JP2003109669A - 薄型電池 - Google Patents
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- 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
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストの低減と電池のエネルギー密度の
向上とを図りつつ、電池に膨れが生じた場合であって
も、電池内で短絡するのを防止できる薄型電池の提供を
目的とする。 【解決手段】 帯状の正極芯体１０に正極活物質層９が
形成された正極板５と、帯状の負極芯体１７に負極活物
質層１９が形成された負極板６とが、セパレータ１５を
介して巻回された偏平渦巻き状の電極体がラミネート外
装体３内に収納された薄型電池において、正極集電タブ
７に対向する極板が正極板５であり、負極集電タブ８に
対向する極板が負極板６であることを特徴とする。
向上とを図りつつ、電池に膨れが生じた場合であって
も、電池内で短絡するのを防止できる薄型電池の提供を
目的とする。 【解決手段】 帯状の正極芯体１０に正極活物質層９が
形成された正極板５と、帯状の負極芯体１７に負極活物
質層１９が形成された負極板６とが、セパレータ１５を
介して巻回された偏平渦巻き状の電極体がラミネート外
装体３内に収納された薄型電池において、正極集電タブ
７に対向する極板が正極板５であり、負極集電タブ８に
対向する極板が負極板６であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂フィルム状外
装体を有し、この樹脂フィルム状外装体内に電極体が収
納された薄型電池に関する。
装体を有し、この樹脂フィルム状外装体内に電極体が収
納された薄型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄型電池の外装体としては、全て
がステンレス等の金属から成るものが用いられていた。
ところが、このような外装体を用いた電池では、金属製
の外装体を厚くせざるをえず、しかもこれに伴い電池質
量が増大する。この結果、電池の薄型化が困難になると
共に、電池の質量エネルギー密度が小さくなるという課
題を有していた。
がステンレス等の金属から成るものが用いられていた。
ところが、このような外装体を用いた電池では、金属製
の外装体を厚くせざるをえず、しかもこれに伴い電池質
量が増大する。この結果、電池の薄型化が困難になると
共に、電池の質量エネルギー密度が小さくなるという課
題を有していた。
【０００３】そこで、本発明者らは、先に、アルミニウ
ム等から成る金属層の両面に接着剤層を介して樹脂層が
形成されたラミネート材を袋状にしてラミネート外装体
を構成し、このラミネート外装体の収納空間に、図１０
（ａ）に示すように、正負極板３２・３３から延出する
集電タブ３４・３５を備えた電極体３６を収納するよう
な薄型電池を提案した。このような構造の電池であれ
ば、飛躍的に電池の小型化を達成でき、しかも電池の質
量エネルギー密度が大きくなるという利点を有する。
ム等から成る金属層の両面に接着剤層を介して樹脂層が
形成されたラミネート材を袋状にしてラミネート外装体
を構成し、このラミネート外装体の収納空間に、図１０
（ａ）に示すように、正負極板３２・３３から延出する
集電タブ３４・３５を備えた電極体３６を収納するよう
な薄型電池を提案した。このような構造の電池であれ
ば、飛躍的に電池の小型化を達成でき、しかも電池の質
量エネルギー密度が大きくなるという利点を有する。
【０００４】しかしながら、上記ラミネート外装体を用
いた電池では、金属製の外装体を用いた電池に比べて、
外装体が柔軟である。このため、加熱又は過充電等によ
り電池が膨れた場合には、外装体としてステンレス等の
金属から成るものを用いた場合に比べて膨れが大きくな
り、これに伴って、図１０（ｂ）に示すように、電極体
３６は変形するが、両集電タブ３４・３５はラミネート
外装体との融着部に固定されているので、この結果、両
集電タブ３４・３５の凸部がセパレータを突き破って他
極と接触して電池内でショートが発生するという課題を
有していた。そこで、図１１に示すように、ラミネート
材と両集電タブ３４・３５とを固定するための樹脂３８
の下方（正負極板３２・３３側）に、自動機により保護
テープ３９を貼着するような構造のものが提案されてい
る。しかしながら、両集電タブ３４・３５は非常に幅狭
であるため、自動機により両集電タブ３４・３５上に確
実に保護テープ３９を貼着するのは困難であり、ショー
トの発生を防止できない場合がある。また、保護テープ
３９は高価であり、しかも保護テープ３９の貼着工程が
別途必要となるため、製造コストが高くなる。更に、保
護テープ３９の厚み分だけ電極体が厚くなるので、単位
体積当たりの正負極板の占める割合が低下し、電池のエ
ネルギー密度が低下する。
いた電池では、金属製の外装体を用いた電池に比べて、
外装体が柔軟である。このため、加熱又は過充電等によ
り電池が膨れた場合には、外装体としてステンレス等の
金属から成るものを用いた場合に比べて膨れが大きくな
り、これに伴って、図１０（ｂ）に示すように、電極体
３６は変形するが、両集電タブ３４・３５はラミネート
外装体との融着部に固定されているので、この結果、両
