电池和电池模块制造技术

为了提供具有优异的抗振性和抗冲击性的电池，本发明专利技术的电池的特征在于包括：通过将正极(20)、负极(30)和分隔件(40)进行层叠所形成的电极层叠体(60)；以及容纳电极层叠体(60)和电解质溶液的层叠膜外装材料(80)。该电池的特征还在于负极(30)与层叠膜外装材料(80)的内表面之间的静摩擦系数为0.1或更大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池和电池模块
本专利技术涉及一种诸如锂离子二次电池之类的电池和使用所述电池构成的电池模块。
技术介绍
近来，作为环境问题的解决方案，可以通过风力发电、太阳能发电等获得的适用于家庭用途(用于独立式住宅等)或工业用途(用于运输设备、建筑设备等)的清洁能源正引起关注。然而，清洁能源的缺点在于输出根据具体情况不同变化很大。例如，通过太阳能发电得到的能量可以在太阳照射的白天获得，而在太阳落山的夜晚则无法获得。为了使清洁能源的输出稳定化，使用将清洁能源暂时储存在电池中的技术。例如，由此储存在电池中的太阳能在太阳落山的夜晚变得可用。通常，锌电池已被用作储存清洁能源的电池；然而，锌电池的缺点在于它通常尺寸大且能量密度低。因此，近来，能够在常温下操作并具有高能量密度的锂离子二次电池正引起关注。除了高能量密度之外，锂离子二次电池还具有低阻抗并因此具有优异的响应性。例如，作为锂离子电池，已知将电池元件封装在柔性膜内的层叠电池。层叠电池通常具有平板状形状，并且具有其中正极和负极被引出到柔性膜外部的构造。已知一种技术，其中各自具有上述构造的两个或更多个层叠电池通过串联连接并容纳在容器(壳体)中而模块化，以便增加容量。例如，专利文献1(日本专利No.3,970,684)公开了一种电池模块，该电池模块包括通过串联连接四个片状二次电池单元所构成的电池组和容纳该电池组的薄型长方体壳体。专利文献1：日本专利No.3,970,684
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在专利文献1所公开的其中层叠电池被纳入壳体中的电池模块中，即使通过利用粘接等将层叠电池周围的区域固定到壳体，或者将电池的引出片经螺钉固定到壳体，从而将单位电池固定在壳体内，设置在层叠膜中的电极层叠体也会稍微移位。因此，当对电池模块施加长时间的振动或冲击时，电极层叠体起到钟摆的作用，这可能导致层叠膜的破裂和由于破裂引起的电解质溶液的泄漏，导致将电极层叠体和引出片进行导电连接的部件的断裂，或导致引出片的断裂。解决问题的手段做出本专利技术以解决上述问题，并且根据本专利技术的一种电池包括：通过将正极、负极和分隔件进行层叠所形成的电极层叠体；以及容纳所述电极层叠体和电解质溶液的层叠膜外装材料。所述负极与所述层叠膜外装材料的内表面之间的静摩擦系数为0.1或更大。此外，在根据本专利技术的电池中，所述负极的活性物质的D90/D10比为1.7或更高。此外，在根据本专利技术的电池中，所述分隔件的孔隙率为30％或更高。此外，在根据本专利技术的电池中，所述电极层叠体在层叠方向上的每单位面积的重量为1kg/m2以上且40kg/m2以下。根据本专利技术的电池模块是使用上述电池的电池模块。所述电池模块包括在所述电极层叠体的层叠方向上施加100kgf/m2或更高的表面压力的弹性物质。此外，在根据本专利技术的电池模块中，所述弹性物质在施加表面压力的方向上的杨氏模量为0.1MPa以上且5MPa以下。此外，一种根据本专利技术的电池包括：通过将正极、负极和分隔件进行层叠所形成的电极层叠体；容纳电极层叠体和电解质溶液的层叠膜外装材料；以及弹性层，所述弹性层能够在所述电极层叠体的层叠方向上施加表面压力。所述负极与所述层叠膜外装材料的内表面之间的静摩擦系数为0.1或更大。此外，在根据本专利技术的电池中，所述负极的活性物质的D90/D10比为1.7或更高。此外，在根据本专利技术的电池中，所述分隔件的孔隙率为30％或更高。此外，在根据本专利技术的电池中，所述电极层叠体在层叠方向上的每单位面积的重量为1kg/m2以上且40kg/m2以下。根据本专利技术的电池模块是使用上述电池的电池模块，其中所述弹性层在所述电极层叠体的层叠方向上施加100kgf/m2或更高的表面压力。此外，在根据本专利技术的电池模块中，所述弹性层在施加表面压力的方向上的杨氏模量为0.1MPa以上且5MPa以下。本专利技术的有益效果在根据本专利技术的电池中，所述负极与所述层叠膜外装材料的内表面之间的静摩擦系数为0.1或更大。因此，即使对电池施加长时间的振动或冲击，层叠膜外装材料的破裂和与破裂相关联的电解质溶液的泄漏、将电极层叠体与引出片进行导电连接的部件的断裂、或者引出片的断裂的可能性也会降低，从而可以提供具有优异的抗振性和抗冲击性的电池。