JPH03214571A - シート状電池 - Google Patents

シート状電池

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JPH03214571A
JPH03214571A JP2004578A JP457890A JPH03214571A JP H03214571 A JPH03214571 A JP H03214571A JP 2004578 A JP2004578 A JP 2004578A JP 457890 A JP457890 A JP 457890A JP H03214571 A JPH03214571 A JP H03214571A
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battery
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Sachiko Yoneyama
米山 祥子
Keiji Taniguchi
圭司 谷口
Fumito Masubuchi
文人 増渕
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シート状電池に関する。
[従来の技術] 電気機器の小形化、パーソナル化にともない、電池の高
容量、軽量、小形化が望まれている。
最近では使用機器の用途に合わせた電池設計が期待され
ており、カード型電池やフレシキブルなシート状電池の
開発が行われている。
可撓性を有するシート状電池は金属ホイルと熱融着性樹
脂との組み合わせからなる外装材が使われているが、性
能や信頼性などの点で改善する必要のある問題が多い。
電池の軽量化という点では、特開昭84−19879で
は外装材の金属ホイルを負極集電体としても利用するこ
とにより改善を試みている。
又、シート状電池の電極端子は外装材の融着部を通して
取り出されるが、この部分は、完全な封止が困難である
ため、封止部を通して電解液の揮発、液洩れなどが起こ
り易く、結果として電池の信頼性が低下する。さらに、
この場合リード端子の機械的強度を高めようとすると、
特殊な材質の端子を用いるか、あるいはリード端子の面
積を大きくする必要があり、融着による封止はさらに困
難となる。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、こうした状況の下、シート状電池のさらに一
層の軽量化をめざすものであり、又高エネルギー密度を
有し、信頼性の高いシート状電池を提供することを目的
とするものである。
[題を解決するための手段] 本発明は、正極、負極、電解質及びこれらの電池構成を
収納する外装体からなるシート状電池において、該外装
体は、その外側が樹脂層、内側が集電能力を有する金属
シートからなり、該金属シートは電極と直接接触し、か
つ、該金属シートに接触する両電極端子は外装体外側の
樹脂層の一部を除去した領域に設けられていることを特
徴とするシート状電池である。
第1図は、本発明のシート状電池の構成例を示すもので
ある。又、第2図は、従来のシート状電池の構成を示す
図である。第1図から明らかなように、本発明のシート
状電池では、東電体を外装材の一部を利用することによ
り軽量化を図っている。又、両端子を外装材の熱融着封
止部でなく、この封止部とは別の適宜位置において外装
材の樹脂層の一部を除去して設けており、これにより外
装材の封止部は、樹脂同志あるいは必要に応じて接着剤
を用いて完全に封止することができるので、従来のよう
にこの封止部を通して端子部を取り出す構成とは異なり
、液洩れなどの危険を解消することができ、信頼性の高
い電池とすることができる。
本発明のシート状電池の正極活物質としては、二酸化マ
ンガン、二酸化モリブデン、五酸化バナジウム等の金属
酸化物、二硫化チタン、五硫化バナジウムなどの金属硫
化物、またはフッ化炭素、リニアグラファイト、熱分解
生成物、導電性あるいは半導電性高分子等が挙げられる
中でもフレキシブルなシート状への加工性に優れている
導電性あるいは半導電性高分子が好ましい。
導電性あるいは半導電性を有する高分子材料はピロール
、チオフェン、フラン、ベンゼン、アズレン、アニリン
、ジフェニルベンジジン、ジフエニルアミン、トリフエ
ニルアミンあるいはこれら誘導体を重合した導電性ある
いは半導電性高分子があげられる。これらは電解質アニ
オンのドーブによりエネルギーを蓄え、脱ドープによっ
て外部回路を通じてエネルギーを放出するものである。
導電性高分子と錯体を形成するイオンとしては例えば、
C 1 0 4−  P F b −  A s F 
68F4− パラトルエンスルホン酸アニオン、ニトロ
ベンゼンスルホン酸アニオン、Fe(CN)6一等の錯
