JP2000235850A

JP2000235850A - 積層形ポリマー電解質電池

Info

Publication number: JP2000235850A
Application number: JP11036707A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kawai; 徹夫川合; Osamu Ishida; 修石田
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電極のリード部の積層体と外部端子またはリ
ード体との接続強度が高く、電池性能の信頼性の高い積
層形ポリマー電解質電池を提供する。【解決手段】アルミニウム箔の少なくとも一方の面に
正極合剤層を形成してなるシート状の正極と銅箔の少な
くとも一方の面に負極合剤層を形成してなるシート状の
負極とをポリマー電解質層を介してそれぞれ複数枚積層
し、その積層電極群を外装体で外装してなる積層形ポリ
マー電解質電池において、上記正極または負極のうち少
なくとも一方の電極からリード部を積層し、そのリード
部の積層体を、上記リード部と同種の金属製でかつ上記
リード部の厚さの２倍以上の厚さを有する補強板で補強
し、この補強板で補強したリード部の積層体または補強
板と外部端子または上記外部端子へのリード体とを接続
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層形ポリマー電
解質電池に関し、さらに詳しくは、シート状の正極とシ
ート状の負極とをポリマー電解質を介してそれぞれ複数
枚積層した積層電極群を有し、特にパソコン、携帯電話
などの携帯用機器などの電源として使用するのに適した
積層形ポリマー電解質電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリマー電解質電池では、電解質をシー
ト状にすることができ、そのシート状の電解質を用いる
ことによって、Ａ４版、Ｂ５版などの大面積でしかも薄
形の電池の作製が可能になり、各種薄形製品への適用が
可能になって、電池の使用範囲が大きく広がっている。
このポリマー電解質を用いた電池は、耐漏液性を含めた
安全性、貯蔵性が優れており、しかも薄く、フレキシブ
ルであることから、機器の形状に合わせた電池を設計で
きるという、今までの電池にない特徴を持っている。

【０００３】このポリマー電解質電池は、通常、アルミ
ニウムフィルムを芯材にしたラミネートフィルムを外装
体に用い、薄いシート状の電極とシート状のポリマー電
解質層とを積層し、それを上記ラミネートフィルムから
なる外装体で外装して密閉することによって、薄形電池
に仕上げられる。

【０００４】このポリマー電解質電池では、電極を薄形
にするため、通常、金属箔を集電体に用いていて、正極
の集電体にはアルミニウム箔を用い、負極の集電体には
銅箔を用いている。そして、電池の外部端子、つまり、
電池使用機器との接続に用いる正極端子や負極端子とし
ては、電池使用機器との接続の容易さなどから、通常、
ニッケルの箔またはリボンが用いられている。

【０００５】これら電極と外部端子との電気的接続は、
通常、正極作製時にアルミニウム箔の一部に正極合剤層
を形成せずにアルミニウム箔の露出部を残し、そこを外
部端子としての正極端子との接続のためのリード部にす
るか、または上記アルミニウム製のリード部にアルミニ
ウム製のリード体の一方の端部を溶接などで接続し、そ
のアルミニウム製のリード体の他方の端部を外部端子と
しての正極端子との接続部分にし、負極側では負極作製
時に銅箔の一部に負極合剤層を形成せずに銅箔の露出部
を残し、そこを外部端子としての負極端子との接続のた
めのリード部にするか、または上記銅製のリード部に銅
製のリード体の一方の端部を接続し、その銅製の他方の
端部を外部端子としての負極端子との接続部分にしてい
る。

【０００６】しかしながら、上記アルミニウム製のリー
ド部やそのリード体、銅製のリード部やそのリード体な
どは厚みが薄いこともあって強度が低く、また、それら
と外部端子との接続部分の強度も低いという問題があっ
た。

【０００７】すなわち、それらと外部端子との接続は、
通常、抵抗溶接、超音波溶接などで行われているが、い
ずれも、その溶接強度が低く、特に正極側におけるアル
ミニウムとニッケルとの溶接は、非常に難しく、その溶
接強度が非常に低いという問題があった。

【０００８】また、電池使用機器から高電圧または高容
量が要求される場合、このポリマー電解質電池では、電
極やポリマー電解質を薄いシート状にすることができる
という特徴を生かしつつ、複数枚のシート状の正極と複
数枚のシート状の負極とをポリマー電解質を介して積層
して積層電極群とし、それらの電極を直列または並列に
接続することによって、電池使用機器が要求する高電圧
または高容量に対応できるようにしてきた。

