JP2001357882A

JP2001357882A - 平板積層型電池

Info

Publication number: JP2001357882A
Application number: JP2000177380A
Authority: JP
Inventors: Motonori Ueda; 基範上田; Kiyoshi Hasegawa; 清長谷川; Masaaki Mita; 雅昭三田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】平板積層型電池において、外部応力に起因し
た微短絡によるサイクル特性，容量，レイト特性，保存
安定性等の電池性能の低下を防止できるようにする。【解決手段】平板状の正極１０Ａと、この正極１０Ａ
の周縁よりも周縁が大きくなるように形成された平板状
の負極１０Ｂと、これらの正極１０Ａと負極１０Ｂとの
間に介装され負極１０Ｂの周縁よりもさらに周縁が大き
くなるように形成された電解質層１０Ｃとからなる単位
電池要素１０が、複数組積層されて構成される平板積層
型電池において、単位電池要素１０の相互間に、絶縁層
１４を介装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の正極と、
平板状の負極と、これらの正極と負極との間に介装され
る電解質層とからなる単位電池要素が、複数組積層され
て構成される平板積層型電池に関し、特に、平板積層型
リチウム二次電池に用いて好適な、平板積層型電池に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や携帯端末等の携帯機器
において小型化の要求が高まっているが、携帯機器にお
いて、寸法的にも重量的にも電池の占める割合は大き
く、携帯機器の小型化は、即ち、電池の小型化とも言え
る。このような背景において、最近、薄膜化可能な平板
積層型電池が注目を集めている。

【０００３】平板積層型電池は、平板状の単位電池要素
を積層することにより構成され、薄膜化だけでなく、単
位電池要素の積層数を増加させることによって容易に容
量を上げられる点や、単位電池要素を巻回して構成され
る巻回型電池とは異なり、単位電池要素の平板形状を任
意のものに変更することにより様々な形状の電池を構成
できる点でも注目されている。

【０００４】このような平板積層型電池（以下、単に電
池ともいう）の一例を、図１１（Ａ），（Ｂ）を用いて
説明すると、平板積層型電池は、図示しないハウジング
内に、電池要素１′が収容されて構成され、この電池要
素１′は、複数組（ここでは６組）の単位電池要素１０
が積層されて構成される。そして、各単位電池要素１０
は、それぞれ、正極１０Ａと、負極１０Ｂと、これらの
正極１０Ａと負極１０Ｂとの間に介装される電解質層１
０Ｃとをそなえて構成される。

【０００５】そして、単位電池要素１０には、図１１
（Ｂ）に示すように、正極１０Ａを上側とし負極１０Ｂ
を下側とした順姿勢のものと、これとは逆に、負極１０
Ｂを上側とし正極１０Ａを下側とした逆姿勢のものとが
ある。この平板積層型電池では、このような順姿勢の単
位電池要素１０と、逆姿勢の単位電池要素１０とが交互
に積層されており、積層方向に隣り合う単位電池要素１
０，１０が、互いに同極（即ち、正極１０Ａと正極１０
Ａ、又は負極１０Ｂと負極１０Ｂ）で接するよう構成さ
れている。

【０００６】また、正極１０Ａ，負極１０Ｂ，電解質層
１０Ｃの大きさについて説明すると、図１１（Ａ）の平
面図に示すように、負極１０Ｂは、正極１０Ａの周縁よ
りも大きな周縁を有するように形成され、電解質層１０
Ｃは、さらに、負極１０Ｂの周縁よりも大きな周縁を有
するように形成されている。つまり、正極１０Ａよりも
負極１０Ｂを大きく形成する（正極１０Ａの周縁よりも
負極１０Ｂの周縁を大きく形成する）ことにより、平板
積層型電池の起電力物質（例えば、リチウム電池であれ
ばリチウム）の析出、即ちデンドライトを抑制すること
ができるようになっている。また、電解質層１０Ｃは、
多孔性を有するスペーサの空隙中に電解質が充填されて
形成され、正極１０Ａと負極１０Ｂとを離隔して短絡を
防止する機能を有しており、この電解質層１０Ｃ（スペ
ーサ）を正極１０Ａ及び負極１０Ｂよりも大きくする
（電解質層１０Ｃの周縁を正極１０Ａの周縁及び負極１
０Ｂの周縁よりもを大きく形成する）ことにより、正極
１０Ａと負極１０Ｂとの離隔を万全なものとして正極１
０Ａと負極１０Ｂとの接触による短絡を防止できるよう
にしているのである。

【０００７】なお、各単位電池要素１０の正極１０Ａ及
び負極１０Ｂにはそれぞれ図示しない金属製のタブが設
けられている。そして、各単位電池要素１０の正極側の
タブはそれぞれ重合されて１つの結合端子として構成さ
れており、この結合端子はリード等を介して電池外部の
携帯機器等の正極側に電気的に接続される。同様に、各
単位電池要素１０の負極側のタブはそれぞれ重合されて
１つの結合端子として構成されて、リード等を介して携
帯機器等の負極側に電気的に接続される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
平板積層型電池は、例えば携帯機器に用いられるが、携
帯機器を持ち運び中に誤って落下させる等すると、この
携帯機器に取り付けられた電池にも、落下による衝撃が
加えられる。さらには、落下後、人や車両に踏みつけら
れ、電池に圧壊力が加えられることもあるし、又は、持
ち運び中に携帯機器が何かに衝突されることもあり得
る。

【０００９】平板積層型電池は上述したように複数の単
位電池要素１０が積層されて構成されるが、各単位電池
要素１０は単に重ね合わされているだけなので、このよ
うな、落下衝撃や、圧壊力や、衝突等の外部応力が加え
られると、図１２に示すように、積層された各単位電池
要素１０が、積層方向と交叉する方向（図１２中で左右
方向）に多少なりともずれてしまうことがあるが、この
ように各単位電池要素１０が積層方向と交叉する方向に
ずれてしまうと、電池性能が低下し易いことがわかっ
た。

【００１０】つまり、図１２に示すように、積層された
各単位電池要素１０が積層方向と交叉する方向にずれる
と、単位電池要素１０の周縁が、積層方向に隣り合う単
位電池要素１０の周縁に対してはみ出すこととなる。こ
の結果、例えば、各単位電池要素１０が互いに傾斜した
り、負極１０Ｂからせり出しているために比較的強度の
低い電解質層１０Ｃの周縁がまくれたり又は破れたりす
ると、積層方向に隣り合う単位電池要素１０，１０にお
いて、正極１０Ａの周縁と、負極１０Ｂの周縁との間で
微短絡が生じ、極端な場合には電圧が低下するなど電池
性能が低下する虞があるのである。

