JP2000268785A - 薄型電池 - Google Patents
薄型電池Info
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- JP2000268785A JP2000268785A JP11072152A JP7215299A JP2000268785A JP 2000268785 A JP2000268785 A JP 2000268785A JP 11072152 A JP11072152 A JP 11072152A JP 7215299 A JP7215299 A JP 7215299A JP 2000268785 A JP2000268785 A JP 2000268785A
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- JP
- Japan
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- positive electrode
- battery
- negative electrode
- current collector
- active material
- Prior art date
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- Granted
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 体積エネルギー密度や重量エネルギー密度の
低下或いは保存特性等の電池特性の低下といった不都合
を回避しつつ、集電効率を向上させることができる薄型
電池の提供を目的とする。 【解決手段】 電池内方に正極活物質層２が形成された
正極集電体１と、電池内方に負極活物質層５が形成され
負極集電体４とが、セパレータ７を介して対向するよう
に配置される構造の発電要素８を有し、この発電要素８
が、上記正極集電体１と電気的に接続される板状の正極
側金属外装体９と上記負極集電体４と電気的に接続され
る板状の負極側金属外装体１０とによって挟まれ、且つ
上記両外装体９・１０の周縁には枠状のシール部材１１
が配置されて電池が封口される薄型電池において、上記
正極集電体１の一部と上記正極側金属外装体９とが溶接
され、且つ上記負極集電体４の一部と上記負極側金属外
装体１０とが溶接されることを特徴とする。
低下或いは保存特性等の電池特性の低下といった不都合
を回避しつつ、集電効率を向上させることができる薄型
電池の提供を目的とする。 【解決手段】 電池内方に正極活物質層２が形成された
正極集電体１と、電池内方に負極活物質層５が形成され
負極集電体４とが、セパレータ７を介して対向するよう
に配置される構造の発電要素８を有し、この発電要素８
が、上記正極集電体１と電気的に接続される板状の正極
側金属外装体９と上記負極集電体４と電気的に接続され
る板状の負極側金属外装体１０とによって挟まれ、且つ
上記両外装体９・１０の周縁には枠状のシール部材１１
が配置されて電池が封口される薄型電池において、上記
正極集電体１の一部と上記正極側金属外装体９とが溶接
され、且つ上記負極集電体４の一部と上記負極側金属外
装体１０とが溶接されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池内方に正極活
物質層が形成された正極集電体と、電池内方に負極活物
質層が形成され負極集電体とが、セパレータを介して対
向するように配置される構造の発電要素を有し、この発
電要素が、上記正極集電体と電気的に接続される板状の
正極側金属外装体と、上記負極集電体と電気的に接続さ
れる板状の負極側金属外装体とによって挟まれ、且つ上
記両外装体の周縁には枠状のシール部材が配置されて電
池が封口される薄型電池に関する。
物質層が形成された正極集電体と、電池内方に負極活物
質層が形成され負極集電体とが、セパレータを介して対
向するように配置される構造の発電要素を有し、この発
電要素が、上記正極集電体と電気的に接続される板状の
正極側金属外装体と、上記負極集電体と電気的に接続さ
れる板状の負極側金属外装体とによって挟まれ、且つ上
記両外装体の周縁には枠状のシール部材が配置されて電
池が封口される薄型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器等の小型化に伴って、電
池の小型化が望まれるようになってきている。この電池
の小型化を達成するために、従来、図１２及び図１３に
示すように、正負極３・６及びセパレータ７等から成る
発電要素８を金属製の正極外装体９及び負極外装体１０
とで挟み、これら両外装体９・１０の周縁に枠状のシー
ル部材１１を配置して封口するような電池が提案されて
いる。
池の小型化が望まれるようになってきている。この電池
の小型化を達成するために、従来、図１２及び図１３に
示すように、正負極３・６及びセパレータ７等から成る
発電要素８を金属製の正極外装体９及び負極外装体１０
とで挟み、これら両外装体９・１０の周縁に枠状のシー
ル部材１１を配置して封口するような電池が提案されて
いる。
【０００３】しかしながら、上記従来の電池では、正極
外装体９と正極集電体１及び負極外装体１０と負極集電
体４とは、単に接触することにより電気的に接続する構
造であるため、電池を長期間保存する等によって電池の
膨れが生じた場合には、いずれか一方が非接触状態とな
って、集電することができなくなるといった不都合を生
じることがある。
外装体９と正極集電体１及び負極外装体１０と負極集電
体４とは、単に接触することにより電気的に接続する構
造であるため、電池を長期間保存する等によって電池の
膨れが生じた場合には、いずれか一方が非接触状態とな
