电池及电池的制造方法

技术领域

本公开涉及电池及电池的制造方法。

背景技术

锂离子二次电池等电池通常具有电极体，所述电极体具有正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层以及负极集电体。电极体例如封装于被外装材料围起来的内部空间中。在日本特开2011-108623中公开了一种锂聚合物二次电池，其包含电极组装体、包围电极组装体的外部的外装材料、以及密封上述外装材料的第一盖及第二盖，其第一电极端子及第二电极端子分别经由第一盖以及第二盖被引出到外部。另外，在日本特开2011-108623中，作为外装材料，记载了复合膜。在日本特开2021-190281中公开了采用由1片膜构成的外装体的电池，其中，在与延伸设置有集电极耳引线的端面正交的边的角部设置有肋结构，该肋结构重叠地设有多片上述膜。

发明内容

如后述的图3A、图3B、图3C、图3D所示，存在着集电端子的尺寸比电极体的尺寸小的情况。当利用复合膜封装具有这样的尺寸关系的集电端子时，例如存在着这样的情况：在复合膜产生皱褶，电池的密封性降低。为了解决这样的问题，发明人等想到了在集电端子上设置使复合膜的内面相互熔接而成的熔接部。通过设置熔接部，能够抑制密封性的降低。

另一方面，电极体通常具有用于连接于集电端子的集电极耳。由于集电极耳刚性低，因此当向集电端子施加负荷时，在复合膜(特别是位于集电极耳附近的复合膜)容易产生变形。

本公开是鉴于上述情况做出的。本公开的主要目的在于提供一种电池，即使在向集电端子施加了负荷的情况下，也能够抑制在复合膜中产生变形。

技术方案1

一种电池，包括：电极体；集电端子，所述集电端子配置于所述电极体的侧面部；以及复合膜，所述复合膜覆盖所述电极体，

其中，

所述电极体具有连接于所述集电端子的集电极耳，

在从所述集电端子侧对所述电池进行侧视观察的情况下，所述集电端子的外缘位于比所述电极体的外缘靠内侧的位置，

所述复合膜配置成覆盖构成所述集电端子的所述外缘的面、以及构成所述电极体的所述外缘的面，

在所述集电端子的角部，配置有将所述复合膜的内面相互熔接而成的熔接部，

所述熔接部具有第一面、第二面以及曲面，所述第二面与所述第一面相对且位于比所述第一面靠外侧的位置，所述曲面连接所述第一面及所述第二面，

所述第一面的法线方向以及所述第二面的法线方向分别与所述电池的厚度方向平行，

所述熔接部从所述集电端子侧的所述复合膜的端部位置向所述电极体侧延伸，

所述复合膜在所述熔接部的与靠所述电极体侧的端部相邻的位置，具有从所述第一面起连续地形成的倾斜面，

所述倾斜面的法线方向与所述电池的厚度方向交叉。

技术方案2

根据1所述的电池，其中，所述倾斜面的俯视形状为三角形。

技术方案3

根据1或2所述的电池，其中，在从所述集电端子侧对所述电池进行侧视观察的情况下，所述集电端子的形状为四边形。

技术方案4

根据3所述的电池，其中，在所述集电端子的4个所述角部分别配置有所述熔接部。

技术方案5

根据1至4中任一项所述的电池，其中，在从所述集电端子侧对所述电池进行侧视观察的情况下，所述集电端子处的所述外缘的长度L

技术方案6

一种电池的制造方法，所述电池是权利要求1至5中任一项所述的电池，包括：准备工序，准备具有所述电极体及所述集电端子的结构体；第一遮盖工序，利用所述复合膜覆盖构成所述结构体中的所述电极体的所述外缘的面；以及第二遮盖工序，利用所述复合膜覆盖构成所述结构体中的所述集电端子的所述外缘的面。

