JP5479203B2 - 蓄電デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電デバイスに関し、更に詳しくは、電池要素やキャパシタ(コンデンサ)要素などの蓄電デバイス要素が、外装フィルムよりなる外装容器によって収容されてなる蓄電デバイスに関する。
近年、正極板と負極板とがセパレータを介して巻回または交互に積層されて構成された電池要素またはキャパシタ要素などの蓄電デバイス要素を、電解液と共に2枚の外装フィルムよりなる外装容器内に収容してなるラミネート外装型の蓄電デバイス(電池やキャパシタ)が、携帯機器や電気自動車等の電源として使用されている。
かかる蓄電デバイスにおいては、過充電されたり、高温にさらされたりすることにより、電解液が電気分解または加熱分解されることに起因して、外装容器の内部に可燃性ガス等のガスが発生し、これにより、外装容器の内部圧力が上昇することがある。
而して、このような問題を解決するため、外装容器における2枚の外装フィルムの接合部の一部分に接合力の弱い部分(以下、「弱接合部分」ともいう。)を形成し、内部のガス圧が上昇した場合に、この弱接合部分をガス抜き用の安全弁として機能させる構成の安全機構や、内部圧力が所定の値以上に上昇したときに自動的に開口して、可燃性ガスなどを外部に排気する安全弁などが設けられたラミネート外装型の蓄電デバイスが提案されている(例えば、特許文献1乃至特許文献2参照)。
図5に、外装容器における接合部位に弱接合部分が形成されてなる安全弁が設けられたラミネート外装型の蓄電デバイスの一例における構成を分解して示す。この蓄電デバイス50の外装容器は、一方の外装フィルム51Aと他方の外装フィルム51Bとが重ね合わされた状態で、それぞれの外周縁部がその全周にわたって熱シールされて接合部52が形成されることにより、内部に蓄電デバイス要素を収容する収容部が形成されてなるものであり、外装容器の収容部内には、薄型の蓄電デバイス要素(例えば、電池要素やキャパシタ要素)55が有機電解液と共に収容されている。
この蓄電デバイス50には、接合部52の一部分に、弱接合部分53が設けられており、この弱接合部分53が安全弁として作用することによって外装容器内において多量のガスが発生した場合にも、そのガスを弱接合部分53から放出させて圧力開放を行うことにより、外装容器が破裂することが防止される。具体的には、弱接合部分53は、接合部52における他の部分よりシール強度が低くなっており、外装容器における蓄電デバイス要素(電池要素やキャパシタ要素)が収容された収容部の内部圧力が所定の値に達すると、弱接合部分53が優先的に剥離して排気口が形成されるものである。
また、この図の例においては、外装容器は長方形の輪郭形状を有しており、短辺側の2辺の各々から、蓄電デバイス要素(電池要素やキャパシタ要素)55を構成する複数の正極板の各々に電気的に接続された共通の正極リード部材である正極電極端子56、および複数の負極板の各々に電気的に接続された共通の負極リード部材である負極電極端子57が引き出されている。
このような構成の蓄電デバイスにおいては、安全弁を構成する弱接合部分53には、収容部の内部圧力が所定の値に達したときに確実に剥離して排気口が形成される。
しかしながら、蓄電デバイスが過充電状態になった際には、外装容器内で発生したガスは、外装容器内において四方八方に向かうため、弱接合部分53よりなる安全弁が設けられていても、外装容器内に急激にガスが発生したときには安全弁が機能せずに外装容器が破裂する(弱接合部以外の部分も開口する)、という問題があった。
また、蓄電デバイスを製造する際において、例えば蓄電デバイス要素が正極板および負極板がセパレータを介して交互に積層されてなる積層型のものである場合には、当該蓄電デバイス要素が分解しやすく取扱いにくいため、生産効率が低下する、という問題があった。
特開2008−251583号公報 特許第3859645号公報
本発明は、以上の事情に基づいてなされたものであって、その目的は、外装容器の内部において急激にガスが発生した場合であっても、安全弁が確実に機能してガスを特定の部位から確実に排出することができ、生産性が高いラミネート外装型の蓄電デバイスを提供することにある。
本発明の蓄電デバイスは、互いに重ね合わせた外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなる外装容器と、この外装容器内に収容された、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層された構成の蓄電デバイス要素とを有してなり、前記外装容器を構成する外装フィルムの外周縁部の少なくとも一辺に安全弁が形成された蓄電デバイスであって、
前記蓄電デバイス要素には、当該蓄電デバイス要素を覆うよう、透気度(JIS P 8117)が100sec以上であるフィルムが巻かれており、当該フィルムには前記安全弁に近接する位置に開口部が形成されていることを特徴とする。
本発明の蓄電デバイスにおいては、前記フィルムが多孔質のものであることが好ましい。
また、前記フィルムが、紙、多孔質加工を施したポリイミドフィルム、ポリエチレンフィルムおよびポリプロピレンフィルムのいずれかであることが好ましい
本発明の蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオン二次電池として好適である。
