JPH06187996A - 電池とその製造方法 - Google Patents
電池とその製造方法Info
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- JPH06187996A JPH06187996A JP43A JP35594492A JPH06187996A JP H06187996 A JPH06187996 A JP H06187996A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35594492 A JP35594492 A JP 35594492A JP H06187996 A JPH06187996 A JP H06187996A
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Classifications
-
- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シ−ル性の向上、ヒュ−ズ機能具備、電池内
部短絡防止など電池の品質の向上を計る電池とその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一方の集電体が金属被覆層を設け
た樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルム面の金属被覆
層が外周縁と内側を結ぶ連結部を残して枠状に除去され
ている電池とすることにより上記目的を達成できる。
部短絡防止など電池の品質の向上を計る電池とその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一方の集電体が金属被覆層を設け
た樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルム面の金属被覆
層が外周縁と内側を結ぶ連結部を残して枠状に除去され
ている電池とすることにより上記目的を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニクス機
器、電気自動車、玩具、アクセサリ−などの分野に使わ
れる金属リチウム、リチウム合金又はカ−ボンを負極活
物質とする電池に用いる集電体構成及びその製造方法に
関するものである。
器、電気自動車、玩具、アクセサリ−などの分野に使わ
れる金属リチウム、リチウム合金又はカ−ボンを負極活
物質とする電池に用いる集電体構成及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電池に用いられた集電体は厚さ数
十μｍ以上の金属箔をハ−フカットなどの手段で所定の
大きさに切断した後、集電体の周縁部に接着剤を接着す
る。次に接着剤の内側の集電体面に金属リチウム、リチ
ウム合金又はカ−ボンなどの負極活物質を配置する。一
方、集電体面に正極活物質、電解質などを配置した集電
体を該負極集電体と組み合わせ、接着部でシ−ルし電池
を作製していた。機器に組み入れ使用中に機器の電気回
路が故障し短絡した場合、また電池側に異常があり大電
流が流れた場合、このような電池に大電流が流れ電池破
壊され安全性が保証されなくなる場合があった。さらに
正極と負極を組み立てる場合、周縁部で正極と負極の活
物質が短絡し、電池が不良となり生産性が悪くなる場合
があった。
十μｍ以上の金属箔をハ−フカットなどの手段で所定の
大きさに切断した後、集電体の周縁部に接着剤を接着す
る。次に接着剤の内側の集電体面に金属リチウム、リチ
ウム合金又はカ−ボンなどの負極活物質を配置する。一
方、集電体面に正極活物質、電解質などを配置した集電
体を該負極集電体と組み合わせ、接着部でシ−ルし電池
を作製していた。機器に組み入れ使用中に機器の電気回
路が故障し短絡した場合、また電池側に異常があり大電
流が流れた場合、このような電池に大電流が流れ電池破
壊され安全性が保証されなくなる場合があった。さらに
正極と負極を組み立てる場合、周縁部で正極と負極の活
物質が短絡し、電池が不良となり生産性が悪くなる場合
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
シ−ル性の向上、ヒュ−ズ機能具備、電池内部短絡防止
など電池の品質の向上を計る電池とその製造方法を提供
することにある。
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
シ−ル性の向上、ヒュ−ズ機能具備、電池内部短絡防止
など電池の品質の向上を計る電池とその製造方法を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、正極集電体と負極集電体の間に正極、電解
質、及び負極からなる発電要素が配置されてなる電池に
おいて、少なくとも一方の集電体が金属被覆層を設けた
樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルム面の金属被覆層
