JPH11317206A - リチウム電池用外装集成体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リチウム蓄電池を高分子材外装に密封し、外
装用積層材内にある保護金属箔との不注意な接触による
電池端子の短絡を避ける。 【解決手段】 平板リチウム蓄電池の端子に熱融着性高
分子材の被膜をつける。被膜は端子の両面に帯状に形成
され、帯状被膜は平板リチウム蓄電池を入れてある多層
高分子ラミネート材の絶縁物内層に、この絶縁物層が開
かれている縁の近くで熱融着される。硬質高融点高分子
材の小さな板が端子につけられた帯状被膜とリチウム蓄
電池を納めている多層ラミネートの縁との間に挿入され
る。高分子材の板の一部が帯状被膜に接して端子面に接
着される。続いて多層高分子ラミネート容器の開かれて
いる縁が封止され、平板リチウム蓄電池が完全に密封さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非水性リチウム蓄電
池に関し、特にリチウム蓄電池の外装に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム蓄電池は軽く、高密度エネルギ
ー源として電子工業による市場需要がある。リチウム蓄
電池のほとんどは、金属リチウムまたはリチウム合金と
して、または、より多くの場合、何らかの形のカーボン
に、あるいはリチウムイオンを内位添加できる化合物に
内位添加されている、リチウム元素を含む負電極すなわ
ち陽極を有する。前記リチウム蓄電池はまた、通常はカ
ルコゲナイド（ＩＶａ族元素、すなわち酸素、硫黄、セ
レン、テルル、ポロニウムとこれらより陽性の金属元素
との化合物）である、構造内にリチウムを取り入れるこ
とのできる正極作用成分としての物質を含む正電極すな
わち陰極も有し、さらにリチウムイオン伝導性の非水性
電解質、及びそれぞれが陽極及び陰極に接触している１
対の電流コレクタを有する。前記リチウム蓄電池にはま
た、前記電極を互いに電気的に分離するための隔離板が
ある。リチウム蓄電池は通常、大気による酸化及び大気
湿度に敏感である。いいかえれば、リチウム蓄電池の電
気的効率を維持するには、リチウム蓄電池は大気中の酸
素、水分及びその他のリチウムイオンに有害な腐食性化
学物質から保護されなければならない。

【０００３】リチウム蓄電池を酸化から保護するには、
例えば、金属容器内に前記蓄電池を納める、または硬質
金属製電流コレクタ板の間あるいはある例では金属箔電
流コレクタの間に前記蓄電池を挿入する、または前記蓄
電池の縁のまわりを絶縁物の枠で固くおさえ、よって前
記リチウム蓄電池を密封し大気による腐食から保護す
る、といったすでに知られた方法がある。

【０００４】１９７８年５月３０日にエイ・エヌ・デイ
（Ａ．Ｎ．Ｄａｙ）等に発行された米国特許第４，０９
２，４６４号に、柔軟な高分子材の容器に密封された電
気化学的電池が記述されている。デイ等の電気化学的電
池は金属リチウム陽極及びクロム酸銀陰極を有し、それ
ぞれの電極はイオン伝導性高分子材の小袋に密封され前
記小袋から出現している端子を有している。前記密閉さ
れた電極は高分子材ラミネートの袋の中におかれ、続い
て前記袋は非水性電解質で満たされる。前記端子には前
記高分子材ラミネートの袋と端子との間を封着させる熱
融着材の被膜がつけられている。リチウム蓄電池は、柔
軟な多層高分子材ラミネートにくるまれた薄膜ないし平
板蓄電池として作られることが多い。酸素及び／または
水分を通さない層からなる外装用ラミネート材で、リチ
ウム蓄電池を外装して酸化により生じる損傷から保護す
るのに利用されているものがいくつか知られている。例
えば、１９９４年７月５日にアール・シー・レイク
（Ｒ．Ｃ．Ｌａｋｅ）に発行された米国特許第５，３２
６，６５２号及び１９９７年６月７日にルーイ（Ｌｏｕ
ｉｅ）等に発行された米国特許第５，５９１，５４０号
に記述されている外装用ラミネート材である。平板リチ
ウム蓄電池は通常、前記電池を充電するためだけでな
く、電源としての使用時に蓄電池を接続するためにも、
端子として用いられる２つの電気伝導性延長部を備えて
いる。上述の特許はいずれも前記蓄電池を外装している
外装用ラミネート材に前記端子を封着する方法に関して
詳細に教示していない。アール・エイ・オースチン
（Ｒ．Ａ．Ａｕｓｔｉｎ）等は、１９９１年３月５日に
発行された米国特許第４，９９７，７３２号で、リチウ
ム箔陽極、酸化バナジウム陰極及びこれらの間の高分子
電解質からなり、熱融着性高分子材の内層を有する水分
を通さない多層材の中に密封された複数の単蓄電池から
なるリチウム蓄電池を記述している。オースチン等の多
層材には、別の熱可塑性高分子材、水分及び酸素遮断層
としての金属箔、及び外層高分子保護層がある。前記多
層ラミネートは互いに、また前記外装された蓄電池の金
属製電流コレクタ端子に、１回の作業で封着されること
は明らかである。オースチン等は前記金属端子と前記熱
融着性内層との間の密着が必要なことに短く触れている
が、いかにして密着が達成されるかについての詳細な説
明はなされていない。前記高分子材ラミネートが熱及び
圧力を加えることにより互いに恒久的に接合できること
は知られているが、タブすなわち前記端子の金属面と高
分子材との間の接合は十分な気密性をもつとはいいがた
く、前記金属と積層プラスチックすなわち高分子材ラミ
ネートとの間を強固に密着させることができなければ、
前記金属−高分子材界面で酸素及び／または水分が蓄電
池外装から中に入ってしまう。

