JP2020145164A - Power storage element and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電素子及び蓄電素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a power storage element and a method for manufacturing the power storage element.
蓄電素子として、例えば特許文献1で提案されているように、正極と負極とを交互に積層してなる積層型電池や巻回型電池が広く普及している。このような積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。
As a power storage element, for example, as proposed in
リチウムイオン二次電池に代表される積層型電池では、正極及び負極を有する電極体から電力を取り出すため、正極及び負極のうち電極活物質層が設けられていない領域において正極及び負極がそれぞれ別個に集電しており、集電されたそれぞれの電極の電極集電体にタブが取り付けられている。電極体は、それぞれの電極に取り付けられたタブが外部に延び出た状態で、外装体に収容される。また、正極及び負極が直接接触することを抑制するため、電極体は、例えば正極と負極との間に配置されたセパレータを有する。 In a laminated battery represented by a lithium ion secondary battery, in order to extract power from an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, the positive electrode and the negative electrode are separated from each other in a region of the positive electrode and the negative electrode where an electrode active material layer is not provided. A tab is attached to the electrode current collector of each of the collected electrodes. The electrode body is housed in the exterior body in a state where the tabs attached to the respective electrodes extend outward. Further, in order to prevent the positive electrode and the negative electrode from coming into direct contact with each other, the electrode body has, for example, a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode.
このような外装体は、2つの外装材を接合することで形成される。2つの外装材は、その周縁部の一部に重なる接合領域を加熱及び加圧することで接合される。 Such an exterior body is formed by joining two exterior materials. The two exterior materials are joined by heating and pressurizing a joining region that overlaps a part of the peripheral edge thereof.
ところで、接合領域を加熱及び加圧する際に、意図された接合領域から離れた領域にまで、熱が伝わることがある。このような熱は、蓄電素子の各部材に悪影響を及ぼし得る。例えば、電極体に熱が伝わると、セパレータが熱収縮してしまう。収縮したセパレータは、正極及び負極が直接接触することを防止することができなくなる。このため、電極体の内部において短絡が生じ、蓄電素子としての機能を発揮することができなくなる。 By the way, when heating and pressurizing the joint region, heat may be transferred to a region away from the intended joint region. Such heat can adversely affect each member of the power storage element. For example, when heat is transferred to the electrode body, the separator is thermally shrunk. The shrunk separator cannot prevent the positive electrode and the negative electrode from coming into direct contact with each other. Therefore, a short circuit occurs inside the electrode body, and the function as a power storage element cannot be exhibited.
本件発明は、このような点を考慮してなされたものであり、接合領域から離れた領域に熱が伝わりにくくすることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a point, and an object of the present invention is to make it difficult for heat to be transferred to a region away from the junction region.
本発明の蓄電素子は、
第1外装材及び第2外装材を有する外装体と、
前記第1外装材及び前記第2外装材の間に形成される収容空間に収容され、積層された複数の第1電極及び複数の第2電極を有する電極体と、を備え、
前記第1外装材は、周縁部と、前記周縁部によって取り囲まれて前記第2外装材から離間する方向に前記周縁部から膨出した膨出部と、を有し、
前記第1外装材及び前記第2外装材は、前記周縁部の一部に重なる領域であって前記膨出部を周状に取り囲む接合領域において接合し、
前記第1外装材及び前記第2外装材の少なくとも一方は、前記接合領域と前記膨出部との間となる位置に、前記第1外装材及び前記第2外装材の他方から離間する方向に突出して線状に延びる突出部を有し、
前記突出部は、前記接合領域の1つの曲部にのみ対面して延びる。
The power storage element of the present invention
An exterior body having a first exterior material and a second exterior material,
An electrode body having a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes accommodated and laminated in an accommodation space formed between the first exterior material and the second exterior material is provided.
The first exterior material has a peripheral edge portion and a bulging portion that is surrounded by the peripheral edge portion and bulges from the peripheral edge portion in a direction away from the second exterior material.
The first exterior material and the second exterior material are joined in a joint region that overlaps a part of the peripheral edge portion and surrounds the bulging portion in a circumferential shape.
At least one of the first exterior material and the second exterior material is located at a position between the joint region and the bulging portion in a direction away from the other of the first exterior material and the second exterior material. It has a protruding part that extends linearly,
The protrusion extends facing only one bend in the junction region.
本発明の蓄電素子において、前記第1外装材は、金属層と、前記金属層に積層され且つ前記金属層よりも前記第2外装材側に位置する樹脂層と、を有してもよい。 In the power storage element of the present invention, the first exterior material may have a metal layer and a resin layer laminated on the metal layer and located closer to the second exterior material than the metal layer.
本発明の蓄電素子において、前記樹脂層は、熱可塑性を有してもよい。 In the power storage element of the present invention, the resin layer may have thermoplasticity.
本発明の蓄電素子において、前記突出部は、端部において互いに接続した2つの非平行な線状部を含んでもよい。 In the power storage element of the present invention, the protrusion may include two non-parallel linear portions connected to each other at the ends.
本発明の蓄電素子において、前記線状部の長さは、3mm以上90mm以下であってもよい。 In the power storage element of the present invention, the length of the linear portion may be 3 mm or more and 90 mm or less.
本発明の蓄電素子において、前記突出部と前記接合領域との間の距離は、1.0mm以下であってもよい。 In the power storage element of the present invention, the distance between the protruding portion and the bonding region may be 1.0 mm or less.
本発明の蓄電素子において、前記突出部と前記接合領域との間の距離は、0.5mm以上であってもよい。 In the power storage element of the present invention, the distance between the protruding portion and the bonding region may be 0.5 mm or more.
本発明の蓄電素子において、前記突出部の幅は、0.8mm以上であってもよい。 In the power storage element of the present invention, the width of the protruding portion may be 0.8 mm or more.
本発明の蓄電素子において、前記膨出部と前記接合領域との間の距離は、2.0mm以上であってもよい。 In the power storage element of the present invention, the distance between the bulging portion and the joining region may be 2.0 mm or more.
本発明の蓄電素子において、前記電極体は、前記第1電極と前記第2電極との間に配置されたセパレータを有してもよい。 In the power storage element of the present invention, the electrode body may have a separator arranged between the first electrode and the second electrode.
本発明の蓄電素子において、
前記第2外装材は、第2周縁部と、前記第2周縁部によって取り囲まれて前記第1外装材から離間する方向に前記第2周縁部から膨出した第2膨出部と、を有し、
前記接合領域は、前記第2周縁部の一部に重なる領域であって、前記第2膨出部を周状に取り囲んでもよい。
In the power storage element of the present invention
The second exterior material includes a second peripheral edge portion and a second bulging portion that is surrounded by the second peripheral edge portion and bulges from the second peripheral edge portion in a direction away from the first exterior material. And
The joint region is a region that overlaps a part of the second peripheral edge portion, and may surround the second bulging portion in a circumferential shape.
