WO2025075039A1 - 蓄電デバイス、蓋体、蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electricity storage device, a lid, and a method for manufacturing an electricity storage device.
- the exterior body when the internal pressure increases, the exterior body may break, and at least one of the gas and the electrolyte may be released.
- the internal pressure when the internal pressure increases, it is not possible to specify in advance the location where the exterior body will break. Therefore, depending on the environment in which the electricity storage device is used, there is a risk that an undesirable location in the exterior body may break, and at least one of the gas and the electrolyte may be released.
- the present invention aims to provide an electricity storage device that can limit the area where the exterior body breaks when the internal pressure increases, a lid body used in this electricity storage device, and a method for manufacturing this electricity storage device.
- the electricity storage device includes an electrode body and an exterior body that seals the electrode body.
- the exterior body has an exterior film that encases the electrode body, a lid that seals the electrode body together with the exterior film, and a release section that is configured to be partially broken to release at least one of a gas and an electrolyte when the internal pressure of the exterior body increases.
- the electricity storage device is the electricity storage device according to the first aspect, in which the lid body has a lid main body including a portion that is joined to the exterior film, and the release portion includes a portion of the lid main body that is partially configured to be thin.
- the electricity storage device is the electricity storage device according to the first aspect, in which the lid body has a lid main body including a portion that is joined to the exterior film, and the release portion includes a portion of the lid main body in which a recess is formed.
- the electric storage device is the electric storage device according to the first aspect, in which the exterior body has at least two lids, the breaking strength of one of the lids is lower than the breaking strength of the other lid, and the release portion is formed in one of the lids.
- the energy storage device is the energy storage device according to the first aspect, in which the exterior body includes at least two lid bodies, the exterior body has a lid sealing portion where the lid body and the exterior film are bonded, the bonding strength of the lid sealing portion of one of the lid bodies is lower than the bonding strength of the lid sealing portion of the other lid body, and the release portion is formed in the lid sealing portion of one of the lid bodies.
- the sixth aspect of the present invention relates to an electricity storage device according to the first aspect, in which the exterior body has a lid sealing portion where the lid body and the exterior film are joined, and the release portion includes a portion of the lid sealing portion where the joining strength is partially reduced.
- the seventh aspect of the present invention is an electric storage device according to the first aspect, in which the lid body has a lid body and a covering body that joins the lid body and the exterior film, and the release portion is a portion where the bonding strength between the lid body and the covering body is lower than the bonding strength between the covering body and the exterior film.
- the energy storage device is the energy storage device according to the first aspect, wherein the lid body has a lid main body joined to the exterior film, at least a portion of the portion of the lid main body joined to the exterior film is configured to include a shape memory alloy, the release portion includes a portion of the lid main body configured to include the shape memory alloy, and the exterior body is configured such that when the temperature of the exterior body increases with an increase in internal pressure of the exterior body, the portion of the lid main body configured to include the shape memory alloy returns to its original shape, thereby partially destroying the exterior body.
- the electricity storage device is the electricity storage device according to the first aspect, in which the release section has a through hole formed in the lid and a barrier film that closes the through hole.
- the lid body according to the tenth aspect of the present invention is a lid body used as an exterior body for an electricity storage device, and has a lid body, the lid body including a part that is breakable when the internal pressure of the exterior body increases and that is partially thin.
- the lid body according to an eleventh aspect of the present invention is a lid body used as an exterior body for an electricity storage device, and has a lid body, and the lid body includes a portion that breaks when the internal pressure of the exterior body increases, or a portion that can destroy an element that constitutes the exterior body, and includes a portion in which a recess is formed.
- the electricity storage device, lid, and method of manufacturing the electricity storage device according to the present invention allow the location of the exterior body that breaks when the internal pressure increases to be limited.
- FIG. 1 is a perspective view of an electricity storage device according to an embodiment. 4 is a diagram showing a method for measuring the seal strength of a second sealing portion of the electricity storage device in FIG. 1 .
- 2 is a cross-sectional view showing a layer structure of an exterior film included in the electricity storage device of FIG. 1 .
- FIG. 2 is a diagram showing a state in which an exterior film provided on the electricity storage device in FIG. 1 is unfolded.
- FIG. 2 is a perspective view of a lid provided in the electricity storage device of FIG. 1 .
- 1B is a cross-sectional view taken along line D5-D5 in FIG. 1A.
- 1B is a cross-sectional view taken along line D6-D6 in FIG. 1A.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line D5-D5 in FIG. 1A.
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line D6-D6 in FIG. 1A.
- the direction of the arrow UD indicates the thickness direction of the electric storage device 10
- the direction of the arrow LR indicates the width direction of the electric storage device 10
- the direction of the arrow FB indicates the depth direction of the electric storage device 10.
- the directions indicated by the arrows UDLRFB are common to the following figures.
- the shape of the electrode body 20 is an approximately rectangular parallelepiped.
- approximately rectangular parallelepiped includes not only a perfect rectangular parallelepiped, but also a solid that can be regarded as a rectangular parallelepiped by modifying the shape of a portion of the outer surface, for example.
- the shape of the electrode body 20 may be, for example, a cylinder or a polygonal prism.
- One end 31 of the current collector 30 (see Figure 6) is connected to the lid 60.
- the exterior body 40 seals the electrode body 20.
- the exterior body 40 includes an exterior film 50 and a lid body 60.
- the exterior film 50 encases the electrode body 20.
- the exterior film 50 is wrapped around the electrode body 20.
- the lid body 60 is disposed on the side of the electrode body 20 in the FB direction.
- the electrode body 20 may be housed inside the exterior film 50 configured in a cylindrical shape so that openings are formed at both ends in the FB direction, and the openings may be closed by the lid body 60.
- the electrode body 20 connected to the lid body 60 may be housed inside the exterior film 50 configured in a cylindrical shape so that openings are formed, and the openings may be closed by the lid body 60.
- the exterior film 50 is wrapped so as to contact the outer surface of the electrode body 20.
- the exterior film 50 is wrapped so as to contact the outer surface of the electrode body 20.
- the exterior film 50 is a laminate (laminate film) having, for example, a base layer 51, a barrier layer 52, and a heat-sealable resin layer 53 in this order.
- the exterior film 50 does not need to include all of these layers, and for example, the barrier layer 52 may not be included. That is, the exterior film 50 may be made of a material that is flexible and easy to bend, and may be made of, for example, a resin film.
- the exterior film 50 is preferably heat-sealable.
- the innermost and outermost layers of the exterior film 50 may be heat-sealable resin layers 53. In this case, the exterior film 50 may encase the electrode body 20 and the lid body 60 by joining the outermost and innermost layers.
- the exterior film 50 may be composed of a laminate having at least a barrier layer 52 and a heat-sealable resin layer 53 in this order.
- the base layer 51 is a layer that is provided as necessary, and the side of the barrier layer 52 opposite the heat-sealable resin layer 53 is the outermost layer, and the heat-sealable resin layer 53 is the innermost layer.
- the overall thickness of the exterior film 50 can be selected as desired. From the viewpoint of strength, the thickness of the exterior film 50 is preferably 50 ⁇ m or more. From the viewpoint of formability or conformability, the thickness of the exterior film 50 is preferably 1200 ⁇ m or less. The thickness of the exterior film 50 is preferably within the range of 50 ⁇ m or more and 1200 ⁇ m or less.
- the substrate layer 51 included in the exterior film 50 is a layer for imparting heat resistance to the exterior film 50 and suppressing the occurrence of pinholes that may occur during processing or distribution.
- the substrate layer 51 is composed of, for example, at least one layer of a stretched polyester resin layer and a stretched polyamide resin layer.
- the barrier layer 52 can be protected during processing of the exterior film 50 and breakage of the exterior film 50 can be suppressed.
- the stretched polyester resin layer is preferably a biaxially stretched polyester resin layer
- the stretched polyamide resin layer is preferably a biaxially stretched polyamide resin layer.
- the stretched polyester resin layer is more preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film
- the stretched polyamide resin layer is more preferably a biaxially stretched nylon (ONy) film.
- the substrate layer 51 may be composed of both a stretched polyester resin layer and a stretched polyamide resin layer. From the standpoint of film strength, the thickness of the base layer 51 is preferably, for example, 5 to 300 ⁇ m, and more preferably 5 to 150 ⁇ m.
- the vapor deposition film examples include metal vapor deposition film, inorganic oxide vapor deposition film, and carbon-containing inorganic oxide vapor deposition film
- the resin layer examples include fluorine-containing resins such as polyvinylidene chloride, polymers mainly composed of chlorotrifluoroethylene (CTFE), polymers mainly composed of tetrafluoroethylene (TFE), polymers having fluoroalkyl groups, and polymers mainly composed of fluoroalkyl units, and ethylene-vinyl alcohol copolymers.
- CTFE chlorotrifluoroethylene
- TFE tetrafluoroethylene
- the barrier layer 52 examples include resin films having at least one layer of these vapor deposition films and resin layers. The barrier layer 52 may be provided in multiple layers.
- the barrier layer 52 includes a layer composed of a metal material.
- metal materials constituting the barrier layer 52 include aluminum alloys, stainless steel, titanium steel, and steel plates, and when used as a metal foil, it is preferable to use at least one of aluminum alloy foil and stainless steel foil.
- the layer made of the above-mentioned metal material may contain recycled metal material.
- recycled metal material include recycled aluminum alloy, stainless steel, titanium steel, or steel plate. These recycled materials can be obtained by known methods. Recycled aluminum alloy can be obtained by the manufacturing method described in WO 2022/092231.
- the barrier layer 52 may be made of only recycled material, or may be made of a mixture of recycled and virgin materials. Note that recycled metal material refers to metal material that has been made reusable by collecting, isolating, and refining various products used in the city and waste from manufacturing processes. Also, virgin metal material refers to new metal material that has been refined from natural metal resources (raw materials) and is not recycled material.
- the aluminum alloy foil is more preferably a hard aluminum alloy foil made of, for example, a work-hardened aluminum alloy.
- the hard aluminum alloy foil include aluminum alloy foils having a composition specified in JIS H4160:1994 A8021H-H18, JIS H4160:1994 A8079H-H18, JIS H4000:2014 A8021P-H14, or JIS H4000:2014 A8079P-H14.
- the aluminum alloy foil is preferably an aluminum alloy foil containing magnesium.
- the magnesium content is preferably 0.2 to 5.6% by mass, and more preferably 0.2 to 3.0% by mass.
- Examples of aluminum alloy foils containing magnesium include aluminum alloy foils having compositions specified in JIS H4000:2017 A5005P-O, JIS H4000:2017 A5050P-O, and JIS H4000:2017 A5052P-O.
- stainless steel foil examples include austenitic, ferritic, austenitic-ferritic, martensitic, and precipitation hardened stainless steel foils. From the viewpoint of providing an exterior film 50 with excellent formability, it is preferable that the stainless steel foil is made of austenitic stainless steel.
- the thickness of the barrier layer 52 should be such that it at least functions as a barrier layer to prevent the penetration of moisture, and may be, for example, about 5 to 1000 ⁇ m.
- the thickness of the barrier layer 52 is preferably about 85 ⁇ m or less, more preferably about 50 ⁇ m or less, even more preferably about 40 ⁇ m or less, and particularly preferably about 35 ⁇ m or less.
- the thickness of the barrier layer 52 is preferably about 9.0 ⁇ m or more, more preferably about 20 ⁇ m or more, and more preferably about 25 ⁇ m or more.
- the thickness of the barrier layer 52 is preferably about 35 ⁇ m or more, more preferably about 45 ⁇ m or more, even more preferably about 50 ⁇ m or more, and even more preferably about 55 ⁇ m or more, and is preferably about 200 ⁇ m or less, more preferably about 85 ⁇ m or less, even more preferably about 75 ⁇ m or less, and even more preferably about 70 ⁇ m or less.
- the preferable ranges are about 35 to 200 ⁇ m, about 35 to 85 ⁇ m, about 35 to 75 ⁇ m, about 35 to 70 ⁇ m, about 45 to 200 ⁇ m, about 45 to 85 ⁇ m, about 45 to 75 ⁇ m, about 45 to 70 ⁇ m, about 50 to 200 ⁇ m, about 50 to 85 ⁇ m, about 50 to 75 ⁇ m, about 50 to 70 ⁇ m, about 55 to 200 ⁇ m, about 55 to 85 ⁇ m, about 55 to 75 ⁇ m, and about 55 to 70 ⁇ m.
- the exterior film 50 has high formability, which makes deep drawing easy and can contribute to increasing the capacity of the electricity storage device.
- the thickness of the stainless steel foil is preferably about 60 ⁇ m or less, more preferably about 50 ⁇ m or less, even more preferably about 40 ⁇ m or less, even more preferably about 30 ⁇ m or less, and particularly preferably about 25 ⁇ m or less.
- the thickness of the stainless steel foil is preferably about 10 ⁇ m or more, more preferably about 15 ⁇ m or more.
- Preferred ranges for the thickness of the stainless steel foil include about 10 to 60 ⁇ m, about 10 to 50 ⁇ m, about 10 to 40 ⁇ m, about 10 to 30 ⁇ m, about 10 to 25 ⁇ m, about 15 to 60 ⁇ m, about 15 to 50 ⁇ m, about 15 to 40 ⁇ m, about 15 to 30 ⁇ m, and about 15 to 25 ⁇ m.
- the barrier layer 52 when the barrier layer 52 is an aluminum foil, it is preferable that at least the surface opposite to the base layer 51 is provided with a corrosion-resistant film in order to prevent dissolution and corrosion.
- the barrier layer 52 may be provided with a corrosion-resistant film on both sides.
- the corrosion-resistant film refers to a thin film that is provided with corrosion resistance (e.g., acid resistance, alkali resistance, etc.) on the barrier layer 52 by performing, for example, hydrothermal conversion treatment such as boehmite treatment, chemical conversion treatment, anodizing treatment, plating treatment such as nickel or chromium, or corrosion prevention treatment by applying a coating agent on the surface of the barrier layer 52.
