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JP6868399B2 - Laminated power storage element - Google Patents

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JP6868399B2
JP6868399B2 JP2017003509A JP2017003509A JP6868399B2 JP 6868399 B2 JP6868399 B2 JP 6868399B2 JP 2017003509 A JP2017003509 A JP 2017003509A JP 2017003509 A JP2017003509 A JP 2017003509A JP 6868399 B2 JP6868399 B2 JP 6868399B2
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Description

本発明はラミネート型蓄電素子に関する。 The present invention relates to a laminated power storage element.

ラミネート型蓄電素子は、ラミネートフィルムからなる扁平袋状の外装体内にシート状の正極と負極を備えた平板状の電極体が収納されてなる。ラミネート型蓄電素子は、小型薄型化に適し、例えば、ワンタイムパスワード機能やディスプレイを搭載したICカード、ディスプレイ付きのICカード、あるいはタグやトークン(ワンタイムパスワード生成機)など、電源を内蔵しながら極めて薄型の電子機器(以下、薄型電子機器)などの電源として使用されている。 The laminated type power storage element is formed by accommodating a flat electrode body having a sheet-shaped positive electrode and a negative electrode inside a flat bag-shaped exterior body made of a laminated film. Laminated power storage elements are suitable for miniaturization and thinning. For example, an IC card equipped with a one-time password function and a display, an IC card with a display, or a tag or token (one-time password generator) with a built-in power supply. It is used as a power source for extremely thin electronic devices (hereinafter referred to as thin electronic devices).

図1に従来のラミネート型蓄電素子の一例を示した。図1に例示したラミネート型蓄電素子は、非水電解液を用いたリチウム一次電池であり、図1(A)はラミネート型蓄電素子101の外観図であり、図1(B)はラミネート型蓄電素子101の内部構造の一例を示す分解斜視図である。ラミネート型蓄電素子101は、図1(A)に示したように平板状の外観形状を有し、ラミネートフィルムが扁平な矩形袋状に成形されてなる外装体11内に発電要素が密封されている。また、ここに示したラミネート型蓄電素子101では、矩形の外装体11の所定の縁辺13から正極端子板23および負極端子板33が外方に導出されている。 FIG. 1 shows an example of a conventional laminated type power storage element. The laminated type power storage element illustrated in FIG. 1 is a lithium primary battery using a non-aqueous electrolytic solution, FIG. 1 (A) is an external view of the laminated type power storage element 101, and FIG. 1 (B) is a laminated type power storage element. It is an exploded perspective view which shows an example of the internal structure of the element 101. As shown in FIG. 1A, the laminated power storage element 101 has a flat plate-like external shape, and the power generation element is sealed in the exterior body 11 in which the laminated film is formed into a flat rectangular bag shape. There is. Further, in the laminated type power storage element 101 shown here, the positive electrode terminal plate 23 and the negative electrode terminal plate 33 are led out outward from a predetermined edge 13 of the rectangular exterior body 11.

次に図1(B)を参照しつつラミネート型蓄電素子101の構造について説明する。なお図1(B)では一部の部材や部位にハッチングを施し、他の部材や部位と区別しやすいようにしている。この図1(B)に示したように、外装体11内には、シート状の正極20とシート状の負極30がセパレーター40を介して積層されてなる電極体10が電解液とともに封入されている。正極20は金属板や金属箔からなる正極集電体21の一主面に正極活物質を含んだ正極材料22を配置したものであり、負極30は金属板や金属箔などからなる負極集電体31の一主面に負極活物質を含んだ負極材料32を配置したものである。そして電極体10は、正極20と負極30をそれぞれの電極材料(22、32)がセパレーター40を介して対面するように、積層、圧着したものである。 Next, the structure of the laminated power storage element 101 will be described with reference to FIG. 1 (B). In FIG. 1B, some members and parts are hatched so as to be easily distinguished from other members and parts. As shown in FIG. 1B, an electrode body 10 in which a sheet-shaped positive electrode 20 and a sheet-shaped negative electrode 30 are laminated via a separator 40 is enclosed in the exterior body 11 together with an electrolytic solution. There is. The positive electrode 20 is a positive electrode material 22 containing a positive electrode active material arranged on one main surface of a positive electrode current collector 21 made of a metal plate or a metal foil, and a negative electrode 30 is a negative electrode current collector made of a metal plate or a metal foil. The negative electrode material 32 containing the negative electrode active material is arranged on one main surface of the body 31. The electrode body 10 is formed by laminating and crimping the positive electrode 20 and the negative electrode 30 so that the respective electrode materials (22, 32) face each other via the separator 40.

外装体11は、互いに重ね合わせた矩形状の2枚のアルミラミネートフィルム(11a−11b)において図中網掛けのハッチングまたは点線の枠で示した周縁領域12が熱圧着法により溶着されて内部が密閉されたものである。ラミネートフィルム(11a、11b)は、周知のごとく、基材となる金属箔(アルミ箔、ステンレス箔など)の表裏に1層以上の樹脂層が積層された構造となっており、一般的には、外装体11の外面となるおもて面に例えばポリアミド樹脂などからなる保護層が積層され、外装体11の内面となる裏面には例えばポリプロピレンなどの熱溶着性を有する接着層が積層された構造を有している。 The exterior body 11 has two rectangular aluminum laminated films (11a-11b) that are superposed on each other, and the peripheral region 12 shown by the shaded hatching or the dotted frame in the figure is welded by a thermocompression bonding method to form the inside. It is hermetically sealed. As is well known, the laminated film (11a, 11b) has a structure in which one or more resin layers are laminated on the front and back of a metal foil (aluminum foil, stainless foil, etc.) as a base material, and is generally used. A protective layer made of, for example, a polyamide resin is laminated on the front surface which is the outer surface of the exterior body 11, and a heat-welding adhesive layer such as polypropylene is laminated on the back surface which is the inner surface of the exterior body 11. It has a structure.

ところで正極材料22および負極材料32が積層されている正極集電体21および負極集電体31は、当然のことながら正極端子板23および負極端子板33に電気的に接続されており、その正極20および負極30の端子板(以下、電極端子板(23、33)とも言う)は密封状態にある外装体11外に導出されている。そのため外装体11において電極端子板(23、33)が導出されている縁辺(以下、端子導出縁辺13とも言う)ではラミネートフィルム(11a、11b)の接着層同士を溶着させただけでは電極端子板(23、33)とラミネートフィルム(11a、11b)との密着強度を十分に確保できない場合がある。 By the way, the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31 on which the positive electrode material 22 and the negative electrode material 32 are laminated are naturally electrically connected to the positive electrode terminal plate 23 and the negative electrode terminal plate 33, and the positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal plate 23 and the negative electrode terminal plate 33. The terminal plates of 20 and the negative electrode 30 (hereinafter, also referred to as electrode terminal plates (23, 33)) are led out to the outside of the outer body 11 in a sealed state. Therefore, at the edge edges (hereinafter, also referred to as terminal lead-out edge edges 13) from which the electrode terminal plates (23, 33) are derived in the exterior body 11, the electrode terminal plates are simply welded together with the adhesive layers of the laminated films (11a, 11b). In some cases, sufficient adhesion strength between (23, 33) and the laminated film (11a, 11b) cannot be ensured.

