KR20160128214A - 축전 디바이스 - Google Patents

축전 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20160128214A
KR20160128214A KR1020160044211A KR20160044211A KR20160128214A KR 20160128214 A KR20160128214 A KR 20160128214A KR 1020160044211 A KR1020160044211 A KR 1020160044211A KR 20160044211 A KR20160044211 A KR 20160044211A KR 20160128214 A KR20160128214 A KR 20160128214A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
metal foil
layer
conductive
resin layer
Prior art date
Application number
KR1020160044211A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102537627B1 (ko
Inventor
코지 미나미타니
Original Assignee
쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 filed Critical 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤
Publication of KR20160128214A publication Critical patent/KR20160128214A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102537627B1 publication Critical patent/KR102537627B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H01M2/0287—
    • H01M2/26—
    • H01M2/30—
    • H01M2/34—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

디바이스 본체부(60)와, 그 본체부를 수용하는 외장체 2장을 구비하고, 상기 외장체(50)는, 금속박층(2, 12)과, 이 금속박층의 일방의 면에 적층된 열융착성 수지층(4, 14)을 가지며, 상기 금속박층의 상기 일방의 면의 일부에, 상기 열융착성 수지층으로 피복되지 않은 도전부(54, 56)가 마련되고, 디바이스 본체부의 정극(61)이, 상기 일방의 외장체의 도전부(56)에 전기적으로 접속되고, 디바이스 본체부의 부극(62)이, 상기 타방의 외장체의 도전부(54)에 전기적으로 접속되고, 정극 및 부극 중의 적어도 일방의 전극(62)은, 상기 도전부(54)에 대해 접촉 상태에 있음에 의해 전기적인 접속이 행하여져 있다. 내압 상승하면, 접촉 상태에 있는 도전부(54)와 전극(62)이 이간하기 때문에, 도통을 차단할 수 있다.

Description

축전 디바이스{STORAGE DEVICE}
본 발명은 모바일용 축전지, 차량탑재용 축전지, 회생 에너지 회수용의 축전지, 콘덴서(커패시터) 등으로서 사용되는 축전 디바이스에 관한 것이다.
또한, 본 명세서 및 특허청구의 범위에서, 「접촉」이라는 용어는, 축전 디바이스(전지 등)에서 발생한 가스의 축적에 의해 내압이 상승하여 디바이스 본체부를 수용하고 있는 외장체가 밖으로 팽창한 때에, 전기적인 접속이 이루어져 있던 당해 도전부와 전극이 이간할 수 있는 상태에 있는 것을 의미하고, 따라서 이 「접촉」이라는 용어는, 예를 들면 「점착 상태」 등을 포함하는 한편, 접착제에 의한 접합, 초음파에 의한 접합 등의 접합은 포함되지 않는다.
리튬이온 2차전지는, 예를 들면 노트 퍼스널 컴퓨터, 비디오 카메라, 휴대 전화, 전기 자동차 등의 전원으로서 널리 사용되고 있다. 이 리튬이온 2차전지로서는, 전지 본체부(정극, 부극 및 전해질을 포함하는 본체부)의 주위를 케이스로 포위한 구성의 것이 사용되고 있다. 이 케이스용 재료(외장재)로서는, 예를 들면, 내열성 수지 필름으로 이루어지는 외층, 알루미늄박층, 열가소성 수지 필름으로 이루어지는 내층이 이 순서로 접착 일체화된 구성의 것이 공지이다.
그런데, 리튬이온 2차전지 등에서는, 과충전시나 과승온시에 전지 본체부에서 가스가 발생하기 쉽고, 이 때문에 가스가 서서히 외장재로 덮여진 내부 공간에 축적하여 가서 외장재 내부의 내압이 상승하는 경우가 있다. 이 내압 상승이 커지면 외장재가 파열될 것이 우려되기 때문에, 외장재의 파열을 방지하는 기술이 제안되어 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는, 서로 맞 겹쳐진 2장의 라미네이트 시트로 이루어지는 성형 시트의 각각의 외주연부를 상호 접합하여 이루어지는 외장 케이스의 내부에 발전 요소 및 전해액을 수용하여 구성된 라미네이트 전지의 안전 기구로서, 상기 외장 케이스에, 이것의 내부에 연통하여 일측변부로부터 외방으로 돌출하는 돌출부가 마련되고, 상기 돌출부에서의 2장 중의 적어도 일방의 상기 성형 시트에 형성된 배기구멍과, 이 배기구멍의 구멍 연부(緣部)에 탄성적으로 압접되고 상기 배기구멍을 밀폐하는 밸브체를 갖는 안전밸브를 구비한 구성의 전지의 안전 기구가 기재되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2007-157678호 공보
그러나, 상기 종래 기술과 같이 외장체 내부에서 발생한 가스를 외장체 외부로 도피시키기 위한 안전밸브 기구를 마련하는 경우에는, 이와 같은 안전밸브 기구를 마련하기 위한 새로운 공정이 필요하게 되어, 제조 공정이 복잡하게 되고, 생산성도 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 기술적 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 가스의 발생에 의해 내압이 상승한 때에 외장체의 도전부(금속박 노출부)와 디바이스 본체부의 전극과의 도통을 차단할 수가 있어서, 더 나아가 내압 상승에 의한 외장체의 파열을 방지할 수 있는 축전 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 종래 기술에서는, 발생한 가스를, 배기구멍과 밸브체를 갖는 안전밸브로부터 외부로 도피시킴에 의해, 내압 상승에 의한 외장재의 파열을 방지하는 것이다. 이에 대해, 본 출원인은, 발생 가스의 축적에 의해 내압이 상승한 때에 도통을 차단할 수 있는 구성으로 하고, 이와 같은 비도통 상태로 함으로써 한층 더 가스의 발생, 축적을 억제하여 외장체의 파열을 방지하는 것을 착상한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제공한다.
[1] 디바이스 본체부와, 그 디바이스 본체부를 수용하는 외장체 2장을 구비하고,
상기 외장체는, 금속박층과, 이 금속박층의 일방의 면에 적층된 열융착성 수지층을 가지며, 상기 금속박층의 상기 일방의 면의 일부에, 상기 열융착성 수지층으로 피복되지 않은 도전부가 마련되고,
서로의 열융착성 수지층끼리가 마주 보도록 배치된 상기 2장의 외장체의 사이의 공간에 상기 디바이스 본체부가 수용되고, 상기 2장의 외장체의 주연부의 열융착성 수지층끼리가 접합되어 밀봉되고,
상기 디바이스 본체부의 정극이, 상기 일방의 외장체의 도전부에 전기적으로 접속되고, 상기 디바이스 본체부의 부극이, 상기 타방의 외장체의 도전부에 전기적으로 접속되고, 상기 정극 및 부극 중의 적어도 일방의 전극은, 상기 도전부에 대해 접촉 상태에 있음에 의해 상기 전기적인 접속이 행하여져 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
[2] 상기 외장체는, 상기 금속박층의 타방의 면에 적층된 내열성 수지층을 또한 구비하고, 상기 금속박층의 타방의 면의 일부에, 상기 내열성 수지층으로 피복되지 않은 단자부가 마련되어 있는 상기 1에 기재된 축전 디바이스.