- the exterior film 50 has one or more layers with a buffer function (hereinafter referred to as "buffer layer") outside the heat-sealable resin layer 53, and more preferably outside the barrier layer 52.
- the buffer layer may be laminated on the outside of the base layer 51, or the base layer 51 may also function as a buffer layer.
- the multiple buffer layers may be adjacent to each other, or may be laminated via the base layer 51, the barrier layer 52, etc.
- the lower limit of the thickness of the buffer layer is preferably 0.5 mm.
- the upper limit of the thickness of the buffer layer is preferably 10 mm, more preferably 5 mm, and even more preferably 2 mm.
- the preferred range of the thickness of the buffer layer is 0.5 mm to 10 mm, 0.5 mm to 5 mm, or 0.5 mm to 2 mm.
- the covering portion 72 is covered by a covering body 90.
- the covering portion 72 is frame-shaped and rises from the first surface 71A of the base portion 71.
- the covering portion 72 has a first covering portion 72A, a second covering portion 72B, and a third covering portion 72C.
- the first covering portion 72A constitutes the upper surface of the lid body 70.
- the first covering portion 72A extends in a first direction (in this embodiment, the LR direction) in a front view of the lid body 70.
- the second covering portion 72B and the third covering portion 72C are connected to the first covering portion 72A and constitute the side surface of the lid body 70.
- At least a portion of the surface 72X of the covering portion 72 is covered by the covering body 90. In this embodiment, the entire surface 72X of the covering portion 72 is covered by the covering body 90.
- the lid body 70 and the joint 80 may be made of the same conductive material or different conductive materials. At least one of the lid body 70 and the joint 80 may be made of partially different conductive materials.
- the lid body 70 and the joint 80 may be integrally constructed, or may be constructed separately and joined. When the lid body 70 and the joint 80 are integrally constructed, the lid body 70 and the joint 80 can be manufactured by, for example, cutting, polishing, electric discharge machining, cutting, pressing, casting, plastic processing, sintering, 3D printing, or forging. When the lid body 70 and the joint 80 are constructed separately, the lid body 70 and the joint 80 may be joined by welding, recessed and projecting, or crimping. The lid body 70 and the joint 80 can be manufactured by any method, without being limited to these.
- the joint 80 has a first end 81 and a second end 82.
- the first end 81 is one end in the FB direction.
- the first end 81 is connected to the underside of the base 71.
- the second end 82 is the other end in the FB direction.
- the portion of the joint 80 including the first end 81 is sandwiched between the second covering portion 72B and the third covering portion 72C.
- the joint 80 is joined to the current collector 30, for example, by ultrasonic bonding.
- the second end 82 of the joint 80 is formed in a position that does not overlap with the lid body 70 in a plan view.
- the second end 82 may be formed in a position spaced apart from the exterior film 50.
- the second end 82 and the exterior film 50 are less likely to come into contact with each other. This reduces damage to the exterior film 50 caused by contact between the joint 80 and the exterior film 50.
- the thickness HA of the joint 80 can be selected arbitrarily. It is preferable that the joint 80 has a thickness that allows it to be easily bent so that the position of the second end 82 can be adjusted within the exterior body 40. It is preferable that the joint 80 has a certain degree of thickness so that the joint 80 is not damaged even when an external force is applied to the exterior body 40. From this perspective, it is preferable that the minimum value of the thickness HA of the joint 80 is, for example, 0.05 mm. It is preferable that the maximum value of the thickness HA of the joint 80 is, for example, 16 mm. The preferred range of the thickness HA of the joint 80 is 0.6 mm to 0.05 mm. Note that the thickness HA of the joint 80 may vary depending on the location. When the thickness HA of the joint 80 varies depending on the location, the thickness HA of the joint 80 is the thickness of the thickest part.
- the lid seal portion 91 further includes boundaries 92, 93, 94, and 95.
- Boundary 92 is the boundary between the first seal surface 91A and the second seal surface 91B.
- Boundary 93 is the boundary between the first seal surface 91A and the third seal surface 91C.
- Boundary 94 is the boundary between the fourth seal surface 91D and the second seal surface 91B.
- Boundary 95 is the boundary between the fourth seal surface 91D and the third seal surface 91C.
- the shapes of the boundaries 92 to 95 may be angular, or may be rounded by applying R processing. In this embodiment, boundaries 92 to 95 are angular.
- polyolefins include polyethylenes such as low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and linear low-density polyethylene; ethylene- ⁇ -olefin copolymers; polypropylenes such as homopolypropylene, block copolymers of polypropylene (e.g., block copolymers of propylene and ethylene), and random copolymers of polypropylene (e.g., random copolymers of propylene and ethylene); propylene- ⁇ -olefin copolymers; and ethylene-butene-propylene terpolymers.
- polyolefin resin is a copolymer, it may be a block copolymer or a random copolymer. Of these, polypropylene is preferred as the resin material because of its excellent heat fusion properties and electrolyte resistance.
- the resin as the resin material may contain a filler as necessary.
- fillers include glass beads, graphite, glass fiber, and carbon fiber.
- the melt mass flow rate of the resin material contained in the material constituting the coating 90 is preferably in the range of 1 g/10 min to 100 g/10 min, and more preferably in the range of 5 g/10 min to 80 g/10 min.
- the melt mass flow rate is measured based on JIS K7210-1:2014.
- the measurement temperature for the melt mass flow rate is 230°C.
- the lid body 70 may be made to include a resin material.
- the cover 90 may be omitted.
- an electrode terminal is joined to the lid body 70. The electrode terminal is joined to the current collector 30.
- the heat-resistant substrate layer may be any film made of a heat-resistant resin, such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polymethylpentene (registered trademark), polyacetal cyclic polyolefin, polyethylene, polypropylene, or other unstretched or stretched films.
- a heat-resistant resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polymethylpentene (registered trademark), polyacetal cyclic polyolefin, polyethylene, polypropylene, or other unstretched or stretched films.
- Polyethylene terephthalate is particularly preferred, as it is inexpensive and has high strength.
- the adhesive film preferably has adhesiveness.
- the adhesive film is disposed between the exterior film 50 and the lid 60 and the second sealing portion 100B (described later) is formed, the adhesive film is less likely to shift position relative to the lid 60 and the exterior film 50.
- an adhesive resin into the heat-sealable resin layer of the adhesive film, adhesiveness can be imparted to the adhesive film.
- the adhesive resin include amorphous polyolefins.
- amorphous polyolefins include amorphous polypropylene and copolymers of amorphous propylene and other ⁇ -olefins.
- the content of the adhesive resin in the base material constituting the heat-sealable resin is preferably 10 to 20% by weight or less.
- the lid body 60 When the lid body 60 is plate-shaped, it is preferable that the lid body 60 has a certain thickness so that deformation of the exterior body 40 is suppressed even when the power storage device 10 is arranged on top of each other. From another perspective, when the lid body 60 is plate-shaped, it is preferable that the lid seal portion 91 of the lid body 60 has a certain thickness in the FB direction so that the lid seal portion 91 of the lid body 60 and the exterior film 50 can be suitably heat-sealed when forming the second sealing portion 100B described later.
- the minimum value of the thickness of the lid seal portion 91 of the lid body 60 is, for example, 1.0 mm, more preferably 3.0 mm, and even more preferably 4.0 mm.
- the maximum value of the thickness of the lid seal portion 91 of the lid body 60 is, for example, 20 mm, more preferably 15 mm, and even more preferably 10 mm.
- the maximum value of the thickness of the lid seal portion 91 of the lid body 60 may be 20 mm or more.
- the preferred ranges for the thickness of the lid seal portion 91 of the lid body 60 are 1.0 mm to 20 mm, 1.0 mm to 15 mm, 1.0 mm to 10 mm, 3.0 mm to 20 mm, 3.0 mm to 15 mm, 3.0 mm to 10 mm, 4.0 mm to 20 mm, 4.0 mm to 15 mm, and 4.0 mm to 10 mm.
- the exterior film 50 is wrapped around the electrode body 20, and the facing surfaces of the exterior film 50 (thermally adhesive resin layers 53) are heat sealed to form the first sealed portion 100A.
- the second sealing portion 100B (lid sealing portion 100B) is formed by heat sealing the heat-sealable resin layer 53 of the exterior film 50 and the lid seal portion 91 of the lid body 60.
- the seal strength between the heat-sealable resin layer 53 of the exterior film 50 and the lid seal portion 91 of the lid body 60 may be referred to as the seal strength (bonding strength) of the second sealing portion 100B.
- the seal strength of the second sealing portion 100B is the seal strength between the heat-sealable resin layer 53 and the lid body 60 at the long side portion of the lid seal portion 91, i.e., the lid seal portion 91 extending in the LR (width) direction in FIG. 1A.
- the end of the belt-shaped members 41X, 41Y, and 41Z opposite to the end joined to the lid body 60 is pulled upward in the UD direction (opposite the first surface 41B), thereby measuring the seal strength of each of the belt-shaped members 41X, 41Y, and 41Z.
- the distance between the chucks in the UD direction is 10 mm.
- the seal strength of the belt-shaped members 41X, 41Y, and 41Z is the peak value of each seal strength.
- the seal strength of the second sealing portion 100B is the average value of the seal strength of the belt-shaped members 41X, 41Y, and 41Z.
- the seal strength of the three belt-shaped members is measured by the same method when the length of the lid body 60 in the LR direction is 45 mm or more.
- the obtained seal strength is divided by the arbitrary width X mm and multiplied by 15 to convert it into the seal strength of the three strip members at 15 mm width.
- the seal strength of the second sealing portion 100B is the average value of the seal strengths of the three strip members converted into 15 mm width. Note that when the lid body 60 is divided into multiple parts including long sides and short sides, the seal strength of the second sealing portion 100B is the seal strength of the long side portion of the lid seal portion 91 of the multiple parts.
- the seal strength of the second sealing portion 100B is preferably 40 N/15 mm or more, more preferably 50 N/15 mm or more, more preferably 60 N/15 mm or more, more preferably 70 N/15 mm or more, and even more preferably 85 N/15 mm or more.
- the seal strength of the second sealing portion 100B is 40 N/15 mm or more, the state where the electrode body 20 is sealed by the exterior body 40 is maintained suitably even if the energy storage device 10 is used for, for example, several years (less than 10 years).
- the seal strength of the second sealing portion 100B is 85 N/15 mm or more, the state where the electrode body 20 is sealed by the exterior body 40 is maintained suitably even if the energy storage device 10 is used for, for example, 10 years or more.
- the seal strength of the second sealing portion 100B is preferably 300 N/15 mm or less.
- the preferred range of the seal strength of the second sealing portion 100B is 40N/15mm to 300N/15mm, 50N/15mm to 300N/15mm, 60N/15mm to 300N/15mm, 70N/15mm to 300N/15mm, or 85N/15mm to 300N/15mm.
- the lid body 60 preferably has a protrusion 96 protruding from the lid seal portion 91 so that a gap is unlikely to form between the exterior film 50 and the lid body 60.
- the protrusion 96 may be formed integrally with the covering body 90, or may be formed separately from the covering body 90 and joined to the covering body 90. In this embodiment, the protrusion 96 is formed integrally with the covering body 90.
- the position at which the protrusion 96 is formed in the lid seal portion 91 can be selected arbitrarily.
- a gap between the exterior film 50 and the lid body 60 is likely to form, for example, between the root 100AX of the first sealing portion 100A and the lid body 60.
- the shape of the protrusion 96 can be selected arbitrarily. In this embodiment, the shape of the protrusion 96 is plate-like. The thickness of the protrusion 96 can be selected arbitrarily. In this embodiment, the thickness of the protrusion 96 decreases with increasing distance from the boundary 92. In other words, the protrusion 96 tapers with increasing distance from the boundary 92. The thickness of the protrusion 96 may be constant, or may increase with increasing distance from the boundary 92.
- the emission section 100X is a portion of the second sealing section 100B where the bonding strength is partially reduced.
- the emission section 100X is formed in a portion including the center of the first sealing surface 91A in the LR direction.
- the fourth step of step S14 is carried out after the third step.
- the manufacturing device forms the second sealed portion 110B by heat sealing the exterior film 50 and the lid body 60.
- a release portion 100X is formed in which the bonding strength of the second sealed portion 110B is partially reduced.
- step S15 is carried out before or after the fourth step.
- the manufacturing device forms the first sealed portion 100A by heat-sealing the heat-sealable resin layer 53 in the portion including the first edge 50A of the exterior film 50 and the heat-sealable resin layer 53 in the portion including the second edge 50B while restricting the movement of the electrode body 20 and the lid body 60 and applying tension to the exterior film 50.
- the above-mentioned embodiments are examples of possible forms of the electricity storage device, the lid, and the manufacturing method of the electricity storage device according to the present invention, and are not intended to limit the forms.
- the electricity storage device, the lid, and the manufacturing method of the electricity storage device according to the present invention may take forms different from those exemplified in the embodiments.
- One example is a form in which a part of the configuration of the embodiment is replaced, changed, or omitted, or a form in which a new configuration is added to the embodiment.
- Some examples of modified embodiments are shown. Note that the following modified examples can be combined with each other as long as there is no technical contradiction.
- the first part 281 and the second part 282 may be integrally configured, or may be configured separately and joined.
- the first part 281 and the second part 282 are integrally configured. More specifically, in the second modified example, the first part 281 and the second part 282 are formed by bending one joint 280.
- the joint 280 has a thickness that allows it to be folded, and therefore has flexibility. Therefore, even if an external force such as vibration acts on the energy storage device 10, the joint 280 is unlikely to be damaged. In other words, the joint 280 is highly durable.
- the size of the energy storage device 10 in the FB direction can be made smaller than in a configuration in which the joint extends in the first direction as a whole. Furthermore, since the second end 82 is formed at a position separated from the exterior film 50, the second end 82 and the exterior film 50 are unlikely to come into contact with each other. This prevents damage to the exterior film 50 caused by contact between the joint 280 and the exterior film 50.
