WO1993003504A1 - Pile plate - Google Patents

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WO1993003504A1
WO1993003504A1 PCT/JP1992/001007 JP9201007W WO9303504A1 WO 1993003504 A1 WO1993003504 A1 WO 1993003504A1 JP 9201007 W JP9201007 W JP 9201007W WO 9303504 A1 WO9303504 A1 WO 9303504A1
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battery
thin battery
layer
terminal plate
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PCT/JP1992/001007
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Kazuo Murata
Kenichi Takeuchi
Syuichi Izuchi
Shiro Kato
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Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a thin battery used for a portable electronic device, a device using a battery, and the like, and particularly to an improvement in a sealing body.
  • thin batteries with a thickness of 0.1 mm have been manufactured using light metals such as lithium as the negative electrode active material. Its thickness is as thin as tens of meters.
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional thin battery.
  • 1 is a negative electrode active material layer
  • 2 is a positive electrode active material layer
  • 3 is an ion conductive electrolyte layer, and these constitute a power generation element.
  • the negative electrode active material for example, metallic lithium is used.
  • Reference numeral 5 denotes a negative electrode terminal plate
  • 6 denotes a positive electrode terminal plate
  • each terminal plate 5, 6 also serves as a current collector and a battery case.
  • As the terminal plates 5 and 6 a stainless plate or a nickel plate having a thickness of 15 to 30 m is used.
  • a frame-shaped sealing body 4 for sealing the power generating element between the terminal plates 5 and 6 and insulating the terminal plates 5 and 6 from each other is provided.
  • the sealing body 4 is strange It is made of conductive polypropylene resin.
  • the thin battery is required to have a reliability that is not easily bent and that can withstand long-term use, that is, long-term reliability.
  • the sealing body 4 is made of modified polypropylene resin, the mechanical strength is small, so that the battery is bent and a gap is easily generated in the sealing portion.
  • the electrolyte performance leaks from the sealing portion, and moisture or oxygen enters, thereby deteriorating the battery performance. .
  • moisture enters it reacts with lithium metal, which is the negative electrode active material, and the battery capacity decreases.
  • the sealing body 4 when the sealing body 4 is provided, the sealing body 4 is arranged on the peripheral edge of the terminal plates 5 and 6, and then the terminal plates 5 and 6 and the sealing body 4 are thermally fused. I was however, since the heat shrinkage of the sealing body 4 and the terminals ⁇ 5 and 6 are different, as shown in Fig. 14, ⁇ occurs in the sealing part, and stress remains, and during the use of the battery, stress is applied to the sealing part. And open part of the battery, causing outside air to enter the battery and degrade the battery performance as above.
  • a thin battery as shown in FIG. 15 in which the sealing body 4 has a two-layer structure is also known.
  • 4a is a negative electrode side sealing body
  • 4b is a positive electrode side sealing body.
  • the external dimensions of the terminal plates 5, 6 are made smaller than the external dimensions of the sealing members 4a, 4b in order to prevent external short-circuiting due to the contact of the terminal plates 5, 6 at the periphery.
  • Such a joined body of the sealing body 4a and the terminal plate 5 and a joined body of the sealing body 4b and the terminal plate 6 are simultaneously and continuously processed through the steps shown in FIGS. 16 to 19. Had been manufactured. That is, first, a grid body 20 as shown in FIG.
  • the lattice body 20 is made of the same material as the sealing body 4, has the same thickness as the sealing bodies 4a and 4b, and has a large number of sealing bodies 4a and 4b integrally. It has the following structure.
  • the grid 20 is placed on the hard backing film 11 and a cut is made in the grid 20 with a half cut 10 and the grid 20 is cut as shown in Fig. 18. Separate as shown.
  • the right side is a joined body of the sealing body 4a and the terminal plate 5
  • the left side is a joined body of the sealing body 4b and the terminal plate 6.
  • a first object of the present invention is to provide a thin battery excellent in long-term reliability.
  • a second object of the present invention is to provide a thin battery which can sufficiently prevent an external short circuit and has good productivity.
  • a first invention of the present application is directed to a power generation element in which a negative electrode active material, an electrolyte, and a positive electrode active material are layered, and a power collector provided above and below the power generation element.
  • a terminal plate that also serves as a battery case, and a frame-shaped sealing body provided on the peripheral edge of the terminal plate to seal the power generation element between the terminal plates and to insulate the terminals from each other. It is characterized in that the body has a multilayer structure in the vertical direction, at least one layer is a layer made of metal, and the other is a layer made of electrical insulator.
  • the sealing body has a multilayer structure in the vertical direction, and a material having a heat shrinkage closer to the terminal plate than the modified polyolefin resin is provided between the adhesive layers made of the modified polyolefin resin. It is characterized by sandwiching different heterogeneous material layers.
  • the sealing body has a multilayer structure in the inward and outward directions, a material having low moisture permeability is used for the outer layer, and a material having high resistance to the electrolyte is used for the inner layer. It is characterized by having been.
  • the metal layer is included in the multilayer structure of the sealing body, the mechanical strength of the sealing body and thus the battery is increased, and the battery is hardly bent. Therefore, no gap is formed in the sealing portion, and deterioration of the battery performance due to invasion of outside air or leakage of the electrolyte is prevented.
  • the second invention a foreign material layer is sandwiched between the adhesive layers.
  • the wrinkles generated when the sealing body is heat-sealed to the terminal plate are extremely small, and the problem of residual stress is eliminated. Therefore, deterioration of battery performance due to intrusion of outside air and leakage of the electrolyte is prevented.
  • the outer layer of the sealing body prevents the permeation of moisture, and the inner layer prevents the leakage of the electrolyte. Therefore, deterioration of battery performance due to intrusion of outside air such as moisture and leakage of electrolyte is prevented.
  • a fourth invention of the present application is directed to a power generation element in which a negative electrode active material, an electrolyte, and a positive electrode active material are layered, and a power collector provided above and below the power generation element.
  • a terminal plate that also serves as a battery case, and a frame-shaped sealing body provided on the periphery of the terminal plate to seal the power generation element between the terminal plates and to insulate between the terminal plates.
  • the body has a two-layer structure in the vertical direction, the upper sealing body and the upper terminal board have the same outer dimensions, and the lower sealing body and the lower terminal board also have the same outer dimensions.
  • the outer dimensions of the body and the upper terminal board are different from the outer dimensions of the lower sealing body and the lower terminal board.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the thin battery of Example 1
  • FIG. 2 is a diagram showing a comparison of the storage performance between the battery of Example 1 and the battery of the comparative example
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a thin battery
  • FIG. 4 is FIG. IV—cross-sectional view
  • FIG. 5 is a discharge characteristic diagram of the battery of Example 2
  • FIG. 6 is a discharge characteristic diagram of the battery of the comparative example in Example 2
  • FIG. 7 is a thin battery of Example 3.
  • FIG. 8 is a diagram showing a comparison of the storage performance between the battery of Example 3 and the battery of the comparative example.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the thin battery of Example 4, and FIG. FIG. 12 to FIG.
  • FIGS. 17 to 19 are partial longitudinal sectional views showing a part of the manufacturing process of the thin battery of FIG. 15 in order.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a thin battery of this embodiment.
