WO2018097054A1 - 蓄電デバイス用外装ケース及びその製造方法 - Google Patents

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WO2018097054A1
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case
corner
electricity storage
punch
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勇二 南堀
喜彦 山西
伊藤 芳規
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昭和電工パッケージング株式会社
昭和電工株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention is for batteries and capacitors used for portable devices such as smartphones and tablets, hybrid vehicles, electric vehicles, wind power generation, solar power generation, storage devices such as batteries and capacitors used for storage of night electricity.
  • the present invention relates to an exterior case and a manufacturing method thereof.
  • substantially rectangular parallelepiped shape is used to include “substantially cubic shape”.
  • substantially polygonal column shape is used to mean “polygonal column shape whose bottom surface is a substantially regular polygon”.
  • substantially polygonal column shape is used to include the “substantially rectangular parallelepiped shape”.
  • the term “upper” means a direction (upward in FIG. 7) from the bottom opening of the exterior case toward the top wall of the housing case,
  • the term means the direction from the top wall of the storage case to the bottom opening (the direction downward in FIG. 7)
  • the term “horizontal” means the direction parallel to the surface of the top wall of the storage case
  • the term “vertical” means a direction perpendicular to the surface of the top wall of the storage case.
  • the term “upper” means the direction in which the punch enters the die hole during molding (see FIG. 5), and the term “lower” means true above and above.
  • the term “horizontal” means the direction parallel to the surface of the top wall (formation surface) of the punch, and the term “vertical” means the direction perpendicular to the surface of the top wall of the punch. That means.
  • Lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for notebook computers, video cameras, mobile phones, and the like.
  • this lithium ion secondary battery one having a configuration in which the periphery of a battery main body (a main body including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte) is surrounded by an exterior material is used.
  • an exterior material for packaging the electricity storage device body such as the battery body, for example, an outer layer made of a heat-resistant resin film, an aluminum foil layer, and an inner layer made of a thermoplastic resin film are bonded and integrated in this order. It is publicly known (see Patent Document 1).
  • the electricity storage device is provided in the outer case in which the sealing peripheral portion (flange portion) extends from the peripheral edge of the bottom surface opening of the rectangular parallelepiped housing case whose bottom surface is open toward the outer side in a substantially horizontal direction.
  • the power storage device body is housed in the housing case, and a planar exterior material is superimposed on the bottom surface side of the housing case, and the sealing peripheral portion of the exterior case and the peripheral portion of the planar exterior material are thermally fused. It is configured to be sealed by being bonded (heat sealed). By sealing by such heat seal bonding, leakage of the electrolyte can be prevented.
  • the exterior case is obtained by performing deep drawing or the like on a planar exterior material (see Patent Document 1), and is constituted by a pair of side walls and a ceiling wall adjacent to each other. Since the distortion is concentrated (concentrated) at the time of molding at the trihedral corner, there is a problem that wrinkles and cracks are likely to occur at the trihedral corner of the outer case and it is difficult to ensure sufficient strength. In particular, in the case of obtaining an outer case in which the height (depth) of the housing case is further increased by performing deeper molding, the occurrence of wrinkles and cracks at the trihedral corners and the decrease in strength were remarkable.
  • the present invention has been made in view of such a technical background, and is capable of sufficiently suppressing the concentration of large strains at the trihedral corners, suppressing the occurrence of wrinkles and cracks, and ensuring sufficient strength.
  • An object is to provide an outer case for a device and a manufacturing method thereof.
  • the present invention provides the following means.
  • a power storage device comprising: a storage case having a substantially polygonal column shape with a bottom surface open; and a flange portion extending outward in a substantially horizontal direction from the periphery of the opening of the bottom surface of the storage case.
  • An exterior case for a device Adjacent side walls constituting the housing case are connected via curved corner wall portions arranged between each other, and each side of the top wall constituting the housing case has an upper side of the side wall and a curved surface.
  • each corner edge of the top wall is respectively connected via an upper edge of the corner wall part and a corner vertex part having a curved surface
  • An exterior for an electricity storage device wherein R 1 ⁇ R 2 is satisfied, where “R 1 ” is the curvature radius of the ridge line portion and “R 2 ” is the curvature radius of the vertical cross section of the corner apex portion.
  • the invention [2] includes a substantially rectangular parallelepiped housing case whose bottom surface is open, and a flange portion extending outward in a substantially horizontal direction from the peripheral edge of the opening of the bottom surface of the housing case. And adjacent side walls constituting the housing case are connected via curved corner wall portions disposed between each other, and the top wall constituting the housing case Are connected to the upper side of the side wall via a curved ridge line part, and the four corner edges of the top wall are respectively an upper edge of the corner wall part and a corner apex part having a curved surface.
  • the radius of curvature of the ridge portion is “R 1 ”
  • the radius of curvature of the vertical cross section of the corner apex portion is “R 2 ”
  • the relationship is R 1 ⁇ R 2 To do.
  • each of the housing case and the flange portion is made of a laminated material including a metal foil layer and a sealant layer laminated on one surface of the metal foil layer.
  • An electricity storage device body An exterior member including the exterior case for an electricity storage device according to any one of items 1 to 6, The electricity storage device, wherein the electricity storage device body is covered with the exterior member.
  • adjacent side walls are connected through curved corner wall portions arranged between each other, and each side of the top wall is connected to the upper side of the side walls through curved edge portions,
  • Each corner edge of the top wall is a punch that is connected to the upper edge of the corner wall part via a corner apex part having
  • the method for manufacturing an exterior case for an electricity storage device wherein the substantially polygonal column shape is a substantially rectangular parallelepiped shape. That is, the invention of [9] includes a substantially rectangular parallelepiped punch that is three-dimensionally formed by pushing a material plate, a die having a substantially rectangular parallelepiped hole that receives the material plate pushed into the punch, and the punch.
  • the four sides of the top wall are connected to the upper side of the side wall via the curved ridge line part, and the four corner edges of the top wall are respectively provided with the upper edge of the corner wall part and a curved surface.
  • the storage case portion is provided with a curved corner wall portion, a curved ridge line portion, and a curved corner vertex portion, and the curvature radius R 1 of the ridge line portion is less than the corner vertex portion. Since the configuration is related to the curvature radius R 2 of the vertical cross section, it is possible to sufficiently suppress a large strain from being concentrated on the trihedral corner portion of the housing case portion (the strain can be dispersed), and the trihedral corner portion. It is possible to provide an exterior case with sufficient strength while preventing wrinkles and cracks. Therefore, it is possible to provide an exterior case having a deep housing case portion.
  • the edge in the substantially horizontal direction of the ridge line part and the edge of the corner vertex part facing the edge are connected via the transition wall part (continuously at the transition wall part). Therefore, it is possible to more sufficiently disperse the strain concentrated on the trihedral corners of the housing case portion, and to secure sufficient strength as an exterior case. Therefore, an exterior case having a deeper housing case can be provided.
  • At least a part of the boundary ridge line between the transition wall portion and the ceiling wall in a plan view is a curve that protrudes outward, so that stress in the transition wall portion can be further reduced.
  • the length of the transition wall portion in the horizontal direction is more than 0 mm and not more than 5 mm, the strain concentrated on the trihedral corner portion of the housing case portion can be more sufficiently dispersed.
  • the strength as the exterior case can be further improved.
  • the punch is provided with a curved corner wall portion, a curved ridge line portion and a curved corner apex portion, and the curvature radius S 1 of the ridge line portion is smaller than the vertical cross section of the corner apex portion. Since the drawing is performed using the punch having the relationship of the curvature radius S 2 , it is possible to sufficiently suppress a large strain from being concentrated on the trihedral corner portion of the housing case portion (because the strain can be dispersed). It is possible to manufacture an outer case for an electricity storage device that has sufficient strength while preventing cracks and cracks.
  • FIG. 7 is a perspective view showing one corner wall portion of the housing case and its vicinity in the outer case for the electricity storage device of FIG. 6 from a diagonally lower side (however, the flange portion is omitted).
  • FIG. 7 is a plan view showing one corner apex portion of the housing case and its vicinity in the electricity storage device outer case of FIG. 6 (however, the flange portion is omitted).
  • FIG. 7 is a side view showing one corner apex portion and its vicinity of the housing case in the electricity storage device outer case of FIG. 6 (however, the flange portion is omitted).
  • FIG. 12 is a plan view showing one corner apex portion of the housing case and its vicinity in the electricity storage device outer case of FIG. 11 (however, the flange portion is omitted).
  • FIG. 12 is a side view showing one corner apex portion and the vicinity thereof of the housing case in the electricity storage device outer case of FIG. 11 (however, the flange portion is omitted).
  • It is sectional drawing which shows an example of the laminated structure of the raw material board (exterior material) used with the manufacturing method of this invention. It is sectional drawing which shows one Embodiment of the electrical storage device which concerns on this invention.
  • FIG. 1 A method for manufacturing an outer case for an electricity storage device according to the present invention will be described.