- the first portion 281, the second portion 282, and the third portion 383 are integrally configured. More specifically, in the third modified example, one joint 380 is bent to form a first portion 281, a second portion 282, and a third portion 383.
- the power storage device 10 of the third modified example also has the same effect as the power storage device 10 of the second modified example.
- the covering portion 72 may be omitted from the lid body 70.
- the side surface (edge) of the base 71 may be covered by the covering body 90.
- the first end portion 81 of the joint portion 80 may be connected to the second surface 71B of the base 71 or may be connected to the side surface of the base 71.
- Fig. 13 is a cross-sectional view of a lid main body 670 of a lid body 60 included in an electricity storage device 10 of a sixth modified example. Note that the cover body 90 is not shown in Fig. 6.
- the lid body 670 includes a release section 600X.
- the release section 600X is an element in which the strength of the lid body 670 is partially reduced by forming a recess 610 in the lid body 670.
- the recess 610 does not penetrate the lid body 670.
- the recess 610 is, for example, a depression or a cut. In the example shown in FIG. 12, the recess 610 is formed in the covering section 72.
- the recess 610 may also be formed in the base section 71.
- the release section 600X when the internal pressure of the exterior body 40 increases, the release section 600X is likely to break (rupture) before other portions, and gas or the like is likely to be released. Therefore, the sixth modified electricity storage device 10 can obtain the same effect as the electricity storage device 10 of the embodiment.
- FIGS. 14 and 15 are cross-sectional views of the electricity storage device 10 of the seventh modification in a state in which the internal pressure increases and the release portion 700X is destroyed.
- the covering portion 72 of the electricity storage device 10 of the seventh modification has a linear shape as shown in FIG. 6 and the like before the temperature increases, but when the temperature increases with the increase in internal pressure, it deforms as shown in FIG. 14 or 15. In the example shown in FIG.
- the covering portion 72 deforms to be curved.
- the covering portion 72 may also deform to bend. That is, the electricity storage device 10 of the seventh modification is configured such that when the temperature of the exterior body 40 increases with the increase in the internal pressure of the exterior body 40, the portion of the lid body 70 that is configured to include a shape memory alloy returns to its original shape, thereby partially destroying the exterior body 40.
- the partial destruction of the exterior body 40 includes at least one of destruction of a portion of the lid body 70 that is configured to contain a shape memory alloy, and destruction of elements in the vicinity of the portion of the lid body 70 that is configured to contain a shape memory alloy, such as the exterior film 50 and the covering body 90.
- the electricity storage device 10 of the seventh modification when the internal pressure of the exterior body 40 increases, the release portion 700X is likely to be destroyed (ruptured) before other portions, causing the release of gas or the like. Therefore, the electricity storage device 10 of the seventh modification can obtain the same effect as the electricity storage device 10 of the embodiment.
- the electric storage device 10 may have a discharge portion 800X instead of or in addition to the discharge portion 100X.
- the discharge portion 800X is a portion in which the bonding strength between the lid body 70 and the covering body 90 is lower than the bonding strength between the covering body 90 and the exterior film 50.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the electric storage device 10 of the eighth modified example in a state in which the internal pressure rises and the discharge portion 800X is broken.
- the lid body 70 when the internal pressure of the exterior body 40 rises, the lid body 70 is likely to peel off from the covering body 90 while the bonding between the exterior film 50 and the covering body 90 is maintained, and gas or the like is likely to be released.
- FIG. 16 shows a state in which the entire lid body 70 is peeled off from the covering body 90, but the lid body 70 may be partially peeled off from the covering body 90 depending on the range in which the discharge portion 800X is formed.
- the power storage device 10 of the ninth modification includes a discharge portion 900X.
- the discharge portion 900X has a through hole 971X formed in the base 71 of the lid main body 70, and a barrier film 910.
- the through hole 971X penetrates the first surface 71A and the second surface 71B of the base 71.
- the barrier film 910 is bonded to the first surface 71A of the base 71 so as to close the through hole 971X.
- the barrier film 910 may be bonded to the second surface 71B of the base 71 so as to close the through hole 971X.
- the barrier film 910 may be disposed inside the lid main body 70 in the FB direction so as to close the through hole 971X.
- the barrier film 910 is a film including the barrier layer 52 of the exterior film 50 exemplified in the embodiment.
- the through-hole 971X may be closed by the covering 90, and the barrier film 910 may be joined to a portion of the covering 90 that closes the through-hole 971X.
- the electricity storage device 10 of the ninth modification when the internal pressure of the exterior body 40 increases, the barrier film 910 of the release portion 700X is likely to break (rupture) before other portions, causing the release of gas and the like. For this reason, the electricity storage device 10 of the ninth modification can obtain the same effect as the electricity storage device 10 of the embodiment.
- the breaking strength of one of the lid bodies 60 may be configured to be lower than the breaking strength of the other lid body 60.
- the breaking strength of the lid body 60 is determined by the pressure at which the lid body 60 breaks when the lid body 60 is clamped by a jig and air pressure is applied from the first surface 71A or the second surface 71B by a leak tester.
- the release portion 100X is formed in one of the lid bodies 60.
- the difference between the breaking strength of one of the lid bodies 60 and the breaking strength of the other lid body 60 can be selected arbitrarily, but from the viewpoint of suitably forming the release portion 100X, it is preferably 0.05 MPa or more, and more preferably 0.1 MPa or more.
- the electricity storage device 10 of the tenth modification when the internal pressure of the exterior body 40 increases, there is a high possibility that one of the lid bodies 60 will break (rupture) before the other lid body 60, causing the release of gas or the like. For this reason, the electricity storage device 10 of the tenth modification can obtain the same effect as the electricity storage device 10 of the embodiment.
- the bonding strength of the second sealing portion 100B of one of the lid bodies 60 may be configured to be lower than the bonding strength of the second sealing portion 100B of the other lid body 60.
- the release portion 100X is formed in the second sealing portion 100B corresponding to one of the lid bodies 60.
- the power storage device 10 of the eleventh modification when the internal pressure of the exterior body 40 increases, the second sealing portion 100B corresponding to one of the lid bodies 60 is likely to break (peel off) before the other lid body 60, and gas or the like is likely to be released. Therefore, the power storage device 10 of the eleventh modification can obtain the same effect as the power storage device 10 of the embodiment.
- the exterior film 50 of the power storage device 10 may protrude outward from at least one of the two lid bodies 60 in the FB direction.
- the electrode body 20 is sealed by closing the portion of the exterior film 50 that protrudes outward from the lid body 60.
- the portion of the exterior film 50 that protrudes outward from the lid body 60 may be folded like a Gabeltop pouch or a brick pouch.
- it is preferable that the electrode terminal is joined to the second surface 71B of the lid body 60.
