JP2006114475A - 放熱層が形成された電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、放熱層が形成された電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池に関するものであって、解決しようとする技術的課題は、放熱性能及び陽性温度素子の反応度を向上させ、機械的強度を向上させることにある。
【解決手段】 このため、本発明による解決方法の要旨は、略平らな第１面とその反対面である略平らな第２面とを有する金属層と、金属層の第１面に一定の厚さで形成された放熱層と、金属層の第２面に一定の厚さで形成された変性ポリプロピレンからなる電池外装材が開示される。
また、本発明による解決方法の別の要旨は、保護回路基板自体、または、その外側に電気的に連結される陽性温度素子が電池外装材の放熱層に直接接触するようにすることにより、陽性温度素子の反応度が向上したリチウムポリマー電池が開示される。
【選択図】 図１ｂ
【解決手段】 このため、本発明による解決方法の要旨は、略平らな第１面とその反対面である略平らな第２面とを有する金属層と、金属層の第１面に一定の厚さで形成された放熱層と、金属層の第２面に一定の厚さで形成された変性ポリプロピレンからなる電池外装材が開示される。
また、本発明による解決方法の別の要旨は、保護回路基板自体、または、その外側に電気的に連結される陽性温度素子が電池外装材の放熱層に直接接触するようにすることにより、陽性温度素子の反応度が向上したリチウムポリマー電池が開示される。
【選択図】 図１ｂ
Description
本発明は、放熱層が形成された電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池に関し、より詳細には、リチウムポリマー電池の放熱性能を向上させ、また、陽性温度素子の反応度を向上させることができる放熱層が形成された電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池に関する。
一般に、リチウムポリマー電池とは、正極板と負極板との間のセパレータ（以下、正極板、負極板及びセパレータを電極組立体という）がリチウムイオン電池での分離の役割の他に、イオン伝導の媒介体、即ち、電解質の役割をする電池のことをいう。このようなセパレータは、ゲル型高分子電解質で形成されるが、イオン伝導度を向上させるために、電解液を高分子に含浸した状態で製造する。前記ゲル型高分子電解質の長所は、向上したイオン伝導度の他に、優れた電極との接合性、機械的物性、及び製造の容易性などを挙げることができる。代表的なゲル型高分子電解質として、ベルコア（Ｂｅｌｌｃｏｒｅ）社のＰＶＤＦ系電解質は、ビニリデンフルオリド（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ；ＶＤＦ）、ヘキサフルオロエチレン（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＨＦＰ）の共重合体、可塑剤、及び無機添加剤を混合してフィルム成形後、電解液を含浸させてゲル化させる工程により製造される。
一方、リチウムポリマー電池及びリチウムイオン電池の特徴を簡単に比較すると次の通りである。
第１に、リチウムポリマー電池は、構造上、板状構造が可能なので、リチウムイオン電池の工程で必要とするワインディング（ｗｉｎｄｉｎｇ）工程を必ず採択する必要はない。従って、多数の板形態で電極組立体を積層でき、その電極組立体を角形構造に最適の形態で製造できる。
第２に、電解液が全て一体化したセル（ｃｅｌｌ）の内部に注入されているので、外部に露出する電解液はほとんど存在しない。
第３に、自体が板状構造からなることができるので、角形を作る際、圧力を加えなくてもよい。従って、決定的に電池外装材を厚く、硬い角形、または、円筒形缶（ｃａｎ）の代わりに、薄く、軟性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）のパウチ（ｐｏｕｃｈ）で製造できることになる。
このように、電池外装材として軟性パウチを用いることになると、缶に比べて厚さを大幅に縮めることができるので、同じ体積内に、より多くの電極組立体を受け入れることになる。即ち、電池の容量を大幅に増やすことができることになる。また、電池外装材が軟性であるので、電池を希望する形態で容易に製造でき、従って、各種電子機器に装着しやすい長所がある。
