JP2001068073A - 電池のパッケージ構造及びその製造方法、及び電池 - Google Patents
電池のパッケージ構造及びその製造方法、及び電池Info
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解質をＡｌラミネート材に封入し外装する
電池のパッケージ構造、その製法、該封止構造を備えた
電池につき、封止部分からの水分等の進入を防止し、長
期・過酷な条件下での保存にも信頼性が維持できる技術
を提供する。 【解決手段】 電解質をＡｌラミネート材１，２に封
入して外装する電池のパッケージ構造で、Ａｌラミネー
ト材はＡｌ系材料１ａ，２ａの片面に高分子層１ｂ，２
ｂが形成され、パッケージ構造の封止は、Ａｌラミネー
ト材を互いにＡｌ系材料面同士を重ねて融着（８）して
該封止を行う。Ａｌ系材料同士を融着させると同時に
封止部分の高分子層を揮発させて封止を行うのパッケ
ージ構造の製造方法。電極部分は高分子による封止を
行い、他はの封止を行う電池のパッケージ構造。上
記のパッケージ構造を備えた電池。上記のパッケ
ージ構造を備えた電池。
電池のパッケージ構造、その製法、該封止構造を備えた
電池につき、封止部分からの水分等の進入を防止し、長
期・過酷な条件下での保存にも信頼性が維持できる技術
を提供する。 【解決手段】 電解質をＡｌラミネート材１，２に封
入して外装する電池のパッケージ構造で、Ａｌラミネー
ト材はＡｌ系材料１ａ，２ａの片面に高分子層１ｂ，２
ｂが形成され、パッケージ構造の封止は、Ａｌラミネー
ト材を互いにＡｌ系材料面同士を重ねて融着（８）して
該封止を行う。Ａｌ系材料同士を融着させると同時に
封止部分の高分子層を揮発させて封止を行うのパッケ
ージ構造の製造方法。電極部分は高分子による封止を
行い、他はの封止を行う電池のパッケージ構造。上
記のパッケージ構造を備えた電池。上記のパッケ
ージ構造を備えた電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池のパッケージ
構造及びその製造方法、及び該封止構造を備えた電池に
関する。特に、アルミニウムラミネート材によって電池
を封止する構造の電池に係る技術を提供するものであ
る。
構造及びその製造方法、及び該封止構造を備えた電池に
関する。特に、アルミニウムラミネート材によって電池
を封止する構造の電池に係る技術を提供するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アルミニウムラミネート材を
用いて電池のパッケージを行うことが知られている。た
とえば、ゲル状の固体電解質を使用する電池について
は、その形状を保つため、アルミニウムラミネート材を
用いたパッケージ構造が好ましく使用されている。アル
ミニウムラミネート材は、アルミニウム系材料をラミネ
ート加工したものであり、電池のパッケージ用として
は、アルミニウム箔、たとえば数１０μｍ厚のアルミニ
ウム箔の両面をラミネート加工したもの、特に高分子化
合物で多層ラミネート加工したものが好ましく使用され
ている。
用いて電池のパッケージを行うことが知られている。た
とえば、ゲル状の固体電解質を使用する電池について
は、その形状を保つため、アルミニウムラミネート材を
用いたパッケージ構造が好ましく使用されている。アル
ミニウムラミネート材は、アルミニウム系材料をラミネ
ート加工したものであり、電池のパッケージ用として
は、アルミニウム箔、たとえば数１０μｍ厚のアルミニ
ウム箔の両面をラミネート加工したもの、特に高分子化
合物で多層ラミネート加工したものが好ましく使用され
ている。
【０００３】たとえば、リチウム電池や、リチウムイオ
ン電池等の非水系電池として、非水溶媒系電解液をポリ
マー材料に均一または不均一に含浸・膨潤させた媒体を
用いるポリマー二次電池が知られている。かかるポリマ
ー電池は、上記電解媒体が一般にゲル状の固体となって
いるため、電解液の液漏れがなく、薄型化が容易であ
り、形状の自由度が高いなどの特長がある。かかるポリ
マー二次電池のパッケージとして、アルミニウムラミネ
ート材が好ましく採用されてきた。
ン電池等の非水系電池として、非水溶媒系電解液をポリ
マー材料に均一または不均一に含浸・膨潤させた媒体を
用いるポリマー二次電池が知られている。かかるポリマ
ー電池は、上記電解媒体が一般にゲル状の固体となって
いるため、電解液の液漏れがなく、薄型化が容易であ
り、形状の自由度が高いなどの特長がある。かかるポリ
マー二次電池のパッケージとして、アルミニウムラミネ
ート材が好ましく採用されてきた。
【０００４】たとえば図３に示すポリマー二次電池６
は、電解質を内蔵する電池本体部６１においてアルミニ
ウムラミネート材に被覆されるとともに、該電池本体部
６１の周縁部６２においてアルミニウムラミネート材が
融着された封止構造をなして、パッケージングされてな
る。この周縁部６２における封止構造（図３の周縁部６
２の断面構造）は、図４に示すように、アルミニウムラ
ミネート材１，２同士が重ね合わせられて密着して接合
されているものである。すなわち、アルミニウム箔１ａ
の両面に高分子層１ｂ，１ｃが形成されてなるアルミニ
ウムラミネート材１、及び同様にアルミニウム箔２ａの
両面に高分子層２ｂ，２ｃが形成されてなるアルミニウ
ムラミネート材２の両者によりこの電池６が被覆されて
いるが、周縁部６２においては、図４に示すように、両
アルミニウムラミネート材１，２の内側の高分子層１
ｃ，２ｃ同士が融着している。このように、アルミニウ
ムラミネート材は、アルミニウムラミネート材１，２同
士を重ね合わせて適切な温度をかけた場合、図４に示す
ように、アルミニウムラミネート材１，２同士の間にあ
る高分子層１ｃ，２ｃ同士が融着して、パッケージとし
ての機能を果たす。高分子層はたとえば、ポリオレフィ
ン系高分子たとえばポリエチレン、ポリプロピレンな
ど、ラミネート材として適切でかつ融着可能なものが従
来用いられている。かかる加熱融着による封止は簡便で
あり、低コストであるため、広く行われてきた。
は、電解質を内蔵する電池本体部６１においてアルミニ
ウムラミネート材に被覆されるとともに、該電池本体部
６１の周縁部６２においてアルミニウムラミネート材が
融着された封止構造をなして、パッケージングされてな
る。この周縁部６２における封止構造（図３の周縁部６
２の断面構造）は、図４に示すように、アルミニウムラ
ミネート材１，２同士が重ね合わせられて密着して接合
