JP2000340264A

JP2000340264A - 薄型電池と薄型電池を内蔵するパック電池

Info

Publication number: JP2000340264A
Application number: JP11151220A
Authority: JP
Inventors: Tsukane Ito; 束伊藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP4518591B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内圧が高くなったことを正確に検出して、内
圧上昇を阻止する。【解決手段】薄型電池は、正極１と負極２とを備える
発電要素７と、この発電要素７を内部の密閉チャンバー
に収納してなるフィルム外装体５とを備える。さらに、
薄型電池は、フィルム外装体５の表面に歪センサー８を
付着している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム外装体を
用いた薄型電池に関し、とくに、フィルム外装体の内圧
が上昇したときに電流を遮断できる薄型電池とこの薄型
電池を使用してなるパック電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フィルム外装体の薄型電池を、図１の平
面図と図２の断面図に示す。これの図に示す薄型電池
は、フィルム外装体５に発電要素７を内蔵している。発
電要素７は、正極１と負極２の間に電解質層３を設けて
いる。これ等の図に示す薄型電池は、発電要素７の外周
を、フィルム外装体５の封口部４としている。発電要素
７を密閉するフィルム外装体５は、２枚のラミネートフ
ィルム５Ａを発電要素７の両面に積層し、発電要素７の
外周で積層して、積層部を熱溶着して密閉構造としてい
る。

【０００３】この構造の薄型電池は、過充電などの異常
な状態で使用されて、内圧が上昇することがある。内圧
が上昇すると、図２の鎖線で示すように、フィルム外装
体５が膨張し、さらに内圧が上昇すると破裂する危険性
がある。フィルム外装体の破裂を防止するために、図３
に示すように、フィルム外装体５の一部に圧力開放手段
２８を設けた薄型電池が、特開平９−１９９０９９号公
報に記載される。

【０００４】この図に示す薄型電池は、破断用の溝を設
けたラプチャーフィルムを圧力開放手段２８としてい
る。圧力開放手段２８は、たとえば、フィルム外装体５
の内圧が１．２〜２０ｋｇｆ／ｃｍ^２に上昇したとき
に、破断してフィルム外装体５を開放する。さらに、以
上の公報は、フィルム外装体の溶着部を、所定の圧力で
開口するようにして圧力開放手段とすることも記載して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すように、フィルム外装体に破断溝を設ける構造、あ
るいは、フィルム外装体の溶着部を剥離するように溶着
して、内圧が上昇したときにフィルム外装体を開口する
薄型電池は、開放圧力を正確に設定するのが難しい。さ
らに、フィルム外装体の一部に破断溝を設けている薄型
電池は、衝撃を受けたときに破断溝が破損して使用でき
なくなることもある。この弊害が起こらないように、破
断溝を浅くしてこの部分を強靭な構造にすると、内圧が
上昇したときに破断できなくなって、内圧上昇を阻止で
きなくなる。

【０００６】さらに、図３に示す薄型電池は、内圧が上
昇して圧力開放手段が開放されると、その後に内圧が正
常な状態に低下しても、再使用できる構造とすることは
できない。

【０００７】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、フ
ィルム外装体の内圧上昇を有効に阻止できると共に、内
圧が高くなったことを正確に検出して、内圧上昇を阻止
できる薄型電池と薄型電池を内蔵するパック電池を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の薄型電池は、前
述の目的を達成するために以下の構成を備える。薄型電
池は、正極１と負極２とを備える発電要素７と、この発
電要素７を内部の密閉チャンバーに収納してなるフィル
ム外装体５とを備える。さらに、薄型電池は、フィルム
外装体５の表面に歪センサー８を付着している。

【０００９】さらに、本発明の請求項２の薄型電池は、
電池がリチウムイオン二次電池である。

【００１０】さらに、本発明の請求項３の薄型電池は、
フィルム外装体５を、ラミネートフィルム５Ａとしてい
る。ラミネートフィルム５Ａは、熱可塑性プラスチック
フィルムの間にアルミニウムを積層して接着している。
ラミネートフィルム５Ａは、封口部４で熱溶着されてい
る。

