JP2001068160A - 扁平形非水電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】重負荷放電特性が優れた扁平形非水電解質二次
電池を提供すること。 【解決手段】負極端子を兼ねる金属製の負極ケースと、
正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガスケッ
トを介し嵌合され、さらに正極ケースまたは負極ケース
が加締め加工により加締められた封口構造を有し、その
内部に少なくとも正極と負極がセパレータを介し対向配
置している電極群を含む発電要素と、非水電解質を内包
した扁平形非水電解質二次電池において、前記電極群内
の正負極対向面積が前記絶縁ガスケットの開口面積より
も大きくなるように構成されているので、扁平形電池の
持つ電池サイズが小さく、生産性に優れるという利点を
維持し、かつ重負荷放電時の放電容量を格段に大きくす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は扁平形非水電解質二
次電池に係り、特に、重負荷放電特性の向上した扁平形
非水電解質二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】正極作用物質にＭｎＯ₂ やＶ₂ Ｏ₅ など
の金属酸化物、あるいはフッ化黒鉛などの無機化合物、
あるいはポリアニリンやポリアセン構造体などの有機化
合物を用い、負極に金属リチウム、あるいはリチウム合
金、あるいはポリアセン構造体などの有機化合物、ある
いはリチウムを吸蔵、放出可能な炭素質材料、あるいは
チタン酸リチウムやリチウム含有珪素酸化物のような酸
化物を用い、電解質にプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボ
ネート、ジメトキシエタン、γ−ブチルラクトンなどの
非水溶媒にＬｉＣｌＯ₄ 、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、Ｌ
ｉＣＦ₃ ＳＯ₃ 、ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ
（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ などの支持塩を溶解した非水電解
質を用いたコイン形やボタン形などの電池総高に対して
電池最外径が長い扁平形非水電解質二次電池は既に商品
化されており、放電電流が数〜数十μＡ程度の軽負荷で
放電が行われるＳＲＡＭやＲＴＣのバックアップ用電源
や電池交換不要腕時計の主電源といった用途に適用され
ている。

【０００３】これらのコイン形やボタン形などの扁平形
非水電解質二次電池は、一般に図２に示したような構造
を有する。すなわち、負極端子を兼ねる金属製の負極ケ
ース５と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケース１が、
絶縁ガスケット６を介し嵌合され、さらに正極ケース１
が加締め加工により加締められた封口構造を有し、その
内部に絶縁ガスケット６の開口径より一回り直径が小さ
いタブレット状の正極２及び負極４をそれぞれ１枚ずつ
非水電解質を含浸させた単層または多層のセパレータ３
を介し、対向配置された構成をなしている。

【０００４】上述したコイン形やボタン形などの扁平形
非水電解質二次電池は製造が簡便であり、量産性に優
れ、長期信頼性や安全性に優れるという長所を持ってい
る。また、構造が簡便であることから、これらの電池の
最大の特徴として小型化が可能であることが挙げられ
る。

【０００５】一方、携帯電話やＰＤＡなどの小型情報端
末を中心に使用機器の小型化が加速されており、これに
伴い主電源である二次電池についても小形化を図ること
が必須とされている。従来、これらの電源には正極作用
物質にコバルト酸リチウムなどのリチウム含有酸化物、
負極に炭素質材料を用いたリチウムイオン二次電池や、
正極作用物質にオキシ水酸化ニッケル、負極作用物質に
水素吸蔵合金を用いたニッケル水素二次電池などのアル
カリ二次電池が使用されてきたが、これらの電池は金属
箔または金属ネットからなる集電体に作用物質層を塗布
または充填し電極を形成後、電極中心部にタブ端子を溶
接した後、捲回、または積層して電極群とし、さらに電
極群の中心部から取り出したタブ端子を複雑に曲げ加工
を行い、安全素子や封口ピン、電池缶などに溶接して電
池を製作していた。