集電タブ３４・３５の凸部がセパレータを突き破って他
極と接触して電池内でショートが発生するという課題を
有していた。そこで、図１１に示すように、ラミネート
材と両集電タブ３４・３５とを固定するための樹脂３８
の下方（正負極板３２・３３側）に、自動機により保護
テープ３９を貼着するような構造のものが提案されてい
る。しかしながら、両集電タブ３４・３５は非常に幅狭
であるため、自動機により両集電タブ３４・３５上に確
実に保護テープ３９を貼着するのは困難であり、ショー
トの発生を防止できない場合がある。また、保護テープ
３９は高価であり、しかも保護テープ３９の貼着工程が
別途必要となるため、製造コストが高くなる。更に、保
護テープ３９の厚み分だけ電極体が厚くなるので、単位
体積当たりの正負極板の占める割合が低下し、電池のエ
ネルギー密度が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
に鑑みなされたものであって、製造コストの低減と電池
のエネルギー密度の向上とを図りつつ、電池に膨れが生
じた場合であっても、電池内で短絡するのを防止できる
薄型電池の提供を目的とする。
に鑑みなされたものであって、製造コストの低減と電池
のエネルギー密度の向上とを図りつつ、電池に膨れが生
じた場合であっても、電池内で短絡するのを防止できる
薄型電池の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、帯状の正極
芯体に正極活物質層が形成された正極板と、帯状の負極
芯体に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレー
タを介して巻回された偏平渦巻き状の電極体を有すると
共に、この電極体と非水電解質とが、樹脂フィルム状外
装体内に収納され、しかも上記正極板と上記負極板とに
は上記両活物質が塗布されていない正極芯体露出部と負
極芯体露出部とが形成され、これら両芯体露出部からは
それぞれ正極集電タブと負極集電タブとが上記外装体の
外側まで延設される構造の薄型電池において、両集電タ
ブのうち少なくとも一方の集電タブに対向する極板が、
当該集電タブが設けられた極板と同一極性の極板である
ことを特徴とする。上記構成の如く、両集電タブのうち
少なくとも一方の集電タブに対向する極板が、当該集電
タブが設けられた極板と同一極性の極板であれば、一方
の集電タブやこの集電タブが接続された芯体露出部が変
形して、当該芯体露出部や集電タブがセパレータを突き
破った場合であっても、電池内でショートが発生するの
を防止できる。また、一方の集電タブには保護テープを
設ける必要がないので、当該部分においては保護テープ
の貼着工程が不要となって、電池の製造コストを低減で
きる。更に、少なくとも一方の集電タブでは保護テープ
が不要となるので、その分だけ単位体積当たりの正負極
板の占める割合が高くなり、電池のエネルギー密度が向
上する。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、上記正極芯体露出部と負極芯体露出部とにおい
て、一方の芯体露出部を巻回始端に、他方の芯体露出部
を巻回終端に形成することにより、上記正極集電タブと
負極集電タブのうち一方の集電タブを上記偏平渦巻き状
の電極体の最内周に配置し、他方の集電タブを上記偏平
渦巻き状の電極体の最外周に配置することを特徴とす
る。上記構成の如く、一方の集電タブを偏平渦巻き状の
電極体の最内周に配置し、他方の集電タブを上記偏平渦
巻き状の電極体の最外周に配置すれば、両集電タブに対
向する極板が、当該集電タブが設けられた極板と同一極
性の極板とすることができる。したがって、請求項１に
記載の作用効果が一層発揮される。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の発明において、上記正極集電タブと
負極集電タブとにおける上記樹脂フィルム状外装体の融
着部には、樹脂フィルム状外装体と両集電タブとを固定
するための樹脂がそれぞれ設けられ、これらの樹脂のう
ち少なくとも一方の樹脂は上記芯体露出部まで延設され
ていることを特徴とする。上記構成の如く、樹脂フィル
ム状外装体と両集電タブとを固定するための樹脂が上記
芯体露出部まで延設されていれば、電池内でのショート
の発生を、より効果的に阻止することができる。また、
従来から設けられていた樹脂を、単に、芯体露出部まで
延設するだけであるので、電池の製造が高くなることも
ない。
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、帯状の正極
芯体に正極活物質層が形成された正極板と、帯状の負極
芯体に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレー
タを介して巻回された偏平渦巻き状の電極体を有すると
共に、この電極体と非水電解質とが、樹脂フィルム状外
装体内に収納され、しかも上記正極板と上記負極板とに
は上記両活物質が塗布されていない正極芯体露出部と負
極芯体露出部とが形成され、これら両芯体露出部からは
それぞれ正極集電タブと負極集電タブとが上記外装体の
外側まで延設される構造の薄型電池において、両集電タ
ブのうち少なくとも一方の集電タブに対向する極板が、
当該集電タブが設けられた極板と同一極性の極板である
