JP2024120645A - Energy storage module manufacturing method and energy storage module - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、蓄電モジュール製造方法、及び、蓄電モジュールに関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing an energy storage module and an energy storage module.
特許文献1には、ラミネート外装電池が記載されている。この電池は、矩形板状の電極群と、矩形枠状のスペーサと、非水電解液と共にそれらを収容するラミネート外装体と、を備えている。ラミネート外装体は、収容凹部を有する第1の金属ラミネートフィルム部材を有している。電極群の外周面と収容凹部の内側面との間に介在するように、別部材としてのスペーサが電極群の外周面に取り付けられている。
ところで、ラミネートフィルム部材から構成されるラミネート外装体に、平面視で矩形状の電極等を複数積層してなる積層体を収容する蓄電装置にあっては、積層体の直角の角部がラミネートフィルム部材に接触することでラミネート外装体が損傷するという問題がある。特許文献1に記載の電池では、ラミネート外装体の内部に収容される電極群の周囲に電極群とは別部材であるスペーサを設けることで、電極群の角部との接触によるラミネート外装体の損傷を抑制している。
However, in a power storage device that houses a laminated exterior body made of a laminate film member and a stack of electrodes or the like that are rectangular in plan view, there is a problem that the laminated exterior body is damaged when the right-angled corners of the stack come into contact with the laminated film member. In the battery described in
しかし、特許文献1に記載の電池では、ラミネート外装体の損傷を抑制するために電極群とは別部材として設けられるスペーサを用いることから電池の体積エネルギー密度が低下してしまうという問題が生じている。
However, the battery described in
そこで、本開示は、体積エネルギー密度の低下を抑制しつつ信頼性を向上可能な蓄電モジュール製造方法、及び、蓄電モジュールを提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure aims to provide a method for manufacturing an energy storage module that can improve reliability while suppressing a decrease in volumetric energy density, and an energy storage module.
本開示に係る蓄電モジュール製造方法は、集電体を含む電極と、集電体の周縁部に設けられたシール材と、を含む電極ユニットを複数用意する第1工程と、第1工程の後に、シール材の間に枠状のスペーサを介在させながら複数の電極ユニットを第1方向に積層することによって、複数の電極を含む第1積層体と、複数のシール材及び複数のスペーサを含み、第1積層体を取り囲むように設けられる第2積層体と、を構成する第2工程と、第2工程の後に、第1方向に隣り合うシール材とスペーサとを溶着することで、電極間に形成される内部空間を封止するための封止体を第2積層体から形成する第3工程と、第3工程の後に、第1積層体と封止体とを含む電池体を、金属層を含むラミネートフィルムにより構成される容器に収容する第4工程と、を備え、第3工程では、第1方向からみたときの封止体の角部である第1角部が面取り部を有するように封止体を形成する。 The method for manufacturing an electric storage module according to the present disclosure includes a first step of preparing a plurality of electrode units each including an electrode including a collector and a sealing material provided on the periphery of the collector; a second step of stacking the plurality of electrode units in a first direction with a frame-shaped spacer interposed between the sealing materials after the first step to form a first laminate including a plurality of electrodes and a second laminate including a plurality of sealing materials and a plurality of spacers and provided to surround the first laminate; a third step of forming a sealing body from the second laminate by welding the sealing materials and the spacers adjacent in the first direction to seal the internal space formed between the electrodes; and a fourth step of housing a battery body including the first laminate and the sealing body in a container formed of a laminate film including a metal layer after the third step, and in the third step, the sealing body is formed so that a first corner portion, which is a corner portion of the sealing body when viewed from the first direction, has a chamfered portion.
この製造方法では、まず、電極と電極に溶着されたシール材とを含む複数の電極ユニットを、シール材の間にスペーサを介在させつつ積層する。これにより、複数の電極を含む電極積層体(第1積層体)と、複数のシール材及び複数のスペーサを含む第2積層体と、を構成する。続いて、積層方向(第1方向)に隣り合うシール材とスペーサとを溶着することにより、電極間に形成される内部空間を封止する機能を有する封止体を第2積層体から形成する。これにより、電極積層体と電極積層体を取り囲む封止体とを有する電池体が構成される。そして、ラミネートフィルムにより構成される容器に、当該電池体を収容することで蓄電モジュールを得る。 In this manufacturing method, first, a plurality of electrode units each including an electrode and a sealing material welded to the electrode are stacked with a spacer between the sealing materials. This results in an electrode stack (first stack) including a plurality of electrodes, and a second stack including a plurality of sealing materials and a plurality of spacers. Next, adjacent sealing materials and spacers in the stacking direction (first direction) are welded together to form a sealing body from the second stack that has the function of sealing the internal space formed between the electrodes. This results in a battery body including the electrode stack and the sealing body surrounding the electrode stack. The battery body is then housed in a container made of a laminate film to obtain a storage module.
ここで、この製造方法では、封止体を形成する際に、積層方向からみたときの封止体の角部である第1角部が面取り部を有するようにされる。したがって、封止体の角部がラミネートフィルムに接触したときのラミネートフィルムの金属層の損傷が抑制され、蓄電モジュールの信頼性が向上される。特に、この製造方法では、ラミネートフィルムの金属層の損傷を抑制して蓄電モジュールの信頼性を向上させるに際して、電極積層体と一体的に形成されて電極積層体を封止する機能を有する封止体を利用している。したがって、ラミネートフィルムにより構成される容器の損傷を抑制するために、電池体と共に別部材としてのスペーサを容器内に収容する場合と比較して、容器内に収容する電池体の体積を大きくすることができ、蓄電モジュールの体積エネルギー密度の低下が抑制される。 Here, in this manufacturing method, when forming the sealing body, the first corner portion, which is the corner portion of the sealing body when viewed from the stacking direction, is made to have a chamfered portion. Therefore, when the corner portion of the sealing body comes into contact with the laminate film, damage to the metal layer of the laminate film is suppressed, and the reliability of the storage module is improved. In particular, in this manufacturing method, when suppressing damage to the metal layer of the laminate film and improving the reliability of the storage module, a sealing body that is formed integrally with the electrode stack and has the function of sealing the electrode stack is used. Therefore, in order to suppress damage to the container formed of the laminate film, the volume of the battery body contained in the container can be increased compared to when a spacer as a separate member is contained in the container together with the battery body, and a decrease in the volumetric energy density of the storage module is suppressed.
本開示に係る蓄電モジュール製造方法では、第3工程では、シール材及びスペーサのそれぞれの角部を面取りした後にシール材とスペーサとを溶着することで、第1角部に面取り部を有するように封止体を形成してもよい。この場合、シール材とスペーサとの溶着により封止体を形成する前に、シール材及びスペーサの面取りが行われる。このため、シール材とスペーサとを溶着した後に当該溶着部分の面取りを行う(除去する)場合と比較して、より十分な封止距離(溶着部分の幅)が確保される。 In the energy storage module manufacturing method according to the present disclosure, in the third step, the corners of the sealant and the spacer may be chamfered and then the sealant and the spacer are welded to form a sealing body having a chamfered portion at the first corner. In this case, the sealant and the spacer are chamfered before the sealing body is formed by welding the sealant and the spacer. This ensures a more sufficient sealing distance (width of the welded portion) compared to when the welded portion is chamfered (removed) after the sealant and the spacer are welded.
本開示に係る蓄電モジュール製造方法では、第3工程では、シール材とスペーサとを溶着して封止体を形成した後に、第1角部に面取り部を形成してもよい。この場合、封止体を形成した後に、その角部(第1角部)の面取りが行われる。このため、シール材及びスペーサを面取りした後に溶着を行う場合と比較して、当該面取り部の寸法精度がより確実に確保される。 In the energy storage module manufacturing method according to the present disclosure, in the third step, the sealing material and the spacer are welded together to form a sealing body, and then a chamfer is formed at the first corner. In this case, after the sealing body is formed, the corner (first corner) is chamfered. Therefore, the dimensional accuracy of the chamfer is more reliably ensured compared to when welding is performed after the sealing material and spacer are chamfered.
