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CN207800773U - 蓄电装置组件 - Google Patents

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CN207800773U
CN207800773U CN201721493232.0U CN201721493232U CN207800773U CN 207800773 U CN207800773 U CN 207800773U CN 201721493232 U CN201721493232 U CN 201721493232U CN 207800773 U CN207800773 U CN 207800773U
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畑浩
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Original Assignee
Showa Denko Packaging Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及蓄电装置组件。构成为:包含多片含有两极的片材体,其具有:由单层的金属箔形成的金属箔层、在该金属箔层的一个面层叠的正极活性物质层、在金属箔层的另一面层叠的负极活性物质层;对于多片含有两极的片材体,以正极活性物质层与负极活性物质层在厚度方向上交替配置的方式,在厚度方向层叠,相邻的正极活性物质层与负极活性物质层之间配置隔膜,厚度方向上相邻的一个含有两极的片材体的金属箔层的一个面的未形成正极活性物质层的周缘部区域、与另一个含有两极的片材体的金属箔层的另一面的未形成负极活性物质层的周缘部经由含有热塑性树脂的周缘密封层而被接合。可提供能高效地获取能量的轻量薄型的蓄电装置组件。

Description

蓄电装置组件
技术领域
本实用新型涉及用作电动工具用途、车载用途、可再生能源回收用途、数码相机用途、小型四驱车用途等的蓄电池(锂离子二次电池等)、电容器(capacitor)、全固态电池等蓄电装置组件及其制造方法。
背景技术
对于电动工具用途、车载用途等中使用的电池,由于需要大功率(高电压输出),因此,以往,作为应对策略而将通常的圆筒形电池串联连接。然而,对于将如上所述的通常的圆筒形电池串联连接而成的电池组(battery pack)而言,由于重量大、还存在各个电池间的间隙,因此存在成为占据空间的大物体这样的问题。
因此,提出了包含多个层叠型电池,并且以作为正极而发挥功能的端子与作为负极而发挥功能的端子连接的方式进行串联连接而形成的组合电池(assembled battery),其中所述层叠型电池是利用片状的层压片材将层叠物(其为通过片状的电极夹持电解质层而层叠得到的)密闭从而形成的(专利文献1)。由于将使用层压片材的片状的薄型电池制成组合电池,因此,实现了轻量化及小型化。
专利文献1:日本特开2005-276486号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
然而,对于上述串联连接的组合电池而言,通过连接作为正极发挥功能的端子和作为负极发挥功能的端子而将电池串联连接,上述端子彼此的接触部处内阻变大,因此难以充分地高效地获取能量,易于发生发热。
本实用新型是鉴于上述技术背景而做出的,其目的在于,提供内阻小、且能高效地获取能量,并且还能够抑制发热、轻量化、薄型化,及省空间化的蓄电装置组件及其制造方法。
用于解决问题的手段
为实现上述目的,本实用新型提供以下方案。
[1]蓄电装置组件,其特征在于,所述蓄电装置组件为串联层叠体,
所述串联层叠体包含多片含有两极的片材体,所述含有两极的片材体具有:由单层的金属箔形成的金属箔层、在所述金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的正极活性物质层、和在所述金属箔层的另一面的一部分区域中层叠的负极活性物质层,
所述多片含有两极的片材体以所述正极活性物质层与所述负极活性物质层在厚度方向上交替配置的方式,在厚度方向层叠,
在厚度方向上相邻的所述含有两极的片材体中,在一个含有两极的片材体的正极活性物质层、与另一个含有两极的片材体的负极活性物质层之间配置隔膜,
在厚度方向上相邻的所述含有两极的片材体中,一个含有两极的片材体的金属箔层的所述一个面的未形成正极活性物质层的周缘部区域、与另一个含有两极的片材体的金属箔层的所述另一面的未形成负极活性物质层的周缘部经由周缘密封层而接合,所述周缘密封层是含有热塑性树脂而形成的。
[2]根据前项1所述的蓄电装置组件,进一步具有:
含有负极的外侧片材体,所述含有负极的外侧片材体包含:在所述串联层叠体的厚度方向的一侧配置的金属箔层、和在所述金属箔层的所述串联层叠体侧的面的一部分区域中层叠的负极活性物质层,和
含有正极的外侧片材体,所述含有正极的外侧片材体包含:在所述串联层叠体的厚度方向的另一侧配置的金属箔层、和在所述金属箔层的所述串联层叠体侧的面的一部分区域中层叠的正极活性物质层,
在所述含有负极的外侧片材体的负极活性物质层、与所述串联层叠体的厚度方向的一端侧的正极活性物质层之间配置隔膜,
在所述含有正极的外侧片材体的正极活性物质层、与所述串联层叠体的厚度方向的另一端侧的负极活性物质层之间配置隔膜,
所述含有负极的外侧片材体的金属箔层的未形成负极活性物质层的周缘部区域、与所述串联层叠体的厚度方向的所述一端侧的金属箔层的未形成正极活性物质层的周缘部区域经由周缘密封层接合,所述周缘密封层是含有热塑性树脂而形成的,
所述含有正极的外侧片材体的金属箔层的未形成正极活性物质层的周缘部区域、与所述串联层叠体的厚度方向的所述另一端侧的金属箔层的未形成负极活性物质层的周缘部区域经由周缘密封层接合,所述周缘密封层是含有热塑性树脂而形成的。
[3]蓄电装置组件,其特征在于,包含:
含有两极的片材体,所述含有两极的片材体具有:由单层的金属箔形成的第1金属箔层、在所述第1金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的第1正极活性物质层、和在所述第1金属箔层的另一面的一部分区域中层叠的第2负极活性物质层,
含有负极的外侧片材体,所述含有负极的外侧片材体包含:在所述第1金属箔层的所述一个面侧配置的第2金属箔层、和在所述第2金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的一部分区域中层叠的第1负极活性物质层,
含有正极的外侧片材体,所述含有正极的外侧片材体包含:在所述第1金属箔层的所述另一面侧配置的第3金属箔层、和在所述第3金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的一部分区域中层叠的第2正极活性物质层,
在所述第1正极活性物质层与所述第1负极活性物质层之间配置的第1隔膜,和
在所述第2正极活性物质层与所述第2负极活性物质层之间配置的第2隔膜,
所述第1金属箔层的所述一个面的未形成第1正极活性物质层的周缘部区域、与所述第2金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的未形成第1负极活性物质层的周缘部区域经由第1周缘密封层接合,所述第1周缘密封层含有热塑性树脂而形成,
所述第1金属箔层的所述另一面的未形成第2负极活性物质层的周缘部区域、与所述第3金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的未形成第2正极活性物质层的周缘部区域经由第2周缘密封层接合,所述第2周缘密封层含有热塑性树脂而形成。
[4]蓄电装置组件的制造方法,其特征在于,包含下述工序:
准备多片含有两极的片材体的工序,所述含有两极的片材体具有:由单层的金属箔形成的金属箔层、在所述金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的正极活性物质层、在所述金属箔层的所述一个面的未形成正极活性物质层的周缘部设置的热塑性树脂层、在所述金属箔层的另一面的一部分区域中层叠的负极活性物质层、和在所述金属箔层的所述另一面的未形成负极活性物质层的周缘部设置的热塑性树脂层,