在所述第二遮盖工序中，利用能够与构成所述集电端子的所述外缘的面进行面接触的治具(日文：治具)，形成所述熔接部，

利用具有弯曲加工部的复合膜作为所述复合膜，所述弯曲加工部用于形成所述倾斜面。

本公开中的电池具有如下效果：即使在向集电端子施加了负荷的情况下，也能够抑制在复合膜产生变形。

附图说明

下面，将参照附图说明本发明的示例性的实施方式的特征、优点、以及技术和工业上的意义，其中，用类似的附图标记表示类似的部件，并且，其中：

图1A是举例表示本公开中的电极体以及集电端子的概略立体图；

图1B是举例表示本公开中的电极体以及集电端子的概略立体图；

图2A是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略立体图；

图2B是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略立体图；

图3A是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略侧视图以及概略剖视图；

图3B是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略侧视图以及概略剖视图；

图3C是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略侧视图以及概略剖视图；

图3D是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略侧视图以及概略剖视图；

图4A是举例表示本公开中的电池的一部分的概略侧视图；

图4B是举例表示本公开中的电池的一部分的概略侧视图；

图5是举例表示本公开中的电池的一部分的概略侧视图；

图6是举例表示本公开中的电池的一部分的概略俯视图；

图7是举例表示本公开中的电池的一部分的概略立体图；

图8是举例表示本公开中的电池的一部分的概略立体图；

图9A是说明本公开中的倾斜面的法线方向的说明图；

图9B是说明本公开中的倾斜面的法线方向的说明图；

图10A是举例表示本公开中的第二遮盖工序的概略侧视图；

图10B是举例表示本公开中的第二遮盖工序的概略侧视图；

图10C是举例表示本公开中的第二遮盖工序的概略侧视图。

具体实施方式

下面，利用附图对于本公开中的实施方式详细进行说明。下面所示的各附图是示意性地表示的图。下面所示的各附图，为了易于理解，各部分的大小、形状被适当地夸大。另外，在本说明书中，当表现相对于某个部件配置其它部件的形态时，只要不特别声明，在简单地记作“在…上”或者“在…下”的情况下，包含以下两种情况：以与某个部件接触的方式直接在其上或者直接在其下配置其它部件的情况、以及在某个部件的上方或者下方隔着另外的部件配置其它部件的情况。

A.电池

图1A及图1B是举例表示本公开中的电极体以及集电端子的概略立体图。图1A所示的电极体10具有顶面部11、与顶面部11相对的底面部12、以及连接顶面部11及底面部12的4个侧面部(第一侧面部13、第二侧面部14、第三侧面部15以及第四侧面部16)。另外，在图1B中，在电极体10的第一侧面部13配置有第一集电端子20A，在电极体10的第三侧面部15配置有第二集电端子20B。例如，第一集电端子20A是正极集电端子，第二集电端子20B是负极集电端子。

图2A、图2B是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略立体图。如图2A所示，复合膜30例如是1片膜。另外，如图2A、图2B所示，复合膜30被折叠成覆盖电极体10的底面部12、第二侧面部14、顶面部11以及第四侧面部16的整体。另一方面，在图2B中，第一集电端子20A的至少一部分以及第二集电端子20B的至少一部分位于被折叠了的复合膜30的内侧。

图3A是举例表示本公开中的电极体以及集电端子的概略侧视图。图3B是图3A的IIIB-IIIB剖视图。如图3A、图3B所示，在从集电端子20侧观察电极体10以及集电端子20的情况下，集电端子20的外缘E

图3C是举例表示本公开中的电极体、集电端子以及复合膜的概略侧视图。图3D是图3C的IIID-IIID剖视图。如图3C、图3D所示，在从集电端子20侧观察电极体10、集电端子20以及复合膜30的情况下，在复合膜30与集电端子20之间形成空间S。因此，当用复合膜30封装集电端子20时，存在这样的情况：由复合膜30的剩余部位导致在复合膜30中产生皱褶，电池的密封性降低。与之相比，如图4A、图4B所示，本公开中的电池在集电端子20的角部配置有复合膜30的内面(集电端子20侧的面)相互熔接而成的熔接部X。通过设置熔接部X，能够抑制由复合膜的皱褶引起的密封性降低。

