JP2003109667A - 非水電解質電池及びその製造方法 - Google Patents

非水電解質電池及びその製造方法

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育弘 吉田
Osamu Hiroi
治 廣井
Tetsuyuki Kurata
哲之 藏田
Takashi Nishimura
隆 西村
Seiji Yoshioka
省二 吉岡
Shigeru Aihara
茂 相原
Daigo Takemura
大吾 竹村
Hironori Kuriki
宏徳 栗木
Atsushi Arakane
淳 荒金
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量化容器を用いた電池において容器と発電
要素を簡便かつ確実に固定し、衝撃や変形圧力を受けて
も損傷を抑制できる非水電解質電池を提供する。 【解決手段】 扁平な発電要素の薄手部分の面と容器内
面とが形成する空間に、流動状態の樹脂を供給し固化さ
せることにより、発電要素と容器を互いに固定する。樹
脂が容器の熱融着温度より低い融点を有する熱可塑性樹
脂の場合、容器の熱融着時の熱によって熱可塑性樹脂が
流動し、発電要素表面と容器内面との密着性が良くなり
確実な固定ができるとともに、容器の熱融着工程と発電
要素と容器との固定工程を一括して行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解質を有する
電池に関するものである。詳しくは、非水電解質電池に
複雑な構造を加えることなく容易に、耐衝撃性を向上で
きる電池及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軽量化のために電池の容器は、アルミニ
ウム等の金属箔と熱融着可能なフィルムなどからなるラ
ミネートフィルムを袋状に形成したものが用いられてい
る。このような軽量化容器は従来の容器に比べて機械的
な強度が小さいため、電池に落下等の衝撃や各種の変形
圧力が加わった場合の信頼性を確保する工夫が必要であ
る。ラミネートフィルム自体には保護フィルム等による
補強が行われているものの、これによって形成された容
器は剛性が低く、内包する電池の発電要素の保護機能が
低い。このため、ラミネートフィルム自体の損傷に対す
る対策だけではなく、内包する電池の発電要素を保護す
る対策も必要となっている。電池の発電要素の衝撃や変
形圧力に対する信頼性を確保する方法は様々なものが提
案されている。
【０００３】たとえば特開２００１−９３５７６号公報
には発電要素と容器を接着するという方法が示されてい
る。この方法により衝撃や振動に対して優れた耐性を有
することができる。
【０００４】たとえば、特開２００１−１１８５６６号
公報に開示されるように、発電要素から取り出されるリ
ード部分に補強部材を取り付けて強度を向上させるとい
う方法も提案されている。この方法により電池製造時に
おいて複数のリードをまとめて端子と電気的に接続する
際、リードがリード取り出し部基部で破断することを防
止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】軽量化容器に関して
は、容器の剛性が低いため、内包する発電要素を固定す
る力も弱い。このため大きな衝撃等によっては発電要素
と容器との位置ずれが起こり、発電要素から容器外部へ
電流を取り出すリード部分等が損傷される可能性があ
る。
【０００６】特開２００１−９３５７６号公報のような
発電要素と容器を接着するという方法を軽量化容器に適
用しようとすれば、ラミネートフィルムは内面に熱融着
のためのフィルム層があり、通常の接着剤、粘着材では
強固な接着が困難であること、軽量化容器で想定される
薄型の電池においては接着による厚さ増加が好ましくな
いこと等の問題点がある。
【０００７】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、軽量化容器を用いた電池において容器
と内部の発電要素を確実に固定し、衝撃や変形圧力を受
けても損傷を抑制できる非水電解質電池およびその製造
方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る非水電解
質電池は、正極板及び負極板にそれぞれリードを接続し
たものを積層してなる扁平な発電要素と、前記発電要素
を収納する樹脂フィルムを用いた袋状容器とを備え、前
記リードが前記袋状容器の熱融着部から取り出されてい
る非水電解質電池において、前記発電要素の薄手部分の
面と前記袋状容器の内面との間に樹脂を挿入して発電要
素を固定したものである。
【０００９】請求項２に係る非水電解質電池は、前記樹
脂が前記袋状容器の熱融着温度より低い融点を有する熱
可塑性樹脂であり、前記袋状容器の熱融着時の熱によっ
て前記熱可塑性樹脂が流動し、前記袋状容器の熱融着後
に前記熱可塑性樹脂が固化したものである。
【００１０】請求項３に係る非水電解質電池は、前記樹
脂が該電池の全構成要素の耐熱温度より低い硬化温度を
有する熱硬化性樹脂であり、前記袋状容器の熱融着後に
前記熱硬化性樹脂が固化したものである。
【００１１】請求項４に係る非水電解質電池は、非水電
解質電池とそれを収納する保護容器とを備え、前記電池
と前記保護容器との接触部位と、前記発電要素の薄手部
分の面と前記袋状容器の内面との間に樹脂を挿入した部
位とが隣接したものである。
【００１２】請求項５に係る非水電解質電池は、正極板