【０００９】しかしながら、このような積層電極群を有
する場合には、その積層電極群を構成する複数枚の正極
のアルミニウム製のリード部や複数枚の負極の銅製のリ
ード部を積層して外部端子または上記外部端子へのリー
ド体（外部端子と接続するリード体をこのように「外部
端子へのリード体」と表現する）と接続する必要があ
り、その接続がさらに困難になるという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術における問題点を解決し、積層形ポリマー電
解質電池における電極のリード部積層体と外部端子また
は上記外部端子へのリード体との接続部分の強度を高
め、電池性能の信頼性の高い積層形ポリマー電解質電池
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
製の集電体の少なくとも一方の面に正極合剤層を形成し
てなる正極と銅製の集電体の少なくとも一方の面に負極
合剤層を形成してなる負極とをポリマー電解質を介して
それぞれ複数枚積層した積層電極群を外装体で外装して
なる積層形ポリマー電解質電池において、上記正極また
は負極の少なくとも一方の電極のリード部を積層し、そ
のリード部の積層体を、上記電極のリード部と同種の金
属製でかつ上記電極のリード部の厚さの２倍以上の厚さ
を有する補強板で補強し、その状態で上記電極のリード
部の積層体または補強板と外部端子または上記外部端子
へのリード体とを接続することによって、上記課題を解
決したものである。

【００１２】すなわち、上記の構成にすることにより、
電極のリード部積層体や上記リード部積層体と外部端子
または上記外部端子へのリード体との接続部分などが、
補強板で補強されることになるので、それらの接続強度
が高くなり、落下、震動などの機械的力が加わっても接
続部分の破損が抑制され、安定した電池性能を得ること
ができ、電池性能の信頼性が高い積層形ポリマー電解質
電池を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において、正極の集電体と
しては、アルミニウム製の箔、パンチドメタル、網、エ
キスパンドメタルなどを用い得るが、通常、アルミニウ
ム箔が用いられる。この正極の集電体は、正極の厚みを
薄くする関係上、厚みが２０μｍ以下のものが好まし
く、本発明では、そのような厚みの薄いものであって
も、その露出部で構成されるリード部を補強板で補強し
てから溶接するので破損するおそれがない。ただし、あ
まりにも薄すぎると、正極の作製にあたって、正極合剤
含有ペーストを塗布した際に皺が発生したり、引っ張り
により破れが生じるおそれがあるので、その厚みは上記
のように２０μｍ以下で１０μｍ以上が好ましい。な
お、本明細書においては、主として正極について説明す
るが、負極についても考え方は同じである。

【００１４】正極側のリード部は、通常、正極作製時に
アルミニウム製の集電体の一部に正極合剤層を形成せず
に集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることに
よって設けられる。ただし、リード部は必ずしも当初か
ら集電体と一体化されたものであることは要求されず、
集電体にアルミニウム製の箔などを後から接続すること
によって設けてもよい。

【００１５】外部端子としての正極端子には、電池使用
機器との接続の容易さなどから、ニッケルまたはニッケ
ルメッキをした鉄、銅、ステンレス鋼などの金属の箔や
リボンなどが好ましく、その厚みは３０〜３００μｍ、
特に４０〜２００μｍが好ましい。すなわち、それらの
厚みを３０μｍ以上にすることによって、正極端子の溶
接時の切断の防止、引っ張り、折り曲げによる断裂の防
止を図ることができ、また、厚みを３００μｍ以下にす
ることによって、シール部分に隙間が生じるのを防止す
ることができる。

【００１６】また、アルミニウム製のリード体を用いて
正極端子と接続する場合は、このアルミニウム製のリー
ド体の厚さは、上記正極端子の場合と同様に、３０〜３
００μｍ、特に４０〜２００μｍが好ましい。このよう
なリード体は、特に正極の集電体が薄く、その露出部を
リード部とする場合に、強度面で直接外部端子としての
正極端子と接続するのに好ましくない場合に、用いるこ
とが好ましい。

【００１７】上記正極のアルミニウム製のリード部の積
層体を補強する補強板としては、アルミニウム製のリー
ド部と同種金属を用いるという観点からアルミニウム製
のものが用いられ、その厚みは上記リード部の厚みの２
倍以上にされる。これは、補強板の厚みをリード部の厚
みの２倍以上にすることによって、溶接治具（抵抗溶接
では溶接機の電極、超音波溶接ではホーン）の先端の当
たりが均一になり（加圧力が適度に分散され）、広い面
積で良好な強度を有する溶接条件が得られやすくするた
めであり、この補強板は厚ければ厚いほど、補強という
点では適しているが、あまり厚くなりすぎるとシール部
分の信頼性が欠けるようになるので、通常、３０〜３０
０μｍの範囲内から選ばれたものが好適に用いられ、特
に４０〜２００μｍの範囲内から選ばれたものがより好
適に用いられる。

