JPH07249403A - 積層型電池およびその製造方法 - Google Patents
積層型電池およびその製造方法Info
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- JPH07249403A JPH07249403A JP4024394A JP4024394A JPH07249403A JP H07249403 A JPH07249403 A JP H07249403A JP 4024394 A JP4024394 A JP 4024394A JP 4024394 A JP4024394 A JP 4024394A JP H07249403 A JPH07249403 A JP H07249403A
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Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極および固体電解質フィルムの大きさ、積
層された時の位置に誤差があっても内部短絡の恐れが無
く、信頼性が高くかつ量産に適した電池を提供すること
を目的とする。 【構成】 高分子固体電解質および正極と負極から成
り、複数の電解質、正極および負極を積層させて成るリ
チウム電池に於て、正極と負極の内少なくとも一方の電
極の周縁部に窓枠状の電気絶縁性の層を設けた積層型電
池とすることにより、上記目的を達成できる。
層された時の位置に誤差があっても内部短絡の恐れが無
く、信頼性が高くかつ量産に適した電池を提供すること
を目的とする。 【構成】 高分子固体電解質および正極と負極から成
り、複数の電解質、正極および負極を積層させて成るリ
チウム電池に於て、正極と負極の内少なくとも一方の電
極の周縁部に窓枠状の電気絶縁性の層を設けた積層型電
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、負極にリチウム又はリ
チウム吸蔵電極、電解質として高分子固体電解質を用
い、複数の正極、負極、電解質層を積層させて成る積層
型電池に関するものである。
チウム吸蔵電極、電解質として高分子固体電解質を用
い、複数の正極、負極、電解質層を積層させて成る積層
型電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の積層型電池に於ては、１個のケー
シングの中に所定の寸法に裁断した、正極、電解質を含
浸させたセパレータ、負極の順に繰り返し積み重ねられ
ており、電極のエッジ部分での短絡を防止するためにセ
パレータの大きさを電極の大きさと等しくし、積層する
ときの正極、セパレータ、負極の位置精度に寸分の狂い
も許されなかった。
シングの中に所定の寸法に裁断した、正極、電解質を含
浸させたセパレータ、負極の順に繰り返し積み重ねられ
ており、電極のエッジ部分での短絡を防止するためにセ
パレータの大きさを電極の大きさと等しくし、積層する
ときの正極、セパレータ、負極の位置精度に寸分の狂い
も許されなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の積層型電池
に於ては、セパレータが電極より大きい場合、隣あって
いるセパレータ同志が接触した場合短絡が生じ、また電
極がセパレータより大きい場合、対向している正極と負
極が接触しても短絡が生じる。また電極とセパレータの
大きさの大小関係に関わりなく、電極とセパレータの位
置のずれによっても短絡が生じる。従って従来の電池構
造、予め製膜した電極およびセパレータを裁断して積み
重ねると言う従来の製法では、電極とセパレータの大き
さおよび位置の精度の要求が厳しく、量産には不向きで
あった。
に於ては、セパレータが電極より大きい場合、隣あって
いるセパレータ同志が接触した場合短絡が生じ、また電
極がセパレータより大きい場合、対向している正極と負
極が接触しても短絡が生じる。また電極とセパレータの
大きさの大小関係に関わりなく、電極とセパレータの位
置のずれによっても短絡が生じる。従って従来の電池構
造、予め製膜した電極およびセパレータを裁断して積み
重ねると言う従来の製法では、電極とセパレータの大き
さおよび位置の精度の要求が厳しく、量産には不向きで
あった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型電池は、
前記の目的を達成するために下記の構造を備え、又下記
の製法によって製作する。すなわち、本発明の電池はケ
ーシングの中に正極、高分子固体電解質、負極の順に複
数の正極、電解質、負極を積層されているが、正極また
は負極の少なくとも一方の電極の周縁部分に窓枠状電気
絶縁性の薄層が配置されている。窓枠状電気絶縁層の外
側寸法は、電極および高分子固体電解質フィルム（以下
固体電解質フィルムという。）の大きさと等しいかまた
は大きくされている。他方の電極の大きさは、窓枠状電
気絶縁層の内側寸法と等しいかまたは小さくされてい
る。
前記の目的を達成するために下記の構造を備え、又下記
の製法によって製作する。すなわち、本発明の電池はケ
