CN114365331B - 蓄电元件、蓄电元件的制造方法和蓄电元件的设计方法 - Google Patents
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Abstract
蓄电元件(1)具备:包含第1外装材料(71)和第2外装材料(72)的外装体(7)、收纳在由熔接部(80)划分的收纳空间(7a)内的电极体(5)和电解液。第1外装材料(71)具有第1密封剂层(71b),第2外装材料(72)具有第2密封剂层(72b)。熔接部(80)的宽度(W)为1mm以上10mm以下。熔接部(80)中的第1密封剂层(71b)和第2密封剂层(72b)的合计厚度(TA)、熔接部(80)以外中的第1密封剂层(71b)和第2密封剂层(72b)的合计厚度(TB)、电解液的液量(M)、以及熔接部(80)的长度(L)满足以下的关系:3.11×L/M≤100×(TB‑TA)/TB≤10.8×L/M。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电元件、蓄电元件的制造方法和蓄电元件的设计方法。
背景技术
作为蓄电元件,例如专利文献1中所提案的将正极和负极交替叠层而成的叠层型电池、卷绕型电池已广泛普及。作为这样的叠层型电池的一个例子,可以举出锂离子二次电池。锂离子二次电池的特征之一是与其他形式的叠层型电池相比,其具有较大容量。具有这样的特征的锂离子二次电池现在也被期待在车载用途、定置住宅用途等各种用途中进一步普及。
在以锂离子二次电池为代表的叠层型电池中,正极和负极在叠层方向上交替叠层的电极体与电解液一起收纳在外装体内。此外,在叠层型电池中,为了从具有正极和负极的电极体中取出电力,而在正极和负极中没有设置电极活性物质层的区域中,正极和负极分别各自集电,集电了的各个电极的电极集电体上装有接线片。电极体以装在各个电极上的接线片往外部延伸出来的状态收纳在外装体中。这样的外装体通过分别具有密封剂层的2个外装材料的密封剂层彼此接合而形成。
然而,在叠层型电池中,存在水从将2个外装体相互接合的接合部侵入内部的情况。在该情况下,存在侵入的水电解,产生氢气、氟化氢的可能性。此外,如果在叠层型电池的内部产生氟化氢,则存在接线片受到腐蚀的风险。如果接线片被腐蚀,则存在电解液从接线片和密封剂层之间漏出的可能性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-225186号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明是考虑到这样的点而做出的,本发明的目的是提供一种性能和可靠性优异的蓄电元件、蓄电元件的制造方法和蓄电元件的设计方法。
解决技术问题的技术手段
本发明的蓄电元件是一种蓄电元件,其具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述熔接部处的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、所述熔接部处以外的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm]、所述电解液的液量M[g]以及所述熔接部的长度L[mm]满足以下的关系:2.94×L/M≤100×(TB-TA)/TB≤10.29×L/M。
本发明的蓄电元件是一种用于固定安置的蓄电元件,其具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述熔接部处的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、所述熔接部处以外的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm]、所述电解液的液量M[g]以及所述熔接部的长度L[mm]满足以下的关系:2.88×L/M≤100×(TB-TA)/TB≤10.07×L/M。
本发明的蓄电元件中,
所述熔接部处的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA以及所述熔接部处以外的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB可以满足以下的关系:20≤100×(TB-TA)/TB≤70。
本发明的蓄电元件的设计方法是一种蓄电元件的设计方法,其中,
所述蓄电元件具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与所述第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述设计方法具备:
确定所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]的工序;以及
基于所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]而确定使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]的工序,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述压缩率α[%]使用熔接后的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、以及熔接前的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm],通过以下的公式进行表示。
α=100×(TB-TA)/TB
本发明的蓄电元件的设计方法中,
所述压缩率α可以以随着所述熔接部的长度L的增加而变大的方式进行确定。
本发明的蓄电元件的设计方法中,
所述压缩率α可以以与所述熔接部的长度L成比例的方式进行确定。
本发明的蓄电元件的设计方法中,
所述压缩率α可以以随着所述电解液的液量M的增加而变小的方式进行确定。
本发明的蓄电元件的设计方法中,
所述压缩率α可以以与所述电解液的液量M呈反比的方式进行确定。
本发明的蓄电元件的设计方法中,
所述电解液的液量M,所述熔接部的长度L和所述压缩率α可以以满足以下的关系的方式进行确定:
2.94×L/M≤α≤10.29×L/M。
本发明的蓄电元件的设计方法中,
进一步具备确定所述蓄电元件的用途的工序,
当所述蓄电元件为用于固定安置时,
所述电解液的液量M、所述熔接部的长度L和所述压缩率α可以以满足以下的关系的方式进行确定:
2.88×L/M≤α≤10.07×L/M。
本发明的蓄电元件的设计方法中,
所述压缩率α可以以满足以下的关系的方式进行确定:
20≤α≤70。
本发明的蓄电元件的制造方法是一种蓄电元件的制造方法,其具备:
以使得第1外装材料的第1密封剂层和第2外装材料的第2密封剂层彼此相对的方式将所述第1外装材料和所述第2外装材料相对地进行配置的工序;以及
