JP2000208108A

JP2000208108A - ノ―トパソコン用薄型電池用袋体

Info

Publication number: JP2000208108A
Application number: JP11006247A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tatsuki; 雅彦辰木; Masaki Goto; 正樹後藤
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】回路の短絡を招くことなく、薄型電池の局部的
な熱を分散させて電池性能の劣化を防ぐことができるノ
ートパソコン用薄型電池用袋体を提供する。【解決手段】ノートパソコンに用いる薄型電池用発電要
素を収納するための袋体であって、袋体の表面に、体積
固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．
３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上であるシート体２が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等の薄型電池用の発電要素を収納するノートパソ
コン用薄型電池用袋体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の種々の電子機器の発達に伴い、電
子機器の小型化，省スペース化のニーズが高まってお
り、これに用いる薄型電池（シート状電池）にも更なる
薄型化と可撓性が求められている。このようなニーズに
応えるものとして、ゲル状ポリマー電解質を用いたリチ
ウムイオン二次電池が実用化段階に入りつつある。

【０００３】図９および図１０はそのゲル状ポリマー電
解質を用いたリチウムイオン二次電池の構造例を示して
いる。図において、２１は正極集電体（アルミニウム
箔）、２２は正極（コバルト酸リチウム等のリチウム含
有複合酸化物）、２３は隔離材（溶媒で可塑化されたポ
リマー電解質）、２４は負極（炭素材）、２５は負極集
電体（銅箔）であり、これら発電要素が収納手段２６
（この構造例では、収納手段２６としてアルミニウムラ
ミネートフィルムが用いられている）に収納されてい
る。また、２６ａは収納手段２６の外周部に形成された
ヒートシール部、２７は電極である。

【０００４】このようなリチウムイオン二次電池は発電
要素に可撓性を持たせることができるうえ、液漏れの危
険性が低いため、上記構造例のように、発電要素を薄い
ラミネート材で収納することができる。例えば、特開平
９−７６３６号公報では、ラミネート材として、ポリエ
チレン層とアルミニウム箔層とポリエチレン層との三層
ラミネート箔が用いられている。そして、このようなラ
ミネートタイプの薄型電池をノートパソコンに用いる場
合には、図１に示すように、ノートパソコンのキーボー
ドの下方に収容されている。

【０００５】さらに、ノートパソコンに用いる薄型電池
は、その容量を確保するために、その面積を大きくしな
ければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノート
パソコン内部には、図１に示すように、集積回路のよう
な発熱部２８が点在しており、上記薄型電池の面積を大
きくすると、その薄型電池の一部は、上記発熱部２８の
近傍に位置することになり、その部分が局部的に高温と
なる。上記薄型電池に用いられているゲル状ポリマー電
解質は、温度依存性が高いため、薄型電池の一部でも高
温（例えば８０℃以上）となると、電池性能の劣化が早
まる。例えば、室温（２５℃）では、約５００回の充放
電で上記薄型電池の寿命がくるが、上記高温（８０℃以
上）では、約１００回以下の充放電で寿命がくる。

【０００７】そこで、上記薄型電池の熱を放熱し易くす
るために、上記ラミネート材の表面に熱伝導性のよい金
属シートを設けると、金属シートは導電性がよいため、
回路の短絡を招く。このため、金属シートは用いること
ができない。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、回路の短絡を招くことなく、薄型電池の局部的
な熱を分散させて電池性能の劣化を防ぐことができるノ
ートパソコン用薄型電池用袋体の提供をその目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のノートパソコン用薄型電池用袋体は、ノー
トパソコンに用いる薄型電池用発電要素を収納するため
の袋体であって、袋体の表面に、体積固有抵抗が１０¹⁰
Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．３Ｗ・ｍ ^-1・℃^-1
以上であるシート体が設けられているという構成をと
る。

【００１０】すなわち、本発明のノートパソコン用薄型
電池用袋体は、薄型電池用発電要素を収納する袋体の表
面に、体積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝
導率が０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上であるシート体が設け
られているため、薄型電池の局部的な熱を分散させて電
池性能の劣化を防ぐことができ、しかも、回路の短絡を
招かない。