【０００６】上述したようにこれらの電池は、複雑な製
造工程を経て製作されるため作業性が劣り、また部品の
小型化も困難であり、さらに、タブ端子のショート防止
に電池内に空間を設けたり、安全素子などの多数の部品
を電池内に組込む必要があり、電池の小型化に際しても
現状ではほぼ限界に達していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
電池の小型化に際し円筒形や角形のリチウムイオン二次
電池やニッケル水素二次電池の小型化ではなく、前段に
述べた扁平形非水電解質二次電池の高出力を図ることを
試みた。まず、本発明者らは、正極作用物質に高容量で
高電位なコバルト酸リチウムを、負極作用物質に高容量
で電圧平坦性の良好な黒鉛化した炭素質材料をそれぞれ
使用し、従来の扁平形非水電解質二次電池の製造及び構
造に従い、正極及び負極をガスケットより一回り小さい
タブレット状に成形加工し、電池を作製した。

【０００８】しかしながら、このように作製された電池
は従来の扁平形非水電解質二次電池に比べ優れた特性は
得られたものの、小型携帯機器の主電源として要求され
る大電流で放電した場合の特性に対しては遥かに不十分
であり、小型携帯機器の主電源としては到底満足できる
レベルではなかった。

【０００９】小型の扁平形非水電解質二次電池の重負荷
放電特性を如何にして従来にないレベルまで引き上げる
かが本発明の課題であり、重負荷放電特性が格段に優れ
た扁平形非水電解質二次電池を提供することが本発明の
目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の扁平
形非水電解質二次電池の重負荷放電特性の向上に関し鋭
意研究を重ねた結果、従来の扁平形非水電解質二次電池
に比べ電極面積を格段に大きくすることで重負荷放電特
性が飛躍的に向上することを見出した。

【００１１】すなわち、負極端子を兼ねる金属製の負極
ケースと、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶
縁ガスケットを介し嵌合され、さらに前記正極ケースま
たは負極ケースが加締め加工により加締められた封口構
造を有し、その内部に少なくとも正極と負極がセパレー
タを介し対向配置している電極群を含む発電要素と、非
水電解質を内包した扁平形非水電解質二次電池におい
て、前記電極群内の正負極対向面積が前記絶縁ガスケッ
トの開口面積よりも大きくすることで重負荷放電特性が
著しく優れた扁平形非水電解質二次電池を提供できるこ
とを見出した。

【００１２】重負荷放電特性を向上させるためには電極
面積を増大させることが有効であると推察されるが、従
来の扁平形非水電解質二次電池ではタブレット状の正極
及び負極をそれぞれ１枚ずつ絶縁ガスケットに内接する
形で電池内に収容していたため、正負極がセパレータを
介し対向する対向面積はどうしても絶縁ガスケットの開
口面積より一回りほど小さくせざる得なかった。ガスケ
ットを肉薄にするなどして多少の電極面積の拡大を図る
ことは可能であるが、ガスケットの開口面積を上回るよ
うな対向面積を持つ電極を電池内に収納することは理論
的に不可能であった。

【００１３】そこで、本発明者らは従来技術からの大胆
な発想の転換を図り、コイン形やボタン形などの非常に
小さな扁平形電池の電池ケース内に電極を多層配置する
ことで、電極群内の正負極対向面積の総和が絶縁ガスケ
ットの開口面積より大きな電極群を収納することを可能
にした。つまり、円筒形や角形などの容積の大きな二次
電池では数十層を有する電極を収納している例がある
が、これらの電池は前述のように構造が複雑であり、そ
のままの電池の電池構造をコイン形やボタン形などの小
型の扁平形非水電解質二次電池に適用することは困難で
あった。また、たとえ適用したとしても小型であること
や生産性に優れるといった扁平形非水電解質二次電池の
利点を維持することは不可能であるため、コイン形やボ
タン形などの小型の扁平形非水電解質二次電池に絶縁ガ
スケットの開口面積よりも大きな正負極の対向面積を有
する電極群を収納しようという取組みは過去にされなか
った。