及び負極板にそれぞれリードを接続したものを積層して
なる扁平な発電要素と、前記発電要素を収納する金属製
容器とを備え、前記金属製容器の発電要素挿入口は発電
要素挿入後に溶接によって封口される非水電解質電池に
おいて、前記発電要素の薄手部分の面と前記金属製容器
の内面との間に樹脂を挿入して発電要素を固定したもの
である。
【００１３】請求項６に係る非水電解質電池の製造方法
は、正極板及び負極板にそれぞれリードを接続したもの
を積層してなる扁平な発電要素と、前記発電要素を収納
する樹脂フィルムを用いた袋状容器とを備え、前記リー
ドが前記袋状容器の熱融着部から取り出されている非水
電解質電池の製造方法において、前記発電要素の薄手部
分の面と前記袋状容器の内面との間に樹脂を挿入して発
電要素を固定したものである。
【００１４】請求項７に係る非水電解質電池の製造方法
は、前記発電要素が前記袋状容器内の電池完成時におけ
る位置に置かれた後に、前記発電要素の薄手部分の面と
前記袋状容器の内面との間に樹脂を供給されたものであ
る。
【００１５】請求項８に係る非水電解質電池の製造方法
は、前記樹脂は流動状態において、前記発電要素の薄手
部分の面と前記袋状容器の内面との間に供給されたもの
である。
【００１６】請求項９に係る非水電解質電池の製造方法
は、前記樹脂が前記袋状容器の熱融着温度より低い融点
を有する熱可塑性樹脂であり、前記袋状容器の熱融着時
の熱によって前記熱可塑性樹脂が流動し、前記袋状容器
の熱融着後に前記熱可塑性樹脂が固化したものである。
【００１７】請求項１０に係る非水電解質電池の製造方
法は、前記樹脂が該電池の全構成要素の耐熱温度より低
い硬化温度を有する熱硬化性樹脂であり、前記袋状容器
の熱融着後に前記熱硬化性樹脂が固化したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】この発明における非水電解質電池
の主構成要素、構成及び製造方法について説明する。
【００１９】発電要素 本発明における電極板は活物質を集電体上に塗着したも
のが用いられる。活物質は、正極板においてはたとえば
コバルト、マンガン、ニッケル等の遷移金属の酸化物、
カルコゲン化合物、あるいはこれらの複合化合物、各種
の添加元素を有するものが限定されることなく使用可能
である。負極板においては、炭素質材料が好ましく用い
られるが、本発明の電池においては、化学的特性に関わ
らず用いることができる。金属リチウムを用いたものも
使用可能である。金属リチウムの場合は、粒状、箔状い
ずれのものでも良いが、他の活物質の場合は、その形状
は粒状のものが用いられる。粒径は０．３から２０μｍ
のものが使用可能である。特に好ましくは１から５μｍ
のものである。粒径が小さすぎる場合には接着時の接着
剤による活物質表面の被覆面積が大きくなりすぎ、充放
電時のリチウムイオンのドープ、脱ドープが効率よく行
われず、電池特性が低下してしまう。粒径が大きすぎる
場合、薄膜化が容易でなく、また、充填密度が低下する
のみならず、形成された電極板表面の凹凸が大きくなり
セパレータとの接合が良好に行われないため好ましくな
い。集電体は電池内で安定な金属であれば使用可能であ
るが、正極板ではアルミニウム、負極板では銅が好まし
く用いられる。集電体の形状は箔、網状、エクスパンド
メタル等いずれのものでも使用可能である。電極板、負
極板に接続されたリードは、アルミ、ニッケル等の金属
で形成されたものを集電体に取り付けたものでも、活物
質が塗布されていない集電体部分が取り出されているも
のでも良い。
【００２０】電池の発電要素の構造は負極板に対して正
極板が近接して対応しており、隙間を電解質が満たして
いる構造であればよく、平面状のものを重ね合わせた構
造、巻き型構造、折り畳み構造、あるいはこれらの複合
構造としてもよい。
【００２１】発電要素の形状は、扁平な形状のものが好
ましく、発電要素の厚さに対して、幅が１．５倍以上あ
るものが好ましい。幅が３倍以上あるものがさらに好ま
しい。厚さに対して幅が小さすぎる場合、すなわち、発
電要素の扁平度が小さい場合は、樹脂の挿入が容易でな
い。挿入できたとしても、容器が変形等により発電要素
をうまく固定することができないという問題がある。
【００２２】リードは、発電要素の縁面部分から取り出
されるのであるが、複数の電極板が重ね合わされたもの
では、電極板から取り出された複数のリードが一つに接
続されて電池容器外部に取り出されることが多い。巻き
型構造や折り畳み構造の場合には、発電要素の断面の中
心部分から取り出される場合、断面の端の部分から取り
出される場合がある。これらのように各種の取り出し方
があるのであるが、正極板と負極板から取り出されたも
のが互いに接触せず、発電要素から効率よく電流が取り
出せるように配置されておれば特に問題はない。このリ
ードには、絶縁性、強度の向上のため、あるいは、熱融
着の信頼性を向上するために、樹脂が塗布、ラミネート
されていても良い。
【００２３】容器 本発明における容器はステンレス、アルミ等の金属から
なる缶型容器、フィルムを袋状に加工した容器いずれで
も良い。フィルムからなる容器等の容器自体の強度が小
さいものに対しては、本発明の効果は大きい。ここでの
フィルムは、熱融着によってシールでき、電池内部から
の電解液漏出、電池外部からの水分の侵入を防げるもの
であれば良い。シール部に熱融着性を有する樹脂フィル
ムが使用できるが、金属を蒸着、メッキ等でコートした
り、アルミ等の金属箔をラミネートしたりして、バリア
性を向上したものが望ましい。金属箔を用いる場合には
