JP2000133219A - シート状リチウム二次電池 - Google Patents

シート状リチウム二次電池

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JP2000133219A JP10302332A JP30233298A JP2000133219A JP 2000133219 A JP2000133219 A JP 2000133219A JP 10302332 A JP10302332 A JP 10302332A JP 30233298 A JP30233298 A JP 30233298A JP 2000133219 A JP2000133219 A JP 2000133219A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電サイクル特性、特に高温下での充放電
サイクル特性が改善されたシート状リチウム二次電池を
提供することを課題とする。 【解決手段】 発電要素体が防水性シートにて形成され
た袋体内に収容されており、袋体のシール部分を通過す
る箇所の電極端子の少なくとも一部の全周囲はエチレン
−アクリル酸共重合体によりシールされてなることを特
徴とするシート状リチウム二次電池。 【効果】 各種の電気機器とりわけ二次電池を収容する
スペースファクターが問題となる電気機器用として頗る
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート状リチウム
二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯型の電話やパソコンなどの電気機器
用の電池として放電容量の大きいリチウム二次電池が脚
光を浴びている。このリチウム二次電池として、従来は
主として円柱状や箱型などの立体型電池が主流をなして
きたが、近時、スペースファクター並びに軽量の点から
シート状リチウム二次電池に関心が高まっている。
【0003】シート状リチウム二次電池は、基本的には
負極シートと正極シートとをセパレータを介して積層し
た構造のシート状の発電要素体に電解質を介在させた状
態にして適当な防水性シートによって袋状に封止した構
造を有する。電解質については、立体型電池と同様に、
固体のものと液体のものとが提案されている。液体電解
質は、立体型電池の場合と同様に、これをセパレータに
含浸した状態で使用される。
【0004】シート状リチウム二次電池の長所は、立体
型電池と異なって薄型であるので放熱性が良好なために
電池内に熱が籠もる程度が低く、このためにたとえ何ら
かの理由で過電流が流れ、あるいは釘などによる貫通傷
が生じても、電池内部のリチウムの燃焼による爆発事故
が起こり難く頗る安全なることである。
【0005】図9は、従来のシート状リチウム二次電池
の上面図であり、図10は図9におけるX−X線に沿っ
た一部の断面図である。図9〜図10において、1は正
極シート、2はセパレータ、3は負極シート、41と4
2は防水シート、5は防水シート41、42が有する各
接着剤層同士が接着し合ったシール部分、10は正極シ
ート1とセパレータ2と負極シート3とを順次重ねた構
造を有するシート状の発電要素体である。
【0006】正極シート1は、正極リード12を有する
あるいは溶接せる正極集電体板11の上に非塗布部13
を残して正極活物質層14を塗布形成した構造を有す
る。一方、負極シート3は、負極リード32を有するあ
るいは溶接せる負極集電体板31の上に非塗布部33を
残して負極活物質層34を塗布形成した構造を有する。
発電要素体10は、その上下から2枚の防水シート41
と42で包まれており、防水シート41と42との4辺
の端は、それらの接着剤層にて接着されてなるシール部
分5を形成している。なお図9では、発電要素体10の
構造を明示して説明するために同図の最上部に存在する
防水シート41(図10参照)の記載を省略している。
【0007】防水シート41と42とで形成された袋体
の内部は、発電要素体10を収容した状態において液体
電解質にて満たされており、発電要素体10から延びる
正極リード12と負極リード32との各先端部分は、図
9および図10に示すようにシール部分5を貫通して袋
体の外に出ている。
【0008】防水シート41および防水シート42は、
通常、互いに同じ材料および構造を有するものが用いら
れ、例えばポリエチレンテレフタレートやナイロンなど
の耐薬品性、耐熱性、耐候性、などに優れた有機高分子
材料のフィルム、アルミニウム箔などの防水性金属シー
ト、および接着剤シートからなる三層構造のものが用い
られる。また接着剤シートとしては、ポリエチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体などのホットメルト接着剤のシートが用
いられ、図9〜図10での接着剤層(シール部分)5は
かかるホットメルト接着剤にて形成されている。
【0009】ところで上記した構造を有する従来のシー
ト状リチウム二次電池は、未だ充放電サイクル特性、就
中60℃前後における所謂高温下での充放電サイクル特
性が不十分であって、充放電サイクルの進行とともに電
池の放電容量の低下が大きい問題がある。
【0010】これらの問題を解決すべく行なった本発明
