JP6351066B2 - Film-clad battery and method for producing film-clad battery - Google Patents

Film-clad battery and method for producing film-clad battery Download PDF

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Description

本発明は、電池要素がフィルム状外装材に収納されたフィルム外装電池及びフィルム外装電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a film-clad battery in which battery elements are housed in a film-shaped packaging material, and a method for producing a film-clad battery.

容量密度、質量密度が大きいリチウムイオン電池は、携帯電話やデジタルカメラといった小型の携帯電子機器のみならず、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド自動車、電気自動車などといった振動、衝撃の起こり得る頻度が高い環境下での利用が増えている。
一方、電池の用途の多様化に伴い、電池のデザインの自由度が高い、アルミニウム箔等の金属箔と、合成樹脂フィルムとを積層したフィルム外装材の利用も増加している。フィルム外装材は、鉄やアルミなどによって形成されて一定の厚みを有する金属製の外装ケースに比べ、外形形状における自由度が高いが、剛性が乏しい。 Lithium-ion batteries with high capacity density and mass density are not only small portable electronic devices such as mobile phones and digital cameras, but also have a high frequency of vibrations and shocks such as electric assist bicycles, electric motorcycles, hybrid cars, and electric cars. Use in the environment is increasing.
On the other hand, with the diversification of battery applications, the use of film exterior materials in which a metal foil such as an aluminum foil and a synthetic resin film, which have a high degree of freedom in battery design, is increasing. The film exterior material has a higher degree of freedom in the outer shape but is less rigid than a metal exterior case made of iron or aluminum and having a certain thickness.

フィルム外装電池は、セパレータを介して積層された正極と負極を有する電池要素が、フィルム外装材からなる外装ケースに収容されている。フィルム外装電池は、電池要素に接続された正極端子と負極端子を外装ケースの外部に引き出した状態で、外装ケースの周縁部を溶着することで、外装ケースを気密に封止している。外装ケースは、内部が減圧された状態で封止されており、フィルム外装材によって電池要素が拘束されている。しかし、外装ケース内の電池要素は、外装ケースの内部が減圧されることで大気圧が加わったフィルム外装材によって拘束されているだけなので、振動や衝撃等を受けたときに外装ケースの内部で電池要素が移動する可能性がある。振動や衝撃等によって外装ケースの内部で電池要素が移動することで、電池要素の周縁部に潰れなどが生じて損傷してしまう。また、外装ケースの内部での電池要素の移動によって生じた電池要素の歪みに起因して、集電箔に亀裂を生じることなどにより、電池要素の機能が失われるばかりでなく、正極と負極がショートを引き起こすおそれもある。そこで、このような問題を解決するための技術が特許文献１に開示されている。   In a film-clad battery, a battery element having a positive electrode and a negative electrode laminated via a separator is accommodated in an external case made of a film external material. The film-clad battery hermetically seals the outer case by welding the peripheral edge of the outer case with the positive electrode terminal and the negative electrode terminal connected to the battery element being pulled out of the outer case. The exterior case is sealed in a state where the inside is decompressed, and the battery element is restrained by the film exterior material. However, the battery elements in the exterior case are only restrained by the film exterior material to which atmospheric pressure is applied by reducing the pressure inside the exterior case. The battery element may move. When the battery element moves inside the outer case due to vibration or impact, the peripheral edge of the battery element is crushed and damaged. In addition, due to the distortion of the battery element caused by the movement of the battery element inside the outer case, the current collector foil not only loses the function of the battery element, but also the positive electrode and the negative electrode There is also a risk of causing a short circuit. Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for solving such a problem.

図７に、特許文献１に記載されたフィルム外装電池を説明するための断面図を示す。図７に示すように、特許文献１に記載されたフィルム外装電池１０１は、セパレータ及び電極体を有する電池要素１０７が、ラミネートシートからなる外装材１０８によって構成された外装ケース内に収容されている。フィルム外装電池１０１の外部には、電池要素１０７の電極体から延ばされたリード端子１１１が引き出されている。
フィルム外装電池１０１は、セパレータまたは電極体を被覆した樹脂シート１１３が、外装材１０８の溶着部１１０と共に溶着されている。これにより、ラミネートシートからなる外装材１０８と、電池要素１０７のセパレータまたは電極体とが一体化されている。 In FIG. 7, sectional drawing for demonstrating the film-clad battery described in patent document 1 is shown. As shown in FIG. 7, in the film-clad battery 101 described in Patent Document 1, a battery element 107 having a separator and an electrode body is accommodated in an exterior case constituted by an exterior material 108 made of a laminate sheet. . A lead terminal 111 extending from the electrode body of the battery element 107 is drawn outside the film-clad battery 101.
In the film-clad battery 101, a resin sheet 113 coated with a separator or an electrode body is welded together with a welded portion 110 of the exterior material 108. Thereby, the exterior material 108 made of a laminate sheet and the separator or electrode body of the battery element 107 are integrated.