准备多片隔膜的工序,和
接合工序,以所述正极活性物质层与所述负极活性物质层在厚度方向上交替配置的方式,将所述多片含有两极的片材体在厚度方向层叠,并且在厚度方向上相邻的含有两极的片材体中,在一个含有两极的片材体的正极活性物质层与另一个含有两极的片材体的负极活性物质层之间夹持隔膜的状态下,将所述一个含有两极的片材体的所述正极活性物质层侧的热塑性树脂层与所述另一个含有两极的片材体的所述负极活性物质层侧的热塑性树脂层热封从而得到串联层叠体。
[5]根据前项4所述的蓄电装置组件的制造方法,进一步包含下述工序:
准备含有负极的外侧片材体的工序,所述含有负极的外侧片材体具有:金属箔层、在所述金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的负极活性物质层、和在所述金属箔层的所述一个面的未形成负极活性物质层的周缘部设置的热塑性树脂层,
准备含有正极的外侧片材体的工序,所述含有正极的外侧片材体具有:金属箔层、在所述金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的正极活性物质层、和在所述金属箔层的所述一个面的未形成正极活性物质层的周缘部设置的热塑性树脂层,
在所述含有负极的外侧片材体的负极活性物质层、与所述串联层叠体的厚度方向的一端侧的正极活性物质层之间夹持隔膜的状态下,将所述含有负极的外侧片材体的热塑性树脂层与所述串联层叠体的厚度方向的一端侧的含有两极的片材体的正极活性物质层侧的热塑性树脂层热封的工序,和
在所述含有正极的外侧片材体的正极活性物质层、与所述串联层叠体的厚度方向的另一端侧的负极活性物质层之间夹持隔膜的状态下,将所述含有正极的外侧片材体的热塑性树脂层与所述串联层叠体的厚度方向的另一端侧的含有两极的片材体的负极活性物质层侧的热塑性树脂层热封的工序。
[6]蓄电装置组件的制造方法,其特征在于,包含下述工序:
准备含有两极的片材体的工序,所述含有两极的片材体具有:由单层的金属箔形成的第1金属箔层、在所述第1金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的第1正极活性物质层、在所述第1金属箔层的所述一个面的未形成正极活性物质层的周缘部设置的第1热塑性树脂层、在所述第1金属箔层的另一面的一部分区域中层叠的第2负极活性物质层、和在所述第1金属箔层的所述另一面的未形成第2负极活性物质层的周缘部设置的第2热塑性树脂层,
准备含有负极的外侧片材体的工序,所述含有负极的外侧片材体具有:第2金属箔层、在所述第2金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的第1负极活性物质层、在所述第2金属箔层的所述一个面的未形成第1负极活性物质层的周缘部设置的第1热塑性树脂层,
准备含有正极的外侧片材体的工序,所述含有正极的外侧片材体具有:第3金属箔层、在所述第3金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的第2正极活性物质层、和在所述第3金属箔层的所述一个面的未形成第2正极活性物质层的周缘部设置的第2热塑性树脂层,
准备第1隔膜及第2隔膜的工序,和
在所述含有两极的片材体的所述第1正极活性物质层与所述含有负极的外侧片材体的所述第1负极活性物质层之间夹持所述第1隔膜的状态下,将所述含有两极的片材体的第1热塑性树脂层与所述含有负极的外侧片材体的第1热塑性树脂层热封,并且在所述含有两极的片材体的所述第2负极活性物质层与所述含有正极的外侧片材体的所述第2正极活性物质层之间夹持所述第2隔膜的状态下,将所述含有两极的片材体的第2热塑性树脂层与所述含有负极的外侧片材体的第2热塑性树脂层热封的工序。
实用新型的效果
[1]的方案中,虽然是将蓄电装置串联地层叠的构成,但由于相当于蓄电装置的端子的金属箔层由单层的金属箔形成(由于不是多片金属箔的层叠物),因此,电子在蓄电装置(电池单元(cell)等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热。另外,虽然是将蓄电装置串联地层叠的构成,但由于相当于蓄电装置的端子的金属箔层由单层的金属箔形成,因此,作为蓄电装置组件整体,能够实现薄型化,并且能够实现轻量化及省空间化。另外,由于是将蓄电装置串联地层叠的构成,因此能够提供高电压输出的蓄电装置组件(组合电池等)。本实用新型中,可采用带极耳的构造、无极耳的构造(不具有极耳的构成)中的任意构成。
[2]的方案中,由于蓄电装置组件的厚度方向的两侧成为金属箔层,因此,能够不使用极耳而进行电流动(获取等)。
[3]的方案中,虽然是将2组蓄电装置串联地层叠的构成,但是,由于相当于蓄电装置的端子的金属箔层由单层的金属箔形成(由于不是多片金属箔的层叠物),因此,电子在蓄电装置(电池单元等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热。另外,虽然是将2组蓄电装置串联地层叠的构成,但是,由于相当于蓄电装置的端子的金属箔层由单层的金属箔形成,因此,作为蓄电装置组件整体,能够实现薄型化,并且能够实现轻量化及省空间化。另外,由于是将2组蓄电装置串联地层叠的构成,因此,可提供高电压输出的蓄电装置。此外,由于蓄电装置组件的厚度方向的两侧成为金属箔层,因此,能够不使用极耳而进行电流动(获取等)。
[4]的方案中,能够制造电子在蓄电装置(电池单元等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热的蓄电装置组件(组合电池等)。另外,能够制造实现了薄型化、轻量化、省空间化的高电压输出的蓄电装置组件(组合电池等)。制得的蓄电装置组件可以是带极耳的构造,也可以是无极耳的构造。
[5]的方案中,由于蓄电装置组件的厚度方向的两侧成为金属箔层,因此,能够制造能够不使用极耳而进行电流动(获取等)的蓄电装置组件。
[6]的方案中,能够制造电子在蓄电装置(电池单元等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热的蓄电装置组件(组合电池等)。另外,能够制造实现了薄型化、轻量化、省空间化的高电压输出的蓄电装置组件(组合电池等)。另外,由于蓄电装置组件的厚度方向的两侧成为金属箔层,因此,能够不使用极耳而进行电流动(获取等)。
附图说明
图1为示出本实用新型涉及的蓄电装置组件的一实施方式的立体图。
图2为图1中的A-A线处的截面图。
图3为示出本实用新型涉及的蓄电装置组件的其他实施方式的截面图。
图4为示出本实用新型涉及的蓄电装置组件的又一其他的实施方式的截面图。
图5为示出本实用新型涉及的蓄电装置组件的又一其他的实施方式的立体图。
图6为图5中的B-B线处的截面图。
图7为示出本实用新型涉及的蓄电装置组件的制造方法的一例的截面图。
图8A、图8B、图8C为示出实施例中的制造方法的俯视图,图8A为示出粘合剂层(其在镍箔的一个面层叠)的表面的3处形成有正极活性物质层的状态的俯视图,图8B为示出用于得到含有正极的外侧片材体的切断位置(双点划线)的俯视图,图8C为将切断的3片(3片含有正极的外侧片材体)并列示出的俯视图。
附图标记说明
1…蓄电装置组件
11…第1金属箔层
12…第2金属箔层
13…第3金属箔层
14…第4金属箔层
15…第5金属箔层
21…第1正极活性物质层
22…第2正极活性物质层
23…第3正极活性物质层
24…第4正极活性物质层
31…第1负极活性物质层
32…第2负极活性物质层
33…第3负极活性物质层
34…第4负极活性物质层
41…第1周缘密封层
41X,41Y…第1热塑性树脂层
42…第2周缘密封层
42X,42Y…第2热塑性树脂层
43…第3周缘密封层
44…第4周缘密封层
51…第1隔膜
52…第2隔膜
53…第3隔膜
54…第4隔膜
83…含有两极的片材体
84…含有负极的外侧片材体
85…含有正极的外侧片材体
具体实施方式
本实用新型涉及的蓄电装置组件的第1实施方式示于图1、2。该蓄电装置组件1具有第1金属箔层11、第2金属箔层12、第3金属箔层13、第1隔膜51、和第2隔膜52(参照图2)。