【００１１】さらに、本発明の請求項４の薄型電池を内
蔵するパック電池は、正極１と負極２とを備える発電要
素７をフィルム外装体５の内部に収納している薄型電池
と、この薄型電池の内圧が上昇したときに電流を遮断す
る保護回路２１とを備える。保護回路２１は、フィルム
外装体５の表面に付着されてなる歪センサー８と、この
歪センサー８の出力信号で電池１８に流れる電流を遮断
する遮断スイッチ１６とを備える。さらに、保護回路２
１は、フィルム外装体５の内圧上昇による変形を歪セン
サー８で検出し、歪センサー８がフィルム外装体５の変
形を検出すると、遮断スイッチ１６をオフにして電池電
流を遮断するように構成している。

【００１２】さらに、本発明の請求項５の薄型電池を内
蔵するパック電池は、保護回路２１が、フィルム外装体
５の表面に付着されてなる歪センサー８と、この歪セン
サー８の出力信号でスイッチングされる通電スイッチ２
３と、この通電スイッチ２３で通電状態が制御される加
熱抵抗２４と、この加熱抵抗２４に加熱される位置に配
設されると共に、電池１８と直列に接続されてなるヒュ
ーズ２２とを備える。この保護回路２１は、フィルム外
装体５の内圧上昇による変形を歪センサー８で検出し、
歪センサー８がフィルム外装体５の変形を検出すると、
通電スイッチ２３をオンにして加熱抵抗２４に加熱電流
を流し、加熱電流で加熱された加熱抵抗２４がヒューズ
２２を溶断して、電池電流を遮断する。

【００１３】さらに、本発明の請求項６の薄型電池を内
蔵するパック電池は、保護回路２１が、通電スイッチ２
３がオンの状態で加熱抵抗２４に流れる電流を制御する
定電流回路２５を接続している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための薄型電池と薄型電池を内
蔵するパック電池を例示するものであって、本発明は薄
型電池とパック電池を以下のものに特定しない。

【００１５】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。

【００１６】図４の平面図と図５の断面図に示す薄型電
池は、フィルム外装体５の表面に歪センサー８を付着し
ている。歪センサー８は、フィルム外装体５に接着して
固定される。歪センサー８はフィルム外装体５の変形を
検出する。図の薄型電池は、縦方向に延長して歪センサ
ー８を固定している。この方向に固定された歪センサー
８は、フィルム外装体５の変形を高い感度で検出でき
る。フィルム外装体５が縦方向に伸びて変形しやすいか
らである。ただ、歪センサーは、フィルム外装体に横方
向に固定し、あるいは縦横の方向に対して傾斜する姿勢
で固定することもできる。

【００１７】歪センサー８は、フィルム外装体５の変形
を検出できる全てのセンサーが使用できる。歪センサー
８は、フィルム外装体５の伸び、または形状の変化、あ
るいはその両方を検出するものが使用できる。薄型電池
は、内圧が上昇して、フィルム外装体５が図５の鎖線で
示すように膨れると、フィルム外装体５が伸びると共
に、形状も変化する。したがって、歪センサー８は、フ
ィルム外装体５の伸びを検出して、内圧の上昇を検出で
きる。ただ、歪センサーには、フィルム外装体の形状変
化を検出するものも使用できるのは言うまでもない。

【００１８】フィルム外装体５に付着する歪センサー８
を図６に示す。この図の歪センサー８は、可撓性の絶縁
シート９に金属箔の線材９を固定した歪ゲージである。
この図の歪ゲージは、金属箔の線材９を縦に延長して平
行に配設して、全体を直列に接続している。この構造の
歪ゲージは、金属箔の抵抗値変化で変形を検出する。金
属箔は、伸ばされると抵抗が増加して、圧縮されると抵
抗が小さくなる性質がある。金属箔には、たとえば、銅
・ニッケル合金やニクロム系合金を使用する。