者の研究から、正極リード12や負極リード32と上記
のホットメルト接着剤との接着性、換言すると、シール
性が経時的に低下し、外部の水分が各リードとホットメ
ルト接着剤との界面に生じた隙間を通じてシート状リチ
ウム二次電池の内部に徐々に侵入して発電要素体10の
発電機能を低下せしめることが判明した。さらに引き続
く研究から、従来のホットメルト接着剤に代えてエチレ
ン−アクリル酸共重合体を接着剤として用いると、上記
した充放電サイクル特性における電池の放電容量の低下
が軽減することも判明した。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかして本発明は、上
記の新知見に基づいて開発し完成したものであって、充
放電サイクル特性、特に高温下での充放電サイクル特性
が改善されたシート状リチウム二次電池を提供すること
を課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、つぎのシ
ート状リチウム二次電池により解決することができる。 (1) 発電要素体が防水性シートにて形成された袋体内に
収容されており、袋体のシール部分を貫通する箇所の電
極端子の少なくとも一部の全周囲はエチレン−アクリル
酸共重合体によりシールされてなることを特徴とするシ
ート状リチウム二次電池。 (2) 袋体が、防水性金属シートの少なくとも片面にエチ
レン−アクリル酸共重合体の層が直接接着した防水性シ
ートにて形成されており、且つエチレン−アクリル酸共
重合体の層同士のホットメルトにより袋体のシール部お
よび電極端子がシールされてなる上記(1) 記載のシート
状リチウム二次電池。 (3) 電極端子の全周囲をシールするエチレン−アクリル
酸共重合体の厚みは、電極端子の平均厚みの0.5〜5
倍である上記(1) または(2) 記載のシート状リチウム二
次電池。 (4) エチレン−アクリル酸共重合体が、アクリル酸モノ
マー成分の量がエチレンモノマー成分1モルあたり0.
05〜0.2モルである上記(1) 〜(3) のいずれかに記
載のシート状リチウム二次電池。 (5) エチレン−アクリル酸共重合体が、メルトインデッ
クス1〜20g/10分である上記(1) 〜(4) のいずれ
かに記載のシート状リチウム二次電池。
【0013】
【作用】本発明において接着剤として用いられるエチレ
ン−アクリル酸共重合体は、従来から斯界で用いられて
きたポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エ
チレン−エチルアクリレート共重合体などの接着剤と比
較して正極リードや負極リードなどの構成材として使用
される各種の金属材との接着性が良好であり且つ、自体
も水分の不透過性に優れている。かかる特性のために、
外部の水分のシート状リチウム二次電池の内部への侵入
を抑制あるいは防止する作用があり、しかして上記の課
題を達成することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明において接着剤として採用
されるエチレン−アクリル酸共重合体は、エチレンとア
クリル酸との共重合体であって、周知のものを用いるこ
とができる。就中、金属との接着性の観点から、分子中
におけるエチレンモノマー成分とアクリル酸モノマー成
分との比において、エチレンモノマー成分1モルあたり
アクリル酸モノマー成分の量が0.05〜0.2モル、
特に0.1〜0.15モルであり、JIS−K−673
0に規定の方法並びに条件で測定したメルトインデック
ス(MI、g/10分)が1〜20、特に3〜15のも
のが好ましい。かかる条件に合致する市販品としては、
米国ダウケミカル社の「PRIMACOR 3330」
などを例示し得る。
【0015】エチレン−アクリル酸共重合体と接着され
る正極リードや負極リードを構成する金属種としては、
従来から斯界で使用あるいは周知のもの、例えば、正極
リード用材料として知られるアルミニウム、アルミニウ
ム合金、チタンなど、負極リード用材料として知られる
銅、ニッケル、銀、SUSなど、の導電性金属類であ
る。エチレン−アクリル酸共重合体は、上記などの導電
性金属類のうちでも銅、アルミニウム、ニッケル、SU
Sなどに対して特に優れた接着性を示すので、本発明に
おいては、正極リードも負極リードもかかる金属にて構
成することが好ましい。
【0016】以下、本発明を図例により詳細に説明す
る。図1は本発明の実施例の上面図であり、図2は図1
のX−X線に沿った一部の断面図である。図3は図1の
実施例の変形実施例における図2に対応する一部の断面
図である。図4は本発明の他の実施例の上面図であり、
図5は図4のX−X線に沿った一部の断面図である。図
6は本発明のさらに他の実施例の上面図であり、図7は
図6のX−X線に沿った一部の断面図であり、図8は一
部の実施例および比較例のシート状リチウム二次電池に
ついての充放電サイクル特性を示すグラフである。図1
〜図7においては、前出の従来例を示す図9、図10に
おける部分と同じ部分は、いずれも同じ符号にて示す。
【0017】図1、図4、および図6に示す各発電要素
体10、各正極リード12、および各負極リード32は
図9におけるそれと同じ構造であって、正極シート1、
セパレータ2、および負極シート3からなるシート状の
