JP2001068072A - Battery - Google Patents

Battery

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JP2001068072A
JP2001068072A JP23801899A JP23801899A JP2001068072A JP 2001068072 A JP2001068072 A JP 2001068072A JP 23801899 A JP23801899 A JP 23801899A JP 23801899 A JP23801899 A JP 23801899A JP 2001068072 A JP2001068072 A JP 2001068072A
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JP
Japan
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battery
gas barrier
layer
barrier layer
case
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Application number
JP23801899A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Katayama
博雄 片山
Hitoshi Abe
仁 阿部
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain electrolytic solution leakage and the infiltration of gas of air or water and thereby to reduce risk of a short circuit by forming a gas barrier layer, containing a silicon oxide on a case having a battery element received. SOLUTION: A case for receiving a battery element preferably comprises two film-like and sheet-like members for catching the thin plate-like battery element. The case has a gas barrier layer 7 containing a silicon oxide. The sheet-like member 6 constituting the case is composed by stacking a base material layer 8 formed of a resin on the gas barrier layer 7. The base material layer 8 is stacked on the outside surface of the gas barrier layer 7 and it is also desirable that two of the base material layers are stacked on both the outside surfaces thereof. The gas barrier layer 7 can be formed on the base material layer 8 by means of, for instance, vacuum deposition, CVD, spattering, ion plating. The gas barrier layer 7 contains a silicon oxide, desirably at 50 wt.% or higher of the entire gas barrier layer 7, particularly desirably at 70 wt.% or higher thereof, or yet particularly desirably at 90 wt.% or higher thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電池に関し、更に詳
しくは、生産性に優れ、かつ、安全性が高く、耐久性に
優れた非水系電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery, and more particularly, to a non-aqueous battery excellent in productivity, high in safety and excellent in durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯用電子機器の発達に伴って電
池の生産が急激に増加しており、また、パーソナルコン
ピューター、ワープロ等の普及によってそのバックアッ
プ用電池の需要も増大の一途にある。これ等に使用され
る電池として、充電が可能で長期間使用可能な二次電池
の需要が急増しており起電力物質としてリチウムイオン
を使用し、これを吸蔵放出し得る化合物を正極及び負極
として用いたリチウム二次電池が注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the production of batteries has been rapidly increasing with the development of portable electronic devices, and the demand for backup batteries has been steadily increasing due to the spread of personal computers and word processors. As batteries used in these applications, the demand for rechargeable and long-life rechargeable batteries is rapidly increasing, and lithium ion is used as an electromotive substance, and a compound capable of inserting and extracting lithium ions is used as a positive electrode and a negative electrode. The lithium secondary batteries used have attracted attention.

【0003】しかし、リチウムは水に対して極めて活性
が高く、液漏れによる発火、あるいは空気、湿分の侵入
によるリチウムの失活等の問題があり、その封止は高度
の密封性が要求される。このようなトラブルを軽減する
手段として、正極と負極間に填充される電解液をゲル化
剤等を用いて非流動化して液漏れを防止することが行わ
れている。
[0003] However, lithium has a very high activity with respect to water, and has problems such as ignition due to liquid leakage or inactivation of lithium due to invasion of air and moisture. You. As means for reducing such troubles, it has been practiced to make the electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode non-fluidized by using a gelling agent or the like to prevent liquid leakage.

【0004】その結果、電池要素を収納するケースとし
ては必ずしも剛性の容器を使用する必要がなくなり、可
撓性のフィルムを用いることが可能となって電池全体の
小型化が図れ、形状の自由度も増加した。しかし、二次
電池のように長期に使用される電池においては、電解液
の非流動化に加えて、その封止は、耐久性に優れ破損の
おそれがなく、また、空気、湿分の侵入のおそれのない
被覆が必要とされる。
[0004] As a result, it is not always necessary to use a rigid container as a case for housing the battery element, and it is possible to use a flexible film, so that the whole battery can be reduced in size and the degree of freedom in shape can be improved. Also increased. However, in a battery used for a long time such as a secondary battery, in addition to the non-fluidization of the electrolyte, the sealing is excellent in durability and there is no risk of breakage, and air and moisture may not enter. There is a need for a coating that does not have the risk of cracking.

【0005】従来、一次電池、あるいは二次電池は、ス
テンレススチール等の金属で被覆されているが、金属缶
で封止するときは、正極と負極の絶縁が必要で、その製
造には高度な技術と大型の装置を必要とし、また、金属
を用いる結果エネルギー密度が小さくなる問題があっ
た。一方、電池要素をガスバリヤー性の高い可撓性のシ
ート状物で被覆するときは、被覆の工程が容易で生産性
よく製造することができ、かつ、耐衝撃性の高い被覆を
形成することができると共に、エネルギー密度を上げる
ことができる。
Conventionally, a primary battery or a secondary battery is covered with a metal such as stainless steel. However, when sealing with a metal can, insulation between the positive electrode and the negative electrode is required, and the production thereof requires a high level of efficiency. There is a problem that technology and a large-sized device are required, and energy density is reduced as a result of using metal. On the other hand, when a battery element is coated with a flexible sheet material having a high gas barrier property, the coating process is easy, the product can be manufactured with high productivity, and a coating with high impact resistance is formed. And the energy density can be increased.

【0006】しかし、シート状物を用いて電池要素を被
覆、封止するときはシート状物の構造が問題となる。従
来、空気、水の侵入を防止するためにアルミニウムから
なる金属層を用いると共に被覆の際溶封を容易にするた
めに合成樹脂からなる熱シール層を設けた金属・合成樹
脂積層複合フィルムが知られているが、この場合には下
記のような問題点がある。
However, when the battery element is covered and sealed with the sheet, the structure of the sheet becomes a problem. Conventionally, a metal / synthetic resin laminated composite film using a metal layer made of aluminum to prevent intrusion of air and water and providing a heat sealing layer made of a synthetic resin to facilitate sealing during coating is known. However, in this case, there are the following problems.

【0007】図9は、従来の金属・合成樹脂積層複合フ
ィルムを用いた電池の部分断面図である。電池要素(図
示せず)は、上下のシート状物91及び92からなるケ
ース内に収納される。シート状物91及び92の貼り合
わせ部分からは、電池要素に電気的に接続した導電性リ
ード93が外部に導かれている。シート状物91及び9
2は、それぞれ、アルミニウムからなる金属層94の上
下を保護層95及び熱シール層96で被覆した3層構造
の金属・合成樹脂積層複合フィルムからなる。シート状
物91、92とリード93とは、金属層94の内側の熱
シール層96の熱融着によって接着されている。
FIG. 9 is a partial sectional view of a battery using a conventional metal / synthetic resin laminated composite film. The battery element (not shown) is housed in a case composed of upper and lower sheets 91 and 92. A conductive lead 93 electrically connected to the battery element is led to the outside from the bonded portion of the sheet-like materials 91 and 92. Sheets 91 and 9
2 is a metal / synthetic resin laminated composite film having a three-layer structure in which a top and bottom of a metal layer 94 made of aluminum are covered with a protective layer 95 and a heat sealing layer 96, respectively. The sheet materials 91 and 92 and the leads 93 are bonded by heat fusion of a heat sealing layer 96 inside the metal layer 94.

【0008】ここで、シート状物の側面部分97及び9
8では金属層94が露出しているため、導電性を有する
リード93との間と接触して短絡を生じる恐れがある。
また、シート状物91、92とリード93とは熱シール
層96の熱融着によって接着されるため、この際の熱シ
ール層96の溶融によって金属層94とリード93とが
貼り合わせ部分で接触して短絡を生じる可能性もある。
この問題は、熱シール層96の厚さをある程度厚くする
ことで回避可能ではあるが、この場合は、熱シール層9
6の側面部分も厚くなるため、この部分からの水分等の
ガスの侵入が問題となってしまう。さらには、熱融着す
る部分を長くしてガスの侵入を有効に防止する方法も考
えられるが、この場合は、電池要素にとって不必要な部
分が多くなってしまうので、電池全体が大きくなってし
まい、電池の重量当たり又は体積当たりのエネルギー密
度が低下してしまう。
Here, the side portions 97 and 9 of the sheet material
In 8, since the metal layer 94 is exposed, there is a possibility that a short circuit may occur due to contact with the conductive lead 93.
Further, since the sheets 93 and 92 and the leads 93 are bonded by heat fusion of the heat seal layer 96, the metal layer 94 and the leads 93 are brought into contact with each other by the melting of the heat seal layer 96 at this time. Could cause a short circuit.
This problem can be avoided by increasing the thickness of the heat sealing layer 96 to some extent.
6 also becomes thick, so that intrusion of gas such as moisture from this portion becomes a problem. Furthermore, a method of effectively preventing gas intrusion by lengthening the portion to be heat-sealed can be considered, but in this case, unnecessary parts for the battery element increase, so that the entire battery becomes large. As a result, the energy density per weight or volume of the battery is reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生産
性に優れ、液漏れや空気、水分等のガスの侵入が抑制さ
れ、短絡の危険性が低い電池を提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、小型化が可能でエネルギー密
度が大きな電池を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery which is excellent in productivity, in which liquid leakage and the intrusion of gas such as air and moisture are suppressed and the risk of short circuit is low. Another object of the present invention is to provide a battery that can be reduced in size and has a high energy density.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的は、
ケースにケイ素酸化物を含む層を設ければ解決できるこ
とを見出したことに基づくものであり、下記の構成をそ
の要旨とする。 〔1〕正極及び負極を有する電池要素が、ケースに収納
されてなる電池において、前記ケースがケイ素酸化物を
含有するガスバリア層を有することを特徴とする電池。 〔2〕電池要素が薄板形状を有しており、前記ケースが
該電池要素を上下より挟持する2つのシート状物からな
る〔1〕の電池。 〔3〕シート状物の少なくとも一部が熱融着によって相
互に融着されてケースを構成する〔2〕の電池。 〔4〕ケースがガスバリア層の上下少なくとも一方に基
材層を有する〔1〕〜〔3〕の電池。 〔5〕基材層がポリビニルアルコールを含む〔4〕の電
池。 〔6〕基材層がポリエステルを含む〔4〕又は〔5〕の
電池。 〔7〕ガスバリア層の内側にポリオレフィン系樹脂から
なる熱シール層が設けられてなる〔1〕〜〔6〕の電
池。 〔8〕ガスバリア層の外側に、ポリエステル及びポリア
ミドからなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂から
なる保護層が設けられてなる〔1〕〜〔7〕の電池。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides the above object,
It is based on the finding that the problem can be solved by providing a layer containing silicon oxide in the case, and the following configuration is the gist. [1] A battery in which a battery element having a positive electrode and a negative electrode is housed in a case, wherein the case has a gas barrier layer containing silicon oxide. [2] The battery according to [1], wherein the battery element has a thin plate shape, and the case is composed of two sheet-like objects sandwiching the battery element from above and below. [3] The battery according to [2], wherein at least a part of the sheet-like material is mutually fused by heat fusion to form a case. [4] The battery of [1] to [3], wherein the case has a substrate layer on at least one of the upper and lower sides of the gas barrier layer. [5] The battery of [4], wherein the base material layer contains polyvinyl alcohol. [6] The battery of [4] or [5], wherein the base layer contains polyester. [7] The battery of [1] to [6], wherein a heat sealing layer made of a polyolefin resin is provided inside the gas barrier layer. [8] The battery of [1] to [7], wherein a protective layer made of at least one resin selected from the group consisting of polyester and polyamide is provided outside the gas barrier layer.