本発明の蓄電デバイスによれば、蓄電デバイス要素には、当該蓄電デバイス要素を覆うよう、透気度(JIS P 8117)が100sec以上であるフィルムが巻かれており、このフィルムには安全弁に近接する位置に開口部が形成されているため、外装容器内にガスが発生した場合には、フィルムに包囲された領域内に存在するガスが、当該フィルムの開口部を介して安全弁が位置する方向に流れるため、外装容器の内部において急激にガスが発生した場合であっても、安全弁が確実に機能してガスを特定の部位から確実に排出することができる。
また、蓄電デバイス要素は、フィルムが巻かれることによって分解しにくくて取扱いが容易であるため、蓄電デバイスの製造において高い生産性が得られる。
本発明の蓄電デバイスの一例における構成の概略を示す説明用平面図である。 図1に示す蓄電デバイスのA−A断面図である。 図1に示す蓄電デバイスのB−B断面図である。 図1に示す蓄電デバイスにおける安全弁を拡大して示す説明用断面図である。 従来のラミネート外装型の蓄電デバイスの一例の構成を示す説明用分解図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の蓄電デバイス10の一例における構成の概略を示す説明用平面図であり、図2は図1に示す蓄電デバイスのA−A断面図、図3は図1に示す蓄電デバイスのB−B断面図である。
この蓄電デバイス10においては、外装容器20は、それぞれ熱融着性を有する長方形の一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bが、互いに重ね合わせた状態で、それぞれの外周縁部の全周にわたって形成された接合部22において相互に気密に接合されて構成されている。外装容器20の内部には、蓄電デバイス要素11が収容される収容部23が形成され、当該収容部23内には、蓄電デバイス要素11が有機電解液と共に収容されている。
また、図示の例では、一方の外装フィルム21Aにおける収容部23を形成する部分には、絞り加工が施されている。
外装容器20における一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの外周縁部には、その一辺が収容部23に連通し、その他の辺が接合部22に包囲された、平面矩形の非接合部位24が形成され、この非接合部位24の中央位置には、安全弁27が形成されている。この安全弁27においては、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの一部分が相互に接合されてなる円環状のシール部25が形成され、このシール部25の中央位置には、一方の外装フィルム21Aを貫通する孔口部26が形成されている。 また、図4に示すように、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの各々の非接合部位24の間には、シール部25の外径と同等の直径を有する貫通孔28Hが形成された非熱融着性シート28が介在されており、この非熱融着性シート28は、粘着剤層29によって例えば一方の外装フィルム21Aに固定されている。
外装容器20を構成する一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bとしては、例えば内側からポリプロピレン(以下、「PP」という。)層、アルミニウム層およびナイロン層などがこの順で積層されてなるものを好適に用いることができる。
一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bとして、例えばPP層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなるものを用いる場合には、その厚みは、通常、50〜300μmである。
一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの縦横の寸法は、収容部23に収容される蓄電デバイス要素11の寸法に応じて適宜選択されるが、例えば縦方向の寸法が40〜200mm、横方向の寸法が60〜300mmである。
また、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの接合部22の接合幅は、例えば2〜15mmである。
非接合部位24の寸法としては、接合部22および収容部23の寸法にもよるが、収容部23に連通する一辺の寸法が5〜40mm、この一辺に接する他辺の寸法が3〜12mmである。
また、シール部25の外径すなわち非熱融着性シート28の貫通孔28Hの直径Dは、2〜20mmであることが好ましく、より好ましくは2.5〜7.5mmである。
また、孔口部26の直径dは、0.5〜8mmであることが好ましく、より好ましくは1.0〜6.0mmである。
また、シール部25の接合幅(D/2−d/2)は、0.2〜2.0mmであることが好ましく、より好ましくは0.3〜1.2mmである。この接合幅が過小である場合には、ガス排出を行う内部圧力のバラツキが生じ、或いは、密閉状態を確保することが困難となることがあり、信頼性が低下するため、好ましくない。一方、この接合幅が過大である場合には、当該シール部25が剥離する前に、接合部22が剥離しやすくなるため、好ましくない。
非熱融着性シート28を構成する材料としては、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドまたはセルロースを用いることが好ましい。
非熱融着性シート28の厚みは、例えば0.01〜0.05mmである。