特開平１１−２５０８７３号公報JP-A-11-250873

特許文献１に記載されたフィルム外装電池１０１では、外装材１０８を封止する際に、セパレータまたは電極体を被覆した樹脂シート１１３を外装材１０８の間に挟み込んで外装材１０８と共に溶着することで、外装ケースと電池要素１０７とを一体化している。このように、セパレータの端部が挟み込まれた溶着部１１０は、外装材１０８同士の溶着面積が少なくなり、溶着強度が不足する可能性がある。また、溶着面積の減少に伴い、溶着部１１０の溶着幅も狭くなり、フィルム外装電池１０１の外部から水分がしみ込みやすくなり、電池要素１０７の動作信頼性が低下するという問題も併発する。
さらに、特許文献１に記載されたフィルム外装電池１０１は、電池要素１０７の厚み方向に交差する水平方向に作用する振動や衝撃に対して、電池要素１０７が水平方向に動くおそれがあり、電池要素１０７が破損しやすい問題がある。 In the film-clad battery 101 described in Patent Document 1, when the exterior material 108 is sealed, a resin sheet 113 coated with a separator or an electrode body is sandwiched between the exterior materials 108 and welded together with the exterior material 108. The outer case and the battery element 107 are integrated. As described above, the welded portion 110 in which the end portion of the separator is sandwiched has a smaller welded area between the exterior members 108 and may have insufficient weld strength. In addition, as the welding area decreases, the welding width of the welding part 110 becomes narrower, moisture easily penetrates from the outside of the film-clad battery 101, and the operation reliability of the battery element 107 decreases.
Furthermore, the film-clad battery 101 described in Patent Document 1 may cause the battery element 107 to move in the horizontal direction in response to vibration or impact acting in the horizontal direction intersecting the thickness direction of the battery element 107. There is a problem that 107 is easily damaged.

そこで、本発明は、フィルム外装電池の溶着部の封止強度を保ちつつ、電池要素の耐衝撃性、耐振動性を高めることができるフィルム外装電池及びフィルム外装電池の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a film-clad battery and a method for producing a film-clad battery that can improve the impact resistance and vibration resistance of battery elements while maintaining the sealing strength of the welded portion of the film-clad battery. Objective.

上述した目的を達成するために、本願発明に係るフィルム外装電池は、セパレータを介して正極と負極を積層してなる電池要素と、電池要素を収容するフィルム状の外装材と、正極及び負極からそれぞれ延ばされた電極端子と、を備えるフィルム外装電池であって、フィルム状の外装材は、電池要素を収容する電池要素収容部を形成するとともに、電池要素収容部の周囲に設けられ、フィルム状の外装材の対向する部分同士が溶着された溶着部を備える。電池要素収容部は、セパレータ集合部を収容するセパレータ収容部を有する。電池要素は、電池要素の端部から正極及び負極の外側へ電極端子が延ばされた方向と同じ方向に延ばされたセパレータの延長部からなり、セパレータ収容部の内部に縮められてまとめられた状態で収容されたセパレータ集合部を有する。 In order to achieve the above-described object, a film-clad battery according to the present invention comprises a battery element formed by laminating a positive electrode and a negative electrode via a separator, a film-shaped packaging material that accommodates the battery element, and a positive electrode and a negative electrode. Each of the extended electrode terminals, and a film-shaped exterior material that forms a battery element accommodating portion for accommodating the battery element and is provided around the battery element accommodating portion. A welded portion in which opposing portions of the outer packaging material are welded to each other . Batteries element accommodating portion includes a separator accommodating portion for accommodating the separator collecting part. The battery element is composed of an extension part of the separator that extends in the same direction as the electrode terminal extends from the end part of the battery element to the outside of the positive electrode and the negative electrode, and is contracted inside the separator housing part. And a separator assembly portion housed in a state of being separated.

また、本発明に係るフィルム外装電池の製造方法は、セパレータを介して正極と負極を積層してなる電池要素と、電池要素を収容するフィルム状の外装材と、正極及び負極からそれぞれ延ばされた電極端子と、を備えるフィルム外装電池の製造方法であって、電池要素の端部から正極及び負極の外側へ電極端子が延ばされた方向と同じ方向に延ばされたセパレータの延長部からなるセパレータ集合部を形成する工程と、フィルム状の外装材によって形成された電池要素収容部内に電池要素を収容して、電池要素収容部の周囲のフィルム状の外装材の対向する部分同士を溶着する工程と、を有する。溶着する工程は、電池要素収容部のうち電池要素の端部と溶着部との間に設けられたセパレータ収容部の内部に、セパレータ集合部が縮められてまとめられた状態で収容されるように、対向する部分同士を溶着することを含む。 Further, the method for producing a film-clad battery according to the present invention is extended from a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator, a film-shaped packaging material that accommodates the battery element, and a positive electrode and a negative electrode, respectively. and an electrode terminal, a method of producing a film-covered battery comprising a from extension of the separator that is if extended in the same direction as the direction from the end to the outside of the positive electrode and the negative electrode electrode terminal is extended in the battery element welding forming a separator collection unit comprising, a battery element housing portion that is formed by a film-like exterior member accommodating the battery element, a part facing each other around the film package member of the battery element receiving part And a step of performing. In the step of welding, the separator assembly portion is accommodated in a state in which the separator assembly portion is contracted and gathered inside the separator accommodation portion provided between the end portion of the battery element and the welding portion in the battery element accommodation portion. , Including welding the opposing portions together.

