JP4806892B2

JP4806892B2 - battery

Info

Publication number: JP4806892B2
Application number: JP2004005801A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　　勲; 岳人松原; 胸永　　訓良; 稔平田; 聖治根本; 下薗　　武司
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2024-01-13
Also published as: JP2005203140A

Description

本発明は、アルミラミネートシート等のようなフレキシブルシートからなる電池ケースに発電要素を収納した電池に関するものである。 The present invention relates to a battery in which a power generation element is housed in a battery case made of a flexible sheet such as an aluminum laminate sheet.

携帯用電子機器等では、発電要素を収納する電池ケースにアルミラミネートシートを用いることにより薄型軽量化を図った電池が従来から使用されている。このようなフレキシブルな電池ケースを用いた非水電解質二次電池の従来の構成例を図３に示す。この非水電解質二次電池は、発電要素１を収納する電池ケース２が２枚の方形のアルミラミネートシート２１，２２からなる。 In portable electronic devices and the like, batteries that are thin and light have been conventionally used by using an aluminum laminate sheet for a battery case that houses a power generation element. A conventional configuration example of a non-aqueous electrolyte secondary battery using such a flexible battery case is shown in FIG. In this non-aqueous electrolyte secondary battery, a battery case 2 that houses a power generation element 1 is composed of two rectangular aluminum laminate sheets 21 and 22.

発電要素１は、正極１ａと負極１ｂをセパレータ１ｃを介して円筒形に巻回したものを上下方向から側面を押し潰して扁平状に成形したものである。正極１ａは、集電体基材となる帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質を塗布したものであり、負極１ｂは、集電体基材となる帯状の銅箔の表面に負極活物質を塗布したものである。これら正極１ａと負極１ｂは、帯状の片方の側縁部に活物質を塗布しない部分を設けておき、前後方向にずらして巻回することにより、巻回軸方向の前方側の端部に正極１ａの活物質未塗布部のアルミニウム箔を突出させると共に、後方側の端部に負極１ｂの活物質未塗布部の銅箔を突出させるようにしている。そして、この発電要素１の前方端部に突出する正極１ａのアルミニウム箔には、正極リード端子３を溶接すると共に、後方端部に突出する負極１ｂの銅箔には、負極リード端子４を溶接している。 The power generating element 1 is formed by flattening a side surface from the up and down direction of a positive electrode 1a and a negative electrode 1b wound in a cylindrical shape via a separator 1c. The positive electrode 1a is obtained by applying a positive electrode active material on the surface of a strip-shaped aluminum foil serving as a current collector base material, and the negative electrode 1b is formed by applying a negative electrode active material on the surface of a strip-shaped copper foil serving as a current collector base material. It has been applied. The positive electrode 1a and the negative electrode 1b are provided with a portion where the active material is not applied on one side edge of the belt-like shape, and are wound in the front-rear direction so as to be wound on the front end in the winding axis direction. The aluminum foil of the active material non-application part of 1a is made to protrude, and the copper foil of the active material non-application part of the negative electrode 1b is made to protrude from the rear end part. The positive electrode lead terminal 3 is welded to the aluminum foil of the positive electrode 1a protruding from the front end of the power generation element 1, and the negative electrode lead terminal 4 is welded to the copper foil of the negative electrode 1b protruding from the rear end. is doing.

電池ケース２のアルミラミネートシート２１，２２は、ナイロン樹脂等からなるベースフィルム層とアルミニウム箔からなる金属層とポリプロピレン等からなるシーラント層をラミネート状に積層したフレキシブルなシートである。また、これらのアルミラミネートシート２１，２２は、フレキシブル性は有するものの伸びがほとんど生じないので、発電要素１を嵌め込むために、事前に中央の大部分に、絞り加工によって外面のベースフィルム層側を半円筒状に膨らませた発電要素収納部２１ａ，２２ａを形成している。そして、これら２枚のアルミラミネートシート２１，２２は、内面のシーラント層が向かい合わせになるようにして重ね合わせると共に、これらの間に発電要素１を挟み上下半分ずつをそれぞれの発電要素収納部２１ａ，２２ａに嵌め込んで、四方の周縁部を熱溶着することにより、この発電要素１が収納された内部を密閉して電池ケース２を構成している。また、発電要素１の前後の端面から突出するリード端子３，４は、これら２枚のアルミラミネートシート２１，２２の前後の周縁部が重なり合った間を通し封止されて外部に突出するようになっている。 The aluminum laminate sheets 21 and 22 of the battery case 2 are flexible sheets in which a base film layer made of nylon resin or the like, a metal layer made of aluminum foil, and a sealant layer made of polypropylene or the like are laminated in a laminate. In addition, these aluminum laminate sheets 21 and 22 are flexible but hardly stretched. Therefore, in order to fit the power generating element 1, the outer base film layer side is formed by drawing into a large portion of the center in advance. Are formed in a semi-cylindrical shape. The two aluminum laminate sheets 21 and 22 are overlapped so that the inner surface sealant layers face each other, and the power generation element 1 is sandwiched between them, and the upper and lower halves are respectively placed in the respective power generation element storage portions 21a. , 22a and the four peripheral edges are thermally welded to seal the inside of the power generating element 1 to form the battery case 2. Further, the lead terminals 3 and 4 protruding from the front and rear end faces of the power generation element 1 are sealed through the overlap between the front and rear peripheral portions of the two aluminum laminate sheets 21 and 22 so as to protrude to the outside. It has become.