【００１１】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１２】本発明のノートパソコン用薄型電池用袋体
は、薄型電池用発電要素を収納する袋体の表面に、体積
固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が０．
３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上であるシート体が設けられてい
る。体積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍを下回ると、絶縁性
が低下し、短絡するおそれがある。また、熱伝導率が
０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1を下回ると、熱伝導性が悪化し、
薄型電池の局部的な熱を分散させにくくなる。

【００１３】上記シート体の厚みは、０．０３〜２ｍｍ
の範囲に設定され、好ましくは０．０８〜１ｍｍの範囲
に設定される。シート体の厚みが０．０３ｍｍを下回る
と、破損し易くなり、２ｍｍを上回ると、薄型電池の薄
型化，軽量性，可撓性に不利となる。

【００１４】また、上記シート体としては、ゴムにセラ
ミックを混合した材料からなるものが用いられる。そし
て、両者の混合比は、ゴム１００重量部に対して、セラ
ミックが５０〜９００重量部の範囲に設定され、好まし
くは３５０〜５００重量部の範囲に設定される。セラミ
ックの混合比がゴム１００重量部に対して５０重量部を
下回ると、熱伝導率が低下し（０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1未
満）、９００重量部を上回ると、シート体の柔軟性が低
下し薄型電池の可撓性に不利となる。

【００１５】上記ゴムの材料としては、シリコーンゴ
ム，Ｈ−ＮＢＲ，ＥＰＤＭ等が用いられる。特に、シリ
コーンゴムは、老化防止剤等の悪影響を及ぼすものを添
加する必要がないうえ、セラミックを多量に混合できて
熱伝導率を容易に上げられる点で、有効である。

【００１６】上記セラミックの材料としては、Ｓｉ
Ｏ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ，ＭｇＯ等が用いられ、特
に、ＳｉＯ₂は熱伝導性がよい点で、Ａｌ₂Ｏ₃は安価
である点で、有効である。

【００１７】上記薄型電池用袋体は、シーラント層と金
属層とからなるラミネート材と、このラミネート材の金
属層の表面に接着剤層を介して接着された上記シート体
とからなるシート状基材から構成され、そのシーラント
層同士がヒートシールされることにより袋体に形成され
ている。

【００１８】上記シーラント層の材料としては、ポリプ
ロピレン，ポリエチレン，ポリエステル，ポリアクリロ
ニトリル，エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ），
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），変性ポリプロピレ
ン，ポリ酢酸ビニル，ポリビニルアセテート等が用いら
れる。特に、バリア性および耐薬品性の面からポリプロ
ピレン，ポリエチレンが好ましい。そして、その膜厚は
５〜１０００μｍの範囲に設定されることが好ましい。
上記膜厚が５μｍを下回ると、電極シール部の気密性
（シーラントの埋まり性）および電極と金属層との絶縁
性が低下し、１０００μｍを上回ると、薄型電池の薄型
化，軽量性，可撓性に不利となる。

【００１９】上記金属層の材料としては、圧延，電解等
により得られる、アルミニウム，アルミニウム合金，
銅，銅合金，鉄，ステンレス，チタン，チタン合金等が
用いられ、箔等各種形態に成形される。そして、その膜
厚は５〜１００μｍの範囲に設定されることが好まし
い。上記膜厚が５μｍを下回ると、金属層にピンホール
等が発生し易くなり、ラミネート材のガスバリア性や遮
水性が低下し、１００μｍを上回ると、薄型電池の薄型
化，軽量性，可撓性に不利となる。

【００２０】また、上記接着剤層の接着剤としては、上
記シート材がゴムにセラミックを混合した材料からなる
ものである場合には、ウレタン系，エポキシ系，シリコ
ーン系，ゴムへのシランカップリング剤等の反応性物質
が用いられる。

【００２１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。

【００２２】図１および図２は、本発明のノートパソコ
ン用薄型電池用袋体の一実施の形態を示している。この
実施の形態では、ノートパソコン用薄型電池１は、発電
要素と、この発電要素を収納するノートパソコン用薄型
電池用袋体とからなり、図１に示すように、ノートパソ
コンのキーボードの下方に収容されている。そして、上
記ノートパソコン用薄型電池用袋体の表面全面には、体
積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が
０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上であるシリコーンゴムを主成
分とする弾性を有するシート体２（図２参照）が設けら
れている。また、ノートパソコン用薄型電池１の大きさ
は、Ｂ５（紙の大きさを示すＪＩＳ規格）程度の大きさ
である。それ以外の構成は、図９および図１０に示す従
来の技術と同様である。