本発明によれば、フィルム外装電池の溶着部の封止強度を保ちつつ、電池要素の耐振動性、耐衝撃性を高めることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration resistance of a battery element and impact resistance can be improved, maintaining the sealing strength of the welding part of a film-clad battery.

第１の実施形態のフィルム外装電池を示す平面図である。It is a top view which shows the film-clad battery of 1st Embodiment. 第１の実施形態のフィルム外装電池を示す、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA in FIG. 1 which shows the film-clad battery of 1st Embodiment. 第２の実施形態のフィルム外装電池を示す、図１におけるＡ−Ａ線と同一方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line in FIG. 1 which shows the film-clad battery of 2nd Embodiment. 第３の実施形態のフィルム外装電池を示す平面図である。It is a top view which shows the film-clad battery of 3rd Embodiment. 第３の実施形態のフィルム外装電池を示す、図４におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。It is sectional drawing which followed the BB line in FIG. 4 which shows the film-clad battery of 3rd Embodiment. 第４の実施形態のフィルム外装電池を示す、図４におけるＢ−Ｂ線と同一方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line in FIG. 4 which shows the film-clad battery of 4th Embodiment. 関連技術のフィルム外装電池を説明するための、図１におけるＡ−Ａ線と同一方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the same direction as the AA line in FIG. 1 for demonstrating the film-clad battery of related technology.

（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態のフィルム外装電池の平面図を示す。図２に、第１の実施形態のフィルム外装電池の、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。
図１及び図２に示すように、第１の実施形態のフィルム外装電池１は、セパレータ１３を介して正極１１と負極１２を積層した電池要素７と、電池要素７を収容するフィルム状の外装材８と、を有している。また、フィルム外装電池１は、電池要素７を収容する電池要素収容部９と、電池要素収容部９の周囲に設けられ、外装材８が溶着された溶着部１０と、を有している。
電池要素７は、複数の正極１１と複数の負極１２が、セパレータ１３を介してそれぞれ積層されている。電池要素７は、正極１１及び負極１２の外側へ延ばされたセパレータ１３の延長部１３ａを、延長部１３ａを縮めるようにまとめたセパレータ集合部１５を有している。 (First embodiment)
In FIG. 1, the top view of the film-clad battery of 1st Embodiment is shown. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the film-clad battery according to the first embodiment along the line AA in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the film-clad battery 1 according to the first embodiment includes a battery element 7 in which a positive electrode 11 and a negative electrode 12 are stacked with a separator 13 interposed therebetween, and a film-like exterior that houses the battery element 7. And a material 8. Moreover, the film-clad battery 1 includes a battery element housing portion 9 that houses the battery element 7 and a welded portion 10 that is provided around the battery element housing portion 9 and to which the exterior material 8 is welded.
In the battery element 7, a plurality of positive electrodes 11 and a plurality of negative electrodes 12 are laminated via separators 13, respectively. The battery element 7 has a separator assembly portion 15 in which the extension portions 13a of the separator 13 that are extended to the outside of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are gathered so as to shrink the extension portion 13a.

図２に示すように、電池要素７は、少なくとも１つのセパレータ１３の延長部１３ａが、電池要素７の外側へ延ばされることによって、セパレータ集合部１５が形成されている。セパレータ集合部１５は、セパレータ１３の延長部１３ａの先端が、セパレータ集合部１５の内側に位置するようにまとめられている。これによって、セパレータ１３の延長部１３ａが、溶着部１０に誤って挟まれた状態で溶着されることを防ぐことができる。
また、セパレータ集合部１５は、１つのセパレータ１３の延長部１３ａを、電池要素７の積層方向に対して、複数回、蛇腹状に折り畳むことで形成されている。また、セパレータ集合部１５は、延長部１３ａ同士を接合することなく形成されている。また、セパレータ集合部１５は、四角形状の電池要素７の周囲の各辺に沿ってそれぞれ設けられている。
本実施形態におけるセパレータ集合部１５は、１つのセパレータ１３の延長部１３ａを複数回、蛇腹状に折り畳むことで形成されているが、複数のセパレータ１３の延長部１３ａを重ね合わせた状態で折り畳むことで形成されてもよい。また、本実施形態におけるセパレータ集合部１５は、電池要素７の積層方向に対して蛇腹状に折り畳まれたが、正極１１及び負極１２の外周部に近接離間する方向に対して蛇腹状に折り畳まれてもよい。 As shown in FIG. 2, in the battery element 7, the separator assembly 15 is formed by extending the extension 13 a of at least one separator 13 to the outside of the battery element 7. The separator assembly 15 is gathered so that the tip of the extension 13 a of the separator 13 is positioned inside the separator assembly 15. As a result, it is possible to prevent the extension 13 a of the separator 13 from being welded in a state of being sandwiched by mistake between the welds 10.
Further, the separator assembly 15 is formed by folding the extension 13 a of one separator 13 in a bellows shape a plurality of times in the stacking direction of the battery elements 7. The separator assembly 15 is formed without joining the extended portions 13a. In addition, the separator assembly 15 is provided along each side around the rectangular battery element 7.
The separator assembly 15 in the present embodiment is formed by folding the extension 13a of one separator 13 a plurality of times in a bellows shape, but folding the extension 13a of the plurality of separators 13 in an overlapped state. May be formed. In addition, the separator assembly portion 15 in the present embodiment is folded in a bellows shape with respect to the stacking direction of the battery elements 7, but is folded in a bellows shape in a direction approaching and separating from the outer peripheral portions of the positive electrode 11 and the negative electrode 12. May be.