また端子導出縁辺13では、電極端子板(23、33)の厚さ方向に渡って接着層を溶融させた状態で介在させることが難しく、当該縁辺13が十分に封止されず防水性が低下する可能性がある。そのためラミネート型蓄電素子101では、外装体11において端子導出縁辺13を確実に封止するための構造を備えている。そして端子導出縁辺13の封止方式としては、タブリード50を電極端子板(23、33)として用いる方式や、正極20および負極30の集電体(21、31)に帯状の金属箔や金属板(以下、端子リード)を取り付け、その端子リードをそのまま電極端子板(23、33)として用いる方式などがある。 Further, in the terminal lead-out edge 13, it is difficult to intervene the adhesive layer in a molten state over the thickness direction of the electrode terminal plates (23, 33), and the edge 13 is not sufficiently sealed and the waterproof property is lowered. there's a possibility that. Therefore, the laminated power storage element 101 has a structure for securely sealing the terminal lead-out edge 13 in the exterior body 11. As a sealing method for the terminal lead-out edge 13, a method in which the tab lead 50 is used as the electrode terminal plate (23, 33), or a band-shaped metal foil or metal plate on the current collectors (21, 31) of the positive electrode 20 and the negative electrode 30 is used. (Hereinafter, terminal leads) may be attached and the terminal leads may be used as they are as electrode terminal plates (23, 33).

図1(B)にはタブリード50を用いた方式が示されており、正極集電体21と負極集電体31のそれぞれにタブリード50からなる電極端子板(23、33)が接続されている。タブリード50は、例えば以下の特許文献1に記載されているように、実質的な電極端子板(23、33)である金属板や金属箔などからなる帯状の端子リード51の延長途上に、絶縁樹脂製のシール材(以下、タブフィルム52)が当該端子リード51を狭持するように接着された構造を有している。端子リード51の一方の端部53は外装体11の外側に露出し、他方の端部は正極集電体21および負極集電体31の一部に超音波溶着などの方法によって接続されている。もちろん正極集電体21および負極集電体31に別体の帯状の金属板や金属箔を取り付け、その金属板や金属箔にさらにタブリード50を接続することもできる。そして互いに対面し合うラミネートフィルム(11a、11b)の周縁領域12を熱圧着して扁平袋状の外装体11に成形する際、外装体11の周縁領域12において、端子導出縁辺13ではタブリード50のタブフィルム52をラミネートフィルム(11a、11b)とともに熱溶着する。それによって当該縁辺13では端子リード51に溶着されているタブフィルム52がラミネートフィルム(11a、11b)の接着層に溶着されている。 FIG. 1B shows a method using the tab lead 50, and electrode terminal plates (23, 33) made of the tab lead 50 are connected to each of the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31. .. As described in Patent Document 1, for example, the tab lead 50 is insulated in the process of extending a band-shaped terminal lead 51 made of a metal plate, a metal foil, or the like, which is a substantial electrode terminal plate (23, 33). It has a structure in which a resin sealing material (hereinafter, tab film 52) is adhered so as to sandwich the terminal lead 51. One end 53 of the terminal lead 51 is exposed to the outside of the exterior body 11, and the other end is connected to a part of the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31 by a method such as ultrasonic welding. .. Of course, it is also possible to attach a separate strip-shaped metal plate or metal foil to the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31, and further connect the tab lead 50 to the metal plate or metal foil. Then, when the peripheral regions 12 of the laminated films (11a, 11b) facing each other are thermocompression-bonded to form a flat bag-shaped exterior body 11, in the peripheral region 12 of the exterior body 11, the tab lead 50 is formed at the terminal lead-out edge 13. The tab film 52 is thermowelded together with the laminated films (11a, 11b). As a result, at the edge 13, the tab film 52 welded to the terminal lead 51 is welded to the adhesive layer of the laminated film (11a, 11b).

一方、タブリードを用いず、端子リードをそのまま電極端子板として用いる方式には、さらに、別体の端子リードを正極集電体や負極集電体に取り付ける方式や、正極集電体および負極集電体のそれぞれに端子リードに相当する帯状の凸部を一体的に形成し、その凸部を電極端子板とした方式などがある。図2にタブリードを用いない方式を採用したラミネート型蓄電素子(102、103)の分解斜視図を示した。図2(A)は別体の端子リードからなる電極端子板(23、33)を正極集電体21や負極集電体31に取り付けた方式に対応するラミネート型蓄電素子102を示しており、図2(B)は正極集電体21と負極集電体31に電極端子板(23、33)を兼ねる凸部(24、34)を設けたラミネート型蓄電素子103を示している。そして図2(A)、図2(B)に示したように、リードタブを用いない方式を採用した蓄電素子(102、103)では、タブリードに代えて、帯状のタブフィルム(14a、14b)を用いて端子導出縁辺13を封止する方式を採用している。そして当該方式では、外装体11の周縁領域12において、端子導出縁辺13に帯状のタブフィルム(14a、14b)をラミネートフィルム(11a、11b)の裏面にあらかじめ溶着した状態で熱圧着しておき、その上でラミネートフィルム(11a、11b)の周縁領域12を熱圧着して外装体11を成形している。すなわち互いに対面するラミネートフィルム(11a、11b)において、端子導出縁辺13ではこの帯状のタブフィルム(14a、14b)を介してラミネートフィルム同士(11a−11b)が接着されている。なお以下の非特許文献1には、ラミネート型蓄電素子である薄型リチウム電池について記載されている。 On the other hand, in the method of using the terminal lead as it is as the electrode terminal plate without using the tab lead, a method of attaching a separate terminal lead to the positive electrode current collector or the negative electrode current collector, or the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. There is a method in which a band-shaped convex portion corresponding to a terminal lead is integrally formed on each body, and the convex portion is used as an electrode terminal plate. FIG. 2 shows an exploded perspective view of a laminated power storage element (102, 103) adopting a method that does not use a tab lead. FIG. 2A shows a laminated power storage element 102 corresponding to a method in which electrode terminal plates (23, 33) made of separate terminal leads are attached to a positive electrode current collector 21 or a negative electrode current collector 31. FIG. 2B shows a laminated power storage element 103 in which the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31 are provided with convex portions (24, 34) that also serve as electrode terminal plates (23, 33). Then, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), in the power storage element (102, 103) adopting the method of not using the lead tab, a strip-shaped tab film (14a, 14b) is used instead of the tab lead. A method of sealing the terminal lead-out edge 13 by using the terminal is adopted. In this method, in the peripheral region 12 of the exterior body 11, a strip-shaped tab film (14a, 14b) is preliminarily welded to the back surface of the laminated film (11a, 11b) on the terminal lead-out edge 13 and then thermocompression bonded. On that surface, the peripheral region 12 of the laminated film (11a, 11b) is thermocompression bonded to form the exterior body 11. That is, in the laminated films (11a, 11b) facing each other, the laminated films (11a-11b) are adhered to each other via the band-shaped tab films (14a, 14b) at the terminal lead-out edge 13. The following Non-Patent Document 1 describes a thin lithium battery which is a laminated type power storage element.