【０００５】リチウム蓄電池の従来の外装で生じるもう
別の欠陥は、保護層の間にある前記金属箔が金属端子す
なわちタブの１つあるいは両方と接触し、蓄電池内で電
気的短絡をおこすことである。このような欠陥は、熱融
着作業で高分子材層が薄くなる、または金属端子の鋭利
な縁が保護層に傷をつけ内部の金属箔に接触する、等の
事故により生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】リチウム蓄電池用高分
子外装材の密封性能において、上述の問題を克服するた
めの改善が求められている。特に、外装用ラミネート材
内部にある保護金属箔との不注意な接触による電池端子
の短絡を避ける方法の創案が求められている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】負極作用物質を含む陽
極、正極作用物質を含む陰極、リチウムイオン伝導性の
非水性電解質、それぞれが陽極及び陰極と接触する第１
及び第２の電流コレクタを有し、前記電流コレクタはさ
らに第１及び第２の外延端子を有し、前記外延端子のそ
れぞれは幅及び１対の対向面並びに前記端子上に被着さ
れた密着性の電気絶縁性帯状被膜を有する、平板リチウ
ム蓄電池を密封するための蓄電池保護用外装集成体が今
では見いだされている。前記帯状被膜は外延端子の前記
幅を覆い、前記第１の電流コレクタと接触している陽極
及び前記第２の電流コレクタと接触している陰極のそれ
ぞれに接している。前記平板リチウム蓄電池を密封する
蓄電池保護用外装集成体は、少なくとも１枚の熱融着性
絶縁物の内層、高分子材の外層、及び前記熱融着性絶縁
物の内層と前記高分子材の外層との間の金属箔を含む、
多層ラミネート容器を含む。前記多層ラミネート容器は
少なくとも１対の向かい合う未封止の縁を有し、密封さ
れる平板リチウム蓄電池の、前記未封止の縁の間まで達
している外延端子上の前記密着性の電気絶縁性帯状被膜
に、この向かい合う未封止の縁を熱融着することができ
る。前記蓄電池用外装集成体はさらに薄い硬質高分子絶
縁物板を含み、各硬質絶縁物板は前記外延端子の幅より
広い幅を有し、一部が前記帯状被膜の末端に接して外延
端子の前記面に接着され、前記密着性の電気絶縁性帯状
被膜の上に部分的に重なっている。前記硬質高分子絶縁
物板は、前記帯状被膜と前記多層ラミネート材の未封止
の縁の１つとの間に達している。前記多層ラミネート材
の熱融着性絶縁物内層を、多層ラミネート容器の前記未
封止の縁に近接して、前記外延蓄電池端子上の密着性の
電気絶縁性帯状被膜のそれぞれに熱融着し、前記未封止
の向かい合う縁を全て互いに熱融着することにより前記
蓄電池外装の密封が完成する。