十分な厚さがあれば樹脂フィルムを省略できるが、一般
には軽量化のため、数ミクロンから数十ミクロンの厚さ
のアルミ箔に樹脂がラミネートされたものが用いられ
る。内面には熱融着性を付与するためのポリエチレンや
ポリプロピレンのフィルム、外面には強度向上のための
ポリエチレンテレフタレートや延伸ナイロンフィルムを
積層することが望ましい。
【００２４】フィルムからなる容器の形成方法は各種の
ものが適用可能である。角形に裁断したフィルムを二つ
折りにして３方を熱融着する方法、円筒型に形成したフ
ィルムの両開口部を熱融着する方法等がある。容器材料
は裁断したままのものを用いる場合もあるが、発電要素
に対応した凹部をプレス等で加工してから用いることも
なされる。熱融着した後に余分な容器材料を切断した
り、曲げ加工を施したりすることも行うことができる。
【００２５】熱融着は、容器のシールする部分を線状の
ヒーターで挟むことで行う場合が多い。このとき、ヒー
ターはポリテトラフルオロエチレン等でコートし、容器
材料であるフィルムが溶融して付着することを防いだ方
が望ましい。加熱面は平面のものを用いる場合が多い
が、電池形状やリード形状にあわせた凹凸をつけても良
い。ヒーター温度は１００〜２００℃の範囲で行われる
ことが多いが、容器材料のフィルム樹脂の融点を下回る
とシールが不十分となるため、この融点より高くなけれ
ばならない。また、熱融着時間は１〜１５秒の範囲で行
われることが多い。さらに、熱融着時の圧力は３〜１０
０ｇ／ｃｍ2の範囲で行われることが多い。ただし、ヒ
ーター温度、熱融着時間及び圧力の範囲は、容器材料の
材質や厚さ、形状等により最適値は異なることから、こ
れらの範囲に限定するものではない。同じ部位に対して
熱融着工程を数回繰り返し、より確実なシールを行う方
法もある。
【００２６】その他の構成物 電解質は液状でもゲル状でも良い。この電解質には有機
低分子化合物として、ジメトキシエタン、ジエチルエー
テル等のエーテル系溶剤、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート等のエステル系溶剤の単独または混
合したものが含まれる。他の添加物が含まれていても良
い。電解質に含まれる塩として、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌ
Ｏ4、ＬｉＢＦ4などが使用可能である。
【００２７】電解質をゲル状とする場合、ゲル化する方
法、材料は、特に限定しないが、ゲルはポリマー成分に
電解液が含有されたものであり、電解液含有量が２０重
量パーセントから９８重量パーセントのものが望まし
い。電解液含有量が２０重量パーセント以下ではゲル自
身のイオン導電性が非常に低くなり、電池を形成した場
合に電解質層に十分なイオン導電性を付与できない。ま
た、電解液含有量が９８重量パーセント以上ではゲルの
強度が非常に弱くなりゲルにする効果が小さい。ゲルに
はシリカ、アルミナ等の無機微粒子を混合しても良い。
このことによってゲルを多孔化しイオン導電性を向上し
たり、正極版と負極板の短絡を防止したりすることがで
きる場合がある。ポリマー成分としては特に限定するも
のではないが、メタクリル酸、アクリル酸系のモノマー
や、アルキレンオキサイド、アクリロニトリル、エチレ
ン、スチレン、ビニルアルコール、ビニルピロリドン等
のモノマーを主鎖に含有する重合体、フッ化ビニリデン
の単独重合体、共重合体等の樹脂が使用可能である。
【００２８】電解質が液体である場合にはセパレータが
必要である。電解質がゲル状態である場合にはセパレー
タがなくとも電池として機能する場合もあるが有っても
良い。セパレータは絶縁性の多孔膜、網、不繊布等で十
分な強度があるものから適切なものを選択する。特に限
定するものではないが、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂からなる多孔質膜の使用が、接着性の
向上、イオン伝導性の向上及び正極版と負極板の短絡防
止の観点から好ましい。
【００２９】電池の構成 本発明の電池の構成は、正極板と負極板が積層されてな
る発電要素が容器に収納されたものである。金属缶から
なる容器の場合には、リードは金属缶から絶縁された導
体に接続され電池外部との電流の導通が確保されてい
る。フィルムからなる容器の場合には発電要素に付属し
たリードは、熱融着部を貫通し外部に取り出されてい
る。
【００３０】発電要素と容器を樹脂によって固定するこ
とで、電池に変形圧力や衝撃が加わった場合に、リード
の変形が抑制されるという効果がある。
【００３１】挿入した樹脂は、扁平形状をした発電要素
の薄手部分の面上にある必要がある。発電要素の薄手部
分の面上から樹脂がはみ出しても、電池特性上は問題が
ないが、はみ出した量によっては、電池の厚さが厚くな
ってしまうという不都合が起こる場合がある。樹脂によ
って発電要素と容器が良好に固定されることができれば
どの位置に挿入しても良いが、いくつかの例を挙げ、樹
脂の挿入の効果を具体的に説明する。フィルムを円筒状
に加工した容器を用い、容器の熱融着部分からリードを
外部に取り出した構造の電池で例示する。
【００３２】図１に例示されるように袋状容器３と発電
要素１の隙間の大きい部分に樹脂５を挿入する方法があ
る。リード２は熱融着部４から取り出されている。隙間
が大きく発電要素が移動しやすい方向を固定すること
で、効率よく耐衝撃性を向上できる。図２に例示される
ようにリード２の存在する側に樹脂５を挿入する方法も
ある。このことで、損傷を受けやすいリード部分を確実
に保護できる。そのほかに、角形に裁断したフィルムに
プレスで発電要素に対応した凹型を成形し、二つ折りに
して袋状構造とする容器構造で例示する。図３に例示さ
れるように、多部位に樹脂５を挿入することで発電要素
１の固定をより確実にする方法もある。図４に例示され
るように、発電要素１の角の部分に樹脂５を挿入する方
法もある。このことで落下時等に損傷を受けやすい発電
要素の角を効率的に保護できる。図５に示すように、隙
間の大部分を樹脂５で埋める方法もある。これにより非
常に剛性の高い電池とすることができる。シール部分に
沿うように挿入することでシール部分の強度向上の効果
も得られる。
【００３３】電池の製造方法 電池の製造方法については、図８に、発電要素と袋状容
器との間に供給される流動状態の樹脂が熱可塑性樹脂の
場合における非水電解質電池の製造フローチャートの一
例を示す。また、図９に、発電要素と袋状容器との間に
供給される流動状態の樹脂が熱硬化性樹脂の場合におけ
る非水電解質電池の製造フローチャートの一例を示す。
以下に各工程について説明する。
【００３４】リードが接続された発電要素、及び、発電
要素を封入して電池製作をできるように所定の形状に成
形した容器を事前に製作し、発電要素を容器に対して所
定の位置に配置する。この後に容器を封ずることで電池
を形成する。電解液は、予め発電要素に含浸しておく方
法、袋状容器の所定位置に発電要素を配置してから加え
る方法がある。
【００３５】発電要素と容器の間に挿入する樹脂は、電
池製造工程のどの段階でも挿入可能である。発電要素を
容器に配置する以前に、予め樹脂を付着させておく方法
もあるが、発電要素を容器の所定位置に配置した後に樹
脂を供給する方法もある。使用される樹脂が粘着性を有
したり、変形や流動したりして、予め発電要素に付着さ
せた場合には取扱が困難になるものであっても、後者の
方法を用いれば容易に電池の形成が可能である利点があ
る。また、予め発電要素に樹脂を付着させるのに加熱や
乾燥等の工程が必要な樹脂についても、発電要素とリー
ドの隙間に挿入することで余分な工程が省け容易に固定
できるという利点がある。
【００３６】発電要素と容器の隙間に挿入する樹脂に可
塑性または流動性を有するものを用いることもできる。
この場合、樹脂を発電要素と容器の隙間の空間に容易に
挿入することが可能となる。隙間が効率よく充填され、
固定がより確実になる効果があるとともに、より少ない
空間で固定できるため、電池体積の縮小、樹脂量低減に
よる重量低減の効果も得られる。
【００３７】樹脂は、導電性を有さず電解液に溶解する
ものでなければ各種のものが使用可能である。たとえ
ば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、プロペン、
ブテン、３−メチル−１−ブテン、シクロヘキセン等の
オレフィン誘導体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ
化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化エチレン誘
導体、ブタジエン、イソプレン等のジエン誘導体、スチ
レン、クロロスチレン等のスチレン誘導体、酢酸ビニル
等のビニルエステル誘導体、メチルビニルエーテル、フ
ェニルビニルエーテル等のビニルエーテル誘導体、アク
リル酸やメタクリル酸のエステルやアミド等の誘導体、
マレイン酸やマレイミド誘導体等を構成要素として含む
単独あるいは共重合体は、電解液に対しても安定性の高
いものが多く好ましく用いることができる。これらの樹
脂は、各種の溶剤と混合して使用しても良いが、多くは
加熱時等に可塑性を示すため溶剤なしで使用することも
できる。
【００３８】ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニ
レンオキシド、ポリカーボネート、アセタール樹脂、ポ
リアミド等の樹脂を用いることもできる。これらの樹脂
を用いる場合には溶液または前駆体溶液を用いる。これ
らの樹脂には化学的安定性、機械的安定性、電気絶縁性
が優れるものがあり好ましく用いることができる。
【００３９】不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコー
ン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂も使
用可能である。これらの樹脂を用いる場合には溶液また
は前駆体溶液を用いる。これらの熱硬化性樹脂を用いる
場合には、十分な熱硬化を行っておくことが好ましい。
このことにより電解液に対する溶解性、膨潤性を十分に
低下させるだけではなく、樹脂の強度も非常に大きなも
のとすることができ、電池の保護がより確実にできるよ
うになる。この熱硬化が袋状容器の熱融着時や発電要素
の乾燥時に行えるようにすれば、工程が簡略化でき好ま
しい。
【００４０】以上のように多岐に渡る樹脂が使用可能で
あるが、特に、熱可塑性樹脂を用いる場合には各種の利
点がある。熱可塑性樹脂は溶融させれば容易に発電要素
または容器に固定したり、発電要素と容器の隙間に挿入
したりすることが可能である。一般にホットメルト接着
剤と呼ばれるようなポリオレフィン系の樹脂等を用いた
場合には、通常の接着剤では接着が困難なことが多い袋
状容器の内面でも容易に接着し、固定がより確実にでき
る。さらに、熱可塑性樹脂を用いた場合には、金属容器
の溶接や袋状容器の熱融着によって行われる容器の封口