  • 1 is a negative electrode active material layer
  • 2 is a positive electrode active material layer
  • 3 is an electrolyte layer, and these constitute a power generation element.
  • Metallic lithium is used as the negative electrode active material.
  • the positive electrode active material is mainly composed of manganese dioxide.
  • the electrolyte layer 3 is made of a solid polymer electrolyte obtained by adding lithium perchlorate to polyethylene oxide.
  • 5 is a negative terminal ⁇
  • 6 is a positive terminal ⁇
  • each terminal plate 5, 6 also serves as a current collector and a battery case.
  • Stainless steel plates are used for the terminal plates 5 and 6.
  • the sealing body 4 has two metal layers 4 It has a three-layer structure in which an electrical insulator layer 43 is sandwiched between 1 and 42.
  • the metal layers 41 and 42 are made of Kovar (Ni: 28%, Co: 18%, Fe: 54%).
  • the electric insulator layer 43 is made of aluminum ceramics.
  • the metal layers 41, 542 and the electric insulator layer 43 are joined by heat fusion or via an adhesive.
  • the sealing body 4 and the terminal plates 5 and 6 are welded by laser welding.
  • the thin battery of the comparative example has the same configuration as the battery shown in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing a comparison of the storage performance between the thin battery of the present embodiment and the thin battery of the comparative example.
  • the horizontal axis is the number of storage days, and the vertical axis is the discharge capacity ratio (%).
  • the storage performance was examined by measuring the change over time of the battery capacity when the battery was left in an atmosphere at a temperature of 60 ° C and a relative humidity of 9500%. Note that the initial capacity is 100.
  • the battery of this example has a smaller capacity change when left for a long period of time than the battery of the comparative example, that is, has a small performance deterioration and is excellent in long-term reliability.
  • the sealing body 4 since the sealing body 4 has the metal layers 41 and 42, the mechanical strength is higher than that of the battery of the comparative example, so that the battery is hardly bent. I'm sorry. Therefore, in the battery of the present embodiment, the airtightness between the sealing body 4 and the terminal plates 5 and 6 is sufficiently ensured.
  • Kovar which is a constituent material of the metal layers 41, 425, and Alumina Ceramics, which is a constituent material of the electric insulator layer 43, have substantially the same coefficient of thermal expansion. Therefore, it is stable against temperature changes, and the airtightness between the sealing body 4 and the terminal plates 5 and 6 can be more appropriately secured. Therefore, the battery of the present example has extremely low permeability of moisture, oxygen, gaseous carbon dioxide, nitrogen, and the like as compared with the battery of the comparative example, so that the performance degradation is small and the long-term reliability is excellent.
  • the sealing body 4 has a three-layer structure in the vertical direction, and has the metal layers 41 and 42 therein. Can prevent performance degradation due to intrusion and improve long-term reliability.
  • the sealing body 4 may have a three-layer structure in which two electrically insulating layers are provided and a metal layer is interposed between the two layers.
  • the sealing body 4 is not limited to the three-layer structure, and may have a multilayer structure having at least one metal layer.
  • the electrical insulation layer is arranged so as to insulate both terminal boards 5 and 6.
  • welding of the sealing body 4 and the terminal plates 5 and 6 may be performed by electron beam welding or resistance welding.
  • a constituent material of the metal layer aluminum, iron-gel alloy (for example, Ni: 42%, Fe: 58%), stainless steel, copper, nickel, or the like may be used.
  • ceramics other than alumina ceramics or a synthetic resin may be used.
  • a sulfide adhesive is preferable.
  • a polysulfide-modified epoxy resin (trade name “Flep”, manufactured by Toray Reco Coal), a polysulfide polymer (trade name “Tiocol LP”, Toray Recocol) And the like can be used.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the thin battery of this embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts.
  • the sealing body 4 is made of a material having a heat shrinkage closer to the terminal plates 5 and 6 than the modified polyolefin-based thermoplastic resin in the adhesive layers 44 and 45 made of the modified polyolefin-based thermoplastic resin.
  • a heterogeneous material layer 46 composed of As the modified polyolefin-based thermoplastic resin, which is a constituent material of the adhesives 44 and 45, a resin obtained by graft polymerization of maleic anhydride on a polypropylene resin is used.
  • Polypropylene resin is used as the material. It can be considered that the polypropylene resin is obtained by removing the functional group having an adhesive function from the modified polyolefin-based thermoplastic resin that is a constituent material of the adhesive layers 44 and 45.
  • the adhesive layers 44 and 45 and the foreign material layer 46 are joined by heat fusion or through an adhesive.
  • the sealing body 4 and the terminal plates 5 and 6 are heat-sealed.
  • the sealing body 4 has a single-layer structure made of the same material as the adhesive layers 44 and 45, and the other structure is the same as the thin battery of the present embodiment.
  • a battery was prepared. That is, the thin battery of the comparative example has the same configuration as the battery shown in FIG.
  • the batteries of Example and Comparative Example of 0.2 Ah were discharged at a constant current discharge of 20 mA, both when they were initially discharged and when they were discharged after storage at 60 ° C for 20 days.
  • the capacity was measured.
  • FIG. 5 shows the results of the battery of the present example
  • FIG. 6 shows the results of the battery of the comparative example.
  • the capacity of the battery of this example hardly decreased even after high-temperature storage, but the discharge capacity of the comparative example battery after storage at high temperature became the initial discharge capacity. On the other hand, it has fallen to about 70%.
  • the heat shrinkage of the foreign material layer 46 is smaller than the heat shrinkage of the adhesive layers 44 and 45 and close to the heat shrinkage of the terminal plates 5 and 6, so that the sealing body 4 and the terminal
  • the wrinkles generated when the plates 5 and 6 are heat-sealed are much smaller than those of the comparative battery. That is, no stress remains in the sealed portion of the battery of this example. Therefore, in the battery of the present embodiment, stress is not applied to the sealing portion during use of the battery and a part of the battery does not open, and the outside air does not enter the inside of the battery to deteriorate the battery performance. Long-term reliability is improved.
  • the constituent materials of the adhesive layers 44 and 45 and the constituent material of the foreign material layer 46 have the same main spear structure, they are fused and closely bonded. It will be. Furthermore, since the main chain structure is a polyolefin-based material, the water permeability of the sealing body 4 is low. Therefore, the deterioration of the battery performance due to the outside air such as moisture entering the inside of the battery can be prevented well from this point.
  • the sealing member 4 has a three-layer structure in the vertical direction, and the foreign material layer 46 is sandwiched between the adhesive layers 44 and 45.
  • the sealing body 4 is not limited to the three-layer structure, and may have a five-layer structure in which an adhesive layer and a foreign material layer are alternately laminated, or a multilayer structure of more layers.
  • the foreign material layer is not limited to a polyolefin-based thermoplastic resin, but may be a metal as long as the material has a heat shrinkage rate close to that of the terminal plate.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the thin battery of this example.
  • This thin battery has a battery capacity of 50 mAh and a thickness of 0.1 mm.
  • the electrolyte layer 3 is made of a polypropylene nonwoven fabric, and this nonwoven fabric is impregnated with a nonaqueous solvent electrolyte obtained by dissolving lithium perchlorate in a mixed solvent of propylene carbonate and dimethoxyethane. .