〔9〕電池要素が、リチウムを起電力物質として用いた
リチウム二次電池である〔1〕〜〔8〕の電池。 〔10〕正極と負極とが非流動性電解質層を介して積層
されてなる〔1〕〜
[9] The battery of [1] to [8], wherein the battery element is a lithium secondary battery using lithium as an electromotive substance. [10] A positive electrode and a negative electrode are laminated via a non-fluid electrolyte layer [1] to

〔9〕の電池。 〔11〕 ガスバリア層が真空蒸着によって形成されて
なる〔1〕〜〔10〕の電池。
The battery according to [9]. [11] The battery of [1] to [10], wherein the gas barrier layer is formed by vacuum deposition.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の電池は、正極及び負極を
有する電池要素がケースに収納されてなる。電池要素が
機能するための起電力物質は、通常イオンとなって二次
電池の充電・放電に電気化学的に関与し、起電力を生じ
させる金属成分であり、通常リチウムが用いられる。以
下リチウム二次電池を例に本発明を説明する。正極1あ
るいは負極2は、通常図1に示すように集電体5を基材
として板状に形成される。しかし、目的に応じて集電体
5の片面のみとすることもできる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A battery according to the present invention comprises a battery element having a positive electrode and a negative electrode housed in a case. The electromotive substance for the function of the battery element is a metal component that normally becomes ions and electrochemically participates in the charging and discharging of the secondary battery to generate an electromotive force, and lithium is usually used. Hereinafter, the present invention will be described using a lithium secondary battery as an example. The positive electrode 1 or the negative electrode 2 is usually formed in a plate shape using the current collector 5 as a base material as shown in FIG. However, only one side of the current collector 5 may be provided depending on the purpose.

【0012】集電体5としては、一般的にアルミ箔や銅
箔などの金属箔を用いることができる。厚みは適宜選択
されるが好ましくは1〜30μmである。薄すぎると機
械的強度が弱くなり、生産上問題になる。厚すぎると電
池全体としての容量が低下する。これら集電体表面には
予め粗面化処理を行うと電極の接着強度が高くなるので
好ましい。表面の粗面化方法としては、機械的研磨法、
電解研磨法または化学研磨法が挙げられる。機械的研磨
法としては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エ
メリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシなどで集電
体表面を研磨する方法が挙げられる。また接着強度や導
電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成しても
よい。また、集電体5の形状は、板状であってもよく、
網状体あるいはパンチングメタル等であってもよい。
As the current collector 5, a metal foil such as an aluminum foil or a copper foil can be generally used. The thickness is appropriately selected, but is preferably 1 to 30 μm. If the thickness is too small, the mechanical strength becomes weak, which causes a problem in production. If it is too thick, the capacity of the battery as a whole decreases. It is preferable that the surface of the current collector be subjected to a surface roughening treatment in advance, since the adhesive strength of the electrode is increased. As the surface roughening method, mechanical polishing method,
An electrolytic polishing method or a chemical polishing method may be used. Examples of the mechanical polishing method include a method of polishing the surface of the current collector with a polishing cloth paper having abrasive particles fixed thereon, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire, or the like. Further, an intermediate layer may be formed on the surface of the current collector to increase the adhesive strength and the conductivity. Further, the shape of the current collector 5 may be a plate shape,
It may be a mesh or a punched metal.

【0013】正極に使用される活物質としては、リチウ
ムイオンを吸蔵・放出可能であれば無機化合物でも有機
化合物でも使用できる。無機化合物として、遷移金属酸
化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫
化物等が挙げられる。ここで遷移金属としてはFe、C
o、Ni、Mn等が用いられる。具体的には、MnO、
2 5 、V6 13、TiO2 等の遷移金属酸化物、ニ
ッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リ
チウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物、Ti
2 、FeS、MoS2 などの遷移金属硫化物等が挙げ
られる。これらの化合物はその特性を向上させるために
部分的に元素置換したものであってもよい。有機化合物
としては、例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリア
セン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合物
等が挙げられる。正極活物質として、これらの無機化合
物、有機化合物を混合して用いてもよい。好ましくは、
リチウムと遷移金属との複合酸化物であり、特に、コバ
ルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチ
ウム等のリチウムとマンガン、コバルト又はニッケルと
を含有する複合酸化物、特にリチウムとコバルト又はニ
ッケルとを含有する複合酸化物である。
As the active material used for the positive electrode, either an inorganic compound or an organic compound can be used as long as it can occlude and release lithium ions. Examples of the inorganic compound include a transition metal oxide, a composite oxide of lithium and a transition metal, and a transition metal sulfide. Here, as the transition metal, Fe, C
o, Ni, Mn, etc. are used. Specifically, MnO,
Transition metal oxides such as V 2 O 5 , V 6 O 13 and TiO 2 ; composite oxides of lithium and transition metals such as lithium nickelate, lithium cobaltate and lithium manganate; Ti
Transition metal sulfides such as S 2 , FeS, and MoS 2 are exemplified. These compounds may be partially substituted with elements in order to improve their properties. Examples of the organic compound include polyaniline, polypyrrole, polyacene, disulfide-based compounds, and polysulfide-based compounds. These inorganic compounds and organic compounds may be mixed and used as the positive electrode active material. Preferably,
A composite oxide of lithium and a transition metal, in particular, a composite oxide containing lithium and manganese, such as lithium cobaltate, lithium manganate and lithium nickelate, and cobalt or nickel, particularly lithium and cobalt or nickel. Complex oxide.

【0014】正極活物質の平均粒径は、それぞれ電池の
他の構成要素とのかねあいで適宜選択すればよいが、通
常1〜30μm、特に1〜10μmとするのが初期効
率、サイクル特性等の電池特性が向上するので好まし
い。負極に用いることができるリチウムイオンの吸蔵放
出可能な負極活物質としては、通常、グラファイトやコ
ークス等の炭素系物質が挙げられる。かかる炭素系物質
は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や被覆体の形
態で利用することもできる。また、負極材としては、ケ
イ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や
硫酸塩、金属リチウム、Li−Al、Li−Bi−C
d、Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移
金属窒化物、シリコン等も使用できる。好ましくは、容
量の面からグラファイトまたはコークスである。負極活
物質の平均粒径は、初期効率、レート特性、サイクル特
性などの電池特性の向上の観点から、通常12μm以
下、好ましくは10μm以下とする。この粒径が大きす
ぎると電子伝導性が悪化する。また、通常は0.5μm
以上、好ましくは7μm以上である。
The average particle size of the positive electrode active material may be appropriately selected depending on the balance with other components of the battery. The average particle size is usually 1 to 30 μm, particularly 1 to 10 μm. It is preferable because the battery characteristics are improved. Examples of the negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions that can be used for the negative electrode include a carbon-based material such as graphite and coke. Such a carbon-based material can also be used in the form of a mixture or coating with a metal, a metal salt, an oxide, or the like. Examples of the negative electrode material include oxides and sulfates of silicon, tin, zinc, manganese, iron, nickel and the like, metallic lithium, Li-Al, Li-Bi-C
d, lithium alloys such as Li-Sn-Cd, lithium transition metal nitrides, silicon and the like can also be used. Preferably, it is graphite or coke in terms of capacity. The average particle size of the negative electrode active material is usually 12 μm or less, preferably 10 μm or less, from the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, rate characteristics, and cycle characteristics. If the particle size is too large, the electron conductivity deteriorates. Also, usually 0.5 μm
The thickness is preferably 7 μm or more.

【0015】これらの正極活物質および負極活物質は通
常集電体上に結着されるため、バインダーを使用するこ
とが好ましい。バインダーとしてはシリケート、ガラス
のような無機化合物や、主として高分子からなる各種の
樹脂が使用できる。樹脂としては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ−1,1−ジメチルエチレン
などのアルカン系ポリマー;ポリブタジエン、ポリイソ
プレンなどの不飽和系ポリマー;ポリスチレン、ポリメ
チルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−N−ビニル
ピロリドンなどの環を有するポリマー;ポリメタクリル
酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸
ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチ
ル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル
アミドなどのアクリル系ポリマー;ポリフッ化ビニル、
ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等
のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデ
ンシアニドなどのCN基含有ポリマー;ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール
系ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど
のフッ素を除くハロゲン含有ポリマー;ポリアニリンな
どの導電性ポリマーなどが使用できる。また上記のポリ
マーなどの混合物、変性体、誘導体、ランダム共重合
体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合
体などであっても使用できる。これらの樹脂の重量平均
分子量は、好ましくは10000〜3000000、さ
らに好ましくは100000〜1000000である。
低すぎると塗膜の強度が低下し好ましくない。高すぎる
と粘度が高くなり電極の形成が困難になる。
Since these positive electrode active material and negative electrode active material are usually bound on the current collector, it is preferable to use a binder. As the binder, inorganic compounds such as silicate and glass, and various resins mainly composed of polymers can be used. Examples of the resin include alkane-based polymers such as polyethylene, polypropylene, and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene, polymethylstyrene, polyvinylpyridine, and poly-N-vinylpyrrolidone. Acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide; polyfluorinated vinyl,
Fluorinated resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; polyvinyl alcohol-based polymers such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol; polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride Halogen-containing polymers other than fluorine; conductive polymers such as polyaniline and the like can be used. Further, a mixture of the above-mentioned polymers and the like, a modified product, a derivative, a random copolymer, an alternating copolymer, a graft copolymer, a block copolymer and the like can also be used. The weight average molecular weight of these resins is preferably 10,000 to 3,000,000, and more preferably 100,000 to 1,000,000.
If it is too low, the strength of the coating film decreases, which is not preferable. If it is too high, the viscosity becomes high, and it becomes difficult to form an electrode.

