蓄电装置制造方法及图纸

一种蓄电装置(10)，具备正极(21)、负极(22)、隔离物以及间隔件(24)。负极(22)的负极活性物质层(22b)从层叠方向来看的俯视时的形状为矩形形状。在负极(22)的负极集电体(22a)的第1面(22a1)中的未粘接间隔件(24)的区域设置有形成有负极活性物质层(22b)的区域和未形成负极活性物质层(22b)的负极未粘接部(22c1)。俯视时的负极未粘接部(22c1)的宽度(L2)相对于负极活性物质层(22b)的长边的长度(L1)的比率为0.02以下。负极活性物质层(22b)的角部(C)是被倒角成弧形的形状，角部(C)中的曲率最大的部分的曲率半径为5mm以上。曲率最大的部分的曲率半径为5mm以上。曲率最大的部分的曲率半径为5mm以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置


[0001]本专利技术涉及蓄电装置。

技术介绍

[0002]专利文献1公开了通过将单独制作的多个蓄电单元串联层叠而构成的扁平型的蓄电装置。上述蓄电单元具备：正极，其是在树脂集电体的单面的中央部形成正极活性物质层而成的；负极，其是在树脂集电体的单面的中央部形成负极活性物质层而成的，以负极活性物质层与正极的正极活性物质层相互面对的方式配置；以及隔离物，其配置在正极与负极之间。
[0003]而且，上述蓄电单元具备密封部，密封部配置在树脂集电体的外周部，将在层叠方向上相邻的树脂集电体之间液密地封闭。密封部保持树脂集电体之间的间隔，防止树脂集电体之间的短路，并且将树脂集电体之间液密地封闭，形成收纳电解质的密闭空间。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：特开2019
‑
175778号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]作为使隔着隔离物层叠多个正极与负极而成的层叠型的蓄电单元高容量化的方法，可以考虑增大活性物质层的面积的方法。在这种情况下，既能够维持蓄电单元的扁平形状，又能够使蓄电单元高容量化。
[0009]但是，在将增大活性物质层的面积的构成应用到在正极与负极之间粘接有形成密闭空间的密封部的蓄电单元的情况下，集电体容易产生褶皱或破裂。详细来说，在设置有形成密闭空间的密封部的蓄电单元的集电体中，粘接有活性物质层的部分的周围被密封部固定。在这种情况下，集电体中的能够允许变形的部分仅是位于粘接有活性物质层的部分与粘接有密封部的部分之间的未粘接部。因此，当集电体中的粘接有活性物质层的部分伴随着蓄电单元的充放电时的活性物质层的膨胀收缩而伸缩时，会在未粘接部反复发生局部变形。具体来说，会反复进行由活性物质层的膨胀导致的未粘接部的挠曲或弯折、以及由活性物质层的收缩导致的挠曲部分或弯折部分的拉长。
[0010]在此，若为了使蓄电单元高容量化而增大活性物质层的面积，则充放电时的活性物质层的膨胀量会伴随着活性物质层的面积的增大而增大，活性物质层的膨胀收缩所带来的未粘接部的变形量也会变大。其结果是，由于活性物质层的膨胀收缩而作用于未粘接部的负荷变大，未粘接部容易产生褶皱或破裂。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]解决上述问题的蓄电装置具备：第1电极，其是在第1集电体的第1面形成第1活性物质层而成的；第2电极，其是在第2集电体的第1面形成第2活性物质层而成的，以所述第2
活性物质层与所述第1电极的所述第1活性物质层相对的方式配置；隔离物，其配置在所述第1活性物质层与所述第2活性物质层之间；以及间隔件，其配置在所述第1集电体和所述第2集电体的各第1面之间，所述间隔件以包围所述第1活性物质层和所述第2活性物质层的周围的方式配置，并且粘接到所述第1集电体和所述第2集电体的各第1面，从而在所述第1电极与所述第2电极之间形成密闭空间，所述第1活性物质层从层叠方向来看的俯视时的形状为矩形形状，在所述第1集电体的所述第1面中的未粘接所述间隔件的区域设置有形成有所述第1活性物质层的区域和未形成所述第1活性物质层的区域，在将所述俯视时的所述第1活性物质层的长边的长度设为L1，将所述间隔件与所述第1活性物质层之间的在与所述第1活性物质层的长边平行的方向上的长度设为L2时，比率(L2/L1)为0.02以下，在所述蓄电装置中，所述第1活性物质层的至少一个角部是被倒角成弧形的形状，该角部中的曲率最大的部分的曲率半径为5mm以上。