【０００８】

【発明の実施の形態】平板リチウム蓄電池は高密度エネ
ルギー源と考えられ、多くの応用及び用途を有する。リ
チウム蓄電池の陽極は通常、負極作用剤及びその他普通
の電極部品として、リチウムイオンを内位添加すること
のできる炭素化合物、あるいは同じ機能を果たすその他
の化合物を有している。負極作用成分が金属箔の形状を
した金属リチウムかまたはリチウムを含む合金の場合も
ある。同様にリチウムイオン蓄電池の陰極は、通常の陽
極電極成分と混合した、リチウムイオンを構造内に可逆
的に取り入れることのできる化合物を含む。リチウム蓄
電池はまた、リチウムイオン伝導性の非水性電解質も有
する。平板リチウム蓄電池の前記基本的構成要素は、陽
極及び陰極がそれぞれ金属製電流コレクタに接触するよ
うに配置されるのが普通である。前記金属製電流コレク
タは、平板リチウム蓄電池を再充電するためだけでな
く、前記蓄電池から供給されるエネルギーを利用する装
置と接続されるために設計された、一般に端子とよばれ
る電気伝導性の外延部を有する。前記端子は時に接続電
極、リード、タブ、あるいは接続タブと称され、本説明
では電気端子、あるいは単に端子と称される。平板リチ
ウム蓄電池は四辺形の形状を有すると都合がよいが、ど
のような形でもとることができる。四辺形という言葉は
本説明では少なくとも１つの辺が曲線である形状を含め
て用いられる。

【０００９】リチウム蓄電池は大気による酸化及び水分
に非常に敏感であり、通常何らかの形状の気密容器に密
閉されている。平板リチウム蓄電池は、柔軟な多層高分
子外装材の中に、望ましくは気密に封止されて、封入さ
れることが多い。上記で簡単に述べたように、平板リチ
ウム蓄電池をくるみ、封入するための前記多層材は通常
数層の高分子ラミネート層からなるが、１枚またはそれ
以上の前記高分子材層の表面に接着している有機及び無
機物質層をさらに含むこともある。前記高分子材層の積
層順序は厳密なものではないが、平板リチウム蓄電池に
１番近い少なくとも１枚の高分子材層、すなわち最内層
が電気絶縁性の熱融着性高分子材であるのが普通であ
る。しかし、熱融着性絶縁物内層が１枚より多く前記外
装材に含まれていてもよい。絶縁性の熱融着性層として
最もよく用いられる高分子材の種類は高、中あるいは低
密度ポリエチレン及びポリプロピレンであるが、他にポ
リエチレンアクリル酸共重合体及びポリエチレンメタク
リル酸イオノマーのような化学的等価物あるいは同様の
化合物も用いられる。前記多層外装材はさらに金属箔も
含む。前記金属箔として最もよく用いられるのはアルミ
ニウム箔であるが、アルミニウム合金、銅、及び同様の
加工が容易な金属を用いることもできる。前記金属箔の
機能は、酸素及び水分を遮断すること、すなわち酸化剤
の遮断層としてはたらくことである。前記金属層は高分
子材層表面上に被着されるか、貼り合わされるか、ある
いは押出成形され、よって遮蔽層となるだけでなく支持
体にもなるのが普通である。機械的損傷からの保護する
か、ラベルをつけるか、あるいは識別マークを印刷す
る、等のために、蓄電池外装用の前記多層ラミネート材
の外部表面にさらに熱可塑性高分子材層を有することが
望ましい。薄層に貼り合わせることのできる熱可塑性高
分子材であればどれでも利用できる。内側の面に前記金
属箔をつける高分子材層は熱可塑性高分子材であること
が最も多く、機械的保護の役割も同様に果たす。従っ
て、前記多層ラミネート材は少なくとも３枚の層を含む
が、３枚より多くの層を有することもある。

【００１０】前記外装容器を形成する多層ラミネート材
は、２枚の寸法の等しいラミネート材あるいは折り重ね
られた１枚の細長いラミネート材から構成される。平板
リチウム蓄電池用の前記多層ラミネート容器は、前記折
り重ねられた多層ラミネート材の１ないし２対の対応す
る縁、または前記同寸法のラミネート材の２ないし３対
の向かい合う縁を、既知の方法で熱融着することにより
通常得られる。上述のラミネート容器のいずれにおいて
も、多層ラミネート容器の少なくとも１対の向かい合う
縁が未封止のまま残される。リチウム蓄電池は上記で得
られた多層ラミネート容器内におかれ、２つの端子が１
対の未封止の向かい合う縁の間まで達しているか、ある
いは１つの端子が１対の未封止の向かい合う縁の間まで
達し、もう一方の端子が前記多層ラミネート容器の別の
１対の未封止の向かい合う縁の間まで達している。続い
て前記端子は前記多層ラミネート容器の未封止の縁に近
接して前記熱融着性絶縁物内層に、以下に述べる方法で
封着される。しかし、初めに前記端子の前記熱融着性絶
縁体内層への熱融着に着手し、次いで前記リチウム蓄電
池の完全な密閉のために残りの縁の熱融着にとりかかる
ことも可能である。上述の作業順序は便宜によってのみ
決められる。