ところが、上記非水電解質二次電池は、電池ケース２の内部を完全に密閉する前に、非水電解液が注入されてから、減圧下で完全に密閉され、その後、大気圧の環境下に戻されるので、発電要素１が収納されたこの電池ケース２の内部は減圧状態となる。このため、２枚のアルミラミネートシート２１，２２における半円筒状に膨らんだ発電要素収納部２１ａ，２２ａは、大気圧に押されて内側に嵌め込まれた発電要素１に沿って密着するようになり、この発電要素１との隙間が潰れることになる。 However, in the nonaqueous electrolyte secondary battery, before the inside of the battery case 2 is completely sealed, the nonaqueous electrolyte is injected and then completely sealed under reduced pressure. Since it is returned, the inside of the battery case 2 in which the power generation element 1 is housed is in a decompressed state. For this reason, the power generation element storage portions 21a and 22a swelled in a semi-cylindrical shape in the two aluminum laminate sheets 21 and 22 come into close contact with the power generation element 1 which is pushed in by atmospheric pressure and fitted inside. The gap with the power generation element 1 is crushed.

しかしながら、発電要素１は、電極１ａ，１ｂのアルミニウム箔や銅箔に活物質が塗布された前後の中央の大部分は、これらの電極１ａ，１ｂがセパレータ１ｃを介して密に巻回されているが、前後の両端部は、活物質が塗布されていないアルミニウム箔や銅箔だけが突出しているので、巻回の間に隙間が非常に多い状態となる。例えば図４に示すように、電極１ａ，１ｂに活物質が塗布された中央の領域Ａでは、巻回の間が密着して隙間はないが、発電要素１の前方端部の領域Ｂでは、正極１ａの活物質未塗布部のアルミニウム箔だけが突出するので、巻回の間に隙間が非常に多い状態となる。これは、発電要素１の前後の端部では、正極１ａ又は負極１ｂだけが突出するので、それだけでも巻回の間に負極１ｂ又は正極１ａの分の隙間が生じるが、これら正極１ａ又は負極１ｂがそのまま突出するのではなく、活物質が塗布された部分の十分の１程度の厚さのアルミニウム箔や銅箔だけが突出するので、これら金属箔の巻回の間はさらに隙間が多いものとなるためである。 However, in the power generation element 1, most of the center before and after the active material is applied to the aluminum foil or copper foil of the electrodes 1a and 1b is densely wound through the separator 1c. However, since both the front and rear end portions protrude only from the aluminum foil or the copper foil to which no active material is applied, there are very many gaps between the windings. For example, as shown in FIG. 4, in the central region A where the active material is applied to the electrodes 1a and 1b, there is no gap between the windings, but in the region B at the front end of the power generation element 1, Since only the aluminum foil in the active material uncoated portion of the positive electrode 1a protrudes, there is a very large gap between windings. This is because only the positive electrode 1a or the negative electrode 1b protrudes at the front and rear ends of the power generation element 1, so that a gap corresponding to the negative electrode 1b or the positive electrode 1a is produced between the windings. Is not projected as it is, but only the aluminum foil or copper foil having a thickness of about 1 of the portion coated with the active material is projected, so there are more gaps between the windings of these metal foils. It is to become.

このため、上記発電要素収納部２１ａ，２２ａは、発電要素１の前後の中央の大部分を覆うシート部分では、僅かな隙間を埋めるために少し内側に撓むだけであるが、この前後の両端部を覆うシート部分では、突出した正極１ａのアルミニウム箔や負極１ｂの銅箔を上下方向から圧迫して巻回中心側に押しやって撓むことになる。しかも、扁平状の巻回型の発電要素１の前後の両端部における左右の両側部では、電極１ａ，１ｂの金属箔が湾曲して突出するために巻回中心側に圧迫されてもあまり大きく撓むことはないのに対して、この左右の中央部では、これらの金属箔が多くの隙間をあけて平坦に重なり合っているだけであるため、上下方向から圧迫されると、容易に大きく撓むようになる。例えば図５に示すように、電極１ａ，１ｂに活物質が塗布された中央の領域Ａでは、単に発電要素収納部２１ａ，２２ａのシート部分が発電要素１の表面に密着するだけであるが、前方端部の領域Ｂに突出するアルミニウム箔は、上下方向から圧迫されて密接し大きく潰れる。従って、発電要素収納部２１ａ，２２ａは、前後の両端部における発電要素１の金属箔のみの突出部を覆うシート部分が、特に左右の中央部で、内側に大きく撓んで窪むことになり、伸びがほとんど生じないアルミラミネートシート２１，２２にこのような大気圧による窪みが発生することによって、半円筒状の端面２１ｃ，２２ｃであった部分に皺２１ｂ，２２ｂが寄るようになる。そして、これらのアルミラミネートシート２１，２２に皺２１ｂ，２２ｂが寄ると、その部分が急な角度で折り曲げられることになるので、強い振動や落下等による衝撃を受けると、折り曲げ部分にクラックが発生し易くなり、非水電解質二次電池の液漏れ等の原因になるという問題が生じる。 For this reason, the power generation element storage portions 21a and 22a are bent slightly inward in order to fill a slight gap in the seat portion covering most of the center before and after the power generation element 1, but both ends of the front and rear In the sheet portion covering the portion, the protruding aluminum foil of the positive electrode 1a and the copper foil of the negative electrode 1b are pressed from above and below to bend toward the winding center. Moreover, the metal foil of the electrodes 1a and 1b is curved and protrudes at both the left and right ends of the front and rear ends of the flat wound power generation element 1, so that even if it is pressed toward the winding center, it is too large. In contrast, the metal foil does not bend at the center of the left and right sides. I will become For example, as shown in FIG. 5, in the central region A where the active material is applied to the electrodes 1 a and 1 b, the sheet portions of the power generation element storage portions 21 a and 22 a are merely in close contact with the surface of the power generation element 1. The aluminum foil protruding in the region B at the front end is pressed from the up and down direction and is closely crushed. Therefore, in the power generation element storage portions 21a and 22a, the sheet portions that cover the protrusions of only the metal foil of the power generation element 1 at the front and rear ends are greatly bent inward, particularly in the left and right central portions, and are recessed. When such depressions due to atmospheric pressure are generated in the aluminum laminate sheets 21 and 22 that are hardly stretched, the flanges 21b and 22b come closer to the portions that were the end surfaces 21c and 22c of the semicylindrical shape. And if the flanges 21b and 22b come close to these aluminum laminate sheets 21 and 22, the portions will be bent at a steep angle, so cracks will occur in the bent portions when subjected to impacts such as strong vibration or dropping. This causes a problem such as liquid leakage of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