アニオンあるいはAICI,、FeC1,、GaCl,
等のルイス酸などを挙げることができる。
これら導電性高分子は化学重合あるいは電解重合により
得られる。
電解重合法は一般には例えば、J.ELectro一e
hem.soc..Vo1.130,No.7.150
6 〜1509(1983)、EIectrochem
.Aeta..Vol.27,No.1.61 〜65
(19B2)、J.Chem.Soc..Chem.C
om*un..1199 〜(1984)等に示されて
いる。
化学重合法は、例えばConducting Poly
mers,105(1987)等に示されている。
本発明の負極活物質としては、Li,Na、K,AgS
ZnSAISCu等の金属、あるいは、L1とA I、
Mg,S i,Pb,Ga,Inとの合金、カチオンを
ドープすることのできるポリアセチレン、ポリチオフエ
ン、ポリバラフエニレンの他、ポリフェニレンビニレン
、ボリフェニレンキシレン等の導電性高分子などがあげ
られる。
本発明で用いられる電解質は電解液でも固体状電解質で
も良い。電解液を構成する溶媒としては、例えばエチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート、γープチロラクトン及び誘導体、スルホラ
ン、3−メチルスルホラン、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルホルムアミド、ジメトキシエタン、エトキシメト
キシエタン、ジエトキシエタン、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエー
テル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ポリエ
チレングリコール及び誘導体、テトラヒド口フラン及び
誘導体などがあげられる。これらは単独で用いても、混
合して用いてもよい。又、ベンゼン、トルエン等の非極
性溶媒を添加してもよい。電解質塩としては、SCN−
  Cl−  Br−   1−BF4 − 、PF6
 − 、CF3 S03 −  SbF6AsFb− 
 C104   B (C6H5)4等のアニオンと、
Li+ Na+ K”等のアルカリ金属カチオン、(C
4 H,)4 N”(C2H5)4N”等の有機カチオ
ン等のカチオンとからなる電解質塩があげられる。
又、固体状電解質としては、例えば、ポリエチレンオキ
シド、ボリブロピレンオキシド、あるいはこれらの共重
合体を主鎖又は側鎖に含む高分子化合物と前記電解質塩
との複合体等があげられる。イオン伝導度を向上させる
ため可塑剤を添加してもよい。この様な可塑剤としては
、ブロビレンカーボネート、ジメトキシエタン等の前記
した電解液溶媒や、ジアルコキシポリエチレングリコー
ル等があげられる。
本発明のシート状電池において、電解質が機械的強度に
乏しく、正負極の短絡が起こるものはセバレー夕を用い
る。セパレータとしては、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン等の織布、不織布、ガラス繊維、セラミック繊
維、等の不織布、あるいはこれらの複合体が用いられる
本発明のシート状電池において用いられる外装体を構成
する外装材は、集電体として機能する金属ホイルと、熱
融着剤とプラスチックシ一トよりなる。集電体、かつ外
装材の内面を構成する金属ホイルとしては、ステンレス
鋼、アルミニウム、ニッケル等があげられる。この金属
シートの厚さは、1〜100μm好ましくは10〜50
μmである。金属シートを外装材内面に用いることによ
り、電解質の溶媒成分の揮発や、光による劣化を防ぐこ
とができるが、さらに、ここから直接集電することによ
り端子の取り出しを正確かつ容易にすることができる。
この金属ホイルは、予め集電体状に成膜した電極の集電
体部分とスポット溶接、プラズマ溶接などにより接着す
るか、又は金属電極であれば、直接溶接などで接着する
とよい。
外装材の封止は、好ましくは熱融着製材料を用いる。こ
の熱融着層の材料としては、ポリプロピレン、特に一軸
に延伸されたCPPが接着強度、高温における接着強度
に勝れている。
金属シートの電極と接していない面は、端子取り出し部
分を除いてプラスチックフィルムで補強するとよい。こ
のプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、等のポリオレフィンのほかに、ポ
リカーボネート、ポリ塩化ビニル、アセタール樹脂、フ
ッ素樹脂、ポリエステル、ポリイミド等、耐薬品性に優
れた材料で作られる。
本発明のシート状電池の構成としては、一組の正負極が
対向した単セル(第1図)でもよいし、正極と負極をセ
バレー夕を介して折り畳む複層セルでもよい。このとき