[3] 상기 외장체는, 상기 접촉 상태에 있음에 의해 전기적인 접속이 이루어져 있는 도전부를 포함하는 영역에서 상기 디바이스 본체부측으로 우묵한 요함부(凹陷部)가 형성되어 있는 상기 1 또는 2에 기재된 축전 디바이스.
[4] 상기 접촉 상태에 있음에 의해 전기적인 접속이 이루어져 있는 상기 도전부와 전극이, 도전성 조성물의 도포에 의해 형성된 도포층을 통하여 서로 접촉 상태에 있는 상기 1∼3의 어느 한 항에 기재된 축전 디바이스.
[5] 상기 디바이스 본체부가 수용되어 있는 공간 내의 내압이 대기압 이하인 상기 1∼4의 어느 한 항에 기재된 축전 디바이스.
[6] 대기압보다 작은 기압 분위기하에서 상기 주연부의 열융착성 수지층끼리의 접합이 행하여진 것인 전항 5에 기재된 축전 디바이스.
[1]의 발명에서는, 정극 및 부극 중의 적어도 일방의 전극은, 외장체의 도전부(금속박 노출부)에 대해 접촉 상태에 있음에 의해 전기적인 접속이 행하여져 있는 구성이고, 충전시나 방전시 등에서 디바이스 본체부 등으로부터 가스가 발생한 경우에 가스가 외장체 사이의 수용 공간에 축적하여 가서 내압이 상승하면, 외장체가 팽창함으로써 상기 접촉 상태에 있는 도전부와 전극이 이간하기 때문에(도전부와 전극이 비접촉 상태가 되기 때문에), 비도통 상태가 되고, 따라서 이 이상의 가스의 발생, 축적을 억제할 수가 있어서, 내압 상승에 의한 외장체의 파열을 방지할 수 있다.
[2]의 발명에서는, 금속박층의 타방의 면에 내열성 수지층이 적층되어 있기 때문에, (단자부를 제외하고) 절연성을 충분히 확보할 수 있고, 물리적 강도도 확보할 수 있음과 함께, 금속박층의 타방의 면의 일부에 내열성 수지층으로 피복되지 않은 금속박 노출부(단자부)가 마련되어 있기 때문에, 이 노출부(단자부)를 통하여 통전을 행할 수가 있다.
[3]의 발명에서는, 외장체는, 전극에의 접촉에 의해 전기적인 접속이 이루어져 있는 도전부를 포함하는 영역에서 디바이스 본체부측(내방측)에 우묵한 요함부가 형성되어 있기 때문에, 가스가 발생하여 내압이 상승하면, 상기 요함부가, 팽창하여 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부로 반전하고, 이 볼록부와 디바이스 본체부와의 사이에 형성된 공간에 발생 가스가 수용된다(반전한 볼록부와 디바이스 본체부와의 사이의 공간이 가스 저장부가 된다). 또한, 가스가 발생하여 내압의 상승에 의해 외장체의 요함부가 팽창하여 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부로 반전함으로써, 상기 접촉 상태에 있는 도전부와 전극이 이간하기 때문에 (비접촉 상태가 되기 때문에), 비도통 상태가 되고, 따라서 이 이상의 가스의 발생, 축적을 억제할 수가 있어서, 내압 상승에 의한 외장체의 파열을 방지할 수 있다.
[4]의 발명에서는, 도전성 조성물의 도포에 의해 형성된 도포층을 통하여(개재시켜서) 도전부와 전극과의 접촉 상태가 확보된 구성이고, 그 도포층의 개재에 의해 도전부와 전극과의 밀착성이 향상하고, 당해 접촉 상태에 있는 도전부와 전극과의 도통 상태를 더욱 향상시킬 수 있다.
[5] 및 [6]의 발명에서는, 디바이스 본체부가 수용되어 있는 공간 내의 내압이 대기압 이하이기 때문에, 접촉 상태에 있음으로써 도통이 확보되어 있는 당해 도전부와 전극과의 도통 상태를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 축전 디바이스의 한 실시 형태를 도시하는 단면도.
도 2는 도 1의 축전 디바이스의 평면도.
도 3은 도 1의 축전 디바이스에서 가스 발생에 의한 내압의 상승에 의해 외장체가 팽창해서 부극 도전부와 부극과의 도통이 차단된 상태를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명에 관한 축전 디바이스의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도.
도 5는 도 4의 축전 디바이스의 평면도.
도 6은 도 4의 축전 디바이스에서 가스 발생에 의한 내압의 상승에 의해 외장체의 요함부가 외측으로 팽창해서 외방측으로 돌출하는 볼록부로 반전하여 도전부와 전극과의 도통이 차단된 상태를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명에 관한 축전 디바이스의 또한 다른 실시 형태를 도시하는 단면도.
또한, 도 7의 축전 디바이스의 평면도는, 도 2와 동일하고, 도 7의 축전 디바이스가 가스 발생에 의한 내압의 상승에 의해 외장체가 팽창해서 부극 도전부와 부극과의 도통이 차단된 상태를 도시하는 단면도는 도 3과 마찬가지이다.
본 발명에 관한 축전 디바이스(1)의 한 실시 형태를 도 1, 2에 도시한다. 이 축전 디바이스(1)는, 라미네이트 외장 전지이고, 디바이스 본체부로서의 베어 셀(60)과, 그 베어 셀(60)을 수납하는 외장 케이스(45)를 구비하고 있다.
도 1, 2에 도시하는 바와 같이, 외장 케이스(45)는, 평면시 각형(角形)의 오목부(52)와 이 오목부(52)의 개구연으로부터 외방으로 늘어나는 플랜지(53)를 갖는 본체(51)와, 상기 본체(51)의 플랜지(53)의 바깥둘레 치수와 같은 치수의 덮개체(55)를 조합시켜서 제작된 것이다. 상기 오목부(52)는 베어 셀(60)의 수납용 공간을 형성하고 있다.
상기 본체(51)의 구성 재로서는, 제2 금속박층(12)과, 그 제2 금속박층(12)의 일방의 면(제1의 면)에 제2 접착제층(도시 생략)을 통하여 적층된 제2 열융착성 수지층(14)과, 상기 제2 금속박층(12)의 타방의 면(제2의 면)에 제1 접착제층(도시 생략)을 통하여 적층된 제2 내열성 수지층(18)을 구비한 외장체(50)가 사용되고 있다. 이 외장체(50)에는, 상기 제2 금속박층(12)의 일방의 면의 일부에, 상기 제2 열융착성 수지층 및 제2 접착제층으로 피복되지 않은 부극 도전부(금속박 노출부)(54)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 제2 금속박층(12)의 일방의 면의 중앙부에 상기 부극 도전부(54)가 형성되어 있다. 또한, 상기 제2 금속박층(12)의 타방의 면의 일부에, 상기 제2 내열성 수지층 및 제1 접착제층으로 피복되지 않은 부극 단자부(금속박 노출부)(19)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 제2 금속박층(12)의 타방의 면의 단부에, 상기 부극 단자부(19)가 형성되어 있다.