本開示に係る蓄電モジュール製造方法では、容器は、凹部が形成された第1部材と凹部を封止する第2部材とを含み、第4工程では、凹部内に電池体を収容する共に第2部材によって凹部を封止してもよい。このように、容器を構成する部材の両方に凹部を設ける場合と比較してより深い凹部をラミネートフィルムに形成する場合、製造上の理由から凹部の第2角部に面取り形状が形成される場合がある。よって、面取り形状の第2角部に対して凹部の収容物の直角の角部が接触することを避けるため、上記のように封止体の第1角部にも面取り部を設け、ラミネートフィルムの金属層の損傷を抑制することがより有効となる。 In the energy storage module manufacturing method according to the present disclosure, the container includes a first member having a recess formed therein and a second member that seals the recess, and in the fourth step, the battery body may be housed in the recess and the recess may be sealed with the second member. In this way, when a deeper recess is formed in the laminate film compared to when recesses are provided in both members that make up the container, a chamfered shape may be formed in the second corner of the recess for manufacturing reasons. Therefore, in order to prevent the right-angle corner of the contents of the recess from coming into contact with the second corner of the chamfered shape, it is more effective to provide a chamfered portion on the first corner of the sealing body as described above and suppress damage to the metal layer of the laminate film.
本開示に係る蓄電モジュール製造方法は、第4工程の後に、容器内の減圧を行う第5工程を備え、容器における電池体を収容したときに封止体の角部に対向する第2角部は、面取り形状を有しており、第2角部の面取り形状は、第1角部の面取り部の形状に対応する形状であり、第1角部の面取り部の大きさは、第2角部の面取り形状の大きさ以上であってもよい。この場合、電池体を容器内に収容したとき、電池体と容器との間の隙間量をより少なくすることができる。この結果、容器内の減圧時に、ラミネートフィルムに皺が発生する等のラミネートフィルムの変形が生じにくくなる。 The method for manufacturing an energy storage module according to the present disclosure includes a fifth step of reducing the pressure inside the container after the fourth step, and a second corner that faces the corner of the sealing body when the battery body is housed in the container has a chamfered shape, the chamfered shape of the second corner is a shape that corresponds to the shape of the chamfered portion of the first corner, and the size of the chamfered portion of the first corner may be equal to or larger than the size of the chamfered shape of the second corner. In this case, when the battery body is housed in the container, the amount of gap between the battery body and the container can be reduced. As a result, deformation of the laminate film, such as wrinkles occurring in the laminate film, is less likely to occur when the pressure inside the container is reduced.
本開示に係る蓄電モジュールは、集電体を含み、第1方向に積層された複数の電極を含む第1積層体と、第1積層体を取り囲むように設けられ、電極間に形成される内部空間を封止するための筒状の封止体と、を有する電池体と、金属層を含むラミネートフィルムにより構成され、電池体を収容する容器と、を備え、封止体は、複数の電極のそれぞれの集電体の周縁部に設けられた複数のシール材と、隣り合うシール材の間に介在された複数のスペーサと、複数のシール材の内部空間と反対側の端部と複数のスペーサの内部空間と反対側の端部とが溶着されて形成された溶着端部と、を有し、第1方向からみたときの封止体の角部である第1角部は、面取り部を有する。 The energy storage module according to the present disclosure includes a battery body having a first laminate including a current collector and including a plurality of electrodes stacked in a first direction, and a cylindrical sealing body arranged to surround the first laminate and seal the internal space formed between the electrodes, and a container that is composed of a laminate film including a metal layer and contains the battery body, and the sealing body has a plurality of sealing materials arranged on the periphery of each of the current collectors of the plurality of electrodes, a plurality of spacers interposed between adjacent sealing materials, and a welded end portion formed by welding the end portions of the plurality of sealing materials opposite the internal space to the end portions of the plurality of spacers opposite the internal space, and a first corner portion that is a corner portion of the sealing body when viewed from the first direction has a chamfered portion.
この蓄電モジュールでは、封止体の角部(第1角部)が面取り部を有している。このため、封止体の角部がラミネートフィルムに接触したときのラミネートフィルムの金属層の損傷が抑制され、信頼性が向上される。また、この蓄電モジュールでは、ラミネートフィルムの金属層の損傷を抑制して信頼性を向上させるに際して、電極積層体と一体的に形成されて電極積層体を封止する機能を有する封止体を利用している。したがって、ラミネートフィルムにより構成される容器の損傷を抑制するために、電池体と共に別部材としてのスペーサを容器内に収容する場合と比較して、容器内に収容する電池体の体積を大きくすることができ、蓄電モジュールの体積エネルギー密度の低下が抑制される。 In this energy storage module, the corner (first corner) of the sealing body has a chamfered portion. This suppresses damage to the metal layer of the laminate film when the corner of the sealing body comes into contact with the laminate film, improving reliability. In addition, in this energy storage module, a sealing body that is formed integrally with the electrode stack and has the function of sealing the electrode stack is used to suppress damage to the metal layer of the laminate film and improve reliability. Therefore, in order to suppress damage to the container formed of the laminate film, the volume of the battery body contained in the container can be made larger than when a spacer is contained in the container as a separate member together with the battery body, and a decrease in the volumetric energy density of the energy storage module is suppressed.
本開示によれば、体積エネルギー密度の低下を抑制しつつ信頼性を向上可能な蓄電モジュール製造方法、及び、蓄電モジュールを提供することができる。 The present disclosure provides a method for manufacturing an energy storage module that can improve reliability while suppressing a decrease in volumetric energy density, and an energy storage module.
以下、一実施形態に係る蓄電モジュールについて、図面を参照して説明する。各図の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図には、X方向、X方向に直交するY方向、及び、X方向とY方向とに直交するZ方向を規定する直交座標系が示される場合がある。 The energy storage module according to one embodiment will be described below with reference to the drawings. In the description of each figure, the same or corresponding elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions may be omitted. In addition, each figure may show an orthogonal coordinate system that defines the X direction, the Y direction perpendicular to the X direction, and the Z direction perpendicular to the X and Y directions.
