JP2000268807A - 非水電解質電池 - Google Patents

非水電解質電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御回路を搭載するための空間を十分に確保
し、外形寸法を抑える。 【解決手段】 ラミネートフィルムからなる外装材に電
池素子を収容し、熱溶着により封入する。電池素子を構
成する各電極と導通される電極端子リードは、熱溶着部
に挟まれて外装材の外部に引き出される。外形形状が矩
形状であり、その４辺のうち上記電極端子リードが引き
出される１辺に対応する熱溶着部の両側角部が切り欠か
れるとともに、他の辺に対応する熱溶着部が電池の厚さ
以下の幅となるように折り曲げられ、電池素子の側面に
沿って内側に折り畳まれ、これらにより構成される空間
に電池の制御回路が搭載されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラミネートフィル
ムからなる外装材に電池素子を収容してなる非水電解質
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラ一体型ＶＴＲ、携帯電話、
携帯用コンピューター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して、電池、特に二次電
池、なかでも非水電解質二次電池（いわゆるリチウムイ
オン電池）について、薄型や折り曲げ可能な電池の研究
開発が活発に進められている。
【０００３】このような形状自在な電池の電解質として
固体化した電解液の研究は盛んであり、特に可塑剤を含
んだ固体電解質であるゲル状の電解質や高分子にリチウ
ム塩を溶かし込んだ高分子固体電解質が注目を浴びてい
る。
【０００４】一方で、こうした電池の薄型軽量というメ
リットを生かすべく、プラスチックフィルムやプラスチ
ックフィルムと金属を張り合わせたいわゆるラミネート
フィルムを用いて封入するタイプの電池が種々検討され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば二次
電池の場合、充放電を制御するための制御回路を電池周
辺に配置する必要があり、外形寸法を抑えながらこの充
放電制御回路を搭載するための空間を十分に確保し得る
ような構造が要求される。
【０００６】さらに、このような電池を容器に収容して
取り扱うことを考えた場合、外形寸法がなるべく小さ
く、寸法のバラツキも小さいことが必要である。外形寸
法のバラツキが大きいと、容器への挿入作業が煩雑なも
のとなる。
【０００７】そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、制御回路を搭載するための
空間を十分に確保しながらも、外形寸法を抑えることが
でき、体積効率の高い非水電解質電池を提供することを
目的とする。
【０００８】さらに、本発明は、生産性に優れた非水電
解質電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ラミネートフィルムからなる外装材に電
池素子が収容され、熱溶着により封入されるとともに、
上記電池素子を構成する各電極と導通される電極端子リ
ードが熱溶着部に挟まれて外装材の外部に引き出されて
なる非水電解質電池において、外形形状が矩形状であ
り、その４辺のうち上記電極端子リードが引き出される
１辺に対応する熱溶着部の両側角部が切り欠かれるとと
もに、他の辺に対応する熱溶着部が電池の厚さ以下の幅
となるように折り曲げられ、電池素子の側面に沿って内
側に折り畳まれ、これらにより構成される空間に電池の
制御回路が搭載されていることを特徴とするものであ
る。
【００１０】外装材の熱溶着部を折り畳んで形成される
空間に電池の制御回路を搭載することで、電池寸法内の
電池素子が存在しないスペースが有効利用され、体積効
率が大幅に向上する。
【００１１】ただし、熱溶着部を折り目をきっちりと付
けて折り畳むことは難しく、収容し得る制御回路のサイ
ズが制約されたり、外形寸法が不安定になる等の不都合
が発生する。
【００１２】そこで、本発明では、電極端子リードが引
き出される１辺に対応する熱溶着部の両側角部を切り欠
き、このような不都合を解消している。
【００１３】上記角部を切り欠くことで、折り畳まれた
熱溶着部の上記空間への迫り出し抑えられ、制御回路を
搭載するための空間が十分に確保される。
【００１４】同時に、外形寸法のバラツキも抑えられ
る。特に、折り畳んだ熱溶着部を接着剤によって固定す
れば、外形寸法のバラツキはほとんど解消され、外形寸
法自体も小さく抑えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した非水電解
