JPWO2019123910A1 - battery - Google Patents
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Abstract
外装材(200)は、積層体(100)を包んでいる。積層体(100)は、第1面(102a)、第2面(102b)及び第1側面(104a)を有している。第2面(102b)は、第1面(102a)の反対側にある。第1側面(104a)は、第1面(102a)と第2面(102b)の間にあって、第1面(102a)側又は第2面(102b)側から見て、第1方向(図内のX方向)に延伸している。外装材(200)は、第1部分(200a)及び第2部分(200b)を含んでいる。外装材(200)の第1部分(200a)は、積層体(100)の第1側面(104a)に沿っている。外装材(200)の第2部分(200b)は、第1方向(図内のX方向)において第1部分(200a)の両外側のうちの一方にある。外装材(200)の第2部分(200b)は、第1方向(X方向)に交わる方向に沿って折り曲げられている。The exterior material (200) encloses the laminate (100). The laminated body (100) has a first surface (102a), a second surface (102b), and a first side surface (104a). The second surface (102b) is on the opposite side of the first surface (102a). The first side surface (104a) is located between the first surface (102a) and the second surface (102b), and is in the first direction (in the drawing) when viewed from the first surface (102a) side or the second surface (102b) side. (X direction). The exterior material (200) includes a first portion (200a) and a second portion (200b). The first portion (200a) of the exterior material (200) is along the first side surface (104a) of the laminate (100). The second portion (200b) of the exterior material (200) is located on one of both outer sides of the first portion (200a) in the first direction (X direction in the drawing). The second portion (200b) of the exterior material (200) is bent along a direction intersecting the first direction (X direction).
Description
本発明は、電池に関する。 The present invention relates to a battery.
近年、非水電解液二次電池、特に、リチウムイオン二次電池が開発されている。リチウムイオン二次電池は、正極、負極及びセパレータを含む積層体を有している。正極、負極及びセパレータは、正極と負極がセパレータによって隔てられるように積層されている。積層体は、外装材によって封止される。 In recent years, non-aqueous electrolyte secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries, have been developed. The lithium ion secondary battery has a laminate including a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The positive electrode, the negative electrode, and the separator are laminated so that the positive electrode and the negative electrode are separated by the separator. The laminate is sealed with an exterior material.
特許文献1には、積層体及び外装材を有する電池の一例について記載されている。この例では、シート状の外装材の一部分同士を互いに貼り合わせて外装材を筒状に形成する。次いで、積層体を外装材に挿入する。次いで、積層体の表面に沿って外装材が積層体に接するように筒状の外装材の両端の開口を溶着させて積層体を封止する。 Patent Document 1 describes an example of a battery having a laminate and an exterior material. In this example, a part of the sheet-shaped exterior material is bonded to each other to form the exterior material into a tubular shape. Next, the laminate is inserted into the exterior material. Next, the openings at both ends of the tubular exterior material are welded so that the exterior material comes into contact with the laminate along the surface of the laminate to seal the laminate.
特許文献1の上述した例のように積層体の表面に沿って外装材が積層体に接するように積層体を封止すると、外装材の一部分がその他の領域よりも外側に向けて突出することを本発明者は新規に見出した。 When the laminate is sealed so that the exterior material is in contact with the laminate along the surface of the laminate as in the above-mentioned example of Patent Document 1, a part of the exterior material protrudes outward from the other regions. The present inventor has newly found.
本発明の目的は、外装材の一部分の外側への突出を抑えることにある。 An object of the present invention is to suppress the protrusion of a part of the exterior material to the outside.
本発明によれば、
第1電極、第2電極及びセパレータを含む積層体と、
前記積層体を包む外装材と、
を備え、
前記積層体は、第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、前記第1面と前記第2面の間にあって、前記第1面側又は前記第2面側から見て第1方向に延伸している第1側面と、を有し、
前記外装材は、前記第1側面に沿った第1部分と、前記第1方向において前記第1部分の両外側のうちの一方にある第2部分と、を含み、
前記外装材の前記第2部分は、前記第1方向に交わる方向に沿って折り曲げられている電池が提供される。According to the present invention
A laminate containing the first electrode, the second electrode, and a separator,
The exterior material that wraps the laminate and
With
The laminate is located between the first surface, the second surface opposite to the first surface, and the first surface and the second surface, and is viewed from the first surface side or the second surface side. It has a first side surface extending in the first direction and
The exterior material includes a first portion along the first side surface and a second portion on one of both outer sides of the first portion in the first direction.
The second portion of the exterior material provides a battery that is bent along a direction intersecting the first direction.