【0016】電極中には必要に応じて導電材料、補強材
など各種の機能を発現する添加剤、粉体、充填材などを
含有していてもよい。導電材料としては、上記活物質に
適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限
はないが、通常、アセチレンブラック、カーボンブラッ
ク、黒鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、
箔などが挙げられる。添加剤としてはトリフルオロプロ
ピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、1,6−
Dioxaspiro〔4,4〕nonane−2,7
−dione、12−クラウン−4−エーテルなどが電
池の安定性、寿命を高めるために使用することができ
る。補強材としては各種の無機、有機の球状、繊維状フ
ィラーなどが使用できる。
The electrode may contain additives, such as a conductive material and a reinforcing material, exhibiting various functions such as a reinforcing material, a powder, and a filler, if necessary. The conductive material is not particularly limited as long as it can impart conductivity by being mixed in an appropriate amount with the active material, but usually, acetylene black, carbon black, carbon powder such as graphite, and various metal fibers,
Foil and the like. As additives, trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-
Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7
-Dione, 12-crown-4-ether and the like can be used to increase the stability and life of the battery. As the reinforcing material, various inorganic or organic spherical or fibrous fillers can be used.

【0017】活物質100重量部に対するバインダーの
配合量は好ましくは0.1〜30重量部、さらに好まし
くは1〜15重量部である。樹脂の量が少なすぎると電
極の強度が低下する。樹脂の量が多すぎると電極中の空
隙量が低下し、後述するイオン移動相の占める割合が低
下する。電極を集電体上に形成する手法としては、例え
ば、粉体状の活物質をバインダーとともに溶剤と混合
し、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などにより分
散塗料化したものを、集電体上に塗布して乾燥する方法
が好適に行われる。この場合、用いられる溶剤の種類
は、活物質に対して不活性でありかつバインダーを溶解
しうる限り特に制限されず、例えばN−メチルピロリド
ン等の一般的に使用される無機、有機溶剤のいずれも使
用できる。
The compounding amount of the binder with respect to 100 parts by weight of the active material is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight. If the amount of the resin is too small, the strength of the electrode decreases. If the amount of the resin is too large, the amount of voids in the electrode decreases, and the proportion of the ion mobile phase described below decreases. As a method of forming the electrode on the current collector, for example, a powdery active material mixed with a solvent together with a binder, ball mill, sand mill, a twin-screw kneader and the like to form a dispersion paint, on the current collector And a method of drying it. In this case, the type of the solvent used is not particularly limited as long as it is inert to the active material and can dissolve the binder. For example, any of commonly used inorganic and organic solvents such as N-methylpyrrolidone and the like can be used. Can also be used.

【0018】また、活物質をバインダーと混合し加熱す
ることにより軟化させた状態で、集電体上に圧着、ある
いは吹き付ける手法によって形成することもできる。さ
らには活物質を単独で集電体上に焼成することによって
形成することもできる。上記電極の空隙内に電解質を存
在させてイオン移動相とした複合電極とすることができ
る。電極中におけるイオン移動相のしめる割合は、高い
方がイオン移動が容易になり、レート特性上は好ましい
一方で低い方が容量的には高くなる。好ましくは10〜
50体積%である。イオン移動相の材料としては、後述
する電解質層の材料と同様のものが使用できる。
Alternatively, the active material may be formed by a method in which the active material is mixed with a binder, heated and softened, and then pressed or sprayed on a current collector. Furthermore, it can be formed by firing the active material alone on the current collector. A composite electrode can be formed as an ion mobile phase by allowing an electrolyte to be present in the space between the electrodes. The higher the ratio of the ion mobile phase in the electrode, the easier the ion migration. The higher the ratio, the better in terms of rate characteristics, while the lower the ratio, the higher the capacitance. Preferably 10
50% by volume. As the material for the ion mobile phase, the same material as the material for the electrolyte layer described later can be used.

【0019】また、正極及び負極の厚さは容量的には厚
い方が、レート上は薄い方が好ましい。膜厚は通常10
μm以上、好ましくは20μm以上、さらに好ましくは
30μm以上、最も好ましくは50μm以上である。一
方、電極膜厚の上限としては、通常200μm以下、好
ましくは150μm以下である。正極1と負極2間に介
装する電解質層3としては、通常の電解液を用いてもよ
いが、これと同様に正極と負極と電気化学的に結合する
機能を有し、流動性が低く形状保持性を有する非流動性
電解質が好ましく用いられる。その結果、電解液の液漏
れを有効に防止することができる。
The thickness of the positive electrode and the negative electrode is preferably thicker in terms of capacity and thinner in terms of rate. Film thickness is usually 10
μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and most preferably 50 μm or more. On the other hand, the upper limit of the electrode film thickness is usually 200 μm or less, preferably 150 μm or less. As the electrolyte layer 3 interposed between the positive electrode 1 and the negative electrode 2, a normal electrolytic solution may be used, but similarly, it has a function of electrochemically bonding the positive electrode and the negative electrode, and has a low fluidity. A non-fluid electrolyte having shape retention is preferably used. As a result, electrolyte leakage can be effectively prevented.

【0020】電解質層は、通常支持電解質を有する。電
解質層に用いられる支持電解質としては、電解質として
正極および負極に対して安定であり、かつリチウムイオ
ンが正極活物質あるいは負極活物質と電気化学反応をす
るための移動をおこない得る物質であればいずれのもの
でも使用することができる。具体的にはLiPF6 、L
iAsF6 、LiSbF6 、LiBF4 、LiCl
4 、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、L
iHF2 、LiSCN、LiSO3 CF2 等のリチウム
塩が挙げられる。これらのうちでは特にLiPF6 、L
iClO4 が好適である。
The electrolyte layer usually has a supporting electrolyte. As the supporting electrolyte used in the electrolyte layer, any substance can be used as long as the electrolyte is stable with respect to the positive electrode and the negative electrode, and is capable of moving lithium ions to perform an electrochemical reaction with the positive electrode active material or the negative electrode active material. Can also be used. Specifically, LiPF 6 , L
iAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCl
O 4 , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, L
Lithium salts such as iHF 2 , LiSCN, and LiSO 3 CF 2 are mentioned. Of these, LiPF 6 , L
iClO 4 is preferred.

【0021】これら支持電解質を非水系溶媒に溶解した
状態で用いる場合の濃度は、一般的に0.5〜2.5m
ol/Lである。これら支持電解質を溶解する非水系溶
媒は特に限定されないが、比較的高誘電率の溶媒が好適
に用いられる。具体的にはエチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート等の環状カーボネート類、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
ーボネートなどの非環状カーボネート類、テトラヒドロ
フラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエ
タン等のグライム類、γ−ブチロラクトン等のラクトン
類、スルフォラン等の硫黄化合物、アセトニトリル等の
ニトリル類等が挙げられる。またこれらの1種または2
種以上の混合物を使用することもできる。
When these supporting electrolytes are used in the state of being dissolved in a non-aqueous solvent, the concentration is generally 0.5 to 2.5 m.
ol / L. The nonaqueous solvent in which these supporting electrolytes are dissolved is not particularly limited, but a solvent having a relatively high dielectric constant is preferably used. Specifically, ethylene carbonate, cyclic carbonates such as propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, acyclic carbonates such as ethyl methyl carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, glymes such as dimethoxyethane, γ-butyrolactone and the like Examples thereof include lactones, sulfur compounds such as sulfolane, and nitriles such as acetonitrile. One or two of these
Mixtures of more than one species can also be used.

【0022】これらのうちでは、特にエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート
類、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などの非環状カーボネート類か
ら選ばれた1種または2種以上の溶媒が好適である。ま
たこれらの分子中の水素原子の一部をハロゲンなどに置
換したものも使用できる。またこれらの溶媒に、添加剤
などを加えてもよい。添加剤としては例えば、トリフル
オロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、
1,6−Dioxaspiro〔4,4〕nonane
−2,7−dione、12−クラウン−4−エーテル
などが電池の安定性、性能、寿命を高める目的で使用で
きる。
Among these, one or more solvents selected from cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and non-cyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are particularly preferred. is there. In addition, those in which a part of hydrogen atoms in these molecules are substituted with halogen or the like can also be used. Further, additives and the like may be added to these solvents. As additives, for example, trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate,
1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane
-2,7-done, 12-crown-4-ether and the like can be used for the purpose of enhancing the stability, performance and life of the battery.

【0023】非流動性電解質層として、ゲル状の電解質
を用いることができる。ゲル状電解質とは、主として支
持電解質と溶媒とを含有する電解液に、ゲル化のための
高分子を含み、電解液が高分子のネットワーク中に保持
されて全体としての流動性が著しく低下したものであ
る。イオン伝導性などの特性は通常の電解液に近い特性
を示すが、流動性、揮発性などは著しく抑制され、安全
性が高められている。ゲル状電解質中の高分子の比率は
好ましくは1〜50%である。低すぎると電解液を保持
することができなくなり、液漏れが発生することがあ
る。高すぎるとイオン伝導度が低下して電池特性が悪く
なることがある。
As the non-fluid electrolyte layer, a gel electrolyte can be used. The gel electrolyte is mainly composed of an electrolyte containing a supporting electrolyte and a solvent, and contains a polymer for gelation, and the electrolyte is held in a polymer network, so that the fluidity as a whole is significantly reduced. Things. The properties such as ionic conductivity are similar to those of a normal electrolytic solution, but the fluidity, volatility and the like are significantly suppressed, and the safety is enhanced. The ratio of the polymer in the gel electrolyte is preferably 1 to 50%. If the temperature is too low, the electrolyte cannot be held, and a liquid leak may occur. If it is too high, the ionic conductivity may decrease, and the battery characteristics may deteriorate.

