蓄電元件以及蓄電元件模塊的制作方法
【專利說明】蓄電元件以及蓄電元件模塊
[0001]本申請主張2013年11月15日申請的日本國申請2013-237221號、以及2014年9月19日申請的日本國申請2014-191185號的優先權，并通過引用來組合這些申請。
技術領域
[0002]本發明涉及能進行充放電的蓄電元件以及具備上述蓄電元件的蓄電元件模塊。
【背景技術】
[0003]—直以來公知具備電極體和容納該電極體的殼體的二次電池等可充放電的蓄電元件。在這種蓄電元件中，有例如如圖12所示那樣具備電極體100的元件,該電極體100具有卷芯101和纏繞在卷芯101的周圍的電極102 (日本國特開平6-203870號公報)。在這種蓄電元件中，如果反復進行充放電循環，則電極102的膨脹、收縮會反復。因此，在上述蓄電元件中，由于上述膨脹、收縮引起的電極102的變形等，有時容量保持率等涉及充放電的特性會下降。
【發明內容】
[0004]因而，本發明的課題在于，鑒于上述問題而提出，提供一種能夠抑制反復充放電循環時與充放電相關的特性的降低的蓄電元件以及蓄電元件模塊。
[0005]為了實現與本申請發明的幾個特征相關的基本理解，以下記載本發明的簡單概要。該概要并不表示針對本發明的外延的概略。這并不意味著對本發明的主要或者重要要素進行特定或者限定發明的范圍。其目的僅在于，以簡化的方式提示發明的幾個基本概念以作為后續的更詳細的說明的前置條件。
[0006]本發明的蓄電元件的特征在于，具備:
[0007]電極體，具有卷芯和纏繞在該卷芯的周圍的電極；和
[0008]殼體，具有周壁，以在上述周壁與上述卷芯之間緊密地層疊上述電極的狀態在內部容納上述電極體，
[0009]上述殼體以及上述卷芯分別具有第I壓力P1與第2壓力P2之比P2A31滿足ο.οι ( P2A31 ( loo的剛性，上述第I壓力P1是在上述電極體未被容納于上述殼體中的狀態下作為該殼體的規定部位的第I部位被壓頭按壓而從初始位置位移了 Imm時上述壓頭對該第I部位施加的壓力，上述第2壓力P2是在沒有纏繞上述電極的狀態下上述卷芯中與上述第I部位相對置的部位、即第2部位被上述壓頭按壓而從初始位置位移了 Imm時上述壓頭對該第2部位施加的壓力。
【附圖說明】
[0010]如下所述，本發明的上述的特征以及其他特征會通過被本發明圖解的實施方式的說明以及附圖而變得更加明確。
[0011]圖1為本實施方式的非水電解質二次電池的立體圖。
[0012]圖2為圖1中的I1-1I位置的截面圖。
[0013]圖3為圖1中的II1-1II位置的放大截面圖。
[0014]圖4為用于說明第I壓力的求出方法的圖。
[0015]圖5為用于說明第2壓力的求出方法的圖。
[0016]圖6為蓄電元件模塊的示意立體圖。
[0017]圖7為表示對稱制約的1/4殼體的模型的立體圖。
[0018]圖8為表示上述殼體的模型被1/4的圓形壓頭的模型按壓時的該殼體各部位的位移的分析圖。
[0019]圖9為表示對稱制約的1/4的卷芯模型的立體圖。
[0020]圖10為表示上述卷芯的模型被1/4的圓形壓頭的模型按壓時的該卷芯的各部位的位移的分析圖。
[0021]圖11為表示充電循環試驗的結果的圖。
[0022]圖12為現有技術中的二次電池的電極體的立體圖。
【具體實施方式】
[0023]本實施方式的發明者們進行應消除上述課題的專門研究后發現，蓄電元件中的充放電循環的反復(即、被纏繞的電極的膨脹、收縮的反復)引起的變形等的程度隨著電極膨脹、收縮時的殼體按壓電極的強度和卷芯按壓電極的強度之間的平衡而發產生變化。因而，基于上述發現，發明者們著眼于對該殼體的上述電極進行按壓的強度和對卷芯的上述電極進行按壓的強度之間的平衡，創作了以下結構的蓄電元件以及蓄電元件模塊。
[0024]本實施方式的蓄電元件的特征在于，具備:
[0025]電極體，具有卷芯和纏繞在該卷芯的周圍的電極；和
[0026]殼體，具有周壁，以在上述周壁與上述卷芯之間緊密地層疊上述電極的狀態在內部容納上述電極體，