されているものである。すなわち、アルミニウム箔１ａ
の両面に高分子層１ｂ，１ｃが形成されてなるアルミニ
ウムラミネート材１、及び同様にアルミニウム箔２ａの
両面に高分子層２ｂ，２ｃが形成されてなるアルミニウ
ムラミネート材２の両者によりこの電池６が被覆されて
いるが、周縁部６２においては、図４に示すように、両
アルミニウムラミネート材１，２の内側の高分子層１
ｃ，２ｃ同士が融着している。このように、アルミニウ
ムラミネート材は、アルミニウムラミネート材１，２同
士を重ね合わせて適切な温度をかけた場合、図４に示す
ように、アルミニウムラミネート材１，２同士の間にあ
る高分子層１ｃ，２ｃ同士が融着して、パッケージとし
ての機能を果たす。高分子層はたとえば、ポリオレフィ
ン系高分子たとえばポリエチレン、ポリプロピレンな
ど、ラミネート材として適切でかつ融着可能なものが従
来用いられている。かかる加熱融着による封止は簡便で
あり、低コストであるため、広く行われてきた。
【０００５】しかしながら、ポリマー電池は電極やイオ
ン導電物質としてリチウム等のアルカリ金属イオンが用
いられることが多く、よってその高性能を発揮するに
は、電解液に不純物として水を含まないこと、また外部
から水の進入を防止することなどが必要である。
ン導電物質としてリチウム等のアルカリ金属イオンが用
いられることが多く、よってその高性能を発揮するに
は、電解液に不純物として水を含まないこと、また外部
から水の進入を防止することなどが必要である。
【０００６】上記の観点からアルミニウムラミネート材
によるパッケージを検討すると、上述したようにアルミ
ニウムラミネート材を重ねて熱融着した場合、アルミニ
ウムラミネート材に対して垂直方向からの水分の進入に
対しては防止機能が大きいが、アルミニウムラミネート
材に対して水平な方向からの水分の進入に対してはその
進入防止機能は小さい。すなわち図５に示すように、電
解質保護部分において、アルミニウムラミネート材１に
対して矢印Ａに示すように垂直方向から水分が進入しよ
うとしても、アルミニウム箔１ａ、たとえば数１０μｍ
と厚いアルミニウム箔１ａにより、その進入は完全に防
止できると言ってよい。しかし、図６に示すように、封
止端部において、アルミニウムラミネート材１，２に対
して矢印Ｂに示すように水平な方向からの水分の進入に
対しては、両アルミニウムラミネート材１，２が熱融着
されている接合部分３は高分子層１ｃ，２ｃであるた
め、該接合部分３からの水分の進入は完全には防止でき
ない。高分子層の融着であると、いかに高分子化合物層
が厚くても水分の進入は不可避的と言える。よって、長
期的な保存、あるいは高温高湿下（たとえば４０℃、９
０％ＲＨ雰囲気下など）における保存の信頼性に影響を
及ぼすおそれがある。たとえばわずかな水分の侵入で
も、水とたとえばリチウム金属あるいはリチウム金属イ
オンとの結合により、顕著な容量低下が生じ得る。
によるパッケージを検討すると、上述したようにアルミ
ニウムラミネート材を重ねて熱融着した場合、アルミニ
ウムラミネート材に対して垂直方向からの水分の進入に
対しては防止機能が大きいが、アルミニウムラミネート
材に対して水平な方向からの水分の進入に対してはその
進入防止機能は小さい。すなわち図５に示すように、電
解質保護部分において、アルミニウムラミネート材１に
対して矢印Ａに示すように垂直方向から水分が進入しよ
うとしても、アルミニウム箔１ａ、たとえば数１０μｍ
と厚いアルミニウム箔１ａにより、その進入は完全に防
止できると言ってよい。しかし、図６に示すように、封
止端部において、アルミニウムラミネート材１，２に対
して矢印Ｂに示すように水平な方向からの水分の進入に
対しては、両アルミニウムラミネート材１，２が熱融着
されている接合部分３は高分子層１ｃ，２ｃであるた
め、該接合部分３からの水分の進入は完全には防止でき
ない。高分子層の融着であると、いかに高分子化合物層
が厚くても水分の進入は不可避的と言える。よって、長
期的な保存、あるいは高温高湿下（たとえば４０℃、９
０％ＲＨ雰囲気下など）における保存の信頼性に影響を
及ぼすおそれがある。たとえばわずかな水分の侵入で
も、水とたとえばリチウム金属あるいはリチウム金属イ
オンとの結合により、顕著な容量低下が生じ得る。
【０００７】特開平１０−２６１３８６号公報には、リ
チウム電池等の外装技術として、アルミニウムラミネー
ト材の熱可塑性樹脂層が内面となってこれを内部加熱や
外部加熱によりシールする手法が記載されているが、こ
の技術も高分子層同士の融着でシールが行われる構成で
あり、上述した問題点を有する。
チウム電池等の外装技術として、アルミニウムラミネー
ト材の熱可塑性樹脂層が内面となってこれを内部加熱や
外部加熱によりシールする手法が記載されているが、こ
の技術も高分子層同士の融着でシールが行われる構成で
あり、上述した問題点を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、電解質をアルミニウ
ムラミネート材に封入して外装する電池のパッケージ構
造及びその製造方法、及び該封止構造を備えた電池につ
いて、封止部分からの水分等の進入を防止して、長期あ
るいは過酷な条件下での保存にも信頼性が維持できる技
術を提供することを目的とする。
を解決するためになされたもので、電解質をアルミニウ
ムラミネート材に封入して外装する電池のパッケージ構
造及びその製造方法、及び該封止構造を備えた電池につ
いて、封止部分からの水分等の進入を防止して、長期あ
るいは過酷な条件下での保存にも信頼性が維持できる技
術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】本発明に係る電池のパッ
ケージ構造は、電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装する電池のパッケージ構造において、上記ア
ルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の片面に
高分子層が形成されてなり、上記パッケージ構造の封止
は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互いにアルミ
ニウム系材料面同士を重ねて融着して該封止を行うこと
により、該融着部分においてはアルミニウム系材料同士
が融着されて接合がなされていることを特徴とするパッ
ケージ構造である。