特開2008−192451号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-192451

FDK株式会社、”薄型リチウム一次電池”、[online]、[平成28年12月1日検索]、インターネット<URL:http://www.fdk.co.jp/battery/lithium/lithium_thin.html>FDK Corporation, "Thin Lithium Primary Battery", [online], [Search on December 1, 2016], Internet <URL: http://www.fdk.co.jp/battery/lithium/lithium_thin.html>

上述したように、ラミネート型蓄電素子は、対面するラミネートフィルム同士を熱圧着することで扁平袋状に成形された外装体から電極端子板を導出させた構造を有している。そして外装体の端子導出縁辺を封止する方式としては、概ね、タブリードを用いる方式(以下、タブリード方式とも言う)と帯状のタブフィルムを用いる方式(以下、タブフィルム方式とも言う)がある。現状ではタブリード方式が主流であるが、この方式では電極集電体にタブリードの端子リードを超音波溶着するため、ラミネート型蓄電素子を組み立てる際の工数が増加し、また、高価な超音波溶着機も必要なことからラミネート型蓄電素子の製造コストを増大させるという問題がある。さらに、必須の部材であるタブリードは、蓄電素子とは個別に製造される工業製品として販売されている部材であり、タブリード方式では、タブフィルム方式よりも部材コストも高くなる。 As described above, the laminated power storage element has a structure in which an electrode terminal plate is led out from an outer body formed into a flat bag shape by thermocompression bonding the facing laminated films to each other. As a method for sealing the terminal lead-out edge of the exterior body, there are generally a method using a tab lead (hereinafter, also referred to as a tab lead method) and a method using a strip-shaped tab film (hereinafter, also referred to as a tab film method). At present, the tab lead method is the mainstream, but in this method, the terminal leads of the tab leads are ultrasonically welded to the electrode current collector, which increases the man-hours for assembling the laminated storage element and is an expensive ultrasonic welding machine. There is also a problem of increasing the manufacturing cost of the laminated type power storage element because it is necessary. Further, the tab lead, which is an indispensable member, is a member sold as an industrial product manufactured separately from the power storage element, and the tab lead method has a higher member cost than the tab film method.

一方、タブフィルム方式では、高価な部材であるタブリードが不要であり、電極端子板と電極体とがあらかじめ一体化されている構造の電極体にも適用できる。したがって低価格化、汎用性という点ではタブフィルム方式の方がタブリード方式よりも圧倒的に有利である。そして、小型薄型化に適したラミネート型蓄電素子が、大量に、かつ極めて安価、場合によっては無償で提供されるICカードなどの用途に供される場合、ラミネート型蓄電素子に対しては低価格化が極めて重要な事項として要求される。したがって、今後はタブフィルム方式のラミネート型蓄電素子が主流となることが予想される。 On the other hand, the tab film method does not require a tab lead, which is an expensive member, and can be applied to an electrode body having a structure in which an electrode terminal plate and an electrode body are integrated in advance. Therefore, the tab film method is overwhelmingly more advantageous than the tab lead method in terms of price reduction and versatility. When a laminated type power storage element suitable for miniaturization and thinning is used in a large amount and at an extremely low price, and in some cases, for an application such as an IC card provided free of charge, the price is lower than that of the laminated type power storage element. Is required as an extremely important matter. Therefore, it is expected that the tab film type laminated power storage element will become the mainstream in the future.

そこで本発明者がタブフィルム方式のラミネート型蓄電素子の信頼性について検討してみたところ、ラミネートフィルムの構造に起因して信頼性が低下するという問題があることが判明した。図3に当該問題点を説明するための図を示した。図3は図2(A)に示した従来のラミネート型蓄電素子102を薄型電子機器に組み込んだ状態を、ラミネート型蓄電素子102の厚さ方向から見たときの側面図である。 Therefore, when the present inventor examined the reliability of the tab film type laminated power storage element, it was found that there was a problem that the reliability was lowered due to the structure of the laminated film. FIG. 3 shows a diagram for explaining the problem. FIG. 3 is a side view of the state in which the conventional laminated type power storage element 102 shown in FIG. 2A is incorporated in a thin electronic device, as viewed from the thickness direction of the laminated type power storage element 102.

図3に示したように、ラミネート型蓄電素子102は薄型電子機器に組み込まれると、電極端子板(23、33)において外装体11の外方に突出する領域(以下、電極端子部(25、35)とも言う)が回路基板100に接続される。このとき、例えば、電極端子部(25、35)がクランク状に屈曲する場合がある。そして正極および負極のそれぞれの電極端子部(25、35)の基端(26、36)側が、端子導出縁辺13を支点にして屈曲すると、ラミネートフィルム(11a、11b)の切断面11cに露出した金属箔に電極端子板(23、33)が接触し、正極と負極とが短絡する可能性がある。ラミネートフィルム(11a、11b)の切断面11cを保護する絶縁性のテープ(以下、保護テープとも言う)を貼着して短絡を防止することも考えられるが、この保護テープは、ラミネート型蓄電素子の薄型化を阻害するとともに、保護テープに掛かる部材コストや保護テープを貼着するための工程追加により低価格化も阻害する。 As shown in FIG. 3, when the laminated type power storage element 102 is incorporated in a thin electronic device, a region of the electrode terminal plates (23, 33) protruding outward from the exterior body 11 (hereinafter, electrode terminal portions (25, 33)). 35)) is connected to the circuit board 100. At this time, for example, the electrode terminal portions (25, 35) may be bent like a crank. Then, when the base ends (26, 36) sides of the electrode terminals (25, 35) of the positive electrode and the negative electrode were bent with the terminal lead-out edge 13 as a fulcrum, they were exposed on the cut surface 11c of the laminated film (11a, 11b). The electrode terminal plates (23, 33) may come into contact with the metal foil, causing a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. It is also conceivable to attach an insulating tape (hereinafter, also referred to as a protective tape) that protects the cut surface 11c of the laminated film (11a, 11b) to prevent a short circuit, but this protective tape is a laminated type power storage element. In addition to hindering the thinning of the protective tape, the cost of members for the protective tape and the addition of a process for attaching the protective tape also hinder the price reduction.

そこで本発明は、低価格化と薄型化に適し、かつ電極端子板同士の短絡を確実に防止できる構造を備えたラミネート型蓄電素子を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a laminated type power storage element which is suitable for price reduction and thinning, and has a structure capable of surely preventing a short circuit between electrode terminal plates.

上記目的を達成するための本発明は、上下方向に扁平な袋状の外装体内にシート状の正極と負極とを備えた電極体が密封されてなるラミネート型蓄電素子であって、
前記正極および前記負極のそれぞれに接続された帯状の正極および負極の電極端子板が前記外装体の周縁における所定の縁辺から導出され、
前記外装体は、金属箔の基材の表裏両面に絶縁性樹脂層が形成されてなる2枚のラミネートフィルムからなるとともに、前記所定の縁辺で前記金属箔の端面が露出し、
前記2枚のラミネートフィルムは、上下方向で互いに対面しつつ平面形状を周回する領域で互いに溶着されているとともに、前記所定の縁辺では前記電極端子板を上下方向で挟持するタブフィルムを介して溶着され、
前記正極および負極の端子板は、前記所定の縁辺の一部が切り欠かれてなる凹部の形成領域から導出され、
前記タブフィルムは、前記凹部にて上面と下面が外方に露出するとともに、前記所定の縁辺では、当該凹部の形成領域外において前記外装体の外形に揃えて配置されている、
ことを特徴とするラミネート型蓄電素子としている。そして、前記ラミネート型蓄電素子が、前記シート状の正極と負極とをそれぞれ一つだけ備えたものとすれば好適である。
The present invention for achieving the above object is a laminated type power storage element in which an electrode body having a sheet-shaped positive electrode and a negative electrode is sealed inside a bag-shaped outer body that is flat in the vertical direction.
The strip-shaped positive electrode and negative electrode terminal plates connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, are derived from a predetermined edge on the peripheral edge of the exterior body.
The exterior body is made of two laminated films in which insulating resin layers are formed on both the front and back surfaces of the base material of the metal foil, and the end face of the metal foil is exposed at the predetermined edge.
The two laminated films are welded to each other in a region that orbits a planar shape while facing each other in the vertical direction, and are welded via a tab film that sandwiches the electrode terminal plate in the vertical direction at the predetermined edge. Being done
The positive electrode and negative electrode terminal plates are derived from a recessed region formed by cutting out a part of the predetermined edge.
The upper surface and the lower surface of the tab film are exposed to the outside at the recess, and the tab film is arranged at the predetermined edge so as to be aligned with the outer shape of the exterior body outside the region where the recess is formed.
It is a laminated type power storage element characterized by this. Then, it is preferable that the laminated type power storage element includes only one sheet-shaped positive electrode and one negative electrode.