【００１９】この構造の歪ゲージは、縦方向の伸びを高
感度に検出する。したがって、線材９がフィルム外装体
５の縦方向を向くように、歪ゲージをフィルム外装体５
に固定して、歪ゲージで高感度にフィルム外装体５の変
形を検出できる。

【００２０】歪ゲージは、フィルム外装体５と一緒に伸
ばされて、フィルム外装体５の変形を検出する。したが
って、歪センサー８は、フィルム外装体５と一体となっ
て伸びるように付着される。歪センサー８は、好ましく
は、接着剤を介してフィルム外装体５に接着される。接
着剤には、たとえば、シアノアクリレート系の瞬間接着
剤、エポキシ系、アクリル系、シリコン系、ウレタン系
等の接着剤が使用される。歪センサーは、両面に接着テ
ープを介して、または、熱溶着してフィルム外装体に接
着することもできる。

【００２１】歪センサー８の信号は、図７に示す検出回
路１１に入力される。この図の検出回路１１は、ホイー
トストンブリッジ回路１２とアンプ１３とを内蔵してい
る。歪センサー８は、ホイートストンブリッジ回路１２
の抵抗素子として接続される。ホイートストンブリッジ
回路１２は、好ましくは交流電源１４を接続する。直流
電源も使用できるが、出力信号を増幅する直流アンプや
ドリフト補正等が複雑になる。ホイートストンブリッジ
回路１２に接続している抵抗は、フィルム外装体５が変
形しない状態で、バランスして出力を０とするように抵
抗値を調整している。フィルム外装体５が変形して歪ゲ
ージの抵抗値が変化すると、ホイートストンブリッジの
バランスが崩れて出力電圧は高くなる。したがって、こ
の検出回路１１は、ホイートストンブリッジ回路１２の
出力信号の大きさで、フィルム外装体５の変形量を検出
できる。ホイートストンブリッジ回路１２の出力電圧は
小さいので、アンプ１３で増幅して制御回路１５に入力
される。

【００２２】検出回路１１と制御回路１５は、図４に示
すように、パック電池のケース２６に内蔵される。図８
は、パック電池の回路図を示している。この図のパック
電池は、検出回路１１からの信号を制御回路１５に入力
し、制御回路１５で遮断スイッチ１６を制御して、フィ
ルム外装体５が変形したときに、電流を遮断する。制御
回路１５は、電池１８の内圧が上昇し、フィルム外装体
５が膨れて検出回路１１から信号が入力されると、遮断
スイッチ１６をオフにして電流を遮断する。電池１８の
内圧が上昇してフィルム外装体５が膨れるのは、主とし
て充電しているときである。したがって、図８のパック
電池は、遮断スイッチ１６で充電電流を遮断する方向に
ＦＥＴを接続している。

【００２３】この図のパック電池は、遮断スイッチ１６
と直列に、放電電流を遮断するスイッチング素子１７を
接続している。遮断スイッチ１６とスイッチング素子１
７は、電池１８と出力端子１９との間に接続されて、充
電電流または放電充電を遮断する。遮断スイッチ１６と
スイッチング素子１７はＦＥＴで、ドレインとソースが
逆方向となるように直列に接続している。

【００２４】放電電流を遮断するスイッチング素子１７
は、電池電圧が設定電圧よりも低くなったときに、オン
からオフに切り換えられて、放電電流を遮断する。した
がって、制御回路１５は、電池電圧を検出してスイッチ
ング素子１７を制御する。制御回路１５は、電池１８の
内圧が高くなって、検出回路１１から信号が入力される
ときに、遮断スイッチ１６とスイッチング素子１７であ
る両方のＦＥＴをオフに切り換えることができる。フィ
ルム外装体５が変形したときに、両方のＦＥＴをオフに
するパック電池は、電池１８の内圧が上昇したときに、
充電電流と放電電流の両方を遮断できる。