質電池の構成について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】本発明の非水電解質電池（いわゆるリチウ
ムイオン二次電池）は、例えば固体電解質、ゲル状電解
質を用いた固体電解質電池、またはゲル状電解質電池で
あり、図１及び図２に示すように、正極活物質層と負極
活物質層との間に固体電解質、またはゲル状電解質を配
設してなる電池素子１をラミネートフィルムよりなる外
装材２に収容し、周囲を熱溶着することにより封入され
てなるものである。外形形状は、ほぼ矩形（長方形）で
ある。
【００１７】上記電池素子１には、電池素子１を構成す
る負極と電気的に接続される負極端子リード３、及び正
極と電気的に接続される正極端子リード４が設けられて
おり、これら負極端子リード３、正極端子リード４は、
外装材２の外方へと引き出されている。
【００１８】これら負極端子リード３、正極端子リード
４は、正負極のそれぞれの集電体に接合されており、そ
の材質としては、正極端子リード４は高電位で溶解しな
いもの、例えばアルミニウム、チタン、あるいはこれら
の合金等が挙げられる。負極端子リード３には、銅、ニ
ッケル、またはこれらの合金を用いることができる。
【００１９】ここで、リチウムイオン二次電池は、電池
本体と制御回路がいわゆる化粧ケースにパックされては
じめて最終製品としての電池になる。
【００２０】この際、限られたスペース内を有効利用し
てより多くの電池素子を投入し、より体積効率を上げる
ことで高性能化することが望まれる。
【００２１】扁平型の電池をラミネートフィルムにパッ
クした電池では、その封止部をどのように処理するか
が、この体積効率を大きく左右する。特に同じ容量の電
池であれば、いかに薄く仕上げるかが重要で、例えば厚
さ３ｍｍの電池において１００μｍ厚くなることは体積
効率が３％悪くなることを、厚さ０．５ｍｍの電池にお
いて１００μｍ厚くなることは体積効率が２０％悪くな
ることを意味する。
【００２２】また、端子リードの取り出し方向として
は、例えば特開平１０−２０８７１０号公報に記載され
るように、電池素子集電体の面を利用してラミネートフ
ィルムの熱溶着部ではない部分から取り出す構造が示さ
れているが、制御回路との接続を考えた場合、制御回路
との接続配線が電池厚み方向に存在してしまうため、電
池本体と制御回路が化粧ケースにパックされて最終製品
の電池となった場合、却って体積効率の悪い電池になっ
てしまう。
【００２３】そこで、図１及び図２に示すように、ラミ
ネートフィルムの熱溶着部２ａで負極端子リード３、正
極端子リード４を挟持し、ここから取り出すようにす
る。
【００２４】そして、ここに生じる電池素子１の存在し
ないスペースに、制御回路５を搭載する。こうすること
で、単に電池素子１と制御回路５が電気的に接続される
ばかりか、制御回路５は外装材２の熱溶着部２ａ上に保
持され、振動や衝撃に対して安定になる。
【００２５】このとき、外装材２として、電池素子１を
収容しうる空間を予め例えば深絞り成形により形成した
ものを用いれば、制御回路５を搭載するスペースを有効
に生み出して、より有効なスペース利用することが可能
になる。
【００２６】また、端子リードが取り出される方向以外
の外装材２の熱溶着部の処理であるが、上記端子リード
が取り出される熱溶着部２ａと直交する２辺に対応する
熱溶着部２ｂ，２ｃを電池の厚み以下の幅となるように
１回以上折り曲げ、これを電池側端部に折り畳んで、厚
み方向の電池外寸が短くなるように考慮し、この折り畳
み部、すなわち熱溶着部２ｂ，２ｃで制御回路５を含め
た電池が保護されるようにしている。
【００２７】このように熱溶着部２ｂ，２ｃを電池側端
部に折り畳み、厚み方向の電池外寸が短くなるようにす
ることで、体積効率が大幅に向上する。例えば、厚さ
３．３ｍｍの電池素子の場合に約５％、厚さ０．５ｍｍ
の電池素子の場合に約２５％もの体積効率の差が生じ
る。
【００２８】また、この折り畳まれた熱溶着部２ｂ，２
ｃは、外部からの衝撃に対して制御回路５を側面から保
護する働きも有している。したがって、上記構成とする
ことで、電池の制御回路も含めた電池外寸での体積エネ
ルギー密度が高く、優れた耐衝撃性を有する電池が得ら
れる。
【００２９】ただし、このとき熱溶着部２ａと熱溶着部
２ｂとが交差する角部、及び熱溶着部２ａと熱溶着部２
ｃとが交差する角部を残したまま熱溶着部２ｂ，２ｃを
折り畳むと、この部分が迫り出して制御回路５を収容す
るための空間の寸法が小さくなる。
【００３０】また、折り畳んだ熱溶着部２ｂ，２ｃも不
安定となり、外形寸法にバラツキを生ずる。
【００３１】そこで、本発明では、例えば図３に示すよ
