JP2001283798A - ラミネート外装体を備えた電池 - Google Patents

ラミネート外装体を備えた電池

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JP2001283798A
JP2001283798A JP2000092294A JP2000092294A JP2001283798A JP 2001283798 A JP2001283798 A JP 2001283798A JP 2000092294 A JP2000092294 A JP 2000092294A JP 2000092294 A JP2000092294 A JP 2000092294A JP 2001283798 A JP2001283798 A JP 2001283798A
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Tadayoshi Akao
忠義 赤尾
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 優れた機械的強度により良好に作動するラミ
ネート外装体電池を提供する。 【解決手段】 ラミネートフィルムを貼り合わせてなる
外装体10に発電要素20を内包した構成を有するラミ
ネート外装体を備えた電池であって、外装体10は、第
一の端面10Lとこれに連続する第二の端面10Rを有
する形状であり、当該外装体10と発電要素20の間に
おいて、少なくとも前記第一の端面と、第二の端面にお
ける前記第一の端面と隣接する領域に合わせて、前記ラ
ミネートフィルムよりも剛性が高い補強部材30が装着
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、ポリマー電池など
のラミネート外装体を備えた電池における電池の高強度
化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話、ポータブルオーディ
オ、デジタルカメラ、携帯情報端末(PDA)などの小
型電子機器の普及が進むに伴い、薄型・軽量で高容量の
電池に対する要求が急速に高まっている。リチウムイオ
ンポリマーなどを電解質に用いるラミネート外装体を備
えた電池は、柔軟で非常に薄いラミネートフィルムを貼
り合わせて作られたシート状の外装体を持つ新しいタイ
プの電池であって、大容量でありながら極めて薄形で軽
量化することが可能なため、上記機器の電源用として期
待が高まっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで一般に、上記
のようなラミネート外装体を備えた電池では、金属製の
外装体などでは非常に困難な寸法にまで薄型化が実現で
きる反面、外装体が落下などの外力によって変形(折れ
曲がりや押圧による凹み)を生じやすい性質が見られ
る。ラミネート外装体が変形すると、内部の発電要素も
変形しやすく、短絡を発生する可能性もある。このた
め、ある程度変形したとしても電池性能を維持できると
いった機械的強度が要求される。
【0004】これに対し、例えば電池底部に補強板を取
り付け、落下にかかる衝撃を緩和するの方法が考えられ
るが、この技術ではそれなりの効果があるものの、電池
に加わる衝撃が前記補強板だけでは十分に緩衝されず、
電池の荷重が電池底部周辺に集中して加わり、この辺り
で電池内部の発電要素が比較的大きく変形して短絡に至
るという危険性が残る。
【0005】このように、ラミネート外装体を備えた電
池においては、いまだ解決すべき課題が存在するといえ
る。
【0006】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであって、その目的は、優れた機械的強度により良好
に作動するラミネート外装体を備えた電池を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ラミネートフィルムを貼り合わせてなる
外装体に発電要素を内包した構成を有するラミネート外
装体を備えた電池であって、外装体は、第一の端面とこ
れに連続する第二の端面を有する形状であり、当該外装
体と発電要素の間において、少なくとも前記第一の端面
と、第二の端面における前記第一の端面と隣接する領域
に合わせて、前記ラミネートフィルムよりも剛性が高い
補強部材が装着されているものとした。
【0008】このようにして補強部材を装着すれば、落
下などの衝撃から第一の端面と第二の端面にわたる広い
範囲が保護され、柔軟なラミネート外装体が変形するの
が抑制される。したがって発電要素の短絡や破損といっ
た問題が回避され、良好な電池性能が確保されることと
なる。
【0009】なお、前記剛性は曲げ剛さ測定機(BST−1
50M)によって測定することができる。
【0010】このような本発明は、具体的には、前記外
装体が長方形主面を有するシート形状の場合において、
前記補強部材を、第一の端面と、当該第一の端面の両端
で隣接する二つの第二の端面の領域に合わせて装着する
ようにもできる。
【0011】上記ラミネートフィルムにはアルミラミネ
ートフィルムを用いることができる。また補強部材に
は、ポリプロピレン製のものを用いることが可能であ
る。
【0012】このような本発明の効果は、落下の衝撃に
