JP7265710B2 - SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY - Google Patents
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Description
本発明は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池及び二次電池の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a secondary battery such as a lithium ion battery and a method for manufacturing the secondary battery.
従来、この種の二次電池として例えば特許文献1に示すものが知られている。こうした二次電池は、外装部材としての矩形状のラミネートフィルム上に発電要素としての電池コアを載置し、電池コアと電池コアから対をなすように並んで延びる矩形板状の正極端子及び負極端子のそれぞれの基端部とを包むようにしてラミネートフィルムを二つ折りにした状態で、ラミネートフィルムの周縁部同士を溶着した構成になっている。
Conventionally, as this type of secondary battery, for example, the one disclosed in
この場合、正極端子及び負極端子のそれぞれの基端部以外の部分は、折り重ねられて溶着されたラミネートフィルムの周縁部同士の間からはみ出している。このため、正極端子及び負極端子がはみ出す部分のラミネートフィルムの周縁部同士は、通常、治具によって正極端子及び負極端子の外形に沿って引き伸ばしながら溶着することで、シール性が確保される。 In this case, portions other than the base end portions of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude from between the peripheral edge portions of the laminated films that are folded and welded. For this reason, the peripheral edge portions of the laminate film where the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude are usually welded while being stretched along the contours of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal using a jig, thereby ensuring the sealability.
こうした方法での正極端子及び負極端子がはみ出す部分のラミネートフィルムの周縁部のシール性の確保は、正極端子及び負極端子の厚さが0.5ミリメートル程度以下の場合にしかできない。なぜなら、正極端子及び負極端子の厚さが例えば数ミリメートル程度であると、ラミネートフィルムを正極端子及び負極端子の外形に沿って引き伸ばす際に、ラミネートフィルムが破れるおそれがあるからである。 Such a method can ensure the sealability of the peripheral edge portion of the laminate film where the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude only when the thickness of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is about 0.5 mm or less. This is because if the thickness of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is, for example, several millimeters, the laminate film may be torn when the laminate film is stretched along the contours of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
しかし、上述のような二次電池では、出力を大きくしようとすると、正極端子及び負極端子のそれぞれの厚さを例えば数ミリメートル程度に厚くする必要があるため、正極端子及び負極端子がはみ出す部分のラミネートフィルムの周縁部のシール性の確保ができなくなってしまうという問題がある。 However, in order to increase the output of the secondary battery as described above, it is necessary to increase the thickness of each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal to, for example, several millimeters. There is a problem that it becomes impossible to ensure the sealability of the peripheral portion of the laminate film.
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、電極タブの太さに拘わらず外装体のシール性を確保することができる二次電池及び二次電池の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art. It is an object of the present invention to provide a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery that can ensure the sealing performance of the outer package regardless of the thickness of the electrode tabs.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する二次電池は、複数の電極板が積層された電極積層体と、前記電極積層体に接合された電極タブと、前記電極積層体及び前記電極タブを、折り返すようにして包んだ状態で周縁部が封止された可撓性を持つシート状の外装体と、を備え、前記外装体から前記電極タブの一部が外部に突出するように構成された二次電池であって、前記外装体における折り返し部分には、前記電極タブの一部が挿通される挿通部が形成され、前記電極タブは、前記外装体内に位置する太形部と、前記太形部に隣接して前記太形部よりも細い細形部とを有し、前記細形部は、前記挿通部から前記外装体の外部に突出しており、前記電極タブにおける前記太形部と前記細形部との段差面に、前記外装体における前記挿通部を囲む部分である挿通周縁部が溶着されていることを要旨とする。
Means for solving the above problems and their effects will be described below.
