叠层电池的制作方法

本发明涉及叠层电池。

背景技术：

作为薄型并且轻量的电池，已知有在叠层外装体中容纳电池元件的叠层电池。由于叠层外装体具有多层结构，所述多层结构在铝或不锈钢等薄的金属层上具有密封层，所以，重量轻并且柔软，而且由于耐酸或耐碱性强，所以适用于作为电池的外装体的材料。

在叠层电池中，要求增加能量密度。作为使能量密度增加的手段，考虑减少与电池反应无关的部分的体积。

专利文献1公开了一种技术，在叠层外装体的容纳电池元件的部分中形成凹部，使叠层外装体的袋的形状与电池元件的形状吻合。在专利文献1中，利用这种方法减小叠层外装体在叠层电池的总体积中所占的体积，使叠层电池的能量密度增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－226826号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在如专利文献1那样，通过压花加工在叠层外装体上形成容纳电池元件的空间的情况下，在叠层外装体的内部产生不能容纳电池元件的剩余空间。

从而，本发明的目的在于提供一种叠层电池，所述叠层电池通过减少叠层外装体内部的对于电池反应没有帮助的剩余空间，而使能量密度增加。

解决课题的手段

用于解决本发明的课题的手段如下面所述。

<1>一种叠层电池，在叠层外装体中封入电池元件，其中，

所述叠层外装体具有一个以上的平面状的叠层片、以及整个外周相对于底面竖立起来而形成凹状的两个凹状的叠层片，

两个所述凹状的叠层片以其凹面朝向所述叠层外装体的外侧的方式隔着所述电池元件相互对向，所述平面状的叠层片的一对端部被接合到所述凹状的叠层片的整个外周上，并且，所述平面状的叠层片的端部之中未被接合到所述凹状的叠层片的端部的所述整个外周上的端部彼此被接合起来，由此，所述叠层外装体形成为袋状。

<2>如前面的<1>中所述的叠层电池，

具有正极集电片及负极集电片，

所述正极集电片及所述负极集电片与所述电池元件电连接，并且，在所述平面状的叠层片的端部彼此相互接合的部分，从所述叠层电池的内部贯通到外部。

<3>如前面的<1>或<2>所述的叠层电池，两个所述凹状的叠层片是相同形状并且/或者是镜像对称的。

<4>如前面的<1>～<3>中任一项所述的叠层电池，所述凹状的叠层片的底面是多角形的。

<5>如前面的<4>中所述的叠层电池，所述凹状的叠层片的所述底面是六角形的。

<6>如前面<4>或者<5>中所述的叠层电池，所述平面状的叠层片的端部彼此相互接合的部分与所述凹状的叠层片的所述底面的顶点接触。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种通过减少叠层外装体内部的对于电池反应没有帮助的剩余空间，使能量密度增加的叠层电池。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的叠层电池的示意图。

图2是本发明的一种实施方式的叠层电池的叠层外装体的部件的示意图。

图3是对于叠层片进行压花加工的示意图。

图4是本发明的一种实施方式的叠层电池的示意图。

图5是过去的叠层电池的示意图。

图6是对本发明的一种实施方式的叠层电池及过去的叠层电池的断面进行比较的示意剖视图。

具体实施方式

下面，对于本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限于以下的实施方式，而是可以在发明主旨的范围内进行各种变形来实施。

本发明的叠层电池是将电池元件封入到叠层外装体中的叠层电池。叠层外装体具有一个以上的平面状的叠层片、以及整个外周相对于底面竖起地形成凹状的两个凹状的叠层片。两个凹状的叠层片以其凹面朝向叠层外装体的外侧的方式隔着电池元件相互对向，平面状的叠层片的一对端部被接合到凹状的叠层片的整个外周上，并且，平面状的叠层片的端部之中未被接合到凹状的叠层片的整个外周上的端部彼此被接合起来，借此，叠层外装体形成为袋状。

图1是本发明的叠层电池的一种实施方式的示意图。在图1中，两个凹状的叠层片10以其凹面朝向叠层外装体的外侧的方式形成叠层外装体的相向的一方的侧面。并且，两个平面状的叠层片20的一对端部被接合到凹状的叠层片的整个外周11上。平面状的叠层片20的端部之中未被接合到凹状的叠层片的整个外周11上的端部彼此被接合起来，借此，叠层外装体形成为袋状。进而，在平面状的叠层片的端部彼此被接合起来的部分21中，集电片30从叠层电池的内部贯通到外部。