しかし、このようなパウチ形態の電池外装材は、電池容量の増大及び多様な形態への加工性にもかかわらず、熱放出特性が優秀でなくて、電池の使用可能時間が短縮される問題がある。即ち、パウチ形態の電池外装材は、基本的に、表面に放熱性能を低下させるナイロンやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が形成されていることにより、電池の充放電中に発生する発熱現状に積極的に対応できなくて、また、温度の増加によって放電量が増加して、電池の使用可能時間が急激に減少する問題がある。
また、電池の発熱現状によって電池の温度が基準温度以上になると、電極組立体、または、電解液が分解され、結局、これによって多量のガスが発生する。従って、このようなガス発生は電池の内圧を増加させることにより、電池自体が膨らむ、いわゆるスウェルリング（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現状を発生させて電池の信頼性を大きく低下させる問題がある。
一方、上述のリチウムポリマー電池には、温度の増加時、充電電流を遮断するために温度に比例して抵抗が増加する陽性温度素子が取り付けられる。即ち、保護回路基板自体、または、保護回路基板と電極組立体との連結部分に陽性温度素子を設けることにより、電池の温度増加時、前記陽性温度素子を通じて流れる電流が減少、または、遮断されるようにしている。勿論、上記のように、陽性温度素子を通して流れる電流が減少、または、遮断されると、概して電池の発熱現状及び温度増加現状が停止する。更に、前記陽性温度素子は、電池の温度に敏感に反応するように電池外装材に一定の部分が接触するようになっている。しかし、上述のように、前記電池外装材は表面に放熱性能がよくないナイロンやポリエチレンテレフタレートが形成されていることにより、内部から発生する熱が前記陽性温度素子に速かに伝えられない短所がある。従って、電池自体の温度が増加しても前記陽性温度素子が速かに反応しないことにより、電池の信頼性を大きく低下させる問題がある。
また、従来の電池外装材は機械的強度が弱って外部衝撃に非常に劣るという問題がある。例えば、電池外装材が鋭い物（例えば、針または釘）に刺された場合、孔が容易に形成され、愛玩動物などに噛まれた場合、容易に裂ける。更に、前記のように、鋭い物が外装材を貫通して内部の電極組立体まで接触することになると、正極板と負極板とが直接ショートして、電池が発火、または、爆発することがある。
本発明は、上述の従来の問題点を克服するためのものであって、充放電中に発生する温度増加現状を抑制するために放熱性能を向上させることができる電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、電池外装材の表面に放熱層を形成し、この放熱層に陽性温度素子が接触するようにすることにより、陽性温度素子の反応度を増加させることができる電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池を提供することである。
本発明の別の目的は、電池外装材の機械的強度、耐蝕性及び耐衝撃性などを向上させることができる電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池を提供することにある。
前記の目的の達成のために、本発明は、略平らな第１面とその反対面である略平らな第２面とを有する金属層と、金属層の第１面に一定の厚さで形成された放熱層と、金属層の第２面に一定の厚さで形成された変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）と、からなる電池外装材が開示される。
また、前記の目的の達成のために、本発明は、多数の正極電極板と負極電極板とがセパレータを介して備えられ、前記正極電極板及び負極電極板から外側に一定の長さが延びて接続した正極タップ及び負極タップが備えられた電極組立体と、前記電極組立体が受納できるように一定の深さのドローイング部を有する第１領域が備えられ、前記第１領域のドローイング部を覆うことができるように、第２領域が備えられた放熱層を有する外装材と、を含んでなるリチウムポリマー電池が開示される。
上記のようにして、本発明は、電池外装材の表面に電気的には絶縁性であり、熱的には伝導度が優れる放熱層が形成されることにより、電池の充放電中の放熱性能が極大化され、従って、電池の寿命及び信頼性が向上する。
また、本発明は、電極組立体と保護回路基板との間に電気的に連結される陽性温度素子が上述の放熱層に直接接触することにより、電池の発熱時、これを直ちに感知して電流の流れを遮断、または、低減させて、電池の信頼性が大幅に向上する。
併せて、本発明は、電池外装材の表面に放熱層が形成されることにより、機械的強度、耐蝕性、耐衝撃性等も優れることになる。