【００１１】そして、このような短絡は、特に、正極１
０Ａと正極１０Ａとを向かい合わせて隣合う単位電池要
素１０，１０間において発生する虞がある。つまり、負
極１０Ｂと負極１０Ｂとを向かい合わせて隣合う単位電
池要素１０，１０においては、上述したように正極１０
Ａよりも負極１０Ｂの方が大きく形成されているため、
正極１０Ａの周縁が、この正極１０Ａとともに同じ単位
電池要素１０を形成する負極１０Ｂに規制されるので、
隣り合う単位電池要素１０の負極１０Ｂとが微短絡を起
こす虞は低い。一方、正極１０Ａと正極１０Ａとを向か
い合わせて隣合う単位電池要素１０，１０間において
は、例えば、正極１０Ａと負極１０Ｂとが、強度の低い
電解質層１０Ｃの周縁部を挟んで僅かな距離をおいて向
かい合うようになることもあるので、図中にＸとＹとで
示す箇所で正極１０Ａと負極１０Ｂとが微短絡を生じる
虞がある。

【００１２】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、外部応力に起因した微短絡によるサイクル特
性，容量，レイト特性，保存安定性等の電池性能の低下
を防止できるようにした、平板積層型電池を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の平板積層型電池は、平板状の正極と、該正極
の周縁よりも周縁が大きくなるように形成された平板状
の負極と、該正極と該負極との間に介装され該負極の周
縁よりもさらに周縁が大きくなるように形成された電解
質層とからなる単位電池要素が、複数組積層されて構成
される平板積層型電池において、該単位電池要素の相互
間に、絶縁層が介装されていることを特徴としている。

【００１４】該単位電池要素として、該正極を上方に向
け且つ該負極を下方に向けた姿勢で積層される第１のタ
イプの単位電池要素と、該正極を下方に向け且つ該負極
を上方に向けた姿勢で積層される第２のタイプの単位電
池要素とをそなえ、該第１のタイプの単位電池要素と、
該第２のタイプの単位電池要素とを交互に積層する様に
しても良く、この場合、該単位電池要素の相互間の全て
に該絶縁層をそれぞれ介装するようにしても良い（請求
項２）。又は、該正極を向かい合わせて積層方向に隣り
合う単位電池要素の相互間にだけ、該絶縁層を介装する
ようにしても良い（請求項３）。

【００１５】また、該各単位電池要素を、該正極及び該
負極の一方の電極を上方に向け且つ該正極及び該負極の
他方の電極を下方に向けた同姿勢で順次積層しても良
く、この場合、該単位電池要素の相互間の全てに該絶縁
層をそれぞれ介装するようにしても良い（請求項４）。
該絶縁層の周縁を、該電解質層の周縁と同じ大きさに形
成することが好ましく（請求項５）、また、該絶縁層の
厚さを、１〜２００μｍに設定することが好ましい（請
求項６）。

【００１６】さらに、電解質層中の電解質は、非流動性
を有することが好ましい（請求項７）。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１〜図１０は本発明の一
実施形態としての平板積層型電池について示す図であ
る。なお、本実施形態としては、本発明の平板積層型電
池を、リチウム二次電池に適用した例を説明する。

【００１８】本発明にかかる平板積層型リチウム二次電
池は、図３に示すような可撓性のハウジング２の内部
に、電池要素１（図１参照）が収容されて構成されてお
り、ハウジング２は、電池要素１を収容後、外縁部２
１，２１を封止することによって形成される。また、ハ
ウジング２からはリード３Ａ，３Ｂが露出されている。
リード３Ａ，３Ｂは、一端を、ハウジング２の内部で電
池要素１に電気的に接続されるとともに、他端を、ハウ
ジング２の外部で外部機器に電気的に接続されるように
なっている。

【００１９】電池要素１は、電池の高容量化を図るべ
く、図１に示すように、平板状の単位電池要素１０を複
数（ここでは６個）積層して構成されており、これらの
単位電池要素１０の各相互間には、それぞれ絶縁層１４
が介装されている。そして、各単位電池要素１０は、正
極１０Ａ，負極１０Ｂ，正極１０Ａと負極１０Ｂとの間
に介装される電解質層１０Ｃをそなえて構成される。

【００２０】正極１０Ａ，負極１０Ｂ，電解質層１０Ｃ
の大きさについて説明すると、図２の平面図に示すよう
に、負極１０Ｂは、正極１０Ａの周縁よりも大きな周縁
を有するように形成され、電解質層１０Ｃは、さらに、
負極１０Ｂの周縁よりも大きな周縁を有するように形成
されている。つまり、正極１０Ａよりも負極１０Ｂを大
きく形成する（正極１０Ａの周縁よりも負極１０Ｂの周
縁を大きく形成する）ことにより、平板積層型電池の起
電力物質（リチウム電池であればリチウム）の析出、即
ちデンドライトを抑制することができるようになってい
る。

【００２１】また、電解質層１０Ｃは、多孔性を有する
スペーサの空隙中に電解質が充填されて形成され、正極
１０Ａと負極１０Ｂとを離隔して短絡を防止する機能を
有している。この電解質層１０Ｃ（スペーサ）を正極１
０Ａ及び負極１０Ｂよりも大きくする（電解質層１０Ｃ
の周縁を正極１０Ａの周縁及び負極１０Ｂの周縁よりも
を大きく形成する）ことにより、正極１０Ａと負極１０
Ｂとの離隔を万全なものとして正極１０Ａと負極１０Ｂ
との接触による短絡を防止できるようになっている。

【００２２】また、絶縁層１４は、後述するが、ここで
は電解質層１０Ｃと同じ大きさに設定されている。単位
電池要素１０には、図１において、正極１０Ａを上側と
し負極１０Ｂを下側とした順姿勢で積層される第１のタ
イプの単位電池要素１０と、これとは逆に、負極１０Ｂ
を上側とし正極１０Ａを下側とした逆姿勢で積層される
第２のタイプの単位電池要素１０とがあり、これについ
ては後述するが、以下、第１のタイプはライトタイプ
（Ｒタイプ）といい、第２のタイプはレフトタイプ（Ｌ
タイプ）という。

【００２３】そして、ここでは、電池要素１は、これら
のＲタイプの単位電池要素１０とＬタイプの単位電池要
素１０とが交互に積層されるＬＲ積層型の電池要素１と
して構成されており、これにより、積層方向に隣り合う
単位電池要素１０，１０が、互いに同極（即ち、正極１
０Ａと正極１０Ａ、又は負極１０Ｂと負極１０Ｂ）で接
するようになっている。

【００２４】また、図６に示すように、正極１０Ａ及び
負極１０Ｂは、集電体１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ極活物
質１１Ａ，１１Ｂを塗布して構成される。集電体１２
Ａ，１２Ｂの両面に極活物質１１Ａ，１１Ｂを塗布する
のは製作上難しく、このため、正極１０Ａ及び負極１０
Ｂとしては、図６に示すように、集電体１２Ａ，１２Ｂ
の片面にだけ極活物質１１Ａ，１１Ｂを塗布したものが
使用される。