本発明に係るラミネート型蓄電素子によれば、低価格化と薄型化を達成し、かつ電極端子板同士の短絡を確実に防止できる構造を備えて高い信頼性を実現することができる。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。 According to the laminated type power storage element according to the present invention, high reliability can be realized by providing a structure that can achieve low price and thinness and surely prevent short circuits between electrode terminal plates. Other effects will be clarified in the following description.

タブリード方式を採用した従来のラミネート型蓄電素子の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional laminated type power storage element which adopted the tab lead system. タブフィルム方式を採用した従来のラミネート型蓄電素子の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional laminated type power storage element which adopted the tab film system. タブフィルム方式を採用した従来のラミネートフィルムの問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the conventional laminated film which adopted the tab film system. 上記問題点を解決するために試作したラミネート型蓄電素子を示す図である。It is a figure which shows the laminated type power storage element which made the prototype in order to solve the said problem. 従来のラミネート型蓄電素子を製造する際に用いる位置合わせ治具を示す図である。It is a figure which shows the alignment jig used when manufacturing the conventional laminated type power storage element. 上記試作したラミネート型蓄電素子を、上記位置合わせ治具を用いて製造する際の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem at the time of manufacturing the said prototype laminated type power storage element using the said alignment jig. 本発明の実施例に係るラミネート型蓄電素子を示す図である。It is a figure which shows the laminated type power storage element which concerns on embodiment of this invention. 上記実施例に係るラミネート型蓄電素子の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the laminated type power storage element which concerns on the said Example. 本発明のその他の実施例に係るラミネート型蓄電素子を示す図である。It is a figure which shows the laminated type power storage element which concerns on other Examples of this invention.

本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。ある図面において符号を付した部分について、不要であれば他の図面ではその部分に符号を付さない場合もある。 Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings used in the following description, the same or similar parts may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted. A coded part in one drawing may not be coded in another drawing if it is not necessary.

===本願発明に想到する過程===
上述したように、従来のラミネート型蓄電素子では、外装体の端子導出縁辺にラミネートフィルムの金属箔の断面が露出し、その断面に電極端子板が接触して短絡が発生する可能性があった。そして、従来のラミネート型蓄電素子では、薄型化と低価格化を両立させつつ、この短絡に関する問題を解決することが難しい。そこで本発明者は、端子導出縁辺の封止に用いる帯状のタブフィルムに保護テープと同様の機能を担わせれば、ラミネートフィルムの切断面に電極端子部が直接接触しないため短絡が発生せず、保護テープなどの追加部材も不要となり、厚さも従来のラミネート型蓄電素子と同等にできると考えた。
=== Process of reaching the invention of the present application ===
As described above, in the conventional laminated type power storage element, the cross section of the metal leaf of the laminated film is exposed on the terminal lead-out edge of the exterior body, and the electrode terminal plate may come into contact with the cross section to cause a short circuit. .. Further, with the conventional laminated type power storage element, it is difficult to solve the problem of this short circuit while achieving both thinness and price reduction. Therefore, if the band-shaped tab film used for sealing the terminal lead-out edge has the same function as the protective tape, the present inventor does not cause a short circuit because the electrode terminal portion does not come into direct contact with the cut surface of the laminated film. It was thought that additional members such as protective tape would not be required, and the thickness could be the same as that of the conventional laminated type power storage element.

図4に、帯状のタブフィルム(14、114)に保護テープの機能を担わせたラミネート型蓄電素子(104、105)を示した。図4(A)に示したラミネート型蓄電素子104では、タブフィルム14を端子導出縁辺13から所定の幅wだけ突出させている。それによって電極端子板(23、33)が屈曲してもタブフィルム14がラミネートフィルム(11a、11b)の切断面11cを覆い、短絡を防止することができる。図4(B)に示したラミネート型蓄電素子105では、図4(C)に示したように、電極端子板(23、33)の導出形状に沿う凸部115が設けられたタブフィルム114を用い、この凸部115のみが端子導出縁辺13から突出して、電極端子部(25、35)の基端(26,36)を覆っている。 FIG. 4 shows a laminated type power storage element (104, 105) in which a strip-shaped tab film (14, 114) is provided with the function of a protective tape. In the laminated type power storage element 104 shown in FIG. 4A, the tab film 14 is projected from the terminal lead-out edge 13 by a predetermined width w. As a result, even if the electrode terminal plates (23, 33) are bent, the tab film 14 covers the cut surface 11c of the laminated film (11a, 11b), and a short circuit can be prevented. In the laminated type power storage element 105 shown in FIG. 4 (B), as shown in FIG. 4 (C), a tab film 114 provided with a convex portion 115 along the lead-out shape of the electrode terminal plates (23, 33) is provided. In use, only this convex portion 115 protrudes from the terminal lead-out edge 13 and covers the base end (26, 36) of the electrode terminal portion (25, 35).

そして、図4(A)と図4(B)に示した2種類のラミネート型蓄電素子(104、105)を実際に試作してみたところ、双方のラミネート型蓄電素子(104、105)において、短絡を防止することが確認できた。しかし、その一方で、これらのラミネート型蓄電素子(104、105)を作製する過程で検討すべき事項が発見された。まず図4(A)に示したラミネート型蓄電素子104では、ラミネートフィルム(11a、11b)の周縁領域12を熱圧着して外装体11内を密閉する封止工程において、周縁領域12を精度良く形成することが難しいという問題が発生した。具体的には、封止工程では、2枚のラミネートフィルム同士(11a−11b)を正確に位置合わせした状態で積層する必要がある。そして熱圧着によって周縁領域12を形成する際には、熱圧着治具が電極体の収納領域に接触して電極体を破損させないようにする必要がある。そこで封止工程では、図5に示したように、矩形のラミネートフィルム(11a、11b)の外形を囲繞する治具(以下、位置合わせ治具200とも言う)を用い、ラミネートフィルム(11a、11b)の外形を基準にして位置合わせを行っている。この位置合わせ治具200は、単純な構造であるものの、ラミネートフィルム(11a、11b)の寸法精度さえ確保できれば、位置合わせを極めて正確かつ容易に行える。そのためラミネート型蓄電素子(104、105)をより低コストで製造するためには、位置合わせ治具200を用いることが望ましい。 Then, when two types of laminated type power storage elements (104, 105) shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B) were actually prototyped, both laminated type power storage elements (104, 105) were found. It was confirmed that a short circuit could be prevented. However, on the other hand, matters to be examined were discovered in the process of manufacturing these laminated type power storage elements (104, 105). First, in the laminated type power storage element 104 shown in FIG. 4A, the peripheral region 12 is accurately pressed in the sealing step of thermocompression bonding the peripheral region 12 of the laminated film (11a, 11b) to seal the inside of the exterior body 11. There was a problem that it was difficult to form. Specifically, in the sealing step, it is necessary to laminate the two laminated films (11a-11b) in a state of being accurately aligned with each other. When the peripheral region 12 is formed by thermocompression bonding, it is necessary to prevent the thermocompression bonding jig from coming into contact with the storage region of the electrode body and damaging the electrode body. Therefore, in the sealing step, as shown in FIG. 5, a jig (hereinafter, also referred to as an alignment jig 200) that surrounds the outer shape of the rectangular laminated film (11a, 11b) is used, and the laminated film (11a, 11b) is used. ) Is used as a reference for alignment. Although the alignment jig 200 has a simple structure, alignment can be performed extremely accurately and easily as long as the dimensional accuracy of the laminated films (11a, 11b) can be ensured. Therefore, in order to manufacture the laminated power storage elements (104, 105) at a lower cost, it is desirable to use the alignment jig 200.