A secondary battery that solves the above problems includes an electrode laminate in which a plurality of electrode plates are laminated, an electrode tab joined to the electrode laminate, and the electrode laminate and the electrode tab folded in a folded manner. a flexible sheet-like exterior body with a peripheral edge sealed in a loose state, wherein a part of the electrode tab protrudes outside from the exterior body. An insertion portion through which a part of the electrode tab is inserted is formed in the folded portion of the exterior body, and the electrode tab includes a thick portion located in the exterior body and a thick portion adjacent to the thick portion. and a thin portion that is thinner than the thick portion, the thin portion protruding from the insertion portion to the outside of the exterior body, and the thick portion and the thin portion of the electrode tab The gist is that an insertion peripheral portion, which is a portion of the exterior body surrounding the insertion portion, is welded to the stepped surface of.
この構成によれば、電極タブにおける太形部と細形部との段差面に外装体における挿通部を囲む部分である挿通周縁部が溶着されているため、電極タブの太さに拘わらず外装体のシール性を確保することができる。 According to this configuration, since the insertion peripheral portion, which is the portion surrounding the insertion portion of the exterior body, is welded to the stepped surface between the thick portion and the thin portion of the electrode tab, the exterior body can be secured regardless of the thickness of the electrode tab. It is possible to ensure the sealing performance of the body.
上記課題を解決する二次電池の製造方法は、複数の電極板が積層された電極積層体と、前記電極積層体に接合された電極タブと、前記電極積層体及び前記電極タブを、折り返すようにして包んだ状態で周縁部が封止された可撓性を持つシート状の外装体と、を備え、前記外装体から前記電極タブの一部が外部に突出するように構成された二次電池の製造方法であって、前記外装体に挿通部を形成することと、太形部を中間部に有するとともに前記太形部に隣接して前記太形部よりも細い細形部を先端部に有した前記電極タブの前記細形部を前記挿通部に対して挿入して前記太形部を前記外装体における前記挿通部を囲む部分である挿通周縁部に接触させることと、前記外装体を前記挿通周縁部で折り返して、前記外装体によって前記電極積層体及び電極タブにおける前記太形部から基端側の部分を包むことと、前記電極タブにおける前記太形部と前記細形部との段差面に前記挿通周縁部を溶着することと、前記外装体の周縁部を溶着して封止することと、を備えることを要旨とする。 A method for manufacturing a secondary battery that solves the above problems includes an electrode laminate in which a plurality of electrode plates are laminated, an electrode tab joined to the electrode laminate, and the electrode laminate and the electrode tab folded back. a flexible sheet-like outer body with a peripheral edge sealed in a wrapped state, wherein a part of the electrode tab is configured to protrude outside from the outer body A method of manufacturing a battery, comprising: forming an insertion portion in the exterior body; and forming a thick portion in an intermediate portion and forming a narrow portion adjacent to the thick portion and narrower than the thick portion at a tip portion. inserting the thin portion of the electrode tab provided in the electrode tab into the insertion portion so as to bring the thick portion into contact with an insertion peripheral portion surrounding the insertion portion of the exterior body; is folded back at the insertion peripheral edge portion, and the electrode laminate and the portion of the electrode tab on the base end side from the thick portion are wrapped by the exterior body, and the thick portion and the narrow portion of the electrode tab are wrapped. and welding and sealing the peripheral edge of the exterior body.
この構成によれば、電極タブにおける太形部と細形部との段差面に外装体における挿通部を囲む部分である挿通周縁部が溶着されるため、電極タブの太さに拘わらず外装体のシール性を確保することができる。 According to this configuration, since the insertion peripheral portion, which is the portion surrounding the insertion portion of the exterior body, is welded to the stepped surface between the thick portion and the thin portion of the electrode tab, the exterior body can be welded regardless of the thickness of the electrode tab. can ensure the sealing performance.