상기 덮개체(55)의 구성 재로서는, 제1 금속박층(2)과, 그 제1 금속박층(2)의 일방의 면(제1의 면)에 제2 접착제층(도시 생략)을 통하여 적층된 제1 열융착성 수지층(4)과, 상기 제1 금속박층(2)의 타방의 면(제2의 면)에 제1 접착제층(도시 생략)을 통하여 적층된 제1 내열성 수지층(8)을 구비한 외장체(50)가 사용되고 있다. 이 외장체(50)에는, 상기 제1 금속박층(2)의 일방의 면의 일부에, 상기 제1 열융착성 수지층 및 제2 접착제층으로 피복되지 않은 정극 도전부(금속박 노출부)(56)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 제1 금속박층(2)의 일방의 면의 중앙부에 상기 정극 도전부(56)가 형성되어 있다. 상기 제1 금속박층(2)의 타방의 면의 일부에, 상기 제1 내열성 수지층 및 제1 접착제층으로 피복되지 않은 정극 단자부(금속박 노출부)(9)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 제1 금속박층(2)의 타방의 면의 단부에, 상기 정극 단자부(9)가 형성되어 있다.
상기 본체(51)는, 플랫 시트의 상기 외장체에 대해, 장출 성형, 드로잉 등의 성형을 행하여 오목부(52)를 형성하고, 오목부(52)의 주위의 미변형 부분을 플랜지(53)의 바깥둘레 치수로 트리밍한 것이다. 한편, 상기 덮개체(55)는 플랫 시트의 상기 외장체를 소요 치수로 재단한 것이다. 상기 본체(51)의 오목부(52)의 조부의 내면에 부극 도전부(54)가 마련되고, 덮개체(55)의 내면에 정극 도전부(56)가 마련되어 있다(도 1 참조). 상기 정극 도전부(56) 및 부극 도전부(54)는, 외장체(50)의 금속박층(2, 12)을 노출시킨 노출부에 의해 형성되어 있다. 또한, 상기 정극 단자부(9) 및 부극 단자부(19)는, 외장체(50)의 금속박층(2, 12)을 노출시킨 노출부에 의해 형성되어 있다.
상기 베어 셀(60)은, 시트형상의 정극(61)과 시트형상의 부극(62)이 세퍼레이터(63)를 통하여 적층되고 이루어지고, 이 베어 셀(60)이 상기 2장의 외장체(50)의 사이의 공간에 수용되어 있다. 상기 정극(61)의 단부가 외장체(50)의 정극 도전부(56)에 접합(초음파 접합, 솔더링 도전성 접착제에 의한 접착 등)됨에 의해 정극(61)이 정극 도전부(56)에 전기적으로 접속되고, 상기 부극(62)의 단부가 외장체(50)의 부극 도전부(54)에 접촉 상태가 됨에 의해 부극(62)이 부극 도전부(54)에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시 형태에서는, 부극(62)의 단부와 부극 도전부(54)와의 접촉은, 면접촉이다(도 1 참조).
상기 축전 디바이스(1)는, 베어 셀(60)을 본체(51)의 오목부(52)에 수납하여 덮개체(55)를 씌우고, 전해액 주입구를 남기고 본체(51)의 플랜지(53)과 덮개체(55)와의 접촉부의 열융착성 수지층(4, 14)끼리를 히트 실 하고, 전해액을 주입한 후에 상기 전해액 주입구를 히트 실 함에 의해 밀봉한 것이다. 본 실시 형태에서는, 대기압보다 작은 기압 분위기하에서 상기 열융착성 수지층(4, 14)끼리의 접합을 행하여 밀봉한 것이고, 얻어진 축전 디바이스(1)에서는, 디바이스 본체부(60)가 수용되어 있는 공간 내의 내압이, 대기압과 동일 또는 대기압보다 작게 되어 있고, 이에 의해, 부극(62)의 단부와 부극 도전부(54)와의 접촉이 면접촉으로 되어 있다. 이와 같은 면접촉으로 되어 있음으로써 부극(62)의 단부와 부극 도전부(54)와의 사이에서 충분한 도통을 확보할 수 있다.
상기 축전 디바이스(1)에서는, 외장체(50)에 정극 단자부(9) 및 부극 단자부(19)가 마련되어 있기 때문에, 이들 단자부(9, 19)를 통하여 다른 기기에 통전 가능하게 접속할 수 있다. 또한, 베어 셀(디바이스 본체부)을 접속하는 도전부(금속박층)가 외장체의 일부로서 형성되어 있기 때문에, 탭 리드를 이용하지 않아도 통전이 가능하다. 탭 리드를 없앰에 의해, 축전 디바이스의 경량화 및 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 축전 디바이스(1)에서는, 정극(61)의 단부와 정극 도전부(56)가 접합되어 있는 한편, 부극(62)의 단부와 부극 도전부(54)가 (접합되어 있지 않고) 면접촉이 되어 있는 구성이기 때문에, 충전시나 방전시 등에서 디바이스 본체부 등으로부터 가스가 발생한 경우에 가스가 축적하여 가서 외장 케이스(45) 내의 내압이 상승하면, 상기 접촉 상태에 있던 부극 도전부(54)와 부극(62)이 이간하여 서로 비접촉 상태가 되어(도 3 참조), 비도통 상태가 되고, 따라서 이 이상의 가스의 발생, 축적을 억제할 수가 있고, 이에 의해 내압 상승에 의한 외장체(50)의 파열을 방지할 수 있다. 또한, 정극(61)의 단부와 정극 도전부(56)는 접합되어 있기 때문에, 외장 케이스(45) 내의 내압이 상승한 때라도 정극(61)의 단부와 정극 도전부(56)는 이간하지 않는다(도 3 참조).