【００１１】多層容器内に満足のいくように密封された
平板リチウム蓄電池を得るためには、前記金属製電流コ
レクタ端子のそれぞれの面に密着性の電気絶縁性帯状被
膜を被覆すると有利であることがわかった。前記帯状被
膜は、熱融着が施されるときに前記絶縁性内層との接合
すなわち融着を生じさせるために相互作用できるだけで
なく、前記端子の金属表面とも強固に密着することが重
要である。前記密着性の帯状被膜は前記電流コレクタが
リチウムイオン蓄電池の陽極あるいは陰極と接触する領
域に近接して、前記端子の幅いっぱいにまた端子の両面
に施される。前記帯状被膜の長さすなわち奥行きは便宜
により決められるが、通常は端子幅より大きく、前記幅
の２ないし３倍にもなっていてよい。対金属密着性の、
熱融着性で電気絶縁性の帯状被膜として最も適した高分
子化合物は、エチレンメタクリル酸共重合体、ポリエチ
レンメタクリル酸イオノマー及びポリエチレン、あるい
はその他の適当なポリエチレンまたはポリプロピレン誘
導体である。しかし、前記の対金属密着性で電気絶縁性
の化合物の化学的等価物で上記の化合物を置き換えるこ
ともできる。

【００１２】熱融着作業温度は前記密着性の電気絶縁性
帯状被膜及びこれに接合するように考えられてある前記
絶縁性高分子材層のそれぞれの融点に依存するが、９０
ないし１４０℃の範囲であれば都合がよい。いいかえれ
ば、前記多層ラミネート容器の電気絶縁性内層の融点及
び電池端子の前記被膜を形成する高分子化合物の融点
は、１３５℃より低いことが望ましいが、少なくとも前
記熱融着温度よりは低くなければならない。

【００１３】平板リチウム蓄電池の前記電流コレクタは
通常、金属の薄板または箔、あるいは金属の網または格
子である。電気伝導性高分子材層が使われる例もある。
電流コレクタの目的は、比較的広い高電気伝導性の表面
で前記電極材と接触することである。この問題の解決策
はすでに知られている。前記帯状被膜は、後に前記電流
コレクタに溶接される細長い金属片に施されるか、ある
いは前記電流コレクタがコレクタから外延する同じ金属
の細長い片を有し、帯状被膜はこの細長い金属辺に施さ
れる。金属製電流コレクタは通常、銅、ニッケル、アル
ミニウム、及び銅合金、ニッケル合金及びアルミニウム
合金、並びにステンレス鋼で作られる。前記電気端子
は、銅、ニッケル、アルミニウム、及びこれらの合金片
であることが最も多い。前記端子がステンレス鋼の例も
ある。

【００１４】前記端子の幅より大きい幅と、前記密着性
の電気絶縁性帯状被膜の長さよりは短い使いやすい長さ
を有する、１枚の硬質で電気絶縁性の高分子材すなわち
プラスチックの薄板が、前記硬質電気絶縁性プラスチッ
ク薄板の一部は前記金属面には接着されずに前記帯状被
膜の前記電極から遠い方の端に上から重なり、よって密
着性の電気絶縁性帯状被膜に上から重なるように、各端
子のそれぞれの面の帯状被膜に接して端子の金属面に接
着される。上記の配置の概略を図１ａに示す。これは金
属端子片１０の１つの面の上面である。金属端子片１０
に接合された、蓄電池電極すなわち陽極または陰極１４
と接触している電流コレクタ１２の断片が示されてい
る。端子片１０は、電流コレクタ１２の外延であるか、
あるいは継目１６での電流コレクタへの溶接を選択して
もよい。溶接継目１６は、前記端子及び前記電流コレク
タが単一のものではないときにのみ必要となることに注
意が必要である。陽極または陰極１４、あるいは前記被
選択性の溶接継目１６に接して、破線で示される末端２
４を有する、密着性の電気絶縁性帯状被膜１８がある。
硬質高分子電気絶縁物薄板２０が密着性の電気絶縁性帯
状被膜１８に部分的に上から重なっている。帯状被膜末
端２４と硬質高分子電気絶縁物薄板端２２との間にわた
る、硬質高分子電気絶縁物薄板２０の帯状被膜１８に上
から重なっている部分が示される。硬質高分子電気絶縁
物薄板２０の第１の部分は、通常の方法で前記金属端子
片１０に接着される。前記硬質電気絶縁物薄板は、市場
で“カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）”（商標）として知ら
れ、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社で製造されているポリ
イミド化合物で作られることが望ましい。テフロン（Ｐ
ＴＦＥ）、硬質ポリエステル、ナイロン、高密度ポリプ
ロピレン、ポリ弗化ビニリデン及びその他の高融点高分
子材または共重合体で前記ポリイミド化合物を置き換え
ることもできる。ワニスをかけたかあるいは高分子材で
被覆した堅い小さな紙を前記硬質絶縁物薄板として利用
している例もある。硬質絶縁物薄板として用いられる高
分子材は融点が１４５℃より高く、いかなる場合でも、
前記熱融着作業温度より少なくとも１０℃はうわまわっ
ていることが望ましい。