ーシングの中に正極、高分子固体電解質、負極の順に複
数の正極、電解質、負極を積層されているが、正極また
は負極の少なくとも一方の電極の周縁部分に窓枠状電気
絶縁性の薄層が配置されている。窓枠状電気絶縁層の外
側寸法は、電極および高分子固体電解質フィルム（以下
固体電解質フィルムという。）の大きさと等しいかまた
は大きくされている。他方の電極の大きさは、窓枠状電
気絶縁層の内側寸法と等しいかまたは小さくされてい
る。
【０００５】前記窓枠状電気絶縁層は、対抗している正
極と負極および隣合っている固体電解質フィルム同志が
エッジ部分で接触してセルが内部短絡するのを防止す
る。窓枠状電気絶縁層の外側寸法が電極および固体電解
質フィルムの大きさと等しいかまたは大きく、電極およ
び固体電解質フィルムの大きさに誤差（バラツキ）が生
じても内部短絡を起こさない。又同じ理由で正極、固体
電解質フィルム、負極が積層されるときの位置に誤差が
生じても内部短絡を起こさない。
極と負極および隣合っている固体電解質フィルム同志が
エッジ部分で接触してセルが内部短絡するのを防止す
る。窓枠状電気絶縁層の外側寸法が電極および固体電解
質フィルムの大きさと等しいかまたは大きく、電極およ
び固体電解質フィルムの大きさに誤差（バラツキ）が生
じても内部短絡を起こさない。又同じ理由で正極、固体
電解質フィルム、負極が積層されるときの位置に誤差が
生じても内部短絡を起こさない。
【０００６】本発明の積層型電池は、少なくとも正極、
固体電解質フィルム、窓枠状電気絶縁層がコーテイング
または印刷方式で形成される。従って従来の予め製膜し
た電極、セパレータを裁断して積み重ねる方式に比べ位
置の精度が格段に向上し内部短絡防止の上からも有利で
ある。
固体電解質フィルム、窓枠状電気絶縁層がコーテイング
または印刷方式で形成される。従って従来の予め製膜し
た電極、セパレータを裁断して積み重ねる方式に比べ位
置の精度が格段に向上し内部短絡防止の上からも有利で
ある。
【０００７】
【作用】本発明の積層型電池は、正極と負極の少なくと
も一方の電極の周縁部分に電気絶縁性の層を配置するこ
とにより、エッジ部分で対向する正極と負極及び隣合っ
ている固体電解質フィルム同志が接触してセルが内部短
絡に至るのを防止する。また、正極や固体電解質フィル
ムをコーテイングや印刷方式で製膜、積層することによ
り電極および固体電解質フィルムの位置精度が向上し更
に内部短絡防止に有効である。
も一方の電極の周縁部分に電気絶縁性の層を配置するこ
とにより、エッジ部分で対向する正極と負極及び隣合っ
ている固体電解質フィルム同志が接触してセルが内部短
絡に至るのを防止する。また、正極や固体電解質フィル
ムをコーテイングや印刷方式で製膜、積層することによ
り電極および固体電解質フィルムの位置精度が向上し更
に内部短絡防止に有効である。
【０００８】本発明の積層型電池は、電極および固体電
解質フィルムの大きさ、積層された時の位置に誤差があ
っても内部短絡の恐れが無く、信頼性が高くかつ量産に
適した電池である。
解質フィルムの大きさ、積層された時の位置に誤差があ
っても内部短絡の恐れが無く、信頼性が高くかつ量産に
適した電池である。
【０００９】（実施例）以下、本発明の実施例を図面に
基ずいて説明する。図１は本発明に係る積層型リチウム
電池の断面図である。図１に於て１は正極で活物質であ
る二酸化マンガンと導電剤のアセチレンブラックを未硬
化の高分子固体電解質と混合してペーストにし、正極集
電体であるアルミニウム箔２の上にコーテイングまたは
印刷により塗布した後硬化したものである。高分子固体
電解質はポリエーテル系高分子に過塩素酸リチウムを溶
解したものである。正極１の厚みは約１００μｍであ
る。３は高分子固体電解質フィルムで正極に使用したも
のと同一組成の未硬化物質を正極１の上にコーテイング
または印刷により塗布した後硬化したもので厚みは約３
０μｍである。４はリチウム箔から成る負極で、厚みは
約７０μｍで、負極集電体の銅箔５の上に圧着されてい
る。６は正極側に配置された窓枠状電気絶縁層である。
本電気絶縁層６はホットメルト樹脂から成り、正極集電
体のアルミニウム箔２の集縁部分にコーテイングされて
いる。本電気絶縁層６の外側寸法は正極１および固体電
解質フィルム３より若干大きくしてある。リチウム箔４
および銅箔５から成る負極の大きさは、電気絶縁層６の
内側寸法より若干小さくしてあり、電気絶縁層の窓枠の
中に負極がはまり込むようになっている。７、８はステ
ンレス箔から成るケーシングで各々負極および正極端子
を兼ねている。９は熱融着性樹脂から成る封口樹脂でス
テンレス７、８に融着されている。
基ずいて説明する。図１は本発明に係る積層型リチウム
電池の断面図である。図１に於て１は正極で活物質であ
る二酸化マンガンと導電剤のアセチレンブラックを未硬
化の高分子固体電解質と混合してペーストにし、正極集
電体であるアルミニウム箔２の上にコーテイングまたは
印刷により塗布した後硬化したものである。高分子固体
電解質はポリエーテル系高分子に過塩素酸リチウムを溶
解したものである。正極１の厚みは約１００μｍであ