【００２５】極活物質１１Ａ，１１Ｂは、起電力物質と
してのイオンの移動が可能なように電解質層１０Ｃを介
して互いに面するように構成される。したがって、図６
のような片面塗布タイプの極１０Ａ，１０Ｂでは、単電
池要素１０を構成する際には、正極１０Ａと負極１０Ｂ
とは、集電体１２Ａ，１２Ｂを外側（単位電池要素１０
の厚み方向の中心線Ｃ₀に対して互いに離隔する側）に
向けた姿勢で並べられることとなる。そして、互いに隣
り合う単位電池要素１０，１０が同極（正極１０Ａと正
極１０Ａ又は負極１０Ｂと負極１０Ｂ）で重ね合わされ
るように構成されている。

【００２６】そして、図６において負極活物質１１Ｂの
下方に積層される負極活物質は、この負極活物質１１Ｂ
と逆姿勢（図６中で負極集電体を上方に向け、負極活物
質を下方に向けた姿勢）で積層され、これに対応して、
その下方に、電解質層，正極活物質，正極集電体が上か
らこの順に並べられることとなり、図６に示す単位電池
要素１０の下方には、この単位電池要素１０とは逆の姿
勢の単位電池要素１０が並ぶ構成となる。即ち、片面塗
布型の極１０Ａ，１０Ｂを同極同士で接するように並べ
られる場合には、上述したように順姿勢と逆姿勢の単位
電池要素１０が交互に並べられることとなるのである。

【００２７】さて、単位電池要素１０の各極１０Ａ，１
０Ｂには、集電体１２Ａ，１２Ｂが延設されて構成され
るタブ１３Ａ，１３Ｂがそなえられており、ここでは、
これらのタブ１３Ａ，１３Ｂを接続して、複数積層され
た単位電池要素１０を並列に接続するようになってい
る。このため、積層された各単位電池要素１０の正極側
のタブ１３Ａをそれぞれ重合して結束し易いように、同
様に、各単位電池要素１０の負極側のタブ１３Ｂをそれ
ぞれ重合して結束し易いように、ここでは、積層されて
電池要素を構成する際には、図２に示す上面視におい
て、各正極用タブ１３Ａが図中で下側に、各負極用タブ
１３Ｂが図中で上側になるように、各単位電池要素１０
は形成されている。

【００２８】このため、上述したように単位電池要素１
０には順姿勢で積層されるものと逆姿勢で積層されるも
のとがあるが、順姿勢で積層されるものは、正極１０Ａ
を上に且つ負極１０Ｂを下にした姿勢で、上面視でタブ
１３Ａ，１３Ｂを上にして見ると正極側タブ１３Ａが右
側になるように形成され（したがって、この単位電池要
素１０を上述したようにＲタイプ又はＲタイプの単位電
池要素１０と呼ぶ）、一方、逆姿勢で積層されるもの
は、正極１０Ａを上に且つ負極１０Ｂを下にした姿勢
で、上面視でタブ１３Ａ，１３Ｂを上にして見ると正極
側タブが左側になるように形成される（したがって、こ
の単位電池要素１０を上述したようにＬタイプ又はＬタ
イプの単位電池要素１０と呼ぶ）。このようなＲタイプ
とＬタイプとでは、正極用タブ１３Ａと負極用タブ１３
Ｂとの配置が、中心線Ｃ_L（図２参照）に対し対称の構
造となっている。

【００２９】つまり、このような構造にすることによ
り、上述したように、これらの単位電池要素１０を互い
に上下（厚み方向に対して）反対にして積層したときに
（即ち、Ｒタイプでは正極を上とし、Ｌタイプでは負極
を上とするか、或いは、Ｒタイプでは負極を上とし、Ｌ
タイプでは正極を上としたときに）、正極用タブ１３Ａ
と負極用タブ１３Ｂとをそれぞれ片側に集中させて重合
させやすい構造としているのである。

【００３０】さて、本平板積層型電池では、上述したよ
うに、単位電池要素１０の各相互間に絶縁層１４が介装
されている。積層型電池では、外部応力が加えられる
と、各単位電池要素１０，１０が積層方向と交叉する方
向にずれたり、また、電解質層１０Ｃの縁部は、正極１
０Ａ及び負極１０Ｂからはみ出て比較的強度が低いため
破れたり又はまくれ上がったりすることがあるが、この
ような場合でも、本平板積層型電池では、単位電池要素
１０の各相互間に介装された絶縁層１４により、積層方
向に隣り合う単位電池要素１０において正極１０Ａと負
極１０Ｂとの接触が防止されるようになっている。これ
により、各単位電池要素１０，１０が積層方向と交叉す
る方向にずれてしまった場合でも、微短絡による電池性
能の低下を抑制でき、電池性能の低下を防止できるよう
になっている。

【００３１】また、絶縁層１４の厚さは、ここでは１５
μｍで設定されている。絶縁層１４の厚さは、厚すぎる
と電池全体としてのエネルギ密度が低下したり電池が大
きくなってしまい、一方、薄すぎると、機械的強度が低
く破れる等して、正極１０Ａと負極１０Ｂとの絶縁を確
実に行なえないため、絶縁層１４の厚さは、１〜２００
μｍ、特に５〜５０μｍの範囲で設定するのが好まし
い。

【００３２】また、絶縁層１４の材質としては、絶縁機
能を有する限り特に制限はなく、例えば、後述する多孔
性シートの材料と同様の各種合成樹脂を使用することが
できるが、その中でも窒素（Ｎ）を含んでいないものが
好ましく、例えば、ポリプロピレンやポリオリフィン等
の樹脂製のフィルム状材が使用される。さらに、絶縁層
１４の空隙率は、高すぎると絶縁機能の確保に課題が生
じ、一方、低すぎると製造の困難性が増す。このため、
絶縁層１４の空隙率は、２〜６０％、特に５〜２０％の
範囲で設定されることが好ましい。

【００３３】さて、以下、ハウジング２，正極１０Ａ，
負極１０Ｂ及び電解質層１０Ｃ及びリード３Ａ，３Ｂに
ついて説明する。先ず、ハウジング２について説明する
と、ハウジング２の構造は、機械的強度を有するととも
に密封性を有するものであればいかなる構造であっても
よいが、上述した図３に示す構成の他、例えば、図４に
示すようなハウジング４を使用しても良い。ハウジング
４では、シート状ハウジング部材の一部に絞り加工が施
されて電池要素１を収容する収容部４１が形成され、こ
の収容部４１に電池要素１が収容された後、ハウジング
部材を折り返して重ね合わせて封止される。

【００３４】図３及び図４に示すように、重ね合わされ
たハウジング２，４を封止する構成とするのが、製造の
容易さや電池容量等の電池性能の点で好ましい。この場
合、リード３Ａ，３Ｂを、容易に、ハウジング２，４の
封止部から外部に露出させることができる。リードをハ
ウジングの封止部から露出させることは、内部に収納さ
れる電池要素１との電気的接続が容易であり、その結
果、電池の歩留まりや安全性を高める上で好ましい態様
である。