【００１５】前記密着性の電気絶縁性帯状被膜は通常の
被膜形成方法あるいは押出成形により得られる。多層ラ
ミネート材の中に平板リチウム蓄電池を入れる前に、前
記端子片に被膜がつけられる。前記帯状被膜の形成に続
いて、前記硬質絶縁物薄板を前記端子片に接着する。

【００１６】リチウムイオン蓄電池を封入する前記多層
ラミネート材の通常は最内層である熱融着性高分子絶縁
物層は、前記密着性の電気絶縁性帯状被膜の前記電極
（すなわち陽極または陰極）に接する端と前記硬質高分
子絶縁物薄板の前記重なり部分との間の連続溶接封止で
帯状被膜に封着される。図１ｂは、金属端子片１０の１
つの面の側面の概略図であり、溶接封止部２８で密着性
帯状被膜１８に封着されている、熱融着性高分子絶縁物
内層２６の一部を示している。前記熱融着性絶縁物層が
前記溶接封止部の先に伸びる長さは便宜によって決めら
れるが、前記熱融着性層を前記密着性の電気絶縁性帯状
被膜に封着している溶接封止部２８は多層ラミネート材
の未封止縁３２に近接して設けられることに注意が必要
である。多層ラミネート材３０に含まれるその他の絶縁
性層及び保護層の一部は省略されているが、前記その他
の層の全てが未封止縁３２まで伸びていることは当然で
ある。前記その他の層は、溶接封止形成部２８を明瞭に
示すだけのために、全長にわたっては図１ｂに示されて
いない。さらに、熱融着性絶縁物内層２６を含む多層ラ
ミネート材３０は前記リチウム蓄電池の残り部分を封入
するために反対方向にも広がっていることにも注意が必
要である。硬質絶縁性高分子材薄板２０の前記重なり部
は密着性の帯状絶縁性被覆１８と熱融着性高分子層材２
６との間にあることが示されている。図１ａと同じ要素
は同じ数字で表されている。

【００１７】完全に外装され密封された平板リチウム蓄
電池を得るために、多層ラミネート容器の前記未封止の
向かい合う縁が全て互いに封着される。この最終封止作
業は前記熱融着性層の前記端子につけられた帯状被膜へ
の封着と同時に、あるいは前記封着に引き続いて行われ
る。前記外装され密封されたリチウム蓄電池から伸びる
蓄電池端子の長さは便宜によって決められる。

【００１８】金属端子片の１つの面に接着された硬質高
分子絶縁物薄板は、端子幅より外側に広がる側端で端子
片のもう一方の面上の硬質高分子材薄板と接合され、よ
って硬質高分子絶縁物のスリーブを形成する。