また、粘着剤層29を構成する粘着剤としては、種々のものを用いることができる。
上記の構成の安全弁27によれば、シール部25の形状が円環状であるため、非接合部位24内が膨張したときに、シール部25全体に均一に応力が加わるようになり、シール部25の接合幅が0.2〜2.0mmとされることにより、所期の内部圧力に達したときに確実にシール部25が剥離され、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
また、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの各々における非接合部位24の間に非熱融着性シート28が介在されているため、加熱あるいは高温環境下で使用したときに、非接合部位24が融着されることが防止され、蓄電デバイス10の作動信頼性の確保を図ることができる。
また、非熱融着性シート28が粘着剤層29によって一方の外装フィルム21Aに固定されているため、非接合部位24や孔口部26の位置決めを容易に行うことができ、それらの形状・寸法の精度が向上し、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
蓄電デバイス10を構成する蓄電デバイス要素11は、図2および図3に示すように、セパレータSを介して、それぞれ正極集電体12a上に正極層12が形成されてなる複数の正極板と、それぞれ負極集電体13a上に負極層13が形成されてなる複数の負極板とが交互に積層されて構成された電極積層ユニットを有し、この電極積層ユニットの上面には、リチウムイオンの供給源であるリチウム金属(リチウム極層)18が配置され、このリチウム金属18上には、リチウム極集電体18aが積層されている。ここで、正極板または負極板において、正極層12と正極集電体12aとの間、または負極層13と負極集電体13aとの間には、必要に応じて導電層が形成されていてもよい。
また、蓄電デバイス要素11の一端(図3において左端)において、複数の正極板の各々における正極集電体12aは、例えばアルミニウム製の正極電極端子14に向かって伸びて当該正極電極端子14に電気的に接続されている。一方、蓄電デバイス要素11の他端(図3において右端)において、複数の負極板の各々における負極集電体13aは、例えば銅製の負極電極端子15に向かって伸びて当該負極電極端子15に電気的に接続されている。 そして、正極電極端子14および負極電極端子15の各々は、外装容器20における一端および他端から外部に突出するよう引き出されている。
蓄電デバイス要素11を構成する正極層12としては、電極材料を、必要に応じて導電材(例えば、活性炭、カーボンブラック等)およびバインダー等を加えて成形したものが用いられる。正極層12を構成する電極材料としては、リチウムを可逆的に担持可能であれば、特に限定されないが、例えば、LiCoO2 、LiNiO2 、LiFeO2 等の一般式:Lix y z (但し、Mは金属原子を示し、x、yおよびzは整数である。)で表される金属酸化物等の正極活物質、活性炭などが挙げられる。
また、蓄電デバイス要素11を構成する負極層13としては、電極材料をバインダーで成形したものが用いられる。負極層13の電極材料としては、リチウムを可逆的に担持できるものであれば特に限定されないが、例えばグラファイト、種々の炭素材料、ポリアセン系物質、錫酸化物、珪素酸化合物等の粉末状、粒状の負極活物質などが挙げられる。
そして、図2および図3に示すように、蓄電デバイス要素11には、当該蓄電デバイス要素の一端側および他端側の除く周面を覆うようフィルム30が巻かれており、当該フィルム30の両端は、固定部材35によって互いに固定されている。このフィルム30には、安全弁27に近接する位置に開口部31が形成されている。
フィルム30の材質は、特に限定されるものではないが、電解液が浸透しやすい点で、多孔質のものであることが好ましく、具体的には、紙、多孔質加工を施したポリイミドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどを用いることができる。
また、フィルム30の透気度は、100sec以上であることが好ましく、より好ましくは100〜500secである。ここで、透気度とは、JIS P 8117に準拠した方法によって測定されたものである。
フィルム30の透気度が100sec未満である場合には、ガスの乱放出により、外装容器20における安全弁27以外の部分が開口する等の弊害が懸念される。
また、フィルム30の開口部31は、開口面積が1cm2 以上であることが好ましく、より好ましくは1〜10cm2 である。この開口面積が1cm2 未満である場合には、ガスの乱放出は回避されるが、発生したガスが外装容器20内に篭りやすいため、破裂等の危険性が懸念される。
フィルム30を固定する固定部材35としては、粘着剤層を有するテープや接着剤などを用いることができる。固定部材35を構成するテープとしては、フィルム30を固定することが可能であれば特に限定されず、例えばポリイミドテープ、PPテープ、PPSテープ等の種々の公知のものを用いることができる。また、固定部材35を構成する接着剤としては、フィルム30を接着し得るものであれば種々のものを用いることができる。また、固定部材35は、フィルム30の開口部31を塞がないよう設けられることが肝要である。
また、固定部材35は、フィルム30が固定され、かつ、蓄電デバイス要素11と、正極電極端子14および負極電極端子15との電気的接続に支障がない状態であれば、適宜の位置に設けることができる。
