本發明涉及疊層電池。

背景技術：

作為薄型并且輕量的電池，已知有在疊層外裝體中容納電池元件的疊層電池。由于疊層外裝體具有多層結構，所述多層結構在鋁或不銹鋼等薄的金屬層上具有密封層，所以，重量輕并且柔軟，而且由于耐酸或耐堿性強，所以適用于作為電池的外裝體的材料。

在疊層電池中，要求增加能量密度。作為使能量密度增加的手段，考慮減少與電池反應無關的部分的體積。

專利文獻1公開了一種技術，在疊層外裝體的容納電池元件的部分中形成凹部，使疊層外裝體的袋的形狀與電池元件的形狀吻合。在專利文獻1中，利用這種方法減小疊層外裝體在疊層電池的總體積中所占的體積，使疊層電池的能量密度增加。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012－226826號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

在如專利文獻1那樣，通過壓花加工在疊層外裝體上形成容納電池元件的空間的情況下，在疊層外裝體的內部產生不能容納電池元件的剩余空間。

從而，本發明的目的在于提供一種疊層電池，所述疊層電池通過減少疊層外裝體內部的對于電池反應沒有幫助的剩余空間，而使能量密度增加。

解決課題的手段

用于解決本發明的課題的手段如下面所述。

<1>一種疊層電池，在疊層外裝體中封入電池元件，其中，

所述疊層外裝體具有一個以上的平面狀的疊層片、以及整個外周相對于底面豎立起來而形成凹狀的兩個凹狀的疊層片，

兩個所述凹狀的疊層片以其凹面朝向所述疊層外裝體的外側的方式隔著所述電池元件相互對向，所述平面狀的疊層片的一對端部被接合到所述凹狀的疊層片的整個外周上，并且，所述平面狀的疊層片的端部之中未被接合到所述凹狀的疊層片的端部的所述整個外周上的端部彼此被接合起來，由此，所述疊層外裝體形成為袋狀。

<2>如前面的<1>中所述的疊層電池，

具有正極集電片及負極集電片，

所述正極集電片及所述負極集電片與所述電池元件電連接，并且，在所述平面狀的疊層片的端部彼此相互接合的部分，從所述疊層電池的內部貫通到外部。

<3>如前面的<1>或<2>所述的疊層電池，兩個所述凹狀的疊層片是相同形狀并且/或者是鏡像對稱的。

<4>如前面的<1>～<3>中任一項所述的疊層電池，所述凹狀的疊層片的底面是多角形的。

<5>如前面的<4>中所述的疊層電池，所述凹狀的疊層片的所述底面是六角形的。

<6>如前面<4>或者<5>中所述的疊層電池，所述平面狀的疊層片的端部彼此相互接合的部分與所述凹狀的疊層片的所述底面的頂點接觸。

發明的效果

根據本發明，可以提供一種通過減少疊層外裝體內部的對于電池反應沒有幫助的剩余空間，使能量密度增加的疊層電池。

附圖說明

圖1是本發明的一種實施方式的疊層電池的示意圖。

圖2是本發明的一種實施方式的疊層電池的疊層外裝體的部件的示意圖。

圖3是對于疊層片進行壓花加工的示意圖。

圖4是本發明的一種實施方式的疊層電池的示意圖。

圖5是過去的疊層電池的示意圖。

圖6是對本發明的一種實施方式的疊層電池及過去的疊層電池的斷面進行比較的示意剖視圖。

具體實施方式

下面，對于本發明的實施方式進行詳細說明。另外，本發明并不限于以下的實施方式，而是可以在發明主旨的范圍內進行各種變形來實施。

本發明的疊層電池是將電池元件封入到疊層外裝體中的疊層電池。疊層外裝體具有一個以上的平面狀的疊層片、以及整個外周相對于底面豎起地形成凹狀的兩個凹狀的疊層片。兩個凹狀的疊層片以其凹面朝向疊層外裝體的外側的方式隔著電池元件相互對向，平面狀的疊層片的一對端部被接合到凹狀的疊層片的整個外周上，并且，平面狀的疊層片的端部之中未被接合到凹狀的疊層片的整個外周上的端部彼此被接合起來，借此，疊層外裝體形成為袋狀。

圖1是本發明的疊層電池的一種實施方式的示意圖。在圖1中，兩個凹狀的疊層片10以其凹面朝向疊層外裝體的外側的方式形成疊層外裝體的相向的一方的側面。并且，兩個平面狀的疊層片20的一對端部被接合到凹狀的疊層片的整個外周11上。平面狀的疊層片20的端部之中未被接合到凹狀的疊層片的整個外周11上的端部彼此被接合起來，借此，疊層外裝體形成為袋狀。進而，在平面狀的疊層片的端部彼此被接合起來的部分21中，集電片30從疊層電池的內部貫通到外部。