る。３は高分子固体電解質フィルムで正極に使用したも
のと同一組成の未硬化物質を正極１の上にコーテイング
または印刷により塗布した後硬化したもので厚みは約３
０μｍである。４はリチウム箔から成る負極で、厚みは
約７０μｍで、負極集電体の銅箔５の上に圧着されてい
る。６は正極側に配置された窓枠状電気絶縁層である。
本電気絶縁層６はホットメルト樹脂から成り、正極集電
体のアルミニウム箔２の集縁部分にコーテイングされて
いる。本電気絶縁層６の外側寸法は正極１および固体電
解質フィルム３より若干大きくしてある。リチウム箔４
および銅箔５から成る負極の大きさは、電気絶縁層６の
内側寸法より若干小さくしてあり、電気絶縁層の窓枠の
中に負極がはまり込むようになっている。７、８はステ
ンレス箔から成るケーシングで各々負極および正極端子
を兼ねている。９は熱融着性樹脂から成る封口樹脂でス
テンレス７、８に融着されている。
【００１０】前記の実施例では正極をアルミ箔上に塗布
し、所定の寸法に裁断した。また負極はリチウム箔を銅
箔に圧着し、所定の寸法に裁断したものを使用した。し
かし集電体に金属箔に替えて導電性ペースト、負極にリ
チウム箔に替えて粉末状のリチウム合金を使用すること
により積層の工程を全てコーテイング方式にすることが
可能である。すなわち、ステンレス箔の上に炭素とバイ
ンダー樹脂から成る導電性ペーストを塗布した後硬化さ
せる。その上に前記の実施例と同様に正極および固体電
解質フィルムをコーテイングにより積層する。更にリチ
ウムアルミニウム合金粉末と未硬化の高分子固体電解質
を混合して得た負極ペーストを塗布し硬化させる。その
上に前記の導電性ペーストを塗布硬化させる、以下同様
の工程を繰り返すことにより複数の電極および固体電解
質フィルムを積層する。本方式によれば、予め製膜した
後裁断して積層するよりも電極、固体電解質フィルムの
寸法精度、位置精度が向上し更に信頼性の高い品質の電
池を作製することが可能である。
し、所定の寸法に裁断した。また負極はリチウム箔を銅
箔に圧着し、所定の寸法に裁断したものを使用した。し
かし集電体に金属箔に替えて導電性ペースト、負極にリ
チウム箔に替えて粉末状のリチウム合金を使用すること
により積層の工程を全てコーテイング方式にすることが
可能である。すなわち、ステンレス箔の上に炭素とバイ
ンダー樹脂から成る導電性ペーストを塗布した後硬化さ
せる。その上に前記の実施例と同様に正極および固体電
解質フィルムをコーテイングにより積層する。更にリチ
ウムアルミニウム合金粉末と未硬化の高分子固体電解質
を混合して得た負極ペーストを塗布し硬化させる。その
上に前記の導電性ペーストを塗布硬化させる、以下同様
の工程を繰り返すことにより複数の電極および固体電解
質フィルムを積層する。本方式によれば、予め製膜した
後裁断して積層するよりも電極、固体電解質フィルムの
寸法精度、位置精度が向上し更に信頼性の高い品質の電
池を作製することが可能である。
【００１１】（比較例）図２〜図４は従来の積層型電池
の電極及び電解質の積層部分の断面図である。図２に示
した如く電極、電解質、集電体の大きさが全く同じで、
位置の誤差が無ければ内部短絡の恐れは無い。しかし実
際にこのように全く誤差の無いものを量産することは事
実上不可能にちかい。ところで図３や図４に示した如く
大きさ、位置に誤差がある場合、対向している正極と負
極がエッジの部分で接触して短絡する。また固体電解質
フィルム同志の接触によっても短絡するほか、固体電解
質フィルムが正極集電体のアルミニウムに接触するとア
ルミのリチウムによる合金化が起こり、集電体が破壊さ
れる。
の電極及び電解質の積層部分の断面図である。図２に示
した如く電極、電解質、集電体の大きさが全く同じで、
位置の誤差が無ければ内部短絡の恐れは無い。しかし実
際にこのように全く誤差の無いものを量産することは事
実上不可能にちかい。ところで図３や図４に示した如く
大きさ、位置に誤差がある場合、対向している正極と負
極がエッジの部分で接触して短絡する。また固体電解質
フィルム同志の接触によっても短絡するほか、固体電解
質フィルムが正極集電体のアルミニウムに接触するとア
ルミのリチウムによる合金化が起こり、集電体が破壊さ
れる。
【００１２】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る積層型
電池は内部短絡の恐れの無い高い信頼性を有する電池
で、量産にも適した極めて工業的価値の高いものであ
る。
電池は内部短絡の恐れの無い高い信頼性を有する電池
で、量産にも適した極めて工業的価値の高いものであ
る。
【図１】本発明に係る積層型電池の断面図である。
【図２】従来の積層型電池の電極、電解質の積層部分の
断面図である。
断面図である。
【図３】従来の積層型電池の電極、電解質の積層部分の
断面図である。
断面図である。
【図４】従来の積層型電池の電極、電解質の積層部分の
断面図である。
断面図である。
１ 正極 ３ 固体電解質フィルム ４ 負極 ６ 窓枠状電気絶縁層
Claims (4)
- 【請求項１】 高分子固体電解質および正極と負極から