図1は、本実施形態に係る蓄電モジュールの模試的な断面である。図1に示される蓄電モジュール1は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。蓄電モジュール1は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電モジュール1は、電気二重層キャパシタであってもよいし、全固体電池であってもよい。ここでは、蓄電モジュール1がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。
Figure 1 is a schematic cross-section of a storage module according to this embodiment. The
蓄電モジュール1は、電極積層体10(第1積層体)と封止体20とを備えている。電極積層体10は、Z方向(第1方向)に沿って積層された複数の電極を含む。複数の電極は、複数のバイポーラ電極11と、負極終端電極12と、正極終端電極13と、を含む。互いに隣り合う電極の間には、セパレータ14が介在されている。
The
バイポーラ電極11は、集電体15と、正極活物質層16と、負極活物質層17と、を有している。集電体15は、例えば矩形シート状を呈している。正極活物質層16は、集電体15の一方面15aに設けられている。負極活物質層17は、集電体15の一方面15aの反対面である他方面15bに設けられている。複数のバイポーラ電極11は、一のバイポーラ電極11の正極活物質層16と別のバイポーラ電極11の負極活物質層17とが対向するように積層されている。ここでは、集電体15の一方面15aは、Z方向の一方(図1において正極終端電極13から負極終端電極12に向かう方向)を向く面であり、集電体15の他方面15bは、Z方向の他方(図1において負極終端電極12から正極終端電極13に向かう方向)を向く面である。
The
正極活物質層16及び負極活物質層17は、Z方向からみて矩形状である。負極活物質層17は、Z方向から見て正極活物質層16よりも一回り大きい。つまり、Z方向から見た平面視において、正極活物質層16の形成領域の全体が負極活物質層17の形成領域内に位置している。
The positive electrode
負極終端電極12は、集電体15と、集電体15の他方面15bに設けられた負極活物質層17と、を有している。負極終端電極12は、集電体15の一方面15aにおいて正極活物質層16及び負極活物質層17を有していない。つまり、負極終端電極12の集電体15の一方面15aには、活物質層が設けられていない。負極終端電極12は、電極積層体10のX方向の一端においてバイポーラ電極11に積層されている。負極終端電極12は、その負極活物質層17がバイポーラ電極11の正極活物質層16に対向するようにバイポーラ電極11に積層されている。
The negative
正極終端電極13は、集電体15と、集電体15の一方面15aに設けられた正極活物質層16と、を有している。正極終端電極13は、集電体15の一方面15aの反対面である他方面15bにおいて正極活物質層16及び負極活物質層17を有していない。つまり、正極終端電極13の集電体15の他方面15bには、活物質層が設けられていない。正極終端電極13は、電極積層体10のZ方向の一端部においてバイポーラ電極11に積層されている。正極終端電極13は、その正極活物質層16がバイポーラ電極11の負極活物質層17に対向するようにバイポーラ電極11に積層されている。
The positive
なお、本実施形態では、バイポーラ電極11、負極終端電極12、及び、正極終端電極13の集電体を集電体15として同一の符号を付しているが、バイポーラ電極11、負極終端電極12、及び、正極終端電極13の集電体は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
In this embodiment, the current collectors of the
セパレータ14は、隣り合うバイポーラ電極11の間、負極終端電極12とバイポーラ電極11の間、及び、正極終端電極13とバイポーラ電極11との間に配置されている。セパレータ14は、正極活物質層16と負極活物質層17との間に介在している。セパレータ14は、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる部材であり、正極活物質層16と負極活物質層17とを隔離することで、隣り合う電極の接触による短絡を防止する。
The
集電体15は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、正極活物質層16及び負極活物質層17に電流を流し続けるための化学的に不活性な電気伝導体である。集電体15の材料は、例えば、金属材料、導電性樹脂材料又は導電性無機材料等である。導電性樹脂材料としては、例えば、導電性高分子材料又は非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂等が挙げられる。集電体15は、複数の層を備えていてもよい。この場合、集電体15の各層は、上記の金属材料及び/又は導電性樹脂材料を含んでいてもよい。
The
集電体15の表面には、被覆層が形成されていてもよい。当該被覆層は、例えばメッキ処理又はスプレーコート等の公知の方法によって形成されていてもよい。集電体15は、例えば、板状、箔状(例えば金属箔)、フィルム状又はメッシュ状等を呈していてもよい。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、チタン箔又はステンレス鋼箔等が挙げられる。集電体15は、上記の金属の合金箔又は複数の金属箔を一体化させた箔であってもよい。集電体15が箔状を呈している場合、集電体15の厚さは、例えば、1μm~200μmであってもよい。本実施形態では、集電体15は、アルミニウム箔と銅箔とを一体化させた箔、もしくはアルミニウム箔である。
A coating layer may be formed on the surface of the
正極活物質層16は、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含んでいる。正極活物質としては、例えば、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造を有する金属酸化物、ポリアニオン系化合物等が挙げられる。正極活物質は、リチウムイオン二次電池に使用可能なものであればよい。正極活物質層16は、複数の正極活物質を含んでいてもよい。本実施形態では、正極活物質層16は、複合酸化物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO4)を含んでいる。
The positive electrode
負極活物質層17は、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る負極活物質を含んでいる。負極活物質は、単体、合金又は化合物のいずれであってもよい。負極活物質としては、例えば、Li、炭素、金属化合物等が挙げられる。負極活物質は、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等であってもよい。炭素としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン(難黒鉛化性炭素)又はソフトカーボン(易黒鉛化性炭素)等が挙げられる。人造黒鉛としては、例えば、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素としては、シリコン(ケイ素)又はスズ等が挙げられる。本実施形態では、負極活物質層17は、炭素系材料としての黒鉛を含んでいる。
The negative electrode
正極活物質層16及び負極活物質層17のそれぞれ(以下、単に「活物質層」という場合がある)は、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質(ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、電解液等)、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩(リチウム塩)等をさらに含み得る。導電助剤は、各電極(バイポーラ電極11、負極終端電極12、正極終端電極13)の導電性を高めるために添加される。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック又はグラファイト等である。
Each of the positive electrode
結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、アクリル酸又はメタクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン-アクリル酸グラフト重合体等が挙げられる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。結着剤の溶媒には、例えば、水、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等が用いられる。 Examples of binders include fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and fluororubber, thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene, imide resins such as polyimide and polyamideimide, alkoxysilyl group-containing resins, acrylic resins such as acrylic acid or methacrylic acid, styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose, alginates such as sodium alginate and ammonium alginate, water-soluble cellulose ester crosslinked bodies, and starch-acrylic acid graft polymers. These binders may be used alone or in combination. Examples of the solvent for the binder include water and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
セパレータ14は、例えば、電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布であってもよい。セパレータ14の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステル等が挙げられる。セパレータ14は、単層構造又は多層構造を有していてもよい。多層構造は、例えば、接着層又は耐熱層としてのセラミック層等を有していてもよい。セパレータ14には、電解質が含浸されていてもよい。セパレータ14に含浸される電解質は、非水溶媒と非水溶媒に溶解された電解質塩とを含む液体電解質(電解液)である。
The
電解液の電解質塩としては、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2等の公知のリチウム塩が用いられていてもよい。また、非水溶媒としては、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒が用いられていてもよい。なお、二種以上のこれらの公知の溶媒材料が組合せて用いられていてもよい。 The electrolyte salt of the electrolyte may be a known lithium salt such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(FSO 2 ) 2 , or LiN(CF 3 SO 2 ) 2. The non-aqueous solvent may be a known solvent such as cyclic carbonates, cyclic esters, chain carbonates, chain esters, or ethers. Two or more of these known solvent materials may be used in combination.