上述のように、本発明に係る放熱層が形成された電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池は、電池外装材の表面に電気的には絶縁性であり、熱的には伝導度の優れる放熱層が形成されることにより、電池の充放電中の放熱性能が極大化され、従って電池の寿命及び信頼性が向上する効果がある。
また、本発明は、電極組立体と保護回路基板との間に電気的に連結される陽性温度素子が上述の放熱層に直接接触することにより、電池の発熱時、これを直ちに感知して電流の流れを遮断、または、低減させて、電池の信頼性が大幅に向上する効果がある。
併せて、本発明は、電池外装材の表面に放熱層が形成されることにより、機械的強度、耐蝕性、耐衝撃性等も優れることになる効果もある。
以上、説明したことは、本発明に係る放熱層が形成された電池外装材及びこれを用いるリチウムポリマー電池を実施するための一実施に形態に過ぎないものであって、本発明は、前記の実施の形態に限るのではなく、以下の特許請求範囲で請求するように、本発明の要旨を外れない範囲で、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があるというはずである。
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度で、本発明の好ましい実施に形態を添付の図面を参照して詳細に説明すると次の通りである。
図１ａは本発明に係る放熱層が形成された電池外装材を示す斜視図であり、図１ｂは図１ａの１-１線拡大断面図である。
図示のように、本発明に係る電池外装材１１０は、金属層１１１、放熱層１１２及び変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）１１３からなっている。
まず、前記金属層１１１は、略平らな、または、完全に平らな第１面１１１ａと、その反対面であって、略平らな、または、完全に平らな第２面１１１ｂとを有する。このような金属層１１１は、第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さが略２０〜１００μｍで形成されている。前記金属層１１１の厚さが２０μｍ以下の場合には、製造工程中、ドローイング（ｄｒａｗｉｎｇ）やフォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）工程時、容易に破断、または、損傷することができ、また、１００μｍ以上の場合には、ドローイングやフォールディングが困難であるので、好ましくない。
一方、前記金属層１１１は、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）及びマンガン（Ｍｎ）の合金、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）の合金、アルミニウム（Ａｌ）、または、その等価物中から選択された、いずれか一つを用いることができるが、ここに、その材質を限るのではない。しかし、前記金属層１１１を鉄が含まれた材質にする場合には機械的強度が強くなり、アルミニウムが含まれた材質にする場合には放熱性能が良くなるので、使用目的や用途に適合する材質を選択することが好ましい。併せて、前記金属層１１１を鉄が含まれた材質にする場合には、鉄８４〜８８.２％、炭素０.５％以下、クロム１１-１５％及びマンガン０.３-０.５％からなる合金や、鉄６３.７〜７５.９％、炭素０.１-０.３％、クロム１２-１８％及びニッケル７-１２％の合金を用いることが好ましい。併せて、前記金属層１１１は、韓国工業規格（ＫＳ）中、ＳＴＳ３０１、ＳＴＳ３０４、ＳＴＳ３０５、ＳＴＳ３１６Ｌ、または、ＳＴＳ３２１中から選択された、いずれか一つ（または、日本工業規格（ＪＩＳ）ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６Ｌ、または、ＳＵＳ３２１中から選択された、いずれか一つ）を用いることができるが、このような工業規格に本発明を限るのではない。
前記放熱層１１２は、前記金属層１１１の第１面１１１ａに薄い厚さでコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）、または、ラミネーティング（ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）されている。また、前記放熱層１１２は、厚さが５〜１０μｍで形成されている。前記放熱層１１２の厚さを５μｍ以下にすると、放熱性能がそれほど優れないし、１０μｍ以上にすると、製造工程中のドローイングやフォールディングが容易でないので、好ましくない。