- the length of the electrode terminal in the FB direction is preferably a length that is exposed from the portion of the exterior film 50 that protrudes outward from the lid body 60.
- the exterior body 40 may not have one of the two lid bodies 60.
- the electrode body 20 in a portion of the exterior body 40 where the lid body 60 is omitted, the electrode body 20 is sealed by closing a portion of the exterior film 50 that protrudes outward beyond the electrode body 20.
- the portion of the exterior film 50 that protrudes outward beyond the electrode body 20 may be folded like a Gabeltop pouch or a brick pouch.
- the outer shape of the exterior body 40 can be changed as desired.
- the outer shape of the exterior body 40 may be a cylinder, a prism, or a cube.
- Electrode body 40 Exterior body 50: Exterior film 60, 260, 360: Lid body 70, 570, 670: Lid main body 100B: Second sealing portion (lid sealing portion) 100X: Emission section 200X: Emission section 300X: Emission section 400X: Emission section 500X: Emission section 600X: Emission section 700X: Emission section 800X: Emission section 900X: Emission section 910: Barrier film 971X: Through hole
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Abstract
蓄電デバイスは、電極体と、前記電極体を封止する外装体と、を備える。前記外装体は、前記電極体を包む外装フィルムと、前記外装体とともに前記電極体を封止する蓋体と、前記外装体の内圧が上昇した場合に、部分的に破壊されることによってガスおよび電解液の少なくとも一方を放出できるように構成された放出部と、を有する。
Description
本発明は、蓄電デバイス、蓋体、および、蓄電デバイスの製造方法に関する。
特許文献1は、蓄電デバイスの一例を開示している。この蓄電デバイスは、電極体と、電極体を封止する外装体と、を備える。外装体は、電極体を包む外装フィルムと、外装フィルムと接合される蓋体と、を備える。
上記蓄電デバイスは、内圧が上昇した場合に外装体が破壊し、ガスおよび電解液の少なくとも一方が放出されることがある。上記蓄電デバイスは、内圧が上昇した場合に外装体が破壊する箇所を予め特定することができない。このため、蓄電デバイスの使用環境によっては、外装体のうちの好ましくない位置が破壊し、ガスおよび電解液の少なくとも一方が放出されるおそれがある。
本発明は、内圧が上昇した場合に外装体が破壊する箇所を限定的な部分とすることができる蓄電デバイス、この蓄電デバイスに用いられる蓋体、および、この蓄電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1観点に係る蓄電デバイスは、電極体と、前記電極体を封止する外装体と、を備える。前記外装体は、前記電極体を包む外装フィルムと、前記外装フィルムとともに前記電極体を封止する蓋体と、前記外装体の内圧が上昇した場合に、部分的に破壊されることによってガスおよび電解液の少なくとも一方を放出できるように構成された放出部と、を有する。
本発明の第2観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記蓋体は、前記外装フィルムと接合される部分を含む蓋本体を有し、前記放出部は、前記蓋本体のうちの部分的に薄く構成された部分を含む。
本発明の第3観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記蓋体は、前記外装フィルムと接合される部分を含む蓋本体を有し、前記放出部は、前記蓋本体のうちの凹部が形成された部分を含む。
本発明の第4観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記外装体は、前記蓋体を少なくとも2つ備え、一方の前記蓋体の破壊強度は、他方の蓋体の破壊強度よりも低く、前記放出部は、前記一方の蓋体に形成される。
本発明の第5観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記外装体は、前記蓋体を少なくとも2つ備え、前記外装体は、前記蓋体と前記外装フィルムとが接合された蓋封止部を有し、一方の前記蓋体の前記蓋封止部の接合強度は、他方の前記蓋体の前記蓋封止部の接合強度よりも低く、前記放出部は、一方の前記蓋体の前記蓋封止部に形成される。
本発明の第6観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記外装体は、前記蓋体と前記外装フィルムとが接合された蓋封止部を有し、前記放出部は、前記蓋封止部のうちの部分的に接合強度が低下した部分を含む。
本発明の第7観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記蓋体は、蓋本体、および、前記蓋本体と前記外装フィルムとを接合する被覆体と、を有し、前記放出部は、前記蓋本体と前記被覆体との接合強度が前記被覆体と前記外装フィルムの接合強度よりも低い部分である。
本発明の第8観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記蓋体は、前記外装フィルムと接合される蓋本体を有し、前記蓋本体のうちの前記外装フィルムと接合される部分の少なくとも一部は、形状記憶合金を含んで構成され、前記放出部は、前記蓋本体のうちの前記形状記憶合金を含んで構成される部分を含み、前記外装体の内圧の上昇に伴い前記外装体の温度が上昇した場合に、前記蓋本体のうちの前記形状記憶合金を含んで構成される部分が元の形状に復帰することによって、前記外装体が部分的に破壊されるように構成される。
本発明の第9観点に係る蓄電デバイスは、第1観点に係る蓄電デバイスであって、前記放出部は、前記蓋体に形成された貫通孔と、前記貫通孔を閉じるバリア性フィルムと、を有する。
本発明の第10観点に係る蓋体は、蓄電デバイスの外装体として用いられる蓋体であって、蓋本体を有し、前記蓋本体は、前記外装体の内圧が上昇した場合に破断可能な部分であって、部分的に薄く構成された部分を含む。
本発明の第11観点に係る蓋体は、蓄電デバイスの外装体として用いられる蓋体であって、蓋本体を有し、前記蓋本体は、前記外装体の内圧が上昇した場合に破断する部分、または、前記外装体を構成する要素を破壊可能な部分であって、凹部が形成された部分を含む。
本発明の第12観点に係る蓋体は、蓄電デバイスの外装体として用いられる蓋体であって、前記蓋体は、前記外装体を構成する外装フィルムと接合される蓋本体を有し、前記蓋本体のうちの前記外装フィルムと接合される部分の少なくとも一部は、形状記憶合金を含んで構成される。
本発明の第13観点に係る蓄電デバイスの製造方法は、電極体と、前記電極体を封止する外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体を包む外装フィルムと、前記外装フィルムとともに前記電極体を封止する蓋体と、前記外装体の内圧が上昇した場合に、破壊されることによってガスおよび電解液の少なくとも一方を放出できるように構成された放出部と、を有する蓄電デバイスの製造方法である。前記蓄電デバイスの製造方法は、前記放出部を形成する工程を含む。
本発明に関する蓄電デバイス、蓋体、および、蓄電デバイスの製造方法によれば、内圧が上昇した場合に外装体が破壊する箇所を限定的な部分とすることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスについて説明する。なお、本明細書において、「~」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2~15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。
[実施形態]
<1-1.蓄電デバイスの構成>
図1Aは、実施形態の蓄電デバイス10を模式的に示す平面図である。図1Bは、図1Aの蓄電デバイス10の第2封止部100Bのシール強度の測定方法に関する図である。図2は、図1Aの蓄電デバイス10が備える外装フィルム50の層構成を示す断面図である。図3は、図1Aの蓄電デバイス10が備える外装フィルム50を広げた状態の図である。図4は、図1Aの蓄電デバイス10が備える蓋体60の斜視図である。図5は、図1AのD5-D5線に沿う断面図である。図6は、図1AのD6-D6線に沿う断面図である。なお、図1Aにおいて、矢印UD方向は蓄電デバイス10の厚み方向を示し、矢印LR方向は蓄電デバイス10の幅方向を示し、矢印FB方向は、蓄電デバイス10の奥行方向を示す。矢印UDLRFBの各々が示す方向は、以後の各図においても共通である。
<1-1.蓄電デバイスの構成>
図1Aは、実施形態の蓄電デバイス10を模式的に示す平面図である。図1Bは、図1Aの蓄電デバイス10の第2封止部100Bのシール強度の測定方法に関する図である。図2は、図1Aの蓄電デバイス10が備える外装フィルム50の層構成を示す断面図である。図3は、図1Aの蓄電デバイス10が備える外装フィルム50を広げた状態の図である。図4は、図1Aの蓄電デバイス10が備える蓋体60の斜視図である。図5は、図1AのD5-D5線に沿う断面図である。図6は、図1AのD6-D6線に沿う断面図である。なお、図1Aにおいて、矢印UD方向は蓄電デバイス10の厚み方向を示し、矢印LR方向は蓄電デバイス10の幅方向を示し、矢印FB方向は、蓄電デバイス10の奥行方向を示す。矢印UDLRFBの各々が示す方向は、以後の各図においても共通である。
蓄電デバイス10は、集電体30を含む電極体20と、外装体40と、を備える。電極体20は、例えば、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池、半固体電池、擬固体電池、ポリマー電池、全樹脂電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、または、コンデンサー等の蓄電部材を構成する電極(正極および負極)ならびに、セパレータ等を含む。本実施形態では、電極体20の形状は、略直方体である。なお、「略直方体」とは、完全な直方体の他に、例えば、外面の一部の形状を修正することによって直方体とみなせるような立体を含む。電極体20の形状は、例えば、円柱または多角柱であってもよい。
集電体30(図6参照)の一方の端部31は蓋体60と接続される。
外装体40は、電極体20を封止する。外装体40は、外装フィルム50および蓋体60を備える。外装フィルム50は、電極体20を包む。本実施形態では、外装フィルム50は、電極体20に巻き付けられる。蓋体60は、FB方向における電極体20の側方に配置される。別の例では、FB方向の両端部に開口部が形成されるように筒状に構成された外装フィルム50の内部に電極体20を収容し、開口部を蓋体60によって閉じてもよい。さらに別の例では、開口部が形成されるように筒状に構成された外装フィルム50の内部に蓋体60と接続された状態の電極体20を収容し、開口部を蓋体60によって閉じてもよい。
例えば、冷間成形を通じて外装フィルム50に電極体20を収容する収容部(窪み)を形成する方法がある。しかし、このような方法によって深い収容部を形成することは必ずしも容易ではない。冷間成形によって収納部(窪み)を深く(たとえば成形深さ15mm)形成しようとすると外装フィルム50にピンホールまたはクラックが発生し、電池性能の低下を招く可能性が高くなる。一方、外装体40は、外装フィルム50を電極体20に巻き付けることによって電極体20を封止しているため、電極体20の厚みに拘わらず容易に電極体20を封止することができる。なお、蓄電デバイス10の体積エネルギー密度を向上させるべく電極体20と外装フィルム50との間のデッドスペースを削減するためには、外装フィルム50が電極体20の外表面に接するように巻き付けられた状態が好ましい。また、全固体電池においては、電池性能を発揮させるために高い圧力を電池外面から均一に掛けることが必要とされている観点からも電極体20と外装フィルム50との間の空間を無くすことが必要とされるため、外装フィルム50が電極体20の外表面に接するように巻き付けられた状態が好ましい。
図2に示されるように、外装フィルム50は、例えば、基材層51、バリア層52、および、熱融着性樹脂層53をこの順に有する積層体(ラミネートフィルム)である。なお、外装フィルム50には、これらの層がすべて含まれている必要はなく、例えば、バリア層52が含まれていなくてもよい。すなわち、外装フィルム50は、フレキシブル性を有し曲げやすい材料で構成されていればよく、例えば、樹脂フィルムで構成されていてもよい。なお、外装フィルム50は、ヒートシール可能であることが好ましい。外装フィルム50は、最内層および最外層が熱融着性樹脂層53であってもよい。この場合、外装フィルム50は、最外層と最内層とが接合されることによって、電極体20および蓋体60を包んでもよい。
外装フィルム50は、少なくとも、バリア層52および熱融着性樹脂層53をこの順に備える積層体から構成されていてもよい。この積層体において、基材層51は必要に応じて設けられる層であり、バリア層52の熱融着性樹脂層53側とは反対側が最外層側になり、熱融着性樹脂層53は最内層になる。
外装フィルム50の全体の厚さは、任意に選択可能である。強度の観点から外装フィルム50の厚さは、50μm以上であることが好ましい。成形性または追従性の観点から、外装フィルム50の厚さは、1200μm以下であることが好ましい。外装フィルム50の厚さは、50μm以上1200μm以下の範囲に含まれることが好ましい。
外装フィルム50に含まれる基材層51は、耐熱性を外装フィルム50に付与し、加工または流通の際に起こり得るピンホールの発生を抑制するための層である。基材層51は、例えば、延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含んで構成される。例えば、基材層51が延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含むことにより、外装フィルム50の加工時にバリア層52を保護し、外装フィルム50の破断を抑制することができる。また、外装フィルム50の引張伸びを大きくする観点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエステル樹脂層であることが好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ポリアミド樹脂層であることが好ましい。さらに、突刺強度または衝撃強度に優れる点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムであることがより好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ナイロン(ONy)フィルムであることがより好ましい。なお、基材層51は、延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の両層を含んで構成されていてもよい。基材層51の厚さは、フィルム強度の点から、例えば5~300μmであることが好ましく、5~150μmであることがより好ましい。
バリア層52は、少なくとも水分の浸入を抑止する層である。バリア層52は、例えば、接着層54を介して基材層51と接合される。バリア層52としては、例えば、バリア性を有する金属箔、蒸着膜、樹脂層などが挙げられる。蒸着膜としては金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜などが挙げられ、樹脂層としてはポリ塩化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)を主成分としたポリマー類やテトラフルオロエチレン(TFE)を主成分としたポリマー類やフルオロアルキル基を有するポリマー、およびフルオロアルキル単位を主成分としたポリマー類などのフッ素含有樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などが挙げられる。また、バリア層52としては、これらの蒸着膜及び樹脂層の少なくとも1層を設けた樹脂フィルムなども挙げられる。バリア層52は、複数層設けてもよい。バリア層52は、金属材料により構成された層を含むことが好ましい。バリア層52を構成する金属材料としては、具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、鋼板などが挙げられ、金属箔として用いる場合は、アルミニウム合金箔、及びステンレス鋼箔の少なくとも一方を含むことが好ましい。
バリア層52において、前述した金属材料により構成された層は、金属材料のリサイクル材を含んでいてもよい。金属材料のリサイクル材としては、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、又は鋼板のリサイクル材が挙げられる。これらのリサイクル材は、それぞれ、公知の方法で入手できる。アルミニウム合金のリサイクル材は、例えば、国際公開第2022/092231号に記載の製造方法によって入手できる。バリア層52は、リサイクル材のみによって構成されてもよいし、リサイクル材とバージン材との混合材料によって構成されもよい。なお、金属材料のリサイクル材とは、いわゆる市中で使用された各種製品や、製造工程から出る廃棄物などを回収・単離・精製などを行って再利用可能な状態にした金属材料をいう。また、金属材料のバージン材とは、金属の天然資源(原材料)から精錬された新品の金属材料であって、リサイクル材でないものをいう。
