JP2000048773A

JP2000048773A - 非水電解質電池

Info

Publication number: JP2000048773A
Application number: JP10227708A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakahara; 浩中原
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ケース内外の圧力に十分な耐性を有する電池を
提供する。【解決手段】発電要素２と、金属樹脂積層フィルムから
なり、その周辺を固着することにより平らな袋状に形成
して発電要素を包む内側ケース３と、内側ケースを収納
する外側ケース５と、発電要素に接続されて内側ケース
の外に取り出される電極端子４とを備えた電池におい
て、外側ケースには、内側ケースの周辺の固着部分を補
強する当接部５１ｂ，５３ｂが設けられ、しかも当接部
は電極端子の取り出される側の幅が他の側の幅よりも大
きいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リチウム二次電
池等の非水電解質電池に属する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、リチウム金属、リチウム合
金、リチウムイオンを保持させた炭素等のリチウム系を
負極とし、ＬｉＣＩＯ₄、ＬｉＰＦ₆等のリチウム塩を溶
解した非プロトン性の有機溶媒を電解液とするリチウム
二次電池である。

【０００３】リチウム電池に限らず電池を電源とする機
器の場合、機器全体の軽量化及び安全化の要請は尽きる
ことがない。従って、電池性能が同じで有れば軽いほど
且つ安全であるほどユーザーに好まれる。近年この要請
を充足するべく、電極、セパレータ、電解質などの発電
要素を収納するケースとして、金属樹脂積層フィルムを
周辺部で互いに固着させることにより平らな袋状に形成
したものが提案されている（例えば特開平９−２１３２
８５４号）。そして、このようなケースは柔軟であるた
めに、上記金属樹脂積層フィルムよりも肉厚の又は硬い
材料からなる別のケースに全体が収納されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
ケースを二重にすることにより、外圧による電池破損を
防止することはできるものの、電池内圧の上昇に基づく
内側ケースの破裂に対しては十分でないことが判った。
それ故、本発明の目的は、ケース内外の圧力に十分な耐
性を有する電池を提供することにある。第二の目的は、
万が一、電解液が漏れたとしても外部回路の動作に影響
を及ぼさない電池を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の非水電解質電池は、発電要素と、金属樹
脂積層フィルムからなり、その周辺を固着することによ
り袋状に形成して発電要素を包む内側ケースと、内側ケ
ースを収納する外側ケースと、発電要素に接続されて内
側ケースの外に取り出される電極端子とを備えた電池に
おいて、外側ケースには、内側ケースの周辺の固着部分
を補強する当接部が設けられていることを特徴とする。

【０００６】内側ケースを構成する金属樹脂積層フィル
ムは、一般に電解液を遮蔽するバリアとなるための金属
層と、この金属層に重ねられる固着性に優れた内側プラ
スチック層と、金属層の反対面に重ねられる表面保護性
に優れた外側プラスチック層とからなる。もちろん、各
層が複数層であっても良いし、逆に１層で複数の層の役
割を兼ねていても良い。金属樹脂積層フィルム全体とし
ては、１枚でも２枚でも良い。１枚の場合は固着性に優
れた層を内側にして折り曲げられ、２枚の場合は固着性
に優れた層を内側にして合わせられる。そして、いずれ
にしても電極群や電解質などの発電要素を中に入れた状
態で周辺が互いに液密に固着されることにより袋状に形
成される。

【０００７】内側ケースのうちで電池内圧によって最も
破裂しやすい箇所は、袋状に形成するための内層同士の
固着部分である。本発明によれば、固着部分の金属樹脂
積層フィルム同士を外面から当接部が押さえるので、内
圧が上昇しても固着部分が開口しにくい。前記当接部
は、外側ケースに一体成形されているものが好ましい。
一体成形によって工数を減らすことができるからであ
る。

【０００８】更に前記当接部は電極端子の取り出される
側の幅が他の側の幅よりも大きいことを特徴とする。こ
れは次の理由による。金属樹脂積層フィルムの周辺のう
ちで電極端子が横切る部分は、フィルムの内層どうしを
互いに固着することはできず、フィルムの内層を電極端
子に固着しなければならない。