封止体20は、第1方向D1からみて電極積層体10を取り囲むように、電極積層体10の周縁部に矩形筒状に形成されている。封止体20は、集電体15それぞれの周縁部15cにおいて、集電体15の一方面15a及び他方面15bのそれぞれに接合(溶着)され得る。封止体20は、Z方向に隣り合う集電体15の間に内部空間Sを形成すると共に、当該内部空間Sのそれぞれを封止するためのものである。それぞれの内部空間Sには、電解質(例えば電解液)が収容されている。封止体20は内部空間Sに収容された電解液が外部へ流出することを抑制し得る。また、封止体20は、電極積層体10の外部から内部空間Sへの空気や水分等の侵入を抑制し得る。
The sealing
セパレータ14の縁部は、封止体20に接合されている。封止体20は、絶縁材料を含んでいる。封止体20の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン、アクリロニトリルスチレン樹脂等の種々の樹脂材料が挙げられる。
The edge of the
封止体20は、樹脂製の複数のシール材21と樹脂製の複数のスペーサ22とを含む。シール材21は、集電体15のそれぞれに設けられている。したがって、複数のシール材21は、Z方向に沿って積層されている。シール材21は、Z方向からみて枠状(ここでは矩形枠状)であり、集電体15の周縁部15cに設けられている。シール材21は、集電体15の一方面15aから端面を経て他方面15bに至るように設けられ、周縁部15cを被覆している。すなわち、シール材21は、集電体15の一方面15a及び他方面15bにおいて、それぞれ、Z方向から見て、集電体15に重なる内側部と、集電体15の端縁よりも外側に位置する外側部とを備えており、集電体15を挟んで隣り合う一対のシール材21は外側部同士が接続されている。シール材21の内側部は、それぞれ、集電体15の一方面15a及び他方面15bに溶着され得る。本実施形態では、シール材21は、集電体15の一方面15a及び他方面15bの両方に溶着されている。
The sealing
なお、本実施形態では、バイポーラ電極11の集電体15、負極終端電極12の集電体15、及び、正極終端電極13の集電体15のそれぞれに設けられるシール材が、シール材21として同一の符号を付しているが、バイポーラ電極11の集電体15に設けられるシール材、負極終端電極12の集電体15に設けられるシール材、及び、正極終端電極13の集電体15に設けられるシール材は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
In this embodiment, the seal material provided on each of the
スペーサ22は、Z方向に隣り合うシール材21のそれぞれの間に介在するように配置されている。これにより、スペーサ22は、Z方向に隣り合う一対のシール材21と共に、Z方向に隣り合う集電体15の間の間隔を保持している。Z方向に隣り合う一対の集電体15と、スペーサ22と、当該スペーサ22に隣接する一対のシール材21とで、内部空間Sが画成される。スペーサ22は、Z方向からみて枠状(ここでは矩形枠状)を呈しており、Z方向からみて集電体15の周縁部15c上に配置されている。セパレータ14の端部は、シール材21とスペーサ22との間に挟まれて保持されてもよい。セパレータ14は、その端部がシール材21及びスペーサ22の少なくとも一方に溶着されて固定され得る。
The
複数のシール材21における集電体15の端縁よりも外側に位置する端部の一部(内部空間Sと反対側の端部の一部)、及び、複数のスペーサ22における集電体15の端縁よりも外側に位置する端部の一部(内部空間Sと反対側の端部の一部)は、互いに溶着されて一体化している。すなわち、封止体20は、複数のシール材21の端部及び複数のスペーサ22の端部が互いに溶着一体化されることにより形成された溶着端部23を含んでいる。溶着端部23は、Z方向から見て、電極積層体10を取り囲むように枠状を呈しており、封止体20の外周部を構成している。したがって、溶着端部23の外側面は、封止体20の外側面を形成している。本実施形態では、スペーサ22は、Z方向に隣接するシール材21の内側部(Z方向から見て集電体15に重なる部分)とは溶着されていないが、互いに隣接するスペーサ22とシール材21の内側部の一部とが溶着されていてもよい。
A part of the end of the sealing
なお、負極終端電極12の集電体15の他方面15b、及び、正極終端電極13の集電体15の一方面15aの封止体20から露出された部分には、後述する金属層33を介して導電部材40が積層配置されている。一対の導電部材40は、それぞれ、良導電性の金属層33を介して、負極終端電極12の集電体15及び正極終端電極13の集電体15に電気的に接続されている。一対の導電部材40は、それぞれ、蓄電モジュール1から電流を取り出すための端子として機能する。導電部材40は、複数の蓄電モジュール1を電気的に接続するために利用され得る。また、導電部材40は、電極積層体10に対して拘束荷重を付加するための部材としても利用され得る。すなわち、蓄電モジュール1をZ方向から拘束する不図示の拘束部材が配置された場合には、導電部材40を介して、電極積層体10に拘束荷重が付加される。さらに、導電部材40には、冷却流路が形成されていてもよい。導電部材40に形成された冷却流路に冷却媒体を流通させることによって、蓄電モジュール1を冷却することができる。
In addition, the
以上の電極積層体10及び封止体20は、蓄電モジュール1における電池機能を有する電池体1Aを構成している。封止体20は、電池体1Aの外周部を構成している。蓄電モジュール1は、この電池体1Aを収容する容器30を備えている。
The above-described
容器30は、ラミネートフィルム30Lにより構成されている。ラミネートフィルム30Lは、金属層33、第1樹脂層34、及び第2樹脂層35を含んでいてもよい。第1樹脂層34は、金属層33の一方側(電池体1A側)において金属層33に積層されている。第2樹脂層35は、金属層33の他方側(電池体1Aと反対側)において金属層33に積層されている。つまり、金属層33は、第1樹脂層34と第2樹脂層35とによって挟まれている。
The
金属層33は、例えばアルミニウムや銅やステンレス等からなる。第1樹脂層34の材料は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等である。第1樹脂層34の材料は、封止体20との接着性の観点から、封止体20と同種の材料から選択されてもよい。第2樹脂層35の材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレートやナイロン等である。一例として、ラミネートフィルム30Lは、アルミラミネートフィルムであり、第1樹脂層34としてポリプロピレン、金属層33としてアルミニウム、第2樹脂層35としてポリエチレンテレフタレートが選択され得る。
The
容器30は、第1部材31と第2部材32とを有する。第1部材31は、一方が解放された箱状に形成されている。より具体的には、第1部材31は、一体的に形成された側壁部31aとフランジ部31bと底壁部31fとを含む。側壁部31aは、Z方向に沿って延びる矩形筒状の部分である。底壁部31fは、側壁部31aのZ方向の一方側の端部に接続された矩形状の平坦な部分である。第1部材31では、側壁部31aと底壁部31fとによって直方体状の凹部31cが形成されている。電池体1Aは、この凹部31c内に収容されている。フランジ部31bは、側壁部31aにおける底壁部31fと反対側の端部に接続され、凹部31cから離れるように(外側に向けて)延在する矩形枠状の部分である。
The
底壁部31fでは、少なくとも、Z方向からみて活物質層(正極活物質層16及び負極活物質層17)に重なる範囲において、第1樹脂層34及び第2樹脂層35が除去されており、金属層33が露出されている。本実施形態では、第1部材31の底壁部31fにおける金属層33が露出された部分と、正極終端電極13の集電体15とが接触しており、電気的な接続がなされている。以上のような第1部材31は、一例として、平坦なラミネートフィルム30Lの母材に型を押し当てて凹部31cを形成することによって(例えば、エンボス加工や絞り加工によって)、形成され得る。
In the
第2部材32は、第1部材31の凹部31cを封止するように設けられている。第2部材32は、第1部材31と同様の形状であってもよく、第1部材31のような凹部が形成されていない平坦なシート状であってもよい。本実施形態では、第2部材32は、第1部材31のような凹部が形成されていない平坦なシート状の部材である。より具体的には、第2部材32は、蓋部32aと接合部32bとを含む。蓋部32aは、Z方向からみて第1部材31の凹部31cに重なるように配置される矩形状の平坦な部分である。接合部32bは、凹部31cから離れるように(外側に向けて)蓋部32aから延在している矩形枠状の部分である。
The
蓋部32aでは、少なくとも、Z方向からみて活物質層(正極活物質層16及び負極活物質層17)に重なる範囲において、第1樹脂層34及び第2樹脂層35が除去されており、金属層33が露出されている。本実施形態では、第2部材32の蓋部32aにおける金属層33が露出された部分と、負極終端電極12の集電体15とが接触しており、電気的な接続がなされている。
In the
接合部32bは、第1部材31のフランジ部31bと同様の形状に形成されており、フランジ部31bに重ねられている。第1部材31と第2部材32とは、互いに重ねられたフランジ部31bと接合部32bとが(例えば溶着により)接合されることにより一体化される。これにより、電池体1Aが収容された空間(凹部31c)の封止がなされている。容器30は、電池体1Aが収容された状態の凹部31cの排気が行われることにより、電池体1Aに密着されている。なお、フランジ部31bと接合部32bとの接合部分を介して、例えば、集電体15のそれぞれに接続された電圧検出線等の任意の配線を外部に導出してもよい。