通过使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在线状的熔接部处进行相互熔接,而将电极体和电解液密封在所述第1外装材料和所述第2外装材料之间的收纳空间内的工序,
使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]通过基于本发明的蓄电元件的设计方法而确定。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种性能和可靠性优异的蓄电元件。
附图说明
[图1]图1是用于说明本发明的一个实施方式的图,是表示蓄电元件的立体图。
[图2]图2是表示从图1的蓄电元件的内部除去外装体、绝缘片等的立体图。
[图3]图3是表示图1的蓄电元件的俯视图。
[图4]图4是表示沿着图3的IV-IV线的截面的截面图。
[图5]图5是表示沿着图3的V-V线的截面的截面图。
[图6]图6是表示蓄电元件的一个变形例的俯视图。
[图7]图7是表示蓄电元件的设计方法的流程图。
[图8]图8是与图4对应的图,是用于说明蓄电元件的制造方法的一个具体例的截面图。
[图9]图9是与图4对应的图,是用于说明蓄电元件的制造方法的一个具体例的截面图。
[图10]图10是与图5对应的图,是用于说明蓄电元件的制造方法的一个具体例的截面图。
[图11]图11是与图5对应的图,是用于说明蓄电元件的制造方法的一个具体例的截面图。
本发明的具体实施方式
以下,将参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。需要说明的是,在本说明书附带的附图中,为了易于理解,与实物相比,适宜地对比例尺和纵横的尺寸比等进行了变更或夸张。
需要说明的是,本说明书中,“板”、“片”、“膜”的用语并非仅基于名称而相互区分。
此外,就本说明书中所使用的、用于特定形状或几何学条件以及其程度的、例如,“平行”、“垂直”、“相同”等用语或长度或角度的值等而言,并不在严格意义上进行限定,而应解释为包含能够期待同样的功能的程度的范围。
图1至图11是用于说明基于本发明的蓄电元件、蓄电元件的制造方法和蓄电元件的设计方法的一个实施方式的图。需要说明的是,本说明书中“用于固定安置”是指,设置于定置住宅等。此外,本说明书中“用于车载”是指,搭载于车辆等。此外,除非有特别说明,本说明书中“蓄电元件”不限定为“用于固定安置的蓄电元件”或“用于车载的蓄电元件”。
以下说明的一个实施方式中,蓄电元件1具备:外装体7、收纳在后述的熔接部80所划分的外装体7的收纳空间7a内的电极体5和电解液、与电极体5连接并从外装体7的内部往外部延伸出来的接线片6。其中电极体5具有第1电极10、与第1电极10在第1方向d1上交替叠层的第2电极20。电极体5分别具有多个第1电极10和第2电极20。在图1所示的例中,蓄电元件1整体在作为厚度方向的第1方向d1上具有薄的扁平形状,在作为长边方向的第2方向d2和作为短边方向(宽度方向)的第3方向d3上扩展。第1方向d1、第2方向d2和第3方向d3相互不平行,在图示的例中,第1方向d1、第2方向d2和第3方向d3相互垂直。
以下,以蓄电元件1为叠层型电池,具体而言为锂离子二次电池的例子进行说明。在该例中,第1电极10构成正极10X,第2电极20构成负极20Y。但是,如从以下说明的作用效果的记载中也能看出的,此处说明的一个实施方式不限于锂离子二次电池,可以广泛地使用将第1电极10和第2电极20在第1方向d1上交替叠层而成的蓄电元件1。此外,蓄电元件1不限于叠层型电池,例如也可以是卷绕型电池。在蓄电元件1为卷绕型电池的情况下,第1电极10和第2电极20也在第1方向d1上叠层。
(蓄电元件)
以下,对蓄电元件1的各构成要素进行说明。
首先,对电极体5进行说明。如图2至图4所示,电极体5具备:正极10X(第1电极10)、负极20Y(第2电极20)、配置于在第1方向d1上相邻的正极10X和负极20Y之间的绝缘片30(参照图3和图4)。如图2所示,正极10X和负极20Y沿着第1方向d1交替叠层。电极体5可以包含20个以上的电极。即,电极体5可以分别包含10个以上的正极10X和负极20Y。电极体5的厚度,即沿着第1方向d1的长度例如为4mm以上20mm以下。
在图2和图3所示的非限定性的例子中,正极10X和负极20Y为具有约长方形形状的外轮廓的板状的电极。与第1方向d1不平行的第2方向d2为正极10X和负极20Y的长边方向,与第1方向d1和第2方向d2这两方向不平行的第3方向d3为正极10X和负极20Y的短边方向(宽度方向)。正极10X和负极20Y在第2方向d2上错开地进行配置。更具体而言,多个正极10X靠近第2方向d2上的一侧而配置,多个负极20Y靠近第2方向d2上的另一侧而配置。正极10X和负极20Y在第2方向d2上的中央处,在第1方向d1上重合。
如图2和图3所示,负极20Y(第2电极20)的沿着第3方向d3的长度比正极10X(第1电极10)的沿着第3方向d3的长度长。在图示的例中,负极20Y与正极10X相比,更在第3方向d3的一侧和另一侧延伸出来。正极10X和负极20Y的厚度,即第1方向d1的长度例如为80μm以上200μm以下,长边方向,即沿着第2方向d2的长度例如为200mm以上950mm以下,短边方向,即沿着第3方向d3的长度(宽度)例如为70mm以上350mm以下。
如图4所示,正极10X(第1电极10)具有:正极集电体11X(第1电极集电体11)、设置在正极集电体11X上的正极活性物质层12X(第1电极活性物质层12)。在锂离子二次电池中,正极10X在放电时放出锂离子,在充电时吸收锂离子。
正极集电体11X具有彼此相对的第1面11a和第2面11b作为主面。正极活性物质层12X叠层在正极集电体11X的第1面11a和第2面11b中的至少一个面上。具体而言,在正极集电体11X的第1面11a或第2面11b形成电极体5中的第1方向d1上的最外面的情况下,正极集电体11X的该面上不设置正极活性物质层12X。除了该与正极集电体11X的配置相关的构成之外,电极体5的多个正极10X具有设置在正极集电体11X的两侧的一对正极活性物质层12X,相互可以同样地构成。
正极集电体11X和正极活性物质层12X可以使用可适用于蓄电元件1(锂离子二次电池)的各种材料通过各种制法而制备。作为一个例子,正极集电体11X可以由铝箔形成。正极活性物质层12X例如包含正极活性物质、导电助剂、作为粘合剂的粘结剂。正极活性物质层12X可以通过将使正极活性物质、导电助剂和粘结剂分散在溶剂中而得的正极用浆料涂布在成为正极集电体11X的材料上并固化而制备。作为正极活性物质,例如,可以使用以通式LiMxOy(式中,M为金属,x和y为金属M与氧O的组成比)表示的金属酸锂化合物。作为金属酸锂化合物的具体例,可以举出钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等。作为导电助剂,可以使用乙炔黑等。作为粘结剂,可以使用聚偏二氟乙烯等。