또한, 상기 실시 형태에서는, 정극(61)과 정극 도전부(56)가 접합되는 한편, 부극(62)과 부극 도전부(54)가 접촉 상태에 있는 구성이 채용되고 있지만, 특히 이와 같은 구성으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 부극(62)과 부극 도전부(54)가 접합되는 한편, 정극(61)과 정극 도전부(56)가 접촉 상태에 있는 구성이 채용되어도 좋고, 또는, 정극(61)과 정극 도전부(56)가 접촉 상태에 있음과 함께, 부극(62)과 부극 도전부(54)가 접촉 상태에 있는 구성이 채용되어도 좋다. 어느 구성이라도, 가스가 축적하여 가서 외장 케이스(45) 내의 내압이 상승하면, 접촉 상태에 있는 전극과 도전부가 이간하여, 비도통 상태가 되고, 이 이상의 가스의 발생, 축적을 억제할 수 있고 외장체의 파열을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 축전 디바이스(1)의 다른 실시 형태를 도 4, 5에 도시한다. 본 실시 형태에서는, 정극(61)과 정극 도전부(56)가 면접촉 상태에 있고, 부극(62)과 부극 도전부(54)가 면접촉 상태에 있는 구성이 채용되어 있다. 또한, 본체(51)(외장체(50))에서의 부극 도전부(54)를 포함하는 영역에, 디바이스 본체부(60)측으로 우묵한 요함부(71)가 형성되어 있음과 함께, 덮개체(55)(외장체(50))에서의 정극 도전부(56)를 포함하는 영역에, 디바이스 본체부(60)측으로 우묵한 요함부(71)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 요함부(71)의 평면시 형상은, 원형상이다(도 5 참조). 상기 요함부(71)는, 장출 성형, 드로잉 성형 등의 성형을 행함에 의해 형성할 수 있다. 상술한 구성을 제외하고 다른 구성은, 상기 실시 형태(도 1, 2)와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
도 4, 5에 도시하는 축전 디바이스(1)에서는, 정극(61)과 정극 도전부(56)가 면접촉 상태에 있고, 부극(62)과 부극 도전부(54)가 면접촉 상태에 있는 구성이 채용되어 있기 때문에, 가스가 발생하여 내압이 상승하면, 상기 요함부(71)가, 상하 어느 것도, 도 6에 도시하는 바와 같이, 외방으로 팽창해서 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부(81)로 반전하고, 이 볼록부(81)와 디바이스 본체부(60)와의 사이에 형성된 공간(82)에 발생 가스가 수용된다(반전한 볼록부(81)와 디바이스 본체부(60)와의 사이의 공간이 가스 쌓임 공간(82)이 된다). 또한, 가스가 발생하여 내압의 상승에 의해 외장체(50)의 요함부(71)가 팽창해서 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부(81)로 반전함으로써, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 접촉 상태에 있던 도전부(54, 56)와 전극(62, 61)이 이간하기 때문에(비접촉 상태가 되기 때문에), 비도통 상태가 되고, 따라서 이 이상의 가스의 발생, 축적을 억제할 수가 있어서, 내압 상승에 의한 외장체(50)의 파열을 방지할 수 있다.
상기 요함부(71)를 형성하는 측면은, 그 요함부(71)의 저면부터 요함부(71)의 개구부를 향하여, 요함부(71)의 내방부터 외방을 향하여 경사하는 경사면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다(도 4 참조). 즉, 도 4에서, 요함부(71)의 저면과 측면이 이루는 각도(α)는, 90도 보다 크게 설정된` 것이 바람직하고, 그 중에서도, 100°≤α≤160°의 범위로 설정되는 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 120°≤α≤150°의 범위이다. 상기 각도(α)가 90도 보다 크게 설정되어 있는 경우에는, 가스의 발생, 축적에 의해 내압이 상승하면, 상기 요함부(71)가, 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부(81)로 반전하기 쉬운 것으로 된다.
상기 요함부(71)의 평면시 형상으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 개략 원형상, 개략 타원형상 외에, 사각형 형상, 육각형 형상 등의 다각형 형상 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 요함부(71)의 평면시 형상은, 개략 원형상 또는 개략 타원형상인 것이 바람직하다. 개략 원형상 또는 개략 타원형상인 경우에는, 가스의 발생, 축적에 의해 내압이 상승한 때에, 상기 요함부(71)가, 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부로 반전하기 쉬운 것으로 된다.
상기 요함부(71)의 깊이는, 0.5㎜∼2㎜로 설정되는 것이 바람직하다. 0.5㎜ 이상으로 함으로써, 반전한 볼록부(81)에 의해 형성되는 가스 저장부의 공간을 충분히 확보할 수 있음과 함께, 발생 가스의 축적에 의해 요함부(71)가 팽창해서 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부(81)로 반전한 때에, 접촉 상태에 있던 도전부와 전극이 확실하게 이간하는 것으로 되어, 내압이 상승한 때에 도통의 차단(비도통 상태)을 확실하게 확보할 수 있다. 또한, 2㎜ 이하로 함으로써 축전 디바이스의 박형화, 스페이스 절약화를 도모할 수 있다.
본 발명에서, 정극 도전부(금속박 노출부)(56)의 형성은, 다음과 같이 하여 행할 수 있다. 상기 제1 금속박층(2)의 일방의 면(제1의 면)에 제2 접착제층(도시 생략)을 통하여 제1 열융착성 수지층(4)을 맞붙인다. 이 때, 정극 도전부(금속박 노출부)에 대응하는 부분을 제외한 영역에 제2 접착제층을 구성하는 접착제를 도포하고, 정극 도전부(금속박 노출부)에 대응하는 영역에는 접착제를 도포하지 않는다. 이와 같은 접착제 미도포 영역을 형성한 상태에서 제1 금속박층(2)에 제1 열융착성 수지층(4)을 맞붙인다. 접착제는, 제1 금속박층(2) 및 제1 열융착성 수지층(4)의 합침면 중의 어느 쪽에 도포하여도 좋다.
뒤이어, 접착제 미도포 영역에 있는 제1 열융착성 수지층(4)을 제거함에 의해, 금속박 노출부(정극 도전부)(56)를 형성한다. 예를 들면, 제1 열융착성 수지층(4)에서의 접착제 미도포 영역의 주연에 레이저를 조사하고` 제1 열융착성 수지층을 절단하여 제거함에 의해, 금속박 노출부(정극 도전부)(56)를 형성한다. 상기 레이저의 종류는 특히 한정되지 않고, 예를 들면, YAG 레이저로 대표되는 고체 레이저, 탄산가스 레이저에 대표되는 가스 레이저 등을 들 수 있다.
상기 부극 도전부(금속박 노출부)(54)의 형성, 정극 단자부(금속박 노출부)(9)의 형성 및 부극 단자부(금속박 노출부)(19)의 형성도, 상술한 정극 도전부(금속박 노출부)(56)의 형성 수법과 같은 수법으로 행할 수 있다.
또한, 상술한 금속박 노출부(9, 19, 54, 56)의 형성 수법은, 그 한 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 특히 이와 같은 수법으로 한정되는 것이 아니다.
본 발명에서, 상기 전극과 상기 도전부가 접촉 상태에 있음에 의해 상호의 전기적인 접속이 이루어진 구성을 채용하는 경우에는, 당해 전극과 당해 도전부가, 도전성 조성물의 도포에 의해 형성된 도포층(75)을 통하여 서로 접촉 상태(면접촉 상태가 특히 바람직하다)에 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다(도 7 참조). 이와 같은 도포층(75)을 상호간에 개재시킴에 의해 도전부와 전극과의 밀착성이 향상하기 때문에, 접촉 상태에 있는 도전부와 전극과의 도통 상태를 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 도포층(75)은, 전극 및 도전부 중의 적어도 어느 일방에 상기 조성물을 도포하여 형성시킨다. 도 7에서는, 도포층(75)은, 도전부(금속박 노출부)의 일부에 도포되고 형성되어 있지만, 도전부(금속박 노출부)의 전면에 도포된 구성을 채용하여도 좋다.