って、集電することができなくなるといった不都合を生
じることがある。
【０００４】このようなことを考慮して、特開平５−３
２５９２３号公報に示すように（図１６及び図１７参
照）、両集電体の一部（以後、この部位をリードと称す
る）２０・２１を電池外に延出し、これによって集電す
るというような方法が提案されている。しかし、上記方
法では、リード２０・２１を延出する部位でのシール性
が低下するため、電池内部に存在する電解液が電池外に
リークしたり、電池外から空気中の水分や酸素が進入
し、この結果、保存特性等の電池特性の低下を招来す
る。
２５９２３号公報に示すように（図１６及び図１７参
照）、両集電体の一部（以後、この部位をリードと称す
る）２０・２１を電池外に延出し、これによって集電す
るというような方法が提案されている。しかし、上記方
法では、リード２０・２１を延出する部位でのシール性
が低下するため、電池内部に存在する電解液が電池外に
リークしたり、電池外から空気中の水分や酸素が進入
し、この結果、保存特性等の電池特性の低下を招来す
る。
【０００５】そこで、図１８及び図１９に示すように、
リード２０・２１を延出する部位或いはシール部全体
を、別のヒートシール性プラスチックフィルム２３・２
４で覆うような構造の電池が提案されている。このよう
な電池であれば、シール性をある程度向上させることが
できるというものの、別のヒートシール性プラスチック
フィルム２３・２４の分だけ電池の厚みが増加すると共
に電池重量も増大するため、体積エネルギー密度や重量
エネルギー密度の低下を招来するという新たな課題が生
じる。
リード２０・２１を延出する部位或いはシール部全体
を、別のヒートシール性プラスチックフィルム２３・２
４で覆うような構造の電池が提案されている。このよう
な電池であれば、シール性をある程度向上させることが
できるというものの、別のヒートシール性プラスチック
フィルム２３・２４の分だけ電池の厚みが増加すると共
に電池重量も増大するため、体積エネルギー密度や重量
エネルギー密度の低下を招来するという新たな課題が生
じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
に鑑みなされたものであって、体積エネルギー密度や重
量エネルギー密度の低下或いは保存特性等の電池特性の
低下といった不都合を回避しつつ、集電効率を向上させ
ることができる薄型電池の提供を目的とする。
に鑑みなされたものであって、体積エネルギー密度や重
量エネルギー密度の低下或いは保存特性等の電池特性の
低下といった不都合を回避しつつ、集電効率を向上させ
ることができる薄型電池の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、電池内方に
正極活物質層が形成された正極集電体と、電池内方に負
極活物質層が形成され負極集電体とが、セパレータを介
して対向するように配置される構造の発電要素を有し、
この発電要素が、上記正極集電体と電気的に接続される
板状の正極側金属外装体と、上記負極集電体と電気的に
接続される板状の負極側金属外装体とによって挟まれ、
且つ上記両外装体の周縁には枠状のシール部材が配置さ
れて電池が封口される薄型電池において、上記正極集電
体と上記正極側金属外装体とが一部で溶接され、且つ上
記負極集電体と上記負極側金属外装体とが一部で溶接さ
れることを特徴とする。
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、電池内方に
正極活物質層が形成された正極集電体と、電池内方に負
極活物質層が形成され負極集電体とが、セパレータを介
して対向するように配置される構造の発電要素を有し、
この発電要素が、上記正極集電体と電気的に接続される
板状の正極側金属外装体と、上記負極集電体と電気的に
接続される板状の負極側金属外装体とによって挟まれ、
且つ上記両外装体の周縁には枠状のシール部材が配置さ
れて電池が封口される薄型電池において、上記正極集電
体と上記正極側金属外装体とが一部で溶接され、且つ上
記負極集電体と上記負極側金属外装体とが一部で溶接さ
れることを特徴とする。
【０００８】このように、正極集電体と正極側金属外装
体とが一部で溶接され、且つ負極集電体と負極側金属外
装体とが一部で溶接されていれば、電池を長期間保存す
る等によって電池の膨れが生じた場合であっても、正極
集電体と正極側金属外装体、及び負極集電体と負極側金
属外装体とが剥がれるのを抑制することができるので、
集電効率の低下が抑制される。
体とが一部で溶接され、且つ負極集電体と負極側金属外
装体とが一部で溶接されていれば、電池を長期間保存す
る等によって電池の膨れが生じた場合であっても、正極
集電体と正極側金属外装体、及び負極集電体と負極側金
属外装体とが剥がれるのを抑制することができるので、
集電効率の低下が抑制される。
【０００９】また、電池外にリードを延出するような構
造ではないので、電池のシール性が低下するのを防止で
き、この結果、電解液のリーク或いは空気中の水分等の
進入に起因する保存特性等の電池特性の低下を抑制する
ことができる。加えて、別のヒートシール性プラスチッ
クフィルム等を必要としないので、電池の厚み増や電池
重量の増大に起因する体積エネルギー密度や重量エネル
ギー密度の低下を防止できる。
造ではないので、電池のシール性が低下するのを防止で
き、この結果、電解液のリーク或いは空気中の水分等の
進入に起因する保存特性等の電池特性の低下を抑制する
ことができる。加えて、別のヒートシール性プラスチッ
クフィルム等を必要としないので、電池の厚み増や電池
重量の増大に起因する体積エネルギー密度や重量エネル
ギー密度の低下を防止できる。