また、前記放熱層１１２は、電気的には絶縁体であり、熱的には導電体である熱導電性ポリマー、熱導電性エラストマー、熱導電性シリコン弾性体、または、その等価物中から選択された、いずれか一つを用いて形成できるが、このような材質に本発明を限るのではない。更に、前記放熱層１１２は、電気的には絶縁体であり、熱的には導電体であるセラミックパウダーと接着樹脂とが混合して形成されたことを用いることができる。従って、前記放熱層１１２は、前記金属層１１１の第１面１１１ａに希望する厚さでコーティングすることが可能である。勿論、前記放熱層１１２をコーティングした後には、一定の温度（略１５０〜２００℃）で熱処理することが好ましい。更に、前記コーティング方法の代りに、放熱層１１２をシート形態で製作して、前記金属層１１１の第１面１１１ａに熱を加えながらラミネーティングすることも可能である。
一方、前記セラミックパウダーは、平均粒経が数μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、黒鉛、または、その等価物中から選択された、いずれか一つであることができるが、ここに、そのセラミックパウダーの種類を限るのではない。また、前記接着樹脂内のセラミックパウダーの含有量は５ないし５０体積％に調節することが好ましい。含有量が５体積％以下の場合は放熱性能が充分に向上することができないし、含有量が５０体積％以上の場合は金属層１１１との接着強度を弱化させることができる。前記セラミックパウダーの含有量が上述の範囲である時は、放熱層１１２の放熱性能を安定的に向上させることができる一方、金属層１１１の接着強度を良好に維持できる。
次に、前記変性ポリプロピレン１１３は、金属層１１１の第２面１１１ｂに略３０〜４０μｍの厚さでコーティング、または、ラミネーティングされている。このような変性ポリプロピレン１１３には、今後、電極組立体（図示してはいない）などが直接接触して、また、相互熱溶着する部分であるので、前記金属層１１１の厚さよりも若干厚く形成することが好ましい。
併せて、前記変性ポリプロピレンは、前記金属層１１１の第１面１１１ａにコーティング、または、ラミネーティングされて、放熱層１１２として用いることもできる。
図２は、本発明に係る放熱層が形成された電池外装材に電極組立体及び電解液などを受納して封入するために、電池外装材を一定の形態で加工する状態を示す斜視図である。
図示のように、上述の電池外装材１００は、相互畳まれて、縁部が熱溶着する第１領域１１４と第２領域１１５とに区分できる。前記第１領域１１４には多数の正極板と負極板との間にセパレータが介された電極組立体（図示してはいない）が受納できるように一定の広さ及び深さを有するドローイング部１１６が更に形成されることができる。勿論、このようなドローイング部１１６は、第２領域１１５にも形成されることができる。このようなドローイング部１１６の形成中、電池外装材１１０が破損しないように前記電池外装材１１０、即ち、主要材質である金属層１１１の厚さは上述のように、最小２０μｍ以上にならなければならない。ここで、前記ドローイング部１１６の両側側面に形成されて、今後、変性ポリプロピレン１１３が熱溶着し、一定の方向に畳まれる部分を側面フォールディング部１１７と定義し、また、前記ドローイング部１１６の前方に形成されて、今後、陽性温度素子１３１及び保護回路基板１３０などが位置する領域を前方平坦部１１８と定義する。
また、前記ドローイング部１１６は、上述の変性ポリプロピレン１１３が金型に直接接触しながら形成される。従って、上述のように、前記電池外装材１１０は厚さが変性ポリプロピレン１１３>金属層１１１>放熱層１１２の順に形成されるようにすることが好ましい。
図３ａは、本発明に係るリチウムポリマー電池において、タップに陽性温度素子及び保護回路基板が電気的に連結される状態を示す斜視図であり、図３ｂは、陽性温度素子及び保護回路基板が電気的に連結された後、折曲された状態を示す斜視図である。また、図４は、図３ｂの２-２線視断面図である。ここで、説明の便宜上、上述の図３ａ、図３ｂ及び図４を共に参照することにする。
本発明に係るリチウムポリマー電池は、放熱層１１２を有する電池外装材１１０、前記電池外装材１１０の内側に内蔵される電極組立体１２０、及び前記電池外装材１１０の表面に安着し、前記電極組立体１２０と電気的に連結される保護回路基板１３０からなっている。
まず、前記電池外装材１１０は、金属層１１１を中心として、一面に放熱層１１２が形成されており、他面に変性ポリプロピレン１１３が形成されている。勿論、このような金属層１１１、放熱層１１２及び変性ポリプロピレン１１３の詳細な層構造は既に詳細に説明したので、ここでは省略することにする。
