WO2023163183A1 - 蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2023163183A1
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electrode
current collector
lid
electrode body
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美帆 佐々木
紘基 阿久津
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大日本印刷株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electricity storage device and a method for manufacturing an electricity storage device.
  • Patent Document 1 discloses an all-solid-state battery as an example of an electricity storage device.
  • This all-solid-state battery includes an electrode body, electrode terminals, and an exterior body that seals the electrode body.
  • the exterior body includes an exterior film wound around the electrode body so as to have an opening, and a lid disposed in the opening.
  • An object of the present invention is to provide an electricity storage device capable of protecting a current collector, and a method for manufacturing the electricity storage device.
  • a power storage device includes an electrode body including an electrode, a current collector extending from the electrode, an electrode terminal electrically connected to the electrode body via the current collector, an opening An exterior film wound around the electrode body so as to have a portion, and a lid disposed in the opening, wherein the lid covers at least a portion of the current collector.
  • a power storage device is the power storage device according to the first aspect, wherein the lid body contacts at least part of the current collector.
  • a power storage device includes an electrode body including an electrode, a current collector extending from the electrode, an electrode terminal electrically connected to the electrode body via the current collector, an opening an exterior film wound around the electrode body so as to have a portion; a lid disposed in the opening; and disposed between the lid and the electrode body to protect at least a portion of the current collector. and a protector that
  • the power storage device is the power storage device according to the third aspect, wherein the protector contacts at least one of the current collector, the electrode body, and the exterior film.
  • a method for manufacturing an electricity storage device includes an electrode body including an electrode, a current collector extending from the electrode, and an electrode terminal electrically connected to the electrode body via the current collector. and an exterior film wound around the electrode body so as to have an opening, and a lid disposed in the opening and covering at least a portion of the current collector, wherein connecting the electrode body and the electrode terminal via the current collector; wrapping the electrode body with the exterior film so as to form a space for disposing the lid body; and filling a resin forming the lid.
  • a method for manufacturing an electricity storage device is the method for manufacturing an electricity storage device according to the fifth aspect, wherein the step of filling the space with the resin constituting the lid body is performed after the step of The method further includes molding the lid by pressing a mold against the resin filled in the space.
  • a method for manufacturing an electricity storage device is the method for manufacturing an electricity storage device according to the fifth aspect or the sixth aspect, wherein the step of filling the space with the resin forming the lid is performed before the step of and disposing a protector that protects at least a portion of the current collector.
  • the current collector can be protected.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electricity storage device according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a layer configuration of an exterior film included in the electricity storage device of FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line D3-D3 in FIG. 1
  • 2 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the electricity storage device of FIG. 1
  • the figure regarding the 1st process of FIG. The figure regarding the 2nd process of FIG. Another figure about the 2nd process of FIG.
  • 11 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the electricity storage device of FIG. 10; Sectional drawing of the electrical storage device of a modification.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an electricity storage device 10 of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the layer structure of the exterior film 50 included in the electricity storage device 10 of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line D3-D3 in FIG.
  • the arrow UD direction indicates the thickness direction of the electricity storage device 10
  • the arrow LR direction indicates the width direction of the electricity storage device 10
  • the arrow FB direction indicates the depth direction of the electricity storage device 10 .
  • the directions indicated by the arrows UDLRFB are also common in the subsequent drawings.
  • the electricity storage device 10 includes an electrode body 20, electrode terminals 30, and an exterior body 40.
  • the electrode body 20 includes, for example, electrodes (a positive electrode and a negative electrode) that constitute a power storage member such as a lithium ion battery, a capacitor, or an all-solid-state battery, a separator, and the like.
  • the shape of the electrode body 20 is a substantially rectangular parallelepiped.
  • substantially rectangular parallelepiped includes, for example, a solid that can be regarded as a rectangular parallelepiped by modifying the shape of a part of the outer surface.
  • the shape of the electrode body 20 may be, for example, a cylindrical shape or a polygonal shape.
  • the electrode assembly 20 includes one or more electrodes 21 (positive and negative electrodes). In this embodiment, the electrode assembly 20 includes multiple electrodes 21 . A current collector 22 extending from each electrode 21 is connected to an electrode terminal 30 .
  • the electricity storage device 10 has two electrode terminals 30 .
  • the electrode terminal 30 is a metal terminal used for power input/output in the electrode body 20 .
  • One end of the electrode terminal 30 is electrically connected to an electrode 21 (positive electrode or negative electrode) included in the electrode assembly 20 via a current collector 22 .
  • the other end of the electrode terminal 30 protrudes outward from the edge of the exterior body 40, for example.
  • the metal material that constitutes the electrode terminal 30 is, for example, aluminum, nickel, copper, or the like.
  • the electrode terminal 30 connected to the positive electrode is usually made of aluminum or the like
  • the electrode terminal 30 connected to the negative electrode is usually made of copper, nickel or the like.
  • the outermost layer of the electrode body 20 does not necessarily have to be an electrode, and may be, for example, a protective tape or a separator.
  • the outer body 40 seals the electrode body 20 .
  • the exterior body 40 includes an exterior film 50 and a lid body 60 .
  • the exterior film 50 is wound around the electrode body 20 so as to have an opening 40A, and a lid body 60 is arranged on the side of the electrode body 20 so as to close the opening 40A.
  • a housing portion (recess) for housing the electrode body 20 in the exterior film 50 through cold forming.
  • the exterior body 40 seals the electrode body 20 by winding the exterior film 50 around the electrode body 20, the electrode body 20 can be easily sealed regardless of the thickness of the electrode body 20.
  • the exterior film 50 was wound so as to be in contact with the outer surface of the electrode assembly 20. condition is preferred. Further, when the electricity storage device 10 is an all-solid-state battery, it is necessary to uniformly apply a high pressure from the outer surface of the battery in order to exhibit the battery performance. Since it is necessary to eliminate the space between them, it is preferable that the exterior film 50 is wound so as to be in contact with the outer surface of the electrode body 20 .
  • the exterior film 50 is, for example, a laminate (laminate film) having a substrate layer 51, a barrier layer 52, and a heat-fusible resin layer 53 in this order.
  • the exterior film 50 need not include all of these layers, and may not include the barrier layer 52, for example. That is, the exterior film 50 may be made of a flexible and easily bendable material, and may be made of a resin film, for example. It should be noted that the exterior film 50 is preferably heat-sealable.
  • the base layer 51 included in the exterior film 50 is a layer that imparts heat resistance to the exterior film 50 and suppresses pinholes that may occur during processing or distribution.
  • the base material layer 51 includes, for example, at least one layer of a stretched polyester resin layer and a stretched polyamide resin layer.
  • the barrier layer 52 can be protected during processing of the exterior film 50, and breakage of the exterior film 50 can be suppressed.
  • the stretched polyester resin layer is preferably a biaxially stretched polyester resin layer
  • the stretched polyamide resin layer is preferably a biaxially stretched polyamide resin layer.
  • the oriented polyester resin layer is more preferably a biaxially oriented polyethylene terephthalate (PET) film, and the oriented polyamide resin layer is a biaxially oriented nylon (ONy) film. more preferred.
  • the base layer 51 may include both layers of a stretched polyester resin layer and a stretched polyamide resin layer.
  • the thickness of the substrate layer 51 is preferably, for example, 5 to 300 ⁇ m, more preferably 20 to 150 ⁇ m, from the viewpoint of film strength.
  • the barrier layer 52 is bonded to the base material layer 51 via an adhesive layer 54, for example.