以下、二次電池の一実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2に示すように、二次電池11は、例えばリチウムイオン電池などによって構成され、可撓性を持つ矩形シート状の外装体12と、外装体12内に包まれるようにして封止された電極積層体13及び電解液(図示略)と、外装体12から一部が外部に突出する一対の電極タブ14とを備えている。
An embodiment of a secondary battery will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
電極積層体13は、電極板の一例としての矩形状の正極板15と、電極板の一例としての矩形状の負極板16とを、山折りと谷折りを交互に繰り返すつづら折りされた帯状のセパレータ17を介して交互に複数積層することによって形成される。この場合、セパレータ17の一方側の対向する面同士の間に正極板15がそれぞれ挟まれ、他方側の対向する面同士の間に負極板16がそれぞれ挟まれた状態になっている。
The
複数の正極板15の一部はセパレータ17の一端側から露出するように突出した状態で互いに電気的に接続されるように積層して接合され、複数の負極板16の一部はセパレータ17の他端側から露出するように突出した状態で互いに電気的に接続されるように積層して接合されている。積層された複数の正極板15におけるセパレータ17から露出した部分及び積層された複数の負極板16におけるセパレータ17から露出した部分には、四角柱状をなす金属製の電極タブ14の中央部から基端部にかけての部位がそれぞれ電気的に接続されるように接合されている。
Some of the plurality of
各電極タブ14における中央部よりも先端部寄りの位置には、各電極タブ14における他の部位よりも太い太形部18が設けられている。この場合、太形部18は、太形部18を構成する四角枠状の合成樹脂部品を溶着することによって電極タブ14に設けられている。つまり、電極タブ14と太形部18とは別体になっている。各電極タブ14における太形部18よりも先端側の部分は、太形部18に隣接して太形部18よりも細い細形部19とされている。したがって、各電極タブ14における太形部18と細形部19との間には、段差面20が形成される。
A
外装体12は、例えばアルミニウム箔を一対の合成樹脂シートで挟んだ三層構造の可撓性のラミネートフィルムによって構成される。外装体12は、二つに折り返すようにして電極積層体13及び一対の電極タブ14を包んだ状態で周縁部を溶着により封止することによって袋状に形成される。外装体12における折り返し部分21には、一対の電極タブ14の細形部19と対応するように一対の挿通部22が形成されている。挿通部22は、電極タブ14の細形部19が挿通できて電極タブ14の太形部18が挿通できない大きさとなるように形成されている。本実施形態の挿通部22は、図4に示すように、外装体12に例えば刃物などによって形成された切れ目によって構成されている。
The
図1及び図2に示すように、一対の電極タブ14の細形部19は、一対の挿通部22にそれぞれ挿入されて挿通部22から外装体12の外部に突出している。一対の電極タブ14の太形部18は、一対の挿通部22に挿通されないため、外装体12内に位置している。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
図2及び図4に示すように、外装体12における一対の挿通部22をそれぞれ囲む部分であって一対の電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20と対応するそれぞれの領域は、挿通周縁部23とされている。そして、一対の電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20には、外装体12の挿通周縁部23がそれぞれ溶着されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, portions surrounding the pair of
次に、二次電池11の製造方法について説明する。
二次電池11を製造する場合には、まず、図3に示すように、電極積層体13の正極板15側及び負極板16側に電極タブ14の中央部から基端部にかけての部位をそれぞれ接合する。続いて、太形部18を構成する四角枠状の合成樹脂部品を、それぞれの電極タブ14の中間部(先端部と中央部との間の部分)に仮嵌めする。続いて、図4に示すように、外装体12の折り返し部分21におけるそれぞれの電極タブ14と対応する位置に切り目を入れて挿通部22をそれぞれ形成する。
Next, a method for manufacturing the
When manufacturing the
続いて、図5及び図6に示すように、2つの電極タブ14の細形部19を外装体12の2つの挿通部22に対してそれぞれ挿入し、2つの電極タブ14の太形部18(四角枠状の合成樹脂部品)と細形部19との段差面20を外装体12の2つの挿通周縁部23にそれぞれ接触させる。続いて、外装体12を折り返し部分21に位置する2つの挿通周縁部23で折り返して、外装体12によって電極積層体13及び2つの電極タブ14における太形部18から基端側の部分を包む。
Subsequently, as shown in FIGS. 5 and 6, the
続いて、2つの電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20に外装体12の2つの挿通周縁部23をそれぞれ加熱して溶着すると同時に、2つの太形部18(四角枠状の合成樹脂部品)を加熱して2つの電極タブ14にそれぞれ溶着する。この場合、挿通周縁部23の加熱及び太形部18(四角枠状の合成樹脂部品)の加熱は、例えばはんだごてのような電熱式の加熱具によって同時に加熱される。
Subsequently, the two insertion
続いて、外装体12の周縁部を溶着して封止する。このとき、外装体12の周縁部の一部には、溶着していない部分を残しておき、当該溶着していない部分から外装体12内に電解液(図示略)を注入した後、当該溶着していない部分を溶着する。これにより、図1に示す二次電池11が完成する。