【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記正極集電体と上記正極側金属外
装体とが溶接される部位と、上記負極集電体と上記負極
側金属外装体とが溶接される部位とが、非対向位置に配
置されることを特徴とする。このような構造であれば、
正極集電体と正極側金属外装体、及び負極集電体と負極
側金属外装体とが剥がれるのを一層抑制することができ
る。これは、以下に示す理由による。
載の発明において、上記正極集電体と上記正極側金属外
装体とが溶接される部位と、上記負極集電体と上記負極
側金属外装体とが溶接される部位とが、非対向位置に配
置されることを特徴とする。このような構造であれば、
正極集電体と正極側金属外装体、及び負極集電体と負極
側金属外装体とが剥がれるのを一層抑制することができ
る。これは、以下に示す理由による。
【００１１】即ち、正極集電体と正極側金属外装体とが
溶接される部位と、負極集電体と負極側金属外装体とが
溶接される部位とが対向位置にあれば、電池が膨らんだ
場合に、正極活物質層とセパレータ（ポリマー電解質）
或いは負極活物質層とセパレータ（ポリマー電解質）と
の間に大きな張力が加わることがあるため、これらの間
に剥離が生じるおそれがある。これに対して、両溶接部
位が非対向位置にあれば、電池が膨らんだ場合には、発
電要素が傾くことにより、正極活物質層とセパレータ
（ポリマー電解質）との間等に大きな張力が加わるのを
防止できるので、上記部位で剥離が生じるのを抑制する
ことが可能となる。
溶接される部位と、負極集電体と負極側金属外装体とが
溶接される部位とが対向位置にあれば、電池が膨らんだ
場合に、正極活物質層とセパレータ（ポリマー電解質）
或いは負極活物質層とセパレータ（ポリマー電解質）と
の間に大きな張力が加わることがあるため、これらの間
に剥離が生じるおそれがある。これに対して、両溶接部
位が非対向位置にあれば、電池が膨らんだ場合には、発
電要素が傾くことにより、正極活物質層とセパレータ
（ポリマー電解質）との間等に大きな張力が加わるのを
防止できるので、上記部位で剥離が生じるのを抑制する
ことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
１１に基づいて、以下に説明する。図１は本発明の薄型
電池の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３
は本発明の薄型電池に用いる正極の平面図、図４は図３
のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は本発明の薄型電池に用い
る負極の平面図、図６は図５のＣ−Ｃ線矢視断面図、図
７は本発明の薄型電池に用いる発電要素の平面図、図８
は図７のＤ−Ｄ線矢視断面図、図９は負極活物質とセパ
レータとの剥がれ状態を示す断面図、図１０は発電要素
が傾いた状態を示す断面図、図１１は他の実施の形態を
示す平面図である。
１１に基づいて、以下に説明する。図１は本発明の薄型
電池の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３
は本発明の薄型電池に用いる正極の平面図、図４は図３
のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は本発明の薄型電池に用い
る負極の平面図、図６は図５のＣ−Ｃ線矢視断面図、図
７は本発明の薄型電池に用いる発電要素の平面図、図８
は図７のＤ−Ｄ線矢視断面図、図９は負極活物質とセパ
レータとの剥がれ状態を示す断面図、図１０は発電要素
が傾いた状態を示す断面図、図１１は他の実施の形態を
示す平面図である。
【００１３】図１及び図２に示すように、本発明の薄型
電池は、正極３と負極６とこれら両電極３・６を離間す
るセパレータ７とから成る発電要素８を有している。上
記正極３は、アルミニウム箔から成る正極集電体１と、
この正極集電体１の一方の面に形成されると共にＬｉＭ
ｎＯ2 を主体とする正極活物質層２とから成る一方、上
記負極６は、銅箔から成る負極集電体４と、この負極集
電体４の一方の面に形成されると共にＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12
を主体とする負極活物質層５とから成る。尚、上記正極
３の大きさは、図３に示すように、幅Ｌ1 ＝１０ｍｍ、
長さＬ2 ＝１２ｍｍとなるように構成され、上記負極６
の大きさは、図５に示すように、幅Ｌ3＝８ｍｍ、長さ
Ｌ4 ＝１０ｍｍとなるように構成される。更に、上記セ
パレータ７の大きさは、図７に示すように、幅Ｌ5 ＝１
３ｍｍ、長さＬ6 ＝１５ｍｍとなるように構成される。
電池は、正極３と負極６とこれら両電極３・６を離間す
るセパレータ７とから成る発電要素８を有している。上
記正極３は、アルミニウム箔から成る正極集電体１と、
この正極集電体１の一方の面に形成されると共にＬｉＭ
ｎＯ2 を主体とする正極活物質層２とから成る一方、上
記負極６は、銅箔から成る負極集電体４と、この負極集
電体４の一方の面に形成されると共にＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12
を主体とする負極活物質層５とから成る。尚、上記正極
３の大きさは、図３に示すように、幅Ｌ1 ＝１０ｍｍ、
長さＬ2 ＝１２ｍｍとなるように構成され、上記負極６
の大きさは、図５に示すように、幅Ｌ3＝８ｍｍ、長さ
Ｌ4 ＝１０ｍｍとなるように構成される。更に、上記セ
パレータ７の大きさは、図７に示すように、幅Ｌ5 ＝１
３ｍｍ、長さＬ6 ＝１５ｍｍとなるように構成される。
【００１４】上記正極集電体１の一部には、図３及び図
４に示すように、正極活物質層２が剥離された正極活物