本発明の蓄電素子において、前記突出部は、前記第2外装材から離間する方向に前記第1外装材から突出した第1突出部と、前記第1外装材から離間する方向に前記第2外装材から突出した第2突出部と、を含んでもよい。 In the power storage element of the present invention, the protruding portion has a first protruding portion protruding from the first exterior material in a direction away from the second exterior material and a second exterior portion in a direction away from the first exterior material. A second protrusion protruding from the material may be included.
本発明の蓄電素子の製造方法は、上述したいずれかの蓄電素子の製造方法であって、
前記第1外装材及び第2外装材の少なくとも一方に突出部を形成する工程と、
前記第1外装材及び前記第2外装材の間に形成される収容空間に、複数の第1電極及び複数の第2電極を有する電極体を配置する工程と、
前記第1外装材と前記第2外装材とを、前記突出部が前記第1外装材及び前記第2外装材の他方から離間する方向に突出する向きに接合する工程と、を備え、
前記突出部は、前記接合領域の1つの曲部にのみ対面して延びるよう形成されている。
The method for manufacturing a power storage element of the present invention is any of the above-mentioned methods for manufacturing a power storage element.
A step of forming a protrusion on at least one of the first exterior material and the second exterior material, and
A step of arranging an electrode body having a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes in an accommodation space formed between the first exterior material and the second exterior material.
A step of joining the first exterior material and the second exterior material in a direction in which the protruding portion projects in a direction away from the other of the first exterior material and the second exterior material is provided.
The protrusion is formed so as to extend facing only one curved portion of the joint region.
本発明の蓄電素子の製造方法において、前記突出部は、エンボス加工によって形成されてもよい。 In the method for manufacturing a power storage element of the present invention, the protruding portion may be formed by embossing.
本発明の蓄電素子の製造方法において、
前記膨出部は、エンボス加工によって形成され、
前記突出部及び前記膨出部は、同時に形成されてもよい。
In the method for manufacturing a power storage element of the present invention,
The bulge is formed by embossing and
The protruding portion and the bulging portion may be formed at the same time.
本発明の蓄電素子の製造方法において、前記第1外装材と前記第2外装材とを接合する工程において、前記接合領域は、200℃以上で加熱されてもよい。 In the step of joining the first exterior material and the second exterior material in the method for manufacturing a power storage element of the present invention, the bonding region may be heated at 200 ° C. or higher.
本発明の蓄電素子の製造方法において、前記第1外装材と前記第2外装材とを接合する工程において、前記接合領域は、1.5MPa以上の圧力を加えられてもよい。 In the method for manufacturing a power storage element of the present invention, in the step of joining the first exterior material and the second exterior material, a pressure of 1.5 MPa or more may be applied to the bonding region.
本発明の蓄電素子の製造方法において、前記第1外装材と前記第2外装材とを接合する工程において、前記接合領域は、5秒以上加熱及び/又は加圧されてもよい。 In the step of joining the first exterior material and the second exterior material in the method for manufacturing a power storage element of the present invention, the bonding region may be heated and / or pressurized for 5 seconds or longer.
本発明によれば、接合領域から離れた領域に熱が伝わりにくくすることができる。 According to the present invention, it is possible to make it difficult for heat to be transferred to a region away from the junction region.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the scale, aspect ratio, etc. are appropriately changed from those of the actual product and exaggerated for the sake of ease of understanding.
なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 It should be noted that the terms such as "parallel", "orthogonal", and "same", and the values of length and angle, etc., which specify the shape and geometric conditions and their degrees, which are used in the present specification, are strictly defined. Without being bound by the meaning, we will interpret it including the range where similar functions can be expected.
図1乃至図8は、本発明による蓄電素子の一実施の形態を説明するための図である。図1は、蓄電素子の一具体例を示す斜視図であり、図2は、図1の蓄電素子の上面図である。図1及び図2に示すように、蓄電素子1は、外装体7と、外装体7によって形成された収容空間7aに収容された電極体5と、電極体5に接続されて外装体7の内部から外部へと延び出したタブ6と、を有している。また、図3は、蓄電素子1に含まれる電極体5を示す平面図であり、図4は、図1のIV−IV線に沿った断面図である。図3及び図4に示すように、電極体5は、第1方向d1に積層された複数の第1電極10及び第2電極20を有している。図1に示された例において、蓄電素子1は、全体的に厚さ方向である第1方向d1が薄い偏平形状を有しており、長手方向となる第2方向d2と短手方向となる第3方向d3に広がっている。第1方向d1、第2方向d2及び第3方向d3は、互いに非平行であり、図示された例では、第1方向d1、第2方向d2及び第3方向d3は、互いに直交している。
1 to 8 are diagrams for explaining an embodiment of a power storage element according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a specific example of the power storage element, and FIG. 2 is a top view of the power storage element of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
以下において、蓄電素子1が積層型電池、具体的にはリチウムイオン二次電池である例について説明する。この例において、第1電極10は正極10Xを構成し、第2電極20は負極20Yを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第1電極10及び第2電極20を第1方向d1に交互に積層してなる蓄電素子1に広く適用され得る。また、蓄電素子1は積層型電池に限らず、例えば巻回型電池であってもよい。蓄電素子1が巻回型電池である場合でも、第1電極10及び第2電極20が第1方向d1に積層される。
Hereinafter, an example in which the
以下、蓄電素子1の各構成要素について説明する。
Hereinafter, each component of the
まず、電極体5について説明する。図3及び図4に示すように、電極体5は、正極10X(第1電極10)と、負極20Y(第2電極20)と、正極10Xと負極20Yとの間に配置されたセパレータ30と、を有している。図4に示すように、正極10X及び負極20Yは、第1方向d1に沿って交互に積層されている。電極体5は、例えば板状の正極10X及び負極20Yを合計で20枚以上含んでいる。電極体5は、全体的に偏平形状を有し、第1方向d1への厚さが薄く、第1方向d1に非平行な第2方向d2及び第3方向d3に広がっている。電極体5の厚さ、すなわち第1方向d1に沿った長さは、例えば4mm以上20mm以下である。
First, the
図3に示された非限定的な例において、正極10X及び負極20Yは、略長方形形状の外輪郭を有している板状の電極である。第1方向d1に非平行な第2方向d2が、正極10X及び負極20Yの長手方向であり、第1方向d1及び第2方向d2の両方に非平行な第3方向d3が、正極10X及び負極20Yの短手方向(幅方向)である。図3に示されているように、正極10X及び負極20Yは、第2方向d2にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極10Xは、第2方向d2における一側に寄って配置され、複数の負極20Yは、第2方向d2における他側に寄って配置されている。図3に示すように、正極10X及び負極20Yは、第2方向d2における中央において、第1方向d1に重なり合っている。 In the non-limiting example shown in FIG. 3, the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are plate-shaped electrodes having a substantially rectangular outer contour. The second direction d2, which is non-parallel to the first direction d1, is the longitudinal direction of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y, and the third direction d3, which is non-parallel to both the first direction d1 and the second direction d2, is the positive direction 10X and the negative electrode. It is the short side direction (width direction) of 20Y. As shown in FIG. 3, the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are arranged so as to be offset in the second direction d2. More specifically, the plurality of positive electrodes 10X are arranged closer to one side in the second direction d2, and the plurality of negative electrodes 20Y are arranged closer to the other side in the second direction d2. As shown in FIG. 3, the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y overlap with the first direction d1 at the center in the second direction d2.