なお、電池ケースを構成するアルミラミネートシートに形成された発電要素収納部の前後の両端部に内側に窪んだ凹部が形成された発明が従来からなされている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この窪み（特許文献１では「突出部」と称している）は、発電要素の前後の端の位置を規制するために、この発電要素の端面を支持するように形成されたものにすぎない。このため、アルミラミネートシートの発電要素収納部は、電池ケース内部の減圧により大気圧で押されると、発電要素の端部を覆う平坦なシート部分が潰れることになり、これより端部側に形成された窪みの形状と相まってさらに複雑な皺や折れ曲がりが発生するので、上記問題を解決することにはならない。
特開２００３−７７４２６号公報 In addition, an invention has been conventionally made in which concave portions recessed inward are formed at both front and rear ends of a power generation element storage portion formed on an aluminum laminate sheet constituting a battery case (see, for example, Patent Document 1). However, this recess (referred to as “projection” in Patent Document 1) is merely formed to support the end face of the power generation element in order to regulate the position of the front and rear ends of the power generation element. Absent. For this reason, when the power generation element storage part of the aluminum laminate sheet is pressed at atmospheric pressure due to the reduced pressure inside the battery case, the flat sheet part covering the end part of the power generation element will be crushed and formed on the end side from this The above-mentioned problem cannot be solved because more complicated wrinkles and bending occur in combination with the shape of the hollow formed.
JP 2003-77426 A

本発明は、フレキシブルシートの発電要素収納部に傾斜状凹部を形成することにより、発電要素の端部を覆う発電要素収納部が大気圧によって大きく潰れて皺が寄るという問題を解決しようとするものである。 The present invention intends to solve the problem that the power generation element storage portion covering the end of the power generation element is largely crushed by atmospheric pressure and becomes wrinkled by forming an inclined concave portion in the power generation element storage portion of the flexible sheet. It is.

請求項１の発明は、活物質を塗布しない金属箔集電体端部が突出する巻回型扁平状の発電要素を、フレキシブルシートを方形状に膨らませてなる発電要素収納部の内側に収納した電池において、前記金属箔集電体端部と対向する前記発電要素収納部の側壁部における前記金属箔集電体端部の平坦部と対向する部分に、前記発電要素方向に凹み、且つ、前記側壁部の前記金属箔集電体端部の湾曲部と対向する部分よりも凹んだ傾斜状凹部を形成したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the wound flat electric power generation element in which the end portion of the metal foil current collector not coated with the active material protrudes is stored inside the power generation element storage section formed by inflating a flexible sheet in a square shape. in batteries, the flat portion facing the portion of the metal foil current collector end portion of the side wall portion of the power generating element receiving part facing the metal foil current collector end, recessed in the power generating element direction, and the An inclined concave portion that is recessed from a portion of the side wall facing the curved portion at the end of the metal foil current collector is formed.

請求項１の発明によれば、発電要素収納部の側壁部に傾斜状凹部が形成されているので、この発電要素収納部は、内側に収納した発電要素の端部に突出した金属箔を先端部ほど巻回中心側に押しやることになる。このため、発電要素収納部は、電池ケースの内部を減圧して完全に密閉した後に、通常の環境で大気圧により押されても、特に発電要素の端部を覆うシート部分が大きく潰れるようなことがなくなる。従って、この発電要素収納部が大気圧で押されて大きく潰れ皺が寄るようなことがなくなり、電池が振動や衝撃を受けても、液漏れが生じ難くなる。 According to the first aspect of the present invention, since the inclined concave portion is formed in the side wall portion of the power generation element storage portion, the power generation element storage portion has the metal foil protruding at the end of the power generation element stored inside the tip. The part is pushed toward the winding center. For this reason, even if the power generation element storage portion is depressurized inside the battery case and completely sealed, and is pushed by atmospheric pressure in a normal environment, the sheet portion that particularly covers the end portion of the power generation element is greatly crushed Nothing will happen. Therefore, the power generation element storage unit is not pushed down at atmospheric pressure so as to be largely crushed, and even if the battery is subjected to vibration or impact, liquid leakage is less likely to occur.