図２に示すように、電池要素収容部９内には、セパレータ集合部１５を収容するセパレータ収容部１６が設けられている。
また、電池要素７は、正極１１の一部が電池要素７の外側へ引き出された正極端子１１ａと、負極１２の一部が電池要素７の外側へ引き出された負極端子１２ａと、を有している。セパレータ集合部１５は、図２に示すように、正極端子１１ａ及び負極端子１２ａを間に挟んで両側にそれぞれ設けられている。 As shown in FIG. 2, a separator accommodating portion 16 that accommodates the separator assembly portion 15 is provided in the battery element accommodating portion 9.
Further, the battery element 7 has a positive electrode terminal 11 a in which a part of the positive electrode 11 is drawn out of the battery element 7 and a negative electrode terminal 12 a in which a part of the negative electrode 12 is drawn out of the battery element 7. ing. As shown in FIG. 2, the separator assembly 15 is provided on both sides of the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 12a.

また、セパレータ集合部１５を、フィルム外装電池１の外部に引き出された正極端子１１ａ、負極端子１２ａが位置する辺と同一の辺に設ける場合は、電池要素７の積層方向における最も外側に位置するセパレータ１３の延長部１３ａのみを延ばして、セパレータ集合部１５を形成することが望ましい。   When the separator assembly 15 is provided on the same side as the side where the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 12 a drawn out of the film-clad battery 1 are located, the separator assembly 15 is located on the outermost side in the stacking direction of the battery elements 7. It is desirable to form the separator assembly 15 by extending only the extension 13a of the separator 13.

フィルム外装電池１は、フィルム状の外装材８によって形成された電池要素収容部１６内に電池要素７を収容し、電池要素収容部１６の周縁部における外装材７の対向する部分同士を溶着した溶着部１０を形成することで気密に封止されている。
電池要素７を外装材８の内部に収容する方法は、２枚の外装材で電池要素を挟み込んだり、１枚の外装材を２つ折りにして電池要素を挟み込んだりしてもよい。あるいは、筒状に形成した外装材の内側に電池要素を収容するなどの、外装材によって電池要素全体を覆う構造であれば、いずれの形状であっても構わない。
また、電池要素７は、セパレータ１３を介して正極１１と負極１２が対向して配されており、電池要素として取り得る構造であれば、積層構造、巻回構造、つづら折り構造などのいずれの構造であっても良い。
外装材８は、アルミニウム製のラミネートフィルムからなる。外装材８としては、フィルムに限定されるものではなく、フィルムよりも厚いシートを含むことは勿論である。 The film-clad battery 1 accommodates the battery element 7 in the battery element accommodation part 16 formed by the film-like exterior material 8, and welds the facing parts of the exterior material 7 in the peripheral part of the battery element accommodation part 16. By forming the welded portion 10, it is hermetically sealed.
The battery element 7 may be accommodated in the exterior member 8 by sandwiching the battery element between two exterior members, or by folding the exterior member in half and sandwiching the battery element. Alternatively, any shape may be used as long as the entire battery element is covered with the exterior material, such as housing the battery element inside the tubular exterior material.
The battery element 7 has a positive electrode 11 and a negative electrode 12 facing each other with a separator 13 interposed therebetween, and any structure such as a laminated structure, a wound structure, or a zigzag folding structure can be used as long as the battery element 7 can be taken as a battery element. It may be.
The packaging material 8 is made of an aluminum laminate film. Of course, the exterior material 8 is not limited to a film, and includes a sheet thicker than the film.