【００１９】

【実施例】厚さ１２５μｍ、幅７ｍｍのニッケル片の両
面に、ポリエチレンメタクリレートを通常の方法で長さ
２１ｍｍの帯状に被覆した。長さ１０ｍｍ，幅８ｍｍの
“カプトン”（デュポン社で作られているポリイミド）
薄板を、前記１０ｍｍ長の“カプトン”薄板の約半分が
前記帯状ポリエチレンメタクリレートに上から重なるよ
うに、帯状ポリエチレンメタクリレート被膜の一端に近
接して、前記ニッケル片の両面に接着した。続いて前記
ニッケル片を、両面に“カプトン”シートがついている
端に対向する端で、通常のリチウム蓄電池混合陽極剤を
含む厚さ１５０μｍのグラファイト層をつけた銅薄板に
溶接した。リチウムイオンを含む固体高分子電解質層を
前記陽極層の上面においた。正極作用材としてリチオ化
酸化コバルトを含む陰極層を、厚さ１５０μｍ、幅７ｍ
ｍのアルミニウム薄板に塗布し、同様の帯状ポリエチレ
ンメタクリレート被膜を有し“カプトン”薄板が同様に
接着されている、厚さ１４０μｍのアルミニウム片を前
記混合陰極剤がついたアルミニウム薄板に溶接した。大
きさが１１０ｍｍ×１２０ｍｍで、グラファイトを含む
陽極とリチウムイオンを含む固体高分子電解質とリチオ
化酸化コバルトをつけた陰極とが同じ大きさの銅及びア
ルミニウム薄板にサンドイッチされ、上述したようにニ
ッケル及びアルミニウム端子を有し、それぞれの端子に
は両面に帯状ポリエチレンメタクリレート被膜及び部分
的に重なる硬質カプトン薄板がついている、平板リチウ
ム蓄電池を組み立てた。続いて前記平板リチウム蓄電池
を、折り重ね多層高分子ラミネート材の中に入れた。こ
の折り重ね多層高分子ラミネート材は、１対の向かい合
う平行する縁が先に熱融着されて、２辺が閉じられた容
器になっている。２つのリチウム蓄電池端子はそれぞ
れ、前記多層ラミネート容器の対向する辺にある未封止
縁のそれぞれの対の間まで達するようにした。前記多層
ラミネート材は、中密度ポリエチレン絶縁物内層と、高
密度ポリエチレン外層と、アルミニウム遮断層が前記中
密度及び高密度ポリエチレン層の間になるように前記高
密度ポリエチレン外層の内側になる面に被着されたアル
ミニウム箔で構成した。各ポリエチレン層の厚さはほぼ
２５μｍであった。続いて、前記多層ポリエチレンラミ
ネート材の内側に面している層の前記未封止縁に近い適
当な部分を、前記端子につけられた帯状ポリエチレンメ
タクリレート被膜の露出部分、すなわち“カプトン”が
重なっていない部分に、通常の方法により熱融着した。
前記平板リチウム蓄電池を入れている多層ラミネート容
器の対向する辺にある前記未封止の縁も互いに封着し
た。こうして、多層ポリエチレンラミネートシートで外
装され密封された平板リチウム蓄電池を得た。

【００２０】１個の電気化学的単蓄電池からなる平板リ
チウム蓄電池の外装及び密封に関する上記の説明は、積
層リチウム蓄電池の外装に応用するために拡張できる。
前記積層蓄電池は一般に、並列または直列に接続され
た、数個のリチウム単蓄電池から構成される。すなわち
板面に電極がつけられた１対の単一薄板電流コレクタの
間に並列配置で数個のリチウム単蓄電池があり、このリ
チウム単蓄電池列が重ねられて、電気端子が２つしかな
い１個の積層蓄電池が作られる。前記電極間にリチウム
イオンを含む固体高分子電解質を有する前記重ねられた
電極列、すなわちいくつかの端子を有する多重単蓄電池
構成は外装され、前記端子は上記で詳細に説明した方法
と全く同様の方法で前記熱融着性ラミネート層に熱融着
される。

【００２１】本発明を望ましい実施の形態を参照して説
明したが、当業者には容易に理解できるように、本発明
の精神及び範囲に反することなく、変形及び変更がなさ
れうることは当然である。そのような変形及び変更は本
発明及び特許請求の範囲の請求項及び範囲内にあると見
なされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは本発明に従う電流コレクタの外延端子の１
つの面の上面を示す略図、またｂは外延蓄電池端子の１
つの面にある密着性の電気絶縁性帯状被膜に熱融着され
た多層ラミネートの側断面を示す略図

【符号の説明】

１０ 金属端子板 １２ 電流コレクタ １４ 陽極（または陰極） １６ 溶接継目 １８ 密着性の電気絶縁性帯状被膜 ２０ 硬質高分子絶縁物薄板 ２２ 硬質高分子絶縁物薄板端 ２４ 帯状被膜末端 ２６ 熱融着性高分子絶縁物内層 ２８ 溶接封止部 ３０ 多層ラミネート材 ３２ 多層ラミネート材の未封止縁

フロントページの続き (72)発明者 サンカー ダスガプタ カナダ国 エム６ケー １ダブリュ８ オ ンタリオ州 トロント ハンナ アヴェニ ュー 21 ユニット 10 ケアオブ エレ クトロフュエル インコーポレイテッド (72)発明者 ジェイムズ ケー ジャコブス カナダ国 オンタリオ州 トロント アル バニー アヴェニュー 69