ことを特徴とする。上記構成の如く、両集電タブのうち
少なくとも一方の集電タブに対向する極板が、当該集電
タブが設けられた極板と同一極性の極板であれば、一方
の集電タブやこの集電タブが接続された芯体露出部が変
形して、当該芯体露出部や集電タブがセパレータを突き
破った場合であっても、電池内でショートが発生するの
を防止できる。また、一方の集電タブには保護テープを
設ける必要がないので、当該部分においては保護テープ
の貼着工程が不要となって、電池の製造コストを低減で
きる。更に、少なくとも一方の集電タブでは保護テープ
が不要となるので、その分だけ単位体積当たりの正負極
板の占める割合が高くなり、電池のエネルギー密度が向
上する。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、上記正極芯体露出部と負極芯体露出部とにおい
て、一方の芯体露出部を巻回始端に、他方の芯体露出部
を巻回終端に形成することにより、上記正極集電タブと
負極集電タブのうち一方の集電タブを上記偏平渦巻き状
の電極体の最内周に配置し、他方の集電タブを上記偏平
渦巻き状の電極体の最外周に配置することを特徴とす
る。上記構成の如く、一方の集電タブを偏平渦巻き状の
電極体の最内周に配置し、他方の集電タブを上記偏平渦
巻き状の電極体の最外周に配置すれば、両集電タブに対
向する極板が、当該集電タブが設けられた極板と同一極
性の極板とすることができる。したがって、請求項１に
記載の作用効果が一層発揮される。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の発明において、上記正極集電タブと
負極集電タブとにおける上記樹脂フィルム状外装体の融
着部には、樹脂フィルム状外装体と両集電タブとを固定
するための樹脂がそれぞれ設けられ、これらの樹脂のう
ち少なくとも一方の樹脂は上記芯体露出部まで延設され
ていることを特徴とする。上記構成の如く、樹脂フィル
ム状外装体と両集電タブとを固定するための樹脂が上記
芯体露出部まで延設されていれば、電池内でのショート
の発生を、より効果的に阻止することができる。また、
従来から設けられていた樹脂を、単に、芯体露出部まで
延設するだけであるので、電池の製造が高くなることも
ない。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
９に基づいて、以下に説明する。図１は本発明に係る薄
型電池の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図
３は本発明に係る薄型電池に用いる樹脂フィルム外装体
としてのラミネート外装体の断面図、図４は本発明に係
る薄型電池に用いる電極体の斜視図、図５は図４のＢ−
Ｂ線矢視断面図、図６は薄型電池に用いる正極板の正面
図、図７は薄型電池に用いる負極板の正面図、図８は本
発明の変形例の断面図、図９は本発明の他の変形例の正
面図である。
９に基づいて、以下に説明する。図１は本発明に係る薄
型電池の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図
３は本発明に係る薄型電池に用いる樹脂フィルム外装体
としてのラミネート外装体の断面図、図４は本発明に係
る薄型電池に用いる電極体の斜視図、図５は図４のＢ−
Ｂ線矢視断面図、図６は薄型電池に用いる正極板の正面
図、図７は薄型電池に用いる負極板の正面図、図８は本
発明の変形例の断面図、図９は本発明の他の変形例の正
面図である。
【０００８】図２に示すように、本発明の薄型電池は偏
平渦巻状の電極体１を有しており、この電極体１は収納
空間２内に配置されている。この収納空間２は、図１に
示すように、ラミネート外装体３の上下端と中央部とを
それぞれ封止部４ａ・４ｂ・４ｃで封口することにより
形成される。また、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジ
エチルカーボネート（ＤＥＣ）とが体積比で４：６の割
合で混合された混合溶媒に、１モル／リットルのＬｉＰ
Ｆ6 を溶解したものを電解液とし、この電解液と、ポリ
エチレングリコールジアクリレート（分子量：１００
０）とを１０：１の割合で混合し、さらに重合開始剤を
加えてプレゲル溶液とした。収納空間２には、このプレ
ゲル溶液が注液されている。また、図４及び図５に示す
ように、上記電極体１は、ＬｉＣｏＯ2 を主体とする正
極板５（厚み：０．１７ｍｍ）と、グラファイトを主体
とする負極板６（厚み：０．１４ｍｍ）と、これら両電
極を離間するセパレータ（図４においては図示せず）１
５とを偏平渦巻き状に巻回することにより作製される。
上記セパレータ１５は、有機溶媒との反応性が低く、且
つ安価なポリオレフィン系樹脂から成る微多孔膜（厚
み：０．０２５ｍｍ）から構成されている。尚、図１
中、２１はラミネート材と両集電タブとを固定するため
の樹脂である。
平渦巻状の電極体１を有しており、この電極体１は収納
空間２内に配置されている。この収納空間２は、図１に
示すように、ラミネート外装体３の上下端と中央部とを
それぞれ封止部４ａ・４ｂ・４ｃで封口することにより
形成される。また、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジ
エチルカーボネート（ＤＥＣ）とが体積比で４：６の割
合で混合された混合溶媒に、１モル／リットルのＬｉＰ