成り、複数の電解質、正極および負極を積層させて成る
リチウム電池に於て、正極と負極の内少なくとも一方の
電極の周縁部に窓枠状の電気絶縁性の層を設けたことを
特徴とする積層型電池。 - 【請求項２】 窓枠状絶縁物層の外側寸法が高分子固体
電解質、正極および負極と等しいか又は大きいことを特
徴とする請求項１記載の積層型電池。 - 【請求項３】 正極と負極の内一方の大きさを、前記窓
枠状絶縁物層の内側寸法と等しいか又は小さくしたこと
を特徴とする請求項１記載の積層型電池。 - 【請求項４】 少なくとも正極、高分子固体電解質層及
び絶縁層をコーテイングまたは印刷法によって形成する
ことを特徴とする請求項１記載の積層型電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4024394A JPH07249403A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 積層型電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4024394A JPH07249403A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 積層型電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249403A true JPH07249403A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12575277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4024394A Pending JPH07249403A (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 積層型電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249403A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006467A1 (en) * | 2003-07-11 | 2005-01-20 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery with an improved safety |
| WO2012114497A1 (ja) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | 固体電池 |
| US10270121B2 (en) | 2013-07-31 | 2019-04-23 | Nec Energy Devices, Ltd. | Secondary battery |
| US10305088B2 (en) | 2013-08-09 | 2019-05-28 | Nec Energy Devices, Ltd. | Secondary battery and method for manufacturing same |
| CN110416630A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 丰田自动车株式会社 | 全固体电池 |
| US12040451B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-07-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Stack-type electrode assembly comprising electrode with insulation layer and lithium secondary battery comprising the same |
| US12126025B2 (en) | 2019-02-01 | 2024-10-22 | Lg Energy Solution, Ltd. | Electrode with insulation film, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery comprising the same |
| US12592454B2 (en) | 2020-09-07 | 2026-03-31 | Samsung Sdi Co., Ltd. | All-solid-state rechargeable battery, stacked rechargeable all-solid-state battery, and manufacturing method thereof |
-
1994
- 1994-03-11 JP JP4024394A patent/JPH07249403A/ja active Pending
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