また、上述のように、電池外装材１１０は、一定の深さで形成されたドローイング部１１６を有する第１領域１１４と、前記ドローイング部１１６を覆う第２領域１１５と、からなっている。また、前記ドローイング部１１６は、電極組立体１２０が安着したまま、前記ドローイング部１１６の外周縁の側面フォールディング部１１７は熱溶着する。勿論、実際に熱溶着する部分は、変性ポリプロピレン１１３である。そして、このように、熱溶着する部分は、製造工程中、一側にフォールディングされることにより、電池外装材１１０が占める体積が最小化されるようにしている。ここで、図３ａには電池外装材１１０の側面フォールディング部１１７が未だフォールディングされていない状態で図示されている。
一方、前記電極組立体１２０は、多数の正極板１２１と負極板１２３とがセパレータ１２２を介して備えられ、前記正極板１２１及び負極板１２３から外側に一定の長さが延びては正極タップ１２４及び負極タップ１２５が接続している。更に、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５は、前記電池外装材１１０の外側に一定の長さが更に延びている。即ち、上述の前方平坦部１１８の外側に一定の長さが更に延びている。ここで、前記正極タップ１２４は、通常のアルミニウム、負極タップ１２５は通常のニッケルで形成されることができるが、このような材質に本発明を限るのではない。
前記保護回路基板１３０は、陽性温度素子１３１を経由して前記負極タップ１２５（または、正極タップ１２４）に電気的に接続している。また、前記正極タップ１２４（または、負極タップ１２５）は直接保護回路基板１３０に接続している。勿論、前記陽性温度素子１３１は、直接、前記保護回路基板１３０の内側に設けられることもでき、このような陽性温度素子１３１の連結部位をここに限るのではない。
一方、このような状態において、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５は数回折曲されて、前記保護回路基板１３０が上述の前方平坦部１１８に位置することにより、電池１００の体積が最小化されるようになっている。即ち、断面構造を見ると、前記前方平坦部１１８上に１回折曲された正極タップ１２４及び負極タップ１２５が位置し、前記負極タップ１２５（または、正極タップ１２４）上に陽性温度素子１３１が位置する。勿論、このような陽性温度素子１３１の一部の領域は、前記前方平坦部１１８上に直接接触することにより、放熱層１１２を有する電池外装材１１０から発生する発熱現状に対して敏感に反応することになっている。また、前記正極タップ１２４、負極タップ１２５及び陽性温度素子１３１の上には、保護回路基板１３０が位置する。また、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５は、多数回折曲されたまま、前記保護回路基板１３０の上面に終端が電気的に接続した形態をする。勿論、前記電池外装材１１０は、最外側の表面に放熱層１１２が形成されることにより、放熱性能が向上するだけでなく、前記陽性温度素子１３１に速かに熱を伝達させることにより、陽性温度素子１３１の反応度を向上させる。更に、前記電池外装材１１０の表面に形成された放熱層１１２は機械的強度が強くて、また、耐蝕性及び耐衝撃性が優れるので、リチウムポリマー電池１００の信頼性をより向上させることになる。
図５ａないし図５ｅは、本発明に係るリチウムポリマー電池の製造方法を示す順次図面である。
まず、図５ａに示すように、所定の形態の電池外装材１１０を製造する。即ち、電極組立体（図示していない）が受納できる大きさのドローイング部１１６を有する第１領域１１４と、前記第１領域１１４を覆う第２領域１１５とからなる電池外装材１１０を製造する。勿論、前記第１領域１１４及び第２領域１１５の両側部には、今後、熱溶着する側面フォールディング部１１７が形成され、前方には下記する保護回路基板１３０が位置する前方平坦部１１８が形成されている。
また、前記電池外装材１１０は略板状の金属層１１１と、前記金属層１１１の一面に形成された放熱層１１２と、前記金属層１１１の他面に形成された変性ポリプロピレン１１３と、の層構造にする。勿論、前記放熱層１１２は放熱性能及び機械的強度を増加させ、また、陽性温度素子１３１の反応度も向上させるために、電池外装材１１０の外部表面となるようにする。併せて、このような電池外装材１１０の具体的な層構造は、前記の電池外装材１１０説明部分で詳細に説明したので、ここでは省略することにする。
次に、図５ｂに示すように、前記電池外装材１１０中、第１領域１１４に形成されたドローイング部１１６に電極組立体１２０を受納する。即ち、正極板１２１、セパレータ１２２及び負極板１２３が多数回巻き取られ、前方に向けて一定の長さで延びた正極タップ１２４及び負極タップ１２５が形成された電極組立体１２０を電池外装材１１０のドローイング部１１６に受納する。勿論、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５は、電池外装材１１０の前方平坦部１１８を通じて外側に一定の長さまで延びるようにする。