本発明によれば、外装材の一部分の外側への突出を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the protrusion of a part of the exterior material to the outside.
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。 The above-mentioned objectives and other objectives, features and advantages will be further clarified by the preferred embodiments described below and the accompanying drawings below.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all drawings, similar components are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
(実施形態1)
図1(a)は、実施形態1に係る電池10の上面図である。図1(b)は、実施形態1に係る電池10の右側面図である。図1(c)は、実施形態1に係る電池10の左側面図である。図1(d)は、実施形態1に係る電池10の正面図である。図2(a)は、図1に示した電池10に用いられる積層体100の上面図である。図2(b)は、図1に示した電池10に用いられる積層体100の右側面図である。図3(a)は、図1に示した電池10を製造するために用いられる外装材200の上面図である。図3(b)は、図1に示した電池10を製造するために用いられる外装材200の正面図である。図3(b)は、図1に示した電池10を製造するために用いられる外装材200の背面図である。(Embodiment 1)
FIG. 1A is a top view of the
図1を用いて、電池10の概要を説明する。電池10は、積層体100及び外装材200を備えている。積層体100は、第1電極110、第2電極120及びセパレータ130を含んでいる。外装材200は、積層体100を包んでいる。積層体100は、第1面102a、第2面102b及び第1側面104aを有している。第2面102bは、第1面102aの反対側にある。第1側面104aは、第1面102aと第2面102bの間にあって、第1面102a側又は第2面102b側(例えば、図1(a))から見て、第1方向(図内のX方向)に延伸している。外装材200は、第1部分200a及び第2部分200bを含んでいる。外装材200の第1部分200aは、積層体100の第1側面104aに沿っている。外装材200の第2部分200bは、第1方向(図内のX方向)において第1部分200aの両外側のうちの一方にある。外装材200の第2部分200bは、第1方向(図内のX方向)に交わる方向に沿って折り曲げられている。
The outline of the
上述した構成によれば、外装材200の一部分、すなわち、第2部分200bの外側への突出を抑えることができる。詳細を後述するように、積層体100の表面に沿って外装材200が積層体100に接するように積層体100を封止すると、外装材200の第2部分200bが外装材200の第1部分200aよりも外側に突出することを本発明者は新規に見出した。外装材200の第1部分200aの突出は、一定の条件において、特に、積層体100の第1側面104aが下方を向くように電池10を載置する場合に望ましくない。上述した構成においては、外装材200の第2部分200bが、第1方向(図内のX方向)に交わる方向に沿って折り曲げられており、したがって、外装材200の第2部分200bの外側への突出を抑えることができる。
According to the above-described configuration, it is possible to suppress the protrusion of a part of the
次に、図2を用いて、積層体100の詳細を説明する。
Next, the details of the
積層体100は、第1電極110、第2電極120及びセパレータ130を含んでいる。第1電極110及び第2電極120は、互いに異なる極性を有しており、それぞれ、正極及び負極であってもよいし、又は、それぞれ、負極及び正極であってもよい。第1電極110、第2電極120及びセパレータ130は、第1電極110と第2電極120がセパレータ130によって隔てられるように一方向(図内のZ方向)に積層されている。積層体100は、複数の第1電極110及び複数の第2電極120を含んでいてもよい。この場合、隣り合う第1電極110と第2電極120がセパレータ130によって隔てられる。 The laminate 100 includes a first electrode 110, a second electrode 120, and a separator 130. The first electrode 110 and the second electrode 120 have different polarities from each other, and may be a positive electrode and a negative electrode, respectively, or may be a negative electrode and a positive electrode, respectively. The first electrode 110, the second electrode 120, and the separator 130 are laminated in one direction (Z direction in the drawing) so that the first electrode 110 and the second electrode 120 are separated by the separator 130. The laminate 100 may include a plurality of first electrodes 110 and a plurality of second electrodes 120. In this case, the adjacent first electrode 110 and the second electrode 120 are separated by the separator 130.