  • One embodiment of a drawing mold 40 used in this manufacturing method is shown in FIG.
  • the drawing mold 40 includes a punch 43 for three-dimensionally forming the material plate 91 by pressing the material plate 91, and a die having a substantially rectangular parallelepiped hole 41a for receiving the material plate 91 pressed into the punch 43. 41 and a blank holder 42 having a substantially rectangular parallelepiped hole 42a into which the punch 43 is inserted (see FIG. 1).
  • the punch 43 has a substantially rectangular parallelepiped shape (see FIG. 1).
  • the punch 43 has four side walls 51, a top wall 52, and a bottom wall 53 (see FIGS. 2 to 4).
  • the side wall 51, the top wall 52, and the bottom wall 53 are all substantially rectangular.
  • adjacent side walls 51 are connected (continuously connected) via curved corner wall portions 44 disposed between each other, and the four sides of the top wall 52 (which form a rectangular shape).
  • each of the corner wall portion 44, the ridge line portion 45, and the corner apex portion 46 has a curved surface that protrudes outward (curved surface that bulges outward) (see FIGS. 2 to 4). Further, the corner wall portion 44, the ridge line portion 45, and the corner vertex portion 46 all have a 1/4 arc (a quarter of a circle) in the cross-sectional view (FIGS. 2 to 4). reference).
  • an edge 45c in the horizontal direction of the ridge line part 45 (a direction parallel to the length direction of the ridge line part 45) and an edge 46c of the corner vertex part 46 facing the edge 45c are a transition wall. They are connected via the part 47 (continuously connected).
  • the transition wall portion 47 has a curved surface that protrudes outward (curved surface that bulges outward).
  • the upper edge of the transition wall 47 is connected to the top wall 52 (continuously connected), and the lower edge of the transition wall 47 is connected to the side wall 51 (continuously connected). (See FIGS. 2 to 4).
  • the transition wall portion 47 is configured such that the radius of curvature gradually decreases from the corner apex portion 46 side toward the ridge line portion 45 side.
  • At least a part of the ridgeline (boundary ridgeline) 54 at the boundary between the transition wall portion 47 and the top wall 52 in a plan view is a curve that protrudes outward (curve that bulges outward). (See FIG. 3).
  • the corner apex portion 46 side of the boundary ridge line 54 is a straight line, and the ridge line portion 45 side of the boundary ridge line 54 is convex outward (curve that bulges outward). (See FIG. 3).
  • At least a part of the ridgeline (boundary ridgeline) 55 at the boundary between the transition wall portion 47 and the side wall 51 in a side view is a curved line (curved upward). (See FIG. 4). Further, in the present embodiment, in the side view, the corner vertex portion 46 side of the boundary ridge line 55 is a straight line, and the ridge line portion 45 side of the boundary ridge line 55 is convex upward (curved upward). (See FIG. 4).
  • the length M of the transition wall portion 47 in the horizontal direction is preferably more than 0 mm and not more than 6 mm (FIGS. 3 and 4). reference).
  • the radius of curvature (S 1 ) of the vertical cross section of the ridge line portion 45 is preferably in the range of 0.05 mm to 4 mm (see FIGS. 3 and 4). Further, “S 2 -S 1 ” (a value obtained by subtracting S 1 from S 2 ) is preferably in the range of 0.1 mm to 4 mm.
  • the horizontal cross-sectional radius of curvature (S 3) of the corner wall portion 44 is preferably in the range of 8mm beyond 0 mm (see Fig. 4).
  • the punch 43 it is preferable to adopt a configuration in which the relational expression M ⁇ 2 (S 2 ⁇ S 1 ) / ⁇ holds.
  • the acute angle portion in the punch 43 can be reduced, and the force applied during molding can be reduced. It can be sufficiently dispersed without being concentrated, and the moldability can be further improved.
  • the outer case 1 for an electricity storage device of the present invention can be manufactured as follows using the drawing mold 40 having the above-described configuration. First, the material plate 91 is sandwiched between the sandwiching surface 41b around the hole 41a of the die 41 and the sandwiching surface 42b around the hole 42a of the blank holder 42 (a sandwiching step). Next, as shown in FIG. 5, the punch 43 is inserted from the hole 42a of the blank holder 42 and further entered into the hole 41a of the die 41 to draw-draw the material plate 91.
  • the exterior case 1 for an electricity storage device as shown can be manufactured.
  • the material plate (exterior material) 91 includes a heat-resistant resin layer 92 as an outer layer, a sealant layer 93 as an inner layer, and a metal foil layer 94 disposed between both layers.
  • a material was used (see FIG. 14).
  • the material plate (exterior material) 91 is formed on the one surface (upper surface) of the metal foil layer 94 via the second adhesive layer (outer adhesive layer) 95 and the heat resistant resin layer (outer side).
  • Layer) 92 is laminated and integrated, and a sealant layer (inner layer) 93 is laminated and integrated on the other surface (lower surface) of the metal foil layer 94 via a first adhesive layer (inner adhesive layer) 96.
  • a laminated material including a metal foil layer 94 and a sealant layer (inner layer) 93 laminated on one surface of the metal foil layer 94 may be used. Good.
  • the obtained outer case 1 for the electricity storage device extends from the periphery of the substantially rectangular parallelepiped housing case 2 with the bottom open and the opening 13 on the bottom surface of the housing case 2 outward in the substantially horizontal direction.
  • the flange portion 3 is provided (see FIGS. 6 and 7).
  • the housing case 2 has substantially the same shape as the upper part of the punch 43 (see FIGS. 6 and 7). That is, the storage case 2 has four side walls 11 and a top wall 12 (see FIGS. 8 to 10).
  • the side wall 11 and the top wall 12 are both substantially rectangular.
  • adjacent side walls 11 are connected (continuously connected) via curved corner wall portions 4 disposed between each other, and the four sides of the top wall 12 (configures a rectangular shape).
  • each of the corner wall portion 4, the ridge line portion 5, and the corner apex portion 6 has a curved surface that protrudes outward (curved surface that swells outward) (see FIGS. 8 to 10). Further, the corner wall portion 4, the ridge line portion 5 and the corner apex portion 6 all form a 1/4 arc (a quarter of a circle) in a sectional view (FIGS. 8 to 10). reference).
  • angular vertex part 6 which opposes this edge 5c are transition walls. They are connected via part 7 (continuously connected).
  • the transition wall 7 has a curved surface that protrudes outward (curved surface that bulges outward).
  • the upper edge of the transition wall 7 is connected to the top wall 12 (continuously connected), and the lower edge of the transition wall 7 is connected to the side wall 11 (continuously connected). (See FIGS. 8 to 10).
  • the transition wall portion 7 is configured such that the radius of curvature gradually decreases from the corner apex portion 6 side toward the ridge line portion 5 side.
  • At least a part of the ridgeline (boundary ridgeline) 14 at the boundary between the transition wall portion 7 and the top wall 12 in a plan view is a curved curve (bulging outward). Curve) (see FIG. 9).
  • angular vertex part 6 side in the said boundary ridgeline 14 is a straight line in planar view
  • the said ridgeline part 5 side in the said boundary ridgeline 14 is a curve (curve which bulges outward) outward. (See FIG. 9).
  • At least a part of the ridgeline (boundary ridgeline) 15 at the boundary between the transition wall portion 7 and the side wall 11 in a side view is a curved line (curved upward).
  • angular vertex part 6 side in the said boundary ridgeline 15 is a straight line in side view, and the said ridgeline part 5 side in the said boundary ridgeline 15 becomes the curve (curve which bulges upwards) upwards. (See FIG. 10).
  • the outer case 1 when the radius of curvature of the vertical section of the ridge line portion 5 is “R 1 ” and the radius of curvature of the vertical section of the corner apex portion 6 is “R 2 ”, the relationship of R 1 ⁇ R 2 It is in. Because of such a relationship, the outer case 1 can sufficiently suppress a large strain from concentrating on the trihedral corner of the housing case 2 and can prevent wrinkles and cracks at the trihedral corner and has sufficient strength. It has.
  • the length L in the horizontal direction of the transition wall portion 7 (the direction parallel to the length direction of the ridge line portion 5) is preferably more than 0 mm and not more than 5 mm. Can more fully disperse the strain concentrated on the trihedral corners of the housing case 2, and the outer case 1 having higher strength can be obtained.
  • the radius of curvature (R 1 ) of the vertical section of the ridge line portion 5 is preferably in the range of 0.1 mm to 4 mm (see FIGS. 9 and 10). Further, “R 2 ⁇ R 1 ” (value obtained by subtracting R 1 from R 2 ) is preferably in the range of 0.1 mm to 4 mm. Further, the radius of curvature (R 3 ) of the horizontal cross section of the corner wall portion 4 is preferably in the range of 0.1 mm to 8 mm (see FIG. 10).
  • the outer case 1 it is preferable to adopt a configuration in which the relational expression L ⁇ 2 (R 2 ⁇ R 1 ) / ⁇ holds.