  • the terminal plates 5 and 6 are stainless steel plates with a thickness of 151.1.
  • the sealing body 4 is composed of an inner sealing body 47 and an outer sealing body 48, and has a two-layer structure in the inner and outer directions of the battery.
  • the width of each sealing body 47, 48 is 1.5 mm.
  • the inner sealing member 47 is made of a silicone rubber-based adhesive
  • the outer sealing member 48 is made of a modified polypropylene resin.
  • the sealing body 4 and the terminal plates 5 and 6 are thermocompression bonded at 190 ° C. This thermocompression bonding is performed under reduced pressure to remove air inside.
  • a thin battery having the same structure as the thin battery of the present example except that the sealing body 4 had a single-layer structure of 3 mm in width made of a modified polypropylene resin was prepared. That is, the thin battery of the comparative example has the same configuration as the battery shown in FIG. battery 2 The capacity is 50 mAh and the thickness is 0.1 mm.
  • each battery was stored in a thermo-hygrostat at 60 to 90% relative humidity, and the relationship between the number of storage days and the decrease in battery capacity was examined.
  • the battery capacity was reduced by discharging the battery to a final voltage of 2 V at a current of 0.5 mAh at 25 and measuring the remaining time to measure the remaining capacity.
  • the number of battery samples was set to 5 at each measurement stage, and the average value was determined. The results are shown in FIG. In Fig. 8, the horizontal axis is the number of storage days, and the vertical axis is the remaining capacity (%).
  • the battery of this example has a very small reduction in battery capacity and has excellent storage performance.
  • the battery of the comparative example had a large decrease in battery capacity, and the electrolyte leaked after 60 days.
  • the modified polypropylene resin which is a constituent material of the outer sealing body 48
  • the metal resin as the negative electrode active material is prevented. Titium is prevented from being consumed by reacting with moisture.
  • the silicone rubber adhesive which is a constituent material of the inner sealing member 47, has a high resistance to the electrolyte, the leakage of the electrolyte is also prevented. Therefore, the decrease in the battery capacity of the battery of this embodiment is very small, and the long-term reliability is improved.
  • the permeation of water is prevented by the outer sealing member 48, and the leakage of the electrolyte is prevented by the inner sealing member 47. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the battery performance due to the invasion of the outside air such as moisture and the leakage of the electrolyte.
  • the constituent material of the inner sealing body 47 is resistant to electrolyte. If it is large, it is not limited to silicone rubber adhesive.
  • the constituent material of the outer sealing body 48 is not limited to the modified polypropylene resin as long as it has a small moisture permeability.
  • the sealing body 4 is not limited to a two-layer structure. If a layer made of a material having low moisture permeability is arranged on the outside and a material having high resistance to the electrolyte is arranged on the inside, a structure of three or more layers is formed. It may be something.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the thin battery of this example.
  • the sealing body 4 made of a modified polypropylene resin has a two-layer structure including a negative-side sealing body 4a and a positive-side sealing body 4b.
  • the outer dimensions of the negative electrode-side sealing member 4a and the positive electrode-side sealing member 4b are different.
  • the negative electrode-side sealing member 4a is set to be larger by the width X.
  • the negative electrode terminal plate 5 and the negative electrode side sealing body 4a have the same outer dimensions
  • the positive electrode terminal plate 6 and the positive electrode side sealing body 4b also have the same outer dimensions.
  • the sealing members 4a and 4b are heat-welded to the terminal plates 5 and 6, respectively.
  • the sealing body 4a and the sealing body 4b are joined by heat fusion or via an adhesive.
  • the joined body of the sealing body 4 a and the terminal plate 5 and the joined body of the sealing body 4 b and the terminal ⁇ 6 are simultaneously processed through the following steps. And it is manufactured continuously. That is, first, a grid body 20 as shown in FIG. 16 is prepared, and the grid body 20 is welded to a stainless plate 21 serving as a terminal plate.
  • the lattice body 20 is made of the same material as the sealing body 4, It has the same thickness as the sealing members 4a, 4b, and has a structure in which a large number of sealing members 4a, 4b are integrated.
  • FIG. 10 the grid body 20 is placed on the hard backing film 11, and a cut is made in the grid body 20 with a half cutter 10, as shown in FIG. 11.
  • FIG. 11 for example, the right side is a joined body of the sealing body 4a and the terminal plate 5, and the left side is a joined body of the sealing body 4b and the terminal # 6.
  • FIGS. 10 to 12 correspond to the XVI I-XVI I sectional views in FIG. Then, as shown in FIG. 11, a cut is made only in the joined body of the sealing body 4 b and the terminal plate 6 with a half cutter 10, and as shown in FIG. Remove the joint between the sealing body 4b and the terminal ⁇ 6.
  • the joined body of the sealing body 4a and the terminal plate 5 and the joined body of the sealing body 4b and the terminal plate 6 thus obtained are the negative electrode active material layer 1, the positive electrode active material layer 2, and the electrolyte layer. They are joined together so as to sandwich the power generation element consisting of three.
  • the number of batteries in this example was 0. There were three batteries. That is, in the battery of the present embodiment, an external short circuit caused by contact of the peripheral edges of the terminals # 5 and # 6 is reliably prevented. In addition, since it is not necessary to remove only the periphery of the terminal plates 5 and 6 from the joined body of the sealing body 4 a and the terminal plate 5 and the joined body of the sealing body 4 b and the terminal plate 6, c. The operation using one camera is easy, and the productivity is improved.
  • the outer dimensions of the joined body of the sealing body 4a and the terminal plate 5 and the joined body of the sealing body 4b and the terminal plate 6 were different. Since the external dimensions are different, an external short circuit caused by contact of the terminal plate 56 at the periphery of the battery can be reliably prevented. In addition, since the manufacturing operation using the half cutter 10 can be simplified, productivity can be improved.
  • the thin battery of the present invention has excellent long-term reliability as compared with the related art, the thin battery is highly useful as a power source for portable electronic devices, battery-powered devices, and the like.