如图2至图4所示,正极集电体11X(第1电极集电体11)具有第1端部区域a1(连接区域)和第1电极区域b1(有效区域)。如图4所示,正极活性物质层12X(第1电极活性物质层12)仅叠层在正极集电体11X的第1电极区域b1。第1端部区域a1和第1电极区域b1以沿着第2方向d2相互相邻的形式排列。第1端部区域a1与第1电极区域b1相比更位于第2方向d2上的一侧。多个正极集电体11X在第1端部区域a1中,通过电阻焊接或超声波焊接、基于胶带的贴合、熔敷等而与一个接线片6接合。在图示的例中,多个正极10X的第1端部区域a1在接线片6上重叠,相互电连接。另一方面,第1电极区域b1在与负极20Y的后述的负极活性物质层22Y相对的区域内扩展。通过这样的第1电极区域b1的配置,能够防止锂从正极活性物质层12X中析出。
接下来,对负极20Y(第2电极20)进行说明。负极20Y(第2电极20)具有:负极集电体21Y(第2电极集电体21)、设置在负极集电体21Y上的负极活性物质层22Y(第2电极活性物质层22)。在锂离子二次电池中,负极20Y在放电时吸收锂离子,在充电时放出锂离子。
负极集电体21Y具有彼此相对的第1面21a和第2面21b作为主面。负极活性物质层22Y叠层在负极集电体21Y的第1面21a和第2面21b中的至少一个面上。电极体5的多个负极20Y具有设置在负极集电体21Y的两侧的一对负极活性物质层22Y,相互可以相同地构成。
负极集电体21Y和负极活性物质层22Y可以使用可以适用于蓄电元件1(锂离子二次电池)的各种材料通过各种制法而制备。作为一个例子,负极集电体21Y例如由铜箔形成。负极活性物质层22Y例如包含:包含碳材料的负极活性物质、和作为粘合剂发挥功能的粘结剂。负极活性物质层22Y例如可以通过将使包含碳粉末、石墨粉末等的负极活性物质和聚偏二氟乙烯这样的粘结剂分散在溶剂中而得的负极用浆料涂布在成为负极集电体21Y的材料上并固化而制备。
如图2至图4所示,负极集电体21Y(第2电极集电体21)具有第2端部区域a2(连接区域)和第2电极区域b2(有效区域)。如图4所示,负极活性物质层22Y(第2电极活性物质层22)仅叠层在负极集电体21Y的第2电极区域b2。第2端部区域a2和第2电极区域b2以沿着第2方向d2相互相邻的形式排列。第2端部区域a2与第2电极区域b2相比更位于第2方向d2上的另一侧。多个负极集电体21Y在第2端部区域a2中,通过电阻焊接或超声波焊接、基于胶带的贴合、熔敷等而与一个接线片6接合。在图示的例中,多个负极20Y的第2端部区域a2在与接合有正极集电体11X的接线片6不同的接线片6上重叠,相互电连接。另一方面,第2电极区域b2在与正极10X的正极活性物质层12X相对的区域中扩展。
接下来,对绝缘片30进行说明。如图4所示,绝缘片30位于正极10X(第1电极10)和负极20Y(第2电极20)之间,以使得正极10X和负极20Y不接触的形式,而使正极10X和负极20Y相互隔离。在本实施方式中,蓄电元件1具备多个绝缘片30。绝缘片30具有绝缘性,防止由于正极10X和负极20Y的接触而短路。此外,绝缘片30划分电极体5的上表面5a和下表面5b。
此外,绝缘片30优选具有较大的离子透过度(透气度)、给定的机械强度、以及针对电解液、正极活性物质、负极活性物质等的耐久性。作为这样的绝缘片30,例如,可以使用通过绝缘性的材料形成的多孔质体或无纺布等。更具体而言,作为绝缘片30,可以使用包含融点为80~140℃左右的热塑性树脂的多孔膜。作为热塑性树脂,可以采用聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃类聚合物。在外装体7的收纳空间7a内,与电极体5一同封入电解液。电解液通过含浸到包含多孔质体或无纺布的绝缘片30中,而使电极10、20的电极活性物质层12、22保持与电解液接触的状态。
此外,绝缘片30也可以通过使涂布在活性物质层22Y、12X上的电解液在活性物质层22Y、12X上固化或凝胶化而形成。作为电解液,例如,可以使用包含高分子基质和非水电解质液(即,非水溶剂和电解质盐)、凝胶化而在表面上产生粘着性的物质,或包含高分子基质和非水溶剂、成为固体电解质的物质。在该情况下,用于制备绝缘片30的具体材料无特别限制,可以使用用于构成它们的各种材料(例如,日本特开2012-190567号公报中公开的材料)。
绝缘片30例如位于在第1方向d1上相邻的任意二个电极10、20之间。此外,绝缘片30在俯视图中,以覆盖正极10X的正极活性物质层12X的全部区域的形式扩展(参照图3)。同样地,绝缘片30在俯视图中,以覆盖负极20Y的负极活性物质层22Y的全部区域的形式扩展。并且,如图3所示,绝缘片30的沿着第3方向d3的宽度比正极10X和负极20Y的沿着第3方向d3的宽度更宽。
接下来,对接线片6进行说明。接线片6作为蓄电元件1中的端子而发挥功能。如图2至图4所示,电极体5的正极10X与一方的接线片6(位于第2方向d2的一侧的接线片6)电连接。同样地,电极体5的负极20Y与另一方的接线片6(位于第2方向d2的另一侧的接线片6)电连接。如图4所示,一对接线片6从作为外装体7的内部的收纳空间7a中向外装体7的外部延伸出来。接线片6延伸至外装体7的外部的长度例如为10mm以上25mm以下。需要说明的是,就外装体7与接线片6之间而言,在接线片6延伸出来的区域处,介由未图示的密封部件而进行了密封。
接线片6可以使用铝、铜、镍、镍镀铜等形成。接线片6的厚度例如为0.1mm以上1mm以下。
接下来,对外装体7进行说明。外装体7是用于收纳并密封电极体5和电解液的包装材料。此处,蓄电元件1中,收纳在外装体7中的电解液的液量M可以为80g以上200g以下,更优选为100g以上150g以下。此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则电解液的液量M可以为150g以上300g以下,更优选为170g以上210g以下。通过使电解液的液量M为80g以上或150g以上,即使在水侵入收纳空间7a内而产生氟化氢的情况下,也能够减少产生的氟化氢的量相对于电解液的液量M的比(以下,也记为氟化氢比)。因此,能够减轻氟化氢导致的不良影响。此外,通过使电解液的液量M为80g以上或150g以上,能够使蓄电元件1长寿命化。此外,通过使电解液的液量M为200g以下或300g以下,能够使蓄电元件1小型化。
如图4所示,外装体7包含在彼此相对配置的同时、在线状的熔接部80处进行了相互熔接的第1外装材料71和第2外装材料72。此外,各外装材料71、72分别具有:金属层71a、72a;叠层在金属层71a、72a上的密封剂层(第1密封剂层,第2密封剂层)71b、72b。金属层71a、72a优选具有高阻气性和成形加工性。
作为成为金属层71a、72a的材料,只要能在防止来自外部的水分的侵入的同时提高蓄电元件1的强度,就无特别限定,从水分屏蔽性、重量以及成本的观点出发,可以使用公知的金属、金属氧化物、金属氮化物和它们的合金,优选铝、铝合金、不锈钢等,可以特别优选使用铝。只要能确保蓄电元件1整体的强度,也可以通过蒸镀、溅射等设置金属层来代替金属箔。金属层71a、72a的厚度分别可以为5μm以上200μm以下,作为一个例子,可以为40μm。需要说明的是,虽然未图示,但可以在金属层71a、72a的外表面712、722侧设置保护层。在该情况下,作为保护层的材料,可以使用聚酯、聚酰胺等。