アルミニウム合金箔は、外装フィルム50の成形性または追従性を向上させる観点から、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム合金などにより構成された軟質アルミニウム合金箔であることがより好ましく、より成形性または追従性を向上させる観点から、鉄を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。鉄を含むアルミニウム合金箔(100質量%)において、鉄の含有量は、0.1~9.0質量%であることが好ましく、0.5~2.0質量%であることがより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた成形性を有する外装フィルム50を得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた外装フィルム50を得ることができる。また、アルミニウム合金箔には、必要に応じて、ケイ素、マグネシウム、銅、マンガンなどが添加されていてもよい。また軟質化は焼鈍処理などで行うことができる。外装フィルム50の機械強度を向上させる観点からは、アルミニウム合金箔は、例えば加工硬化済みのアルミニウム合金などにより構成された硬質アルミニウム合金箔であることがより好ましい。硬質アルミニウム合金箔としては、例えば、JIS H4160:1994 A8021H-H18、JIS H4160:1994 A8079H-H18、JIS H4000:2014 A8021P-H14、又はJIS H4000:2014 A8079P-H14で規定される組成を備えるアルミニウム合金箔が挙げられる。外装フィルム50の機械強度を向上させる観点からは、アルミニウム合金箔は、マグネシウムを含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。マグネシウムを含むアルミニウム合金箔(100質量%)において、マグネシウムの含有量は、0.2~5.6質量%であることが好ましく、0.2~3.0質量%であることがより好ましい。マグネシウムを含むアルミニウム合金箔としては、例えば、JIS H4000:2017 A5005P-O、JIS H4000:2017 A5050P-O、JISH4000:2017 A5052P-Oで規定される組成を備えるアルミニウム合金箔が挙げられる。
また、ステンレス鋼箔としては、オーステナイト系、フェライト系、オーステナイト・フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系のステンレス鋼箔などが挙げられる。さらに成形性に優れた外装フィルム50を提供する観点から、ステンレス鋼箔は、オーステナイト系のステンレス鋼により構成されていることが好ましい。
ステンレス鋼箔を構成するオーステナイト系のステンレス鋼の具体例としては、SUS304、SUS301、SUS316Lなどが挙げられ、これら中でも、SUS304が特に好ましい。
バリア層52の厚みは、金属箔の場合、少なくとも水分の浸入を抑止するバリア層としての機能を発揮すればよく、例えば5~1000μm程度が挙げられる。バリア層52の厚みは、好ましくは約85μm以下、より好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下、特に好ましくは約35μm以下である。また、バリア層52の厚みは、好ましくは約9.0μm以上、さらに好ましくは約20μm以上、より好ましくは約25μm以上である。また、バリア層52の厚みの好ましい範囲としては、9.0~1000μm程度、9.0~1000μm程度、9.0~1000μm程度、9.0~1000μm程度、9.0~85μm程度、9.0~50μm程度、9.0~40μm程度、9.0~35μm程度、20~85μm程度、20~50μm程度、20~40μm程度、20~35μm程度、25~85μm程度、25~50μm程度、25~40μm程度、25~35μm程度が挙げられる。バリア層52がアルミニウム合金箔により構成されている場合、上述した範囲が特に好ましい。また、外装フィルム50に高成形性及び高剛性を付与する観点からは、バリア層52の厚みは、好ましくは約35μm以上、より好ましくは約45μm以上、さらに好ましくは約50μm以上、さらに好ましくは約55μm以上であり、また、好ましくは約200μm以下、より好ましくは約85μm以下、さらに好ましくは約75μm以下、さらに好ましくは約70μm以下であり、好ましい範囲としては、35~200μm程度、35~85μm程度、35~75μm程度、35~70μm程度、45~200μm程度、45~85μm程度、45~75μm程度、45~70μm程度、50~200μm程度、50~85μm程度、50~75μm程度、50~70μm程度、55~200μm程度、55~85μm程度、55~75μm程度、55~70μm程度である。外装フィルム50が高成形性を備えることにより、深絞り成形が容易となり、蓄電デバイスの高容量化に寄与し得る。また、蓄電デバイスが高容量化されると、蓄電デバイスの重量が増加するが、外装フィルム50の剛性が高められることにより、蓄電デバイスの高い密封性に寄与できる。また、特に、バリア層52がステンレス鋼箔により構成されている場合、ステンレス鋼箔の厚みは、好ましくは約60μm以下、より好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下、さらに好ましくは約30μm以下、特に好ましくは約25μm以下である。また、ステンレス鋼箔の厚みは、好ましくは約10μm以上、より好ましくは約15μm以上である。また、ステンレス鋼箔の厚みの好ましい範囲としては、10~60μm程度、10~50μm程度、10~40μm程度、10~30μm程度、10~25μm程度、15~60μm程度、15~50μm程度、15~40μm程度、15~30μm程度、15~25μm程度が挙げられる。
また、バリア層52がアルミニウム箔の場合は、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも基材層51と反対側の面に耐腐食性皮膜を備えていることが好ましい。バリア層52は、耐腐食性皮膜を両面に備えていてもよい。ここで、耐腐食性皮膜とは、例えば、ベーマイト処理などの熱水変成処理、化成処理、陽極酸化処理、ニッケルやクロムなどのメッキ処理、コーティング剤を塗工する腐食防止処理をバリア層52の表面に行ない、バリア層52に耐腐食性(例えば耐酸性、耐アルカリ性など)を備えさせる薄膜をいう。耐腐食性皮膜は、具体的には、バリア層52の耐酸性を向上させる皮膜(耐酸性皮膜)、バリア層52の耐アルカリ性を向上させる皮膜(耐アルカリ性皮膜)などを意味している。耐腐食性皮膜を形成する処理としては、1種類を行なってもよいし、2種類以上を組み合わせて行なってもよい。また、1層だけではなく多層化することもできる。さらに、これらの処理のうち、熱水変成処理および陽極酸化処理は、処理剤によって金属箔表面を溶解させ、耐腐食性に優れる金属化合物を形成させる処理である。なお、これらの処理は、化成処理の定義に包含される場合もある。また、バリア層52が耐腐食性皮膜を備えている場合、耐腐食性皮膜を含めてバリア層52とする。
耐腐食性皮膜は、外装フィルム50の成形時において、バリア層52(例えば、アルミニウム合金箔)と基材層51との間のデラミネーション防止、電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、バリア層52表面の溶解、腐食、特にバリア層52がアルミニウム合金箔である場合にバリア層52表面に存在する酸化アルミニウムが溶解、腐食することを防止し、かつ、バリア層52表面の接着性(濡れ性)を向上させ、ヒートシール時の基材層51とバリア層52とのデラミネーション防止、成形時の基材層51とバリア層52とのデラミネーション防止の効果を示す。
熱融着性樹脂層53は、例えば、接着層55を介してバリア層52と接合される。外装フィルム50に含まれる熱融着性樹脂層53は、外装フィルム50にヒートシールによる封止性を付与する層である。熱融着性樹脂層53としては、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、または、これらのポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。熱融着性樹脂層53の厚さは、シール性および強度の点から、例えば20~300μmであることが好ましく、40~150μmであることがより好ましい。
外装フィルム50は、熱融着性樹脂層53よりも外側に、より好ましくは、バリア層52よりも外側に1または複数の緩衝機能を有する層(以下では、「緩衝層」という)を有していることが好ましい。緩衝層は、基材層51の外側に積層されてもよく、基材層51が緩衝層の機能を兼ね備えてもよい。外装フィルム50が複数の緩衝層を有する場合、複数の緩衝層は、隣接していてもよく、基材層51またはバリア層52等を介して積層されてもよい。
緩衝層を構成する材料は、クッション性を有する材料から任意に選択可能である。クッション性を有する材料は、例えば、ゴム、不織布、または、発泡シートである。ゴムは、例えば、天然ゴム、フッ素ゴム、または、シリコンゴムである。ゴム硬度は、20~90程度であることが好ましい。不織布を構成する材料は、耐熱性に優れる材料であることが好ましい。緩衝層が不織布によって構成される場合、緩衝層の厚さの下限値は、好ましくは、100μm、さらに好ましくは、200μm、さらに好ましくは、1000μmである。緩衝層が不織布によって構成される場合、緩衝層の厚さの上限値は、好ましくは、5000μm、さらに好ましくは、3000μmである。緩衝層の厚さの好ましい範囲は、100μm~5000μm、100μm~3000μm、200μm~5000μm、200μm~3000μm、1000μm~5000μm、または、1000μm~3000μmである。この中でも、緩衝層の厚さの範囲は、1000μm~3000μmが最も好ましい。
緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの下限値は、好ましくは、0.5mmである。緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの上限値は、好ましくは、10mm、さらに好ましくは、5mm、さらに好ましくは、2mmである。緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの好ましい範囲は、0.5mm~10mm、0.5mm~5mm、または、0.5mm~2mmである。
外装フィルム50が緩衝層を有する場合、緩衝層がクッションとして機能するため、蓄電デバイス10が落下したときの衝撃、または、蓄電デバイス10の製造時のハンドリングによって、外装フィルム50が破損することが抑制される。
蓋体60は、蓋本体70と、接合部80と、蓋本体70の一部を被覆する被覆体90と、を有する。蓋体60は、例えば、蓋本体70に対して被覆体90を射出成形することによって製造することができる。
蓋本体70および接合部80は、導電性材料を含んで構成される。「導電性材料を含んで構成される」とは、蓋本体70および接合部80を構成する材料の全体を100質量%としたときに、導電性材料の含有率が50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であることをいうものとする。すなわち、蓋本体70および接合部80を構成する材料は、導電性材料に加え、導電性材料以外の材料を含有することができる。蓋本体70および接合部80は、バリア層52で説明した耐腐食性皮膜を有していることが好ましい。
蓋本体70および接合部80を構成する導電性材料は、例えば、金属材料である。蓋本体70および接合部80を構成する金属材料は、例えば、アルミニウム、アルムニウム合金、ニッケル、銅、または、銅合金である。例えば、電極体20がリチウムイオン電池である場合、正極に接続される蓋本体70および接合部80は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されることが好ましい。負極に接続される蓋本体70および接合部80は、ニッケル、銅、または、銅合金によって構成されることが好ましい。負極に接続される蓋本体70および接合部80を構成する材料は、銅にニッケルめっきを施したものとしてもよい。蓋本体70および接合部80を構成する材料は、金属材料のリサイクル材を含んでいてもよい。蓋本体70は、基部71および被覆部72を有する。
図4および図5に示される基部71は、例えば、長方形の板状であり、第1面71Aおよび第2面71Bを有する。第1面71Aは、外部と面する。第2面71Bは、第1面71Aと反対側の面である。第2面71Bは、電極体20と面する。
被覆部72は、被覆体90によって被覆される。被覆部72は、基部71の第1面71Aから立ち上がる枠状である。被覆部72は、第1被覆部72A、第2被覆部72B、および、第3被覆部72Cを有する。第1被覆部72Aは、蓋本体70の上面を構成する。第1被覆部72Aは、蓋本体70の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cは、第1被覆部72Aと繋がり、蓋本体70の側面を構成する。第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cは、蓋本体70の正面視において、第1方向と交差する第2方向(本実施形態では、UD方向)に延びる。本実施形態では、蓋本体70の正面視において、第1方向と第2方向とは、直交する。第1方向と第2方向とは、蓋本体70の正面視において、直交していなくてもよい。
被覆部72の表面72Xの少なくとも一部は、被覆体90によって被覆される。本実施形態では、被覆部72の表面72Xの全体が被覆体90によって被覆される。
接合部80は、電極体20の集電体30と蓋体60とを容易に接合できるように形成される。接合部80の形状は、蓋本体70から電極体20に向けて突出する形状であれば任意に選択可能である。本実施形態では、接合部80は、基部71の第2面71Bから電極体20に向かう方向である第1方向に突出する板状である。
蓋本体70と接合部80とは、同じ導電性材料によって構成されてもよく、異なる導電性材料によって構成されてもよい。蓋本体70および接合部80の少なくとも一方は、部分的に異なる導電性材料によって構成されてもよい。蓋本体70と接合部80とは、一体的に構成されてもよく、別体で構成され接合されてもよい。蓋本体70と接合部80とが一体的に構成される場合、蓋本体70および接合部80は、例えば、切削加工、研磨加工、放電加工、切断加工、プレス加工、鋳造、塑性加工、焼結、3Dプリンター、または、鍛造によって製造することができる。蓋本体70と接合部80とが別体で構成される場合、蓋本体70と接合部80とは、溶接、凹凸の嵌め込み、または、かしめによって接合されてもよい。蓋本体70および接合部80は、これらに限定されず、任意の方法で製造することができる。
接合部80は、第1端部81および第2端部82を有する。第1端部81は、FB方向における一方の端部である。第1端部81は、基部71の下面と繋がる。第2端部82は、FB方向における他方の端部である。接合部80のうちの第1端部81を含む部分は、第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cに挟まれる。
接合部80は、集電体30と例えば、超音波接合によって接合される。蓄電デバイス10の製造工程において、装置110(図8参照)を配置するスペースを広く確保する観点から、接合部80の第2端部82は、平面視において、蓋本体70と重畳しない位置に形成されることが好ましい。第2端部82は、外装フィルム50から離間した位置に形成されてもよい。第2端部82が外装フィルム50から離間した位置に形成される場合、第2端部82と外装フィルム50とが接触しにくい。このため、接合部80と外装フィルム50との接触に起因する外装フィルム50の破損が抑制される。
接合部80の上面83および下面84を有する。上面83は、集電体30と接合される。集電体30は、下面84と接合されてもよい。上面83および下面84のうちの、少なくとも集電体30と接合される部分は、集電体30と好適に接合するために表面処理が施されることが好ましい。
本実施形態では、下面84の少なくとも一部は、被覆体90によって被覆される。下面84は、被覆体90を介して外装フィルム50と接合されることが好ましい。下面84のうちの外装フィルム50と接合される領域は、任意に選択可能である。本実施形態では、下面84の一部と外装フィルム50とが接合される。下面84の概ね全体と外装フィルム50とが接合されてもよい。なお、蓋体60が被覆体90を有していない場合、蓋本体70および接合部80は、接着剤によって外装フィルム50と接合されてもよい。
接合部80の厚さHAは、任意に選択可能である。外装体40内において、第2端部82の位置を調節できるように、接合部80は、容易に折り曲げ可能な厚さであることが好ましい。外装体40に外力が作用した場合であっても、接合部80が破損しないように、接合部80は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。このような観点から、接合部80の厚さHAの最小値は、例えば、0.05mmであることが好ましい。接合部80の厚さHAの最大値は、例えば、16mmであることが好ましい。接合部80の厚さHAの好ましい範囲は、0.6mm~0.05mmである。なお、接合部80の厚さHAは、部位によって異なっていてもよい。接合部80の厚さHAが部位によって異なる場合、接合部80の厚さHAは、最も厚い部分の厚さである。
図4および図5に示される被覆体90は、蓋シール部91を有する。蓋シール部91は、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53とヒートシールされる。蓋シール部91と外装フィルム50とは、ヒートシール以外の任意の方法、例えば、溶接等によって接合されてもよい。溶接の具体的な方法は、例えば、レーザー溶接または超音波溶接の他、任意の方法である。蓋シール部91は、第1シール面91A、第2シール面91B、第3シール面91C、および、第4シール面91Dを含む。第1シール面91Aは、蓋体60の上面を構成する。第1シール面91Aは、第1被覆部72A上に形成される。第1シール面91Aは、蓋体60の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。第2シール面91Bおよび第3シール面91Cは、第1シール面91Aと繋がり、蓋体60の側面を構成する。第2シール面91Bは、第2被覆部72B上に形成される。第3シール面91Cは、第3被覆部73Cに形成される。第2シール面91Bおよび第3シール面91Cは、蓋体60の正面視において、第1方向と交差する第2方向(本実施形態では、UD方向)に延びる。本実施形態では、蓋体60の正面視において、第1方向と第2方向とは、直交する。第1方向と第2方向とは、蓋体60の正面視において、直交していなくてもよい。第4シール面91Dは、蓋体60の下面を構成する。第4シール面91Dは、蓋体60の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。第4シール面91Dは、接合部80の下面84上に形成される。
