JPH1055792A - 薄形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内圧が上昇した時に円滑にガスを放出するこ
とができる薄形電池を得る。 【解決手段】 発電要素２を被包する外装フィルム１の
接着部４の一部に剥離強度の小さい箇所５を設け、かつ
この剥離強度の小さい箇所５を接着部４の外側で小さ
く、内側で大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄形電池に関するも
ので、さらに詳しく言えば、発電要素が外装フィルムに
よって被包され、電池内に発生したガスによって電池の
内圧が上昇した時、このガスを外部に放出できる構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯用電子機器の小型化、多機能
化により、その電源として使用される電池はリチウム電
池を中心に小型軽量化、大容量化が進み、これらの電池
が使用される期間も５〜１０年に及ぶものが目立ってき
ている。

【０００３】このような傾向に対し、電池を構成する電
極材料、セパレータ、電解液といった発電要素の改良や
パッケージの薄型化、軽量化に関する種々の提案がなさ
れる一方で、長期間に渡って高い信頼性が維持できる封
口機能に関する提案もなされている。

【０００４】上記した封口機能は、リチウム電池の場
合、外部からの水分や酸素が封口部を介して侵入しない
ように、また電解液が封口部を介して逸散しないように
する機能であり、具体的には、発電要素を被包する外装
フィルムに、アルミニウム等の金属箔を介在させて、外
面にナイロンやポリエチレンテレフタレートなどの機械
的強度の強い樹脂を、内面にポリプロピレンやポリエチ
レンなどの融着性にすぐれ、水分や酸素の透過しにくい
樹脂を配置したラミネートフィルムを使用することが知
られている。

【０００５】また、上記した封口機能は、電池内に発生
したガスによって電池の内圧が上昇した時にこのガスを
外部に放出できる機能でもあり、具体的には、特開平５
−１３０６１号公報に記載されたようなものがある。前
記公報に記載されたものによれば、正極活物質１、電解
質２、負極活物質３を層状に重ねた発電要素の上下に集
電体を兼ねる端子板４，５を配置し、この端子板４，５
の周縁部を電気絶縁性の封口体６によって封口し、この
封口体６と端子板４，５との接着強度を局部的に小に
し、この部分からガスが放出されるようにする構造が開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した外装フィルム
にラミネートフィルムを使用したものは、電池を薄形化
し、小型化、軽量化できる点では有利であるが、リチウ
ム電池のように、外部からの水分や酸素の侵入を阻止
し、電解液が逸散しないようにする機能と、電池の内圧
の上昇時にガスを外部に放出する機能とが求められる場
合には、特開平５−１３０６１号公報に記載されたよう
に外装フィルム同士を接着すると、電池の内圧が上昇し
た時に接着部が剥離することがあり、電池の信頼性を維
持することが困難であるという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、発電要素が外装フィルム同
士を接着することによって被包された薄形電池におい
て、前記外装フィルムの接着部の一部に剥離強度の小さ
い箇所を設け、かつこの剥離強度の小さい箇所を接着部
の外側で小さく内側で大きくしたことを特徴とするもの
であり、これにより、電池の内圧が上昇した時にこの剥
離強度の小さい箇所に内圧が集中してガスの放出を円滑
に行うことができる。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の薄形電池において、剥離強度の小さい箇所はＪＩＳ
（Ｋ６８５４）で規定されたＴ形剥離試験による剥離強
度が２ｋｇ以上、１０ｋｇ以下であることを特徴とする
ものであり、これにより、通常使用時に加わる曲げ、振
動、衝撃によっても接着が破壊されることはなく、また
パッケージが膨れるほど内圧が上昇してもガスが放出さ
れないということもない。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の薄形電池において、外装フィルムの接着部
は溶融性樹脂の接着によって形成し、剥離強度の小さい
箇所は前記溶融性樹脂に非溶融性物質を介在させて形成
したことを特徴とするものであり、これにより、剥離強
度の小さい箇所を容易に形成することができる。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の薄形電池において、外装フィルムの接着部
は熱溶融性樹脂の接着によって形成し、剥離強度の小さ
い箇所は前記熱溶融性樹脂の加熱を他の接着部より低い
温度で行うことによって形成したことを特徴とするもの
であり、これにより、剥離強度の小さい箇所を容易に形
成することができる。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の薄形電池において、剥離強度の小さい箇所
は外装フィルムの未接着部とすることによって形成した
ことを特徴とするものであり、これにより、剥離強度の
小さい箇所を容易に形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施の形態に係る薄
形電池の一部切欠き平面図で、その特徴は、外装フィル
ム１に、アルミニウムからなる金属箔を介在させて、外
面にナイロンまたはポリエチレンテレフタレートを、内
面にポリプロピレンまたはポリエチレンを配置したラミ
ネートフィルムを使用し、この外装フィルム１を袋状に
して中に発電要素２を挿入し、開口端３を溶融性樹脂の
接着することによって発電要素２を被包し、開口端３の
接着部４の一部に形成する、剥離強度の小さい箇所５
を、非溶融性物質を介在させることによって設けたこと
である。