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのリチウム蓄電池を密封
   するための電池用外装集成体において： ｉ） 負極作用物質を含む陽極と、正極作用物質を含む
   陰極と、リチウムイオン伝導性の非水性電解質と、前記
   陽極及び陰極にそれぞれ接触する第１及び第２の電流コ
   レクタとを有し、前記第１及び前記第２の電流コレクタ
   は第１及び第２の外延端子を有し、前記外延端子のそれ
   ぞれは幅及び１対の対向する面を有し、前記第１及び第
   ２の外延端子のそれぞれは前記対向する面のそれぞれに
   前記外延端子の前記幅を覆う密着性の電気絶縁性帯状被
   膜を有し、前記密着性の電気絶縁性帯状被膜はそれぞれ
   前記第１の電流コレクタに接触する前記陽極及び前記第
   ２の電流コレクタに接触する前記陰極に接して位置し、
   前記密着性の電気絶縁性帯状被膜は末端を有する、平板
   リチウム蓄電池； ｉｉ） 少なくとも１枚の熱融着性絶縁物の内層と、高
   分子材の外層と、前記熱融着性絶縁物内層と前記高分子
   材外層との間の金属箔とを含む多層ラミネート材で、前
   記多層ラミネート材は前記平板リチウム蓄電池を囲む容
   器を形成し、前記容器は少なくとも１対の封止されてい
   ない向かい合う縁と少なくとも１対の封止された向かい
   合う縁を有し、前記外延端子は前記少なくとも１対の封
   止されていない向かい合う縁の間まで達しており、前記
   少なくとも１枚の熱融着性絶縁物内層が前記密着性の電
   気絶縁性帯状被膜に熱融着されることが可能である、多
   層ラミネート材；及び ｉｉｉ） 前記外延端子の前記幅を上回る幅を有する硬
   質高分子絶縁物の薄板で、前記硬質高分子絶縁物薄板の
   第１の部分が前記密着性の電気絶縁性帯状被膜の前記末
   端に接して前記外延端子の前記面に接着され、前記硬質
   高分子絶縁物薄板の第２の部分が前記密着性の電気絶縁
   性帯状被膜の前記末端に上から重なり、よって前記硬質
   高分子絶縁物薄板は前記多層ラミネート容器の前記少な
   くとも１つの封止されていない縁と前記密着性の電気絶
   縁性帯状被膜との間まで達することが可能である、硬質
   高分子絶縁物薄板、を含むことを特徴とする少なくとも
   １つのリチウム蓄電池を密封するための電池用外装集成
   体。
2. 【請求項２】 前記外延端子の前記対向する面の１つに
   接着された前記第１の部分を有する前記硬質高分子絶縁
   物薄板が前記外延端子のもう一方の対向面に接着された
   前記硬質高分子絶縁物薄板に接合され、よって前記多層
   ラミネート容器の前記少なくとも１対の封止されていな
   い向かい合う縁と前記外延端子の前記対向する面のそれ
   ぞれの前記密着性の電気絶縁性帯状被膜との間に達する
   ことが可能な硬質高分子絶縁物のスリーブを形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の電池用外装集成体。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の電流コレクタが銅、
   ニッケル、アルミニウム及びこれらの合金並びにステン
   レス鋼からなる群から選ばれる金属から作られることを
   特徴とする請求項１記載の電池用外装集成体。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２の電流コレクタの前記
   第１及び第２の外延端子が銅、ニッケル、アルミニウム
   及びこれらの合金からなる群から選ばれる金属で作られ
   ることを特徴とする請求項１記載の電池用外装集成体。
5. 【請求項５】 前記密着性の電気絶縁性帯状被膜がエチ
   レンメタクリル酸共重合体、ポリエチレンメタクリル酸
   イオノマー及びポリエチレンからなる群から選ばれる化
   合物で作られることを特徴とする請求項１記載の電池用
   外装集成体。
6. 【請求項６】 前記少なくとも１枚の熱融着性絶縁物内
   層がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンメタ
   クリル酸イオノマー及びポリエチレンアクリル酸共重合
   体からなる群から選ばれる高分子材の薄いシートである
   ことを特徴とする請求項１記載の電池用外装集成体。