상기 도포층(75)을 형성하기 위한 도전성 조성물로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 결착제(바인더) 및 도전 조재를 함유하는 조성물을 예시할 수 있다. 상기 결착제로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, PVDF(폴리불화비닐리덴), SBR(스티렌부타디엔 고무), CMC(카르복시메틸셀룰로스나트륨염), PAN(폴리아크릴로니트릴), 직쇄형다당류 등을 들 수 있다. 또한, 상기 도전 조재로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, CB(카본블랙), CNT(카본나노튜브) 등을 들 수 있다. 통상은, 결착제를 그 결착제마다에 적합한 용매로 용해시킨 후에 도포하고, 건조 공정에 의해 용매를 제거하여 상기 도포층(75)을 형성하는 것이 좋다. 상기 용매가 잔류하지 않도록 건조를 행한` 것이 바람직하다. 상기 조성물의 도포 방법으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 그라비어코트법 등을 들 수 있다. 상기 도포층(75)의 두께는, 10㎛∼50㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 도전부와 전극을 접촉시키는데 상호간에 이와 같은 도포층(75)을 개재시킨 경우에 있어서, 가스가 발생하여 외장 케이스(45) 내의 내압이 상승하면, 외장체가 팽창함으로써, 도포층을 통하여 접촉 상태에 있는 도전부와 전극이 이간하여 서로 비접촉 상태가 되고, 도통이 차단된다.
본 발명에서는, 디바이스 본체부(60)는, 대기압보다 작은 분위기하에서 수용되어 외장체의 주연부끼리가 접합 밀봉되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함에 의해, 수용부(오목부)(52)의 공간을 작게 할 수 있고, 또한 수용부(52)의 공간이 디바이스 본체부(60)와 같은 체적이 된 후는 수용 공간 내의 내압을 대기압 이하에 유지할 수 있기 때문에, 외장체에 대해 항상 외부로부터의 압력이 내향으로(내부측을 향하여) 가하게 되고, 이에 의해 접촉 상태에 있는 전극과 도전부와의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 충분히 접촉하고 있는 면접촉으로 할 수가 있어서, 충분한 도통을 확보할 수 있다. 이와 같은 구성으로 하려면, 예를 들면, 상기 2장의 외장체의 주연부의 열융착성 수지층 사이의 접합을, 0.002㎫(2㎪) 이하의 분위기에서 행하는 것이 바람직하고, 0.001㎫(1㎪) 이하의 분위기에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 그러나, 상기 디바이스 본체부(60)가 수용되어 있는 공간 내의 내압은 0.01㎫(10㎪)보다 작은 구성인 것이 바람직하고, 또한 1㎪∼10㎪의 범위로 설정되어 있는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 디바이스 본체부(60)의 한 예로서의 베어 셀로서, 권회형의 것을 예시하고 있지만, 특히 이와 같은 구성으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 정극/세퍼레이터/부극으로 이루어지는 3층 적층 구조(비권회 타입)라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 일방의 외장체(50)에 오목부(52)를 형성하고 있는데, 그 오목부(52)의 형성은, 본 발명에서 필수의 구성이 아니고, 양방의 외장체(50)에 오목부을 마련하지 않는` 구성을 채용하여 이 한 쌍의 외장체(50)의 사이의 공간에 디바이스 본체부(60)를 수용하고 외장체(50)의 주연부끼리를 밀봉한 구성으로 하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 외장체(50)를 구성하는 각 층의 재료는, 축전 디바이스의 외장재로서 사용할 수 있는 한, 임의의 재료를 사용할 수 있다. 바람직한 재료는 이하와 같다.
(내열성 수지층)
상기 제1, 2 내열성 수지층(외측층)(8, 18)을 구성하는 내열성 수지로서는, 외장체를 히트 실 한 때의 히트 실 온도로 용융하지 않는 내열성 수지를 사용한다. 상기 내열성 수지로서는, 열융착성 수지층을 구성하는 열융착성 수지의 융점보다 10℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 열융착성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 제1, 2 내열성 수지층(8, 18)으로서는, 예를 들면, 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름 등을 들 수 있고, 이들의 연신 필름이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 성형성 및 강도의 점에서, 2축 연신 폴리아미드 필름 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름, 또는 이들을 포함하는 복층 필름이 특히 바람직하고, 또한 2축 연신 폴리아미드 필름과 2축 연신 폴리에스테르 필름이 맞붙여진 복층 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리아미드 필름으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 6나일론 필름, 6,6나일론 필름, MXD나일론 필름 등을 들 수 있다. 또한, 2축 연신 폴리에스테르 필름으로서는, 2축 연신 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등을 들 수 있다.
또한, 상기 제1, 2 내열성 수지층(8, 18)의 표면의 활성(滑り性)을 향상시켜서 성형용 금형과의 활주성을 높이기 위해 윤활제 및/또는 고체 미립자를 배합하는 것도 바람직하다.
상기 제1, 2 내열성 수지층(8, 18)의 두께는, 모두, 9㎛∼50㎛인 것이 바람직하다. 상기 알맞은 하한치 이상으로 설정함으로써 포장재로서 충분한 강도를 확보할 수 있음과 함께, 상기 알맞은 상한치 이하로 설정함으로써 성형시의 응력을 작게 할 수 있고 성형성을 향상시킬 수 있다.
(열융착성 수지층)
내측층인 제1, 2 열융착성 수지층(4, 14)은, 리튬이온 2차전지 등에서 사용되는 부식성이 강한 전해액 등에 대해서도 우수한 내약품성을 구비시킴과 함께, 포장재에 히트 실 성을 부여하는 역할을 담당하는 것이다.
상기 제1, 2 열융착성 수지층(4, 14)으로서는, 열가소성 수지 미연신 필름인 것이 바람직하다. 상기 열가소성 수지 미연신 필름은, 특히 한정되는 것은 아니지만, 내약품성 및 히트 실 성의 점에서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 올레핀계 공중합체, 이들의 산변성물 및 아이오노머로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 올레핀계 공중합체로서, EVA(에틸렌·아세트산 비닐 공중합체), EAA(에틸렌·아크릴산 공중합체), EMAA(에틸렌·메타아크릴산 공중합체)를 예시할 수 있다. 또한, 폴리아미드 필름(예를 들면 12나일론) 이나 폴리이미드 필름도 사용할 수 있다.
상기 제1, 2 열융착성 수지층(4, 14)도 또한 상기 내열성 수지층과 같이, 표면의 활성을 높이기 위해 윤활제 및/또는 고체 미립자를 배합하는 것이 바람직하다.
상기 제1, 2 열융착성 수지층(4, 14)의 두께는, 모두 20㎛∼80㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 20㎛ 이상으로 함으로써 절연성을 충분히 확보할 수 있음과 함께, 80㎛ 이하로 설정함으로써 수지 사용량을 저감할 수 있고 비용 저감을 도모할 수 있다. 그 중에서도, 상기 제1, 2 열융착성 수지층(4, 14)의 두께는, 모두 20㎛∼50㎛로 설정되는 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 제1, 2 열융착성 수지층은, 단층이라도 좋고, 복층이라도 좋다. 복층 필름으로서, 블록 폴리프로필렌 필름의 양면에 랜덤 폴리프로필렌 필름을 적층한 삼층 필름을 예시할 수 있다.
(금속박층)
상기 제1, 2 금속박층(2, 12)은, 외장체(50)에 산소나 수분의 침입을 저지하는 가스 배리어성을 부여하는 역할을 담당하는 것이다. 상기 제1, 2 금속박층(2, 12)은, 금속박 노출부를 도전부로서 이용하는 경우에는, 도전성이 좋은 금속박을 사용한다. 예를 들면, 알루미늄박, 구리박, 니켈박, 스테인리스박, 또는 이들의 클래드박, 이들의 소둔박(燒鈍箔) 또는 미소둔박 등을 들 수 있다. 또한, 니켈, 주석, 구리, 크롬 등의 도전성 금속으로 도금한 금속박, 예를 들면 도금한 알루미늄박을 사용한 것도 바람직하다. 상기 도전성 도금 피막은 금속박층의 적어도 금속박 노출부에 대응하는 부분에 형성되어 있으면 좋다. 또한, 상기 금속박층은, 하지 처리로서 하기한 화성 처리를 시행하여 화성피막을 형성하는 것도 바람직하다.
(금속박층의 화성피막)
라미네이트 외장체(50)의 외측층 및 내측층은, 수지로 이루어지는 층이고, 이들의 수지층에는 극미량이지만, 케이스의 외부로부터는 광, 산소, 액체가 들어갈 우려가 있고, 내부로부터는 내용물(전지의 전해액, 식품, 의약품 등)이 스며들 우려가 있다. 이들의 침입물이 금속박층에 도달한다면 금속박층의 부식 원인이 된다. 그래서, 금속박층(2, 12)의 표면에 내식성이 높은 화성피막을 형성하는 것이 바람직하고, 이에 의해 금속박층(2, 12)의 내식성 향상을 도모할 수 있다.
상기 화성피막은, 금속박 표면(금속박의 적어도 일방의 표면)에 화성 처리를 시행함에 의해 형성되는 피막이고, 예를 들면, 금속박에 크로메이트 처리, 지르코늄 화합물을 사용한 논크롬형 화성 처리를 시행함에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면,
1) 인산과, 크롬산과, 불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액.
2) 인산과, 아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와, 크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액.
3) 인산과, 아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와, 크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액.
상기 1)∼3) 중의 어느 하나의 수용액을 도포한 후, 건조함에 의해 화성 처리를 시행한다.
상기 화성피막은, 크롬 부착량(편면당)으로서 0.1㎎/㎡∼50㎎/㎡가 바람직하고, 특히2㎎/㎡∼20㎎/㎡가 바람직하다.
상기 금속박층(2, 12)의 두께는, 20㎛∼200㎛인 것이 바람직하다. 20㎛ 이상임으로써 금속박을 제조할 때의 압연시나 히트 실 시의 핀 홀이나 깨짐의 발생을 방지할 수 있음과 함께, 200㎛ 이하임으로써 장출 성형시나 드로잉 성형시의 응력을 작게 할 수가 있어서 성형성을 향상시킬 수 있다.
(제1 접착제층)
상기 제1 접착제층은, 금속박층(2, 12)과, 외측층인 내열성 수지층(8, 18)과의 접합을 담당하는 층이고, 예를 들면, 주제로서의 폴리에스테르 수지와 경화제로서의 다관능 이소시아네이트 화합물에 의한 2액 경화형 폴리에스테르-우레탄계 수지, 또는 폴리에테르-우레탄계 수지를 포함하는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
(제2 접착제층)
상기 제2 접착제층은, 금속박층(2, 12)과, 내측층인 열융착성 수지층(4, 14)과의 접합을 담당하는 층이고, 예를 들면, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 폴리올레핀계 접착제, 일래스토머계 접착제, 불소계 접착제 등에 의해 형성된 접착제층을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴계 접착제, 폴리올레핀계 접착제를 사용하는 것이 바람직하고, 이 경우에는, 외장체(50)의 내(耐)전해액성 및 수증기 배리어성을 향상시킬 수 있다. 또한, 외장체(50)를 전지 케이스로서 사용하는 경우는, 산변성 폴리프로필렌, 산변성 폴리에틸렌 등의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 접착제층 및 제2 접착제층은, 상술한 접착제 미도포 영역을 판별하기 쉽다 하기 위해, 상기 접착제에 유기계 안료, 무기계 안료, 색소 등의 착색제를 접착제 성분 100질량부에 대해 0.1질량부∼5질량부의 범위에서 첨가하여도 좋다. 상기 유기계 안료로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 레이크레드, 나프톨류, 한자엘로, 디스아조옐로, 벤즈이미다졸론 등의 아조계 안료, 퀴노프탈론, 이소인돌린, 피롤로피롤, 디옥사진, 프탈로시아닌블루, 프탈로시아닌그린 등의 다환식계 안료, 레이크레드C, 왓충 레드 등의 레이크 안료 등을 들 수 있다. 또한, 상기 무기계 안료로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 카본블랙, 산화티탄, 탄산칼슘, 카올린, 산화철, 산화아연 등을 들 수 있다. 또한, 상기 색소로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 트리나트륨염(황색4호) 등의 황색 색소류, 디나트륨염(적색3호) 등의 적색 색소류, 디나트륨염(청색1호) 등의 청색 색소류 등을 들 수 있다.
또한, 외장체(50)의 총두께는 50㎛∼300㎛의 범위가 바람직하다. 총두께 50㎛ 미만에서는 성형시 및 히트 실 시에 깨짐이나 핀홀이 발생하기 쉽게 된다. 또한 총두께 300㎛를 초과하면 성형성이 저하될 우려가 있다.
실시례
다음에, 본 발명의 구체적 실시례에 관하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시례의 것으로 특히 한정되는 것이 아니다.
<실시례 1>
두께 40㎛의 알루미늄박의 양면에, 폴리아크릴산, 인산, 크롬과 불소의 화합물을 포함하는 화성 처리액을 도포하고, 150℃로 건조를 행하여, 크롬 부착량이 3㎎/㎡가 되도록 하였다.