蓋シール部91は、境界92、93、94、95をさらに含む。境界92は、第1シール面91Aと第2シール面91Bとの境界である。境界93は、第1シール面91Aと第3シール面91Cとの境界である。境界94は、第4シール面91Dと第2シール面91Bとの境界である。境界95は、第4シール面91Dと第3シール面91Cとの境界である。境界92~95の形状は、角であってもよく、R加工が施されることによって丸みを帯びていてもよい。本実施形態では、境界92~95は、角である。
被覆体90は、樹脂材料を含んで構成される。ここで、「樹脂材料を含んで構成される」とは、被覆体90を構成する材料の全体を100質量%としたときに、樹脂材料の含有率が50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であることをいうものとする。すなわち、被覆体90を構成する材料は、樹脂材料に加え、樹脂材料以外の材料を含有することができる。
樹脂の具体例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、及びフェノール樹脂などの樹脂や、これらの樹脂の変性物等の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、樹脂材料は、これらの樹脂の混合物であってもよいし、共重合物であってもよいし、共重合物の変性物であってもよい。樹脂材料は、これらの中でも、ポリエステル、ポリオレフィンなどの熱融着性樹脂であることが好ましく、ポリオレフィンがより好ましい。樹脂材料が樹脂である場合、被覆体90は、どのような成形方法で成形されてもよい。
被覆体90を構成する材料に含まれる樹脂材料は、オレフィン系のランダム共重合体であることが好ましく、ポリオレフィン骨格を含む樹脂を主成分として含んでいることがさらに好ましく、ポリオレフィンを主成分として含んでいることがさらに好ましく、ポリプロピレンを主成分として含んでいることがさらに好ましい。ポリオレフィンは、酸変性ポリオレフィンであってもよい。被覆体90を構成する材料に含まれる樹脂材料は、複数種類のアミド系滑剤が存在していることが好ましい。また、被覆体90を構成する材料に含まれる樹脂材料は、飽和脂肪酸アミドに加えて、複数種類のアミド系滑剤が不飽和脂肪酸アミドをさらに含むことが好ましい。被覆体90を構成する材料に含まれる樹脂材料は、融点が150℃より高いプロピレン系エラストマーを添加したポリオレフィン樹脂であってもよい。
ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、共重合ポリエステル等が挙げられる。また、共重合ポリエステルとしては、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル-ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。樹脂材料は、これらの中でも、耐熱性及び耐圧性を高める観点から、ポリブチレンテレフタレートであることが好ましい。
また、ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;エチレン-αオレフィン共重合体;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;プロピレン-αオレフィン共重合体;エチレン-ブテン-プロピレンのターポリマー等が挙げられる。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。樹脂材料は、これらの中でも、熱融着性及び耐電解液性に優れることから、ポリプロピレンが好ましい。
上記樹脂材料としての樹脂は、必要に応じてフィラーを含有してもよい。フィラーの具体例としては、ガラスビーズ、グラファイト、ガラス繊維、及びカーボン繊維等が挙げられる。樹脂材料としての樹脂が上記フィラーを含有することにより、被覆体90の温度変化に対する変形耐性を向上させることができる。
被覆体90を構成する材料に含まれる樹脂材料のメルトマスフローレートは、1g/10min~100g/10minの範囲に含まれることが好ましく、5g/10min~80g/10minの範囲に含まれることがさらに好ましい。メルトマスフローレートは、JIS K7210-1:2014に基づいて測定される。メルトマスフローレートの測定温度は、230℃である。
蓋体60において、蓋本体70は、樹脂材料を含んで構成されてもよい。蓋本体70が樹脂材料を含んで構成される場合、被覆体90は省略されてもよい。蓋本体70が樹脂材料を含んで構成される場合、蓋本体70には、電極端子が接合されることが好ましい。電極端子は、集電体30と接合される。
蓋体60は、被覆体90に代えて接着性フィルムを介して外装フィルム50と接合されてもよい。接着性フィルムは、外装フィルム50と蓋体60とを接着できるフィルムであれば、任意に選択可能である。接着性フィルムは、少なくとも熱融着性樹脂層、耐熱性基材層、および、熱融着性樹脂層をこの順に有する積層フィルムであることが好ましい。接着性フィルムの熱融着性樹脂層に関する諸元は、熱融着性樹脂層53に関する諸元を適用できる。接着性フィルムの両側の熱融着性樹脂層を構成する材料は、同種の材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよく、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53を構成する材料、および、蓋体60を構成する材料に合わせて適宜選択される。接着性フィルムのうちの蓋体60と接着される側の熱融着性樹脂層を構成する材料は、好ましくは、無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂が好ましい。接着性フィルムのうちの外装フィルム50と接着される側の熱融着性樹脂層は、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53を構成する材料と同種の材料を用いることが好ましい。
耐熱性基材層としては、耐熱性樹脂によって構成されるフィルムであればよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリメチルペンテン(登録商標)、ポリアセタール環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の無延伸または延伸フィルムを用いることができる。なお、ポリエチレンテレフタレートは安価で強度が強く、特に好ましい。
接着性フィルムは、粘着性を有していることが好ましい。接着性フィルムが外装フィルム50と蓋体60との間に配置された状態で後述する第2封止部100Bを形成するときに、蓋体60および外装フィルム50に対する接着性フィルムの位置がずれにくい。接着性フィルムの熱融着性樹脂層に粘着性付与樹脂を含有させることによって、接着性フィルムに粘着性を付与することができる。粘着性付与樹脂としては、アモルファスポリオレフィンが挙げられる。アモルファスポリオレフィンとしては、例えば、アモルファスポリプロピレン、または、アモルファスプロピレンと他のα-オレフィンとの共重合体等が挙げられる。熱融着性樹脂を構成する母材に対する粘着性付与樹脂の含有量は、10~20重量%以下であることが好ましい。
蓋体60が板状である場合、蓄電デバイス10が重ねて配置された場合であっても、外装体40が変形することが抑制されるように、蓋体60は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。別の観点では、蓋体60が板状である場合、後述する第2封止部100Bを形成する際に、蓋体60の蓋シール部91と外装フィルム50とを好適にヒートシールできるように、蓋体60の蓋シール部91は、FB方向において、ある程度の厚さを有していることが好ましい。蓋体60の蓋シール部91の厚さの最小値は、例えば、1.0mmであり、3.0mmがより好ましく、4.0mmがさらに好ましい。蓋体60の蓋シール部91の厚さの最大値は、例えば、20mmであり、15mmがより好ましく、10mmがさらに好ましい。蓋体60の蓋シール部91の厚さの最大値は、20mm以上であってもよい。蓋体60の蓋シール部91の厚さの好ましい範囲は、1.0mm~20mm、1.0mm~15mm、1.0mm~10mm、3.0mm~20mm、3.0mm~15mm、3.0mm~10mm、4.0mm~20mm、4.0mm~15mm、4.0mm~10mmである。本実施形態において、蓋体60が板状と表現される場合、蓋体60がJIS(日本工業規格)の[包装用語]規格によって規定されるフィルムのみによって構成される態様は含まれない。なお、蓋体60の蓋シール部91の厚さは、蓋体60の部位によって異なっていてもよい。蓋体60の蓋シール部91の厚さが部位によって異なる場合、蓋体60の蓋シール部91の厚さは、最も厚い部分の厚さである。
本実施形態では、電極体20の周囲に外装フィルム50が巻き付けられた状態で、外装フィルム50の互いに向き合う面(熱融着性樹脂層53)同士がヒートシールされることによって、第1封止部100Aが形成される。
第1封止部100Aは、図3に示される外装フィルム50の第1縁50Aを含む部分と第2縁50Bを含む部分とがヒートシールされることによって形成される。第1封止部100Aは、外装体40の長手方向に延びる。外装体40において、第1封止部100Aが形成される位置は、任意に選択可能である。本実施形態では、第1封止部100Aの根本70Xは、外装体40の第1面41と第2面42との境界の辺43上に位置することが好ましい。第1面41は、第2面42よりも面積が大きい。第1封止部100Aの根本100AXは、外装体40の任意の面上に位置していてもよい。本実施形態では、第1封止部100Aは、平面視において、電極体20よりも外側に張り出している。第1封止部100Aは、例えば、外装体40の第2面42に向けて折り畳まれていてもよく、第1面41に向けて折り畳まれていてもよい。
本実施形態では、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53と蓋体60の蓋シール部91とがヒートシールされることによって、第2封止部100B(蓋封止部100B)が形成される。以下では、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53と蓋体60の蓋シール部91とのシール強度を、第2封止部100Bのシール強度(接合強度)と称する場合がある。なお、第2封止部100Bのシール強度は、蓋シール部91のうちの長辺の部分、すなわち、図1AにおけるLR(幅)方向に延びる蓋シール部91における熱融着性樹脂層53と蓋体60とのシール強度である。
第2封止部100Bのシール強度は、次のように測定される。まず、外装フィルム50のうちの外装体40の第1面41を構成している部分に切れ込みを形成し、LR方向に並ぶ3つの帯状部材41X、41Y、41Z(図1Bの二点鎖線参照)を形成する。なお、帯状部材41X、41Y、41Zは、後述する放出部100Xを避けるように形成される。3つの帯状部材41X、41Y、41ZのLR方向における幅は、15mmである。帯状部材41X、41Y、41Zの端部は、第2封止部100Bにおいて、蓋体60と接合されている。蓋体60のLR方向の長さは、45mm以上である。次に帯状部材41X、41Y、41Zのうちの蓋体60と接合されている端部と反対側の端部をUD方向における上方(第1面41Bと反対の方向)に引っ張ることによって、帯状部材41X、41Y、41Zのシール強度をそれぞれ測定する。UD方向におけるチャック間の距離は、10mmである。帯状部材41X、41Y、41Zのシール強度は、それぞれのシール強度のピーク値である。本実施形態では、第2封止部100Bのシール強度は、帯状部材41X、41Y、41Zのシール強度の平均値である。蓋体60のLR方向の長さが45mm未満である場合、15mm未満である任意の幅Xmmの3つの帯状部材を形成し、蓋体60のLR方向の長さが45mm以上であると同様の方法によって3つの帯状部材のシール強度を測定する。得られたシール強度をそれぞれ任意の幅Xmmで除し、15を乗ずることによって、15mm幅における3つの帯状部材のシール強度にそれぞれ換算する。第2封止部100Bのシール強度は、15mm幅に換算された3つの帯状部材のシール強度の平均値である。なお、蓋体60が、長辺および短辺を含む複数のパーツに分割されている場合の第2封止部100Bのシール強度は、複数のパーツの蓋シール部91のうちの長辺の部分におけるシール強度である。
外装体40によって電極体20が密封された状態を好適に維持する観点から、第2封止部100Bのシール強度は、好ましくは、40N/15mm以上、さらに好ましくは、50N/15mm以上、さらに好ましくは、60N/15mm以上、さらに好ましくは、70N/15mm以上、さらに好ましくは、85N/15mm以上である。第2封止部100Bのシール強度が40N/15mm以上である場合、蓄電デバイス10を、例えば、数年間(10年未満)使用しても、外装体40によって電極体20が密封された状態が好適に維持される。第2封止部100Bのシール強度が85N/15mm以上である場合、蓄電デバイス10を、例えば、10年以上使用しても、外装体40によって電極体20が密封された状態が好適に維持される。第2封止部100Bのシール強度は、好ましくは、300N/15mm以下である。第2封止部100Bのシール強度の好ましい範囲は、40N/15mm~300N/15mm、50N/15mm~300N/15mm、60N/15mm~300N/15mm、70N/15mm~300N/15mm、または、85N/15mm~300N/15mmである。
本実施形態では、外装フィルム50と蓋体60との間に隙間が形成されにくいように、蓋体60は、蓋シール部91から突出する突出部96を有することが好ましい。突出部96は、被覆体90と一体的に形成されてもよく、被覆体90と別体で形成され、被覆体90に接合されてもよい。本実施形態では、突出部96は、被覆体90と一体的に形成される。蓋シール部91において、突出部96が形成される位置は、任意に選択可能である。外装フィルム50と蓋体60との隙間は、例えば、第1封止部100Aの根本100AXと蓋体60との間に形成されやすい。特に、第1封止部100Aの根本100AXが蓋体60の境界92~境界95に位置する場合、第1封止部100Aの根本100AXと蓋体60との間の樹脂埋まり性が低下しやすい。このため、突出部96は、蓋シール部91において、第1封止部100Aの根本100AXが位置する箇所に形成されることが好ましい。本実施形態では、第1封止部100Aの根本100AXは、蓋体60の境界92に位置する。このため、突出部96は、蓋シール部91において、境界92に形成されることが好ましい。本実施形態では、第1封止部100Aは、突出部96を挟んだ状態でシールされる。なお、突出部96は、第1シール面100AA、第2シール面100AB、第3シール面100AC、第4シール面100AD、境界93、境界94、および、境界95の少なくとも1つに形成されていてもよい。
突出部96の形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、突出部96の形状は、板状である。突出部96の厚さは、任意に選択可能である。本実施形態では、突出部96は、境界92から離れるにつれて厚さが薄くなる。換言すれば、突出部96は、境界92から離れるにつれて先細り形状である。突出部96の厚さは、一定であってもよく、境界92から離れるにつれて厚さが厚くなっていてもよい。
突出部96が延びる方向は、任意に選択可能である。本実施形態では、突出部96は、第1方向(本実施形態では、LR方向)に沿って延びる。突出部96は、第2方向(本実施形態では、UD方向)に沿って延びていてもよい。突出部96は、蓋体60の正面視において、第1方向(実施形態では、LR方向)、および、第2方向(実施形態では、UD方向)と交差する第3方向に延びていてもよい。
突出部96の長さは、第1封止部100Aの長さ以下の範囲において、任意に選択可能である。例えば、突出部96の長さは、第1封止部100Aの長さと実質的に等しくてもよく、第1封止部100Aの長さの30%~50%の長さであってもよい。
蓄電デバイス10が使用されているとき、電極体20の膨張、および、外装体40の内部で発生したガスの少なくとも一方の影響によって、外装体40の内圧が上昇する。外装体40の内圧が上昇したとき、外装体40の一部が破壊し、ガスおよび電解液の少なくとも一方が放出される。本実施形態の蓄電デバイス10は、外装体40の内圧が上昇したときに、外装体40のうちの破壊する箇所をある程度限定することができるように構成された放出部100Xを備える。蓄電デバイス10が備える放出部100Xの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、蓄電デバイス10が備える放出部100Xの数は、1つである。蓄電デバイス10は、2つ以上の放出部100Xを備えていてもよい。
放出部100Xは、外装体40のうちの強度が部分的に低下した要素である。外装体40のうちの放出部100Xが形成される位置は、例えば、ガス等が放出された場合であっても、周囲の機器への影響が少ない位置である。このため、外装体40において、放出部100Xが形成される位置は、任意であり、蓄電デバイス10の使用環境に基づいて決められることが好ましい。
本実施形態では、放出部100Xは、第2封止部100Bのうちの部分的に接合強度が低下した部分である。例えば、放出部100Xは、LR方向における第1シール面91Aの中央を含む部分に形成される。
被覆体90のうちの放出部100Xが形成される箇所を構成する材料(以下では、「第1材料」という)は、他の箇所を構成する材料(以下では、「第2材料」という)とは異なる樹脂材料によって構成される。第1の例では、第1材料は、第2材料よりも融点が低い材料である。第1の例の第1材料は、ポリエチレン、または、第2材料よりもポリエチレンの添加量が多いポリプロピレンである。第2の例では、第1材料は、第2材料よりもフィラーを多く含む材料である。フィラーは、例えば、ガラス繊維、または、炭素繊維である。なお、第1の材料および第2の材料は、第2封止部100Bの接合強度を調整できる材料であれば、樹脂材料の限らず任意に選択可能である。
被覆体90は、全体が同じ樹脂材料によって構成されてもよい。この場合、被覆体90のうちの放出部100Xに対応する箇所のFB方向の幅、および、UD方向の厚さの少なくとも一方を他の箇所よりも小さくすることによって、第2封止部100Bの接合強度が部分的に低下した放出部100Xを形成することができる。なお、被覆体90を構成する材料は、蓋本体70と外装フィルム50とを接合できる材料であれば、任意に選択可能である。