第1外装材料71的密封剂层(第1密封剂层)71b设置在与金属层71a相比更位于第2外装材料72侧的位置。此外,第2外装材料72的密封剂层(第2密封剂层)72b设置在与金属层72a相比更位于第1外装材料71侧的位置,在熔接部80处与密封剂层71b熔接。密封剂层71b、72b具有绝缘性,防止收纳在外装体7内的电极体5与金属层71a、72a的短路。此外,密封剂层71b、72b除了绝缘性之外,还具有热塑性(粘接性)。第1外装材料71和第2外装材料72以密封剂层71b、72b相对的方式进行叠层,使其周边相互熔接。如此,划分线状的熔接部80(参照图3)。并且,在第1外装材料71和第2外装材料72之间,形成电极体5的收纳空间7a。
外装体7将电极体5和电解液密闭于其内部。密封剂层71b、72b也与电解液接触,因此优选具有耐化学品性。作为这样的密封剂层71b、72b的材料,可以使用聚烯烃类树脂,具体而言,可以使用聚丙烯、改性聚丙烯、低密度聚丙烯、离聚物、乙烯·乙酸乙烯酯。熔接部80以外的区域中的密封剂层71b、72b的厚度T1、T2(参照图5)分别可以为10μm以上200μm以下,作为一个例子,可以为80μm。通过使密封剂层71b、72b的厚度T1、T2分别为10μm以上,能够提高密封剂层71b、72b间的接合强度。此外,通过使密封剂层71b、72b的厚度T1、T2分别为200μm以下,能够减少熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积。
在图示的例中,第1外装材料71形成为板状的部件。另一方面,第2外装材料72形成为杯状。第2外装材料72具有:杯状的膨出部73、与膨出部73连接的凸缘部74。凸缘部74周状地包围膨出部73,与膨出部73的周边连接。凸缘部74以密闭第1外装材料71与第2外装材料72之间的收纳空间7a的形式,与第1外装材料71粘接。膨出部73例如通过拉伸加工而制造。
但是,不限于以上的例子,如图6所示,外装体7也可以通过将一片外装材料折叠而形成。在该例中,外装体7具有在折叠部以外7b的边缘部处,使彼此相对的外装材料粘接的熔接部80。
接下来,通过图3、图5和图6,详细地对熔接部80进行说明。
如图3和图6所示,熔接部80具有:接线片6从收纳空间7a往外装体7的外部延伸出来的一对第1边81、在一对第1边81间延伸的第2边82。在图3所示的例中,熔接部80具有2个第2边82,在图6所示的例中,熔接部80具有1个第2边82。一对第1边81分别沿着第3方向d3延伸,第2边82沿着第2方向d2延伸。
在蓄电元件1中,熔接部80的长度L可以为700mm以上1000mm以下,更优选为800mm以上900mm以下。此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则熔接部80的长度L可以为1200mm以上1610mm以下,更优选为1350mm以上1500mm以下。此处,如果外装体7包含在线状的熔接部80处进行了相互熔接的第1外装材料71和第2外装材料72,则熔接部80的长度L使用如图3所示的、沿着作为蓄电元件1的长边方向的第2方向d2的熔接部80的长度L1、沿着作为蓄电元件1的短边方向(宽度方向)的第3方向d3的熔接部80的长度L2,通过以下的公式进行表示。
L=(L1+L2)×2···式(1)
另一方面,外装体7如果是通过将一片外装材料折叠而形成的,则熔接部80的长度L使用如图6所示的、沿着作为蓄电元件1的长边方向的第2方向d2的熔接部80的长度L1、沿着作为蓄电元件1的短边方向(宽度方向)的第3方向d3的熔接部80的长度L2,通过以下的公式进行表示。
L=L1+L2×2···式(2)
通过使这样的熔接部80的长度L为700mm以上或1200mm以上,可以使蓄电元件1大型化。此外,通过使熔接部80的长度L为1000mm以下或1610mm以下,能够减少熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积,能够更有效地抑制水分侵入外装体7内。
此外,如图5所示,熔接部80的宽度(熔接部80的与长边方向平行的方向的长度)W为1mm以上10mm以下。此外,在蓄电元件1中,熔接部80的宽度W可以为2mm以上9mm以下,更优选为4mm以上8mm以下。此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则熔接部80的宽度W可以为2mm以上9mm以下,更优选为4mm以上8mm以下。通过使熔接部80的宽度W为2mm以上,能够在水分从外部侵入时,使水分的侵入通路变长,能够抑制水分侵入外装体7内。此外,通过使熔接部80的宽度W为9mm以下,能够提高蓄电元件1的体积能量密度。此处,体积能量密度是指,蓄电元件1所占单位体积的该蓄电元件1能够供给的电力量。
熔接部80中的密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b的合计厚度TA比熔接部80以外的区域中的密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b的合计厚度(即,熔接前的密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b的合计厚度)TB薄。该情况下,熔接部80中的密封剂层71b、72b的合计厚度TA可以为6μm以上320μm以下。此外,熔接部80以外的区域中的密封剂层71b、72b的合计厚度TB可以为20μm以上400μm以下。
该情况下,熔接部80中的密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b的压缩率(以下,也简称为压缩率)α优选为20%以上70%以下。此处,压缩率α使用合计厚度TA和TB,以下式表示:
α=100×(TB-TA)/TB···式(3)。
因此,压缩率α为20%以上70%以下时,熔接部80中的密封剂层71b、72b的合计厚度TA;熔接部80以外中的密封剂层71b、72b的合计厚度TB;电解液的液量M;和熔接部80的长度L满足以下的关系:
20≤100×(TB-TA)/TB≤70···式(4)。
通过使压缩率α为20%以上,能够减小熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积,能够更有效地抑制水分侵入外装体7内。特别是,如果蓄电元件1是用于车载的,则存在由于振动等,水分变得容易侵入外装体7内的可能性。对此,通过使压缩率α为20%以上,能够有效地抑制水分侵入外装体7内。此外,通过使压缩率α为70%以下,能够抑制密封剂层71b、72b间的接合强度的降低。
此外,熔接部80中的第1边81和第2边82中的压缩率α可以相互不同。在该情况下,优选第1边81中的压缩率α比第2边82中的压缩率α大。如上所述,就外装体7与接线片6之间而言,在接线片6延伸出来的区域中,介由未图示的密封部件而进行了密封。因此,在第1边81中,存在与第2边82相比,水分的侵入通路的截面积更大的倾向。因此,通过使第1边81中的压缩率α比第2边82中的压缩率α更大,能够更有效地抑制水分侵入外装体7内。在该情况下,第1边81中的压缩率α优选为40%以上60%以下。通过使第1边81中的压缩率α为40%以上,能够减小熔接部80的第1边81中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积,能够更有效地抑制水分侵入外装体7内。此外,通过使第1边81中的压缩率α为60%以下,能够抑制介由未图示的密封部件的密封剂层71b、72b间的接合强度的降低。
此外,在蓄电元件1中,熔接部80中的密封剂层71b、72b的合计厚度TA;熔接部80以外中的密封剂层71b、72b的合计厚度TB;电解液的液量M;和熔接部80的长度L优选满足以下的关系:
2.94×L/M≤100×(TB-TA)/TB≤10.29×L/M···式(5)。
由此,能够如后所述地,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。特别是,通过使蓄电元件1满足所述式(5),而能够在可能由于振动等而使得水分容易侵入外装体7内的用于车载的蓄电元件1中,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则熔接部80中的密封剂层71b、72b的合计厚度TA;熔接部80以外中的密封剂层71b、72b的合计厚度TB;电解液的液量M;和熔接部80的长度L优选满足以下的关系:
2.88×L/M≤100×(TB-TA)/TB≤10.07×L/M···式(6)。
由此,能够如后所述地,在用于固定安置的蓄电元件1中,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
但是,电解液的液量M越少,水侵入收纳空间7a内产生氟化氢时,氟化氢比越会增加。换言之,电解液的液量M越多,氟化氢比越降低。因此,电解液的液量M越多,越能够减少氟化氢带来的不良影响。本件发明者们经过深入研究,发现:氟化氢比可能与电解液的液量M约成反比。
此外,熔接部80的长度L越长,熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积越大,侵入外装体7内的水分量变多。换言之,熔接部80的长度L越短,熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积越小,能够抑制水分侵入外装体7内。本件发明者们经过深入研究,发现:侵入外装体7内的水分量与熔接部80的长度L约成比例。
并且,压缩率α越小,熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积越大,侵入外装体7内的水分量变多。换言之,压缩率α越大,熔接部80中的、水分的侵入通路的截面积中沿着与水分的侵入方向垂直的方向的截面积越小,能够抑制水分侵入外装体7内。本件发明者们经过深入研究,发现:侵入外装体7内的水分量与压缩率α约成反比。
如上所述,氟化氢比可能与电解液的液量M约成反比。此外,侵入外装体7内的水分量与熔接部80的长度L约成比例。并且,侵入外装体7内的水分量与压缩率α约成反比。因此,例如,在减少电解液的液量M的情况下,氟化氢比可能会增加,但可以通过在使熔接部80的长度L变短的同时,使压缩率α变大,来减少侵入外装体7内的水分量,减少产生的氟化氢量。其结果,能够减轻氟化氢带来的不良影响。另一方面,在增多电解液的液量M的情况下,由于氟化氢比会降低,因此可以使熔接部80的长度L变长,也可以使压缩率α变小。由此,能够使蓄电元件1大型化,同时能够抑制密封剂层71b、72b间的接合强度的降低。
此外,例如,在使熔接部80的长度L变长的情况下,侵入外装体7内的水分量可能会变多,但可以通过使压缩率α变大,而减少侵入外装体7内的水分量,并且,可以通过增多电解液的液量M,而降低氟化氢比。因此,能够降低氟化氢带来的不良影响。另一方面,在使熔接部80的长度L变短的情况下,由于能够减少侵入外装体7内的水分量,因此可以使压缩率α变小,也可以减少电解液的液量M。由此,能够在抑制密封剂层71b、72b间的接合强度的降低的同时,使蓄电元件1小型化。
如此,本件发明者们发现:通过基于电解液的液量M和熔接部80的长度L而确定压缩率α,能够得到具有期望的可靠性的蓄电元件1。以下,对基于本件发明者们的发现的蓄电元件1的设计方法进行说明。
(蓄电元件的设计方法)
此处说明的蓄电元件1的设计方法具备:
·确定电解液的液量M和熔接部80的长度L的工序、
·基于电解液的液量M和熔接部80的长度L而确定使密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b在熔接部80处熔接时的密封剂层71b、72b的压缩率α的工序。
此外,蓄电元件1的设计方法可以进一步具备:
·确定蓄电元件1的用途的工序。
设计蓄电元件1时,首先,如图7所示,确定蓄电元件1的用途(图7的符号S1)。此时,例如,可以将蓄电元件1的用途确定为用于车载或用于固定安置。
接下来,确定电解液的液量M和熔接部80的长度L(图7的符号S2)。此时,例如,在蓄电元件1中,电解液的液量M可以设为80g以上200g以下,作为一个例子,可以设为125g。此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则电解液的液量M可以设为150g以上300g以下,作为一个例子,可以设为210g。
此外,蓄电元件1中,熔接部80的长度L可以设为700mm以上1000mm以下,作为一个例子,可以设为850mm。该情况下,如图3所示可以将L1设为300mm,将L2设为125mm。此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则熔接部80的长度L可以设为1200mm以上1610mm以下,作为一个例子,可以设为1460mm。该情况,如图3所示可以将L1设为520mm,将L2设为210mm。
接下来,基于电解液的液量M和熔接部80的长度L而确定使密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b在熔接部80处熔接时的密封剂层71b、72b的压缩率α(图7的符号S3)。如此,通过基于电解液的液量M和熔接部80的长度L而确定压缩率α,即使在减少电解液的液量M而使蓄电元件1的小型化的情况、增多电解液的液量M而使蓄电元件1长寿命化的情况,或使熔接部80的长度L变长而使蓄电元件1大型化的情况、使熔接部80的长度L变短而使蓄电元件1小型化的情况下,也能够容易地得到能够在减少侵入外装体7内的水分量的同时,提高密封剂层71b、72b间的接合强度的蓄电元件1。
此时,压缩率α可以以随着熔接部80的长度L的增加而变大的方式进行确定。如上所述,熔接部80的长度L越长,侵入外装体7内的水分量越多。另一方面,即使在如此使熔接部80的长度L变长的情况下,也可以通过使压缩率α随着熔接部80的长度L的增加而变大,而减少侵入外装体7内的水分量。