【００３５】また、ハウジング２，４は、電池の形状を
様々に変更することが容易になるので、形状可変性を有
するのが好ましい。また、電池要素１をハウジング２，
４に収容してハウジング２，４の外縁部を封止する際、
かかる封止前にハウジング２，４内部を真空状態とする
ことが好ましい。これにより、電池要素１に押付力を付
与することができ、サイクル特性等の電池特性を向上さ
せることができる。

【００３６】また、ハウジング２，４の材料としては、
アルミニウム，ニッケルメッキをした鉄，銅等の金属又
は合成樹脂等を用いることができるが、軽量で防湿性が
高く且つ加工が容易なので、金属と合成樹脂が積層され
た可撓性フィルム状の複合材〔例えば、ラミネート状の
複合材（ラミネートフィルム）〕を用いるのが好まし
い。ラミネート状の複合材を用いることにより、ハウジ
ング２，４を構成する部材の薄膜化・軽量化が可能とな
り、電池全体としての容量を向上させることができる。

【００３７】ラミネート状の複合材としては、図５
（Ａ）に示すように、金属層５と合成樹脂層６が積層さ
れたものを使用することができる。この金属層５は、水
分の浸入の防止あるいは形状保持性を維持させるもの
で、アルミニウム，鉄，銅，ニッケル，チタン，モリブ
デン及び金等の単体金属や、ステンレス，ハステロイ等
の合金、又は酸化アルミニウム等の金属酸化物でもよい
が、特に、加工性の優れたアルミニウムが好ましい。金
属層５は、金属箔，金属蒸着膜，金属スパッター等によ
り形成することができる。

【００３８】合成樹脂６は、金属層５と電池要素１等と
の接触の防止したり、あるいは金属層５の保護のために
用いられるものであって、弾性率，引張り伸び率につい
ては特に制限されず、一般にエラストマーと称されるも
のも含む。そして、合成樹脂６は、熱可塑性プラスチッ
ク，熱可塑性エラストマー類，熱硬化性樹脂及びプラス
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。

【００３９】また、ラミネート状複合材は、図５（Ｂ）
に示すように金属層５の外側面に外側保護層として機能
する合成樹脂層６Ａと、内側面に電解質による腐蝕や金
属層５と電池要素１との接触を防止したり、金属層５を
保護するための内側保護層として機能する合成樹脂層６
Ｂとを積層した三層構造体とすることもできる。この場
合、外側保護層に使用する樹脂６Ａ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，非晶性ポリオレフィン，ポリエチレンテレフタレー
ト，ポリアミド等の耐薬品性や機械的強度に優れた樹脂
を使用するのが望ましい。一方、内側保護層に使用する
樹脂６Ｂには、耐薬品性の合成樹脂が用いられ、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。

【００４０】また、ラミネート状複合材は、図５（Ｃ）
に示すように金属層５と、保護層形成用合成樹脂６Ａ
と、内側保護層用合成樹脂層６Ｂとの各相互間に、それ
ぞれ接着剤７を介装してもよい。さらにまた、ハウジン
グ部材の接続部（封止部）を接着するために、複合材の
最内面に、溶着可能なポリエチレン，ポリプロピレン等
の樹脂からなる接着層を設けることもできる。

【００４１】また、ハウジング２，４の成形は、フィル
ム状体の周囲を融着して形成してもよく、シート状体を
真空成形、圧空成形、プレス成形等によって絞り成形し
てもよい。また、合成樹脂を射出成形することによって
成形することもできる。射出成形によるときは、金属層
はスパッタリング等によって形成されるのが通常であ
る。

【００４２】次に、正極１０Ａ及び負極１０Ｂについて
図６を参照しながら説明すると、上述したが、正極１０
Ａは、正極集電体１２Ａを芯材としてこの正極集電体１
２Ａの片面に正極活物質１１Ａを塗布して構成され、同
様に、負極１０Ｂは、負極集電体１２Ｂを芯材としてこ
の負極集電体１２Ｂの片面に負極活物質１１Ｂを塗布し
て構成される。また、各正極集電体１２Ａからは、正極
タブ１３Ａが延設され、同様に、各負極集電体１２Ｂか
らは、負極タブ１３Ｂが延設されている。

【００４３】なお、集電体１２Ａ，１２Ｂとしては、一
般的に金属からなる箔が用いられ、ここでは、活物質１
１Ａ，１１Ｂとの相性から、正極集電体１２Ａ（タブ１
３Ａも含む）としてアルミニウムが、負極集電体１２Ｂ
（タブ１３Ｂも含む）として銅がそれぞれ用いられてい
る。集電体１２Ａ，１２Ｂの厚みは、適宜選択されるも
のであるが、薄すぎると機械的強度が弱くなるため加工
が困難なものになって生産性の低下を招き、一方、厚す
ぎると電池全体としてのエネルギ密度の低下を招く虞が
あるので、１〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。

【００４４】また、集電体１２Ａ，１２Ｂと活物質１１
Ａ，１１Ｂとの接着強度を高めるべく、活物質１１Ａ，
１１Ｂを塗布する前に、集電体１２Ａ，１２Ｂの表面を
予め粗面化処理することが好ましく、このような表面の
粗面化方法としては、例えば、機械的研磨法，電解研磨
法，化学研磨法等がある。機械的研磨法としては、例え
ば、研磨剤粒子を固着した研磨布紙，砥石，エメリバ
フ，鋼線等を備えたワイヤーブラシで、集電体表面を研
磨する方法が挙げられる。また、各集電体１２Ａ，１２
Ｂは、板状部材や網状部材や或いはパンチングメタル等
により構成される。

【００４５】正極活物質１１Ａ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
のカルコゲン化合物等が挙げられる。ここで遷移金属と
してはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が用いられる。具体的
には、ＭｎＯ，Ｖ₂Ｏ₅、Ｖ₆０₁₃。、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、ＴｉＳ₂、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１１Ａ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、コバルト、ニッケル及ぴマンガンから
なる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属とリチウ
ムとの複合酸化物である。

【００４６】また、正極活物質１１Ａの粒径は、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１〜１００μｍ、特に２〜６０μｍ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。負極活物質１１Ｂとしては、リチウムイオン
を吸蔵・放出可能なものとして、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。斯かる炭素系物
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−Ａ１，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。

【００４７】負極活物質１１Ｂの粒径が大きすぎると電
子伝導性が悪化し、初期効率，レイト特性，サイクル特
性等の電池特性の向上の観点から、負極活物質１１Ｂの
平均粒径は、上限については、通常１２μｍ以下、好ま
しくは１０μｍ以下であり、下限については、通常は
０．５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上である。これら
の正極活物質１１Ａ及び負極活物質１１Ｂは、それぞれ
集電体１２Ａ，１２Ｂ及び相互に結着するため、正極活
物質１１Ａ及び負極活物質１１Ｂにはバインダを混合す
ることが好ましい。バインダ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。

