JP2008192471A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁支持部材７に支持された補助端子８をリード端子に接続固定することにより、リード端子間の接続部の絶縁処理を容易にすることができる電池を提供する。
【解決手段】電池ケース３の２枚のアルミラミネートフィルムを重ね合わせた間に発電要素を挟んで周縁部を接合すると共に、この発電要素から引き出されたリード端子をアルミラミネートフィルムの接合部の間から外部に引き出した非水電解質二次電池１において、電池ケース３の外部に固定された絶縁支持部材７と、電池ケース３の外部に引き出されたリード端子に接続固定されると共に、絶縁支持部材７に支持された補助端子８とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルなアルミラミネートフィルム等を用いた電池ケースに発電要素を密閉収納した電池に関するものである。

フレキシブルなアルミラミネートフィルム製の電池ケースに発電要素を密閉収納することにより薄型軽量化を図った電池が従来から広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。このようなフレキシブルフィルム製の電池ケースを用いた非水電解質二次電池の従来の構成例を図５に示す。この非水電解質二次電池１は、発電要素２を収納する電池ケース３が２枚の方形のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂによって構成されている。

発電要素２は、帯状の正負の電極をセパレータを介して巻回し、側面から押し潰すことにより扁平状に成形したものである。また、この発電要素２の前方側の端面と後方の端面からは、正極リード端子４と負極リード端子５が突出している。

アルミラミネートフィルム３ａ、３ｂは、アルミニウム箔の両面を樹脂層で挟んで積層した方形のラミネートフィルムであり、周縁部を除く中央の大部分に凹部が形成されている。これらのアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂは、凹部側を向かい合わせにして上下から重ね合わせ、これらの間に発電要素２を挟み非水電解液を充填して周縁部を熱溶着することにより、内部を密閉した電池ケース３となる。また、発電要素２の両端面から突出するリード端子４、５は、これら２枚のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂが重なり合った間を通して封止されて外部に突出するようになっている。なお、ここでは、２枚のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂの双方に凹部を形成した従来例を示したが、アルミラミネートフィルム３ａ、３ｂのいずれか一方にのみ凹部が形成されることもあり、いずれにも凹部が形成されない平坦なシート状のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂを用いることもある。

上記非水電解質二次電池１は、図６に示すように、複数個を積み重ねて直列に接続し、パック容器に収納して電池パックとして使用する場合がある。この場合、例えば図７に示すように、上段の正極リード端子４の先端部を下方に折り曲げると共に、下段の負極リード端子５の先端部を上方に折り曲げて、これらのリード端子４、５の先端部同士を重ね合わせて抵抗溶接により接続固定する。また、これら接続固定されたリード端子４、５は、他の非水電解質二次電池１から突出したリード端子４、５との接触による短絡を防止したり、接触による破損等から保護するために、接続部の内側と外側に貼り付けた絶縁性の樹脂テープ６、６の間に挟んで絶縁処理を施す。そして、直列接続のために必要な他の上下段のリード端子４、５も、同様にして接続固定すると共に絶縁処理を施す。

ところが、上記樹脂テープ６、６をリード端子４、５の接続部に貼り付けるには、外側から樹脂テープ６をリード端子４、５の接続部に貼り付けるだけでなく、この接続部の内側の狭い空間にも、別の樹脂テープ６を湾曲させて挿入し、これらの樹脂テープ６、６を貼り合わせる必要がある。このため、従来は、特に内側の樹脂テープ６の貼り付け作業に非常な手間を要するので、非水電解質二次電池１、１間のリード端子４、５の接続に多くの工数が必要となり、生産性が低下するという問題が生じていた。
特開２００５−２０９５８７号公報（第２頁、第４図）

本発明は、絶縁支持部材に支持された補助端子をリード端子に接続固定することにより、リード端子間の接続部の絶縁処理を容易にすることができる電池を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、フレキシブルフィルム製の電池ケースを重ね合わせた間に発電要素を挟んで周縁部を接合すると共に、この発電要素から引き出されたリード端子をフレキシブルフィルムの接合部の間から外部に引き出した電池において、電池ケースの外部に固定された絶縁支持部材と、電池ケースの外部に引き出されたリード端子に接続固定されると共に、絶縁支持部材に支持された補助端子とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記補助端子が金属板からなり、この補助端子が方形箱形の絶縁支持部材の２面以上の表面に沿って折れ曲がることにより支持されたものであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、リード端子が補助端子に接続固定されるので、この補助端子同士を直接接続したり、接続部材を介して接続することにより、複数の電池のリード端子同士の接続を行うことができる。そして、補助端子は、絶縁性の絶縁支持部材に支持されるので、外側に露出する部分だけを樹脂テープで覆う等して容易に絶縁処理を行うことができるようになる。また、絶縁支持部材は、電池ケースに係止されたり固定されているので、補助端子が電池ケースに対して不用意に動くようなおそれがなくなり、リード端子に大きな力が加わって破損するのを防止することもできるようになる。