ケージ構造は、電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装する電池のパッケージ構造において、上記ア
ルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の片面に
高分子層が形成されてなり、上記パッケージ構造の封止
は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互いにアルミ
ニウム系材料面同士を重ねて融着して該封止を行うこと
により、該融着部分においてはアルミニウム系材料同士
が融着されて接合がなされていることを特徴とするパッ
ケージ構造である。
【００１０】本発明に係る電池のパッケージ構造によれ
ば、その封止部においては、高分子層たとえばアルミニ
ウム系材料層間にある高分子層（図６参照）を介すこと
なく、直接アルミニウム系材料層同士が融着されるの
で、水分の進入を確実に防止することができる。高分子
層の融着であると、いかに高分子化合物が厚くても水分
の進入は不可避的であるが、アルミニウム系材料同士の
融着であれば、原理的には全く水分の進入を無くすこと
ができる。実際上も水分の進入はほとんどなく、信頼性
を低下させることはない。アルミニウム系材料の片面に
高分子層が形成されてなるアルミニウムラミネート材を
用いるので、直接アルミニウム系材料同士の融着がなさ
れ、両者間に高分子化合物が介在している場合、あるい
は両者間に介在する高分子化合物を特に除去して融着さ
せた場合と異なり、水分進入防止効果は高く、融着が剥
離するおそれもない。この結果、長期あるいは過酷な条
件下での保存にも信頼性が維持できる。
ば、その封止部においては、高分子層たとえばアルミニ
ウム系材料層間にある高分子層（図６参照）を介すこと
なく、直接アルミニウム系材料層同士が融着されるの
で、水分の進入を確実に防止することができる。高分子
層の融着であると、いかに高分子化合物が厚くても水分
の進入は不可避的であるが、アルミニウム系材料同士の
融着であれば、原理的には全く水分の進入を無くすこと
ができる。実際上も水分の進入はほとんどなく、信頼性
を低下させることはない。アルミニウム系材料の片面に
高分子層が形成されてなるアルミニウムラミネート材を
用いるので、直接アルミニウム系材料同士の融着がなさ
れ、両者間に高分子化合物が介在している場合、あるい
は両者間に介在する高分子化合物を特に除去して融着さ
せた場合と異なり、水分進入防止効果は高く、融着が剥
離するおそれもない。この結果、長期あるいは過酷な条
件下での保存にも信頼性が維持できる。
【００１１】本発明に係る電池のパッケージ構造の製造
方法は、電解質をアルミニウムラミネート材に封入して
外装する電池のパッケージ構造の製造方法であって、上
記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の片
面に高分子層が形成されてなり、上記パッケージ構造の
封止は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互いにア
ルミニウム系材料面同士を重ねて融着して該アルミニウ
ム系材料同士を融着させると同時に該封止部分の高分子
層を揮発させて該封止を行うことにより、該封止部分に
おいてはアルミニウム系材料同士が融着された接合を形
成することを特徴とする。
方法は、電解質をアルミニウムラミネート材に封入して
外装する電池のパッケージ構造の製造方法であって、上
記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の片
面に高分子層が形成されてなり、上記パッケージ構造の
封止は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互いにア
ルミニウム系材料面同士を重ねて融着して該アルミニウ
ム系材料同士を融着させると同時に該封止部分の高分子
層を揮発させて該封止を行うことにより、該封止部分に
おいてはアルミニウム系材料同士が融着された接合を形
成することを特徴とする。
【００１２】本発明によれば、電池のパッケージ構造
を、信頼性高く形成することができる。アルミニウム系
材料の片面に高分子層が形成されてなるアルミニウムラ
ミネート材を用いるので、直接アルミニウム系材料同士
の融着がなされ、融着は強固に信頼性高く実現できる。
アルミニウム系材料の間に高分子化合物が介在している
場合、あるいは介在する高分子化合物を特に除去して融
着させた場合には、仮にアルミニウム系材料同士を融着
させようとしても、溶融した高分子化合物は完全には除
去できず、結局高分子化合物同士の融着となってしま
い、また、アルミニウム系材料の融点近くでは高分子化
合物はガス化し、融着で破裂するおそれがあり、事実上
アルミニウム系材料同士の融着は不可能である。たとえ
ば特開平１０−２９１０８１号公報には、熱可塑性プラ
スチックを形成したアルミニウム箔同士を、熱可塑性プ
ラスチック面同士で重ね合わせ、加圧圧縮して熱可塑性
プラスチックを排除し、該排除した部分でアルミニウム
箔同士を超音波接合する技術が記載されているが、プラ
スチックは完全には排除できず、水分進入防止効果は充
分でなく、またプラスチックを加圧圧縮して排除した部
分の接合では接合面が広くなって不利である。
を、信頼性高く形成することができる。アルミニウム系
材料の片面に高分子層が形成されてなるアルミニウムラ
ミネート材を用いるので、直接アルミニウム系材料同士
の融着がなされ、融着は強固に信頼性高く実現できる。
アルミニウム系材料の間に高分子化合物が介在している
場合、あるいは介在する高分子化合物を特に除去して融
着させた場合には、仮にアルミニウム系材料同士を融着
させようとしても、溶融した高分子化合物は完全には除
去できず、結局高分子化合物同士の融着となってしま
い、また、アルミニウム系材料の融点近くでは高分子化
合物はガス化し、融着で破裂するおそれがあり、事実上
アルミニウム系材料同士の融着は不可能である。たとえ
ば特開平１０−２９１０８１号公報には、熱可塑性プラ
スチックを形成したアルミニウム箔同士を、熱可塑性プ
ラスチック面同士で重ね合わせ、加圧圧縮して熱可塑性
プラスチックを排除し、該排除した部分でアルミニウム
箔同士を超音波接合する技術が記載されているが、プラ
スチックは完全には排除できず、水分進入防止効果は充
分でなく、またプラスチックを加圧圧縮して排除した部