発電要素体10が防水シート41と42とで形成された
袋体の内部に収容された状態で該袋体の内部には液体電
解質が満たされている。なお図1、図4および図6で
は、図9の場合と同じく発電要素体10の構造を明示す
るために同図の最上部に存在する防水シート41(図
2、図3、図5および図7参照)の記載を省略してい
る。
【0018】図1〜図5の実施例では、防水シート4
1、42として従来と同じもの、例えばポリエチレンテ
レフタレートやナイロンなどの耐薬品性、耐熱性、耐候
性などに優れた有機高分子材料のフィルム、アルミニウ
ム箔などの防水性金属シート、およびポリエチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体などを接着剤とする接着剤シートからな
る三層構造のものが用いられている。
【0019】但し図1〜図2の実施例では、正極リード
12と負極リード32をシールする部分の接着剤シート
を部分的に剥ぎ取り、その剥ぎ取った跡にエチレン−ア
クリル酸共重合体の長方形の小片(図1では符号51で
示す。)を図1に示す通りに補填して、従来と同様の方
法で防水シート41と42にて発電要素体10および正
極リード12と負極リード32とをシールしている。こ
のため図2に示すように、シール部分5において正極リ
ード12と負極リード32とが存在しない個所では防水
シート41と42が有する接着剤シート同士が直接接着
し合っており、正極リード12と負極リード32の各周
囲は、防水シート41と42とに補填したエチレン−ア
クリル酸共重合体の長方形小片によりシールされてい
る。シール部分5の断面を示す図2、図3、図5、およ
び図7においては、エチレン−アクリル酸共重合体によ
り形成されている領域を51で示し、防水シート41と
42が有する接着剤シートにより形成されている領域を
52で示す。
【0020】図1〜図2の実施例では、接着剤シートを
部分的に剥ぎ取ったのに対して、図3の実施例ではかか
る剥ぎ取りを止めて正極リード12と負極リード32を
シールする個所の接着剤シートの上にエチレン−アクリ
ル酸共重合体の長方形の小片を乗せただけで防水シート
41と42とのシール作業を行なっている。よって、該
小片を乗せた分だけその個所はシール部分5が少し盛り
上がっているが、正極リード12と負極リード32とは
その全周がエチレン−アクリル酸共重合体51にてシー
ルされている。
【0021】図4〜図5の実施例では、正極リード12
と負極リード32をシールする個所だけでなく、防水シ
ート41と42との各四辺の全周囲にわたって接着剤シ
ートの上にエチレン−アクリル酸共重合体の長方形の枠
片を乗せて防水シート41と42とのシール作業を行な
っている。よってシール部分5は、図5に示す通り、エ
チレン−アクリル酸共重合体の領域51が防水シート4
1と42との両接着剤シートからの接着剤層52により
サンドイッチされた構造となっており、正極リード12
と負極リード32とは、エチレン−アクリル酸共重合体
からなる領域51にてそれらの全周がシールされてい
る。
【0022】図6〜図7の実施例では、防水シート41
と42としてその接着剤シートがエチレン−アクリル酸
共重合体からなるものを用いている。よってそのシール
部分5は、領域51のみから、換言するとエチレン−ア
クリル酸共重合体のみにて形成されている。
【0023】図1〜図5の実施例は、本発明のシート状
リチウム二次電池の製造に従来の防水シート41、42
を利用できる利点がある。そのうちでも図3の実施例や
図4〜図5の実施例は、図1〜図2の実施例と比較して
従来の防水シート41、42の接着剤シート層に就いて
の加工が軽度である点で勝っている。これらの実施例に
対して図6〜図7の実施例では、エチレン−アクリル酸
共重合体からなる接着剤シート層を有する防水シート4
1、42を新調する必要があるにしても、図1〜図5の
実施例などにないつぎに述べる優れた効果があるので本
発明では特に好ましい。
【0024】従来の防水シート41および防水シート4
2は、前記した通り、通常アルミニウム箔などの防水性
金属シートにポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのホ
ットメルト接着剤のシートを直接接着したものが用いら
れている。よって図3〜図5の実施例では、そのシール
部分5の全周において、一方、図1〜図2の実施例では
エチレン−アクリル酸共重合体を使用した個所を除く略
全周において、防水性金属シートとポリエチレンなどの
従来のホットメルト接着剤とが直接接着した界面が外気
中に曝されている。両者の接着力は、前記した通り、さ
ほど強力でないので電池の使用中や保管中に漸次接着力
が低下して、該界面を通じて外気中の水分が電池に侵入
することがある。これに対して図6〜図7の実施例で
は、防水性金属シートに対してエチレン−アクリル酸共
重合体が直接接着しているので両者間の接着力は優れて
おり、しかして該界面を通じての水分侵入の問題も一層
軽減する効果がある。
【0025】本発明においては、発電要素体10を構成
する正極シート1、セパレータ2、負極シート3、さら
には正極集電体板11、正極活物質層14、負極集電体
板31、負極活物質層34、および液体電解質などの各