しかし図4(A)に示したラミネート型蓄電素子104のようにタブフィルム14を端子導出縁辺13から一様の幅wで突出させると、その突出したタブフィルム14があるために、ラミネートフィルム(11a、11b)の外形を利用した位置合わせができない。タブフィルム14の突出幅wを考慮した囲繞形状やサイズを有する位置合わせ治具を用いることも考えられるが、タブフィルム14は、ポリエチレンナフタレート(PEN)などの樹脂からなるフィルムを基体として、その基体の表裏両面に熱可塑性樹脂(例えば、PPaなどの変性ポリプロピレン)からなる接着層が形成された3層構造、あるいは基体がない1層の接着層からなる帯状のフィルムである。そのため、端子導出縁辺13を封止する際に外装体11から突出したタブフィルム14の領域が溶解して変形し、封止工程の最中に位置がずれてしまう可能性がある。端子導出縁辺13以外の3辺を封止して、最後に端子導出縁辺13を封止することも考えられるが、図6に示したように、位置合わせを行うためにタブフィルム14の縁辺113を位置合わせ治具200に当接させると、図中円形の枠201内に示したように、タブフィルム14自体が容易に変形してしまい、やはり、位置合わせ精度を確保することができない。すなわちタブフィルム(14a、14b)の外形を位置合わせの際の基準にすることができない。 However, when the tab film 14 is projected from the terminal lead-out edge 13 with a uniform width w as in the laminated type power storage element 104 shown in FIG. 4 (A), the protruding tab film 14 is present, so that the laminated film ( Alignment using the outer shape of 11a, 11b) is not possible. It is conceivable to use an alignment jig having a surrounding shape and size in consideration of the protruding width w of the tab film 14, but the tab film 14 is made of a film made of a resin such as polyethylene naphthalate (PEN) as a substrate. It is a three-layer structure in which an adhesive layer made of a thermoplastic resin (for example, modified polypropylene such as PPa) is formed on both the front and back surfaces of a substrate, or a strip-shaped film composed of a single adhesive layer without a substrate. Therefore, when the terminal lead-out edge 13 is sealed, the region of the tab film 14 protruding from the exterior body 11 may be melted and deformed, and the position may shift during the sealing process. It is conceivable to seal the three sides other than the terminal lead-out edge 13 and finally seal the terminal lead-out edge 13, but as shown in FIG. 6, the edge 113 of the tab film 14 is used for alignment. When the tab film 14 is brought into contact with the alignment jig 200, the tab film 14 itself is easily deformed as shown in the circular frame 201 in the drawing, and the alignment accuracy cannot be ensured. That is, the outer shape of the tab film (14a, 14b) cannot be used as a reference for alignment.

一方、図4(B)に示した方式ではタブフィルム114の凸部115のみが端子導出縁辺13から突出している。そのため図5に示した位置合わせ治具200を用いてもラミネートフィルム(11a、11b)の外形で位置合わせを行うことができる。しかし2枚のラミネートフィルム(11a、11b)を重ね合わせる前工程として、凸部115を電極端子板(23、33)の導出位置に正確に合わせる工程が必要となり、製造コストが増大する可能性がある。また従来の単純な帯状のタブフィルム14に対して凸部115を設けたタブフィルム114を特別に用意することになり、この凸部115を備えたタブフィルム114によって部材コストを増大させる要因となり得る。 On the other hand, in the method shown in FIG. 4B, only the convex portion 115 of the tab film 114 protrudes from the terminal lead-out edge 13. Therefore, even if the alignment jig 200 shown in FIG. 5 is used, the alignment can be performed with the outer shape of the laminated film (11a, 11b). However, as a pre-process for laminating the two laminated films (11a, 11b), a step of accurately aligning the convex portion 115 with the lead-out position of the electrode terminal plate (23, 33) is required, which may increase the manufacturing cost. is there. Further, a tab film 114 having a convex portion 115 provided with respect to the conventional simple strip-shaped tab film 14 will be specially prepared, and the tab film 114 provided with the convex portion 115 may be a factor of increasing the member cost. ..

したがって、複雑な形状のタブフィルムを用いず、かつ封止工程に際してはラミネートフィルムの外形を基準にして位置合わせが行えるような構造を備えたラミネート型蓄電素子であることが望ましい。もちろん、その構造を採用しても、コストアップを伴わずに従来と同等以上の薄さを維持できる構造であることが必要である。そして本発明者は、これらの要求に対応できるラミネート型蓄電素子の構造について鋭意研究を重ね、本発明に想到した。 Therefore, it is desirable that the laminated type power storage element has a structure capable of aligning with reference to the outer shape of the laminated film in the sealing process without using a tab film having a complicated shape. Of course, even if the structure is adopted, it is necessary to have a structure that can maintain the thinness equal to or higher than the conventional one without increasing the cost. Then, the present inventor has made extensive studies on the structure of a laminated power storage element that can meet these demands, and came up with the present invention.

===実施例===
図7に本発明の実施例に係るラミネート型蓄電素子1aを示した。図7(A)はラミネート型蓄電素子1aの分解斜視図であり、図7(B)はラミネート型蓄電素子1aの外観を示す斜視図である。また図7(C)は、図7(B)におけるa−a矢視断面の一部を拡大した図である。なお以下では、図中に示したように、ラミネート型蓄電素子1aにおいて、扁平袋状の外装体11の厚さ方向、すなわち2枚のラミネートフィルム(11a、11b)や電極体10における発電要素(20、30、40)の積層方向を上下方向とし、電極端子板(23、33)の突出方向を前後方向としている。また上下前後の各方向に直交する方向を左右方向としている。そして、以下では、図7(A)、(B)を右上前方から見た斜視図として上下左右前後の各方向を規定することとする。
=== Example ===
FIG. 7 shows the laminated type power storage element 1a according to the embodiment of the present invention. FIG. 7A is an exploded perspective view of the laminated power storage element 1a, and FIG. 7B is a perspective view showing the appearance of the laminated power storage element 1a. Further, FIG. 7C is an enlarged view of a part of the cross section taken along the arrow aa in FIG. 7B. In the following, as shown in the figure, in the laminated type power storage element 1a, in the thickness direction of the flat bag-shaped exterior body 11, that is, the power generation elements in the two laminated films (11a, 11b) and the electrode body 10 ( The stacking direction of 20, 30, 40) is the vertical direction, and the protruding direction of the electrode terminal plates (23, 33) is the front-rear direction. Further, the direction orthogonal to each direction of up, down, front and back is defined as the left and right direction. In the following, each direction of up, down, left, right, front and back will be defined as a perspective view of FIGS. 7A and 7B as viewed from the upper right front.