[0013]本专利技术的专利技术人们发现，在使俯视时为矩形形状的活性物质层的面积增大的情况下，在集电体中的未粘接间隔件的区域并且也未形成活性物质层的区域即未粘接部所产生的褶皱或破裂集中在活性物质层的角部的顶端的附近。根据上述构成，将第1电极中的俯视时为矩形形状的第1活性物质层的角部设为被倒角成弧形的形状。在这种情况下，在第1活性物质层的膨胀时，应力向第1活性物质层的角部的顶端的集中得到缓和，从而，从第1活性物质层的角部向第1集电体的未粘接部传递的应力被大范围地分散。其结果是，能够减小在第1活性物质层的膨胀时第1集电体的未粘接部所产生的最大应变，能够抑制未粘接部所产生的褶皱和破裂。
[0014]优选所述第1活性物质层的至少一个角部是凸向外侧的弧形。
[0015]根据上述构成，不会形成突出的角部分，从而能够抑制第1活性物质层的膨胀的应力集中到角部的一部分。因此，能更显著地得到能够抑制第1集电体的未粘接部所产生的褶皱和破裂的效果。另外，与将角部进行了C型倒角的形状相比，能够将由对角部进行倒角导致的第1活性物质层的面积的减少量抑制得小，能够抑制第1电极的容量下降。
[0016]优选所述曲率半径为10mm以上。
[0017]根据上述构成，能够进一步减小第1集电体的未粘接部所产生的最大应变。
[0018]优选所述曲率半径为30mm以下。
[0019]当曲率半径超过30mm时，通过增大被倒角成弧形的形状的角部的曲率半径来减小第1集电体的上述范围所产生的最大应变的效果会收敛。因此，根据上述构成，能够抑制由于被倒角成弧形的形状的角部较大地形成为所需程度以上的大小而第1活性物质层的面积变小所导致的第1电极的容量下降。
[0020]优选所述第1集电体为铜箔，所述第1活性物质层包含碳系的活性物质。
[0021]在将包含充放电时的膨胀率大的碳系的活性物质的第1活性物质层与铜箔组合而成的构成中，由于充放电时的第1活性物质层的膨胀收缩，特别容易在第1集电体产生褶皱或破裂。因此，能更显著地得到由将第1活性物质层的角部设为特定形状所产生的上述效果。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术，在由将相邻的集电体之间封闭的构件形成有密闭空间的蓄电装置中，能够抑制在增大了活性物质层的面积的情况下产生的集电体的褶皱和破裂。
附图说明
[0024]图1是蓄电装置的截面图。
[0025]图2是负极电极的俯视图。
[0026]图3是示出模拟试验的结果的坐标图。
[0027]图4的(a)是椭圆弧形的角部，(b)是多个曲线部分直接相连的形状的角部，(c)是多个曲线部分经由直线部分相连的形状的角部。
具体实施方式
[0028]以下，根据附图来说明将本专利技术具体化的一实施方式。
[0029]图1所示的蓄电装置10例如是叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池所使用的蓄电模块。蓄电装置10例如是镍氢二次电池或锂离子二次电池等二次电池。蓄电装置10也可以是双电层电容器。在本实施方式中，例示蓄电装置10为锂离子二次电池的情况。
[0030]如图1所示，蓄电装置10构成为包含在层叠方向上堆叠(层叠)多个蓄电单元20而成的单元堆叠体(cell stack)30(层叠体)。以下，将多个蓄电单元20的层叠方向简称为层叠方向。各蓄电单元20具备正极21、负极22、隔离物(separator)23以及间隔件(sp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电装置，具备：第1电极，其是在第1集电体的第1面形成第1活性物质层而成的；第2电极，其是在第2集电体的第1面形成第2活性物质层而成的，以所述第2活性物质层与所述第1电极的所述第1活性物质层相对的方式配置；隔离物，其配置在所述第1活性物质层与所述第2活性物质层之间；以及间隔件，其配置在所述第1集电体和所述第2集电体的各第1面之间，所述间隔件以包围所述第1活性物质层和所述第2活性物质层的周围的方式配置，并且粘接到所述第1集电体和所述第2集电体的各第1面，从而在所述第1电极与所述第2电极之间形成密闭空间，所述第1活性物质层从层叠方向来看的俯视时的形状为矩形形状，在所述第1集电体的所述第1面中的未粘接所述间隔件的区域设置有形成有所述第1活性物质层的区域和未形成所述第1活性物质层的区域，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本夕纪，河端荣克，井上正树，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：