積層体100は、実質的に直方体の形状を有している。積層体100は、第1面102a、第2面102b、第1側面104a、第2側面104b、第3側面104c及び第4側面104dを有している。第2面102bは、第1面102aの反対側にある。第1側面104aは、第1面102aと第2面102bの間にある。第2側面104bは、第1側面104aの反対側にある。第3側面104cは、第1側面104aと第2側面104bの間にある。第4側面104dは、第3側面104cの反対側にある。積層体100は、第1面102aと第2面102bの間に厚さTを有しており、第1側面104aと第2側面104bの間に幅Wを有しており、第3側面104cと第4側面104dの間に長さLを有している。
The
図2に示す例では、積層体100の長さLは、積層体100の幅Wよりも大きくなっている。幅Wに対する長さLの比L/Wが大きいと、積層体100の第1側面104a又は第2側面104bが下方を向くように積層体100を載置しやすくなる。積層体100の第1側面104a又は第2側面104bが下方を向くように積層体100を安定的に載置させるため、上述した比L/Wを例えば2.0超にすることができる。
In the example shown in FIG. 2, the length L of the
積層体100の第3側面104cからは、第1リード112が突出している。第1リード112は、積層体100の第1電極110に電気的に接続している。図1に示すように、第1リード112のうちの積層体100に近い部分は、外装材200によって封止され、第1リード112のうちの積層体100から離れた部分は、外装材200から露出する。したがって、積層体100の第1電極110は、第1リード112を介して、外装材200の外部の部材と電気的に接続することができる。
The
積層体100の第4側面104dからは、第2リード122が突出している。第2リード122は、積層体100の第2電極120に電気的に接続している。図1に示すように、第2リード122のうちの積層体100に近い部分は、外装材200によって封止され、第2リード122のうちの積層体100から離れた部分は、外装材200から露出する。したがって、積層体100の第2電極120は、第2リード122を介して、外装材200の外部の部材と電気的に接続することができる。
The
次に、図3を用いて、外装材200の詳細を説明する。
Next, the details of the
外装材200は、筒状の形状を有している。外装材200は、シール部202を有している。シール部202では、外装材200の一部分同士が例えば溶着によって互いに貼り合わされている。シール部202によって外装材200の側面が封止されている。
The
外装材200は、ある程度の柔軟性を有している。したがって、図1に示すように外装材200によって積層体100を封止する場合に、積層体100の表面に沿って外装材200が接するように外装材200は変形することができる。
The
図4(a)は、図1に示した電池10の製造プロセスの途中の上面図である。図4(b)は、図1に示した電池10の製造プロセスの途中の右側面図である。図4(c)は、図1に示した電池10の製造プロセスの途中の左側面図である。図4(d)は、図1に示した電池10の製造プロセスの途中の正面図である。
FIG. 4A is a top view of the
図2、図3及び図4を用いて、図1に示した電池10の製造方法を説明する。
The manufacturing method of the
まず、図2に示した積層体100を図3に示した外装材200に挿入する。
First, the laminate 100 shown in FIG. 2 is inserted into the
次いで、外装材200の内側の領域の圧力を外装材200の外側の領域の圧力よりも低くして(例えば、積層体100及び外装材200を大気圧下に置いて、外装材200の内部の領域の圧力を負圧にする。)、積層体100の表面に沿って外装材200が積層体100に接するようにする。
Next, the pressure in the inner region of the
次いで、積層体100の周囲において、外装材200のうちの互いに重なる部分同士を互いに溶着させる。このようにして、図4に示すように、外装材200によって積層体100が封止される。溶着によって、外装材200には、図1に示したように、シール部204が形成される。シール部204は、積層体100の第3側面104c、第2側面104b及び第4側面104dに沿って連続的に広がっている。シール部204によって積層体100を封止することができる。
Next, around the
図4に示すように、外装材200は、第1部分200a、第2部分200b及び第3部分200cを有している。第1部分200aは、積層体100の第1側面104aに沿っている。第2部分200bは、積層体100の長さ方向(図内のX方向)において第1部分200aの両外側のうちの一方(図4に示す例では第1リード112側)にある。第2部分200bは、外装材200のうちの積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿った折り返し部分を有している。第3部分200cは、積層体100の長さ方向(図内のX方向)において第1部分200aの両外側のうちのもう一方(図4に示す例では第2リード122側)にある。第3部分200cは、外装材200のうちの積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿った折り返し部分を有している。
As shown in FIG. 4, the
図4(a)に示すように、外装材200の第2部分200b及び第3部分200cは、外装材200の第1部分200aよりも外側に向けて距離Δだけ突出している。第2部分200b及び第3部分200cの突出は、第1部分200aが積層体100の第1側面104aに沿うことができるのに対して、第2部分200b及び第2部分200bが第1部分200aよりも外側で折り返す必要があるために生じる。第2部分200b及び第3部分200cの突出の距離Δは、おおよそ、積層体100の厚さTの半分とみなすことができる。つまり、距離Δは、積層体100の厚さTが大きくなるほど大きくなる。
As shown in FIG. 4A, the
積層体100の厚さTが大きくなるほど、第2部分200b及び第3部分200cの突出の距離Δは無視できなくなるほど大きくなる。特に、積層体100の厚さTが5.0mm以上であるとき、距離Δはおおよそ2.5mmとなり、第2部分200b及び第3部分200cの突出が、一定の条件において、特に、積層体100の第1側面104aが下方を向くように電池10を載置する場合において、妨げになる。
As the thickness T of the
図1に示す例では、外装材200の第2部分200b及び第3部分200cは、積層体100の厚さ方向(図内のZ方向)に沿うように折り曲げられている。他の例において、外装材200の第2部分200b及び第3部分200cは、積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿って180度折り返すように折り曲げられていてもよい。したがって、外装材200の第2部分200b及び第3部分200cの外側への突出を抑えることができる。このような突出の抑制は、第2部分200b及び第3部分200cの突出の距離Δが無視できなくなるほど大きい場合、例えば、積層体100の厚さTが5.0mm以上、7.5mm以上又は10.0mm以上であるとき、特に有意義である。