【００１８】アルミニウム製の補強板によるアルミニウ
ム製のリード部積層体の補強は、アルミニウム製のリー
ド部を補強することさえできればどのような態様でもよ
く、例えば、上記リード部積層体と正極端子またはリー
ド体との接続部分を補強板で挟み込み態様で行なっても
よいし、また、リード部の積層体を挟み込むような態様
でリード部の積層体を補強板で補強しておき、その補強
板と正極端子またはリード体と接続してもよいし、さら
には、リード部の積層体の一方の面に補強板を当ててリ
ード部の積層体を補強板で補強し、このリード部の積層
体の反対側の面を正極端子またはリード体との接続部分
としてもよい。そして、補強板によるリード部の積層体
の補強の方法としては、溶接、ハンダ付け、カシメなど
によりリード部の積層体と補強板とを固着する方法を採
用し得るが、通常は、溶接により固着する方法が適して
いる。

【００１９】上記アルミニウム製のリード部積層体また
は補強板と正極端子またはリード体との接続方法として
は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、ハ
ンダ、カシメ、導電性接着剤による方法など、各種の方
法を採用することができるが、特に溶接が適している。

【００２０】負極の集電体としては、銅製の箔、パンチ
ドメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、
通常、銅箔が用いられる。この負極の集電体の厚みとし
ては、前記の正極の集電体の場合と同様の理由により、
５〜２０μｍが好ましく、また、負極側のリード部も、
通常、負極作製時に銅製の集電体の一部に負極合剤層を
形成せずに集電体の露出部を残し、そこをリード部とす
ることによって設けられる。ただし、この負極側のリー
ド部も必ずしも当初から集電体と一体化されたものであ
ることは要求されず、集電体に銅製の箔などを後から接
続することによって設けてもよい。

【００２１】負極側の外部端子としての負極端子には、
正極端子と同様にニッケルまたはニッケルメッキした
鉄、銅、ステンレス鋼などの金属の箔やリボンなどが好
適に用いられ、その厚みとしては、前記正極端子の場合
と同様に、３０〜３００μｍ、特に４０〜２００μｍが
好ましい。また、銅製のリード体を用いて負極端子と接
続する場合は、この銅製のリード体の厚さは、上記負極
端子の場合と同様に、３０〜３００μｍ、特に４０〜２
００μｍが好ましい。

【００２２】上記負極の銅製のリード部積層体を補強す
る補強板としては、銅製のリード部と同種金属を用いる
という観点から銅製のものが用いられ、その厚みは上記
銅製のリード部の厚みの２倍以上にされる。これは前記
正極側の補強板と同様の理由に基づくものであり、ま
た、正極側の補強板の場合と同様に、通常、３０〜３０
０μｍの範囲内から選ばれたものが好適に用いられ、特
に４０〜２００μｍの範囲内から選ばれるものがより好
適に用いられる。

【００２３】銅製の補強板による銅製のリード部積層体
の補強は、前記アルミニウム製の補強板によるアルミニ
ウム製のリード部積層体の補強と同様に行なえばよい。

【００２４】上記銅製のリード部積層体または補強板と
負極端子またはリード体との接続方法としては、例え
ば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、ハンダ、カ
シメ、導電性接着剤による方法など、各種の方法を採用
することができるが、特に溶接が適している。

【００２５】外装体としては、例えば、ナイロンフィル
ムまたはポリエステルフィルム−アルミニウムフィルム
−変性ポリオレフィンフィルムからなる三層構造のラミ
ネートフィルムなどが用いられ、そのシール部分の幅
は、広いほど強度面からは有利であるが、外装体のシー
ル部分の幅を広くすると、外装体が大きくなり、電池の
体積や重量が増加して、小型化への妨げとなり、また、
外装体の大きさを変えずにシール部分の幅を広くする
と、それにあわせて電極を小さくしなければならず、高
容量化への妨げとなるので、シール部分の幅は溶接など
の接続部分の中心から両側にそれぞれ１ｍｍ以上で５ｍ
ｍ程度まで（すなわち、シール部分の幅として２〜１０
ｍｍ）にするのが好ましい。

【００２６】前記のように、アルミニウムとニッケルと
の溶接は、特に難しく、また、アルミニウムとニッケル
とではその間に電解液が存在すると、局部電池を形成し
てアルミニウムの腐食が生じるという問題があるが、正
極のアルミニウム製のリード部積層体正極端子との接続
または該アルミニウム製のリード部積層体に接続したア
ルミニウム製のリード体と正極端子との接続を外装体の
シール部分で行うことにより、腐食の問題を解消するこ
とができる。

【００２７】

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。なお、以下の実施例や比較例で
共通して用いる正極、負極およびポリマー電解質の作製
について実施例などの説明に先立って説明する。

【００２８】正極の作製：正極活物質であるＬｉＣｏＯ
₂９０重量部、電導助剤であるカーボンブラック５重量
部、バインダーであるポリフッ化ビニリデン５重量部を
Ｎ−メチルピロリドンを溶媒として均一になるように混
合し、正極合剤含有ペーストを調製した。