外装容器20内に充填される電解液としては、適宜の有機溶媒中に電解質が溶解されてなるものを用いることが好ましい。有機溶媒の具体例としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、アセトニトリル、ジメトキシエタン等の非プロトン性有機溶媒が挙げられ、これらは単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。また、電解質としては、リチウムイオンを生成しうるものが用いられ、その具体例としては、LiI、LiCIO4 、LiAsF4 、LiBF4 、LiPF6 などが挙げられる。
また、本発明の蓄電デバイスにおいては、電解液の一部または全部に代えて固体電解質を用いることもできる。
このような蓄電デバイス10は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、蓄電デバイス要素11に、フィルム30をその開口部31が所定の位置に位置された状態で当該蓄電デバイス要素11の周面を覆うよう巻いた後、このフィルム30の両端を固定部材35によって互いに固定する。
次いで、他方の外装フィルム21B上における収容部23となる位置に、フィルム30が巻かれた蓄電デバイス要素11を配置すると共に、この蓄電デバイス要素11上に、非接合部位24となる位置に粘着剤層29を介して非熱融着性シート28が固定された、孔口部26を有する一方の外装フィルム21Aを重ね合わせ、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの外周縁部における3辺を熱融着する。
そして、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの間に電解液などを注入した後、一方の外装フィルム21Aおよび他方の外装フィルム21Bの外周縁部における未融着の1辺を熱融着することにより、外装容器20を形成することにより、蓄電デバイス10が得られる。
上記の蓄電デバイス10においては、外装容器10内における蓄電デバイス要素11が収容される収容部23内にガスが発生した場合には、蓄電デバイス要素11に巻かれたフィルム30内に進入したガスは、開口部31を介して安全弁27が位置する方向に流れ、外周縁部に形成された非接合部位24内に進入するため、ガスの発生量に応じて、収容部23のみならず、非接合部位24内も膨張し、これに伴って、非接合部位24の中央位置に形成された安全弁27におけるシール部25には、その全周にわたって応力が作用するため、当該シール部25は接合部22よりも優先的に剥離する。そして、シール部25の中央位置には、一方の外装フィルム21Aを貫通する孔口部26が形成されているため、この孔口部26から外装容器20内のガスが外部に排出される。
上記の蓄電デバイス10によれば、蓄電デバイス要素11には、当該蓄電デバイス要素11を覆うようフィルム30が巻かれており、このフィルム30には安全弁27に近接する位置に開口部31が形成されているため、外装容器20内にガスが発生した場合には、フィルム30に包囲された領域内に存在するガスが、当該フィルム30の開口部31を介して安全弁27が位置する方向に流れるため、外装容器20の内部において急激にガスが発生した場合であっても、安全弁27が確実に機能してガスを特定の部位から確実に排出することができる。
また、蓄電デバイス要素11は、フィルム30が巻かれることによって分解しにくくて取扱いが容易であるため、蓄電デバイス10の製造において高い生産性が得られる。
このような構成を有する本発明の蓄電デバイスは、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの有機電解質キャパシタとして好適に適用することができ、また、リチウムイオン二次電池などの有機電解質電池として好適に適用することができるが、有機電解質キャパシタが、有機電解質電池に比べ充電容量が小さいが瞬時に充電、放電することができるものであることから、ガス圧変化が大きくなる可能性があるため、特に、蓄電デバイスが有機電解質キャパシタよりなるものである場合に有効である。
以上、本発明の蓄電デバイスについて、その実施の形態の一例を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、孔口部は、他方の外装フィルムのみを貫通するよう形成されていても、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの両方を貫通するよう形成されていてもよい。
また、シール部および孔口部の輪郭形状は、円形に限られず、多角形、楕円形、その他の適宜の形状とすることができる。
また、非熱融着性シートは、他方の外装フィルムに固定されていてもよい。また、非非熱融着性シートは、本発明において必須のものではない。
また、安全弁27は、図4に示すものに限定されず、種々の構造のものを採用することができる。
〈実施例1〉
(1)正極板の作製:
気孔率47%、厚さ38μmのアルミニウム製エキスパンドメタル(日本金属工業株式会社製)の両面に、導電性塗料を、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅が130mm、塗工速度が8m/minの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を20μmに設定して両面塗工した後、200℃で24時間の条件で減圧乾燥させることにより、正極集電体前駆体の表裏面に導電層を形成した。