うに、熱溶着部２ａの両側角部、すなわち熱溶着部２ａ
と熱溶着部２ｂとが交差する角部、及び熱溶着部２ａと
熱溶着部２ｃとが交差する角部を第１の折り曲げ線Ｌ１
の位置まで斜めに切り欠いて切り欠き部Ｃを形成し、上
記迫り出しを極力小さくするような構成とする。
【００３２】上記斜めの切り欠き部Ｃを形成することに
より、この部分の制御回路５を収容するための空間への
迫り出しが僅かなものとなり、制御回路５を収容する空
間の寸法が拡大される。
【００３３】なお、切り欠き形状としては、これに限ら
れるものではなく、例えば図４に示すように第２の折り
曲げ線Ｌ２の外側部分のみを斜めに切り欠いて切り欠き
部Ｃを形成してもよいし、図５に示すように、折り曲げ
線Ｌ２までの領域を矩形に切り取る段差形状の切り欠き
部Ｄを形成するようにしてもよい。
【００３４】さらには、図６に示すような円弧状の切り
欠き部Ｒ１や、図７に示すような逆円弧状の切り欠き部
Ｒ２としてもよい。前者の場合、熱溶着部のシール長さ
を一定にすることができ、水分侵入や内圧に対する耐性
を確保する上で都合がよい。後者の場合、図５に示すよ
うな段差形状の切り欠き部Ｄと異なり、シール長さの短
い部分に角部が形成されることがなく、やはり水分侵入
や内圧に対する耐性を確保する上で好適である。
【００３５】上記各切り欠き部を形成するに際し、その
切り欠き量は任意に設定することができるが、例えば確
実に水分の侵入を防止するためには、切り欠き部におい
ても３ｍｍ以上のシール長さを維持できるように設定す
ることが好ましい。
【００３６】また、折り畳んだ熱溶着部２ｂ，２ｃも含
めた電池の外形寸法をより一層小さくするためには、接
着剤による固定が有効である。接着剤により固定すれ
ば、折り畳んだ熱溶着部２ｂ，２ｃの折り曲げ状態が安
定化され、外形寸法を縮小することができ、またそのバ
ラツキも抑えることができる。
【００３７】一方、上記電池素子１であるが、例えば固
体電解質電池、またはゲル状電解質電池を考えた場合、
高分子固体電解質に使用する高分子材料としては、シリ
コンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリ
フォスファゼン変成ポリマー、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合ポリ
マーや架橋ポリマー、変成ポリマー等、もしくはフッ素
系ポリマーとして、例えばポリ（ビニリデンフルオロラ
イド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフ
ルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド
-co-テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデンフル
オロライド-co-トリフルオロエチレン）などおよびこれ
らの混合物が各種使用できるが、勿論、これらに限定さ
れるものではない。
【００３８】正極活物質層または負極活物質層に積層さ
れている固体電解質、またはゲル状電解質は、高分子化
合物と電解質塩と溶媒、（ゲル電解質の場合は、さらに
可塑剤）からなる溶液を正極活物質層または負極活物質
層に含浸させ、溶媒を除去し固体化したものである。正
極活物質層または負極活物質層に積層された固体電解
質、またはゲル状電解質は、その一部が正極活物質層ま
たは負極活物質層に含浸されて固体化されている。架橋
系の場合は、その後、光または熱で架橋して固体化され
る。
【００３９】ゲル状電解質は、リチウム塩を含む可塑剤
と２重量％以上〜３０重量％以下のマトリクス高分子か
らなる。このとき、エステル類、エーテル類、炭酸エス
テル類などを単独または可塑剤の一成分として用いるこ
とができる。
【００４０】ゲル状電解質を調整するにあたり、このよ
うな炭酸エステル類をゲル化するマトリクス高分子とし
ては、ゲル状電解質を構成するのに使用されている種々
の高分子が利用できるが、酸化還元安定性から、たとえ
ばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデ
ンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）など
のフッ素系高分子を用いることが望ましい。
【００４１】高分子固体電解質は、リチウム塩とそれを
溶解する高分子化合物からなり、高分子化合物として
は、ポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体などのエー
テル系高分子、ポリ（メタクリレート）エステル系、ア