【００１４】以下、如何にして本発明者らが本発明の扁
平形非水電解質二次電池を実現したかを説明する。ま
ず、正負極対向面積がガスケットの開口面積より大きな
電極を扁平形非水電解質二次電池内に収納する形態につ
いては種々の形態が考えられるが、その中で扁平形電池
の扁平面に対し水平方向に正負極対向部を持つように電
極を積層した電極群として収納するのが好ましいことが
分かった。なぜなら、優れた重負荷放電特性を得るため
には、電極面積を極力大きくとることと、部品点数を極
力減らし、小さな電池内のスペースを有効に活用し、電
極群と放電に必要な量の非水電解質を電池内に収納する
必要があり、上記したような扁平面に対し水平方向に正
負極対向部を持つように電極を積層した電極群とするよ
うな収納方法、例えば正極と負極がセパレータを介し対
向している正負極対向面が少なくとも３面有する電極群
とするような収納方法とすることでこれらを実現できる
ことが分かった。また、この収納方法によると電極を除
く電池の組立方法が従来のタブレット状電極を用いた扁
平形電池の製造方法に近く、従来の生産設備の一部流用
が可能である上、生産性やコストといった実用面におい
ても優れており量産する上でも好ましい。

【００１５】次に、実際に電極群を作製、収納する方法
については、電極の一部に通電部を設けた正極板並びに
負極板を用意し、セパレータを介し正極板及び負極板を
積層する際にセパレータの一方向から正極板の通電部が
露出し、その対極方向から負極板の通電部が露出する形
で積層した後、正極は正極同士、負極は負極同士おのお
のの通電部を溶接などの方法により電気的に接続し電極
群を形成し、電池内に収納する方法が好ましい。正極と
負極の通電部を対極に配置することでコイン形やボタン
形などの小さな扁平形非水電解質二次電池においても、
正負極通電部の接触による内部ショートを防止できる。

【００１６】次に、電極群と外部端子を兼ねる電池金属
ケースとの接続方法について説明する。前述したよう
に、円筒形や角形などの比較的大きなリチウムイオン二
次電池では電極群の中心部や巻き芯部にタブ端子を溶接
してそれを曲げ加工して安全素子や封口ピンに溶接し集
電を行っている。しかしながら、曲げ工程は工程自体が
複雑なため生産性に劣る上、内部ショートを防止するた
め電池内に空間を持たせたり、電極群との間に絶縁板を
挿入する必要があった。また、タブ端子を電極に溶接し
ている部分に応力が加わるとセパレータを突き破った
り、電極の変形が起こるため絶縁テープで保護したり、
巻き芯部に空間を設ける必要があり、電池の内容積を有
効に使用することはできなかった。そのため、電池の内
容積が小さなコイン形やボタン形の扁平形非水電解質二
次電池ではこれらの集電方法は適用できず、新たな集電
方法を考案する必要があった。

【００１７】そこで、本発明者らは電極群において扁平
形電池の扁平面に水平な方向の一端に導電性を有する正
極構成材を露出させ、対極の他端に導電性を有する負極
構成材を露出させた形状を持つ電極群を作製し、おのお
のの電極構成材を正極及び負極の電池ケースに接触させ
ることにより、電極群と電池ケースの集電を確保するこ
とを見出した。この方法によれば、電極群と電池ケース
間に無駄な空間や絶縁板を設ける必要もなく、放電容量
を増やすことができる。また、電池ケースや電極とタブ
端子がショートを起こすこともなく、安全性や信頼性も
優れている。

【００１８】また、本発明のような封口構造を持つ扁平
形電池では電池ケースの加締め加工により、負極ケース
と正極ケースの扁平面に対し垂直方向に応力が加わって
おり、本集電方法によると電極群の平面方向に均一な加
圧力が加わり、充放電を円滑に行うことができる。な
お、電極群の電極構成材露出部と電極ケースの接触は直
接、接していてもよいし、金属箔や金属ネット、金属粉
末、炭素フィラー、導電性塗料などを介し電気的に間接
的に接していてもよい。

