JP2001102013A

JP2001102013A - 薄型電池用袋体

Info

Publication number: JP2001102013A
Application number: JP27854199A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tatsuki; 雅彦辰木; Masaki Goto; 正樹後藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型電池のリード線と電池ケースの端子との接
続に溶接が不要となる薄型電池用袋体を提供する。【解決手段】シーラント層８と金属層９とを備えたシー
ト材１がシーラント層８を内側にして二つ折りに折り曲
げられたのち、折り目２以外の周縁部がヒートシールさ
れ、ヒートシールされるシーラント層８とシーラント層
８との間がリード線６の取り出し口に形成されており、
上記取り出し口に対応する上記シート材１の部分には、
上記金属層９が配設されていないとともに、接続用の貫
通孔１５が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池（ＬＩＢ）やリチウムポリマー電池（ＬＰＢ）等
の薄型電池用の発電要素を収納する薄型電池用袋体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の種々の電子機器の発達に伴い、電
子機器の小型化，省スペース化のニーズが高まってお
り、これに用いる薄型電池（シート状電池）にも更なる
薄型化と軽量化が求められている。このようなニーズに
応えるものとして、ゲル状ポリマー電解質を用いたリチ
ウムイオン二次電池が実用化され始めた。さらに、電解
質を完全にポリマー化した真性ポリマー電池も開発段階
にある。

【０００３】図４および図５は上記ゲル状ポリマー電解
質を用いたリチウムイオン二次電池の構造例を示してい
る。図において、２１は正極集電体（アルミニウム
箔）、２２は正極（コバルト酸リチウム等のリチウム含
有複合酸化物）、２３は隔離材（溶媒で可塑化されたポ
リマー電解質）、２４は負極（炭素材）、２５は負極集
電体（銅箔）であり、これら発電要素３７が収納手段３
１に収納されている。そして、このようなリチウムイオ
ン二次電池は液漏れの危険性が低いため、発電要素３７
を薄いラミネート材で収納することができる。図５に示
す構造例では、収納手段３１の内側から順に、ポリプロ
ピレン製シーラント層３８，アルミニウム箔製金属層３
９，ポリアミド製保護層４０，ポリエチレンテレフタレ
ート製保護層４１となっている４層ラミネート材が用い
られている。また、特開平９−７６３６号公報では、ポ
リエチレン層とアルミニウム箔層とポリエチレン層との
３層ラミネート材が用いられている。また、３３，３
４，３５はヒートシールされる収納手段３１の側縁部、
３６は電極取り出し用のリード線であり、正極にはアル
ミニウム箔製のリード線３６を、負極には銅箔製のリー
ド線３６を用いている。

【０００４】また、上記リード線３６の一部分は、収納
手段３１の金属層３９との短絡を防止するために、外周
部が絶縁性樹脂４２で被覆されている。そして、上記ラ
ミネート材のうちヒートシールされる面と面との間がリ
ード線３６の取り出し口になっており、この取り出し口
に上記リード線３６の絶縁性樹脂４２部分が位置決めさ
れている。

【０００５】そして、このようなリチウムイオン二次電
池等の薄型電池は、電池ケースに収容された状態で固定
され、電子機器内部に組み込まれている。この状態で
は、上記リード線３６と電池ケースに設けられているＳ
ＵＳ製端子とがスポット溶接により接続されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記薄
型電池を電池ケースに収容し、薄型電池のリード線３６
と電池ケースの端子とをスポット溶接する際には、リー
ド線３６と端子との位置合わせが必要となるため、溶接
工程の速度が上げられないという問題がある。また、上
記位置合わせが完全ではなく、リード線３６と端子との
位置がずれるおそれもある。このずれが発生すると、リ
ード線３６と端子との溶接が不充分になったり、不可能
になったりするという不良が発生する。さらに、サイズ
が異なる薄型電池に対しては、リード線３６と端子との
位置合わせを新たに行う必要があり、溶接位置も異なる
ため、新たな溶接設備が必要となる。これでは電池ケー
スに薄型電池を装備した電池パックの生産性が損なわれ
る。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、薄型電池のリード線と電池ケースの端子との接
続に溶接が不要となる薄型電池用袋体の提供をその目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の薄型電池用袋体は、金属層とシーラント層
とからなるラミネート材の所定の部分をヒートシールす
ることにより袋状に形成した薄型電池用発電要素収納用
の袋体であって、ヒートシールされた部分のうちの所要
の部分がリード線の取り出し口に形成され、上記取り出
し口に対応する上記ラミネート材の部分に上記金属層が
配設されていないとともに、上記取り出し口に対応する
一方のラミネート材の部分に接続用の貫通孔が形成され
ているという構成をとる。