图2是表示构成本发明的叠层电池的一种实施方式的叠层外装体的部件的示意图。在图2中，构成叠层外装体的部件是两个凹状的叠层片10及两个平面状的叠层片20。两个平面状的叠层片20被接合到凹状的叠层片的整个外周11上。另外，在图2中，凹状的叠层片的整个外周11相对于凹状的叠层片的底面12竖起。

虽然本发明并不由原理来限定，但是，可以认为本发明的作用原理如下面所述。

图3是对于叠层片120进行压花加工的示意图。在图3中，利用模具对叠层片120进行压花加工。模具由凸模100、凹模110及防皱压板130构成。在凸模100与凹模110之间设置有间隙140。

如图3所示，在通过压花加工在叠层片120上设置了凹部的情况下，通过压花加工形成的角部成为圆角。另外，所形成的凹部比凸模100大出相当于凸模100与凹模110之间的间隙140的量。

在像专利文献1所述的过去的叠层电池那样进行压花加工而在叠层外装体上形成容纳电池元件的空间的情况下，由圆角的部分、以及凸模和凹模之间的间隙的部分形成剩余空间。该剩余空间，由于随着接近于叠层片被接合的部分而空间变窄，所以，不能用于容纳电池元件。因此，叠层外装体的能量密度减小了相当于剩余空间的体积的量。换句话说，对于叠层外装体的宽度方向上的长度，叠层外装体能够容纳电池元件的宽度减少了相当于压花加工所需要的长度的量。

从而，在为了形成容纳电池元件的空间而对叠层外装体进行压花加工的过去的叠层电池的情况下，会在叠层外装体内部产生剩余空间，叠层电池的能量密度会降低。

与此相对，在本发明的叠层电池中，对于叠层外装体将整个外周相对于底面竖起地形成为凹状的两个凹状的叠层片及平面状的叠层片接合起来，使得叠层外装体的形状与电池元件的形状吻合。

这样，本发明的叠层电池的叠层外装体利用与过去的叠层电池不同的结构形成容纳电池元件的空间，即使在叠层片被接合起来的部分，空间也不会变窄。

从而，本发明的叠层电池与具有相同大小的叠层外装体的过去的叠层电池相比，可以容纳更大的电池元件，可以使能量密度增加。

利用图4～图6更具体地说明过去的叠层电池与本发明的叠层电池的不同。

图4及图5，分别是基于本发明的一种实施方式的叠层电池200及过去的叠层电池210的示意图。这里，图4及图5所示的各个叠层电池应理解为其宽度、即a－a方向及a’－a’方向的长度相等。

另外，图6(a)及(b)分别是图4及图5的a－a断面及a’－a’断面的示意图。

在图6(a)及(b)中，叠层片被接合起来的部分的宽度300都是相等的。但是，在图6(b)中，由于利用压花加工形成叠层外装体内部的容纳电池元件的空间，所以，具有随着靠近叠层片被接合起来的部分而使得容纳电池元件400的空间变窄的部分。因此，在叠层电池的宽度方向上产生压花加工所需要的宽度320、即不能用于容纳电池元件400的剩余空间。与此相对，在图6(a)中，由于叠层外装体内部的容纳电池元件400的空间没有形成厚度变小的部分，所以，与过去的叠层电池相比，具有能够额外地容纳电池元件400的宽度310。

另外，在本说明书中，所谓“能量密度”一词，应当理解为表示叠层电池的每单位体积的电池的能量的体积能量密度的意思。

<叠层电池>

本发明的叠层电池在叠层外装体中封入电池元件。另外，本发明的叠层电池可以具有正极集电片及负极集电片。

<叠层外装体>

在本发明中，叠层外装体具有一个以上的平面状的叠层片以及两个凹状的叠层片。

这里，叠层片是具有金属层和密封材料层的片。作为用于叠层片的金属等，例如可以使用铝或者不锈钢，作为密封材料层，例如可以使用作为热塑性树脂的聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚氯乙稀等。

平面状的叠层片与凹状的叠层片的接合部分、以及平面状的叠层片彼此的接合部分，如果是能够分别保持叠层外装体内部的密封性的状态，则可以利用任何方法进行接合。作为具体的接合方法，可以举例列出将叠层片的密封材料层彼此熔接的方法。另外，也可以利用粘接剂将叠层片彼此粘接起来。