상기 화성 처리 완료 알루미늄박(금속박층)의 일방의 면에, 폴리에스테르-우레탄계 접착제를 도포하였다. 이 도포할 때에, 알루미늄박의 일방의 면의 단부의 일부를 마스킹(마스킹 테이프 부착)에 의해 접착제 미도포 영역으로 하였다. 그리고 나서, 이 폴리에스테르-우레탄계 접착제 도포면에 두께 25㎛의 2축 연신 폴리아미드 필름(내열성 수지층)을 맞붙였다. 뒤이어, 상기 알루미늄박의 타방의 면에, 산변성 폴리프로필렌계 접착제를 도포하였다. 이 도포할 때에, 알루미늄박의 타방의 면의 중앙부를 마스킹(마스킹 테이프 부착)에 의해 접착제 미도포 영역으로 하였다. 그리고 나서, 이 산변성 폴리프로필렌계 접착제 도포면에 두께 40㎛의 미연신 폴리프로필렌 필름(열융착성 수지층)을 맞붙임에 의해, 적층체를 얻었다.
다음에, 상기 적층체에서의 내열성 수지층의 접착제 미도포 영역의 주연에 레이저를 조사하여 내열성 수지층을 절단하고, 접착제 미도포 영역에 있는 내열성 수지층을 제거하여, 단자부를 형성하였다. 또한, 상기 적층물에서의 열융착성 수지층의 접착제 미도포 영역의 주연에 레이저를 조사하여 열융착성 수지층을 절단하고, 접착제 미도포 영역에 있는 열융착성 수지층을 제거하고`, 도전부를 형성하여, 플랫 시트의 외장체(50)를 얻었다. 이 외장체(50)를 2장 준비하였다.
다음에, 상기 2장의 외장체를 사용하여, 전항에서 설명한 방법, 구성을 채용하여 도 1, 2에 도시하는 구성의 전지를 작성하였다. 전해액으로서는, 에틸렌카보네이트(EC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC)가 등량 체적비로 배합된 혼합 용매에, 헥사플루오로인산리튬(LiPF6)이 농도 1몰/ℓ로 용해된 전해액을 사용하여 이것을 베어 셀과 함께, 상기 2개의 외장체로 형성된 수용 공간내에 수용하였다. 또한, 상기 2장의 외장체의 주연부의 열융착성 수지층끼리의 히트 실 접합은, 대기압보다 낮은 1㎪의 기압 분위기하에서 행하였다.
<실시례 2>
실시례 1에서 작성한 외장체와 같은 외장체를 2장 준비하고, 이 2장의 외장체를 사용하여, 전항에서 설명한 방법, 구성을 채용하여 도 4, 5에 도시하는 구성의 전지를 작성하였다. 전해액으로서는, 실시례 1과 동일한 전해액을 사용하였다. 또한, 요함부(71)의 저면과 측면이 이루는 각도(α)는, 150°로 설정함과 함께, 요함부(71)의 깊이는 1㎜로 설정하였다. 또한, 상기 2장의 외장체의 주연부의 열융착성 수지층끼리의 히트 실 접합은, 대기압보다 낮은 1㎪의 기압 분위기하에서 행하였다.
상기한 바와 같이 하여 얻어진 실시례 1, 2의 전지에서의 외장체의 파열 방지성을 하기 평가법에 의해 평가하였다.
<파열 방지성 평가법>
과도한 승온을 행하여 전해액의 분해(분해 가스의 발생)를 촉진함에 의해, 각 전지의 내압을 서서히 상승시켜 가고, 그 때의 전지의 거동을 조사하였다.
본 발명의 실시례 1의 전지에서는, 90℃까지 승온을 행하여 분해 가스의 축적에 의해 내압이 상승한 때에, 외장체가 외방으로 팽창함에 의해, 접촉 상태에 있던 부극 도전부(54)와 부극(62)이 이간하여 서로 비접촉 상태가 되었다(도통이 차단되어 비도통 상태가 되었다)(도 3 참조). 또한, 상호 접합되어 있던 정극 도전부(56)와 정극(61)은, 이간한 일 없이 접합 상태가 유지되어 있다(도 3 참조).
본 발명의 실시례 2의 전지에서는, 90℃까지 승온을 행하여 분해 가스의 축적에 의해 내압이 상승한 때에, 2개의 요함부(71)가, 모두 팽창해서 외방측을 향하여 돌출하는 볼록부(81)로 반전하고, 이에 의해, 접촉 상태에 있던 도전부와 전극이 이간하여 서로 비접촉 상태가 되었다(도통이 차단되어 비도통 상태가 되었다)(도 6 참조).
따라서 본 발명의 실시례 1, 2의 전지는, 실사용(충전, 방전 등) 상태에서, 발생 가스가 축적하여 내압이 상승한 경우가 있었다고 하더라도, 이 내압이 상승한 때에 도통이 차단되어, 이미 이 이상의 가스가 발생하지 않게 되기 때문에, 외장체의 파열을 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 축전 디바이스는 구체례로서 예를 들면,
·리튬 2차전지(리튬이온 전지, 리튬폴리머 전지 등) 등의 전기화학 디바이스
·리튬이온 커패시터
·전기 2중층 콘덴서 등을 들 수 있다.
본 출원은, 2015년 4월 28일자로 출원된 일본 특허출원 특원2015-91042호의 우선권 주장을 수반하는 것이고, 그 개시 내용은, 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.
여기서 사용되는 용어 및 설명은, 본 발명에 관한 실시 형태를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은, 청구의 범위 내라면, 그 정신을 일탈하는 것이 아닌 한 어떠한 설계적 변경도 허용하는 것이다.