より側面の積層極板が大きく変形し、破断、そして短絡
に至る可能性の比較的高いスパイラル構造の発電要素を
有する電池に特に効果が高いと思われる。
【0013】
【発明の実施の形態】1.実施の形態1 1-1.ポリマー電池の構成 図1は、本実施の形態1に係る非水電解液電池のポリマー
電池(リチウムイオンポリマー二次電池)1の概観正面
図であり、図2は、図1におけるポリマー電池の組図であ
る。
【0014】ポリマー電池1は、図1のように封筒型の外
装体10を持ち、当該外装体10中にポリマー電解質を含む
扁平な発電要素20が収納され、上側端部10Tから正極端
子21a、負極端子22aを外部に突出させた構成を有する。
外装体10は、一定の長さの帯状体を半分に折り返し、右
側端部10R、左側端部10Lをシールしたものに後述の発
電要素を入れ、その後上側端部10Tをシールしてシート
状に整形されている。外装体10は、厚さ100μmのアル
ミラミネートフィルム(ポリエチレン/アルミ/ポリエチ
レンの3層ラミネートフィルム)からなる。このアルミ
ラミネートフィルムは、軽量で且つ引っ張り強度も強い
という特長を持つ。
【0015】このようなポリマー電池1には具体的に図2
に示す構成が外装体10に収納される。すなわち本ポリマ
ー電池1では、コバルト酸リチウムLiCoO2などを塗
布したアルミニウム箔からなる正極板20、黒鉛粉末など
を塗布した銅箔からなる負極板30、多孔質膜のセパレー
タ40とを巻回したスパイラル構造の発電要素20を、ラミ
ネート外装体10の内部に収納し、プレポリマー組成物を
注液した後、熱によりプレポリマー組成物をゲル化させ
ている。ここにおいて、本発明の主たる特徴として、発
電要素20の底部と嵌合するように補強部材30が収納され
る。この補強部材30は図2に示すように底の浅い楕円状
のカップ型補強部材であって、外装体10のアルミラミネ
ートフィルムよりも剛性の高い変性ポリプロピレン(厚
み0.3mm)からなり、発電要素20の形状およびサイズ
に合わせて作製されている。なお図2では外装体10は整
形前であるため、厚み断面が楕円状態のものを図示して
いるが、これを整形することにより図1のような四角状
の厚み断面になる。
【0016】1-2.実施の形態1の効果 このような構成のポリマー電池1によれば、補強部材30
によって発電要素20のz方向底部およびy方向端面が保
護されているため、従来に比べて落下時などの衝撃が加
わっても電池の外装体10や発電要素20が変形しにくい。
また本実施の形態1のポリマー電池1では、単に電池底部
が保護されるだけでなく、電池端面をも同時に保護され
る構造のため、電池底部から加わった衝撃によって、外
装体10や発電要素20が電池の底部周辺から幅方向へ変形
するのが防止される。また電池が底部から端面にかけて
斜めに落下した場合にも、電池の変形を抑えて内部短絡
の発生を防止する効果が得られる。
【0017】このような補強部材30は、本実施の形態1
のようにスパイラル構造の発電要素20を備える電池にお
いては、落下などの衝撃によっては、側面の積層極板が
大きく変形し、破断することによって比較的内部短絡を
生じやすい。したがってこのような構成の電池に本発明
を適用すると、特に高い効果が得られると思われる。
【0018】なお補強部材は、このカップ型の形状に限
定するものではなく、他の形状であってもよい。例えば
図3に示すように、コの字型の形状で補強部材40を作製
し、底部41、端部42R、42Lがそれぞれ発電要素20の底
部と端面に対応するように装着させてもよい。このよう
な形状の補強部材40であっても、上記補強部材30とほぼ
同様の効果を奏する。
【0019】2.実施例 2-1.電池の作製 次に、本発明の効果を調べるために実施例および比較例
の電池を作製する。
【0020】実施例および比較例として作製する電池の
主な仕様を以下に記す。実施例と比較例は、補強部材の
有無および形状以外ではすべて共通している。実施例と
しては前記カップ型補強部材30を備える実施例1、前記
コの字型補強部材40を備える実施例2を作製する。比較
例1および2は、電池底部のみを保護できるように、図4
に示す平板型の補強部材を装着した電池を作製する。ま
た比較例3は、補強部材を用いない電池として作製し
た。
【0021】・正極活物質;コバルト酸リチウム、アセ
チレンブラック、グラファイト、ポリフッ化ビニリデン
をこの順に90:2:3:5の割合で混合したものを使用 ・負極活物質;天然黒鉛、ポリフッ化ビニリデンをこの
順に90:10で混合したものを使用 ・セパレータ;空隙率40〜90%のポリエチレン微多孔膜
を使用 ・ポリマー電解質;ポリエチレングリコールジアクリレ
ートと1M LiPF6 EC:DEC(4:6)を1:7で混合したも
のに重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル2000
ppm(最終濃度)を混合したプレポリマー組成物を作製
し、80℃にて2時間硬化させてポリマーゲル化したもの
を使用。
【0022】・補強部材;次の材料およびサイズ、形状
にて作製したものを使用 実施例1 → ポリプロピレン製カップ型、厚み0.3mm
×カップ深さ6mm 実施例2 → ポリプロピレン製コの字型、厚み0.3mm