【００４８】なお、バインダの量が少なすきると電極の
強度が低下する虞があり、一方、バインダの量が多すぎ
ると容量が低下したり、レイト特性が低下する虞がある
ため、活物質１００重量部に対するバインダの配合量
は、０．１〜３０重量部とするのが好ましく、１〜１５
重量部とするのが一層好ましい。また、活物質１１Ａ，
１１Ｂ中に、必要に応じて導電材料，補強材等の各種の
機能を発現させる添加剤，粉体又は充填材等を含有させ
ててもよい。導電材料としては、活物質１１Ａ，１１Ｂ
に適量混合して導電性を付与できるものであれぱ特に制
限は無いが、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。

【００４９】活物質１１Ａ，１１Ｂを集電体１２Ａ，１
２Ｂ上に形成する手法としては、例えば、粉体状の活物
質１１Ａ，１１Ｂをバインダとともに溶剤と混合し、こ
れを、ボールミルやサンドミルや二軸混練機等を用いて
分散塗料化したものを、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に塗布
して乾燥する方法がある。この場合、用いられる溶剤の
種類は、活物質１１Ａ，１１Ｂに対して不活性であり且
つバインダを溶解しうるものであれば特に制限されず、
例えばＮ−メチルピロリドン等の一般的に使用される無
機溶剤又は有機溶剤のいずれも使用できる。

【００５０】また、活物質１１Ａ，１１Ｂをバインダと
混合し加熱することにより軟化させた状態で、集電体１
２Ａ，１２Ｂ上に圧着、あるいは吹き付けることによ
り、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に活物質１１Ａ，１１Ｂの
層を形成することもできる。或いは、バインダを混合さ
せずに、活物質１１Ａ，１１Ｂを単独で集電体１２Ａ，
１２Ｂ上に焼成することによって、集電体１２Ａ，１２
Ｂ上に活物質１１Ａ，１１Ｂの層を形成することもでき
る。

【００５１】また、活物質１１Ａ，１１Ｂには、活物質
１１Ａ，１１Ｂ内でのイオンの移動を容易にすべく、後
述する電解質層１０Ｃの材料と同様のもの（電解物質）
が混合されている。混合される電解物質が多いほど、活
物質１１Ａ，１１Ｂ中においてイオンの移動が容易にな
るのでレイト特性上は好ましいが、その一方、電解物質
が少ないほどエネルギ密度は高くなる。このため、活物
質１１Ａ，１１Ｂに対する電解物質の混合比は、１０〜
５０体積％とすることが好ましい。

【００５２】また、各活物質１１Ａ，１１Ｂの膜厚は、
容量的には厚い方が好ましい一方、レイト特性上は薄い
方が好ましい。このため、各活物質１１Ａ，１１Ｂの膜
厚は、下限としては、通常２０μｍ以上、好ましくは３
０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上、最も好ま
しくは８０μｍ以上であり、一方、上限としては、通常
２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。

【００５３】さて、次に電解質層１０Ｃについて説明す
ると、電解質層１０Ｃは、上述したように、正極１０Ａ
と負極１０Ｂとの間に介装されており、例えば、多孔性
シートに後述する電解質を含浸させて構成され、電解質
層１０Ｃの厚みは、通常１〜２００μｍ、好ましくは５
〜５０μｍである。多孔性シートとしては、通常、空隙
率が１０〜９５％のものが使用されるが、空隙率が３０
〜８５％程度のものを使用するのが好ましい。また、多
孔性シートの材質としては、ポリオレフィン又は水素原
子の一部もしくは全部がフッ素置換されたポリオレフィ
ン（具体的には、ポリオレフィン等の合成樹脂を用いて
形成した微多孔性膜）を用いた多孔膜や不織布や織布等
が使用される。また、多孔性シートの厚さについては、
通常は１〜２００μｍ、好ましくは５μｍ〜５０μｍの
ものが使用される。

【００５４】また、多孔性シートに含浸される電解質と
しては、流動性電解質（以下、電解液という）や、ゲル
状電解質や完全固体型電解質等の非流動性電解質等の各
種の電解質が使用される。電池の特性上は、電解液又ゲ
ル状電解質を使用するが好ましく、また、安全上は、非
流動性電解質を使用するのが好ましい。特に、非流動性
電解質を使用した場合、従来の電解液を使用する電池に
対してより有効に液漏れが防止できるので、上述したよ
うに、電解質層１０Ｃを含む電池要素１を収容するハウ
ジング２の材質として、強度は低いものの、薄膜且つ形
状可変の例えばラミネートフィルムのような材質を用い
ることが可能となる。

【００５５】このような電解液，ゲル状電解質及び完全
固体型電解質について説明する。先ず、電解質層１０Ｃ
に適用可能な電解液について説明すると、電解液は、通
常、支持電解質を非水系溶媒に溶解させて生成される。
支持電解質としては、電解質として正極活物質１１Ａ及
び負極活物質１１Ｂに対して安定であり、且つ、リチウ
ムイオンが正極活物質１１Ａ又は負極活物質１１Ｂと電
気化学反応をするための移動をおこない得る非水物質で
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、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＢ
Ｆ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＩ，ＬｉＢｒ，ＬｉＣｌ，Ｌｉ
ＡｌＣｌ，ＬｉＨＦ₂，ＬｉＳＣＮ，ＬｉＳ０₃ＣＦ₂等
のリチウム塩を使用することができる。これらのうちで
は特にＬｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄を使用するのが好まし
い。

【００５６】これらの支持電解質に対し非水系溶媒を溶
剤としている場合、濃度は、一般的に０．５〜２．５ｍ
ｏｌ／Ｌの濃度の電解液が使用される。また、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を用いるのが好ましい。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等の非環状
カーボネート類、テトラヒドロフラン，２一メチルテト
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使用され
る。これらの溶媒は、単体で使用することも可能であ
り、或いは２種以上混合して使用することも可能であ
る。

【００５７】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の内の何れか１種類を
使用するか、又は、この内の何れか２種以上を混合して
使用することが好ましい。また、これらの溶媒の分子中
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
可能である。

【００５８】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、
電池の安定性や性能や寿命を高める目的で使用できる。

【００５９】次に、電解質層１０Ｃに適用可能なゲル状
電解質について説明すると、ゲル状電解質は、通常、上
記電解液を高分子によって保持させることにより生成さ
れる。即ち、ゲル状電解質とは、通常、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。このようなゲル状電解質で
は、イオン伝導性等の特性については、上記電解液に近
い特性を有しながらも、流動性や揮発性等については著
しく抑制されて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、低すぎると電解液を保持できず液
漏れが発生する虞があり、一方、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傾向にあるので、１〜
５０重量％の範囲にあることが好ましい。