クリレート系、ポリ（ビニリデンフルオロライド）やポ
リ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロ
ピレン）などのフッ素系高分子などを単独、または混合
して用いることができるが、酸化還元安定性から、たと
えばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリ
デンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）な
どのフッ素系高分子を用いることが望ましい。
【００４２】このようなゲル状電解質または高分子固体
電解質に含有させるリチウム塩として通常の電池電解液
に用いられるリチウム塩を使用することができ、リチウ
ム化合物（塩）としては、例えば以下のものが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。
【００４３】たとえば、塩化リチウム臭化リチウム、ヨ
ウ化リチウム、塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、臭
素酸リチウム、ヨウ素酸リチウム、硝酸リチウム、テト
ラフルオロほう酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチ
ウム、酢酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルフ
ォニル）イミドリチウム、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ
3、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉ
Ｆ6等を挙げることができる。
【００４４】これらリチウム化合物は単独で用いても複
数を混合して用いても良いが、これらの中でＬｉＰ
Ｆ6、ＬｉＢＦ4が酸化安定性の点から望ましい。
【００４５】リチウム塩を溶解する濃度として、ゲル状
電解質なら、可塑剤中に０．１〜３．０モルで実施でき
るが、好ましくは０．５から２．０モル／リットルで用
いることができる。
【００４６】本発明の電池は、上記のようなゲル状電解
質もしくは固体電解質を使用する以外は、従来のリチウ
ムイオン電池と同様に構成することができる。
【００４７】すなわち、リチウムイオン電池を構成する
場合の負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープ
できる材料を使用することができる。このような負極の
構成材料、たとえば難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の
炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱
分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコ
ークス、石油コークス)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有
機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等
を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、活
性炭等の炭素材料を使用することができる。このほか、
リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリ
アセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ2 等の酸
化物を使用することもできる。このような材料から負極
を形成するに際しては、公知の結着剤等を添加すること
ができる。
【００４８】正極は、目的とする電池の種類に応じて、
金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物
質として用いて構成することができる。たとえばリチウ
ムイオン電池を構成する場合、正極活物質としては、Ｔ
ｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2，Ｖ2Ｏ5等のリチウムを含
有しない金属硫化物あるいは酸化物や、ＬｉＭＯ2 （式
中Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状
態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下であ
る。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用するこ
とができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Ｍとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏ
Ｏ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2(式中、０＜ｙ
＜１である。)、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができ
る。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、
エネルギー密度的に的に優れた正極活物質となる。正極
には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用しても
よい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を
形成するに際して、公知の導電剤や結着剤等を添加する
ことができる。
【００４９】上記電池素子１の構造としては、固体電解
質を挟んで正極、負極を交互に積層した積み重ね型、正
極及び負極を固体電解質を挟んで重ね合わせ、これを巻
き取った巻き取り型、正極及び負極を固体電解質を挟ん
で重ね合わせ、これを交互に折りたたんだ折り畳み型等
を挙げることができ、任意に選定することができる。
【００５０】本発明は、一次電池、二次電池のいずれに
も適用可能であるが、特に非水電解液二次電池へ適用す
ることで、大きな効果を得ることができる。
【００５１】以上が本発明を適用した非水電解質電池の
基本的な構造であるが、その構造をより明確なものとす
るため、その作製手順について説明する。
【００５２】上記非水電解質電池を作製するためには、
先ず、図８に示すように、電池素子１をラミネートフィ
ルムよりなる外装材２に収容し、周囲を熱溶着すること
により封入した後、図９に示すように、熱溶着部２ａの
両側角部を斜めにカッティングし、切り欠き部Ｃを形成
する。
【００５３】次いで、図１０に示すように、両側熱溶着
部２ｂ，２ｃを中間位置（折り曲げ線Ｌ２）で一度折り
曲げ、さらに電池素子１の側面に沿って（折り曲げ線Ｌ
１）折り曲げる。この折り曲げは２段階で行い、図１０
に示すように、ある程度折り癖を付けた後、図１１に示
すように、しっかりと折り込む。
【００５４】最後に、図１２に示すように四隅に接着剤
Ｂを塗布し、図１３に示すように折り畳んだ熱溶着部２
ｂ，２ｃを接着固定する。
【００５５】上記折り曲げに際しては、専用の治具を用
いることが好ましく、以下、この折り曲げ治具について
説明する。
【００５６】折り曲げ治具２０は、図１４に示すよう
に、基台２１上にＴ字状のレバー２２を回転可能に支持
するスタンド２３と、図１４中矢印Ｄ方向にコイルバネ
２４によって付勢されかつ図１４中矢印Ｃ及び矢印Ｄ方
向に上昇、下降可能に配設されたブレード２５と、ブレ
ード２５直下にＶ字状の溝部２６が形成されたＶ溝ブロ
ック２７と、Ｖ溝ブロック２７に隣接して配設され非水
電解質電池のセット位置をガイドするガイドプレート２
８とを備えて構成されている。
【００５７】折り曲げ治具２０は、レバー２２が図１４
中矢印Ｃ方向に押圧されると、ブレード２５に配設され
たカムフォロアー２９を介してブレード２５が押し下げ
られ、図１４矢印Ｃ方向に下降する。折り曲げ治具２０
は、ブレード２５が下降すると、ブレード２５の直下に
位置してＶ溝ブロック２７上に形成された溝部２６内に
ブレード２５の先端が嵌合する。ブレード２５の先端
は、溝部２６の形状に合わせて略Ｖ字状の二辺を有する
断面略三角形状に形成されている。
【００５８】上述した構成を有する折り曲げ治具２０に
よって熱溶着部２ｂ，２ｃを折り曲げるには、先ず、折
り曲げ治具２０上にガイドプレート２８とＶ溝ブロック
２７とによって位置合わせをして非水電解質電池がセッ
トされる。この時、非水電解質電池は、図１５（ａ）に
示すように、一方の熱溶着部２ｂがＶ溝ブロック２７の
溝部２６上に位置するようにセットされる。
【００５９】そして、レバー２２を図１４中矢印Ｃ方向
に押し下げて、ブレード２５を止まるまで降下させる。
降下したブレード２５は、溝部２６上に位置して配設さ
れた非水電解質電池の熱溶着部２ｂに接触し、溝部２６
内に押圧する。これによって、熱溶着部２ｂが溝部２６
内に押圧されると、図１５（ｂ）に示すように、略Ｖ字
状に折り曲げられる。
【００６０】その後、反対側の熱溶着部２ｃについても
折り曲げ治具２０を用いて同じように折り曲げを行うこ
とにより、折り癖が付けられる。熱溶着部２ｂ，２ｃが