【００１４】前記第１の実施の形態では、剥離強度の小
さい箇所５を、非溶融性物質としてのニッケル箔５１を
接着部４の一部に介在させることによって設けることが
できる。

【００１５】図２は本発明の第２の実施の形態に係る薄
形電池の一部切欠き平面図で、その特徴は、前記第１の
実施の形態で使用した外装フィルム１を袋状にして中に
発電要素２を挿入し、開口端３を熱溶融性樹脂を接着す
ることによって発電要素２を被包し、開口端３の接着部
４の一部に形成する、剥離強度の小さい箇所５を、前記
熱溶融性樹脂の加熱を他の接着部より低い温度で行うこ
とによって設けたことである。

【００１６】前記第２の実施の形態では、剥離強度の小
さい箇所５を、最初に接着部４全体を熱溶融樹脂の軟化
点以上で融点以下の温度に加熱し、次に剥離強度の小さ
い箇所５以外の箇所を熱溶融樹脂の融点以上の温度に加
熱することによって設けることができる。

【００１７】図３は本発明の第３の実施の形態に係る薄
形電池の一部切欠き平面図（ａ）および要部断面図
（ｂ）で、その特徴は、前記第１の実施の形態で使用し
た外装フィルム１を袋状にして中に発電要素２を挿入
し、開口端３を接着することによって発電要素２を被包
し、開口端３の接着部４の一部に形成する、剥離強度の
小さい箇所５を、外装フィルム１の未接着部とすること
によって設けたことである。

【００１８】前記第３の実施の形態では、開口端３の接
着は前記第１の実施の形態と同様にすれば、剥離強度の
小さい箇所５を、溶融性樹脂を配さなければよく、前記
第２の実施の形態と同様にすれば、剥離強度の小さい箇
所５を、断熱材を配することによって設けることができ
る。

【００１９】また、前記第３の実施の形態では、外装フ
ィルム１の未接着部の幅を外側で小さく内側で大きくす
るとともに、厚みｄを外側で小さく内側で大きくすれ
ば、内圧が集中しやすくなり、内圧の上昇時にガスの放
出が円滑に行われる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）内側からポリプロピレン／アルミニウム／
ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレンの順にラ
ミネートされた４層ラミネートフィルムからなる外装フ
ィルム１を袋状にし、中に発電要素２を挿入して開口端
３の接着部４の一部に非溶融性物質としての厚さが５０
μｍの三角形のニッケル箔を介在させ、接着部４の全面
に熱板を当てて２００〜２２０℃に加熱して封口した電
池を作製し、９０Ｒの曲げ試験と過充電試験を行ったと
ころ、曲げ試験では１００回の繰り返し曲げを経ても接
着破壊は生じず、過充電試験では接着部４の剥離強度の
小さい箇所５からガスが発生したことは認められたが、
膨れの発生は認められなかった。また、同材質の４層ラ
ミネートフィルムの間に同じニッケル箔を介在させて接
着したサンプルピースについてＴ形剥離試験を行ったと
ころ、剥離強度は６〜７ｋｇであった。