【００２９】この正極合剤含有ペーストを厚さ２０μｍ
のアルミニウム箔に片面の正極合剤量が２０ｍｇ／ｃｍ
²（ただし、乾燥後の正極合剤量）になるように両面に
均一に塗布し、乾燥させて正極合剤層を形成した後、カ
レンダー処理を行い、片面の正極合剤層の厚さを６５μ
ｍに調整した。それを７０ｍｍ×４０ｍｍの寸法に切断
して正極とした。ただし、上記正極の作製にあたって
は、アルミニウム箔の一部に正極合剤含有ペーストを塗
布せず、アルミニウム箔の露出部を残し、その露出部を
外部端子としての正極端子との接続のためのリード部と
した。

【００３０】負極の作製：負極活物質である黒鉛７７重
量部およびカーボトロンＰ〔商品名、呉羽化学工業
（株）製、平均粒径２２μｍの低結晶カーボン〕８重量
部、バインダーであるポリフッ化ビニリデン１５重量部
をＮ−メチルピロリドンを溶媒として均一になるように
混合し、負極合剤含有ペーストを調製した。

【００３１】この負極合剤合剤ペーストを厚さ１０μｍ
の銅箔の両面に乾燥後の片面の負極合剤量が１２ｍｇ／
ｃｍ²（ただし、乾燥後の負極合剤量）になるように均
一に塗布し、乾燥して負極合剤層を形成した後、カレン
ダー処理を行い、片面の負極合剤層の厚さを６５μｍに
調整した。これを７２ｍｍ×４２ｍｍの寸法に切断して
負極とした。ただし、上記負極の作製にあたっては、銅
箔の一部に負極合剤含有ペーストを塗布せず、銅箔の露
出部を残し、その露出部を外部端子としての負極端子と
の接続のためのリード部とした。

【００３２】正極ユニットの作製：上記のようにして作
製した正極のリード部に近い部分に、厚さ５０μｍ、幅
３ｍｍのポリイミドテープをその両側から貼着し、該部
分の短絡の防止および強度保持を図った。また、正極端
子との接続部分となるリード部の表面を、熱により接着
面の粘着性が失われる熱剥離テープで被覆した。そし
て、この正極をゲル状ポリマー電解質の保持体となる厚
さ３０μｍ、坪量１２ｇ／ｍ²のポリブチレンテレフタ
レート不織布〔ＮＫＫ社製、ＭＢ１２３０（商品名）〕
で包んだ。

【００３３】負極ユニットの作製：負極のリード部に近
い部分に、厚さ５０μｍ、幅３ｍｍのイミドテープをそ
の両面から貼着し、該部分の短絡の防止および強度保持
を図った。また、負極端子との接続部分となるリード部
の表面を、熱により接着面の粘着性が失われる熱剥離テ
ープで被覆した。そして、この負極をゲル状ポリマー電
解質の保持体となる厚さ３０μｍ、坪量１２ｇ／ｍ²の
ポリブチレンテレフタレート不織布〔ＮＫＫ社製、ＭＢ
１２３０（商品名）〕で包んだ。

【００３４】ゲル状ポリマー電解質の作製：プロピレン
カーボネートとエチレンカーボネートとの体積比１：１
の混合溶媒にＬｉＰＦ₆を１．２２ｍｏｌ／ｌ溶解させ
ることによって調製した電解液に重合開始剤として２，
４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン
オキサイド〔ルシリンＴＰＯ（商品名）、ビーエーエス
エフジャパン（株）製〕をあらかじめモノマー成分に対
して２重量％加えて溶解しておき、そこにジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレートを使用開始１０分前に濃
度が６重量％になるように加えて混合し、ゲル化成分を
含有する電解液を調製した。このゲル化成分を含有する
電解液を以下においては、「ゲル化成分含有電解液」と
いう。

【００３５】このゲル化成分含有電解液を上記正極ユニ
ットと負極ユニットにそれぞれ減圧下で吸収させ、この
ゲル化成分含有電解液を含浸させた正極ユニットおよび
負極ユニットをポリエチレン製の袋に入れて、袋を密閉
した。

【００３６】このゲル化成分含有電解液を含浸した正極
ユニット入りの袋および負極ユニット入りの袋にその両
面から、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン（株）
製の紫外線照射装置を用いて、紫外線を１Ｗ／ｃｍ²の
照度で１０秒間照射し、正極および負極の周囲に支持体
を内蔵したゲル状ポリマー電解質を形成した。