【０００９】然るに上記フィルム内層は内層どうしの固
着性を優先して選択されているので、相対的に電極端子
との固着性に劣る。従って、金属樹脂積層フィルムの周
辺のうちで電極端子が横切る部分は、最も開口しやす
い。しかも電極端子の延長線上には回路が存在するか
ら、ケースの開口に伴う液漏れを極力回避しなければな
らない。そこで、上記のように電極端子が取り出されて
いる辺の当接部の幅を大きくし、耐漏液性を保ちつつ、
ケース面積を必要最小限にとどめてエネルギー密度の低
下を抑制したのである。

【００１０】上記金属樹脂積層フィルムを構成する外側
プラスチック層の材質としては、表面保護性の他に耐衝
撃性、耐水性、印刷性などに優れたプラスチック、例え
ばＰＥＴ、高密度ＰＥ、ＰＰなどが挙げられる。金属層
の材質としては、電解液不透過性の他に加工性に優れた
アルミニウムが挙げられる。内側プラスチック層の材質
としては、固着性、特に熱融着性に優れた低密度ＰＥが
挙げられる。各層の厚みは５〜１００μｍ程度である。

【００１１】前記外側ケースは、好ましくは当接部の外
側に液溜め可能な空間を有する。こうすることで、万が
一、内側ケースが開口して電解液が漏れても、漏れた液
が液溜め空間に保持されるので、回路への付着を防止す
ることができるからである。この液溜め可能な空間に、
電解液を吸収しうる材料が充填されていると更に好まし
い。漏れた電解液が吸収材料に保持されるからである。

【００１２】

【実施形態】−実施形態１− 本発明の電池の第一の実施形態を図１とともに説明す
る。図１は第一実施形態の電池を示す分解斜視図、図２
はその電池の厚さ方向断面図である。電池１は、カード
型で、発電要素となる正負の電極及びセパレータが渦状
に巻かれた電極群２、電極群２を包む内側ケース３、電
極群２と外部の回路（図示省略）とを接続する電極端子
４，４及び内側ケース３を収納する外側ケース５を備え
る。

【００１３】内側ケース３は、２枚の金属樹脂積層フィ
ルムを互いに対面するように配置して、それらの間に発
電要素を介在させ、周辺を熱融着することによって袋状
に形成したものである。この金属樹脂積層フィルムは、
ＰＥＴ樹脂フィルム、Ａｌ箔及びＰＥ樹脂フィルムを順
にラミネートしたものであり、熱融着する際にはＰＥ樹
脂フィルムが内側にされる。電極端子４，４は電極群の
正極又は負極に溶接された後、外部に取り出されてい
る。

【００１４】外側ケース５は、製造段階では周辺に樹脂
枠５１がインサート成形技術によって一体的に形成され
た金属製の上板５２と、同様に樹脂枠５３が形成された
金属製の下板５４との２体からなる。樹脂枠５１，５３
は、外周部分５１ａ，５３ａが内周部分５１ｂ，５３ｂ
よりも厚肉となるようにインサート成形される。これら
上板５２と下板５４とは、発電要素を内蔵した内側ケー
ス３を間に介在させた状態で、樹脂枠５１の外周部分５
１ａと樹脂枠５３の外周部分５３ａとを超音波溶接する
ことにより一体の外側ケース５となる。

【００１５】溶接後、内周部分５１ｂ，５３ｂは、内側
ケース３の周辺の融着部分を圧接する。このため、電池
内圧の異常上昇により融着部分を開口させる方向に力が
作用しても内周部分５１ｂ，５３ｂがこれに抗する。こ
うして、内周部分５１ｂ，５３ｂは、内側ケース３の融
着部分を外面から補強する当接部として機能する。従っ
て、その圧接力が適当となるように樹脂枠５１，５３の
内外周の肉厚差が定められる。また、上記内周部分５１
ｂ，５３ｂは、電極端子４，４が取り出されている側の
幅ｍがその他の側の幅よりも若干大きい。これは内側ケ
ース３の内層をなすＰＥ樹脂が、ＰＥ樹脂どうしでは強
く固着するが、電極端子４には相対的に密着しにくいた
め、当接部の面積を大きく取ってその部分の封止性を確
保しようとするのである。

【００１６】−実施形態２− 本発明の第二実施形態は、外側ケースが当接部の外側に
液溜め可能な空間を有するものである。第二実施形態の
電池を図３に厚さ方向断面図として示す。第一実施形態
と同様の機能を有する構成部品には第一実施形態と同じ
番号が付けられている。

