层叠电池及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及层叠电池及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 已知作为收容包括正极、负极和电解质的发电元件的外装体的、使用层叠膜的所 谓的层叠电池。例如，专利文献1公开了一种具有凹部的层叠电池，在该凹部中，膜构件堆 积在外装膜的密封部的一部分处，其中正极和负极的突出部至少在该部分处与膜接触。凹 部沿着密封部的长度方向形成。专利文献2公开了一种层叠电池，其中，在形成外装膜的密 封部之后，对密封部进行压花加工，以设置凸部和凹部。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2001-229889号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开2001-52660号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008] 在层叠电池中，如上述专利文献所述，抑制水分从密封部等的侵入是重要的。另 外，即使在诸如当归因于高温保存等导致从发电元件产生高压气体时内部压力上升的情况 下，也必须防止密封部的破断。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010] 根据本发明的一方面，提供一种层叠电池，其包括：发电元件，其具有正极、负极和 电解质；以及外装体，其由分别包括粘接树脂层的两个层叠膜形成，所述外装体具有用于所 述发电元件的收容部以及通过使所述两个层叠膜接合而在所述收容部的周缘处形成的密 封部，其中，所述收容部和所述密封部之间的边界处形成有角部，并且，在所述密封部中，位 于所述角部附近的角区域处的所述粘接树脂层的厚度比其它区域处的所述粘接树脂层的 厚度大。
[0011] 根据本发明的另一方面，提供一种层叠电池的制造方法，所述层叠电池具有发电 元件和外装体，所述发电元件具有正极、负极和电解质，所述外装体由分别包括粘接树脂层 的两个层叠膜形成，所述制造方法包括：第一步骤，在所述第一步骤中通过拉深加工并且通 过利用形成有通孔的加压夹具来压所述两个层叠膜中的至少一个层叠膜形成待成为所述 发电元件用的收容部的凹陷；以及第二步骤，在所述第二步骤中在将所述发电元件收容在 所述凹陷中之后，通过接合所述两个层叠膜来在所述收容部的周缘处形成密封部，其中，在 所述第一步骤中，当向所述加压夹具施加载荷时，将施加在所述通孔的角部附近的部分处 的载荷设定成比其它部分处的载荷小，以在待成为所述密封部的部分的位于形成在所述凹 陷的边界处的角部附近的区域处形成多个凸部，使得所述区域处的所述粘接树脂层的厚度 设定成比其它区域处的所述粘接树脂层的厚度大。
[0012] 发明的效果
[0013] 根据本发明的各个方面，能够提供一种能够抑制水分侵入并且即使在内部压力上 升的情况下也能够抑制密封部破断的层叠电池。
【附图说明】
[0014] 图1是示出根据本发明的优选实施方式的层叠电池的立体图。
[0015] 图2是沿着图1的AA线的截面图。
[0016] 图3是图1的B部分的放大图。
[0017] 图4是沿着图3的CC线的截面图。
[0018] 图5是沿着图3的DD线的截面图。
[0019]图6是示出根据本发明的优选实施方式的层叠电池的制造步骤的图。
[0020] 图7是示出根据现有技术的层叠电池的制造步骤的图。
[0021] 图8是示出图1的层叠电池的尺寸的图。
【具体实施方式】
[0022] 现在将参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。
[0023] 实施方式中参照的附图是示意性画出的，并且图中画出的构成元件的尺寸比例等 可以与实际装置的不同。具体的尺寸比例等应当考虑以下说明来确定。
[0024] 现在将参照图1至图5来详细说明根据本发明的优选实施方式的层叠电池10的 结构。图3是以放大的方式示出角部17附近的区域的图，该角部17形成在收容部12 (凹 状加工部24)和密封部13之间的边界处。图4是作为密封部13的位于角部17附近的区 域的角区域18的截面图（沿着图3的CC线的截面图），图5是远离角区域18的区域的截 面图（沿着图3的DD线的截面图）。
[0025] 如图1和图2所示，层叠电池10包括：发电元件（未示出），其包括正极、负极和 电解质；以及外装体11，其由两个层叠膜20和30形成。发电元件收容在形成于层叠膜20 和30之间的收容部12的内部空间中。在外装体11中，使层叠膜20和30接合以形成密封 部13,使得收容发电元件的内部空间密封。
[0026] 不对层叠电池10的形状、S卩外装体11的形状强加特别的限制，例如，可以采用如 图1所示的在平面图中为大致矩形的形状。在本说明书中，"平面图"是指从与层叠膜20和 30的主表面（具有最大面积的表面）垂直的方向观察的状态。能够将密封部13形成为沿 着外装体11的端缘具有大致均匀宽度的框状。由密封部13围绕的、在平面图中具有大致 矩形形状的部分为收容部12。在本实施方式中，收容部12和密封部13之间的边界线与外 装体11的端边（外形线）大致平行。
[0027] 在层叠电池10中，与正极连接的正极引线14和与负极连接的负极引线15均从收 容发电元件的收容部12的内部空间中延伸。优选地，这些引线从外装体11的同一端边、大 致彼此平行地延伸。树脂膜16粘接于各引线，并且在密封部13处，夹在层叠膜20和30之 间的该树脂膜16熔接于膜的粘接树脂层。