次に、図５ｃに示すように、前記電極組立体１２０の正極タップ１２４及び負極タップ１２５に保護回路基板１３０を電気的に接続させる。その際、前記負極タップ１２５（または、正極タップ１２４）と保護回路基板１３０との間には陽性温度素子１３１が電気的に連結されるようにする。このような陽性温度素子１３１は、上述のように、電池の発熱時、これを迅速に感知して電流の流れを低減、または、遮断する役割をする。
次に、図５ｄに示すように、前記保護回路基板１３０を電池外装材１１０の前方平坦部１１８上に定着させる。その際、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５は多数回折曲される。即ち、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５が１回折曲されることにより、前記正極タップ１２４、負極タップ１２５及び陽性温度素子１３１が先に前方平坦部１１８上に位置する。勿論、前記前方平坦部１１８の表面には電気的には絶縁体であり、熱的には導電体である熱伝導テープを付着することにより、前記陽性温度素子１３１に熱伝逹がよくなるようにすることもできるが、ここに本発明を限るのではない。以後、前記正極タップ１２４及び負極タップ１２５を再度折曲することにより、前記保護回路基板１３０が前方平坦部１１８に安定的に位置するようにする。更に、その際にも前記保護回路基板１３０と前方平坦部１１８との間に熱導電性接着テープなどが位置すると、その接着状態がより良好になることもできる。
最後に、図５ｅに示すように、前記電池外装材１１０の側面フォールディング部１１７を上部方向に折曲することにより、本発明によるリチウムポリマー電池の製造が完了する。勿論、このような側面フォールディング部１１７のフォールディングにより、電池１００の大きさが最小化する。併せて、前記フォールディング部１１７を通じては内部の金属層１１１が外部に露出した状態であるので、このような露出を防止するために、絶縁部材でシーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）できるが、ここに本発明を限るのではない。
１００ 本発明に係るリチウムポリマー電池
１１０ 本発明に係る電池外装材
１１１ 金属層
１１１ａ 第１面
１１１ｂ 第２面
１１２ 放熱層
１１３ 変性ポリプロピレン
１１４ 第１領域
１１５ 第２領域
１１６ ドローイング部
１１７ 側面フォールディング部
１１８ 前方平坦部
１２０ 電極組立体
１２１ 正極板
１２２ セパレータ
１２３ 負極板
１２４ 正極タップ
１２５ 負極タップ
１３０ 保護回路基板
１３１ 陽性温度素子
１１０ 本発明に係る電池外装材
１１１ 金属層
１１１ａ 第１面
１１１ｂ 第２面
１１２ 放熱層
１１３ 変性ポリプロピレン
１１４ 第１領域
１１５ 第２領域
１１６ ドローイング部
１１７ 側面フォールディング部
１１８ 前方平坦部
１２０ 電極組立体
１２１ 正極板
１２２ セパレータ
１２３ 負極板
１２４ 正極タップ
１２５ 負極タップ
１３０ 保護回路基板
１３１ 陽性温度素子
Claims (23)
- 略平らな第１面と、その反対面である略平らな第２面とを有する金属層と、
前記金属層の第１面に一定の厚さで形成された放熱層と、
前記金属層の第２面に一定の厚さで形成された変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）と、
を含んでなることを特徴とする電池用外装材。 - 前記金属層は、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）及びマンガン（Ｍｎ）の合金、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）の合金、または、アルミニウム（Ａｌ）中から選択された、いずれか一つであることを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記放熱層は電気的に絶縁性であることを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記放熱層は、熱導電性ポリマー、熱導電性エラストマー、または、熱導電性シリコン弾性体の中から選択された、いずれか一つであることを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記放熱層はセラミックパウダーと接着樹脂とが混合して形成されたことを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記セラミックパウダーは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、または、黒鉛中から選択された、いずれか一つであることを特徴とする請求項５記載の電池用外装材。