In the example shown in FIG. 1, the
さらに、図1に示す例では、外装材200のうちのシール部202及びその周辺(図4)が除去されている。
Further, in the example shown in FIG. 1, the
図4に示す例では、外装材200は、外装材200のシール部202が積層体100の第2側面104bの外側に位置するように積層体100を包んでいる。したがって、図1において、外装材200は、互いに貼り合わされた部分を積層体100の第2側面104bの外側に有するようになる。さらに、外装材200は、積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿った折り返し部分を、積層体100の第1側面104a側及び第2側面104b側のうち第1側面104a側にのみ有するようになる。
In the example shown in FIG. 4, the
図5は、外装材200の第2部分200bを折り曲げる方法の変形例を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a modified example of the method of bending the
本変形例において、外装材200の第2部分200bは、以下のようにして、折り曲げられる。図5では、第1部分200a(図1及び図4)に沿った領域を破線で示している。
In this modification, the
まず、図5(a)に示すように、第1リード112及び外装材200の第2部分200bを積層体100の厚さ方向(図内のZ方向)に沿って折り曲げる。
First, as shown in FIG. 5A, the
次いで、図5(b)に示すように、外装材200の第2部分200bを積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿って折り返すように折り曲げる。
Next, as shown in FIG. 5B, the
次いで、図5(c)に示すように、第1リード112及び外装材200の第2部分200bを前方に向けて戻す。図5(c)に示すように、外装材200の第2部分200bは、外装材200の第1部分200aよりも内側に位置するようになる。
Then, as shown in FIG. 5C, the
(実施形態2)
図6(a)は、実施形態2に係る電池10の上面図である。図6(b)は、実施形態2に係る電池10の右側面図である。図6(c)は、実施形態2に係る電池10の左側面図である。図6(d)は、実施形態2に係る電池10の正面図である。図7(a)は、図6に示した電池10の製造プロセスの途中の上面図である。図7(b)は、図6に示した電池10の製造プロセスの途中の右側面図である。図7(c)は、図6に示した電池10の製造プロセスの途中の左側面図である。図7(d)は、図6に示した電池10の製造プロセスの途中の正面図である。本実施形態に係る電池10は、以下の点を除いて、実施形態1に係る電池10と同様である。(Embodiment 2)
FIG. 6A is a top view of the
本実施形態に係る電池10の製造プロセスにおいても、図2に示した積層体100を図3に示した外装材200に挿入する。次いで、積層体100を外装材200によって封止する。
Also in the manufacturing process of the
図7に示す例では、外装材200は、外装材200のシール部202が積層体100の第1面102aの外側に位置するように積層体100を包んでいる。したがって、図6において、外装材200は、互いに貼り合わされた部分を積層体100の第1面102aの外側に有するようになる。さらに、外装材200は、積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿った折り返し部分を、積層体100の第1側面104a側及び第2側面104b側の双方に有するようになる。
In the example shown in FIG. 7, the
図7に示す例において、外装材200は、第4部分200d、第5部分200e及び第6部分200fを含んでいる。第4部分200dは、積層体100の第2側面104bに沿っている。第5部分200eは、積層体100の長さ方向(図内のX方向)において第4部分200dの両外側のうちの一方(図7に示す例では第1リード112側)にある。第4部分200dは、外装材200のうちの積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿った折り返し部分を有している。第6部分200fは、積層体100の長さ方向(図内のX方向)において第4部分200dの両外側のうちのもう一方(図4に示す例では第2リード122側)にある。第6部分200fは、外装材200のうちの積層体100の幅方向(図内のY方向)に沿った折り返し部分を有している。
In the example shown in FIG. 7, the
図7(a)に示すように、外装材200の第5部分200e及び第6部分200fは、外装材200の第4部分200dよりも外側に向けて距離Δだけ突出している。第5部分200e及び第6部分200fの突出は、第2部分200b及び第3部分200cの突出について上述した理由と同様にして、第4部分200dが積層体100の第2側面104bに沿うことができるのに対して、第5部分200e及び第6部分200fが第4部分200dよりも外側で折り返す必要があるために生じる。
As shown in FIG. 7A, the
図6に示す例では、外装材200の第2部分200b及び第3部分200cだけでなく、第5部分200e及び第6部分200fも、第1方向(図内のX方向)に交わる方向に沿って折り曲げられている。したがって、外装材200の第2部分200b及び第3部分200cの外側への突出及び外装材200の第5部分200e及び第6部分200fの外側への突出を抑えることができる。
In the example shown in FIG. 6, not only the
さらに、図6に示す例では、外装材200のうちのシール部202及びその周辺(図7)が除去されている。
Further, in the example shown in FIG. 6, the
さらに、図6に示す例では、外装材200は、積層体100の第1面102a、第3側面104c及び第4側面104dに沿ってシール部204を有している。シール部204は、例えば外装材200の溶着によって形成される。シール部204によって積層体100を封止することができる。特に第1面102aに沿ったシール部204は、積層体100の表面(第1面102a)に沿って折り曲げられている。
Further, in the example shown in FIG. 6, the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.