如图5所示，熔接部X具有第一面S

如图6及图7所示，在从厚度方向对电池100进行俯视观察的情况下，设复合膜30的靠集电端子20侧的端部位置为α。熔接部X从端部位置α向电极体10侧延伸。另外，如图8所示，复合膜30在与熔接部X的靠电极体10侧的端部(与端部位置α相反侧的端部)相邻的位置具有从第一面S

根据本公开，由于在集电端子上配置有熔接部，因此，能够提供抑制了密封性降低的电池。如上述的图3A、图3B、图3C及图3D所示，存在集电端子的尺寸形成得比电极体的尺寸小的情况。通过采用这样的尺寸关系，例如在将多个电池层叠的情况下，能够防止相邻的集电端子接触。通过防止相邻的集电端子接触，不易产生电池的破损。另外，存在这样的情况：当利用复合膜封装具有这样的尺寸关系的集电端子时，例如在复合膜中产生皱褶，电池的密封性降低。在本公开中提供如下所述的电池：复合膜的内面相互熔接而成的熔接部X被配置于集电端子上，由此，即使在集电端子的尺寸形成得比电极体的尺寸小的情况下，也能够抑制密封性降低。另一方面，如上所述，电极体通常具有用于连接于集电端子的集电极耳。由于集电极耳刚性低，因此当向集电端子施加负荷时，在位于集电极耳附近的复合膜容易产生变形。与此相比，根据本公开，提供如下所述的电池：通过在复合膜设置规定的倾斜面，即使在对集电端子施加了负荷的情况下，也能够抑制在位于集电极耳附近的复合膜产生变形。

1.电池的结构

本公开中的电池至少配备有电极体、集电端子和复合膜。

(1)电极体

本公开中的电极体作为电池的发电元件起作用。对于电极体的形状没有特别的限制。例如如图1A所示，电极体具有顶面部11、与顶面部11相对的底面部12、连接顶面部11及底面部12的4个侧面部(第一侧面部13、第二侧面部14、第三侧面部15以及第四侧面部16)。顶面部11以及底面部12均对应于电极体的主面，可以将主面的法线方向定义为厚度方向。另外，第一侧面部13及第三侧面部15相对地配置。同样地，第二侧面部14及第四侧面部16相对地配置。

对于顶面部的形状没有特别的限制。作为顶面部的形状，例如举例正方形、长方形、菱形、梯形、平行四边形等四边形。图1A中的顶面部11的形状为长方形。另外，顶面部的形状也可以为四边形以外的多边形。顶面部的形状还可以为圆形等具有曲线的形状。另外，对于底面部的形状，与顶面部的形状一样。对于侧面部的形状没有特别的限制。作为侧面部的形状，例如举例正方形、长方形、菱形、梯形、平行四边形等四边形。

(2)集电端子

本公开中的集电端子配置于电极体的侧面部。本公开中的电池优选对于1个电极体配备有2个集电端子。例如，如图1B所示，可以使一对集电端子20(第一集电端子20A以及第二集电端子20B)相对于电极体10相对地配置。另外，在图1B中，一对集电端子20在电极体10的长度方向上相对地配置。

在从集电端子侧侧视观察电池的情况下，对于集电端子的形状没有特别的限制。作为集电端子的形状，例如举例正方形、长方形、菱形、梯形、平行四边形等四边形。图3A中的集电端子20的形状为长方形。在该长方形中，短边沿着与厚度方向D