此外,压缩率α优选以与熔接部80的长度L成比例的方式进行确定。如上所述,侵入外装体7内的水分量与熔接部80的长度L约成比例。因此,通过以与熔接部80的长度L成比例的方式进行确定压缩率α,能够减少侵入外装体7内的水分量。换言之,通过以与熔接部80的长度L成比例的方式进行确定压缩率α,可以将侵入外装体7内的水分量中的、随着熔接部80的长度L的增加而增加的水分量抵消掉。
此外,压缩率α可以以随着电解液的液量M的增加而变小的方式进行确定。如上所述,电解液的液量M越多,氟化氢比越降低。由此,当电解液的液量M增加时,即使使压缩率α变小,也能够减轻氟化氢带来的不良影响。此外,在该情况下,通过使压缩率α变小,能够提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
此外,压缩率α也可以以与电解液的液量M成反比的方式进行确定。如上所述,氟化氢比可能与电解液的液量M约成反比。因此,通过以与电解液的液量M成反比的方式进行确定压缩率α,能够在抑制氟化氢比的增加的同时,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。即,在减少电解液的液量M的情况下,氟化氢比可能会增加,但通过使压缩率α变大,能够减少侵入外装体7内的水分量,能够减少产生的氟化氢量。因此,能够抑制氟化氢比的增加。其结果,能够减轻氟化氢带来的不良影响。另一方面,如果增多电解液的液量M,由于氟化氢比会降低,即使在使压缩率α变小的情况下,也能够减轻氟化氢带来的不良影响。此外,在该情况下,通过使压缩率α变小,能够提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
此外,压缩率α优选以满足以下的关系的方式进行确定:
2.94×L/M≤α≤10.29×L/M···式(7)。
由此,能够如后所述地,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。因此,能够设计具有期望的可靠性的蓄电元件1。特别是,通过使蓄电元件1满足所述式(7),能够在可能由于振动等而使水分容易侵入外装体7内的用于车载的蓄电元件1中,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。因此,能够设计具有期望的可靠性的蓄电元件1。并且,该情况下,压缩率α更优选以满足以下的关系的方式进行确定:
20≤α≤70···式(8)。
此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则压缩率α优选以满足以下的关系的方式进行确定:
2.88×L/M≤α≤10.07×L/M···式(9)。
由此,能够如后所述地,在用于固定安置的蓄电元件1中,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。因此,能够设计具有期望的可靠性的蓄电元件1。并且,在该情况下,压缩率α更优选以满足所述式(8)所示关系的方式进行确定。
此处,对导出所述式(7)和式(9)的方法进行说明。
如上所述,氟化氢比可能与电解液的液量M约成反比。此外,侵入外装体7内的水分量与熔接部80的长度L约成比例,与压缩率α约成反比。因此,本件发明者们发现:为了在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,优选在增多电解液的液量M的同时使压缩率α变大,使熔接部80的长度L变短。具体而言,发现:电解液的液量M、熔接部80的长度L和压缩率α优选满足以下的关系:
K1≤(M×α)/L≤K2···式(10)。
此处,K1、K2为常数。
此外,本件发明者们经过深入研究,发现:在蓄电元件1中,当电解液的液量M为125g、熔接部80的长度L为850mm(L1=300mm,L2=125mm)、熔接部80的宽度W为1mm以上10mm以下时,为了使20年后的水分侵入量为65ppm以下,优选压缩率α为20%以上。此外,还发现:为了提高密封剂层71b、72b间的接合强度,优选使压缩率α为70%以下。
此处,如果使压缩率α为20而将各数值代入式(10),则常数K1为2.94。此外,如果使压缩率α为70而将各数值代入式(10),则常数K2为10.29。如此,导出了所述式(7)。因此,通过以满足所述式(7)所示的关系的方式设计蓄电元件1,能够在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
此外,本件发明者们经过深入研究,发现:在用于固定安置的蓄电元件1中,当电解液的液量M为210g、熔接部80的长度L为1460mm(L1=520mm,L2=210mm)、熔接部80的宽度W为1mm以上10mm以下时,为了使20年后的水分侵入量为65ppm以下,优选压缩率α为20%以上。此外,还发现:为了提高密封剂层71b、72b间的接合强度,优选压缩率α为70%以下。
此处,如果使压缩率α为20而将各数值代入式(10),则用于固定安置的蓄电元件1中的常数K1为2.88。此外,如果使压缩率α为70而将各数值代入式(10),则用于固定安置的蓄电元件1中的常数K2为10.07。如此,导出所述式(9)。因此,通过以满足所述式(9)所示的关系的方式设计用于固定安置的蓄电元件1,能够在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
如上所述地,通过基于电解液的液量M和熔接部80的长度L而确定压缩率α,能够设计具有期望的可靠性的蓄电元件1。
(蓄电元件的制造方法)
接下来,对本实施方式的蓄电元件1的制造方法的一个例子进行说明。
首先,准备电极体5。此时,首先,制备正极10X、负极20Y和绝缘片30。正极10X、负极20Y和绝缘片30可以通过上述的材料和制造方法制备。接下来,如图8所示,将制备的正极10X、负极20Y、绝缘片30以绝缘片30配置于在第1方向d1上相邻的正极10X和负极20Y之间的形式进行叠层。该情况下,多个绝缘片30分别以配置于在第1方向d1上相邻的正极10X和负极20Y之间的形式进行叠层。如此,得到电极体5。
接下来,如图9所示,使多个正极10X的正极集电体11X在相互电连接的同时,进一步与接线片6也电连接。同样地,使多个负极20Y的负极集电体21Y在相互电连接的同时,进一步与接线片6也电连接。
此外,在准备电极体5的同时,制备第1外装材料71和第2外装材料72。外装材料71、72通过例如在包含铝箔的金属层71a、72a上,层压例如包含聚乙烯、聚丙烯、或聚对苯二甲酸乙二醇酯的密封剂层71b、72b而制备。第1外装材料71和第2外装材料72形成为平板状。第2外装材料72例如通过拉伸加工,而形成膨出部73。接下来,将电极体5收纳至第2外装材料72的膨出部73内。
接下来,如图10所示,以使得第1外装材料71的密封剂层(第1密封剂层)71b与第2外装材料72的密封剂层(第2密封剂层)72b彼此相对的方式,使第1外装材料71和第2外装材料72相对地进行配置。此外,虽然未图示,但各接线片6从第1外装材料71和第2外装材料72之间延伸出来。