図3に示されているように、負極20Y(第2電極20)の第3方向d3(幅方向)に沿った長さは、正極10X(第1電極10)の第3方向d3に沿った長さよりも長くなっている。図示された例では、負極20Yは、正極10Xより、第3方向d3の一側及び他側に延び出ている。正極10X及び負極20Yの厚さ、すなわち第1方向d1の長さは、例えば80μm以上200μm以下であり、長手方向、すなわち第2方向d2に沿った長さは、例えば200mm以上950mm以下であり、短手方向、すなわち第3方向d3に沿った長さ(幅)は、例えば70mm以上350mm以下である。 As shown in FIG. 3, the length of the negative electrode 20Y (second electrode 20) along the third direction d3 (width direction) is along the third direction d3 of the positive electrode 10X (first electrode 10). It is longer than the length. In the illustrated example, the negative electrode 20Y extends from the positive electrode 10X to one side and the other side of the third direction d3. The thickness of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y, that is, the length in the first direction d1 is, for example, 80 μm or more and 200 μm or less, and the length in the longitudinal direction, that is, along the second direction d2 is, for example, 200 mm or more and 950 mm or less. The length (width) in the lateral direction, that is, along the third direction d3 is, for example, 70 mm or more and 350 mm or less.
図3及び図4に示されているように、正極10X(第1電極10)は、正極集電体11X(第1電極集電体11)と、正極集電体11X上に設けられた正極活物質層12X(第1電極活物質層12)と、を有している。リチウムイオン二次電池において、正極10Xは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the positive electrode 10X (first electrode 10) includes the positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) and the positive electrode provided on the positive electrode current collector 11X. It has an active material layer 12X (first electrode active material layer 12). In the lithium ion secondary battery, the positive electrode 10X emits lithium ions when discharged and occludes lithium ions when charged.
図4に示すように、正極集電体11Xは、互いに対向する第1面11a及び第2面11bを主面として有している。正極活物質層12Xは、正極集電体11Xの第1面11a及び第2面11bの両側の面上に形成されている。電極体5に含まれる複数の正極10Xは、正極集電体11Xの両側に設けられた一対の正極活物質層12Xを有し、互いに同一に構成され得る。
As shown in FIG. 4, the positive electrode current collector 11X has a
正極集電体11X及び正極活物質層12Xは、蓄電素子1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体11Xは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層12Xは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層12Xは、正極活物質、導電助剤及び結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体11Xをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式LiMxOy(ただし、Mは金属であり、x及びyは金属Mと酸素Oの組成比である)で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が例示され得る。または、正極活物質として、一般式LiMPO4(ただし、Mは金属である)で表されるリン酸金属リチウム化合物が用いられてもよい。リン酸金属リチウム化合物の具体例として、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、リン酸コバルトリチウム等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。 The positive electrode current collector 11X and the positive electrode active material layer 12X can be produced by various manufacturing methods using various materials that can be applied to the power storage element 1 (lithium ion secondary battery). As an example, the positive electrode current collector 11X can be formed of an aluminum foil. The positive electrode active material layer 12X contains, for example, a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, and a binder serving as a binder. The positive electrode active material layer 12X is produced by coating a positive electrode slurry formed by dispersing a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, and a binder in a solvent on a material forming the positive electrode current collector 11X and solidifying the positive electrode active material layer 12X. Can be done. As the positive electrode active material, for example, a lithium metallic acid compound represented by the general formula LiM x O y (where M is a metal and x and y are composition ratios of metal M and oxygen O) is used. Specific examples of the lithium metallic acid compound include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate and the like. Alternatively, as the positive electrode active material, a lithium metal phosphate compound represented by the general formula LiMPO 4 (where M is a metal) may be used. Specific examples of the metallic lithium phosphate compound include lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, lithium cobalt phosphate, and the like. As the conductive auxiliary agent, acetylene black or the like can be used. As the binder, polyvinylidene fluoride or the like can be used.
図3に示すように、正極集電体11X(第1電極集電体11)は、第1端部領域a1及び第1電極領域b1を有している。正極活物質層12X(第1電極活物質層12)は、正極集電体11Xの第1電極領域b1のみに配置されている。第1端部領域a1及び第1電極領域b1は、第2方向d2に配列されている。第1端部領域a1は、第1電極領域b1よりも第2方向d2における外側(図3における左側)に位置している。複数の正極集電体11Xは、図3に示すように、第1端部領域a1において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。図示された例では、一つのタブ6が、第1端部領域a1において正極集電体11Xに電気的に接続している。タブ6は、電極体5から第2方向d2に延び出している。一方、図3に示すように、第1電極領域b1は、負極20Yの後述する負極活物質層22Yに対面する領域内に位置している。そして、第3方向d3に沿った正極10Xの幅は、第3方向d3に沿った負極20Yの幅よりも狭くなっている。このような第1電極領域b1の配置により、負極活物質層22Yからのリチウムの析出を防止することができる。
As shown in FIG. 3, the positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) has a first end region a1 and a first electrode region b1. The positive electrode active material layer 12X (first electrode active material layer 12) is arranged only in the first electrode region b1 of the positive electrode current collector 11X. The first end region a1 and the first electrode region b1 are arranged in the second direction d2. The first end region a1 is located outside the first electrode region b1 in the second direction d2 (left side in FIG. 3). As shown in FIG. 3, the plurality of positive electrode current collectors 11X are joined by resistance welding, ultrasonic welding, tape bonding, fusion, etc. in the first end region a1, and are electrically connected. .. In the illustrated example, one
次に、負極20Y(第2電極20)について説明する。負極20Y(第2電極20)は、負極集電体21Y(第2電極集電体21)と、負極集電体21Y上に設けられた負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)と、を有している。リチウムイオン二次電池において、負極20Yは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。 Next, the negative electrode 20Y (second electrode 20) will be described. The negative electrode 20Y (second electrode 20) includes a negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) and a negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) provided on the negative electrode current collector 21Y. And have. In the lithium ion secondary battery, the negative electrode 20Y occludes lithium ions during discharging and releases lithium ions during charging.
図3に示すように、負極集電体21Yは、互いに対向する第1面21a及び第2面21bを主面として有している。負極活物質層22Yは、負極集電体21Yの第1面21a及び第2面21bの両側の面上に形成されている。電極体5に含まれる複数の負極20Yは、負極集電体21Yの両側に設けられた一対の負極活物質層22Yを有し、互いに同一に構成され得る。
As shown in FIG. 3, the negative electrode current collector 21Y has a
負極集電体21Y及び負極活物質層22Yは、蓄電素子1(リチウムイオン二次電池)に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体21Yは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層22Yは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、及び、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層22Yは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体21Yをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。 The negative electrode current collector 21Y and the negative electrode active material layer 22Y can be produced by various manufacturing methods using various materials that can be applied to the power storage element 1 (lithium ion secondary battery). As an example, the negative electrode current collector 21Y is formed of, for example, a copper foil. The negative electrode active material layer 22Y contains, for example, a negative electrode active material made of a carbon material and a binder that functions as a binder. The negative electrode active material layer 22Y forms a negative electrode current collector 21Y, for example, a slurry for a negative electrode formed by dispersing a negative electrode active material made of carbon powder, graphite powder, or the like and a binder such as polyvinylidene fluoride in a solvent. It can be produced by coating on a material and solidifying it.