形成材料については、斯界で従来から周知のものであっ
てよい。それらのうち、本発明において好ましい各代表
例の若干を以下に示す。
【0026】正極活物質としては、負極との電位差が少
なくとも1Vであるもの、例えばV 2 5 、MnO2
LiMn2 4 、LiCoO2 、LiNiO2 、Li−
Co−P系複合酸化物、TiS2 、MoS2 、MoO3
などであり、正極活物質の結着剤としてはポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチ
レン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポリマーなどで
あり、また導電剤としては各種導電性黒鉛や導電性カー
ボンブラックなどである。
【0027】負極活物質としては各種の天然黒鉛や人造
黒鉛、例えば繊維状黒鉛、鱗片状黒鉛、球状黒鉛などの
黒鉛類であり、その結着剤としては、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレ
ン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポリマーなどであ
る。
【0028】液体電解質としては、塩類を有機溶媒に溶
解させた電解液が例示される。該塩類としては、LiC
lO4 、LiBF4 、LiPF6 、LiAsF6 、Li
AlCl4 、Li(CF3 SO2 2 Nなどが例示さ
れ、それらの一種または二種以上の混合物が使用され
る。またその際の有機溶媒としては、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、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラ
クトン、1,2−ジメトキシエタン、N,N−ジメチル
ホルムアミド、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソ
ラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテ
ルなどが例示され、電解液中における上記塩類の濃度
は、0.1〜3モル/リットル程度が適当である。
【0029】本発明に用いられる発電要素体10として
は、セパレータ2に代えて固体電解質のシートを用い、
液体電解質を用いないものであってもよい。固体電解質
としては、Li3 N、Li2 O−B2 3 −SiO
2 系、B2 3 −Li2 S−LiI系、P2 5 −Li
2 S−LiI系、GeS2 −Li2 S−LiI系、Si
2 −Li2 S−LiI系などの無機固体電解質が例示
される。固体電解質の他の例では、LiI、LiClO
4 、LiCF3 SO3 、LiBF4 などのリチウム化合
物と有機高分子との混合物があり、例えばエチレンカー
ボネートとプロピレンカーボネートとポリアクリロニト
リルとポリ−テトラエチレングリコール−ジ−アクリレ
ートとLiClO4 との混合物、プロピレンカーボネー
トとポリアクリロニトリルとLiClO4 との混合物、
エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとポリ
アクリロニトリルとポリ−テトラエチレングリコール−
ジ−アクリレートとLiBF4 との混合物、プロピレン
カーボネートとポリアクリロニトリルとLiCF3 SO
3 との混合物などが例示される。
【0030】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
と共に、比較例をも示して本発明の顕著な効果を明らか
にする。
【0031】実施例1 銅箔の上に繊維状黒鉛90重量部とポリビニリデンフル
オリド10重量部との組成物からなる負極活物質層を有
する負極シート、ポリプロピレン製のセパレータ、並び
にアルミニウム箔の上にLiCoO2 90重量部、導電
性黒鉛7重量部、ポリビニリデンフルオリド3重量部と
の組成物からなる正極活物質層を有する正極シートから
なり、且つ厚さ50μm、幅4mmのニッケルからなる
負極リードと厚さ100μm、幅3mmのアルミニウム
からなる正極リードを有する10cm×13.5cm×
1.2mm角の発電要素体を用意した。ポリエチレンテ
レフタレート層、アルミニウム箔、およびエチレン−ア
クリル酸共重合体(エチレンモノマー成分1モルあたり
アクリル酸モノマー成分の量:0.08モル、MI:
5)の層(層厚み:50μm)からなる三層構造の防水
シートの2枚を使用して上記の発電要素体をシールして
図6〜図7に示す構造のシート状リチウム二次電池を製
造した。その際のシール部分の幅は、平均10mmであ
り、シール部分において負極リードおよび正極リードを
囲繞するエチレン−アクリル酸共重合体層の平均厚み
は、約0.1mmであった。また液体電解質として、エ
チレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの
1:1(容量比)混合溶媒1リットルあたりに1モルの
LiPF6 を溶解したものを使用した。
【0032】実施例2 実施例1で用いた防水シートに代えてつぎの防水シート
を用いた点のみが実施例1と異なる図1〜図2に示す構
造のシート状リチウム二次電池を製造した。本実施例で