此外，即使对根据本专利技术的电池模块施加长时间的振动或冲击，由于电池的层叠膜外装材料的破裂导致的电解质溶液的泄漏、将电极层叠体与引出片进行导电连接的部件的断裂、或引出片的断裂的可能性也会降低，从而可以提供具有优异的抗振性和抗冲击性的电池模块。附图说明图1是用于说明构成电极层叠体60的组件的层叠顺序的图；图2是示出根据本专利技术的实施例的电池100的电极层叠体60的结构的图；图3是根据本专利技术的实施例的电池100的透视图；图4是用于说明构成电池模块300的组件的层叠顺序的图；图5是示出根据本专利技术的实施例的电池模块300的示例的透视图；图6是根据本专利技术的实施例的电池模块300的示意性剖视图；图7是用于说明电极层叠体60在层叠方向上的每单位面积的重量的图；以及图8是根据本专利技术的另一实施例的电池模块300的示意性剖视图。具体实施方式下文将参考附图描述本专利技术的实施例。图1是用于说明构成电极层叠体60的组件的层叠顺序的图。图2是示出根据本专利技术的实施例的电池100的电极层叠体60的结构的图。图3是根据本专利技术的实施例的电池100的透视图。在本实施例中，将锂离子二次电池作为电池100的例子，锂离子二次电池是一种电化学元件，其中锂离子在负极和正极之间移动以进行充电和放电；但是，本专利技术也适用于其他种类的电池。根据本专利技术实施例的电池100具有这样的构造，在该构造中，通过利用分隔件40层叠多个正极20和多个负极30而形成的电极层叠体60和电解质溶液(未示出)被容纳在矩形的层叠膜外装材料80中。图1是用于说明构成电极层叠体60的组件的层叠顺序的图。如图1所示，正极20、负极30和分隔件40用于构成电极层叠体60。正极20具有矩形的正极本体部分22和从正极本体部分22延伸的条形的正极端子部分24。在正极本体部分22中，将诸如锂钴复合氧化物之类的正极活性物质26涂覆到片状铝板上。负极30具有矩形的负极本体部分32和从负极本体部分32延伸的条形的负极端子部分34。在负极本体部分32中，将诸如石墨之类的负极活性物质36涂覆到片状镍板或片状铜板上。分隔件40是矩形的片状部件，例如是微孔膜、无纺布或织物，由诸如聚烯烃之类的热塑性树脂形成，并且能够浸渍电解质溶液。当将上述组件层叠为电极层叠体60时，在各个正极20中形成的所有正极端子部分24和在各个负极30中形成的所有负极端子部分34分别通过超声波焊接彼此固定。此外，如图2所示，每个正极20的负极端子部分34导电连接到正极引出片120，并且每个负极30的负极端子部分导电连接到负极引出片130。将铝板用作正极引出片120，将镍板或铜板用作负极引出片130。当将铜板用作负极引出片130时，可以在铜板的表面上施加镍镀层。此外，当将上述组件层叠为电极层叠体60时，如图2所示，优选地，在电极层叠体60的相向的两边中的每一边的两个位置处使用粘合带65进行固定，以便确实保持层叠状态。在正极引出片120和负极引出片130被引出的状态下，将如图2所示形成的电极层叠体60和电解质溶液(未示出)密封在层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，其特征在于，包括：通过将正极、负极和分隔件进行层叠所形成的电极层叠体；以及容纳所述电极层叠体和电解质溶液的层叠膜外装材料，其中：所述负极与所述层叠膜外装材料的内表面之间的静摩擦系数为0.1或更大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 JP 2016-1547821.一种电池，其特征在于，包括：通过将正极、负极和分隔件进行层叠所形成的电极层叠体；以及容纳所述电极层叠体和电解质溶液的层叠膜外装材料，其中：所述负极与所述层叠膜外装材料的内表面之间的静摩擦系数为0.1或更大。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述负极的活性物质的D90/D10比为1.7或更高。3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于：所述分隔件的孔隙率为30％或更高。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池，其特征在于：所述电极层叠体在层叠方向上的每单位面积的重量为1kg/m2以上且40kg/m2以下。5.一种使用权利要求1至4中任一项所述的电池的电池模块，其特征在于，包括：弹性物质，所述弹性物质在所述电极层叠体的层叠方向上施加100kgf/m2或更高的表面压力。6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于：所述弹性物质在施加表面压力的方向上的杨氏模量为0.1M...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥浩雄，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP