JP2002334682A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JP2002334682A JP2002334682A JP2001138948A JP2001138948A JP2002334682A JP 2002334682 A JP2002334682 A JP 2002334682A JP 2001138948 A JP2001138948 A JP 2001138948A JP 2001138948 A JP2001138948 A JP 2001138948A JP 2002334682 A JP2002334682 A JP 2002334682A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrode body
- battery case
- sheet
- laminate sheets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極体に熱的影響をかけないですむ溶接法で
形成でき、しかも、電池ケースに必要とされる接合強度
が得られる電池ケースを備えた電池を提供する。 【解決手段】 電池10は、電極体30とその電極体3
0を包囲する電池ケース14とを備えており、その電池
ケース14は、金属箔19の表面に樹脂層17が設けら
れたラミネートシート(15、16)が重ねられて形成
され、重ねられたラミネートシート(15、16)同士
が電極体30の周囲に位置する縁に沿って金属ワイヤー
18が介在する状態で超音波溶接されている。重ねられ
たラミネートシート(15、16)同士の間に金属ワイ
ヤー18が介在する状態で超音波溶接されると、ラミネ
ートシート(15、16)の樹脂層が破れ、ラミネート
シート(15、16)の金属箔19と金属ワイヤー18
が直接に溶接され、ラミネートシート(15、16)同
志は強固に接合される。
形成でき、しかも、電池ケースに必要とされる接合強度
が得られる電池ケースを備えた電池を提供する。 【解決手段】 電池10は、電極体30とその電極体3
0を包囲する電池ケース14とを備えており、その電池
ケース14は、金属箔19の表面に樹脂層17が設けら
れたラミネートシート(15、16)が重ねられて形成
され、重ねられたラミネートシート(15、16)同士
が電極体30の周囲に位置する縁に沿って金属ワイヤー
18が介在する状態で超音波溶接されている。重ねられ
たラミネートシート(15、16)同士の間に金属ワイ
ヤー18が介在する状態で超音波溶接されると、ラミネ
ートシート(15、16)の樹脂層が破れ、ラミネート
シート(15、16)の金属箔19と金属ワイヤー18
が直接に溶接され、ラミネートシート(15、16)同
志は強固に接合される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は電池に関するもの
である。特に、電極体を包囲する電池ケースが改良され
た電池に関するものである。
である。特に、電極体を包囲する電池ケースが改良され
た電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 電極体を包囲する電池ケースをラミネ
ートシートで形成した電池が開発されている。この電池
では、金属箔の表面に樹脂層が設けられたラミネートシ
ートを用い、そのラミネートシートを重ねて電池ケース
を形成する。即ち、間に電極体が位置するようにラミネ
ートシートを重ね、重ねられたラミネートシートの電極
体の周囲に位置する縁同志が熱溶着されることによって
電極体を包囲する電池ケースが形成される。
ートシートで形成した電池が開発されている。この電池
では、金属箔の表面に樹脂層が設けられたラミネートシ
ートを用い、そのラミネートシートを重ねて電池ケース
を形成する。即ち、間に電極体が位置するようにラミネ
ートシートを重ね、重ねられたラミネートシートの電極
体の周囲に位置する縁同志が熱溶着されることによって
電極体を包囲する電池ケースが形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 従来の技術では、重
ねられたラミネートシート同志を接合するために、ラミ
ネートシート同志を熱溶着している。この場合、熱溶着
するために必要とされる高温が電極体に影響して電池性
能を劣化させることが避けられない。また、接合強度も
満足できるものでない。高温をかけないでラミネートシ
ート同志を接合する方法に、超音波溶接法が知られてい
る。超音波溶接法によってミネートシートの電極体の周
囲に位置する縁同志を接合することができれば、電極体
に熱的影響をかけないで電池ケースを形成できるもの
の、超音波溶接法で得られる接合強度は低く、実際的に
使用可能な電池ケースは得られない。
ねられたラミネートシート同志を接合するために、ラミ
ネートシート同志を熱溶着している。この場合、熱溶着
するために必要とされる高温が電極体に影響して電池性
能を劣化させることが避けられない。また、接合強度も
満足できるものでない。高温をかけないでラミネートシ
ート同志を接合する方法に、超音波溶接法が知られてい
る。超音波溶接法によってミネートシートの電極体の周
囲に位置する縁同志を接合することができれば、電極体
に熱的影響をかけないで電池ケースを形成できるもの
の、超音波溶接法で得られる接合強度は低く、実際的に
使用可能な電池ケースは得られない。
【0004】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、電極体に熱的影響をかけないですむ
溶接法で形成でき、しかも、電池ケースに必要とされる
接合強度が得られる電池ケースを備えた電池を提供する
ことを課題とする。
されたものであり、電極体に熱的影響をかけないですむ
溶接法で形成でき、しかも、電池ケースに必要とされる
接合強度が得られる電池ケースを備えた電池を提供する
ことを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用と効果】 上記
の課題を解決するために、請求項1に記載の電池は電極
体とその電極体を包囲する電池ケースとを備えており、
その電池ケースは金属箔の表面に樹脂層が設けられたラ
ミネートシートが重ねられて形成され、重ねられたラミ
ネートシート同士が電極体の周囲に位置する縁に沿って
金属ワイヤーが介在する状態で超音波溶接されている。
金属箔の表面に樹脂層が設けられたラミネートシートが
重ねられ、重ねられたラミネートシート同士の間に金属
ワイヤーが介在する状態で超音波溶接されると、ラミネ
ートシートの樹脂層が破れ、ラミネートシートの金属箔
と金属ワイヤーが直接に溶接される。すなわち、金属と
金属が溶接され、ラミネートシート同志は強固に接合さ
れる。この接合強度は電池ケースに必要とされる強度レ
ベルを満たす。本発明の電池は、電極体に高熱を加えて
電池性能を劣化させてしまうことのない超音波溶接法で
形成され、電池性能が良好で電池ケース耐久性が高い。
なお、用いる金属ワイヤーの断面形状は、超音波溶接が
可能である形状であればよく、例えば円形状や楕円形状
のものを用いることができる。
の課題を解決するために、請求項1に記載の電池は電極
体とその電極体を包囲する電池ケースとを備えており、
その電池ケースは金属箔の表面に樹脂層が設けられたラ
ミネートシートが重ねられて形成され、重ねられたラミ
ネートシート同士が電極体の周囲に位置する縁に沿って
金属ワイヤーが介在する状態で超音波溶接されている。
金属箔の表面に樹脂層が設けられたラミネートシートが
重ねられ、重ねられたラミネートシート同士の間に金属
ワイヤーが介在する状態で超音波溶接されると、ラミネ
ートシートの樹脂層が破れ、ラミネートシートの金属箔
と金属ワイヤーが直接に溶接される。すなわち、金属と
金属が溶接され、ラミネートシート同志は強固に接合さ
れる。この接合強度は電池ケースに必要とされる強度レ
ベルを満たす。本発明の電池は、電極体に高熱を加えて
電池性能を劣化させてしまうことのない超音波溶接法で
形成され、電池性能が良好で電池ケース耐久性が高い。
なお、用いる金属ワイヤーの断面形状は、超音波溶接が
可能である形状であればよく、例えば円形状や楕円形状
のものを用いることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】 本発明をリチウム2次電池に適
用した実施の形態について、図1〜図4を参照しながら
説明する。図4によく示されているように、リチウム2
次電池10の電池ケース14は、2枚のラミネートシー
ト(15、16)が重ねられ、重ねられたラミネートシ
ート15、16同志が縁に沿って接合されることによっ
て形成されている。まず、電極体30の構成について説
明する。電極体30は、図1に示されているように、正
極シート32とセパレータシート35と負極シート33
とセパレータシート35の4枚が一単位とされ、その4
枚一単位が多数単位積層されて形成されている。正極シ
ート32は、厚さ25ミクロンのアルミ箔の両面に正極
活物質層32bが設けられた構成を有しており、その厚
みは85ミクロンである。正極活物質層32bは、コバ
ルト酸リチウムを含むペーストをアルミ箔に塗布し、こ
れを乾燥後、プレスして形成されている。
用した実施の形態について、図1〜図4を参照しながら
説明する。図4によく示されているように、リチウム2
次電池10の電池ケース14は、2枚のラミネートシー
ト(15、16)が重ねられ、重ねられたラミネートシ
ート15、16同志が縁に沿って接合されることによっ
て形成されている。まず、電極体30の構成について説
明する。電極体30は、図1に示されているように、正
極シート32とセパレータシート35と負極シート33
とセパレータシート35の4枚が一単位とされ、その4
枚一単位が多数単位積層されて形成されている。正極シ
ート32は、厚さ25ミクロンのアルミ箔の両面に正極
活物質層32bが設けられた構成を有しており、その厚
みは85ミクロンである。正極活物質層32bは、コバ
ルト酸リチウムを含むペーストをアルミ箔に塗布し、こ
れを乾燥後、プレスして形成されている。
【0007】負極シート33は、厚さ30ミクロンの銅
箔の両面に負極活物質層33bが設けられた構成を有し
ており、その厚みは80ミクロンである。負極活物質層
33bは、グラファイトカーボンを含むペーストをアル
ミ箔に塗布し、これを乾燥後、プレスして形成されてい
る。正極シート32と負極シート33の片側には、正極
活物質層32bと負極活物質層33bの未塗布領域(3
2a、33a)が設けられている。セパレータシート3
5は、厚さ25ミクロンのポリプロピレン膜である。最
上部の正極シート32の片側の未塗布領域32aには、
正極端子38が超音波溶接によって取り付けられる。ま
た、最上部の負極シート33の片側の未塗布領域33a
には、負極端子39が同じく超音波溶接によって取り付
けられている。正極シート32と負極シート33は、図
1によく示されているように、それぞれの未塗布領域
(32a、33a)が直接接触可能となるように、交互
にずれた状態で積層される。そして、正極シート32の
未塗布領域32a同士、負極シート33の未塗布領域3
3a同士が超音波溶接されることによって一体化され、
電極体30が形成される。なお、正極端子38と負極端
子39には、ラミネートシート(15、16)と熱溶着
してもその強度が満足できるように、表面処理が施され
ている。
箔の両面に負極活物質層33bが設けられた構成を有し
ており、その厚みは80ミクロンである。負極活物質層
33bは、グラファイトカーボンを含むペーストをアル
ミ箔に塗布し、これを乾燥後、プレスして形成されてい
る。正極シート32と負極シート33の片側には、正極
活物質層32bと負極活物質層33bの未塗布領域(3
2a、33a)が設けられている。セパレータシート3
5は、厚さ25ミクロンのポリプロピレン膜である。最
上部の正極シート32の片側の未塗布領域32aには、
正極端子38が超音波溶接によって取り付けられる。ま
た、最上部の負極シート33の片側の未塗布領域33a
には、負極端子39が同じく超音波溶接によって取り付
けられている。正極シート32と負極シート33は、図
1によく示されているように、それぞれの未塗布領域
(32a、33a)が直接接触可能となるように、交互
にずれた状態で積層される。そして、正極シート32の
未塗布領域32a同士、負極シート33の未塗布領域3
3a同士が超音波溶接されることによって一体化され、
電極体30が形成される。なお、正極端子38と負極端
子39には、ラミネートシート(15、16)と熱溶着
してもその強度が満足できるように、表面処理が施され
ている。
【0008】続いて、ラミネートシート15、16を接
合して形成された電池ケース14について、図2を参照
しながら説明する。なお、超音波溶接とは、溶接される
母材を音極間で加圧しながら超音波を加え、その超音波
振動を利用して行う固相溶接である。また、ラミネート
シート15、16は、厚さ40ミクロンのアルミ箔19
と、その両面に積層された厚さ40ミクロンのポリプロ
ピレン層17とから構成されている。図2に示されてい
るように、超音波溶接を行う前に、その準備としてラミ
ネートシート(15、16)の間に電極体30とアルミ
ワイヤー18を配置する。アルミワイヤー18は、電極
体30の周囲に位置するラミネートシート15、16の
縁に沿って、ラミネートシート15、16の間に置かれ
る。アルミワイヤー18は、直径1mmの円断面を有し
ているとともに、その周が2箇所で中断された中断部
(18a、18b)が設けられている。そして、ラミネ
ートシート(15、16)の間にアルミワイヤー18を
挟み込み、アルミワイヤー18に沿って超音波溶接を行
う。超音波溶接を行うと、アルミワイヤー18を挟み込
んだラミネートシート(15、16)がその両外面から
加圧され、同時に超音波振動が加えられる。
合して形成された電池ケース14について、図2を参照
しながら説明する。なお、超音波溶接とは、溶接される
母材を音極間で加圧しながら超音波を加え、その超音波
振動を利用して行う固相溶接である。また、ラミネート
シート15、16は、厚さ40ミクロンのアルミ箔19
と、その両面に積層された厚さ40ミクロンのポリプロ
ピレン層17とから構成されている。図2に示されてい
るように、超音波溶接を行う前に、その準備としてラミ
ネートシート(15、16)の間に電極体30とアルミ
ワイヤー18を配置する。アルミワイヤー18は、電極
体30の周囲に位置するラミネートシート15、16の
縁に沿って、ラミネートシート15、16の間に置かれ
る。アルミワイヤー18は、直径1mmの円断面を有し
ているとともに、その周が2箇所で中断された中断部
(18a、18b)が設けられている。そして、ラミネ
ートシート(15、16)の間にアルミワイヤー18を
挟み込み、アルミワイヤー18に沿って超音波溶接を行
う。超音波溶接を行うと、アルミワイヤー18を挟み込
んだラミネートシート(15、16)がその両外面から
加圧され、同時に超音波振動が加えられる。
【0009】超音波溶接による加圧と超音波振動が加え
られると、図3に示されているように、ラミネートシー
ト(15、16)とアルミワイヤー18間のポリプロピ
レン層17が破れ、ラミネートシート(15、16)の
アルミ箔19とアルミワイヤー18が直接溶接される。
金属であるアルミ箔19と金属であるアルミワイヤー1
8が直接溶接されると、ラミネートシート15とラミネ
ートシート16はアルミワイヤー18を介して強固に接
合される。なお、図3に示されているように、超音波溶
接時に加圧されたアルミワイヤー18は、その断面が溶
接前の円断面から変形して楕円断面となる。また、電極
体30の正極端子38と負極端子39は、ラミネートシ
ート(15、16)と熱溶着して接合を行い、アルミワ
イヤー18の中断部(18a、18b)から電池ケース
14の外部に取り出される。このようにして、図4に示
されているように、電池ケース14が形成される。以
上、説明したように、本発明の電池ケース14は、電極
体30の周囲に位置する縁に沿ってラミネートシート
(15、16)が強固に接合されているので、従来の熱
溶着された電池ケースのように接合部が剥がれてしまう
ことが防止される。また、超音波溶接法では、電極体3
0に熱を加えることなくラミネートシート(15、1
6)を接合できる。このため、電極体30が熱影響をう
けて電池性能が劣化することが防止される。
られると、図3に示されているように、ラミネートシー
ト(15、16)とアルミワイヤー18間のポリプロピ
レン層17が破れ、ラミネートシート(15、16)の
アルミ箔19とアルミワイヤー18が直接溶接される。
金属であるアルミ箔19と金属であるアルミワイヤー1
8が直接溶接されると、ラミネートシート15とラミネ
ートシート16はアルミワイヤー18を介して強固に接
合される。なお、図3に示されているように、超音波溶
接時に加圧されたアルミワイヤー18は、その断面が溶
接前の円断面から変形して楕円断面となる。また、電極
体30の正極端子38と負極端子39は、ラミネートシ
ート(15、16)と熱溶着して接合を行い、アルミワ
イヤー18の中断部(18a、18b)から電池ケース
14の外部に取り出される。このようにして、図4に示
されているように、電池ケース14が形成される。以
上、説明したように、本発明の電池ケース14は、電極
体30の周囲に位置する縁に沿ってラミネートシート
(15、16)が強固に接合されているので、従来の熱
溶着された電池ケースのように接合部が剥がれてしまう
ことが防止される。また、超音波溶接法では、電極体3
0に熱を加えることなくラミネートシート(15、1
6)を接合できる。このため、電極体30が熱影響をう
けて電池性能が劣化することが防止される。
【0010】
【実施例】 ラミネートシートをアルミワイヤーを介し
て超音波溶接した本発明の電池ケースと、従来の技術で
接合された電池ケースの接合強度を、図5を参照しなが
ら説明する。図5は、下記の3つの事例における接合強
度を棒グラフとして比較したものである。図5の接合強
度52は、ラミネートシートの間にアルミワイヤーを挟
み込んで超音波溶接したときの接合強度を示す。図5の
接合強度54は、ラミネートシート同志を熱溶着(従来
の技術)したときの接合強度を示す。図5の接合強度5
6は、ラミネートシート同志を直接(アルミワイヤーを
介在させないで)超音波溶したときの接合強度を示す。
図5から明らかなように、本発明によるラミネートシー
トの接合強度52は、従来行われてきたラミネートシー
トの熱溶着の接合強度54と比較して2倍以上と、接合
強度が大幅に向上していた。また、ラミネートシートを
単に超音波溶接しただけでは、小さな接合強度しか得ら
れなかった(接合強度56)。すなわち、本発明のよう
にラミネートシートの間にアルミワイヤーを挟み込んで
超音波溶接すると、金属どうしの溶接によって大きな接
合力を得ることができる。
て超音波溶接した本発明の電池ケースと、従来の技術で
接合された電池ケースの接合強度を、図5を参照しなが
ら説明する。図5は、下記の3つの事例における接合強
度を棒グラフとして比較したものである。図5の接合強
度52は、ラミネートシートの間にアルミワイヤーを挟
み込んで超音波溶接したときの接合強度を示す。図5の
接合強度54は、ラミネートシート同志を熱溶着(従来
の技術)したときの接合強度を示す。図5の接合強度5
6は、ラミネートシート同志を直接(アルミワイヤーを
介在させないで)超音波溶したときの接合強度を示す。
図5から明らかなように、本発明によるラミネートシー
トの接合強度52は、従来行われてきたラミネートシー
トの熱溶着の接合強度54と比較して2倍以上と、接合
強度が大幅に向上していた。また、ラミネートシートを
単に超音波溶接しただけでは、小さな接合強度しか得ら
れなかった(接合強度56)。すなわち、本発明のよう
にラミネートシートの間にアルミワイヤーを挟み込んで
超音波溶接すると、金属どうしの溶接によって大きな接
合力を得ることができる。
【0011】以上、本発明の電池に係る実施の形態と実
施例について説明したが、本発明の適用範囲は上記の実
施の形態と実施例になんら限定されるものではない。す
なわち、本発明は、当事者の知識に基づいて種々に変
更、改良を施した形態で実施することができる。例え
ば、電極体を包むラミネートシートは、2枚に限られる
ものではなく、1枚のシートを折り重ねて形成されてい
てもよい。
施例について説明したが、本発明の適用範囲は上記の実
施の形態と実施例になんら限定されるものではない。す
なわち、本発明は、当事者の知識に基づいて種々に変
更、改良を施した形態で実施することができる。例え
ば、電極体を包むラミネートシートは、2枚に限られる
ものではなく、1枚のシートを折り重ねて形成されてい
てもよい。
【図1】電極体の構成を示す斜視図。
【図2】ラミネートシートの間に電極体が配置された状
態の斜視図。
態の斜視図。
【図3】ラミネートシートがアルミワイヤーを介して接
合された状態の断面図。
合された状態の断面図。
【図4】電池の斜視図。
【図5】ラミネートシートの接合強度を、本発明と従来
の技術とで比較して図示した棒グラフ。
の技術とで比較して図示した棒グラフ。
10:リチウム2次電池 14:電池ケース 15、16:ラミネートシート 17:ポリプロピレン層 18:アルミワイヤー、18a:中断部、18b:中断
部 19:アルミ箔 30:電極体 32:正極シート、32a:未塗布領域、32b:正極
活物質層 33:負極シート、33a:未塗布領域、33b:負極
活物質層 35:セパレータシート 38:正極端子 39:負極端子 52:接合強度(本発明の技術、ラミネートシートとア
ルミワイヤーを超音波溶接) 54:接合強度(ラミネートシートを熱溶着) 56:接合強度(ラミネートシートを超音波溶接)
部 19:アルミ箔 30:電極体 32:正極シート、32a:未塗布領域、32b:正極
活物質層 33:負極シート、33a:未塗布領域、33b:負極
活物質層 35:セパレータシート 38:正極端子 39:負極端子 52:接合強度(本発明の技術、ラミネートシートとア
ルミワイヤーを超音波溶接) 54:接合強度(ラミネートシートを熱溶着) 56:接合強度(ラミネートシートを超音波溶接)
Claims (1)
- 【請求項1】 電極体とその電極体を包囲する電池ケー
スとを備えた電池であり、その電池ケースは、金属箔の
表面に樹脂層が設けられたラミネートシートが重ねられ
て形成され、重ねられたラミネートシート同士が電極体
の周囲に位置する縁に沿って金属ワイヤーが介在する状
態で超音波溶接されていることを特徴する電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001138948A JP2002334682A (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001138948A JP2002334682A (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 電 池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002334682A true JP2002334682A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18985809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001138948A Pending JP2002334682A (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 電 池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002334682A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108028323A (zh) * | 2015-08-12 | 2018-05-11 | 株式会社Lg化学 | 在防止湿气渗透上具有改进的可靠度的电池单元 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11104859A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Showa Alum Corp | 複合材の接合方法 |
-
2001
- 2001-05-09 JP JP2001138948A patent/JP2002334682A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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JPH11104859A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Showa Alum Corp | 複合材の接合方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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