用いた防水シートは、ポリエチレンテレフタレート層、
アルミニウム箔、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体
(酢酸ビニルモノマー成分の含有量:20重量%)の層
(層厚み:50μm)からなる三層構造の防水シートに
ついて、正極リードと負極リードをシールする部分の該
エチレン−酢酸ビニル共重合体層を部分的に剥ぎ取り、
その剥ぎ取った跡に実施例1で用いたエチレン−アクリ
ル酸共重合体からなる長方形の小片(10mm×10m
m×50μm)を補填したものであって、負極リードお
よび正極リードを囲繞するエチレン−アクリル酸共重合
体層の平均厚みは、約0.1mmであった。
【0033】実施例3 防水シートにおけるエチレン−アクリル酸共重合体層
が、エチレンモノマー成分1モルあたりアクリル酸モノ
マー成分の量が0.08モルであり、MIが8であるエ
チレン−アクリル酸共重合体にて形成されてなる点のみ
実施例1と異なるシート状リチウム二次電池を製造し
た。 実施例4
【0034】防水シートにおけるエチレン−アクリル酸
共重合体層が、エチレンモノマー成分1モルあたりアク
リル酸モノマー成分の量が0.035モルであり、MI
が11であるエチレン−アクリル酸共重合体にて形成さ
れてなる点のみ実施例1と異なるシート状リチウム二次
電池を製造した。
【0035】比較例1 防水シートのエチレン−アクリル酸共重合体層をエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニルモノマー成分の含
有量:20重量%)の層(層厚み:50μm)に代えた
点のみ実施例1と異なるシート状リチウム二次電池を製
造した。
【0036】比較例2 防水シートのエチレン−アクリル酸共重合体層をエチレ
ン−エチルアクリレート共重合体(エチルアクリレート
モノマー成分の含有量:20重量%)の層(層厚み:5
0μm)に代えた点のみ実施例1と異なるシート状リチ
ウム二次電池を製造した。
【0037】比較例3 防水シートのエチレン−アクリル酸共重合体層をポリエ
チレン(MI:5)の層(層厚み:50μm)に代えた
点のみ実施例1と異なるシート状リチウム二次電池を製
造した。
【0038】実施例1〜4および比較例1〜3の各リチ
ウム二次電池につき、180度剥離試験にて正極リード
とそれを囲繞する樹脂層との剥離強度を測定したとこ
ろ、それぞれ実施例1では6.4(単位はkg/10m
mφ、以下同じ。)、実施例2では6.3、実施例3で
は4.4、実施例4では6.5、比較例1では2.0、
比較例2では4.0、比較例3では0.8であった。
【0039】上記の剥離試験から比較例2が各実施例に
近い良好な成績を示したので、つぎに実施例1、実施例
2および比較例2の三種を選んで、つぎの充放電サイク
ル試験を行った。その結果を図8に示す。図8では実施
例1を▲印で、実施例2を◆印で、また比較例2を○印
でそれぞれプロットしている。同図から明らかな通り、
比較例2では充放電サイクルが進むに従って、特にサイ
クル数が60回あたりから急低下しているのに対して、
実施例1、実施例2共にその低下の程度が小さいことが
判る。
【0040】〔充放電サイクル試験方法〕60℃におい
て、正極シートの面積1cm2 あたり1mAの定電流お
よび4.2Vの定電圧下で2.5時間充電し、ついで正
極シートの面積1cm2 あたり0.5mAの定電流のも
とで端子電圧が3Vとなる時点まで放電させ、この後
0.5時間充放電を休止する。以上の充放電並びに休止
を1サイクルとして100回繰り返す。各サイクルにお
ける放電容量は、放電電流値と放電時間から電気量(m
A・H)を算出し、リチウム二次電池中に含まれている
正極活物質の重量(g)から放電容量(mA・H/g)
を得る。図8には、サイクル数を横軸とし、初期の放電
容量に対する各サイクル毎の放電容量の比、即ち放電容
量保持率(%)を縦軸とした。
【0041】
【発明の効果】本発明のシート状リチウム二次電池は、
従来品と比較して充放電サイクル特性に、就中高温度下
でのそれに優れているので、各種の電気機器とりわけ二
次電池のスペースファクターが問題となる電気機器用と
して頗る好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の上面図である。
【図2】図1のX−X線に沿った一部の断面図である。
【図3】図1の実施例の変形実施例における図2に対応
する一部の断面図である。
【図4】本発明の他の実施例の上面図である。
【図5】図4のX−X線に沿った一部の断面図である。
【図6】本発明のさらに他の実施例の上面図である。
【図7】図6のX−X線に沿った一部の断面図である。
【図8】一部の実施例および比較例のシート状リチウム
二次電池についての充放電サイクル特性を示すグラフで
ある。
【図9】従来例の上面図である。
【図10】図9のX−X線に沿った一部の断面図であ
る。
【符号の説明】
10 発電要素体 1 正極シート 12 正極リード 2 セパレータ 3 負極シート 32 負極リード 41、42 防水シート 5 シール部分 51 エチレン−アクリル酸共重合体にて形成
されているシール領域
【手続補正書】
【提出日】平成11年12月27日(1999.12.