【００６０】ゲル状電解質に使用される高分子として
は、電解液と共にゲルを構成しうる高分子であれば特に
制限はなく、ポリエステル，ポリアミド，ポリカーボネ
ート，ポリイミド等の重縮合によって生成されるもの
や、ポリウレタン，ポリウレア等のように重付加によっ
て生成されるものや、ポリメタクリル酸メチル等のアク
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，ポリフッ化ビニリデン等のポリビニル系等の付加
重合で生成されるもの等がある。

【００６１】好ましい高分子としては、ポリアクリロニ
トリル，ポリフッ化ビニリデンを挙げることができる。
ここで、ポリフッ化ビニリデンとは、フッ化ビニリデン
の単独重合体のみならず、ヘキサフルオロプロピレン等
他のモノマー成分との共重合体をも包含する。また、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
等のアクリル誘導体系を重合して得られるアクリル系ポ
リマーを使用することも好ましい。

【００６２】高分子の重量平均分子量／高分子の電解液
に対する濃度は、低すぎると、電解液の保持性が低下し
て（ゲルを形成しにくくなって）電解質が流動してハウ
ジング２から外部に洩れる（液漏れする）虞があり、一
方、高すぎると、粘度が過剰に高くなって製作工程上困
難を生じ、或いは、電解液の割合が低いためイオン伝導
度も低く電池特性（例えばレイト特性）が低下する虞が
ある。このため、重量平均分子量については、通常、1
0,000〜5,000,000の範囲の高分子を使用することが好ま
しく、また、高分子の電解液に対する濃度は、０．１重
量％〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。

【００６３】次に、電解質層１０Ｃに適用可能な完全固
体状電解質について説明すると、完全固体状電解質とし
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
は極性が高いものを使用し、側鎖を多数有するような骨
格にすることが好ましい。

【００６４】次に、リード３Ａ，３Ｂについて図１を参
照しながら説明する。電池要素１の各正極用タブ１３Ａ
は超音波溶着等により互いに重合されてリード結合端子
を形成し（但し、図１では便宜的に各正極用タブ１３Ａ
を離隔して示している）、このリード結合端子が同時に
リード３Ａと接合されている（但し、図１では便宜的に
リード３Ａと正極用タブ１３Ａを離隔して示してい
る）。図示しないが、同様に、電池要素１の各負極用タ
ブ１３Ｂは、互いに重合されてリード結合端子を形成
し、ハウジング２内部でリード３Ｂと接合されている。
そして、リード３Ａ，３Ｂは、タブ１３Ａ，１３Ｂと接
合されていない側の端部を、携帯電話等の外部機器に電
気的に接続されている。

【００６５】また、ハウジング２内でタブ１３Ａに接続
されるリード３Ａは、電食を起こさないようにタブ１３
Ａと同材（ここではアルミニウム材）により構成され、
同様に、ハウジング２内でタブ１３Ｂに接続されるリー
ド３Ｂはタブ１３Ｂと同材（ここでは銅材）により構成
されている。また、リード３Ａ，３Ｂには、焼鈍された
金属を用いることが好ましい。

【００６６】本発明の一実施形態としての平板積層型電
池は上述のように構成されており、図７に示す偏加重試
験装置５０により偏加重試験を行なった結果、後述する
ように、本平板積層型電池は、外部応力に対して電池性
能が低下しにくいことが実証された。偏加重試験装置５
０について簡単に説明すると、この偏加重試験装置５０
は、金属プレート５１，５２をそなえて構成されてお
り、これらの金属プレート５１，５２は、いずれも図示
しないプレス機構に接続され、金属プレート５１，５２
間にセットされる試験体（平板積層型電池）Ｐを任意の
押圧力でプレスできるようになっている。また、上方の
金属プレート５１は、下方の金属プレート５２に面する
側、即ち、平板積層型電池Ｐと接触する側の面が、図示
するように傾斜（２／１００）して形成されており、平
板積層型電池Ｐをプレスする際には、この平板積層型電
池Ｐに対し積層方向と交叉する方向に力（偏加重）が作
用するようになっている。

【００６７】さらに、平板積層型電池Ｐをプレスする際
には、平板積層型電池Ｐと金属プレート５１，５２との
相互間には、それぞれ樹脂製の絶縁シート５３Ａ，５３
Ｂがセットされ、さらに、絶縁層５３Ａと平板積層型電
池Ｐとの間には、紙ヤスリ５４がセットされる。また、
平板積層型電池Ｐのタブ１３Ａ，１３Ｂには、テスタ５
５が電気的に接続されており、平板積層型電池Ｐの電通
状態を確認できるようになっている。

【００６８】このような構成において、試験は、以下の
様にして行なわれる。つまり、テスタ５５の検出値を監
視しながら、テスタ５５の検出値から微短絡が生じたと
判定されるまで、金属プレート５１，５２による平板積
層型電池Ｐに対する押圧力を徐々に増加させていく。そ
して、短絡が生じたと判定された時点での押圧力（短絡
押圧力）を、短絡に対する平板積層型電池Ｐの強度の相
関値として評価するのである。

【００６９】そして、本実施形態の平板積層型電池につ
いて、上記試験を行なった結果、短絡押圧力は６ｔｏｎ
であった。つまり、本平板積層型電池では、単位電池要
素１０の各相互間に絶縁層１４が介装されているので、
外部応力が加えられて各単位電池要素１０が積層方向と
交叉する方向にずれるようなことがあっても、積層方向
に隣り合う単位電池要素１０，１０間で正極１０Ａと負
極１０Ｂとの間の微短絡を絶縁層１４で防止して、サイ
クル特性，容量，レイト特性，保存安定性等の電池性能
の低下を防止できるのである。

【００７０】また、本平板積層型電池によれば、この他
にも、以下のような利点がある。つまり、絶縁層１４
が、従来より正極１０Ａと負極１０Ｂとを遮蔽すべく寸
歩設定されている電解質層１０Ｃと同じ大きさに設定さ
れているので、正極１０Ａと負極１０Ｂとの絶縁を効果
的に行なうことができ、また、電池の縦横寸法（平面寸
法）は従来と変わらないので、正極１０Ａ，負極１０
Ｂ，電解質層１０Ｃ及び絶縁層１４を重ね合わせるため
の電池製作用の治具として、従来電池の治具をそのまま
流用できるという利点がある。また、この場合、絶縁層
１４に用いるシートの製造を、電解質層に用いる多孔性
シートの製造プロセスの中に組み込んで流用することが
できるという利点もある。

【００７１】また、絶縁層１４が、単位電池要素１０の
各相互間の全てに絶縁層１４が介装されるので、効果的
に短絡を防止できるという利点もある。なお、本発明の
平板積層型電池は、上述の実施形態のものに限定され
ず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが
可能である。例えば、上述の実施形態では、絶縁層１４
が、単位電池要素１０の各相互間の全てに介装されてい
るが、図８に示すように、正極１０Ａと正極１０Ａとが
向かい合わせて隣合う単位電池要素１０，１０の相互間
についてのみ、絶縁層１４を介装するように構成しても
良い。