の電極の畳み方の一例を第3図に示す。
[実施例] 以下に本発明の実施例を示し、本発明をさらに詳細に説
明する。
実施例1 正極を以下の手順で作成した。
アニリン0.75Mを含む3M HBP4水溶液中で反
応極として10μ■のステンレスシ一ト(反応面積4X
7cm,周囲0.5 cm残す)対極として白金を用い
、3mA/c−の定電流によりアニリンの重合を行った
。通電量は3C/dとした。このニッケルボリアニリン
電極を流水にて十分洗浄した後、0.2N硫酸中で対極
としてニッケル、参照電極として飽和甘こう電極(S 
C E)を用い、− 0.4 VvsS C Eまで電
位をかけて十分に脱ドーピング操作を行った。これを2
0%のヒドラジン水溶液を用いて還元し、十分洗浄、乾
燥し、ポリアニリン電極を得た。
集電体として用いたステンレスシ一トの周囲未重合部を
、外装材として用いるアルミホイル(20μIm)にス
ポット溶接により固定した。
負極としては、アルミニウム基板の表面がリチウムーア
ルミニウム合金( 50/50at+o1c%)化して
いるものを用いた。正極と同様、外装材であるアルミホ
イル(20μm)にスポット溶接により固定した。
電解液として、プロピレンカーボネートをジメトキシエ
タンの混合溶媒(体積比7/3)にL i B F 4
を3M溶かしたものを用いた。
セパレー夕として、ポリプロピレン不織布と多孔質ポリ
プロピレンの張り合わせたものを用いた。
外装材は、前記したようにアルミニウムホイルを内面に
有するこれとポリエステルとの積層フィルムを用いた。
封止部はポリエステル/アルミニウム/ナイロン/ポリ
プロピレンの4層構成とし、120℃で熱融着した。得
られた電池は封止直後と6ケ月後に充放電試験(電流値
10mA,電圧:2.5〜3.7V)を行った。また液
もれのチェックも同時に行った。
実施例2 正極、負極は実施例1と同様に作成した。
電解質として、ボリエチレングリコールジメチルエーテ
ルに対して10%のプロピレン力ーボネートを添加し、
これにLiBF4を8Mになるように溶解させた固体電
解質を用いた。正極上に固体状電解質を含浸させたポリ
プロピレン不織布/多孔質ポリプロピレンの張り合せセ
バレーターと負極を積層し第1図の電池を作成した。
実装後、電池を加熱することにより、固体状電解質を溶
融させ、ふたたび徐冷して固体化させるのと同時に正負
極を一体化させた。電池の評価は実施例1と同様にして
行った。
比較例 実施例1において第2図のように封止を行い、実施例1
と同様に評価を行った。
これらの結果を以下の表に示す。
東正極活物質1gあたりの放電容量 [発明の効果] 以上説明したように、本発明のシート状電池は、集電体
として外装材の内面側の金属シートを利用したことによ
り、一層軽量であり、又、両電極端子を従来の電池とは
異なり、外装材封止部を避けた位置に設けたことにより
、電解液の漏出、揮発を防止することができ、信頼性に
優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシート状電池の構成例を説明する図、
第2図は従来のシート状電池の構成を説明する図、第3
図はシート状電池要素の折畳み構成例を説明する図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  正極、負極、電解質及びこれらの電池構成を収納する
    外装体からなるシート状電池において該外装体は、その
    外側が樹脂層、内側が集電能力を有する金属シートから
    なり、該金属シートは電極と直接接触し、かつ、該金属
    シートに接触する両電極端子は外装体外側の樹脂層の一
    部を除去した領域に設けられていることを特徴とするシ
    ート状電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999067833A1 (fr) * 1998-06-25 1999-12-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cellule et son procede de production
JP2001185096A (ja) * 1999-12-22 2001-07-06 Sony Corp 電池およびその製造方法
JP2016066520A (ja) * 2014-09-25 2016-04-28 昭和電工パッケージング株式会社 蓄電デバイス
JP2016157518A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 昭和電工パッケージング株式会社 蓄電デバイス及びその製造方法

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