27)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】これらの問題を解決すべく行なった本発明
者の研究から、正極リード12や負極リード32と上記
のホットメルト接着剤との接着性、換言すると、シール
性が経時的に低下し、外部の水分が各リードとホットメ
ルト接着剤との界面に生じた隙間を通じてシート状リチ
ウム二次電池の内部に徐々に侵入して発電要素体10の
発電機能を低下せしめることが判明した。さらに引き続
く研究から、従来のホットメルト接着剤に代えて後記す
る特定のエチレン−アクリル酸共重合体を接着剤として
用いると、上記した充放電サイクル特性における電池の
放電容量の低下が軽減することも判明した。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、つぎのシ
ート状リチウム二次電池により解決することができる。 (1) 発電要素体が、防水性金属シートの少なくとも片面
にアクリル酸モノマー成分の量がエチレンモノマー成分
1モルあたり0.05〜0.2モルであるエチレン−ア
クリル酸共重合体の層が直接接着した防水性シートにて
形成された袋体内に収容されており、且つ該エチレン−
アクリル酸共重合体の層同士のホットメルトにより袋体
のシール部分および該シール部分を貫通する箇所の電極
端子の全周囲シールされてなることを特徴とするシー
ト状リチウム二次電池。(2) 電極端子の全周囲をシールするエチレン−アクリル
酸共重合体の厚みは、電極端子の平均厚みの0.5〜5
倍である上記(1) 記載のシート状リチウム二次電池。(3) エチレン−アクリル酸共重合体が、メルトインデッ
クス1〜20g/10分である上記(1) または(2) 記載
のシート状リチウム二次電池。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】
【発明の実施の形態】本発明において接着剤として採用
されるエチレン−アクリル酸共重合体は、金属との接着
性の観点から、分子中におけるエチレンモノマー成分と
アクリル酸モノマー成分との比において、エチレンモノ
マー成分1モルあたりアクリル酸モノマー成分の量が
0.05〜0.2モル、特に0.1〜0.15モルであ
エチレンとアクリル酸との共重合体であって、周知の
ものを用いることができる。就中、JIS−K−673
0に規定の方法並びに条件で測定したメルトインデック
ス(MI、g/10分)が1〜20、特に3〜15のも
のが好ましい。かかる条件に合致する市販品としては、
米国ダウケミカル社の「PRIMACOR 3330」
などを例示し得る。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】以下、本発明を図例により詳細に説明す
る。図1は本発明の参考例の上面図であり、図2は図1
のX−X線に沿った一部の断面図である。図3は図1の
参考例の変形例における図2に対応する一部の断面図で
ある。図4は本発明の他の参考例の上面図であり、図5
は図4のX−X線に沿った一部の断面図である。図6は
本発明の実施例の上面図であり、図7は図6のX−X線
に沿った一部の断面図であり、図8は一部のシート状リ
チウム二次電池についての充放電サイクル特性を示すグ
ラフである。図1〜図7においては、前出の従来例を示
す図9、図10における部分と同じ部分は、いずれも同
じ符号にて示す。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】図1〜図5の参考例では、防水シート4
1、42として従来と同じもの、例えばポリエチレンテ
レフタレートやナイロンなどの耐薬品性、耐熱性、耐候
性などに優れた有機高分子材料のフィルム、アルミニウ
ム箔などの防水性金属シート、およびポリエチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体などを接着剤とする接着剤シートからな
る三層構造のものが用いられている。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】但し図1〜図2の参考例では、正極リード
12と負極リード32をシールする部分の接着剤シート
を部分的に剥ぎ取り、その剥ぎ取った跡にエチレン−ア
クリル酸共重合体の長方形の小片(図1では符号51で
示す。)を図1に示す通りに補填して、従来と同様の方
法で防水シート41と42にて発電要素体10および正
極リード12と負極リード32とをシールしている。こ
のため図2に示すように、シール部分5において正極リ
ード12と負極リード32とが存在しない個所では防水
シート41と42が有する接着剤シート同士が直接接着
し合っており、正極リード12と負極リード32の各周
囲は、防水シート41と42とに補填したエチレン−ア
クリル酸共重合体の長方形小片によりシールされてい
る。シール部分5の断面を示す図2、図3、図5、およ
び図7においては、エチレン−アクリル酸共重合体によ
り形成されている領域を51で示し、防水シート41と
42が有する接着剤シートにより形成されている領域を