  • the barrier layer 52 included in the exterior film 50 is made of, for example, aluminum foil in terms of workability such as moisture resistance and extensibility, and cost.
  • the aluminum foil preferably contains iron from the viewpoint of packaging suitability and pinhole resistance when packaging the electrode body 20 .
  • the content of iron in the aluminum foil is preferably 0.5 to 5.0% by mass, more preferably 0.7 to 2.0% by mass. When the iron content is 0.5% by mass or more, packaging suitability, excellent pinhole resistance, and extensibility of the exterior film 50 are obtained. In addition, when the iron content is 5.0% by mass or less, excellent flexibility of the exterior film 50 can be obtained.
  • the barrier layer 52 may include a metal foil, a deposited film, and a resin layer having barrier properties. Examples of metal foils include aluminum alloys, stainless steels, titanium steels, and steel plates.
  • the thickness of the barrier layer 52 is preferably, for example, 15 to 100 ⁇ m, more preferably 30 to 80 ⁇ m, from the viewpoint of barrier properties, pinhole resistance and packaging suitability.
  • the thickness of the barrier layer 52 is 15 ⁇ m or more, the exterior film 50 is less likely to break even when stress is applied during packaging.
  • the thickness of the barrier layer 52 is 100 ⁇ m or less, an increase in mass of the exterior film 50 can be reduced, and a decrease in weight energy density of the electricity storage device 10 can be suppressed.
  • the barrier layer 52 is an aluminum foil, it is preferable that at least the surface opposite to the base layer 51 is provided with a corrosion-resistant film in order to prevent dissolution and corrosion.
  • the barrier layer 52 may have a corrosion resistant coating on both sides.
  • the corrosion-resistant film includes, for example, hydrothermal transformation treatment such as boehmite treatment, chemical conversion treatment, anodizing treatment, plating treatment such as nickel or chromium, and corrosion prevention treatment such as applying a coating agent to the barrier layer 52. It refers to a thin film that is formed on the surface and provides the barrier layer 52 with corrosion resistance (for example, acid resistance, alkali resistance, etc.).
  • the corrosion-resistant film specifically means a film that improves the acid resistance of the barrier layer 52 (acid-resistant film), a film that improves the alkali resistance of the barrier layer 52 (alkali-resistant film), and the like.
  • the treatment for forming the corrosion-resistant film one type may be performed, or two or more types may be used in combination. Also, not only one layer but also multiple layers can be used.
  • the hydrothermal transformation treatment and the anodizing treatment are treatments in which the surface of the metal foil is dissolved by a treatment agent to form a metal compound having excellent corrosion resistance. These treatments are sometimes included in the definition of chemical conversion treatment.
  • the barrier layer 52 includes the corrosion-resistant film.
  • the corrosion-resistant coating prevents delamination between the barrier layer 52 (e.g., aluminum alloy foil) and the base layer 51 during molding of the exterior film 50, and prevents hydrogen fluoride generated by the reaction between the electrolyte and moisture. , dissolution and corrosion of the surface of the barrier layer 52, especially dissolution and corrosion of aluminum oxide present on the surface of the barrier layer 52 when the barrier layer 52 is an aluminum alloy foil, and adhesion of the surface of the barrier layer 52 (wettability) is improved to prevent delamination between the base layer 51 and the barrier layer 52 during heat sealing and delamination between the base layer 51 and the barrier layer 52 during molding.
  • the barrier layer 52 e.g., aluminum alloy foil
  • the heat-fusible resin layer 53 is bonded to the barrier layer 52 via an adhesive layer 55, for example.
  • the heat-sealable resin layer 53 included in the exterior film 50 is a layer that imparts sealing properties to the exterior film 50 by heat sealing.
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate resins and polybutylene terephthalate resins, polyolefin resins such as polyethylene resins and polypropylene resins, cyclic polyolefin resins, or these polyolefin resins may be used.
  • a resin film made of an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying a resin with an acid such as maleic anhydride can be mentioned.
  • the thickness of the heat-fusible resin layer 53 is preferably, for example, 20 to 300 ⁇ m, more preferably 40 to 150 ⁇ m, from the viewpoint of sealing properties and strength.
  • the exterior film 50 has one or more layers having a buffer function (hereinafter referred to as "buffer layers") outside the heat-sealable resin layer 53, more preferably outside the barrier layer 52. preferably.
  • the buffer layer may be laminated on the outside of the base layer 51, and the base layer 51 may also function as a buffer layer.
  • the plurality of buffer layers may be adjacent to each other or laminated via the base layer 51 or the barrier layer 52 or the like.
  • the material that constitutes the cushioning layer can be arbitrarily selected from materials that have cushioning properties.
  • Materials with cushioning properties are, for example, rubber, non-woven fabrics, or foam sheets.
  • Rubber is, for example, natural rubber, fluororubber, or silicone rubber.
  • the rubber hardness is preferably about 20-90.
  • the material constituting the nonwoven fabric is preferably a material having excellent heat resistance.
  • the lower limit of the thickness of the buffer layer is preferably 100 ⁇ m, more preferably 200 ⁇ m, and even more preferably 1000 ⁇ m.
  • the upper limit of the thickness of the buffer layer is preferably 5000 ⁇ m, more preferably 3000 ⁇ m.
  • Preferred ranges for the thickness of the buffer layer are 100 ⁇ m to 5000 ⁇ m, 100 ⁇ m to 3000 ⁇ m, 200 ⁇ m to 5000 ⁇ m, 200 ⁇ m to 3000 ⁇ m, 1000 ⁇ m to 5000 ⁇ m, or 1000 ⁇ m to 3000 ⁇ m.
  • the thickness range of the buffer layer is most preferably 1000 ⁇ m to 3000 ⁇ m.
  • the lower limit of the thickness of the buffer layer is preferably 0.5 mm.
  • the upper limit of the thickness of the buffer layer is preferably 10 mm, more preferably 5 mm, still more preferably 2 mm.
  • the preferred range of thickness of the buffer layer is 0.5 mm to 10 mm, 0.5 mm to 5 mm, or 0.5 mm to 2 mm.
  • the cushioning layer functions as a cushion, thereby suppressing damage to the exterior film 50 due to impact when the electricity storage device 10 is dropped or handling during manufacturing of the electricity storage device 10. be done.
  • the first sealing portion 70 is formed.
  • the first sealing portion 70 extends in the longitudinal direction of the exterior body 40 .
  • the position where the first sealing portion 70 is formed in the exterior body 40 can be arbitrarily selected.
  • the base 70X of the first sealing portion 70 is located on the boundary side 43 between the first surface 41 and the second surface 42 of the exterior body 40 .
  • the first surface 41 has a larger area than the second surface 42 .
  • the base 70X of the first sealing portion 70 may be positioned on any surface of the exterior body 40.
  • FIG. In the present embodiment, the first sealing portion 70 is folded toward the second surface 42 of the exterior body 40, for example.
  • the first sealing portion 70 may protrude outward from the electrode body 20 in plan view, or may be folded toward the first surface 41 .
  • the lid body 60 has, for example, a rectangular parallelepiped shape as a whole, and is made of a resin material. Note that the lid body 60 may be formed by, for example, cold forming the exterior film 50 .
  • the material constituting the lid 60 includes polyester resins such as polyethylene terephthalate resins and polybutylene terephthalate resins, polyolefin resins such as polyethylene resins, fluorine resins, and polypropylene resins, cyclic polyolefin resins, or Acid-modified polyolefin-based resins obtained by graft-modifying these polyolefin-based resins with an acid such as maleic anhydride can be used.