【０００９】すなわち、本発明の薄型電池用袋体は、リ
ード線の取り出し口に対応するラミネート材の部分に金
属層が配設されていないとともに、上記取り出し口に対
応する一方のラミネート材の部分に接続用の貫通孔が形
成されているため、上記貫通孔からリード線が剥き出し
になっており、上記ラミネート材の金属層と電池ケース
の端子とが接触することなく、上記リード線の剥き出し
部分と電池ケースの端子とを接続させることができる。
したがって、上記リード線と端子との接続に溶接が不要
となる。また、リード線の取り出し口に対応するラミネ
ート材の部分に金属層が配設されていないため、上記金
属層とリード線との短絡が起こらない。

【００１０】また、本発明において、上記貫通孔が形成
されているラミネート材の部分に対峙する他方のラミネ
ート材の部分の外側に補強体が設けられている場合に
は、薄型電池を差し込むようにして薄型電池のリード線
と電池ケースの端子とを接続させることができるため、
ワンタッチで薄型電池を電池ケースに装着できる。

【００１１】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１２】本発明の薄型電池用袋体は、金属層とシー
ラント層とからなるラミネート材で構成されている。

【００１３】上記薄型電池用袋体を構成するラミネート
材の金属層の材料としては、圧延，電解等により得られ
る、アルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，
鉄，ステンレス，チタン，チタン合金等が用いられ、箔
等各種形態に成形される。そして、その厚みは５〜１０
０μｍの範囲に設定されることが好ましい。上記厚みが
５μｍを下回ると、金属層にピンホールが発生し易くな
り、ラミネート材のガスバリア性や遮水性が低下し、１
００μｍを上回ると、薄型電池用袋体の薄型化や可撓性
に不利となる。

【００１４】また、上記シーラント層の材料としては、
ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリエステル，ポリア
クリロニトリル，エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶ
Ａ），ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），変性ポリプロ
ピレン，変性ポリエチレン，ポリ酢酸ビニル，ポリビニ
ルアセテート等が用いられる。特に、シーラント層にシ
ールされるリード線間の絶縁性およびラミネート材内部
の金属層と発電要素との間の絶縁性ならびにリード線と
の接着性の面から変性ポリプロピレンが好ましい。この
変性ポリプロピレンとしては、マレイン酸変性ポリプロ
ピレン，アクリル変性ポリプロピレン，エポキシ変性ポ
リプロピレン，カルボン酸変性ポリプロピレン，シラノ
ール変性ポリプロピレン等が用いられる。そして、その
厚みは５〜１０００μｍの範囲に設定されることが好ま
しい。上記厚みが５μｍを下回ると、電極シール部の気
密性（シーラントの埋まり性）が低下し、１０００μｍ
を上回ると、薄型電池用袋体の薄型化に不利となるから
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。

【００１６】図１および図２は、本発明の薄型電池用袋
体の一実施の形態を示している。この実施の形態では、
薄型電池用袋体は、三方シール（半折りシール）型の袋
体であり、１枚のシート材１が二つ折りに折り曲げられ
たのち、折り目２以外の３つの側縁部３，４，５がヒー
トシール（封口）されることにより形成されるものであ
る。そして、それらヒートシールされる側縁部３，４，
５のうちの１つの側縁部（図では、折り目２に対向する
側縁部）４にリード線６を挟持した状態で薄型電池用袋
体内に発電要素７が収納されている。すなわち、上記リ
ード線６は、ヒートシールされる面と面との間（後述す
るシーラント層８とシーラント層８との間）に挟持され
ている。また、上記リード線６の取り出し口に対応する
側縁部４のうち各リード線６の上方の部分には、電池ケ
ースの端子に接続するための貫通孔１５が形成されてい
る。これら各貫通孔１５の直径は３ｍｍ、深みは３０μ
ｍに設定されている。さらに、リード線６の下方に位置
する側縁部４の下面（外側）には、厚み１２５μｍのポ
リエチレンテレフタレート製補強板（補強体）１６が２
〜３μｍの厚みに塗布されたウレタン系接着剤により接
着されている。