分の接合では接合面が広くなって不利である。
【００１３】本発明に係る他の電池のパッケージ構造
は、電解質をアルミニウムラミネート材に封入して外装
するとともに、電極を外部に引き出す構造の電池のパッ
ケージ構造において、上記アルミニウムラミネート材は
アルミニウム系材料の片面に高分子層が形成されてな
り、上記パッケージ構造の封止は、上記電極の部分にお
いては、絶縁材とアルミニウムラミネート材の高分子層
とが融着し、他の部分は、上記アルミニウムラミネート
材を２枚互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて融着
して該封止を行うことにより、該融着部分においてはア
ルミニウム系材料同士が融着されて接合がなされている
構成としたことを特徴とするものである。
は、電解質をアルミニウムラミネート材に封入して外装
するとともに、電極を外部に引き出す構造の電池のパッ
ケージ構造において、上記アルミニウムラミネート材は
アルミニウム系材料の片面に高分子層が形成されてな
り、上記パッケージ構造の封止は、上記電極の部分にお
いては、絶縁材とアルミニウムラミネート材の高分子層
とが融着し、他の部分は、上記アルミニウムラミネート
材を２枚互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて融着
して該封止を行うことにより、該融着部分においてはア
ルミニウム系材料同士が融着されて接合がなされている
構成としたことを特徴とするものである。
【００１４】本発明によれば、電極を外部に引き出す構
造の電池について、電極の絶縁性を確保しつつ、上述し
た発明に係る電池のパッケージ構造と同様、水分の進入
を防止して、長期あるいは過酷な条件下での保存にも信
頼性が維持できる電池のパッケージ構造が提供できる。
造の電池について、電極の絶縁性を確保しつつ、上述し
た発明に係る電池のパッケージ構造と同様、水分の進入
を防止して、長期あるいは過酷な条件下での保存にも信
頼性が維持できる電池のパッケージ構造が提供できる。
【００１５】この電池のパッケージ構造は、たとえば、
アルミニウム系材料の両面に高分子層が形成されたもの
を用いて、該材料を内面において融着させることにより
得ることができる。
アルミニウム系材料の両面に高分子層が形成されたもの
を用いて、該材料を内面において融着させることにより
得ることができる。
【００１６】本発明に係る電池は、電解質をアルミニウ
ムラミネート材に封入して外装する電池であって、上記
アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の片面
に高分子層が形成されてなり、上記パッケージ構造の封
止は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互いにアル
ミニウム系材料面同士を重ねて融着して該封止を行うこ
とにより、該融着部分においてはアルミニウム系材料同
士が融着されて接合がなされていることを特徴とするも
のである。
ムラミネート材に封入して外装する電池であって、上記
アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の片面
に高分子層が形成されてなり、上記パッケージ構造の封
止は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互いにアル
ミニウム系材料面同士を重ねて融着して該封止を行うこ
とにより、該融着部分においてはアルミニウム系材料同
士が融着されて接合がなされていることを特徴とするも
のである。
【００１７】本発明に係る他の電池は、電解質をアルミ
ニウムラミネート材に封入して外装するとともに、電極
を外部に引き出す構造の電池のパッケージ構造を備える
電池であって、上記アルミニウムラミネート材はアルミ
ニウム系材料の片面に高分子層が形成されてなり、上記
パッケージ構造の封止は、上記電極の部分においては、
絶縁材とアルミニウムラミネート材の高分子層とが融着
し、他の部分は、上記アルミニウムラミネート材を２枚
互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて融着して該封
止を行うことにより、該融着部分においてはアルミニウ
ム系材料同士が融着されて接合がなされている構成とし
たことを特徴とするものである。
ニウムラミネート材に封入して外装するとともに、電極
を外部に引き出す構造の電池のパッケージ構造を備える
電池であって、上記アルミニウムラミネート材はアルミ
ニウム系材料の片面に高分子層が形成されてなり、上記
パッケージ構造の封止は、上記電極の部分においては、
絶縁材とアルミニウムラミネート材の高分子層とが融着
し、他の部分は、上記アルミニウムラミネート材を２枚
互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて融着して該封
止を行うことにより、該融着部分においてはアルミニウ
ム系材料同士が融着されて接合がなされている構成とし
たことを特徴とするものである。
【００１８】これら本発明に係る電池によれば、上記封
止構造を備えた、信頼性が高くかつこれを維持できる電
池を提供することができる。
止構造を備えた、信頼性が高くかつこれを維持できる電
池を提供することができる。
【００１９】なお、特開平１０−３２４３０４号公報に
は、本体と蓋との接合部分についてはラミネートがなさ
れていないアルミニウム材を用いて、接合部分について
は直接アルミニウム同士を超音波接合する技術が記載さ
れているが、これもポリマー部分でのパッキング効果を
併用しており、本発明とは構成を異にしている。
は、本体と蓋との接合部分についてはラミネートがなさ
れていないアルミニウム材を用いて、接合部分について
は直接アルミニウム同士を超音波接合する技術が記載さ
れているが、これもポリマー部分でのパッキング効果を
併用しており、本発明とは構成を異にしている。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
てさらに説明し、また、その好ましい具体例を図面を参
照して説明する。なお当然のことではあるが、本発明は
図示実施の形態例に限定されるものではない。
てさらに説明し、また、その好ましい具体例を図面を参
照して説明する。なお当然のことではあるが、本発明は
図示実施の形態例に限定されるものではない。