接下来,如图11所示,通过使密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b在线状的熔接部80处进行相互熔接,将电极体5和电解液密封至第1外装材料71和第2外装材料72之间的收纳空间7a内。此时,首先,以在1个方向上开口的方式使第1外装材料71和第2外装材料72相互接合。具体而言,使为矩形的第1外装材料71和第2外装材料72的3条边熔接。然后,从开口的方向往外装体7的内部注入电解液,然后熔接第1外装材料71和第2外装材料72的未熔接的1条边。就第1外装材料71与第2外装材料72的接合而言,例如可以通过对第1外装材料71和第2外装材料72进行加热·加压而通过熔接而接合。就该加热·加压而言,例如通过在将第1外装材料71和第2外装材料72加热至120℃以上200℃以下的同时,加压至0.2MPa以上0.8MPa以下的状态下,保持1秒以上8秒以下而进行。例如,也可以通过在将第1外装材料71和第2外装材料72加热至180℃的同时,加压至0.4MPa的状态下,保持4秒而进行。
此时,以使得熔接部80的宽度W为1mm以上10mm以下的方式,使密封剂层71b、72b相互熔接。此外,使密封剂层(第1密封剂层)71b和密封剂层(第2密封剂层)72b在熔接部80处熔接时的密封剂层71b、72b的压缩率α通过上述的设计方法(参照图7)而确定。具体而言,在蓄电元件1中,压缩率α优选满足以下的关系:
2.94×L/M≤α≤10.29×L/M。
此外,如果蓄电元件1是用于固定安置的,则压缩率α优选满足以下的关系:
2.88×L/M≤α/TB≤10.07×L/M。
通过以上的工序,制造蓄电元件1。
如上所述,根据本实施方式,在蓄电元件1中,熔接部80的宽度W为1mm以上10mm以下,使密封剂层71b、72b在熔接部80处熔接时的密封剂层71b、72b的压缩率α满足以下的关系:2.94×L/M≤α≤10.29×L/M。由此,能够在蓄电元件1中,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。因此,能够得到具有期望的可靠性的蓄电元件1。
此外,根据本实施方式,在用于固定安置的蓄电元件1中,熔接部80的宽度W为1mm以上10mm以下,使密封剂层71b、72b在熔接部80处熔接时的密封剂层71b、72b的压缩率α满足以下的关系:2.88×L/M≤α≤10.07×L/M。由此,能够在用于固定安置的蓄电元件1中,在减少侵入外装体7内的水分量的同时,抑制氟化氢比的增加,并且,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。因此,能够得到具有期望的可靠性的蓄电元件1。
此外,根据本实施方式,蓄电元件1的设计方法具备:确定电解液的液量M和熔接部80的长度L的工序;基于电解液的液量M和熔接部80的长度L而确定密封剂层71b、72b的压缩率α的工序。此外,熔接部80的宽度W为1mm以上10mm以下。由此,即使在减少电解液的液量M而使蓄电元件1小型化的情况、增多电解液的液量M而使蓄电元件1长寿命化的情况,或使熔接部80的长度L变长而使蓄电元件1大型化的情况、使熔接部80的长度L变短而使蓄电元件1小型化的情况下,也能够容易地得到能够在减少侵入外装体7内的水分量的同时,提高密封剂层71b、72b间的接合强度的蓄电元件1。
此外,根据本实施方式,在蓄电元件1的设计方法中,压缩率α以随着熔接部80的长度L的增加而变大的方式进行确定。由此,即使在使熔接部80的长度L变长的情况下,也可以通过使压缩率α随着熔接部80的长度L的增加而变大,来减少侵入外装体7内的水分量。
此外,根据本实施方式,在蓄电元件1的设计方法中,压缩率α以与熔接部80的长度L成比例的方式进行确定。由此,通过以与熔接部80的长度L成比例的方式进行确定压缩率α,可以将侵入外装体7内的水分量中的、随着熔接部80的长度L的增加而增加的水分量抵消掉。
此外,根据本实施方式,在蓄电元件1的设计方法中,压缩率α以随着电解液的液量M的增加而变小的方式进行确定。由于当电解液的液量M增加时,即使使压缩率α变小,也能够减轻氟化氢带来的不良影响,因此可通过使压缩率α变小,提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
此外,根据本实施方式,在蓄电元件1的设计方法中,压缩率α以与电解液的液量M成反比的方式进行确定。由此,通过以与电解液的液量M成反比的方式进行确定压缩率α,能够抑制氟化氢比的增加,同时能够提高密封剂层71b、72b间的接合强度。即,在减少电解液的液量M的情况下,氟化氢比可能会增加,但通过使压缩率α变大,能够减少侵入外装体7内的水分量,能够减少产生的氟化氢量。因此,能够抑制氟化氢比的增加。其结果,能够减轻氟化氢带来的不良影响。另一方面,由于在增多电解液的液量M的情况下,氟化氢比会降低,因此即使使压缩率α变小,也能够减轻氟化氢带来的不良影响。此外,该情况下,通过使压缩率α变小,能够提高密封剂层71b、72b间的接合强度。
本发明的方式不限于上述的实施方式,包含本领域技术人员可以想到的各种变形,本发明的效果也不限于上述的内容。即,可以在不脱离能够从专利权利要求书中规定的内容和其等同物中推导出的本发明的概念性思想和主旨的范围内进行各种追加、变更和部分删除。
需要说明的是,以上对上述的实施方式的数个变形例进行了说明,理所当然地,也可以将多个变形例适宜组合而适用。
Claims (13)
1.一种蓄电元件,其具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述熔接部处的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、所述熔接部处以外的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm]、所述电解液的液量M[g]以及所述熔接部的长度L[mm]满足以下的关系:
2.94×L/M≤100×(TB-TA)/TB≤10.29×L/M。
2.一种蓄电元件,其为用于固定安置的蓄电元件,其具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述熔接部处的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、所述熔接部处以外的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm]、所述电解液的液量M[g]以及所述熔接部的长度L[mm]满足以下的关系:
2.88×L/M≤100×(TB-TA)/TB≤10.07×L/M。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件,其中,
所述熔接部处的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA以及所述熔接部处以外的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB满足以下的关系:
