JP2000164196A - 電池用極板の集電体とリードとの接合構造 - Google Patents
電池用極板の集電体とリードとの接合構造Info
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- JP2000164196A JP2000164196A JP10333806A JP33380698A JP2000164196A JP 2000164196 A JP2000164196 A JP 2000164196A JP 10333806 A JP10333806 A JP 10333806A JP 33380698 A JP33380698 A JP 33380698A JP 2000164196 A JP2000164196 A JP 2000164196A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】樹脂を集電体の構成要素とする電池であって、
集電体とリードとを固着しやすく且つ接続の信頼性に優
れた電池を提供する。 【解決手段】樹脂を含む薄膜Ｐと電子伝導性の薄膜Ｅ
１、Ｅ２との層状体からなり電池の中で電極の活物質又
はホスト物質を保持する集電体１と、この集電体を電極
端子と電気的に接続させるリード２との接合構造におい
て、リード２が導電性の粘着剤と金属箔とからなり、そ
の粘着剤２ａを介して集電体１に接着されていることを
特徴とする。
集電体とリードとを固着しやすく且つ接続の信頼性に優
れた電池を提供する。 【解決手段】樹脂を含む薄膜Ｐと電子伝導性の薄膜Ｅ
１、Ｅ２との層状体からなり電池の中で電極の活物質又
はホスト物質を保持する集電体１と、この集電体を電極
端子と電気的に接続させるリード２との接合構造におい
て、リード２が導電性の粘着剤と金属箔とからなり、そ
の粘着剤２ａを介して集電体１に接着されていることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
用極板等の電池用極板の集電体とリードとの接合構造に
属する。
用極板等の電池用極板の集電体とリードとの接合構造に
属する。
【０００２】
【従来の技術】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小型携帯電子機器が普及している。
これらの電源として広範に利用されているリチウムイオ
ン電池などの電池を更に軽量化するため、電池の中で電
極の活物質又はホスト物質を保持する集電体を樹脂を含
む薄膜と電子伝導性の薄膜との層状体で構成する技術が
開示されている（特開平１０−１１２３２２号、１１２
３２３号）。
用ビデオカメラ等の小型携帯電子機器が普及している。
これらの電源として広範に利用されているリチウムイオ
ン電池などの電池を更に軽量化するため、電池の中で電
極の活物質又はホスト物質を保持する集電体を樹脂を含
む薄膜と電子伝導性の薄膜との層状体で構成する技術が
開示されている（特開平１０−１１２３２２号、１１２
３２３号）。
【０００３】このような集電体は、樹脂膜を芯としてい
るので、電子伝導性薄膜は従来の金属箔のみの集電体よ
りも薄くて十分である。従って、同じ厚さの金属箔のみ
からなる集電体よりも軽い。樹脂の多くは絶縁性である
が、樹脂膜の表面に電子伝導性薄膜が密着しているの
で、その薄膜を電流が流れるから、集電体の機能は発揮
される。電池の極板は、一般に活物質又はホスト物質に
有機結着剤、導電剤及び溶剤からなる合剤を混合してペ
ースト状にし、それを上記集電体の表面に塗布し乾燥
後、集電体とともに厚さ方向に加圧成形することによっ
て製造される。
るので、電子伝導性薄膜は従来の金属箔のみの集電体よ
りも薄くて十分である。従って、同じ厚さの金属箔のみ
からなる集電体よりも軽い。樹脂の多くは絶縁性である
が、樹脂膜の表面に電子伝導性薄膜が密着しているの
で、その薄膜を電流が流れるから、集電体の機能は発揮
される。電池の極板は、一般に活物質又はホスト物質に
有機結着剤、導電剤及び溶剤からなる合剤を混合してペ
ースト状にし、それを上記集電体の表面に塗布し乾燥
後、集電体とともに厚さ方向に加圧成形することによっ
て製造される。
【０００４】集電体には、合剤が塗布される前に端部に
予め金属製のリードの一端が固着される。これは正極も
負極も同様である。固着手段は、超音波溶着、抵抗溶
接、針カシメなどが考えられる。リードの他端は、正極
板、セパレータ及び負極板の積層体が電池容器に収納さ
れた後に各々の電極端子に固着されて外部との導通が取
られる。電極端子は、正極の場合は電池蓋、負極の場合
は電池容器の本体で兼用される。
予め金属製のリードの一端が固着される。これは正極も
負極も同様である。固着手段は、超音波溶着、抵抗溶
接、針カシメなどが考えられる。リードの他端は、正極