【００２１】本発明においては、アルミニウム系材料の
上記融着部分においては、該アルミニウム系材料同士が
相互溶融して一体化していることが好ましい。この溶融
部分が均一な金属組織構造となっていることがさらに好
ましい。
上記融着部分においては、該アルミニウム系材料同士が
相互溶融して一体化していることが好ましい。この溶融
部分が均一な金属組織構造となっていることがさらに好
ましい。
【００２２】本発明の実施においては、アルミニウム系
材料の融着部分においては、アルミニウム系材料に形成
されていた高分子層（融着部の外側に位置することにな
る）は、除去されていることが好ましい。これは、融着
時の熱等による溶解・気化により、除去することができ
る。
材料の融着部分においては、アルミニウム系材料に形成
されていた高分子層（融着部の外側に位置することにな
る）は、除去されていることが好ましい。これは、融着
時の熱等による溶解・気化により、除去することができ
る。
【００２３】本発明においては、アルミニウムラミネー
ト材は、アルミニウム系材料の片面に高分子層が形成さ
れてなるものであるが、一方の面においてアルミニウム
系材料が露出してアルミニウム系材料面同士が融着可能
であればよく、その他の層を有していてもよく、たとえ
ば適宜の絶縁材等の層を有していてよい。アルミニウム
ラミネート材を構成するアルミニウム系材料として、ア
ルミニウムや、アルミニウム合金等を用いることができ
る。
ト材は、アルミニウム系材料の片面に高分子層が形成さ
れてなるものであるが、一方の面においてアルミニウム
系材料が露出してアルミニウム系材料面同士が融着可能
であればよく、その他の層を有していてもよく、たとえ
ば適宜の絶縁材等の層を有していてよい。アルミニウム
ラミネート材を構成するアルミニウム系材料として、ア
ルミニウムや、アルミニウム合金等を用いることができ
る。
【００２４】本発明においては、アルミニウムラミネー
ト材を構成する高分子材料としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ナイロン等のポリアミド、アイオノマー
樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、
その他、ラミネート材を構成できる任意の材料を用いる
ことができる。また、ラミネートの手法も、各種の方法
を任意に採用できる。
ト材を構成する高分子材料としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ナイロン等のポリアミド、アイオノマー
樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、
その他、ラミネート材を構成できる任意の材料を用いる
ことができる。また、ラミネートの手法も、各種の方法
を任意に採用できる。
【００２５】本発明を適用する電池としては、たとえば
リチウム電池、リチウムイオン電池、ナトリウム電池、
空気電池等のほか、重層キャパシター、エレクトロクロ
ミック素子など広義の電池について、本発明を利用でき
る。
リチウム電池、リチウムイオン電池、ナトリウム電池、
空気電池等のほか、重層キャパシター、エレクトロクロ
ミック素子など広義の電池について、本発明を利用でき
る。
【００２６】電池の電解質としては、非水溶媒系電解液
をポリマー材料に均一または不均一に含浸・膨潤させた
材料、非水溶媒系電解液を多孔性シートに含浸した材
料、イオン配位性のポリマーまたはセラミック材料に移
動可能なイオンを含有させた材料などを用いることがで
きる。
をポリマー材料に均一または不均一に含浸・膨潤させた
材料、非水溶媒系電解液を多孔性シートに含浸した材
料、イオン配位性のポリマーまたはセラミック材料に移
動可能なイオンを含有させた材料などを用いることがで
きる。
【００２７】本発明の実施においては、アルミニウム系
材料の融着の手段としては、各種ヒートシール、インパ
ルスシール、また、レーザー、電子線、赤外線等による
外部加熱、高周波シール、超音波シール等の内部加熱
等、各種の手段を用いることができる。以下の具体的な
実施の形態例の記述においては、リチウム電池及びその
パッケージに本発明を具体化したので、真空中で封止を
行える技術として、電子線加熱による融着手段を用いた
が、その他の融着手段を用いることもできる。たとえば
レーザー加熱を用いることができ、この場合は被融着材
を真空容器内に入れ、容器に形成した窓からレーザービ
ームを照射して融着を行うようにすることができる。
材料の融着の手段としては、各種ヒートシール、インパ
ルスシール、また、レーザー、電子線、赤外線等による
外部加熱、高周波シール、超音波シール等の内部加熱
等、各種の手段を用いることができる。以下の具体的な
実施の形態例の記述においては、リチウム電池及びその
パッケージに本発明を具体化したので、真空中で封止を
行える技術として、電子線加熱による融着手段を用いた
が、その他の融着手段を用いることもできる。たとえば
レーザー加熱を用いることができ、この場合は被融着材
を真空容器内に入れ、容器に形成した窓からレーザービ
ームを照射して融着を行うようにすることができる。
【００２８】実施の形態例１ この実施の形態例は、本発明をリチウム電池、特にリチ
ウムポリマー二次電池及びそのパッケージに適用したも
のである。図１に本例のパッケージ構造の融着部分の構
成を示す。図２は本例における融着工程を説明するため
の図である。いずれの図も、断面で示したものである。
なお本例は、図３に示したようなアルミニウムラミネー
ト材外装のアルカリイオン電池（特にリチウム電池）に
ついて、本発明を実施している。
ウムポリマー二次電池及びそのパッケージに適用したも
のである。図１に本例のパッケージ構造の融着部分の構
成を示す。図２は本例における融着工程を説明するため
の図である。いずれの図も、断面で示したものである。
なお本例は、図３に示したようなアルミニウムラミネー
ト材外装のアルカリイオン電池（特にリチウム電池）に
ついて、本発明を実施している。
【００２９】図２を参照する。図２に示すように、アル
ミニウム系材料１ａ，２ａ（ここではアルミニウム箔）
の片面に高分子層１ｂ，２ｂが形成されてなる２層構造
のアルミニウムラミネート材１，２を、アルミニウム系
材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士が接するように
重ね合わせる。この状態で、適切な加熱法により加熱を