The joint 32b is formed in the same shape as the
引き続いて、以上の蓄電モジュール1を製造するための蓄電モジュール製造方法の一実施形態について説明する。図2~7は、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法の一工程を示す図である。この製造方法では、まず、図2に示されるように、集電体15を含む電極(バイポーラ電極11、負極終端電極12、正極終端電極13)と、集電体15の周縁部15cに設けられたシール材21と、を含む電極ユニットを複数用意する(第1工程)。
Next, an embodiment of a method for manufacturing the above-mentioned
より具体的には、まず、図2の(a)に示されるように、電極ユニットA1を作製する(工程S101、第1工程)。工程S101では、複数のバイポーラ電極11を用意すると共に、複数のバイポーラ電極11のそれぞれの集電体15の一方面15a及び他方面15bの周縁部15cに枠状のシール材21を設け、複数の電極ユニットA1を作製する。
More specifically, first, as shown in FIG. 2(a), an electrode unit A1 is fabricated (step S101, first step). In step S101, a plurality of
また、図2の(b)に示されるように、電極ユニットA2を作製する(工程S102、第1工程)。工程S102では、1つの負極終端電極12を用意すると共に、負極終端電極12の集電体15の一方面15a及び他方面15bの周縁部15cに枠状のシール材21を設け、電極ユニットA2を作製する。
As shown in FIG. 2B, an electrode unit A2 is fabricated (step S102, first step). In step S102, one
さらに、図2の(c)に示されるように、電極ユニットA3を作製する(工程S103、第1工程)。工程S103では、1つの正極終端電極13を用意すると共に、正極終端電極13の集電体15の一方面15a及び他方面15bの周縁部15cに枠状のシール材21を設け、電極ユニットA3を作製する。なお、工程S101、工程S102、及び工程S103の順序は任意である。
Furthermore, as shown in FIG. 2(c), an electrode unit A3 is fabricated (step S103, first step). In step S103, one positive
続く工程では、図3に示されるように、1つの電極ユニットA3、複数の電極ユニットA1、及び、1つの電極ユニットA2を、それぞれのシール材21の間にスペーサ22を介在させながらこの順で積層する(工程S104、第2工程)。これにより、複数の電極を含む電極積層体10(第1積層体)と、複数のシール材21及び複数のスペーサ22を含み、電極積層体10を取り囲むように設けられる樹脂積層体20A(第2積層体)と、を構成する。樹脂積層体20Aは、後に封止体20となる部分である。なお、工程S104では、樹脂積層体20Aにおいて隣り合う電極ユニットA1~A3の間にセパレータ14が配置されるように、電極ユニットA1~A3の積層が行われる。
In the next step, as shown in FIG. 3, one electrode unit A3, multiple electrode units A1, and one electrode unit A2 are stacked in this order with
続いて、樹脂積層体20Aの拘束を行う。より具体的には、ここでは、Z方向における樹脂積層体20Aの両側に配置された一対の拘束部材52によって、樹脂積層体20Aを拘束する。なお、このとき、電極積層体10におけるZ方向からみて正極活物質層16及び負極活物質層17に重なる領域を、Z方向における電極積層体10の両側に配置された一対の拘束部材51によって拘束してもよい。また、拘束部材51と拘束部材52とは一体化されていてもよい。
Next, the
電極積層体10は、図3に示されるように、拘束部材51によって拘束された領域、すなわち、電極積層体10におけるZ方向からみて正極活物質層16及び負極活物質層17に重なる領域のZ方向の厚さが、拘束部材52によって拘束された領域、すなわち樹脂積層体20AのZ方向の厚さよりも大きくされていてもよい。換言すれば、電極積層体10のZ方向の両端において、負極終端電極12の集電体15、及び、正極終端電極13の集電体15が、樹脂積層体20AよりもZ方向に突出した状態とされてもよい。この場合、後の工程において、電池体1Aに容器30が密着したときに、負極終端電極12の集電体15、及び正極終端電極13の集電体15と、第1樹脂層34及び第2樹脂層35から露出された金属層33との接触が好適に形成され得る。
3, the
続く工程では、図4及び図5に示されるように、Z方向からみたときのシール材21及びスペーサ22(すなわち樹脂積層体20A)の外周縁を切除する(工程S105、第3工程)。これにより、シール材21及びスペーサ22の積層ずれや寸法公差を解消し、樹脂積層体20AのZ方向に延びる外側面の平面度が確保される。このとき、Z方向からみたときの樹脂積層体20Aの角部20r(第1角部)が面取り部20pを有するように切除(面取り)を行う。ここでは、複数(4つ)の角部20rの全てにおいて面取りを行う。面取り部20pは、C面とされてもよいし、R面とされてもよい。本実施形態では、面取り部20pは、R面とされている。
In the next step, as shown in Figs. 4 and 5, the outer periphery of the
続いて、図6に示されるように、Z方向に隣り合うシール材21とスペーサ22とを溶着することで、電極間に形成される内部空間Sを封止するための封止体20を樹脂積層体20Aから形成する(工程S106、第3工程)。より具体的には、工程S106では、複数のシール材21の内部空間Sと反対側の端部と複数のスペーサ22の内部空間Sと反対側の端部とを溶着することにより、溶着端部23を形成する。これにより、樹脂積層体20Aから封止体20が形成される。また、電極積層体10と封止体20とを含む電池体1Aが構成される。
Next, as shown in FIG. 6, the sealing
この封止体20は、工程S105において樹脂積層体20Aの面取りが行われていることから、Z方向からみたときの角部20rに面取り部20pを有する。したがって、工程S105及び工程S106では、Z方向からみたとき、封止体20の角部20rが面取り部20pを有するように封止体20を形成することとなる。特に、本実施形態では、工程S105においてZ方向に積層された複数のシール材21及び複数のスペーサ22のそれぞれの角部(すなわち樹脂積層体20Aの角部20r)を面取りした後に、工程S106においてシール材21とスペーサ22とを溶着することで、結果的に、角部20rに面取り部20pを有するように封止体20が形成される。したがって、電池体1Aは、Z方向からみたとき、封止体20の角部20rに面取り部20pを有している。
This sealing
続く工程では、図7に示されるように、電極積層体10と封止体20とを含む電池体1Aを、ラミネートフィルム30Lにより構成される容器30に収容する(工程S107、第4工程)。より具体的には、工程S107では、容器30のうちの第1部材31の凹部31c内に電池体1Aを収容すると共に、第2部材32によって凹部31cを封止する。
In the next step, as shown in FIG. 7, the
ここで、容器30(第1部材31)における電池体1Aを収容したときに封止体20の角部20rに対向する角部30r(第2角部)には、面取り形状が設けられている。これは、例えば第1部材31をエンボス加工により形成する場合、エンボス加工で使用されるプレス金型のエッジが面取り部を有していると、第1部材31の角部30rに対して、当該プレス金型の面取り部に対応する形状(面取り形状)が転写されて形成されるためである。したがって、当該プレス金型のエッジがR面の面取り部を有している場合、角部30rに対してR面の面取り形状が形成され、当該プレス金型のエッジがC面の面取り部を有している場合、角部30rに対してC面の面取り形状が形成される。一例として、封止体20の角部20rの面取り部20pがR面である場合には、容器30の角部30rにはR面の面取り形状を形成し、封止体20の角部20rの面取り部20pがC面である場合には、容器30の角部30rにはC面の面取り形状を形成することができる。このように、容器30の角部30rには、封止体20の角部20rの面取り部20pの形状に対応した(相補的な)面取り形状を形成することができる。すなわち、角部30rの面取り形状は、R面及びC面のうちの面取り部20pと同種の形状とすることができる。本実施形態では、角部20rの面取り部20p及び角部30rの面取り形状の両方がR面である。
Here, a chamfered shape is provided on the
封止体20の角部20rの面取り部20pの大きさは、容器30の角部30rの面取り形状の大きさ以上とされている(一致していてもよい)。角部20rの面取り部20p及び角部30rの面取り形状がR面である場合、角部20rの面取り部20pが角部30rの面取り形状よりも大きいとは、一例として、角部20rの面取り部20pの曲率半径が角部30rの面取り形状の曲率半径以上であることを意味する。また、角部20rの面取り部20p及び角部30rの面取り形状がC面である場合、角部20rの面取り部20pが角部30rの面取り形状よりも大きいとは、一例として、角部20rの面取り部20pの(C面の)一辺の長さが、角部30rの面取り形状の一辺の長さ以上であることを意味する。