<1-2.蓄電デバイスの製造方法>
図7は、蓄電デバイス10の製造方法の一例を示すフローチャートである。蓄電デバイス10の製造方法は、例えば、第1工程、第2工程、第3工程、第4工程、および、第5工程を含む。第1工程~第5工程は、例えば、蓄電デバイス10の製造装置によって実施される。第1工程~第5工程の少なくとも一部は、作業者によって実施されてもよい。なお、第1工程~第5工程は、蓄電デバイス10の製造方法の各工程の名称を便宜的に規定したものであって、各工程の順序を必ずしも意味するものではない。第1工程~第5工程の順序は、技術的に矛盾しない限り、任意に変更可能である。
図7は、蓄電デバイス10の製造方法の一例を示すフローチャートである。蓄電デバイス10の製造方法は、例えば、第1工程、第2工程、第3工程、第4工程、および、第5工程を含む。第1工程~第5工程は、例えば、蓄電デバイス10の製造装置によって実施される。第1工程~第5工程の少なくとも一部は、作業者によって実施されてもよい。なお、第1工程~第5工程は、蓄電デバイス10の製造方法の各工程の名称を便宜的に規定したものであって、各工程の順序を必ずしも意味するものではない。第1工程~第5工程の順序は、技術的に矛盾しない限り、任意に変更可能である。
ステップS11の第1工程では、製造装置は、FB方向における電極体20の側方に一対の蓋体60を配置する。
ステップS12の第2工程は、第1工程よりも後に実施される。第2工程では、製造装置は、集電体30と蓋体60の接合部80とを接合する。なお、蓋本体70と接合部80とが別体で構成される場合、集電体30と接合部80とを接合したあとに、接合部80と蓋本体70とを接合してもよい。
図8は、第2工程に関する図である。本実施形態では、第2工程において、集電体30と接合部80とは、超音波接合によって接合される。集電体30と接合部80とは、抵抗溶接またはレーザー溶接によって接合されてもよい。超音波接合は、装置110を用いて行われる。装置110は、公知の超音波装置であり、チップ111、アンビル112、ホーン113、および、発振器114を含む。第2工程では、接合部80の上面83、下面84、および、集電体30の端部31を含む部分がチップ111およびアンビル112によって挟まれた状態で、集電体30と接合部80とが超音波接合される。
ステップS13の第3工程は、第2工程よりも後に実施される。第3工程では、製造装置は、規制手段によって電極体20および蓋体60の移動を規制しつつ、外装フィルム50にテンションが作用した状態で外装フィルム50を電極体20および蓋体60に巻き付ける。規制手段は、例えば、電極体20および蓋体60が嵌め込まれる溝である。規制手段は、電極体20および蓋体60が移動しないように、電極体20および蓋体60に外力を作用させる装置であってもよい。規制手段は、外装フィルム50が引っ張られる方向と反対方向の力を電極体20および蓋体60に作用させる装置であってもよい。なお、規制手段は、外装フィルム50のしわを取り除くために、外装フィルム50が引っ張られている状態において、外装フィルム50上を走行するローラーを含んでいてもよい。なお、FB方向の両端部に開口部が形成されるように筒状に構成された外装フィルム50の内部に電極体20を収容し、集電体30と接合部80とを接合した後、開口部を蓋体60によって閉じてもよい。さらに別の例では、FB方向の両端部に開口部が形成されるように筒状に構成された外装フィルム50の内部に蓋体60の接合部80と接続された状態の電極体20を収容し、開口部を蓋体60によって閉じてもよい。
ステップS14の第4工程は、第3工程よりも後に実施される。第4工程では、製造装置は、外装フィルム50と蓋体60とをヒートシールすることによって、第2封止部110Bを形成する。第4工程が完了することによって、第2封止部110Bの接合強度が部分的に低下した放出部100Xが形成される。
ステップS15の第5工程は、第4工程よりも前または後に実施される。第5工程では、製造装置は、外装フィルム50の第1縁50Aを含む部分の熱融着性樹脂層53と、第2縁50Bを含む部分の熱融着性樹脂層53とを、電極体20および蓋体60の移動を規制しつつ、外装フィルム50にテンションが作用した状態でヒートシールすることによって、第1封止部100Aを形成する。
<1-3.蓄電デバイスの作用および効果>
蓄電デバイス10は、放出部100Xを備える。放出部100Xは、外装体40の強度が部分的に低下した要素であるため、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部100Xが他の箇所よりも先だって破壊(剥離)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、外装体40の内圧が上昇した場合に外装体40が破壊する箇所を限定的な部分とすることができる。
蓄電デバイス10は、放出部100Xを備える。放出部100Xは、外装体40の強度が部分的に低下した要素であるため、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部100Xが他の箇所よりも先だって破壊(剥離)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、外装体40の内圧が上昇した場合に外装体40が破壊する箇所を限定的な部分とすることができる。
[2.変形例]
上記実施形態は本発明に関する蓄電デバイス、蓋体、および、蓄電デバイスの製造方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する蓄電デバイス、蓋体、および、蓄電デバイスの製造方法は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の幾つかの例を示す。なお、以下の変形例は、技術的に矛盾しない限り互いに組み合わせることができる。
上記実施形態は本発明に関する蓄電デバイス、蓋体、および、蓄電デバイスの製造方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する蓄電デバイス、蓋体、および、蓄電デバイスの製造方法は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の幾つかの例を示す。なお、以下の変形例は、技術的に矛盾しない限り互いに組み合わせることができる。
<2-1.第1変形例>
上記実施形態において、蓋体60の接合部80が形成される位置は、任意に変更可能である。図9は、第1変形例の蓄電デバイス10が備える蓋体160の斜視図である。蓋体160は、接合部180を有する。接合部180の第1端部81は、少なくとも蓋本体70と繋がっていればよい。図9に示される例では、被覆部72は、第4被覆部72Dを有することが好ましい。第4被覆部72Dは、蓋本体70の下面を構成する。第4被覆部72Dは、第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cと繋がる。第4被覆部72Dは、蓋体160の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。被覆部72が第4被覆部72Dを有する場合、接合部180の下面84は、被覆体90によって覆われる必要がないため、第2端部82は、外装フィルム50から離間した位置に形成されてもよい。第2端部82が外装フィルム50から離間した位置に形成される場合、第2端部82と外装フィルム50とが接触しにくい。このため、接合部80と外装フィルム50との接触に起因する外装フィルム50の破損が抑制される。
上記実施形態において、蓋体60の接合部80が形成される位置は、任意に変更可能である。図9は、第1変形例の蓄電デバイス10が備える蓋体160の斜視図である。蓋体160は、接合部180を有する。接合部180の第1端部81は、少なくとも蓋本体70と繋がっていればよい。図9に示される例では、被覆部72は、第4被覆部72Dを有することが好ましい。第4被覆部72Dは、蓋本体70の下面を構成する。第4被覆部72Dは、第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cと繋がる。第4被覆部72Dは、蓋体160の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。被覆部72が第4被覆部72Dを有する場合、接合部180の下面84は、被覆体90によって覆われる必要がないため、第2端部82は、外装フィルム50から離間した位置に形成されてもよい。第2端部82が外装フィルム50から離間した位置に形成される場合、第2端部82と外装フィルム50とが接触しにくい。このため、接合部80と外装フィルム50との接触に起因する外装フィルム50の破損が抑制される。
<2-2.第2変形例>
上記実施形態において、接合部80の形状は、任意に変更可能である。図10は、第2変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第2変形例の蓄電デバイス10は、蓋体260を備える。蓋体260は、接合部280を有する。接合部280は、第1部分281および第2部分282を有する。第1部分281は、蓋本体70と繋がり、電極体20に向かう第1方向に延びる。図10に示される例では、第1方向は、FB方向である。第2部分282は、第1部分281と繋がり、蓋体60の側面視において、第1方向と交差する第2方向に延びる。図10に示される例では、第2方向は、UD方向である。第1方向と第2方向とのなす角の角度は、0°超180°未満の範囲に含まれる。図10に示される例では、第1方向と第2方向とのなす角の角度は、90°である。第2変形例では、接合部280のうちの第2部分282と集電体30とが接合される。
上記実施形態において、接合部80の形状は、任意に変更可能である。図10は、第2変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第2変形例の蓄電デバイス10は、蓋体260を備える。蓋体260は、接合部280を有する。接合部280は、第1部分281および第2部分282を有する。第1部分281は、蓋本体70と繋がり、電極体20に向かう第1方向に延びる。図10に示される例では、第1方向は、FB方向である。第2部分282は、第1部分281と繋がり、蓋体60の側面視において、第1方向と交差する第2方向に延びる。図10に示される例では、第2方向は、UD方向である。第1方向と第2方向とのなす角の角度は、0°超180°未満の範囲に含まれる。図10に示される例では、第1方向と第2方向とのなす角の角度は、90°である。第2変形例では、接合部280のうちの第2部分282と集電体30とが接合される。
第1部分281と第2部分282とは、一体的に構成されてもよく、別体で構成され、接合されてもよい。第2変形例では、第1部分281および第2部分282は、一体的に構成される。より詳細には、第2変形例では、1つの接合部280が折り曲げられることによって、第1部分281および第2部分282が形成される。第2変形例では、接合部280は、折り曲げられる程度の厚さを有するため、柔軟性を有する。このため、蓄電デバイス10に振動等の外力が作用した場合であっても、接合部280が破損しにくい。換言すれば、接合部280は、耐久性が高い。また、接合部280は、第2方向に延びるため、接合部が全体として第1方向に延びる構成と比較して、FB方向における蓄電デバイス10のサイズを小さく構成できる。また、第2端部82が外装フィルム50から離間した位置に形成されるため、第2端部82と外装フィルム50とが接触しにくい。このため、接合部280と外装フィルム50との接触に起因する外装フィルム50の破損が抑制される。
<2-3.第3変形例>
図11は、第2変形例のさらなる変形例である第3変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第3変形例の蓄電デバイス10は、蓋体360を備える。蓋体360は、接合部380を有する。接合部380は、第2変形例の第1部分281および第2部分282に加えて、第3部分383を有する。第3部分383は、第2部分282と繋がり、電極体20に向かう第1方向に延びる。図11に示される例では、第1方向は、FB方向である。第1部分281、第2部分282、および、第3部分383は、一体的に構成されてもよく、少なくとも2つが別体で構成され、接合されてもよい。第3変形例では、第1部分281、第2部分282、および、第3部分383は、一体的に構成される。より詳細には、第3変形例では、1つの接合部380が折り曲げられることによって、第1部分281、第2部分282、および、第3部分383が形成される。第3変形例の蓄電デバイス10においても、第2変形例の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
図11は、第2変形例のさらなる変形例である第3変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第3変形例の蓄電デバイス10は、蓋体360を備える。蓋体360は、接合部380を有する。接合部380は、第2変形例の第1部分281および第2部分282に加えて、第3部分383を有する。第3部分383は、第2部分282と繋がり、電極体20に向かう第1方向に延びる。図11に示される例では、第1方向は、FB方向である。第1部分281、第2部分282、および、第3部分383は、一体的に構成されてもよく、少なくとも2つが別体で構成され、接合されてもよい。第3変形例では、第1部分281、第2部分282、および、第3部分383は、一体的に構成される。より詳細には、第3変形例では、1つの接合部380が折り曲げられることによって、第1部分281、第2部分282、および、第3部分383が形成される。第3変形例の蓄電デバイス10においても、第2変形例の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-4.第4変形例>
上記実施形態において、蓋本体70から被覆部72が省略されてもよい。第4変形例においては、基部71の側面(縁)が被覆体90によって被覆されてもよい。第4変形例では、接合部80の第1端部81は、基部71の第2面71Bと繋がってもよく、基部71の側面と繋がってもよい。
上記実施形態において、蓋本体70から被覆部72が省略されてもよい。第4変形例においては、基部71の側面(縁)が被覆体90によって被覆されてもよい。第4変形例では、接合部80の第1端部81は、基部71の第2面71Bと繋がってもよく、基部71の側面と繋がってもよい。
<2-5.第5変形例>
上記実施形態において、放出部100Xの具体的な構成は、任意に変更可能である。図12は、第5変形例の蓄電デバイス10が備える蓋体60の蓋本体570の断面図である。なお、図5では、被覆体90の図示を省略している。
上記実施形態において、放出部100Xの具体的な構成は、任意に変更可能である。図12は、第5変形例の蓄電デバイス10が備える蓋体60の蓋本体570の断面図である。なお、図5では、被覆体90の図示を省略している。
蓋本体570は、放出部500Xを備える。放出部500Xは、蓋本体570のうちの部分的に厚さが薄く構成された要素である。図12に示される例では、放出部500Xは、基部571に形成される。放出部500Xは、被覆部72に形成されてもよく、基部71と被覆部72との境界に形成されてもよい。第5変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部500Xが他の箇所よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第5変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-6.第6変形例>
図13は、第6変形例の蓄電デバイス10が備える蓋体60の蓋本体670の断面図である。なお、図6では、被覆体90の図示を省略している。
図13は、第6変形例の蓄電デバイス10が備える蓋体60の蓋本体670の断面図である。なお、図6では、被覆体90の図示を省略している。
蓋本体670は、放出部600Xを備える。放出部600Xは、蓋本体670のうちの凹部610が形成されることによって、蓋本体670の強度が部分的に低下した要素である。凹部610は、蓋本体670を貫通しない。凹部610は、例えば、窪みまたは切り込みである。図12に示される例では、凹部610は、被覆部72に形成される。凹部610は、基部71に形成されてもよい。第6変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部600Xが他の箇所よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第6変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-7.第7変形例>
上記実施形態において、蓋本体70の被覆部72の少なくとも一部は、所定温度において、湾曲した形状を有する形状記憶合金を含んで構成されてもよい。第7変形例では、放出部700Xは、蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成された部分を含む。図14、図15は、第7変形例の蓄電デバイス10において、内圧が上昇して放出部700Xが破壊した状態の断面図である。第7変形例の蓄電デバイス10の被覆部72は、温度が上昇する前は、図6等に示される直線形状であるが、内圧の上昇に伴い温度が上昇した場合、図14または図15のように変形する。図14および図15に示される例では、被覆部72は、湾曲するように変形する。被覆部72は、屈曲するように変形することもある。すなわち、第7変形例の蓄電デバイス10は、外装体40の内圧の上昇に伴い外装体40の温度が上昇した場合に、蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成される部分が元の形状に復帰することによって、外装体40が部分的に破壊されるように構成される。外装体40の部分的な破壊は、蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成される部分の破壊、ならびに、外装フィルム50および被覆体90等の蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成される部分の近傍の要素の破壊の少なくとも1つを含む。第7変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部700Xが他の箇所よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第7変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