施して、アルミニウム系材料１ａ，２ａ同士を融着させ
る。加熱手段としては、レーザービーム加熱や、電子ビ
ーム加熱を用いることができる。ここでは、電子ビーム
加熱を用いた。電子ビーム加熱であると、真空中でのビ
ーム照射が可能であり、リチウム電池の製造工程に適正
である。レーザービーム加熱を用いる場合は、レーザー
に適した雰囲気（空気等）中に真空容器内を配置し、該
真空容器中に被融着材を入れ、容器に形成した窓からレ
ーザービームを照射して融着を行わせることができる。
ミニウム系材料１ａ，２ａ（ここではアルミニウム箔）
の片面に高分子層１ｂ，２ｂが形成されてなる２層構造
のアルミニウムラミネート材１，２を、アルミニウム系
材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士が接するように
重ね合わせる。この状態で、適切な加熱法により加熱を
施して、アルミニウム系材料１ａ，２ａ同士を融着させ
る。加熱手段としては、レーザービーム加熱や、電子ビ
ーム加熱を用いることができる。ここでは、電子ビーム
加熱を用いた。電子ビーム加熱であると、真空中でのビ
ーム照射が可能であり、リチウム電池の製造工程に適正
である。レーザービーム加熱を用いる場合は、レーザー
に適した雰囲気（空気等）中に真空容器内を配置し、該
真空容器中に被融着材を入れ、容器に形成した窓からレ
ーザービームを照射して融着を行わせることができる。
【００３０】本例において、外側から加熱を行って融着
を行わせるが、加熱は被融着部の片側（図において矢印
７１で示す上方、または矢印７２で示す下方）から行っ
ても、被融着部の両側から行ってもよい。本例では効率
よく融着を行わせるため、矢印７１，７２で示すよう
に、両側から加熱を行ったが、片側からでもよい。
を行わせるが、加熱は被融着部の片側（図において矢印
７１で示す上方、または矢印７２で示す下方）から行っ
ても、被融着部の両側から行ってもよい。本例では効率
よく融着を行わせるため、矢印７１，７２で示すよう
に、両側から加熱を行ったが、片側からでもよい。
【００３１】本例では、まず二百数十℃で加熱すること
で、融着部分における高分子層１ｂ，２ｂを溶融、気化
させ、除去する。さらにアルミニウムの融点（６６０．
４℃）以上に加熱し、アルミニウム系材料１ａ，２ａ
（アルミニウム箔）同士を融着させる。
で、融着部分における高分子層１ｂ，２ｂを溶融、気化
させ、除去する。さらにアルミニウムの融点（６６０．
４℃）以上に加熱し、アルミニウム系材料１ａ，２ａ
（アルミニウム箔）同士を融着させる。
【００３２】融着後の構造を図１に示す。図１に、アル
ミニウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士が融
着して形成された融着部を符号８で示す。本例では、図
１に模式的に示すように、アルミニウム系材料１ａ，２
ａ（アルミニウム箔）同士は完全に融着している。特に
本例では、アルミニウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウ
ム箔）同士は相互溶融して一体化している。特にこの溶
融部分は、均一な金属組織構造となっている。図１に示
す例は、融着部分８の両側の高分子層１ｂ，２ｂが除去
された場合の構造例であるが、図７に示すように、高分
子層が片側に残っていてもよい（図７の場合高分子層２
ｂが残っている）。
ミニウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士が融
着して形成された融着部を符号８で示す。本例では、図
１に模式的に示すように、アルミニウム系材料１ａ，２
ａ（アルミニウム箔）同士は完全に融着している。特に
本例では、アルミニウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウ
ム箔）同士は相互溶融して一体化している。特にこの溶
融部分は、均一な金属組織構造となっている。図１に示
す例は、融着部分８の両側の高分子層１ｂ，２ｂが除去
された場合の構造例であるが、図７に示すように、高分
子層が片側に残っていてもよい（図７の場合高分子層２
ｂが残っている）。
【００３３】上述したように、融着部８においては、高
分子材料（ポリマー）を介することなく、直接アルミニ
ウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士が溶融し
て、パッケージの封止構造が形成される。このようなア
ルミニウム溶着部からは、水分の透過は完全に防止でき
る。よって保存時においても、水分の侵入の防止は確実
である。保存において、水分の侵入は、規格値（常温３
年で３００ｐｐｍ以下）以下となり、保存の信頼性が向
上する。高温高湿下（たとえば４０℃、９０％ＲＨ雰囲
気下など）のような過酷な条件下における保存の信頼性
も、十分である。
分子材料（ポリマー）を介することなく、直接アルミニ
ウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士が溶融し
て、パッケージの封止構造が形成される。このようなア
ルミニウム溶着部からは、水分の透過は完全に防止でき
る。よって保存時においても、水分の侵入の防止は確実
である。保存において、水分の侵入は、規格値（常温３
年で３００ｐｐｍ以下）以下となり、保存の信頼性が向
上する。高温高湿下（たとえば４０℃、９０％ＲＨ雰囲
気下など）のような過酷な条件下における保存の信頼性
も、十分である。
【００３４】また本例では、図３に示したように、電極
６３，６４を外部に引き出す構造の電池のパッケージ構
造に本発明を適用しているので、このパッケージ構造の
封止は、電極６３，６４の部分においては、絶縁材とア
ルミニウムラミネート材１，２の高分子層高分子層１
ｂ，２ｂ同士が融着し、他の部分は、上述したアルミニ
ウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士を融着し
た構造にした。これにより、電極６３，６４の絶縁性を
確保しつつ、確実に水分の進入を防止して、長期あるい
は過酷な条件下での保存でも信頼性が維持できるように
した。
６３，６４を外部に引き出す構造の電池のパッケージ構
造に本発明を適用しているので、このパッケージ構造の
封止は、電極６３，６４の部分においては、絶縁材とア
ルミニウムラミネート材１，２の高分子層高分子層１
