JP2001250515A

JP2001250515A - 電池

Info

Publication number: JP2001250515A
Application number: JP2000060816A
Authority: JP
Inventors: Motonori Ueda; 基範上田; Kojiro Hayashi; 幸二郎林; Michiaki Kayano; 道明栢野
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の嵩が小さく、しかも側面の強度、剛性
が高い電池を提供することを目的とする。【解決手段】電池要素１が外装材２，３間に介在さ
れ、外装材２，３の周縁部２ａ，３ａ同士が接合されて
接合片部４Ａが形成されている。この接合片部４Ａを折
曲し、電池要素１を被包している被包部４Ｂの側面に接
着剤５によって接着されて電池とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池要素を外装材で
被包した電池に係り、特にリチウム二次電池等の非水系
二次電池に好適な電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄型電池として特開平８−８３５９６号
公報の通り薄型の電池要素（例えば正極、セパレータ及
び負極の積層体よりなる発電素子）をラミネートフィル
ムで被包したものが公知である。このラミネート外装材
中に電池要素を挿入した後ラミネート外装材の内部を減
圧し、電池要素に対し積層方向の圧迫力を加え、各層同
士の密着性を高めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−８３５９６
号公報の電池にあっては、電池要素を被包した被包部か
ら、ラミネートフィルム同士の接合片部が外方に延出し
た構造となっており、この接合片部がはみ出している分
だけ電池が嵩ばる。

【０００４】さらに、積層型電池要素は、側面において
正極や負極が露出されているため、電池要素側面の剛性
が低い。そのため、側面に外力が加えられると（例え
ば、電池要素あるいは電池を落下させた場合）、側面が
変形して正極と負極とが短絡する恐れがある。また、電
池要素を巻回した巻回型電池の場合でも、電池要素の巻
回体の側面には多大なストレスがかかっているので、電
池要素の側面に衝撃を受けると、活物質が剥れ易い。

【０００５】本発明は、上記の種々の問題点を解決し、
電池の嵩が小さく、しかも側面の強度、剛性が高い電池
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）の電
池は、電池要素が２枚の外装材間に介在され、該外装材
の周縁部同士が接合されて電池要素が密閉された電池で
あって、該電池要素を被包している被包部と、該外装材
の周縁部同士が接合されてなる接合片部とを有した電池
において、少なくとも一部の該接合片部が該被包部に沿
うように折曲され、且つ該被包部に接着剤によって接着
されていることを特徴とするものである。

【０００７】本発明（請求項２）の電池は、１枚の外装
材が２片に折り返され、電池要素がこれらの２片の間に
介在され、該２片の折り返し辺以外の周縁部同士が接合
されて電池要素が密閉された電池であって、該電池要素
を被包している被包部と、該外装材の周縁部同士が接合
されてなる接合片部とを有した電池において、少なくと
も一部の該接合片部が該被包部に沿うように折曲され、
且つ該被包部に接着剤によって接着されていることを特
徴とするものである。

【０００８】かかる本発明（請求項１，２）の電池にあ
っては、少なくとも一部の接合片部が被包部に沿うよう
に折曲されており、嵩が小さい。また、この折曲された
接合片部を被包部に接着剤によって接着しているため、
電池の側面の強度、剛性が高い。もちろん、折曲された
接合片部が被包部から離反することも、この接着により
防止される。

【０００９】本発明の電池では、その側面の強度、剛性
が高いので、側面に衝撃を受けた場合でも、活物質に剥
れが生じたり、短絡が生じたりすることが防止される。

【００１０】本発明では、接着剤は、硬化が容易で硬化
時間が短いホットメルト系接着剤が好適である。

【００１１】本発明では、外装材に、前記電池要素を収
容するための凹部が予め形成されていると、電池要素を
よりコンパクトに収納でき、且つ確実な収納が可能とな
る。

【００１２】本発明では、外装材を合成樹脂層と金属層
との積層体で構成すると、電池の小型・軽量化が可能と
なり、且つ本発明の効果もより顕著となる。この場合、
被包部と接合片部との接着強度を高めるために、接合片
部と被包体との接着面がいずれも前記合成樹脂層よりな
ることが好ましい。