在将叠层片的密封材料层彼此熔接的情况下，例如，可以举例列出热板熔接、超声波熔接法、振动熔接法、或者激光熔接法等。

1.凹状的叠层片

凹状的叠层片的整个外周相对于底面竖起而形成凹状。凹状的叠层片的凹状可以通过对一个叠层片进行压花加工来形成，也可以利用其它方法，例如在叠层片的外周部分的角部引入切口，将外周部分相对于底面竖起地弯折而形成。

凹状的叠层片的底面由于其比叠层外装体的容纳电池元件的空间大，所以，优选地为平面状。进而，为了容易进行与平面状的片的接合，凹状的叠层片的底面优选为多角形、特别是六角形或者五角形。另外，两个凹状的叠层片可以是相同的形状并且/或者是镜像对称的。

2.平面状的叠层片

叠层外装体具有一个以上的平面状的叠层片。优选地，平面状的叠层片为一个或者两个。

在平面状的叠层片为一个的情况下，可以以将平面状的叠层片卷绕到两个凹状的叠层片的整个外周上的方式形成叠层外装体。通过这样形成叠层外装体，可以减少平面状的叠层片彼此的接合部分，可以进一步增加叠层电池的能量密度。

在平面状的叠层片为两个的情况下，配置成用两个平面状的叠层片将电池元件夹入，将两个平面状的叠层片的一对端部与凹状的叠层片接合,并且，将两个平面状的叠层片的剩下的端部相互接合起来，由此，可以形成叠层外装体，因此，可以更简单地形成叠层外装体。

平面状的叠层片的端部彼此被相互接合起来的部分，优选与凹状的叠层片的底面的顶点接触。这是因为以下缘故：与平面状的叠层片的端部彼此被相互接合起来的部分与不在凹状的叠层片的底面的顶点的部分接触的情况相比，由于平面状的叠层片的端部彼此被相互接合起来的部分与其周边部分的交界部分的角度变得更平缓，因此，平面状的叠层片的端部彼此被相互接合起来的部分的强度增加。

<电池元件>

对于发电元件例如可以列举出依次具有正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层以及负极集电体的全固体电池；以及，正极集电体、正极活性物质层、隔板、负极活性物质层以及负极集电体浸渍在电解液中的液体类电池等，但是，并不局限于此。

作为正极集电体及负极集电体例如可以采用各种金属，例如银、铜、金、铝、镍、铁、不锈钢、或者钛等、或者它们的合金。在发电元件是锂离子电池的情况下，从化学稳定性的观点出发，正极集电体的材质优选为铝，负极集电体的材质优选为铜。另外，在本发明中，正极集电体及负极集电体由相互不同的材料构成。

正极活性物质层、固体电解质层以及负极活性物质层只要是发电元件具有作为电池的功能的结构，则没有特别的限制。例如，在发电元件是锂离子电池的情况下，正极活性物质层可以具有作为正极活性物质的钴酸锂，固体电解质层可以具有作为硫化物固体电解质的li2s－p2s5，负极活性物质层可以具有作为负极活性物质的石墨。

<正极集电片及负极集电片>

正极集电片及负极集电片与电池元件电连接，并且，优选地，在平面状的叠层片的端部彼此被相互接合起来的部分，从叠层电池的内部贯通到外部。由于通过正极集电片及负极集电片具有这样的配置，平面状的叠层片的端部彼此被相互接合起来的部分兼用作将正极集电片及负极集电片接合到叠层电池上的部分，所以，可以减少叠层外装体的接合部分。通过减少叠层外装体的接合部分，可以减小叠层外状体的体积，可以使能量密度进一步增加。

正极集电片及负极集电片可以采用各种金属，例如银、铜、金、铝、镍、铁、不锈钢或者钛等、或者它们的合金。

附图标记说明

10凹状的叠层片

11凹状的叠层片的整个外周

12凹状的叠层片的底面

20平面状的叠层片

21平面状的叠层片的端部彼此被接合起来的部分

30集电片

100凸模

110凹模

120叠层片

130防皱压板

140间隙

200基于本发明的一种实施方式的叠层电池

210过去的叠层电池

300叠层片被接合起来的部分的宽度

310可以额外容纳电池元件的宽度

320压花加工所需要的宽度

400电池元件