20≤100×(TB-TA)/TB≤70。
4.一种蓄电元件的设计方法,其中,
所述蓄电元件具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与所述第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述设计方法具备:
确定所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]的工序;以及
基于所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]而确定使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]的工序,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述压缩率α[%]使用熔接后的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、以及熔接前的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm],通过以下的公式进行表示:
α=100×(TB-TA)/TB
当所述蓄电元件为用于车载时,
所述压缩率α以满足以下的关系的方式进行确定:
2.94×L/M≤α≤10.29×L/M。
5.一种蓄电元件的设计方法,其中,
所述蓄电元件具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与所述第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述设计方法具备:
确定所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]的工序;以及
基于所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]而确定使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]的工序,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述压缩率α[%]使用熔接后的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、以及熔接前的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm],通过以下的公式进行表示:
α=100×(TB-TA)/TB
当所述蓄电元件为用于固定安置时,
所述压缩率α以满足以下的关系的方式进行确定:
2.88×L/M≤α≤10.07×L/M。
6.根据权利要求4或5所述的蓄电元件的设计方法,其中,
所述压缩率α以随着所述电解液的液量M的增加而变小的方式进行确定。
7.根据权利要求4或5所述的蓄电元件的设计方法,其中,
所述压缩率α以与所述电解液的液量M呈反比的方式进行确定。
8.一种蓄电元件的设计方法,其中,
所述蓄电元件具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与所述第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述设计方法具备:
确定所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]的工序;以及
基于所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]而确定使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]的工序,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述压缩率α[%]使用熔接后的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、以及熔接前的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm],通过以下的公式进行表示:
α=100×(TB-TA)/TB
所述压缩率α以随着所述电解液的液量M的增加而变小的方式进行确定。
9.一种蓄电元件的设计方法,其中,
所述蓄电元件具备:
外装体,其包含在彼此相对配置的同时,在线状的熔接部处进行了相互熔接的第1外装材料和第2外装材料;以及
电极体和电解液,其收纳在所述熔接部所划分的所述外装体的收纳空间内,
所述第1外装材料具有设置在所述第2外装材料侧的第1密封剂层,
所述第2外装材料具有设置在所述第1外装材料侧,且在所述熔接部处与所述第1密封剂层进行了熔接的第2密封剂层,
所述设计方法具备:
确定所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]的工序;以及
基于所述电解液的液量M[g]和所述熔接部的长度L[mm]而确定使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]的工序,
所述熔接部的宽度W为1mm以上10mm以下,
所述压缩率α[%]使用熔接后的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TA[mm]、以及熔接前的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的合计厚度TB[mm],通过以下的公式进行表示:
α=100×(TB-TA)/TB
所述压缩率α以与所述电解液的液量M呈反比的方式进行确定。
10.根据权利要求4~5、8~9中任一项所述的蓄电元件的设计方法,其中,
所述压缩率α以满足以下的关系的方式进行确定:
20≤α≤70。
11.根据权利要求4~5、8~9中任一项所述的蓄电元件的设计方法,其中,
所述压缩率α以随着所述熔接部的长度L的增加而变大的方式进行确定。
12.根据权利要求4~5、8~9中任一项所述的蓄电元件的设计方法,其中,
所述压缩率α以与所述熔接部的长度L成比例的方式进行确定。
13.一种蓄电元件的制造方法,其具备:
以使得第1外装材料的第1密封剂层和第2外装材料的第2密封剂层彼此相对的方式将所述第1外装材料和所述第2外装材料相对地进行配置的工序;以及
通过使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在线状的熔接部处进行相互熔接,而将电极体和电解液密封在所述第1外装材料和所述第2外装材料之间的收纳空间内的工序,
使所述第1密封剂层和所述第2密封剂层在所述熔接部处熔接时的所述第1密封剂层和所述第2密封剂层的压缩率α[%]通过权利要求4~12中任一项所述的蓄电元件的设计方法而确定。
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