上述したように、第１の実施形態のフィルム外装電池１では、電池要素収容部９を構成する外装材８に周縁部の少なくとも一部に、セパレータ集合部１５を収容するセパレータ収容部１６が設けられている。
電池要素収容部９内には、電池要素７と電解質が収容され、正極端子１１ａ及び負極端子１２ａを対向する辺からそれぞれ外部に引き出した状態で、電池要素収容部９の周縁部が溶着されている。
このとき、電池要素収容部９の周縁部を溶着した溶着部１０には、外装材８の溶着面同士が熱溶着によって強固に溶着されており、外部に引き出される正極端子１１ａ及び負極端子１２ａを除き、セパレータ１３の延長部１３ａが挟まれることはない。したがって、本実施形態は、図７に示した、本発明に関連するフィルム外装電池に比べて、溶着部１０の封止強度を向上することができる。その結果、フィルム外装電池１は、外部から水分が、溶着部１０を通って電池要素収容部９内に入ることを防ぎ、電池要素７の動作信頼性が高めることができる。
また、本実施形態は、電池要素７の周囲にセパレータ集合部１５を設けることで、振動や衝撃が加わったときに、セパレータ集合部１５が緩衝部分として機能する。これによって、フィルム外装電池１は、振動や衝撃力が加わった場合であっても、電池要素収容部１６内で電池要素７が移動するのを防ぐことができる。その結果、セパレータ集合部１５によって電池要素７の耐振動性、耐衝撃性を高めることができる。 As described above, in the film-clad battery 1 according to the first embodiment, the exterior material 8 constituting the battery element accommodation unit 9 is provided with the separator accommodation unit 16 that accommodates the separator assembly 15 in at least a part of the peripheral portion. It has been.
In the battery element accommodating portion 9, the battery element 7 and the electrolyte are accommodated, and the peripheral edge portion of the battery element accommodating portion 9 is welded in a state where the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 12a are pulled out from the opposing sides, respectively. Yes.
At this time, the welded surfaces 10 of the outer packaging material 8 are firmly welded to the welded portion 10 where the peripheral edge of the battery element accommodating portion 9 is welded, and the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 12a drawn to the outside are provided. Except for this, the extension 13a of the separator 13 is not sandwiched. Therefore, this embodiment can improve the sealing strength of the welding part 10 compared with the film-clad battery relevant to this invention shown in FIG. As a result, the film-clad battery 1 can prevent moisture from entering the battery element housing part 9 from the outside through the welded part 10, and can improve the operational reliability of the battery element 7.
In the present embodiment, the separator assembly 15 is provided around the battery element 7 so that the separator assembly 15 functions as a buffer portion when vibration or impact is applied. Thereby, the film-clad battery 1 can prevent the battery element 7 from moving in the battery element accommodating portion 16 even when vibration or impact force is applied. As a result, the separator assembly 15 can increase the vibration resistance and impact resistance of the battery element 7.

（第２の実施形態）
第２の実施形態のフィルム外装電池について説明する。図３に、第２の実施形態のフィルム外装電池の、図１におけるＡ−Ａ線と同一方向に沿った断面図を示す。第２の実施形態は、セパレータ集合部を除く他の構成が、第１の実施形態と同様であるので、他の構成について第１の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
図３に示すように、第２の実施形態のフィルム外装電池２は、電池要素７から延ばされたセパレータ１３の延長部１３ａを、円筒状に巻回することによって延長部１３ａを縮めるようにまとめたセパレータ集合部１８が形成されている。セパレータ集合部１８は、セパレータ収容部１６に収容されている。
セパレータ集合部１８は、セパレータ１３の延長部１３ａが巻回されることによって、セパレータ１３の延長部１３ａの先端が、セパレータ集合部１８の内側に位置されている。これによって、セパレータ１３の延長部１３ａが、溶着部１０に誤って挟まれた状態で溶着されることを防ぐことができる。
また、セパレータ集合部１８は、１つのセパレータ１３の延長部１３ａを複数回、巻回することで形成されている。セパレータ集合部１５は、四角形状の電池要素７の周囲の各辺に沿ってそれぞれ設けられている。また、セパレータ集合部１８は、電池要素７から引き出された正極端子１１ａ及び負極端子１２ａを間に挟んで両側にそれぞれ設けられている。
本実施形態におけるセパレータ集合部１８は、１つのセパレータ１３の延長部１３ａを複数回、巻回することで形成されているが、複数のセパレータ１３の延長部１３ａを重ね合わせた状態で巻回することによって形成されてもよい。また、本実施形態におけるセパレータ集合部１８は、電池要素７の積層方向における外側に位置するセパレータ１３の延長部１３ａが巻回されて形成されたが、電池要素の積層方向における内側に位置するセパレータ１３の延長部が巻回されて形成されてもよい。
第２の実施形態のフィルム外装電池２においても、セパレータ集合部１８を備えることで、第１の実施形態と同様に、溶着部１０の封止強度を向上すると共に、電池要素７の耐振動性、耐衝撃性を高めることができる。 (Second Embodiment)
The film-clad battery according to the second embodiment will be described. In FIG. 3, sectional drawing along the same direction as the AA in FIG. 1 of the film-clad battery of 2nd Embodiment is shown. In the second embodiment, the configuration other than the separator assembly is the same as that of the first embodiment, and therefore, the other components are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 3, the film-clad battery 2 of the second embodiment is configured such that the extension 13 a is contracted by winding the extension 13 a of the separator 13 extended from the battery element 7 into a cylindrical shape. A combined separator assembly 18 is formed. The separator assembly portion 18 is accommodated in the separator accommodating portion 16.
In the separator assembly portion 18, the extension portion 13 a of the separator 13 is wound, so that the tip of the extension portion 13 a of the separator 13 is positioned inside the separator assembly portion 18. As a result, it is possible to prevent the extension 13 a of the separator 13 from being welded in a state of being sandwiched by mistake between the welds 10.
In addition, the separator assembly 18 is formed by winding the extension 13a of one separator 13 a plurality of times. The separator assembly 15 is provided along each side around the battery element 7 having a rectangular shape. Further, the separator assembly portions 18 are provided on both sides of the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 12a drawn from the battery element 7, respectively.
The separator assembly portion 18 in this embodiment is formed by winding the extension portion 13a of one separator 13 a plurality of times, but is wound in a state where the extension portions 13a of the plurality of separators 13 are overlapped. May be formed. The separator assembly 18 in the present embodiment is formed by winding the extension 13a of the separator 13 positioned on the outer side in the stacking direction of the battery elements 7, but the separator positioned on the inner side in the stacking direction of the battery elements. Thirteen extensions may be formed by winding.
Also in the film-clad battery 2 of the second embodiment, by providing the separator assembly portion 18, the sealing strength of the welded portion 10 is improved and the vibration resistance of the battery element 7 is provided as in the first embodiment. Can improve impact resistance.