が外周縁と内側を結ぶ連結部を残して枠状に除去されて
いること、前記金属被覆層が銅、アルミニウム、ニッケ
ル又はそれらの複合層から構成されていること、前記金
属被覆層の厚さが０．１μｍ以上であること、前記金属
被覆層の外周縁部の一部又は全部を含む内側部に接着剤
が配置され対極の集電体と接着され密閉されているこ
と、前記内側の金属被覆層の面に正極又は負極の活物質
及び電解質が配置されていること、前記連結部が大電流
遮断用のヒュ−ズ機能を有すること、及び前記金属被覆
層の除去がエッチング又は金属被覆層を作製する際にマ
スキングにより行われることなどを特徴とするもので、
これらにより上述の問題点を解決するものである。
するもので、正極集電体と負極集電体の間に正極、電解
質、及び負極からなる発電要素が配置されてなる電池に
おいて、少なくとも一方の集電体が金属被覆層を設けた
樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルム面の金属被覆層
が外周縁と内側を結ぶ連結部を残して枠状に除去されて
いること、前記金属被覆層が銅、アルミニウム、ニッケ
ル又はそれらの複合層から構成されていること、前記金
属被覆層の厚さが０．１μｍ以上であること、前記金属
被覆層の外周縁部の一部又は全部を含む内側部に接着剤
が配置され対極の集電体と接着され密閉されているこ
と、前記内側の金属被覆層の面に正極又は負極の活物質
及び電解質が配置されていること、前記連結部が大電流
遮断用のヒュ−ズ機能を有すること、及び前記金属被覆
層の除去がエッチング又は金属被覆層を作製する際にマ
スキングにより行われることなどを特徴とするもので、
これらにより上述の問題点を解決するものである。
【０００５】
【作用】請求項１乃至３及び請求項６により電池に大電
流が流れた場合、容易に連結部で遮断され、電池の破損
及び機器の損傷が低減される。金属を銅、アルミニウ
ム、ニッケルなどにすることで上記ヒュ−ズ効果を具現
できる。さらにそれらの厚さを０．１μｍ以上、好まし
くは約１０μｍ以下とすることで、樹脂フィルムの耐透
湿性を高め電池寿命を向上させる。厚さが０．１μｍ以
下であれば樹脂フィルムを通して水分が電池内部に浸透
し、活物質と反応して水素ガスを発生し電池が膨張する
と共に、所定の電池出力が得られない場合があるなど電
池の信頼性に問題が生じる。請求項４及び請求項５によ
り、電池のシ−ル性が向上し且つ前記枠状の金属被覆層
除去部の介在により正極活物質と負極活物質との内部短
絡が防止される。またこのような理由で正極集電体と負
極集電体の組み立て精度も従来では約０．０５ｍｍ以内
である必要があったのに対して、約０．１〜０．２ｍｍ
の位置精度まで低下でき電池の生産速度が向上すると共
に不良率も約１／５にまで低下させることができた。請
求項７により一連の樹脂フィルム上に連続的に被覆され
た金属層に印刷などの手段で除去しない部分をマスキン
グ剤で被覆した後、エッチングで連続的に加工でき生産
性が向上できる。また一連の樹脂フィルムと所定の形状
に加工されたマスキング部材の動きを連動させることに
よりパタ−ン化された金属の被覆層を樹脂フィルム上に
連続的に設けることができ、必要に応じてパタ−ンを細
分化できる。
流が流れた場合、容易に連結部で遮断され、電池の破損
及び機器の損傷が低減される。金属を銅、アルミニウ
ム、ニッケルなどにすることで上記ヒュ−ズ効果を具現
できる。さらにそれらの厚さを０．１μｍ以上、好まし
くは約１０μｍ以下とすることで、樹脂フィルムの耐透
湿性を高め電池寿命を向上させる。厚さが０．１μｍ以
下であれば樹脂フィルムを通して水分が電池内部に浸透
し、活物質と反応して水素ガスを発生し電池が膨張する
と共に、所定の電池出力が得られない場合があるなど電
池の信頼性に問題が生じる。請求項４及び請求項５によ
り、電池のシ−ル性が向上し且つ前記枠状の金属被覆層
除去部の介在により正極活物質と負極活物質との内部短
絡が防止される。またこのような理由で正極集電体と負
極集電体の組み立て精度も従来では約０．０５ｍｍ以内
である必要があったのに対して、約０．１〜０．２ｍｍ
の位置精度まで低下でき電池の生産速度が向上すると共
に不良率も約１／５にまで低下させることができた。請
求項７により一連の樹脂フィルム上に連続的に被覆され
た金属層に印刷などの手段で除去しない部分をマスキン
グ剤で被覆した後、エッチングで連続的に加工でき生産
性が向上できる。また一連の樹脂フィルムと所定の形状
に加工されたマスキング部材の動きを連動させることに
よりパタ−ン化された金属の被覆層を樹脂フィルム上に
連続的に設けることができ、必要に応じてパタ−ンを細
分化できる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１はＰ
ＥＴ樹脂フィルム１上に銅を約８００Åの厚さにスパッ
タリングで被覆した後、電解メッキにより総厚さ約１μ
ｍにした銅被覆層２を形成した断面図である。図２は図
１の樹脂フィルム１上の銅被覆層２の斜線部以外の部分
をホトエッチング法により銅被覆層を連結部（ヒュ−ズ