上述第1金属箔层11由单层的金属箔形成(不是由多片金属箔的层叠物构成的层)。在上述第1金属箔层11的一个面(上表面)的一部分区域中层叠第1正极活性物质层21,在上述第1金属箔层11的另一面(下表面)的一部分区域中层叠第2负极活性物质层32,从而构成含有两极的片材体83。在本实施方式中,在上述第1金属箔层11的一个面(上表面)的中央部(除周缘部以外的区域)中层叠第1正极活性物质层21。另外,在本实施方式中,在上述第1金属箔层11的一个面(上表面)的整面层叠第1粘合剂层71。即,在本实施方式中,在上述第1金属箔层11的一个面(上表面)上隔着上述第1粘合剂层71层叠上述第1正极活性物质层21(参照图2)。
另外,在本实施方式中,在上述第1金属箔层11的另一面(下表面)的中央部(除周缘部以外的区域)层叠第2负极活性物质层32。另外,在本实施方式中,在上述第1金属箔层11的另一面(下表面)的整面层叠第2粘合剂层72。即,在本实施方式中,在上述第1金属箔层11的另一面(下表面)上隔着上述第2粘合剂层72层叠上述第2负极活性物质层32(参照图2)。
在上述第1金属箔层11的上述一个面(上表面)侧配置第2金属箔层12,在该第2金属箔层12的上述第1金属箔层11侧(下表面侧)的面的一部分区域中层叠第1负极活性物质层31。由上述第2金属箔层12及上述第1负极活性物质层31构成含有负极的外侧片材体84。在本实施方式中,在上述第2金属箔层12的上述第1金属箔层11侧(下表面侧)的面的中央部(除周缘部以外的区域)层叠上述第1负极活性物质层31。另外,在本实施方式中,在上述第2金属箔层12的上述第1金属箔层11侧(下表面侧)的面的整面层叠第2粘合剂层72。即,在本实施方式中,在上述第2金属箔层12的上述第1金属箔层11侧(下表面侧)的面上隔着上述第2粘合剂层72层叠上述第1负极活性物质层31(参照图2)。另外,在本实施方式中,上述第2金属箔层12由单层的金属箔形成(不是由多片金属箔的层叠物构成的层)。
在上述第1金属箔层11的上述另一面(下表面)侧配置第3金属箔层13,在该第3金属箔层13的上述第1金属箔层11侧(上表面侧)的面的一部分区域中层叠第2正极活性物质层22。由上述第3金属箔层13及上述第2正极活性物质层22构成含有正极的外侧片材体85。在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的上述第1金属箔层11侧(上表面侧)的面的中央部(除周缘部以外的区域)层叠上述第2正极活性物质层22。另外,在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的上述第1金属箔层11侧(上表面侧)的面的整面层叠第1粘合剂层71。即,在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的上述第1金属箔层11侧(上表面侧)的面上隔着上述第1粘合剂层71层叠上述第2负极活性物质层22(参照图2)。另外,在本实施方式中,上述第3金属箔层13由单层的金属箔形成(不是由多片金属箔的层叠物构成的层)。
在上述第1正极活性物质层21与上述第1负极活性物质层31之间配置第1隔膜51,在上述第2正极活性物质层22与上述第2负极活性物质层32之间配置第2隔膜52(参照图2)。
上述第1金属箔层11的上述一个面(上表面)的未形成第1正极活性物质层21的周缘部区域、与上述第2金属箔层12的上述第1金属箔层侧(下表面侧)的面的未形成第1负极活性物质层31的周缘部区域经由含有热塑性树脂而形成的第1周缘密封层41(通过含有负极的外侧片材体84的第1热塑性树脂层41X、与含有两极的片材体83的第1热塑性树脂层41Y的熔合而形成的密封部41)而被接合从而密封(参照图2)。上述第1隔膜51的周缘部成为下述方式:侵入上述第1周缘密封层41的内周面的高度方向(厚度方向)的中间部从而嵌合(参照图2)。
在本实施方式中,采用了下述构成:在上述第1金属箔层11的上述一个面(上表面)层叠的第1粘合剂层71的未形成第1正极活性物质层的周缘部区域中层叠第1周缘粘接剂层61,在上述第2金属箔层12的上述第1金属箔层侧(下表面侧)的面层叠的第2粘合剂层72的未形成第1负极活性物质层的周缘部区域中层叠第2周缘粘接剂层62,经由上述两周缘粘接剂层61、62,利用上述第1周缘密封层41(其由层叠的第1热塑性树脂层41Y与第1热塑性树脂层41X的熔合而形成)进行密封(参照图2)。
上述第1金属箔层11的上述另一面(下表面)的未形成第2负极活性物质层32的周缘部区域、与上述第3金属箔层13的上述第1金属箔层侧(上表面侧)的面的未形成第2正极活性物质层22的周缘部区域经由含有热塑性树脂而形成的第2周缘密封层42(通过含有正极的外侧片材体85的第2热塑性树脂层42Y、与含有两极的片材体83的第2热塑性树脂层42X的熔合而形成的密封部42)而被接合从而密封(参照图2)。上述第2隔膜52的周缘部成为下述方式:侵入上述第2周缘密封层42的内周面的高度方向(厚度方向)的中间部从而嵌合(参照图2)。
另外,在本实施方式中,采用了下述构成:在上述第1金属箔层11的上述另一面(下表面)层叠的第2粘合剂层72的未形成第2负极活性物质层的周缘部区域中层叠第2周缘粘接剂层62,在上述第3金属箔层13的上述第1金属箔层侧(上表面侧)的面层叠的第1粘合剂层71的未形成第2正极活性物质层的周缘部区域中层叠第1周缘粘接剂层62,经由上述两周缘粘接剂层61、62,利用上述第2周缘密封层42(其由层叠的第2热塑性树脂层42Y与第2热塑性树脂层42X的熔合而形成)进行密封(参照图2)。
在上述第1隔膜51与上述第1负极活性物质层31之间封入电解液5,在上述第1隔膜51与上述第1正极活性物质层21之间封入电解液5。另外,在上述第2隔膜52与上述第2负极活性物质层32之间封入电解液5,在上述第2隔膜52与上述第2正极活性物质层22之间封入电解液5(参照图2)。
上述第1金属箔层11的周缘部区域、与上述第2金属箔层12的周缘部区域经由上述第1周缘密封层41而被接合从而密封,因此,能够防止电解液5的漏出。另外,同样地,上述第1金属箔层11的周缘部区域、与上述第3金属箔层13的周缘部区域经由上述第2周缘密封层42而被接合从而密封,因此,能够防止电解液5的漏出。
上述构成的蓄电装置组件1中,第2金属箔层12及第3金属箔层13具有端子及外装材料的两功能,因而,本构成中无需进一步的外装材料,因此,作为蓄电装置组件,能够实现轻量化、薄型化、省空间化。另外,上述构成的蓄电装置组件1虽然相当于2个蓄电装置串联连接的构成,但由于相当于连接部位的第1金属箔层11由单层的金属箔形成(由于不是多片金属箔的层叠物),因此,电子在蓄电装置(电池单元等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热,并且作为蓄电装置组件整体,能够实现薄型化、轻量化及省空间化。此外,在本实施方式中,由于第2金属箔层12及第3金属箔层13也由单层的金属箔形成,因此能够实现进一步地薄型化、轻量化、省空间化。
本实用新型涉及的蓄电装置组件1的第2实施方式示于图3。该蓄电装置组件1相当于3个蓄电装置串联连接的构成,在具有上述第1实施方式的构成的基础上,进一步具有如下所述的构成。第2金属箔层12与第3金属箔层13之间的构成(也包括两金属箔层12、13)与上述第1实施方式相同,因此对同一构成部标注同一标记,省略其说明。
在该第2实施方式中,在上述第2金属箔层(由单层的金属箔形成)12的与上述第1金属箔层11相反的一侧(上表面侧)配置第4金属箔层14。在上述第2金属箔层12的第4金属箔层14侧(上表面侧)的面的一部分区域中层叠第3正极活性物质层23。在本实施方式中,在上述第2金属箔层12的第4金属箔层14侧(上表面侧)的面的中央部(除周缘部以外的区域)层叠上述第3正极活性物质层23。另外,在本实施方式中,在上述第2金属箔层12的第4金属箔层14侧(上表面侧)的面的整面层叠第1粘合剂层71。即,在本实施方式中,在上述第2金属箔层12的第4金属箔层14侧(上表面侧)的面上隔着上述第1粘合剂层71层叠上述第3正极活性物质层23(参照图3)。另外,在本实施方式中,上述第4金属箔层14由单层的金属箔形成(不是由多片金属箔的层叠物构成的层)。