[0027]上述殼體以及上述卷芯分別具有第I壓力P1與第2壓力P2之比P2A31滿足ο.οι ( P2A31 ( loo的剛性，上述第I壓力P1是在上述電極體未被容納于上述殼體中的狀態下作為該殼體的規定部位的第I部位被壓頭按壓而從初始位置位移了 Imm時上述壓頭對該第I部位施加的壓力，上述第2壓力P2是在沒有纏繞上述電極的狀態下上述卷芯中與上述第I部位相對置的部位、即第2部位被上述壓頭按壓而從初始位置位移了 Imm時上述壓頭對該第2部位施加的壓力。
[0028]根據上述結構，在電極通過充放電循環而發生了膨脹、收縮時，通過殼體和卷芯從內側和外側以適度的力維持平衡地進行夾持。因此，在被纏繞的電極中，抑制因充放電引起的膨脹、收縮所產生的歪斜、變形等，由此抑制反復充放電循環時與充放電相關的特性(例如容量保持率等)的降低。
[0029]此時，優選上述第I壓力P1以及第2壓力P2分別為lkgf/cm2以上。
[0030]如果第I壓力P1以及第2壓力P2分別小于lkgf/cm2，則由于電極的膨脹、收縮而變形的殼體以及卷芯難以恢復到原來的形狀，在纏繞的電極間容易產生間隙，但通過上述結構，能夠防止上述的變形后的殼體以及卷芯難以恢復到原來的形狀的情況。
[0031]此外，上述第I壓力P1以及第2壓力P2也可分別為lOOkgf/cm2以下。
[0032]如果第I壓力P1以及第2壓力P2分別大于lOOkgf/cm2，則在電極發生了膨脹時殼體以及卷芯不能充分地變形，因此有時會對電極自身施加大的壓力而導致電極損壞等，但通過上述結構，能夠在電極進行了膨脹時殼體以及卷芯充分地變形而防止上述損壞等。
[0033]此外，優選上述第I壓力P1與第2壓力P2之比VP1滿足0.1 ( P2A31 ( 10。
[0034]根據上述結構，在通過充放電循環而電極發生了膨脹、收縮時，該電極被殼體和卷芯從內側和外側以適度的力維持平衡地夾持。由此，更有效地抑制反復充放電循環時與充放電相關的特性(例如容量保持率等)的降低。
[0035]此外，更優選上述第I壓力P1與第2壓力P2之比P2A31為I。
[0036]根據上述結構，能夠最大限度抑制反復充放電循環時與充放電相關的特性(例如容量保持率等)的降低。
[0037]上述蓄電元件中，上述殼體也可具有矩形狀的底壁部、從上述底壁部的周邊的長邊位置豎立設置的一對長壁部和從上述底壁部的周邊的短邊位置豎立設置且連接上述一對長壁部相對置的端部彼此的一對短壁部。
[0038]此時，上述卷芯具有平面部，上述殼體按照上述卷芯的平面部和上述長壁部大致平行的方式容納上述電極體，上述電極也可被夾持于上述殼體的上述長壁部與上述卷芯的上述平面部之間。
[0039]本實施方式的蓄電元件模塊的特征在于，具備上述蓄電元件和與上述蓄電元件電連接的母線部件。
[0040]根據上述結構，在構成蓄電元件模塊的蓄電元件中，在電極因充放電循環而發生了膨脹、收縮時，通過殼體和卷芯從內側和外側以適度的力維持平衡地進行夾持。因此，在被纏繞的電極中，抑制因充放電引起的膨脹、收縮而產生的歪斜、變形等，由此在構成蓄電元件模塊的上述蓄電元件中，抑制反復充放電循環時與充放電相關的特性(例如、容量保持率等)的降低。其結果，還能抑制蓄電元件模塊的與充放電相關的特性的降低。
[0041]根據以上內容，通過本實施方式，能夠提供一種可抑制反復充放電循環時與充放電相關的特性的降低的蓄電元件以及蓄電元件模塊。
[0042]以下，參照圖1?圖5對本發明的一實施方式進行說明。本實施方式的蓄電元件為鋰離子二次電池等非水電解質二次電池(以下簡稱為“電池”)。
[0043]具體來說，如圖1?圖3所示，電池10具備殼體20、電極體12、一對集電體14、14和一對端子部16、16。
[0044]殼體20具有殼體主體22和蓋體24。該殼體20在由殼體主體22和蓋體24包圍的內部空間S內容納電極體12、一對集電體14、14以及電解液等。殼體主體22與蓋體2