部）３を除いて枠状に除去した場合のパタ−ン化された
平面図を示す。一方、ＰＥＴ樹脂フィルム１’上に図２
と同じような形状（前記枠状５）に穴を設けたスチ−ル
ベルトと樹脂フィルム１’の動きを連動させながらアル
ミニウムを約５００Åの厚さにスパッタリングで被覆し
た後、無電解メッキによりアルミニウムを総厚さ約３μ
ｍにした。このようにして作製された負極集電体６と正
極集電体６’の形状は図２に示すもので同じ形状をして
いる。次に負極集電体６及び正極集電体６’の周縁部
７、７’及び枠状部５、５’の部分に変性ＰＰ（外表面
に剥離フィルムが仮接着されている。）からなる接着剤
を接着した後、正極集電体６’の集電体面（アルミニウ
ム面）４’に正極活物質８を塗布し、負極集電体６の集
電体面４（銅面）に負極活物質９を塗布し、さらに電解
質１０を塗布した。次に電子線照射し硬化させた後、剥
離フィルムを剥離し該正極集電体６’と負極集電体６を
互いの接着剤１１を接着した。図３はこのようにして作
製された電池を図１の点線部で切断した場合の断面図を
示す。
ＥＴ樹脂フィルム１上に銅を約８００Åの厚さにスパッ
タリングで被覆した後、電解メッキにより総厚さ約１μ
ｍにした銅被覆層２を形成した断面図である。図２は図
１の樹脂フィルム１上の銅被覆層２の斜線部以外の部分
をホトエッチング法により銅被覆層を連結部（ヒュ−ズ
部）３を除いて枠状に除去した場合のパタ−ン化された
平面図を示す。一方、ＰＥＴ樹脂フィルム１’上に図２
と同じような形状（前記枠状５）に穴を設けたスチ−ル
ベルトと樹脂フィルム１’の動きを連動させながらアル
ミニウムを約５００Åの厚さにスパッタリングで被覆し
た後、無電解メッキによりアルミニウムを総厚さ約３μ
ｍにした。このようにして作製された負極集電体６と正
極集電体６’の形状は図２に示すもので同じ形状をして
いる。次に負極集電体６及び正極集電体６’の周縁部
７、７’及び枠状部５、５’の部分に変性ＰＰ（外表面
に剥離フィルムが仮接着されている。）からなる接着剤
を接着した後、正極集電体６’の集電体面（アルミニウ
ム面）４’に正極活物質８を塗布し、負極集電体６の集
電体面４（銅面）に負極活物質９を塗布し、さらに電解
質１０を塗布した。次に電子線照射し硬化させた後、剥
離フィルムを剥離し該正極集電体６’と負極集電体６を
互いの接着剤１１を接着した。図３はこのようにして作
製された電池を図１の点線部で切断した場合の断面図を
示す。
【０００７】なおアルミニウムを用いない場合は樹脂フ
ィルム面に銅を薄く被覆した後に上記した形状にエッチ
ングによりパタ−ン化し、その後銅面上にニッケルを電
解メッキして厚くすればアルミニウムに金属リチウムが
付着しても合金化し腐食することがない。
ィルム面に銅を薄く被覆した後に上記した形状にエッチ
ングによりパタ−ン化し、その後銅面上にニッケルを電
解メッキして厚くすればアルミニウムに金属リチウムが
付着しても合金化し腐食することがない。
【０００８】このようにして作製された本発明の電池は
接着剤が金属被覆面及び樹脂フィルム面にまたがって接
着されており、耐透湿性について従来では約１．２年で
電池が水分により膨れたのに対して、本発明電池では
１．８年経過後も異常が認められない。またヒュ−ズ効
果については従来では金属箔を細く加工することが難し
く電池生産の歩留りが約７５％であったのに対して、本
発明ではエッチングなどにより極細のヒュ−ズ部加工を
施しても裏面に樹脂フィルムがあるため全体としての機
械的強度を保有しており組み立てなどに支障はなく、電
池生産の歩留りは約９７％である。さらに電池内部短絡
について、従来電池では約９％の不良が組み立て後の電
池開路電圧の測定及び解体調査から判明したが、本発明
電池では電池内部短絡不良は０．５％以下であった。こ
の不良低減効果は金属被覆層除去部５及び５’の介在に
よる。即ちこの除去部５及び５’にある接着剤と除去部
が両極の集電体面及び活物質同士が直接接触するのを防
止している。
接着剤が金属被覆面及び樹脂フィルム面にまたがって接
着されており、耐透湿性について従来では約１．２年で
電池が水分により膨れたのに対して、本発明電池では
１．８年経過後も異常が認められない。またヒュ−ズ効
果については従来では金属箔を細く加工することが難し
く電池生産の歩留りが約７５％であったのに対して、本
発明ではエッチングなどにより極細のヒュ−ズ部加工を
施しても裏面に樹脂フィルムがあるため全体としての機
械的強度を保有しており組み立てなどに支障はなく、電
池生産の歩留りは約９７％である。さらに電池内部短絡
について、従来電池では約９％の不良が組み立て後の電
池開路電圧の測定及び解体調査から判明したが、本発明
電池では電池内部短絡不良は０．５％以下であった。こ
の不良低減効果は金属被覆層除去部５及び５’の介在に
よる。即ちこの除去部５及び５’にある接着剤と除去部
が両極の集電体面及び活物質同士が直接接触するのを防
止している。
【０００９】
【発明の効果】上述したことから本発明は次に記載する