質層剥離部１ａが形成される一方、上記負極集電体４の
一部には、図５及び図６に示すように、負極活物質層５
が剥離された負極活物質層剥離部４ａが形成されてい
る。上記正極活物質層剥離部１ａと上記負極活物質層剥
離部４ａとは、図７及び図８に示すように、それぞれ発
電要素８における対角線上の一方の端部に各々配置され
る（即ち、剥離部１ａ・４ａ同士が最も離れる位置に配
置される）。また、上記正極活物質層剥離部１ａは正極
集電体１の背面（外方）に配置されると共にアルミニウ
ム箔から成る正極側金属外装体９と溶接される一方、上
記負極活物質層剥離部４ａは負極集電体４の背面（外
方）に配置されると共にアルミニウム箔から成る負極側
金属外装体１０と溶接されており、これによって電池内
部で生じた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部
へ取り出し得るようになっている。上記正極側金属外装
体９と上記負極側金属外装体１０の外周には枠状のヒー
トシール性プラスチックフィルムから成るシール部材１
１が配置されており、これにより発電要素８が収納空間
１２内に収納される。また、収納空間１２には、エチレ
ンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）とが体積比で３：７の割合で混合された混合溶媒に
トリフルオロメタンスルホン酸イミドリチウム〔ＬｉＮ
（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 〕が０．５ｍｏｌ／ｄｍ3 の割合で
溶解された電解液が注入されている。
４に示すように、正極活物質層２が剥離された正極活物
質層剥離部１ａが形成される一方、上記負極集電体４の
一部には、図５及び図６に示すように、負極活物質層５
が剥離された負極活物質層剥離部４ａが形成されてい
る。上記正極活物質層剥離部１ａと上記負極活物質層剥
離部４ａとは、図７及び図８に示すように、それぞれ発
電要素８における対角線上の一方の端部に各々配置され
る（即ち、剥離部１ａ・４ａ同士が最も離れる位置に配
置される）。また、上記正極活物質層剥離部１ａは正極
集電体１の背面（外方）に配置されると共にアルミニウ
ム箔から成る正極側金属外装体９と溶接される一方、上
記負極活物質層剥離部４ａは負極集電体４の背面（外
方）に配置されると共にアルミニウム箔から成る負極側
金属外装体１０と溶接されており、これによって電池内
部で生じた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部
へ取り出し得るようになっている。上記正極側金属外装
体９と上記負極側金属外装体１０の外周には枠状のヒー
トシール性プラスチックフィルムから成るシール部材１
１が配置されており、これにより発電要素８が収納空間
１２内に収納される。また、収納空間１２には、エチレ
ンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）とが体積比で３：７の割合で混合された混合溶媒に
トリフルオロメタンスルホン酸イミドリチウム〔ＬｉＮ
（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 〕が０．５ｍｏｌ／ｄｍ3 の割合で
溶解された電解液が注入されている。
【００１５】尚、上記正極側金属外装体９の大きさは、
図１及び図２に示すように、幅Ｌ7＝１６ｍｍ、長さＬ
8 ＝２０ｍｍ、厚みＬ9 ＝５０μｍとなるように構成さ
れ、また上記負極側金属外装体１０も正極側金属外装体
９と同様の大きさとなるように構成される。
図１及び図２に示すように、幅Ｌ7＝１６ｍｍ、長さＬ
8 ＝２０ｍｍ、厚みＬ9 ＝５０μｍとなるように構成さ
れ、また上記負極側金属外装体１０も正極側金属外装体
９と同様の大きさとなるように構成される。
【００１６】ここで、上記構造の電池を、以下のように
して作製した。 （電解液の調製）エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比で３：７の割合
で混合した混合溶媒にトリフルオロメタンスルホン酸イ
ミドリチウム〔ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 〕が０．５ｍ
ｏｌ／ｄｍ3 の割合で溶解させて電解液を調製した。
して作製した。 （電解液の調製）エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比で３：７の割合
で混合した混合溶媒にトリフルオロメタンスルホン酸イ
ミドリチウム〔ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 〕が０．５ｍ
ｏｌ／ｄｍ3 の割合で溶解させて電解液を調製した。
【００１７】（正極の作製）先ず、正極活物質としての
ＬｉＭｎＯ2 を９０重量％に、導電剤としてのケッチェ
ンブラックを３重量％と、人造黒鉛を３重量％と、結着
剤としてのフッ素樹脂粉末を４重量％とを溶解させたＮ
−メチル−２−ピロリドン溶液を加えて混練し、スラリ
ーを作製した。次に、このスラリーをアルミニウム箔の
一方の面に塗布した後、圧縮し、これを打ち抜くことに
より、正極集電体１の一方の面に正極活物質層２が形成
された正極３を作製した。
ＬｉＭｎＯ2 を９０重量％に、導電剤としてのケッチェ
ンブラックを３重量％と、人造黒鉛を３重量％と、結着
剤としてのフッ素樹脂粉末を４重量％とを溶解させたＮ
−メチル−２−ピロリドン溶液を加えて混練し、スラリ
ーを作製した。次に、このスラリーをアルミニウム箔の
一方の面に塗布した後、圧縮し、これを打ち抜くことに
より、正極集電体１の一方の面に正極活物質層２が形成