【００２５】制御回路１５は、電池内圧が上昇して遮断
スイッチ１６をオフにした状態を保持するためのラッチ
ング回路を内蔵している。ラッチング回路には、リセッ
トスイッチ２０を接続している。ラッチング回路は、リ
セットスイッチ２０が操作されると、リセットされて、
遮断スイッチ１６をオフ状態に保持していた状態がリセ
ットされる。電池１８の内圧が高くなったときに、遮断
スイッチ１６とスイッチング素子１７の両方をオフにす
る制御回路１５は、ラッチング回路で遮断スイッチ１６
とスイッチング素子１７の両方をオフ状態に保持する。
この構造のパック電池は、電池内圧が上昇して遮断スイ
ッチ１６がオフになった後においても、電池内圧が正常
な状態まで低下すると、再使用できる。リセットスイッ
チ２０を操作して、ラッチング回路をリセットして遮断
スイッチ１６とスイッチング素子１７をオン状態に復帰
できるからである。

【００２６】この図のパック電池は、遮断スイッチ１６
を、過充電を防止するスイッチング素子にも併用でき
る。いいかえると、過充電を防止するスイッチング素子
を、遮断スイッチに併用することができる。遮断スイッ
チ１６で過充電を阻止するパック電池は、制御回路１５
で電池の過充電を検出し、電池１８が過充電になると遮
断スイッチ１６をオフに切り換える。この構造のパック
電池は、電池１８が過充電になったとき、または、電池
１８の内圧が上昇したときに、遮断スイッチ１６をオフ
に切り換える。図８のパック電池は、歪センサー８と、
検出回路１１と、制御回路１５と、遮断スイッチ１６で
保護回路２１を構成している。

【００２７】図９に示すパック電池は、電池１８の過充
電と過放電を防止する過充電過放電防止回路２７とは別
に、電池１８の内圧が高くなったときに電流を遮断する
ヒューズ２２を備えている。ヒューズ２２は電池１８と
直列に接続されて、電池１８に流れる電流を遮断する。

【００２８】この図のパック電池は、検出回路１１の出
力信号でオンオフに切り換えられる通電スイッチ２３
と、通電スイッチ２３がオンになる状態でヒューズ２２
を加熱する加熱抵抗２４と、加熱抵抗２４で熱溶断され
るヒューズ２２とを備える。図に示すパック電池は、通
電スイッチ２３を、スイッチング素子であるＦＥＴとし
ている。さらに、図に示すパック電池は、通電スイッチ
２３と直列に定電流回路２５を接続して、加熱抵抗２４
に流れる電流を制御している。

【００２９】定電流回路２５は、通電スイッチ２３がオ
ンになったときに、電池電圧の変動による加熱抵抗２４
の加熱電流の変化を防止できる。定電流回路２５が制御
して加熱抵抗２４に流す加熱電流は、加熱抵抗２４を加
熱して、ヒューズ２２を熱溶断できる電流に設定され
る。図のパック電池は、パック電池の出力端子１９と電
池１８との間に、ふたつのヒューズ２２を直列に接続し
ている。一方のヒューズ２２は電池１８に、他方のヒュ
ーズ２２はパック電池の出力端子１９に接続され、ヒュ
ーズ２２の中間接続点は、加熱抵抗２４に接続してい
る。

【００３０】さらに、ヒューズ２２に接近して、ふたつ
の加熱抵抗２４を配設している。加熱抵抗２４は二つあ
って、各々の加熱抵抗２４は、各々のヒューズ２２に接
近して配設される。加熱抵抗２４は、互いに並列に接続
されて、一端をヒューズ２２の中間接続点に、他端を通
電スイッチ２３に接続している。

【００３１】この構造のパック電池は、電池１８の内圧
が正常なとき、検出回路１１の出力信号レベルが低く、
通電スイッチ２３をオフとしている。通電スイッチ２３
がオフ状態にあると、加熱抵抗２４には電流が流れな
い。したがって、ヒューズ２２は加熱抵抗２４に加熱さ
れることがなく、ヒューズ２２が溶断されることはな
い。この状態で、パック電池は充電され、あるいは放電
される。