なお、フレキシブルシートを重ね合わせて封止することにより構成された電池ケースの内部に、このフレキシブルシートを半円筒状に膨らませて形成された発電要素収納部の内側に巻回型扁平状の発電要素を嵌め込んで収納する電池において、この発電要素収納部における半円筒状の端面に中央部ほど窪んだ傾斜状凹部が形成されているようにしてもよい。フレキシブルシートを半円筒状に膨らませて発電要素収納部を形成した場合、この半円筒状の両端面とこの半円筒状の側面の立ち上がり部分とがそれぞれ側壁部になり、ここでは発電要素の巻回軸と交差する一方又は双方の端面に傾斜状凹部を形成することになる。このようにすれば、発電要素収納部の端面に中央部ほど窪んだ傾斜状凹部が形成されるので、この発電要素収納部は、内側に嵌め込んだ発電要素の端部に突出した金属箔を中央部ほど巻回中心側に押しやることになり、発電要素の端部の中央部を覆うシート部分が大きく潰れるのを効果的に防ぐことができる。 In addition , the inside of the battery case comprised by overlapping and sealing a flexible sheet | seat and enlarging this flexible sheet | seat in the semi-cylindrical shape inside the electric power generation element accommodating part formed, and a winding type flat electric power generation element the in a battery housing is fitted, it may be inclined recess which is recessed more central to the semi-cylindrical end face is formed in the power generating element receiving part. When the power generation element storage part is formed by inflating the flexible sheet into a semi-cylindrical shape, both end faces of the semi-cylindrical shape and the rising portions of the side surfaces of the semi-cylindrical form side walls, respectively. An inclined concave portion is formed on one or both end faces that intersect the axis. In this way, an inclined concave portion that is recessed toward the center is formed on the end face of the power generation element storage portion. Therefore, the power generation element storage portion has a metal foil protruding at the end of the power generation element fitted inside. The central portion is pushed toward the winding center side, and the sheet portion covering the central portion of the end portion of the power generation element can be effectively prevented from being largely crushed.

以下、本発明の最良の実施形態について説明する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described.

本実施形態では、図３〜図５に示した従来例と同様に、発電要素１を２枚のアルミラミネートシート２１，２２からなる電池ケース２に収納した非水電解質二次電池について説明する。なお、図１〜図２においても、これら図３〜図５に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 In the present embodiment, a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the power generation element 1 is housed in a battery case 2 composed of two aluminum laminate sheets 21 and 22 will be described as in the conventional examples shown in FIGS. 1 to 2, the same reference numerals are given to constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS. 3 to 5.

図１に示すように、本実施形態の非水電解質二次電池は、従来例と全く同じ構成の巻回型扁平状の発電要素１を用いている。また、電池ケース２の２枚のアルミラミネートシート２１，２２も、従来例とほぼ同様の構成である。即ち、２枚のアルミラミネートシート２１，２２は、それぞれナイロン樹脂等からなるベースフィルム層とアルミニウム箔からなる金属層とポリプロピレン等からなるシーラント層をラミネート状に積層したフレキシブルシートであり、同じ大きさの方形のものを内面のシーラント層同士が接するように向かい合わせにして上下から重ねて用いる。 As shown in FIG. 1, the nonaqueous electrolyte secondary battery of this embodiment uses a wound flat power generation element 1 having the same configuration as that of the conventional example. Also, the two aluminum laminate sheets 21 and 22 of the battery case 2 have substantially the same configuration as the conventional example. That is, the two aluminum laminate sheets 21 and 22 are flexible sheets in which a base film layer made of nylon resin or the like, a metal layer made of aluminum foil, and a sealant layer made of polypropylene or the like are laminated in a laminated shape, respectively. These squares are used so as to face each other so that the inner surface sealant layers are in contact with each other.