【００１７】本実施形態の電池１の外側ケース５は、樹
脂枠５１，５３が電極端子４の反対側に空洞６を備え
る。空洞６は、樹脂枠の外周部分５１ａ，５３ａと内周
部分５１ｂ，５３ｂとの間に設けられる。内周部分５１
ｂ，５３ｂは、第一実施形態と同じく内側ケース３の融
着部分に対する当接部となる。空洞６は、内側ケース３
の融着部分が電池内圧の異常上昇に伴って開口して漏液
したときに、液溜め空間として機能する。すなわち、万
が一、内側ケース３の融着部分が開口して電解液が漏れ
ても、漏れた液が空洞６に保持されて、外側ケース５の
外にある回路への付着を防止することができるからであ
る。

【００１８】尚、電池内圧が異常に上昇しても内側ケー
ス３が電極端子４の反対側だけで開口するように規制す
るために、ケース３の内層の融着強度や当接部の圧接力
を電極端子４の反対側で相対的に弱くする、又は融着し
ろの幅や当接部の幅を電極端子４の反対側で相対的に小
さくするなどの設計をすると良い。

【００１９】−実施形態３− 本発明の第三実施形態は、第二実施形態における外側ケ
ースの液溜め可能な空間に、電解液を吸収しうる材料を
充填したものである。第三実施形態の電池を図４に厚さ
方向断面図として示す。第二実施形態と同様の機能を有
する構成部品には第二実施形態と同じ番号が付けられて
いる。本形態の電池１は、空洞６に電解液を吸収しうる
材料が充填されている。こうすることで、漏れた電解液
が吸収材料に保持されることとなり、外部回路への付着
を確実に防止することができる。このような材料として
は、例えば、油取り紙などの紙、スポンジ、油固化剤な
どがある。

【００２０】−実施形態４− 以上の各実施形態においては、回路部品は全て外側ケー
ス５の外に設置されていた。これに対して、本形態の電
池は、外側ケース５の樹脂枠５１，５３に保護回路を収
納する空間を設けたものである。第四実施形態の電池を
図５に厚さ方向断面図として示す。第二実施形態と同様
に樹脂枠５１，５３に空洞が設けられているが、図６に
平面図として示すように内側ケース３の周囲三方に設け
られている第一の空洞６と、電極端子４側に設けられて
いる第二の空洞８とが各々独立して存在する。そして、
第一の空洞６が液溜め空間として機能し、第二の空洞８
に保護回路９が収納されている。外側ケース５の構造を
このようにすることで、漏れた電解液が万が一空洞６に
保持しきれずにはみ出しても、保護回路９に付着するこ
とはない。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明の非水電解質電
池によれば、全体を薄型に構成することができ、しかも
電解液が漏れにくい。また、万が一漏れても保護回路に
付着することはない。従って、携帯用電子機器の電源と
して好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の非水電解質電池を示す分解斜視
図である。

【図２】図１の厚さ方向断面図である。

【図３】第二実施形態の非水電解質電池を示す断面図で
ある。

【図４】第三実施形態の非水電解質電池を示す断面図で
ある。

【図５】第四実施形態の非水電解質電池を示す断面図で
ある。

【図６】第四実施形態の非水電解質電池を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１非水電解質電池２電極群３内側ケース４電極端子５外側ケース５１，５３樹脂枠６空洞（液溜め空間）７電解液吸収材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電要素と、金属樹脂積層フィルムからなり、その周辺を固着するこ
とにより袋状に形成して発電要素を包む内側ケースと、内側ケースを収納する外側ケースと、発電要素に接続されて内側ケースの外に取り出される電
極端子とを備えた電池において、外側ケースには、内側ケースの周辺の固着部分を補強す
る当接部が設けられ、しかも当接部は電極端子の取り出
される側の幅が他の側の幅よりも大きいことを特徴とす
る非水電解質電池。
【請求項２】前記当接部は、外側ケースに一体成形され
ている請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】前記外側ケースは、当接部の外側に液溜め
可能な空間を有する請求項１又は２に記載の非水電解質
電池。
【請求項４】前記液溜め可能な空間に、電解液を吸収し
うる材料が充填されている請求項３に記載の非水電解質
電池。