The size of the chamfered
その後、容器30内の排気・減圧を行うことで、容器30を電池体1Aに密着させる(工程S108、第5工程)。このとき、電池体1Aにおける面取り部20pを有する封止体20の角部20rは、容器30の角部30rに密着することになる。これにより、図1に示されるように、蓄電モジュール1が得られる。
Then, the
以上説明したように、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法では、まず、電極と電極に溶着されたシール材21とを含む複数の電極ユニットA1,A2,A3を、シール材21の間にスペーサ22を介在させつつ積層する。これにより、複数の電極を含む電極積層体10と、複数のシール材21及び複数のスペーサ22を含む樹脂積層体20Aと、を構成する。続いて、積層方向(Z方向、第1方向)に隣り合うシール材21とスペーサ22とを溶着することにより、電極間に形成される内部空間Sを封止する機能を有する封止体20を樹脂積層体20Aから形成する。これにより、電極積層体10と電極積層体10を取り囲む封止体20とを有する電池体1Aが構成される。そして、ラミネートフィルム30Lにより構成される容器30に、当該電池体1Aを収容することで蓄電モジュール1を得る。
As described above, in the method for manufacturing a storage module according to this embodiment, first, a plurality of electrode units A1, A2, and A3 each including an electrode and a sealing
ここで、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法では、封止体20を形成する際に、Z方向からみたとき、封止体20の角部20rが面取り部20pを有するようにされる。したがって、封止体20の角部20rがラミネートフィルム30Lに接触したときのラミネートフィルム30Lの金属層33の損傷が抑制され、蓄電モジュール1の信頼性が向上される。
Here, in the energy storage module manufacturing method according to this embodiment, when the sealing
特に、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法では、ラミネートフィルム30Lの金属層33の損傷を抑制して蓄電モジュール1の信頼性を向上させるに際して、電極積層体10と一体的に形成されて電極積層体10を封止する機能を有する封止体20を利用している。したがって、ラミネートフィルムにより構成される容器の損傷を抑制するために、電池体とは別部材として構成され、且つ、一定程度の大きさを有するスペーサを電池体と共に容器内に収容する必要がない。この結果、本実施形態では、容器30の容積における電池体1Aが占める割合を大きくすることができ、蓄電モジュールの体積エネルギー密度の低下が抑制される。
In particular, in the energy storage module manufacturing method according to this embodiment, when suppressing damage to the
また、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法では、工程S105,S106では、シール材21及びスペーサ22のそれぞれの角部を面取りした後にシール材21とスペーサ22とを溶着することで、角部20rに面取り部20pを有するように封止体20を形成する。このように、本実施形態では、シール材21とスペーサ22との溶着により封止体20を形成する前に、シール材21及びスペーサ22の面取りが行われ、その後、シール材21の面取りされた角部とスペーサ22の面取りされた角部とが溶着される。このため、封止体20の角部20rにおける溶着部分の幅を十分に確保でき、角部20rにおける面取り加工の自由度が向上する。すなわち、角部20rをR面取りする場合に曲率半径を大きくするなどして、角部20rにおける面取り部の大きさを大きくしても、封止体20の封止性が十分に確保される。
In the method for manufacturing the storage module according to the present embodiment, in steps S105 and S106, the corners of the
また、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法では、容器30は、凹部31cが形成された第1部材31と、凹部31cを封止する第2部材32とを含む。そして、工程S107では、凹部31c内に電池体1Aを収容する共に第2部材32によって凹部31cを封止する。この場合、容器30を構成する部材のうちの一方(第1部材31)に対して、電池体1Aを収容可能な深さの凹部31cが形成される。
In the energy storage module manufacturing method according to this embodiment, the
このように、容器30を構成する部材の両方に凹部を設ける場合と比較してより深い凹部31cをラミネートフィルム30Lに形成する場合、例えば、製造時にラミネートフィルム30Lの損傷を抑制するために、エンボス加工のプレス金型のエッジを大きく面取りすることがあり、凹部31cの角部30rに面取り形状が形成される場合がある。よって、面取り形状の角部30rに対して凹部31cの収容物の直角の角部が接触することを避けるため、上記のように封止体20の角部20rにも面取り部20pを設け、ラミネートフィルム30Lの金属層33の損傷を抑制することがより有効となる。
In this way, when a
また、本実施形態に係る蓄電モジュール製造方法は、工程S107の後に、容器30内の減圧を行う工程S108を備えている。また、容器30における電池体1Aを収容したときに封止体20の角部20rに対向する角部30rは、面取り形状を有している。また、角部30rの面取り形状は、角部20rの面取り部20pの形状に対応する形状である。そして、角部20rの面取り部20pの大きさは、角部30rの面取り形状の大きさ以上である。この場合、電池体1Aを容器30内に収容したとき、電池体1Aの角部20rと容器30の角部30rとが対向する対向部以外の大部分において、電池体1Aと容器30との間の隙間量をより少なくすることができる。より具体的には、例えば、電池体1A側の角部20rの面取り部20pの曲率半径を、容器30側の角部30rの面取り形状の曲率半径よりも大きくすることにより、電池体1Aの角部20rと容器30の角部30rとが対向する対向部以外の大部分(例えば、電池体1Aの隣り合う角部を接続する辺部分と辺部分に対向する容器30)において、電池体1Aと容器30との隙間量を低減することができる。この結果、容器30内の減圧時に、ラミネートフィルム30Lに皺が発生する等のラミネートフィルム30Lの変形が生じにくくなる。また、容器30と電池体1Aとの隙間量を低減することで、電池の体積密度の低下も抑制できる。
The method for manufacturing the energy storage module according to this embodiment also includes step S108, which reduces the pressure inside the
ここで、本実施形態に係る蓄電モジュール1は、集電体15を含み、Z方向に積層された複数の電極を含む電極積層体10と、電極積層体10を取り囲むように設けられ、電極間に形成される内部空間Sを封止するための筒状の封止体20と、を有する電池体1Aと、金属層33を含むラミネートフィルム30Lにより構成され、電池体1Aを収容する容器30と、を備えている。封止体20は、複数の電極のそれぞれの集電体15の周縁部15cに設けられた複数のシール材21と、隣り合うシール材21の間に介在された複数のスペーサ22と、複数のシール材21の内部空間Sと反対側の端部と複数のスペーサ22の内部空間Sと反対側の端部とが溶着されて形成された溶着端部23を有している。そして、Z方向からみたとき、封止体20の角部20rは、面取り部20pを有する。
Here, the
このように、本実施形態に係る蓄電モジュール1では、封止体20の角部20rが面取り部20pを有している。このため、封止体20の角部20rがラミネートフィルム30Lに接触したときのラミネートフィルム30Lの金属層33の損傷が抑制され、蓄電モジュール1の信頼性が向上される。また、蓄電モジュール1では、ラミネートフィルム30Lの金属層33の損傷を抑制して蓄電モジュール1の信頼性を向上させるに際して、電極積層体10と一体的に形成されて電極積層体10を封止する機能を有する封止体20を利用している。たがって、ラミネートフィルムにより構成される容器の損傷を抑制するために、電池体とは別部材として構成され、且つ、一定程度の大きさを有するスペーサを電池体と共に容器内に収容する必要がない。この結果、本実施形態では、容器30の容積における電池体1Aが占める割合を大きくすることができ、蓄電モジュールの体積エネルギー密度の低下が抑制される。
In this way, in the
以上の実施形態は、本発明の一態様について説明したものである。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、任意に変形され得る。 The above embodiment describes one aspect of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above embodiment and can be modified as desired.