図3に示すように、負極集電体21Y(第2電極集電体21)は、第2接続領域a2及び第2電極領域b2を有している。負極活物質層22Y(第2電極活物質層22)は、第2電極領域b2のみにおいて負極集電体21Yに積層されている。第2接続領域a2及び第2電極領域b2は、第2方向d2に配列されている。第2電極領域b2は、第2接続領域a2よりも第2方向d2における一側(図3における左側)に位置している。複数の負極集電体21Yは、図3に示すように、第2接続領域a2において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。図示された例では、正極集電体11Xに接続したタブとは別のタブ6が、第2接続領域a2において負極集電体21Yに電気的に接続している。タブ6は、電極体5から第2方向d2の他側に延び出している。
As shown in FIG. 3, the negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) has a second connection region a2 and a second electrode region b2. The negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) is laminated on the negative electrode current collector 21Y only in the second electrode region b2. The second connection region a2 and the second electrode region b2 are arranged in the second direction d2. The second electrode region b2 is located on one side (left side in FIG. 3) in the second direction d2 with respect to the second connection region a2. As shown in FIG. 3, the plurality of negative electrode current collectors 21Y are bonded by resistance welding, ultrasonic welding, bonding with tape, fusion, etc. in the second connection region a2, and are electrically connected. In the illustrated example, a
既に説明したように、正極10Xの第1電極領域b1は、負極20Yの第2電極領域b2に対面する領域の内側に位置している(図3参照)。すなわち、第2電極領域b2は、正極10Xの正極活物質層12Xに対面する領域を内包する領域に広がっている。第3方向d3に沿った負極20Yの幅は、第3方向d3に沿った正極10Xの幅よりも広くなっている。とりわけ、負極20Yの第3方向d3における一側端部20aは、正極10Xの第3方向d3における一側端部10aよりも、第3方向d3における一側に位置し、且つ、負極20Yの第3方向d3における他側端部20bは、正極10Xの第3方向d3における他側端部10bよりも、第3方向d3における他側に位置している。
As described above, the first electrode region b1 of the positive electrode 10X is located inside the region of the negative electrode 20Y facing the second electrode region b2 (see FIG. 3). That is, the second electrode region b2 extends to a region including a region of the positive electrode 10X facing the positive electrode active material layer 12X. The width of the negative electrode 20Y along the third direction d3 is wider than the width of the positive electrode 10X along the third direction d3. In particular, the one-
次に、セパレータ30について説明する。図4に示されているように、セパレータ30は、正極10X(第1電極10)及び負極20Y(第2電極20)の間に位置し、正極10X及び負極20Yが接触しないように離間させている。セパレータ30は、絶縁性を有しており、正極10X及び負極20Yの接触による短絡を防止する。セパレータ30は、大きなイオン透過度(透気度)、所定の機械的強度、および、電解液、正極活物質、負極活物質等に対する耐久性を有していることが好ましい。このようなセパレータ30として、例えば、絶縁性の材料によって形成された多孔質体や不織布等を用いることができる。より具体的には、セパレータ30として、融点が80〜140℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマー、またはポリエチレンテレフタレートを採用することができる。外装体7の収容空間7aには、電極体5とともに電解液が封入される。電解液が、多孔質体や不織布からなるセパレータ30に含浸することで、電極10,20の電極活物質層12,22に電解液が接触した状態に維持される。
Next, the separator 30 will be described. As shown in FIG. 4, the separator 30 is located between the positive electrode 10X (first electrode 10) and the negative electrode 20Y (second electrode 20), and is separated from each other so that the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y do not come into contact with each other. There is. The separator 30 has an insulating property and prevents a short circuit due to contact between the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y. The separator 30 preferably has a large ion permeability (air permeability), a predetermined mechanical strength, and durability against an electrolytic solution, a positive electrode active material, a negative electrode active material, and the like. As such a separator 30, for example, a porous body or a non-woven fabric formed of an insulating material can be used. More specifically, as the separator 30, a porous film made of a thermoplastic resin having a melting point of about 80 to 140 ° C. can be used. As the thermoplastic resin, a polyolefin-based polymer such as polypropylene or polyethylene, or polyethylene terephthalate can be adopted. An electrolytic solution is sealed together with the
セパレータ30は、例えば第1方向d1に隣り合う任意の二つの電極10,20の間に位置している。また、セパレータ30は、平面視において、正極10Xの正極活物質層12Xの全領域を覆うように広がっている。同様に、セパレータ30は、平面視において、負極20Yの負極活物質層22Yの全領域を覆うように広がっている。 The separator 30 is located, for example, between any two electrodes 10 and 20 adjacent to each other in the first direction d1. Further, the separator 30 extends so as to cover the entire region of the positive electrode active material layer 12X of the positive electrode 10X in a plan view. Similarly, the separator 30 extends so as to cover the entire region of the negative electrode active material layer 22Y of the negative electrode 20Y in a plan view.