時の熱を利用して発電要素と容器の固定を確実にするこ
とができるという利点もある。溶剤を使用せずに用いる
場合は、乾燥工程が不要であること、排気設備等が不要
なこと等の他、溶剤蒸発に伴う体積収縮が無いため固定
がより確実になるという利点がある。また、発電要素の
薄手部分の面から樹脂がはみ出し、電池の厚さが厚くな
ってしまう場合があるが、ホットプレス等により簡単に
修復できるという利点もある。
【００４１】熱可塑性樹脂の融点は、６０℃から２００
℃が好ましい。融点が６０℃以下の場合には、電池作動
時等の高温時に流動してしまう可能性がある。特に、電
池内に電解液が多量に存在する場合には電解液によって
樹脂が膨潤したりして流動しやすくなる。融点が２００
℃以上では固定するための加熱によって電池特性に悪影
響を与える可能性がある。この温度範囲の中でも熱可塑
性樹脂の融点が袋状容器の熱融着温度より低い場合に
は、袋状容器の通常の熱融着によっても熱融着樹脂が流
動するため、特別な加熱を必要とせず、確実に固定が可
能であるという利点が得られる。
【００４２】さらに熱可塑性樹脂の融点は、電池作動時
等の高温時に流動してしまう可能性を著しく低減させ、
固定するための加熱によって電池特性の悪影響を著しく
低減させる観点から、８０℃から１４０℃がより一層好
ましい。
【００４３】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく
説明する。 比較例１．ＬｉＣｏＯ2を８７重量％、黒鉛粉ＫＳ−６
を８重量％、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリデン
を５重量％に調整した正極活物質ペーストを、集電体と
なる厚さ２０μｍのアルミ箔上にドクターブレード法で
厚さ約１００μｍに塗布し、正極板を形成した。
【００４４】メソフェーズマイクロビーズカーボン（大
阪ガス製）を９５重量％、バインダとしてポリフッ化ビ
ニリデンを５重量％に調整した負極活物質ペーストを、
集電体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクターブレード
法で厚さ約１００μｍに塗布し、負極板を形成した。
【００４５】発電要素の製作 ５ｍｍ×５５ｍｍ×０．２５ｍｍの集電用の正極板用ア
ルミリード及び負極板用ニッケルリードを製作し、アル
ミラミネート容器の熱融着部分にあたる部分に幅６ｍｍ
の変成ポリエチレンフィルムを熱融着した。正極板およ
び負極板を５０ｍｍ×２００ｍｍに切断し、集電体箔に
リードを超音波溶接によって取り付けた。この正極板と
負極板の間にセパレータを５２ｍｍ×２１０ｍｍに切断
したものを挟み、これを幅が約４０ｍｍとなり、リード
が芯部分に来るように巻き取りカプトンテープで固定し
た。このときリードは巻き取られた正極および負極板か
ら１５ｍｍ出た状態となった。
【００４６】容器の製作 １０２ｍｍ×５８ｍｍに切断したポリプロピレンを熱融
着樹脂として有するアルミラミネートフィルムを２つ折
りにして５１ｍｍ×５８ｍｍとし、短辺側を約幅５ｍｍ
で熱融着し筒状とした。熱融着は、富士インパルス
（株）製ＦＣＢ−２７０を用いて行い、ヒーター温度を
１８０℃、熱融着時間を１０秒、熱融着時の圧力を３０
ｇ／ｃｍ2とした。
【００４７】電池の完成 筒状の容器に発電要素を挿入して十分に乾燥した。筒状
にするために熱融着した部分は発電要素のリードの間に
来るようにした。この後リード側の一辺を熱融着した。
エチレンカーボネートと１、２−ジメトキシエタンとを
溶媒として六フッ化リン酸リチウムを電解質とする電解
液を熱融着されていない一辺から注入し、アルミラミネ
ートフィルムを封口して電池を完成させた。
【００４８】耐衝撃性の評価 製作した電池を、高さ１．５ｍからコンクリート床に落
下させた。リード部分を下にした落下と、上にした落下
を交互に繰り返した。２０回落下させた後、電池を分解
して内部の破損状態を検証した。その結果、５個の試験
電池のうち、３個の試験電池において内部のリード部分
に亀裂が入っているのが認められ、正極と負極の短絡に
よる電池機能の異常があった。
【００４９】比較例２．容器を以下の方法で製作した他
は、比較例１と同様して電池製作、耐衝撃性評価を行っ
た。
【００５０】容器の製作 １２８ｍｍ×６０ｍｍに切断したポリプロピレンを熱融
着樹脂として有するアルミラミネートフィルムに４１ｍ
ｍ×５５ｍｍの大きさで深さ４ｍｍの凹部を発電要素が
配置される位置にプレスによって形成した。これを２つ
折りにして、比較例１と同様にして製作した発電要素を
挟みリード部分を含む２辺を約６ｍｍの幅で熱融着し
た。熱融着は、富士インパルス（株）製ＦＣＢ−２７０
を用いて行い、ヒーター温度を１８０℃、熱融着時間を
１０秒、熱融着時の圧力を３０ｇ／ｃｍ2とした。
【００５１】これを乾燥した後、残った一辺から比較例
１と同様に電解液を注入し、封口して電池を完成させ
た。耐衝撃性評価の結果、５個の試験電池のうち、４個
の試験電池において内部のリード部分に亀裂が入ってい
るのが認められ、正極と負極の短絡による電池機能の異
常があった。
【００５２】実施例１．比較例１と同様にして製作した
発電要素と比較例１と同様にして製作した容器を用い、
図１に示される位置に樹脂５として融点１０５℃のポリ
エチレン系ホットメルト樹脂を挿入した。筒状の容器に
発電要素を挿入した後、ホットメルト樹脂を加熱ノズル
より少量吐出させることで付着させた。リード部分、そ
の対向辺の熱融着によってホットメルト樹脂は再流動し
