JPS60220553A - 扁平型非水電解液電池 - Google Patents

扁平型非水電解液電池

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JPS60220553A
JPS60220553A JP59076114A JP7611484A JPS60220553A JP S60220553 A JPS60220553 A JP S60220553A JP 59076114 A JP59076114 A JP 59076114A JP 7611484 A JP7611484 A JP 7611484A JP S60220553 A JPS60220553 A JP S60220553A
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JP
Japan
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battery
resin
heat
carboxyl group
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JP59076114A
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English (en)
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Ryoji Okazaki
良二 岡崎
Shigeo Kobayashi
茂雄 小林
Takeo Ohira
猛雄 大平
Yutaka Iwasaki
裕 岩崎
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Toppan Inc
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193Organic material
    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
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    • H01M50/548Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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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】 産業上の利用分有′ 本発明は熱溶着性シール材により扁平な発電要素を密封
する少くとも1個の素電池からなる扁平型非水電解液電
池の改良に係るものである。
従来例の構成とその問題点 近年、各種電子機器の多様化に伴い、電池の形状も小形
化、さらには薄形化へと多様化している。
薄形化を実現するためには発電要素の構成法も重要な課
題であるが、電池あるいは素電池の密封方式も一層重要
な技術課題である。従来、円筒形電池やボタン形電池の
ように、電池容器と電池蓋との間にガスケットを介在さ
せて電池容器の開口端の内方への折りまげにより密封す
る方法では、容器や蓋、及びガスケットの肉薄化に機械
的強度の限界があり、通常1.5mm、試作的にも1.
onlmの素電池厚みが薄形化の限界とされている。そ
こで、さらに電池を薄形化するための密封構造として、
通称“シートバッテリー”や”ペーパーバッテリー″ 
と呼ばれる電池に採用されているよう(で、接着剤もし
くは熱溶着性樹脂により平板状もしくはフィルム状の電
池容器を密封する方法が提案されている。この際、技術
的に重要な問題点は、電池が鳥形化するにつれ、正負極
の極間距離が狭くなリ、両極間の絶縁が確実に維持され
た状態で密封を果すことが困難であり、さらに小形、薄
形の電池となる程寸法精度の要求が厳しくなるため、と
ftにこたえる寸法安定性を確保することが困難な点に
あった。又、このような小形、薄形の電池の発電要素と
しては当然、高エネルギー密度の系を選択すべきであり
、そのためリチウムを負極とし有機溶媒に無機塩を溶解
した非水電解液を用い、正極として二酸化マンガン、フ
ッ化炭素など各種固体活物質を用いた、いわゆる非水型
N液リチウム電池を採用するのが最良である。
しかしこれらの非水電解液は前述のように有機溶媒、例
えばγ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネイト、デ
ィメトキシエタン、ディオキソラン、テトラヒドロフラ
ンなどのエステル系、もしくはエーテル系の溶i1用い
るため、シール材として用いる接着剤や熱溶着性樹脂、
さらにはガスケットなど樹脂桐材は上記の溶媒に化学的
に安定なものを選択する必要があり、この条件を満すも
のとしては、ポリオレフィン系、シリコーン系。
フッ素樹脂系などの樹脂に限定され、熱溶着性。
気密性などの条件を付加して選択すると、ポリオレフィ
ン系樹脂が最も適切とされている。次に、従来の扁平型
非水電解液電池の1例を第1図に示し、その構成と問題
点を具体的に説明する0第1図において、1は負極集電
体、負極容器及び負極端子ヲ兼ねたステンレススチール
の箔で、この負極集電面にはリチウム箔からなる負極2
が圧着されている。3はポリプロピレン不織布製セノぐ
レータ、4は二酸化マンガンにフッ素樹脂粉末とアセチ
レンブラックを混合してカルボキシルメチルセルロース
をゲル状としたもので練合して導電性塗膜5上に塗着し
、乾燥させた正極層である06は正極集電体と正極容器
及び正極端子を兼ねたステンレススチールの箔で、正極
集電面には先の導電性塗膜5が塗布されている01対の
ステンレススチール基1.6の周縁部間には額縁状に加
工された変性ポリエチレン製のシール材7が介在し、加
圧及び加熱によりシール材7をステンレススチール1.