（第３の実施形態）
第３の実施形態のフィルム外装電池について説明する。図４に、第３の実施形態のフィルム外装電池の平面図を示す。図５に、第３の実施形態のフィルム外装電池の、図４におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。第３の実施形態は、基本構成が第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態と同一部材には、第１の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
図４及び図５に示すように、第３の実施形態のフィルム外装電池３は、出力端子である正極端子１１ａ及び負極端子１２ａを、フィルム外装電池３の矩形状の外周部の同一の辺から外部に引き出した状態で、電池要素収容部９の周縁部を溶着して溶着部１０を形成している。
第３の実施形態のフィルム外装電池３においても、セパレータ集合部１５を備えることで、第１の実施形態と同様に、溶着部１０の封止強度を向上すると共に、電池要素７の耐振動性、耐衝撃性を高めることができる。 (Third embodiment)
A film-clad battery according to a third embodiment will be described. In FIG. 4, the top view of the film-clad battery of 3rd Embodiment is shown. In FIG. 5, sectional drawing along the BB line in FIG. 4 of the film-clad battery of 3rd Embodiment is shown. Since the basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, the same members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 4 and 5, the film-clad battery 3 according to the third embodiment is configured such that the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 12 a that are output terminals are connected from the same side of the rectangular outer periphery of the film-clad battery 3. In a state of being pulled out to the outside, the peripheral portion of the battery element housing portion 9 is welded to form the welded portion 10.
Also in the film-clad battery 3 of the third embodiment, by providing the separator assembly portion 15, the sealing strength of the welded portion 10 is improved and the vibration resistance of the battery element 7 is provided as in the first embodiment. Can improve impact resistance.

（第４の実施形態）
第４の実施形態のフィルム外装電池について説明する。図６に、第４の実施形態のフィルム外装電池の、図４におけるＢ−Ｂ線と同一方向に沿った断面図を示す。第４の実施形態は、セパレータ集合部を除く他の構成が、第３の実施形態と同様であるので、他の構成について第１の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
図６に示すように、第４の実施形態のフィルム外装電池４は、電池要素７から延ばされたセパレータ１３の延長部１３ａを、円筒状に巻回してなるセパレータ集合部１８が、セパレータ収容部１６に収容されている。
第４の実施形態のフィルム外装電池４においても、セパレータ集合部１８を備えることで、第１の実施形態と同様に、溶着部１０の封止強度を向上すると共に、電池要素７の耐振動性、耐衝撃性を高めることができる。 (Fourth embodiment)
A film-clad battery according to a fourth embodiment will be described. In FIG. 6, sectional drawing along the BB line in FIG. 4 of the film-clad battery of 4th Embodiment is shown. In the fourth embodiment, the configuration other than the separator assembly is the same as that of the third embodiment. Therefore, the other configurations are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, the film-clad battery 4 of the fourth embodiment includes a separator assembly 18 formed by winding an extension 13 a of the separator 13 extended from the battery element 7 into a cylindrical shape. It is accommodated in the part 16.
Also in the film-clad battery 4 of the fourth embodiment, by providing the separator assembly portion 18, the sealing strength of the welded portion 10 is improved and the vibration resistance of the battery element 7 is provided as in the first embodiment. Can improve impact resistance.

