JP2002329493A

JP2002329493A - シート型電池

Info

Publication number: JP2002329493A
Application number: JP2001135374A
Authority: JP
Inventors: Seiji Okada; 聖司岡田; Shogo Tanno; 昌吾丹野; Toshiro Zushi; 敏郎厨子; Mitsuhiro Marumoto; 光弘丸本; Itaru Gosho; 至御所
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2021-05-02
Also published as: JP4856815B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】積層型シート型電池のリード部５によって外装
材４が損傷することを防止する。【解決手段】電池内部に断面コ字形状のカバー１１を設
け、リード部５をカバー１１の内部に収容し、この内部
で当該リード部束と外部端子６とを接続するようにした
から、リード部の端縁によって外装材が損傷したり、短
絡を生ずることが防止されるとともに、リード部束と外
部端子との接続部の破握が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層型のシート型電
池に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯型電話やノート型パソコン等の電子
機器用の電池として積層型のシート型電池が普及しつつ
ある。図３はシート型電池の一例を示す。この電池で
は、複数の正極シート１と複数の負極シート２とがセパ
レータ３を挟んで交互に積層され、この積層物がシート
状外装材４によって封止されている。なお、セパレータ
の代わりに固体電解質層を挟んでいる場合もある。各正
極シート１から側方に延設されたリード部５は、外装材
４の内部で束ねられて下方へ曲げられ、その下方へ延び
る部分に外部端子６が接続されている。各リード部５の
基部は絶縁テープ７で保護されている。各負極シート２
から延設されたリード部も正極のリード部と同様にして
外部端子に接続されている。外装材４としては、アルミ
ニウム等の金属箔に電気絶縁層を形成してなる厚さ０．
１ｍｍ程度のものが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記シート型
電池では、リード部を絶縁テープで保護しているもの
の、上述の如く外装材が薄いことから、リード部の端縁
との接触によって外装材の絶縁層が損傷し、リード部が
金属箔と短絡したり、さらには外装材が破れたりするお
それがある。また、外装材が外力によって変形し、それ
に伴ってリード部が変形して破損したり、このリード部
と外部端子との接続が外れるおそれもある。

【０００４】本発明はこのような外装材の損傷、リード
部の破損、リード部と外部端子との接続部の破損の問題
を解決することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、シート状の正
極集電体に正極活物質を塗布してなる複数の正極シート
と、シート状の負極集電体に負極活物質を塗布してなる
複数の負極シートとがセパレータ又は固体電解質層を挟
んで交互に積層され、この積層物がシート状外装材によ
って封止され、上記正極の各集電体から上記積層物の側
方に延設されたリード部と、上記負極の各集電体から上
記積層物の側方に延設されたリード部とが別個に束ねら
れて、それぞれ電池内部で外部端子に接続されている積
層型のシート型電池において、上記電池内部に、上記リ
ード部の束を該リード部の端縁が上記外装材に接触しな
いように被う絶縁性カバーが設けられ、該カバー内で当
該リード部の束と上記外部端子とが接続されていること
を特徴とする。

【０００６】この発明によれば、リード部の端縁が外装
材に接触することがカバーによって妨げられ、該端縁に
よって外装材が傷付くこと、あるいは短絡を生ずること
が防止される。また、リード部の束と外部端子との接続
部がカバーによって保護され、外力等によって当該接続
が外れることが防止される。

【０００７】上記カバーは、上記積層物と平行になった
相対する壁と、この両壁を結ぶ接続壁とを備えた断面略
コ字形状のものであって、上記積層物の側方に配置され
て、その開口が該積層物を向き、上記リード部の束は、
上記カバーの開口よりその内部に入り上記接続壁に沿っ
た状態になるように曲げられて端縁が上記相対する壁の
一方に向かっており、上記外部端子は、上記相対する壁
の一方に形成された孔より上記カバーの内部に挿入され
て、上記リード部の束の上記接続壁に沿った部位に重ね
られて接続されていることが好ましい。

【０００８】これにより、カバーが当該電池のリード部
束を外力から確実に保護することができるとともに、該
リード部束と外部端子との接続部を外力から確実に保護
することができる。すなわち、薄い外装材が外力によっ
て変形してリード部の端縁に接触することがカバーの相
対する壁の一方によって阻止される。また、リード部束
の屈曲部に薄い外装材を介して外力が作用した場合、該
リード部が変形して、リード部が折損したり、外部端子
との接続が外れたりするおそれがあるが、リード部束の
屈曲部に外力が作用することがカバーの相対する壁の他
方によって阻止される。

【０００９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、積層型
のシート型電池の内部にカバーを設けて、リード部の端
縁が外装材に接触しないようにするとともに、このカバ
ー内で当該リード部束と外部端子とを接続するようにし
たから、リード部の端縁によって外装材が損傷したり、
短絡を生ずることが防止されるとともに、リード部束と
外部端子との接続部の破損が防止される。

【００１０】また、上記カバーを断面略コ字形状とし、
上記リード部の束を該カバーの内部で曲げて上記外部端
子に接続したものによれば、外力による外装材及びリー
ド部の変形が当該カバーによって阻止され、リード部と
外装材との接触、リード部の破損、並びにリード部束と
外部端子との接続部の破損が防止される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１２】本実施形態に係る積層型のシート型電池
は、リチウム二次電池であって、図１に示すように、３
枚の正極シート１と４枚の負極シート２とがセパレータ
３を挟んで交互に積層され、さらにリチウムイオンを移
動させる電解液が添加されており、この積層物が上下の
シート状外装材４，４によって封止されている。セパレ
ータ３は最上段及び最下段の各負極シート２と外装材４
との間にも配置されている。

【００１３】各正極シート１より上記積層物の側方に延
設されたリード部５は束ねられて正極の外部端子６に接
続されている。図２に示すように、各負極シート２より
当該積層物の側方に延設されたリード部８も束ねられて
負極の外部端子９に接続されている。正極リード部５及
び負極リード部８は正極シート１及び負極シート２の互
いに横にずれた位置から同じ方向に突出している。な
お、図１では負極リード部８の記載を省略している。

【００１４】そうして、上記正極リード部５及び負極リ
ード部８、並びにこれらリード部５，８と外部端子６，
９との接続部は、当該電池内部に設けられた電気絶縁性
のカバー１１によって保護されている。以下、当該電池
の各要素等をさらに詳細に説明する。

【００１５】正極シート１は、アルミニウム箔等の金属
箔によるシート状の正極集電体の両面に、リチウム遷移
金属複合酸化物等の正極活物質を塗布してなる。正極リ
ード部５は正極集電体の一部位を延設して構成されてい
る。負極シート２は、銅箔等の金属箔によるシート状の
負極集電体の両面に、炭素材料等の負極活物質を塗布し
てなる。負極リード部８は負極集電体の一部位を延設し
て構成されている。セパレータ３は、ポリオレフィン系
樹脂その他の合成樹脂による微多孔膜であり、例えばポ
リエチレン層の両側にポリプロピレン層が形成された三
層構造のものを採用することができる。電解液は有機溶
媒にリチウム塩を配合してなるものである。

【００１６】正極及び負極の各外部端子６，９は、ニッ
ケル又はニッケルめっきした鉄、銅、アルミニウム等の
金属の箔やリボンによって形成されている。外装材４
は、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィ
ルムとアルミニウム箔等の金属箔とエチレン酢ビコポリ
マー等の熱可塑性プラスチックフィルムとをこの順で積
層してなる厚さ０．１ｍｍ程度のものであって、熱可塑
性プラスチックフィルムが内面側に配置されて電気絶縁
層を形成している。上下の外装材４，４は互いの周縁部
が熱融着している。

【００１７】カバー１１は、高さが上記積層物の厚さと
略同じ寸法であり、該積層物と平行になった相対する上
下の壁１１ａ，１１ｂと、この両壁１１ａ，１１ｂを結
ぶ接続壁１１ｃとを備えてなる断面略コ字形状の合成樹
脂成形品であって、剛性を有する。下壁１１ｂには外部
端子６，９を通すスロット（細長い孔）１２が形成され
ている。カバー１１は、上記積層物の側方に配置され
て、その開口が該積層物の方を向いている。外装材４は
カバー１１の上下の壁１１ａ，１１ｂ及び接続壁１１ｃ
の外面に密着している。

【００１８】各リード部５，８の束は、カバー１１の開
口よりその内部に入り、接続壁１１ｃに沿った状態にな
るように曲げられて端縁が下壁１１ｂに向かっている。
各リード部５，８の束は、その最上段に位置するリード
部５，８の屈曲部が上壁１１ａに接している。外部端子
６，９は、カバー１１のスロット１２に通され、カバー
１１の内部を接続壁１１ｃに沿って立ち上がった部分が
各リード部５，８の束に重ねられて溶接によって接続さ
れている。外部端子６，９のスロット１２より外側へ突
出した部分は下壁１１ｂに沿うように曲げられ、外装材
４の周縁部（熱融着部）を通って電池外部に延設されて
いる。各リード部５の基部には、セパレータ３に直に触
れないように絶縁テープ７が上下から貼られている。

【００１９】従って、上記電池構造であれば、リード部
５，８の端縁はカバー１１の内部に収められているた
め、該端縁が外装材４に接触することがない。このた
め、外装材４の絶縁層がリード部５，８の端縁との接触
によって傷付くことが防止され、リード部５，８と外装
材４の金属箔との短絡を生ずることが防止される。ま
た、電池に外力が加わっても、カバー１１がリード部
５，８を保護するとともに、リード部５，８の束と外部
端子６，９との接続部を保護する。

【００２０】すなわち、リード部５，８の上方から外装
材４に外力が加わっても、該外装材４の変形がカバー１
１の上壁１１ａによって阻止され、そのため、リード部
５，８はその屈曲部が外力で押されて変形することが防
止される。従って、リード部５，８が破損することが防
止され、また、このリード部５，８の束と外部端子６，
９との溶接が外れることが防止される。また、大きな外
力が加わって、カバー１１の上下の壁１１ａ，１１ｂの
間隔が仮に狭まるようなことがあっても、リード部５，
８の端縁が外装材４に接触することは上下の壁１１ａ，
１１ｂによって妨げられるから、外装材４が損傷するこ
と、あるいは上述の短絡を生ずることはない。

【００２１】なお、上記実施形態では１つのカバー１１
が正極及び負極の両リード部５，８の束を被っている
が、カバーは正極リード部用と負極リード部用とに別個
に設けてよい。例えば、正極リード部の延設方向と負極
リード部の延設方向とが異なる場合はカバーを別個に設
けることになる。

【００２２】また、上記実施形態では電解液を保持する
セパレータを用いたが、セパレータに代えて固体電解質
層を設けることができる。

【００２３】すなわち、固体電解質層としては、ポリマ
ー基質に電解液（塩（電解質）＋相溶性溶媒）を含浸し
てゲル化し、それ自体がイオン伝導性を示すように調製
されたものを用いることができる。ポリマー基質として
は、ビニリデンフルオライドを主単位とするフッ素ポリ
マーの多孔質体を用いることができる。

【００２４】上記塩としては、リチウム塩、例えば、Ｌ
ｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆、Ｌｉ
ＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＡｌＣｌ₄及びＬｉ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂Ｎか
らなる群から選ばれる１種を又は２種以上を組み合わせ
て用いることができる。上記相溶性溶媒としては、エチ
レンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート
（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びエチル
メチルカーボネート（ＥＭＣ）からなる混合溶媒を用い
ることができる。

【００２５】上記混合溶媒において、エチレンカーボネ
ートの混合比は１〜３０体積％であることが好ましく、
１５〜２５体積％であることがより好ましい。プロピレ
ンカーボネートの混合比は１〜３体積％であることが好
ましく、５〜１５体積％であることがより好ましい。ジ
エチルカーボネートの混合比は１〜３０体積％であるこ
とが好ましく、５〜２０体積％であることがより好まし
い。エチルメチルカーボネートの混合比は１０〜９７体
積％であることが好ましく、５０〜７０体積％であるこ
とがより好ましい。

【００２６】また、好ましく用いられるビニリデンフル
オライドを主単位とするフッ素ポリマーは、ビニリデン
フルオライドの単独重合体（ポリビニリデンフルオライ
ド（ＰＶｄＦ））、又はビニリデンフルオライドとその
他のフッ素原子を有するビニル系モノマーとの共重合体
であり、これらはそれぞれ単独で用いても、２種以上を
混合して用いてもよい。ビニリデンフルオライド以外の
フッ素原子を有するビニル系モノマーとしては、ヘキサ
フルオロプロピレン（ＨＦＰ）、クロロトリフルオロエ
チレン（ＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦ
Ｅ）等が挙げられる。また、共重合体の形態はランダ
ム、ブロックのいずれの形態でもよい。共重合体である
場合、ビニリデンフルオライド（の単位）の割合が７０
モル％以上が好ましく、特に好ましいのは７５モル％以
上である。

【００２７】また、固体電解質としては電解液を含まな
いものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る積層型シート型電池の
断面図。

【図２】同電池の一部を示す斜視図。

【図３】従来の積層型シート型電池の断面図。

【符号の説明】

１正極シート２負極シート３セパレータ４外装材５正極リード部６正極外部端子７絶縁テープ８負極リード部９負極外部端子１１カバー１１ａ上壁１１ｂ下壁１１ｃ接続壁１２スロット（孔）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者厨子敏郎兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者丸本光弘兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者御所至兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB02 BB03 CC12 CC16 CC22 EE06 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状の正極集電体に正極活物質を塗
布してなる複数の正極シートと、シート状の負極集電体
に負極活物質を塗布してなる複数の負極シートとがセパ
レータ又は固体電解質層を挟んで交互に積層され、この
積層物がシート状外装材によって封止され、上記正極の各集電体から上記積層物の側方に延設された
リード部と、上記負極の各集電体から上記積層物の側方
に延設されたリード部とが別個に束ねられて、それぞれ
電池内部で外部端子に接続されている積層型のシート型
電池において、上記電池内部に、上記リード部の束を該リード部の端縁
が上記外装材に接触しないように被う絶縁性カバーが設
けられ、該カバー内で当該リード部の束と上記外部端子
とが接続されていることを特徴とするシート型電池。
【請求項２】請求項１に記載のシート型電池におい
て、上記カバーは、上記積層物と平行になった相対する壁
と、この両壁を結ぶ接続壁とを備えた断面略コ字形状の
ものであって、上記積層物の側方に配置されて、その開
口が該積層物を向き、上記リード部の束は、上記カバーの開口よりその内部に
入り上記接続壁に沿った状態になるように曲げられて端
縁が上記相対する壁の一方に向かっており、上記外部端子は、上記相対する壁の一方に形成された孔
より上記カバーの内部に挿入されて、上記リード部の束
の上記接続壁に沿った部位に重ねられて接続されている
ことを特徴とするシート型電池。