- 前記放熱層は、セラミックパウダーの含有量が５ないし５０体積％であることを特徴とする請求項５記載の電池用外装材。
- 前記放熱層は厚さが５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記放熱層は変性ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記電池用外装材は、電極組立体が受納できるように一定の深さのドローイング部を有する第１領域と、前記第１領域の一端で畳まれ始めて、前記ドローイング部を覆う第２領域と、を含んでなることを特徴とする請求項１記載の電池用外装材。
- 前記電池用外装材は、前記第１領域及び第２領域中、前記ドローイング部の外周縁に対応する変性ポリプロピレンが相互熱溶着して接合したことを特徴とする請求項１０記載の電池用外装材。
- 多数の正極電極板と負極電極板とがセパレータを介して備えられ、前記正極電極板及び負極電極板から外側に一定の長さが延びて接続した正極タップ及び負極タップが備えられた電極組立体と、
前記電極組立体が受納できるように一定の深さのドローイング部を有する第１領域が備えられ、前記第１領域のドローイング部を覆うことができるように第２領域が備えられた放熱層を有する外装材と、
を含んでなることを特徴とするリチウムポリマー電池。 - 前記外装材は、
略平らな第１面とその反対面である略平らな第２面とを有する金属層と、
前記金属層の第１面に一定の厚さで形成された放熱層と、
前記金属層の第２面に一定の厚さで形成された変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）と、を含んでなることを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。 - 前記金属層は、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）及びマンガン（Ｍｎ）の合金、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）の合金、または、アルミニウム（Ａｌ）中から選択された、いずれか一つであることを特徴とする請求項１３記載のリチウムポリマー電池。
- 前記放熱層は、電気的に絶縁性であることを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。
- 前記外装材の放熱層は、熱導電性ポリマー、熱導電性エラストマー、または、熱導電性シリコン弾性体の中から選択された、いずれか一つであることを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。
- 前記放熱層は、セラミックパウダーと接着樹脂とが混合して形成されたことを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。
- 前記セラミックパウダーは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、または、黒鉛中から選択された、いずれか一つであることを特徴とする請求項１７記載のリチウムポリマー電池。
- 前記放熱層は、セラミックパウダーの含有量が５ないし５０体積％であることを特徴とする請求項１７記載のリチウムポリマー電池。
- 前記放熱層は厚さが５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。
- 前記放熱層は変性ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。
- 前記正極タップ及び負極タップは、保護回路基板に電気的に接続しているものの、前記負極タップと保護回路基板との間には前記電池外装材の表面に安着する陽性温度素子が更に介されたことを特徴とする請求項１２記載のリチウムポリマー電池。
- 前記電池用外装材は、前記第１領域及び第２領域中、前記ドローイング部の外周縁に対応する変性ポリプロピレンが相互熱溶着して接合したことを特徴とするリチウムポリマー電池。
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