効果を奏する。 （１）電池寿命が向上した。 （２）電池歩留りが約９７％にまで向上した。 （３）電池内部短絡不良は０．５％以下となった。 （４）連続した集電体の作製ができる。 （５）生産性が向上した。 （６）自動化が可能となった。 なお本発明においては樹脂フィルム材質（伸びが少ない
又はないものであればよい。）・形状（幅、厚さ、長
さ、スプロケットなど）、集電体の形状（幅、長さな
ど）、接着剤及び剥離フィルムの材質・形状（幅、厚
さ、長さなど）、ヒュ−ズ部の幅・長さなど特に限定す
るものではなく、必要に応じて種種変更可能である。
効果を奏する。 （１）電池寿命が向上した。 （２）電池歩留りが約９７％にまで向上した。 （３）電池内部短絡不良は０．５％以下となった。 （４）連続した集電体の作製ができる。 （５）生産性が向上した。 （６）自動化が可能となった。 なお本発明においては樹脂フィルム材質（伸びが少ない
又はないものであればよい。）・形状（幅、厚さ、長
さ、スプロケットなど）、集電体の形状（幅、長さな
ど）、接着剤及び剥離フィルムの材質・形状（幅、厚
さ、長さなど）、ヒュ−ズ部の幅・長さなど特に限定す
るものではなく、必要に応じて種種変更可能である。
【図１】本発明に係わる樹脂フィルム上の金属層を被覆
した断面図である。
した断面図である。
【図２】図１における樹脂フィルムの金属被覆面をパタ
−ン加工した平面図である。
−ン加工した平面図である。
【図３】本発明の電池の断面図を示す。
１ 樹脂フィルム ２ 金属被覆層 ３ ヒュ−ズ部（連結部） ４、４’ 集電体面 ５、５’ 枠状部 ７、７’ 周縁部 １１ 接着剤
Claims (7)
- 【請求項１】 正極集電体と負極集電体の間に正極、電
解質、及び負極からなる発電要素が配置されてなる電池
において、少なくとも一方の集電体が金属被覆層を設け
た樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルム面の金属被覆
層が外周縁と内側を結ぶ連結部を残して枠状に除去され
ていることを特徴とする電池。 - 【請求項２】 前記金属被覆層が、銅、アルミニウム、
ニッケル又はそれらの複合層から構成されていることを
特徴とする請求項１記載の電池。 - 【請求項３】 前記金属被覆層の厚さが、０．１μｍ以
上であることを特徴とする請求項１又は２記載の電池。 - 【請求項４】 前記金属被覆層の外周縁部の一部又は全
部を含む内側部に接着剤が配置され、対極の集電体と接
着され密閉されていることを特徴とする請求項１、２又
は３記載の電池。 - 【請求項５】 前記内側の金属被覆層の面に正極又は負
極の活物質及び電解質が配置されていることを特徴とす
る請求項１、２、３又は４記載の電池。 - 【請求項６】 前記連結部が大電流遮断用のヒュ−ズ機
能を有することを特徴とする請求項１記載の電池。 - 【請求項７】 少なくとも一方の集電体が金属被覆層を
設けた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルム面の金属
被覆層が外周縁と内側を結ぶ連結部を残して枠状に除去
されている電池の製造方法において、該金属被覆層の除
去がエッチング又は金属被覆層を作製する際にマスキン
グにより行われることを特徴とする電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06187996A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06187996A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 電池とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187996A true JPH06187996A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18446537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06187996A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 電池とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06187996A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10125353A (ja) * | 1996-10-17 | 1998-05-15 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | スパイラル形非水電解液電池 |
| WO2004062004A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 集電体シートおよび電気化学素子 |
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