上記２枚のアルミラミネートシート２１，２２は、重ね合わせた間に発電要素１が収納できるように、それぞれ事前に中央の大部分に、絞り加工によって内面のシーラント層側から型押しすることにより、外面のベースフィルム層側を半円筒状に膨らませた発電要素収納部２１ａ，２２ａを形成している。これらの発電要素収納部２１ａ，２２ａの半円筒状は、必ずしも円筒形をその軸を含む平面で切断した完全な半円筒形である必要はなく、嵌め込む扁平状の発電要素１の上下半分の外形状に合わせた形状であればよい。従って、軸を含む平面を平行移動した平面で円筒形を切断した円筒部分や、楕円円筒形又は長円筒形をこの軸を含む平面やその平行移動した平面で切断した楕円円筒部分又は長円筒部分等の形状であってもよく、これらに類似する形状でもよい。また、これらの発電要素収納部２１ａ，２２ａの半円筒状の前後の端面２１ｃ，２２ｃは、アルミラミネートシート２１，２２の周縁部から垂直に突出しているのではなく、この垂直よりも緩やかな角度の傾斜面となっている。そして、これらの端面２１ｃ，２２ｃの傾斜は、絞り加工を容易にするためのものであるから、図３〜図５に示した従来例の場合も同様であり、この従来例の場合にはほぼ平面状の傾斜面によって端面２１ｃ，２２ｃが構成されていた。 The two aluminum laminate sheets 21 and 22 are each embossed from the sealant layer side of the inner surface by drawing, so that the power generation element 1 can be accommodated while being overlapped. The power generation element storage portions 21a and 22a are formed by expanding the outer surface of the base film layer side into a semicylindrical shape. The semi-cylindrical shapes of these power generation element storage portions 21a and 22a are not necessarily a complete semi-cylindrical shape obtained by cutting the cylindrical shape by a plane including its axis, and are the upper and lower half of the flat power generation element 1 to be fitted. Any shape that matches the outer shape may be used. Therefore, a cylindrical portion obtained by cutting a cylindrical shape with a plane obtained by translating a plane including an axis, or an elliptic cylindrical portion or a long cylindrical portion obtained by cutting an elliptical cylindrical shape or a long cylindrical shape with a plane including this axis or a plane obtained by moving the same. The shape of these etc. may be sufficient and the shape similar to these may be sufficient. Further, the front and rear end faces 21c, 22c of the semi-cylindrical shapes of the power generating element storage portions 21a, 22a do not protrude vertically from the peripheral edge portions of the aluminum laminate sheets 21, 22, but have a gentler angle than this vertical angle. It is an inclined surface. The inclinations of the end faces 21c and 22c are for facilitating the drawing process, and are the same in the case of the conventional example shown in FIGS. The end surfaces 21c and 22c were constituted by the flat inclined surface.

しかしながら、本実施形態のアルミラミネートシート２１，２２の発電要素収納部２１ａ，２２ａにおける半円筒状の端面２１ｃ，２２ｃの傾斜面には、中央部ほど窪んだ傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄが形成されている。即ち、これらの端面２１ｃ，２２ｃは、左右の両側部については、従来と同様のほぼ平面状の傾斜面となるが、この左右の中央部については、図２に示すように、アルミラミネートシート２１，２２の前後の周縁部からの立ち上がり部が傾斜角度の緩やかな傾斜面となるので、両側部の傾斜面より窪んだ傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄが形成される。もっとも、本実施形態では、これらの傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄの傾斜面は、発電要素収納部２２ａの頂面に至る奥側で傾斜角度がある程度急になっているので、前後方向に傾斜角度が変化し傾斜曲線となっている。しかも、左右の両側部から中央部に至って急激に傾斜面の傾斜角度が変化するのではないので、この両側部から中央部に近付くほど徐々に変化する。ただし、中央付近では、左右のある程度の幅にわたって同じ傾斜曲線が連続していてもよい。また、これら端面２１ｃ，２２ｃの傾斜面が立ち上がる前後方向の位置は、左右の両側部と中央部とでほぼ同じになるので、この中央部の傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄでは、発電要素収納部２１ａ，２２ａの頂面に至る立ち下がり部が両側部よりも奥側となる。そして、本実施形態では、この傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄが発電要素収納部２１ａ，２２ａの頂面から立ち下がる最奥側の位置が、この発電要素収納部２１ａ，２２ａに嵌め込まれる発電要素１における電極１ａ，１ｂの活物質塗布部と未塗布部との境界にほぼ一致するようにしている。即ち、図２に示すように、発電要素１の電極１ａ，１ｂに活物質が塗布された領域Ａと、この前方端から正極１ａのアルミニウム箔だけが突出する領域Ｂとの境界付近で、発電要素収納部２１ａ，２２ａの頂面の前方端から傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄの傾斜面が立ち下がるようになっている。なお、この傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄの両側の端面２１ｃ，２２ｃは、従来と同様に、発電要素１の正極１ａのアルミニウム箔の突出端付近で、発電要素収納部２１ａ，２２ａの頂面の前方端から立ち下がるようになっている。また、発電要素収納部２１ａ，２２ａは、各面の界面をアール状に形成しているので、この傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄとアルミラミネートシート２１，２２の周縁部や発電要素収納部２１ａ，２２ａの頂面及び端面２１ｃ，２２ｃとの界面もアール状に湾曲させている。 However, inclined concave portions 21d and 22d that are recessed toward the center are formed on the inclined surfaces of the semi-cylindrical end surfaces 21c and 22c of the power generation element storage portions 21a and 22a of the aluminum laminate sheets 21 and 22 of the present embodiment. Yes. That is, the end faces 21c and 22c are substantially flat inclined surfaces similar to the conventional ones on both the left and right sides, but the left and right central parts are formed of an aluminum laminate sheet 21 as shown in FIG. , 22 rises from the front and rear peripheral edges to form an inclined surface with a gentle inclination angle, so that inclined concave portions 21d, 22d that are recessed from the inclined surfaces on both sides are formed. However, in the present embodiment, the inclined surfaces of these inclined concave portions 21d and 22d are steep to some extent on the back side to the top surface of the power generation element storage portion 22a, so the inclination angle in the front-rear direction is It changes and becomes an inclination curve. In addition, since the inclination angle of the inclined surface does not change suddenly from the left and right sides to the center, it gradually changes as it approaches the center from both sides. However, in the vicinity of the center, the same slope curve may be continuous over a certain width on the left and right. Further, the positions in the front-rear direction in which the inclined surfaces of the end surfaces 21c and 22c rise are substantially the same between the left and right side portions and the central portion, so that the power generation element storage portion 21a is provided in the inclined concave portions 21d and 22d at the central portion. , 22a, the falling part reaching the top surface is the back side rather than the both side parts. In the present embodiment, the innermost position where the inclined concave portions 21d and 22d fall from the top surfaces of the power generation element storage portions 21a and 22a is the power generation element 1 fitted in the power generation element storage portions 21a and 22a. The electrodes 1a and 1b are made to substantially coincide with the boundary between the active material application part and the non-application part. That is, as shown in FIG. 2, the power generation is performed near the boundary between the region A where the active material is applied to the electrodes 1a and 1b of the power generation element 1 and the region B where only the aluminum foil of the positive electrode 1a protrudes from the front end. The inclined surfaces of the inclined concave portions 21d and 22d fall from the front ends of the top surfaces of the element storage portions 21a and 22a. The end surfaces 21c and 22c on both sides of the inclined concave portions 21d and 22d are in the vicinity of the protruding end of the aluminum foil of the positive electrode 1a of the power generation element 1 and in front of the top surfaces of the power generation element storage portions 21a and 22a. It comes to fall from the end. In addition, since the power generation element storage portions 21a and 22a have rounded interfaces, the peripheral portions of the inclined concave portions 21d and 22d and the aluminum laminate sheets 21 and 22 and the power generation element storage portions 21a and 22a. The interface between the top surface and the end surfaces 21c and 22c is also curved in a round shape.