  • the transition wall portion 7 of the housing case 2 has a two-stage structure (as shown in FIGS. 8 to 10).
  • the side 5 is a curve that protrudes outward
  • the corner vertex 6 side of the boundary ridge line 15 is a straight line in a side view
  • the ridge line 5 side of the boundary ridge line 15 is a curve that protrudes upward.
  • the boundary ridge line 14 is a straight line in plan view
  • the boundary ridge line 15 is a straight line in side view (FIGS.
  • the punch 43 has a substantially rectangular parallelepiped shape (see FIG. 1), but may have a substantially polygonal column shape (for example, a substantially polygonal column shape with a low height).
  • a substantially polygonal column shape is not particularly limited, but for example, a substantially pentagonal column shape, a substantially hexagonal column shape, a substantially heptagonal column shape, a substantially octagonal column shape, a substantially pentagonal column shape, a substantially decagonal column shape.
  • Etc. the plan view shape of the hole 41a of the die 41 is set to be approximately the same polygonal shape as the bottom surface of each of these approximately polygonal column shapes.
  • the following case 1 for an electricity storage device can be obtained by manufacturing the punch 43 having a substantially polygonal column shape in the same manner as in the above embodiment. That is, the obtained outer case 1 for the electricity storage device has an approximately polygonal column-shaped storage case 2 with a bottom open, and a substantially horizontal direction outward from the periphery of the opening on the bottom surface of the storage case 2. Adjacent side walls 11 constituting the housing case 2 are connected to each other via curved corner wall portions 4 arranged between them, thereby constituting the housing case 2. Each side of the top wall 12 is connected to the top side 11a of the side wall 11 via a curved ridge line part 5, and each corner edge 12b of the top wall 12 is connected to the top edge 4a of the corner wall part 4 respectively.
  • the curvature radius of the vertical cross section of the ridge line portion 5 is “R 1 ”, and the curvature radius of the vertical cross section of the corner vertex portion 6 is “R 2 ”.
  • R 1 ⁇ R 2 is satisfied. Since the relation of R 1 ⁇ R 2 is satisfied, the outer case 1 can sufficiently suppress a large strain from being concentrated on the trihedral corner portion of the housing case portion 2 and prevent wrinkles and cracks at the trihedral corner portion. With sufficient strength.
  • the substantially polygonal column shape (for example, a substantially polygonal column shape having a low height) of the housing case 2 has a shape corresponding to a substantially polygonal column shape (for example, a substantially polygonal column shape having a low height) of the punch 43.
  • the substantially polygonal column shape of the housing case 2 is not particularly limited, but for example, a substantially pentagonal column shape, a substantially hexagonal column shape, a substantially heptagonal column shape, a substantially octagonal column shape, a substantially pentagonal column shape, a substantially tenth column shape, and the like.
  • Examples include a prismatic shape.
  • the storage case 2 has a substantially hexagonal column shape, there are six corner wall portions 4, six corner vertex portions 6, and six ridge line portions 5.
  • the sealant layer (inner layer) 93 has excellent chemical resistance against highly corrosive electrolytes used in lithium ion secondary batteries and the like, and heat sealability is applied to the exterior material. It plays the role of granting.
  • the resin constituting the sealant layer 93 is not particularly limited, and examples thereof include a heat-fusible resin.
  • the heat-fusible resin is not particularly limited.
  • EVA Ethylene-vinyl acetate copolymer resin
  • maleic anhydride-modified polypropylene maleic anhydride-modified polyethylene
  • maleic anhydride-modified polyethylene maleic anhydride-modified polyethylene, and the like.
  • the said sealant layer 93 is formed with unstretched polyolefin.
  • the thickness of the sealant layer (inner layer) 93 is preferably set to 15 ⁇ m to 30 ⁇ m. When the thickness is 15 ⁇ m or more, sufficient heat seal strength can be ensured, and by setting the thickness to 30 ⁇ m or less, it contributes to reduction in thickness and weight.
  • the heat-resistant resin constituting the heat-resistant resin layer (outer layer) 92 a heat-resistant resin that does not melt at the heat seal temperature when heat-sealing the exterior material is used.
  • the heat-resistant resin it is preferable to use a heat-resistant resin having a melting point of 10 ° C. or higher than the melting point of the sealant layer 93, and it is particularly preferable to use a heat-resistant resin having a melting point of 20 ° C. or higher than the melting point of the sealant layer 93. preferable.
  • the heat-resistant resin layer (outer layer) 92 is not particularly limited, and examples thereof include polyamide films such as nylon films, polyester films, and the like, and these stretched films are preferably used.
  • the heat-resistant resin layer 92 includes a biaxially stretched polyamide film such as a biaxially stretched nylon film, a biaxially stretched polybutylene terephthalate (PBT) film, a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film, or a biaxially stretched polyethylene film. It is particularly preferable to use a phthalate (PEN) film.
  • the nylon film is not particularly limited, and examples thereof include 6 nylon film, 6,6 nylon film, MXD nylon film, and the like.
  • the heat-resistant resin layer 2 may be formed as a single layer, or may be formed as a multilayer composed of a polyester film / polyamide film (such as a multilayer composed of PET film / nylon film). Also good. In the case of the multilayer, the polyester film side is preferably disposed on the outermost side.
  • the heat resistant resin layer 92 may be formed by applying and drying a heat resistant resin.
  • the thickness of the heat resistant resin layer (outer layer) 92 is preferably 2 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the thickness is preferably 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, and when using a nylon film, the thickness is preferably 15 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the metal foil layer 94 plays a role of providing the outer case 1 with a gas barrier property that prevents oxygen and moisture from entering.
  • said metal foil layer 94 For example, aluminum foil, SUS foil (stainless steel foil), copper foil, nickel foil, titanium foil etc. are mentioned, Especially, it is using aluminum foil. preferable.
  • the thickness of the metal foil layer 94 is preferably 15 ⁇ m to 100 ⁇ m. When it is 15 ⁇ m or more, it is possible to prevent the occurrence of pinholes during rolling when producing a metal foil, and when it is 100 ⁇ m or less, it is possible to reduce the stress during molding and improve the formability. In particular, the thickness of the metal foil layer 94 is more preferably 15 ⁇ m to 45 ⁇ m.
  • the aluminum foil is preferably an A8079-O material or an A8021-O material defined by JIS H4160: 2006.
  • the metal foil layer 94 is preferably subjected to chemical conversion treatment on at least the inner surface (the surface on the second adhesive layer 96 side).
  • chemical conversion treatment include chromate treatment.
  • the first adhesive layer (outer adhesive layer) 95 is not particularly limited, and examples thereof include a polyurethane polyolefin adhesive layer, a polyurethane adhesive layer, a polyester polyurethane adhesive layer, and a polyether polyurethane adhesive layer. Etc.
  • the thickness of the first adhesive layer 95 is preferably set to 1 ⁇ m to 6 ⁇ m.
  • the second adhesive layer (inner adhesive layer) 96 is not particularly limited, but, for example, those exemplified as the first adhesive layer 95 can be used. It is preferable to use a system adhesive. Among these, it is particularly preferable to use an acid-modified polyolefin adhesive. Examples of the acid-modified polyolefin adhesive include maleic acid-modified polypropylene adhesive and fumaric acid-modified polypropylene adhesive.
  • the thickness of the second adhesive layer 96 is preferably set to 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • FIG. 15 shows an embodiment of a power storage device 30 configured using the power storage device outer case 1 of the present invention.
  • the electricity storage device 30 is a lithium ion secondary battery.
  • an exterior member 29 is configured by the exterior case 1 for an electricity storage device and a planar exterior material (a planar material that is not molded on the material plate 91) 28.
  • a power storage device body (such as an electrochemical element) 31 having a substantially rectangular parallelepiped shape is housed in the housing recess (housing case 2) of the power storage device outer case 1 of the present invention.
  • planar exterior material 28 is disposed with the inner layer 93 side inward (lower side), and the peripheral portion of the inner layer 93 of the planar exterior material 28 and the flange portion of the exterior case 1 (
  • the power storage device 30 of the present invention is configured by sealing and sealing the inner layer 93 of the sealing peripheral edge portion 3 by heat sealing (see FIG. 15).
  • the inner surface of the housing recess of the outer case 1 is an inner layer (sealant layer) 93, and the outer surface of the housing recess is an outer layer (heat resistant resin layer) 92 (see FIG. 15). .
  • 39 is a heat seal part in which the peripheral part of the planar exterior material 28 and the flange part (sealing peripheral part) 3 of the external case 1 are joined (fused).
  • the tip end portion of the tab lead connected to the electricity storage device main body 31 is led out of the exterior member 29, but the illustration is omitted.
  • the power storage device main body 31 is not particularly limited, and examples thereof include a battery main body, a capacitor main body, and an electric double layer capacitor main body.
  • the exterior member 29 has a configuration including the exterior case 1 and the planar exterior material 28 (see FIG. 15), but is not particularly limited to such a configuration.
  • the exterior member 29 may be composed of a pair of exterior cases 1.
