JP2000268805A - 固体電解質電池 - Google Patents

固体電解質電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重負荷特性を低下させること無く、封口時の
外装フィルムへの電極リードのかみ込みを防止し、封口
不良を低減させる。 【解決手段】 帯状の正極と、長辺が正極の幅方向と略
平行になるように接続された略長方形状の正極リード
と、正極と対向して配された帯状の負極と、長辺が負極
の幅方向と略平行になるように接続された略長方形状の
負極リードとを備え、正極リードと負極リードの少なく
とも一方は、正極又は負極と接続される側で、当該正極
又は負極の長いほうの端部と対向して配される短辺が、
当該正極又は負極の長いほうの端部よりも内側にずれる
ように設けられてなり、正極と負極とは、積層され長手
方向に巻回されて電池外装材中に収容されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯状の正極及び負
極を固体電解質を介して積層した状態で、その長さ方向
に沿って巻回して構成される電極巻回体を備える固体電
解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラ一体型テープレコーダ、携
帯電話、携帯用コンピュータ等のポータブル電子機器が
多く登場し、その小型軽量化が図られている。そして、
これらの電子機器のポータブル電源となる電池も小型軽
量化が要求され、これに対応する電池としてリチウムイ
オン電池が開発され、工業化されている。この電池は、
正極と負極との間のイオン伝導体に多孔質高分子セパレ
ータに電解質溶液を含浸させたものが用いられており、
電解液の漏出を防ぐために電池構造全体が重厚な金属容
器でパッケージされている。
【０００３】一方、固体電解質を正極と負極との間のイ
オン伝導体とした固体電解質電池は、漏液が無いために
パッケージの簡略化による電池の小型軽量化が期待され
ている。特に、ポリマにリチウム塩を固溶させた高分子
固体電解質や、マトリックスポリマに電解質を含んだゲ
ル状の固体電解質（以下、ゲル電解質と称する。）が注
目を浴びている。
【０００４】ゲル電解質を用いたゲル電解質電池１０
は、例えば図６に示すように、電極巻回体が外装フィル
ム１１中に密閉されてなる。この電極巻回体は、帯状の
正極１２と、正極１３と対向して配された帯状の負極１
３と、正極１２と負極１３との間に配されたゲル電解質
層１４とを備える。そして、正極１２と負極１３とはゲ
ル電解質層１４を介して積層され、さらに長手方向に多
数回巻回されて電極巻回体とされる。また、正極１２に
は図示しない正極リードが、負極１３には負極リード１
５がそれぞれ接続されている。
【０００５】そして、このようなゲル電解質電池１０は
次のようにして作製できる。
【０００６】まず、正極１２としては、正極活物質と導
電剤と結着剤とを含有する正極合剤を、正極集電体の両
面に均一に塗布し、乾燥させることにより正極活物質層
を形成する。乾燥後にロールプレス機でプレスして正極
シートを得る。
【０００７】つぎに、負極１３としては、負極活物質と
結着剤とを含有する負極合剤を、負極集電体の両面に均
一に塗布して乾燥させることにより負極活物質層を形成
する。乾燥後にロールプレス機でプレスして負極シート
を得る。
【０００８】また、ゲル電解質層１４としては、非水溶
媒と電解質とマトリクスポリマとを含有するゾル状の電
解質溶液を、正極シート及び負極シートの両面に均一に
塗布して乾燥させ、溶媒を除去する。こうして、正極活
物質層上及び負極活物質層上にゲル電解質層１４が形成
される。
【０００９】そして、ゲル電解質層１４が形成された正
極シートを例えば帯状に切り出す。さらに正極リード溶
接部分のゲル電解質層１４及び正極活物質層を削り取
り、ここに正極リードを溶接し、ゲル電解質層が形成さ
れた帯状の正極１２が得られる。
【００１０】また、ゲル電解質層が形成された負極シー
トを例えば帯状に切り出す。さらに負極リード溶接部分
のゲル電解質層及び負極活物質層を削り取り、ここに負