次に、タブ6について説明する。タブ6は、蓄電素子1における端子として機能する。図3及び図4に示すように、電極体5の正極10X(第1電極10)に一方(第2方向d2の一側)のタブ6が電気的に接続している。同様に、電極体5の負極20Y(第2電極20)に他方(第2方向d2の他側)のタブ6が電気的に接続している。図1及び図4に示すように、一対のタブ6は、外装体7の内部である収容空間7aから、外装体7の外部へと延び出している。タブ6の外装体7の外部に延びている長さは、例えば10mm以上25mm以下である。なお、図4に示すように、タブ6は、後述する外装体7が有する第1外装材40と第2外装材50との間、より詳しくは第1外装材40の第1樹脂層42と第2外装材50の第2樹脂層52との間を通過する。また、外装体7とタブ6との間は、タブ6が延び出す領域において、封止されている。
Next,
タブ6は、導電性を有するタブ本体部6aと、タブ本体部6a上に設けられたシール部6bと、を有している。一方のタブ6のタブ本体部6aの第2方向d2における一側に位置する部分が、外装体7の外部に延び出ており、タブ本体部6aの第2方向d2における他側に位置する部分が、正極10X(第1電極10)に接続している。他方のタブ6のタブ本体部6aの第2方向d2における他側に位置する部分が、外装体7の外部に延び出ており、タブ本体部6aの第2方向d2における一側に位置する部分が、負極20Y(第2電極20)に接続している。シール部6bは、タブ本体部6aの第2方向d2における中央部において、タブ本体部6aを取り囲んでいる。シール部6bは、外装体7に溶着しており、タブ本体部6aと外装体7との間を封止している。シール部6bは、タブ本体部6aと外装体7との間の接触、特にタブ本体部6aと外装体7における第1外装材40の金属層41との接触を効果的に防止する。
The
タブ本体部6aは、アルミニウム、銅、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。タブ本体部6aの厚みは、例えば0.1mm以上1mm以下である。シール部6bの材料としては、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル等を挙げることができる。シール部6bの厚みは、例えば0.05mm以上0.4mm以下である。
The
次に、外装体7について、図2及び図5を参照しながら、説明する。図5は、図1のV−V線に沿った蓄電素子1の断面図から、図示の簡略化のために電極体5を除いた図となっている。すなわち、図5には、外装体7の断面図が示されている。
Next, the
外装体7は、電極体5を封止するための包装体である。外装体7は、電極体5を収容するための収容空間7aを形成している。外装体7は、電極体5及び電解液をその内部の収容空間7aに密閉する。
The
収容空間7aは、電極体5を収容することができるよう、電極体5の寸法以上の寸法となっている。一方、蓄電素子1の体積エネルギー密度を高くするため、収容空間7aは、小さくなっていることが好ましい。ここで、体積エネルギー密度とは、蓄電素子が占める体積あたりの当該蓄電素子が供給可能な電力量のことを意味する。したがって、収容空間7aの寸法は、電極体5の寸法と同一となっていることが好ましい。言い換えると、外装体7は、収容している電極体5に接していることが好ましい。収容空間7aは、収容される電極体5の形状に合わせた形状となるよう形成されている。図示された例では、収容空間7aは、略直方体形状となっている。収容空間7aは、例えば、第1方向d1に沿った長さが5mm以上25mm以下であり、第2方向d2に沿った長さが200mm以上1000mm以下であり、第3方向d3に沿った長さが70mm以上400mm以下である。
The
また、外装体7は、第1外装材40と、第2外装材50と、を有している。第1外装材40と第2外装材50とは、接合領域A1において接合されている。第1外装材40と第2外装材50とは、例えば溶着されることによって接合される。第1外装材40と第2外装材50とが接合されることで、収容空間7aが形成される。このような第1外装材40及び第2外装材50の厚さは、例えば0.1mm以上0.3mm以下である。
Further, the
図2及び図5に示されているように、第1外装材40は、第1周縁部45と、第1周縁部45によって取り囲まれた第1膨出部46と、を有している。第1膨出部46は、第2外装材50から離間する方向に第1周縁部45から膨出している。第1膨出部46によって、収容空間7aが形成されている。接合領域A1は、第1周縁部45の一部に重なる領域であって、第1膨出部46を周状に取り囲んでいる。このため、接合領域A1を接合することで、第1膨出部46によって形成される収容空間7aを密閉された空間とすることができる。また、接合領域A1は、第1膨出部46を周状に取り囲んでいるため、曲部を含んでいる。さらに、第1膨出部46と接合領域A1との間の距離D1は、2.0mm以上となっている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the first
図5に示されているように、第1外装材40は、第1金属層41及び第1金属層41に積層された第1樹脂層42を含んでいる。同様に、第2外装材50は、第2金属層51及び第2金属層51に積層された第2樹脂層52を含んでいる。第1外装材40と第2外装材50とは、第1外装材40の第1樹脂層42と第2外装材50の第2樹脂層52とが向かい合うように配置されている。また、図示された例では、第1外装材40は、第1金属層41の表面、すなわち第1金属層41の第1樹脂層42が積層された面とは逆側の面に設けられた、絶縁性を有する第1絶縁層43をさらに含んでいる。さらに、図示された例では、第2外装材50は、第2金属層51の表面、すなわち第2金属層51の第2樹脂層52が積層された面とは逆側の面に設けられた、絶縁性を有する第2絶縁層53をさらに含んでいる。図4に示すように、第2方向d2において、第1外装材40の第1樹脂層42と第2外装材50の第2樹脂層52との間を、タブ6が通過している。
As shown in FIG. 5, the first
第1金属層41及び第2金属層51は、高ガスバリア性と成形加工性を有することが好ましく、例えばアルミニウム箔やステンレス箔等を用いることができる。第1樹脂層42及び第2樹脂層52は、収容空間7aに収容された電極体5と第1金属層41及び第2金属層51とが電気的に接続されることを防止する。第1樹脂層42及び第2樹脂層52としては、例えばポリプロピレン等を用いることができる。第1絶縁層43及び第2絶縁層53は、外部の導体と第1金属層41及び第2金属層51とが電気的に接続されることを防止する。第1絶縁層43及び第2絶縁層53は、例えば薄膜状のナイロン層である。
The
また、図示された例において、第1外装材40は、第2外装材50から離間する方向に突出して、平面視において第1周縁部45を線状に延びる第1突出部47をさらに有している。すなわち、第1突出部47は、第1方向d1に突出している。第1突出部47は、接合領域A1と第1膨出部46との間に位置している。図1及び図2によく示されているように、線状に延びる第1突出部47は、接合領域A1の1つの曲部にのみ対面して延びている。図示された例では、第1突出部47は、接合領域A1の4つの曲部に対応した位置にそれぞれ設けられている。言い換えると、第1外装材40は、4つの第1突出部47を有している。ただし、図示された例に限らず、第1外装材40は、任意の数の第1突出部47を有していてもよい。第1突出部47は、2つの非平行な線状部47aを含む。2つの線状部47aは、その端部において互いに接続している。図示された例では、2つの線状部47aは、垂直に接続している。すなわち、第1突出部47は、図2に示された平面視において略L字型となっている。各線状部47aの長さは、3mm以上90mm以下であることが好ましい。
Further, in the illustrated example, the first
図2及び図6乃至図8を参照しながら、第1突出部47についてさらに説明する。第1突出部47は、第1外装材40及び第2外装材50を接合する際に、熱を受けやすい接合領域A1の1つの曲部に対面する領域において、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わることを抑制する。接合領域A1から離れた領域に熱が伝わることを効果的に抑制するため、第1突出部47は、接合領域A1に対して適切な距離をとって配置されていることが好ましい。具体的には、第1突出部47と接合領域A1との間の距離D2は、0.5mm以上1.0mm以下であることが好ましい。また、線状に延びる第1突出部47の幅W、すなわち第1突出部47の延びる方向に対して直交する方向の長さは、0.8mm以上であることが好ましい。さらに、第1突出部47の高さH、すなわち第1方向d1に沿った長さは、例えば0.5mm以上4.5mm以下となっている。
The first protruding