  • Example 1 Using the drawing mold 40 shown in FIG. 1 provided with the punch 43 having the structure shown in FIGS. 2 to 4, the material plate (exterior material) 91 is drawn by the manufacturing method of the outer case described above. (See FIG. 5), the electricity storage device outer case 1 shown in FIG. 6 was manufactured. At this time, the forming depth was changed (increased) from 3.0 mm to 0.5 mm, and the drawing was performed to obtain an outer case of each forming depth. The drawing was finished when the molding depth was increased by 0.5 mm and pin holes and cracks were observed in the outer case.
  • the outer dimensions of the used dice and blank holder were rectangles having a long side of 120 mm and a short side of 80 mm, and each hole had a long-side straight portion of 50.4 mm and a short-side straight portion of 29.8 mm.
  • the punch 43 used has a curvature radius (S 1 ) of the vertical cross section of the ridge line portion 45 of 2.0 mm, a curvature radius (S 2 ) of the vertical cross section of the corner apex portion 46 of 4.0 mm, and the transition wall portion 47
  • the length (M) in the horizontal direction was 1.0 mm
  • the radius of curvature (S 3 ) of the horizontal cross section of the corner wall portion 44 was 2.5 mm (see FIGS. 2 to 4).
  • the used material plate (exterior material) 91 has a urethane adhesive (outside adhesive) 95 on one surface of a 30 ⁇ m thick aluminum foil (A8021 aluminum foil defined in JIS H4160-2006) 94.
  • a biaxially stretched nylon film 92 having a thickness of 25 ⁇ m is bonded thereto, and the other surface of the aluminum foil 94 is bonded with a two-component curable maleic acid-modified polypropylene adhesive (inner adhesive) 96 to a thickness of 40 ⁇ m.
  • It is a laminated material in which an unstretched polypropylene film 93 is bonded (see FIG. 14).
  • the material plate 91 is a rectangle having a long side of 120 mm and a short side of 80 mm, which is the same as the outer dimensions of the dice and blank holder.
  • the curvature radius (R 1 ) of the vertical section of the ridge 5 of the housing case 2 is 2.0 mm
  • the curvature radius (R 2 ) of the vertical section of the corner apex 6 is 4.
  • the horizontal length (L) of the transition wall 7 was 0 mm and 1.0 mm (see FIGS. 8 to 10).
  • Example 2 The radius of curvature S 1 of a vertical cross-section of the ridge portion 45 of the punch 43 is set to 4.0 mm, set the radius of curvature S 2 vertical section of the corner apex 46 to 4.1 mm, in the horizontal direction of the transition wall portion 47 6 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the length M was set to 1.0 mm.
  • the curvature radius R 1 of the vertical section of the ridge 5 of the housing case 2 is 4.0 mm
  • the curvature radius R 2 of the vertical section of the corner apex 6 is 4.1 mm
  • the transition wall The length L in the horizontal direction of the portion 7 was 1.0 mm (see FIGS. 8 to 10).
  • Example 3 The S 1 is set to 0.5mm in the punch, set S 2 to 4.0 mm, except that M is set to 1.0 mm, in the same manner as in Example 1, the outer casing for a power storage device shown in Figure 6 1 was produced.
  • R 1 of the housing case 2 is 0.5 mm
  • R 2 is 4.0 mm
  • L was 1.0 mm (see Fig. 8-10).
  • Example 4 The S 1 is set to 2.0mm in the punch, set S 2 to 2.1 mm, except that M is set to 1.0 mm, in the same manner as in Example 1, the outer casing for a power storage device shown in Figure 6 1 was produced.
  • R 1 of the housing case 2 is 2.0 mm
  • R 2 is 2.1 mm
  • L was 1.0 mm (see Fig. 8-10).
  • Example 5 The S 1 is set to 2.0mm in the punch, set S 2 to 6.0 mm, except that M is set to 1.0 mm, in the same manner as in Example 1, the outer casing for a power storage device shown in Figure 6 1 was produced.
  • R 1 of the housing case 2 is 2.0 mm
  • R 2 is 6.0 mm
  • L was 1.0 mm (see Fig. 8-10).
  • Example 6 The S 1 is set to 2.0mm in the punch, set S 2 to 4.0 mm, except that M is set to 0 mm, in the same manner as in Example 1, the outer case 1 for an electricity storage device shown in FIG. 6 Manufactured.
  • R 1 of the housing case 2 is 2.0 mm
  • R 2 is 4.0 mm
  • L was 0 mm (see Fig. 8-10).
  • Example 7 Except that S 1 in the punch is set to 2.0 mm, S 2 is set to 4.0 mm, and M is set to 6.0 mm, the outer case for the electricity storage device shown in FIG. 1 was produced.
  • R 1 of the housing case 2 is 2.0 mm
  • R 2 is 4.0 mm
  • L was 6.0 mm (see Fig. 8-10).
  • Example 1 The S 1 is set to 2.0mm in the punch, set S 2 to 2.0mm, except that M is set to 0 mm, in the same manner as in Example 1 to produce the outer casing for a power storage device.
  • R 1 of the housing case was 2.0 mm
  • R 2 was 2.0 mm
  • L was 0 mm.
  • ⁇ Formability evaluation method Existence of wrinkles, pinholes and cracks in each outer case obtained (each outer case formed by drawing and changing the molding depth in 0.5 mm increments), and such wrinkles, pinholes and cracks are generated.
  • the “maximum forming depth (mm)” not to be examined was evaluated based on the following criteria. The presence or absence of pinholes or cracks was examined by a light transmission method in a dark room.
  • the outer case for the electricity storage device of Examples 1 to 7 of the present invention obtained by the production method of the present invention was able to generate flaws, pinholes and cracks ( No cracks were generated, and the moldability was excellent.
  • the exterior case for electrical storage devices provided with the deeper accommodation case part can be provided.
  • Comparative Examples 1 and 2 which deviate from the specified range of the present invention, wrinkles, pinholes, and cracks occurred when forming with a deep forming depth.
  • a power storage device outer case according to the present invention and a power storage device outer case obtained by the manufacturing method according to the present invention include, for example, -Electric storage devices such as lithium secondary batteries (lithium ion batteries, lithium polymer batteries, etc.)-Used as exterior cases for various electric storage devices such as lithium ion capacitors, electric double layer capacitors, all solid state batteries.
  • -Electric storage devices such as lithium secondary batteries (lithium ion batteries, lithium polymer batteries, etc.)-Used as exterior cases for various electric storage devices such as lithium ion capacitors, electric double layer capacitors, all solid state batteries.