ｂ，２ｂ同士が融着し、他の部分は、上述したアルミニ
ウム系材料１ａ，２ａ（アルミニウム箔）同士を融着し
た構造にした。これにより、電極６３，６４の絶縁性を
確保しつつ、確実に水分の進入を防止して、長期あるい
は過酷な条件下での保存でも信頼性が維持できるように
した。
【００３５】このように本例では電極部分は高分子によ
るヒートシールとしたので、仮に電池内部から急激に気
体が発生するような場合（事故により外部から加熱が施
された場合など）が生じても、この部分から気体が逃げ
ることができ、急激な破損は避けられる。
るヒートシールとしたので、仮に電池内部から急激に気
体が発生するような場合（事故により外部から加熱が施
された場合など）が生じても、この部分から気体が逃げ
ることができ、急激な破損は避けられる。
【００３６】また本例では、融着は真空中で行うので、
余分なガスが排除できる。レーザービームを用いる場合
も、被加工材は真空中に配置するので、同様である。
余分なガスが排除できる。レーザービームを用いる場合
も、被加工材は真空中に配置するので、同様である。
【００３７】さらに本例では、電池の端部を溶着するた
めに深絞りなどによる形状の整えを行う必要はなく、簡
便である。
めに深絞りなどによる形状の整えを行う必要はなく、簡
便である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、電解質をアルミニウム
ラミネート材に封入して外装する電池のパッケージ構造
及びその製造方法、及び該封止構造を備えた電池につい
て、封止部分からの水分等の進入を防止して、長期ある
いは過酷な条件下での保存にも信頼性が維持できるとい
う効果が発揮される。
ラミネート材に封入して外装する電池のパッケージ構造
及びその製造方法、及び該封止構造を備えた電池につい
て、封止部分からの水分等の進入を防止して、長期ある
いは過酷な条件下での保存にも信頼性が維持できるとい
う効果が発揮される。
【図１】 本発明の実施の形態例１の融着部分の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態例１の融着工程を説明す
るである。
るである。
【図３】 電池の一般的な構造の一例を示す図である。
【図４】 電池の従来の封止構造を示す図である。
【図５】 従来技術を示す図である。
【図６】 従来技術の問題点を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態例１の融着部分の構成の
別例を示す図である。
別例を示す図である。
１，２・・・アルミニウムラミネート材、１ａ，２ａ・
・・アルミニウム系材料（アルミニウム箔）、１ｂ，２
ｂ・・・高分子層、４・・・電池内部、５・・・電池外
部、６・・・電池、６３，６４・・・（電池の）電極、
７１，７２・・・加熱、８・・・融着部分。
・・アルミニウム系材料（アルミニウム箔）、１ｂ，２
ｂ・・・高分子層、４・・・電池内部、５・・・電池外
部、６・・・電池、６３，６４・・・（電池の）電極、
７１，７２・・・加熱、８・・・融着部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 103:10 Ｆターム(参考） 4E066 AB04 BA12 BE01 CA14 CA15 CB10 4E067 AA05 BF00 BH00 BH01 CA03 DB01 DC04 EA04 4E068 BA00 DA09 DB02 5H011 AA10 CC02 CC06 CC10 DD13 5H029 AJ14 AL12 CJ05 DJ02 DJ03 EJ01 EJ12
Claims (7)
- 【請求項１】 電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装する電池のパッケージ構造において、 上記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の
片面に高分子層が形成されてなり、 上記パッケージ構造の封止は、上記アルミニウムラミネ
ート材を２枚互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて
融着して該封止を行うことにより、該融着部分において
はアルミニウム系材料同士が融着されて接合がなされて
いることを特徴とする電池のパッケージ構造。 - 【請求項２】 上記融着部分においては、上記アルミニ
ウム系材料同士が相互溶融して一体化していることを特
徴とする請求項１に記載の電池のパッケージ構造。 - 【請求項３】 上記融着部分においては、高分子層は除
去されていることを特徴とする請求項１に記載の電池の
パッケージ構造。 - 【請求項４】 電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装する電池のパッケージ構造の製造方法であっ
て、 上記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の
片面に高分子層が形成されてなり、 上記パッケージ構造の封止は、上記アルミニウムラミネ
ート材を２枚互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて
融着して該アルミニウム系材料同士を融着させると同時
に該封止部分の高分子層を揮発させて該封止を行うこと
により、該封止部分においてはアルミニウム系材料同士
が融着された接合を形成することを特徴とする電池のパ
ッケージ構造の製造方法。 - 【請求項５】 電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装するとともに、電極を外部に引き出す構造の
電池のパッケージ構造において、 上記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の
片面に高分子層が形成されてなり、 上記パッケージ構造の封止は、上記電極の部分において
は、絶縁材とアルミニウムラミネート材の高分子層とが
融着し、 他の部分は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互い
にアルミニウム系材料面同士を重ねて融着して該封止を
行うことにより、該融着部分においてはアルミニウム系
材料同士が融着されて接合がなされている構成としたこ