（実施例）
本発明の実施例について説明する。第３及び第４の実施形態において示したセパレータ集合部の体積を、セパレータ収容部の容積に対する比率を０％〜１００％まで変更して、ＵＮ試験ＵＮ３０９０の衝撃試験及び振動試験を行った場合の結果を表１に示す。

Figure 0006351066
(Example)
Examples of the present invention will be described. When the volume of the separator assembly shown in the third and fourth embodiments is changed from 0% to 100% with respect to the volume of the separator housing part, the impact test and vibration test of UN test UN3090 were performed. The results are shown in Table 1.
Figure 0006351066

表１に示すように、セパレータ集合部の体積を、セパレータ収容部の容積の３０％未満に設定した場合には、上述の試験が不合格となった。一方、セパレータ集合部の体積を、セパレータ収容部の容積の３０％以上に設定した場合には、上述の試験が合格となった。
ただし、セパレータ集合部の体積がセパレータ収容部の容積の８０％を超えた場合には、セパレータ集合部を、セパレータ収納部内に収納することが困難になる。このため、セパレータ集合部の体積は、セパレータ収容部の容積の８０％以下が好ましい。
したがって、セパレータ集合部の体積は、セパレータ収容部の容積の３０％以上、８０％以下の範囲内が好ましい。
上述した実施形態では、セパレータ１３の延長部１３ａを折り畳んでなるセパレータ集合部１５と、セパレータ１３の延長部１３ａを巻回してなるセパレータ集合部１８とのいずれかが設けられたが、必要に応じて、セパレータ集合部１５とセパレータ集合部１８とが組み合わされて用いられてもよい。変形例として、セパレータ集合部は、蛇腹状に折り曲げられた延長部を巻回することで形成されてもよい。また、セパレータ集合部１５、１８は、セパレータ１３の延長部１３ａ全体が折曲又は巻回されて形成されたが、延長部１３ａの少なくとも一部が折曲又は巻回されて形成されてもよい。
変形例として、主面が四角形状の電池要素の各辺に沿ってセパレータ集合部を設ける場合、電池要素の長辺方向に沿ってセパレータ集合部１８が設けられ、電池要素の短辺方向に沿ってセパレータ集合部１５が設けられてもよい。また、主面が四角形状の電池要素の４つの辺に沿ってセパレータ集合部を設ける場合、各セパレータ集合部の両端が互いに当接してなる枠状に形成されてもよく、耐衝撃性を高めることができる。 As shown in Table 1, when the volume of the separator assembly part was set to less than 30% of the volume of the separator housing part, the above test failed. On the other hand, when the volume of the separator assembly part was set to 30% or more of the volume of the separator housing part, the above test passed.
However, when the volume of the separator assembly part exceeds 80% of the volume of the separator storage part, it is difficult to store the separator assembly part in the separator storage part. For this reason, the volume of the separator assembly part is preferably 80% or less of the volume of the separator housing part.
Therefore, the volume of the separator assembly is preferably in the range of 30% to 80% of the volume of the separator housing.
In the embodiment described above, either the separator assembly portion 15 formed by folding the extension portion 13a of the separator 13 or the separator assembly portion 18 formed by winding the extension portion 13a of the separator 13 is provided. The separator assembly 15 and the separator assembly 18 may be used in combination. As a modification, the separator assembly portion may be formed by winding an extension portion bent in a bellows shape. In addition, the separator assembly parts 15 and 18 are formed by bending or winding the entire extension part 13a of the separator 13, but may be formed by bending or winding at least a part of the extension part 13a. .
As a modification, when the separator assembly is provided along each side of the battery element having a rectangular main surface, the separator assembly 18 is provided along the long side direction of the battery element, and along the short side direction of the battery element. A separator assembly 15 may be provided. Further, when the separator assembly is provided along the four sides of the battery element having a rectangular main surface, it may be formed in a frame shape in which both ends of each separator assembly are in contact with each other, thereby improving impact resistance. be able to.

１ フィルム外装電池
７ 電池要素
８ 外装材
１１ 正極
１１ａ 正極端子
１２ 負極
１２ａ 負極端子
１３ セパレータ
１３ａ 端部
１５ セパレータ集合部
１６ セパレータ収容部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film exterior battery 7 Battery element 8 Exterior material 11 Positive electrode 11a Positive electrode terminal 12 Negative electrode 12a Negative electrode terminal 13 Separator 13a End part 15 Separator assembly part 16 Separator accommodating part

Claims (9)