次いで、正極集電体前駆体の表裏面に形成された導電層上に、正極活物質を含有してなるスラリーを、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工速度8m/minの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を150μmに設定して両面塗工した後、200℃で24時間の条件で減圧乾燥させることにより、導電層上に正極層を形成した。
このようにして得られた、正極集電体前駆体の一部分に導電層および正極層が積層されてなる材料を、導電層および正極層が積層されてなる部分(以下、正極板について「塗工部」ともいう。)が98mm×126mm、いずれの層も形成されてない部分(以下、正極板について「未塗工部」ともいう。)が98mm×15mmとなるように、98mm×143mmの大きさに切断することにより、正極集電体の両面に正極層が形成されてなる正極板を作製した。
(2)負極板の作製:
気孔率57%、厚さ32μmの銅製エキスパンドメタル(日本金属工業株式会社製)からなる負極集電体の両面に、負極活物質を含有してなるスラリーを、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅が130mm、塗工速度が8m/minの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を80μmに設定して両面塗工した後、200℃で24時間の条件で減圧乾燥させることにより、負極集電体前駆体の表裏面に負極層を形成した。このようにして得られた、負極集電体前駆体の一部分に負極層が形成されてなる材料を、負極層が形成されてなる部分(以下、負極板について「塗工部」ともいう。)が100mm×128mm、負極層が形成されてない部分(以下、負極板について「未塗工部」ともいう。)が100mm×15mmになるように、100×143mmの大きさに切断することにより、負極集電体の両面に負極層が形成されてなる負極板を作製した。
(3)リチウムイオンキャパシタ要素の作製:
先ず、正極板10枚、負極板11枚、セパレータ22枚を用意し、正極板と負極板とを、それぞれの塗工部は重なるが、それぞれの未塗工部は反対側になり重ならないよう、セパレータ、負極板、セパレータ、正極板の順で積重し、積重体の4辺をテープにより固定することにより、電極積層ユニットを作製した。
次いで、厚さ100μmのリチウム箔を切断し、厚さ40μmのステンレス網に圧着することにより、リチウムイオン供給部材を作製し、このリチウムイオン供給部材を電極積層ユニットの上側に負極層と対向するよう配置した。
そして、作製した電極積層ユニットの10枚の正極板の各々の未塗工部に、予めシール部分にシーラントフィルムを熱融着した、幅50mm、長さ50mm、厚さ0.2mmのアルミニウム製の正極電極端子を重ねて超音波溶接した。一方、電極積層ユニットの11枚の負極板の各々の未塗工部およびリチウムイオン供給部材の各々に、予めシール部分にシーラントフィルムを熱融着した幅50mm、長さ50mm、厚さ0.2mmの銅製の負極電極端子を重ねて抵抗溶接した。以上のようにして、リチウムイオンキャパシタ要素を作製した。
(4)試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタの作製:
厚みが50μmで縦横の寸法が204mm×144mmのセルロース/レーヨン複合材料(透気度が100sec)からなるフィルムを、リチウムイオンキャパシタ要素の周面を覆うよう巻いた後、外装容器の安全弁に近接する位置となる箇所に、開口面積が1cm2 (縦横の寸法が0.5cm×2cm)の矩形の開口部を形成し、厚みが50μmで幅が19mmのポリイミドテープを30mm×19mmのサイズでカットして、フィルムの両端の2箇所を互いに固定した。
次いで、PP層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなり、寸法が125mm(縦幅)×160mm(横幅)×0.15mm(厚み)で、中央部分に105mm(縦幅)×140mm(横幅)の絞り加工が施された一方の外装フィルム(接合部となる外周縁部の幅が10mm)と、PP層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなり、寸法が125mm(縦幅)×160mm(横幅)×0.15mm(厚み)の他方の外装フィルムとを作製し、一方の外装フィルムの外周縁部に、直径dが3.5mmの孔口部を形成した。
一方、寸法が8mm(縦幅)×30mm(横幅)×0.02mm(厚み)で、中央位置に、直径Dが5mmの貫通孔が形成された、一面に粘着剤層を有するポリイミド製の非熱融着性シートを作製した。
そして、一方の外装フィルムの外周縁部における一辺の中央位置(非接合部位となる位置)に、非熱融着性シートを粘着材層を介して固定した。
次いで、他方の外装フィルム上における収容部となる位置に、フィルムが巻かれたリチウムイオンキャパシタ要素を、その正極電極端子および負極電極端子の各々が、他方の外装フィルムの端部から外方に突出するよう配置し、このリチウムイオンキャパシタ要素に、一方の外装フィルムを重ね合わせ、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの外周縁部における3辺(正極電極端子および負極電極端子が突出する2辺および熱融着性シートが配置された1辺)を熱融着した。