【００１９】次に、電極については正負極とも従来の顆
粒合剤の成形方式や金属ネットや発泡ニッケルなどの金
属基板に合剤を充填する方法を用いてもよいが、肉薄電
極の作製が行い易いという点で金属箔にスラリー状の合
剤を塗布、乾燥したものがよく、さらにそれを圧延した
ものを用いることもできる。上記のような金属箔に作用
物質を含む合剤層を塗工した電極を用いる場合は、電極
群の内部に用いる電極は金属箔の両面に作用物質層を形
成したものを用いるのが、容積効率の上から好ましく、
電極群の両端の電池ケースに接触する電極構成材露出部
については作用物質層でも構わないが、接触抵抗を低減
させるために電極構成材のうち、特に金属箔を露出させ
るのが好ましい。これに関してはこの部分に限り片面に
のみ作用物質層を形成した電極を用いてもよいし、一旦
両面に作用物質層を形成した後、片面のみ作用物質層を
除去してもよい。

【００２０】一方、本発明電池は電極を含めた電池の構
造に主点をおいたものであり、正極作用物質については
限定されるものではなく、ＭｎＯ₂ 、Ｖ₂ Ｏ₅ 、Ｎｂ₂
Ｏ₅、ＬｉＴｉ₂ Ｏ₄ 、Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂、ＬｉＦｅ₂
Ｏ₄ 、ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ 、Ｌｉ₄ Ｍｎ₅ Ｏ₁₂、Ｌｉ_0.33Ｍ
ｎＯ₂ 、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マ
ンガン酸リチウムなどの金属酸化物、あるいはフッ化黒
鉛、ＦｅＳ₂ などの無機化合物、あるいはポリアニリン
やポリアセン構造体などの有機化合物などあらゆるもの
が適用可能である。ただし、この中で作動電位が高く、
サイクル特性に優れるという点でコバルト酸リチウム、
ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムやそれらの混
合物やそれらの元素の一部を他の金属元素で置換したリ
チウム含有酸化物がより好ましく、長期間に亘り使用さ
れることもある扁平形非水電解質二次電池においては高
容量で電解液や水分との反応性が低く化学的に安定であ
るという点でコバルト酸リチウムがさらに好ましい。

【００２１】また、本発明電池の負極作用物質について
は限定されるものではなく、金属リチウム、あるいはＬ
ｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｉｎ、Ｌｉ−Ｓｎ、Ｌｉ−Ｓｉ、Ｌｉ
−Ｇｅ、Ｌｉ−Ｂｉ、Ｌｉ−Ｐｂなどのリチウム合金、
あるいはポリアセン構造体などの有機化合物、あるいは
リチウムを吸蔵、放出可能な炭素質材料、あるいはＮｂ
₂ Ｏ₅ 、ＬｉＴｉ₂ Ｏ₄ 、Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂やＬｉ含有
珪素酸化物やＬｉ含有錫酸化物のような酸化物、Ｌｉ₃
Ｎのような窒化物などあらゆるものが適用可能である
が、サイクル特性に優れ、作動電位が低く、高容量であ
るという点でＬｉを吸蔵、放出可能な炭素質材料が好ま
しく、特に放電末期においても電池作動電圧の低下が少
ないという点で天然黒鉛や人造黒鉛、膨張黒鉛、メソフ
ェーズピッチ焼成体、メソフェーズピッチ繊維焼成体な
どのｄ₀₀₂ の面間隔が０．３３８ｎｍ以下の黒鉛構造が
発達した炭素質材料がより好ましい。

【００２２】なお、上記した本発明電池では主としてコ
イン形やボタン形などの電池総高に対して電池最外径が
長い扁平形電池について説明したが、本発明電池はこれ
のみに限定するものではなく、小判形や角形などの特殊
形状を有する扁平形電池にも本発明と同様に適用でき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例及び比較例
について詳細に説明する。 （実施例１）本発明の実施例１の電池の製造方法を図１
の断面図を参照して説明する。