セパレータを介して正極と負極を積層してなる電池要素と、前記電池要素を収容するフィルム状の外装材と、前記正極及び前記負極からそれぞれ延ばされた電極端子と、を備えるフィルム外装電池であって、
前記フィルム状の外装材は、前記電池要素を収容する電池要素収容部を形成するとともに、前記電池要素収容部の周囲に設けられ、前記フィルム状の外装材の対向する部分同士が溶着された溶着部を備え、
前記電池要素収容部は、前記電池要素の端部と前記溶着部との間に設けられたセパレータ収容部を有し、
前記電池要素は、該電池要素の前記端部から前記正極及び前記負極の外側へ前記電極端子が延ばされた方向と同じ方向に延ばされた前記セパレータの延長部からなり、前記セパレータ収容部の内部に縮められてまとめられた状態で収容されたセパレータ集合部を有することを特徴とするフィルム外装電池。 A film-covered battery comprising: a battery element formed by laminating a positive electrode and a negative electrode through a separator; a film-shaped exterior material that houses the battery element; and electrode terminals that are respectively extended from the positive electrode and the negative electrode. There,
The film-shaped exterior material forms a battery element accommodating portion that accommodates the battery element, and is provided around the battery element accommodating portion, and is welded in which opposing portions of the film-shaped exterior material are welded to each other with a part,
Before SL battery element receiving portion includes a separator housing portion provided between the end portion and the welded portion of the battery element,
The battery element comprises an extension portion of the separator that extends in the same direction as the electrode terminal extends from the end portion of the battery element to the outside of the positive electrode and the negative electrode. A film-clad battery comprising a separator assembly portion accommodated in a state of being compressed and gathered inside . 前記セパレータ集合部は、前記セパレータの前記延長部の先端が、前記セパレータ集合部の内側に位置するようにまとめられている、請求項１に記載のフィルム外装電池。   2. The film-clad battery according to claim 1, wherein the separator assembly portion is arranged so that tips of the extension portions of the separator are positioned inside the separator assembly portion. 前記セパレータ集合部の体積は、前記セパレータ収容部の容積の３０％以上、８０％以下の比率を占める、請求項１または２に記載のフィルム外装電池。   3. The film-clad battery according to claim 1, wherein the volume of the separator assembly portion occupies a ratio of 30% to 80% of the volume of the separator housing portion. 前記セパレータ集合部は、前記セパレータの前記延長部を折り畳んでなる、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルム外装電池。   4. The film-clad battery according to claim 1, wherein the separator assembly part is formed by folding the extension part of the separator. 5. 前記セパレータ集合部は、前記セパレータの前記延長部を巻回してなる、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルム外装電池。   4. The film-covered battery according to claim 1, wherein the separator assembly portion is formed by winding the extension portion of the separator. 5. 前記セパレータ集合部は、複数の前記セパレータの延長部が重ねられた状態でまとめられている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のフィルム外装電池。   The film-separated battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the separator assembly portion is gathered in a state in which a plurality of extension portions of the separator are stacked. 前記セパレータ集合部は、前記正極及び前記負極の周囲に沿って設けられている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のフィルム外装電池。   The film-separated battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the separator assembly portion is provided along the periphery of the positive electrode and the negative electrode. 前記セパレータ集合部は、前記電極端子を間に挟んで両側にそれぞれ設けられている、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフィルム外装電池。 Before SL separator collecting part are respectively provided on both sides between the electrode terminals, a film covered battery according to any one of claims 1 to 7. セパレータを介して正極と負極を積層してなる電池要素と、前記電池要素を収容するフィルム状の外装材と、前記正極及び前記負極からそれぞれ延ばされた電極端子と、を備えるフィルム外装電池の製造方法であって、
前記電池要素の端部から前記正極及び前記負極の外側へ前記電極端子が延ばされた方向と同じ方向に延ばされた前記セパレータの延長部からなるセパレータ集合部を形成する工程と、
前記フィルム状の外装材によって形成された電池要素収容部内に前記電池要素を収容して、前記電池要素収容部の周囲の前記フィルム状の外装材が対向する部分同士を溶着する工程と、を有し、
前記溶着する工程は、前記電池要素収容部のうち前記電池要素の端部と前記溶着部との間に設けられたセパレータ収容部の内部に、前記セパレータ集合部が縮められてまとめられた状態で収容されるように、前記対向する部分同士を溶着することを含むことを特徴とするフィルム外装電池の製造方法。 A film-covered battery comprising: a battery element formed by laminating a positive electrode and a negative electrode through a separator; a film-shaped exterior material that accommodates the battery element; and electrode terminals that are respectively extended from the positive electrode and the negative electrode . A manufacturing method comprising:
Forming a separator collection unit consisting of the extension of the positive electrode and the separator in which the said electrode terminals to the outside of the negative electrode is if extended in the same direction as the extended from an end portion of the battery element,
Yes accommodating the battery element into the battery element receiving portion formed by the film-shaped package member, a step of the film package member around the battery element receiving part is welded portions facing each other, the And
The welding step is performed in a state in which the separator assembly portion is contracted and gathered inside the separator housing portion provided between the end portion of the battery element and the welding portion in the battery element housing portion. A method for producing a film-clad battery, comprising welding the opposing portions so as to be accommodated .
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