外装体7の断面における第1突出部47の形状は、図6に示すように、矩形になっている。断面が矩形の第1突出部47は、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わることを効果的に抑制することができる。しかしながら、外装体7の断面における第1突出部47の形状は、図7に示されたように三角形になっていてもよい。断面が三角形の第1突出部47は、容易に形成することができる。あるいは、外装体7の断面における第1突出部47の形状は、図8に示すように楕円形の一部になっていてもよい。断面が楕円形の一部の第1突出部47は、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わることを極めて効果的に抑制することができる。さらには、図6乃至図8に示された例に限らず、外装体7の断面における第1突出部47の形状は、任意の形状とすることができる。例えば外装体7の断面における第1突出部47の形状が円形の一部であると、第1突出部47を容易に成型することができ、かつ、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わることを効果的に抑制することができる。
As shown in FIG. 6, the shape of the first protruding
次に、本実施の形態の蓄電素子1の製造方法の一例について、説明する。
Next, an example of the manufacturing method of the
まず、複数の第1電極10及び第2電極20が交互に積層され、第1電極10及び第2電極20の間にセパレータ30が配置された電極体5を用意する。電極体5の第2方向d2における一側において、タブ6を第1電極10と電気的に接続し、第2方向d2における他側において、別のタブ6を第2電極20と電気的に接続する。
First, an
また、第1外装材40及び第2外装材50を作製する。作製される第1外装材40及び第2外装材50は、例えばアルミニウム箔からなる金属層41,51に例えばポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレートからなる樹脂層42,52をラミネートすることで作製される。第1外装材40及び第2外装材50は、平板状に形成される。
In addition, the first
次に、第1外装材40に第1膨出部46及び第1突出部47を形成する。第1膨出部46及び第1突出部47は、例えば第1外装材40をエンボス加工することで形成される。第1突出部47は、接合領域A1の1つの曲部にのみ対面して延びるよう形成される。第1突出部47は、第2外装材50から離間するように、すなわち第1樹脂層42から離間する方向に突出するように形成される。第1膨出部46及び第1突出部47は、それぞれ別途に形成されてもよいが、第1外装材40の製造コストを削減するため、同時に形成されることが好ましい。
Next, the first bulging
その後、電極体5を第1外装材40及び第2外装材50の間に配置し、第1外装材40及び第2外装材50を第1周縁部45の一部に重なる接合領域A1において接合する。第1外装材40及び第2外装材50は、第1樹脂層42及び第2樹脂層52の側が向かい合うように配置される。言い換えると、第1外装材40と第2外装材50とは、第1突出部47が第2外装材50から離間する方向に突出する向きに接合される。
After that, the
第1外装材40と第2外装材50との接合は、例えば接合領域A1を加熱・加圧することで溶着により接合する。この加熱・加圧は、例えばヒートバー等によって接合させることを意図された接合領域A1を200℃以上に加熱しながら、1.5MPa以上の圧力が加えられた状態を、5秒以上維持することで行われる。第1外装材40と第2外装材50とが接合されることで、第1膨出部46によって形成された収容空間7aに、電極体5が収容される。
The first
以上の工程により、図1に示すような蓄電素子1が製造される。
By the above steps, the
ところで、上述したように、従来の蓄電素子では、接合領域を加熱及び加圧する際に、意図された接合領域から離れた領域にまで、熱が伝わることがある。このような意図されない領域に熱が伝わる原因として、接合領域を加熱・加圧する際に、熱伝導や熱放射によって、接合領域から離れた領域も加熱されてしまうことが推察される。このような熱が例えば電極体に熱が伝わると、セパレータが熱収縮してしまい、セパレータが正極及び負極の接触を防止する機能を発揮できなくなってしまう。あるいは、熱による線膨張係数が高い部材に熱が伝わると、外装体が変形してしまい、外装体の内部に封入された電解液が蓄電素子の外部に漏洩する等の不具合が生じ得る。 By the way, as described above, in the conventional power storage element, when heating and pressurizing the bonding region, heat may be transferred to a region away from the intended bonding region. It is presumed that the cause of heat transfer to such an unintended region is that when the joint region is heated and pressurized, the region away from the joint region is also heated by heat conduction and heat radiation. When such heat is transferred to the electrode body, for example, the separator is thermally shrunk, and the separator cannot exert its function of preventing contact between the positive electrode and the negative electrode. Alternatively, when heat is transferred to a member having a high coefficient of linear expansion due to heat, the exterior body is deformed, and a problem such as leakage of the electrolytic solution sealed inside the exterior body to the outside of the power storage element may occur.
一方、本実施の形態では、第1外装材40は、接合領域A1と第1膨出部46との間となる位置に、第2外装材50から離間する方向に突出して線状に延びる第1突出部47を有している。この第1突出部47は、接合領域A1の1つの曲部にのみ対面して延びている。接合領域A1と第1膨出部46との間に第1突出部47が設けられているため、接合領域A1に加えられた熱が第1突出部47を超えて接合領域A1から離れた領域に伝わることが抑制される。このため、接合することが意図された接合領域A1から離れた領域には熱が伝わりにくくなる。とりわけ、接合領域A1の曲部は、2方向から加熱されるため、熱を受けやすい。接合領域A1の1つの曲部に対面する領域において、線状の第1突出部47が設けられているため、接合領域A1に加えられた熱が第1突出部47を超えて接合領域A1から離れた領域に伝わることが抑制される。このため、蓄電素子1において、接合領域A1から離れた領域に意図されずに熱が伝わって不具合が生じることを効果的に抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the first
また、第1外装材40は、第1金属層41と、第1金属層41に積層され且つ第1金属層41よりも第2外装材50側に位置する第1樹脂層42と、を有している。接合領域A1を加熱及び加圧する際に、意図された接合領域A1から離れた、接合されることが意図されない領域も加熱されて接合されてしまうことがある。接合領域から離れた領域は、接合領域に比べて弱くしか加熱されないため、接合領域よりも弱く接合されることになる。このため、接合領域から離れた領域の接合は、剥がれやすくなると考えられる。とりわけ、接合することが意図された接合領域から離れた、意図されずに接合した領域は、非常に弱くしか接合されず、予期せぬ外力等によって剥がれやすいことが確認された。接合が剥がれると、外装体の内部に封入された電解液が蓄電素子の外部に漏洩する等の不具合が生じ得る。第1外装材40が第1金属層41及び第1樹脂層42を有している場合、接合領域A1よりも弱く接合された接合領域A1から離れた領域が存在すると、外装体7の内部で発生したガス等によって力が加わることで第1外装材40及び第2外装材50の接合が剥がれる際に、第1外装材40の第1金属層41と第1樹脂層42とが剥離してしまうことがある。すなわち、第1金属層41が外装体7の内部に露出してしまうことがある。露出した第1金属層41が外装体7に封入された電解液に接触してしまうと、第1金属層41が腐食してしまい、その結果、外装体7の内部に封入された電解液が漏洩したり、外装体7が変形したりする不具合が生じ得る。このような不具合は、蓄電素子1の取り扱いにおける安全性に悪影響を及ぼし得る。本実施の形態のように、第1突出部47によって、接合領域A1が加熱される際に、意図された接合領域A1から離れた領域において第1外装材40及び第2外装材50を接合されにくくすることで、このような不具合が生じることを効果的に抑制することができる。このように、第1外装材40が第1金属層41及び第1樹脂層42を有している場合、意図された接合領域A1から離れた領域に熱が伝わりにくくする効果を、特に有効に奏することができる。