【００３２】電池１８の内圧が高くなって、フィルム外
装体５が膨れると、このことが歪センサー８に検出され
て、検出回路１１の出力信号が高くなって通電スイッチ
２３をオフからオンに切り換える。オンになった通電ス
イッチ２３は、加熱抵抗２４に加熱電流を流す。加熱電
流は、定電流回路２５に制御されて、電池電圧に影響を
受けない。定電流回路２５は、加熱電流を設定された電
流に制御する。加熱抵抗２４は、加熱電流によるジュー
ル熱で加熱されて、ヒューズ２２を溶断する。ヒューズ
２２が溶断されると、電池１８はパック電池の出力端子
１９から切り離されて、電流が遮断される。この構造の
パック電池は、電池１８の内圧が上昇したときに、ヒュ
ーズ２２を溶断するので、確実に電流を遮断できる。図
９に示すパック電池は、歪センサー８と検出回路１１と
通電スイッチ２３と定電流回路２５とヒューズ２２と加
熱抵抗２４とで保護回路２１を構成している。

【００３３】本発明は、薄型電池の種類を特定するもの
ではないが、薄型電池には、図５に示す構造のものが使
用される。この図の薄型電池は、フィルム外装体５の密
閉チャンバー内に、発電要素７を内蔵している。この図
において、１は正極、２は負極、３は電解質層、４はフ
ィルム外装体の封口部、５はフィルム外装体、６は集電
端子である。

【００３４】薄型電池は、リチウムポリマー二次電池、
または、リチウムイオン二次電池である。リチウムポリ
マー二次電池は、電解質に固体、または常温ゲル状のも
のが使用される。リチウムポリマー二次電池は、正極と
負極に以下の組合せを使用する。正極……マンガン酸リチウム負極……グラファイト系炭素正極……酸化バナジウム負極……リチウム合金

【００３５】リチウムイオン二次電池は、ＬｉＰＦ_６等
の溶質と、溶媒からなる電解液が使用され、正極と負極
に以下のものを使用する。正極……コバルト酸リチウム負極……グラファイト系炭素正極……コバルト酸リチウム負極……コークス系炭素正極……ニッケル酸リチウム負極……グラファイト系炭素正極……マンガン酸リチウム負極……グラファイト系炭素正極……コバルト酸リチウム負極……錫アモーファス酸化物

【００３６】発電要素７を密閉構造に内蔵するフィルム
外装体５は、ラミネートフィルム５Ａを、封口部４で気
密に熱溶着して密閉している。ラミネートフィルム５Ａ
は、図５の拡大断面図に示すように、アルミニウム箔５
ａの両面に、ポリプロピレンフィルム５ｂをラミネート
したフィルムである。

【００３７】この図に示すラミネートフィルム５Ａは、
ポリプロピレンフィルム５ｂ／アルミニウム箔５ａ／ポ
リプロピレンフィルム５ｂの三層構造となっており、ア
ルミニウム箔５ａの両面に、同じプラスチックフィルム
であるポリプロピレンフィルム５ｂをラミネートしてい
る。

【００３８】リチウムポリマー二次電池、またはリチウ
ムイオン二次電池である薄型電池は、以下のようにして
製作される。この薄型電池は、ラミネートフィルム５Ａ
の各層の厚さを、フィルム外装体５の内側に位置する第
一ポリプロピレンフィルム５ｂを５０μｍ、アルミニウ
ム箔５ａを２０μｍ、フィルム外装体５の外側に位置す
る第二ポリプロピレンフィルム５ｂを８０μｍとしてい
る。アルミニウム箔５ａとポリプロピレンフィルム５ｂ
の界面を接着するために、変性ポリプロピレンフィルム
を用いている。