上記構成の２枚のアルミラミネートシート２１，２２は、上下から周縁部を重ね合わせると共に、これらの間に挟んだ発電要素１の上半分と下半分をそれぞれの発電要素収納部２１ａ，２２ａ内に嵌め込む。この際、発電要素１は、巻回軸を前後方向に向け、扁平状の湾曲部を左右の両側部に配置して、この発電要素１の両端面を発電要素収納部２１ａ，２２ａの両端面２１ｃ，２２ｃが覆うようにして嵌め込まれる。そして、真空中で、これらのアルミラミネートシート２１，２２の周縁部を上下から加熱加圧して、熱溶着により内部を封止する。この際、リード端子３，４の引き出しや、非水電解液の注入及び予備充電は、従来例と同様に行い、これによって非水電解質二次電池が完成する。 The two aluminum laminate sheets 21 and 22 having the above-described configuration are such that the peripheral portions are overlapped from above and below, and the upper half and the lower half of the power generation element 1 sandwiched between them are placed in the respective power generation element storage portions 21a and 22a. Fit. At this time, the power generating element 1 has the winding shaft in the front-rear direction, flat curved portions are arranged on both left and right sides, and both end surfaces of the power generating element 1 are both end surfaces of the power generating element storage portions 21a and 22a. It fits so that 21c, 22c may cover. And the peripheral part of these aluminum laminate sheets 21 and 22 is heated and pressurized from the upper and lower sides in a vacuum, and the inside is sealed by heat welding. At this time, the lead terminals 3 and 4 are drawn out, the nonaqueous electrolyte is injected and precharged in the same manner as in the prior art, thereby completing the nonaqueous electrolyte secondary battery.

このようにして非水電解質二次電池の２枚のアルミラミネートシート２１，２２が熱溶着されて電池ケース２が構成されると、発電要素１の前後の端部に突出する金属箔が湾曲する左右の両側部では、図４に示した従来例と同様に、この金属箔（図４では正極１ａのアルミニウム箔）の突出先端部付近で発電要素収納部２１ａ，２２ａの端面２１ｃ，２２ｃが立ち下がることになるが、この金属箔が隙間をあけて平坦に重なり合っている左右の中央部では、図２に示すように、この金属箔（図２では正極１ａのアルミニウム箔）の突出基部付近で傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄが立ち下がるので、この傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄによって金属箔が上下方向から巻回中心側に押しやられて密集しほとんど隙間のない状態となる。 Thus, when the two aluminum laminate sheets 21 and 22 of a nonaqueous electrolyte secondary battery are heat-welded and the battery case 2 is comprised, the metal foil which protrudes in the edge part before and behind the electric power generation element 1 will curve. On both the left and right sides, as in the conventional example shown in FIG. 4, the end faces 21c and 22c of the power generating element storage portions 21a and 22a stand near the protruding tip of this metal foil (in FIG. 4, the aluminum foil of the positive electrode 1a). As shown in FIG. 2, the metal foil is flatly overlapped with a gap at the center of the metal foil (in FIG. 2, the aluminum foil of the positive electrode 1a) in the vicinity of the protruding base. Since the inclined concave portions 21d and 22d fall, the inclined concave portions 21d and 22d push the metal foil from the up and down direction toward the winding center side so as to be in a state with almost no gap.