Further, the first
さらに、第1樹脂層42は、熱可塑性を有する。熱可塑性を有する第1樹脂層42が加熱されることで、第1樹脂層42が溶融し、第1樹脂層42を介して第1外装材40と第2外装材50とが接合される。本実施の形態では、第1突出部47が設けられていることによって、接合領域A1に加えられた熱が第1突出部47を超えて接合領域A1から離れた領域に伝わることが抑制される。熱が伝わらない領域では、第1樹脂層42が加熱されないため、第1樹脂層42が溶融せず、したがって第1外装材40及び第2外装材50は接合されない。このように、第1樹脂層42が熱可塑性を有する場合、第1突出部47によって、接合領域A1が加熱される際に、意図された接合領域A1から離れた領域に熱が伝わりにくくする効果を有効に奏することができる。
Further, the
また、第1突出部47は、端部において互いに接続した2つの非平行な線状部47aを含んでいる。2つの線状部47aが接続することで、第1突出部47の形状を、接合領域A1の1つの曲部に対応した形状とすることができる。すなわち、第1突出部47を接合領域A1の1つの曲部に対面して延びるよう、配置することを可能とする。このような第1突出部47によって、接合領域A1の1つの曲部に対面する領域において、接合領域A1に加えられた熱が第1突出部47を超えて接合領域A1から離れた領域に伝わることを効果的に抑制することができる。このため、蓄電素子1において、接合領域から離れた領域に意図されずに熱が伝わって不具合が生じることをより効果的に抑制することができる。
The
さらに、2方向から加熱される接合領域A1の1つの曲部に対面する領域において、接合領域A1から離れた領域に意図されずに熱が伝わることを効果的に抑制するため、第1突出部47の線状部47aの長さは、長くなっていることが好ましい。具体的には、第1突出部47の線状部47aの長さが、3mm以上であることで、接合領域A1から離れた領域に意図されずに熱が伝わることを効果的に抑制することができる。
Further, in the region facing one curved portion of the joint region A1 heated from two directions, in order to effectively suppress the unintentional heat transfer to the region away from the joint region A1, the first protruding portion The length of the
また、第1突出部47を延ばし過ぎると、第1外装材40を変形させて第1突出部47を形成する際に、第1外装材40の変形箇所において皺や歪み等が発生することがある。このような皺や歪みは、蓄電素子1の外観を悪化させる。したがって、皺や歪み等が発生している第1外装材40は、使用することができない。このため、第1突出部47を延ばし過ぎると、第1外装材40の歩留まりが悪化する。歩留まりの悪化を抑制するため、第1突出部47の長さは、短くなっていることが好ましい。具体的には、第1突出部47の線状部47aの長さが、90mm以下であることで、第1外装材40に皺や歪みの発生を効果的に抑制することができる。したがって第1外装材40の歩留まりの悪化を抑制することができる。
Further, if the first protruding
本件発明者らが実際に第1外装材40を作製して確認したところ、線状部47aの長さが90mm以下であれば、第1外装材40に目立った皺が確認されなかった。一方、線状部47aの長さが95mmとなると、作製された第1外装材のうち23%に目立った皺が確認された。このことから、第1外装材40に皺や歪みの発生を抑制するためには、線状部47aの長さが90mm以下であることが好ましいことが理解される。
When the inventors of the present invention actually produced and confirmed the first
また、第1突出部47と接合領域A1とは十分に近くなっている。具体的には、第1突出部47と接合領域A1との間の距離は、1.0mm以下である。第1突出部47と接合領域A1との間は、接合領域A1に隣接しているため、意図されずに接合されやすい。このような意図されずに接合され得る第1突出部47と接合領域A1との間の領域が十分に狭くなっていることで、第1突出部47と接合領域との間に意図されずに熱が伝わってしまうことを、効果的に抑制することができる。
Further, the first protruding
さらに、第1突出部47と接合領域A1とは、十分に離間している。具体的には、第1突出部47と接合領域A1との間の距離は、0.5mm以上である。接合領域A1に加えられた熱は、第1突出部47に伝わり、さらには第1突出部47に伝わる熱が過剰な場合、第1突出部47を超えて伝わり得る。第1突出部47と接合領域A1とが十分に離間していることで、第1突出部47には過剰な熱は伝わらず、したがって第1突出部47を超えて熱が伝わることを抑制することができる。すなわち、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わりにくくすることができる。
Further, the first protruding
また、第1突出部47は、十分に大きな幅を有している。具体的には、第1突出部47の幅は、0.8mm以上である。このため、接合領域A1から第1突出部47に伝わった熱は、第1突出部47を越えては伝わりにくい。すなわち、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わりにくくすることができる。
Further, the first protruding
さらに、第1膨出部46と接合領域A1とは、十分に離間している。具体的には、第1膨出部46と接合領域A1との間の距離は、2.0mm以上である。このため、接合領域A1に加えられた熱は、第1膨出部46によって形成された収容空間7a内には伝わりにくい。したがって、収容空間7aに収容された電極体5に熱が伝わって、セパレータ30が収縮する等の熱による電極体5の不具合を効果的に抑制することができる。
Further, the first bulging
また、第1外装材40と第2外装材50との接合は、第1外装材40及び第2外装材50の接合領域A1を200℃以上に加熱しながら、1.5MPa以上に加圧した状態を、5秒以上維持することで行われる。このような条件下で第1外装材40と第2外装材50との接合が行われるため、第1外装材40と第2外装材50とを確実に接合することができる。また、第1突出部47が設けられているため、このような長時間にわたって高温・高圧下に接合領域A1をおいても、熱が接合領域A1から離れた領域に伝わりにくくなっている。
Further, in the bonding between the first
以上のように、本実施の形態の蓄電素子1は、第1外装材40及び第2外装材50を有する外装体7と、第1外装材40及び第2外装材50の間に形成される収容空間7aに収容され、積層された複数の第1電極10及び複数の第2電極20を有する電極体5と、を備え、第1外装材40は、第1周縁部45と、第1周縁部45によって取り囲まれて第2外装材50から離間する方向に第1周縁部45から膨出した第1膨出部46と、を有し、第1外装材40は、第1周縁部45の一部の領域であって第1膨出部46を周状に取り囲む接合領域A1において第2外装材50と接合し、第1外装材40は、接合領域A1と第1膨出部46との間となる位置に、第2外装材50から離間する方向に突出して線状に延びる第1突出部47を有し、第1突出部47は、接合領域A1の1つの曲部にのみ対面して延びる。このような蓄電素子1によれば、熱を受けやすい接合領域A1の1つの曲部に対面する領域において、接合領域A1に加えられた熱が第1突出部47を超えて接合領域A1から離れた領域に伝わることが抑制される。このため、蓄電素子1において、接合領域A1から離れた領域に意図されずに熱が伝わって不具合が生じることを効果的に抑制することができる。
As described above, the
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。 It is possible to make various changes to the above-described embodiment.