在从集电端子侧侧视观察电池的情况下，集电端子的外缘位于比电极体的外缘靠内侧的位置。例如，如图3A所示，集电端子20的外缘E

例如在图3A中，设电极体10的外缘E

(3)复合膜

本公开中的复合膜覆盖电极体，将电极体与集电端子一起封装起来。如图2A、图2B所示，在从集电端子20侧观察电极体10以及集电端子20的情况下，复合膜30配置成覆盖构成集电端子20的上述外缘的面、以及构成电极体10的上述外缘的面。另外，如图4A所示，在集电端子20的角部，配置有使复合膜30的内面相互熔接而成的熔接部X。熔接部X处的熔接面优选不具有空隙。复合膜可以具有一个熔接部X。复合膜也可以具有2个以上熔接部X。另外，也可以在集电端子在厚度方向上相对的2个角部分别配置熔接部X。另外，在图4A中，配置有使复合膜30的端部相互熔接而成的端部密接部Y。为了能够减小剩余空间，端部密接部Y可以与集电端子的形状相一致地被弯曲加工。另外，如图4B所示，集电端子20的形状可以为四边形，并且，在其全部的角部分别配置有熔接部X。在图4B中，端部密接部Y配置于连接2个角部的边。

如图5所示，熔接部X具有第一面S

在图5中，在从集电端子20侧侧视观察电池100的情况下，熔接部X配置于构成集电端子20的外缘E

如图6以及图7所示，在从厚度方向俯视观察电池100的情况下，设复合膜30的靠集电端子20侧的端部位置为α，复合膜30的相当于集电端子20以及电极体10的交界的位置为β。图6及图7中的熔接部X从端部位置α连续地配置到位置β。另外，在设集电端子20从电极体10延伸的方向(轴向)为D

如图8所示，复合膜30在与熔接部X的靠电极体10侧的端部(与端部位置α相反侧的端部)相邻的位置，具有从第一面S

2.电池的部件

本公开中的电池配备有电极体、集电端子以及复合膜。

(1)电极体

本公开中的电极体通常在厚度方向上依次具有正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层以及负极集电体。

正极活性物质层至少含有正极活性物质。正极活性物质层也可以还含有导电材料、电解质以及粘合剂(日文：バインダー)之中的至少一项。作为正极活性物质，例如可以举出氧化物活性物质。作为氧化物活性物质，例如可以举出LiNi

作为导电材料，例如可以举出碳材料。电解质可以是固体电解质。电解质也可以是液体电解质。固体电解质可以是凝胶电解质等有机固体电解质。固体电解质也可以是氧化物固体电解质、硫化物固体电解质等无机固体电解质。另外，液体电解质(电解液)例如含有LiPF

负极活性物质层至少含有负极活性物质。负极活性物质层也可以进一步含有导电材料、电解质以及粘合剂中的至少一项。作为负极活性物质，例如可以举出Li、Si等金属活性物质、石墨等碳活性物质、Li

电解质层配置于正极活性物质层及负极活性物质层之间。电解质层至少含有电解质。电解质可以是固体电解质。电解质也可以是液体电解质。对于电解质，与上面所述的内容相同。电解质层也可以具有隔膜。

正极集电体进行正极活性物质层的集电。作为正极集电体的材料，例如可以举出铝、SUS、镍等金属。作为正极集电体的形状，例如可以举出薄片状、网状。正极集电体也可以具有用于与正极集电端子连接的正极极耳。

负极集电体进行负极活性物质层的集电。作为负极集电体的材料，例如可以举出铜、SUS、镍等金属。作为负极集电体的形状，例如可以举出薄片状、网状。负极集电体也可以具有用于与负极集电端子连接的负极极耳。

(2)集电端子

本公开中的集电端子配置于电极体的侧面部。集电端子是指在至少一部分中具有集电部的端子。集电部例如与电极体中的极耳电连接。集电端子可以全部为集电部。集电端子也可以一部分为集电部。作为集电端子的材料，例如可以举出铝、SUS等金属。

(3)复合膜

本公开中的复合膜至少具有将热熔接层及金属层复合而成的结构。另外，复合膜也可以沿着厚度方向依次具有热熔接层、金属层以及树脂层。作为热熔接层的材料，例如可以举出聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等烯烃系树脂。作为金属层的材料，例如可以举出铝、铝合金、不锈钢。作为树脂层的材料，例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙。热熔接层的厚度例如大于等于40μm且小于等于100μm。金属层的厚度例如大于等于30μm且小于等于60μm。树脂层的厚度例如大于等于20μm且小于等于60μm。复合膜的厚度例如大于等于80μm且小于等于250μm。