×端部高さ6mm 比較例1 → ポリプロピレン製楕円平板型、厚み0.3m
m 比較例2 → ポリプロピレンコートニッケル製楕円平
板型、厚み0.6mm なおポリマー電池のサイズは、一例として幅35mm×長
さ62mm×厚さ4.0mmに設定した。
【0023】2-2.実験 以上の方法で作製した実施例電池1、2、および比較例電
池1〜3について、それぞれ30個ずつ用意し、120cmの
高さから電池底部に衝撃が加わるようにして落下実験を
行って内部短絡(ショート)を生じるまでの落下回数を
計測した。
【0024】なお、電池の内部短絡は開回路電圧を測定
することによって確認した。
【0025】この実験結果を表1に示す。
【0026】
【表1】 2-3.実験結果の評価 表1から明らかなように、比較例1〜3では落下回数が5回
に満たないうちにショート(内部短絡)に至る電池が発
生した。さらに落下回数が5回以上10回までの範囲にお
いて、比較例1〜3の各30個の電池のうち半数以上がショ
ートを発生した。このようなことから、落下などの衝撃
によって発生する問題は、比較例1および2のように、補
強部材がポリプロピレン製やニッケル製であっても、電
池底部のみを保護するだけの機能では十分に防止できな
いことが明らかになった。
【0027】これに対し、実施例1および2では、落下回
数が15回を過ぎてもショートを発生する電池が一割にも
満たず、25回まではほぼ半数に及ぶ電池が持ちこたえ
た。このような結果は、本発明の補強部材によって電池
の底部と端面の両方が良好に保護され、ショートを発生
するような発電要素の変形が抑制されたためであると考
えられる。
【0028】3.その他の事項 上記実施の形態および実施例ではリチウムイオンポリマ
ー電池の例について示したが、本発明はもちろんこれ以
外のラミネート外装体を備えた電池に適用してもよい。
また外装体の形状もシート状に限定せず、これ以外の形
状であってもよい。
【0029】また補強部材は、外装体のラミネートフィ
ルムよりも剛性が高いものであれば、ポリプロピレン以
外の材料(例えばポリエチレンなどのポリオレフィン)
で作製してもよい。
【0030】さらに、上記実施の形態および実施例では
外装体10の底部と端面に合わせて補強部材を装着する例
を示したが、本発明はこれに限定せず、少なくとも外装
体の一つの端面と、これに連続する他の端面に合わせて
補強部材を取り付けるようにすればよい。具体的には外
装体10の上部と端面に設けても良いし、外装体10の厚み
方向の周囲全体に渡って補強部材を設けるようにしても
よい。
【0031】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
は、ラミネートフィルムを貼り合わせてなる外装体に発
電要素を内包した構成を有するラミネート外装体を備え
た電池であって、外装体は、第一の端面とこれに連続す
る第二の端面を有する形状であり、当該外装体と発電要
素の間において、少なくとも前記第一の端面と、第二の
端面における前記第一の端面と隣接する領域に合わせ
て、前記ラミネートフィルムよりも剛性が高い補強部材
が装着されているので、第一の端面と第二の端面の広い
範囲にわたって、落下などの衝撃を緩和し、電池を保護
することができる。したがって、柔軟なラミネート外装
体が変形するのが抑制され、発電要素の短絡や破損とい
った問題が回避されるので良好な電池性能が確保され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一適用例であるポリマー電池の概観正
面図である。
【図2】ポリマー電池の組図である。
【図3】ポリマー電池(バリエーション)の組図であ
る。
【図4】ポリマー電池(比較例)の組図である。
【符号の説明】
1 ポリマー電池 10 外装体 10R、10L、10T、42R、42L 端部 20 発電要素 21 正極板 21a 正極端子 22 負極板 22a 負極端子 23 セパレータ 30、40 補強部材 41 底部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラミネートフィルムを貼り合わせてなる
    外装体に発電要素を内包した構成を有するラミネート外
    装体を備えた電池であって、 外装体は、第一の端面とこれに連続する第二の端面を有
    する形状であり、当該外装体と発電要素の間において、
    少なくとも前記第一の端面と、第二の端面における前記
    第一の端面と隣接する領域に合わせて、前記ラミネート
    フィルムよりも剛性が高い補強部材が装着されているこ
    とを特徴とするラミネート外装体を備えた電池。
  2. 【請求項2】 前記外装体は長方形主面を有するシート
    形状であり、前記補強部材は、第一の端面と、当該第一
    の端面の両端で隣接する二つの第二の端面の領域に合わ
    せて装着されていることを特徴とする請求項1に記載の
    ラミネート外装体を備えた電池。
  3. 【請求項3】 前記ラミネートフィルムはアルミラミネ
    ートフィルムであり、前記補強部材はポリプロピレンか
    らなることを特徴とする請求項1または2に記載のラミネ
    ート外装体を備えた電池。
  4. 【請求項4】 前記発電要素は、セパレータを介挿させ