1 : 축전 디바이스 2 : 제1 금속박층
4 : 제1 열융착성 수지층 8 : 제1 내열성 수지층
9 : 정극 단자부(금속박 노출부) 12 : 제2 금속박층
14 : 제2 열융착성 수지층 18 : 제2 내열성 수지층
19 : 부극 단자부(금속박 노출부) 50 : 외장체
54 : 부극 도전부(금속박 노출부) 56 : 정극 도전부(금속박 노출부)
60 : 디바이스 본체부 61 : 정극
62 : 부극 71 : 요함부
75 : 도포층 81 : 반전한 볼록부

Claims (12)

  1. 디바이스 본체부와, 그 디바이스 본체부를 수용하는 외장체 2장을 구비하고,
    상기 외장체는 금속박층과, 이 금속박층의 일방의 면에 적층된 열융착성 수지층을 가지며, 상기 금속박층의 상기 일방의 면의 일부에, 상기 열융착성 수지층으로 피복되지 않은 도전부가 마련되고,
    서로의 열융착성 수지층끼리가 마주 보도록 배치된 상기 2장의 외장체의 사이의 공간에 상기 디바이스 본체부가 수용되고, 상기 2장의 외장체의 주연부의 열융착성 수지층끼리가 접합되어 밀봉되고,
    상기 디바이스 본체부의 정극이, 상기 일방의 외장체의 도전부에 전기적으로 접속되고, 상기 디바이스 본체부의 부극이, 상기 타방의 외장체의 도전부에 전기적으로 접속되고, 상기 정극 및 부극 중의 적어도 일방의 전극은, 상기 도전부에 대해 접촉 상태에 있음에 의해 상기 전기적인 접속이 행하여져 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외장체는, 상기 금속박층의 타방의 면에 적층된 내열성 수지층을 또한 구비하고, 상기 금속박층의 타방의 면의 일부에, 상기 내열성 수지층으로 피복되지 않은 단자부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 내열성 수지층이 2축 연신 폴리아미드 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 내열성 수지층이 2축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 내열성 수지층이, 2축 연신 폴리아미드 필름과 2축 연신 폴리에스테르 필름이 맞붙여진 복층 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 외장체는, 상기 접촉 상태에 있음에 의해 전기적인 접속이 이루어져 있는 도전부를 포함하는 영역에서 상기 디바이스 본체부측으로 우묵한 요함부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 요함부의 저면과 측면이 이루는 각도가 90도 보다 큰 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 요함부의 저면과 측면이 이루는 각도를 「α」로 하였을 때, 100°≤α≤160°인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 요함부의 평면시 형상은, 개략 원형상 또는 개략 타원형상인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 접촉 상태에 있음에 의해 전기적인 접속이 이루어져 있는 상기 도전부와 전극이, 도전성 조성물의 도포에 의해 형성된 도포층을 통하여 서로 접촉 상태에 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 디바이스 본체부가 수용되어 있는 공간 내의 내압이 대기압 이하인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  12. 제 11항에 있어서,
    대기압보다 작은 기압 분위기하에서 상기 주연부의 열융착성 수지층끼리의 접합이 행하여진 것인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
KR1020160044211A 2015-04-28 2016-04-11 축전 디바이스 KR102537627B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015091042A JP6816937B2 (ja) 2015-04-28 2015-04-28 蓄電デバイス
JPJP-P-2015-091042 2015-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160128214A true KR20160128214A (ko) 2016-11-07
KR102537627B1 KR102537627B1 (ko) 2023-05-30

Family

ID=57411311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160044211A KR102537627B1 (ko) 2015-04-28 2016-04-11 축전 디바이스

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6816937B2 (ko)
KR (1) KR102537627B1 (ko)
CN (2) CN205790079U (ko)
TW (1) TWI708416B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6816937B2 (ja) * 2015-04-28 2021-01-20 昭和電工パッケージング株式会社 蓄電デバイス
JP6861016B2 (ja) * 2015-11-19 2021-04-21 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池
CN106784418B (zh) * 2016-12-16 2020-01-10 苏州福斯特光伏材料有限公司 一种防腐蚀处理层及其在锂电池软包装材料中的应用
JP7066719B2 (ja) * 2017-08-10 2022-05-13 倉敷紡績株式会社 電極シート製造方法、全固体電池および全固体電池製造方法
WO2021157731A1 (ja) * 2020-02-07 2021-08-12 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス、及び、蓄電デバイスの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007157678A (ja) 2005-05-23 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ラミネート電池の安全機構
KR20090081336A (ko) * 2008-01-23 2009-07-28 소니 가부시끼 가이샤 비수전해질 전지 및 비수전해질 전지의 제조 방법
KR20130050246A (ko) * 2011-11-07 2013-05-15 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 전지용 외장체, 전지용 외장체의 제조 방법 및 리튬 이차 전지
KR20140057195A (ko) * 2011-04-12 2014-05-12 제이에스알 가부시끼가이샤 축전 디바이스
KR20140141429A (ko) * 2013-05-31 2014-12-10 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 전지용 외장재 및 전지

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2519576B2 (ja) * 1990-06-04 1996-07-31 日本電池株式会社 予備電池付蓄電池
JP2856365B2 (ja) * 1991-03-15 1999-02-10 株式会社村田製作所 偏平型電源素子
US5358539A (en) * 1992-10-29 1994-10-25 Valence Technology, Inc. Method for making a battery assembly
JP4270599B2 (ja) * 1998-04-02 2009-06-03 大日本印刷株式会社 薄型電池
JP4132588B2 (ja) * 2000-06-16 2008-08-13 Ｔｄｋ株式会社 電気化学デバイス
JP2003123832A (ja) * 2001-10-11 2003-04-25 Nec Tokin Corp ラミネートフィルム外装蓄電デバイスおよびその製造方法
JP2003208885A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Mitsubishi Cable Ind Ltd シート状電池
JP2005044523A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Toyota Motor Corp 二次電池の電流遮断構造およびその構造を備えた二次電池
JP3882818B2 (ja) * 2004-01-15 2007-02-21 ソニー株式会社 電池パック
US20120052341A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Duk-Jung Kim Rechargeable battery
JP6816937B2 (ja) * 2015-04-28 2021-01-20 昭和電工パッケージング株式会社 蓄電デバイス

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007157678A (ja) 2005-05-23 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ラミネート電池の安全機構
KR20090081336A (ko) * 2008-01-23 2009-07-28 소니 가부시끼 가이샤 비수전해질 전지 및 비수전해질 전지의 제조 방법
KR20140057195A (ko) * 2011-04-12 2014-05-12 제이에스알 가부시끼가이샤 축전 디바이스
KR20130050246A (ko) * 2011-11-07 2013-05-15 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 전지용 외장체, 전지용 외장체의 제조 방법 및 리튬 이차 전지
KR20140141429A (ko) * 2013-05-31 2014-12-10 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 전지용 외장재 및 전지

Also Published As

Publication number Publication date
TWI708416B (zh) 2020-10-21
CN205790079U (zh) 2016-12-07
CN106098969A (zh) 2016-11-09
JP6816937B2 (ja) 2021-01-20
KR102537627B1 (ko) 2023-05-30
TW201639226A (zh) 2016-11-01
JP2016207592A (ja) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10957954B2 (en) Electrochemical device
US10756313B2 (en) Thin power storage device and production method thereof
CA2713186C (en) Sealed type cell manufacturing method
TWI728961B (zh) 蓄電裝置用外裝體
TWI657256B (zh) 電化學裝置及其製造方法
JP5456952B2 (ja) 安全弁を備えた電池
KR20160128214A (ko) 축전 디바이스
TW201703310A (zh) 蓄電裝置用外裝體及蓄電裝置
KR101229228B1 (ko) 수분 차단성이 향상된 이차전지
JP2010267593A (ja) 蓄電デバイス
JP2009087628A (ja) 扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シート
JP7466975B2 (ja) 二次電池用電池ケースおよびガス排出部の製造方法
US20190348644A1 (en) High power battery and battery case
KR20120080148A (ko) 리튬 폴리머 이차 전지
KR20100005810A (ko) 접착력이 향상된 파우치, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는이차전지
US20200227715A1 (en) Secondary battery capable of equalizing internal/external pressure
JP2004031161A (ja) 組電池
JP5479203B2 (ja) 蓄電デバイス
JP2009231153A (ja) フィルム外装電気化学デバイス
TWI700177B (zh) 層壓外裝材
KR101458259B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 그 제조방법
KR102660400B1 (ko) 파우치 필름 적층체 및 이차 전지
JP2015103291A (ja) ラミネート型電池
JP2017098178A (ja) 二次電池
JP2004031162A (ja) 組電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant