JP5993633B2 - ラミネート形電池 - Google Patents
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Description
(全体構成)
図1は、本発明の一実施形態であるラミネート形電池1の外観を示す図である。図2は、ラミネート形電池1の概略構成を示す断面図である。このラミネート形電池1は、発電体として機能する電極体10がラミネートフィルム外装体20によって覆われた二次電池である。
扁平の円柱状の電極体10を挟み込むように、該電極体10には補強部材30が配置される(図5参照)。この補強部材30は、アルミニウムなどの金属製の板部材を折り曲げることにより形成される。補強部材30は、扁平状の電極体10を厚み方向に挟み込むように、電極体10の軸線L方向から見て略C字状に形成されている。
次に、上述のような構成を有するラミネート形電池1の製造方法について説明する。
この実施形態では、電極体10と、該電極体10を挟み込むように配置される補強部材30とを、ラミネートフィルム外装体20によって覆うことにより、ラミネート形電池1を得る。これにより、低コストな構成で、従来のラミネート形電池と同様の封止性能を確保しつつ、従来のラミネート形電池に比べて強度向上を図れる。
図8に、実施形態2に係るラミネート形電池の補強部材50の概略構成を示す。この実施形態では、補強部材50の形状が実施形態1とは異なる。以下の説明において、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1と異なる構成についてのみ説明する。
この実施形態では、電極体10の正極接続端子41及び負極接続端子42の反対側を、補強部材50の接続部52によって覆う。これにより、電極体10の正極接続端子41及び負極接続端子42の反対側を、補強部材50によって保護することができる。したがって、正極接続端子41及び負極接続端子42が上側に位置付けられるラミネート形電池1の構成において、電池底部側を補強部材50によって保護することができる。よって、ラミネート形電池1が落下等の衝撃を受けた場合に、ラミネート形電池1をより確実に保護することができる。
図9に、実施形態2の変形例に係るラミネート形電池の補強部材60の概略構成を示す。
図10に、実施形態3に係るラミネート形電池の補強部材70の概略構成を示す。この実施形態では、補強部材70の構成が実施形態1、2とは異なる。
この実施形態では、補強部材70を有底角筒状に形成する。これにより、電極体10全体を覆うことができるため、該電極体10を補強部材70によってより確実に保護することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
以下、本発明のラミネート形電池1をリチウムイオン電池とした場合の実施例及び比較例を示す。
(正極の作製)
正極活物質として、コバルト酸リチウム(LiCoO2)100質量部と、バインダであるPVdFをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させた溶液20質量部と、導電助剤である人造黒鉛1質量部およびケッチェンブラック1質量部とを、二軸混練機を用いて混練した。そして、それらにNMPを加えて粘度を調節し、正極合剤含有ペーストを調製した。
負極活物質として平均粒子径が16μmである黒鉛:97.5質量%、SBR:1.5質量%、およびカルボキシメチルセルロース(増粘剤):1質量%を、水を用いて混合して負極合剤層形成用スラリーを調製した。この負極合剤層形成用スラリーを、集電体である銅箔(厚み:8μm)の両面に塗布して、120℃で12時間、真空で乾燥させて銅箔の両面に負極合剤層を形成した。さらに、負極合剤層及び銅箔にプレス処理を施して、全厚が110μmになるように負極合剤層の厚みを調節し、幅が51mmになるように負極合剤層及び銅箔を切断して負極を作製した。さらに、この負極の銅箔の露出部にタブを溶接してリード部を形成した。
板厚が0.3mmのアルミニウム板金から、略H字状の一対の保護面部同士が接続部によって接続された形状を有する部材を打ち抜いて、折り曲げることにより、図4及び図5に示す補強部材を得た。なお、保護面部の幅は50mm、高さは50mmとし、接続部の幅は4.5mm、高さは50mmとした。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比=1:1:1で混合した溶媒に、LiPF6を1.1mol/lの濃度になるように溶解させて、非水電解液を作製した。