【００１３】本発明では、接合片部は被包部の付け根で
１回だけ折曲されたものであってもよく、また複数回折
曲されてもよい。複数回折曲する場合にあっては、接合
片部の先端縁が、該接合片部と前記被包部との間に介在
されるようにするのが好ましい。このようにすれば、接
合片部の先端縁が外気から隔絶され、先端縁から水分や
空気等が侵入することが防止されるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して実施の形態
に係る電池について説明する。図１（ａ）は実施の形態
に係る電池の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ部分
の拡大断面図である。図４はこの電池の外装材を示す斜
視図、図９は電池を示す斜視図である。

【００１５】この電池は、電池要素１を外装材２，３で
被包し、外装材２，３の周縁部２ａ，３ａを接合し、接
合片部４Ａを折曲し、接着剤５で該接合片部４Ａを被包
部４Ｂの側面に接着したものである。接合片部４Ａは周
縁部２ａ，３ａ同士を接合した片部を示す。また、被包
部４Ｂは電池要素１を被包している平盤状の部分を示
す。

【００１６】図４の通り、外装材２は平板状である。外
装材３は方形箱状の凹部よりなる収容部３ｂと、この収
容部３ｂの４周縁からフランジ状に外方に張り出す周縁
部３ａとを有した浅い無蓋箱状のものである。

【００１７】この外装材３の収容部３ｂ内に電池要素１
が収容され、その上から外装材２が被せられる。電池要
素１から延出した１対のリード２１は、それぞれ外装材
２，３の周縁部２ａ，３ａ同士の合わせ面を通って外部
に引き出される。その後、減圧（好ましくは真空）雰囲
気下で外装材２，３の４周縁の周縁部２ａ，３ａ同士が
熱圧着、超音波溶着などの手法によって気密に接合さ
れ、電池要素１が外装材２，３内に封入される。

【００１８】周縁部２ａ，３ａ同士が接合されることに
より、接合片部４Ａが形成される。この接合片部４Ａ
は、電池要素１を被包している被包部４Ｂから外方に張
り出している。そこで、この接合片部４Ａを被包部４Ｂ
に沿うように折曲し、接着剤５で被包部４Ｂの側面に接
着する。

【００１９】図９は、このようにして製造された電池の
斜視図であり、１対のリード２１は方形の被包部の一辺
から外方に引き出されている。

【００２０】なお、一般に、接着剤は、熱力学的性質か
ら熱硬化性樹脂接着剤、熱可塑性樹脂接着剤、ゴム系接
着剤（エラストマー）、複合接着剤に分類され、形態の
面からは溶液接着剤、エマルジョン系接着剤、感圧粘着
剤、再湿性接着剤（水溶性接着剤）、重縮合型無溶剤接
着剤、フィルム状接着剤、ホットメルト系接着剤に分類
されるが、本発明では、いずれのものを用いてもよい。
ただし、本発明では、硬化時間が短く、且つ、非水系電
池の製造の際に用いられる露点の低い環境下においても
容易に硬化するので、接着剤としてホットメルト系接着
剤が好適である。

【００２１】ホットメルト系接着剤としては、具体的に
はポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリス
チレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラー
ル、メチルシアノアクリレート、ポリスルホン、ポリイ
ミド、ポリベンゾイミダゾール、ナイロン、ポリパラフ
ェニルオキシド、ポリカーボネート、ポリアセタール、
ポリエチレン、ポリプロピレン、その他エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ブタジエン、共重合プラスチックポリ
マー（ＡＢＳ、耐衝撃ポリスチレン）などが好適であ
る。また、テルペン樹脂、アルファルト、ロジンとその
誘導体、エチルセルロース、石油樹脂なども用いること
ができる。

【００２２】図４では、外装材２，３が別体となってい
るが、本発明では、図５のように外装材２，３が一連一
体となっていても良い。図５では、外装材３の一辺と外
装材２の一辺とが連なり、外装材２が外装材３に対し屈
曲可能に連なる蓋状となっている。その結果、水分や空
気等が侵入しやすい接合部の長さを減らすことができ、
また製造も容易となる。

【００２３】図１では、接合片部４Ａは、その付け根に
沿って１回だけ折曲されているが、本発明では、図２の
如く、接合片部４Ａを途中でさらにもう１回折曲し、接
合片部４Ａの先端を接合片部４Ａと被包部４Ｂの側面と
の間に介在させるようにしてもよい。その結果、接合片
部からの水分、空気の侵入をより有効に防止することが
できる。

【００２４】図４，５では、収容部３ｂを有した外装材
３と平板状の外装材２とが示されているが、本発明では
図６のように、それぞれ浅箱状の収容部６ｂ、７ｂと、
該収容部６ｂ、７ｂの４周縁から張り出す周縁部６ａ，
７ａとを有した外装材６，７によって電池要素１を被包
してもよい。図６では、外装材６，７が一連一体となっ
ているが、前記図４と同様にこれらは別体となっていて
もよい。

【００２５】図３は、この外装材６，７を用いて電池要
素１を被包した電池の断面図であり、周縁部６ａ，７ａ
同士を接合してなる接合片部４Ｃは、その付け根部分で
折曲され、電池要素１を被包している被包部４Ｄの側面
に接着剤５によって接着されている。この図３では、接
合片部４Ｃはその付け根のみで折曲されているが、図２
のように２回折曲されてもよい。

【００２６】本発明では、図７のように１枚の平たいシ
ート状の外装材８を中央辺８ａに沿って２ツ折り状に折
り返して第１片８Ａと第２片８Ｂとの２片を形成し、こ
れら第１片８Ａと第２片８Ｂとの間に電池要素１を介在
させ、図８の如く、第１片８Ａと第２片８Ｂの周縁部８
ｂ同士を接合して電池要素１を封入してもよい。

【００２７】この場合も、外装材の合わせ面から外方に
引き出されているリード２１は、方形の被包部の辺のう
ち前記中央辺８ａと平行な辺から外方に引き出されてい
る。図示はしないが、その後、方形の被包部の残りの１
対の平行辺にあっては、周縁部８ｂ同士を接合してなる
接合片部が折曲され、接着剤によって被包部の側面に接
着される。

【００２８】なお、以上の説明においては、接合片部と
被包部とは、接着剤によって一様に接着されているが、
本発明においては、例えば、両面テープを用いてこれら
を接着する態様も包含する。この際、使用する両面テー
プの粘着部に使用する粘着剤としてはシリコーン系、ア
クリル系、ゴム系等各種のものが使用できる。

【００２９】このように構成された本発明の電池にあっ
ては、接合片部が被包部に沿うように折曲されており、
嵩が小さい。また、この折曲された接合片部を被包部に
接着剤によって接着しているため、電池の側面の強度、
剛性が高い。もちろん、折曲された接合片部が被包部か
ら離反することも、この接着により防止される。また、
この電池は、その側面の強度、剛性が高いので、側面に
衝撃を受けた場合でも、活物質に剥れが生じることが防
止される。

【００３０】特に図２のように接合片部の先端を接合片
部４Ａと被包部４Ｂの側面との間に介在させた電池にあ
っては、この接合片部４Ａの先端から周縁部２ａ，３ａ
の接合界面に水分等が侵入することが一層確実に防止さ
れる。

【００３１】本発明は、薄膜電池として好適であり、特
にリチウム二次電池等の非水系電池に適用するのに好適
であるので、以下に上記の電池要素をリチウム二次電池
要素とした場合の好適な構成について説明する。

【００３２】このリチウム二次電池は、図１０の通り、
正極１１、負極１２及びこれらの間に介装された電解質
層１３を有する。

【００３３】正極１１或いは負極１２は、通常図１１に
示すように、集電体１５を芯材としてその両面（場合に
よって片面）に正極活物質１１ａ又は負極活物質１２ａ
を積層したものである。

【００３４】正極の集電体としてはアルミニウム、ステ
ンレス、ニッケル等の金属箔が使用でき、特にアルミニ
ウムが好適であり、負極の集電体としては、銅、ステン
レス、ニッケルなどの金属箔が使用でき、特に銅が好適
である。集電体の厚みは１〜３０μｍ程度が好ましい。

【００３５】正極活物質としては、リチウムイオンを吸
蔵・放出可能であれば無機化合物でも有機化合物でも使
用できる。無機化合物として、遷移金属酸化物、リチウ
ムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物、具体的
には、ＭｎＯ、Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ _６Ｏ１_１３、ＴｉＯ_２等の
遷移金属酸化物、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチ
ウム、マンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属と
の複合酸化物、ＴｉＳ _２、ＦｅＳ、ＭｏＳ_２などの遷移
金属硫化物等が挙げられる。これらの化合物はその特性
を向上させるために部分的に元素置換したものであって
もよい。有機化合物としては、例えばポリアニリン、ポ
リピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリ
スルフィド系化合物が挙げられる。正極活物質は、これ
らの無機化合物、有機化合物を混合して用いてもよい。
特に好ましいものは、コバルト、ニッケル及びマンガン
からなる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属とリ
チウムとの複合酸化物である。