Subsequently, the periphery of the
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
(1)二次電池11において、外装体12における折り返し部分21には電極タブ14の一部が挿通される挿通部22が形成され、電極タブ14は外装体12内に位置する太形部18と太形部18に隣接して太形部18よりも細い細形部19とを有し、細形部19は挿通部22から外装体12の外部に突出している。そして、電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20には外装体12の挿通周縁部23が溶着されている。この構成によれば、電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20に外装体12の折り返し部分21に位置する挿通周縁部23が溶着されているため、電極タブ14の太さに拘わらず外装体12のシール性を確保することができる。
According to the embodiment detailed above, the following effects are exhibited.
(1) In the
(2)二次電池11において、挿通部22は、外装体12に形成された切れ目によって構成されている。通常、挿通部22を貫通孔によって構成すると、外装体12に挿通部を形成する際に貫通孔と同じ形状の屑が出る。この点、この構成によれば、挿通部22が切れ目によって構成されているため、外装体12に挿通部22を形成しても屑が出ないようにすることができる。すなわち、屑を出すことなく、外装体12に挿通部22を形成することができる。
(2) In the
(3)二次電池11の製造方法は、外装体12に挿通部22を形成することと、太形部18を中間部に有するとともに太形部18に隣接して太形部18よりも細い細形部19を先端部に有した電極タブ14の細形部19を挿通部22に対して挿入して太形部18を外装体12の折り返し部分21に位置する挿通周縁部23に接触させることと、外装体12を挿通周縁部23で折り返して、外装体12によって電極積層体13及び電極タブ14における太形部18から基端側の部分を包むことと、電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20に挿通周縁部23を溶着することと、外装体12の周縁部を溶着して封止することと、を備える。この構成によれば、電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20に外装体12の挿通周縁部23が溶着されるため、電極タブ14の太さに拘わらず外装体12のシール性を確保することができる。
(3) The manufacturing method of the
(4)二次電池11の製造方法において、電極タブ14と太形部18とが上記実施形態のように別体である場合には、電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20に挿通周縁部23を溶着するのと同時に、電極タブ14と太形部18とを溶着する。この構成によれば、電極タブ14における太形部18と細形部19との段差面20と挿通周縁部23との溶着と、電極タブ14と太形部18との溶着とが同時に行われるので、二次電池11を効率よく製造することができる。
(4) In the manufacturing method of the
(変更例)
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Change example)
The above embodiment can be implemented with the following modifications. Moreover, the above embodiments and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・図7に示すように、電極タブ14を円柱状にするとともに、太形部18を円形枠状にしてもよい。この場合、外装体12の挿通部22は、放射状の切り目によって構成することが好ましい。
- As shown in FIG. 7, the
・挿通部22は、貫通孔によって構成してもよい。
・太形部18は、電極タブ14に一体形成されていてもよい。この場合、上記実施形態の二次電池11の製造方法において、2つの太形部18(四角枠状の合成樹脂部品)を加熱して2つの電極タブ14にそれぞれ溶着する工程は省略される。さらにこの場合、太形部18を含む電極タブ14は、全て金属製であってもよい。
- You may comprise the
- The
・太形部18は、予め四角枠状の合成樹脂部品をインサート成型することによって電極タブ14に設けるようにしてもよいし、予め四角枠状の合成樹脂部品を密嵌することによって電極タブ14に設けるようにしてもよい。
The
・二次電池11は、リチウムイオン電池以外の二次電池であってもよい。
- The
11…二次電池
12…外装体
13…電極積層体
14…電極タブ
15…電極板の一例としての正極板
16…電極板の一例としての負極板
18…太形部
19…細形部
20…段差面
21…折り返し部分
22…挿通部
23…挿通周縁部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電極積層体に接合された電極タブと、
前記電極積層体及び前記電極タブを、折り返すようにして包んだ状態で周縁部が封止された可撓性を持つシート状の外装体と、
を備え、
前記外装体から前記電極タブの一部が外部に突出するように構成された二次電池であって、
前記外装体における折り返し部分には、前記電極タブの一部が挿通される挿通部が形成され、
前記電極タブは、前記外装体内に位置する太形部と、前記太形部に隣接して前記太形部よりも細い細形部とを有し、
前記細形部は、前記挿通部から前記外装体の外部に突出しており、
前記電極タブにおける前記太形部と前記細形部との段差面に、前記外装体における前記挿通部を囲む部分である挿通周縁部が溶着されていることを特徴とする二次電池。 an electrode laminate in which a plurality of electrode plates are laminated;