  • the main material of the lid 60 and the heat-sealable resin layer 53 of the exterior film 50 is the same. is preferred.
  • the material forming the lid 60 and the material forming the heat-sealable resin layer 53 may be, for example, polyolefin resins such as polyethylene resins and polypropylene resins, or polyolefin resins thereof.
  • the main material is an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying a resin with an acid such as maleic anhydride. Note that the main material is, for example, a material that accounts for 50% or more of the materials contained in the constituent elements.
  • the lid 60 covers at least part of the current collector 22 from the viewpoint of protecting the current collector 22 . It is preferable that the lid 60 is in contact with the current collector 22 that it covers. More preferably, the lid 60 is joined to the current collector 22 that covers it. In this embodiment, the lid 60 covers all the current collectors 22 and is joined to the outermost current collector 22 . Note that the lid body 60 may be arranged so as to fill the gaps between the plurality of current collectors 22 .
  • the second sealing portion 80 is formed by heat-sealing the heat-sealable resin layer 53 of the exterior film 50 and the side surface of the lid 60 (hereinafter referred to as "seal surface 61"). be done.
  • the sealing strength between the heat-fusible resin layer 53 of the exterior film 50 and the sealing surface 61 of the lid 60 may be referred to as the sealing strength of the second sealing portion 80 .
  • the sealing strength of the second sealing portion 80 is determined by the long side portion of the sealing surface 61, that is, the heat-fusible resin layer 53 on the sealing surface 61 extending in the LR (width) direction in FIG. 60 is the seal strength.
  • the seal strength of the second sealing portion 80 is measured based on the distance of the second sealing portion 80 in the FB (depth) direction by pulling the exterior film 50 against the lid 60 in the UD (vertical) direction of FIG. be done. Note that the seal strength of the second sealing portion 80 when the lid body 60 is divided into a plurality of parts including long sides and short sides is seal strength.
  • the seal strength of the second sealing portion 80 is preferably 40 N/15 mm or more, more preferably 50 N/15 mm or more, and even more preferably. is 60 N/15 mm or more, more preferably 70 N/15 mm or more, more preferably 85 N/15 mm or more.
  • the seal strength of the second sealing portion 80 is 40 N/15 mm or more, even if the power storage device 10 is used for several years (less than 10 years), the electrode body 20 is not sealed by the exterior body 40. well maintained.
  • the seal strength of the second sealing portion 80 is 85 N/15 mm or more, the state in which the electrode body 20 is sealed by the exterior body 40 is preferably maintained even when the power storage device 10 is used for 10 years or more, for example. be.
  • the seal strength of the second sealing portion 80 is preferably 150 N/15 mm or less.
  • a preferable range of seal strength of the second sealing portion 80 is 40 N/15 mm to 150 N/15 mm, 50 N/15 mm to 150 N/15 mm, 60 N/15 mm to 150 N/15 mm, 70 N/15 mm to 150 N/15 mm, or 85 N/15 mm to 150 N/15 mm. 15 mm to 150 N/15 mm.
  • the lid 60 When the lid 60 is plate-shaped, the lid 60 has a certain thickness so that the deformation of the exterior body 40 is suppressed even when the power storage devices 10 are stacked. preferably. From another point of view, when the lid body 60 is plate-shaped, when forming the second sealing portion 80, the lid body 60 and the exterior film 50 can be preferably heat-sealed.
  • the sealing surface 61 of 60 preferably has a certain thickness.
  • the minimum thickness of the lid 60 is, for example, 1.0 mm, preferably 3 mm, and even more preferably 4 mm.
  • the maximum thickness of the lid 60 is, for example, 10 mm, preferably 8.0 mm, and even more preferably 7.0 mm.
  • the maximum thickness of the lid 60 may be 10 mm or more.
  • Preferred ranges for the thickness of the material forming the lid 60 are 1.0 mm to 10 mm, 1.0 mm to 8.0 mm, 1.0 mm to 7.0 mm, 3.0 mm to 10 mm, and 3.0 mm to 8.0 mm. , 3.0 mm to 7.0 mm, 4.0 mm to 10 mm, 4.0 mm to 8.0 mm, 4.0 mm to 7.0 mm.
  • the cover 60 when the cover 60 is expressed as a plate, the material constituting the cover 60 does not include the film defined by the JIS (Japanese Industrial Standards) [Packaging Terms] standard.
  • the thickness of the lid 60 may vary depending on the portion of the lid 60 . When the thickness of the lid body 60 differs depending on the part, the thickness of the lid body 60 is the thickness of the thickest part.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the electricity storage device 10. As shown in FIG. The method for manufacturing the electricity storage device 10 includes, for example, first, second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh steps. The first to seventh steps are performed, for example, by a power storage device 10 manufacturing apparatus. In this embodiment, the names of the first to seventh steps are defined for the sake of convenience, and do not mean the order of the steps.
  • FIG. 5 is a diagram relating to the first step of step S11.
  • the manufacturing apparatus electrically connects the electrode body 20 and the electrode terminal 30 via the current collector 22 .
  • the illustration of the current collector 22 is omitted for simplification of the drawings.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams relating to the second step of step S12.
  • the second step is performed after the first step.
  • the manufacturing apparatus winds the exterior film 50 around the electrode assembly 20 .
  • the manufacturing apparatus wraps the electrode assembly 20 with the exterior film 50 so that two spaces 90 for placing the lids 60 are formed.
  • the second step may be performed before the first step.
  • the third step of step S13 is performed after the first or second step.
  • the manufacturing apparatus heat-seals the facing heat-sealable resin layers 53 of the exterior film 50 to form the first sealing portion 70 having a partially unsealed portion 71A (see FIG. 7).
  • temporary first sealing portion 71 (Hereinafter referred to as “temporary first sealing portion 71”) is formed.
  • the unsealed portion 71A can be formed, for example, by using a seal bar having a shape such that a portion thereof does not come into contact with the exterior film 50. As shown in FIG. In another example, the unsealed portion 71A can be formed by interposing a fluororesin film or the like between the facing surfaces (the heat-sealable resin layers 53) of the exterior film 50.
  • the electrode body 20 can be held by the exterior film 50 , so that the position of the electrode body 20 with respect to the exterior film 50 is less likely to shift. Therefore, the occurrence of wrinkles is suppressed when forming the second sealing portion 80 .
  • FIG. 8 is a diagram relating to the fourth step of step S14.
  • the fourth step is performed after the third step.
  • the manufacturing apparatus fills one space 90 with the resin 100 forming the lid 60 .
  • the resin 100 is molten and has predetermined fluidity.
  • the resin 100 is, for example, ring-shaped with a hole 100X in the center so that the electrode terminal 30 can pass through.
  • FIG. 9 is a diagram relating to the fifth step of step S15.
  • the fifth step is performed after the fourth step.
  • the manufacturing apparatus presses the mold 110 against the resin 100 filled in one space 90 to form the lid body 60 .
  • the mold 110 has a size that can be accommodated in the space 90, and a hole 110X into which the electrode terminal 30 can be inserted is formed in the center.
  • the current collector 22 is covered with the lid 60, and the lid 60 and the current collector 22 are joined.
  • the sixth step of step S16 is performed after the fifth step or in parallel with the fifth step.
  • the manufacturing apparatus forms the second sealing portion 80 by heat-sealing the exterior film 50 and the sealing surface 61 of the lid 60 .
  • the manufacturing apparatus also performs the fourth, fifth, and sixth steps on the other space 90 .