【００３９】薄型電池は、以下の工程で製作される。 (1) 図５と図１０に示すように、ラミネートフィルム
５Ａを発電要素７の両側で折曲して筒状とし、両端部を
発電要素７の表面となる位置で積層して積層部を熱溶着
する。この工程で、ラミネートフィルム５Ａを熱溶着す
る部分は、ラミネートフィルム５Ａを筒状に連結する筒
状封口部４Ａとなる。ラミネートフィルム５Ａの積層部
は、発電要素７を入れないで熱溶着する。ただ、筒状封
口部４Ａとなる積層部は、発電要素７を入れた後に熱溶
着することもできる。発電要素７を入れる前に積層部を
熱溶着する方法は、積層部の表裏を、高周波誘導加熱装
置の金型で挟着して熱溶着できる。発電要素７を入れた
状態で熱溶着する方法は、発電要素７の表面でラミネー
トフィルム５Ａを積層した積層部を、加熱された金型で
表面から発電要素７に加熱しながら押圧して熱溶着す
る。筒状封口部４Ａの幅は、２０ｍｍとなるように熱溶
着する。

【００４０】(2) その後、円筒に熱溶着したラミネー
トフィルム５Ａの片方の端部を、図１０と図１１に示す
ように、折り返して高周波誘導加熱装置の金型で熱溶着
する。この封口部４は、集電端子６を挟着しない側の集
電端子側封口部４Ｂとなる。集電端子６を挟着しない集
電端子側封口部４Ｂは、筒状に連結されたラミネートフ
ィルム５Ａの一方の端縁を切断し、切断されない他方の
舌片５Ｂを、切り取った側のラミネートフィルム５Ａの
表面に密着するように１８０度折り返して積層し、積層
部を熱溶着して袋状に封口した。集電端子側封口部４Ｂ
の封口幅は２０ｍｍとした。１８０度折り返した舌片５
Ｂを熱溶着するとき、発電要素７の両面に位置するラミ
ネートフィルム５Ａが熱溶着されないように、筒状に連
結されたラミネートフィルム５Ａの内部に薄い金属製の
金型を挿入する。この金型と、舌片５Ｂを押圧する外部
の金型とで積層部を押圧加熱状態に挟着して熱溶着す
る。

【００４１】(3) 積層部を熱溶着して袋状としたラミ
ネートフィルム５Ａ（以下、パウチ）に、予めアルゴン
雰囲気中で組み立てた発電要素７を挿入する。発電要素
７の外形は、約８０×３０ｍｍの大きさとする。正極１
・負極２の集電端子６を、図１２の断面図に示すよう
に、ラミネートフィルム５Ａの間に挟着して、発電要素
７の両面のラミネートフィルム５Ａを積層部で熱溶着す
る。集電端子６は、２枚のラミネートフィルム５Ａで挟
着して、外部に引き出される。集電端子６を挟着して熱
溶着される集電端子側封口部４Ｂの幅は、１０ｍｍとし
た。以上の状態で製作された薄型電池は、封口部４が図
１３に示す状態となり、全体の厚さが１．５ｍｍとなっ
た。

【００４２】(4) フィルム外装体５の表面に歪センサ
ー８を付着する。歪センサー８は、図５に示すように、
フィルム外装体５の筒状封口部４Ａと反対側の表面に接
着して固定される。

【００４３】さらに、図１４と図１５に示す薄型電池
は、発電要素７に、前述と同じものが使用される。ラミ
ネートフィルム５Ａには、ポリエチレンフィルム５ｃ／
アルミニウム箔５ａ／ポリエチレンフィルム５ｃの三層
構造のものを使用する。アルミニウム５ａ箔の両面に積
層されるポリエチレンフィルム５ｃは、同一の材質であ
る。このラミネートフィルム５Ａは、第一ポリエチレン
フィルム５ｃ（内側）が３０μｍ、アルミニウム５ａが
９μｍ、第二ポリエチレンフィルム５ｃ（外側）が８０
μｍである。界面の接着には、変性ポリエチレンを用い
ている。