【００２４】まず、ＬｉＣｏＯ₂ １００重量部に対し、
導電剤としてアセチレンブラック５重量部と黒鉛粉末５
重量部を加え、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５重
量部を加え、Ｎ−メチルピロリドンで希釈、混合し、ス
ラリー状の正極合剤を得た。次に、この正極合剤を、正
極集電体２ａである厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔の片面
にドクターブレード法により塗工、乾燥を行い、アルミ
箔表面に正極作用物質含有層２ｂを形成した。以後、作
用物質含有層の塗膜厚さが０．３９ｍｍとなるまで塗
工、乾燥を繰り返し、片面塗工正極を作製した。次に、
この片面塗工正極と同様の方法によりアルミ箔の両面に
正極作用物質含有層の塗膜厚さが片面当たり０．３９ｍ
ｍとなるように両面塗工し正極を作製した。

【００２５】次に、黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維
粉末１００重量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴ
ム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
をそれぞれ２．５重量部添加し、イオン交換水で希釈、
混合してスラリー状の負極合剤を得た。この負極合剤を
負極集電体４ａである厚さ０．０２ｍｍの銅箔に作用物
質含有層４ｂの厚さが０．３９ｍｍとなるように正極の
場合と同様に塗工、乾燥を繰り返し実施し、片面塗工負
極を作製した。次に、この片面塗工負極と同様の方法に
より銅箔の両面に負極作用物質含有層の塗膜厚さが片面
当たり０．３９ｍｍとなるように両面塗工負極を作製し
た。

【００２６】これらの電極を幅１３ｍｍ、長さ１３ｍｍ
の正方形の一辺に幅６ｍｍ、長さ２ｍｍの張り出し部が
付いた形状に切り出し、次にこの張り出し部に形成され
た作用物質含有層をこそげ落とし、アルミまたは銅層を
むき出しとして通電層とし、幅１３ｍｍ、長さ１３ｍｍ
の作用物質含有層が形成された両面及び片面塗工の正極
板及び負極板を作製した。

【００２７】次に、片面塗工正極板の正極作用物質含有
層形成部に厚さ２５μｍのポリエチレン微多孔膜からな
るセパレータ３を介し両面塗工負極板を通電部が先の正
極板と対極する位置に設置し、さらに、セパレータ３を
介し、両面塗工正極板を通電部が先の正極板と同方向に
向くように設置し、さらにセパレータ３を介し、このセ
パレータ面に負極作用物質含有層４ｂが接するように片
面塗工負極板の通電部が先の負極板と同方向に向くよう
に設置し、正極通電部及び負極通電部をそれぞれ溶接
し、電極群を作製した。

【００２８】作製した電極群を８５℃で１２ｈ乾燥した
後、開口径が２０ｍｍであり、開口面積が３．１４cm²
である絶縁ガスケット６を一体化した負極金属ケース５
の内底面に電極群の片面塗工負極板の未塗工側（すなわ
ち、負極集電体４ａ）が接するように配置し、エチレン
カーボネートとメチルエチルカーボネートを体積比１：
１の割合で混合した溶媒に支持塩としてＬｉＰＦ₆ を１
ｍｏｌ／ｌの割合で溶解せしめた非水電解質を注液し、
さらに電極群の片面塗工正極板の未塗工側（すなわち正
極集電体２ａ）に接するようにステンレス製の正極ケー
ス１を嵌合し、上下反転後、正極ケースに加締め加工を
実施し、封口して厚さ３ｍｍ、直径φ２４．５ｍｍの実
施例１の扁平形非水電解質二次電池を作製した。この電
池のセパレータを介した正負極対向面の面数は計３面で
あり、正負極の対向面積の総和は５．１ｃｍ² である。

【００２９】（実施例２）電極群内の正極及び負極の片
面当たりの作用物質含有層の塗膜厚さがそれぞれ０．２
２ｍｍであり、かつ電極群中間部の両面塗工正極及び両
面塗工負極の積層枚数がそれぞれ２枚であること以外は
実施例１と同様に電池を作製した。この電池のセパレー
タを介した正負極対向面の面数は計５面であり、正負極
の対向面積の総和は８．５ｃｍ² である。

【００３０】（実施例３）電極群内の正極及び負極の片
面当たりの作用物質含有層の塗膜厚さがそれぞれ０．１
５ｍｍであり、かつ電極群中間部の両面塗工正極及び両
面塗工負極の積層枚数がそれぞれ３枚であること以外は
実施例１と同様に電池を作製した。この電池のセパレー
タを介した正負極対向面の面数は計７面であり、正負極
の対向面積の総和は１１．８ｃｍ² である。