7. 【請求項７】 前記硬質高分子絶縁物薄板がポリイミ
   ド、ポリエーテルケトン、テフロン、ナイロン、ポリエ
   ステル、ポリ弗化ビニリデン及びポリビニリデン共重合
   体からなる群から選ばれる化合物で作られることを特徴
   とする請求項１記載の電池用外装集成体。
8. 【請求項８】 前記熱融着性絶縁物内層と前記高分子材
   外層との間にある前記金属箔がアルミニウムであること
   を特徴とする請求項１記載の電池用外装集成体。
9. 【請求項９】 前記多層ラミネート容器が３対の封止さ
   れた向かい合う縁と１対の封止されていない向かい合う
   縁を有する四辺形であることを特徴とする請求項１記載
   の電池用外装集成体。
10. 【請求項１０】 前記多層ラミネート容器が平行な辺を
    有する細長い多層ラミネート材を折り重ね２対の対向す
    る平行な辺を封止することにより形成され、よって閉じ
    られた３辺と１対の封止されていない向かい合う縁を有
    する１辺を有することを特徴とする請求項１記載の電池
    用外装集成体。
11. 【請求項１１】 前記多層ラミネート容器が２対の封止
    された対向する辺と２対の封止されていない対向する辺
    を有する四辺形であることを特徴とする請求項１記載の
    電池用外装集成体。
12. 【請求項１２】 前記多層ラミネート容器が平行する縁
    を有する細長い多層ラミネートを折り重ね１対の向かい
    合う平行な縁を封止することにより形成され、よって閉
    じられた２辺と２対の封止されていない向かい合う縁を
    有することを特徴とする請求項１記載の電池外装用集成
    体。
13. 【請求項１３】 前記熱融着性絶縁物内層の前記密着性
    の電気絶縁性帯状被膜への熱融着温度が前記硬質高分子
    絶縁物薄板の融点より低いことを特徴とする請求項１記
    載の電池用外装集成体。
14. 【請求項１４】 電池用外装集成体で少なくとも１つの
    平板リチウム蓄電池を外装する方法において、前記平板
    リチウム蓄電池が負極作用物質を含む陽極と、正極作用
    物質を含む陰極と、リチウムイオン伝導性の非水性電解
    質と、前記陽極及び前記陰極にそれぞれ接触する第１及
    び第２の電流コレクタとを有し、前記電流コレクタは第
    １及び第２の外延端子を有し、前記外延端子のそれぞれ
    は幅及び１対の対向する面を有しており： ｉ） 前記第１の電流コレクタに接触する前記陽極及び
    前記第２の電流コレクタに接触する前記陰極にそれぞれ
    接し、前記外延端子の前記幅にわたって広がり、末端を
    有する、密着性の電気絶縁性帯状皮膜を前記外延端子の
    それぞれの前記対向する面のそれぞれに被覆する工程； ｉｉ） 前記外延端子の前記幅を上回る幅を有する、硬
    質高分子絶縁物薄板の第１の部分は前記密着性の電気絶
    縁性帯状皮膜の前記末端に接し、前記硬質高分子絶縁物
    薄板の第２の部分は前記密着性の電気絶縁性帯状皮膜の
    前記末端の上に重なるように、前記硬質高分子絶縁物薄
    板の第１の部分を前記外延端子の前記対向する面のそれ
    ぞれに接着する工程； ｉｉｉ） 平板リチウム蓄電池を、少なくとも１枚の熱
    融着性絶縁物内層と、高分子材外層と、前記熱融着性絶
    縁物内層と前記高分子材外層との間の金属箔とを含み、
    少なくとも１対の封止されていない向かい合う縁を有す
    る、多層ラミネート容器の中に、前記平板リチウム蓄電
    池の前記外延端子が前記少なくとも１対の封止されてい
    ない向かい合う縁の間まで達するようにして入れる工
    程： ｉｖ） 前記少なくとも１枚の熱融着性絶縁物内層を前
    記密着性の電気絶縁性帯状皮膜に熱融着し、よって前記
    硬質高分子絶縁物薄板の前記重なり部分が前記密着性の
    電気的絶縁性帯状被膜と前記多層ラミネート容器の前記
    少なくとも１つの封止されていない縁との間の熱融着接
    合部に近接して広がるように、前記多層ラミネート容器
    の前記少なくとも１つの封止されていない縁に近接して
    前記熱融着接合部を得る工程；及び ｖ） 前記封止されていない向かい合う縁を互いに封着
    し、よって前記平板リチウム蓄電池を前記多層ラミネー
    ト容器内に完全に密封する工程、を含むことを特徴とす
    る方法。