【００４４】図１４と図１５に示す、薄型電池は、下記
のようにして製作される。 (1) 図１６に示すように、二つ折りにした後、その両
端の積層部を、発電要素７の上面となる位置に折り返
し、３層のラミネートフィルム５Ａが積層される積層部
を、高周波誘導加熱装置の金型で熱溶着して袋状のパウ
チとする。熱溶着する筒状封口部４Ａの幅は、２０ｍｍ
とする。発電要素７の上面に折り返した積層部を熱溶着
するとき、発電要素７の両面に位置するラミネートフィ
ルム５Ａが熱溶着されないように、発電要素７を入れる
部分に薄い金属製の金型を挿入する。

【００４５】(2) その後、前述の(3)と同じ工程、すな
わち、袋状に連結されたパウチに、予めアルゴン雰囲気
中で組み立てた発電要素７を挿入し、正極１・負極２の
集電端子６を、ラミネートフィルム５Ａの間に挟着し
て、発電要素７両面のラミネートフィルム５Ａを積層部
で熱溶着する。集電端子６を挟着して熱溶着する集電端
子側封口部４Ｂの幅は１０ｍｍとした。以上の状態で製
作された薄型電池は、全体の厚さが１．７ｍｍとなっ
た。

【００４６】(3) フィルム外装体５の表面に歪センサ
ー８を付着する。歪センサー８は、図１５に示すよう
に、フィルム外装体５の筒状封口部４Ａと反対側の表面
に接着して固定される。

【００４７】さらに、薄型電池は、図１７と図１８に示
すように、ラミネートフィルム５Ａを、発電要素７の外
周で熱溶着することもできる。発電要素７とラミネート
フィルム５Ａには、前述の薄型電池と同じものが使用さ
れる。図１７に示すように、フィルム外装体５の表面に
歪センサー８を付着する。

【００４８】

【発明の効果】本発明の薄型電池と薄型電池を内蔵する
パック電池は、フィルム外装体の内圧が高くなったこと
を正確に検出して、内圧上昇を阻止できる特長がある。
それは、本発明の薄型電池と薄型電池を内蔵するパック
電池が、発電要素を内部に収納してなるフィルム外装体
の表面に歪センサーを付着しているからである。フィル
ム外装体の表面に付着される歪センサーは、フィルム外
装体の変形を検出する。このため、薄型電池の内圧が上
昇してフィルム外装体が膨れると、フィルム外装体が伸
びてその形状が変化し、歪センサーで、フィルム外装体
の伸びを検出して内圧の上昇を検出できる。このよう
に、歪センサーで電池の内圧上昇を検出する本発明の薄
型電池とパック電池は、電池の内圧上昇を正確に検出し
て、電池が危険な状態となるのを阻止でき、安全性を向
上できる特長がある。

【００４９】さらに、本発明の薄型電池と薄型電池を内
蔵するパック電池は、従来のように、フィルム外装体の
破断溝や設溶着部を所定の圧力で開口することなく内圧
上昇を検出できるので、正確に内圧上昇を検出できるこ
とに加えて、内圧が上昇した後、内圧が正常な状態に低
下すると再使用できる構造にできる特長もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の薄型電池の平面図