【００３７】上記のように周囲にゲル状ポリマー電解質
を形成した正極および負極をそれぞれ袋から取り出し、
そのリード部に１５０℃の熱風を吹付けることによっ
て、熱剥離テープをリード部から剥がした後、上記負極
５枚と正極４枚とを交互に積層して積層電極群を作製し
た。以下、実施例および比較例で述べる方法で外部端子
との接続を行い、上記積層電極群を外装する外装体とし
てナイロンフィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリ
オレフィンフィルムからなる三層構造のラミネートフィ
ルムを準備した。

【００３８】実施例１上記積層電極群中の正極のリード部積層体（４枚のアル
ミニウム箔の露出部で構成される４枚のリード部の積層
体）を、厚さ１００μｍ、幅３ｍｍのアルミニウム製の
２枚の補強板で挟み、さらに正極端子として厚さ４０μ
ｍのニッケルリボン１枚を重ね、溶接機としてブランソ
ン製、９４７Ｍ型超音波発振器を用い、溶接時間１ｓｅ
ｃ、圧力３．２ｋｇ／ｃｍ²、アンプリチュード８５％
の条件で溶接した。この溶接部分の位置は、積層電極群
を外装体で外装する際のシール部分に一致するようにし
た。また、上記と同様に、積層電極群中の負極のリード
部積層体（５枚の銅箔の露出部で構成される５枚のリー
ド部の積層体）を、厚さ１００μｍ、幅３ｍｍの銅製の
２枚の補強板で挟み、さらに、負極端子として厚さ４０
μｍのニッケルリボン１枚を重ね、上記と同様の溶接機
を用いて、溶接時間１ｓｅｃ、圧力４ｋｇ／ｃｍ²、ア
ンプリチュード１００％の条件で溶接した。この溶接部
分の位置も、積層電極群を外装体で外装する際のシール
部分に一致するようにした。その後、外装体で積層電極
群を外装して密閉することにより、積層形ポリマー電解
質電池を作製した。

【００３９】上記の溶接部分の幅は正極側、負極側とも
２ｍｍであり、外装体のシール部分の幅はいずれの場合
も４ｍｍであった。

【００４０】このポリマー電解質電池の構造を説明する
にあたり、前記のように周囲にポリマー電解質を形成し
た正極ユニット（以下、これを「ポリマー電解質保持正
極」という）および周囲にポリマー電解質を形成した負
極ユニット（以下、これを「ポリマー電解質保持負極」
という）について説明しておくと、図１に示すように、
ポリマー電解質保持正極１０は正極１の周囲に支持体３
ａを内蔵するゲル状のポリマー電解質３を形成すること
によって構成されている。

【００４１】また、図２に示すように、ポリマー電解質
保持負極２０は負極２の周囲に支持体３ａを内蔵するゲ
ル状のポリマー電解質３を形成することによって構成さ
れている。

【００４２】そして、上記ポリマー電解質保持正極１０
が４枚とポリマー電解質保持負極２０が５枚積層され、
図３に示すように積層電極群が構成される。つまり、１
枚目のポリマー電解質保持負極２０と５枚目のポリマー
電解質保持負極２０とがそれぞれ最外層に配置され、そ
の間にポリマー電解質保持正極１０が４枚とポリマー電
解質保持負極２０が３枚交互に配置して積層されてい
る。そして、そのポリマー電解質保持正極１０とポリマ
ー電解質保持負極２０との間では、図４に示すように、
正極１と負極２との間に正極１の周囲に形成されたポリ
マー電解質３と負極２の周囲に形成されたポリマー電解
質３とがあわさって、それらで充分な厚みのポリマー電
解質層を形成し、それによって、正極１と負極２とが充
分に隔離されている。

【００４３】電池は、上記のような積層電極群を、図３
に示すように、ナイロンフィルム−アルミニウムフィル
ム−変性ポリオレフィンフィルムの三層構造のラミネー
トフィルムからなる外装体４で外装して密閉することに
よって構成されている。そして、この電池において、正
極端子５や負極端子６は外部端子である。

【００４４】図５は上記図３に示す電池の正極１のアル
ミニウム製のリード部１ｃの積層体と正極端子５との接
続部分およびその近傍を概略的に示すもので、この接続
は外装体４のシール部分４ａで行われている。すなわ
ち、外装体４は２枚用いられていて、そのシールは外装
体４として用いられているラミネートフィルムの変性ポ
リオレフィンフィルムの熱融着によって行われるが、正
極１のリード部１ｃの積層体と正極端子５との接続はリ
ード部１ｃの積層体を補強板７で補強し、その補強板７
に正極端子５を溶接することによって行なわれ（すなわ
ち、補強板７を介してリード部１ｃの積層体と正極端子
５との接続が溶接により行なわれ）、その溶接は上記外
装体４のシール部分４ａで行われ、その接続部分は外装
体４のシール部分４ａの領域内に位置している。