【００３１】（実施例４）電極群内の正極及び負極の片
面当たりの作用物質含有層の塗膜厚さがそれぞれ０．１
１ｍｍであり、かつ電極群中間部の両面塗工正極及び両
面塗工負極の積層枚数がそれぞれ４枚であること以外は
実施例１と同様に電池を作製した。この電池のセパレー
タを介した正負極対向面の面数は計９面であり、正負極
の対向面積の総和は１５．２ｃｍ² である。

【００３２】（比較例１）ＬｉＣｏＯ₂ １００重量部に
対し導電剤としてアセチレンブラック５重量部と黒鉛粉
末５重量部を加え、結着剤としてポリ４フッ化エチレン
５重量部を加え、混合後、粉砕し、顆粒状の正極合剤を
得た。次にこの正極顆粒合剤を、直径１９ｍｍ、厚さ
１．１５ｍｍに加圧成形を行い、正極タブレットとし
た。

【００３３】次に黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維粉
末１００重量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴム
（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を
それぞれ２．５重量部を添加、混合、乾燥後、さらに粉
砕し顆粒状の負極合剤を得た。この負極顆粒合剤を、直
径１９ｍｍ、厚さ１．１５ｍｍに加圧成形し、負極タブ
レットとした。

【００３４】次に、これらの正負極タブレットを８５℃
で１２ｈ乾燥した後、開口面積３．１４ｃｍ² の絶縁ガ
スケットを一体化した負極ケースに負極タブレット、ポ
リプロピレンからなる厚さ０．２ｍｍのポリプロピレン
不織布、正極タブレットの順に配置し、エチレンカーボ
ネートとメチルエチルカーボネートを体積比１：１の割
合で混合した溶媒に支持塩としてＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ
／ｌの割合で溶解せしめた非水電解質を注液し、さらに
ステンレス製の正極ケースを嵌合し、上下反転後、正極
ケースに加締め加工を実施し、厚さ３ｍｍ、直径φ２
４．５ｍｍの比較例１の扁平形非水電解質二次電池を作
製した。この電池のセパレータを介した正負極対向面の
面数は１面であり、正負極の対向面積の総和は２．８ｃ
ｍ² である。

【００３５】（比較例２）電極群内の正極及び負極が片
面塗工電極のみであり、作用物質含有層の塗膜厚さがそ
れぞれ１．２４ｍｍであること以外は実施例１と同様に
電池を作製した。この電池のセパレータを介した正負極
対向面の面数は計１面であり、正負極の対向面積の総和
は１．７ｃｍ² である。

【００３６】以上の通り作製した本実施例及び比較例の
電池について、４．２Ｖ、３ｍＡの定電流定電圧で４８
ｈ初充電を実施した。その後、３０ｍＡの定電流で３．
０Ｖまで放電を実施し重負荷放電容量を求めた。その結
果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１より明らかであるが、本実施例の各電
池は比較例１の従来の顆粒合剤成形法により作製したタ
ブレット状の電極を用いた正負極の対向面積がガスケッ
トの開口面積よりも小さい電池や比較例２の正負極の対
向面が１面しかなく、対向面積が小さい電池に比べ、著
しく重負荷放電時の放電容量が大きい。

【００３９】なお、本発明の実施例では、非水電解質に
非水溶媒を用いた扁平形非水溶媒二次電池を用いて説明
したが、非水電解質にポリマー電解質を用いたポリマー
二次電池や固体電解質を用いた固体電解質二次電池につ
いても当然適用可能であり、樹脂製セパレータの代わり
にポリマー薄膜や固体電解質膜を用いることも可能であ
る。また、電池形状については正極ケースの加締め加工
により封口するコイン形非水電解質をもとに説明した
が、正負極電極を入れ替え、負極ケースの加締め加工に
より封口することも可能である。さらに、電池形状につ
いても真円である必要はなく小判形や角形などの特殊形
状を有する扁平形非水電解質二次電池においても適用可
能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
扁平形電池の持つ電池サイズが小さく、かつ生産性に優
れるという利点を維持したまま、重負荷放電時の放電容
量が従来の電池に対し格段に大きくすることができるの
で、工業的価値の優れた扁平形非水電解質二次電池を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電池の断面図。