【図２】図１に示す薄型電池のＡ−Ａ線断面図

【図３】従来の他の薄型電池の斜視図

【図４】本発明の実施例の薄型電池を内蔵するパック電
池の平面図

【図５】図４に示すパック電池の薄型電池の断面図

【図６】歪センサーの一例を示す拡大斜視図

【図７】歪センサーの信号を検出する検出回路の回路図

【図８】図４に示すパック電池の回路図

【図９】本発明の他の実施例のパック電池の回路図

【図１０】図５に示す薄型電池の製造工程を示す斜視図

【図１１】図５に示す薄型電池の製造工程を示す断面図

【図１２】図５に示す薄型電池の製造工程を示す断面図

【図１３】図５に示す薄型電池の底面図

【図１４】本発明の他の実施例の薄型電池の平面図

【図１５】図１４に示す薄型電池の断面図

【図１６】図１４に示す薄型電池の製造工程を示す斜視
図

【図１７】本発明の他の実施例の薄型電池の平面図

【図１８】図１７に示す薄型電池の断面図

【符号の説明】

１…正極２…負極３…電解質層４…封口部４Ａ…筒状封口部４Ｂ…集電端子側封口部５…フィルム外装体５Ａ…ラミネートフィルム５ａ…アルミニウム箔５ｂ…ポリプロピレンフィルム５ｃ…ポリエチレンフィルム６…集電端子７…発電要素８…歪センサー９…絶縁シート１０…線材１１…検出回路１２…ホイートストンブリッジ回路１３…アンプ１４…交流電源１５…制御回路１６…遮断スイッチ１７…スイッチング素子１８…電池１９…出力端子２０…リセットスイッチ２１…保護回路２２…ヒューズ２３…通電スイッチ２４…加熱抵抗２５…定電流回路２６…ケース２７…過充電過放電防止回路２８…圧力開放手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極(1)と負極(2)とを備える発電要素
(7)をフィルム外装体(5)の内部に収納してなる薄型電池
において、フィルム外装体(5)の表面に歪センサー(8)を付着してな
ることを特徴とする薄型電池。
【請求項２】電池が、リチウムイオン二次電池である
請求項１に記載される薄型電池。
【請求項３】フィルム外装体(5)がラミネートフィル
ム(5A)で、このラミネートフィルム(5A)は、熱可塑性プ
ラスチックフィルムの間にアルミニウムを積層して接着
したもので、ラミネートフィルム(5A)が封口部(4)で熱
溶着されてなる請求項１に記載される薄型電池
【請求項４】正極(1)と負極(2)とを備える発電要素
(7)をフィルム外装体(5)の内部に収納している薄型電池
と、この薄型電池の内圧が上昇したときに電流を遮断す
る保護回路(21)とを備えるパック電池において、保護回路(21)が、フィルム外装体(5)の表面に付着され
てなる歪センサー(8)と、この歪センサー(8)の出力信号
で電池に流れる電流を遮断する遮断スイッチ(16)とを備
えており、フィルム外装体(5)の内圧上昇による変形を
歪センサー(8)で検出し、歪センサー(8)がフィルム外装
体(5)の変形を検出すると、遮断スイッチ(16)をオフに
して電池電流を遮断するように構成してなることを特徴
とする薄型電池を内蔵するパック電池。
【請求項５】正極(1)と負極(2)とを備える発電要素
(7)をフィルム外装体(5)の内部に収納している薄型電池
と、この薄型電池の内圧が上昇したときに電流を遮断す
る保護回路(21)とを備えるパック電池において、保護回路(21)が、フィルム外装体(5)の表面に付着され
てなる歪センサー(8)と、この歪センサー(8)の出力信号
でスイッチングされる通電スイッチ(23)と、この通電ス
イッチ(23)で通電状態が制御される加熱抵抗(24)と、こ
の加熱抵抗(24)に加熱される位置に配設されると共に、
電池(18)と直列に接続されてなるヒューズ(22)とを備
え、フィルム外装体(5)の内圧上昇による変形を歪センサー
(8)で検出し、歪センサー(8)がフィルム外装体(5)の変
形を検出すると、通電スイッチ(23)をオンにして加熱抵
抗(24)に加熱電流を流し、加熱電流で加熱された加熱抵
抗(24)がヒューズ(22)を溶断して、電池電流を遮断する
ようにしてなることを特徴とする薄型電池を内蔵するパ
ック電池。
【請求項６】保護回路(21)が、通電スイッチ(23)がオ
ンの状態で加熱抵抗(24)に流れる電流を制御する定電流
回路(25)を接続している請求項５に記載される薄型電池
を内蔵するパック電池。