  • the 7th step of step S17 is performed after the 4th, 5th, and 6th steps are performed on the two spaces 90 .
  • the manufacturing apparatus injects the electrolytic solution from the unsealed portion 71A of the temporary first sealing portion 71, evacuates the exterior film 50, and then heat seals the unsealed portion 71A to obtain the first 1 A sealing portion 70 is formed. Note that if the electricity storage device 10 is an all-solid battery, the step of injecting the electrolytic solution in the seventh step is omitted.
  • the lid 60 covers at least part of the current collector 22 . Therefore, for example, even when an external force acts on the electricity storage device 10 , the current collector 22 is protected by the lid 60 .
  • the power storage device 200 of the second embodiment differs from the first embodiment in that it includes a protector 210, and the rest of the configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the power storage device 200 of the second embodiment will be described below, focusing on the parts that differ from the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the electricity storage device 200.
  • the power storage device 200 includes a protector 210 that is arranged between the lid 60 and the electrode body 20 and protects the current collector 22 .
  • the protector 210 covers at least part of the current collector 22 .
  • the protector 210 is preferably in contact with the current collector 22 it covers. More preferably, the protector 210 is bonded to the current collector 22 that covers it.
  • the protector 210 covers all the current collectors 22 and is joined to the outermost current collectors 22 .
  • the protector 210 may be arranged so as to fill the gaps between the plurality of current collectors 22 .
  • the welded portion 22X of the current collector 22 with the electrode terminal 30 is covered with the lid 60 . Lid 60 is joined to welded portion 22X.
  • the protector 210 can be arbitrarily selected.
  • the protector 210 may be a film or a resin molding. Any resin capable of protecting the current collector 22, such as a polyester resin, a polyolefin resin, a polyamide resin, or a polycarbonate resin, can be used for the protector 210, for example.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the electricity storage device 200. As shown in FIG. The manufacturing method shown in FIG. 11 further includes an eighth step of step S18 in addition to each step shown in FIG. In the eighth step, the manufacturing apparatus arranges a protector 210 that protects the current collector 22 . The eighth step can be performed at any timing after the first step and before the fourth step.
  • the protector 210 covers at least part of the current collector 22 . Therefore, for example, even when an external force acts on the power storage device 10 , the current collector 22 is protected by the protector 210 .
  • each of the above-described embodiments is an example of a form that can be taken by an electricity storage device and a method for manufacturing an electricity storage device according to the present invention, and is not intended to limit the form.
  • An electric storage device and a method for manufacturing an electric storage device according to the present invention may take forms different from those illustrated in each embodiment.
  • One example is a form in which a part of the configuration of each embodiment is replaced, changed, or omitted, or a form in which a new configuration is added to each embodiment.
  • the two electrode terminals 30 may protrude from one of the two lids 60 .
  • the portion of the exterior body 40 where the other lid body 60 is arranged can be sealed by a known method.
  • the electrode body 20 may be sealed by omitting the other lid body 60 and folding the exterior film 50 .
  • This modification can be similarly applied to the power storage device 200 of the second embodiment.
  • the configuration of the protector 210 can be arbitrarily changed.
  • the protector 210 may be a plate that is arranged between the electrode body 20 and the welded portion 22X and partitions the sections inside the exterior body 40 .
  • the electrode terminals 30 need only be capable of inputting and outputting electric power to and from the electrode body 20 , and for example, do not need to protrude from the exterior body 40 .