された正極３を作製した。
【００１８】（負極の作製）先ず、負極活物質としての
Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12を９０重量％に、導電剤としての天然
黒鉛を６重量％と、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を４
重量％とを溶解させたＮ−メチル−２−ピロリドン溶液
を加えて混練し、スラリーを作製した。次に、このスラ
リーを銅箔の一方の面に塗布した後、圧縮し、これを打
ち抜き、更にこれを上記電解液中でリチウム金属と接触
させることにより、負極集電体４の一方の面に負極活物
質層５が形成された負極６を作製した。
Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12を９０重量％に、導電剤としての天然
黒鉛を６重量％と、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を４
重量％とを溶解させたＮ−メチル−２−ピロリドン溶液
を加えて混練し、スラリーを作製した。次に、このスラ
リーを銅箔の一方の面に塗布した後、圧縮し、これを打
ち抜き、更にこれを上記電解液中でリチウム金属と接触
させることにより、負極集電体４の一方の面に負極活物
質層５が形成された負極６を作製した。
【００１９】（電池の作製）先ず、上記正極３の他方の
面（正極活物質層２が形成されていない面）と正極側金
属外装体９とが接するように、正極側金属外装体９上に
正極３を重ねた後、正極活物質層２の一部を剥離して正
極活物質層剥離部１ａを形成した。次に、この正極活物
質層剥離部１ａと正極側金属外装体９とを超音波溶接し
た。
面（正極活物質層２が形成されていない面）と正極側金
属外装体９とが接するように、正極側金属外装体９上に
正極３を重ねた後、正極活物質層２の一部を剥離して正
極活物質層剥離部１ａを形成した。次に、この正極活物
質層剥離部１ａと正極側金属外装体９とを超音波溶接し
た。
【００２０】これと並行して、上記負極活物質層５の一
部を剥離して負極活物質層剥離部４ａを形成した後、上
記負極６の他方の面（負極活物質層５が形成されていな
い面）と負極側金属外装体１０とが接するように、負極
側金属外装体１０上に負極６を重ねた。次に、この負極
活物質層剥離部４ａと負極側金属外装体１０とを超音波
溶接した。次に、正極側金属外装体９と溶接された正極
３の正極活物質層２側に、ポリスチレンとポリエチレン
オキシドとから成るトリブロックグラフト共重合体をＤ
ＥＣに溶解させた溶液を１５μｌ滴下した後、この上に
セパレータ７を貼り付け、更に１００℃で１０時間真空
乾燥させた。この後、セパレータ７上に電解液を２０μ
ｌ滴下した後、正極側金属外装体９の外周部に、枠状の
ヒートシール性プラスチックフィルムから成るシール部
材１１を配置した。最後に、正極側の溶接部と負極側の
溶接部とが対向しないように、上記セパレータ７上に負
極側金属外装体１０とこの負極側金属外装体１０に溶接
された負極６とを配置した後、ヒートシールして電池を
作製した。
部を剥離して負極活物質層剥離部４ａを形成した後、上
記負極６の他方の面（負極活物質層５が形成されていな
い面）と負極側金属外装体１０とが接するように、負極
側金属外装体１０上に負極６を重ねた。次に、この負極
活物質層剥離部４ａと負極側金属外装体１０とを超音波
溶接した。次に、正極側金属外装体９と溶接された正極
３の正極活物質層２側に、ポリスチレンとポリエチレン
オキシドとから成るトリブロックグラフト共重合体をＤ
ＥＣに溶解させた溶液を１５μｌ滴下した後、この上に
セパレータ７を貼り付け、更に１００℃で１０時間真空
乾燥させた。この後、セパレータ７上に電解液を２０μ
ｌ滴下した後、正極側金属外装体９の外周部に、枠状の
ヒートシール性プラスチックフィルムから成るシール部
材１１を配置した。最後に、正極側の溶接部と負極側の
溶接部とが対向しないように、上記セパレータ７上に負
極側金属外装体１０とこの負極側金属外装体１０に溶接
された負極６とを配置した後、ヒートシールして電池を
作製した。
【００２１】尚、上記実施の形態においては、正極側の
溶接部と負極側の溶接部とが対向しないように配置した
が、対向するような配置であっても良い。但し、正極側
の溶接部と負極側の溶接部とが対向するように配置した
場合には、図９に示すように、電池が膨らんだ際にセパ
レータ７と負極活物質層５が剥がれたり、或いはセパレ
ータ７と正極活物質層２とが剥がれたりすることがあ
る。これに対して、上記実施の形態の如く、正極側の溶
接部と負極側の溶接部とが対向しないように配置すれ
ば、図１０に示すように、発電要素８が傾くことができ
るので、電池が膨らんだときでもセパレータ７と負極活
物質層５が剥がれたり、或いはセパレータ７と正極活物
質層２とが剥がれたりするのを防止できる。したがっ
て、信頼性の面からは、正極側の溶接部と負極側の溶接
部とが対向しないように配置するのが望ましい。
溶接部と負極側の溶接部とが対向しないように配置した
が、対向するような配置であっても良い。但し、正極側
の溶接部と負極側の溶接部とが対向するように配置した
場合には、図９に示すように、電池が膨らんだ際にセパ
レータ７と負極活物質層５が剥がれたり、或いはセパレ
ータ７と正極活物質層２とが剥がれたりすることがあ
る。これに対して、上記実施の形態の如く、正極側の溶
接部と負極側の溶接部とが対向しないように配置すれ
ば、図１０に示すように、発電要素８が傾くことができ
るので、電池が膨らんだときでもセパレータ７と負極活
物質層５が剥がれたり、或いはセパレータ７と正極活物
質層２とが剥がれたりするのを防止できる。したがっ