【００２３】さらに詳しく説明すると、上記ノートパソ
コン用薄型電池用袋体は、図２に示すように、変性ポリ
プロピレン（三井化学社製ＱＦ５５１）からなるシー
ラント層３とアルミニウム箔製金属層４とからなるラミ
ネート材５と、このラミネート材５の金属層４の表面に
シリコーン系接着剤層６を介して接着された上記シート
体２とからなるシート状基材７から構成されており、上
記シーラント層３同士がヒートシールされることにより
袋体に形成されている。

【００２４】また、上記シート体２は、シリコーンゴム
１００重量部に対して、ＳｉＯ₂を３５０重量部混合し
た材料からなるものである。

【００２５】そして、上記ノートパソコン用薄型電池１
がノートパソコンのキーボードの下方に収容されている
状態では、図１に示すように、ノートパソコン用薄型電
池１の一部が集積回路のような発熱部２８の近傍に位置
することになる。

【００２６】上記構成において、ノートパソコンを作動
させると、上記集積回路のような発熱部２８が発熱し、
その近傍のノートパソコン用薄型電池１の一部が局部的
に高温となる。しかしながら、ノートパソコン用薄型電
池用袋体の表面全面には、体積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ以上で、かつ熱伝導率が０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上で
あるシリコーンゴムを主成分とする弾性を有するシート
体２（図２参照）が設けられているため、ノートパソコ
ン用薄型電池１の熱は分散し易く、上記高温となるのは
一時的となり、しかも、回路の短絡を招かない。

【００２７】上記実施の形態によれば、ノートパソコン
用薄型電池１の熱が分散し易いため、ノートパソコン用
薄型電池１が集積回路のような発熱部２８の近傍に位置
していても、電池性能の劣化が早まることがなくなり、
寿命も短くならない。

【００２８】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２９】

【実施例１および比較例１】実施例１は、図１および図
２に示す上記実施の形態のノートパソコン用薄型電池用
袋体を用いたノートパソコン用薄型電池１である。すな
わち、シート状基材７のラミネート材５は、厚み３０μ
ｍの変性ポリプロピレン製シーラント層３と厚み３０μ
ｍのアルミニウム箔製金属層４とからなっている。そし
て、この金属層４の表面にシリコーン系接着剤層６を介
して厚み８０μｍのシート体２が接着されている。この
シート体２は、シリコーンゴム１００重量部に対して、
ＳｉＯ ₂を３５０重量部混合した材料からなるものであ
る。

【００３０】比較例１は、従来の技術の薄型電池用袋体
を用いたノートパソコン用薄型電池１４（図１参照）で
あり、図３に示すシート状基材８を用いている。すなわ
ち、すなわち、シート状基材８のラミネート材５は、上
記実施例１と同様のラミネート材５であり、その金属層
４の表面にウレタン系接着剤層９を介して厚み３０μｍ
のシート体１０が接着されている。このシート体１０
は、ポリエチレンテレフタレートからなるものである。

【００３１】そして、上記実施例１および比較例１のノ
ートパソコン用薄型電池１について、つぎのような実験
を行った。すなわち、まず、上記各ノートパソコン用薄
型電池１，１４をノートパソコンに装着してノートパソ
コンを作動させ、集積回路のような発熱部２８を発熱さ
せて各ノートパソコン用薄型電池１，１４の一部を局部
的に高温にした。ついで、上記ノートパソコンを１０分
間使用した。この場合における上記各ノートパソコン用
薄型電池１，１４の発電要素の表面温度を測定した。

【００３２】上記表面温度の測定は、図４および図５に
示すように、発電要素１５の表面のうち発熱部２８が位
置する側の片面に、熱電対１６を設置して行った。この
設置は、２５個の熱電対１６が縦横各５列となるように
均等に配置されて行われた。すなわち、上記縦各５列を
それぞれＡ列〜Ｅ列とし、横各５列をそれぞれａ列〜ｅ
列とすると、縦横各列の交点に熱電対１６が配置されて
いる。また、発熱部２８は、Ｂ列とｂ列との交点および
Ｂ列とｄ列との交点に対応する部分に位置している。