【００４５】４ｂは外装体４の最内層の変性ポリオレフ
ィンフィルムが加熱により溶融して形成したシール層で
あり、このシール層４ｂは外装体４のシール部分４ａに
対応しており、また、このシール層４ｂによって電池内
部の密閉性が保たれている。

【００４６】なお、図４に示すように、正極１はアルミ
ニウムからなる集電体１ａの両面に正極合剤層１ｂを形
成してなり、その正極１の周囲にポリマー電解質３が形
成されている。また、負極２は銅箔からなる集電体２ａ
の両面に負極合剤層２ｂを形成してなり、その負極２の
周囲にポリマー電解質３が形成されている。さらに、こ
の負極２に関しても、図５には図示していないが、前記
正極１の場合と同様に、リード部２ａを積層し、そのリ
ード部２ａの積層体を図３に概略的に示すように銅製の
補強板７で補強し、その銅製の補強板７とニッケル製の
負極端子６とを外装体４のシール部分４ａにあたるとこ
ろで溶接して接続している。ただし、この負極２側の負
極端子６との接続は必ずしも外装体のシール部分で行う
必要はない。なお、図１〜５はいずれも模式的に示した
ものであり、各構成部分の寸法比は必ずしも正確ではな
い。また、図１〜２では、集電体やリード部の図示を省
略している。

【００４７】実施例２正極のアルミニウム製のリード部１ｃの積層体を実施例
１と同様にアルミニウム製の補強板７で補強し、そのア
ルミニウム製の補強板７に厚さ１００μｍのアルミニウ
ム製のリード体の一方の端部を溶接して接続し、そのア
ルミニウム製リード体の他方の端部を正極端子と溶接し
て接続し、また、負極の銅製のリード部２ｃの積層体を
実施例１と同様に銅製の補強板で補強し、その銅製の補
強板と厚さ１００μｍの銅製のリード体の一方の端部を
溶接して接続し、その銅製リード体の他方の端部を負極
端子と溶接して接続した以外は、実施例１と同様に積層
形ポリマー電解質電池を作製した。

【００４８】この電池の正極のアルミニウム製のリード
体と正極端子との溶接による接続は、外装体のシール部
分で行なわれ、その接続部分の幅は２ｍｍで、シール部
分の幅は４ｍｍである。また、負極の銅製のリード体と
負極端子との溶接による接続も、外装体のシール部分で
行なわれ、その接続部分の幅は２ｍｍで、シール部分の
幅は４ｍｍである。

【００４９】図６はこの実施例２の電池の正極のリード
部の積層体に接続したアルミニウム製のリード体と正極
端子５の接続部分およびその近傍を概略的に示すもの
で、このアルミニウム製のリード体８と正極端子５との
接続は外装体４のシール部分４ａで行なわれている。す
なわち、この実施例２においても、前記実施例１の場合
と同様に、外装体４は２枚用いられていて、そのシール
は外装体４として用いられているラミネートフィルムの
変性ポリオレフィンフィルムの熱融着によって行なわれ
るが、正極１のリード体１ｃの積層体に接続したアルミ
ニウム製のリード体８と正極端子５との接続は上記外装
体４のシール部分４ａで行なわれ、その接続部分は外装
体４のシール部分４ａの領域内に位置している。そし
て、この実施例２の電池が前記実施例１の電池と異なっ
ているところは、正極１のリード部１ｃの積層体とリー
ド体８との接続を外装体４のシール部分４ａより内部側
（電池の内部側）で行ない、そのリード体８と正極端子
５との接続を外装体４のシール部分４ａで行なっている
点である。すなわち、上記外装体４のシール部分４ａよ
り内部側で、正極１のアルミニウム製のリード部１ｃの
積層体をアルミニウム製の補強板７で補強し、その補強
板７にアルミニウム製のリード体８の一方の端部を溶接
により接続し、外装体４のシール部分では上記リード体
８の他方の端部と正極端子５とを溶接により接続してい
る。

【００５０】このようにすれば、外装体４のシール部分
４ａの厚みを前記実施例１の場合より薄くすることがで
きる。なお、上記リード体８と正極端子５との接続部分
の幅は２ｍｍで、シール部分の幅は４ｍｍである。ま
た、この図６には、図示していないが、負極２側におい
ても、上記正極１側と同様に、負極２のリード部２ｃの
積層体を銅製の補強板で補強し、その補強板に銅製のリ
ード体の一方の端部を溶接により接続し、その銅製のリ
ード体の他方の端部を負極端子６と外装体４のシール部
分４ａのところで溶接により接続しており、その接続部
分の幅は２ｍｍで、シール部分の幅は４ｍｍである。