【００３６】正極活物質の粒径は、それぞれ電池の他の
構成要素との兼合で適宜選択すればよいが、通常１〜３
０μｍ、特に１〜１０μｍとするのが初期効率、サイク
ル特性等の電池特性が向上するので好ましい。

【００３７】負極活物質としては、通常、グラファイト
やコークス等の炭素系物質が挙げられる。この炭素系物
質は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や、被覆体
の形態として用いてもよい。負極活物質としては、ケイ
素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫
酸塩、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ、
Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等のリチウム合金、リチウム遷移金属
窒化物、シリコン等も使用できる。好ましくは、容量の
面からグラファイト又はコークスである。負極活物質の
平均粒径は、初期効率、レイト特性、サイクル特性など
の電池特性の向上の観点から、通常１２μｍ以下、好ま
しくは、１０μｍ以下とする。この粒径が大きすぎると
電子伝導性が悪化する。また、通常は０．５μｍ以上、
好ましくは７μｍ以上である。

【００３８】これらの正極活物質及び負極活物質を通常
集電体上に結着させるために、バインダーを使用するこ
とが好ましい。バインダーとしてはシリケート、ガラス
のような無機化合物や、主として高分子からなる各種の
樹脂が使用できる。樹脂としては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチルエチレン
などのアルカン系ポリマー；ポリブタジエン、ポリイソ
プレンなどの不飽和系ポリマー；ポリスチレン、ポリメ
チルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニル
ピロリドンなどの環を有するポリマー；ポリメタクリル
酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸
ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチ
ル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル
アミドなどのアクリル系ポリマー；ポリフッ化ビニル、
ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等
のフッ素系樹脂；ポリアクリロニトリル、ポリビニリデ
ンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマー；ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール
系ポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど
のハロゲン含有ポリマー；ポリアニリンなどの導電性ポ
リマーなどが使用できる。また、上記のポリマーなどの
混合物、変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重
合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体などであっ
ても使用できる。

【００３９】活物質１００重量部に対するバインダーの
配合量は好ましくは０．１〜３０重量部、更に好ましく
は１〜１５重量部である。樹脂の量が少なすぎると電極
の強度が低下することがある。樹脂の量が少なすぎると
容量が低下したり、レイト特性が低下したりすることが
ある。

【００４０】正極活物質及び負極活物質中には必要に応
じて導電材料、補強材などの各種の機能を発現する添加
剤、粉体、充填材などを添加しても良い。

【００４１】導電材料としては、上記活物質に適量混合
して導電性を付与できるものであれば特に制限は無い
が、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒
鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔など
が挙げられる。添加剤としては、トリフルオロプロピレ
ンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉ
ｏｘａｓｐｉｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄ
ｉｏｎｅ、１２−クラウン−４−エーテルなどが電池の
安定性、寿命を高めるために使用することができる。補
強材としては、各種の無機、有機の球状、繊維状フィラ
ーなどが使用できる。

【００４２】電極を集電体上に形成する手法としては、
例えば、粉体状の活物質をバインダーと共に溶剤と混合
し、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などにより分
散塗料化したものを、集電体上に塗布して乾燥する方法
が好適に行われる。この場合、用いられる溶剤の種類
は、電極材に対して不活性であり且つバインダーを溶解
し得る限り特に制限されず、例えばＮ−メチルピロリド
ン等の一般的に使用される無機、有機溶剤のいずれも使
用できる。

【００４３】また、活物質をバインダーと混合し加熱す
ることにより軟化させた状態で、集電体上に圧着、ある
いは吹き付ける手法によって電極材層を形成することも
できる。さらには活物質を単独で集電体上に焼成するこ
とによって形成することもできる。

【００４４】正極、負極内には通常イオン移動相が形成
される。電極中におけるイオン移動相の占める割合は、
高い方がイオン移動が容易になり、レイト特性上は好ま
しい一方で低い方が容量的には高くなる。好ましくは１
０〜５０体積％である。イオン移動相の材料としては、
後述する電解質相の材料と同様のものが使用できる。