【００２１】（実施例２）実施例１と同じ外装フィルム
１を袋状にし、中に発電要素２を挿入して開口端３の接
着部４の全面に熱板を当てて接着部４全面を１３０〜１
４０℃に加熱して接着した後、剥離強度の小さい箇所５
に熱板が当たらないようにして２００〜２２０℃に加熱
して封口した電池を作製し、実施例１と同じ曲げ試験と
過充電試験を行ったところ、実施例１と同じ結果が得ら
れた。また、同材質の４層ラミネートフィルムを同条件
で接着した２種類のサンプルピースについて、Ｔ形剥離
試験を行ったところ、１３０〜１４０℃に加熱したもの
の剥離強度は３〜４ｋｇ、２００〜２２０℃に加熱した
ものの剥離強度は１４〜１７ｋｇであった。

【００２２】（実施例３）実施例１と同じ外装フィルム
１を袋状にし、中に発電要素２を挿入して開口端３の接
着部４の剥離強度の小さい箇所５に熱板が当たらないよ
うにして２００〜２２０℃に加熱して封口した電池を作
製し、実施例１と同じ曲げ試験と過充電試験行ったとこ
ろ、実施例１と同じ結果が得られた。

【００２３】（比較例１）接着部４全面を２００〜２２
０℃に加熱して接着した以外は実施例２と同一条件とし
て電池を作製し、実施例１と同じ曲げ試験と過充電試験
を行ったところ、曲げ試験では接着破壊は生じなかった
が、過充電試験では膨れが発生した。

【００２４】（比較例２）最初の接着時の温度を１２０
℃とした以外は実施例２と同一の条件として電池を作製
し、実施例１と同じ曲げ試験を行ったところ、数回の曲
げで接着破壊が発生し、同条件で作製したサンプルピー
スをＴ形剥離試験に供したところ、剥離強度は０．５〜
１．５ｋｇであった。

【００２５】（比較例３）剥離強度の小さい箇所５の形
状を矩形とした以外は実施例１と同一の条件として電池
を作製し、実施例１と同じ曲げ試験と過充電試験を行っ
たところ、曲げ試験では接着破壊が生じなかったが、過
充電試験では膨れが発生した。

【００２６】上記した実施例と比較例から、接着部４を
ＪＩＳ（Ｋ６８４５）によるＴ形剥離試験に供し、その
剥離強度が約２ｋｇ以下では通常使用され得る曲げで接
着破壊が生じ、約１０ｋｇ以上ではガスの放出が円滑に
行えないために膨れが発生することがわかった。また、
接着部４の剥離強度の小さい箇所５を接着部の外側で小
さく内側で大きくすると、よりガスの放出が円滑に行え
ることがわかった。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の薄形電池は
内圧が上昇した時に円滑にガスを放出することができ、
信頼性や安全性の点ですぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄形電池の一
部切欠き平面図である。

【図２】同第２の実施の形態に係る薄形電池の一部切欠
き平面図である。

【図３】同第３の実施の形態に係る薄形電池の一部切欠
き平面図（ａ）および要部断面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１ 外装フィルム ２ 発電要素 ３ 開口端 ４ 接着部 ５ 剥離強度の小さい箇所

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電要素が外装フィルム同士を接着する
   ことによって被包された薄形電池において、前記外装フ
   ィルムの接着部の一部に剥離強度の小さい箇所を設け、
   かつこの剥離強度の小さい箇所を接着部の外側で小さく
   内側で大きくしたことを特徴とする薄形電池。
2. 【請求項２】 請求項１記載の薄形電池において、剥離
   強度の小さい箇所はＪＩＳ（Ｋ６８５４）で規定された
   Ｔ形剥離試験による剥離強度が２ｋｇ以上、１０ｋｇ以
   下であることを特徴とする薄形電池。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の薄形電池におい
   て、外装フィルムの接着部は溶融性樹脂の接着によって
   形成し、剥離強度の小さい箇所は前記溶融性樹脂に非溶
   融性物質を介在させて形成したことを特徴とする薄形電
   池。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の薄形電池におい
   て、外装フィルムの接着部は熱溶融性樹脂の接着によっ
   て形成し、剥離強度の小さい箇所は前記熱溶融性樹脂の
   加熱を他の接着部より低い温度で行うことによって形成
   したことを特徴とする薄形電池。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載の薄形電池におい
   て、剥離強度の小さい箇所は外装フィルムの未接着部と
   することによって形成したことを特徴とする薄形電池。