そして、上記非水電解質二次電池を大気圧の環境下に戻すと、電池ケース２のアルミラミネートシート２１，２２における内部が減圧された発電要素収納部２１ａ，２２ａがこの大気圧に押圧される。すると、発電要素１の電極１ａ，１ｂに活物質が塗布された前後の中央部と、この発電要素１の前後の両端部に突出する電極１ａ，１ｂの金属箔が湾曲する左右の両側部を覆う発電要素収納部２１ａ，２２ａのシート部分では、従来と同様に僅かに内側に撓んでこの発電要素１や金属箔の湾曲部の表面に密着する。また、発電要素１の両端部に突出する電極１ａ，１ｂの金属箔が隙間をあけて平坦に重なり合っていた左右の中央部を覆う発電要素収納部２１ａ，２２ａのシート部分、即ち傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄでも、これらの金属箔が既にほとんど隙間がない状態にまで密集しているので、大気圧がこの傾斜状凹部２１ｄ，２２ｄを押圧したとしても、それ以上さらに窪むことはほとんどなく、僅かに内側に撓むだけとなる。 When the non-aqueous electrolyte secondary battery is returned to the atmospheric pressure environment, the power generation element storage portions 21a and 22a in which the inside of the aluminum laminate sheets 21 and 22 of the battery case 2 is depressurized are pressed to the atmospheric pressure. . Then, the center part before and after the active material is applied to the electrodes 1a and 1b of the power generation element 1, and the left and right side parts where the metal foils of the electrodes 1a and 1b projecting at both front and rear ends of the power generation element 1 are curved. In the sheet portions of the power generation element storage portions 21a and 22a to be covered, the power generation element storage portions 21a and 22a are slightly inwardly bent in the same manner as in the past, and are in close contact with the surfaces of the power generation element 1 and the curved portion of the metal foil. Further, the sheet portions of the power generation element storage portions 21a and 22a that cover the left and right central portions where the metal foils of the electrodes 1a and 1b projecting at both ends of the power generation element 1 overlap each other with a gap therebetween, that is, the inclined concave portion 21d. 22d, these metal foils are already densely packed so that there is almost no gap, so even if atmospheric pressure presses the inclined concave portions 21d, 22d, there is almost no further depression, It will only bend inward.

この結果、本実施形態によれば、真空中でアルミラミネートシート２１，２２を封止して構成した電池ケース２を大気圧の環境下に戻しても、内部が減圧された発電要素収納部２１ａ，２２ａが大きく撓むようなことがなくなるので、この大気圧による撓みによって図５に示したような皺２１ｂ，２２ｂが寄るようなことがなくなり、振動や衝撃により非水電解質二次電池が液漏れを起こし易くなるのを防ぐことができるようになる。 As a result, according to this embodiment, even if the battery case 2 configured by sealing the aluminum laminate sheets 21 and 22 in a vacuum is returned to an atmospheric pressure environment, the power generation element storage portion 21a whose inside is reduced in pressure is provided. , 22a is not greatly bent, and the bending due to the atmospheric pressure prevents the ridges 21b, 22b as shown in FIG. 5 from moving, and the nonaqueous electrolyte secondary battery leaks due to vibration or impact. It becomes possible to prevent becoming easy to cause.

なお、上記実施形態では、発電要素収納部２１ａ，２２ａを２枚のアルミラミネートシート２１，２２の双方に形成する場合を示したが、いずれか一方のアルミラミネートシートにのみ形成して、他方のアルミラミネートシートは平坦なものをそのまま用いることもできる。ただし、この場合の発電要素収納部は、発電要素１のほぼ全体が嵌まり込むような深さに形成する必要がある。 In addition, in the said embodiment, although the case where power generation element accommodating part 21a, 22a was formed in both of the two aluminum laminate sheets 21 and 22 was shown, it formed only in any one aluminum laminate sheet, and the other A flat aluminum laminate sheet can be used as it is. However, the power generation element storage portion in this case needs to be formed to such a depth that almost the entire power generation element 1 is fitted.

また、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートシート２１，２２を重ね合わせて電池ケース２とする場合を示したが、例えば１枚のアルミラミネートシートを２つ折りにして電池ケースを構成するようにしてもよい。この場合、発電要素収納部は、この１枚のアルミラミネートシートを２つ折りにした双方のシート片に形成してもよいし、いずれか一方のシート片にのみ形成してもよい。また、このアルミラミネートシートの重ね合わせ部分は、熱溶着に代えて、接着等の他の方法により封止固着することもできる。さらに、上記実施形態では、電池ケースにアルミラミネートシートを用いる場合を示したが、金属層にアルミニウム以外の金属を用いることもでき、十分な強度とバリア性を確保し確実な封止が可能なフレキシブルシートであれば、例えば樹脂だけからなるシートであってもよく、樹脂シートを積層したラミネートシートである必要もない。 In the above embodiment, the case where the two aluminum laminate sheets 21 and 22 are overlapped to form the battery case 2 has been described. However, for example, a single aluminum laminate sheet is folded in two to form the battery case. May be. In this case, the power generation element storage portion may be formed on both sheet pieces obtained by folding the single aluminum laminate sheet in two, or only on one of the sheet pieces. Further, the overlapped portion of the aluminum laminate sheet can be sealed and fixed by other methods such as adhesion instead of heat welding. Furthermore, although the case where an aluminum laminate sheet is used for the battery case has been described in the above embodiment, a metal other than aluminum can be used for the metal layer, and sufficient strength and barrier properties can be secured to ensure sealing. If it is a flexible sheet, it may be a sheet made of, for example, resin alone, and does not need to be a laminate sheet in which resin sheets are laminated.