極リード１５を溶接し、ゲル電解質層が形成された帯状
の負極１３が得られる。
【００１１】最後に、ゲル電解質層１４が形成された正
極１２及び負極１３を積層し、この積層体をその長手方
向に多数回巻回することによって電極巻回体を得ること
ができる。この電極巻回体を、外装フィルム１１で挟
み、外装フィルム１１の最外周縁部を減圧下で熱融着す
ることによって封口し、電極巻回体を外装フィルム１１
中に密閉してゲル電解質電池１０が完成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにして作製される電極巻回体を用いたゲル電解質電
池１０では、電極巻回体を外装フィルム１１中に密閉す
る際に、封口不良を起こしやすいという問題を有してい
る。
【００１３】帯状の正極１２及び負極１３の幅方向に沿
ってこの電極と重なり合って設けられる電極リードは、
電池内部抵抗を低減させ、重負荷特性を向上させるため
に、電極幅いっぱいに溶接されている。
【００１４】一方、外装フィルム１１の封口は、体積エ
ネルギー密度を向上させるために、電極巻回体と外装フ
ィルム１１との間にできるだけ空間をもたせないように
して行う。このとき、図６中の円Ｂに示すように、電極
リードの一端部が外装フィルム１１の封口部にかみ込ま
れることがある。なお、図６では、負極リード１５の一
端部が外装フィルム１１の封口部にかみ込まれた状態を
示している。
【００１５】電極リードの一端部が外装フィルム１１の
封口部にかみ込まれてしまうと、この部分では封口不良
となってしまう。そして、この封口不良部分や、電極リ
ードのかみ込み時に外装フィルムが受けた破損部分か
ら、外装フィルム１１の内部に湿気が入り込み、ゲル電
解質電池１０の電池性能に悪影響を与えてしまう。
【００１６】本発明は、上述したような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、重負荷特性を低下させるこ
と無く、封口時の、外装フィルムへの電極リードのかみ
込みを防止し、封口不良を低減させた非水電解質電池を
提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解質電池
は、帯状の正極と、長辺が上記正極の幅方向と略平行に
なるように当該正極と接続された略長方形状の正極リー
ドと、上記正極と対向して配された帯状の負極と、長辺
が上記負極の幅方向と略平行になるように当該負極と接
続された略長方形状の負極リードと、上記正極及び上記
負極の少なくとも一方の面に形成された固体電解質層と
を備え、上記正極と上記負極とは、上記固体電解質層が
形成された側が対向するように積層されるとともに長手
方向に巻回されて電池外装材中に収容されている。そし
て、この固体電解質電池は、上記正極リードと負極リー
ドの少なくとも一方は、上記正極又は負極と接続される
側で、当該正極又は負極の長いほうの端部と対向して配
される短辺が、当該正極又は負極の長いほうの端部より
も内側にずれるように設けられていることを特徴とす
る。
【００１８】上述したような本発明に係る固体電解質電
池では、上記正極リードと負極リードの少なくとも一方
が、上記正極又は負極と接続される側で、当該正極又は
負極の長いほうの端部と対向して配される短辺が当該正
極又は負極の長いほうの端部よりも内側にずらして設け
られているので、巻回された上記正極及び上記負極を電
池外装材中に収容する際に、上記正極リード又は負極リ
ードが電池外装材の封口部にかみ込まれない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【００２０】本実施の形態に係るゲル電解質電池の一構
成例を図１〜図３に示す。このゲル電解質電池１は、図
２及び図３に示す電極積層体５が、絶縁材料からなる外
装フィルム６により覆われて密閉されている。この電極
積層体５は、図２及び図３に示すように、正極２と、正
極２と対向して配された負極３と、正極２と負極３との
間に配されたゲル電解質層４とを備える。そして、この
電極積層体５は、正極２と負極３とがゲル電解質層４を
