、請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記通気路の断面形状は円形である、請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記蓄電デバイスの幅方向における前記通気路の断面の長さは、前記蓄電デバイスの厚み方向における前記通気路の断面の長さよりも長い、請求項11から請求項15のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記第2部分は、前記通気路内に形成されたピラーを有する、請求項11から請求項16のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記第2部分の外表面はナシ地である、請求項11から請求項17のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記第2部分の外表面には、周方向に延びる凸条部が少なくとも1つ形成されている、請求項11から請求項18のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記第2部分において、前記第1部分側とは反対側の端部の平面視における角が丸みを帯びている、請求項11から請求項19のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
- 前記通気路の中心線を法線とする前記第2部分の断面の外形が多角形であり、
前記多角形の角が丸みを帯びている、請求項11から請求項20のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 - 前記第1部分及び第2部分の各々は異なる材料で構成されており、
前記第1部分の材料の融点は、前記第2部分の材料の融点よりも高い、請求項11から請求項21のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 - 前記第1部分及び第2部分の少なくとも一方の外表面の少なくとも一部に平面が形成されている、請求項11から請求項22のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
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