例えば、上記実施形態では、工程S105においてシール材21及びスペーサ22のそれぞれの角部を面取りした後に、工程S106においてシール材21とスペーサ22とを溶着し、角部20rに面取り部20pを有するように封止体20を形成した。しかし、面取りと溶着の順序を逆にしてもよい。
For example, in the above embodiment, the corners of the
すなわち、この場合、図8に示されるように、工程S106において、Z方向に隣り合うシール材21とスペーサ22とを溶着することで、電極間に形成される内部空間Sを封止するための封止体20を樹脂積層体20Aから形成する。その後、工程S105において、封止体20の角部20rの面取りを行って面取り部20pを形成する。この場合、封止体20を形成した後に、その角部20rの面取りが行われるため、当該面取り部20pの寸法精度がより確実に確保される。なお、Z方向(積層方向)に交差する方向からみたき、封止体20の角部、すなわち、封止体20の積層方向の角部に対して、面取りを行ってもよい。
In this case, as shown in FIG. 8, in step S106, the sealing
また、上記実施形態では、容器30が、凹部31cを有する有底箱状の第1部材31と、凹部31cを封止する平坦な第2部材32とから構成される形態(すなわち、片側エンボスの形態)について説明した。しかし、容器30では、第1部材31と第2部材32との両方が、凹部を有する有底箱状に形成される形態(すなわち、両側エンボスの形態)であってもよい。図9は、変形例に係る蓄電モジュールを示す模式的な断面図である。
In the above embodiment, the
図9に示される変形例では、第2部材32が、一体的に形成された側壁部32kとフランジ部32pと底壁部32fとを含む。側壁部32kは、Z方向に沿って延びる矩形筒状の部分である。底壁部32fは、側壁部32kのZ方向の一方側の端部に接続された矩形状の平坦な部分である。第2部材32では、側壁部32kと底壁部32fとによって直方体状の凹部32cが形成されている。フランジ部32pは、側壁部32kにおける底壁部32fと反対側の端部に接続され、凹部32cから離れるように(外側に向けて)延在する矩形枠状の部分である。
In the modified example shown in FIG. 9, the
底壁部32fでは、少なくとも、Z方向からみて活物質層(正極活物質層16及び負極活物質層17)に重なる範囲において、第1樹脂層34及び第2樹脂層35が除去されており、金属層33が露出されている。図9の変形例では、第2部材32の底壁部32fにおける金属層33が露出された部分と、負極終端電極12の集電体15とが接触しており、電気的な接続がなされている。このような第2部材32は、一例として、平坦なラミネートフィルム30Lの母材に型を押し当てて凹部32cを形成することによって(例えば、エンボス加工や絞り加工によって)、形成され得る。
In the
フランジ部32pは、第1部材31のフランジ部31bと同様の形状に形成されており、フランジ部31bに重ねられている。第1部材31と第2部材32とは、互いに重ねられたフランジ部31bとフランジ部32pとが(例えば溶着により)接合されることにより一体化される。これにより、互いに連続した凹部31c,32cによって電池体1Aが収容される空間が形成されると共に当該空間の封止がなされる。この際、容器30の封止部(フランジ部31b,32p)が、蓄電モジュール1のZ方向の中途(例えば中心付近)に位置させられる。また、封止の際に容器30内を減圧してもよい。
The
このように、図9の変形例では、Z方向における電池体1Aの一部が第2部材32の凹部32cに収容され、Z方向における電池体1Aの残部が第1部材31の凹部31cに収容される。ここで、図9の変形例に係る第1部材31の凹部31c及び第2部材32の凹部32cは、それぞれ、凹部深さが図1の実施形態に係る第1部材31の凹部31cの凹部深さよりも浅く形成されている。以上のような変形例によれば、電池体1Aを収容するための凹部31c,32cが浅くなるため、例えばエンボス加工による容器30の製造が容易となると共に、母材となるラミネートフィルム30Lの金属層33を薄くすることが可能となる。
9, a portion of the
図10は、図9に示された蓄電モジュールを積層して構成される蓄電装置を示す模式的な断面図である。図10に示されるように、蓄電装置100は、図9に示された蓄電モジュール1を複数(ここでは4つ)積層することで構成されている。蓄電モジュール1の積層方向は、それぞれの蓄電モジュール1の電極積層体10における電極の積層方向(Z方向)と同一である。互いに隣り合う蓄電モジュール1の間には、一例として上述した導電部材40が介在されている。導電部材40は、Z方向の一方側の蓄電モジュール1の容器30の金属層33を介して、当該蓄電モジュール1の正極終端電極13の集電体15に電気的に接続されると共に、Z方向の他方側の蓄電モジュール1の容器30の金属層33を介して、当該蓄電モジュール1の負極終端電極12の集電体15に電気的に接続される。
Figure 10 is a schematic cross-sectional view showing an energy storage device constructed by stacking the energy storage modules shown in Figure 9. As shown in Figure 10, the
これにより、蓄電装置100では、Z方向に積層された複数の蓄電モジュール1が電気的に直列接続される。蓄電装置100のZ方向の両端に位置する蓄電モジュール1の最外層の電極の集電体15には、それぞれ、容器30の金属層33を介して別の導電部材110が電気的に接続されている。蓄電装置100は、導電部材110を介して外部に接続され得る。なお、複数(ここでは3つ)の導電部材40の全てが、冷却流路が形成されて冷却機能を有してもよいし、複数の導電部材40のうちの一部(例えば3つの導電部材40のうちの中央の1つ)が、中実状に形成されて冷却流路を有していなくてもよい。
In this way, in the
また、上記実施形態では、容器30を構成するラミネートフィルム30Lが、金属層33と第1樹脂層34と第2樹脂層35とを有していた。そして、上記実施形態では、第1部材31及び第2部材32における活物質層に重なる領域において、第1樹脂層34及び第2樹脂層35が除去されて金属層33が露出されることで、集電体15に接触した金属層33を介して導電部材40と容器30内部の電池体1Aとの電気的な接続が形成されていた。
In the above embodiment, the
しかし、ラミネートフィルム30Lの構成は上記実施形態に限定されず、第1樹脂層34及び第2樹脂層35の少なくとも一方が省略されてもよい。また、導電部材40と容器30内部の電池体1Aとの電気的な接続を形成するに際して、第1部材31の底壁部31fの全体や、第2部材32の蓋部32aの全体といったように、より広い範囲で金属層33が露出されてもよい。或いは、そのような金属層33の露出部が形成されていなくてもよい。
However, the configuration of the
さらに、上記実施形態における工程S108における容器30内の排気・減圧は必須ではない。
Furthermore, evacuation and depressurization of the
以上の実施形態について、以下に付記する。 The following additional information is provided regarding the above embodiment.
[付記1]集電体を含む電極と、前記集電体の周縁部に設けられたシール材と、を含む電極ユニットを複数用意する第1工程と、第1工程の後に、前記シール材の間に枠状のスペーサを介在させながら複数の前記電極ユニットを第1方向に積層することによって、複数の前記電極を含む第1積層体と、複数の前記シール材及び複数の前記スペーサを含み、前記第1積層体を取り囲むように設けられる第2積層体と、を構成する第2工程と、前記第2工程の後に、前記第1方向に隣り合う前記シール材と前記スペーサとを溶着することで、前記電極間に形成される内部空間を封止するための封止体を前記第2積層体から形成する第3工程と、前記第3工程の後に、前記第1積層体と前記封止体とを含む電池体を、金属層を含むラミネートフィルムにより構成される容器に収容する第4工程と、を備え、前記第3工程では、前記第1方向からみたときの前記封止体の角部である第1角部が面取り部を有するように前記封止体を形成する、蓄電モジュール製造方法。 [Appendix 1] A method for manufacturing an electric storage module, comprising: a first step of preparing a plurality of electrode units each including an electrode including a collector and a sealing material provided on the periphery of the collector; a second step of stacking the plurality of electrode units in a first direction with a frame-shaped spacer interposed between the sealing materials after the first step to form a first laminate including the plurality of electrodes, and a second laminate including the plurality of sealing materials and the plurality of spacers and provided to surround the first laminate; a third step of forming a sealing body from the second laminate by welding the sealing materials and the spacers adjacent to each other in the first direction to seal the internal space formed between the electrodes; and a fourth step of housing a battery body including the first laminate and the sealing body in a container formed of a laminate film including a metal layer after the third step, wherein in the third step, the sealing body is formed so that a first corner portion, which is a corner portion of the sealing body when viewed from the first direction, has a chamfered portion.