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Description

明 細 書
薄形電池
技術分野
本発明は、 携帯用電子機器、 電池使用機器などに用いられ る薄形電池に関するものであり、 特に封口体の改良に関する ものである。
背景技術
近年、 携帯用電子機器、 電池使用機器などにおいては、 小 形化、 薄形化が急速に進展しており、 これに伴なつて、 これ らの機器に使用される電源としての電池についても、 小形化. 薄形化の要求が高まってきている。 特に、 厚さが◦ . 5 m m 以下で信頼性の高い薄形電池が強く要望されている。
現在、 リ チウムに代表される軽金属を負極活物質と して用 いた薄形電池については、 0 . 1 m mの厚さのものができて おり、 これにおいては、 集電体ゃ封口部分の厚さは数十 m とかなり薄く なつている。
第 1 3図は従来の薄形電池の一例を示す縦断面図である。 図において、 1は負極活物質層、 2は正極活物質層、 3はィ オン伝導性の電解質層であり、 これらにより発電要素が構成 されている。 負極活物質としては、 例えば金属リチウムを用 いている。 5は負極端子板、 6は正極端子板であり、 各端子 板 5、 6は集電体及び電槽を兼ねている。 端子板 5、 6と し ては、 厚さが 1 5〜 3 0 mのステンレス板、 ニッケル板な どが用いられる。 端子板 5、 6の周縁部には、 上記発電要素 を両端子板 5、 6間に封じ込めるとともに両端子板 5、 6間 を絶縁する枠状の封口体 4が設けられている。 封口体 4は変 性ポリプロビレン樹脂からなっている。
ところで、 リチウムに代表される軽金属を負極活物質と し て用いた薄形電池は、 携帯用電子機器に使用されることが多 い。 そのような場合、 薄形電池には、 屈曲しにく く、 長期使 用に耐える信頼性即ち長期信頼性が要求される。 しかし、 上 記構成の薄形電池では、 封口体 4が変性ポリプロピレン榭脂 からなつているため、 機械的強度が小さく、 そのため、 屈曲 して、 封口部分に隙間が生じやすい。 このため、 上記構成の 薄形電池では、 電池を長期間使用すると、 封口部分から、 電 解液が漏れたり、 水分や酸素が侵入したりすることによって， 電池性能が劣化するという問題があつた。 水分が侵入すると、 負極活物質である金属リチウムと反応するため、 電池容量が 減少してしまう。
また、 上記構成の薄形電池において、 封口体 4を設ける際 には、 封口体 4を端子板 5、 6の周縁部に配置した後、 端子 板 5、 6と封口体 4を熱融着していた。 しかし、 封口体 4と 端子扳 5、 6との熱収縮率が異なるため、 第 1 4図に示すよ うに、 封口部分に鈹が生じ、 応力が残存し、 電池使用中に、 封口部分に応力が加わって一部が開口し、 外気が電池内部に 侵入して、 上記と同様に電池性能が劣化するという問題があ つ ΐ: ο
また、 封口体 4を 2層構造とした第 1 5図に示すような薄 形電池も知られている。 4 aは負極側封口体、 4 bは正極側 封口体である。 この薄形電池では、 端子板 5、 6が周縁にて 接触することによる外部短絡を防止するために、 端子板 5、 6の外形寸法を封口体 4 a、 4 bの外形寸法より も小さく し ている。 このような封口体 4 a と端子板 5との接合体、 封口 体 4 b と端子板 6との接合体は、 第 1 6図ないし第 1 9図に 示す工程を経て、 同時に且つ連続的に製造されていた。 即ち、 まず、 第 1 6図に示すような格子体 2 0を用意し、 格子体 2 0を、 端子板となる例えばステン レス板 2 1に溶着する。 な お、 格子体 2 0は、 封口体 4と同じ材料でできており、 封口 体 4 a 、 4 b と同じ厚さを有しており、 多数の封口体 4 a 、 4 bを一体に有した構造を有している。 次に、 第 1 7図に示 すように、 格子体 2 0を硬質の台紙フ ィ ルム 1 1上に載せ、 格子体 2 0にハーフカツ夕一 1 0により切れ目を入れ、 第 1 8図に示すように分離する。 第 1 8図において、 例えば、 右 側を封口体 4 a と端子板 5との接合体、 左側を封口体 4 b と 端子板 6との接合体とする。 なお、 第 1 7図ないし第 1 9図 は第 1 6図の XVI I— XV I I断面図に相当する。 そして、 第 1 8 図に示すように、 ハーフカッター 1 0により端子板 5 、 6の みにそれぞれ切れ目を入れ、 第 1 9図に示すように、 切れ目 の入った箇所から端子板 5 、 6を取除く。 しかし、 このよう な製造方法においては、 第 1 8図の工程において、 端子板 5 、 6が硬質で、 封口体 4 a 、 4 bが軟質であるために、 封口体 4 a 、 4 bまで切れ目が入って切断してしま う ことがあった。 第 1 8図の工程において封口体 4 a 、 4 bまで切断されたも のを用いると、 端子板 5 、 6が周縁にて接触することによる 外部短絡が生じる恐れがある。 即ち、 第 1 5図に示す構成の 薄形電池では、 外部短絡を充分には防止できず、 また、 第 1 8図の工程において端子板 5 、 6のみに切れ目を入れるのが 難しい作業であるため、 生産性も悪かった。 発明の開示
本願発明の第 1の目的は、 長期信頼性に優れた薄形電池を 提供することである。
本願発明の第 2の目的は、 外部短絡を充分に防止でき、 生 産性も良好である薄形電池を提供することである。
上記第 1の目的を達成するために、 本願の第 1の発明は、 負極活物質と電解質と正極活物質とを層状に重ねてなる発電 要素と、 発電要素の上下に設けられ、 集電体及び電槽を兼ね る端子板と、 端子板の周縁部に設けられ、 発電要素を両端子 板間に封じ込めるとともに両端子扳間を絶縁する枠状の封口 体とからなる薄形電池において、 封口体を上下方向の多層構 造とし、 少なく とも 1層を金属からなる層とし、 他は電気絶 緣物からなる層としたことを特徴としている。 また、 本願の 第 2の発明は、 封口体を上下方向の多層構造とし、 変性ポリ ォレフィ ン系樹脂からなる接着剤層間に、 変性ポリオレフィ ン系樹脂より も熱収縮率が端子板に近い材料からなる異質材 層を挾んだことを特徵としている。 また、 本願の第 3の発明 は、 封口体を内外方向の多層構造とし、 外側の層には透湿度 の小さい材料を用い、 内側の層には電解質に対して耐性の大 きな材料を用いたことを特徴としている。
上記第 1の発明においては、 封口体の多層構造内に金属層 が含まれているので、 封口体ひいては電池の機械的強度が大 きくなり、 屈曲しにく く なる。 従って、 封口部分に隙間は生 じず、 外気の侵入や電解液の漏出による電池性能の劣化は防 止される。 、
上記第 2の発明においては、 接着剤層間に異質材層が挾ま れているので、 封口体を端子板に熱融着した際に生じる皺は 非常に小さいものとなり、 応力残存の問題は解消される。 従 つて、 外気の侵入や電解液の漏出による電池性能の劣化は防 止される。
上記第 3の発明においては、 封口体の外側の層により水分 の透過が防止され、 内側の層により電解液の漏出が防止され る。 従って、 水分などの外気の侵入や電解液の漏出による電 池性能の劣化は防止される。
上記第 2の目的を達成するために、 本願の第 4の発明は、 負極活物質と電解質と正極活物質とを層状に重ねてなる発電 要素と、 発電要素の上下に設けられ、 集電体及び電槽を兼ね る端子板と、 端子板の周縁部に設けられ、 発電要素を両端子 板間に封じ込めるとともに両端子板間を絶縁する枠状の封口 体とからなる薄形電池において、 封口体が上下方向の 2層構 造を有し、 上層封口体と上側端子板とが同じ外形寸法を有し 下層封口体と下側端子板とが同じ外形寸法も有しており、 上 層封口体及び上側端子板の外形寸法と下層封口体及び下側端 子板の外形寸法とが異なっていることを特徴と している。 上記第 4の発明においては、 両端子板の周縁における接触 が困難となり、 外部短絡が充分に防止される。 また、 製造に おいて、 端子板のみを切断しなく てもよいので、 作業が簡単 となり、 生産性が向上する。
図面の簡単な説明
第 1図は実施例 1 の薄形電池を示す縱断面図、 第 2図は実 施例 1の電池と比較例の電池との保存性能を比較して示す図 第 3図は実施例 2の薄形電池を示す斜視図、 第 4図は第 3図 の IV— 断面図、 第 5図は実施例 2の電池の放電特性図、 第 6図は実施例 2における比較例の電池の放電特性図、 第 7図 は実施例 3の薄形電池を示す縱断面図、 第 8図は実施例 3の 電池と比較例の電池との貯蔵性能を比較して示す図、 第 9図 は実施例 4の薄形電池を示す縱断面図、 第 1 0図ないし第 1 2図は実施例 4の薄形電池の製造工程の一部を順に示す部分 縦断面図、 第 1 3図は従来の薄形電池を示す縱断面図、 第 1 4図は従来の薄形電池の問題点を示す縦断面図、 第 1 5図は 従来の別の薄形電池を示す縦断面図、 第 1 6図は封口体と端 子板との製造に用いる出発材料を示す斜視図、 第 1 7図ない し第 1 9図は第 1 5図の薄形電池の製造工程の一部を順に示 す部分縱断面図である。
発明を実施するための最良の形態
(実施例 1 )