電池形状へ影響は与えなかった。またこれによって発電
要素と容器を固定できた。
【００５３】この後、比較例１と同様に電池を完成さ
せ、耐衝撃性評価を行った。その結果、５個の試験電池
すべてでリード部分の亀裂は認められず、電池機能も正
常であった。
【００５４】実施例２．比較例１と同様にして製作した
発電要素と比較例１と同様にして製作した容器を用い、
図２に示される位置に樹脂５として融点８６℃のポリエ
チレン系ホットメルト樹脂を挿入した電池を形成した。
【００５５】この後、比較例１と同様に電池を完成さ
せ、耐衝撃性評価を行った。その結果、５個の試験電池
すべてでリード部分の亀裂は認められず、電池機能も正
常であった。
【００５６】実施例３．比較例１と同様にして形成した
発電要素と比較例２と同様にして製作した容器を用い、
容器の凹部に発電要素をはめ込んで電池完成時における
位置に置いた後に、図３に示される位置に樹脂５として
ポリウレタン系接着剤（コロネートＬ、日本ポリウレタ
ン）を少量付着させた。接着剤は、発電要素と容器との
隙間に挿入できた。この後、リード部分を熱融着し、発
電要素の乾燥とポリウレタン系接着剤の熱硬化とを兼ね
て、８０℃で４時間加熱した。
【００５７】この後、比較例１と同様に電池を完成さ
せ、耐衝撃性評価を行った。その結果、５個の試験電池
すべてでリード部分の亀裂は認められず、電池機能も正
常であった。
【００５８】実施例４．比較例１と同様にして形成した
発電要素と比較例２と同様にして製作した容器を用い、
容器の凹部に発電要素をはめ込んで電池完成時における
位置に置いた後に、図３に示される位置に樹脂５として
融点８６℃のポリエチレン系ホットメルト樹脂を加熱ノ
ズルより少量吐出させた。ポリエチレン系ホットメルト
樹脂は、発電要素と容器との隙間に挿入できた。
【００５９】この後、比較例１と同様に電池を完成さ
せ、耐衝撃性評価を行った。その結果、５個の試験電池
すべてでリード部分の亀裂は認められず、電池機能も正
常であった。
【００６０】実施例５．比較例１と同様にして形成した
発電要素と比較例２と同様にして製作した容器を用い、
容器の凹部に発電要素をはめ込んで電池完成時における
位置に置いた後に、図４に示される位置に樹脂５として
融点８６℃のポリエチレン系ホットメルト樹脂を加熱ノ
ズルより少量吐出させた。ポリエチレン系ホットメルト
樹脂は、発電要素と容器との隙間に挿入できた。
【００６１】この後、比較例１と同様に電池を完成さ
せ、耐衝撃性評価を行った。その結果、５個の試験電池
すべてでリード部分の亀裂は認められず、電池機能も正
常であった。
【００６２】実施例６．比較例１と同様にして形成した
発電要素と比較例２と同様にして製作した容器を用い、
容器の凹部に発電要素をはめ込んで電池完成時における
位置に置いた後に、図３に示される位置に樹脂５として
融点８６℃のポリエチレン系ホットメルト樹脂を加熱ノ
ズルより少量吐出させた。ポリエチレン系ホットメルト
樹脂は、発電要素と容器との隙間に挿入できた。
【００６３】この後、比較例１と同様に電池を完成さ
せ、図６及び図７のようにＡＢＳ樹脂からなる保護容器
６に入れた。この保護容器は内面に突起を有しており、
この突起と電池内に樹脂が挿入された部分とが接触し
て、電池を固定するようになっている。
【００６４】この状態で、耐衝撃試験を行った。その結
果、５個の試験電池すべてでリード部分の亀裂は認めら
れず、電池機能も正常であった。
【００６５】実施例７．比較例１と同様にして形成した
発電要素とアルミニウム缶容器を用いて電池を形成し
た。はじめに、アルミニウム缶型容器の蓋となる部分に
付属した電極端子部と、発電要素のリードを溶接により
接続した。この後、発電要素をアルミニウム缶型容器に
発電要素を挿入して電池完成時における位置に置いた後
に十分に乾燥させ、発電要素の薄手部分の面と缶型容器
の内面との間の開口部に、融点８６℃のポリエチレン系
ホットメルト樹脂を加熱ノズルより少量吐出させた。ポ
リエチレン系ホットメルト樹脂は、発電要素と容器との
隙間に挿入できた。
【００６６】この後、エチレンカーボネートと１、２−
ジメトキシエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リチウ
ムを電解質とする電解液を開口部から注入し、開口部を
前記電極端子部が付属したアルミニウムの蓋で封口して
溶接し、電池を完成させた。
【００６７】この状態で、耐衝撃試験を行った。その結
果、５個の試験電池すべてでリード部分の亀裂は認めら
れず、電池機能も正常であった。
【００６８】
【発明の効果】この発明によれば、正極板及び負極板に
それぞれリードを接続したものを積層してなる扁平な発
電要素と、前記発電要素を収納する樹脂フィルムを用い
た袋状容器とを備え、前記リードが前記袋状容器の熱融
着部から取り出されている非水電解質電池において、前
記発電要素の薄手部分の面と前記袋状容器の内面との間
に樹脂を挿入して発電要素を固定することにより、電池
に変形圧力や衝撃が加わった場合の発電要素の位置ずれ
を防止し、リード変形を抑制するため、耐衝撃性が向上
した電池が得られる。
【００６９】樹脂が袋状容器の熱融着温度より低い融点
を有する熱可塑性樹脂である場合、袋状容器の熱融着時
の熱によって熱可塑性樹脂を流動させるため、袋状容器
の熱融着と、発電要素と袋状容器内面との固定とを一括
工程で行った電池が得られる。袋状容器の熱融着時の熱
が、熱伝導性の良い袋状容器の金属層やリードを通して
熱可塑性樹脂に伝わるため、袋状容器内面や発電要素表