(4)电池

本公开中的电池典型地为锂离子二次电池。作为电池的用途，例如可以举出混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)、电动汽车(BEV)、汽油车、柴油车等车辆的电源。特别地，本公开中的电池优选用于混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)或电动汽车(BEV)的驱动用电源。另外，本公开中的电池也可以作为车辆以外的移动体(例如铁道、船舶、航空器)的电源使用。本公开中的电池还可以作为信息处理装置等电气制品的电源使用。另外，在本公开中，也可以提供在厚度方向上将多个上述电池层叠而成的电池组件。

B.电池的制造方法

本公开中的电池的制造方法，在上述电池的制造方法中具有：准备工序，准备具有上述电极体以及上述集电端子的结构体；第一遮盖工序，利用上述复合膜覆盖上述结构体中的构成上述电极体的上述外缘的面；第二遮盖工序，利用上述复合膜覆盖上述结构体中的构成上述集电端子的上述外缘的面。在上述第二遮盖工序中，利用能够与构成上述集电端子的上述外缘的面进行面接触的治具，形成上述熔接部。作为上述复合膜，使用具有用于形成上述倾斜面的弯曲加工部的复合膜。

根据本公开，通过形成熔接部，能够获得抑制密封性降低的电池。再有，通过使用具有弯曲加工部的复合膜，倾斜面的形成变得容易。

1.准备工序

本公开中的准备工序是准备具有上述电极体以及上述集电端子的结构体的工序。对于电极体以及集电端子，与上述“A.电池”中记载的内容相同，因此，省略这里的说明。

2.第一遮盖工序

本公开中的第一遮盖工序是利用上述复合膜覆盖上述结构体中的上述电极体的上述外缘的工序。例如如图2A、图2B所示，在第一遮盖工序中，利用复合膜30覆盖构成电极体10的上述外缘的面(例如底面部12、第二侧面部14、顶面部11以及第四侧面部16)。这时，可以对电极体10及复合膜30进行熔接。也可以不对电极体10及复合膜30进行熔接。另外，如图2B所示，对使复合膜30的端部相互重叠而成的端部重叠部Z进行加热。由此，形成使复合膜30的端部相互熔接而成的端部密接部Y。也可以与电极体的形状相一致地预先对复合膜进行弯曲加工。

另外，在第一遮盖工序中，通常如图3C、图3D所示，在复合膜30与集电端子20之间形成空间S。该空间S在后面将要描述的第二遮盖工序中消失，代之以形成熔接部。

3.第二遮盖工序

本公开中的第二遮盖工序是利用上述复合膜覆盖构成上述集电端子的上述外缘的面的工序。另外，在第二遮盖工序中形成熔接部。另外，作为复合膜，使用具有用于形成倾斜面的弯曲加工部的复合膜。

在第二遮盖工序中，利用能够与构成集电端子的外缘的面进行面接触的治具，对集电端子和复合膜进行熔接。图10A、图10B及图10C是举例表示本公开中的第二遮盖工序的概略侧视图。如图10A所示，通过上述第一遮盖工序，在复合膜30与集电端子20之间形成空间S。另外，通过上述第一遮盖工序，形成端部密接部Y。接着，如图10B所示，相对于复合膜30以及集电端子20推压治具41、治具42、治具43以及治具44。优选从治具41到治具44进行加热。在厚度方向D

电池

对于通过上述工序获得的电池，由于与上述“A.电池”中记载的内容相同，因此，省略这里的说明。

本公开不限于上述实施方式。上述实施方式是例示性的。具有与本公开的权利要求书中记载的技术构思实质上相同的结构且具有同样的作用效果的方案，无论任何形式均包含在本公开的技术范围内。