とを特徴とする電池のパッケージ構造。 - 【請求項６】 電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装する電池であって、 上記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の
片面に高分子層が形成されてなり、 上記パッケージ構造の封止は、上記アルミニウムラミネ
ート材を２枚互いにアルミニウム系材料面同士を重ねて
融着して該封止を行うことにより、該融着部分において
はアルミニウム系材料同士が融着されて接合がなされて
いることを特徴とする電池。 - 【請求項７】 電解質をアルミニウムラミネート材に封
入して外装するとともに、電極を外部に引き出す構造の
電池のパッケージ構造を備える電池であって、 上記アルミニウムラミネート材はアルミニウム系材料の
片面に高分子層が形成されてなり、 上記パッケージ構造の封止は、上記電極の部分において
は、絶縁材とアルミニウムラミネート材の高分子層とが
融着し、 他の部分は、上記アルミニウムラミネート材を２枚互い
にアルミニウム系材料面同士を重ねて融着して該封止を
行うことにより、該融着部分においてはアルミニウム系
材料同士が融着されて接合がなされている構成としたこ
とを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23919599A JP2001068073A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 電池のパッケージ構造及びその製造方法、及び電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23919599A JP2001068073A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 電池のパッケージ構造及びその製造方法、及び電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068073A true JP2001068073A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17041148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23919599A Pending JP2001068073A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 電池のパッケージ構造及びその製造方法、及び電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068073A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005091398A1 (ja) * | 2004-03-23 | 2005-09-29 | Nec Lamilion Energy, Ltd. | フィルム外装電気デバイスおよびその製造方法 |
| WO2006128319A1 (fr) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Hingka Chung | Accumulateur au lithium a grande capacite avec emballage mou en plastique et aluminium |
| CN100355144C (zh) * | 2005-05-16 | 2007-12-12 | 钟馨稼 | 铝塑软壳之大容量锂离子电池 |
| JP2012069298A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Toshiba Corp | 密閉型二次電池の製造装置及び製造方法並びに密閉型二次電池 |
| CN108565499A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-21 | 天津力神电池股份有限公司 | 聚合物软包电池热压专用工装 |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP23919599A patent/JP2001068073A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005091398A1 (ja) * | 2004-03-23 | 2005-09-29 | Nec Lamilion Energy, Ltd. | フィルム外装電気デバイスおよびその製造方法 |
| US7736801B2 (en) | 2004-03-23 | 2010-06-15 | Nec Corporation | Film covered electric device and method of manufacturing the same |
| CN100355144C (zh) * | 2005-05-16 | 2007-12-12 | 钟馨稼 | 铝塑软壳之大容量锂离子电池 |
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| CN102412412A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 株式会社东芝 | 密闭式二次电池的制造装置及制造方法和密闭式二次电池 |
| KR101331281B1 (ko) * | 2010-09-21 | 2013-11-20 | 가부시끼가이샤 도시바 | 밀폐형 이차 전지의 제조 장치 및 제조 방법 및 밀폐형 이차 전지 |
| US9379409B2 (en) | 2010-09-21 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sealed secondary battery and manufacturing apparatus and manufacturing method therefor |
| CN108565499A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-21 | 天津力神电池股份有限公司 | 聚合物软包电池热压专用工装 |
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