【図２】比較例１の電池の断面図。

【符号の説明】

１…正極ケース、２…正極、２ａ…正極集電体、２ｂ…
正極作用物質含有層、３…セパレータ、４…負極、４ａ
…負極集電体、４ｂ…負極作用物質含有層、５…負極ケ
ース、６…絶縁ガスケット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 和男 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 志子田 将貴 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 依田 清人 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ05 AK01 AK02 AK03 AK05 AK07 AK16 AL01 AL02 AL03 AL06 AL07 AL12 BJ02 BJ03 BJ12 CJ02 CJ05 CJ08 CJ22 DJ02 DJ03 DJ04 DJ05 DJ07 HJ07 HJ13

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負極端子を兼ねる金属製の負極ケース
   と、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガス
   ケットを介し嵌合され、さらに前記正極ケースまたは負
   極ケースが加締め加工により加締められた封口構造を有
   し、その内部に少なくとも正極と負極がセパレータを介
   し対向配置している電極群を含む発電要素と、非水電解
   質を内包した扁平形非水電解質二次電池において、前記
   電極群内の正負極対向面積が前記絶縁ガスケットの開口
   面積よりも大きいことを特徴とする扁平形非水電解質二
   次電池。
2. 【請求項２】 正極と負極がセパレータを介し対向して
   いる正負極対向面が少なくとも３面有する電極群が当該
   電池内に収納された請求項１記載の扁平形非水電解質二
   次電池。
3. 【請求項３】 正極及び負極がセパレータを介し多層積
   層され、正極は正極同士、負極は負極同士で、それぞれ
   電気的に接続された形で電極群が形成され当該電池内に
   収納された請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
4. 【請求項４】 電極の一部に通電部を設けた正極板及び
   負極板と、セパレータを介し正極板及び負極板を積層す
   る際に前記セパレータの一方向から正極板の通電部が露
   出し、その対極方向から負極板の通電部が露出する形で
   積層され、正極は正極同士、負極は負極同士それぞれの
   通電部を電気的に接続し電極群を形成し、かつ正極と負
   極の通電部が対極に位置するように配置された請求項１
   記載の扁平形非水電解質二次電池。
5. 【請求項５】 少なくとも正極、セパレータ、負極を含
   む電極群から、扁平形電池の扁平面に水平な方向の一方
   の外面に導電性を有する正極構成材を露出させ、その正
   極構成材を直接、あるいは電気的に正極ケースに接続
   し、かつ電極群の扁平形電池の扁平面に水平な方向のも
   う一方の外面に導電性を有する負極構成材を露出させ、
   その負極構成材を直接、あるいは電気的に負極ケースに
   接続した請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
6. 【請求項６】 正極は少なくとも正極作用物質を含有し
   たスラリー状の正極合剤を金属箔に塗布、乾燥した電極
   である請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
7. 【請求項７】 負極は少なくとも負極作用物質を含有し
   たスラリー状の負極合剤を金属箔に塗布、乾燥した電極
   である請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
8. 【請求項８】 正極及び負極は金属箔の両面に作用物質
   含有層を形成し、かつ金属ケースと直接、あるいは電気
   的に接触される面には作用物質層があらかじめ塗られて
   いないか、あるいは塗布後に除去された構造を有する請
   求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
9. 【請求項９】 正極作用物質はリチウム含有酸化物であ
   る請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
10. 【請求項１０】 正極作用物質はコバルト酸リチウムで
    ある請求項９記載の扁平形非水電解質二次電池。
11. 【請求項１１】 負極作用物質は炭素質材料である請求
    項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
12. 【請求項１２】 負極作用物質はｄ₀₀₂ 面の面間隔が
    ０．３３８ｎｍ以下の炭素質材料である請求項１記載の
    扁平形非水電解質二次電池。