次いで、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの間に、プロピレンカーボネートに1モル/Lの濃度でLiPF6 が溶解されてなる電解液を注入した後、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの外周縁部における残りの一辺を熱融着した。
以上のようにして、試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で10個作製した。
(5)過充電試験:
10個の試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタに対して、直流電源を用いて100Aの定電流充電による過充電試験を行い、外装容器内にガスを発生させたところ、全ての試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタについて、安全弁が正常に機能してガスが排出されたことが確認された。
〈実施例2〉
フィルムの開口部の開口面積を0.5cm2 としたこと以外は、実施例1と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で10個作製し、これらの試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタに対して過充電試験を行ったところ、8個の試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタについて、安全弁が正常に機能してガスが排出されたことが確認された。
比較例1
フィルムとして透気度が1secのものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で10個作製し、これらの試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタに対して過充電試験を行ったところ、5個の試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタについて、安全弁が正常に機能してガスが排出されたことが確認された。
比較例2
フィルムに開口部を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で10個作製し、これらの試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタに対して過充電試験を行ったところ、4個の試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタについて、安全弁が正常に機能してガスが排出されたことが確認された。
以上の結果から、蓄電デバイス要素に巻かれたフィルムに、安全弁に近接する位置に開口部を形成することにより、安全弁を正常に機能させて外装容器内のガスを安全にかつ確実に排出することができることが確認された。また、フィルムとして透気度が100sec以上のものを用いることにより、外装容器内のガスを一層確実に排出することができることが確認された。
10 蓄電デバイス
11 蓄電デバイス要素
11a 電極積層体
12 正極層
12a 正極集電体
13 負極層
13a 負極集電体
14 正極電極端子
15 負極電極端子
18 リチウム金属(リチウム極層)
18a リチウム極集電体
20 外装容器
21A 一方の外装フィルム
21B 他方の外装フィルム
22 接合部
23 収容部
24 非接合部位
25 シール部
26 孔口部
27 安全弁
28 非熱融着性シート
28H 貫通孔
29 粘着剤層
30 フィルム
31 開口部
35 固定部材
50 蓄電デバイス
51A 一方の外装フィルム
51B 他方の外装フィルム
52 接合部
53 弱接合部分
55 蓄電デバイス要素
56 正極電極端子
57 負極電極端子
S セパレータ

Claims (4)

  1. 互いに重ね合わせた外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなる外装容器と、この外装容器内に収容された、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層された構成の蓄電デバイス要素とを有してなり、前記外装容器を構成する外装フィルムの外周縁部の少なくとも一辺に安全弁が形成された蓄電デバイスであって、
    前記蓄電デバイス要素には、当該蓄電デバイス要素を覆うよう、透気度(JIS P 8117)が100sec以上であるフィルムが巻かれており、当該フィルムには前記安全弁に近接する位置に開口部が形成されていることを特徴とする蓄電デバイス。
  2. 前記フィルムが多孔質のものであることを特徴とする請求項1に記載の蓄電デバイス。
  3. 前記フィルムが、紙、多孔質加工を施したポリイミドフィルム、ポリエチレンフィルムおよびポリプロピレンフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電デバイス。
  4. リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の蓄電デバイス。
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