図7(A)に示したように、本実施例のラミネート型蓄電素子1aを構成する2枚のラミネートフィルム(11a、11b)の端子導出縁辺(13a、13b)には、電極端子板(23、33)の導出領域が矩形に切り欠かれてなる凹部11dが形成されている。そして、2枚のラミネートフィルム(11a、11b)の外形は、上下方向で面対称となっている。また、2枚の帯状のタブフィルム(14a、14b)は、同じ形状で、互いに外形を揃えた状態で正極20と負極30のそれぞれの電極端子板(23、33)を一括して挟持し、前方の縁辺113が上下のラミネートフィルム(11a、11b)の端子導出縁辺(13a、13b)の前縁辺に揃っている。そして、2枚のラミネートフィルム(11a、11b)の周縁領域12を溶着すると、2枚のタブフィルム(14a、14b)が電極端子板(23、33)を狭持した状態で互いに溶着される。 As shown in FIG. 7A, electrode terminal plates (23) are attached to the terminal lead-out edges (13a, 13b) of the two laminated films (11a, 11b) constituting the laminated power storage element 1a of this embodiment. , 33) is formed with a recess 11d in which the derived region is cut out in a rectangular shape. The outer shapes of the two laminated films (11a, 11b) are plane-symmetrical in the vertical direction. Further, the two strip-shaped tab films (14a, 14b) have the same shape, and the electrode terminal plates (23, 33) of the positive electrode 20 and the negative electrode 30 are collectively sandwiched in a state where the outer shapes are aligned with each other. The front edge 113 is aligned with the front edge of the terminal lead-out edge (13a, 13b) of the upper and lower laminated films (11a, 11b). Then, when the peripheral regions 12 of the two laminated films (11a, 11b) are welded, the two tab films (14a, 14b) are welded to each other with the electrode terminal plates (23, 33) sandwiched.

2枚のラミネートフィルムの周縁領域12を溶着すると、図7(B)に示したように、外装体11は、端子導出縁辺13において、電極端子板(23、33)が導出されている領域を含む領域に凹部11dが形成される。そして、タブフィルム14は、上記凹部11dが形成されている領域で前端側の上下両面14cが外方に露出し、後端側が2枚のラミネートフィルム間(11a−11b)に介在する。また、凹部11d以外の領域では、外装体11の外形に揃うように配置される。したがって、図7(C)に示したように、電極端子板(23、33)は、2枚のラミネートフィルム(11a、11b)の端子導出縁辺(13a、13b)において上記凹部11dが形成されている領域で上面と下面がタブフィルム14に覆われることになる。そのため、電極端子部(25、35)は、上方と下方のどちらに折り曲げられてもラミネートフィルム(11a、11b)の切断面11cに接触することがない。 When the peripheral regions 12 of the two laminated films are welded, as shown in FIG. 7 (B), the exterior body 11 has the regions where the electrode terminal plates (23, 33) are led out at the terminal lead-out edge 13. A recess 11d is formed in the including region. Then, in the tab film 14, the upper and lower surfaces 14c on the front end side are exposed to the outside in the region where the recess 11d is formed, and the rear end side is interposed between the two laminated films (11a-11b). Further, in the region other than the recess 11d, the outer body 11 is arranged so as to be aligned with the outer shape of the exterior body 11. Therefore, as shown in FIG. 7C, the electrode terminal plates (23, 33) have the recesses 11d formed at the terminal lead-out edges (13a, 13b) of the two laminated films (11a, 11b). The upper surface and the lower surface are covered with the tab film 14 in the present area. Therefore, the electrode terminal portions (25, 35) do not come into contact with the cut surface 11c of the laminated film (11a, 11b) regardless of whether they are bent upward or downward.

また、本実施例のラミネート型蓄電素子1aでは、外装体11を構成する2枚のラミネートフィルム(11a、11b)において、電極端子板(23、33)が導出される領域に上下方向に面対称となる凹部11dを設けるだけでよく、コストアップをほとんど伴わずに短絡を確実に防止することができる。そして、ラミネートフィルム(11a、11b)の端子導出縁辺(13a、13d)の左右両端では、タブフィルム14の前縁辺113が外装体11の前方に突出していない。そのため、封止工程において2枚のラミネートフィルム(11a、11b)を積層する際、図6に示したような位置合わせに関する問題が発生せず、図5に示したように、下方のラミネートフィルム11aの外形を基準にして位置合わせをすることができる。もちろん、電極端子部(25、35)の基端(26、36)が樹脂からなるタブフィルム14によって覆われているため、電極端子板(23、33)が、ラミネートフィルム(11a、11b)の端子導出縁辺(13a、13b)を支点として鋭角的に屈曲することがない。すなわち、本実施例のラミネート型蓄電素子1aでは、端子導出縁辺(13a、13b)をエッジとして電極端子板(23、33)が破断することを防止できる。 Further, in the laminated power storage element 1a of the present embodiment, the two laminated films (11a, 11b) constituting the exterior body 11 are plane-symmetrical in the vertical direction with respect to the region where the electrode terminal plates (23, 33) are led out. It is only necessary to provide the recess 11d to be provided, and a short circuit can be reliably prevented with almost no increase in cost. The front edge 113 of the tab film 14 does not project forward of the exterior body 11 at the left and right ends of the terminal lead-out edges (13a, 13d) of the laminated film (11a, 11b). Therefore, when the two laminated films (11a, 11b) are laminated in the sealing step, the problem of alignment as shown in FIG. 6 does not occur, and as shown in FIG. 5, the lower laminated film 11a It is possible to align with reference to the outer shape of. Of course, since the base ends (26, 36) of the electrode terminal portions (25, 35) are covered with the tab film 14 made of resin, the electrode terminal plates (23, 33) are made of the laminated film (11a, 11b). It does not bend sharply with the terminal lead-out edges (13a, 13b) as fulcrums. That is, in the laminated type power storage element 1a of this embodiment, it is possible to prevent the electrode terminal plates (23, 33) from being broken with the terminal lead-out edge edges (13a, 13b) as edges.

なお、本実施例のラミネート型蓄電素子1aでは、端子導出縁辺13において、電極端子板(23、33)が導出されている領域を包含するように凹部11dが形成されていればよい。例えば、図8に示したラミネート型蓄電素子1bのように、端子導出縁辺13に左右に幅広の凹部11dが形成されていてもよい。いずれにしても、端子導出縁辺13において、図5に示した位置合わせ治具200が当接する領域に凹部11dが形成されていなければ、ラミネートフィルム(11a、11b)の外形を基準にして位置合わせをすることができる。 In the laminated type power storage element 1a of this embodiment, it is sufficient that the recess 11d is formed in the terminal lead-out edge 13 so as to include the region where the electrode terminal plates (23, 33) are led out. For example, as in the laminated power storage element 1b shown in FIG. 8, wide recesses 11d may be formed on the left and right sides of the terminal lead-out edge 13. In any case, if the recess 11d is not formed in the region where the alignment jig 200 shown in FIG. 5 abuts on the terminal lead-out edge 13, the alignment is performed with reference to the outer shape of the laminated film (11a, 11b). Can be done.