6の周縁部に溶着し、電池室を密封している。
尚、電池内にはプロピレンカーボネイトに過塩素酸リチ
ウムを溶解した電解液を注入している。しかし、この方
法では熱融着の際の樹脂の軟化と加圧力によりシール栃
7が電池の内側及び外側に流動すると共に、薄肉化する
ために、7−A部のようにシール部において樹脂のはみ
出しによる外形寸法が不揃い状態で大きくなり、また、
ステンレススチール基1の打抜き加工の際のパリなど端
部の微小な変形によってステンレススチール基1゜6の
端部が相互に接触し、電池の短絡が発生しやすかった。
このように電池外周部の変形や電池としての短絡などの
問題はシール材に熱溶着時に機械的強度が乏しくな9変
形する性質があることに起因し、熱溶着性と熱溶着時の
機械的強度をシール利が兼ね備へていない点に問題の根
源があった。
発明の目的 本発明は外形が安定し、短絡の懸念もなく、密封性が良
く品質の安定した扁平型非水電解液電池を提供すること
を目的としたものである。
発明の構成 本発明は少くとも一個の素電池からなυ、この素電池が
対向する一対の金属薄板と、その周縁部の間に介在きれ
た絶縁部相を兼ねだ熱可塑性樹脂製のシール部材との接
着により密封して形成された電池室に発電要素を内蔵し
て構成される扁平型非水電解液電池において、シール部
材がポリオレフィン系樹脂を主体とした基体と、この基
体の両面に接着温度において基体よりも低い溶融粘度を
有スるカルボキシル基含有ポリオレフィン系樹脂を主体
とする樹脂層とを積層したものからなることを特徴とし
たものである。
本発明の基本的なねらいは前記の従来例に示したような
シール部材の溶着時の変形が少ない状態で密封性良く溶
着をするために、シール拐のうち金属と溶着する面には
金属と溶着し易く、溶着温度において比較的溶融粘度の
低い樹脂層を設け、シール材の芯となる基体には溶融粘
度が高く、溶着時の加熱で容易には軟化せず、加熱、加
圧によって変形しにくい樹脂を用いたことにある。これ
により密封性が良好でシール部材の変形が少い電池の密
封を可能とし、前述の目的を果したものである。
シール部材の材質は通常、非水電解液の溶媒として用い
る有機溶媒に耐え、熱接着性の良い熱可塑性樹脂である
ことが必要なため、ポリオレフィン系樹脂が主に用いら
れていることは先に述べた通りであり、とりわけポリエ
チレンナ ポリプロピレン系樹脂が多く用いられている
本発明におけるシール部材はこのよりな面1溶謀性の良
いポリオレフィン系樹脂のうち、溶融粘度の異る樹脂層
を積層して複合化したものである。
そのうち両面に積層する樹脂層としては、比較的低い温
度で速やかに接着することが必要で、基体となる樹脂よ
りも通常10〜30°C以上低い融点、又は軟化点を有
し、金属への接着効果を増すためにカルボキシル基を含
有させたものを用いるのが好寸しい。例えば、エチレン
又はプロピレン単量体にアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酬、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸など
の不飽和カルボン酸を共重合又はグラフト重合させて得
られるものである。捷だ、この両面の樹脂層は、無極性
のポリオレフィン系樹脂本来の熱溶着性、及び酬#媒性
を有すると同時にカルボキシル基の存在により金属面と
の熱溶着性が一層良好となる。
一方基体となる樹脂は、両面の樹脂層と同種の樹脂でか
つ接着温度においてそれよりも高い溶融粘度を有し、必
らずしもカルボキシル基を含有する必要はない。これら
の基体と両面の樹脂とは通常の熱溶着により容易に接着
して一体化できる。
なおここで言う溶融粘度は、通常のポリエチレンメルト
インデックスと同様の測定法において、接着温度で基体
は1.6以下、好ましくは0.6以下で、両面の接着性
樹脂との差が1・0以上あることが必要である。
上記のシール部材を構成するポリオレフィン系樹脂の組
み合わせは種々考えられるも、その中で特に基体として
、平均分子量が粘度法で100万以上又は光散乱法で3
00万以上の超高分子量ポリエチレンジート及び熱キシ
レン溶解法で測定したゲル分率が少くとも50%以上、
好壕しくけ70%以上の架橋ポリエチレンシートを使用
することで、シール部の流動による薄肉化を有効にふせ
ぐことが可能であり、かつポリオレフィン系樹脂本来の
不活性で水分透過の少ない性質が生がされ、非水7H,
解液電池用シール部材として最も好ましい。