【００１７】上記袋体を構成するシート材１は、４層の
積層体からなる厚み０．１ｍｍ程度のラミネート材であ
り、袋体の内側から順に、マレイン酸変性ポリプロピレ
ン製シーラント層８，アルミニウム箔製金属層９，ポリ
アミド製保護層１０，ポリエチレンテレフタレート製保
護層１１となっている。そして、上記リード線６の取り
出し口に対応する側縁部４となるシート材１の部分（図
３に示すシート材１の左右両端部分）４ａ，４ｂには、
上記金属層９が配設されていない。

【００１８】上記発電要素７は、リード線６に短絡防止
用の絶縁性樹脂４２（図５参照）が被覆されていないも
のであり、それ以外の部分は、図５に示す従来の発電要
素３７と同様である。そして、大きさは、一例として、
４０ｍｍ×８０ｍｍ×４ｍｍ（厚み）程度である。

【００１９】そして、薄型電池（上記発電要素７を収納
した薄型電池用袋体）は、図３に示すようにして製造さ
れる。すなわち、まず、１枚の上記シート材１を準備す
る。このシート材１は、左右両端部分４ａ，４ｂに上記
金属層９が配設されていないとともに、リード線６の上
方に位置するようになる部分４ｂのうち各リード線６の
上方になる部分に貫通孔１５が形成され、リード線６の
下方に位置するようになる部分４ａの下面に上記補強板
１６（図１参照）が接着されている。ついで、リード線
６の先端をシート材１の左側縁に合わせるようにして発
電要素７をシート材１上に配置する。つぎに、シート材
１をその折り目（中心線）２で折り曲げて発電要素７を
挟む。そののち、重なったシート材１の折り目２以外の
３つの側縁部３，４，５（図１参照）をヒートシールす
る。このヒートシールの際には、単にヒートシールして
もよいが、上記貫通孔１５に対応するスペーサを用いた
り、上記貫通孔１５に対応する凸部が押圧面に形成され
ている金型を用いたりするとなお良い。このようにし
て、図１および図２に示すような発電要素７を収納した
薄型電池用袋体が製造される。

【００２０】上記実施の形態によれば、リード線６の取
り出し口に対応するシート材１の部分４ａ，４ｂに金属
層９が配設されていないとともに、上記取り出し口に対
応する側縁部４のうち各リード線６の上方の部分に電池
ケースの端子に接続するための貫通孔１５が形成されて
いるため、上記貫通孔１５からリード線６が剥き出しに
なっており、上記シート材１の金属層９と電池ケースの
端子とが接触することなく、上記リード線６の剥き出し
部分と電池ケースの端子とを接続させることができる。
したがって、上記リード線６と端子との接続に溶接が不
要となる。その結果、溶接設備も、溶接工程におけるリ
ード線６と端子との位置合わせも不要となり、その位置
合わせのずれによる不良もなくなる。さらに、電池ケー
スに薄型電池を装備した電池パックの生産性が向上す
る。

【００２１】また、上記貫通孔１５の深みが３０μｍに
設定されているため、剥き出しになっているリード線６
の表面とリード線６の上方に位置する側縁部４の表面と
の段差が小さく、リード線６の剥き出し部分と電池ケー
スの端子との接続は、接触不良が起こらない。

【００２２】また、リード線６の下方に位置する側縁部
４の下面に補強板１６が接着されているため、薄型電池
を差し込むようにしてリード線６と電池ケースの端子と
を接続させることができ、ワンタッチで薄型電池を電池
ケースに装着できる。