【0024】ゲル状電解質層を形成させるためには、
(1)モノマーを含有する電解質原料を使用し、これを
重合させて高分子化させる方法を挙げることができる。
このような反応をおこなえる高分子としては、ポリエス
テル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミドなど
の重縮合によって生成されるもの、ポリウレタン、ポリ
ウレアなどのように重付加によって生成されるもの、ポ
リメタクリル酸メチルなどのアクリル誘導体系ポリマー
やポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなどのポリビニル系
などの付加重合で生成されるものなどがあるが、重合の
制御が容易で重合時に副生成物が発生しない付加重合に
より生成される高分子を使用することが望ましい。特に
反応性不飽和基を有するモノマーを重合する方法は、生
産性に優れ好ましい。
In order to form a gel electrolyte layer,
(1) A method of using an electrolyte raw material containing a monomer and polymerizing the same to form a polymer can be mentioned.
Polymers capable of performing such a reaction include those produced by polycondensation of polyester, polyamide, polycarbonate, polyimide, etc., those produced by polyaddition such as polyurethane, polyurea, etc., and acrylics such as polymethyl methacrylate. Derivative polymers and polyvinyl acetates such as polyvinyl acetate and polyvinyl chloride are also produced by addition polymerization, etc., but the polymerization is easy to control and the high polymerization produced by addition polymerization does not generate by-products during polymerization. It is desirable to use molecules. In particular, a method of polymerizing a monomer having a reactive unsaturated group is preferable because of its high productivity.

【0025】このような反応性不飽和基を有するモノマ
ーの例としてはアクリル酸、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メトキシエ
チルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレー
ト、ポリエチレングリコールモノアクリレート、エトキ
シエチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレー
ト、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポリエチ
レングリコールモノメタクリレート、N,Nジエチルア
ミノエチルアクリレート、N,Nジメチルアミノエチル
アクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリ
レート、アクリロニトリル、N−ビニルピロリドン、ジ
エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリ
コールジアクリレート、テトラエチレングリコールジア
クリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、
ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレン
グリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコー
ルジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタク
リレートなどが使用でき、反応性、極性、安全性などか
ら好ましいものを単独または組み合わせて用いればよ
い。好ましくは、アクリロイル基及び/又はメタクリロ
イル基を有するモノマーを使用する。
Examples of such a monomer having a reactive unsaturated group include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, polyethylene glycol monoacrylate, and ethoxyethyl methacrylate. , Methoxyethyl methacrylate, ethoxyethoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, N, N diethylaminoethyl acrylate, N, N dimethylaminoethyl acrylate, glycidyl acrylate, allyl acrylate, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol Diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, poly Chi glycol diacrylate,
Diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, and the like can be used, and those which are preferable in terms of reactivity, polarity, safety, and the like may be used alone or in combination. Preferably, a monomer having an acryloyl group and / or a methacryloyl group is used.

【0026】これらのモノマーを重合する方法として
は、熱、紫外線、電子線などによる手法があるが、生産
性の高さから紫外線又は熱による手法が有効である。こ
の場合反応を効果的に進行させるため、電解液に紫外線
を反応する重合開始剤をいれておくこともできる。利用
できる紫外線重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンジ
ル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケト
ン、ビアセチル、ベンゾイルパーオキサイドなどが使用
でき、反応性、極性、安全性などから好ましいものを単
独、または組み合わせて用いればよい。また熱による重
合では、反応の速度の制御が容易で、特に熱重合開始剤
の種類、量、モノマー量とモノマー中の反応基数、種類
を変えることにより、ゲルの構造制御ができイオン伝導
度などを向上させることができる。また全体の反応が一
様に進むため均一なゲルができる。
As a method of polymerizing these monomers, there are methods using heat, ultraviolet rays, electron beams and the like, but the method using ultraviolet rays or heat is effective from the viewpoint of high productivity. In this case, in order to make the reaction proceed effectively, a polymerization initiator that reacts with ultraviolet light may be added to the electrolytic solution. Usable UV polymerization initiators include benzoin, benzyl, acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, biacetyl, benzoyl peroxide and the like, and those which are preferable in terms of reactivity, polarity, safety and the like may be used alone or in combination. In the case of polymerization by heat, it is easy to control the reaction rate. In particular, by changing the type and amount of thermal polymerization initiator, the amount of monomer and the number and type of reactive groups in the monomer, the structure of the gel can be controlled and the ionic conductivity etc. Can be improved. Further, since the whole reaction proceeds uniformly, a uniform gel can be formed.

【0027】熱重合に際して、反応を制御するため、重
合開始剤をいれておくこともできる。利用できる熱重合
開始剤としては、1,1−ジ(ターシャリブチルパーオ
キシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,
2−ビス−〔4,4−ジ(ターシャリブチルパーオキシ
シクロヘキシル)プロパン〕、1,1−ジ(ターシャリ
ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、ターシャリブチ
ルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノネー
ト、ターシャリブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノ
ネート、ジベンゾイルパーオキサイドなどが使用でき、
反応性、極性、安全性などから好ましいものを単独、ま
たは組み合わせて用いればよい。
In the thermal polymerization, a polymerization initiator may be added to control the reaction. Available thermal polymerization initiators include 1,1-di (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane,
2-bis- [4,4-di (tert-butylperoxycyclohexyl) propane], 1,1-di (tert-butylperoxy) -cyclohexane, tert-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexa Nonate, tertiary butyl peroxy-2-ethyl hexanonate, dibenzoyl peroxide and the like can be used,
Those which are preferable in terms of reactivity, polarity, safety and the like may be used alone or in combination.

【0028】また、ゲル状電解質層を形成させるために
(2)冷却によってゲル化可能な高分子が含有された電
解質原料を使用し常温迄高分子を冷却する方法も採用す
ることができる。この場合使用できる高分子としては、
電解液に対してゲルを形成し、電池材料として安定なも
のであればどのようなものであっても使用できるが、例
えばポリビニルピリジン、ポリ−N−ビニルピロリドン
などの環を有するポリマー;ポリメタクリル酸メチル、
ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポ
リアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミドなどの
アクリル系ポリマー;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビ
ニリデン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポ
リビニリデンシアニドなどのCN基含有ポリマー;ポリ
酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのフッ素を除く
ポリビニルアルコール系ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマーなどが挙
げられる。また上記のポリマーなどの混合物、変性体、
誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共
重合体、ブロック共重合体などであっても使用できる。
好ましくはポリアクリロニトリル等のCN基含有ポリマ
ーである。
In order to form a gel electrolyte layer, (2) a method of using an electrolyte material containing a polymer which can be gelled by cooling and cooling the polymer to room temperature can also be adopted. In this case, as a polymer that can be used,
Any material can be used as long as it forms a gel with respect to the electrolytic solution and is stable as a battery material. Examples thereof include polymers having a ring such as polyvinylpyridine and poly-N-vinylpyrrolidone; polymethacryl. Methyl acid,
Acrylic polymers such as polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and polyacrylamide; fluorinated resins such as polyvinyl fluoride and polyvinylidene fluoride; poly Examples thereof include CN group-containing polymers such as acrylonitrile and polyvinylidene cyanide; polyvinyl alcohol-based polymers excluding fluorine such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol; and halogen-containing polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride. In addition, a mixture of the above polymers, a modified product,
Derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers and the like can also be used.
Preferred are CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile.

【0029】リチウム電池に使用される電解液、電解質
は極性を有するのが通常であるから、上記(1)、
(2)いずれの方法であっても高分子もある程度の極性
を有する方が好ましい。これらの高分子の重量平均分子
量は好ましくは10000〜5000000の範囲であ
る。分子量が低いとゲルを形成しにくくなる。分子量が
高いと粘度が高くなりすぎて取り扱いが難しくなる。高
分子の電解液に対する濃度は、分子量に応じて適宜選べ
ばよいが、好ましくは0.1重量%から30重量%であ
る。濃度が0.1重量%以下ではゲルを形成しにくくな
り、電解液の保持性が低下して流動、液漏れの問題が生
ずることがある。濃度が30重量%以上になると粘度が
高くなりすぎて工程上困難を生じるとともに、電解液の
割合が低下してイオン伝導度が低下しレート特性などの
電池特性が低下することがある。
Since the electrolyte and the electrolyte used for the lithium battery usually have polarity, the above (1),
(2) Regardless of the method, it is preferable that the polymer has a certain degree of polarity. The weight average molecular weight of these polymers is preferably in the range of 10,000 to 5,000,000. If the molecular weight is low, it is difficult to form a gel. If the molecular weight is high, the viscosity becomes too high and handling becomes difficult. The concentration of the polymer in the electrolytic solution may be appropriately selected according to the molecular weight, but is preferably from 0.1% by weight to 30% by weight. If the concentration is 0.1% by weight or less, it is difficult to form a gel, the retention of the electrolytic solution is reduced, and problems of flow and liquid leakage may occur. If the concentration is 30% by weight or more, the viscosity becomes too high, causing difficulty in the process, and the proportion of the electrolytic solution is reduced, the ionic conductivity is reduced, and the battery characteristics such as rate characteristics may be deteriorated.