板、セパレータ及び負極板の積層体が電池容器に収納さ
れた後に各々の電極端子に固着されて外部との導通が取
られる。電極端子は、正極の場合は電池蓋、負極の場合
は電池容器の本体で兼用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、集電体とリー
ドを固着するにあたり、超音波で溶着しようとしても集
電体の芯となる樹脂が超音波エネルギーを吸収するので
溶着し難い。また、抵抗溶接しようとしても樹脂が絶縁
体であることからリードと集電体を溶接電極で挟んでも
電極間に電流が流れず、溶接できない。針カシメなどの
機械的手段では、電気的接続の信頼性に乏しい。それ
故、この発明の目的は、樹脂を集電体の構成要素とする
電池であって、集電体とリードとを固着しやすく且つ接
続の信頼性に優れた電池を提供することにある。
ドを固着するにあたり、超音波で溶着しようとしても集
電体の芯となる樹脂が超音波エネルギーを吸収するので
溶着し難い。また、抵抗溶接しようとしても樹脂が絶縁
体であることからリードと集電体を溶接電極で挟んでも
電極間に電流が流れず、溶接できない。針カシメなどの
機械的手段では、電気的接続の信頼性に乏しい。それ
故、この発明の目的は、樹脂を集電体の構成要素とする
電池であって、集電体とリードとを固着しやすく且つ接
続の信頼性に優れた電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、この発明の電池用極板の集電体とリードとの接合構
造は、樹脂を含む薄膜（以下、樹脂膜Ｐという）と電子
伝導性の薄膜（以下、薄膜Ｅという）との層状体からな
り電池の中で電極の活物質又はホスト物質を保持する集
電体と、この集電体を電極端子と電気的に接続させるリ
ードとの接合構造において、集電体とリードとは、導電
性の粘着剤を介して接着されていることを特徴とする。
に、この発明の電池用極板の集電体とリードとの接合構
造は、樹脂を含む薄膜（以下、樹脂膜Ｐという）と電子
伝導性の薄膜（以下、薄膜Ｅという）との層状体からな
り電池の中で電極の活物質又はホスト物質を保持する集
電体と、この集電体を電極端子と電気的に接続させるリ
ードとの接合構造において、集電体とリードとは、導電
性の粘着剤を介して接着されていることを特徴とする。
【０００７】このように導電性の粘着剤を介して接着さ
れるので、集電体の芯が絶縁性の樹脂であっても難なく
確実に接着されるし、粘着剤自体が導電性であるから電
気的接続も確保することができる。導電性の粘着剤は接
着前の段階では集電体とリードのどちらに形成していて
も良い。また、双方に形成しても良い。
れるので、集電体の芯が絶縁性の樹脂であっても難なく
確実に接着されるし、粘着剤自体が導電性であるから電
気的接続も確保することができる。導電性の粘着剤は接
着前の段階では集電体とリードのどちらに形成していて
も良い。また、双方に形成しても良い。
【０００８】粘着剤をリードに形成しておく場合は、リ
ードとして導電性の粘着剤と金属箔とからなるものを用
い、１本のリードを二つ折りにするか、２本のリードを
合わせるかし、その間に集電体を挟むなどして接着する
ことができる。従って、この発明の別の局面は、樹脂膜
Ｐと薄膜Ｅとの層状体からなり電池の中で電極の活物質
又はホスト物質を保持する集電体と、この集電体を電極
端子と電気的に接続させるリードとの接合構造におい
て、リードが導電性の粘着剤と金属箔とからなり、その
粘着剤を介して集電体に接着されていることを特徴とす
る。
ードとして導電性の粘着剤と金属箔とからなるものを用
い、１本のリードを二つ折りにするか、２本のリードを
合わせるかし、その間に集電体を挟むなどして接着する
ことができる。従って、この発明の別の局面は、樹脂膜
Ｐと薄膜Ｅとの層状体からなり電池の中で電極の活物質
又はホスト物質を保持する集電体と、この集電体を電極
端子と電気的に接続させるリードとの接合構造におい
て、リードが導電性の粘着剤と金属箔とからなり、その
粘着剤を介して集電体に接着されていることを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】樹脂膜Ｐの材質例としては、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド等の成膜可
能な樹脂が挙げられる。樹脂膜Ｐの表面に形成される薄
膜Ｅとしては、メッキされたＮｉ、Ｃｕ又は蒸着された
Ｃｕ、Ａｌなどの金属が好ましいが、圧延された箔でも
良い。特に、正極の集電体の薄膜ＥはアルミニウムＡｌ
が好ましい。アルミニウムは耐食性に優れ、正極が高電
位となる充電時においても電解液中に溶け出さないから
である。
エチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド等の成膜可