【００４５】正極活物質及び負極活物質の膜厚は容量的
には厚い方が、レイト上は薄い方が好ましい。膜厚は通
常２０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上、さらに好
ましくは５０μｍ以上、最も好ましくは８０μｍ以上で
ある。正極及び負極膜厚は、通常２００μｍ以下、好ま
しくは１５０μｍ以下である。

【００４６】図１０に示すように、正極１１と負極１２
との間には電解質層１３が形成される。電解質層１３
は、通常、流動性を有する電解液や、ゲル状電解質や完
全固体型電解質等の非流動性電解質等の各種の電解質を
含む。電池の特性上は電解液又はゲル状電解質が好まし
く、また、安全上は非流動性電解質が好ましい。特に、
非流動性電解質を使用した場合、従来の電解液を使用し
た電池に対してより有効に液漏れが防止できるので、後
述するラミネートフィルムのような形状可変性を有する
ケースを使用する利点を最大に生かすことができる。

【００４７】電解質層に使用される電解液は、通常支持
電解質を非水系溶媒に溶解したものである。

【００４８】支持電解質としては、電解質として正極活
物質及び負極活物質に対して安定であり、かつリチウム
イオンが正極活物質或いは負極活物質と電気化学反応を
するための移動をおこない得る非水物質であればいずれ
のものでも使用することができる。具体的にはＬｉＰＦ
_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣ
ｌＯ_４、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ、
ＬｉＨＦ_２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_２等のリチウ
ム塩が挙げられる。これらのうちでは特にＬｉＰＦ_６、
ＬｉＣｌＯ_４が好適である。

【００４９】これら支持電解質を非水系溶媒に溶解した
状態で用いる場合の濃度は、０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌ
が好適である。これら支持電解質を溶解する非水系溶媒
は特に限定されないが、比較的高誘電率の溶媒が好適に
用いられる。具体的には、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状
カーボネート類、テトラヒドロフラン、２−メチルテト
ラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のグライム類、γ
−ブチルラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫
黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等の１種又は
２種以上が例示される。

【００５０】これらのうちでは、特にエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート
類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エ
チルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類か
ら選ばれた１種又は２種以上の溶媒が好適である。ま
た、これらの溶媒に添加剤などを加えてもよい。添加剤
としては、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉｏｘａｓｐｉ
ｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄｉｏｎｅ、１
２−クラウン−４−エーテルなどが電池の安定性、寿命
を高める目的で使用できる。

【００５１】電解質層に使用できるゲル状電解質は、通
常、上記電解液を高分子によって保持してなる。即ち、
ゲル状電解質は、通常電解液が高分子のネットワーク中
に保持されて全体として流動性が著しく低下したもので
ある。このようなゲル状電解質は、イオン伝導性などの
特性は通常の電解液に近い特性を示すが、流動性、揮発
性などは著しく抑制され、安全性が高められている。ゲ
ル状電解質中の高分子の比率は好ましくは１〜５０重量
％である。低すぎると電解液を保持することができなく
なり、液漏れが発生することがある。高すぎるとイオン
伝導度が低下して電池特性が悪くなる傾向にある。

【００５２】ゲル状電解質に使用する高分子としては、
電解液と共にゲルを構成しうる高分子であれば特に制限
は無く、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、ポリイミドなどの重縮合によって生成されるもの、
ポリウレタン、ポリウレアなどのように重付加によって
生成されるもの、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリ
ル誘導体系ポリマーやポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリフッ化ビニリデンなどのポリビニル系などの付
加重合で生成されるものなどがある。好ましい高分子と
しては、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン
を挙げることができる。ここで、ポリフッ化ビニリデン
とは、フッ化ビニリデンの単独重合体のみならず、ヘキ
サフルオロプロピレン等他のモノマー成分との共重合体
をも包含する。また、アクリル酸、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メト
キシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアク
リレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、
エトキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタク
リレート、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポ
リエチレングリコールモノメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ミノエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、ア
リルアクリレート、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロ
リドン、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエ
チレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリ
コールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジメタクリレートなどのアクリル系モノマー重合して得
られるアクリル系ポリマーも好ましく用いることができ
る。

【００５３】上記高分子の重量平均分子量は、通常１０
０００〜５００００００の範囲である。分子量が低いと
ゲルを形成しにくくなる。分子量が高いと粘度が高くな
りすぎて取り扱いが難しくなる。高分子の電解液に対す
る濃度は、分子量に応じて適宜選べばよいが、好ましく
は０．１〜３０重量％である。濃度が低すぎるとゲルを
形成しにくくなり、電解液の保持性が低下して流動、液
漏れの問題が生じることがある。濃度が高すぎると粘度
が高くなりすぎて工程上困難を生じると共に、電解液の
割合が低下してイオン伝導度が低下しレイト特性などの
電池特性が低下することがある。

【００５４】電解質層として完全固体状の電解質層を用
いることもできる。このような固体電解質としては、こ
れまで知られている種々の固体電解質を用いることがで
きる。例えば、上述のゲル状電解質で用いられる高分子
と支持電解質塩を適度な比で混合して形成することがで
きる。この場合、伝導度を高めるため、高分子は極性が
高いものを使用し、側鎖を多数有するような骨格にする
ことが好ましい。

【００５５】電解質層として、上記電解質を多孔膜等の
多孔性シートに含浸したものを用いてもよい。

【００５６】電解質層の厚みは、通常１〜２００μｍ、
好ましくは、５〜１００μｍである。

【００５７】多孔性シートとしては、具体的には厚さ通
常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、また通常２００
μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下のものが使用され
る。空隙率は、通常１０〜９５％、好ましくは３０〜８
５％程度である。多孔性シートの材料としては、ポリオ
レフィン又は水素原子の一部もしくは全部がフッ素置換
されたポリオレフィンを使用することができる。具体的
には、ポリオレフィン等の合成樹脂を用いて形成した微
多孔性膜、不織布、織布等を用いることができる。

【００５８】正極と負極とを電解質層を介して積層する
ことによって電池要素とされる。電池要素は、正極と負
極と電解質層とを厚さ方向に積層して平板形状としても
よく、また積層後これを巻回して略円筒形状又は扁平円
筒形状としてもよい。

【００５９】例えば、図１１に示すように、集電体１５
の両面に正極組成物を積層して板状の正極１１を得る。
負極材１２も同様の手法で板状に成形され、板状に成形
された正極１１と負極１２とは、図１０に示すように、
電解質層１３を介して交互に積層される。また、図１３
に示す電池要素のように正極１１、電解質層１３及び負
極１２が積層された単位電池要素を、正極１１側あるい
は負極１２側がそれぞれ接する方向に積み重ねることも
できる。このような構成は、集電体の片面に正極や負極
を形成させた場合に特に有効である。

【００６０】図１０及び図１３のいずれの場合も、電池
は、平板状の電池要素が、厚み方向に積層された構造を
有する。

【００６１】電極の平面形状は任意であり、四角形、円
形、多角形等にすることができる。

【００６２】図１０〜１４の通り、集電体１５には、通
常、リード結合用のタブ４ａ，４ｂが連設される。電極
が四角形であるときは、通常図１２に示すように電極の
一辺の一サイド近傍に正極１の集電体５より突出するタ
ブ４ａを形成し、また、負極２の集電体５は他サイド近
傍にタブ４ｂを形成する。

【００６３】複数の電池要素を積層するのは、電池の高
容量化を図る上で有効であるが、この際、電池要素それ
ぞれからのタブ４ａとタブ４ｂの夫々は、通常、図１２
のように厚さ方向に結合されて正極と負極のリード結合
端子が形成される。その結果、大容量の電池要素１を得
ることが可能となる。

【００６４】タブ４ａ，４ｂには、図１４に示すよう
に、薄片状の金属からなるリード２１が結合される。そ
の結果、リード２１と正極１１、負極１２とは電気的に
結合される。タブ４ａ同士、４ｂ同士の結合は、超音波
溶着機による溶着によって行うことができ、タブ４ａ，
４ｂとリード２１との結合はスポット溶接等の抵抗溶
接、超音波溶着あるいはレーザ溶接によって行うことが
できる。

【００６５】本発明においては、上記正極リードと負極
リードの少なくとも一方のリード２１好ましくは両方の
リードとして、焼鈍金属を使用するのが好ましい。その
結果、強度のみならず折れ曲げ耐久性に優れた電池とす
ることができる。

【００６６】リードに使用する金属の種類としては、一
般的にアルミや銅、ニッケルやＳＵＳなどを用いること
ができる。正極のリードとして好ましい材料はアルミニ
ウムである。また、負極のリードとして好ましい材質は
銅である。

【００６７】リード２１の厚さは、通常１μｍ以上、好
ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは２０μｍ以上、
最も好ましくは４０μｍ以上である。薄すぎると引張強
度等リードの機械的強度が不十分になる傾向にある。ま
た、リードの厚さは、通常１０００μｍ以下、好ましく
は５００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下で
ある。厚すぎると折り曲げ耐久性が悪化する傾向にあ
り、また、ケースによる電池要素の封止が困難になる傾
向にある。リードに後述する焼鈍金属を使用することに
よる利点は、リードの厚さが厚いほど顕著である。

【００６８】リードの幅は通常１ｍｍ以上２０ｍｍ以
下、特に１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であり、リードの
外部への露出長さは通常１ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度で
ある。

【００６９】上記の外装材２，３，６，７は、形状可変
性を有することが好ましい。その結果、電池の形状を様
々に変更することが容易に可能となる。また、外装材の
内部を真空状態とした後、外装材の周縁部を封止するこ
とにより、電池要素１に押し付け力を付与することがで
き、その結果、サイクル特性などの電池特性を向上させ
ることができる。

【００７０】外装材の材料としては、アルミニウム、ニ
ッケルメッキをした鉄、銅等の金属、合成樹脂等を用い
ることができるが、好ましくは金属と合成樹脂が積層さ
れたラミネート状の複合材が用いられる。このラミネー
ト状の複合材を用いることにより、ケース部材の薄膜化
・軽量化が可能となり、電池全体としての容量を向上さ
せることができる。また、このような材料自身は強度に
乏しいので、本発明の効果がより顕著である。

【００７１】ラミネート状複合材としては、図１５
（Ａ）に示すように、金属層４０と合成樹脂層４１が積
層されたものを使用することができる。この金属層４０
は水分の浸入の防止あるいは形状保持性を維持させるも
ので、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、チタン、モリ
ブデン、金等の単体金属やステンレス、ハステロイ等の
合金又は酸化アルミニウム等の金属酸化物でもよい。特
に加工性の優れたアルミニウムが好ましい。

【００７２】金属層４０の形成は、金属箔、金属蒸着
膜、金属スパッター等を用いて行うことができる。

【００７３】合成樹脂層４１は、ケース部材の保護ある
いは電解質による侵触を防止したり、金属層と電池要素
等との接触を防止したり、あるいは金属層の保護のため
に用いられるもので、本発明において合成樹脂は、弾性
率、引張伸び率は制限されるものではない。従って本発
明における合成樹脂は一般にエラストマーと称されるも
のも含むものとする。

【００７４】合成樹脂としては、熱可塑性プラスチッ
ク、熱可塑性エラストマー類、熱硬化性樹脂、プラスチ
ックアロイが使われる。これらの樹脂にはフィラー等の
充填材が混合されているものも含んでいる。

【００７５】また、ラミネート状複合材は、図１５
（Ｂ）に示すように金属層４０の外側面に外側保護層と
して機能するための合成樹脂層４１を設けると共に、内
側面に電解質による腐蝕や金属層と電池要素との接触を
防止したり金属層を保護するための内側保護層として機
能する合成樹脂層４２を積層した三層構造体とすること
ができる。

【００７６】この場合、外側保護層に使用する樹脂は、
好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオ
レフィン、アイオノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリアミド等耐薬品性や機械
的強度に優れた樹脂が望ましい。

【００７７】内側保護層としては、耐薬品性の合成樹脂
が用いられ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変
性ポリオレフィン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体等を用いることができる。

【００７８】また、複合材は図１６に示すように金属層
４０と保護層形成用合成樹脂層４１、耐蝕層形成用合成
樹脂層４２間にそれぞれ接着剤層４３を設けることもで
きる。さらにまた、ケース部材同士を接着するために、
複合材の最内面に溶着可能なポリエチレン、ポリプロピ
レン等の樹脂からなる接着層を設けることもできる。こ
れらの金属、合成樹脂あるいは複合材を用いてケースが
形成される。ケースの成形はフィルム状体の周囲を融着
して形成してもよく、シート状体を真空成形、圧空成
形、プレス成形等によって絞り成形してもよい。また、
合成樹脂を射出成形することによって成形することもで
きる。射出成形によるときは、金属層はスパッタリング
等によって形成されるのが通常である。

【００７９】外装材に凹部よりなる収容部を設けるには
絞り加工等によって行うことができる。

【００８０】なお、このような複合材よりなる外装材を
用いて電池を構成する場合、前記接着剤５に接する面が
合成樹脂層となるようにすることが好ましい。このよう
にすることにより、接着剤と外装材との接着力を高める
ことができる。また、非水系電池の製造時にドライルー
ム中でも容易に接着する。

【００８１】

【発明の効果】以上の通り、本発明の電池は、接合片部
が被包部に沿うように折曲されており、嵩が小さい。ま
た、この折曲された接合片部を被包部に接着剤によって
接着しているため、電池の側面の強度、剛性が高い。も
ちろん、折曲された接合片部が被包部から離反すること
も、この接着により防止される。また、本発明の電池
は、その側面の強度、剛性が高いので、側面に衝撃を受
けた場合でも、活物質に剥れが生じることが防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る電池の断面図である。

【図２】別の実施の形態に係る電池の断面図である。

【図３】さらに別の実施の形態に係る電池の断面図であ
る。

【図４】外装材２，３の斜視図である。

【図５】外装材２，３の別の構成例を示す斜視図であ
る。

【図６】外装材６，７の構成例を示す斜視図である。

【図７】外装材８の構成例を示す斜視図である。

【図８】図７の外装材を用いた電池の製作途中の平面図
である。

【図９】実施の形態に係る電池の斜視図である。

【図１０】電池要素の模式的な断面図である。

【図１１】正極又は負極の模式的な断面図である。

【図１２】電池要素の端子部分の構成を示す斜視図であ
る。

【図１３】電池要素の別の構成例を示す断面図である。

【図１４】複数の電池要素のタブとリードとの関係を示
す縦断面図である。

【図１５】（Ａ），（Ｂ）図はそれぞれ外装材を構成す
る複合材の一例を示す縦断面図である。

【図１６】外装材を構成する複合材の他の例を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１電池要素２，３，６，７，８外装材４ａ，４ｂタブ４Ａ，４Ｃ接合部４Ｂ，４Ｄ被包部５接着剤１１正極１１ａ正極活物質１２負極１２ｂ負極活物質１３非流動性電解質層１５集電体２１リード４０金属層４１，４２合成樹脂層４３接着剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栢野道明岡山県倉敷市潮通三丁目10番地三菱化学株式会社水島事業所内Ｆターム(参考） 5H011 AA01 CC02 CC06 CC10 DD03 DD06 DD13 DD14 5H029 AJ11 AK02 AK03 AK05 AK16 AL01 AL02 AL06 AL07 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 CJ02 CJ03 CJ05 DJ02 DJ03 DJ14 EJ01 EJ12 HJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池要素が２枚の外装材間に介在され、
該外装材の周縁部同士が接合されて電池要素が密閉され
た電池であって、該電池要素を被包している被包部と、該外装材の周縁部
同士が接合されてなる接合片部とを有した電池におい
て、少なくとも一部の該接合片部が該被包部に沿うように折
曲され、且つ該被包部に接着剤によって接着されている
ことを特徴とする電池。
【請求項２】１枚の外装材が２片に折り返され、電池
要素がこれらの２片の間に介在され、該２片の折り返し
辺以外の周縁部同士が接合されて電池要素が密閉された
電池であって、該電池要素を被包している被包部と、該外装材の周縁部
同士が接合されてなる接合片部とを有した電池におい
て、少なくとも一部の該接合片部が該被包部に沿うように折
曲され、且つ該被包部に接着剤によって接着されている
ことを特徴とする電池。
【請求項３】請求項１又は２において、該接着剤はホ
ットメルト系接着剤よりなることを特徴とする電池要
素。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、該外装材に、前記電池要素を収容するための凹部が
予め形成されていることを特徴とする電池。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、前記外装材は合成樹脂層と金属層との積層体よりな
ることを特徴とする電池。
【請求項６】請求項５において、接合片部と被包部と
の接着面がいずれも前記合成樹脂層よりなることを特徴
とする電池要素。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項におい
て、前記接合片部は複数回折曲され、該接合片部の先端
縁が、該接合片部と前記被包部との間に介在されている
ことを特徴とする電池。