面での密着性が良くなり確実な固定ができるという効果
もある。
【００７０】樹脂が該電池の全構成要素の耐熱温度より
低い硬化温度を有する熱硬化性樹脂である場合、発電要
素の乾燥と熱硬化性樹脂の硬化の工程を兼ねて、発電要
素と袋状容器内面との固定を行った電池が得られる。
【００７１】さらに、こうして得られた電池を内面に突
起を有する保護容器に収納し、発電要素と袋状容器の間
に挿入された樹脂と、保護容器の突起部分とが、袋状容
器を介して間接的に接触して電池を固定することによ
り、電池に変形圧力や衝撃が加わった場合のリード変形
の抑制効果がより確実になる。
【００７２】この発明によれば、正極板及び負極板にそ
れぞれリードを接続したものを積層してなる扁平な発電
要素と、前記発電要素を収納する金属の缶型容器とを備
え、前記缶型容器の発電要素挿入口は発電要素挿入後に
溶接によって封口されている非水電解質電池において、
前記発電要素の薄手部分の面と前記缶型容器の内面との
間に樹脂を挿入して発電要素を固定することにより、電
池に変形圧力や衝撃が加わった場合の発電要素の位置ず
れを防止し、リード変形を抑制するため、耐衝撃性が向
上した電池が得られる。
【００７３】この発明によれば、正極板及び負極板にそ
れぞれリードを接続したものを積層してなる扁平な発電
要素と、前記発電要素を収納する樹脂フィルムを用いた
袋状容器とを備え、前記リードが前記袋状容器の熱融着
部から取り出されている非水電解質電池の製造方法にお
いて、前記発電要素の薄手部分の面と前記袋状容器の内
面との間に樹脂を挿入して発電要素を固定することによ
り、製造された電池に変形圧力や衝撃が加わった場合の
発電要素の位置ずれを防止し、リード変形を抑制するた
め、電池の耐衝撃性が向上するという効果がある。
【００７４】また、発電要素が袋状容器内の電池完成時
における位置に置かれた後に、発電要素の薄手部分の面
と袋状容器の内面との間に樹脂を供給することにより、
使用される樹脂が粘着性を有したり、変形や流動したり
しても、取扱が困難になることがなく、電池の製造が容
易になる効果がある。また、予め発電要素の薄手部分の
面に樹脂を付着させるのに加熱や乾燥等の工程が必要な
樹脂についても、発電要素と袋状容器の隙間に挿入する
ことで余分な工程が省け容易に固定できるという効果が
ある。
【００７５】さらに、流動状態の樹脂を発電要素の薄手
部分の面と袋状容器の内面との間に供給することによ
り、樹脂を袋状容器と発電要素の隙間の空間に容易に挿
入することが可能となる。このため、袋状容器と発電要
素の隙間が効率よく充填され、固定がより確実になる効
果があるとともに、より少ない空間で固定できるため、
電池体積の縮小、樹脂量低減による重量低減の効果も得
られる。
【００７６】樹脂が袋状容器の熱融着温度より低い融点
を有する熱可塑性樹脂である場合、袋状容器の熱融着時
の熱によって熱可塑性樹脂を流動させるため、袋状容器
の熱融着と、発電要素と袋状容器内面との固定とを一括
工程でできる。袋状容器の熱融着時の熱が、熱伝導性の
良い袋状容器の金属層やリードを通して熱可塑性樹脂に
伝わるため、袋状容器内面や発電要素表面での密着性が
良くなり確実な固定ができるという効果もある。
【００７７】樹脂が該電池の全構成要素の耐熱温度より
低い硬化温度を有する熱硬化性樹脂である場合、発電要
素の乾燥と熱硬化性樹脂の硬化の工程を兼ねて、発電要
素と袋状容器内面との固定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の非水電解質電池において、リードの
存在する側とその向かい側の位置で、発電要素と袋状容
器とを樹脂を用いて固定した一例を示す平面図である。
【図２】 本発明の非水電解質電池において、リードの
存在する側の位置で、発電要素と袋状容器とを樹脂を用
いて固定した一例を示す平面図である。
【図３】 本発明の非水電解質電池において、リードの
存在する側を含む複数の位置で、発電要素と袋状容器と
を樹脂を用いて固定した一例を示す平面図である。
【図４】 本発明の非水電解質電池において、発電要素
の四隅の位置で、発電要素と袋状容器とを樹脂を用いて
固定した一例を示す平面図である。
【図５】 本発明の非水電解質電池において、発電要素
と袋状容器との隙間の大部分で、発電要素と袋状容器と
を樹脂を用いて固定した一例を示す平面図である。
【図６】 本発明の非水電解質電池において、電池を内
面に突起を有する保護容器に収納し、樹脂と保護容器の
突起とが袋状容器を介して間接的に接触して電池を固定
した一例を示す平面図である。
【図７】 本発明の非水電解質電池において、電池を内
面に突起を有する保護容器に収納し、樹脂と保護容器の
突起とが袋状容器を介して間接的に接触して電池を固定
した一例を示し、リード側からみた断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態において、発電要素と袋
状容器との間に供給される流動状態の樹脂が熱可塑性樹
脂の場合における非水電解質電池の製造フローチャート
の一例を示した図である。
【図９】 本発明の実施の形態において、発電要素と袋
状容器との間に供給される流動状態の樹脂が熱硬化性樹
脂の場合における非水電解質電池の製造フローチャート
の一例を示した図である。
【符号の説明】
１．発電要素、 ２．リード、 ３．袋状容器、 ４．