また、上記実施形態では、側面を押し潰すことにより扁平状に成形した発電要素１を示したが、この発電要素１を扁平状にする方法は任意であり、最初から長円筒形や楕円形等の扁平状に巻回したものを用いることもできる。さらに、上記実施形態では、この発電要素１の前後の両端部に電極１ａ，１ｂの活物質未塗布部の金属箔を突出させるようにした場合を示したが、前後のいずれかの端部にのみ、正極１ａ又は負極１ｂの金属箔を突出させるようにした発電要素１であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the electric power generation element 1 shape | molded by flattening by crushing a side surface was shown, the method of making this electric power generation element 1 flat is arbitrary, a long cylindrical shape, an ellipse shape, etc. from the beginning. It is also possible to use the one wound in a flat shape. Furthermore, in the said embodiment, although the case where the metal foil of the active material uncoated part of electrode 1a, 1b was made to protrude in the both ends before and behind this electric power generation element 1 was shown, Only the power generation element 1 in which the metal foil of the positive electrode 1a or the negative electrode 1b protrudes may be used.

また、上記実施形態では、発電要素収納部の前後双方の端面に傾斜状凹部を形成する場合を示したが、いずれか一方にのみ形成することもできる。特に、発電要素１の片方の端部にのみ金属箔を突出させた発電要素１の場合には、発電要素収納部におけるこの突出した金属箔を覆う側の端面にのみ傾斜状凹部を形成すれば足りる。 Moreover, in the said embodiment, although the case where an inclined recessed part was formed in both the front and back end surfaces of a power generation element accommodating part was shown, it can also form only in any one. In particular, in the case of the power generation element 1 in which the metal foil is protruded only at one end portion of the power generation element 1, if the inclined concave portion is formed only on the end surface of the power generation element storage portion that covers the protruding metal foil. It ’s enough.

また、上記実施形態では、発電要素収納部が半円筒状である場合を示したが、この発電要素収納部は、発電要素１を収納する方形状の形状であればよいので、半円筒状の両端面と側面の立ち上がり部分とからなる各側壁部がほぼ垂直面となり頂面がほぼ平坦になった箱状の膨らみを有するものであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the case where the electric power generation element storage part was a semicylindrical shape was shown, since this electric power generation element storage part should just be a square shape which accommodates the electric power generation element 1, it is semicylindrical shape It may have a box-like bulge in which each side wall portion composed of both end surfaces and the rising portions of the side surfaces is a substantially vertical surface and the top surface is substantially flat.

さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池について示したが、この電池の種類は任意であり、他の二次電池や一次電池の場合にも同様に実施可能である。 Furthermore, although the non-aqueous electrolyte secondary battery has been described in the above embodiment, the type of the battery is arbitrary, and the present invention can be similarly applied to other secondary batteries and primary batteries.

本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の構成を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a configuration of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の前方端部の構造を示す部分拡大縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially enlarged longitudinal sectional view showing a structure of a front end portion of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention. 従来例を示すものであって、非水電解質二次電池の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a prior art example and shows the structure of a nonaqueous electrolyte secondary battery. 従来例を示すものであって、非水電解質二次電池の製造過程における真空中での前方端部の構造を示す部分拡大縦断面図である。It is a partial expanded longitudinal cross-sectional view which shows a prior art example, and shows the structure of the front-end part in the vacuum in the manufacture process of a nonaqueous electrolyte secondary battery. 従来例を示すものであって、非水電解質二次電池の大気中での前方端部の構造を示す部分拡大縦断面図である。It is a partial expanded longitudinal cross-sectional view which shows a prior art example and shows the structure of the front-end part in the air | atmosphere of a nonaqueous electrolyte secondary battery.

Explanation of symbols

１発電要素
１ａ正極
１ｂ負極
２電池ケース
２１アルミラミネートシート
２１ａ発電要素収納部
２１ｃ端面
２１ｄ傾斜状凹部
２２アルミラミネートシート
２２ａ発電要素収納部
２２ｃ端面
２２ｄ傾斜状凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power generation element 1a Positive electrode 1b Negative electrode 2 Battery case 21 Aluminum laminated sheet 21a Electric power generation element accommodating part 21c End surface 21d Inclined recessed part 22 Aluminum laminated sheet 22a Electric power generating element accommodating part 22c End surface 22d Inclined recessed part

Claims

In a battery in which a winding-type flat power generation element in which an end portion of a metal foil current collector that does not apply an active material protrudes is stored inside a power generation element storage section formed by inflating a flexible sheet in a square shape,
In the portion facing the flat portion of the metal foil current collector end portion in the side wall portion of the power generation element storage portion facing the metal foil current collector end portion , a recess is formed in the direction of the power generation element, and the side wall portion A battery characterized in that an inclined concave portion is formed which is recessed from a portion facing the curved portion at the end of the metal foil current collector .