【0030】非流動性電解質層として固体状の電解質層
を用いることもできる。固体電解質としては、これまで
知られている種々の固体電解質を用いることができる。
例えば、上述のゲル状電解質で用いられる高分子と支持
電解質塩を適度な比で混合して形成することができる。
この場合、伝導度を高めるため、高分子は極性が高い物
を使用し、側鎖を多数有するような骨格にすることが好
ましい。非流動性電解質層として、ゲル状電解質、固体
電解質を多孔性フィルムや不織布等のスペーサに含浸し
たものを用いてもよい。電解質層の厚みは、通常1〜2
00μm、好ましくは5〜100μm、さらに好ましく
は10〜50μmである。
A solid electrolyte layer can be used as the non-fluid electrolyte layer. As the solid electrolyte, various known solid electrolytes can be used.
For example, it can be formed by mixing the polymer used in the gel electrolyte and the supporting electrolyte salt at an appropriate ratio.
In this case, in order to increase the conductivity, it is preferable to use a polymer having a high polarity and to have a skeleton having many side chains. As the non-fluid electrolyte layer, a gel electrolyte or a solid electrolyte impregnated in a spacer such as a porous film or a nonwoven fabric may be used. The thickness of the electrolyte layer is usually 1-2.
The thickness is 00 μm, preferably 5 to 100 μm, and more preferably 10 to 50 μm.

【0031】かかる正極1、負極2および電解質層3を
有する電池要素は、目的に応じた構造とすることができ
る。例えば、図1に示すように、集電体5に正極材組成
物を積層して板状の正極1を得る。負極2も同様の手法
で板状に成形され、板状に成形された正極1と負極2は
非流動性電解質層3を介して積層されて、薄板状の電池
とされる。
The battery element having the positive electrode 1, the negative electrode 2, and the electrolyte layer 3 can have a structure according to the purpose. For example, as shown in FIG. 1, a positive electrode material composition is laminated on a current collector 5 to obtain a plate-shaped positive electrode 1. The negative electrode 2 is formed in a plate shape by the same method, and the positive electrode 1 and the negative electrode 2 formed in the plate shape are laminated via the non-fluid electrolyte layer 3 to obtain a thin plate battery.

【0032】電池容量を大きくするとき、あるいは出力
電位を高くするときは図2に示すように正極1と負極2
が非流動性電解質層3を介して交互に積層される。積層
される正極1と負極2の枚数は任意であるが正極1と負
極2が同数とされるのが一般的である。この場合、正極
1の集電体5は、図3に示すように、電極の一辺の片側
に正極1より突出する突片5aを形成し、また、負極2
の集電体5にも同じ辺の反対側に突片5bを形成して、
突出形成された突片5aと突片5bを、図4に示すよう
に、夫々上下に結合して正極と負極のリード線結合端子
を形成することによって容量の大きな二次電池とするこ
とができる。リード線結合端子には、通常さらにリード
線55a及び55bが接続され、その一部がケース外部
に導かれる。
When increasing the battery capacity or increasing the output potential, as shown in FIG.
Are alternately stacked via the non-fluid electrolyte layer 3. The number of the positive electrode 1 and the negative electrode 2 to be laminated is arbitrary, but the number of the positive electrode 1 and the negative electrode 2 is generally the same. In this case, as shown in FIG. 3, the current collector 5 of the positive electrode 1 forms a protruding piece 5a protruding from the positive electrode 1 on one side of one side of the electrode.
A protrusion 5b is formed on the other side of the same side also in the current collector 5 of
As shown in FIG. 4, the protruding protruding pieces 5a and 5b are respectively connected up and down to form a positive electrode and a negative electrode lead wire connection terminal, whereby a secondary battery having a large capacity can be obtained. . Usually, the lead wires 55a and 55b are further connected to the lead wire coupling terminal, and a part of the leads 55a and 55b is led to the outside of the case.

【0033】このように構成された電池要素4はケース
内に収納される。好ましくは、ケースは薄板状の電池要
素を挟持する2つのフィルム状のシート状物からなる。
本発明においては、前記ケースはケイ素酸化物を含むガ
スバリア層を有する。ケースを構成するシート状物6と
しては、図5(A)に示すようにガスバリア層7に接し
て樹脂からなる基材層8が積層されたものを用いること
ができる。基材層8は通常ガスバリア層7の外側面に積
層されるが、内側面に設けることもでき、また、図5
(B)に示すように、両面に積層するのも好ましい。そ
の結果、ガスバリア層をより有効に保護することができ
る。
The battery element 4 configured as described above is housed in a case. Preferably, the case is composed of two film-like sheets sandwiching the thin battery element.
In the present invention, the case has a gas barrier layer containing silicon oxide. As the sheet-like material 6 constituting the case, a material in which a base material layer 8 made of a resin is stacked in contact with the gas barrier layer 7 as shown in FIG. 5A can be used. The base material layer 8 is usually laminated on the outer surface of the gas barrier layer 7, but can be provided on the inner surface.
As shown in (B), it is also preferable to laminate on both sides. As a result, the gas barrier layer can be protected more effectively.

【0034】本発明において、内側面とは、シート状物
6を用いて電池要素4を被覆したとき内側となる面を指
し、反対の側を外側面とする。ガスバリア層7はケイ素
酸化物を含むが、このような層は、例えば基材層の上に
真空蒸着、CVD、スパッタリング、イオンプレーティ
ング等を施すことによって製造することができる。好ま
しくはガスバリア層7はケイ素酸化物の真空蒸着による
蒸着膜からなる。無論、ガスバリア層7は、ケイ素酸化
物以外の、例えばアルミナ、ジルコニア、チタニア等の
無機物や有機物を含んでいてもよいが、好ましくはガス
バリア層全体の50重量%以上、特に70重量%以上、
さらには90重量%以上をケイ素酸化物とする。
In the present invention, the inner surface refers to a surface which is inner when the battery element 4 is covered with the sheet-like material 6, and the opposite side is an outer surface. The gas barrier layer 7 contains a silicon oxide, and such a layer can be manufactured, for example, by subjecting a base layer to vacuum deposition, CVD, sputtering, ion plating, or the like. Preferably, the gas barrier layer 7 is made of a film deposited by vacuum deposition of silicon oxide. Needless to say, the gas barrier layer 7 may contain an inorganic substance or an organic substance such as alumina, zirconia, or titania other than the silicon oxide, but is preferably 50% by weight or more, particularly 70% by weight or more of the entire gas barrier layer.
Further, silicon oxide is used in an amount of 90% by weight or more.

【0035】ガスバリア層7の厚さは、通常1nm以
上、好ましくは10nm以上であり、また通常1000
nm以下、好ましくは500nm以下である。うすすぎ
るとガスバリア性が悪化することがあり、厚すぎるのは
ガスバリア層そのものにクラックが入りやすくなる。基
材層8は、通常各種の合成樹脂からなり、その厚さは通
常0.1〜500μm、好ましくは1〜200μm程度
である。
The thickness of the gas barrier layer 7 is usually 1 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 1000 nm or more.
nm or less, preferably 500 nm or less. If the gas barrier layer is too thin, the gas barrier properties may be deteriorated, and if the thickness is too thick, cracks easily occur in the gas barrier layer itself. The base layer 8 is usually made of various synthetic resins, and its thickness is usually about 0.1 to 500 μm, preferably about 1 to 200 μm.

【0036】シート状物は、ガスバリア層の内側に熱シ
ール層を設け、外側に保護層を設けるのが好ましい。熱
シール層によってシート状物6を容易に溶封することが
できる。また、保護層によって外側からの力に対してよ
り強固にガスバリア層を保護できる。より具体的には、
図6に示すように、ガスバリア層8の内側にさらに溶封
可能とするために合成樹脂からなる熱シール層9を形成
し、また、外側面には、ガスバリア層又は基材層を保護
するための保護層10を積層するのが好ましい。また、
図10に示すように、基材層8とガスバリア層7とから
なる部分を複数積層し、その内側に熱シール層9を設
け、外側に保護層を設けてなるシート状物を用いると、
さらにガスバリア性が向上するので好ましい。なお、図
6及び図10に示したいずれの態様においても、ガスバ
リア層に接して熱シール層が設けられ、その反対側に保
護層が設けられているが、その反対に、ガスバリア層に
接して保護層を設け、その反対側に熱シール層を設ける
こともできる。熱シール層及び保護層の厚さはそれぞれ
通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、また通
常100μm以下、好ましくは80μm以下である。熱
シール層9および保護層10は合成樹脂を用いて形成す
ることが好ましい。
It is preferable that the sheet-like material is provided with a heat sealing layer inside the gas barrier layer and a protective layer outside the gas barrier layer. The sheet material 6 can be easily sealed by the heat sealing layer. Further, the gas barrier layer can be more strongly protected against external force by the protective layer. More specifically,
As shown in FIG. 6, a heat sealing layer 9 made of a synthetic resin is formed on the inside of the gas barrier layer 8 in order to further seal it, and on the outer surface, the gas barrier layer or the base material layer is protected. It is preferable that the protective layer 10 is laminated. Also,
As shown in FIG. 10, when a plurality of portions each composed of the base material layer 8 and the gas barrier layer 7 are laminated, a heat seal layer 9 is provided inside thereof, and a sheet-like material provided with a protective layer outside is used.
Further, the gas barrier property is improved, which is preferable. In each of the embodiments shown in FIGS. 6 and 10, the heat sealing layer is provided in contact with the gas barrier layer, and the protective layer is provided on the opposite side. A protective layer may be provided, and a heat seal layer may be provided on the opposite side. The thicknesses of the heat sealing layer and the protective layer are each usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 80 μm or less. The heat sealing layer 9 and the protective layer 10 are preferably formed using a synthetic resin.

【0037】本発明において、基材層8、熱シール層9
及び保護層10に使用する合成樹脂は、弾性率、引張り
伸び率は制限されるものではない。従って本発明におけ
る合成樹脂は一般にエラストマーと称されるものも含む
ものとする。合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱可塑
性エラストマー類、熱硬化性樹脂、プラスチックアロイ
が使われる。これらの樹脂にはフィラー等の充填材が混
合されているものも含んでいる。
In the present invention, the base material layer 8, the heat sealing layer 9
The elastic modulus and the tensile elongation of the synthetic resin used for the protective layer 10 are not limited. Therefore, the synthetic resin in the present invention includes what is generally called an elastomer. As the synthetic resin, a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, a thermosetting resin, or a plastic alloy is used. These resins include those in which a filler such as a filler is mixed.