在上述第4金属箔层14的上述第2金属箔层12侧(下表面侧)的面的一部分区域中层叠第3负极活性物质层33。由上述第4金属箔层14及上述第3负极活性物质层33构成含有负极的外侧片材体84。在本实施方式中,在上述第4金属箔层14的上述第2金属箔层12侧(下表面侧)的面的中央部(除周缘部以外的区域)层叠上述第3负极活性物质层33。另外,在本实施方式中,在上述第4金属箔层14的上述第2金属箔层12侧(下表面侧)的面的整面层叠第2粘合剂层72。即,在本实施方式中,在上述第4金属箔层14的上述第2金属箔层12侧(下表面侧)的面上隔着上述第2粘合剂层72层叠上述第3负极活性物质层33(参照图3)。
在上述第2金属箔层12与上述第4金属箔层14之间配置第3隔膜53。另外,在上述第3隔膜53与上述第3负极活性物质层33之间封入电解液5,在上述第3隔膜53与上述第3正极活性物质层23之间封入电解液5(参照图3)。
此外,上述第2金属箔层12的周缘部区域与上述第4金属箔层14的周缘部区域经由上述第3周缘密封层43而被接合从而密封,因此,能够防止电解液5的漏出。
在上述第2实施方式的蓄电装置组件1中,第3金属箔层13及第4金属箔层14具有端子及外装材料的两功能,因而,本构成中无需进一步的外装材料,因此,作为蓄电装置组件,能够实现轻量化、薄型化、省空间化。另外,上述构成的蓄电装置组件1虽然相当于3个蓄电装置串联连接的构成,但由于相当于连接部位的第1金属箔层11及第2金属箔层12由单层的金属箔形成(由于不是多片金属箔的层叠物),因此,电子在蓄电装置(电池单元等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热,并且作为蓄电装置组件整体,能够实现薄型化、轻量化及省空间化。此外,在本实施方式中,由于第3金属箔层13及第4金属箔层14也由单层的金属箔形成,因此能够实现进一步地薄型化、轻量化、省空间化。
本实用新型涉及的蓄电装置组件1的第3实施方式示于图4。该蓄电装置组件1相当于4个蓄电装置串联连接的构成,在具有上述第2实施方式的构成的基础上,进一步具有如下所述的构成。第3金属箔层13与第4金属箔层14之间的构成(也包括两金属箔层13、14)与上述第2实施方式相同,因此对同一构成部标注同一标记,省略其说明。
在该第3实施方式中,在上述第3金属箔层(由单层的金属箔形成)13的与上述第1金属箔层11相反的一侧(下表面侧)配置第5金属箔层15。在上述第3金属箔层13的第5金属箔层15侧(下表面侧)的面的一部分区域中层叠第4负极活性物质层34。在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的第5金属箔层15侧(下表面侧)的面的中央部(除周缘部以外的区域)层叠上述第4负极活性物质层34。另外,在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的第5金属箔层15侧(下表面侧)的面的整面层叠第2粘合剂层72。即,在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的第5金属箔层15侧(下表面侧)的面上隔着上述第2粘合剂层72层叠上述第4负极活性物质层34(参照图4)。另外,在本实施方式中,上述第5金属箔层15由单层的金属箔形成(不是由多片金属箔的层叠物构成的层)。
在上述第5金属箔层15的上述第3金属箔层13侧(上表面侧)的面的一部分区域中层叠第4正极活性物质层24。由上述第5金属箔层15及上述第4正极活性物质层24构成含有正极的外侧片材体85。在本实施方式中,在上述第5金属箔层15的上述第3金属箔层13侧(上表面侧)的面的中央部(除周缘部以外的区域)层叠上述第4正极活性物质层24。另外,在本实施方式中,在上述第5金属箔层15的上述第3金属箔层13侧(上表面侧)的面的整面层叠第1粘合剂层71。即,在本实施方式中,在上述第5金属箔层15的上述第3金属箔层13侧(上表面侧)的面上隔着上述第1粘合剂层71层叠上述第4正极活性物质层24(参照图4)。
在上述第3金属箔层13与上述第5金属箔层15之间配置第4隔膜54。另外,在上述第4隔膜54与上述第4负极活性物质层34之间封入电解液5,在上述第4隔膜54与上述第4正极活性物质层24之间封入电解液5(参照图4)。
此外,上述第3金属箔层13的周缘部区域、与上述第5金属箔层15的周缘部区域经由上述第4周缘密封层44而被接合从而密封,因此,能够防止电解液5的漏出(参照图4)。
在上述第3实施方式的蓄电装置组件1中,第4金属箔层14及第5金属箔层15具有端子及外装材料的两功能,因而,本构成中无需进一步的外装材料,因此,作为蓄电装置组件,能够实现轻量化、薄型化、省空间化。另外,上述构成的蓄电装置组件1虽然相当于4个蓄电装置串联连接的构成,但由于相当于连接部位的第1金属箔层11、第2金属箔层12及第3金属箔层13由单层的金属箔形成(由于不是多片金属箔的层叠物),因此,电子在蓄电装置(电池单元等)间的移动变得顺畅,蓄电装置(电池单元等)整体的内阻变小、能够高效地获得能量,还能够抑制发热,并且作为蓄电装置组件整体,能够实现薄型化、轻量化及省空间化。此外,在本实施方式中,第4金属箔层14及第5金属箔层15也由单层的金属箔形成,因此能够实现进一步地薄型化、轻量化、省空间化。
本实用新型中,例如,也可以采用下述构成:以图2所示的构成(相当于2个蓄电装置串联连接的构成)为基础,进一步在第2金属箔层12(由单层的金属箔形成)的外侧串联连接1至多个同样的蓄电装置的构成,或/及,进一步在第3金属箔层13(由单层的金属箔形成)的外侧串联连接1至多个同样的蓄电装置的构成。例如,也可以采用以上述方式串联连接5个以上的蓄电装置的构成,根据需要,能够提供高电压输出的蓄电装置组件(组合电池等)。
上述第1~3实施方式中,由于蓄电装置组件的厚度方向的两侧成为金属箔层(参照图2~4),因此是能够不使用极耳而进行电流动(获取等)的蓄电装置,能够以如上所述的方式构成无极耳的蓄电装置组件1。
或者,也可以通过采用图5、6所示的构成,来构成无极耳型的蓄电装置组件1。该无极耳型的蓄电装置组件1在具有上述第1实施方式的构成的基础上,进一步具有如下所述的构成。第2金属箔层12与第3金属箔层13之间的构成(也包括两金属箔层12、13)与上述第1实施方式(图2)相同,因此对同一构成部标注同一标记,省略其说明。
该无极耳型的蓄电装置组件1具备上述第1实施方式的构成,并且在上述第2金属箔层(由单层的金属箔形成)12的与上述第1金属箔层11相反的一侧(上表面侧)的面,以将该第2金属箔层露出的第1金属露出部9保留的方式,层叠第1绝缘树脂膜8。在本实施方式中,在上述第2金属箔层12中的与上述第1金属箔层11相反的一侧(上表面侧)的面,以将该第2金属箔层露出的第1金属露出部9保留的方式,隔着第3粘接剂层81层叠第1绝缘树脂膜8(参照图6)。
此外,在上述第3金属箔层(由单层的金属箔形成)13的与上述第1金属箔层11相反的一侧(下表面侧)的面,以将该第3金属箔层露出的第2金属露出部19保留的方式,层叠第2绝缘树脂膜18。在本实施方式中,在上述第3金属箔层13的与上述第1金属箔层11相反的一侧(下表面侧)的面,以将该第3金属箔层露出的第2金属露出部19保留的方式,隔着第4粘接剂层82层叠第2绝缘树脂膜18(参照图6)。
另外,在本实施方式中,上述第1金属露出部9设置在第2金属箔层12的与上述第1金属箔层11相反的一侧(上表面侧)的面的中央区域,上述第2金属露出部19设置在上述第3金属箔层13的与上述第1金属箔层11相反的一侧(下表面侧)的面的中央区域(参照图5、6)。
在该图5、6所示的蓄电装置组件中,除了可获得与上述第一实施方式的蓄电装置组件相同的效果以外,通过绝缘树脂膜8,18层叠在器件组件的两侧,能够充分地确保(除金属露出部以外)绝缘性,并且能够充分地确保物理强度。因而,对于在要求具有绝缘性的部位、具有凹凸的部位搭载而言,该蓄电装置组件也能充分地应对。另外,通过存在与负极电导通的第1金属露出部9及与正极电导通的第2金属露出部19,能够经由上述金属露出部9、19而进行电气的授受,因此,具有可不要极耳引线的(不必使用)优点。此外,由于无需极耳引线,因此,不会产生蓄电装置的充放电时的发热集中于引线周围这样的现象,因此,能够延长蓄电装置组件1的寿命(即,能够得到长寿命的蓄电装置组件)。