て、信頼性の面からは、正極側の溶接部と負極側の溶接
部とが対向しないように配置するのが望ましい。
【００２２】また、正極側の溶接部と負極側の溶接部と
は、上記実施の形態の如く配置するのが望ましい。なぜ
なら、図１１に示すように、上記実施の形態の如く正極
側の溶接部１５と負極側の溶接部１６と配置すれば、溶
接部間の距離Ｌ10が長くなるので、電池が膨らんだ場合
の発電要素８の傾斜が小さくなって、両溶接部１５・１
６に加わる応力が小さくなるのに対して、負極溶接部を
図１１中１７或いは１８のように配置すると、溶接部間
の距離Ｌ11・Ｌ12が上記溶接部間の距離Ｌ10より短くな
るので、電池が膨らんだ場合の発電要素８の傾斜が大き
くなって、両溶接部１５・１７又は１８に加わる応力が
大きくなるという理由による。
は、上記実施の形態の如く配置するのが望ましい。なぜ
なら、図１１に示すように、上記実施の形態の如く正極
側の溶接部１５と負極側の溶接部１６と配置すれば、溶
接部間の距離Ｌ10が長くなるので、電池が膨らんだ場合
の発電要素８の傾斜が小さくなって、両溶接部１５・１
６に加わる応力が小さくなるのに対して、負極溶接部を
図１１中１７或いは１８のように配置すると、溶接部間
の距離Ｌ11・Ｌ12が上記溶接部間の距離Ｌ10より短くな
るので、電池が膨らんだ場合の発電要素８の傾斜が大き
くなって、両溶接部１５・１７又は１８に加わる応力が
大きくなるという理由による。
【００２３】更に、上記実施の形態においては、本発明
をポリマー二次電池に適用した例を説明しているが、本
発明はこのような電池に適用する場合に限定するもので
はなく、その他の二次電池或いは一次電池にも適用し得
ることは勿論である。
をポリマー二次電池に適用した例を説明しているが、本
発明はこのような電池に適用する場合に限定するもので
はなく、その他の二次電池或いは一次電池にも適用し得
ることは勿論である。
【００２４】
【実施例】〔実施例〕実施例としては上記発明の実施の
形態に示す構造の電池を用いた。このようにして作製し
た電池を、以下、本発明電池Ａと称する。
形態に示す構造の電池を用いた。このようにして作製し
た電池を、以下、本発明電池Ａと称する。
【００２５】〔比較例１〕図１２及び図１３に示すよう
に、正極３に正極活物質層剥離部を形成せず且つ正極３
と正極側金属外装体９とを溶着せず、しかも負極６に負
極活物質層剥離部を形成せず且つ負極６と負極側金属外
装体１０とを溶着していない他は、上記実施例と同様に
して電池を作製した。尚、図１２及び図１３において
は、上記発明の実施の形態に示す部材と同様の機能を有
する部材には同一の符号を付している。このようにして
作製した電池を、以下、比較電池Ｘ１と称する。
に、正極３に正極活物質層剥離部を形成せず且つ正極３
と正極側金属外装体９とを溶着せず、しかも負極６に負
極活物質層剥離部を形成せず且つ負極６と負極側金属外
装体１０とを溶着していない他は、上記実施例と同様に
して電池を作製した。尚、図１２及び図１３において
は、上記発明の実施の形態に示す部材と同様の機能を有
する部材には同一の符号を付している。このようにして
作製した電池を、以下、比較電池Ｘ１と称する。
【００２６】〔比較例２〕先ず、上記実施例における正
極の作製に用いるスラリーと同様のスラリーを、アルミ
ニウム箔の一方の面に塗布、圧縮して正極活物質層２を
形成した後、これを図１４に示す形状に打ち抜き、更に
凸部２０の正極活物質層２を剥離することにより、正極
３を作製した。これと並行して、上記実施例における負
極の作製に用いるスラリーと同様のスラリーを、銅箔の
一方の面に塗布、圧縮して負極活物質層５を形成した
後、これを図１５に示す形状に打ち抜き、更に凸部２１
の負極活物質層５を剥離することにより、負極６を作製
した。この後の工程は上記実施例と同様の工程である。
極の作製に用いるスラリーと同様のスラリーを、アルミ
ニウム箔の一方の面に塗布、圧縮して正極活物質層２を
形成した後、これを図１４に示す形状に打ち抜き、更に
凸部２０の正極活物質層２を剥離することにより、正極
３を作製した。これと並行して、上記実施例における負
極の作製に用いるスラリーと同様のスラリーを、銅箔の
一方の面に塗布、圧縮して負極活物質層５を形成した
後、これを図１５に示す形状に打ち抜き、更に凸部２１
の負極活物質層５を剥離することにより、負極６を作製
した。この後の工程は上記実施例と同様の工程である。
【００２７】このようにして作製した電池は、正極に正
極活物質層剥離部を形成せず且つ正極と正極側金属外装
体とを溶着せず、しかも負極に負極活物質層剥離部を形
成せず且つ負極と負極側金属外装体とを溶着していない
が、図１６及び図１７に示すように、上記凸部２０・２
１が電池外方に延出されているような構造となってい
る。尚、図１４〜図１７においては、上記発明の実施の
形態に示す部材と同様の機能を有する部材には同一の符
号を付している。このようにして作製した電池を、以
下、比較電池Ｘ２と称する。
極活物質層剥離部を形成せず且つ正極と正極側金属外装
体とを溶着せず、しかも負極に負極活物質層剥離部を形
成せず且つ負極と負極側金属外装体とを溶着していない
が、図１６及び図１７に示すように、上記凸部２０・２
１が電池外方に延出されているような構造となってい
る。尚、図１４〜図１７においては、上記発明の実施の
形態に示す部材と同様の機能を有する部材には同一の符
号を付している。このようにして作製した電池を、以
下、比較電池Ｘ２と称する。
【００２８】〔比較例３〕図１８及び図１９に示すよう
に、上記比較例２で示した電池を２枚のヒートシール性
プラスチックフィルム２３・２４で別途覆う他は、上記
比較例２と同様にして電池を作製した。尚、図１８及び
図１９においては、上記発明の実施の形態及び比較例２