【0038】熱可塑性樹脂には、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、変性ポリオレフィン、アイオノマー、ポリビ
ニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EV
A)、エチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコール三元共
重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビ
ニル、非晶性ポリオレフィン(透明、例えば日本ゼオン
/商品名:ゼオネックス)、ポリアミド、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン、スチレン系共重合体(AB
S樹脂、AS樹脂、SMA樹脂、ACS樹脂、ASA樹
脂等)、ポリアクリロニトリル、ポリオキシメチレン、
ポリメチルメタクリレート、ポリフェニレンエーテル、
ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケト
ン(PEEK)、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂(ポ
リ四フッ化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロ
ピレン共重合体、フッ化ビニリデン等)、液晶ポリマー
(例えば芳香族ポリエステル系の三菱エンジニアリング
プラスチックス/商品名:ノバキュレート)、ポリアリ
レート、ポリメチルペンテン、ポリスルホン、ノルボル
ネン系樹脂(例えばJSR/商品名:アートン)を挙げ
ることができる。
As the thermoplastic resin, polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl acetate copolymer (EV
A), ethylene-vinyl acetate-vinyl alcohol terpolymer (EVOH), polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, amorphous polyolefin (transparent, for example, Nippon Zeon / trade name: ZEONEX), polyamide, polyethylene terephthalate, poly Butylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, styrene copolymer (AB
S resin, AS resin, SMA resin, ACS resin, ASA resin, etc.), polyacrylonitrile, polyoxymethylene,
Polymethyl methacrylate, polyphenylene ether,
Polyphenylene sulfide, polyetheretherketone (PEEK), polyetherketone, polyimide, polyetherimide, polyamideimide, fluororesin (polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-propylene hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride, etc.) ), Liquid crystal polymers (for example, aromatic polyester-based Mitsubishi Engineering Plastics / trade name: Novaculate), polyarylate, polymethylpentene, polysulfone, and norbornene-based resins (for example, JSR / trade name: Arton).

【0039】熱可塑性エラストマーは熱可塑性樹脂と同
様の加工ができ、成形品がゴム弾性を示す素材の総称で
あり、分子構造中にハードセグメント(硬質相)とソフ
トセグメント(軟質相)を有する。スチレン系では硬質
相がポリスチレン、軟質相がブタジエン、イソプレンな
どが使用される。ポリエステル系では硬質相がポリエス
テル、軟質相がポリエーテル、ポリアミド系では硬質相
がポリアミド、軟質相がポリエーテルなどが使用され
る。その他オレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ウレタン
系、塩素化ポリエチレンがある。
A thermoplastic elastomer can be processed in the same manner as a thermoplastic resin, and is a general term for a material whose molded article exhibits rubber elasticity, and has a hard segment (hard phase) and a soft segment (soft phase) in its molecular structure. In the styrene system, polystyrene is used for the hard phase, butadiene, isoprene and the like are used for the soft phase. In the case of polyester, a hard phase is polyester and the soft phase is polyether. In the case of polyamide, a hard phase is polyamide and a soft phase is polyether. In addition, there are olefin type, polyvinyl chloride type, urethane type and chlorinated polyethylene.

【0040】熱硬化性樹脂にはフェノール樹脂、フェノ
ールアラルキル樹脂、フラン樹脂、アミノ樹脂(ユリア
樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂)、不飽和
ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ
樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレ
タン、シリコーン樹脂がある。プラスチックアロイは、
上記、熱可塑性材料同士を任意に溶融混合したものであ
る。商品化された例としてポリカーボネート系ではポリ
カーボネートとABS樹脂、ポリアミド、ポリフェニレ
ンエーテル、ポリブチレンテレフタレートなどとのアロ
イ、また、ポリアミド系ではポリアミドとABS樹脂、
ポリフェニレンエーテル、ポリオレフィンとのアロイが
知られている。
Thermosetting resins include phenol resins, phenol aralkyl resins, furan resins, amino resins (urea resins, melamine resins, benzoguanamine resins), unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, epoxy resins, vinyl ester resins, and phenoxy resins. , Polyurethane, silicone resin. Plastic alloys
The above thermoplastic materials are arbitrarily melt-mixed. Examples of commercialized products include polycarbonate and ABS resin, alloys of polyamide, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, and the like, and polyamide and polyamide resin and ABS resin,
Alloys with polyphenylene ether and polyolefin are known.

【0041】シート状物において使用する合成樹脂は、
目的に応じてヒートシール性、機械的強度等に応じて選
択使用することができる。基材層8に使用する樹脂とし
ては、具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン
等の単独重合体または共重合体などのポリオレフィン、
環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタ
レート等のポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン
12、共重合ナイロン等のポリアミド、ポリビニルアル
コール、エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物
(EVOH)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
サルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリカーボネート(PC)、ポリビニルブチ
ラール、ポリアリレート、エチレン−四フッ化エチレン
共重合体、三フッ化塩化エチレン、四フッ化エチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、パーフルオロエチ
レン−パーフロロプロピレン−パーフロロビニルエーテ
ル三元共重合体などのフッ素系樹脂、ラジカル反応性不
飽和化合物を有するアクリレート化合物より成る樹脂組
成物、このアクリレート化合物とチオール基を有するメ
ルカプト化合物より成る樹脂組成物、エポキシアクリレ
ート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレー
ト、ポリエーテルアクリレート等のオリゴマーを多官能
アクリレートモノマーに溶融せしめた樹脂組成物などの
光硬化性樹脂、これらの混合物などが挙げられる。これ
らの中では、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重
合体部分加水分解物が好ましく、ポリエステル、ポリビ
ニルアルコールが特に好ましい。ポリビニルアルコール
を使用する場合、そのケン化度は98%以上、特に99
%以上とするのが好ましい。
The synthetic resin used in the sheet material is
Depending on the purpose, it can be selected and used depending on the heat sealing property, mechanical strength and the like. Specific examples of the resin used for the base layer 8 include polyolefins such as homopolymers or copolymers of ethylene, propylene, and butene;
Amorphous polyolefins such as cyclic polyolefins, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene-2,6-naphthalate, polyamides such as nylon 6, nylon 12, and copolymerized nylon, polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl acetate copolymer partially hydrolyzed Decomposed product (EVOH), polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polycarbonate (PC), polyvinylbutyral, polyarylate, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene trifluoride chloride , Ethylene tetrafluoride-
Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, fluorine resin such as perfluoroethylene-perfluoropropylene-perfluorovinylether terpolymer, and acrylate compound having radically reactive unsaturated compound A resin composition, a resin composition comprising the acrylate compound and a mercapto compound having a thiol group, and a resin composition in which oligomers such as epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, and polyether acrylate are melted in a polyfunctional acrylate monomer. Curable resins, mixtures thereof, and the like are included. Among them, polyester, polypropylene, polyamide, polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl acetate copolymer partial hydrolyzate are preferable, and polyester and polyvinyl alcohol are particularly preferable. When using polyvinyl alcohol, the degree of saponification is 98% or more, especially 99%.
% Or more is preferable.

【0042】保護層に使用する樹脂は、好ましくはポリ
エチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、アイ
オノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリエチレンテレフ
タレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン66
等のポリアミド等耐薬品性や耐突刺し性に優れた樹脂が
望ましい。特に好ましくはポリエステル又はポリアミド
である。熱シール層には、比較的低温(200℃以下)
で溶融する樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、変性ポリオレフィン、アイオノマー、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、等を用いることができる。特に好ま
しくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレ
フィン、非晶性ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹
脂である。なお、基材層8と保護層10とが接している
場合や、基材層8と熱シール層9とが接している場合、
同じ材料を使用して両者を兼ねて一層としてもよい。ま
た、本発明においては、基材層の上に蒸着によって形成
したガスバリア層を設けると共に、さらに塗布等による
無機材料層を設けるのが好ましい。このような無機材料
としては例えば、シリケート等が挙げられる。無機材料
層の厚さは、通常0.1〜500μm、好ましくは1〜
200μmである。
The resin used for the protective layer is preferably polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, amorphous polyolefin, polyester such as polyethylene terephthalate, nylon 6, nylon 66.
It is desirable to use a resin such as polyamide having excellent chemical resistance and puncture resistance. Particularly preferred is polyester or polyamide. Relatively low temperature (200 ° C or less) for heat seal layer
, A resin that melts in the above, for example, polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like can be used. Particularly preferred are polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, modified polyolefin and amorphous polyolefin. When the base layer 8 and the protective layer 10 are in contact with each other, or when the base layer 8 and the heat sealing layer 9 are in contact with each other,
The same material may be used for both layers. In the present invention, it is preferable to provide a gas barrier layer formed by vapor deposition on the base material layer and further provide an inorganic material layer by coating or the like. Examples of such an inorganic material include silicate and the like. The thickness of the inorganic material layer is usually 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 500 μm.
200 μm.