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Abstract

大きな歪みが三面角部に集中するのを十分に抑制できて皺や割れの発生を抑制できて強度を十分に確保できる蓄電デバイス用外装ケースを提供する。 底面が開放された略多角柱形状の収容ケース2と、該収容ケースの底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部と、を備え、収容ケースを構成する隣り合う側壁11は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部4で連接され、収容ケースを構成する天壁12の各辺は、それぞれ側壁の上辺11aと、曲面の稜線部5を介して連接され、天壁12の各角縁12bは、それぞれコーナー壁部4の上縁4aと、曲面を備えた角頂点部6を介して連接され、稜線部5の曲率半径R1<角頂点部6の垂直断面の曲率半径R2の関係にある構成とする。

Description

蓄電デバイス用外装ケース及びその製造方法
 本発明は、スマートフォン、タブレット等の携帯機器に使用される電池やコンデンサ、ハイブリッド自動車、電気自動車、風力発電、太陽光発電、夜間電気の蓄電用に使用される電池やコンデンサ等の蓄電デバイス用の外装ケース及びその製造方法に関する。
 なお、本願の特許請求の範囲及び本明細書において、「略直方体形状」の語は、「略立方体形状」を含む意味で用いている。
 また、本願の特許請求の範囲及び本明細書において、「略多角柱形状」の語は、「底面が略正多角形である多角柱形状」をも含む意味で用いている。また、前記「略多角柱形状」の語は、前記「略直方体形状」を含む意味で用いている。
 また、本明細書において、外装ケースに関して、「上方」の語は、外装ケースの底面開放口から収容ケースの天壁に向かう方向(図7において上に向かう方向)を意味し、「下方」の語は、収容ケースの天壁から底面開放口に向かう方向(図7において下に向かう方向)を意味し、「水平」の語は、収容ケースの天壁の表面に平行な方向を意味し、「垂直」の語は、収容ケースの天壁の表面に垂直な方向を意味するものである。
 また、本明細書において、パンチに関して、「上方」の語は、成形の際にパンチをダイスの穴に進入させる方向を意味し(図5参照)、「下方」の語は、前記上方と真逆の方向を意味し、「水平」の語は、パンチの天壁(成形面)の表面に平行な方向を意味し、「垂直」の語は、パンチの天壁の表面に垂直な方向を意味するものである。
 リチウムイオン2次電池は、例えばノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の電源として広く用いられている。このリチウムイオン2次電池としては、電池本体部(正極、負極及び電解質を含む本体部)の周囲を外装材で包囲した構成のものが用いられている。前記電池本体部等の蓄電デバイス本体を外装する外装材としては、例えば、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔層、熱可塑性樹脂フィルムからなる内層がこの順に接着一体化された構成のものが公知である(特許文献1参照)。
 そして、蓄電デバイスは、底面が開放された直方体形状の収容ケースの底面開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて封止用周縁部(フランジ部)が延ばされた外装ケースの前記収容ケース内に蓄電デバイス本体が収容され、前記収容ケースの底面側に平面状の外装材が重ね合わされて、前記外装ケースの封止用周縁部と前記平面状外装材の周縁部とが熱融着接合(ヒートシール)されることによって封止されて構成されている。このようなヒートシール接合で封止されることで電解液の漏出を防止できる。
特開2005-22336号公報
  ところで、前記外装ケースは、平面状の外装材に対して深絞り成形等の成形を行うことによって得られるが(特許文献1参照)、収容ケース部の隣り合う一対の側壁と天壁により構成される三面角部では成形の際に歪みが集約される(集中する)ので、外装ケースの三面角部において皺や割れが発生しやすく十分な強度を確保し難いという問題があった。特により深い成形を行って収容ケースの高さ(深さ)をさらに大きくした外装ケースを得る場合には三面角部での皺や割れの発生、強度の低下は顕著であった。
 本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、大きな歪みが三面角部に集中するのを十分に抑制できて皺や割れの発生を抑制できて強度を十分に確保できる蓄電デバイス用外装ケース及びその製造方法を提供することを目的とする。
  前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
 [1]底面が開放された略多角柱形状の収容ケースと、該収容ケースの前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部と、を備えた蓄電デバイス用外装ケースであって、
 前記収容ケースを構成する隣り合う側壁は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、前記収容ケースを構成する天壁の各辺は、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁は、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接され、
 前記稜線部の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にあることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケース。
 [2]前記略多角柱形状は、略直方体形状である前項1に記載の蓄電デバイス用外装ケース。即ち、この[2]の発明は、底面が開放された略直方体形状の収容ケースと、該収容ケースの前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部と、を備えた蓄電デバイス用外装ケースであって、前記収容ケースを構成する隣り合う側壁は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、前記収容ケースを構成する天壁の4辺は、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の4つの角縁は、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接され、前記稜線部の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にあることを特徴とする。
 [3]前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている前項1または2に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
 [4]平面視において前記移行壁部と前記天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線である前項3に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
 [5]前記移行壁部の水平方向での長さが0mmを超えて5mm以下である前項3または4に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
 [6]前記収容ケースおよび前記フランジ部は、いずれも、金属箔層と、該金属箔層の一方の面に積層されたシーラント層と、を含む積層材からなる前項1~5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
 [7]蓄電デバイス本体部と、
  前項1~6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケースを含む外装部材と、を備え、
  前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
 [8]素材板を押し込むことにより立体成形する略多角柱形状のパンチと、前記パンチに押し込まれた素材板を受容する略多角柱形状の穴を有するダイスと、前記パンチを挿入する穴を有するブランクホルダーと、を備えた絞り成形用金型を用いて素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを製造する方法であって、
 前記素材板を、前記ダイスの穴の周囲の挟み付け面と前記ブランクホルダーの穴の周囲の挟み付け面とで挟み付ける工程と、
 前記パンチを前記ブランクホルダーの穴から挿入してさらに前記ダイスの穴に進入させることによって前記素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを得る成形工程と、を含み、
  前記パンチとして、隣り合う側壁が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、天壁の各辺が、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁が、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接されてなるパンチであって、前記稜線部の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にあるパンチを用いることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。
 [9]前記略多角柱形状は、略直方体形状である前項8に記載の蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。即ち、この[9]の発明は、素材板を押し込むことにより立体成形する略直方体形状のパンチと、前記パンチに押し込まれた素材板を受容する略直方体形状の穴を有するダイスと、前記パンチを挿入する穴を有するブランクホルダーと、を備えた絞り成形用金型を用いて素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを製造する方法であって、前記素材板を、前記ダイスの穴の周囲の挟み付け面と前記ブランクホルダーの穴の周囲の挟み付け面とで挟み付ける工程と、前記パンチを前記ブランクホルダーの穴から挿入してさらに前記ダイスの穴に進入させることによって前記素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを得る成形工程と、を含み、前記パンチとして、隣り合う側壁が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、天壁の4辺が、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の4つの角縁が、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接されてなるパンチであって、前記稜線部の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にあるパンチを用いることを特徴とする。
 [10]前記パンチにおいて、前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている前項8または9に記載の蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。
 [1]及び[2]の発明では、収容ケース部において曲面のコーナー壁部、曲面の稜線部および曲面の角頂点部が設けられていると共に、稜線部の曲率半径R1<角頂点部の垂直断面の曲率半径R2の関係にある構成であるから、大きな歪みが収容ケース部の三面角部に集中するのを十分に抑制できて(歪みを分散させることができて)、三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えた外装ケースを提供できる。従って、深さの深い収容ケース部を備えた外装ケースを提供することが可能となる。
 [3]の発明では、稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている(移行壁部で連続的につながっている)ので、収容ケース部の三面角部に集中する歪みをより十分に分散させることができて外装ケースとして強度をより十分に確保できる。従って、より深い収容ケース部を備えた外装ケースを提供できる。
 [4]の発明では、平面視において移行壁部と天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線であるから、特に移行壁部における応力をさらに低減できる。