需要说明的是,本实用新型中,例如,在图2所示的构成的蓄电装置组件中,也可以形成进行电沉积等而在含有负极的外侧片材体84的第2金属箔层12上连接极耳、并且进行电沉积等而在含有正极的外侧片材体85的第3金属箔层13上连接极耳的构成,经由极耳来获取电气。在图3、4所示的构成的蓄电装置组件中,同样地,也可以形成进行电沉积等而在含有负极的外侧片材体84的金属箔层上连接极耳、并且进行电沉积等而在含有正极的外侧片材体85的金属箔层上连接极耳的构成,经由极耳来获取电气。此外,在多个蓄电装置串联连接的构成中,也可以进行同样的操作从而经由极耳来获取电气。
另外,本实用新型中,例如,在图2所示的构成的蓄电装置组件中,也可以形成使含有负极的外侧片材体84的第2金属箔层12在水平方向的外方(图2中为左方向或右方向)延伸的构成、并且形成使含有正极的外侧片材体85的第3金属箔层13在水平方向的外方(图2中为左方向或右方向)延伸的构成,并将上述延长部用作极耳。在图3、4所示的构成的蓄电装置组件中,也是同样的。另外,在串联连接更多的蓄电装置的构成中,也可以将上述延长部用作极耳。
另外,本实用新型中,例如,也可以是下述构成:在图2所示的构成的蓄电装置组件中,形成未设置第2金属箔层12、第2粘合剂层72、第3金属箔层13、第1粘合剂层71的构成,形成进行电沉积等而在露出的第1负极活性物质层31上连接极耳,并且进行电沉积等而在露出的第2正极活性物质层22上连接极耳的构成,经由极耳来获取电气。在图3、4所示的构成的蓄电装置组件中,也可以形成同样的构成,在串联连接更多的蓄电装置的构成中,也可以设为同样的构成。此时,在厚度方向的两外侧的外侧片材体84、85的进一步外侧,也可以层叠没有金属露出部的绝缘树脂层(可以是膜,也可以是涂层等)。
本实用新型中,作为上述金属箔层(上述第1~5金属箔层11、12、13、14、15等),没有特别限定,例如,除镍箔、铝箔等以外,还可举出将多种金属贴合于1层而得到的包层材料、镀铂等。其中,优选使用镍箔,在此情况下,具有如下优点:能够进一步提高相对于电解液等的耐腐蚀性等。上述金属箔层的厚度优选设定为7μm~150μm。特别是在用作锂二次电池的情况下,上述金属箔层优选为厚度为7μm~50μm。
上述正极活性物质层(上述第1~4正极活性物质层21、22、23、24等)没有特别限定,例如,可由向粘合剂(PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠盐等)、PAN(聚丙烯腈)等)中添加盐(例如钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂等)而得到的混合组合物等来形成。上述正极活性物质层的厚度优选设定为2μm~300μm。
也可在上述正极活性物质层中进一步含有炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂。
在设置上述第1粘合剂层71的情况下,通过该第1粘合剂层71而使金属箔层与正极活性物质层的密合性变得更良好,由此能够进一步提高金属箔层与正极活性物质层之间的导电性。
作为上述第1粘合剂层71,没有特别限定,例如,可举出由PVDF、SBR、CMC、PAN等形成的层,例如,能够通过涂布于上述金属箔层的表面来形成。
为提高金属箔层与正极活性物质层之间的导电性,可向上述第1粘合剂层71中进一步添加炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂。
上述第1粘合剂层71的厚度优选设定为0.2μm~10μm。通过设为10μm以下,粘合剂自身能够极力抑制蓄电装置组件1的内阻的增大。
上述第1粘合剂层71虽然也可以不设置,但为提高金属箔层与正极活性物质层的结合性,优选设置在金属箔层与正极活性物质层之间。
作为上述第1周缘粘接剂层61,没有特别限定,例如,可举出由聚氨酯系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂、聚烯烃系粘接剂、弹性体系粘接剂、氟系粘接剂等形成的粘接剂层。其中,优选使用丙烯酸系粘接剂、聚烯烃系粘接剂,在该情况下,能够提高耐电解液性及水蒸气阻隔性。另外,特别优选为由2液固化型的烯烃系粘接剂形成的层。在使用2液固化型的烯烃系粘接剂的情况下,能够充分防止由电解液引起的膨润而导致粘接性降低。需要说明的是,当以蓄电装置组件1的形式构成电池的情况下,上述第1周缘粘接剂层61优选使用酸改性聚丙烯粘接剂、酸改性聚乙烯粘接剂。上述第1周缘粘接剂层61的厚度优选设定为0.5μm~5μm。
作为上述负极活性物质层(上述第1~4负极活性物质层31、32、33、34等),没有特别限定,例如,可由向粘合剂(PVDF、SBR、CMC、PAN等)中添加添加物(例如,石墨、钛酸锂、Si系合金、锡系合金等)而得到的混合组合物等来形成。上述负极活性物质层的厚度优选设定为1μm~300μm。
可在上述负极活性物质层中进一步含有炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂。
在通过上述活性物质的涂布来形成上述负极活性物质层、上述正极活性物质层的情况下,在预先用遮蔽胶带将未涂布活性物质的部分(周缘部等)进行遮蔽(masking)后进行涂布,由此,能够在不使活性物质附着于未涂布活性物质的部分(周缘部等)的情况下,在规定区域形成活性物质层。作为上述遮蔽胶带,可使用在聚酯树脂膜、聚乙烯树脂膜、聚丙烯树脂膜等膜上涂布粘合剂而得到的遮蔽胶带。
在设置有上述第2粘合剂层72的情况下,通过该第2粘合剂层72而使金属箔层与负极活性物质层的密合性变得更好,由此能够进一步提高金属箔层与负极活性物质层之间的导电性。
作为上述第2粘合剂层72,没有特别限定,例如,可举出由PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠盐等)、PAN(聚丙烯腈)等形成的层,例如,能过通过涂布于金属箔层的表面来形成。
为了提高金属箔层与负极活性物质层之间的导电性,可向上述第2粘合剂层72中进一步添加炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂。
上述第2粘合剂层72的厚度优选设定为0.2μm~10μm。通过设为10μm以下,粘合剂自身能够极力抑制蓄电装置组件1的内阻的增大。
上述第2粘合剂层72虽然也可以不设置,但为提高金属箔层与负极活性物质层的结合性,优选设置在金属箔层与负极活性物质层之间。
作为上述第2周缘粘接剂层62,没有特别限定,例如,可举出由聚氨酯系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂、聚烯烃系粘接剂、弹性体系粘接剂、氟系粘接剂等形成的粘接剂层。其中,优选使用丙烯酸系粘接剂、聚烯烃系粘接剂,在该情况下,能够提高耐电解液性及水蒸气阻隔性。另外,特别优选为由2液固化型的烯烃系粘接剂形成的层。在使用2液固化型的烯烃系粘接剂的情况下,能够充分防止由电解液引起的膨润而导致粘接性降低。需要说明的是,当以蓄电装置组件1的形式构成电池的情况下,上述第2周缘粘接剂层62优选使用酸改性聚丙烯粘接剂、酸改性聚乙烯粘接剂。上述第2周缘粘接剂层62的厚度优选设定为0.5μm~5μm。
上述实施方式中,上述周缘密封层(含有热塑性树脂而形成的第1~4周缘密封层41、42、43、44等)是这样形成的:在厚度方向上相邻的2个金属箔层之中、在一个金属箔层的相对面的周缘部层叠的热塑性树脂层41X、42X、43X、44X、与在另一个金属箔层的相对面的周缘部层叠的热塑性树脂层41Y、42Y、43Y、44Y重合、并利用热来熔合从而形成(参照图2~4、6)。作为上述热塑性树脂层41X、42X、43X、44X、41Y、42Y、43Y、44Y,优选由热塑性树脂未拉伸膜形成。上述热塑性树脂未拉伸膜没有特别限定,优选由选自由聚乙烯、聚丙烯、烯烃系共聚物、它们的酸改性物及离聚物组成的组中的至少1种热塑性树脂形成的未拉伸膜来构成。上述热塑性树脂层41X、42X、43X、44X、41Y、42Y、43Y、44Y的厚度分别优选设定为20μm~150μm。
作为上述隔膜(上述第1~4隔膜51、52、53、54等),没有特别限定,例如,可举出
·聚乙烯制隔膜
·聚丙烯制隔膜
·由聚乙烯膜与聚丙烯膜形成的多层膜形成的隔膜
·由在上述的任一者中涂布陶瓷等耐热无机物的湿式或干式的多孔质膜构成的隔膜
等。上述隔膜的厚度优选设定为5μm~50μm。
作为上述电解液5,没有特别限定,优选使用混合非水系电解液,所述混合非水系电解液包含选自由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯及二甲氧基乙烷组成的组中的至少2种电解液;和锂盐。作为上述锂盐,没有特别限定,例如,可举出六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等。作为上述电解液5,也可使用前述混合非水系电解液与PVDF、PEO(聚环氧乙烷)等凝胶化而得到的电解液。
作为上述第1绝缘树脂膜8及第2绝缘树脂膜18,没有特别限定,优选使用拉伸聚酰胺膜(拉伸尼龙膜等)或拉伸聚酯膜。其中,特别优选使用双轴拉伸聚酰胺膜(双轴拉伸尼龙膜等)、双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜。需要说明的是,上述第1绝缘树脂膜8及第2绝缘树脂膜18均可以以单层形成,或者,可以以例如由拉伸聚酯膜/拉伸聚酰胺膜形成的多层(由拉伸PET膜/拉伸尼龙膜形成的多层等)来形成。
在上述第1绝缘树脂膜8,在一部分上设置用于确保第1金属露出部9的开口部8X(参照图5、6)。在上述实施方式中,开口部8X在第1绝缘树脂膜8的中央部设置,但不特别限定在上述位置。上述开口部8X的俯视形状也不限于矩形状。
同样地,在上述第2绝缘树脂膜18,在一部分上设置用于确保第2金属露出部19的开口部18X(参照图6)。在上述实施方式中,开口部18X在第2绝缘树脂膜18的中央部设置,但不特别限定在上述位置。上述开口部18X的俯视形状也不限于矩形状。
上述第1绝缘树脂膜8的厚度及上述第1绝缘树脂膜18的厚度均优选设定为5μm~100μm。
在设置上述第3粘接剂层81、上述第4粘接剂层82的情况下,作为上述粘接剂81、82,没有特别限定,优选使用选自由聚酯聚氨酯(polyester urethane)系粘接剂及聚醚聚氨酯(polyether urethane)系粘接剂组成的组中的至少1种粘接剂。作为上述聚酯聚氨酯系粘接剂,例如可举出由作为主剂的聚酯树脂、和作为固化剂的多官能异氰酸酯化合物形成的二液固化型聚酯聚氨酯系树脂粘接剂。作为上述聚醚聚氨酯系粘接剂,例如,可举出由作为主剂的聚醚树脂、和作为固化剂的多官能异氰酸酯化合物形成的二液固化型聚醚聚氨酯系树脂粘接剂。上述第3粘接剂层81的厚度、上述第4粘接剂层82的厚度均优选设定为0.5μm~5μm。可以在上述金属箔层的表面上涂布上述第3粘接剂81后,贴合第1绝缘树脂膜8从而将两者粘接一体化。同样地,可以在上述金属箔层的表面上涂布上述第4粘接剂82后,贴合第2绝缘树脂膜18从而将两者粘接一体化。
即使透着绝缘树脂膜(耐热性树脂拉伸膜等)从外部观察,上述第3粘接剂层81及上述第4粘接剂层82中的粘接剂未涂布部(对应于开口部8X、18X的区域)也与粘接剂涂布区域的光泽度不同,因此,即使在贴合不具有开口部的绝缘树脂膜的状态下,也能从外侧辨别粘接剂未涂布部的位置及形状。而且,通过将上述贴合的绝缘树脂膜中的对应于粘接剂未涂布部的部分除去,能够形成下述构成:形成上述开口部8X、18X而使上述金属露出部9、19。例如,例如,通过对上述贴合的绝缘树脂膜中的粘接剂未涂布部的周缘照射激光,切断与粘接剂未涂布部对应的部分的绝缘树脂膜,能够使上述开口部8X、18X形成,从而形成使所述金属露出部9、19露出的构成。
另外,对于上述第3粘接剂层81及上述第4粘接剂层82,为了容易辨别粘接剂未涂布部,可相对于100质量份的树脂成分而在上述粘接剂中以0.1质量份~5质量份的范围添加有机系颜料、无机系颜料、色素等着色剂。作为上述有机系颜料,没有特别限定,例如可举出色淀红(lake red)、萘酚(naphthol)类、汉萨黄(Hansa yellow)、双偶氮黄(DisazoYellow)、苯并咪唑酮(benzimidazolone)等偶氮系颜料,喹酞酮(quinophthalone)、异吲哚啉(isoindoline)、吡咯并吡咯(pyrrolopyrrole)、二噁嗪(dioxazine)、酞菁蓝(phthalocyanine blue)、酞菁绿(phthalocyanine green)等多环式系颜料,色淀红C、颜料红等色淀颜料等。另外,作为上述无机系颜料,没有特别限定,例如可举出炭黑、氧化钛、碳酸钙、高岭土、氧化铁、氧化锌等。另外,作为上述色素,没有特别限定,例如可举出三钠盐(黄色4号)等黄色色素类、二钠盐(红色3号)等红色色素类、二钠盐(蓝色1号)等蓝色色素类等。
另外,无论是否添加着色剂,通过贴合透明的绝缘树脂膜(耐热性树脂拉伸膜等),均能够容易地辨别粘接剂未涂布部。如果形成在上述第3粘接剂层81、上述第4粘接剂层82的粘接剂中添加上述着色剂、并且贴合透明的绝缘树脂膜(耐热性树脂拉伸膜等)的构成,则粘接剂未涂布部的辨别变得极为容易。
本实用新型中,优选的在上述金属箔层(上述第1~5金属箔层11、12、13、14、15等)的至少层叠上述正极活性物质层的侧的面形成化学转化皮膜。另外,同样地,优选在上述上述金属箔层(上述第1~5金属箔层11、12、13、14、15等)的至少层叠上述负极活性物质层的侧的面形成化学转化皮膜。上述化学转化皮膜是通过对金属箔的表面实施化学转化处理而形成的皮膜,通过实施如上所述的化学转化处理,能够充分地防止由内容物(电解液等)导致的金属箔表面的腐蚀。例如,通过进行如下所述的处理,对金属箔实施化学转化处理。即,对进行过脱脂处理的金属箔的表面上涂布下述1)~3)中的任一水溶液,然后进行干燥,从而实施化学转化处理。
1)混合物的水溶液,所述混合物包含:
磷酸、
铬酸、和
选自由氟化物的金属盐及氟化物的非金属盐组成的组中的至少1种化合物;
2)混合物的水溶液,所述混合物包含:
磷酸、
选自由丙烯酸系树脂、壳聚糖衍生物树脂及酚醛系树组成的组中的至少1种树脂、和
选自由铬酸及铬(III)盐组成的组中的至少1种化合物;
3)混合物的水溶液,所述混合物包含:
磷酸、
选自由丙烯酸系树脂、壳聚糖衍生物树脂及酚醛系树脂组成的组中的至少1种树脂、
选自由铬酸及铬(III)盐组成的组中的至少1种化合物、和
选自由氟化物的金属盐及氟化物的非金属盐组成的组中的至少1种的化合物。
对于上述化学转化皮膜,作为铬附着量(每单面),优选为0.1mg/m2~50mg/m2,特别优选为2mg/m2~20mg/m2
接下来,对本实用新型的蓄电装置组件的制造方法的一例进行说明。首先,分别准备含有两极的片材体83、含有负极的外侧片材体84、含有正极的外侧片材体85及2片隔膜51、52(参照图7)。
即,准备含有两极的片材体83,所述含有两极的片材体83这样形成:在第1金属箔层11的一个面(上表面)的整面层叠第1粘合剂层71,在该粘合剂层71的表面的中央部区域中层叠第1正极活性物质层21,在上述第1金属箔层11的一个面(上表面)层叠的第1粘合剂层71的未形成第1正极活性物质层的周缘部隔着第1周缘粘接剂层61而层叠第1热塑性树脂层41Y,并且在上述第1金属箔层11的另一面(下表面)的整面层叠第2粘合剂层72,在该粘合剂层72的表面的中央部区域中层叠第2负极活性物质层32,在上述第1金属箔层11的另一面(下表面)层叠的第2粘合剂层72的未形成第2负极活性物质层的周缘部隔着第2周缘粘接剂层62而层叠第2热塑性树脂层42X。
另外,准备含有负极的外侧片材体84,所述含有负极的外侧片材体84这样形成:在第2金属箔层12的一个面(下表面)的整面层叠第2粘合剂层72,在该粘合剂层72的表面的中央部区域中层叠第1负极活性物质层31,在上述第2金属箔层12的一个面(下表面)层叠的第2粘合剂层72的未形成第1负极活性物质层的周缘部隔着第2周缘粘接剂层62层叠第1热塑性树脂层41X。
另外,准备含有正极的外侧片材体85,所述含有正极的外侧片材体85这样形成:在第3金属箔层13的一个面(上表面)的整面层叠第1粘合剂层71,在该粘合剂层71的表面的中央部区域中层叠第2正极活性物质层22,在上述第3金属箔层13的一个面(上表面)层叠的第1粘合剂层7的未形成第2正极活性物质层的周缘部隔着第1周缘粘接剂层61层叠第2热塑性树脂层42Y。
另外,准备第1隔膜51及第2隔膜52。然后,在含有负极的外侧片材体84与含有两极的片材体83之间夹持第1隔膜51、并且在含有正极的外侧片材体85与含有两极的片材体83之间夹持第2隔膜52的状态下,通过将上述的重合的含有负极的外侧片材体84、含有两极的片材体83、含有正极的外侧片材体85的各个在上下(厚度方向上)相邻的片材体的周缘部彼此加热加压夹压,从而将含有负极的外侧片材体84的第1热塑性树脂层41X、与含有两极的片材体83的第1热塑性树脂层41Y热封接合,形成第1周缘密封层41,并且,将含有正极的外侧片材体85的第2热塑性树脂层42Y、与含有两极的片材体83的第2热塑性树脂层42X热封接合,从而形成第2周缘密封层42。
需要说明的是,在进行上述夹持操作时,第1隔膜51的两端部被夹持在含有负极的外侧片材体84的第1热塑性树脂层41X的内方侧缘部、与含有两极的片材体83的第1热塑性树脂层41Y的内方侧缘部之间,并且第2隔膜52的两端部被夹持在含有正极的外侧片材体85的第2热塑性树脂层42Y的内方侧缘部、与含有两极的片材体83的第2热塑性树脂层42X的内方侧缘部之间,以此方式配置(夹入)两隔膜51、52(参照图7)。
对于上述热封接合而言,将重合的含有负极的外侧片材体84、含有两极的片材体83、含有正极的外侧片材体85的周缘部的4边之中的3边先暂时密封,接下来从剩余的未密封的1边部,向第1隔膜51与第1负极活性物质层31之间注入电解液5,向第1隔膜51与第1正极活性物质层21之间注入电解液5,并且向第2隔膜52与第2负极活性物质层32之间注入电解液5,向第2隔膜52与第2正极活性物质层22之间注入电解液5,然后,用一对热板等从上下将未密封部位的剩余的1边夹压,从而将4边完全密封接合,从而得到图1、2所示的本实用新型的蓄电装置组件1。
需要说明的是,图3、4、6所示的蓄电装置组件1能够按照上述制造方法的方法来制造。例如,对于制造图3的蓄电装置组件1而言,在图7所示的制造方法中,在上述第2隔膜52下,进一步配置与上述含有两极的片材体83相同构造的含有两极的片材体83,进一步在该追加的含有两极的片材体83与上述含有正极的外侧片材体85之间进一步配置第3隔膜并按与上述同样的方式进行热封即可。
上述制造方法只不过是举出了一个例子,本实用新型并不特别限定于上述制造方法。
实施例
接下来,对本实用新型的具体的实施例进行说明,但本实用新型不特别限定于这些实施例。
<实施例1>
(含有正极的外侧片材体85的制作)
在纵20cm、横30cm、厚度20μm的1片镍箔(JISH4551-2000NW2201)13的一个面(的整面)上,涂布将作为粘合剂的PVDF溶解于作为溶剂的二甲基甲酰胺(DMF)中而得到的粘合剂液,然后,于100℃干燥30秒,由此形成干燥后的厚度为0.5μm的粘合剂层71。
将以钴酸锂为主成分的正极活性物质60质量份、作为结合剂兼电解液保持剂的PVDF10质量份、乙炔黑(导电材料)5质量份、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(有机溶剂)25质量份进行混炼分散而形成糊剂,将该糊剂以75mm×44mm的尺寸涂布于上述粘合剂层71的表面的3处后,于100℃干燥30分钟,接下来,进行热压,从而形成密度4.8g/cm3、干燥后的厚度为30.2μm的正极活性物质层22(参照图8A)。
接下来,在3处正极活性物质层22的每一处上,通过贴合同一尺寸的聚酯粘合胶带而进行正极活性物质层22的遮蔽,然后,在进行了该遮蔽的侧的面上,以2μm的厚度涂布2液固化型的烯烃系粘接剂(第1周缘粘接剂层)61,并于100℃干燥15秒,接下来,在该第1周缘粘接剂上进一步贴合厚度25μm的未拉伸聚丙烯膜40,在40℃的恒温槽中放置3天并进行熟化后,在与上述聚酯粘合胶带的外缘(正极活性物质层3的外缘)相应的位置处仅将未拉伸聚丙烯膜层40切出切口,接下来,通过将聚酯粘合胶带与未拉伸聚丙烯膜(仅切口的内侧部分;仅与粘合胶带对应的区域)一同除去,从而使正极活性物质层22的表面露出(参照图8B)。
接下来,在从正极活性物质层22的露出面的外缘向外方5mm的位置(图8B中双点划线的位置)处遍及全周地进行切出,从而制得3片85mm×54mm的尺寸的含有正极的外侧片材体85(参照图8C,图7)。
通过上述未拉伸聚丙烯膜形成的第2热塑性树脂层42Y的宽度M为5mm(参照图8C)。
(含有负极的外侧片材体84的制作)
在纵20cm、横30cm、厚度20μm的1片镍箔(JISH4551-2000NW2201)12的一个面(的整面)上,涂布将作为粘合剂的PVDF溶解于作为溶剂的二甲基甲酰胺(DMF)中而得到的粘合剂液,然后,于100℃干燥30秒,由此形成干燥后的厚度为0.5μm的粘合剂层72。
将以碳粉为主成分的负极活性物质57质量份、作为结合剂兼电解液保持剂的PVDF5质量份、六氟丙烯和马来酸酐的共聚物10质量份、乙炔黑(导电材料)3质量份、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(有机溶剂)25质量份混炼分散而形成糊剂,将该糊剂以75mm×44mm的尺寸涂布在上述粘合剂层72的表面的3处,然后,于100℃干燥30分钟,接着进行热压,由此形成了密度为1.5g/cm3、干燥后的厚度为20.1μm的负极活性物质层31。
接下来,在3处负极活性物质层31的每一处上,通过贴合同一尺寸的聚酯粘合胶带而进行负极活性物质层31的遮蔽,然后,在进行了该遮蔽的侧的面上,以2μm的厚度涂布2液固化型的烯烃系粘接剂(第二周缘粘接剂层)62,并于100℃干燥15秒,接下来,在该第二周缘粘接剂上进一步贴合厚度25μm的未拉伸聚丙烯膜,在40℃的恒温槽中放置3天并进行熟化后,在与上述聚酯粘合胶带的外缘(负极活性物质层13的外缘)相应的位置处仅将未拉伸聚丙烯膜层切出切口,接下来,通过将聚酯粘合胶带与未拉伸聚丙烯膜(仅切口的内侧部分;仅与粘合胶带对应的区域)一同除去,从而使负极活性物质层31的表面露出
接下来,在从负极活性物质层31的露出面的外缘向外方5mm的位置处遍及全周地进行切出,从而制得3片85mm×54mm的尺寸的负极侧片材体84(参照图7)。
通过上述未拉伸聚丙烯膜形成的第1热塑性树脂层41X的宽度为5mm。
(含有两极的片材体83的制作)
按如下方式得到图7所示的含有两极的片材体83:按照与上述含有正极的外侧片材体85的制作同样的操作,形成下述片材体,其具有:厚度20μm的1片的镍箔11,在该镍箔11的一个面(上表面)的整面形成的粘合剂层71,在该粘合剂层71的表面的中央部区域中层叠的正极活性物质层21、和在上述镍箔11的一个面(上表面)的未形成正极活性物质层的周缘部隔着烯烃系粘接剂(第1周缘粘接剂层)61层叠的第1热塑性树脂层41Y(参照图7);并且,按照与上述含有负极的外侧片材体84的制作同样的操作,形成下述片材体,其具有:在上述1片的镍箔11的另一面(下表面)的整面形成的粘合剂层72,在该粘合剂层72的表面的中央部区域中层叠的负极活性物质层32,和在上述镍箔11的另一面(下表面)的未形成负极活性物质层的周缘部隔着烯烃系粘接剂(第2周缘粘接剂层)62层叠的第2热塑性树脂层42Y(参照图7)。
(蓄电装置组件1的制作)
接下来,如图7所示,在配置在下方的含有正极的外侧片材体85与配置在上方的含有负极的外侧片材体84之间配置含有两极的片材体83,并且在上述含有正极的外侧片材体85与上述含有两极的片材体83之间配置纵85mm×横54mm×厚度8μm的多孔质的第2湿式隔膜52,在上述含有负极的外侧片材体84与上述含有两极的片材体83之间配置纵85mm×横54mm×厚度8μm的多孔质的湿式第1隔膜51。此时,含有正极的外侧片材体85以在第2隔膜52侧存在正极活性物质层22的方式配置,含有负极的外侧片材体84以在第1隔膜51侧存在负极活性物质层31的方式配置,含有两极的片材体83以在下面的第2隔膜52侧存在负极活性物质层32的方式配置(以在上面的第1隔膜51侧存在正极活性物质层21的方式配置)(参照图7)。
接下来,在含有正极的外侧片材体85与含有两极的片材体83之间夹持第2隔膜52、并且含有负极的外侧片材体84与含有两极的片材体83之间夹持第1隔膜51的状态下,从上下将俯视下4边之中的3边用一对200℃的热板以0.2MPa的压力夹压3秒从而进行热密封,从而将3边密封接合。