前記の正極と負極とを、リチウムイオン電池用のポリエチレン製セパレータ(厚さ16μm、幅53mm)の2枚を介して重ね合わせた状態で渦巻状に巻回して、巻回構造の巻回体を作製した。得られた巻回電極体を押しつぶして扁平状にし、前記補強部材内に挿入した。さらに、巻回体及び補強部材を、図6に示すようにラミネートフィルム外装体によって挟み込んだ。そして、ラミネートフィルム外装体内に前記非水電解液を注入して、ラミネートフィルム外装体の外周部分を溶着することにより、図1に示すようなラミネート形電池を得た。
前記の通り作製したラミネート形電池に、23℃の環境下で、1.0Cの電流値で電池電圧が4.2Vになるまで定電流充電を行った後、4.2Vでの定電圧充電を行う、定電流−定電圧充電を行った。充電終了までの総充電時間は2.5時間とした。その後、保護面部の片面が上になるように電池をコンクリートの平面上に配置して、該保護面部の中央に、直径15.8mmのステンレス棒を横切るように置いた。そして、電池に対して610mmの高さから9.1kgの重りを落下させて、電池からの破裂・発火の有無と、電池電圧を観察した。試験は5個の電池について実施した。
板厚が0.3mmのアルミニウム板金を折り曲げることにより、図8に示す補強部材を得た。なお、保護面部の幅は50mm、高さは50mmとし、接続部の横幅は50mm、縦幅は4.5mmとした。この補強部材を使用した以外は、すべて実施例1と同様にして図1に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例1と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。
板厚が0.3mmのアルミニウム板金を折り曲げることにより、図9に示す補強部材を得た。なお、保護面部の幅は50mm、高さは50mmとし、接続部の幅は4.5mm、高さは50mmとした。この補強部材を使用した以外は、すべて実施例1と同様にして図1に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例1と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。
アルミニウム板金を深絞りすることにより、図10に示すような有底状の補強部材を得た。なお、板厚は0.3mmとし、保護面部の幅は50mm、高さは50mmとし、接続部の幅は4.5mm、高さは50mmとし、底部の横幅は50mm、縦幅は4.5mmとした。この補強部材を使用した以外は、すべて実施例1と同様にして図1に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例1と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。
補強部材を用いなかったこと以外は、すべて実施例1と同様にして図1に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例1と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。
Claims (7)
- 電極体と、
前記電極体の少なくとも一部を覆う補強部材と、
前記電極体及び前記補強部材を覆うラミネートフィルム外装体とを備え、
前記電極体は、軸線方向に延びる柱状に形成されているとともに、前記軸線方向の端部に接続端子が接続されていて、
前記補強部材は、前記電極体を挟み込むように配置され、前記軸線方向の長さが前記電極体の軸線方向の長さよりも短く、前記電極体の幅広面の中央部及び四隅を覆う、ラミネート形電池。 - 請求項1に記載のラミネート形電池において、
前記補強部材は、前記電極体を挟み込むように対向して配置される一対の保護面部と、前記一対の保護面部同士を接続する接続部とを有する、ラミネート形電池。 - 請求項2に記載のラミネート形電池において、
前記補強部材は、前記一対の保護面部と前記接続部とが一体形成されている、ラミネート形電池。 - 請求項2または3に記載のラミネート形電池において、
前記補強部材は、前記接続部が、前記電極体において前記接続端子が接続されている部分以外に位置付けられるように、前記電極体に対して配置される、ラミネート形電池。 - 請求項4に記載のラミネート形電池において、
前記補強部材は、前記接続部が、前記電極体において前記接続端子が接続されている部分とは反対側に位置付けられるように、前記電極体に対して配置される、ラミネート形電池。 - 請求項4または5に記載のラミネート形電池において、
前記接続端子は、先端部分が前記ラミネートフィルム外装体の外方に突出している、ラミネート形電池。 - 請求項1から6のいずれか一つに記載のラミネート形電池において、
前記電極体は、それぞれ帯状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回することにより、軸線方向に延びる柱状に形成される、ラミネート形電池。
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