第 1図は本実施例の薄形電池を示す縱断面図である。 図に おいて、 1は負極活物質層、 2は正極活物質層、 3は電解質 層であり、 これらにより発電要素が構成されている。 負極活 物質としては金属リチウムを用いている。 正極活物質は二酸 化マンガンを主成分としている。 電解質層 3は、 ポリエチレ ンォキシドに過塩素酸リチウムを加えた高分子固体電解質か らなっている。 5は負極端子扳、 6は正極端子扳であり、 各 端子板 5、 6は集電体及び電槽を兼ねている。 端子板 5、 6 としては、 ステンレス板が用いられている。
端子板 5、 6の周緣部には、 上記発電要素を両端子板 5、 6間に封じ込めるとともに両端子板 5、 6間を絶緣する枠状 の封口体 4が設けられている。 封口体 4は、 2つの金属層 4 1、 4 2間に電気絶縁物層 4 3が挾まれてなる 3層構造を有 している。 金属層 4 1、 4 2はコバール （N i ： 2 8 %、 C o ： 1 8 %、 F e ： 5 4 % ) からなつている。 電気絶縁物層 4 3はアルミ ナセラ ミ ッ クスからなつている。 金属層 4 1、 5 4 2と電気絶縁物層 4 3とは、 熱融着により、 又は接着剤を 介することにより、 接合されている。 封口体 4と端子板 5、 6とは、 レーザー溶接により溶着されている。
—方、 比較例と して、 封口体 4が変性ポリプロピレン樹脂 からなる単層構造を有し、 その他は本実施例の薄形電池と同 0 じである薄形電池を用意した。 即ち、 比較例の薄形電池は第 1 3図に示す電池と同じ構成のものである。
第 2図は本実施例の薄形電池と比較例の薄形電池との保存 性能を比較して示す図である。 横軸は保存日数、 縦軸は放電 容量比 （％) である。 保存性能は、 温度 6 0 °C、 相対湿度 9 5 0 %の雰囲気中に電池を放置した時の電池容量の経時変化を 測定することによつて調べた。 なお、 初期容量を 1 0 0と し ている。 第 2図からわかるように、 本実施例電池は、 比較例 電池に比して、 長期間放置した際の容量変化が小さく、 即ち、 性能劣化が小さく、 長期信頼性に優れている。
0 本実施例電池は、 封口体 4が金属層 4 1、 4 2を有してい るので、 比較例電池に比して機械的強度が大き く なつており、 このため、 屈曲しにく く なつている。 従って、 本実施例電池 では、 封口体 4と端子板 5、 6との気密性が充分に確保され ることとなる。 特に、 本実施例電池では、 金属層 4 1、 4 2 5 の構成材料であるコバールと電気絶縁物層 4 3の構成材料で あるアルミ ナセラ ミ ックスとが略同じ熱膨張係数を有してい るので、 温度変化に対して安定であり、 封口体 4と端子板 5、 6との気密性はより良好に確保されることとなる。 従って、 本実施例電池は、 比較例電池に比して、 水分、 酸素、 炭酸ガ ス、 窒素などの透過性が極めて小さく、 このため、 性能劣化 が小さく、 長期信頼性に優れている。
以上のように、 本実施例電池は、 封口体 4が上下方向の 3 層構造を有し、 その中に金属層 4 1、 4 2を有しているので、 機械的強度を大きくでき、 外気の侵入による性能劣化を防止 でき、 長期信頼性を向上できる。
なお、 封口体 4は、 電気絶緣物層を 2層設け、 この間に金 属層を挾んだ 3層構造としてもよい。
更に、 封口体 4は、 3層構造に限らず、 少なく とも 1層の 金属層を有する多層構造としてもよい。 但し、 両端子板 5、 6を絶縁するように電気絶緣物層を配置するのはもちろんで ある
また、 封口体 4と端子板 5、 6との溶着は、 電子ビーム溶 接又は抵抗溶接で行なつてもよい。
また、 金属層の構成材料としては、 アルミニウム、 鉄—二 ヅゲル合金 （例えば N i : 4 2 %、 F e ： 5 8 % ) 、 ステン レス、 鋦、 ニッケルなどを用いてもよい。 また、 電気絶緣物 層の構成材料としては、 アルミナセラ ミ ツクス以外のセラ ミ ックスや合成樹脂を用いてもよい。 合成樹脂と しては、 サル フアイ ド系接着剤が好ましく、 例えば、 ポリサルファィ ド変 性エポキシ樹脂 （商品名 「フ レップ」 、 東レチォコール社製） 、 ポリサルファイ ドポリマー （商品名 「チォコール L P」 、 東レチォコール社製） などを用いることができる。 (実施例 2 )
第 3図は本実施例の薄形電池を示す斜視図、 第 4図は第 3 図の I V— I V断面図である。 図において、 第 1図と同一符号は 同じ又は相当するものを示す。 本実施例では、 封口体 4は、 変性ポリオレフィ ン系熱可塑性樹脂からなる接着剤層 4 4、 4 5に、 変性ポリオレフィ ン系熱可塑性樹脂より も熱収縮率 が端子板 5、 6に近い材料からなる異質材層 4 6が挾まれて なる 3層構造を有している。 接着剤 4 4、 4 5の構成材料で ある変性ポリオレフィ ン系熱可塑性樹脂としては、 ポリプロ ピレン樹脂に無水マレイ ン酸をグラフ ト重合させてなるもの を用いており、 異質材層 4 6の構成材料としては、 ポリプロ ピレン樹脂を用いている。 ポリプロピレン樹脂は、 接着剤層 4 4、 4 5の構成材料である変性ポリオレフィ ン系熱可塑性 樹脂から、 接着機能を有する官能基が除去されたものとみる ことができる。 接着剤層 4 4、 4 5と異質材層 4 6とは、 熱 融着により、 又は接着剤を介することにより、 接合されてい る。 封口体 4 と端子板 5、 6とは熱融着されている。
—方、 比較例と して、 封口体 4が接着剤層 4 4、 4 5と同 じ材料からなる単層構造を有し、 その他は本実施例の薄形電 池と同じである薄形電池を用意した。 即ち、 比較例の薄形電 池は第 1 3図に示す電池と同じ構成のものである。
0 . 2 A hの本実施例電池及び比較例電池を、 2 0 m Aの 定電流放電で、 初期放電した場合と 6 0 °Cで 2 0 日間保存後 に放電した場合のそれぞれについて、 放電容量を測定した。 第 5図は本実施例電池の結果を示し、 第 6図は比較例電池の 結果を示す。 第 5図、 第 6図からわかるように、 本実施例電池は、 高温 保存後も容量が殆んど低下していないが、 比較例電池は、 高 温保存後の放電容量が初期放電容量に対して約 7 0 %に低下 している。
本実施例電池では、 異質材層 4 6の熱収縮率が、 接着剤層 4 4、 4 5の熱収縮率より小さく、 端子板 5、 6の熱収縮率 に近いので、 封口体 4と端子板 5、 6とを熱融着した際に生 じる皺は、 比較例電池の場合に比して非常に小さいものとな る。 即ち、 本実施例電池の封口部分には応力は残存しないこ ととなる。 従って、 本実施例電池において、 電池使用中に封 口部分に応力が加わって一部が開口することはなく、 外気が 電池内部に侵入して電池性能が劣化することはなく、 本実施 例電池の長期信頼性は向上する。
しかも、 本実施例電池では、 接着剤層 4 4、 4 5の構成材 料と異質材層 4 6の構成材料の主鎗構造が同じであるので、 両者は溶融接着となり、 密に結合されることとなる。 更に、 主鎖構造がポリオレフィ ン系であるので、 封口体 4における 水分透過率は低く なる。 従って、 水分などの外気が電池内部 に侵入することによる電池性能の劣化は、 この点からも良好 に防止される。
以上のように、 本実施例電池は、 封口体 4が上下方向の 3 層構造を有し、 接着剤層 4 4、 4 5間に異質材層 4 6が挾ま れているので、 封口体 4を端子板 5、 6に熱融着する際に鈹 が生じるのを防止でき、 即ち、 応力残存の問題を解消でき、 従って、 外気の侵入による性能劣化を防止でき、 長期信頼性 を向上できる。 なお、 封口体 4は 3層構造に限るものではなく 、 例えば、 接着剤層と異質材層とが交互に積層された 5層構造、 又はそ れ以上の多層構造と してもよい。
また、 異質材層は、 ポリオレフィ ン系熱可塑性樹脂に限る ものではなく、 熱収縮率が端子板に近い材料であれば、 金属 を用いてもよい。
(実施例 3 )
第 7図は本実施例の薄形電池を示す縦断面図である。 図に おいて、 第 1図と同一符号は同じ又は相当するものを示す。 この薄形電池は、 電池容量 5 0 m A h、 厚さ 0 . 1 m mであ る。 なお、 電解質層 3は、 ポリプロピレン不織布からなって おり、 この不織布には、 プロピレンカーボネー トとジメ トキ シエタンの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解してなる非水 溶媒電解液が含浸されている。 また、 端子板 5、 6は厚さ 1 5 1!1のステンレス板である。
封口体 4は、 内側封口体 4 7と外側封口体 4 8とからなり、 電池の内外方向の 2層構造を有している。 各封口体 4 7、 4 8の幅は 1 . 5 m mである。 内側封口体 4 7はシ リ コ ンゴム 系接着剤からなっており、 外側封口体 4 8は変性ポリブロピ レン樹脂からなっている。 封口体 4と端子板 5、 6とは 1 9 0 °Cで熱圧着されている。 この熱圧着は、 内部の空気を除去 するために、 減圧下で行なっている。