Ｆ6 を溶解したものを電解液とし、この電解液と、ポリ
エチレングリコールジアクリレート（分子量：１００
０）とを１０：１の割合で混合し、さらに重合開始剤を
加えてプレゲル溶液とした。収納空間２には、このプレ
ゲル溶液が注液されている。また、図４及び図５に示す
ように、上記電極体１は、ＬｉＣｏＯ2 を主体とする正
極板５（厚み：０．１７ｍｍ）と、グラファイトを主体
とする負極板６（厚み：０．１４ｍｍ）と、これら両電
極を離間するセパレータ（図４においては図示せず）１
５とを偏平渦巻き状に巻回することにより作製される。
上記セパレータ１５は、有機溶媒との反応性が低く、且
つ安価なポリオレフィン系樹脂から成る微多孔膜（厚
み：０．０２５ｍｍ）から構成されている。尚、図１
中、２１はラミネート材と両集電タブとを固定するため
の樹脂である。
【０００９】ここで、図６に示すように、上記正極板５
は、アルミニウム箔又はアルミニウムメッシュから成る
帯状の正極芯体１０（厚み：２０μｍ）と、この正極芯
体１０に活物質が塗布された正極活物質層９と、上記正
極芯体１０に活物質が塗布されていない正極芯体露出部
１４とを有する。上記正極芯体露出部１４は電極体１の
巻回終端側に設けられ、且つ、正極芯体露出部１４には
アルミニウムから成る正極集電タブ７が接続されてい
る。また、図７に示すように、上記負極板６は、銅箔か
らなる帯状の負極芯体１７（厚み：２０μｍ）と、この
負極芯体１７に活物質が塗布された負極活物質層１９
と、上記負極芯体１７に活物質が塗布されていない負極
芯体露出部１８とを有する。上記負極芯体露出部１８は
電極体１の巻回始端側に設けられ、且つ、上記負極芯体
露出部１８には銅から成る負極集電タブ８が接続されて
いる。そして、上記両集電タブ７・８により、電池内部
で生じた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部へ
取り出し得るようになっている。ここで、上記電極体１
を作成した後の両集電タブ７・８の配置は、図５に示す
ように、正極集電タブ７は上記電極体１の最外周部（巻
回終端近傍）に設けられ、この正極集電タブ７の対極に
は同極性の正極板５が配置される一方、負極集電タブ８
は上記電極体１の最内周部（巻回始端近傍）に設けら
れ、この負極集電タブ８の対極には同極性の負極板６が
配置されている。
は、アルミニウム箔又はアルミニウムメッシュから成る
帯状の正極芯体１０（厚み：２０μｍ）と、この正極芯
体１０に活物質が塗布された正極活物質層９と、上記正
極芯体１０に活物質が塗布されていない正極芯体露出部
１４とを有する。上記正極芯体露出部１４は電極体１の
巻回終端側に設けられ、且つ、正極芯体露出部１４には
アルミニウムから成る正極集電タブ７が接続されてい
る。また、図７に示すように、上記負極板６は、銅箔か
らなる帯状の負極芯体１７（厚み：２０μｍ）と、この
負極芯体１７に活物質が塗布された負極活物質層１９
と、上記負極芯体１７に活物質が塗布されていない負極
芯体露出部１８とを有する。上記負極芯体露出部１８は
電極体１の巻回始端側に設けられ、且つ、上記負極芯体
露出部１８には銅から成る負極集電タブ８が接続されて
いる。そして、上記両集電タブ７・８により、電池内部
で生じた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部へ
取り出し得るようになっている。ここで、上記電極体１
を作成した後の両集電タブ７・８の配置は、図５に示す
ように、正極集電タブ７は上記電極体１の最外周部（巻
回終端近傍）に設けられ、この正極集電タブ７の対極に
は同極性の正極板５が配置される一方、負極集電タブ８
は上記電極体１の最内周部（巻回始端近傍）に設けら
れ、この負極集電タブ８の対極には同極性の負極板６が
配置されている。
【００１０】尚、図３に示すように、上記ラミネート外
装体３の具体的な構造は、アルミニウム層１１（厚み：
３０μｍ）の両面に、各々、変性ポリプロピレンから成
る接着剤層１２・１２（厚み：５μｍ）を介してポリプ
ロピレンから成る樹脂層１３・１３（厚み：３０μｍ）
が接着される構造である。
装体３の具体的な構造は、アルミニウム層１１（厚み：
３０μｍ）の両面に、各々、変性ポリプロピレンから成
る接着剤層１２・１２（厚み：５μｍ）を介してポリプ
ロピレンから成る樹脂層１３・１３（厚み：３０μｍ）
が接着される構造である。
【００１１】ここで、上記構造の電池を、以下のように
して作製した。先ず、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2
と、導電剤としてのアセチレンブラック及びグラファイ
トと、結着剤としてのポリビニリデンフルオロライド
（ＰＶｄＦ）とを質量比で、９０：５：５の割合でＮ−
メチルピロリドンから成る有機溶剤に溶解させて混合
し、正極活物質スラリー或いは正極活物質ペーストを作
製した。次に、上記正極活物質スラリー或いは正極活物
質ペーストを、正極活物質スラリーの場合はダイコーダ
ー又はドクターブレード等を用い、正極活物質ペースト
の場合はローラコーティング法等を用いて、アルミニウ
ムから成る帯状の正極の正極芯体１０の両面に塗着し、
正極活物質層９を形成した。次いで、この正極活物質を
塗布した極板を乾燥機中で乾燥させることにより、正極
活物質スラリー或いは正極活物質ペースト作製時に必要