【００７２】つまり、負極１０Ｂと負極１０Ｂとが重ね
合わされる単位電池要素１０，１０においては、上述し
たように正極１０Ａよりも負極１０Ｂの方が大きく形成
されているため、単位電池要素１０が積層方向と交叉す
る方向にずれてしまっても、正極１０Ａの周縁が、この
正極１０Ａとともに同じ単位電池要素１０を形成する負
極１０Ｂに規制されるので、隣り合う単位電池要素１０
の負極１０Ｂに接触する虞は相対的に低い。

【００７３】一方、正極１０Ａと正極１０Ａとが重ね合
わされる単位電池要素１０，１０間においては、単位電
池要素１０が積層方向と交叉する方向にずれてしまう
と、互いに隣り合う負極１０Ｂの周縁と正極１０Ａの周
縁とは、強度の低い電解質層１０Ｃの周縁部を介して僅
かな距離をおいて離隔されているだけなので、これらが
僅かにではあれ接触する虞は相対的に高く、そこで、正
極１０Ａと正極１０Ａとが重ね合わされる（向かい合わ
せて隣合う）単位電池要素１０，１０間についてのみ絶
縁層１４を介装するようにしているのである。このよう
な図８に示す構成の電池について、図７に示す偏加重試
験装置５０により試験を行なった結果、短絡押圧力は５
Ｔｏｎであった。

【００７４】したがって、このような構成の電池によれ
ば、上述の実施形態と略同様に、かかる短絡を抑制する
ことができ、さらに、上述の実施形態に比べ絶縁層１４
の枚数を減少させることができるので電池全体としての
厚みを薄くすることができるという利点がある。また、
絶縁層１４を、必ずしも、図８に示すように正極１０Ａ
と正極１０Ａとが重ね合わされる単位電池要素１０，１
０の各相互間の全てに設ける必要はなく、例えば、積層
ずれが生じやすい単位電池要素１０，１０を特定できる
のであれば、これらの単位電池要素１０，１０の間にだ
け絶縁層１４を設ければよい。

【００７５】また、Ｒタイプの単位電池要素１０だけを
積層して構成されるＲＲ積層型の平板積層型電池や、Ｌ
タイプの単位電池要素１０だけを積層して構成されるＬ
Ｌ積層型の平板積層型電池の電池において、単位電池要
素１０の相互間に絶縁層１４を介装するように構成して
も良い。即ち、図９に示すように、各単位電池要素１０
を、正極１０Ａを上方に向け且つ負極１０Ｂを下方に向
けた同姿勢で順次積層し、単位電池要素１０の各相互間
の全てに絶縁層１４を介装するのである。この場合、Ｌ
タイプとＲタイプのように異なる２つのタイプの単位電
池要素を製造する必要がなくなるので、電池の製造がよ
り簡便化されるという利点がある。なお、図９に示す構
成は、上記構成以外は全て図１に示す構成と同じであ
る。

【００７６】また、ＲＬ積層型の平板積層型電池だけで
なく、Ｒタイプの単位電池要素１０とＬタイプの単位電
池要素１０とがある規則性により積層される平板積層型
電池は勿論、Ｒタイプの単位電池要素１０とＬタイプの
単位電池要素１０とが不規則に積層される平板積層型電
池にも、本発明の平板積層型電池を適用することができ
る。この場合、正極１０Ａと負極１０Ｂとを向かい合わ
せて積層方向に隣り合う単位電池要素１０，１０の相互
間、及び、正極１０Ａと正極１０Ａとを向かい合わせて
積層方向に隣り合う単位電池要素１０，１０の相互間
に、絶縁層１４を介装すれば良く、負極１０Ｂと負極１
０Ｂとを向かい合わせて積層方向に隣り合う単位電池要
素１０，１０の相互間には、絶縁層１４を介装するか否
かは、各種設計条件に応じて適宜決定すればよい。

【００７７】さらにまた、図１０に示すように、両面塗
布型の電極（ここでは集電体１２Ｂの両面に負極活物質
１１Ｂがそれぞれコーティングされた負極１０Ｂ′）を
用いて正極活物質１１Ａと負極活物質１１Ｂとをそれぞ
れ複数（ここでは２つ）有する単位電池要素１０′を使
用することもできる。この場合、隣り合う単位電池要素
１０′の一番外側に存在する集電体（この場合、両方と
も正極集電体１２Ａ）を相互に対向させ、この相互間に
絶縁層１４を介装させる。図１０に示すこの例では、隣
り合う単位電池要素１０′，１０′は、正極１０Ａ，１
０Ａで向かい合い、これらの同極同士の正極１０Ａ，１
０Ａ間に絶縁層１４が介装されているが、勿論、単位電
池要素を互いに異なる極同士で隣り合わせ、単位電池要
素の一番外側の正極集電体と、この単位電池要素に隣り
合う単位電池要素の一番外側の負極集電体との間に絶縁
層を介装するような構成でもよい。

【００７８】なお、図１０は図１と同様に平板積層型電
池の構造を拡大して示す模式的断面図であるが、正極側
タブや負極側タブ等は省略し、単にその積層構造のみを
示している。また、上述の実施形態では、絶縁層１４の
平面寸法は、電解質層１０Ｃと同じ大きさになるように
設定されているが、絶縁層１４の平面寸法を、電解質層
１０Ｃよりも大きくなるように設定しても良い。これに
より、一層効果的に短絡を抑制できるようになるという
利点がある。

【００７９】また、上述の実施形態では、各単位電池要
素１０は、四角形状に形成されているが、単位電池要素
１０の形状は設計条件に応じて適宜設定されるもので、
例えば、四角形以外の多角形は勿論、円形であってもよ
い。また、上述の実施形態では、本発明の平板積層型電
池を、リチウムイオンを起電力物質としたリチウム電池
に適用した例を示したが、本発明の平板積層型電池は、
リチウム電池だけでなく、この他の物質を起電力物質と
した各種電池に適用可能である。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の平板積層型電池によれば、平板状の正極と、正極
の周縁よりも周縁が大きくなるように形成された平板状
の負極と、これらの正極と負極との間に介装され負極の
周縁よりもさらに周縁が大きくなるように形成された電
解質層とからなる単位電池要素の相互間に絶縁層が介装
されているので、外部応力を受けて各単位電池要素が、
積層方向と交叉する方向にずれたとしても、積層方向に
隣り合う単位電池要素が、これらの単位電池要素の相互
間に介装された絶縁層により確実に隔離される。したが
って、外部応力に起因した微短絡によるサイクル特性，
容量，レイト特性，保存安定性等の電池性能の低下を防
止できるという利点がある。