介して積層されてなる。そして、正極２には正極リード
７が、負極３には負極リード８がそれぞれ接続されてお
り、これらの正極リード７と負極リード８とは、図１及
び図２に示すように外装フィルム６の周縁部である封口
部に挟み込まれている。また、正極リード７及び負極リ
ード８が外装フィルム６と接する部分には、樹脂フィル
ム９が配されている。
【００２１】正極２は、図４に示すように、正極活物質
を含有する正極活物質層２ａが、正極集電体２ｂの両面
上に形成されている。この正極集電体２ｂとしては、例
えばアルミニウム箔等の金属箔が用いられる。なお、図
４では、正極活物質層２ａ上にゲル電解質層４が形成さ
れた状態を示している。
【００２２】正極活物質には、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、これら複合酸
化物の一部を他の遷移金属で置換したもの、二酸化マン
ガン、五酸化バナジウムなどのような遷移金属化合物、
硫化鉄などの遷移金属カルコゲン化合物を用いることが
できる。
【００２３】正極リード７は、略長方形状をしており、
正極集電体２ｂの長手方向の一端部であって、ゲル電解
質層４及び正極活物質層２ａの非形成部分に、当該正極
リード７の長辺が正極集電体２ｂの幅方向と略平行にな
るように溶接されている。この正極リード７は、例えば
アルミニウム箔からなる。
【００２４】そして、このゲル電解質電池１では、図４
に示すように、正極リード７の一方の短辺が、正極集電
体２ｂの一方の長いほうの端部から内側に所定の距離ｌ
1だけ内側にずれるように溶接されている。
【００２５】正極リード７を正極集電体２ｂの長いほう
の端部から内側にずらすことで、電極巻回体５を外装フ
イルム６中に密閉する際に、外装フイルム６の封口部分
への正極リード７のかみ込みが無くなる。そして、封口
部分への正極リード７のかみ込みに基づく封口不良を大
幅に低減することができる。
【００２６】正極リード７を正極集電体２ｂの端部から
ずらす量ｌ1としては、生産性を考えると、少なくとも
０．５ｍｍ以上はあることが好ましい。しかし、ｌ1が
あまり大きすぎると、その分、正極リード７が正極集電
体２ｂと重なり合っている部分の長さ（溶接長さ）ｌ2
が小さくなり、正極リード７と正極集電体２ｂとの接触
面積が小さくなる。正極リード７と正極集電体２ｂとの
接触面積が小さくなると、正極リード７と正極集電体２
ｂとの間の接触抵抗が大きくなり、ゲル電解質電池１の
重負荷特性を損なってしまう。
【００２７】そのため、正極リード７を正極集電体２ｂ
の端部からずらす量ｌ2の上限としては、正極集電体２
ｂの幅の８０％程度と考えられる。具体的は、ｌ2は例
えば１ｍｍ程度とするのが適当である。
【００２８】また、負極３は、図５に示すように、負極
活物質を含有する負極活物質層３ａが、負極集電体３ｂ
の両面上に形成されている。この負極集電体３ｂとして
は、例えば銅箔等の金属箔が用いられる。なお、図５で
は、負極活物質層３ａ上にゲル電解質層４が形成された
状態を示している。
【００２９】負極活物質にはリチウムをドープ、脱ドー
プできる材料を用いることができる。このようなリチウ
ムをドープ、脱ドープできる材料としては、熱分解炭素
類、コークス類又はアセチレンブラックなどのカーボン
ブラック類、黒鉛、ガラス状炭素、活性炭、炭素繊維、
有機高分子焼成体、コーヒー豆焼成体、セルロース焼成
体又は竹焼成体といった炭素材料や、リチウム金属、リ
チウム合金、あるいはポリアセチレンなどのような導電
性ポリマを挙げることができる。
【００３０】負極リード８は、略長方形状をしており、
負極集電体３ｂの長手方向の一端部であって、ゲル電解
質層４及び負極活物質層３ａの非形成部分に、当該負極
リード８の長辺が負極集電体３ｂの幅方向と略平行にな
るように溶接されている。この負極リード８は、例えば
ニッケル箔からなる。
【００３１】そして、このゲル電解質電池１では、図５
に示すように、負極リード８の一方の短辺が、負極集電
体３ｂの一方の長いほうの端部から内側に所定の距離ｌ
3だけ内側にずれるように溶接されている。