例えば、図5に示された例では、第2外装材50は、平板状になっている。しかしながら、図5に示された例に限らず、図9に示すように、第2外装材50は、第2周縁部55と、第2周縁部55によって取り囲まれた第2膨出部56と、を有していてもよい。この場合、第2膨出部56は、第1外装材40から離間する方向に第2周縁部55から膨出する。第2膨出部56は、第1膨出部46とともに、収容空間7aを形成する。また、第2周縁部55の一部の領域が、第1外装材40の第1周縁部45と接合する。言い換えると、接合領域A1は、第2周縁部55の一部に重なる領域である。また、接合領域A1は、第2膨出部56を取り囲んでいる。第2膨出部56と接合領域A1との間の距離は、2.0mm以上となっている。
For example, in the example shown in FIG. 5, the second
第2外装材50が第2周縁部55と第2周縁部55によって取り囲まれた第2膨出部56とを有していることで、外装体7の収容空間7aを大きくすることができる。すなわち、収容空間7aに収容可能な電極体5を大型化することができる。このため、蓄電素子1が蓄電可能な電力量を向上させることができる。
Since the second
さらに、図9に示された例では、第2外装材50は、第1外装材40から離間する方向に突出する第2突出部57を有している。第2突出部57は、平面視において第2周縁部55を線状に延びる。第2突出部57は、接合領域A1と第2膨出部56との間に位置している。第2突出部57は、接合領域の1つの曲部にのみ対面して延びている。第2突出部57は、端部において互いに接続した2つの非平行な第2線状部を含んでいる。第2線状部の長さは、3mm以上90mm以下である。第2突出部57は、平面視において第1突出部47と同一の位置に設けられている。
Further, in the example shown in FIG. 9, the second
このような第2突出部57によれば、第1突出部47と同様に、接合領域A1に加えられた熱が第2突出部57を超えて接合領域A1から離れた領域に伝わることが抑制される。このため、第2突出部57によって、接合領域A1が加熱される際に、意図された接合領域A1から離れた領域おいて第1外装材40及び第2外装材50を接合されにくくすることができる。とりわけ、第1突出部47だけでなく第2突出部57が設けられていることで、第1外装材40及び第2外装材50の両方から、接合領域A1から離れた領域に熱が伝わることを抑制することができる。
According to such a second protruding
また、上述した実施の形態における第1外装材40と同様に、第2突出部57によって接合領域A1から離れた領域に意図されずに熱が伝わることを効果的に抑制しながら、第2外装材50に皺や歪みの発生を抑制するためには、第2突出部57の長さは、3mm以上90mm以下であることが好ましい。
Further, similarly to the first
図9に示された例では、第1外装材40が第1突出部47を有しており、第2外装材50が第2突出部57を有している。しかしながら、上述した実施の形態のように、第1外装材40のみが第1突出部47を有していてもよいし、あるいは、第2外装材50のみが第2突出部57を有していてもよい。すなわち、第1外装材40及び第2外装材50の少なくとも一方が、突出部47,57を有していてもよい。第1外装材40及び第2外装材50の少なくとも一方が、突出部47,57を有していることで、接合領域A1が加熱される際に、意図された接合領域A1から離れた領域において第1外装材40及び第2外装材50を接合されにくくすることができる。
In the example shown in FIG. 9, the first
なお、膨出部が設けられていない第1外装材40及び第2外装材50に突出部が設けられると、突出部によって第1方向d1における蓄電素子1が占める体積が増加してしまう。したがって、体積エネルギー密度の観点から、膨出部が設けられていない第1外装材40及び第2外装材50には、突出部が設けられていないことが好ましい。言い換えると、第2外装材50が第2突出部57を有する場合、第2外装材50は第2膨出部56を有していることが好ましい。
If the first
1 蓄電素子
5 電極体
6 タブ
7 外装体
7a 収容空間
10 第1電極
20 第2電極
30 セパレータ
40 第1外装材
41 第1金属層
42 第1樹脂層
43 第1絶縁層
45 第1周縁部
46 第1膨出部
47 第1突出部
50 第2外装材
51 第2金属層
52 第2樹脂層
53 第2絶縁層
55 第2周縁部
56 第2膨出部
57 第2突出部
A1 接合領域
1
Claims (18)
前記第1外装材及び前記第2外装材の間に形成される収容空間に収容され、積層された複数の第1電極及び複数の第2電極を有する電極体と、を備え、
前記第1外装材は、周縁部と、前記周縁部によって取り囲まれて前記第2外装材から離間する方向に前記周縁部から膨出した膨出部と、を有し、
前記第1外装材及び前記第2外装材は、前記周縁部の一部に重なる領域であって前記膨出部を周状に取り囲む接合領域において接合し、
前記第1外装材及び前記第2外装材の少なくとも一方は、前記接合領域と前記膨出部との間となる位置に、前記第1外装材及び前記第2外装材の他方から離間する方向に突出して線状に延びる突出部を有し、
前記突出部は、前記接合領域の1つの曲部にのみ対面して延びる、蓄電素子。 An exterior body having a first exterior material and a second exterior material,
An electrode body having a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes accommodated and laminated in an accommodation space formed between the first exterior material and the second exterior material is provided.
The first exterior material has a peripheral edge portion and a bulging portion that is surrounded by the peripheral edge portion and bulges from the peripheral edge portion in a direction away from the second exterior material.
The first exterior material and the second exterior material are joined in a joint region that overlaps a part of the peripheral edge portion and surrounds the bulging portion in a circumferential shape.
At least one of the first exterior material and the second exterior material is located at a position between the joint region and the bulging portion in a direction away from the other of the first exterior material and the second exterior material. It has a protruding part that extends linearly,
A power storage element in which the protruding portion extends so as to face only one curved portion of the bonding region.
前記接合領域は、前記第2周縁部の一部に重なる領域であって、前記第2膨出部を周状に取り囲む、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The second exterior material includes a second peripheral edge portion and a second bulging portion that is surrounded by the second peripheral edge portion and bulges from the second peripheral edge portion in a direction away from the first exterior material. And
The power storage element according to any one of claims 1 to 10, wherein the joint region is a region that overlaps a part of the second peripheral edge portion and surrounds the second bulging portion in a circumferential shape.
前記第1外装材及び第2外装材の少なくとも一方に突出部を形成する工程と、
前記第1外装材及び前記第2外装材の間に形成される収容空間に、複数の第1電極及び複数の第2電極を有する電極体を配置する工程と、
前記第1外装材と前記第2外装材とを、前記突出部が前記第1外装材及び前記第2外装材の他方から離間する方向に突出する向きに接合する工程と、を備え、
前記突出部は、前記接合領域の1つの曲部にのみ対面して延びるよう形成されている、蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to any one of claims 1 to 12.
A step of forming a protrusion on at least one of the first exterior material and the second exterior material, and
A step of arranging an electrode body having a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes in an accommodation space formed between the first exterior material and the second exterior material.
A step of joining the first exterior material and the second exterior material in a direction in which the protruding portion projects in a direction away from the other of the first exterior material and the second exterior material is provided.
A method for manufacturing a power storage element, wherein the protruding portion is formed so as to extend facing only one curved portion of the joint region.
前記突出部及び前記膨出部は、同時に形成される、請求項14に記載の蓄電素子の製造方法。 The bulge is formed by embossing and
The method for manufacturing a power storage element according to claim 14, wherein the protruding portion and the bulging portion are formed at the same time.
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