【００８１】また、正極を上方に向け且つ負極を下方に
向けた姿勢で積層される第１のタイプの単位電池要素
と、正極を下方に向け且つ負極を上方に向けた姿勢で積
層される第２のタイプの単位電池要素とを交互に積層
し、単位電池要素の相互間の全てに絶縁層を介装するこ
とにより、一層効果的に徴短絡を防止して電池性能に支
障をきたすことを防止できるという利点がある（請求項
２）。

【００８２】また、特に、正極を向かい合わせて隣り合
う第１のタイプの単位電池要素と第２のタイプの単位電
池要素との相互間においては、単位電池要素が積層方向
と交叉する方向にずれたときに、特に微短絡が生じやす
いので、かかる相互間にだけ絶縁層を介装することによ
り、比較的薄い厚みのまま、請求項２の平板積層型電池
と略同様に効果を得ることができるという利点がある
（請求項３）。

【００８３】また、正極及び負極の一方の電極を上方に
向け且つ正極及び負極の他方の電極を下方に向けた同姿
勢で単位電池要素を順次積層し、これらの各相互間の全
てに絶縁層を介装することによって、より簡便なプロセ
スで有効に微短絡を防止した電池とすることができると
いう利点がある（請求項４）。また、絶縁層の周縁を、
正極と負極とを遮蔽できるように寸法設定されている電
解質層の周縁と同じ大きさに形成することで、この絶縁
層により、異なる単位電池要素間での正極と負極との接
触を防止して、電池性能に支障をきたすことを効果的に
防止できるとともに、従来の平板積層型電池と同じ平面
寸法となるので、従来の製作用の治具をそのまま流用で
き、或いは電解質層に用いる多孔性のシートの製造プロ
セスを流用できるため生産性が高く低コストになるとい
う利点がある（請求項５）。

【００８４】また、絶縁層の厚さは、厚すぎると電池全
体としてのエネルギ密度が低下したり電池が大きくなっ
てしまい、一方、薄すぎると、機械的強度が低く損壊し
て正極と負極との絶縁を確実に行なえない虞があるが、
絶縁層の厚さを、１〜２００μｍに設定することによ
り、電池の大型化，低効率化を抑制しつつ、電池性能に
支障をきたすことを防止できるという利点がある（請求
項６）。

【００８５】さらに、電解質層中の電解質として、非流
動性のものを使用することにより、電解質が外部に洩れ
てしまうことを抑制できるという利点がある（請求項
７）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての平板積層型電池の
構造を拡大して示す模式的な断面図（図２のＡ１−Ａ１
断面図）である。

【図２】本発明の一実施形態としての平板積層型電池に
かかる電池要素及び単位電池要素の構成を示す模式的な
平面図である。

【図３】本発明の一実施形態としての平板積層型電池の
全体構成を示す模式的な斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態としての平板積層型電池に
かかるハウジングの別の例の全体構成を示す模式的な斜
視図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態として
の平板積層型電池にかかるハウジングの構成部材の構造
を拡大して示す模式的な断面図である。

【図６】本発明の一実施形態としての平板積層型電池に
かかる単位電池要素の構造を拡大して示す模式的な要部
断面図（図２のＡ２−Ａ２矢視断面図）である。

【図７】偏加重試験装置の全体構成を示す模式的な側面
図である。

【図８】本発明の一実施形態としての平板積層型電池の
変形例の構造を拡大して示す模式的な断面図である（図
１に対応する図である）。

【図９】本発明の一実施形態としての平板積層型電池の
変形例の構造を拡大して示す模式的な断面図である。

【図１０】本発明の一実施形態としての平板積層型電池
の変形例の構造を拡大して示す模式的な断面図である。

【図１１】従来の平板積層型電池の構造を示す模式図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ１−Ｂ１断
面図である。

【図１２】従来の平板積層型電池において外部応力が加
わった際に生じる微短絡について説明するための模式的
な断面図である。

【符号の説明】

１電池要素２，４ハウジング３Ａ正極側リード３Ｂ負極側リード５金属層６，６Ａ，６Ｂ合成樹脂層７接着材１０，１０′ 単位電池要素１０Ａ正極１０Ｂ，１０Ｂ′ 負極１０Ｃ電解質層１１Ａ正極活物質１１Ｂ負極活物質１２Ａ，１２Ｂ集電体１３Ａ正極側タブ１３Ｂ負極側タブ１４絶縁層４１収容部５０偏加重試験装置５１，５２金属プレート５３Ａ，５３Ｂ絶縁シート５４紙ヤスリ５５テスタＰ試験対

フロントページの続き (72)発明者三田雅昭岡山県倉敷市潮通三丁目10番地三菱化学株式会社水島事業所内Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ04 AJ05 AJ14 AK02 AK03 AK05 AK16 AL02 AL06 AL07 AL12 AM00 AM16 BJ04 BJ12 BJ23 DJ04 HJ04 5H050 AA07 AA08 AA09 DA17 FA02 HA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の正極と、該正極の周縁よりも周
縁が大きくなるように形成された平板状の負極と、該正
極と該負極との間に介装され該負極の周縁よりもさらに
周縁が大きくなるように形成された電解質層とからなる
単位電池要素が、複数組積層されて構成される平板積層
型電池において、該単位電池要素の相互間に、絶縁層が介装されているこ
とを特徴とする、平板積層型電池。
【請求項２】該単位電池要素には、該正極を上方に向
け且つ該負極を下方に向けた姿勢で積層される第１のタ
イプの単位電池要素と、該正極を下方に向け且つ該負極
を上方に向けた姿勢で積層される第２のタイプの単位電
池要素とがあり、該第１のタイプの単位電池要素と、該第２のタイプの単
位電池要素とが交互に積層され、該単位電池要素の相互間の全てに該絶縁層が介装されて
いることを特徴とする、請求項１記載の平板積層型電
池。
【請求項３】該単位電池要素には、該正極を上方に向
け且つ該負極を下方に向けた姿勢で積層される第１のタ
イプの単位電池要素と、該正極を下方に向け且つ該負極
を上方に向けた姿勢で積層される第２のタイプの単位電
池要素とがあり、該第１のタイプの単位電池要素と、該第２のタイプの単
位電池要素とが交互に積層され、該正極を向かい合わせて積層方向に隣り合う該単位電池
要素の相互間にだけ該絶縁層が介装されていることを特
徴とする、請求項１記載の平板積層型電池。
【請求項４】該単位電池要素が、該正極及び該負極の
一方の電極を上方に向け且つ該正極及び該負極の他方の
電極を下方に向けた同姿勢で順次積層され、該単位電池要素の各相互間の全てに該絶縁層が介装され
ていることを特徴とする、請求項１記載の平板積層型電
池。
【請求項５】該絶縁層の周縁が、該電解質層の周縁と
同じ大きさに形成されていることを特徴とする、請求項
１〜４のいずれかの項に記載の平板積層型電池。
【請求項６】該絶縁層の厚さが１〜２００μｍに設定
されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
の項に記載の平板積層型電池。
【請求項７】該電解質層中の電解質が非流動性を有す
ることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記
載の平板積層型電池。