【００３２】負極リード８を負極集電体３ｂの一方の長
いほうの端部から内側にずらすことで、電極巻回体５を
外装フイルム６中に密閉する際に、図２中の円Ａに示す
ように、外装フイルム６の封口部分への負極リード８の
かみ込みが無くなる。そして、封口部分への負極リード
８のかみ込みに基づく封口不良を大幅に低減することが
できる。
【００３３】負極リード８を負極集電体３ｂの端部から
ずらす量ｌ3としては、生産性を考えると、少なくとも
０．５ｍｍ以上はあることが好ましい。しかし、ｌ3が
あまり大きすぎると、その分、負極リード８の溶接長さ
ｌ4が小さくなり、負極リード８と負極集電体３ｂとの
接触面積が小さくなる。負極リード８と負極集電体３ｂ
との接触面積が小さくなると、負極リード８と負極集電
体３ｂとの間の接触抵抗が大きくなり、ゲル電解質電池
１の重負荷特性を損なってしまう。
【００３４】そのため、負極リード８を負極集電体３ｂ
の端部からずらす量ｌ3の上限としては、負極集電体３
ｂの幅の８０％程度と考えられる。具体的は、ｌ3は例
えば１ｍｍ程度とするのが適当である。
【００３５】ゲル電解質層４は、電解質と、マトリクス
ポリマとと、可塑剤としての膨潤溶媒とを含有する。
【００３６】電解質は、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、Ｌｉ
ＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌｉ（ＣＦ3Ｓ
Ｏ2）2Ｎ、ＬｉＣ4Ｆ9ＳＯ3等を単独又は混合して使用
することができる。
【００３７】マトリクスポリマは、室温で１ｍＳ／ｃｍ
以上のイオン伝導度を示すものであれば、特に化学的な
構造は限定されない。このマトリクスポリマとしては、
例えばポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロ
ピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキ
サイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢
酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−
ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチ
レン、ポリカーボネート等が挙げられる。
【００３８】膨潤溶媒としては、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジエトキシ
エタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロ
フラン、１，３−ジオキサン、酢酸メチル、プロピオン
酸メチル、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等の非水溶媒を単独又は
混合して用いることができる。
【００３９】つぎに、このようなゲル電解質電池１の製
造方法について説明する。
【００４０】まず、正極２としては、正極活物質と結着
剤とを含有する正極合剤を、正極集電体２ｂとなる例え
ばアルミニウム箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥する
ことにより正極活物質層２ａが形成されて正極シートが
作製される。上記正極合剤の結着剤としては、公知の結
着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に公知の
添加剤等を添加することができる。
【００４１】次に、正極シートの正極活物質層２ａ上に
ゲル電解質層４を形成する。ゲル電解質層４を形成する
には、まず、非水溶媒に電解質塩を溶解させて非水電解
液を作製する。そして、この非水電解液にマトリクスポ
リマを添加し、よく撹拌してマトリクスポリマを溶解さ
せてゾル状の電解質溶液を得る。
【００４２】次に、この電解質溶液を正極活物質層２ａ
上に所定量塗布する。続いて、室温にて冷却することに
よりマトリクスポリマがゲル化して、正極活物質２ａ上