【００５１】上記正極１のリード部１ｃの積層体を補強
する補強板７とアルミニウム製のリード体８との溶接条
件や上記リード体８と正極端子５との溶接条件は、前記
実施例１のアルミニウム製のリード部１ｃの積層体を補
強する補強板７と正極端子５との溶接条件と同様であ
り、また、負極２のリード部２ｃの積層体を補強する補
強板と銅製のリード体との溶接条件や上記リード体と負
極端子との溶接条件も、前記実施例１の銅製のリード部
２ｃの積層体を補強する補強板と負極端子６との溶接条
件と同様である。

【００５２】実施例３実施例１において金属製の補強板をリード部積層体の外
部端子と接続する側の反対側だけに設けた以外は、実施
例１と同様に積層形ポリマー電解質電池を作製した。

【００５３】図７にこの実施例３の電池の正極１のアル
ミニウム製のリード部１ｃとの積層体と正極端子との接
続部分およびその近傍を概略的に示す。

【００５４】この実施例３の電池では、正極端子５を正
極１のリード部１ｃに直接溶接により接続しており、補
強板７は上記正極端子５とは反対側（図７では上側）か
らのみ上記リード部１ｃの積層体を補強している。ま
た、この図７には図示していないが、負極２側でも、上
記正極１側と同様に、負極端子６を負極２のリード部２
ｃに直接溶接により接続しており、補強板は上記負極端
子とは反対側からのみ上記リード部２ｃの積層体を補強
している。なお、正極端子５とリード部１ｃの積層体と
の溶接条件は前記実施例１の正極端子５と補強板７との
溶接条件と同様であり、また、負極端子６とリード部２
ｃの積層体との溶接条件も前記実施例１の負極端子６と
補強板との溶接条件と同様である。

【００５５】実施例４実施例２において金属製の補強板をリード部積層体のリ
ード体と接続する側の反対側だけに設けた以外は、実施
例２と同様に積層形ポリマー電解質電池を作製した。

【００５６】図８にこの実施例４の電池の正極１のアル
ミニウム製のリード部１ｃの積層体に接続したアルミニ
ウム製のリード体８と正極端子５との接続部分およびそ
の近傍を概略的に示す。

【００５７】この実施例４の電池では、アルミニウム製
のリード体８の一方の端部をアルミニウム製のリード部
１ｃに直接溶接により接続しており、補強板７は上記リ
ード部８とは反対側（つまり図８では上側）からのみ上
記リード部１ｃの積層体を補強している。また、この図
８には図示していないが、負極２側でも、上記正極１側
と同様に、銅製のリード体を負極２のリード部２ｃに直
接溶接により接続しており、補強板は上記リード体とは
反対側からのみ上記リード部２ｃの積層体を補強してい
る。なお、正極１のリード部１ｃの積層体とリード体８
との溶接条件や上記リード体８と正極端子５との溶接条
件は前記実施例１の正極端子５と補強板７との溶接条件
と同様であり、また、負極２のリード部２ｃの積層体と
銅製のリード体との溶接条件や上記リード体と負極端子
６との溶接条件も前記実施例１の銅製のリード体と補強
板７との溶接条件と同様である。なお、上記図６〜８も
模式的に図示したものであり、各構成部材の寸法比は必
ずしも正確ではない。

【００５８】比較例１正極のアルミニウム製のリード部の積層体とニッケルリ
ボンからなる正極端子との溶接による接続および負極の
銅製のリード部の積層体とニッケルリボンからなる負極
端子との溶接による接続を補強板による補強なしに行っ
た以外は、実施例１と同様に積層形ポリマー電解質電池
を作製した。

【００５９】比較例２正極のアルミニウム製のリード部の積層体とアルミニウ
ム製のリード体との溶接による接続および負極の銅製の
リード部の積層体と銅製のリード体との溶接による接続
を補強板なしで行った以外は、実施例２と同様に積層形
ポリマー電解質電池を作製した。

【００６０】上記実施例１〜４および比較例１〜２の電
池の落下テストによる正極のアルミニウム製のリード部
とニッケル製の正極端子またはアルミニウム製のリード
体との接続部分（溶接部分）および負極の銅製のリード
部とニッケル製の負極端子または銅製のリード体との接
続部分（溶接部分）の剥離の有無および６０℃、相対湿
度９０％の雰囲気中で２０日間貯蔵後の漏液の有無を調
べた。その結果を表１に示す。上記落下テストは電池を
１８０ｃｍの高さからコンクリートに落下させてリード
部とリード体またはニッケルリボンからなる外部端子と
の溶接部分の剥離の有無を調べた。この落下テストはい
ずれの電池も１０個ずつについて行い、表１にはテスト
に供した電池個数を分母に表記し、溶接部分の剥離を生
じた電池個数を分子に表記する態様で示す。また、漏液
の有無は目視による観察によって調べた。また、表１に
は正極側における外装体のシール部分の厚さについても
示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１〜４では、落下テストでの接続部分（溶接部分）の
剥離がなく、電極のリード部の積層体とリード体または
ニッケルリボンからなる外部端子とが充分な接続強度
（溶接強度）を有していた。また、実施例１〜４は漏液
もなかった。