  • the electrode terminal 30 may have any shape including a surface that is flush with the surface of the lid 60 that faces the exterior of the exterior body 40 . This modification can also be applied to the electricity storage device 10 of the second embodiment.
  • the fifth step of step S15 shown in FIG. 9 may be omitted.
  • the fluidity of the resin 100 is high, in other words, when the viscosity is low, the space 90 is filled with the resin 100 in the fourth step of step S14 so that the space 90 is filled with the resin 100. spread. Therefore, when the resin 100 has high fluidity, the fifth step can be omitted.
  • This modification can also be applied to the electricity storage device 200 of the second embodiment.
  • the exterior film 50 may be a laminate (laminate film) having the heat-fusible resin layers 53 on both sides of the barrier layer 52 .
  • the first sealing portion 70 may be formed by heat-sealing the heat-sealing resin layers 53 laminated on one side or the other side of the barrier layer 52 .
  • the heat-fusible resin layer 53 laminated on one side and the heat-fusible resin layer 53 laminated on the other side may be heat-sealed.
  • the base 70X of the first sealing portion 70 is positioned on any surface of the exterior body 40 .
  • the base 70X of the first sealing portion 70 is preferably positioned near the boundary side 43 between the first surface 41 and the second surface 42 .
  • the heat-fusible resin layer 53 may be bonded to the barrier layer 52 via an adhesive layer 55, for example. This modification can be similarly applied to the power storage device 200 of the second embodiment.
  • SYMBOLS 10 Electricity storage device 20: Electrode body 21: Electrode 22: Current collector 30: Electrode terminal 50: Exterior film 60: Cover body 100: Resin 110: Mold 200: Electricity storage device 210: Protective body

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Abstract

蓄電デバイスは、電極を含む電極体と、前記電極から延びる集電体と、前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、前記開口部に配置される蓋体と、を備え、前記蓋体は、前記集電体の少なくとも一部を覆う。

Description

蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法
　本発明は、蓄電デバイス、および、蓄電デバイスの製造方法に関する。
　特許文献１は、蓄電デバイスの一例としての全固体電池を開示している。この全固体電池は、電極体と、電極端子と、電極体を封止する外装体と、を備える。外装体は、開口部を有するように電極体に巻き付けられる外装フィルムと、開口部に配置される蓋体と、を含む。
特開２０１９－１５３５０４号公報
　上記蓄電デバイスは、電極体と電極端子とを接続する集電体を保護する点について、検討されていない。
　本発明は、集電体を保護できる蓄電デバイス、および、蓄電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１観点に係る蓄電デバイスは、電極を含む電極体と、前記電極から延びる集電体と、前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、前記開口部に配置される蓋体と、を備え、前記蓋体は、前記集電体の少なくとも一部を覆う。
　本発明の第２観点に係る蓄電デバイスは、第１観点に係る蓄電デバイスであって、前記蓋体は、前記集電体の少なくとも一部と接触する。
　本発明の第３観点に係る蓄電デバイスは、電極を含む電極体と、前記電極から延びる集電体と、前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、前記開口部に配置される蓋体と、前記蓋体と前記電極体との間に配置され、前記集電体の少なくとも一部を保護する保護体と、を備える。
　本発明の第４観点に係る蓄電デバイスは、第３観点に係る蓄電デバイスであって、前記保護体は、前記集電体、前記電極体、および、前記外装フィルムの少なとも１つと接触する。
　本発明の第５観点に係る蓄電デバイスの製造方法は、電極を含む電極体と、前記電極から延びる集電体と、前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、前記開口部に配置され、前記集電体の少なくとも一部を覆う蓋体と、を備える蓄電デバイスの製造方法であって、前記集電体を介して前記電極体と前記電極端子とを接続する工程と、前記蓋体を配置する空間が形成されるように前記外装フィルムによって前記電極体を包む工程と、前記空間に前記蓋体を構成する樹脂を充填する工程と、を含む。
　本発明の第６観点に係る蓄電デバイスの製造方法は、第５観点に係る蓄電デバイスの製造方法であって、前記空間に前記蓋体を構成する樹脂を充填する工程よりも後に実施され、前記空間に充填された樹脂に型を押し付けることによって、前記蓋体を成形する工程をさらに含む。
　本発明の第７観点に係る蓄電デバイスの製造方法は、第５観点または第６観点に係る蓄電デバイスの製造方法であって、前記空間に前記蓋体を構成する樹脂を充填する工程よりも前に実施され、前記集電体の少なくとも一部を保護する保護体を配置する工程をさらに含む。
　本発明に関する蓄電デバイス、および、蓄電デバイスの製造方法によれば、集電体を保護できる。
第１実施形態の蓄電デバイスの斜視図。 図１の蓄電デバイスが備える外装フィルムの層構成を示す断面図。 図１のＤ３－Ｄ３線に沿う断面図。 図１の蓄電デバイスの製造方法の一例を示すフローチャート。 図４の第１工程に関する図。 図４の第２工程に関する図。 図４の第２工程に関する別の図。 図４の第４工程に関する図。 図４の第５工程に関する図。 第２実施形態の蓄電デバイスの断面図。 図１０の蓄電デバイスの製造方法の一例を示すフローチャート。 変形例の蓄電デバイスの断面図。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスについて説明する。なお、本明細書において、「～」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、２～１５ｍｍとの表記は、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下を意味する。
　[１．第１実施形態]
　＜１－１．蓄電デバイスの構成＞
　図１は、第１実施形態の蓄電デバイス１０を模式的に示す平面図である。図２は、図１の蓄電デバイス１０が備える外装フィルム５０の層構成を示す断面図である。図３は、図１のＤ３－Ｄ３線に沿う断面図である。なお、図１において、矢印ＵＤ方向は蓄電デバイス１０の厚み方向を示し、矢印ＬＲ方向は蓄電デバイス１０の幅方向を示し、矢印ＦＢ方向は、蓄電デバイス１０の奥行方向を示す。矢印ＵＤＬＲＦＢの各々が示す方向は、以後の各図においても共通である。
　蓄電デバイス１０は、電極体２０と、電極端子３０と、外装体４０と、を備える。電極体２０は、例えば、リチウムイオン電池、キャパシタ、または、全固体電池等の蓄電部材を構成する電極（正極および負極）ならびに、セパレータ等を含む。本実施形態では、電極体２０の形状は、略直方体である。なお、「略直方体」とは、完全な直方体の他に、例えば、外面の一部の形状を修正することによって直方体とみなせるような立体を含む。電極体２０の形状は、例えば、円柱または多角柱であってもよい。