にゲル電解質層４が形成される。
【００４３】次に、ゲル電解質層４が形成された正極シ
ートを帯状に切り出す。そして、正極リード７が溶接さ
れる部分のゲル電解質層４及び正極活物質２ａ層を削り
取り、ここに例えばアルミニウムからなる略長方形状の
正極リード７を溶接する。このとき、正極リード７の一
方の短辺が、切り出された正極シートの一方の長いほう
の端部からｌ1だけ内側にずれるように溶接する。この
ようにしてゲル電解質層４が形成された帯状の正極２が
得られる。なお、正極リード７の正極集電体２ｂへの取
り付けには、超音波溶接、スポット溶接又はレーザ溶接
等、公知の溶接方法を使用することができる。
【００４４】また、負極３は、負極活物質と結着剤とを
含有する負極合剤を、負極集電体３ｂとなる例えば銅箔
等の金属箔上に均一に塗布、乾燥することにより負極活
物質層３ａが形成されて負極シートが作製される。上記
負極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いること
ができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加す
ることができる。
【００４５】次に、負極シートの負極活物質層３ｂ上に
ゲル電解質層４を形成する。ゲル電解質層４を形成する
には、まず上記と同様にして調製された電解質溶液を負
極活物質層上に所定量塗布する。続いて、室温にて冷却
することによりマトリクスポリマがゲル化して、負極活
物質３ａ上にゲル電解質層４が形成される。
【００４６】次に、ゲル電解質層４が形成された負極シ
ートを帯状に切り出す。そして、正極リード７が溶接さ
れる部分のゲル電解質層４及び負極活物質層３ａを削り
取り、ここに例えばニッケルからなる略長方形状の負極
リード８を溶接する。このとき、負極リード８の一方の
短辺が、切り出された負極シートの一方の長いほうの端
部からｌ3だけ内側にずれるように溶接する。このよう
にしてゲル電解質層４が形成された帯状の負極３が得ら
れる。なお、負極リード８の負極集電体３ｂへの取り付
けには、超音波溶接、スポット溶接又はレーザ溶接等、
公知の溶接方法を使用することができる。
【００４７】そして、以上のようにして作製された帯状
の正極２と負極３とを、ゲル電解質層４が形成された側
を対向させて張り合わせてプレスし、電極積層体とす
る。さらに、この電極積層体を長手方向に巻回して電極
巻回体５とする。
【００４８】最後に、この電極巻回体５を、絶縁材料か
らなる外装フィルム６で挟み、正極リード７及び負極リ
ード８と外装フィルム６とが重なる部分に樹脂フィルム
を配する。そして、外装フィルム６の外周縁部を封口
し、正極リード７と負極リード８とを外装フィルム６の
封口部に挟み込むとともに電極巻回体５を外装フィルム
６中に密閉することによりゲル電解質電池１が完成す
る。
【００４９】以上のようにして作製されるゲル電解質電
池１では、電極巻回体５を外装フイルム６中に密閉する
際に、封口部分への正極リード７又は負極リード８のか
み込みが無くなり、封口不良を大幅に低減することがで
きる。そして、このゲル電解質電池１では、封口不良部
分や外装フィルム６の破損部分から外装フィルム６の内
部に湿気が入り込むことが無いため、電池内部に入り込
んだ湿気により電池性能を損なうことがない。
【００５０】上述したような本実施の形態に係るゲル電
解質電池１は、円筒型、角型等、その形状については特
に限定されることはなく、また、薄型、大型等の種々の
大きさにすることができる。
【００５１】なお、上述した実施の形態では、固体電解
質電池として、膨潤溶媒を含有し、ゲル状の固体電解質
を用いたゲル電解質電池１を例に挙げて説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、膨潤溶媒を含有
しない固体電解質を用いた固体電解質電池についても適
用可能である。また、本発明は、一次電池についても二
次電池についても適用可能である。
【００５２】
【実施例】本発明の効果を確認すべく、ゲル電解質電池
を作製し、その特性を評価した。