an electrode tab joined to the electrode laminate;
a flexible sheet-like exterior body in which the electrode laminate and the electrode tabs are wrapped in a folded state and whose peripheral edge is sealed;
with
A secondary battery configured such that a portion of the electrode tab protrudes outward from the exterior body,
An insertion portion through which a part of the electrode tab is inserted is formed in the folded portion of the exterior body,
The electrode tab has a thick portion positioned within the outer package and a thin portion adjacent to the thick portion and narrower than the thick portion,
The thin portion protrudes from the insertion portion to the outside of the exterior body,
A secondary battery according to claim 1, wherein a peripheral insertion edge portion of the exterior body, which is a portion surrounding the insertion portion, is welded to a stepped surface between the thick portion and the thin portion of the electrode tab.
前記電極積層体に接合された電極タブと、
前記電極積層体及び前記電極タブを、折り返すようにして包んだ状態で周縁部が封止された可撓性を持つシート状の外装体と、
を備え、
前記外装体から前記電極タブの一部が外部に突出するように構成された二次電池の製造方法であって、
前記外装体に挿通部を形成することと、
太形部を中間部に有するとともに前記太形部に隣接して前記太形部よりも細い細形部を先端部に有した前記電極タブの前記細形部を前記挿通部に対して挿入して前記太形部を前記外装体における前記挿通部を囲む部分である挿通周縁部に接触させることと、
前記外装体を前記挿通周縁部で折り返して、前記外装体によって前記電極積層体及び電極タブにおける前記太形部から基端側の部分を包むことと、
前記電極タブにおける前記太形部と前記細形部との段差面に前記挿通周縁部を溶着することと、
前記外装体の周縁部を溶着して封止することと、
を備えることを特徴とする二次電池の製造方法。 an electrode laminate in which a plurality of electrode plates are laminated;
an electrode tab joined to the electrode laminate;
a flexible sheet-like exterior body in which the electrode laminate and the electrode tabs are wrapped in a folded state and whose peripheral edge is sealed;
with
A method for manufacturing a secondary battery in which a part of the electrode tab protrudes outward from the exterior body,
forming an insertion portion in the exterior body;
The thin portion of the electrode tab having a thick portion in the middle portion and a narrow portion adjacent to the thick portion and narrower than the thick portion at the distal end portion is inserted into the insertion portion. bringing the thick portion into contact with an insertion peripheral edge portion that is a portion surrounding the insertion portion of the exterior body;
folding back the outer package at the insertion peripheral edge portion, and wrapping the electrode laminate and the electrode tab from the thick portion to the base end side with the outer package;
welding the insertion peripheral portion to a stepped surface between the thick portion and the thin portion of the electrode tab;
fusing and sealing the periphery of the exterior body;
A method for manufacturing a secondary battery, comprising:
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