===信頼性試験===
次に図7に示した実施例に係るラミネート型蓄電素子1aと、図2に示した従来のラミネート型蓄電素子102とをサンプルとして作製した。そして、各サンプルに対し、正極および負極の電極端子板(23、33)を電極端子部(25、35)の基端(26,36)の部分で上方と下方に90゜の角度で屈曲させる曲げ試験を行い、正極と負極の電極端子板間(23−33)での短絡の有無を調べた。なお、ここでは各サンプルについて30個の個体を作製し、合計60個の個体に対して曲げ試験を行った。その結果、実施例に係るラミネート型蓄電素子1aのサンプルでは、上方および下方に屈曲させても、30個の個体の全てで短絡が発生しなかった。一方、従来のラミネート型蓄電素子102のサンプルでは、28個の個体において、上下いずれかの方向に屈曲させた際に短絡が発生した。以上より、実施例に係るラミネート型蓄電素子1aは、保護テープを用いずにラミネートフィルム(11a、11b)の切断面11cに露出した金属箔と電極端子部(25、35)との接触による短絡を確実に防止し、高い信頼性を有していることが確認できた。
=== Reliability test ===
Next, the laminated type power storage element 1a according to the embodiment shown in FIG. 7 and the conventional laminated type power storage element 102 shown in FIG. 2 were produced as samples. Then, for each sample, the electrode terminal plates (23, 33) of the positive electrode and the negative electrode are bent upward and downward at an angle of 90 ° at the base ends (26, 36) of the electrode terminal portions (25, 35). A bending test was performed to check for a short circuit between the positive electrode terminal plate and the negative electrode terminal plate (23-33). Here, 30 individuals were prepared for each sample, and a bending test was performed on a total of 60 individuals. As a result, in the sample of the laminated type power storage element 1a according to the example, even if it was bent upward and downward, a short circuit did not occur in all 30 individuals. On the other hand, in the sample of the conventional laminated type power storage element 102, a short circuit occurred when the 28 individuals were bent in either the upper or lower direction. From the above, the laminated type power storage element 1a according to the embodiment is short-circuited by contact between the metal foil exposed on the cut surface 11c of the laminated film (11a, 11b) and the electrode terminal portions (25, 35) without using the protective tape. It was confirmed that it has high reliability by surely preventing.

===その他の実施例===
上記実施例に係るラミネート型蓄電素子(1a、1b)では、外装体11内に、シート状の正極20と負極30が一つずつある電極体10が収納された「一層型」であったが、本発明は、電極体を複数層分備えた「多層型」のラミネート型蓄電素子にも適用することができる。確かに従来の一層型の蓄電素子は、最も少ない数の電極体のみを備えて薄型化を達成するための基本構造を有している。そして実施例に係るラミネート型蓄電素子では、タブフィルムを用いつつ、保護テープを用いずに短絡を防止できる構造を有し、基本構造に対してさらなる薄型化も達成できる。もちろん多層型の電極体を備えたラミネート型蓄電素子であっても、ラミネートフィルムの切断面を絶縁する保護テープとその保護テープの貼着工程を不要することによるコストダウンが期待できる。
=== Other Examples ===
The laminated type power storage element (1a, 1b) according to the above embodiment is a "layer type" in which an electrode body 10 having one sheet-shaped positive electrode 20 and one negative electrode 30 is housed in the exterior body 11. The present invention can also be applied to a "multilayer" laminated power storage element having a plurality of layers of electrodes. Certainly, the conventional single-layer power storage element has only the smallest number of electrode bodies and has a basic structure for achieving thinning. The laminated type power storage element according to the embodiment has a structure capable of preventing a short circuit without using a protective tape while using a tab film, and further thinning of the basic structure can be achieved. Of course, even in the case of a laminated power storage element provided with a multilayer electrode body, cost reduction can be expected by eliminating the need for a protective tape that insulates the cut surface of the laminated film and a step of attaching the protective tape.

上記実施例に係るラミネート型蓄電素子(1a、1b)では、正極端子板23と負極端子板33が外装体11から同方向に導出されていたが、正極端子板23と負極端子板33は、外装体11において互いに対向する二つの縁辺から反対方向に向かって導出されていてもよい。もちろん、矩形平面において隣接する二つの縁辺など、電極端子板(23、33)が互いに交差する方向に導出されていてもよい。 In the laminated power storage elements (1a, 1b) according to the above embodiment, the positive electrode terminal plate 23 and the negative electrode terminal plate 33 are led out from the exterior body 11 in the same direction, but the positive electrode terminal plate 23 and the negative electrode terminal plate 33 are In the exterior body 11, the two edges facing each other may be derived in opposite directions. Of course, the electrode terminal plates (23, 33) may be derived in the direction in which they intersect with each other, such as two adjacent edges in a rectangular plane.

上記実施例に係るラミネート型蓄電素子(1a、1b)では、汎用の帯状のタブフィルム14を使用できるという点で、矩形の平面形状、あるいは直線状の端子導出縁辺13を有する外装体11を用いていた。しかし、外装体11の外形や端子導出縁辺13は矩形や直線状でなくてもよく、外装体11は、円形や多角形など適宜な平面形状とすることができる。端子導出縁辺13が曲線であってもよい。いずれにしても、外装体11の周縁において、所定の領域から電極端子板(23、33)が導出され、その領域を含む領域に互いに対面するラミネートフィルム(11a、11b)が上下方向で面対称となるように凹部11dが形成され、かつタブフィルム14が凹部11dの形成領域外で外装体11の外形に揃えて配置されていればよい。 In the laminated type power storage elements (1a, 1b) according to the above embodiment, an exterior body 11 having a rectangular flat shape or a linear terminal lead-out edge 13 is used in that a general-purpose strip-shaped tab film 14 can be used. Was there. However, the outer shape of the exterior body 11 and the terminal lead-out edge 13 do not have to be rectangular or straight, and the exterior body 11 can have an appropriate planar shape such as a circle or a polygon. The terminal lead-out edge 13 may be curved. In any case, the electrode terminal plates (23, 33) are derived from a predetermined region on the peripheral edge of the exterior body 11, and the laminated films (11a, 11b) facing each other in the region including the region are plane-symmetrical in the vertical direction. It suffices that the recess 11d is formed so as to be such that the tab film 14 is arranged outside the formation region of the recess 11d so as to be aligned with the outer shape of the exterior body 11.

本発明の実施例に係るラミネート型蓄電素子は、平板状の電極体をラミネートフィルムからなる扁平袋状の外装体内に密封した構造であれば、リチウム一次電池に限らず、様々な種類の蓄電素子(リチウム二次電池、電気二重層コンデンサーなど)に適用することができる。もちろん、ポリマー電池など、ポリマーに電解液を含浸させた蓄電素子にも適用できる。また全固体電池のように、電解液自体を用いない蓄電素子にも適用できる。 The laminated type power storage element according to the embodiment of the present invention is not limited to a lithium primary battery, as long as it has a structure in which a flat plate-shaped electrode body is sealed inside a flat bag-shaped exterior body made of a laminated film, and various types of power storage elements are used. It can be applied to (lithium secondary batteries, electric double layer capacitors, etc.). Of course, it can also be applied to a power storage element in which a polymer is impregnated with an electrolytic solution, such as a polymer battery. It can also be applied to a power storage element that does not use the electrolytic solution itself, such as an all-solid-state battery.