　図３に示されるように、電極体２０は、１または複数の電極２１（正極および負極）を含む。本実施形態では、電極体２０は、複数の電極２１を含む。各電極２１から延びる集電体２２は、電極端子３０に接続される。
　本実施形態では、蓄電デバイス１０は、２つの電極端子３０を備える。電極端子３０は、電極体２０における電力の入出力に用いられる金属端子である。電極端子３０の一方の端部は、電極体２０に含まれる電極２１（正極または負極）に集電体２２を介して電気的に接続される。電極端子３０の他方の端部は、例えば、外装体４０の端縁から外側に突出する。
　電極端子３０を構成する金属材料は、例えば、アルミニウム、ニッケル、または、銅等である。例えば、電極体２０がリチウムイオン電池である場合、正極に接続される電極端子３０は、通常、アルミニウム等によって構成され、負極に接続される電極端子３０は、通常、銅、ニッケル等によって構成される。なお、電極体２０の最外層は、必ずしも電極である必要はなく、例えば、保護テープまたはセパレータであってもよい。
　外装体４０は、電極体２０を封止する。外装体４０は、外装フィルム５０および蓋体６０を備える。外装フィルム５０は、開口部４０Ａを有するように電極体２０に巻き付けられ、開口部４０Ａを閉じるように電極体２０の側方に蓋体６０が配置される。
　例えば、冷間成形を通じて外装フィルム５０に電極体２０を収容する収容部（窪み）を形成する方法がある。しかし、このような方法によって深い収容部を形成することは必ずしも容易ではない。冷間成形によって収納部（窪み）を深く（たとえば成形深さ１５ｍｍ）形成しようとすると外装フィルム５０にピンホールまたはクラックが発生し、電池性能の低下を招く可能性が高くなる。一方、外装体４０は、外装フィルム５０を電極体２０に巻き付けることによって電極体２０を封止しているため、電極体２０の厚みに拘わらず容易に電極体２０を封止することができる。なお、蓄電デバイス１０の体積エネルギー密度を向上させるべく電極体２０と外装フィルム５０との間のデッドスペースを削減するためには、外装フィルム５０が電極体２０の外表面に接するように巻き付けられた状態が好ましい。また、蓄電デバイス１０が全固体電池である場合には、電池性能を発揮させるために高い圧力を電池外面から均一に掛けることが必要とされている観点からも電極体２０と外装フィルム５０との間の空間を無くすことが必要とされるため、外装フィルム５０が電極体２０の外表面に接するように巻き付けられた状態が好ましい。
　図２に示されるように、外装フィルム５０は、例えば、基材層５１、バリア層５２、および、熱融着性樹脂層５３をこの順に有する積層体（ラミネートフィルム）である。なお、外装フィルム５０には、これらの層がすべて含まれている必要はなく、例えば、バリア層５２が含まれていなくてもよい。すなわち、外装フィルム５０は、フレキシブル性を有し曲げやすい材料で構成されていればよく、例えば、樹脂フィルムで構成されていてもよい。なお、外装フィルム５０は、ヒートシール可能であることが好ましい。
　外装フィルム５０に含まれる基材層５１は、耐熱性を外装フィルム５０に付与し、加工または流通の際に起こり得るピンホールの発生を抑制するための層である。基材層５１は、例えば、延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含んで構成される。例えば、基材層５１が延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含むことにより、外装フィルム５０の加工時にバリア層５２を保護し、外装フィルム５０の破断を抑制することができる。また、外装フィルム５０の引張伸びを大きくする観点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエステル樹脂層であることが好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ポリアミド樹脂層であることが好ましい。さらに、突刺強度または衝撃強度に優れる点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであることがより好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ナイロン（ＯＮｙ）フィルムであることがより好ましい。なお、基材層５１は、延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の両層を含んで構成されていてもよい。基材層５１の厚さは、フィルム強度の点から、例えば５～３００μｍであることが好ましく、２０～１５０μｍであることがより好ましい。
　バリア層５２は、例えば、接着層５４を介して基材層５１と接合される。外装フィルム５０に含まれるバリア層５２は、防湿性、延展性等の加工性およびコストの面から、例えばアルミニウム箔から構成される。アルミニウム箔は、電極体２０を包装する際の包装適性および耐ピンホール性の観点から、鉄を含むことが好ましい。アルミニウム箔中の鉄の含有量としては、０．５～５．０質量％であることが好ましく、０．７～２．０質量％であることがより好ましい。鉄の含有量が０．５質量％以上であることにより、外装フィルム５０の包装適性、優れた耐ピンホール性および延展性が得られる。また、鉄の含有量が５．０質量％以下であることにより、外装フィルム５０の優れた柔軟性が得られる。バリア層５２は、バリア性を有する金属箔、蒸着膜、および、樹脂層を含んでいてもよい。金属箔としては、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、または、鋼板等が挙げられる。
　バリア層５２の厚さは、バリア性、耐ピンホール性および包装適性の点から、例えば１５～１００μｍであることが好ましく、３０～８０μｍであることがより好ましい。バリア層５２の厚さが１５μｍ以上であることによって、包装加工により応力がかかっても外装フィルム５０が破断しにくくなる。バリア層５２の厚さが１００μｍ以下であることにより、外装フィルム５０の質量増加を低減でき、蓄電デバイス１０の重量エネルギー密度低下を抑制することができる。
　また、バリア層５２がアルミニウム箔の場合は、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも基材層５１と反対側の面に耐腐食性皮膜を備えていることが好ましい。バリア層５２は、耐腐食性皮膜を両面に備えていてもよい。ここで、耐腐食性皮膜とは、例えば、ベーマイト処理などの熱水変成処理、化成処理、陽極酸化処理、ニッケルやクロムなどのメッキ処理、コーティング剤を塗工する腐食防止処理をバリア層５２の表面に行ない、バリア層５２に耐腐食性（例えば耐酸性、耐アルカリ性など）を備えさせる薄膜をいう。耐腐食性皮膜は、具体的には、バリア層５２の耐酸性を向上させる皮膜（耐酸性皮膜）、バリア層５２の耐アルカリ性を向上させる皮膜（耐アルカリ性皮膜）などを意味している。耐腐食性皮膜を形成する処理としては、１種類を行なってもよいし、２種類以上を組み合わせて行なってもよい。また、１層だけではなく多層化することもできる。さらに、これらの処理のうち、熱水変成処理および陽極酸化処理は、処理剤によって金属箔表面を溶解させ、耐腐食性に優れる金属化合物を形成させる処理である。なお、これらの処理は、化成処理の定義に包含される場合もある。また、バリア層５２が耐腐食性皮膜を備えている場合、耐腐食性皮膜を含めてバリア層５２とする。
　耐腐食性皮膜は、外装フィルム５０の成形時において、バリア層５２（例えば、アルミニウム合金箔）と基材層５１との間のデラミネーション防止、電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、バリア層５２表面の溶解、腐食、特にバリア層５２がアルミニウム合金箔である場合にバリア層５２表面に存在する酸化アルミニウムが溶解、腐食することを防止し、かつ、バリア層５２表面の接着性（濡れ性）を向上させ、ヒートシール時の基材層５１とバリア層５２とのデラミネーション防止、成形時の基材層５１とバリア層５２とのデラミネーション防止の効果を示す。
　熱融着性樹脂層５３は、例えば、接着層５５を介してバリア層５２と接合される。外装フィルム５０に含まれる熱融着性樹脂層５３は、外装フィルム５０にヒートシールによる封止性を付与する層である。熱融着性樹脂層５３としては、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、または、これらのポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。熱融着性樹脂層５３の厚さは、シール性および強度の点から、例えば２０～３００μｍであることが好ましく、４０～１５０μｍであることがより好ましい。
　外装フィルム５０は、熱融着性樹脂層５３よりも外側に、より好ましくは、バリア層５２よりも外側に１または複数の緩衝機能を有する層（以下では、「緩衝層」という）を有していることが好ましい。緩衝層は、基材層５１の外側に積層されてもよく、基材層５１が緩衝層の機能を兼ね備えてもよい。外装フィルム５０が複数の緩衝層を有する場合、複数の緩衝層は、隣接していてもよく、基材層５１またはバリア層５２等を介して積層されてもよい。
　緩衝層を構成する材料は、クッション性を有する材料から任意に選択可能である。クッション性を有する材料は、例えば、ゴム、不織布、または、発泡シートである。ゴムは、例えば、天然ゴム、フッ素ゴム、または、シリコンゴムである。ゴム硬度は、２０～９０程度であることが好ましい。不織布を構成する材料は、耐熱性に優れる材料であることが好ましい。緩衝層が不織布によって構成される場合、緩衝層の厚さの下限値は、好ましくは、１００μｍ、さらに好ましくは、２００μｍ、さらに好ましくは、１０００μｍである。緩衝層が不織布によって構成される場合、緩衝層の厚さの上限値は、好ましくは、５０００μｍ、さらに好ましくは、３０００μｍである。緩衝層の厚さの好ましい範囲は、１００μｍ～５０００μｍ、１００μｍ～３０００μｍ、２００μｍ～５０００μｍ、２００μｍ～３０００μｍ、１０００μｍ～５０００μｍ、または、１０００μｍ～３０００μｍである。この中でも、緩衝層の厚さの範囲は、１０００μｍ～３０００μｍが最も好ましい。
　緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの下限値は、好ましくは、０．５ｍｍである。緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの上限値は、好ましくは、１０ｍｍ、さらに好ましくは、５ｍｍ、さらに好ましくは、２ｍｍである。緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの好ましい範囲は、０．５ｍｍ～１０ｍｍ、０．５ｍｍ～５ｍｍ、または、０．５ｍｍ～２ｍｍである。
　外装フィルム５０が緩衝層を有する場合、緩衝層がクッションとして機能するため、蓄電デバイス１０が落下したときの衝撃、または、蓄電デバイス１０の製造時のハンドリングによって、外装フィルム５０が破損することが抑制される。
　本実施形態では、開口部４０Ａを有するように電極体２０の周囲に外装フィルム５０が巻き付けられた状態で、外装フィルム５０の互いに向き合う面（熱融着性樹脂層５３）同士がヒートシールされることによって、第１封止部７０が形成される。本実施形態において、第１封止部７０は、外装体４０の長手方向に延びる。外装体４０において、第１封止部７０が形成される位置は、任意に選択可能である。本実施形態では、第１封止部７０の根本７０Ｘは、外装体４０の第１面４１と第２面４２との境界の辺４３上に位置する。第１面４１は、第２面４２よりも面積が大きい。第１封止部７０の根本７０Ｘは、外装体４０の任意の面上に位置していてもよい。本実施形態では、第１封止部７０は、例えば、外装体４０の第２面４２に向けて折り畳まれている。第１封止部７０は、平面視において、電極体２０よりも外側に張り出していてもよく、第１面４１に向けて折り畳まれていてもよい。
　蓋体６０は、全体として、例えば、直方体形状であり、樹脂材料によって構成される。なお、蓋体６０は、外装フィルム５０を例えば冷間成形することによって形成されてもよい。蓋体６０を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、または、これらのポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。蓋体６０と外装フィルム５０とを好適にヒートシールする観点から、蓋体６０を構成する材料と、外装フィルム５０の熱融着性樹脂層５３を構成する材料とは、主材料が同じであることが好ましい。本実施形態では、蓋体６０を構成する材料、および、熱融着性樹脂層５３を構成する材料としては、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、または、これらのポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂が主材料である。なお、主材料とは、例えば、構成要素に含まれる材料のうち、５０％以上を占める材料をいう。
　本実施形態では、集電体２２を保護する観点から、蓋体６０は、集電体２２の少なくとも一部を覆う。蓋体６０は、覆っている集電体２２と接触していることが好ましい。蓋体６０は、覆っている集電体２２と接合されていることがさらに好ましい。本実施形態では、蓋体６０は、全ての集電体２２を覆い、最も外側の集電体２２と接合されている。なお、蓋体６０は、複数の集電体２２の隙間を埋めるように配置されてもよい。
　本実施形態では、外装フィルム５０の熱融着性樹脂層５３と蓋体６０の側面（以下では、「シール面６１」という）とがヒートシールされることによって、第２封止部８０が形成される。以下では、外装フィルム５０の熱融着性樹脂層５３と蓋体６０のシール面６１とのシール強度を、第２封止部８０のシール強度と称する場合がある。なお、第２封止部８０のシール強度は、シール面６１のうちの長辺の部分、すなわち、図１におけるＬＲ（幅）方向に延びるシール面６１における熱融着性樹脂層５３と蓋体６０とのシール強度である。第２封止部８０のシール強度は、蓋体６０に対して外装フィルム５０を図１のＵＤ（上下）方向に引っ張り、ＦＢ（奥行）方向における第２封止部８０の距離に基づいて測定される。なお、蓋体６０が、長辺および短辺を含む複数のパーツに分割されている場合の第２封止部８０のシール強度は、複数のパーツのシール面６１のうちの長辺の部分におけるシール強度である。
　外装体４０によって電極体２０が密封された状態を好適に維持する観点から、第２封止部８０のシール強度は、好ましくは、４０Ｎ／１５ｍｍ以上、さらに好ましくは、５０Ｎ／１５ｍｍ以上、さらに好ましくは、６０Ｎ／１５ｍｍ以上、さらに好ましくは、７０Ｎ／１５ｍｍ以上、さらに好ましくは、８５Ｎ／１５ｍｍ以上である。第２封止部８０のシール強度が４０Ｎ／１５ｍｍ以上である場合、蓄電デバイス１０を、例えば、数年間（１０年未満）使用しても、外装体４０によって電極体２０が密封された状態が好適に維持される。第２封止部８０のシール強度が８５Ｎ／１５ｍｍ以上である場合、蓄電デバイス１０を、例えば、１０年以上使用しても、外装体４０によって電極体２０が密封された状態が好適に維持される。第２封止部８０のシール強度は、好ましくは、１５０Ｎ／１５ｍｍ以下である。第２封止部８０のシール強度の好ましい範囲は、４０Ｎ／１５ｍｍ～１５０Ｎ／１５ｍｍ、５０Ｎ／１５ｍｍ～１５０Ｎ／１５ｍｍ、６０Ｎ／１５ｍｍ～１５０Ｎ／１５ｍｍ、７０Ｎ／１５ｍｍ～１５０Ｎ／１５ｍｍ、または、８５Ｎ／１５ｍｍ～１５０Ｎ／１５ｍｍである。
　蓋体６０が板状である場合、蓄電デバイス１０が重ねて配置された場合であっても、外装体４０が変形することが抑制されるように、蓋体６０は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。別の観点では、蓋体６０が板状である場合、第２封止部８０を形成する際に、蓋体６０のシール面６１と外装フィルム５０とを好適にヒートシールできるように、蓋体６０のシール面６１は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。蓋体６０の厚さの最小値は、例えば、１．０ｍｍであり、３ｍｍがより好ましく、４ｍｍがさらに好ましい。蓋体６０の厚さの最大値は、例えば、１０ｍｍであり、８．０ｍｍがより好ましく、７．０ｍｍがさらに好ましい。蓋体６０の厚さの最大値は、１０ｍｍ以上であってもよい。蓋体６０を構成する材料の厚さの好ましい範囲は、１．０ｍｍ～１０ｍｍ、１．０ｍｍ～８．０ｍｍ、１．０ｍｍ～７．０ｍｍ、３．０ｍｍ～１０ｍｍ、３．０ｍｍ～８．０ｍｍ、３．０ｍｍ～７．０ｍｍ、４．０ｍｍ～１０ｍｍ、４．０ｍｍ～８．０ｍｍ、４．０ｍｍ～７．０ｍｍである。本実施形態において、蓋体６０が板状と表現される場合、蓋体６０を構成する材料としてＪＩＳ（日本工業規格）の［包装用語］規格によって規定されるフィルムは含まれない。なお、蓋体６０の厚さは、蓋体６０の部位によって異なっていてもよい。蓋体６０の厚さが部位によって異なる場合、蓋体６０の厚さは、最も厚い部分の厚さである。
　＜１－２．蓄電デバイスの製造方法＞
　図４は、蓄電デバイス１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。蓄電デバイス１０の製造方法は、例えば、第１工程、第２工程、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程、および、第７工程を含む。第１工程～第７工程は、例えば、蓄電デバイス１０の製造装置によって実施される。なお、本実施形態において、第１工程～第７工程は、各工程の名称を便宜的に規定したものであって、各工程の順序を意味するものではない。
　図５は、ステップＳ１１の第１工程に関する図である。第１工程では、製造装置は、電極体２０と電極端子３０とを集電体２２を介して電気的に接続する。なお、図５～図９では、図面の簡略化のため、集電体２２の図示を省略している。
　図６および図７は、ステップＳ１２の第２工程に関する図である。第２工程は、第１工程の後に実施される。第２工程では、製造装置は、外装フィルム５０を電極体２０に巻き付ける。図７に示されるように、第２工程では、製造装置は、蓋体６０を配置する２つの空間９０が形成されるように外装フィルム５０によって電極体２０を包む。なお、第２工程は、第１工程の前に実施されてもよい。
　ステップＳ１３の第３工程は、第１工程または第２工程の後に実施される。第３工程では、製造装置は、外装フィルム５０の対向する熱融着性樹脂層５３同士をヒートシールすることによって、一部に未シール部７１Ａ（図７参照）を有する第１封止部７０（以下では、「仮の第１封止部７１」という）を形成する。なお、未シール部７１Ａは、例えば、一部が外装フィルム５０と接触しないような形状のシールバーを用いることによって形成することができる。別の例では、未シール部７１Ａは、外装フィルム５０の互いに向き合う面（熱融着性樹脂層５３）同士の間にフッ素樹脂フィルム等を介在させることによって形成することができる。仮の第１封止部７１を第２封止部８０よりも先に形成することによって、外装フィルム５０によって電極体２０を保持できるため、外装フィルム５０に対する電極体２０の位置がずれにくい。このため、第２封止部８０を形成するときに、しわが発生することが抑制される。
　図８は、ステップＳ１４の第４工程に関する図である。第４工程は、第３工程の後に実施される。第４工程では、製造装置は、一方の空間９０に蓋体６０を構成する樹脂１００を充填する。樹脂１００は、溶融しており、所定の流動性を有する。樹脂１００は、例えば、電極端子３０が通過できるように中央に孔１００Ｘを有するリング状である。