に示す部材と同様の機能を有する部材には同一の符号を
付している。このようにして作製した電池を、以下、比
較電池Ｘ３と称する。
に、上記比較例２で示した電池を２枚のヒートシール性
プラスチックフィルム２３・２４で別途覆う他は、上記
比較例２と同様にして電池を作製した。尚、図１８及び
図１９においては、上記発明の実施の形態及び比較例２
に示す部材と同様の機能を有する部材には同一の符号を
付している。このようにして作製した電池を、以下、比
較電池Ｘ３と称する。
【００２９】（実験１）上記本発明電池Ａ及び比較電池
Ｘ１〜Ｘ３を、それぞれ０．１ｍＡの定電流で電池電圧
０．４Ｖまで放電した後、２．２Ｖの定電圧（保護抵
抗：１５ｋΩ）で４０時間充電した。その後、各電池を
０．１ｍＡの定電流で放電した。更に、各電池を２．２
Ｖの定電圧（保護抵抗：１５ｋΩ）で４０時間充電した
後、各電池を０．１ｍＡの定電流で電池電圧０．４Ｖま
で放電（室温）したので、この放電時の放電曲線を図２
０に示す。
Ｘ１〜Ｘ３を、それぞれ０．１ｍＡの定電流で電池電圧
０．４Ｖまで放電した後、２．２Ｖの定電圧（保護抵
抗：１５ｋΩ）で４０時間充電した。その後、各電池を
０．１ｍＡの定電流で放電した。更に、各電池を２．２
Ｖの定電圧（保護抵抗：１５ｋΩ）で４０時間充電した
後、各電池を０．１ｍＡの定電流で電池電圧０．４Ｖま
で放電（室温）したので、この放電時の放電曲線を図２
０に示す。
【００３０】図２０から明らかなように、本発明電池Ａ
は比較電池Ｘ１〜Ｘ３に比べて、集電効率に優れるた
め、放電容量が大きくなっていることが認められる。ま
た、図２０の放電曲線より得られる各電池の放電容量
と、この放電容量と重量及び体積とを求めることにより
得られる重量エネルギー密度と体積エネルギー密度とを
調べたので、それらの結果を表１に示す。
は比較電池Ｘ１〜Ｘ３に比べて、集電効率に優れるた
め、放電容量が大きくなっていることが認められる。ま
た、図２０の放電曲線より得られる各電池の放電容量
と、この放電容量と重量及び体積とを求めることにより
得られる重量エネルギー密度と体積エネルギー密度とを
調べたので、それらの結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、本発明電池Ａは
比較電池Ｘ１〜Ｘ３に比べて、重量エネルギー密度と体
積エネルギー密度とが大きくなっていることが認められ
る。
比較電池Ｘ１〜Ｘ３に比べて、重量エネルギー密度と体
積エネルギー密度とが大きくなっていることが認められ
る。
【００３３】（実験２）上記実験１が終了した各電池
を、２．２Ｖの定電圧（保護抵抗：１５ｋΩ）で４０時
間充電した後、６０℃の条件下で２０日間放置し、更に
各電池を０．１ｍＡの定電流で電池電圧０．４Ｖまで放
電し（室温）、保存劣化率を求めたので、その結果を表
２に示す。尚、保存劣化率は、下記数１により算出し
た。
を、２．２Ｖの定電圧（保護抵抗：１５ｋΩ）で４０時
間充電した後、６０℃の条件下で２０日間放置し、更に
各電池を０．１ｍＡの定電流で電池電圧０．４Ｖまで放
電し（室温）、保存劣化率を求めたので、その結果を表
２に示す。尚、保存劣化率は、下記数１により算出し
た。
【００３４】
【数１】
【００３５】
【表２】
【００３６】表２から明らかなように、比較電池Ｘ２の
保存劣化率が大きく、本発明電池Ａ及び比較電池Ｘ１・
Ｘ３の保存劣化率が小さくなっていることが認められ
る。上記実験１及び実験２の結果より、十分な集電効率
を保持しつつ、重量エネルギー密度と体積エネルギー密
度との増大を図り、しかも保存特性の向上を図るには本
発明電池Ａのような構造とすることが必要となることが
わかる。
保存劣化率が大きく、本発明電池Ａ及び比較電池Ｘ１・
Ｘ３の保存劣化率が小さくなっていることが認められ
る。上記実験１及び実験２の結果より、十分な集電効率
を保持しつつ、重量エネルギー密度と体積エネルギー密
度との増大を図り、しかも保存特性の向上を図るには本
発明電池Ａのような構造とすることが必要となることが
わかる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構造上リードを設ける必要がなく、且つヒートシール性
プラスチックフィルムを別途設ける必要もなく、しかも
両集電体と両金属外装体とが溶接されているので、高い
集電効率を維持し、且つ重量エネルギー密度と体積エネ
ルギー密度との低下を抑制しつつ、保存特性を向上させ
ることができるといった優れた効果を奏する。
構造上リードを設ける必要がなく、且つヒートシール性
プラスチックフィルムを別途設ける必要もなく、しかも
両集電体と両金属外装体とが溶接されているので、高い
集電効率を維持し、且つ重量エネルギー密度と体積エネ
ルギー密度との低下を抑制しつつ、保存特性を向上させ
ることができるといった優れた効果を奏する。
【図１】図１は本発明の薄型電池の斜視図。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】図３は本発明の薄型電池に用いる正極の平面
図。
図。
【図４】図４は図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図５】図５は本発明の薄型電池に用いる負極の平面
図。
図。
【図６】図６は図５のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図７】図７は本発明の薄型電池に用いる発電要素の平
面図。
面図。
【図８】図８は図７のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図９】図９は負極活物質とセパレータとの剥がれ状態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図１０】図１０は発電要素が傾いた状態を示す断面
図。
図。
【図１１】図１１は他の実施の形態を示す平面図
【図１２】図１２は比較電池Ｘ１の斜視図。
【図１３】図１３は図１２のＥ−Ｅ線矢視断面図。
【図１４】図１４は比較電池Ｘ２の正極の平面図。
【図１５】図１５は比較電池Ｘ２の負極の平面図。
【図１６】図１６は比較電池Ｘ２の斜視図。
【図１７】図１７は図１６のＦ−Ｆ線矢視断面図。
【図１８】図１８は比較電池Ｘ３の斜視図。
【図１９】図１９は図１８のＧ−Ｇ線矢視断面図。
【図２０】図２９は本発明電池Ａ１及び比較電池Ｘ１〜
Ｘ３における放電特性を示すグラフ。
Ｘ３における放電特性を示すグラフ。
１：正極集電体 １ａ：正極活物質層剥離部 ２：正極活物質層 ３：正極 ４：負極集電体 ４ａ：負極活物質層剥離部 ５：負極活物質層 ６：負極 ７：セパレータ ８：発電要素 ９：正極側金属外装体 １０：負極側金属外装体 １１：シール部材 １２：収納空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 哲哉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H011 AA04 CC06 FF02 GG01 HH02 JJ12 5H022 AA09 BB11 CC01 CC08 CC16 CC21
Claims (2)
- 【請求項１】 電池内方に正極活物質層が形成された正
極集電体と、電池内方に負極活物質層が形成され負極集
電体とが、セパレータを介して対向するように配置され
る構造の発電要素を有し、この発電要素が、上記正極集
電体と電気的に接続される板状の正極側金属外装体と、
上記負極集電体と電気的に接続される板状の負極側金属
外装体とによって挟まれ、且つ上記両外装体の周縁には
枠状のシール部材が配置されて電池が封口される薄型電
池において、 上記正極集電体と上記正極側金属外装体とが一部で溶接
され、且つ上記負極集電体と上記負極側金属外装体とが
一部で溶接されることを特徴とする薄型電池。 - 【請求項２】 上記正極集電体と上記正極側金属外装体
とが溶接される部位と、上記負極集電体と上記負極側金
属外装体とが溶接される部位とが、非対向位置に配置さ
れる、請求項１記載の薄型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07215299A JP3754223B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 薄型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07215299A JP3754223B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 薄型電池 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000268785A true JP2000268785A (ja) | 2000-09-29 |
| JP2000268785A5 JP2000268785A5 (ja) | 2004-09-16 |
| JP3754223B2 JP3754223B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=13481010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07215299A Expired - Fee Related JP3754223B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 薄型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3754223B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388908B1 (ko) * | 2000-10-16 | 2003-06-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 2차 전지 |
| JP2013243062A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Hitachi Ltd | 電池 |
| WO2017033456A1 (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電池 |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP07215299A patent/JP3754223B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388908B1 (ko) * | 2000-10-16 | 2003-06-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 2차 전지 |
| JP2013243062A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Hitachi Ltd | 電池 |
| WO2017033456A1 (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3754223B2 (ja) | 2006-03-08 |
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