【００５３】〈実施例１〉まず、正極を次のようにして
作製した。
【００５４】正極を作製するには、まず、炭酸リチウム
を０．５モルと、炭酸コバルトを１モルとを混合し、９
００℃の空気中で５時間焼成することにより正極活物質
となるＬｉＣｏＯ2を得た。このＬｉＣｏＯ2を９１重量
部と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、結着剤
としてポリフッ化ビニリデンを３重量部とを混合し、Ｎ
−メチルピロリドンに分散させてスラリー状とした。こ
のスラリーを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔からなる
正極集電体の両面に均一に塗布して乾燥させて正極活物
質層を形成した。乾燥後にロールプレス機でプレスして
正極シートを得た。このときの正極活物質の密度は３．
６ｇ／ｃｍ3であった。
【００５５】次に、正極上にゲル電解質層を形成した。
ゲル電解質層を形成するには、まず、炭酸エチレンを４
２．５重量部と、炭酸プロピレンを４２．５重量部と、
ＬｉＰＦ6を１５重量部とを混合して可塑剤とした。こ
の可塑剤を３０重量部と、マトリクスポリマーとして、
ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンが
重合比で９７対３で共重合されたものを１０重量部と、
テトラヒドロフランを６０重量部とを混合して溶解させ
ることにより、ゾル状の電解質溶液を得た。
【００５６】次に、この電解質溶液を正極シートの両面
に均一に塗布した後、乾燥させ、テトラヒドロフランを
除去した。このようにして、正極活物質層上に厚さ１０
０μｍのゲル電解質層を形成した。
【００５７】そして、ゲル電解質層が形成された正極シ
ートを、５０ｍｍ×２６０ｍｍの部分に５０ｍｍ×５ｍ
ｍのリード溶接部分がついている形に切り出した。リー
ド溶接部分のゲル電解質層及び正極活物質層は削り取
り、ここにアルミニウムからなる略長方形状の正極リー
ドを、その一方の短辺が、切り出された正極シートの一
方の長いほうの端部から１ｍｍ内側になるように溶接し
た。このようにして、両面に１００μｍの厚さのゲル電
解質層が形成された帯状の正極を得た。なお、このとき
の正極リードの溶接長さｌ2は、４９ｍｍである。
【００５８】次に、負極を次のようにして作製した。
【００５９】負極を作製するには、まず、黒鉛を９０重
量部と、ポリフッ化ビニリデンを１０重量部とを混合
し、Ｎ−メチルピロリドンに分散させてスラリー状とし
た。このスラリーを、厚さ１０μｍの銅箔からなる負極
集電体の両面に均一に塗布して乾燥させて負極活物質層
を形成した。乾燥後にロールプレス機でプレスして負極
シートを得た。このときの負極活物質の密度は１．６ｇ
／ｃｍ3であった。
【００６０】次に、負極上にゲル電解質層を形成した。
ゲル電解質層を形成するには、上述と同様にして調製さ
れた電解質溶液を、負極シートの両面に均一に塗布して
乾燥させ、テトラヒドロフランを除去した。このように
して、負極活物質層上に厚さ１００μｍのゲル電解質層
を形成した。
【００６１】そして、ゲル電解質層が形成された負極シ
ートを、５２ｍｍ×３００ｍｍの部分に５２ｍｍ×５ｍ
ｍのリード溶接部分がついている形に切り出した。リー
ド溶接部分のゲル電解質層及び負極活物質層は削り取
り、ここにニッケルからなる略長方形状の負極リード
を、その一方の短辺が、切り出された負極シートの一方
の長いほうの端部から１ｍｍ内側になるように溶接し
た。このようにして、両面に１００μｍの厚さのゲル電
解質層が形成された帯状の負極を得た。なお、このとき
の負極リードの溶接長さｌ4は、５１ｍｍである。
【００６２】次に、上述のようにして作製された、両面
にゲル電解質層が形成された帯状の正極と、両面にゲル
電解質層が形成された帯状の負極とを積層して積層体と
し、さらにこの積層体をその長手方向に巻回することに
より電極巻回体を得た。
【００６３】次に、この電極巻回体を、最外層から順に
２５μｍ厚のナイロンと４０μｍ厚のアルミニウムと３
０μｍ厚のポリプロピレンとが積層されてなる外装フィ