一方、 比較例と して、 封口体 4が変性ポリプロピレン樹脂 からなる幅 3 m mの単層構造を有し、 その他は本実施例の薄 形電池と同じである薄形電池を用意した。 即ち、 比較例の薄 形電池は第 1 3図に示す電池と同じ構成のものである。 電池 2 一 容量は 5 0 m A h、 厚さは 0 . 1 m mである。
本実施例電池と比較例電池とについて、 貯蔵性能の比較を 行なった。 即ち、 各電池を、 6 0で、 相対湿度 9 0〜 9 5 % の恒温恒湿槽に貯蔵し、 貯蔵日数と電池容量の減少との関係 を調べた。 電池容量の減少は、 2 5でで、 0 . 5 m A hの電 流で、 終止電圧 2 Vまで放電させ、 その持続時間を計測して 残存容量を測定することにより行なった。 電池の試料数は各 測定段階において 5個とし、 その平均値を求めた。 結果を第 8図に示す。 第 8図において、 横軸は貯蔵日数、 縦軸は残存 容量 （％) である。
第 8図からわかるように、 本実施例電池は、 電池容量の減 少が非常に小さく、 貯蔵性能が優れている。 比較例電池は、 電池容量の減少が大きく、 6 0日後には電解液の漏れが生じ た。 本実施例電池では、 外側封口体 4 8の構成材料である変 性ポリプロ ピレン樹脂が透湿度の小さいものであるので、 電 池内部への水分の侵入が抑制され、 負極活物質である金属リ チウムが水分と反応して消耗されるのが防止される。 しかも、 内側封口体 4 7の構成材料であるシリコンゴム系接着剤が電 解液に対して耐性の大きなものであるので、 電解液の漏出も 防止される。 従って、 本実施例電池の電池容量の減少は非常 に小さいものとなり、 長期信頼性が向上する。
以上のように、 本実施例電池は、 外側封口体 4 8により水 分の透過が防止され、 内側封口体 4 7により電解液の漏出が 防止される。 従って、 水分などの外気の侵入や電解液の漏出 による電池性能の劣化を防止できる。
なお、 内側封口体 4 7の構成材料は電解質に対して耐性の 大きなものであれば、 シリ コ ンゴム系接着剤に限るものでは ない。 また、 外側封口体 4 8の構成材料は透湿度の小さいも のであれば、 変性ポリプロピレン樹脂に限るものではない。
また、 封口体 4は 2層構造に限るものではなく 、 外側に透 湿度の小さい材料からなる層を配置し、 内側に電解質に対し て耐性の大きな材料を配置すれば、 3層以上の構造のもので もよい。
(実施例 4 )
第 9図は本実施例の薄形電池を示す縦断面図である。 図に おいて、 第 1図と同一符号は同じ又は相当するものを示す。 この薄形電池の厚さは 0 . 1 m mである。 変性ポリプロピレ ン樹脂からなる封口体 4は、 負極側封口体 4 a と正極側封口 体 4 b とからなる 2層構造を有している。 負極側封口体 4 a と正極側封口体 4 b との外形寸法は異なっており、 こ こでは、 負極側封口体 4 aの方が幅 Xだけ大きく設定されている。 ま た、 負極端子板 5と負極側封口体 4 aは同じ外形寸法を有し、 正極端子板 6と正極側封口体 4 b も同じ外形寸法を有してい る。 各封口体 4 a、 4 bは、 端子板 5、 6にそれぞれ熱溶着 されている。 また、 封口体 4 a と封口体 4 b とは、 熱融着に より、 又は接着剤を介することにより、 接合されている。
上記構成の薄形電池の製造工程において、 封口体 4 a と端 子板 5との接合体、 封口体 4 bと端子扳 6との接合体は、 次 のような工程を経ることにより、 同時に且つ連続的に製造さ れる。 即ち、 まず、 第 1 6図に示すような格子体 2 0を用意 し、 格子体 2 0を、 端子板となるステンレス板 2 1 に溶着す る。 なお、 格子体 2 0は、 封口体 4と同じ材料でできており、 封口体 4 a、 4 b と同じ厚さを有しており、 多数の封口体 4 a、 4 bを一体に有した構造を有している。 次に、 第 1 0図 に示すように、 格子体 2 0を硬質の台紙フイ ルム 1 1上に載 せ、 格子体 2 0にハーフカッター 1 0により切れ目を入れ、 第 1 1図に示すように分離する。 第 1 1図において、 例えば、 右側を封口体 4 aと端子板 5との接合体、 左側を封口体 4 b と端子扳 6との接合体とする。 なお、 第 1 0図ないし第 1 2 図は第 1 6図の XVI I— XVI I断面図に相当する。 そして、 第 1 1図に示すように、 ハーフカッター 1 0により封口体 4 bと 端子板 6との接合体のみに切れ目を入れ、 第 1 2図に示すよ うに、 切れ目の入った箇所からを封口体 4 bと端子扳 6との 接合体を取除く。 こう して得られた封口体 4 aと端子板 5と の接合体と、 封口体 4 bと端子板 6との接合体とは、 負極活 物質層 1、 正極活物質層 2、 及び電解質層 3からなる発電要 素を挾むように合わされて接合される。
本実施例電池と第 1 5図に示す従来電池とを各 1 0 0個製 造した際の外部短絡の生じる電池の個数を調べたところ、 本 実施例電池では 0個であつたが、 従来電池では 3個であつた。 即ち、 本実施例電池では、 端子扳 5、 6の周縁が接触するこ とによる外部短絡が確実に防止される。 また、 封口体 4 a と 端子板 5との接合体、 封口体 4 bと端子板 6との接合体から、 それぞれ端子板 5、 6の周緣のみを取除く という作業が不要 であるので、 ハ一フカヅタ一 1 0を用いた作業は簡単であり、 生産性は向上する。
以上のように、 本実施例電池は、 封口体 4 a と端子板 5と の接合体の外形寸法と、 封口体 4 bと端子板 6との接合体の 外形寸法とが、 異なっているので、 電池の周縁にて端子板 5 6が接触することによる外部短絡を確実に防止できる。 また ハーフカッター 1 0を用いた製造作業を簡単なものにできる ので、 生産性を向上できる。
5 産業上の利用可能性
本願発明の薄形電池は、 従来に比して長期信頼性の優れた ものであるので、 携帯甩電子機器、 電池使用機器などの電源 と して利用価値の高いものである。
0
5
0
5

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 負極活物質と電解質と正極活物質とを層状に重ねてな る発電要素と、 発電要素の上下に設けられ、 集電体及び電槽 を兼ねる端子板と、 端子板の周緣部に設けられ、 発電要素を 5 両端子扳間に封じ込めるとともに両端子扳間を絶緣する枠状 の封口体とからなる薄形電池において、 封口体を上下方向の 多層構造とし、 少なく とも 1層を金属からなる層とし、 他は 電気絶緣物からなる層としたことを特徵とする薄形電池。
2， 封口体の金属層が、 アルミ ニウム、 コバール、 鉄—二0 ッケル合金、 ステンレス、 銅、 又はニッケルからなっている 請求項 1記載の薄形電池。
3 . 封口体の電気絶縁物層が、 セラ ミ ッ ク ス又は合成樹脂 からなつている請求項 1記載の薄形電池。
4 . 合成樹脂が、 サルフアイ ド系接着剤である請求項 1記 5 載の薄形電池。
5 . 負極活物質と電解質と正極活物質とを層状に重ねてな る発電要素と、 発電要素の上下に設けられ、 集電体及び電槽 を兼ねる端子板と、 端子板の周縁部に設けられ、 発電要素を 両端子扳間に封じ込めるとともに両端子扳間を絶縁する枠状 の封口体とからなる薄形電池において、 封口体を上下方向の 多層構造と し、 変性ポリオレフィ ン系樹脂からなる接着剤層 間に、 変性ポリオレフィ ン系樹脂より も熱収縮率が端子板に 近い材料からなる異質材層を挾んだことを特徴とする薄形電 池。
6， 多層が、 3層である請求項 5記載の薄形電池。
7 . 異質材層が、 金属からなっている請求項 5記載の薄形 電池。
8 . 異質材層が、 変性ポリオレフィ ン系樹脂から接着機能 を有する官能基が除去されてなるポリオレフィ ン系樹脂から なつている請求項 5記載の薄形電池。
9 . 負極活物質と電解質と正極活物質とを層状に重ねてな る発電要素と、 発電要素の上下に設けられ、 集電体及び電槽 を兼ねる端子板と、 端子板の周縁部に設けられ、 発電要素を 両端子板間に封じ込めるとともに両端子扳間を絶縁する枠状 の封口体とからなる薄形電池において、 封口体を内外方向の 多層構造と し、 外側の層には透湿度の小さい材料を用い、 内 側の層には電解質に対して耐性の大きな材料を用いたことを 特徴とする薄形電池。
1 0 . 外側の層に、 変性ポリオレフィ ン系樹脂を用いた請 求項 9記載の薄形電池。
1 1 . 内側の層に、 シ リ コ ンゴム系接着剤を用いた請求項 9記載の薄形電池。
1 2 . 多層が、 2層である請求項 9記載の薄形電池。
1 3 . 負極活物質と電解質と正極活物質とを層状に重ねて なる発電要素と、 発電要素の上下に設けられ、 集電体及び電 槽を兼ねる端子板と、 端子板の周縁部に設けられ、 発電要素 を両端子板間に封じ込めるとともに両端子扳間を絶縁する枠 状の封口体とからなる薄形電池において、 封口体が上下方向 の 2層構造を有し、 上層封口体と上側端子板とが同じ外形寸 法を有し、 下層封口体と下側端子板とが同じ外形寸法を有し ており、 上層封口体及び上側端子板の外形寸法と下層封口体 及び下側端子板の外形寸法とが異なっていることを特徵とす 8 一
る薄形電池,