 [5]の発明では、移行壁部の水平方向での長さが0mmを超えて5mm以下であるので、収容ケース部の三面角部に集中する歪みをより一層十分に分散させることができて外装ケースとしての強度を更に向上させることができる。
 [6]の発明では、優れたヒートシール性及び優れたガスバリア性を備えた外装ケースを提供できる。
 [7]の発明では、皺や割れが防止された十分な強度を備えた外装ケースを含む外装部材で外装されているので、耐久性に優れた蓄電デバイスを提供できる。また、外装ケースは、より深さの深いものも問題なく形成できるので、例えば蓄電デバイスの電気容量(電池容量等)をより大きくすることができる。
 [8]及び[9]の発明では、曲面のコーナー壁部、曲面の稜線部および曲面の角頂点部が設けられたパンチであって稜線部の曲率半径S1<角頂点部の垂直断面の曲率半径S2の関係にあるパンチを用いて絞り成形するので、大きな歪みが収容ケース部の三面角部に集中するのを十分に抑制できて(歪みを分散させることができて)三面角部での皺や割れを防止しつつ十分な強度を備えた蓄電デバイス用外装ケースを製造できる。
 [10]の発明では、パンチにおける稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されているので、より十分な強度を備えた外装ケースを製造できる。
本発明の製造方法で使用する絞り成形用金型の一実施形態を示す分解斜視図である。 パンチの1つのコーナー壁部及びその近傍を示す斜め下方側からの斜視図である。 パンチの1つの角頂点部及びその近傍を示す平面図である。 パンチの1つの角頂点部及びその近傍を示す側面図である。 図1の絞り成形用金型を用いた外装材(素材板)の加工状態を示す概略断面図である。 本発明の蓄電デバイス用外装ケースの一実施形態を示す斜視図である。 図6におけるB-B線の断面図である。 図6の蓄電デバイス用外装ケースにおける収容ケースの1つのコーナー壁部及びその近傍を示す斜め下方側からの斜視図である(但し、フランジ部を省略して示している)。 図6の蓄電デバイス用外装ケースにおける収容ケースの1つの角頂点部及びその近傍を示す平面図である(但し、フランジ部を省略して示している)。 図6の蓄電デバイス用外装ケースにおける収容ケースの1つの角頂点部及びその近傍を示す側面図である(但し、フランジ部を省略して示している)。 本発明の他の実施形態に係る蓄電デバイス用外装ケースにおける収容ケースの1つのコーナー壁部及びその近傍を示す斜め下方側からの斜視図である(但し、フランジ部を省略して示している)。 図11の蓄電デバイス用外装ケースにおける収容ケースの1つの角頂点部及びその近傍を示す平面図である(但し、フランジ部を省略して示している)。 図11の蓄電デバイス用外装ケースにおける収容ケースの1つの角頂点部及びその近傍を示す側面図である(但し、フランジ部を省略して示している)。 本発明の製造方法で使用した素材板(外装材)の積層構成の一例を示す断面図である。 本発明に係る蓄電デバイスの一実施形態を示す断面図である。
 本発明に係る蓄電デバイス用外装ケースの製造方法について説明する。本製造方法において使用する絞り成形用金型40の一実施形態を図1に示す。
  前記絞り成形用金型40は、素材板91を押し込むことにより該素材板91を立体成形するパンチ43と、前記パンチ43に押し込まれた素材板91を受容する略直方体形状の穴41aを有するダイス41と、前記パンチ43を挿入する略直方体形状の穴42aを有するブランクホルダー42と、を備える(図1参照)。
  前記パンチ43は、略直方体形状である(図1参照)。前記パンチ43は、4つの側壁51と、天壁52と、底壁53と、を有している(図2~4参照)。前記側壁51、天壁52および底壁53は、いずれも略矩形状である。前記パンチ43では、隣り合う側壁51同士が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部44を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁52の4辺(矩形状を構成する4辺)が、それぞれ前記側壁51の上辺51aと、曲面の稜線部45を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁52の4つの角縁52bが、それぞれ前記コーナー壁部44の上縁44aと、曲面を備えた角頂点部46を介して連接されている(連続的につながっている)。前記コーナー壁部44、稜線部45および角頂点部46は、いずれも、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している(図2~4参照)。また、前記コーナー壁部44、稜線部45および角頂点部46は、いずれも、断面視において表面が1/4円弧(円の4分の1の部分)を形成している(図2~4参照)。
  また、前記稜線部45の水平方向(前記稜線部45の長さ方向に平行な方向)の端縁45cと、該端縁45cと対峙する前記角頂点部46の端縁46cとが、移行壁部47を介して連接されている(連続的につながっている)。前記移行壁部47は、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している。前記移行壁部47の上縁は、前記天壁52に連接され(連続的につながっていて)、前記移行壁部47の下縁は、前記側壁51に連接されている(連続的につながっている)(図2~4参照)。前記移行壁部47は、前記角頂点部46側から前記稜線部45側に向けて曲率半径が漸次小さくなるように構成されている。
 本実施形態のパンチ43では、平面視において前記移行壁部47と前記天壁52との境界の稜線(境界稜線)54の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図3参照)。また、本実施形態では、平面視において前記境界稜線54における前記角頂点部46側が直線になっており、前記境界稜線54における前記稜線部45側が外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図3参照)。
 本実施形態のパンチ43では、側面視において前記移行壁部47と前記側壁51との境界の稜線(境界稜線)55の少なくとも一部は、上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図4参照)。また、本実施形態では、側面視において前記境界稜線55における前記角頂点部46側が直線になっており、前記境界稜線55における前記稜線部45側が上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図4参照)。
  前記パンチ43では、前記稜線部45の垂直断面の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部46の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にある。このような関係にあるパンチ43を用いることにより、大きな歪みが収容ケース部2の三面角部に集中するのを十分に抑制できて、三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えた外装ケース1を製造することができる。
  前記パンチ43において、前記移行壁部47の水平方向(前記稜線部45の長さ方向に平行な方向)での長さMは、0mmを超えて6mm以下であるのが好ましい(図3、4参照)。
 前記パンチ43において、前記稜線部45の垂直断面の曲率半径(S1)は、0.05mm~4mmの範囲であるのが好ましい(図3、4参照)。また、「S2-S1」(S2からS1を差し引いた値)は、0.1mm~4mmの範囲であるのが好ましい。また、前記コーナー壁部44の水平断面の曲率半径(S3)は、0mmを超えて8mm以下の範囲であるのが好ましい(図4参照)。
 前記パンチ43において、M ≧ 2(S2-S1)/π の関係式が成り立つ構成を採用するのが好ましく、この場合にはパンチ43における鋭角部を減らすことができて成形時にかかる力を集中させることなく十分に分散させることができ、成形性をさらに向上させることができる。
  しかして、上記構成の絞り成形用金型40を用いて次のようにして本発明の蓄電デバイス用外装ケース1を製造することができる。まず、素材板91を、前記ダイス41の穴41aの周囲の挟み付け面41bと、前記ブランクホルダー42の穴42aの周囲の挟み付け面42bとで挟み付ける(挟み付け工程)。次に、図5に示すように、前記パンチ43を前記ブランクホルダー42の穴42aから挿入してさらに前記ダイス41の穴41aに進入させて前記素材板91を絞り成形することによって、図6に示すような蓄電デバイス用外装ケース1を製造できる。
 本実施形態では、前記素材板(外装材)91として、外側層としての耐熱性樹脂層92と、内側層としてのシーラント層93と、これら両層間に配置された金属箔層94とを含む積層材を用いた(図14参照)。また、本実施形態では、前記素材板(外装材)91は、金属箔層94の一方の面(上面)に第2接着剤層(外側接着剤層)95を介して耐熱性樹脂層(外側層)92が積層一体化されると共に、前記金属箔層94の他方の面(下面)に第1接着剤層(内側接着剤層)96を介してシーラント層(内側層)93が積層一体化された構成である(図14参照)。なお、前記素材板(外装材)91としては、金属箔層94と、該金属箔層94の一方の面に積層されたシーラント層(内側層)93と、を含む積層材を使用してもよい。
 得られた蓄電デバイス用外装ケース1は、底面が開放された略直方体形状の収容ケース2と、該収容ケース2の前記底面の開放口13の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部3と、を備えている(図6、7参照)。
 前記収容ケース2は、前記パンチ43の上方部とほぼ同一の形状を備えている(図6、7参照)。即ち、前記収容ケース2は、4つの側壁11と、天壁12と、を有している(図8~10参照)。前記側壁11および天壁12は、いずれも略矩形状である。前記収容ケース2では、隣り合う側壁11が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部4を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁12の4辺(矩形状を構成する4辺)が、それぞれ前記側壁11の上辺11aと、曲面の稜線部5を介して連接され(連続的につながっていて)、前記天壁12の4つの角縁12bが、それぞれ前記コーナー壁部4の上縁4aと、曲面を備えた角頂点部6を介して連接されている(連続的につながっている)。前記コーナー壁部4、稜線部5および角頂点部6は、いずれも、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している(図8~10参照)。また、前記コーナー壁部4、稜線部5および角頂点部6は、いずれも、断面視において表面が1/4円弧(円の4分の1の部分)を形成している(図8~10参照)。
  また、前記稜線部5の水平方向(前記稜線部5の長さ方向に平行な方向)の端縁5cと、該端縁5cと対峙する前記角頂点部6の端縁6cとが、移行壁部7を介して連接されている(連続的につながっている)。前記移行壁部7は、外方に凸となる曲面(外方に膨らむ曲面)を有している。前記移行壁部7の上縁は、前記天壁12に連接され(連続的につながっていて)、前記移行壁部7の下縁は、前記側壁11に連接されている(連続的につながっている)(図8~10参照)。前記移行壁部7は、前記角頂点部6側から前記稜線部5側に向けて曲率半径が漸次小さくなるように構成されている。
 本実施形態の外装ケース1では、平面視において前記移行壁部7と前記天壁12との境界の稜線(境界稜線)14の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図9参照)。また、本実施形態では、平面視において前記境界稜線14における前記角頂点部6側が直線になっており、前記境界稜線14における前記稜線部5側が外方に凸となる曲線(外方に膨らむ曲線)になっている(図9参照)。
 本実施形態の外装ケース1では、側面視において前記移行壁部7と前記側壁11との境界の稜線(境界稜線)15の少なくとも一部は、上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図10参照)。また、本実施形態では、側面視において前記境界稜線15における前記角頂点部6側が直線になっており、前記境界稜線15における前記稜線部5側が上方に凸となる曲線(上方に膨らむ曲線)になっている(図10参照)。
  前記外装ケース1では、前記稜線部5の垂直断面の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部6の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にある。このような関係にあるから、前記外装ケース1は、大きな歪みが収容ケース2の三面角部に集中するのを十分に抑制できて三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えている。