52で示す。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】図1〜図2の参考例では、接着剤シートを
部分的に剥ぎ取ったのに対して、図3の参考例ではかか
る剥ぎ取りを止めて正極リード12と負極リード32を
シールする個所の接着剤シートの上にエチレン−アクリ
ル酸共重合体の長方形の小片を乗せただけで防水シート
41と42とのシール作業を行なっている。よって、該
小片を乗せた分だけその個所はシール部分5が少し盛り
上がっているが、正極リード12と負極リード32とは
その全周がエチレン−アクリル酸共重合体51にてシー
ルされている。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】図4〜図5の参考例では、正極リード12
と負極リード32をシールする個所だけでなく、防水シ
ート41と42との各四辺の全周囲にわたって接着剤シ
ートの上にエチレン−アクリル酸共重合体の長方形の枠
片を乗せて防水シート41と42とのシール作業を行な
っている。よってシール部分5は、図5に示す通り、エ
チレン−アクリル酸共重合体の領域51が防水シート4
1と42との両接着剤シートからの接着剤層52により
サンドイッチされた構造となっており、正極リード12
と負極リード32とは、エチレン−アクリル酸共重合体
からなる領域51にてそれらの全周がシールされてい
る。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】図1〜図5の参考例は、シート状リチウム
二次電池の製造に従来の防水シート41、42を利用で
きる利点がある。そのうちでも図3や図4〜図5の各参
例は、図1〜図2の参考例と比較して従来の防水シー
ト41、42の接着剤シート層に就いての加工が軽度で
ある点で勝っている。これらの参考例に対して図6〜図
7の実施例では、エチレン−アクリル酸共重合体からな
る接着剤シート層を有する防水シート41、42を新調
する必要があるにしても、図1〜図5の参考例などにな
いつぎに述べる優れた効果がある
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】従来の防水シート41および防水シート4
2は、前記した通り、通常アルミニウム箔などの防水性
金属シートにポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのホ
ットメルト接着剤のシートを直接接着したものが用いら
れている。よって図3〜図5の参考例では、そのシール
部分5の全周において、一方、図1〜図2の参考例では
エチレン−アクリル酸共重合体を使用した個所を除く略
全周において、防水性金属シートとポリエチレンなどの
従来のホットメルト接着剤とが直接接着した界面が外気
中に曝されている。両者の接着力は、前記した通り、さ
ほど強力でないので電池の使用中や保管中に漸次接着力
が低下して、該界面を通じて外気中の水分が電池に侵入
することがある。これに対して図6〜図7の実施例で
は、防水性金属シートに対してエチレン−アクリル酸共
重合体が直接接着しているので両者間の接着力は優れて
おり、しかして該界面を通じての水分侵入の問題も一層
軽減する効果がある。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
と共に、参考例や比較例をも示して本発明の顕著な効果
を明らかにする。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】参考 実施例1で用いた防水シートに代えてつぎの防水シート
を用いた点のみが実施例1と異なる図1〜図2に示す構
造のシート状リチウム二次電池を製造した。本参考例で
用いた防水シートは、ポリエチレンテレフタレート層、
アルミニウム箔、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体
(酢酸ビニルモノマー成分の含有量:20重量%)の層
(層厚み:50μm)からなる三層構造の防水シートに
ついて、正極リードと負極リードをシールする部分の該
エチレン−酢酸ビニル共重合体層を部分的に剥ぎ取り、
その剥ぎ取った跡に実施例1で用いたエチレン−アクリ
ル酸共重合体からなる長方形の小片(10mm×10m
m×50μm)を補填したものであって、負極リードお
よび正極リードを囲繞するエチレン−アクリル酸共重合
体層の平均厚みは、約0.1mmであった。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】実施例 防水シートにおけるエチレン−アクリル酸共重合体層
が、エチレンモノマー成分1モルあたりアクリル酸モノ
マー成分の量が0.08モルであり、MIが8であるエ
チレン−アクリル酸共重合体にて形成されてなる点のみ
実施例1と異なるシート状リチウム二次電池を製造し
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】実施例3 防水シートにおけるエチレン−アクリル酸共重合体層
が、エチレンモノマー成分1モルあたりアクリル酸モノ
マー成分の量が0.035モルであり、MIが11であ
るエチレン−アクリル酸共重合体にて形成されてなる点