能な樹脂が挙げられる。樹脂膜Ｐの表面に形成される薄
膜Ｅとしては、メッキされたＮｉ、Ｃｕ又は蒸着された
Ｃｕ、Ａｌなどの金属が好ましいが、圧延された箔でも
良い。特に、正極の集電体の薄膜ＥはアルミニウムＡｌ
が好ましい。アルミニウムは耐食性に優れ、正極が高電
位となる充電時においても電解液中に溶け出さないから
である。
【００１０】一方、負極の集電体の薄膜Ｅとして特に好
ましいのは、銅Ｃｕ又はニッケルＮｉである。銅は、導
電率が高くコストが安い点で優れているからである。た
だし、銅は、３．１Ｖ vs. Ｌｉ／Ｌｉ+より貴な電位領
域で溶けてしまうことが実験的に知られている。従っ
て、適正な０Ｖから３Ｖの範囲での使用が適当である。
これに対して、Ｎｉは４．０〜４．２Ｖ vs. Ｌｉ／Ｌ
ｉ+まで溶けないので、電位窓が広い点で優れている。
ましいのは、銅Ｃｕ又はニッケルＮｉである。銅は、導
電率が高くコストが安い点で優れているからである。た
だし、銅は、３．１Ｖ vs. Ｌｉ／Ｌｉ+より貴な電位領
域で溶けてしまうことが実験的に知られている。従っ
て、適正な０Ｖから３Ｖの範囲での使用が適当である。
これに対して、Ｎｉは４．０〜４．２Ｖ vs. Ｌｉ／Ｌ
ｉ+まで溶けないので、電位窓が広い点で優れている。
【００１１】層状体の層構成は、樹脂膜Ｐと薄膜Ｅとの
２層でも又は薄膜Ｅ、樹脂膜Ｐ及び薄膜Ｅの順の３層で
も良い。後者の３層構造による場合は、樹脂膜Ｐの一方
の側の薄膜Ｅを正極、他方の側の薄膜Ｅを負極とするこ
とができる。従って、正極と負極の位置ずれが生じな
い。層状にする手段としては、蒸着やメッキを含めて種
々の公知の手段が適用可能である。また、樹脂膜と薄膜
とは全面密着していても良いし、一部が密着していても
良い。電極全体の形状も渦巻き状に限定されない。
２層でも又は薄膜Ｅ、樹脂膜Ｐ及び薄膜Ｅの順の３層で
も良い。後者の３層構造による場合は、樹脂膜Ｐの一方
の側の薄膜Ｅを正極、他方の側の薄膜Ｅを負極とするこ
とができる。従って、正極と負極の位置ずれが生じな
い。層状にする手段としては、蒸着やメッキを含めて種
々の公知の手段が適用可能である。また、樹脂膜と薄膜
とは全面密着していても良いし、一部が密着していても
良い。電極全体の形状も渦巻き状に限定されない。
【００１２】薄膜Ｅの厚さは、０．１〜５μｍが好まし
い。０．１μｍに満たないと電池の抵抗が大きくなりす
ぎて性能の確保が困難となる。５μｍを超えると従来に
比べて軽量化を実現することができない。また、樹脂膜
Ｐの厚さは、２〜１８μｍが好ましい。２μｍに満たな
いと製造過程において取り扱いが困難となる。１８μｍ
を超えると従来に比べて体積当たりのエネルギー密度が
低下する。リードに用いられる金属箔としては、負極側
が電解または圧延された銅箔またはニッケル箔、正極側
がアルミ箔が好ましい。
い。０．１μｍに満たないと電池の抵抗が大きくなりす
ぎて性能の確保が困難となる。５μｍを超えると従来に
比べて軽量化を実現することができない。また、樹脂膜
Ｐの厚さは、２〜１８μｍが好ましい。２μｍに満たな
いと製造過程において取り扱いが困難となる。１８μｍ
を超えると従来に比べて体積当たりのエネルギー密度が
低下する。リードに用いられる金属箔としては、負極側
が電解または圧延された銅箔またはニッケル箔、正極側
がアルミ箔が好ましい。
【００１３】
【実施例】−実施例１− 負極板に適用される集電体として、幅２８ｍｍ、厚さ２
０μｍの帯状のＰＥ膜の両面に真空蒸着により厚さ２μ
ｍの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、厚さ３５μ
ｍの圧延銅箔に導電性粘着剤が塗布された長寸のリード
を準備した。具体的にはリードとして、株式会社寺岡製
作所から市販されている導電性銅箔粘着テープＮｏ．８
３２１を準備した。この粘着テープの粘着力は１０００
ｇｆ／幅２５ｍｍ、引っ張り強さは１４．０ｋｇｆ／幅
２５ｍｍである。
０μｍの帯状のＰＥ膜の両面に真空蒸着により厚さ２μ
ｍの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、厚さ３５μ
ｍの圧延銅箔に導電性粘着剤が塗布された長寸のリード
を準備した。具体的にはリードとして、株式会社寺岡製
作所から市販されている導電性銅箔粘着テープＮｏ．８
３２１を準備した。この粘着テープの粘着力は１０００
ｇｆ／幅２５ｍｍ、引っ張り強さは１４．０ｋｇｆ／幅
２５ｍｍである。
【００１４】粘着テープには不意に他の箇所に付着しな
いように粘着面に離型紙が被せてあり、使用直前に離型
紙を剥がして中間で二つ折りにした。そして、得られた
集電体１を図１に断面図として示すように粘着面２ａが
内側となるように二つ折りにしたリード２の両端で挟