であった有機溶剤を除去し、更に当該極板をロールプレ
ス機にて圧延することにより、厚みが０．１７ｍｍの正
極板５を作製した。この際、電極体１の巻回終端側にお
ける上記正極芯体１０の両面には、正極活物質層９を形
成しない正極芯体露出部１４を形成した。
して作製した。先ず、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2
と、導電剤としてのアセチレンブラック及びグラファイ
トと、結着剤としてのポリビニリデンフルオロライド
（ＰＶｄＦ）とを質量比で、９０：５：５の割合でＮ−
メチルピロリドンから成る有機溶剤に溶解させて混合
し、正極活物質スラリー或いは正極活物質ペーストを作
製した。次に、上記正極活物質スラリー或いは正極活物
質ペーストを、正極活物質スラリーの場合はダイコーダ
ー又はドクターブレード等を用い、正極活物質ペースト
の場合はローラコーティング法等を用いて、アルミニウ
ムから成る帯状の正極の正極芯体１０の両面に塗着し、
正極活物質層９を形成した。次いで、この正極活物質を
塗布した極板を乾燥機中で乾燥させることにより、正極
活物質スラリー或いは正極活物質ペースト作製時に必要
であった有機溶剤を除去し、更に当該極板をロールプレ
ス機にて圧延することにより、厚みが０．１７ｍｍの正
極板５を作製した。この際、電極体１の巻回終端側にお
ける上記正極芯体１０の両面には、正極活物質層９を形
成しない正極芯体露出部１４を形成した。
【００１２】これと並行して、負極活物質としての天然
黒鉛（ｄ値＝３．３６Å）と、結着剤としてのポリビニ
リデンフルオロライド（ＰＶｄＦ）とを重量比で、９
０：１０の割合でＮ−メチルピロリドンから成る有機溶
剤に溶解させて混合し、負極活物質スラリー或いは負極
活物質ペーストを作製した。次に、上記負極活物質スラ
リー或いは負極活物質ペーストを、負極活物質スラリー
の場合はダイコーダー又はドクターブレード等を用い、
負極活物質ペーストの場合はローラコーティング法等を
用いて、銅から成る帯状の負極芯体１７の両面に塗着
し、負極活物質層１９を形成した。次いで、この負極活
物質を塗布した極板を乾燥機中で乾燥させることによ
り、負極活物質スラリー或いは負極活物質ペースト作製
時に必要であった有機溶剤を除去し、更に当該極板をロ
ールプレス機にて圧延することにより、厚みが０．１４
ｍｍの負極板６を作製した。
黒鉛（ｄ値＝３．３６Å）と、結着剤としてのポリビニ
リデンフルオロライド（ＰＶｄＦ）とを重量比で、９
０：１０の割合でＮ−メチルピロリドンから成る有機溶
剤に溶解させて混合し、負極活物質スラリー或いは負極
活物質ペーストを作製した。次に、上記負極活物質スラ
リー或いは負極活物質ペーストを、負極活物質スラリー
の場合はダイコーダー又はドクターブレード等を用い、
負極活物質ペーストの場合はローラコーティング法等を
用いて、銅から成る帯状の負極芯体１７の両面に塗着
し、負極活物質層１９を形成した。次いで、この負極活
物質を塗布した極板を乾燥機中で乾燥させることによ
り、負極活物質スラリー或いは負極活物質ペースト作製
時に必要であった有機溶剤を除去し、更に当該極板をロ
ールプレス機にて圧延することにより、厚みが０．１４
ｍｍの負極板６を作製した。
【００１３】この際、電極体１の巻回始端側における上
記負極芯体１７の両面には、負極活物質層１９を形成し
ない負極芯体露出部１８を形成した。次に、上記正負極
板５・６の両芯体露出部１４・１８に、それぞれ正極集
電タブ７と負極集電タブ８とを取り付けた後、正負極板
５・６をセパレータ１５を介して配置する。この際、電
極体１の最外周部（巻回終端近傍）に設けられた正極集
電タブ７の対極には同極性の正極板５を配置し、電極体
１の最内周部（巻回始端近傍）に設けられた負極集電タ
ブ８の対極には同極性の負極板６を配置するようにし
た。しかる後、巻き取り機を用いて正負両極５・６及び
セパレータ１５を偏平渦巻状に巻回し、更に最外周部を
テープ止めして電極体１を作製した。
記負極芯体１７の両面には、負極活物質層１９を形成し
ない負極芯体露出部１８を形成した。次に、上記正負極
板５・６の両芯体露出部１４・１８に、それぞれ正極集
電タブ７と負極集電タブ８とを取り付けた後、正負極板
５・６をセパレータ１５を介して配置する。この際、電
極体１の最外周部（巻回終端近傍）に設けられた正極集
電タブ７の対極には同極性の正極板５を配置し、電極体
１の最内周部（巻回始端近傍）に設けられた負極集電タ
ブ８の対極には同極性の負極板６を配置するようにし
た。しかる後、巻き取り機を用いて正負両極５・６及び
セパレータ１５を偏平渦巻状に巻回し、更に最外周部を
テープ止めして電極体１を作製した。
【００１４】次いで、樹脂層（ポリプロピレン）／接着
剤層／アルミニウム合金層／接着剤層／樹脂層（ポリプ
ロピレン）の５層構造から成るシート状のラミネート材
を用意した後、このラミネート材における端部近傍同士
を重ね合わせ、更に、重ね合わせ部を溶着して、封止部
４ｃを形成した。次に、この筒状のラミネート材の収納
空間２内に電極体１を挿入した。この際、筒状のラミネ
ート材の一方の開口部から両集電タブ７・８が突出する
ように電極体１を配置した。次に、この状態で、両集電
タブ７・８が突出している開口部のラミネート材を溶着
して封止し、封止部４ａを形成した。この際、封止部４
ａは加熱による熱溶着を行なった。