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561004A (en) * 1994-02-25 1996-10-01 Bates; John B. Packaging material for thin film lithium batteries
US5650243A (en) * 1996-01-16 1997-07-22 Ferment; George R. Battery packaging construction using flexible plastic barrier structures
TW338071B (en) * 1996-05-09 1998-08-11 Toyo Koban Kk A battery container and surface treated steel sheet for battery container
EP0972311A4 (en) * 1997-04-01 2006-12-13 Lithium Technology Corp BATTERY PACK CONSTRUCTION USING FLEXIBLE PLASTIC BARRIER STRUCTURES
DE69802134T2 (de) * 1997-04-23 2002-03-07 Hydro-Quebec, Montreal Dünnschicht Feststoff Lithiumzellen und Verfahren zur Herstellung
US6171723B1 (en) 1997-10-10 2001-01-09 3M Innovative Properties Company Batteries with porous components
US6632538B1 (en) 1998-02-05 2003-10-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Sheet for cell and cell device
US6616714B1 (en) * 1998-09-14 2003-09-09 Hydro-Quebec Process for cutting polymer electrolyte multi-layer batteries and batteries obtained thereby
US6468692B1 (en) * 1999-06-08 2002-10-22 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery with sealed casing members
KR100647566B1 (ko) * 1999-11-17 2006-11-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 폴리머 전지 및 그 제조방법
AU2001265021A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-17 Valence Technology, Inc. A battery having a thin profile and flexible structure and method for producing the same
US6346346B1 (en) * 2001-01-05 2002-02-12 Nokia Mobile Phones Ltd. Flexible battery structure
US6489054B2 (en) * 2001-04-19 2002-12-03 Zinc Matrix Power, Inc. Battery case with edge seal
JP2004134210A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池、組電池および車両
US9166214B2 (en) 2004-07-15 2015-10-20 General Electric Company Seal ring and associated method
US10033048B2 (en) 2008-09-05 2018-07-24 Renata Ag Thin film battery
US20110311862A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US9299969B2 (en) * 2012-07-10 2016-03-29 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US10079375B2 (en) * 2015-12-30 2018-09-18 International Business Machines Corporation Dual seal microbattery and method of making
EP3446352B1 (en) * 2016-04-18 2020-07-01 Robert Bosch GmbH Electrochemical cell including electrode isolation frame
KR102245618B1 (ko) * 2016-07-20 2021-04-27 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
CN106299163A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 无锡华盈锂能新材有限公司 锂离子电池软包装用内层共挤膜及其制备方法
GB2578486A (en) * 2018-09-28 2020-05-13 Sumitomo Chemical Co Flexible battery
US20240128619A1 (en) * 2021-03-10 2024-04-18 Tdk Corporation All-solid-state battery

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780663A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780662A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Manufacture of thin battery
JPS5780656A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780661A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Manufacture of thin battery
JPS5780660A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780657A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780658A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5851462A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851463A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851460A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851461A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851464A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS60160559A (ja) * 1984-01-18 1985-08-22 Toshiba Battery Co Ltd 扁平型非水電解液電池
JPS60165041A (ja) * 1984-02-07 1985-08-28 Hitachi Maxell Ltd 薄形密閉電池の製造方法
JPS60165042A (ja) * 1984-02-07 1985-08-28 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池の製造方法
JPS61126766A (ja) * 1984-11-22 1986-06-14 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形電池
JPS61176054A (ja) * 1985-01-29 1986-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 扁平型電池
JPS61214355A (ja) * 1985-03-19 1986-09-24 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池の製造方法
JPS61214354A (ja) * 1985-03-19 1986-09-24 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池の製造方法
JPS61225759A (ja) * 1985-03-29 1986-10-07 Toshiba Battery Co Ltd 扁平型電池