み、上下から押さえることによって、リード付きの集電
体を製造した。リード２と両側の銅薄膜Ｅ１，Ｅ２との
導通の有無を検査したところ、１００％（ｎ＝１００）
導通していた。
いように粘着面に離型紙が被せてあり、使用直前に離型
紙を剥がして中間で二つ折りにした。そして、得られた
集電体１を図１に断面図として示すように粘着面２ａが
内側となるように二つ折りにしたリード２の両端で挟
み、上下から押さえることによって、リード付きの集電
体を製造した。リード２と両側の銅薄膜Ｅ１，Ｅ２との
導通の有無を検査したところ、１００％（ｎ＝１００）
導通していた。
【００１５】−実施例２− 負極板に適用される集電体として、幅２８ｍｍ、厚さ２
０μｍの帯状のＰＥＴ膜の両面に無電解メッキにより厚
さ３μｍの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、リー
ドとして実施例１と同じ導電性銅箔粘着テープを２本準
備した。そして、粘着テープの離型紙を剥がし、上記集
電体を図２に断面図として示すように２本のリード２
１，２２の一端の粘着面２１ａ、２２ａ側で挟み、上下
から押さえることによって、リード付きの集電体を製造
した。リード２１，２２と両側の銅薄膜Ｅ１，Ｅ２との
導通の有無を検査したところ、１００％（ｎ＝１００）
導通していた。
０μｍの帯状のＰＥＴ膜の両面に無電解メッキにより厚
さ３μｍの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、リー
ドとして実施例１と同じ導電性銅箔粘着テープを２本準
備した。そして、粘着テープの離型紙を剥がし、上記集
電体を図２に断面図として示すように２本のリード２
１，２２の一端の粘着面２１ａ、２２ａ側で挟み、上下
から押さえることによって、リード付きの集電体を製造
した。リード２１，２２と両側の銅薄膜Ｅ１，Ｅ２との
導通の有無を検査したところ、１００％（ｎ＝１００）
導通していた。
【００１６】−実施例３− 正極板に適用される集電体として、幅２８ｍｍ、厚さ２
０μｍの帯状のＰＥＴ膜の両面に真空蒸着により厚さ２
μｍのアルミ薄膜を密着させたものを得た。一方、厚さ
５０μｍのアルミ箔に導電性粘着剤が塗布された長寸の
リードを準備した。具体的にはリードとして、株式会社
寺岡製作所から市販されている導電性アルミ箔粘着テー
プＮｏ．８３０を準備した。この粘着テープの粘着力は
９２５ｇｆ／幅２５ｍｍ、引っ張り強さは８．３ｋｇｆ
／幅２５ｍｍである。実施例１と同様にリード付きの集
電体を製造し、リード２と両側のアルミ薄膜Ｅ１，Ｅ２
との導通の有無を検査したところ、１００％（ｎ＝１０
０）導通していた。
０μｍの帯状のＰＥＴ膜の両面に真空蒸着により厚さ２
μｍのアルミ薄膜を密着させたものを得た。一方、厚さ
５０μｍのアルミ箔に導電性粘着剤が塗布された長寸の
リードを準備した。具体的にはリードとして、株式会社
寺岡製作所から市販されている導電性アルミ箔粘着テー
プＮｏ．８３０を準備した。この粘着テープの粘着力は
９２５ｇｆ／幅２５ｍｍ、引っ張り強さは８．３ｋｇｆ
／幅２５ｍｍである。実施例１と同様にリード付きの集
電体を製造し、リード２と両側のアルミ薄膜Ｅ１，Ｅ２
との導通の有無を検査したところ、１００％（ｎ＝１０
０）導通していた。
【００１７】−実施例４− 正極板に適用される集電体として、幅２８ｍｍ、厚さ２
０μｍの帯状のＰＥＴ膜の両面に無電解メッキにより厚
さ３μｍの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、リー
ドとして実施例３と同じ導電性アルミ箔粘着テープを２
本準備した。そして、実施例２と同様にリード付きの集
電体を製造し、リード２１，２２と両側のアルミ薄膜Ｅ
１，Ｅ２との導通の有無を検査したところ、１００％
（ｎ＝１００）導通していた。
０μｍの帯状のＰＥＴ膜の両面に無電解メッキにより厚
さ３μｍの銅薄膜を密着させたものを得た。一方、リー
ドとして実施例３と同じ導電性アルミ箔粘着テープを２
本準備した。そして、実施例２と同様にリード付きの集
電体を製造し、リード２１，２２と両側のアルミ薄膜Ｅ
１，Ｅ２との導通の有無を検査したところ、１００％
（ｎ＝１００）導通していた。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、絶縁性の樹脂を含む集電
体に容易且つ確実にリードを接合することができるの
で、電池の軽量化及びコスト低減に寄与する。
体に容易且つ確実にリードを接合することができるの
で、電池の軽量化及びコスト低減に寄与する。
【図１】実施例１の接合構造を示す断面図である。
【図２】実施例２の接合構造を示す断面図である。
１ 集電体 ２ リード
Claims (2)