剤層／アルミニウム合金層／接着剤層／樹脂層（ポリプ
ロピレン）の５層構造から成るシート状のラミネート材
を用意した後、このラミネート材における端部近傍同士
を重ね合わせ、更に、重ね合わせ部を溶着して、封止部
４ｃを形成した。次に、この筒状のラミネート材の収納
空間２内に電極体１を挿入した。この際、筒状のラミネ
ート材の一方の開口部から両集電タブ７・８が突出する
ように電極体１を配置した。次に、この状態で、両集電
タブ７・８が突出している開口部のラミネート材を溶着
して封止し、封止部４ａを形成した。この際、封止部４
ａは加熱による熱溶着を行なった。
【００１５】次いで、この状態で、真空加熱乾燥（温
度：１０５℃）を２時間行い、ラミネート材及び電極体
１の水分を除去した。この後、エチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとが体積比で４：６の割合で混合
された混合溶媒に、１モル／リットルのＬｉＰＦ6 を溶
解したものを電解液とし、この電解液と、ポリエチレン
グリコールジアクリレート（分子量：１０００）とを１
０：１の割合で混合し、さらに重合開始剤を加えてプレ
ゲル溶液とした。このプレゲル溶液を注液した後、上記
封止部４ａとは反対側のラミネート材の端部を超音波溶
着装置を用いて溶着し、封止部４ｂを形成した。次い
で、この状態で室温中に３時間放置して、プレゲル溶液
を正負極板間や正負極活物質中に浸透させた。この後、
外装体を６０℃で３時間加熱して、外装体内部のプレゲ
ル溶液をゲル化させ、薄型電池を作成した。尚、上記プ
レゲル溶液注液工程のみは、アルゴン雰囲気のドライボ
ックス内で行った。
度：１０５℃）を２時間行い、ラミネート材及び電極体
１の水分を除去した。この後、エチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとが体積比で４：６の割合で混合
された混合溶媒に、１モル／リットルのＬｉＰＦ6 を溶
解したものを電解液とし、この電解液と、ポリエチレン
グリコールジアクリレート（分子量：１０００）とを１
０：１の割合で混合し、さらに重合開始剤を加えてプレ
ゲル溶液とした。このプレゲル溶液を注液した後、上記
封止部４ａとは反対側のラミネート材の端部を超音波溶
着装置を用いて溶着し、封止部４ｂを形成した。次い
で、この状態で室温中に３時間放置して、プレゲル溶液
を正負極板間や正負極活物質中に浸透させた。この後、
外装体を６０℃で３時間加熱して、外装体内部のプレゲ
ル溶液をゲル化させ、薄型電池を作成した。尚、上記プ
レゲル溶液注液工程のみは、アルゴン雰囲気のドライボ
ックス内で行った。
【００１６】尚、両集電タブ７・８の配置位置は上記の
位置に限定するものではなく、正極集電タブ７を電極体
１の最内周部（巻回始端近傍）に設け、負極集電タブ８
を電極体１の最外周部（巻回終端近傍）に設けても良
い。また、図８に示すように、両集電タブ７・８を、共
に外周側に設ける（具体的には、正極集電タブ７を電極
体１の最外周部に設け、負極集電タブ８を電極体１の最
外周部より１周分だけ内側に設ける）ような構造であっ
ても良い。但し、この場合には、負極集電タブ８の対向
位置にあるのが正極板５であるため、保護テープ２０・
２０を負極集電タブ８に貼り付ける必要があるという不
利がある。また、図９に示すように、ラミネート材と正
極集電タブ７とを固定するための樹脂２１を、正極芯体
露出部１４にまで延設しても良い。このような、構成と
すれば、電池の内部ショートによる不良がより低減す
る。
位置に限定するものではなく、正極集電タブ７を電極体
１の最内周部（巻回始端近傍）に設け、負極集電タブ８
を電極体１の最外周部（巻回終端近傍）に設けても良
い。また、図８に示すように、両集電タブ７・８を、共
に外周側に設ける（具体的には、正極集電タブ７を電極
体１の最外周部に設け、負極集電タブ８を電極体１の最
外周部より１周分だけ内側に設ける）ような構造であっ
ても良い。但し、この場合には、負極集電タブ８の対向
位置にあるのが正極板５であるため、保護テープ２０・
２０を負極集電タブ８に貼り付ける必要があるという不
利がある。また、図９に示すように、ラミネート材と正
極集電タブ７とを固定するための樹脂２１を、正極芯体
露出部１４にまで延設しても良い。このような、構成と
すれば、電池の内部ショートによる不良がより低減す
る。
【００１７】更に、ラミネート外装体の樹脂層としては
上記ポリプロピレンに限定されるものではなく、例え
ば、ポリエチレン等のポリオレフィン系高分子、ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル系高分子、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等のポリビニリ
デン系高分子、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン７
等のポリアミド系高分子等が挙げられる。また、ラミネ
ート外装体の構造としては、上記の５層構造に限定され
るものではない。加えて、外装体としては、ラミネート
外装体に限定されるものではなく、僅かな電池内圧の上
昇によって変形する外装体であれば、本発明を適用しう
ることは勿論である。
上記ポリプロピレンに限定されるものではなく、例え