ルムで挟んだ。なお、このとき、正極リード及び負極リ
ードと外装フィルムとが重なる部分にポリエチレンフィ
ルムを配した。そして、外装フィルムの外周縁部を減圧
下で熱融着することによって封口し、正極リードと負極
リードとを外装フィルムの封口部に挟み込むとともに電
極巻回体を外装フィルム中に密閉した。このようにして
ゲル電解質電池を完成した。
【００６４】〈実施例２〉正極リードを、その一方の短
辺が正極シートの一方の長いほうの端部から５ｍｍ内側
になるように溶接し、かつ、負極リードを、その一方の
短辺が負極シートの一方の長いほうの端部から５ｍｍ内
側になるように溶接したこと以外は、実施例１と同様に
してゲル電解質電池を作製した。なお、このときの正極
リードの溶接長さｌ2は４５ｍｍであり、負極リードの
溶接長さｌ4は４７ｍｍである。
【００６５】〈実施例３〉正極リードを、その一方の短
辺が正極シートの一方の長いほうの端部から１０ｍｍ内
側になるように溶接し、かつ、負極リードを、その一方
の短辺が負極シートの一方の長いほうの端部から１０ｍ
ｍ内側になるように溶接したこと以外は、実施例１と同
様にしてゲル電解質電池を作製した。なお、このときの
正極リードの溶接長さｌ2は４０ｍｍであり、負極リー
ドの溶接長さｌ4は４２ｍｍである。
【００６６】〈実施例４〉正極リードを、その一方の短
辺が正極シートの一方の長いほうの端部から２０ｍｍ内
側になるように溶接し、かつ、負極リードを、その一方
の短辺が負極シートの一方の長いほうの端部から２０ｍ
ｍ内側になるように溶接したこと以外は、実施例１と同
様にしてゲル電解質電池を作製した。なお、このときの
正極リードの溶接長さｌ2は３０ｍｍであり、負極リー
ドの溶接長さｌ4は３２ｍｍである。
【００６７】〈実施例５〉正極リードを、その一方の短
辺が正極シートの一方の長いほうの端部から３０ｍｍ内
側になるように溶接し、かつ、負極リードを、その一方
の短辺が負極シートの一方の長いほうの端部から３０ｍ
ｍ内側になるように溶接したこと以外は、実施例１と同
様にしてゲル電解質電池を作製した。なお、このときの
正極リードの溶接長さｌ2は２０ｍｍであり、負極リー
ドの溶接長さｌ4は２２ｍｍである。
【００６８】〈比較例１〉正極リードを、その一方の短
辺が正極シートの一方の長いほうの端部から１ｍｍ外側
になるように溶接し、かつ、負極リードを、その一方の
短辺が負極シートの一方の長いほうの端部から１ｍｍ外
側になるように溶接したこと以外は、実施例１と同様に
してゲル電解質電池を作製した。なお、このときの正極
リードの溶接長さｌ2は５０ｍｍであり、負極リードの
溶接長さｌ4は５２ｍｍである。
【００６９】〈比較例２〉正極リードを、その一方の短
辺が正極シートの一方の長いほうの端部と重なるように
溶接し、かつ、負極リードを、その一方の短辺が負極シ
ートの一方の長いほうの端部と重なるように溶接したこ
と以外は実施例１と同様にしてゲル電解質電池を作製し
た。なお、このときの正極リードの溶接長さｌ2は５０
ｍｍであり、負極リードの溶接長さｌ4は５２ｍｍであ
る。
【００７０】以上のようにして作製された実施例１〜実
施例５、比較例１及び比較例２のゲル電解質電池につい
て、封口不良発生率及び放電容量を調べた。なお、測定
はそれぞれの電池５０個ずつについて行った。
【００７１】充放電試験としては、まず、ポテンシオガ
ルバノスタットを用い、９０ｍＡで定電流充電を開始
し、閉回路電圧が４．２Ｖに到達した時点で定電圧充電
に切り替えた。充電開始から８時間経った時点で充電を
終了した。続いて、９０ｍＡで定電流放電を行い、閉回
路電圧が３．０Ｖに達した時点で放電を終了した。な
お、このとき、実施例１〜実施例５、比較例１及び比較
例２の電池で封口不良の無いものについては、いずれも
放電容量が４５０ｍＡｈであることが確認された。
【００７２】また、上記の充放電試験と同条件で再び充
電を行った後、１３５０ｍＡで定電流放電を行い、閉回
路電圧が３．０Ｖに達した時点で放電を終了した。そし
て、各電池について１３５０ｍＡ放電の放電容量を測定
した。
【００７３】以上のようにして、実施例１〜実施例５、