両方とも折り曲げられたら、折り曲げ治具２０から非水
電解質電池を取り外す。
【００６１】なお、熱溶着部２ｂ，２ｃの折り曲げは、
溝部２６とブレード２５の形状を変更することにより所
望の角度に折り曲げることができる。また、溝部２６と
ブレード２５とがともに熱溶着部２ｂ，２ｃを略Ｖ字状
に折り曲げるように形成されているが、熱溶着部２ｂ，
２ｃを曲率Ｒを有して折り曲げるようにしてもよい。こ
の場合、折り曲げ治具２０には、熱溶着部２ｂ，２ｃに
設ける曲率Ｒを有する溝と、この溝の形状に合わせて曲
率Ｒを有する形状に先端が成形されたブレードが配設さ
れる。
【００６２】上記により作製された非水電解質電池１０
は、例えばケース１１に入れられた状態で取り扱われ
る。
【００６３】図１６は、上記非水電解質電池１０のケー
ス１１への挿入方法を示すものである。非水電解質電池
１０のケース１１へ挿入するには、図１６に示すよう
に、先ず制御回路５を所定の位置に収め、この制御回路
５と電池素子１とを繋ぐプリント配線板５ａ（この部分
において負極端子リード３及び正極端子リード４と制御
回路５の電気的接続が図られる。）を折り畳む。これに
より、図１７に示すような収容状態となる。
【００６４】このとき、非水電解質電池１０の外形寸法
が大きかったり、外形寸法にバラツキがあると、挿入操
作が煩雑なものとなる。
【００６５】本発明では、熱溶着部２ａの角部を切り欠
き、さらには接着剤によって固定しているので、外形寸
法も抑えられ、そのバラツキも小さなものであるので、
円滑に挿入操作が行われる。
【００６６】
【実施例】次に、本発明を適用した具体的な実施例及び
比較例について、実験結果に基づいて説明する。
【００６７】サンプル電池の作製方法、及び評価方法は
下記の通りである。
【００６８】サンプル電池の作製 先ず、負極を次のように作製した。
【００６９】粉砕した黒鉛粉末９０重量部と、結着剤と
してポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオ
ロプロピレン）１０重量部とを混合して負極合剤を調製
し、さらにこれをＮ-メチル−２−ピロリドンに分散さ
せスラリー状とした。そして、このスラリーを負極集電
体である厚さ１０μｍの帯状銅箔の片面に均一に塗布
し、乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形し、負極を作製
した。
【００７０】一方、正極を次のように作製した。
【００７１】正極活物質（ＬｉＣｏＯ2）を得るため
に、炭酸リチウムと炭酸コバルトを０．５モル対１モル
の比率で混合し、空気中、９００℃で５時間焼成した。
次に、得られたＬｉＣｏＯ2 ９１重量部、導電剤として
黒鉛６重量部、結着剤としてポリ（ビニリデンフルオロ
ライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）１０重量部とを
混合して正極合剤を調製し、さらにこれをＮ−メチル−
２−ピロリドンに分散させスラリー状とした。そして、
このスラリーを正極集電体である厚さ２０μｍの帯状ア
ルミニウム箔の片面に均一に塗布し、乾燥した後、ロー
ルプレス機で圧縮成形し、正極を作製した。
【００７２】さらに、ゲル状電解質を次のようにして得
た。
【００７３】負極、正極上に炭酸エチレン（ＥＣ）４
２．５重量部、炭酸プロピレン（ＰＣ）４２．５重量
部、ＬｉＰＦ6 １５重量部からなる可塑剤３０重量部
に、重量平均分子量Ｍｗ６０万のポリ（ビニリデンフル
オロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）１０重量
部、そして炭酸ジエチル６０重量部を混合溶解させた溶
液を均一に塗布し、含浸させ、常温で８時間放置し、炭
酸ジメチルを気化、除去しゲル状電解質を得た。
【００７４】ゲル状電解質を塗布した負極、及び正極を
ゲル状電解質側をあわせ、圧着することで面積３．３ｃ
ｍ×５．２ｃｍ、厚さ０．３ｍｍで容量５０ｍＡｈの平
板型ゲル状電解質電池、及び面積３．３ｃｍ×５．２ｃ
ｍ、厚さ３．３ｍｍで容量５５０ｍＡｈの平板型ゲル状
電解質電池を作製した。
【００７５】極板の活物質層が塗工されていない部分
（正極はアルミ箔、負極は銅箔）上にアルミニウムから
なる正極端子リード及びニッケルからなる負極端子リー
ドを溶接した後、ラミネートフィルムからなる封入体に
挿入し、２００℃、１０秒の条件でシール機によりシー
ル幅５ｍｍで熱融着し、試験電池とした。
【００７６】切り欠き部の有無、形状についての検討 ここで作製したサンプルの構成は以下の通りである。
【００７７】サンプル１ ：図５に示すような段差形状
の切り欠き部を形成。
【００７８】サンプル２ ：図４に示すような斜めの切