のみ実施例1と異なるシート状リチウム二次電池を製造
した。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】実施例1〜3、参考例1、および比較例1
〜3の各リチウム二次電池につき、180度剥離試験に
て正極リードとそれを囲繞する樹脂層との剥離強度を測
定したところ、それぞれ実施例1では6.4(単位はk
g/10mmφ、以下同じ。)、参考では6.3、
実施例では4.4、実施例では6.5、比較例1で
は2.0、比較例2では4.0、比較例3では0.8で
あった。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】上記の剥離試験から比較例2が各実施例に
近い良好な成績を示したので、つぎに実施例1、参考
および比較例2の三種を選んで、つぎの充放電サイク
ル試験を行った。その結果を図8に示す。図8では実施
例1を▲印で、参考を◆印で、また比較例2を○印
でそれぞれプロットしている。同図から明らかな通り、
比較例2では充放電サイクルが進むに従って、特にサイ
クル数が60回あたりから急低下し、参考例1では80
回あたりから急低下の兆しが見られるのに対して、実施
例1ではその低下の程度が小さいことが判る。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に対する参考例の上面図である。
【図2】図1のX−X線に沿った一部の断面図である。
【図3】図1の参考例の変形例における図2に対応する
一部の断面図である。
【図4】本発明に対する他の参考例の上面図である。
【図5】図4のX−X線に沿った一部の断面図である。
【図6】本発明の実施例の上面図である。
【図7】図6のX−X線に沿った一部の断面図である。
【図8】一部のシート状リチウム二次電池についての充
放電サイクル特性を示すグラフである。
【図9】従来例の上面図である。
【図10】図9のX−X線に沿った一部の断面図であ
る。
【符号の説明】 10 発電要素体 1 正極シート 12 正極リード 2 セパレータ 3 負極シート 32 負極リード 41、42 防水シート 5 シール部分 51 エチレン−アクリル酸共重合体にて形成さ
れているシール領域
【手続補正19】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H011 AA10 AA17 CC02 CC06 CC10 DD13 EE04 FF02 FF04 GG01 HH02 HH11 JJ12 JJ14 KK01 KK02 5H029 AJ05 AK02 AK03 AK05 AL06 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 CJ05 DJ03 DJ05 EJ14 HJ02 HJ04 HJ14

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電要素体が防水性シートにて形成され
    た袋体内に収容されており、袋体のシール部分を貫通す
    る箇所の電極端子の少なくとも一部の全周囲はエチレン
    −アクリル酸共重合体によりシールされてなることを特
    徴とするシート状リチウム二次電池。
  2. 【請求項2】 袋体が、防水性金属シートの少なくとも
    片面にエチレン−アクリル酸共重合体の層が直接接着し
    た防水性シートにて形成されており、且つエチレン−ア
    クリル酸共重合体の層同士のホットメルトにより袋体の
    シール部および電極端子がシールされてなる請求項1記
    載のシート状リチウム二次電池。
  3. 【請求項3】 電極端子の全周囲をシールするエチレン
    −アクリル酸共重合体の厚みは、電極端子の平均厚みの
    0.5〜5倍である請求項1または2記載のシート状リ
    チウム二次電池。
  4. 【請求項4】 エチレン−アクリル酸共重合体が、アク
    リル酸モノマー成分の量がエチレンモノマー成分1モル
    あたり0.05〜0.2モルである請求項1〜3のいず
    れかに記載のシート状リチウム二次電池。
  5. 【請求項5】 エチレン−アクリル酸共重合体が、メル
    トインデックス1〜20g/10分である請求項1〜4
    のいずれかに記載のシート状リチウム二次電池。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003001618A1 (fr) * 2001-06-20 2003-01-03 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Materiau d'emballage de batterie
JP2003007261A (ja) * 2001-06-20 2003-01-10 Dainippon Printing Co Ltd 電池用包装材料
CN100370638C (zh) * 2001-06-20 2008-02-20 大日本印刷株式会社 电池用包装材料

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