    ながら正極と負極を捲回したスパイラル構造を有するこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のラミネー
    ト外装体を備えた電池。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289154A (ja) * 2001-03-26 2002-10-04 Sanyo Electric Co Ltd フィルム状外装体を備えた電池
KR100472504B1 (ko) * 2002-06-17 2005-03-10 삼성에스디아이 주식회사 보강구조가 개선된 파우치형 이차전지
WO2005045983A1 (ja) * 2003-11-05 2005-05-19 Gs Yuasa Corporation 電池
JP2006012549A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
JP2011233298A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Nissan Motor Co Ltd 双極型電池の支持構造
JP2014011052A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Hitachi Maxell Ltd ラミネート形電池
US8920968B2 (en) 2008-03-14 2014-12-30 Nec Corporation Overlaying member and film-covered electrical device
JPWO2018155211A1 (ja) * 2017-02-22 2019-11-07 株式会社村田製作所 二次電池
EP3731295A1 (en) 2019-04-26 2020-10-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery
KR20200125495A (ko) 2019-04-26 2020-11-04 도요타 지도샤(주) 이차 전지
EP4044330A1 (en) 2021-02-12 2022-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289154A (ja) * 2001-03-26 2002-10-04 Sanyo Electric Co Ltd フィルム状外装体を備えた電池
KR100472504B1 (ko) * 2002-06-17 2005-03-10 삼성에스디아이 주식회사 보강구조가 개선된 파우치형 이차전지
JP5063895B2 (ja) * 2003-11-05 2012-10-31 株式会社Gsユアサ 電池
WO2005045983A1 (ja) * 2003-11-05 2005-05-19 Gs Yuasa Corporation 電池
JPWO2005045983A1 (ja) * 2003-11-05 2007-11-29 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 電池
JP2006012549A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
US8920968B2 (en) 2008-03-14 2014-12-30 Nec Corporation Overlaying member and film-covered electrical device
JP2011233298A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Nissan Motor Co Ltd 双極型電池の支持構造
JP2014011052A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Hitachi Maxell Ltd ラミネート形電池
JPWO2018155211A1 (ja) * 2017-02-22 2019-11-07 株式会社村田製作所 二次電池
EP3731295A1 (en) 2019-04-26 2020-10-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery
KR20200125495A (ko) 2019-04-26 2020-11-04 도요타 지도샤(주) 이차 전지
US11355802B2 (en) 2019-04-26 2022-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery having improved manufacturability and performance
EP4044330A1 (en) 2021-02-12 2022-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery
KR20220115864A (ko) 2021-02-12 2022-08-19 도요타 지도샤(주) 이차 전지

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