圖2是表示構成本發明的疊層電池的一種實施方式的疊層外裝體的部件的示意圖。在圖2中，構成疊層外裝體的部件是兩個凹狀的疊層片10及兩個平面狀的疊層片20。兩個平面狀的疊層片20被接合到凹狀的疊層片的整個外周11上。另外，在圖2中，凹狀的疊層片的整個外周11相對于凹狀的疊層片的底面12豎起。

雖然本發明并不由原理來限定，但是，可以認為本發明的作用原理如下面所述。

圖3是對于疊層片120進行壓花加工的示意圖。在圖3中，利用模具對疊層片120進行壓花加工。模具由凸模100、凹模110及防皺壓板130構成。在凸模100與凹模110之間設置有間隙140。

如圖3所示，在通過壓花加工在疊層片120上設置了凹部的情況下，通過壓花加工形成的角部成為圓角。另外，所形成的凹部比凸模100大出相當于凸模100與凹模110之間的間隙140的量。

在像專利文獻1所述的過去的疊層電池那樣進行壓花加工而在疊層外裝體上形成容納電池元件的空間的情況下，由圓角的部分、以及凸模和凹模之間的間隙的部分形成剩余空間。該剩余空間，由于隨著接近于疊層片被接合的部分而空間變窄，所以，不能用于容納電池元件。因此，疊層外裝體的能量密度減小了相當于剩余空間的體積的量。換句話說，對于疊層外裝體的寬度方向上的長度，疊層外裝體能夠容納電池元件的寬度減少了相當于壓花加工所需要的長度的量。

從而，在為了形成容納電池元件的空間而對疊層外裝體進行壓花加工的過去的疊層電池的情況下，會在疊層外裝體內部產生剩余空間，疊層電池的能量密度會降低。

與此相對，在本發明的疊層電池中，對于疊層外裝體將整個外周相對于底面豎起地形成為凹狀的兩個凹狀的疊層片及平面狀的疊層片接合起來，使得疊層外裝體的形狀與電池元件的形狀吻合。

這樣，本發明的疊層電池的疊層外裝體利用與過去的疊層電池不同的結構形成容納電池元件的空間，即使在疊層片被接合起來的部分，空間也不會變窄。

從而，本發明的疊層電池與具有相同大小的疊層外裝體的過去的疊層電池相比，可以容納更大的電池元件，可以使能量密度增加。

利用圖4～圖6更具體地說明過去的疊層電池與本發明的疊層電池的不同。

圖4及圖5，分別是基于本發明的一種實施方式的疊層電池200及過去的疊層電池210的示意圖。這里，圖4及圖5所示的各個疊層電池應理解為其寬度、即a－a方向及a’－a’方向的長度相等。

另外，圖6(a)及(b)分別是圖4及圖5的a－a斷面及a’－a’斷面的示意圖。

在圖6(a)及(b)中，疊層片被接合起來的部分的寬度300都是相等的。但是，在圖6(b)中，由于利用壓花加工形成疊層外裝體內部的容納電池元件的空間，所以，具有隨著靠近疊層片被接合起來的部分而使得容納電池元件400的空間變窄的部分。因此，在疊層電池的寬度方向上產生壓花加工所需要的寬度320、即不能用于容納電池元件400的剩余空間。與此相對，在圖6(a)中，由于疊層外裝體內部的容納電池元件400的空間沒有形成厚度變小的部分，所以，與過去的疊層電池相比，具有能夠額外地容納電池元件400的寬度310。

另外，在本說明書中，所謂“能量密度”一詞，應當理解為表示疊層電池的每單位體積的電池的能量的體積能量密度的意思。

<疊層電池>

本發明的疊層電池在疊層外裝體中封入電池元件。另外，本發明的疊層電池可以具有正極集電片及負極集電片。

<疊層外裝體>

在本發明中，疊層外裝體具有一個以上的平面狀的疊層片以及兩個凹狀的疊層片。

這里，疊層片是具有金屬層和密封材料層的片。作為用于疊層片的金屬等，例如可以使用鋁或者不銹鋼，作為密封材料層，例如可以使用作為熱塑性樹脂的聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚氯乙稀等。

平面狀的疊層片與凹狀的疊層片的接合部分、以及平面狀的疊層片彼此的接合部分，如果是能夠分別保持疊層外裝體內部的密封性的狀態，則可以利用任何方法進行接合。作為具體的接合方法，可以舉例列出將疊層片的密封材料層彼此熔接的方法。另外，也可以利用粘接劑將疊層片彼此粘接起來。