ば、ポリエチレン等のポリオレフィン系高分子、ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル系高分子、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等のポリビニリ
デン系高分子、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン７
等のポリアミド系高分子等が挙げられる。また、ラミネ
ート外装体の構造としては、上記の５層構造に限定され
るものではない。加えて、外装体としては、ラミネート
外装体に限定されるものではなく、僅かな電池内圧の上
昇によって変形する外装体であれば、本発明を適用しう
ることは勿論である。
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造コストの低減と電池のエネルギー密度の向上とを図
りつつ、電池に膨れが生じた場合であっても、電池内で
短絡するのを防止できるといった優れた効果を奏する。
製造コストの低減と電池のエネルギー密度の向上とを図
りつつ、電池に膨れが生じた場合であっても、電池内で
短絡するのを防止できるといった優れた効果を奏する。
【図１】図１は本発明に係る薄型電池の正面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図３は本発明に係る薄型電池に用いるラミネー
ト外装体の断面図である。
ト外装体の断面図である。
【図４】図４は本発明に係る薄型電池に用いる電極体の
斜視図である。
斜視図である。
【図５】図５は図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６】図６は薄型電池に用いる正極板の正面図であ
る。
る。
【図７】図７は薄型電池に用いる負極板の正面図であ
る。
る。
【図８】図８は本発明の変形例の断面図である。
【図９】図９は本発明の他の変形例の正面図である。
【図１０】図１０は従来の電池が膨れて電池内で短絡が
発生する場合の様子を示す断面説明図である。
発生する場合の様子を示す断面説明図である。
【図１１】図１０は他の従来電池の正面図である。
１：電極体
２：収納空間
３：ラミネート外装体
５：正極板
６：負極板
７：正極集電タブ
８：負極集電タブ
９：正極活物質層
１０：正極芯体
１４：正極芯体露出部
１５：セパレータ
１７：負極芯体
１８：負極芯体露出部
１９：負極活物質層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H011 AA03 AA09 CC02 CC06 CC10
DD13 EE04 FF04 GG01 HH02
5H022 AA09 BB02 BB12 CC12 EE10
KK03
5H029 AJ12 AJ14 AK03 AL07 AM03
AM05 AM07 BJ04 BJ14 BJ27
CJ04 CJ07 CJ22 DJ05 DJ07
DJ12 HJ12
5H050 AA15 AA18 BA17 CA08 CB08
DA02 DA03 DA04 DA20 FA05
FA12 GA04 GA09 GA12 GA22
Claims (3)
- 【請求項１】 帯状の正極芯体に正極活物質層が形成さ
れた正極板と、帯状の負極芯体に負極活物質層が形成さ
れた負極板とが、セパレータを介して巻回された偏平渦
巻き状の電極体を有すると共に、この電極体と非水電解
質とが、樹脂フィルム状外装体内に収納され、しかも上
記正極板と上記負極板とには上記両活物質が塗布されて
いない正極芯体露出部と負極芯体露出部とが形成され、
これら両芯体露出部からはそれぞれ正極集電タブと負極
集電タブとが上記外装体の外側まで延設される構造の薄
型電池において、 両集電タブのうち少なくとも一方の集電タブに対向する
極板が、当該集電タブが設けられた極板と同一極性の極
板でるあることを特徴とする薄型電池。 - 【請求項２】 上記正極芯体露出部と負極芯体露出部と
において、一方の芯体露出部を巻回始端に、他方の芯体
露出部を巻回終端に形成することにより、上記正極集電
タブと負極集電タブのうち一方の集電タブを上記偏平渦
巻き状の電極体の最内周に配置し、他方の集電タブを上
記偏平渦巻き状の電極体の最外周に配置する、請求項１
記載の薄型電池。 - 【請求項３】 上記正極集電タブと負極集電タブとにお
ける上記樹脂フィルム状外装体の融着部には、樹脂フィ
ルム状外装体と両集電タブとを固定するための樹脂がそ
れぞれ設けられ、これらの樹脂のうち少なくとも一方の
樹脂は上記芯体露出部まで延設されている、請求項１又
は２記載の薄型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001304533A JP2003109669A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 薄型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001304533A JP2003109669A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 薄型電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003109669A true JP2003109669A (ja) | 2003-04-11 |