  前記外装ケース1において、前記移行壁部7の水平方向(前記稜線部5の長さ方向に平行な方向)での長さLは、0mmを超えて5mm以下であるのが好ましく、この場合には収容ケース2の三面角部に集中する歪みをより一層十分に分散させることができてより強度に優れた外装ケース1が得られる。
  前記外装ケース1において、前記稜線部5の垂直断面の曲率半径(R1)は、0.1mm~4mmの範囲であるのが好ましい(図9、10参照)。また、「R2-R1」(R2からR1を差し引いた値)は、0.1mm~4mmの範囲であるのが好ましい。また、前記コーナー壁部4の水平断面の曲率半径(R3)は、0.1mm~8mmの範囲であるのが好ましい(図10参照)。
 前記外装ケース1において、L ≧ 2(R2-R1)/π の関係式が成り立つ構成を採用するのが好ましく、この形状になるように成形することで成形時にかかる力を集中させることなく十分に分散させることができる。
 本発明に係る蓄電デバイス用外装ケース1の他の実施形態の三面角部及びその近傍を図11~13に示す。この実施形態では、移行壁部7以外の構成は、前記実施形態と同様である。前記実施形態では、収容ケース2の移行壁部7は、図8~10に示すように2段構成(平面視において境界稜線14における角頂点部6側が直線になっており、境界稜線14における稜線部5側が外方に凸となる曲線になっていると共に、側面視において境界稜線15における角頂点部6側が直線になっており、境界稜線15における稜線部5側が上方に凸となる曲線になっている構成)になっていたが、この実施形態では、平面視において境界稜線14は直線になっていると共に、側面視において境界稜線15は直線になっている(図11~13)。前記実施形態のような2段構成を採用した場合には特に移行壁部7における応力をさらに低減できる利点があるので前記実施形態の構成を採用するのが好ましいが、図11~13のような1段構成であってもよい。従って、当然に、前記パンチ43についてもこれと同様の1段構成を採用してもよい。
 なお、上記実施形態に係る製造方法では、パンチ43は略直方体形状であったが(図1参照)、略多角柱形状(例えば高さの低い略多角柱形状等)であってもよい。このような略多角柱形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、略五角柱形状、略六角柱形状、略七角柱形状、略八角柱形状、略九角柱形状、略十角柱形状等が挙げられる。この場合、ダイス41の穴41aの平面視形状は、これら各略多角柱形状の底面と同じ略多角形状とする。
  しかして、このような略多角柱形状のパンチ43を用いて上記実施形態と同様にして製造を行うことによって、次のような蓄電デバイス用外装ケース1を得ることができる。即ち、得られた蓄電デバイス用外装ケース1は、底面が開放された略多角柱形状の収容ケース2と、該収容ケース2の前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部3と、を備え、前記収容ケース2を構成する隣り合う側壁11は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部4を介して連接され、前記収容ケース2を構成する天壁12の各辺は、それぞれ前記側壁11の上辺11aと、曲面の稜線部5を介して連接され、前記天壁12の各角縁12bは、それぞれ前記コーナー壁部4の上縁4aと、曲面を備えた角頂点部6を介して連接され、前記稜線部5の垂直断面の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部6の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にある構成になっている。R1<R2の関係にあるから、前記外装ケース1は、大きな歪みが収容ケース部2の三面角部に集中するのを十分に抑制できて三面角部での皺や割れが防止されると共に十分な強度を備えている。なお、前記収容ケース2の略多角柱形状(例えば高さの低い略多角柱形状等)は、前記パンチ43の略多角柱形状(例えば高さの低い略多角柱形状等)に対応した形状になる。前記収容ケース2の略多角柱形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、略五角柱形状、略六角柱形状、略七角柱形状、略八角柱形状、略九角柱形状、略十角柱形状等が挙げられる。例えば、前記収容ケース2が略六角柱形状である場合には、コーナー壁部4が6箇所存在し、角頂点部6が6箇所存在し、稜線部5も6箇所存在する。
 本発明において、前記シーラント層(内側層)93は、リチウムイオン二次電池等で用いられる腐食性の強い電解液などに対しても優れた耐薬品性を具備させるとともに、外装材にヒートシール性を付与する役割を担うものである。
 前記シーラント層93を構成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱融着性樹脂等が挙げられる。前記熱融着性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー、エチレンアクリル酸エチル(EEA)、エチレンアクリル酸メチル(EAA)、エチレンメタクリル酸メチル樹脂(EMMA)、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリエチレン等が挙げられる。中でも、前記シーラント層93は、無延伸ポリオレフィンで形成されているのが好ましい。
 前記シーラント層(内側層)93の厚さは、15μm~30μmに設定されるのが好ましい。15μm以上とすることで十分なヒートシール強度を確保できるとともに、30μm以下に設定することで薄膜化、軽量化に資する。
 本発明において、前記耐熱性樹脂層(外側層)92を構成する耐熱性樹脂としては、外装材をヒートシールする際のヒートシール温度で溶融しない耐熱性樹脂を用いる。前記耐熱性樹脂としては、シーラント層93の融点より10℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが好ましく、シーラント層93の融点より20℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが特に好ましい。
 前記耐熱性樹脂層(外側層)92としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナイロンフィルム等のポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられ、これらの延伸フィルムが好ましく用いられる。中でも、前記耐熱性樹脂層92としては、二軸延伸ナイロンフィルム等の二軸延伸ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム又は二軸延伸ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムを用いるのが特に好ましい。前記ナイロンフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、6ナイロンフィルム、6,6ナイロンフィルム、MXDナイロンフィルム等が挙げられる。なお、前記耐熱性樹脂層2は、単層で形成されていても良いし、或いは、例えばポリエステルフィルム/ポリアミドフィルムからなる複層(PETフィルム/ナイロンフィルムからなる複層等)で形成されていても良い。なお、前記複層の場合、ポリエステルフィルム側を最外側に配置するのが良い。前記耐熱性樹脂層92は、耐熱性樹脂の塗布、乾燥により形成されたものであってもよい。
 前記耐熱性樹脂層(外側層)92の厚さは、2μm~50μmであるのが好ましい。ポリエステルフィルムを用いる場合には厚さは5μm~40μmであるのが好ましく、ナイロンフィルムを用いる場合には厚さは15μm~50μmであるのが好ましい。上記好適下限値以上に設定することで外装ケースとして十分な強度を確保できると共に、上記好適上限値以下に設定することで成形時の応力を小さくできて成形性を向上させることができる。
 本発明において、前記金属箔層94は、外装ケース1に酸素や水分の侵入を阻止するガスバリア性を付与する役割を担うものである。前記金属箔層94としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、SUS箔(ステンレス箔)、銅箔、ニッケル箔、チタン箔等が挙げられ、中でも、アルミニウム箔を用いるのが好ましい。前記金属箔層94の厚さは、15μm~100μmであるのが好ましい。15μm以上であることで金属箔を製造する際の圧延時のピンホール発生を防止できると共に、100μm以下であることで成形時の応力を小さくできて成形性を向上させることができる。中でも、前記金属箔層94の厚さは、15μm~45μmであるのがより好ましい。また、前記アルミニウム箔としては、JIS H4160:2006で規定されるA8079-O材、A8021-O材が好適である。
 前記金属箔層94は、少なくとも内側の面(第2接着剤層96側の面)に、化成処理が施されているのが好ましい。このような化成処理が施されていることによって内容物(電池の電解液等)による金属箔表面の腐食を十分に防止できる。このような化成処理としては、例えば、クロメート処理等が挙げられる。
 前記第1接着剤層(外側接着剤層)95としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタンポリオレフィン接着剤層、ポリウレタン接着剤層、ポリエステルポリウレタン接着剤層、ポリエーテルポリウレタン接着剤層等が挙げられる。前記第1接着剤層95の厚さは、1μm~6μmに設定されるのが好ましい。
 前記第2接着剤層(内側接着剤層)96としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記第1接着剤層95として例示したものも使用できるが、電解液による膨潤の少ないポリオレフィン系接着剤を使用するのが好ましい。中でも、酸変性ポリオレフィン系接着剤を使用するのが特に好ましい。前記酸変性ポリオレフィン系接着剤としては、例えば、マレイン酸変性ポリプロピレン接着剤、フマル酸変性ポリプロピレン接着剤等が挙げられる。前記第2接着剤層96の厚さは、1μm~5μmに設定されるのが好ましい。
 本発明の蓄電デバイス用外装ケース1を用いて構成された蓄電デバイス30の一実施形態を図15に示す。この蓄電デバイス30は、リチウムイオン2次電池である。本実施形態では、図15に示すように、蓄電デバイス用外装ケース1と、平面状の外装材(前記素材板91に成形がなされずに平面状のもの)28とにより、外装部材29が構成されている。しかして、本発明の蓄電デバイス用外装ケース1の収容凹部(収容ケース2)内に、略直方体形状の蓄電デバイス本体部(電気化学素子等)31が収容され、該蓄電デバイス本体部31の上に、前記平面状の外装材28がその内側層93側を内方(下側)にして配置され、該平面状外装材28の内側層93の周縁部と、前記外装ケース1のフランジ部(封止用周縁部)3の内側層93とがヒートシールによりシール接合されて封止されることによって、本発明の蓄電デバイス30が構成されている(図15参照)。なお、前記外装ケース1の収容凹部の内側の表面は、内側層(シーラント層)93になっており、収容凹部の外面が外側層(耐熱性樹脂層)92になっている(図15参照)。
 図15において、39は、前記平面状外装材28の周縁部と、前記外装ケース1のフランジ部(封止用周縁部)3とが接合(融着)されたヒートシール部である。なお、前記蓄電デバイス30において、蓄電デバイス本体部31に接続されたタブリードの先端部が、外装部材29の外部に導出されているが、図示は省略している。
 前記蓄電デバイス本体部31としては、特に限定されるものではないが、例えば、電池本体部、キャパシタ本体部、電気二重層キャパシタ本体部等が挙げられる。
 上記実施形態では、外装部材29が、外装ケース1と、平面状外装材28と、からなる構成であったが(図15参照)、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば、外装部材29が、一対の外装ケース1からなる構成であってもよい。
 次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
 <実施例1>
  図2~4に示す構造を有したパンチ43を備えた図1に示す絞り成形用金型40を用いて、上述した外装ケースの製造方法により、素材板(外装材)91に対して絞り成形を行うことによって(図5参照)、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。このとき、成形深さを3.0mmから0.5mm単位で変えて(大きくして)絞り成形を行って、各成形深さの外装ケースを得た。なお、成形深さを0.5mm単位で大きくしていって外装ケースにピンホール、割れが認められた段階で前記絞り成形を終了させた。