在將疊層片的密封材料層彼此熔接的情況下，例如，可以舉例列出熱板熔接、超聲波熔接法、振動熔接法、或者激光熔接法等。

1.凹狀的疊層片

凹狀的疊層片的整個外周相對于底面豎起而形成凹狀。凹狀的疊層片的凹狀可以通過對一個疊層片進行壓花加工來形成，也可以利用其它方法，例如在疊層片的外周部分的角部引入切口，將外周部分相對于底面豎起地彎折而形成。

凹狀的疊層片的底面由于其比疊層外裝體的容納電池元件的空間大，所以，優選地為平面狀。進而，為了容易進行與平面狀的片的接合，凹狀的疊層片的底面優選為多角形、特別是六角形或者五角形。另外，兩個凹狀的疊層片可以是相同的形狀并且/或者是鏡像對稱的。

2.平面狀的疊層片

疊層外裝體具有一個以上的平面狀的疊層片。優選地，平面狀的疊層片為一個或者兩個。

在平面狀的疊層片為一個的情況下，可以以將平面狀的疊層片卷繞到兩個凹狀的疊層片的整個外周上的方式形成疊層外裝體。通過這樣形成疊層外裝體，可以減少平面狀的疊層片彼此的接合部分，可以進一步增加疊層電池的能量密度。

在平面狀的疊層片為兩個的情況下，配置成用兩個平面狀的疊層片將電池元件夾入，將兩個平面狀的疊層片的一對端部與凹狀的疊層片接合,并且，將兩個平面狀的疊層片的剩下的端部相互接合起來，由此，可以形成疊層外裝體，因此，可以更簡單地形成疊層外裝體。

平面狀的疊層片的端部彼此被相互接合起來的部分，優選與凹狀的疊層片的底面的頂點接觸。這是因為以下緣故：與平面狀的疊層片的端部彼此被相互接合起來的部分與不在凹狀的疊層片的底面的頂點的部分接觸的情況相比，由于平面狀的疊層片的端部彼此被相互接合起來的部分與其周邊部分的交界部分的角度變得更平緩，因此，平面狀的疊層片的端部彼此被相互接合起來的部分的強度增加。

<電池元件>

對于發電元件例如可以列舉出依次具有正極集電體、正極活性物質層、固體電解質層、負極活性物質層以及負極集電體的全固體電池；以及，正極集電體、正極活性物質層、隔板、負極活性物質層以及負極集電體浸漬在電解液中的液體類電池等，但是，并不局限于此。

作為正極集電體及負極集電體例如可以采用各種金屬，例如銀、銅、金、鋁、鎳、鐵、不銹鋼、或者鈦等、或者它們的合金。在發電元件是鋰離子電池的情況下，從化學穩定性的觀點出發，正極集電體的材質優選為鋁，負極集電體的材質優選為銅。另外，在本發明中，正極集電體及負極集電體由相互不同的材料構成。

正極活性物質層、固體電解質層以及負極活性物質層只要是發電元件具有作為電池的功能的結構，則沒有特別的限制。例如，在發電元件是鋰離子電池的情況下，正極活性物質層可以具有作為正極活性物質的鈷酸鋰，固體電解質層可以具有作為硫化物固體電解質的li2s－p2s5，負極活性物質層可以具有作為負極活性物質的石墨。

<正極集電片及負極集電片>

正極集電片及負極集電片與電池元件電連接，并且，優選地，在平面狀的疊層片的端部彼此被相互接合起來的部分，從疊層電池的內部貫通到外部。由于通過正極集電片及負極集電片具有這樣的配置，平面狀的疊層片的端部彼此被相互接合起來的部分兼用作將正極集電片及負極集電片接合到疊層電池上的部分，所以，可以減少疊層外裝體的接合部分。通過減少疊層外裝體的接合部分，可以減小疊層外狀體的體積，可以使能量密度進一步增加。

正極集電片及負極集電片可以采用各種金屬，例如銀、銅、金、鋁、鎳、鐵、不銹鋼或者鈦等、或者它們的合金。

附圖標記說明

10凹狀的疊層片

11凹狀的疊層片的整個外周

12凹狀的疊層片的底面

20平面狀的疊層片

21平面狀的疊層片的端部彼此被接合起來的部分

30集電片

100凸模

110凹模

120疊層片

130防皺壓板

140間隙

200基于本發明的一種實施方式的疊層電池

210過去的疊層電池

300疊層片被接合起來的部分的寬度

310可以額外容納電池元件的寬度

320壓花加工所需要的寬度

400電池元件