り欠き部を第２の折り曲げ線Ｌ２まで形成［切り欠き部
寸法 ２．７ｍｍ（幅方向：折れ曲げ線と直交する方
向）×６．５ｍｍ（長さ方向：折れ曲げ線に沿った方
向）］。
【００７９】サンプル３ ：図３に示すような斜めの切
り欠き部を第１の折り曲げ線Ｌ１まで形成（切り欠き部
寸法 ６．２ｍｍ×６．２ｍｍ）。
【００８０】比較サンプル：切り欠き部無し。
【００８１】各サンプルについて、図１８に示す外形寸
法Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を測定し、さらに図１９に示す制御
回路５を収容する空間の寸法Ｋを測定した。各サンプル
についての測定結果を表１〜表４に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
【表３】
【００８５】
【表４】
【００８６】切り欠きが無い場合（比較サンプル）に比
べ、サンプル１〜３では制御回路５を収容する空間の寸
法Ｋが拡大されている。
【００８７】外形寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３についても、サ
ンプル１〜３では縮小傾向にあるが、寸法が不安定であ
りバラツキが大きい。
【００８８】また、各サンプルについて比較すると、サ
ンプル１は、上記結果は良好であるが、水分試験に懸念
があり、切り欠き角部を安定して形成することが難しい
等の難点がある。また、シール長さも問題である。
【００８９】サンプル２は、上記結果は良好であり、水
分試験についても問題はないが、折り込みが難しい。
【００９０】サンプル３では、上記サンプル１やサンプ
ル２における問題が解消され、最良の形態と言える。
【００９１】接着剤の有無についての検討 先の比較サンプルにおいては、接着剤による固定を行っ
ていないが、同様の構成のサンプルについて、接着剤に
よる固定を行った。これをサンプル４とする。
【００９２】このサンプル４についても同様の測定を行
った。結果を表５に示す。
【００９３】
【表５】
【００９４】先の比較サンプルと比べ、接着剤を塗布す
ることによって外形寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が改善されて
いる。
【００９５】ただし、制御回路５を収容する空間の寸法
Ｋはほとんど変わらない。
【００９６】切り欠き部＋接着剤 そこで、切り欠き部と接着剤による固定を組み合わせた
サンプルを作製した。
【００９７】ここで作製したサンプルの構成は以下の通
りである。
【００９８】サンプル５ ：図５に示すような段差形状
の切り欠き部を形成。接着剤による固定有り。
【００９９】サンプル６ ：図４に示すような斜めの切
り欠き部を第２の折り曲げ線Ｌ２まで形成。接着剤によ
る固定有り。
【０１００】サンプル７ ：図３に示すような斜めの切
り欠き部を第１の折り曲げ線Ｌ１まで形成。接着剤によ
る固定有り。
【０１０１】これらサンプル５〜７についても同様の測
定を行った。結果を表６〜表８に示す。
【０１０２】
【表６】
【０１０３】
【表７】
【０１０４】
【表８】
【０１０５】切り欠き部と接着剤による固定を組み合わ
せたサンプルでは、制御回路５を収容する空間の寸法Ｋ
が拡大され、同時に外形寸法Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３も改善さ
れている。
【０１０６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、制御回路を搭載するための空間を十分に確
保しながら、外形寸法を抑えることができる。したがっ
て、体積効率の高い非水電解質電池を提供することが可
能である。
【０１０７】さらに、本発明の非水電解質電池は、作製
も容易であり、ケースへの挿入操作なども容易である。
したがって、生産性も大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された非水電解質電池の一構成例
を示す概略斜視図である。
【図２】本発明が適用された非水電解質電池の一構成例
を示す概略断面図である。
【図３】切り欠きの一例を示す概略平面図である。
【図４】切り欠きの他の例を示す概略平面図である。
【図５】切り欠きのさらに他の例を示す概略平面図であ
る。
【図６】切り欠きのさらに他の例を示す概略平面図であ
る。
【図７】切り欠きのさらに他の例を示す概略平面図であ
る。
【図８】電池作製手順を示すものであり、外装材への封
止工程を示す概略斜視図である。
【図９】切り欠き部形成工程を示す概略斜視図である。
【図１０】折り癖形成工程を示す概略斜視図である。
【図１１】折り曲げ工程を示す概略斜視図である。