 使用したダイスおよびブランクホルダーの外寸は、長辺120mm×短辺80mmの長方形であり、それぞれの穴は、長辺直線部が50.4mm、短辺直線部が29.8mmであった。また、使用したパンチ43は、稜線部45の垂直断面の曲率半径(S1)が2.0mm、角頂点部46の垂直断面の曲率半径(S2)が4.0mm、移行壁部47の水平方向での長さ(M)が1.0mmであり、コーナー壁部44の水平断面の曲率半径(S3)が2.5mmであった(図2~4参照)。
 また、使用した素材板(外装材)91は、厚さ30μmのアルミニウム箔(JIS H4160-2006で規定されるA8021のアルミニウム箔)94の一方の面にウレタン系接着剤(外側接着剤)95を介して厚さ25μmの2軸延伸ナイロンフィルム92が貼合され、前記アルミニウム箔94の他方の面に2液硬化型のマレイン酸変性ポリプロピレン接着剤(内側接着剤)96を介して厚さ40μmの無延伸ポリプロピレンフィルム93が貼合されてなる積層材である(図14参照)。前記素材板91は、ダイスおよびブランクホルダーの外寸と同じ長辺120mm×短辺80mmの長方形である。
 得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2の稜線部5の垂直断面の曲率半径(R1)が2.0mm、角頂点部6の垂直断面の曲率半径(R2)が4.0mm、移行壁部7の水平方向での長さ(L)が1.0mmであった(図8~10参照)。
 <実施例2>
 パンチ43の稜線部45の垂直断面の曲率半径S1を4.0mmに設定し、角頂点部46の垂直断面の曲率半径S2を4.1mmに設定し、移行壁部47の水平方向での長さMを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2の稜線部5の垂直断面の曲率半径R1が4.0mm、角頂点部6の垂直断面の曲率半径R2が4.1mm、移行壁部7の水平方向での長さLが1.0mmであった(図8~10参照)。
 <実施例3>
 パンチにおけるS1を0.5mmに設定し、S2を4.0mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が0.5mm、R2が4.0mm、Lが1.0mmであった(図8~10参照)。
 <実施例4>
 パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を2.1mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が2.1mm、Lが1.0mmであった(図8~10参照)。
 <実施例5>
 パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を6.0mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が6.0mm、Lが1.0mmであった(図8~10参照)。
 <実施例6>
 パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を4.0mmに設定し、Mを0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が4.0mm、Lが0mmであった(図8~10参照)。
 <実施例7>
 パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を4.0mmに設定し、Mを6.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、図6に示す蓄電デバイス用外装ケース1を製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケース1において、収容ケース2のR1が2.0mm、R2が4.0mm、Lが6.0mmであった(図8~10参照)。
 <比較例1>
 パンチにおけるS1を2.0mmに設定し、S2を2.0mmに設定し、Mを0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装ケースを製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケースにおいて、収容ケースのR1が2.0mm、R2が2.0mm、Lが0mmであった。
 <比較例2>
 パンチにおけるS1を4.0mmに設定し、S2を2.0mmに設定し、Mを1.0mmに設定した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装ケースを製造した。得られた蓄電デバイス用外装ケースにおいて、収容ケースのR1が4.0mm、R2が2.0mm、Lが1.0mmであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記のようにして得られた各蓄電デバイス用外装ケースについて下記評価法に基づいて成形性の評価を行った。その結果を表1に示す。
 <成形性評価法>
  得られた各外装ケース(成形深さを0.5mm単位で変えて絞り成形してなる各外装ケース)における皺、ピンホール及び割れの有無を調べ、このような皺、ピンホール及び割れが発生しない「最大成形深さ(mm)」を調べ、下記判定基準に基づいて評価した。なお、ピンホールや割れの有無は、暗室にて光透過法で調べた。
(判定基準)
「○」…皺、ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが6.0mm以上である
「△」…皺、ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが4.5mm以上6.0mm未満である
「×」…皺、ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが4.5mm未満である。
 表1から明らかなように、本発明の製造方法で得られた本発明の実施例1~7の蓄電デバイス用外装ケースは、成形深さの深い成形を行っても皺、ピンホール及び割れ(クラック)が発生しておらず優れた成形性を備えていた。このように本発明によれば、より深さの深い収容ケース部を備えた蓄電デバイス用外装ケースを提供できる。
 これに対し、本発明の規定範囲を逸脱する比較例1、2では、成形深さの深い成形を行うと、皺、ピンホール、割れが発生した。
 本発明に係る蓄電デバイス用外装ケースおよび本発明に係る製造方法で得られた蓄電デバイス用外装ケースは、具体例として、例えば、
・リチウム2次電池(リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等)等の蓄電デバイス
・リチウムイオンキャパシタ
・電気2重層コンデンサ
・全固体電池
等の各種蓄電デバイスの外装ケースとして用いられる。
 本出願は、2016年11月22日付で出願された日本国特許出願特願2016-226436号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。
 ここで用いられた用語及び説明は、本発明に係る実施形態を説明するために用いられたものであって、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、請求の範囲内であれば、その精神を逸脱するものでない限りいかなる設計的変更をも許容するものである。
1…蓄電デバイス用外装ケース
2…収容ケース
3…フランジ部
4…コーナー壁部
 4a…上縁
5…稜線部
 5c…端縁
6…角頂点部
 6c…端縁
7…移行壁部
11…側壁
 11a…上辺
12…天壁
 12b…角縁
13…底面開口部
14…境界稜線
29…外装部材
30…蓄電デバイス
31…蓄電デバイス本体部
40…絞り成形用金型
41…ダイス
 41a…穴
 41b…挟み付け面
42…ブランクホルダー
 42a…穴
 42b…挟み付け面
43…パンチ
44…コーナー壁部
 44a…上縁
45…稜線部
 45c…端縁
46…角頂点部
 46c…端縁
47…移行壁部
51…側壁
 51a…上辺
52…天壁
 52b…角縁
1…外装ケースの稜線部の垂直断面の曲率半径
2…外装ケースの角頂点部の垂直断面の曲率半径
L…外装ケースの移行壁部の水平方向での長さ
1…パンチの稜線部の垂直断面の曲率半径
2…パンチの角頂点部の垂直断面の曲率半径
M…パンチの移行壁部の水平方向での長さ

Claims (10)

  1.   底面が開放された略多角柱形状の収容ケースと、該収容ケースの前記底面の開放口の周縁から略水平方向の外方に向けて延ばされたフランジ部と、を備えた蓄電デバイス用外装ケースであって、
     前記収容ケースを構成する隣り合う側壁は、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、前記収容ケースを構成する天壁の各辺は、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁は、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接され、
     前記稜線部の曲率半径を「R1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「R2」としたとき、R1<R2の関係にあることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケース。
  2.   前記略多角柱形状は、略直方体形状である請求項1に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
  3.   前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
  4.   平面視において前記移行壁部と前記天壁との境界稜線の少なくとも一部は、外方に凸となる曲線である請求項3に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
  5.   前記移行壁部の水平方向での長さが0mmを超えて5mm以下である請求項3または4に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
  6.   前記収容ケースおよび前記フランジ部は、いずれも、金属箔層と、該金属箔層の一方の面に積層されたシーラント層と、を含む積層材からなる請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケース。
  7.  蓄電デバイス本体部と、
      請求項1~6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装ケースを含む外装部材と、を備え、
      前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
  8.  素材板を押し込むことにより立体成形する略多角柱形状のパンチと、前記パンチに押し込まれた素材板を受容する略多角柱形状の穴を有するダイスと、前記パンチを挿入する穴を有するブランクホルダーと、を備えた絞り成形用金型を用いて素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを製造する方法であって、
     前記素材板を、前記ダイスの穴の周囲の挟み付け面と前記ブランクホルダーの穴の周囲の挟み付け面とで挟み付ける工程と、
     前記パンチを前記ブランクホルダーの穴から挿入してさらに前記ダイスの穴に進入させることによって前記素材板を絞り成形して蓄電デバイス用外装ケースを得る成形工程と、を含み、
      前記パンチとして、隣り合う側壁が、相互間に配置された曲面のコーナー壁部を介して連接され、天壁の各辺が、それぞれ前記側壁の上辺と、曲面の稜線部を介して連接され、前記天壁の各角縁が、それぞれ前記コーナー壁部の上縁と、曲面を備えた角頂点部を介して連接されてなるパンチであって、前記稜線部の曲率半径を「S1」とし、前記角頂点部の垂直断面の曲率半径を「S2」としたとき、S1<S2の関係にあるパンチを用いることを特徴とする蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。
  9.  前記略多角柱形状は、略直方体形状である請求項8に記載の蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。
  10.   前記パンチにおいて、前記稜線部の略水平方向の端縁と、該端縁と対峙する前記角頂点部の端縁とが、移行壁部を介して連接されている請求項8または9に記載の蓄電デバイス用外装ケースの製造方法。
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