【0043】それぞれの層の積層は押出ラミネーショ
ン、ドライラミネーション、蒸着、スパッタリング接着
剤を用いた接着等によって行うことができる。得られた
シート状物の厚さは通常1μm以上、好ましくは10μ
m以上、さらに好ましくは20μm以上であり、また通
常1000μm以下、好ましくは500μm、さらに好
ましくは200μm以下である。シート状物6を用いて
電池要素4を被覆封止する方法は特に制約されるもので
はないが、例えば、シート状物の少なくとも一部が熱融
着によって相互に融着することによってケースを構成す
る次の方法によって被覆することができる。すなわち、
電池要素4の被覆は、図7に示すように、シート状物6
を中央部6aで折り曲げ上側シート66bと下側シート
66cとの2つのシート状物に画成し、両者の間に電池
要素4を装填した後上側シートと下側シートを合せ、折
り曲げ辺6aに対向する辺にリード線55a、55bが
突出するように配設し、折り曲げ辺6aに直交する辺6
b、6cおよびリード線55a、55bの突出する辺6
dの周縁部を減圧下で溶封し、溶封部12b、12c、
12dを形成し、図8に示す構造とすることによって2
つのシート状物66b及び66cで薄板状の電池要素4
が上下から挟持された二次電池が形成される。溶封方法
としては特に制約はなく、ヒートシールバーあるいは超
音波シーラー等を用いることができる。また、溶封に代
えて接着剤による接着を用いてもよい。本発明において
は、水分の侵入による悪影響をさらに低減するため、電
池がさらに吸湿剤を有するのが好ましい。吸湿剤として
は、合成ゼオライト(モレキュラーシーブ)、シリカゲ
ル、塩化カルシウム、酸化カルシウム、五酸化リン、酸
化バリウム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸バリウム
等の吸湿性の強い材料が用いられる。好ましくは高温で
も吸着能力が高く、潮解性のない、合成ゼオライト、五
酸化リン、酸化バリウム、酸化カルシウムが用いられ
る。ただし、樹脂やパルプ等担体に混合あるいは担持さ
せる場合は、潮解性のある乾燥剤(例えば塩化カルシウ
ム)であってもよい。
The lamination of each layer can be performed by extrusion lamination, dry lamination, vapor deposition, adhesion using a sputtering adhesive, or the like. The thickness of the obtained sheet is usually 1 μm or more, preferably 10 μm.
m or more, more preferably 20 μm or more, and usually 1000 μm or less, preferably 500 μm, more preferably 200 μm or less. The method of covering and sealing the battery element 4 using the sheet-like material 6 is not particularly limited, but for example, the case is formed by at least part of the sheet-like materials being mutually fused by heat fusion. It can be coated by the following method. That is,
The covering of the battery element 4 is, as shown in FIG.
Is bent at the central portion 6a to form two sheets, an upper sheet 66b and a lower sheet 66c. After the battery element 4 is loaded between the two, the upper sheet and the lower sheet are joined, and the bent side 6a is formed. The lead wires 55a and 55b are provided so as to protrude from the opposing sides, and the side 6 orthogonal to the bent side 6a
b, 6c and the protruding sides 6 of the lead wires 55a, 55b
The peripheral portion of d is sealed under reduced pressure, and the sealed portions 12b, 12c,
12d and the structure shown in FIG.
Thin sheet-shaped battery element 4 with two sheet-like objects 66b and 66c
Are sandwiched from above and below to form a secondary battery. The sealing method is not particularly limited, and a heat seal bar, an ultrasonic sealer, or the like can be used. Further, instead of the sealing, bonding with an adhesive may be used. In the present invention, it is preferable that the battery further includes a hygroscopic agent in order to further reduce the adverse effect due to the intrusion of moisture. As the hygroscopic agent, a material having a high hygroscopic property such as synthetic zeolite (molecular sieve), silica gel, calcium chloride, calcium oxide, phosphorus pentoxide, barium oxide, magnesium perchlorate, barium perchlorate and the like is used. Preferably, synthetic zeolite, phosphorus pentoxide, barium oxide, and calcium oxide, which have a high adsorptive capacity even at a high temperature and have no deliquescence, are used. However, when mixed or carried on a carrier such as resin or pulp, a deliquescent drying agent (for example, calcium chloride) may be used.

【0044】これ等吸湿剤は、粉末あるいはペレットも
しくはシート状に成形した単体を用いることができ、あ
るいは、前述のケースに用いられる合成樹脂中に混練す
ることもできる。また、吸湿剤の粉末を両面感圧粘着テ
ープの片面に付着させてこれをケース内面に添着させる
こともできるが、好ましくは、吸湿剤の粉末をバインダ
ーを用いて成形された成形体が用いられる。形状として
はシート状が一般的であるが目的に応じて棒状、リング
状等とすることができる。
These moisture absorbents can be used in the form of powder, pellets, or a simple substance formed into a sheet, or can be kneaded in the synthetic resin used in the above-described case. Further, it is also possible to attach the moisture absorbent powder to one side of the double-sided pressure-sensitive adhesive tape and attach it to the inner surface of the case, but preferably, a molded article molded using the moisture absorbent powder with a binder is used. . The shape is generally a sheet shape, but may be a rod shape, a ring shape or the like according to the purpose.

【0045】吸湿剤のバインダー樹脂としては、例えば
熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー類、熱硬化性樹
脂、プラスチックアロイ、天然高分子(植物繊維、パル
プ)を使用することができる。
As the binder resin for the hygroscopic agent, for example, thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, thermosetting resins, plastic alloys, and natural polymers (vegetable fibers, pulp) can be used.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、ガスバリア層がケイ素
酸化物を含んでいるので、水蒸気等のガスの侵入を有効
に防止することができる。また、ケイ素酸化物は電気導
電性が極めて低いので、図9に示したような構成の電池
としてもガスバリア層が露出した部分で電池要素との間
に短絡を生じる可能性を小さくすることができる。さら
にまた、ケースを構成するシート状物を熱融着する際
に、熱融着部分の溶解による短絡の恐れがないので、熱
融着部分の厚さを可及的に薄くすることが可能であり、
その結果、水蒸気等のガスの侵入をさらに有効に防止す
ることが可能である。さらには、熱融着部分の厚さを可
及的に薄くすることができるので、電池のより小型化が
可能であり、エネルギー密度の向上を図ることができ
る。同様に、熱融着部分の幅も小さくできるので、電池
のより小型化が可能であり、エネルギー密度の向上を図
ることができる。
According to the present invention, the gas barrier layer contains silicon oxide, so that the intrusion of gas such as water vapor can be effectively prevented. Further, since silicon oxide has extremely low electrical conductivity, the possibility that a short circuit will occur between the exposed gas barrier layer and the battery element even in a battery having the configuration shown in FIG. 9 can be reduced. . Furthermore, when the sheet-like material constituting the case is heat-sealed, there is no danger of a short circuit due to melting of the heat-sealed portion, so that the thickness of the heat-sealed portion can be made as thin as possible. Yes,
As a result, intrusion of gas such as water vapor can be more effectively prevented. Further, the thickness of the heat-sealed portion can be made as small as possible, so that the battery can be further reduced in size and the energy density can be improved. Similarly, since the width of the heat-sealed portion can be reduced, the size of the battery can be further reduced, and the energy density can be improved.

【0047】また、本発明で使用するケースは従来のア
ルミニウムを使用した積層フィルムに比べて軽量化する
ことができるので、電池のより軽量化が可能であり、エ
ネルギー密度の向上を図ることができる。また、従来の
アルミニウムを使用した積層フィルムの場合、焼却処理
の際に残差が残るという問題があるが、ケイ素酸化物を
含む本発明のケースの場合焼却処理が容易である。
Further, the case used in the present invention can be lighter in weight than a conventional laminated film using aluminum, so that the battery can be lighter and the energy density can be improved. . Further, in the case of a conventional laminated film using aluminum, there is a problem that a residue remains during the incineration treatment, but in the case of the present invention containing silicon oxide, the incineration treatment is easy.

【0048】[0048]

【実施例】実施例1(ガスバリア性の評価) 厚さ12μmのポリビニルアルコール(ケン化度99%
以上)からなるフィルムの片面に、一酸化ケイ素の加熱
蒸発による真空蒸着にてケイ素酸化物蒸着膜を150Å
形成させた。この積層体の蒸着膜を形成させた面に、さ
らに厚さ約55μmの低密度ポリエチレン膜を接着剤に
よって接着し、またその反対面に厚さ12μmのポリエ
チレンテレフタレート膜を接着剤によって接着した。
EXAMPLES Example 1 (Evaluation of Gas Barrier Property) Polyvinyl alcohol having a thickness of 12 μm (a saponification degree of 99%)
Above), a silicon oxide vapor-deposited film was formed on one side of the film
Formed. A low-density polyethylene film having a thickness of about 55 μm was further adhered to the surface of the laminated body on which the vapor-deposited film was formed, and a polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm was adhered to the opposite surface by an adhesive.

【0049】このようにして得られた、熱シール層(低
密度ポリエチレン)、ガスバリア層(ケイ素酸化物)、
基材層(ポリビニルアルコール)及び保護層(ポリエチ
レンテレフタレート)からなるシート状物(積層フィル
ム1)の透湿度及び酸素透過度を測定した。透湿度の測
定は40℃で90%RHの環境下で行い、酸素透過度の
測定は25℃で90%RHの環境下で行った。結果を表
−1に示す。なお、比較のために、上記シート状物の蒸
着膜の部分を厚さ9μmのアルミニウム箔としたこと以
外同様のシート状物を製造し(積層フィルム2)、これ
の透湿度及び酸素透過度を測定した。結果を表−1に示
す。
The heat sealing layer (low density polyethylene), gas barrier layer (silicon oxide),
The moisture permeability and oxygen permeability of a sheet (laminated film 1) composed of a base material layer (polyvinyl alcohol) and a protective layer (polyethylene terephthalate) were measured. The moisture permeability was measured at 40 ° C. in an environment of 90% RH, and the oxygen permeability was measured at 25 ° C. in an environment of 90% RH. The results are shown in Table 1. For comparison, a similar sheet-like material was manufactured (laminate film 2) except that the vapor-deposited film portion of the above-mentioned sheet-like material was made of aluminum foil having a thickness of 9 μm. It was measured. The results are shown in Table 1.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】表−1より、ケイ素酸化物を用いた被膜
は、従来のアルミニウムを用いた被膜に対して遜色ない
ガスバリア性を有することが分かる。
Table 1 shows that the film using silicon oxide has gas barrier properties comparable to those of the conventional film using aluminum.

【0052】実施例2(電池の製造) コバルト酸リチウムとポリフッ化ビニリデン(PVd
F)とアセチレンブラックとからなる正極(厚さ40μ
m)を突片を有するアルミニウム集電体(厚さ25μ
m)上に塗布によって形成させ、同様に、グラファイト
とPVdFとからなる負極(25μm)厚さを突片を有
する銅集電体上(厚さ25μm)に塗布によって形成さ
せた。電解質として、LiPF6 とプロピレンカーボネ
ート/エチレンカーボネート混合溶媒とからなる電解液
をアクリル変性ポリエチレンオキシド系ポリマーによっ
てゲル化してなる非流動性電解質を用いて、これを不織
布(厚さ60μm)の空隙に充填させて電解質層として
正極と負極との間に介装した。なお、正極及び負極には
上記の非流動性電解質を含浸させ、正極及び負極の空隙
にもイオン移動相として非流動性電解質を充填させた。
Example 2 (Production of Battery) Lithium cobaltate and polyvinylidene fluoride (PVd)
F) and a positive electrode composed of acetylene black (thickness: 40 μm)
m) with an aluminum current collector having a protruding piece (thickness 25 μm)
m), and a negative electrode (25 μm) made of graphite and PVdF was similarly formed on a copper current collector (thickness: 25 μm) having protrusions by coating. As an electrolyte, a non-fluid electrolyte obtained by gelling an electrolyte solution composed of LiPF 6 and a mixed solvent of propylene carbonate / ethylene carbonate with an acrylic-modified polyethylene oxide-based polymer is used, and is filled in the voids of the nonwoven fabric (thickness: 60 μm). This was interposed between the positive electrode and the negative electrode as an electrolyte layer. The positive electrode and the negative electrode were impregnated with the above non-fluid electrolyte, and the gap between the positive electrode and the negative electrode was filled with the non-fluid electrolyte as an ion mobile phase.