実施例の説明 次に、本発明を実施例により説明する。
(実ml・例1) 第2図は、第1図に示す従来例の電池構造に不発ψ1を
適用したもので、シール部側8,8′及びシールHB 
s −Aの形状が異る以外は第1図と同様の扁平型非水
電解液電池である。
第2図において、8はシール部材のポリエチレン製基体
、8′は8の両面に熱溶着された樹脂層で、ポリエチレ
ンに無水マレイン酸を5%重合させてカルボキシル基を
含有させたもので、約16o℃の熱接着に適している。
なお8の基体はカルボキシル基を含壕ず、約170℃の
軟化点を有し、8′よりも高密度のポリエチレンからな
っている。電池の形状は厚さ0.50mm1外形30 
X 30mmで、厚み的にステンレススチールM1.6
は30μ、シール材の基体8ば300μ、両面の樹脂層
8′は5oμである。第1図の7−人、第2図の8−A
の各シール部を見比べて明らかなように、本発明を適用
した第2図の場合、溶着の際の接着温度及び加圧に対し
て基体8は殆んど変形することなく所定の形状を維持し
、しかも両面の樹脂層8′とステンレススチール基1,
6との熱溶着も確実に行われている。従って、電池形状
も一定化し、ステンレススチール箔1,6相互間の接触
による電池短絡もなく、さらに、基体8と両面樹脂8′
及びステンレススチール1,6の相互間の密着も強固な
ので、耐漏液性及び保存性能がすぐれている。
(実施例2) 本発明を適用した第2図の実施例1の場合は、単電池で
しかも電池の上下面全体が端子として露出している形態
であるが、第3図に示すように蝮数の素電池から構成さ
れる場合、あるいは電池の上下面の一部を端子とし、他
部を絶縁する電池の場合にも同様の考え方を適用できる
第3図において電池構成要素の材質は第2図におけると
同様で、2つの素電池からなっている点と、電池の上下
面に中央部をくり抜いたポリエステルフィルム9,10
が溶着されている点で異り、フィルム9,10の中央部
の金属露出部9′、10′が端子となっている。
尚、11はステンンススチール製の箔で、電池室の仕切
り板と表裏面が各々、正負極集電面として機能しており
、材質、形状とも1,6と同様である。
本実施例の作用効果は実施例1と同様である。
発明の効果 以上詳述したように本発明は溶着による密封性がよく溶
着時の変形も少ないシール部材を、異った性質のポリオ
レフィン系樹脂層を複合、一体化して用いることにより
、密封性が良く、外形形状の一定した、短絡することの
ない扁平型非水電解液電池を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の扁平型非水電解液電池を示す断面図、第
2図、第3図は本発明実施例における扁平型非水電解液
電池を示す断面図である。 1・・・・・・ステンレス[A、2・・・・・・負極、
3・・・・・・セパレーク、4・・・・・・正極、5・
・・・・・導電性塗膜、6・・・・・・ステンレス鋼箔
、7・・叩・シール部材、7−人・・・・・・シール部
、8・・・・・・シール部材の基体(ポリエチレン)、
8′・・・・・・シール部材の両面樹脂層、8−A・・
・・・・シール部、9・・・・・・絶縁層、9′・・・
・・・負極端子、1o・・・・・・絶縁層、10′・・
・・・・正極端子、11・・・・・・ステンレス鋼箔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少くとも一個の素電池を備え、この素電池が対向
    する一対の金属薄板と、その各周縁部の間に介在された
    絶縁部材を兼ねた熱可塑性樹脂製のシール部材との熱接
    着により密封して形成された電池室に発電要素を内蔵し
    て構成されるAV+1平型非水電解液電池であって、前
    記シール部材がポリオレフィン系樹脂を主体とした基体
    と、この基体の両面に接着温度において基体よりも低い
    浴融粘度を有するカルボキシル基含有ポリオレフィン系
    樹脂を主体とする樹脂層を熱融着によって積層して一体
    化したものである扁平型非水電解液電池。
JP59076114A 1984-04-16 1984-04-16 扁平型非水電解液電池 Pending JPS60220553A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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