[0028] 示例的发电元件由电极体和非水电解质形成，在该电极体中，正极和负极被以它 们之间有隔膜的方式卷绕。通常，将包括非水溶剂和分散在该非水溶剂中的、诸如锂盐 等的电解质盐的液体电解质用作非水电解质，但是可选地，还可以采用使用胶状聚合物 (gel-formpolymer)等的固体电解质。
[0029] 正极由例如诸如金属箔等的正极集电体以及形成在该正极集电体上的正极活性 材料层形成。优选地，除了正极活性材料以外，正极活性材料层包括导电构件和粘合剂。可 以将包含诸如Co、Mn、Ni等的过渡金属元素的含锂过渡金属氧化物作为正极活性材料的示 例。
[0030]负极由例如诸如金属箔等的负极集电体以及形成在该负极集电体上的负极活性 材料层形成。优选地，除了能够吸附（occlude)和脱离（detach)锂离子的负极活性材料以 外，负极活性材料层还包括粘合剂。可以将天然石墨、人造石墨、锂、硅、碳、锡、锗、铝、铅、 铟、镓及其合金和混合物作为负极活性材料的示例。
[0031] 如上所述，外装体11作为收容发电元件的容器，并且包括发电元件用的收容部 12。通过在层叠膜20和30之间形成能够收容发电元件的内部空间来设置收容部12。换 言之，除了层叠膜20和30接合之处的密封部13以外的部分为收容部12。然而，优选地， 在收容部12中，提前在层叠膜20和30中的至少一者形成作为能够收容发电元件的凹陷 (depression)的凹状加工部24。在本实施方式中，在平面图中具有大致矩形形状的凹状加 工部24仅形成于层叠膜20。
[0032] 形成凹状加工部24,以扩大收容部12的内部空间。凹状加工部24是通过在层叠 膜20的中央部处使与层叠膜30相对的表面侧凹陷一定程度而形成的，以允许收容发电元 件。换言之，层叠膜20的中央部以朝向外装体11的外侧的凸出的形状膨胀。如以下将要 说明的，优选地，通过拉深加工（drawingprocess)来形成凹状加工部24。
[0033] 如上所述，外装体11具有通过使层叠膜20和30的端缘接合而形成的密封部13。 利用该构造，收容发电元件的收容部12的内部空间被密封。密封部13是通过以如下方式 来使层叠膜20和30重叠而形成的：使稍后将要说明的粘接树脂层22和32彼此相对，并且 将这些层热熔接。
[0034] 优选地，形成外装体11的层叠膜20和30分别具有金属层21和31、粘接树脂层 22和32以及表层23和33 (参见图3和图4)。对于层叠膜20和30,可以使用相同类型的 膜。将参照作为示例的层叠膜20来说明层叠膜20和30的共同内容。层叠膜20可以具有 除了上述层以外的层。例如，可以在金属层21和表层23之间设置用于改善粘接性或阻气 性的树脂层。另外，对于经历小的外部冲击的用处，表层23不是必须的，因而可以省略。
[0035] 金属层21用于防止水分等透过，并且优选地，金属层21由薄膜状的铝形成。能够 使用铝箔或通过铝沉积来形成铝层。不对金属层21的厚度强加特别的限制，优选地，金属 层21的厚度为20ym~60ym，更优选地，金属层21的厚度为30ym~50ym。
[0036] 粘接树脂层22和32能够使层叠膜20和30热熔接。粘接树脂层22和32能够通 过加热熔融而彼此粘接，在热熔接之后，粘接树脂层22和32彼此紧密接触成不能确认出边 界的程度。以下，可以将热熔接的粘接树脂层22和32统称为粘接树脂层M。优选地，粘接 树脂层22由诸如具有作为主要成分的聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丙烯的共聚物等的烯烃系树 脂（olefin-basedresin)形成。不对比金属层21厚的粘接树脂层22的厚度强加特别的 限制，优选地，粘接树脂层22的厚度为30ym~120ym，更优选地，粘接树脂层22的厚度为 60um~ 100um。
[0037] 表层23用作防止例如在金属层21等中发生破断、损坏和腐蚀的保护层。优选地， 表层23由诸如聚对苯二甲酸乙二酯（PET)等的聚酯系树脂形成。不对表层23的厚度强加 特别的限制，优选地，表层23的厚度为5ym~30ym，更优选地，表层23的厚度为10ym~ 20 y m〇
[0038] 外装体11具有位于收容部12和密封部13之间的边界处的角部17。在本实施方 式中，因为收容部12在平面图中具有大致矩形的形状，所以收容部12和密封部13之间的 边界线为四条直线，并且层叠膜20存在四个角部17。可以将角部17形成为直角，但是因 为当内部压力上升时，应力趋向于作用在该角部17,所以从减小应力载荷的观点出发，优选 地，角部17具有圆形形状（roundedshape)。为了增大收容部12的容量，优选地，角部17 具有小于或等于5mm的曲率半径，更优选地，角部17具有大约1mm~3mm的曲率半径。如 稍后将要详细说明的，根据层叠电池10,即使当角部17的曲率半径小时，也能够在内部压 力上升时充分抑制密封部13的破断。
[0039] 如图3至图5所示，在外装体11中，密封部13的位于角部17附近的角区域18 (图 3中的点区域）中的粘接树脂层M的厚度比其它区域中的粘接树脂层M的厚度大。这里，角 区域18是指至少由外装体11的两个端边和从角部17引出的与各端边垂直的两条垂线围 绕而成的范围，优选地，除了上述范围以外，角区域18还指从角部17起沿着密封部13的长 度方向的预定长度的范围（例如，与密封部13的宽度大约相同的长度的范围）。
[0040] 在密封部13的角区域18中，优选地，形成有多个凸部25。在