| JP2003109669A5 JP2003109669A5 (ja) | 2006-04-06 |
Family
ID=19124437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001304533A Pending JP2003109669A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 薄型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003109669A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7807292B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-10-05 | Sony Corporation | Secondary battery |
| JP4898975B2 (ja) * | 2010-01-13 | 2012-03-21 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
| JP2014179334A (ja) * | 2008-04-17 | 2014-09-25 | Lg Chem Ltd | 絶縁特性が向上した電池 |
| JP2018006336A (ja) * | 2016-06-22 | 2018-01-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電池、及び電池の作製方法 |
| JP2020077492A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| WO2020241410A1 (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| WO2021006171A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 株式会社村田製作所 | 電池 |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001304533A patent/JP2003109669A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7807292B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-10-05 | Sony Corporation | Secondary battery |
| US8168320B2 (en) | 2006-05-17 | 2012-05-01 | Sony Corporation | Secondary battery |
| JP2014179334A (ja) * | 2008-04-17 | 2014-09-25 | Lg Chem Ltd | 絶縁特性が向上した電池 |
| US9142854B2 (en) | 2008-04-17 | 2015-09-22 | Lg Chem, Ltd. | Battery having enhanced electrical insulation capability |
| JP4898975B2 (ja) * | 2010-01-13 | 2012-03-21 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
| JP2018006336A (ja) * | 2016-06-22 | 2018-01-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電池、及び電池の作製方法 |
| JP2020077492A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| JP7079414B2 (ja) | 2018-11-06 | 2022-06-02 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| WO2020241410A1 (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| CN113875044A (zh) * | 2019-05-28 | 2021-12-31 | 三洋电机株式会社 | 非水电解质二次电池 |
| JP7434309B2 (ja) | 2019-05-28 | 2024-02-20 | パナソニックエナジー株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| WO2021006171A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 株式会社村田製作所 | 電池 |
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| A02 | Decision of refusal |
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