[付記2]前記第3工程では、前記シール材及び前記スペーサのそれぞれの角部を面取りした後に前記シール材と前記スペーサとを溶着することで、前記第1角部に面取り部を有するように前記封止体を形成する、付記1に記載の蓄電モジュール製造方法。
[Appendix 2] In the third step, the corners of the sealing material and the spacer are chamfered, and then the sealing material and the spacer are welded together to form the sealing body so that the first corner has a chamfered portion. This is the method for manufacturing the energy storage module described in
[付記3]前記第3工程では、前記シール材と前記スペーサとを溶着して前記封止体を形成した後に、前記第1角部に面取り部を形成する、付記1に記載の蓄電モジュール製造方法。
[Appendix 3] The method for manufacturing an energy storage module described in
[付記4]前記容器は、凹部が形成された第1部材と前記凹部を封止する第2部材とを含み、前記第4工程では、前記凹部内に前記電池体を収容する共に前記第2部材によって前記凹部を封止する、付記1~3のいずれかに記載の蓄電モジュール製造方法。
[Appendix 4] The method for manufacturing an energy storage module described in any one of
[付記5]前記第4工程の後に、前記容器内の減圧を行う第5工程を備え、前記容器における前記電池体を収容したときに前記封止体の角部に対向する第2角部は、面取り形状を有しており、前記第2角部の面取り形状は、前記第1角部の面取り部の形状に対応する形状であり、前記第1角部の面取り部の大きさは、前記第2角部の面取り形状の大きさ以上である、付記1~4のいずれかに記載の蓄電モジュール製造方法。
[Appendix 5] The method for manufacturing an energy storage module according to any one of
1…蓄電モジュール、1A…電池体、10…電極積層体(第1積層体)、11…バイポーラ電極(電極)、12…負極終端電極(電極)、13…正極終端電極、15…集電体、20…封止体、20A…樹脂積層体(第2積層体)、20r…角部(第1角部)、20p…面取り部、21…シール材、22…スペーサ、23…溶着端部、30…容器、30L…ラミネートフィルム、30r…角部(第2角部)、31…第1部材、31c…凹部、32…第2部材、33…金属層。 1...energy storage module, 1A...battery body, 10...electrode laminate (first laminate), 11...bipolar electrode (electrode), 12...negative terminal electrode (electrode), 13...positive terminal electrode, 15...current collector, 20...sealing body, 20A...resin laminate (second laminate), 20r...corner (first corner), 20p...chamfered portion, 21...sealing material, 22...spacer, 23...welded end portion, 30...container, 30L...laminate film, 30r...corner (second corner), 31...first member, 31c...recess, 32...second member, 33...metal layer.
Claims (6)
第1工程の後に、前記シール材の間に枠状のスペーサを介在させながら複数の前記電極ユニットを第1方向に積層することによって、複数の前記電極を含む第1積層体と、複数の前記シール材及び複数の前記スペーサを含み、前記第1積層体を取り囲むように設けられる第2積層体と、を構成する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記第1方向に隣り合う前記シール材と前記スペーサとを溶着することで、前記電極間に形成される内部空間を封止するための封止体を前記第2積層体から形成する第3工程と、
前記第3工程の後に、前記第1積層体と前記封止体とを含む電池体を、金属層を含むラミネートフィルムにより構成される容器に収容する第4工程と、
を備え、
前記第3工程では、前記第1方向からみたときの前記封止体の角部である第1角部が面取り部を有するように前記封止体を形成する、
蓄電モジュール製造方法。 A first step of preparing a plurality of electrode units each including an electrode including a current collector and a seal material provided on a peripheral portion of the current collector;
a second step of stacking the electrode units in a first direction with frame-shaped spacers interposed between the sealing materials after the first step to form a first stack including the electrodes, and a second stack including the sealing materials and the spacers and provided so as to surround the first stack;
a third step of forming a sealing body from the second laminate by welding the sealing material and the spacer adjacent to each other in the first direction after the second step, the sealing body being configured to seal an internal space formed between the electrodes;
a fourth step of housing a battery body including the first laminate and the sealed body in a container formed of a laminate film including a metal layer after the third step;
Equipped with
In the third step, the plug is formed so that a first corner portion, which is a corner portion of the plug when viewed from the first direction, has a chamfered portion.
A method for manufacturing an energy storage module.
請求項1に記載の蓄電モジュール製造方法。 In the third step, the corners of the sealing material and the spacer are chamfered, and then the sealing material and the spacer are welded to each other to form the sealing body so as to have a chamfered portion at the first corner.
The method for manufacturing an electricity storage module according to claim 1 .
請求項1に記載の蓄電モジュール製造方法。 In the third step, the sealing material and the spacer are welded to form the sealing body, and then a chamfer is formed on the first corner.
The method for manufacturing an electricity storage module according to claim 1 .
前記第4工程では、前記凹部内に前記電池体を収容する共に前記第2部材によって前記凹部を封止する、
請求項1に記載の蓄電モジュール製造方法。 the container includes a first member having a recess formed therein and a second member sealing the recess;
In the fourth step, the battery body is housed in the recess and the recess is sealed with the second member.
The method for manufacturing an electricity storage module according to claim 1 .
前記容器における前記電池体を収容したときに前記封止体の角部に対向する第2角部は、面取り形状を有しており、
前記第2角部の面取り形状は、前記第1角部の面取り部の形状に対応する形状であり、
前記第1角部の面取り部の大きさは、前記第2角部の面取り形状の大きさ以上である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール製造方法。 A fifth step of reducing the pressure inside the container after the fourth step is provided,
a second corner portion of the container that faces the corner portion of the sealing body when the battery body is housed therein has a chamfered shape,
a chamfered shape of the second corner portion corresponds to a chamfered shape of the first corner portion,
The size of the chamfered portion of the first corner portion is equal to or larger than the size of the chamfered shape of the second corner portion.
The method for manufacturing an electricity storage module according to any one of claims 1 to 4.
金属層を含むラミネートフィルムにより構成され、前記電池体を収容する容器と、
を備え、
前記封止体は、
複数の前記電極のそれぞれの前記集電体の周縁部に設けられた複数のシール材と、
隣り合う前記シール材の間に介在された複数のスペーサと、
複数の前記シール材の前記内部空間と反対側の端部と複数の前記スペーサの前記内部空間と反対側の端部とが溶着されて形成された溶着端部と、
を有し、
前記第1方向からみたときの前記封止体の角部である第1角部は、面取り部を有する、
蓄電モジュール。 a battery body including a first stack including a current collector and including a plurality of electrodes stacked in a first direction, and a cylindrical sealing body provided to surround the first stack and for sealing an internal space formed between the electrodes;
A container that is made of a laminate film including a metal layer and that houses the battery body;
Equipped with
The sealing body is
a plurality of seal materials provided on peripheral portions of the current collectors of the plurality of electrodes;
a plurality of spacers interposed between adjacent ones of the sealing materials;
a welded end portion formed by welding ends of the plurality of sealing materials opposite to the internal space and ends of the plurality of spacers opposite to the internal space;
having
A first corner portion, which is a corner portion of the sealing body when viewed from the first direction, has a chamfered portion.
Energy storage module.
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