図9に、全固体電池111を用いたラミネート型蓄電素子1cの構造を示した。外装体11内に収納されている全固体電池111は、シート状の正極(正極層)120とシート状の負極(負極層)130との間にシート状の固体電解質(固体電解質層)140が狭持されてなる積層電極体110の上面と下面に金属箔からなる集電体(131、121)が形成された構造を有している。積層電極体110は、一体的な焼結体であり、積層電極体110の製造方法としては金型を用いて原料粉体を加圧して得た成形体を焼成する方法(以下、圧縮成形法とも言う)や周知のグリーンシートを用いた方法(以下、グリーンシート法)などがある。圧縮成形法では、金型内に、正極層120の原料となる正極活物質と固体電解質を含む粉体状の正極層材料、固体電解質層140の原料となる粉体状の固体電解質、および負極層130の原料となる負極活物質と固体電解質を含む粉体状の負極層材料を順次層状(シート状)に充填する。次いで、シート状に積層された各層の粉体原料をその積層方向に加圧することによって得た成形体を焼成する。それによって一体的な焼結体からなる積層電極体110が作製される。 FIG. 9 shows the structure of the laminated power storage element 1c using the all-solid-state battery 111. The all-solid-state battery 111 housed in the exterior body 11 has a sheet-shaped solid electrolyte (solid electrolyte layer) 140 between the sheet-shaped positive electrode (positive electrode layer) 120 and the sheet-shaped negative electrode (negative electrode layer) 130. It has a structure in which current collectors (131, 121) made of metal foil are formed on the upper surface and the lower surface of the laminated electrode body 110 which is sandwiched. The laminated electrode body 110 is an integral sintered body, and as a method for manufacturing the laminated electrode body 110, a method of firing a molded body obtained by pressurizing a raw material powder using a mold (hereinafter referred to as a compression molding method). There are methods using a well-known green sheet (hereinafter, also referred to as a green sheet method). In the compression molding method, a powdery positive electrode layer material containing a positive electrode active material and a solid electrolyte as a raw material for the positive electrode layer 120, a powdery solid electrolyte as a raw material for the solid electrolyte layer 140, and a negative electrode are contained in a mold. A powdery negative electrode layer material containing a negative electrode active material and a solid electrolyte as a raw material of the layer 130 is sequentially filled in a layered form (sheet form). Next, the molded product obtained by pressurizing the powder raw material of each layer laminated in the form of a sheet in the laminating direction is fired. As a result, the laminated electrode body 110 made of an integral sintered body is produced.

グリーンシート法は、正極活物質と固体電解質を含むスラリー状の正極層材料、負極活物質と固体電解質を含むスラリー状の負極層材料、および固体電解質を含むスラリー状の固体電解質層材料をそれぞれシート状のグリーンシートに成形するとともに、固体電解質層材料のグリーンシートを正極層材料と負極層材料のグリーンシートで挟持した積層体を焼成することで積層電極体110を作製する。そして作製した積層電極体110の上面と下面に銀ペーストを塗布したり、金などを蒸着したりして集電体(121、131)を形成することで全固体電池111を完成させる。そして、この全固体電池111をラミネートフィルム(11a、11b)からなる外装体11内に収納する際には、集電体(121、131)に帯状の電極端子板(23、33)を取り付け、その電極端子板(23、33)を外装体11の外方に導出すればよい。 In the green sheet method, a slurry-like positive electrode layer material containing a positive electrode active material and a solid electrolyte, a slurry-like negative electrode layer material containing a negative electrode active material and a solid electrolyte, and a slurry-like solid electrolyte layer material containing a solid electrolyte are each sheeted. The laminated electrode body 110 is produced by molding the green sheet into a shaped green sheet and firing the laminated body in which the green sheet of the solid electrolyte layer material is sandwiched between the green sheet of the positive electrode layer material and the green sheet of the negative electrode layer material. Then, the all-solid-state battery 111 is completed by applying silver paste to the upper surface and the lower surface of the produced laminated electrode body 110 or depositing gold or the like to form current collectors (121, 131). Then, when the all-solid-state battery 111 is housed in the exterior body 11 made of the laminated film (11a, 11b), the band-shaped electrode terminal plates (23, 33) are attached to the current collectors (121, 131). The electrode terminal plates (23, 33) may be led out to the outside of the exterior body 11.

1a〜1c,101〜105 ラミネート型蓄電素子、10 電極体、11 外装体、
11a,11b ラミネートフィルム、12 周縁領域、
13,13a,13b 端子導出縁辺、
14,14a,14b,52,114 タブフィルム、11d 凹部、20 正極、21 正極集電体、23 正極端子板、25 正極端子板の電極端子部、26 正極の電極端子部の基端、
30 負極、33 負極端子板、31 負極集電体、35 負極端子板の電極端子部、
36 負極の電極端子部の基端、40 セパレーター、50 タブリード、
110 全固体電池の積層電極体、111 全固体電池、
113 タブフィルムの前縁辺、120 正極層、130 負極層、
140 固体電解質層、200 位置合わせ治具
1a to 1c, 101 to 105 Laminated power storage element, 10 electrode body, 11 exterior body,
11a, 11b laminated film, 12 peripheral areas,
13, 13a, 13b terminal lead-out edge,
14, 14a, 14b, 52, 114 tab film, 11d recess, 20 positive electrode, 21 positive electrode current collector, 23 positive electrode terminal plate, 25 electrode terminal part of positive electrode terminal plate, 26 base end of electrode terminal part of positive electrode,
30 Negative electrode, 33 Negative electrode terminal plate, 31 Negative electrode current collector, 35 Electrode terminal part of Negative electrode terminal plate,
36 Base end of electrode terminal of negative electrode, 40 separator, 50 tab lead,
110 All-solid-state battery laminated electrode body, 111 All-solid-state battery,
113 tab film front edge, 120 positive electrode layer, 130 negative electrode layer,
140 solid electrolyte layer, 200 alignment jig

Claims (2)

上下方向に扁平な袋状の外装体内にシート状の正極と負極とを備えた電極体が密封されてなるラミネート型蓄電素子であって、
前記正極および前記負極のそれぞれに接続された帯状の正極および負極の電極端子板が前記外装体の周縁における所定の縁辺から導出され、
前記外装体は、金属箔の基材の表裏両面に絶縁性樹脂層が形成されてなる2枚のラミネートフィルムからなるとともに、前記所定の縁辺で前記金属箔の端面が露出し、
前記2枚のラミネートフィルムは、上下方向で互いに対面しつつ平面形状を周回する領域で互いに溶着されているとともに、前記所定の縁辺では前記電極端子板を上下方向で挟持するタブフィルムを介して溶着され、
前記正極および負極の端子板は、前記所定の縁辺の一部が切り欠かれてなる凹部の形成領域から導出され、
前記タブフィルムは、前記凹部にて上面と下面が外方に露出するとともに、前記所定の縁辺では、当該凹部の形成領域外において前記外装体の外形に揃えて配置されている、
ことを特徴とするラミネート型蓄電素子。
It is a laminated type power storage element in which an electrode body having a sheet-shaped positive electrode and a negative electrode is sealed inside a bag-shaped exterior that is flat in the vertical direction.
The strip-shaped positive electrode and negative electrode terminal plates connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, are derived from a predetermined edge on the peripheral edge of the exterior body.
The exterior body is made of two laminated films in which insulating resin layers are formed on both the front and back surfaces of the base material of the metal foil, and the end face of the metal foil is exposed at the predetermined edge.
The two laminated films are welded to each other in a region that orbits a planar shape while facing each other in the vertical direction, and are welded via a tab film that sandwiches the electrode terminal plate in the vertical direction at the predetermined edge. Being done
The positive electrode and negative electrode terminal plates are derived from a recessed region formed by cutting out a part of the predetermined edge.
The upper surface and the lower surface of the tab film are exposed to the outside at the recess, and the tab film is arranged at the predetermined edge so as to be aligned with the outer shape of the exterior body outside the region where the recess is formed.
A laminated type power storage element characterized by this.
請求項1において、前記シート状の正極と負極とをそれぞれ一つだけ備えたことを特徴とするラミネート型蓄電素子。 The laminated type power storage element according to claim 1, wherein only one sheet-shaped positive electrode and one negative electrode are provided.
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