　図９は、ステップＳ１５の第５工程に関する図である。第５工程は、第４工程の後に実施される。第５工程では、製造装置は、一方の空間９０に充填された樹脂１００に型１１０を押し付けることによって、蓋体６０を成形する。型１１０は、空間９０に収容可能な大きさであり、中央に電極端子３０を挿入可能な孔１１０Ｘが形成されている。第５工程が完了することによって、蓋体６０によって集電体２２が覆われ、蓋体６０と集電体２２とが接合される。
　ステップＳ１６の第６工程は、第５工程の後、または、第５工程と並行して実施される。第６工程では、製造装置は、外装フィルム５０と蓋体６０のシール面６１とをヒートシールすることによって、第２封止部８０を形成する。なお、製造装置は、他方の空間９０に対しても、第４工程、５工程、および、第６工程を実施する。
　ステップＳ１７の第７工程は、２つの空間９０に第４工程、５工程、および、第６工程が実施された後に実施される。第７工程では、製造装置は、仮の第１封止部７１の未シール部７１Ａから電解液を注入し、外装フィルム５０を真空引きした後、未シール部７１Ａをヒートシールすることによって、第１封止部７０を形成する。なお、蓄電デバイス１０が全固体電池の場合、第７工程において、電解液を注入する工程は、省略される。
　＜１－３．蓄電デバイスの作用および効果＞
　蓄電デバイス１０によれば、蓋体６０は、集電体２２の少なくとも一部を覆っている。このため、例えば、蓄電デバイス１０に外力が作用した場合であっても、集電体２２が蓋体６０によって保護される。
　[２．第２実施形態]
　第２実施形態の蓄電デバイス２００は、保護体２１０を備える点において、第１実施形態と異なり、その他の構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第２実施形態の蓄電デバイス２００について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
　＜２－１．蓄電デバイスの構成＞
　図１０は、蓄電デバイス２００の断面図である。蓄電デバイス２００は、蓋体６０と電極体２０との間に配置され、集電体２２を保護する保護体２１０を備える。保護体２１０は、集電体２２の少なくとも一部を覆う。保護体２１０は、覆っている集電体２２と接触していることが好ましい。保護体２１０は、覆っている集電体２２と接合されていることがさらに好ましい。本実施形態では、保護体２１０は、全ての集電体２２を覆い、最も外側の集電体２２と接合されている。なお、保護体２１０は、複数の集電体２２の隙間を埋めるように配置されてもよい。本実施形態では、集電体２２のうちの電極端子３０との溶接部２２Ｘは、蓋体６０によって覆われている。蓋体６０は、溶接部２２Ｘと接合されている。
　保護体２１０は、任意に選択可能である。保護体２１０は、フィルムであってもよく、樹脂成形体であってもよい。保護体２１０は、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等、集電体２２を保護可能である任意の樹脂を用いることができる。
　＜２－２．蓄電デバイスの製造方法＞
　図１１は、蓄電デバイス２００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１１に示される製造方法は、図４に示される各工程に加えて、ステップＳ１８の第８工程をさらに含む。第８工程では、製造装置は、集電体２２を保護する保護体２１０を配置する。第８工程は、第１工程よりも後、かつ、第４工程よりも前の任意のタイミングで実施できる。
　＜２－３．蓄電デバイスの作用および効果＞
　蓄電デバイス１０によれば、保護体２１０は、集電体２２の少なくとも一部を覆っている。このため、例えば、蓄電デバイス１０に外力が作用した場合であっても、集電体２２が保護体２１０によって保護される。
　＜３．変形例＞
　上記各実施形態は本発明に関する蓄電デバイス、および、蓄電デバイスの製造方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する蓄電デバイス、および、蓄電デバイスの製造方法は、各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、各実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に各実施形態の変形例の幾つかの例を示す。なお、上記各実施形態および以下の変形例は、技術的に矛盾しない限り互いに組み合わせることができる。
　＜３－１＞
　第１実施形態の蓄電デバイス１０において、２つの電極端子３０は、２つの蓋体６０のうちの一方から突出してもよい。この変形例では、外装体４０において、他方の蓋体６０が配置されている部分は、公知の方法で封止することができる。例えば、他方の蓋体６０を省略し、外装フィルム５０を折り畳むことによって電極体２０を封止してもよい。この変形例は、第２実施形態の蓄電デバイス２００についても同様に適用できる。
　＜３－２＞
　第２実施形態の蓄電デバイス２００において、保護体２１０の構成は、任意に変更可能である。例えば、図１２に示されるように、保護体２１０は、電極体２０と溶接部２２Ｘとの間に配置され、外装体４０内の区間を仕切る板であってもよい。
　＜３－３＞
　第１実施形態の蓄電デバイス１０において、電極端子３０は、電極体２０の電力の入出力が可能であればよく、例えば、外装体４０から突出していなくてもよい。例えば、電極端子３０は、蓋体６０のうちの外装体４０の外部と面する面と面一の面を含む任意の形状であってもよい。この変形例は、第２実施形態の蓄電デバイス１０にも適用できる。
　＜３－４＞
　第１実施形態の蓄電デバイス１０において、図９に示されるステップＳ１５の第５工程を省略してもよい。例えば、樹脂１００の流動性が高い場合、換言すれば、粘度が低い場合、ステップＳ１４の第４工程において、樹脂１００が空間９０に充填されることによって、樹脂１００は、空間９０を埋めるように広がる。このため、樹脂１００の流動性が高い場合、第５工程を省略できる。この変形例は、第２実施形態の蓄電デバイス２００にも適用できる。
　＜３－５＞
　第１実施形態の蓄電デバイス１０において、外装フィルム５０は、バリア層５２の両面に熱融着性樹脂層５３を有する積層体（ラミネートフィルム）であってもよい。この変形例では、第１封止部７０は、バリア層５２に対して一方または他方に積層される熱融着性樹脂層５３同士がヒートシールされることによって形成されてもよく、バリア層５２に対して一方に積層される熱融着性樹脂層５３と他方に積層される熱融着性樹脂層５３とがヒートシールされることによって形成されてもよい。この変形例では、第１封止部７０の根本７０Ｘは、外装体４０の任意の面上に位置する。この変形例では、第１封止部７０の根本７０Ｘは、第１面４１と第２面４２との境界の辺４３の近傍に位置することが好ましい。この変形例では、熱融着性樹脂層５３は、例えば、接着層５５を介してバリア層５２と接合されてもよい。この変形例は、第２実施形態の蓄電デバイス２００についても同様に適用できる。
　１０　：蓄電デバイス
　２０　：電極体
　２１　：電極
　２２　：集電体
　３０　：電極端子
　５０　：外装フィルム
　６０　：蓋体
　１００：樹脂
　１１０：型
　２００：蓄電デバイス
　２１０：保護体

Claims (7)

  1. 　電極を含む電極体と、
    　前記電極から延びる集電体と、
    　前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、
    　開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、
    　前記開口部に配置される蓋体と、を備え、
    　前記蓋体は、前記集電体の少なくとも一部を覆う
    　蓄電デバイス。
  2. 　前記蓋体は、前記集電体の少なくとも一部と接触する
    　請求項１に記載の蓄電デバイス。
  3. 　電極を含む電極体と、
    　前記電極から延びる集電体と、
    　前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、
    　開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、
    　前記開口部に配置される蓋体と、
    　前記蓋体と前記電極体との間に配置され、前記集電体の少なくとも一部を保護する保護体と、を備える
    　蓄電デバイス。
  4. 　前記保護体は、前記集電体、前記電極体、および、前記外装フィルムの少なとも１つと接触する
    　請求項３に記載の蓄電デバイス。
  5. 　蓄電デバイスの製造方法であって、
    　前記蓄電デバイスは、
    　電極を含む電極体と、
    　前記電極から延びる集電体と、
    　前記集電体を介して前記電極体と電気的に接続される電極端子と、
    　開口部を有するように前記電極体に巻き付けられる外装フィルムと、
    　前記開口部に配置され、前記集電体の少なくとも一部を覆う蓋体と、を備え、
    　前記蓄電デバイスの製造方法は、
    　前記集電体を介して前記電極体と前記電極端子とを接続する工程と、
    　前記蓋体を配置する空間が形成されるように前記外装フィルムによって前記電極体を包む工程と、
    　前記空間に前記蓋体を構成する樹脂を充填する工程と、を含む
    　蓄電デバイスの製造方法。
  6. 　前記空間に前記蓋体を構成する樹脂を充填する工程よりも後に実施され、前記空間に充填された樹脂に型を押し付けることによって、前記蓋体を成形する工程をさらに含む
    　請求項５に記載の蓄電デバイスの製造方法。
  7. 　前記空間に前記蓋体を構成する樹脂を充填する工程よりも前に実施され、前記集電体の少なくとも一部を保護する保護体を配置する工程をさらに含む
    　請求項５または６に記載の蓄電デバイスの製造方法。
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