比較例１及び比較例２の電池について測定された封口不
良発生率及び放電容量を表１にまとめて示す。なお、表
１に示されている放電容量の値は、実施例１〜実施例５
の場合は５０個の電池について測定された値の平均値で
あり、比較例１及び比較例２の場合は、封口不良の見ら
れなかった電池について測定された値の平均値である。
【００７４】
【表１】
【００７５】表１から明らかなように、電極リードの一
方の短辺を電極の長いほうの端部から内側にずらした実
施例１〜実施例５の電池では、封口不良が全く見られて
いない。一方、電極リードの一方の短辺を電極の長いほ
うの端部から外側にずらした比較例１の電池や、電極リ
ードの一方の短辺を電極の幅方向の端部と重ねた比較例
２の電池では、封口不良が発生している。
【００７６】従って、電極リードの一方の短辺を電極の
長いほうの端部から内側にずらすことで、電極巻回体を
外装フイルム中に密閉する際に、封口部分への電極リー
ドのかみ込みを無くして封口不良を大幅に低減すること
ができることがわかった。
【００７７】また、電極リードの一方の短辺を電極の長
いほうの端部から内側にずらしても、電極リードを電極
の全幅に亘って溶接した場合に比べても、良好な重負荷
特性が維持されていることがわかる。しかし、電極リー
ドをずらす量があまり大きすぎると、電極リードの溶接
面積が小さくなるため、抵抗が増し、重負荷特性を損な
ってしまう。そのため、電極リードを電極の長いほうの
端部からずらす量の上限としては、電極の幅の８０％程
度と考えられる。
【００７８】
【発明の効果】本発明では、電極リードを、その一端部
が電極の長いほうの端部から内側にずれるように溶接す
ることで、電極巻回体を外装材中に密閉する際に、電極
リードの、外装材の封口部へのかみ込みを防止すること
ができる。
【００７９】その結果、本発明では、固体電解質電池の
重負荷特性を損なうことなく、外装材の封口不良を低減
して、歩留まりを向上することができる。また、本発明
では電極リードの外装材へのかみ込みが無い分、外装材
を電極巻回体とより密着させることができるため、電池
をより小型化することができ、体積エネルギー密度の高
い固体電解質電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体電解質電池の一構成例を示す斜視
図である。
【図２】図１中、Ｘ−Ｙ線における断面図である。
【図３】正極及び負極が電極巻回体とされた状態を示す
斜視図である。
【図４】正極の一構成例を示す斜視図である。
【図５】負極の一構成例を示す斜視図である。
【図６】従来の固体電解質電池の一構成例を示す断面図
である。
【符号の説明】
１ ゲル電解質電池、 ２ 正極、 ３ 負極、 ４
ゲル電解質層、 ５電極巻回体、 ６ 外装フィルム、
７ 正極リード、 ８ 負極リード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯状の正極と、 長辺が上記正極の幅方向と略平行になるように当該正極
    と接続された略長方形状の正極リードと、 上記正極と対向して配された帯状の負極と、 長辺が上記負極の幅方向と略平行になるように当該負極
    と接続された略長方形状の負極リードと、 上記正極及び上記負極の少なくとも一方の面に形成され
    た固体電解質層とを備え、 上記正極と上記負極とは、上記固体電解質層が形成され
    た側が対向するように積層されるとともに長手方向に巻
    回されて電池外装材中に収容されており、 上記正極リードと負極リードの少なくとも一方は、上記
    正極又は負極と接続される側で、当該正極又は負極の長
    いほうの端部と対向して配される短辺が、当該正極又は
    負極の長いほうの端部よりも内側にずれるように設けら
    れていることを特徴とする固体電解質電池。
  2. 【請求項２】 上記固体電解質層は、膨潤溶媒を含有
    し、ゲル状であることを特徴とする請求項１記載の固体
    電解質電池。
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