【0053】このように得られた薄板状の単位電池要素
を、厚み方向に複数個積層し、それぞれの集電体の突片
を上下に結合し、さらにこれをリード線を接続して、電
池要素とした。熱シール層としてポリプロピレンを使用
し、基材層としてポリビニルアルコール(ケン化度99
%以上)を使用し、保護層としてポリアミドを使用した
図10と同様の層構成の積層フィルムを用いて、上記電
池要素を被包した。即ち、図7に示したように、上記積
層フィルムを中央部6aで折り曲げて上側シート66b
と下側シート66cとを画成し、両者の間に電池要素4
を装填した後、上側シートと下側シートとを合わせ、折
り曲げ辺6aに対向する辺にリード線55a、55bが
突出するように配設し、折り曲げ辺6aに直交する辺6
b、6c及びリード線55a、55bが突出する辺6d
の周縁部を真空下で溶封し、図8に示す構造の電池とし
た。
A plurality of the thus obtained thin plate-shaped unit battery elements are stacked in the thickness direction, the protruding pieces of the respective current collectors are vertically connected, and further connected to the lead wires to form a battery. Elements. Polypropylene is used as the heat sealing layer and polyvinyl alcohol (saponification degree 99) is used as the base layer.
% Or more), and the above battery element was encapsulated using a laminated film having the same layer configuration as that of FIG. 10 using polyamide as the protective layer. That is, as shown in FIG. 7, the laminated film is bent at the central portion 6a to form the upper sheet 66b.
And the lower sheet 66c, and the battery element 4
After the sheet is loaded, the upper sheet and the lower sheet are joined, and the lead wires 55a and 55b are arranged so as to protrude from the sides facing the bending side 6a, and the sides 6 orthogonal to the bending side 6a are arranged.
b, 6c and the side 6d from which the lead wires 55a, 55b protrude
Was sealed under vacuum to obtain a battery having the structure shown in FIG.

【0054】この際、使用した積層フィルムの各層の厚
さは、熱シール層が15μm、酸化ケイ素を含むガスバ
リア層が150Å、基材層が12μm、保護層が25μ
mであった。得られたリチウム二次電池は、極めて軽量
・小型であり、水蒸気等ガスの侵入も少なく、短絡等も
なく、極めて性能に優れたものであった。
At this time, the thickness of each layer of the laminated film used was 15 μm for the heat sealing layer, 150 ° for the gas barrier layer containing silicon oxide, 12 μm for the base material layer, and 25 μm for the protective layer.
m. The obtained lithium secondary battery was extremely lightweight and small, had little intrusion of gas such as water vapor, had no short circuit, and had extremely excellent performance.

【0055】実施例3 電池要素を被包する際に、電池要素とシート状物との間
に、合成ゼオライトを有する吸湿剤シートを挟み込んだ
こと以外、実施例2と同様にしてリチウム二次電池を製
造、評価した。その結果、水蒸気の侵入による電池性能
の悪化はさらに低減され、電池の耐久性がさらに向上し
た。なお、吸湿剤シートは、高密度ポリエチレンのペレ
ットに対して、粉砕した合成ゼオライト(モレキュラー
シーブス3A)を重量分率で20%になるようにドライ
ルームでブレンドし、プレス機で成形したシートを切り
出して製造した。実施例4シート状物として、熱シール
層と基材層との間に、さらに基材層上に塗布することに
よってシリケートからなる無機材料層を形成したこと以
外、実施例3と同様にしてリチウム二次電池を製造、評
価した。その結果、水蒸気の侵入による電池性能の悪化
はさらに低減され、電池の耐久性がさらに向上した。
Example 3 A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that a hygroscopic sheet containing synthetic zeolite was sandwiched between the battery element and the sheet when the battery element was encapsulated. Was manufactured and evaluated. As a result, the deterioration of the battery performance due to the penetration of water vapor was further reduced, and the durability of the battery was further improved. The hygroscopic sheet was prepared by blending a pulverized synthetic zeolite (molecular sieves 3A) with a high-density polyethylene pellet in a dry room so that the weight fraction was 20%, and cut out a sheet formed by a press. Manufactured. Example 4 As a sheet-like material, lithium was formed in the same manner as in Example 3 except that an inorganic material layer made of silicate was formed between the heat seal layer and the base material layer by further coating the base material layer. A secondary battery was manufactured and evaluated. As a result, the deterioration of the battery performance due to the penetration of water vapor was further reduced, and the durability of the battery was further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に使用される電極の一例を示す縦断面図FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an electrode used in the present invention.

【図2】本発明に使用される電池要素の一例を示す縦断
面図
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of a battery element used in the present invention.

【図3】図2の電池要素の平面図FIG. 3 is a plan view of the battery element of FIG. 2;

【図4】集電体の引出端子部を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a lead terminal portion of a current collector.

【図5】(A)(B)はそれぞれ本発明に使用されるシ
ート状物の縦断面図
FIGS. 5A and 5B are longitudinal sectional views of a sheet used in the present invention.

【図6】本発明に使用されるシート状物の他の例を示す
縦断面図
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of a sheet-like material used in the present invention.

【図7】本発明の電池の組立を示す斜視図FIG. 7 is a perspective view showing the assembly of the battery of the present invention.

【図8】本発明の電池の一例を示す平面図FIG. 8 is a plan view showing an example of the battery of the present invention.

【図9】従来の電池の構造を示す部分断面図FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the structure of a conventional battery.

【図10】本発明に使用されるシート状物のさらに他の
例を示す縦断面図
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing still another example of the sheet-like material used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 非流動性電解質層 4 電池要素 5 集電体 5a、5b 集電体突片 6 シート状物 7 ガスバリア層 8 基材層 9 熱シール層 10 保護層 12b、12c、12d 溶封部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Non-fluid electrolyte layer 4 Battery element 5 Current collector 5a, 5b Current collecting piece 6 Sheet 7 Gas barrier layer 8 Base layer 9 Heat seal layer 10 Protective layer 12b, 12c, 12d Sealed Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 BA46 BC00 BD00 5H011 AA02 AA03 AA09 AA10 AA13 AA17 CC02 CC05 CC10 DD13 DD18 5H029 AJ12 AJ14 AJ15 AK03 AK05 AK16 AL02 AL07 AL12 AL18 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 CJ05 CJ24 CJ28 DJ02 DJ10 DJ16 EJ05 EJ12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 4K029 BA46 BC00 BD00 5H011 AA02 AA03 AA09 AA10 AA13 AA17 CC02 CC05 CC10 DD13 DD18 5H029 AJ12 AJ14 AJ15 AK03 AK05 AK16 AL02 AL07 AL12 AL18 AM03 AM04 AM05 AM07 B12 C05 DJ04 DJ10 DJ16 EJ05 EJ12

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極及び負極を有する電池要素が、ケー
スに収納されてなる電池において、前記ケースがケイ素
酸化物を含有するガスバリア層を有することを特徴とす
る電池。
1. A battery in which a battery element having a positive electrode and a negative electrode is housed in a case, wherein the case has a gas barrier layer containing silicon oxide.
【請求項2】 電池要素が薄板形状を有しており、前記
ケースが該電池要素を上下より挟持する2つのシート状
物からなる請求項1に記載の電池。
2. The battery according to claim 1, wherein the battery element has a thin plate shape, and the case is formed of two sheet-like members sandwiching the battery element from above and below.
【請求項3】 シート状物の少なくとも一部が熱融着に
よって相互に融着されてケースを構成する請求項2に記
載の電池。
3. The battery according to claim 2, wherein at least a part of the sheet-like material is mutually fused by heat fusion to form a case.
【請求項4】 ケースが、ガスバリア層の上下少なくと
も一方に基材層を有する請求項1乃至3のいずれか1つ
に記載の電池。
4. The battery according to claim 1, wherein the case has a base material layer on at least one of the upper and lower sides of the gas barrier layer.
【請求項5】 基材層がポリビニルアルコールを含む請
求項4に記載の電池。
5. The battery according to claim 4, wherein the base layer contains polyvinyl alcohol.
【請求項6】 基材層がポリエステルを含む請求項4又
は5に記載の電池。
6. The battery according to claim 4, wherein the base layer contains polyester.
【請求項7】 ガスバリア層の内側にポリオレフィン系
樹脂からなる熱シール層が設けられてなる請求項1乃至
6のいずれか1つに記載の電池。
7. The battery according to claim 1, wherein a heat sealing layer made of a polyolefin resin is provided inside the gas barrier layer.
【請求項8】 ガスバリア層の外側に、ポリエステル及
びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも一種の
樹脂からなる保護層が設けられてなる請求項1乃至7の
いずれか1つに記載の電池。
8. The battery according to claim 1, wherein a protective layer made of at least one resin selected from the group consisting of polyester and polyamide is provided outside the gas barrier layer.
【請求項9】 電池要素が、リチウムを起電力物質とし
て用いたリチウム二次電池である請求項1乃至8のいず
れか1つに記載の電池。
9. The battery according to claim 1, wherein the battery element is a lithium secondary battery using lithium as an electromotive substance.
【請求項10】 正極と負極とが非流動性電解質層を介
して積層されてなる請求項1乃至9のいずれか1つに記
載の電池。
10. The battery according to claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode are laminated via a non-fluid electrolyte layer.
【請求項11】 ガスバリア層が真空蒸着によって形成
されてなる請求項1乃至10のいずれか1つに記載の電
池。
11. The battery according to claim 1, wherein the gas barrier layer is formed by vacuum deposition.
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