【００３３】そして、上記各ノートパソコン用薄型電池
１，１４の一部を局部的に高温にした温度状態は、実施
例１と比較例１とが同じになり、その結果を表１および
図６に示した。また、それから１０分後の温度状態の結
果を、実施例１については表２および図７に、比較例１
については表３および図８に、それぞれ示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】上記表１および図６と表２および図７とを
比較すると、実施例１のノートパソコン用薄型電池１で
は、局部的に高温だった部分の温度がさがり、熱が分散
されていることがわかる。しかしながら、上記表１およ
び図６と表３および図８とを比較すると、比較例１のノ
ートパソコン用薄型電池１４では、局部的に高温だった
部分の温度がさらに上昇し、全体的に温度が高くなって
いることがわかる。

【００３８】なお、上記シート体２の材料成分等は、上
記実施の形態に限定されるものではなく、他でもよい。
例えば、シリコーンゴム１００重量部に対して、ＡｌＮ
を４００重量部，パーオキサイドを１．５重量部，添加
剤を２０重量部混合した材料からなるシート体２を厚み
２００μｍとしてもよい。また、シリコーンゴムに代え
てＨ−ＮＢＲを用い、Ｈ−ＮＢＲ１００重量部に対し
て、Ａｌ₂Ｏ₃を３５０重量部，パーオキサイドを１．
５重量部，添加剤を２０重量部混合した材料からなるシ
ート体２を厚み３００μｍとしてもよい。また、シリコ
ーンゴムに代えてＥＰＤＭを用い、ＥＰＤＭ１００重量
部に対して、Ａｌ₂Ｏ₃を３５０重量部，パーオキサイ
ドを１．５重量部，添加剤を２０重量部混合した材料か
らなるシート体２を厚み３００μｍとしてもよい。

【００３９】また、上記実施の形態では、シート体２が
発電要素を収納する袋体の表面全面に設けられたが、こ
れに限定されるものではなく、袋体の表面の一部分に設
けられてもよい。

【００４０】また、上記実施の形態では、ノートパソコ
ン用薄型電池１の大きさをＢ５程度としたが、これに限
定されるものではなく、Ａ４（紙の大きさを示すＪＩＳ
規格）等の他の大きさでもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明のノートパソコン
用薄型電池用袋体によれば、薄型電池用発電要素を収納
する袋体の表面に、体積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上
で、かつ熱伝導率が０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上であるシ
ート体が設けられているため、薄型電池の局部的な熱を
分散させて電池性能の劣化を防ぐことができ、しかも、
回路の短絡を招かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノートパソコン用薄型電池がノートパソコンに
収容されている状態を示す説明図である。

【図２】本発明のノートパソコン用薄型電池用袋体の一
実施の形態を構成するシート状基材を示す部分断面図で
ある。

【図３】従来のシート状基材を示す部分断面図である。

【図４】実験を示す説明断面図である。

【図５】上記実験を示す説明平面図である。

【図６】上記実験の結果を示すグラフ図である。

【図７】上記実験の結果を示すグラフ図である。

【図８】上記実験の結果を示すグラフ図である。

【図９】従来のリチウムイオン二次電池を示す斜視図で
ある。

【図１０】従来のリチウムイオン二次電池の構造例を示
す断面図である。

【符号の説明】

２シート体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA02 CC02 CC05 CC06 CC09 CC10 DD12 KK00 KK02 5H029 AJ12 AL12 AM00 AM16 BJ22 DJ02 EJ08 EJ12 HJ00 HJ01 HJ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノートパソコンに用いる薄型電池用発電
要素を収納するための袋体であって、袋体の表面に、体
積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上で、かつ熱伝導率が
０．３Ｗ・ｍ^-1・℃^-1以上であるシート体が設けられて
いることを特徴とするノートパソコン用薄型電池用袋
体。
【請求項２】上記シート体が、ゴムにセラミックを混
合した材料からなるものである請求項１記載のノートパ
ソコン用薄型電池用袋体。
【請求項３】上記材料が、ゴム１００重量部に対し
て、セラミックを５０〜９００重量部混合しているもの
である請求項２記載のノートパソコン用薄型電池用袋
体。