JPS62198664U (ja) * 1986-06-09 1987-12-17
JPS6380470A (ja) * 1986-09-25 1988-04-11 Toppan Printing Co Ltd 偏平型非水電解液電池
JPS63241855A (ja) * 1987-03-28 1988-10-07 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形電池
JPS63250051A (ja) * 1987-04-03 1988-10-17 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形電池
JPH0380964U (ja) * 1989-12-09 1991-08-19

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3068313A (en) * 1958-11-19 1962-12-11 Union Carbide Corp High pressure mechanical seal gasket
CH652239A5 (en) * 1980-08-12 1985-10-31 Brunhilde Adler Nietzold Dry primary battery
JPS57165955A (en) * 1981-04-03 1982-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Alkaline cell
JPS58214271A (ja) * 1982-06-04 1983-12-13 Citizen Watch Co Ltd 密閉型電池
CH658342A5 (de) * 1983-01-07 1986-10-31 Sonval S A Gasdichte primaerbatterie.
JPS62136748A (ja) 1985-12-10 1987-06-19 Seiko Electronic Components Ltd 平板型リチウム電池の製造方法
JPH075555B2 (ja) * 1986-02-25 1995-01-25 ダイセル化学工業株式会社 ピリドン−３−カルボキサミドの製法
GB2201031B (en) * 1987-02-10 1990-09-12 Ever Ready Ltd Electrochemical cells
JP2585250B2 (ja) * 1987-03-12 1997-02-26 東芝電池株式会社 空気電池用密封材
JPH02220351A (ja) * 1989-02-20 1990-09-03 Fuji Elelctrochem Co Ltd ペーパー電池
JPH0337954A (ja) * 1989-07-03 1991-02-19 Yuasa Battery Co Ltd 薄形電池
JPH0626707B2 (ja) * 1989-08-25 1994-04-13 有限会社太田工業 コンビネーションローラ塗工法
JPH04106867A (ja) * 1990-08-24 1992-04-08 Yuasa Corp 薄形電池
US5227264A (en) * 1991-02-14 1993-07-13 Hydro-Quebec Device for packaging a lithium battery
CA2072706C (en) 1992-02-21 1994-12-13 John A. Solheim Wood type golf clubs
JPH1167947A (ja) * 1997-08-20 1999-03-09 Sony Corp ハイブリッド集積回路装置の表面実装方法及びハイブリッド集積回路装置及びハイブリッド集積回路装置の実装体

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780663A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780662A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Manufacture of thin battery
JPS5780656A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780661A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Manufacture of thin battery
JPS5780660A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780657A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5780658A (en) * 1980-11-08 1982-05-20 Hitachi Maxell Ltd Thin battery
JPS5851462A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851463A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851460A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851461A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS5851464A (ja) * 1981-09-20 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造法
JPS60160559A (ja) * 1984-01-18 1985-08-22 Toshiba Battery Co Ltd 扁平型非水電解液電池
JPS60165041A (ja) * 1984-02-07 1985-08-28 Hitachi Maxell Ltd 薄形密閉電池の製造方法
JPS60165042A (ja) * 1984-02-07 1985-08-28 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池の製造方法
JPS61126766A (ja) * 1984-11-22 1986-06-14 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形電池
JPS61176054A (ja) * 1985-01-29 1986-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 扁平型電池
JPS61214355A (ja) * 1985-03-19 1986-09-24 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池の製造方法
JPS61214354A (ja) * 1985-03-19 1986-09-24 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池の製造方法
JPS61225759A (ja) * 1985-03-29 1986-10-07 Toshiba Battery Co Ltd 扁平型電池
JPS62198664U (ja) * 1986-06-09 1987-12-17
JPS6380470A (ja) * 1986-09-25 1988-04-11 Toppan Printing Co Ltd 偏平型非水電解液電池
JPS63241855A (ja) * 1987-03-28 1988-10-07 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形電池
JPS63250051A (ja) * 1987-04-03 1988-10-17 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形電池
JPH0380964U (ja) * 1989-12-09 1991-08-19

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0556402A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE69231005D1 (de) 2000-06-08
US5378557A (en) 1995-01-03
DE69231005T2 (de) 2000-09-07
EP0556402A1 (en) 1993-08-25
CA2093137A1 (en) 1993-02-10
DE69216217T2 (de) 1997-04-24
EP0691695A1 (en) 1996-01-10
DE69216217D1 (en) 1997-02-06
EP0691695B1 (en) 2000-05-03
EP0556402A4 (ja) 1994-03-09
EP0556402B1 (en) 1996-12-27

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