【００２３】また、リード線６の取り出し口に対応する
シート材１の部分４ａ，４ｂに金属層９が配設されてい
ないため、上記金属層９とリード線６との短絡が起こら
ない。したがって、リード線６には、短絡防止用の絶縁
性樹脂４２（図５参照）が不要となり、上記取り出し口
をヒートシールする際に、リード線６の絶縁性樹脂４２
（図５参照）を位置決めする必要がなくなる。その結
果、薄型電池の生産速度を上げることができる。

【００２４】また、上記短絡防止用の絶縁性樹脂４２
（図５参照）が不要となるため、リード線６の取り出し
口が小さくなり、ヒートシールする際のシーラントの埋
まりがよくなる。したがって、リード線６の取り出し口
のヒートシールがより確実なものとなり、ヒートシール
部の気密性や水密性が高まる。

【００２５】なお、上記実施の形態では、従来の技術と
同様に、正極のリード線６をアルミニウム箔製とし、負
極のリード線６を銅箔製としたが、これに限定されるも
のではなく、正極のリード線６をチタン箔製やチタンと
アルミニウムとの合金箔製等としてもよいし、負極のリ
ード線６をニッケル箔製やニッケルと銅との合金箔製等
としてもよい。

【００２６】また、上記実施の形態では、薄型電池用袋
体を三方シール（半折りシール）型の袋体としたが、こ
れに限定されるものではなく、折り目２を平行に２本設
けた封筒シール（ピロー）型の袋体や、２枚のシート材
１を重ねる四方シール型の袋体等でもよい。

【００２７】また、上記実施の形態では、補強板１６と
して、厚み１２５μｍのポリエチレンテレフタレート製
のものを用いたが、これに限定されるものではなく、厚
みは、１８８μｍ，２５０μｍ等でもよく、材質も他で
もよい。また、上記補強板１６を接着する接着剤もウレ
タン系に限定されるものではなく、エポキシ系等でもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明の薄型電池用袋体
によれば、リード線の取り出し口に対応するラミネート
材の部分に金属層が配設されていないとともに、上記取
り出し口に対応する一方のラミネート材の部分に接続用
の貫通孔が形成されているため、上記貫通孔からリード
線が剥き出しになっており、上記ラミネート材の金属層
と電池ケースの端子とが接触することなく、上記リード
線の剥き出し部と電池ケースの端子とを接続させること
ができる。したがって、上記リード線と端子との接続に
溶接が不要となる。また、リード線の取り出し口に対応
するラミネート材の部分に金属層が配設されていないた
め、上記金属層とリード線との短絡が起こらない。

【００２９】また、本発明において、上記貫通孔が形成
されているラミネート材の部分に対峙する他方のラミネ
ート材の部分の外側に補強体が設けられている場合に
は、薄型電池を差し込むようにして薄型電池のリード線
と電池ケースの端子とを接続させることができるため、
ワンタッチで薄型電池を電池ケースに装着できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の薄型電池用袋体を示す
斜視図である。

【図２】上記薄型電池用袋体を示す断面図である。

【図３】上記薄型電池用袋体の製法を示す説明図であ
る。

【図４】従来のリチウムイオン二次電池を示す斜視図で
ある。

【図５】従来のリチウムイオン二次電池の構造例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１シート材２折り目６リード線８シーラント層９金属層１５貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA04 AA06 CC02 CC06 CC10 CC12 DD05 DD06 DD13 EE04 FF02 FF04 GG01 HH02 5H029 AJ14 AL12 AM16 BJ04 CJ05 DJ02 DJ03 DJ05 DJ14 EJ01 EJ12 HJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属層とシーラント層とからなるラミネ
ート材の所定の部分をヒートシールすることにより袋状
に形成した薄型電池用発電要素収納用の袋体であって、
ヒートシールされた部分のうちの所要の部分がリード線
の取り出し口に形成され、上記取り出し口に対応する上
記ラミネート材の部分に上記金属層が配設されていない
とともに、上記取り出し口に対応する一方のラミネート
材の部分に接続用の貫通孔が形成されていることを特徴
とする薄型電池用袋体。
【請求項２】上記貫通孔が形成されているラミネート
材の部分に対峙する他方のラミネート材の部分の外側に
補強体が設けられている請求項１記載の薄型電池用袋
体。