この出願は、2017年12月20日に出願された日本出願特願2017−243551号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2017-243551 filed on 20 December 2017 and incorporates all of its disclosures herein.
Claims (7)
前記積層体を包む外装材と、
を備え、
前記積層体は、第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、前記第1面と前記第2面の間にあって、前記第1面側又は前記第2面側から見て第1方向に延伸している第1側面と、を有し、
前記外装材は、前記第1側面に沿った第1部分と、前記第1方向において前記第1部分の両外側のうちの一方にある第2部分と、を含み、
前記外装材の前記第2部分は、前記第1方向に交わる方向に沿って折り曲げられている電池。A laminate containing the first electrode, the second electrode, and a separator,
The exterior material that wraps the laminate and
With
The laminate is located between the first surface, the second surface opposite to the first surface, and the first surface and the second surface, and is viewed from the first surface side or the second surface side. It has a first side surface extending in the first direction and
The exterior material includes a first portion along the first side surface and a second portion on one of both outer sides of the first portion in the first direction.
The second portion of the exterior material is a battery that is bent along a direction intersecting the first direction.
前記外装材は、前記第1方向において前記第1部分の両外側のうちのもう一方にある第3部分を含み、
前記外装材の前記第3部分は、前記第1方向に交わる方向に沿って折り曲げられている電池。In the battery according to claim 1,
The exterior material includes a third portion on the other side of both outer sides of the first portion in the first direction.
The third portion of the exterior material is a battery that is bent along a direction intersecting the first direction.
前記積層体は、前記第1側面の反対側の第2側面を有し、
前記外装材は、互いに貼り合わされた部分を前記第2側面の外側に有する電池。In the battery according to claim 1 or 2.
The laminate has a second side surface opposite to the first side surface.
The exterior material is a battery having a portion bonded to each other on the outside of the second side surface.
前記積層体は、前記第1側面の反対側の第2側面を有し、
前記外装材は、前記第2側面に沿った第4部分と、前記第1方向において前記第4部分の両外側のうちの一方にある第5部分と、を含み、
前記外装材の前記第5部分は、前記第1方向に交わる方向に沿って折り曲げられている電池。In the battery according to claim 1 or 2.
The laminate has a second side surface opposite to the first side surface.
The exterior material includes a fourth portion along the second side surface and a fifth portion on one of the outer sides of the fourth portion in the first direction.
The fifth portion of the exterior material is a battery that is bent along a direction intersecting the first direction.
前記外装材は、前記第1方向において前記第4部分の両外側のうちのもう一方にある第6部分を含み、
前記外装材の前記第6部分は、前記第1方向に交わる方向に沿って折り曲げられている電池。In the battery according to claim 4,
The exterior material includes a sixth portion on the other side of both outer sides of the fourth portion in the first direction.
The sixth portion of the exterior material is a battery that is bent along a direction intersecting the first direction.
前記外装材は、互いに貼り合わされた部分を前記第1面の外側に有する電池。In the battery according to claim 4 or 5.
The exterior material is a battery having a portion bonded to each other on the outside of the first surface.
前記積層体は、前記第1面と前記第2面の間に5.0mm以上の厚さを有する電池。In the battery according to any one of claims 1 to 6.
The laminate is a battery having a thickness of 5.0 mm or more between the first surface and the second surface.
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