上記実施形態において、蓋本体70の被覆部72の少なくとも一部は、所定温度において、湾曲した形状を有する形状記憶合金を含んで構成されてもよい。第7変形例では、放出部700Xは、蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成された部分を含む。図14、図15は、第7変形例の蓄電デバイス10において、内圧が上昇して放出部700Xが破壊した状態の断面図である。第7変形例の蓄電デバイス10の被覆部72は、温度が上昇する前は、図6等に示される直線形状であるが、内圧の上昇に伴い温度が上昇した場合、図14または図15のように変形する。図14および図15に示される例では、被覆部72は、湾曲するように変形する。被覆部72は、屈曲するように変形することもある。すなわち、第7変形例の蓄電デバイス10は、外装体40の内圧の上昇に伴い外装体40の温度が上昇した場合に、蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成される部分が元の形状に復帰することによって、外装体40が部分的に破壊されるように構成される。外装体40の部分的な破壊は、蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成される部分の破壊、ならびに、外装フィルム50および被覆体90等の蓋本体70のうちの形状記憶合金を含んで構成される部分の近傍の要素の破壊の少なくとも1つを含む。第7変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部700Xが他の箇所よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第7変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-8.第8変形例>
上記実施形態において、蓄電デバイス10は、放出部100Xに代えて、または、加えて、放出部800Xを有していてもよい。放出部800Xは、蓋本体70と被覆体90との接合強度が被覆体90と外装フィルム50の接合強度よりも低い部分である。図16は、第8変形例の蓄電デバイス10において、内圧が上昇して放出部800Xが破壊した状態の断面図である。第8変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、外装フィルム50と被覆体90との接合が維持された状態で、蓋本体70が被覆体90から剥離し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第8変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。なお、図16では、蓋本体70の全体が被覆体90から剥離した状態を示されているが、放出部800Xが形成される範囲に応じて、蓋本体70は部分的に被覆体90から剥離することもある。
上記実施形態において、蓄電デバイス10は、放出部100Xに代えて、または、加えて、放出部800Xを有していてもよい。放出部800Xは、蓋本体70と被覆体90との接合強度が被覆体90と外装フィルム50の接合強度よりも低い部分である。図16は、第8変形例の蓄電デバイス10において、内圧が上昇して放出部800Xが破壊した状態の断面図である。第8変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、外装フィルム50と被覆体90との接合が維持された状態で、蓋本体70が被覆体90から剥離し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第8変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。なお、図16では、蓋本体70の全体が被覆体90から剥離した状態を示されているが、放出部800Xが形成される範囲に応じて、蓋本体70は部分的に被覆体90から剥離することもある。
<2-9.第9変形例>
図17は、第9変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第9変形例の蓄電デバイス10は、放出部900Xを備える。放出部900Xは、蓋本体70の基部71に形成される貫通孔971X、および、バリア性フィルム910を有する。貫通孔971Xは、基部71の第1面71Aおよび第2面71Bを貫通する。バリア性フィルム910は、貫通孔971Xを閉じるように基部71の第1面71Aに接合される。バリア性フィルム910は、貫通孔971Xを閉じるように、基部71の第2面71Bに接合されてもよい。バリア性フィルム910は、貫通孔971Xを閉じるように、FB方向における蓋本体70の内部に配置されてもよい。バリア性フィルム910は、実施形態で例示された外装フィルム50のバリア層52を含むフィルムである。第9変形例では、被覆体90によって貫通孔971Xを閉じ、バリア性フィルム910を被覆体90のうちの貫通孔971Xを閉じている部分に接合してもよい。第9変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部700Xのバリア性フィルム910が他の箇所よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第9変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
図17は、第9変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第9変形例の蓄電デバイス10は、放出部900Xを備える。放出部900Xは、蓋本体70の基部71に形成される貫通孔971X、および、バリア性フィルム910を有する。貫通孔971Xは、基部71の第1面71Aおよび第2面71Bを貫通する。バリア性フィルム910は、貫通孔971Xを閉じるように基部71の第1面71Aに接合される。バリア性フィルム910は、貫通孔971Xを閉じるように、基部71の第2面71Bに接合されてもよい。バリア性フィルム910は、貫通孔971Xを閉じるように、FB方向における蓋本体70の内部に配置されてもよい。バリア性フィルム910は、実施形態で例示された外装フィルム50のバリア層52を含むフィルムである。第9変形例では、被覆体90によって貫通孔971Xを閉じ、バリア性フィルム910を被覆体90のうちの貫通孔971Xを閉じている部分に接合してもよい。第9変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、放出部700Xのバリア性フィルム910が他の箇所よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第9変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-10.第10変形例>
実施形態の蓄電デバイス10のように、蓄電デバイス10が少なくとも2つの蓋体60を備える場合、一方の蓋体60の破壊強度を他方の蓋体60の破壊強度よりも低くなるように構成してもよい。蓋体60の破壊強度は、治具で蓋体60を挟持し、リークテスターによって第1面71Aまたは第2面71Bから空圧をかけ、蓋体60が破壊したときの圧力によって規定される。第10変形例では、放出部100Xは、一方の蓋体60に形成される。一方の蓋体60の破壊強度と、他方の蓋体60の破壊強度との差は、任意に選択可能であるが、放出部100Xを好適に形成する観点から、0.05MPa以上であることが好ましく、0.1MPa以上であることがさらに好ましい。第10変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、一方の蓋体60が他方の蓋体60よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第10変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
実施形態の蓄電デバイス10のように、蓄電デバイス10が少なくとも2つの蓋体60を備える場合、一方の蓋体60の破壊強度を他方の蓋体60の破壊強度よりも低くなるように構成してもよい。蓋体60の破壊強度は、治具で蓋体60を挟持し、リークテスターによって第1面71Aまたは第2面71Bから空圧をかけ、蓋体60が破壊したときの圧力によって規定される。第10変形例では、放出部100Xは、一方の蓋体60に形成される。一方の蓋体60の破壊強度と、他方の蓋体60の破壊強度との差は、任意に選択可能であるが、放出部100Xを好適に形成する観点から、0.05MPa以上であることが好ましく、0.1MPa以上であることがさらに好ましい。第10変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、一方の蓋体60が他方の蓋体60よりも先だって破壊(破断)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第10変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-11.第11変形例>
実施形態の蓄電デバイス10のように、蓄電デバイス10が少なくとも2つの蓋体60を備える場合、一方の蓋体60の第2封止部100Bの接合強度は、他方の蓋体60の第2封止部100Bの接合強度よりも低く構成してもよい。この場合、放出部100Xは、一方の蓋体60に対応する第2封止部100Bに形成される。第11変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、一方の蓋体60に対応する第2封止部100Bが他方の蓋体60よりも先だって破壊(剥離)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第11変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
実施形態の蓄電デバイス10のように、蓄電デバイス10が少なくとも2つの蓋体60を備える場合、一方の蓋体60の第2封止部100Bの接合強度は、他方の蓋体60の第2封止部100Bの接合強度よりも低く構成してもよい。この場合、放出部100Xは、一方の蓋体60に対応する第2封止部100Bに形成される。第11変形例の蓄電デバイス10では、外装体40の内圧が上昇した場合に、一方の蓋体60に対応する第2封止部100Bが他方の蓋体60よりも先だって破壊(剥離)し、ガス等が放出される可能性が高い。このため、第11変形例の蓄電デバイス10は、実施形態の蓄電デバイス10と同様の効果が得られる。
<2-12.第12変形例>
上記実施形態において、蓄電デバイス10の外装フィルム50は、FB方向において、2つの蓋体60の少なくとも一方よりも外側に張り出していてもよい。外装フィルム50のうちの蓋体60よりも外側に張り出した部分が閉じられることによって、電極体20は封止される。外装フィルム50のうちの蓋体60よりも張り出した部分は、ゲーベルトップ型のパウチ、または、ブリック型のパウチのように折り畳まれてもよい。第12変形例においては、電極端子が蓋体60の第2面71Bに接合されることが好ましい。FB方向における電極端子の長さは、外装フィルム50のうちの蓋体60よりも外側に張り出した部分から露出する程度の長さであることが好ましい。
上記実施形態において、蓄電デバイス10の外装フィルム50は、FB方向において、2つの蓋体60の少なくとも一方よりも外側に張り出していてもよい。外装フィルム50のうちの蓋体60よりも外側に張り出した部分が閉じられることによって、電極体20は封止される。外装フィルム50のうちの蓋体60よりも張り出した部分は、ゲーベルトップ型のパウチ、または、ブリック型のパウチのように折り畳まれてもよい。第12変形例においては、電極端子が蓋体60の第2面71Bに接合されることが好ましい。FB方向における電極端子の長さは、外装フィルム50のうちの蓋体60よりも外側に張り出した部分から露出する程度の長さであることが好ましい。
<2-13.第13変形例>
上記実施形態において、外装体40は、2つの蓋体60のうちの一方を有していなくてもよい。この変形例では、FB方向において、外装体40のうちの蓋体60が省略された部分では、外装フィルム50のうちの電極体20よりも外側に張り出した部分が閉じられることによって、電極体20は封止される。外装フィルム50のうちの電極体20よりも外側に張り出した部分は、ゲーベルトップ型のパウチ、または、ブリック型のパウチのように折り畳まれてもよい。
上記実施形態において、外装体40は、2つの蓋体60のうちの一方を有していなくてもよい。この変形例では、FB方向において、外装体40のうちの蓋体60が省略された部分では、外装フィルム50のうちの電極体20よりも外側に張り出した部分が閉じられることによって、電極体20は封止される。外装フィルム50のうちの電極体20よりも外側に張り出した部分は、ゲーベルトップ型のパウチ、または、ブリック型のパウチのように折り畳まれてもよい。
<2-14.第14変形例>
上記実施形態において、外装体40の外郭形状は、任意に変更可能である。外装体40の外郭形状は、円柱、角柱、または、立方体であってもよい。
上記実施形態において、外装体40の外郭形状は、任意に変更可能である。外装体40の外郭形状は、円柱、角柱、または、立方体であってもよい。
10 :蓄電デバイス
20 :電極体
40 :外装体
50 :外装フィルム
60、260、360:蓋体
70、570、670:蓋本体
100B :第2封止部(蓋封止部)
100X :放出部
200X :放出部
300X :放出部
400X :放出部
500X :放出部
600X :放出部
700X :放出部
800X :放出部
900X :放出部
910 :バリア性フィルム
971X :貫通孔
20 :電極体
40 :外装体
50 :外装フィルム
60、260、360:蓋体
70、570、670:蓋本体
100B :第2封止部(蓋封止部)
100X :放出部
200X :放出部
300X :放出部
400X :放出部
500X :放出部
600X :放出部
700X :放出部
800X :放出部
900X :放出部
910 :バリア性フィルム
971X :貫通孔
Claims (13)
- 電極体と、
前記電極体を封止する外装体と、を備え、
前記外装体は、
前記電極体を包む外装フィルムと、
前記外装フィルムとともに前記電極体を封止する蓋体と、
前記外装体の内圧が上昇した場合に、部分的に破壊されることによってガスおよび電解液の少なくとも一方を放出できるように構成された放出部と、を有する
蓄電デバイス。 - 前記蓋体は、前記外装フィルムと接合される部分を含む蓋本体を有し、
前記放出部は、前記蓋本体のうちの部分的に薄く構成された部分を含む
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記蓋体は、前記外装フィルムと接合される部分を含む蓋本体を有し、
前記放出部は、前記蓋本体のうちの凹部が形成された部分を含む
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記外装体は、前記蓋体を少なくとも2つ備え、
一方の前記蓋体の破壊強度は、他方の蓋体の破壊強度よりも低く、
前記放出部は、前記一方の蓋体に形成される
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記外装体は、前記蓋体を少なくとも2つ備え、
前記外装体は、前記蓋体と前記外装フィルムとが接合された蓋封止部を有し、
一方の前記蓋体の前記蓋封止部の接合強度は、他方の前記蓋体の前記蓋封止部の接合強度よりも低く、
前記放出部は、一方の前記蓋体の前記蓋封止部に形成される
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記外装体は、前記蓋体と前記外装フィルムとが接合された蓋封止部を有し、
前記放出部は、前記蓋封止部のうちの部分的に接合強度が低下した部分を含む
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記蓋体は、蓋本体、および、前記蓋本体と前記外装フィルムとを接合する被覆体と、を有し、
前記放出部は、前記蓋本体と前記被覆体との接合強度が前記被覆体と前記外装フィルムの接合強度よりも低い部分である
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記蓋体は、前記外装フィルムと接合される蓋本体を有し、
前記蓋本体のうちの前記外装フィルムと接合される部分の少なくとも一部は、形状記憶合金を含んで構成され、
前記放出部は、前記蓋本体のうちの前記形状記憶合金を含んで構成される部分を含み、
前記外装体の内圧の上昇に伴い前記外装体の温度が上昇した場合に、前記蓋本体のうちの前記形状記憶合金を含んで構成される部分が元の形状に復帰することによって、前記外装体が部分的に破壊されるように構成される
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 前記放出部は、
前記蓋体に形成された貫通孔と、
前記貫通孔を閉じるバリア性フィルムと、を有する
請求項1に記載の蓄電デバイス。 - 蓄電デバイスの外装体として用いられる蓋体であって、
蓋本体を有し、
前記蓋本体は、前記外装体の内圧が上昇した場合に破断可能な部分であって、部分的に薄く構成された部分を含む
蓋体。 - 蓄電デバイスの外装体として用いられる蓋体であって、
蓋本体を有し、
前記蓋本体は、前記外装体の内圧が上昇した場合に破断する部分、または、前記外装体を構成する要素を破壊可能な部分であって、凹部が形成された部分を含む
蓋体。 - 蓄電デバイスの外装体として用いられる蓋体であって、
前記蓋体は、前記外装体を構成する外装フィルムと接合される蓋本体を有し、
前記蓋本体のうちの前記外装フィルムと接合される部分の少なくとも一部は、形状記憶合金を含んで構成される
蓋体。 - 蓄電デバイスの製造方法であって、
前記蓄電デバイスは、
電極体と、
前記電極体を封止する外装体と、を備え、
前記外装体は、
前記電極体を包む外装フィルムと、
前記外装フィルムとともに前記電極体を封止する蓋体と、
前記外装体の内圧が上昇した場合に、破壊されることによってガスおよび電解液の少なくとも一方を放出できるように構成された放出部と、を有し、
前記蓄電デバイスの製造方法は、
前記放出部を形成する工程を含む
蓄電デバイスの製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2018077931A (ja) * | 2015-03-17 | 2018-05-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| JP2017188338A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
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