接下来,使用注射器,从未密封部位的下方侧的1边,将电解液(在碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)以等量体积比配合而得到的混合溶剂中,以1摩尔/L的浓度溶解六氟磷酸锂(LiPF6)而得到)分别向第2隔膜52与正极活性物质层22之间及第2隔膜52与负极活性物质层32之间注入0.5mL,然后,通过真空密封,进行暂时密封。另外,使用注射器,从未密封部位的上方侧的1边,将相同电解液分别向第1隔膜51与正极活性物质层21之间及第1隔膜51与负极活性物质层31之间注入0.5mL,然后,通过真空密封,进行暂时密封。
然后,进行充电直至产生4.2V的电池电压,在从电极、隔膜等产生气体后,以3.0V的放电状态并且0.086MPa的减压下,从上下将未密封部位的剩余1边用一对200℃的热板以0.2MPa的压力夹压,从而进行3秒热密封,由此将4边完全地密封接合,得到图1、2所示的构成的、电池容量为19.6mAh的模拟的组合电池(蓄电装置组件)1。
<实施例2>
在由实施例1得到的含有正极的外侧片材体85及含有负极的外侧片材体84的各自上,进一步设置如下所述的附加构成,除此以外,按照与实施例1同样的操作,得到图5、6所示的构成的、电池容量为19.5mAh的模拟的组合电池(蓄电装置组件)1。
进行下述操作而设置附加构成。即,在由实施例1得到的含有正极的外侧片材体85的镍箔(第3金属箔层)13的另一面(与形成有正极活性物质层22的侧相反的一侧的面)的中央部,粘贴5mm×5mm的尺寸的聚酯粘合胶带从而进行遮蔽,然后,在进行了该遮蔽的侧的面的整面,以2μm的厚度涂布聚酯聚氨酯系粘接剂(第4粘接剂层)82并于100℃干燥15秒,接下来,在该第4粘接剂层82上贴合厚度15μm的双轴拉伸聚酰胺膜(第2绝缘树脂膜层)18,在40℃的恒温槽中放置3天并进行熟化后,在与上述聚酯粘合胶带的外缘相应的位置处仅将双轴拉伸聚酰胺膜切出切口,接下来,将该部分的双轴拉伸聚酰胺膜与聚酯粘合胶带一同除去,从而在双轴拉伸聚酰胺膜18的中央部设置开口部18X,由此,使5mm×5mm的尺寸的第2金属露出部19在镍箔(第3金属箔层)13的另一面(下表面)的中央部露出(参照图6),得到含有正极的外侧片材体85。
另外,同样地,在由实施例1得到的含有负极的外侧片材体84的镍箔(第2金属箔层)12的另一面(与形成有负极活性物质层31的侧相反的一侧的面)的中央部,粘贴5mm×5mm的尺寸的聚酯粘合胶带从而进行遮蔽,然后,在进行了该遮蔽的侧的面的整面,以2μm的厚度涂布聚酯聚氨酯系粘接剂(第3粘接剂层)81并于100℃干燥15秒,接下来,在该第3粘接剂层81上贴合厚度15μm的双轴拉伸聚酰胺膜(第1绝缘树脂膜层)8,在40℃的恒温槽中放置3天并进行熟化后,在与上述聚酯粘合胶带的外缘相应的位置处仅将双轴拉伸聚酰胺膜切出切口,接下来,将该部分的双轴拉伸聚酰胺膜与聚酯粘合胶带一同除去,从而在双轴拉伸聚酰胺膜8的中央部设置开口部8X,由此,使5mm×5mm的尺寸的第1金属露出部9在镍箔(第2金属箔层)12的另一面(上表面)的中央部露出(参照图6),得到含有负极的外侧片材体84。
使用由此获得的含有正极的外侧片材体85、含有负极的外侧片材体84,按与实施例1同样的方式,通过实施蓄电装置组件的制作工序,得到图5、6所示的构成的、电池容量为19.5mAh的模拟的组合电池(蓄电装置组件)1。
[表1]
针对按照上述方式得到的实施例1、2的各组合电池,测定初始电压(V)及内阻值(mΩ)。将其结果适于表1。
由表1可知,本实用新型的实施例1、2的组合电池(蓄电装置组件)依次分别得到了8.2V、8.3V的初始电压,另外内阻值也抑制为较低。
工业实用性
本实用新型涉及的蓄电装置组件及由本实用新型的制造方法得到的蓄电装置组件由于可得到高输出,因此可用于例如电动工具用途、车载用途、可再生能源回收用途、数码相机用途、小型四驱车用途等。
作为本实用新型的蓄电装置组件,例如可举出:
·锂二次电池(锂离子电池,锂聚合物电池等)等蓄电装置
·锂离子电容器
·双电层电容器
·全固态电池;等,但不特别限定于此。
本申请主张于2016年11月25日提出申请的日本专利申请特愿2016-228682号的优先权,其公开内容直接构成本申请的一部分。
在此所使用的术语及说明是用于说明本实用新型的实施方式而使用的,本实用新型并不受其限制,如果在权利要求范围之内,只要不超出其主旨,则本实用新型允许任何设计变更。

Claims (3)

1.蓄电装置组件,其特征在于,所述蓄电装置组件为串联层叠体,
所述串联层叠体包含多片含有两极的片材体,所述含有两极的片材体具有:由单层的金属箔形成的金属箔层、在所述金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的正极活性物质层、和在所述金属箔层的另一面的一部分区域中层叠的负极活性物质层,
所述多片含有两极的片材体以所述正极活性物质层与所述负极活性物质层在厚度方向上交替配置的方式,在厚度方向层叠,
在厚度方向上相邻的所述含有两极的片材体中,在一个含有两极的片材体的正极活性物质层、与另一个含有两极的片材体的负极活性物质层之间配置隔膜,
在厚度方向上相邻的所述含有两极的片材体中,一个含有两极的片材体的金属箔层的所述一个面的未形成正极活性物质层的周缘部区域、与另一个含有两极的片材体的金属箔层的所述另一面的未形成负极活性物质层的周缘部经由周缘密封层而接合,所述周缘密封层是含有热塑性树脂而形成的。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置组件,进一步具有:
含有负极的外侧片材体,所述含有负极的外侧片材体包含:在所述串联层叠体的厚度方向的一侧配置的金属箔层、和在所述金属箔层的所述串联层叠体侧的面的一部分区域中层叠的负极活性物质层,和含有正极的外侧片材体,所述含有正极的外侧片材体包含:在所述串联层叠体的厚度方向的另一侧配置的金属箔层、和在所述金属箔层的所述串联层叠体侧的面的一部分区域中层叠的正极活性物质层,
在所述含有负极的外侧片材体的负极活性物质层、与所述串联层叠体的厚度方向的一端侧的正极活性物质层之间配置隔膜,
在所述含有正极的外侧片材体的正极活性物质层、与所述串联层叠体的厚度方向的另一端侧的负极活性物质层之间配置隔膜,
所述含有负极的外侧片材体的金属箔层的未形成负极活性物质层的周缘部区域、与所述串联层叠体的厚度方向的所述一端侧的金属箔层的未形成正极活性物质层的周缘部区域经由周缘密封层接合,所述周缘密封层是含有热塑性树脂而形成的,
所述含有正极的外侧片材体的金属箔层的未形成正极活性物质层的周缘部区域、与所述串联层叠体的厚度方向的所述另一端侧的金属箔层的未形成负极活性物质层的周缘部区域经由周缘密封层接合,所述周缘密封层是含有热塑性树脂而形成的。
3.蓄电装置组件,其特征在于,包含:
含有两极的片材体,所述含有两极的片材体具有:由单层的金属箔形成的第1金属箔层、在所述第1金属箔层的一个面的一部分区域中层叠的第1正极活性物质层、和在所述第1金属箔层的另一面的一部分区域中层叠的第2负极活性物质层,
含有负极的外侧片材体,所述含有负极的外侧片材体包含:在所述第1金属箔层的所述一个面侧配置的第2金属箔层、和在所述第2金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的一部分区域中层叠的第1负极活性物质层,
含有正极的外侧片材体,所述含有正极的外侧片材体包含:在所述第1金属箔层的所述另一面侧配置的第3金属箔层、和在所述第3金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的一部分区域中层叠的第2正极活性物质层,
在所述第1正极活性物质层与所述第1负极活性物质层之间配置的第1隔膜,和
在所述第2正极活性物质层与所述第2负极活性物质层之间配置的第2隔膜,
所述第1金属箔层的所述一个面的未形成第1正极活性物质层的周缘部区域、与所述第2金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的未形成第1负极活性物质层的周缘部区域经由第1周缘密封层接合,所述第1周缘密封层含有热塑性树脂而形成,
所述第1金属箔层的所述另一面的未形成第2负极活性物质层的周缘部区域、与所述第3金属箔层的所述第1金属箔层侧的面的未形成第2正极活性物质层的周缘部区域经由第2周缘密封层接合,所述第2周缘密封层含有热塑性树脂而形成。
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