熱融着部、 ５．樹脂、６．保護容器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藏田 哲之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西村 隆 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 吉岡 省二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 相原 茂 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 竹村 大吾 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 栗木 宏徳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 荒金 淳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ00 AJ12 AJ14 AK03 AK05 AL06 AL12 AM03 AM04 AM07 BJ03 BJ12 BJ27 CJ05 DJ02 DJ04 EJ12 HJ12 HJ14

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極板及び負極板にそれぞれリードを接
    続したものを積層してなる扁平な発電要素と、前記発電
    要素を収納する樹脂フィルムを用いた袋状容器とを備
    え、前記リードが前記袋状容器の熱融着部から取り出さ
    れている非水電解質電池において、前記発電要素の薄手
    部分の面と前記袋状容器の内面との間に樹脂を挿入して
    発電要素を固定することを特徴とする非水電解質電池。
  2. 【請求項２】 前記樹脂が前記袋状容器の熱融着温度よ
    り低い融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記袋状容器
    の熱融着時の熱によって前記熱可塑性樹脂が流動し、前
    記袋状容器の熱融着後に前記熱可塑性樹脂が固化するこ
    とを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  3. 【請求項３】 前記樹脂が該電池の全構成要素の耐熱温
    度より低い硬化温度を有する熱硬化性樹脂であり、前袋
    状容器の熱融着後に前記熱硬化性樹脂が固化することを
    特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
  4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の非水
    電解質電池と、前記電池を収納する保護容器とを備え、
    前記電池と前記保護容器との接触部位と、前記発電要素
    の薄手部分の面と前記袋状容器の内面との間に樹脂を挿
    入した部位とが隣接することを特徴とする非水電解質電
    池。
  5. 【請求項５】 正極板及び負極板にそれぞれリードを接
    続したものを積層してなる扁平な発電要素と、前記発電
    要素を収納する金属製容器とを備え、前記金属製容器の
    発電要素挿入口は発電要素挿入後に溶接によって封口さ
    れる非水電解質電池において、前記発電要素の薄手部分
    の面と前記金属製容器の内面との間に樹脂を挿入して発
    電要素を固定することを特徴とする非水電解質電池。
  6. 【請求項６】 正極板及び負極板にそれぞれリードを接
    続したものを積層してなる扁平な発電要素と、前記発電
    要素を収納する樹脂フィルムを用いた袋状容器とを備
    え、前記リードが前記袋状容器の熱融着部から取り出さ
    れている非水電解質電池の製造方法において、前記発電
    要素の薄手部分の面と前記袋状容器の内面との間に樹脂
    を挿入して発電要素を固定することを特徴とする非水電
    解質電池の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記発電要素が前記袋状容器内の電池完
    成時における位置に置かれた後に、前記発電要素の薄手
    部分の面と前記袋状容器の内面との間に樹脂を供給する
    ことを特徴とする請求項６記載の非水電解質電池の製造
    方法。
  8. 【請求項８】 前記樹脂は流動状態において、前記発電
    要素の薄手部分の面と前記袋状容器の内面との間に供給
    されることを特徴とする請求項６または７記載の非水電
    解質電池の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記樹脂が前記袋状容器の熱融着温度よ
    り低い融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記袋状容器
    の熱融着時の熱によって前記熱可塑性樹脂が流動し、前
    記袋状容器の熱融着後に前記熱可塑性樹脂が固化するこ
    とを特徴とする請求項８記載の非水電解質電池の製造方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記樹脂が該電池の全構成要素の耐熱
    温度より低い硬化温度を有する熱硬化性樹脂であり、前
    記袋状容器の熱融着後に前記熱硬化性樹脂が固化するこ
    とを特徴とする請求項８記載の非水電解質電池の製造方
    法。
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