【図１２】接着剤塗布工程を示す概略斜視図である。
【図１３】熱溶着部の固定工程を示す概略斜視図であ
る。
【図１４】折り曲げ治具の概略構成を示す斜視図であ
る。
【図１５】折り曲げ治具による折り曲げ工程を説明する
概略断面図である。
【図１６】非水電解質電池のケースへの挿入操作を示す
ものであり、制御回路の挿入状態を示す概略斜視図であ
る。
【図１７】非水電解質電池のケースへの収容状態を示す
斜視図である。
【図１８】測定した外形寸法を説明するための模式図で
ある。
【図１９】制御回路を収容する空間の寸法を示す模式図
である。
【符号の説明】
１ 電池素子、２ 外装材、２ａ，２ｂ，２ｃ 熱溶着
部、３ 負極端子リード、４ 正極端子リード、５ 制
御回路、Ｃ，Ｄ，Ｒ１，Ｒ２ 切り欠き部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA03 BB03 CC02 DD06 DD14 5H022 AA09 BB02 BB12 CC02 CC05 CC09 CC12 KK03 5H024 BB00 CC04 CC13 5H029 AJ03 AJ14 AK03 AL06 AM00 AM11 AM16 CJ03 CJ04 CJ05 DJ02 DJ05

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ラミネートフィルムからなる外装材に電
    池素子が収容され、熱溶着により封入されるとともに、
    上記電池素子を構成する各電極と導通される電極端子リ
    ードが熱溶着部に挟まれて外装材の外部に引き出されて
    なる非水電解質電池において、 外形形状が矩形状であり、その４辺のうち上記電極端子
    リードが引き出される１辺に対応する熱溶着部の両側角
    部が切り欠かれるとともに、他の辺に対応する熱溶着部
    が電池の厚さ以下の幅となるように折り曲げられ、電池
    素子の側面に沿って内側に折り畳まれ、 これらにより構成される空間に電池の制御回路が搭載さ
    れていることを特徴とする非水電解質電池。
  2. 【請求項２】 上記熱溶着部の両側角部が斜めに切り欠
    かれていることを特徴とする請求項１記載の非水電解質
    電池。
  3. 【請求項３】 上記熱溶着部の両側角部が円弧状に切り
    欠かれていることを特徴とする請求項１記載の非水電解
    質電池。
  4. 【請求項４】 上記熱溶着部の両側角部が段差形状に切
    り欠かれていることを特徴とする請求項１記載の非水電
    解質電池。
  5. 【請求項５】 上記折り畳まれた熱溶着部が接着剤によ
    り固定されていることを特徴とする請求項１記載の非水
    電解質電池。
  6. 【請求項６】 上記外装材は、上記電池素子を収容する
    空間を形成するための深絞り成形が施されていることを
    特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  7. 【請求項７】 上記制御回路がフレキシブルプリント基
    板上に形成され、このフレキシブルプリント基板に設け
    られた端子部が上記電極端子リードと接続されているこ
    とを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  8. 【請求項８】 上記電池素子を構成する電解質が、マト
    リクス高分子及びリチウム塩を含むゲル電解質又は固体
    電解質であることを特徴とする請求項１記載の非水電解
    質電池。
  9. 【請求項９】 上記電池素子を構成する負極は、リチウ
    ムをドープ、脱ドープし得る材料を含む負極であること
    を特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  10. 【請求項１０】 上記リチウムをドープ、脱ドープし得
    る材料が炭素材料であることを特徴とする請求項９記載
    の非水電解質電池。
  11. 【請求項１１】 上記電池素子を構成する正極は、リチ
    ウムと遷移金属の複合酸化物を含む正極であることを特
    徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  12. 【請求項１２】 二次電池であることを特徴とする請求
    項１記載の非水電解質電池。
  13. 【請求項１３】 上記電池素子が外装材及び制御回路と
    ともに容器内に収容されてなることを特徴とする請求項
    １記載の非水電解質電池。
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