【００６３】なお、シール部分の厚さに言及しているの
は、実施例１や実施例３ではリード部の積層体と外部端
子との接続部分を外装体のシール部分で行なっているの
でシール部分が厚くなっていて、シール部分が配線時や
基板などの他の部品を設置する際に支障をきたす可能性
があるが、実施例２や実施例４のようにリード部の積層
体とリード体とを電池内部で行なっておき、外装体のシ
ール部分では上記リード体と外部端子とを接続すれば、
シール部分の厚みを薄くすることができ、そのような懸
念を払拭できるということを示すためである。また、強
度面からは、補強板による補強を電極のリード部の積層
体の両面から行なう方が好ましい。片面からの補強のみ
では、落下高さを３ｍにすると、実施例３や実施例４で
は１／１０程度の確率で接続部分の破損が生じた。

【００６４】なお、ポリマー電解質のゲル化に際して
は、上記実施例で示した以外に、例えば、ポリマーがゲ
ル化するものや、ラジカル重合型の不飽和ポリエステ
ル、ラジカル重合型のアクリル系エポキシアクリレー
ト、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレー
ト、アルキッドアクリレート、シリコンアクリレートな
どの光硬化性樹脂を紫外線または電子線を用いてゲル化
させるものであってもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、電極
のリード部の積層体と外部端子またはリード体との接続
強度を高め、電池性能の信頼性の高い積層形ポリマー電
解質電池を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の積層形ポリマー電解質電池
で用いたポリマー電解質保持正極を模式的に示す断面図
である。

【図２】本発明の実施例１の積層形ポリマー電解質電池
で用いたポリマー電解質保持負極を模式的に示す断面図
である。

【図３】本発明の実施例１の積層形ポリマー電解質電池
の一例を模式的に示す断面図である。

【図４】図３に示す電池中の積層電極群の要部拡大図で
ある。

【図５】図３に示す電池の正極のリード部の積層体と外
部端子である正極端子との接続部分およびその近傍を模
式的に示す断面図である。

【図６】本発明の実施例２の積層形ポリマー電解質電池
の正極のリード部の積層体に接続したリード体と外部端
子である正極端子との接続部分およびその近傍を模式的
に示す断面図である。

【図７】本発明の実施例３の積層形ポリマー電解質電池
の正極のリード体の積層体と外部端子である正極端子と
の接続部分およびその近傍を模式的に示す断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例４の積層形ポリマー電解質電池
の正極のリード体の積層体に接続したリード体と外部端
子である正極端子との接続部分およびその近傍を模式的
に示す断面図である。

【符号の説明】

１正極１ａアルミニウム箔１ｂ正極合剤層１ｃリード部２負極２ａ銅箔２ｂ負極合剤層２ｃリード部３ポリマー電解質４外装体４ａシール部分５正極端子６負極端子７補強板８リード体１０ポリマー電解質保持正極２０ポリマー電解質保持負極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA01 AA04 AA09 CC00 DD13 EE02 EE04 FF02 KK01 5H022 AA09 AA19 BB12 BB16 BB17 BB19 CC02 CC03 CC04 CC05 CC12 CC20 CC22 CC23 CC24 CC25 CC30 EE01 EE04 5H029 AJ11 AJ14 AM16 BJ04 BJ06 BJ12 CJ05 DJ02 DJ05 DJ07 DJ09 EJ01 HJ04 HJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム製の集電体の少なくとも一
方の面に正極合剤層を形成してなるシート状の正極と銅
製の集電体の少なくとも一方の面に負極合剤層を形成し
てなるシート状の負極とをポリマー電解質を介してそれ
ぞれ複数枚積層し、その積層電極群を外装体で外装して
なる積層形ポリマー電解質電池において、上記正極また
は負極のうち少なくとも一方の電極のリード部を積層
し、そのリード部の積層体を、上記リード部と同種の金
属製でかつ上記リード部の厚さの２倍以上の厚さを有す
る補強板で補強し、この補強板で補強したリード部の積
層体または補強板と外部端子または上記外部端子へのリ
ード体とを接続したことを特徴とする積層形ポリマー電
解質電池。
【請求項２】上記電極が正極である請求項１記載の積
層形ポリマー電解質電池。
【請求項３】上記電極が正極および負極である請求項
１記載の積層形ポリマー電解質電池。
【請求項４】リード部の積層体または補強板と外部端
子または上記外部端子へのリード体との接続を外装体の
シール部分で行なった請求項１〜３のいずれかに記載の
積層形ポリマー電解質電池。