- 【請求項１】樹脂を含む薄膜と電子伝導性の薄膜との層
状体からなり電池の中で電極の活物質又はホスト物質を
保持する集電体と、この集電体を電極端子と電気的に接
続させるリードとの接合構造において、 集電体とリードとは、導電性の粘着剤を介して接着され
ていることを特徴とする接合構造。 - 【請求項２】樹脂を含む薄膜と電子伝導性の薄膜との層
状体からなり電池の中で電極の活物質又はホスト物質を
保持する集電体と、この集電体を電極端子と電気的に接
続させるリードとの接合構造において、 リードが導電性の粘着剤と金属箔とからなり、その粘着
剤を介して集電体に接着されていることを特徴とする接
合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333806A JP2000164196A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 電池用極板の集電体とリードとの接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333806A JP2000164196A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 電池用極板の集電体とリードとの接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164196A true JP2000164196A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18270168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10333806A Pending JP2000164196A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 電池用極板の集電体とリードとの接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000164196A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009076301A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Nec Tokin Corp | 非水電解質二次電池 |
| JP2009283218A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Nec Tokin Corp | 非水電解液二次電池 |
| KR20190108290A (ko) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 전극 |
| CN110828775A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-21 | 江苏卓高新材料科技有限公司 | 一种集流体电极结构、二次电池及其制备方法 |
| CN112400244A (zh) * | 2018-07-27 | 2021-02-23 | U&S能源公司 | 电极用集电体 |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP10333806A patent/JP2000164196A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009283218A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Nec Tokin Corp | 非水電解液二次電池 |
| KR20190108290A (ko) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 전극 |
| KR102267537B1 (ko) * | 2018-03-14 | 2021-06-21 | 주식회사 엘지화학 | 전극 |
| CN112400244A (zh) * | 2018-07-27 | 2021-02-23 | U&S能源公司 | 电极用集电体 |
| CN112400244B (zh) * | 2018-07-27 | 2024-01-16 | U&S能源公司 | 电极用集电体 |
| CN110828775A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-21 | 江苏卓高新材料科技有限公司 | 一种集流体电极结构、二次电池及其制备方法 |
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