請求項２の発明によれば、金属板からなる補助端子が箱形の絶縁支持部材の２面以上の表面に沿って折れ曲がるので、２以上の方向に位置決めされて確実に支持されるようになる。しかも、補助端子の金属板の内側面が絶縁支持部材の表面に沿うので、外側面だけを容易に絶縁処理できるようになる。

以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。なお、これらの図においても、図５〜図７に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。

本実施形態の非水電解質二次電池１は、図５に示した従来例と同様の構成である。ここで、電池ケース３の２枚のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂは、アルミニウム箔の一方の面に、ナイロンやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のようなバリア性と強度の高い樹脂層を積層すると共に、他方の面にポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のような熱可塑性の樹脂層を積層した３層構造の方形のフレキシブルフィルムが用いられている。そして、これらのアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂは、熱可塑性の樹脂層側同士を重ね合わせて熱溶着を行うことにより電池ケース３となる。

また、上記非水電解質二次電池１のリード端子４、５は、アルミラミネートフィルム３ａ、３ｂが重なり合って熱溶着された間を通して隙間なく外部に突出するので、薄い金属板が用いられる。ここで、正極リード端子４には、アルミニウムが用いられ、負極リード端子５には、ニッケルや銅が用いられる。

上記非水電解質二次電池１には、図２に示すように、４個の絶縁支持部材７…と２個の補助端子８、８が取り付けられる。絶縁支持部材７は、前後に長い方形箱形の絶縁性の樹脂成形品であり、非水電解質二次電池１の電池ケース３の前後の端部に２箇所ずつ取り付けられる。電池ケース３の前方端部に取り付ける２個の絶縁支持部材７、７の後方端部は、上下中央部から前方に向けて水平なスリット７ａ、７ａが形成されると共に、この後方端面は、電池ケース３における発電要素２を収納した膨らみの傾斜に沿うような形状に形成されている。そして、これらの絶縁支持部材７、７は、図１に示すように、電池ケース３の前方端部における正極リード端子４の突出部の左右両側に、この電池ケース３の前方周縁部の熱溶着部がスリット７ａ、７ａに挿入されるようにして取り付けられる。また、この際、絶縁支持部材７、７の後方端面を両面テープ等を介して電池ケース３に接着することにより、容易には位置がずれたり外れたりすることがないように固定する。

電池ケース３の後方端部に取り付ける２個の絶縁支持部材７、７も同様であり、これらの絶縁支持部材７、７の前方端部は、上下中央部から後方に向けて水平なスリット７ａ、７ａが形成されると共に、この前方端面は、電池ケース３における発電要素２を収納した膨らみの傾斜に沿うような形状に形成されている。そして、これらの絶縁支持部材７、７は、図１に示すように、電池ケース３の後方端部における負極リード端子５の突出部の左右両側に、この電池ケース３の後方周縁部の熱溶着部がスリット７ａ、７ａに挿入されるようにして取り付けられる。また、この際、絶縁支持部材７、７の前方端面を両面テープ等を介して電池ケース３に接着することにより、容易には位置がずれたり外れたりすることがないようにしている。

上記補助端子８、８は、電池ケース３の前方端部の２個の絶縁支持部材７、７と、後方端部の２個の絶縁支持部材７、７にそれぞれ１個ずつ取り付けられる。電池ケース３の前方端部の絶縁支持部材７、７に取り付ける補助端子８は、金属板からなり、これら絶縁支持部材７、７の間の上下中央部に水平に配置される接続部８ａと、この接続部８ａの左右端からそれぞれ絶縁支持部材７、７の前方部の側面と上面と前方端面に沿って折れ曲がりながら引き出された端子部８ｂ、８ｂとからなる。そして、この補助端子８は、図３に示すように、接続部８ａに正極リード端子４が重ね合わされると共に折り返されて抵抗溶接により接続固定される。また、この補助端子８の接続部８ａと正極リード端子４との接続固定部は、絶縁性の樹脂テープ９が貼り付けられて覆われる。

非水電解質二次電池１の後方端部の絶縁支持部材７、７に取り付ける補助端子８も同様であり、この補助端子８は、金属板からなり、これら絶縁支持部材７、７の間の上下中央部に水平に配置される接続部８ａと、この接続部８ａの左右端からそれぞれ絶縁支持部材７、７の後方部の側面と上面と後方端面に沿って折れ曲がりながら引き出された端子部８ｂ、８ｂとからなる。そして、この補助端子８は、接続部８ａに負極リード端子５が重ね合わされると共に折り返されて抵抗溶接により接続固定される。また、この補助端子８の接続部８ａと負極リード端子５との接続固定部は、絶縁性の樹脂テープ９が貼り付けられて覆われる。

なお、上記各補助端子８は、両面テープ等を介して絶縁支持部材７、７に固定するようにしてもよい。特に、予め補助端子８と絶縁支持部材７、７とを組み合わせておき、これらを非水電解質二次電池１の電池ケース３に一緒に取り付ける場合には、これらを先に固定しておくと便利である。

上記構成の非水電解質二次電池１は、リード端子４、５が補助端子８、８に接続固定されるので、図４に示すように、複数個の非水電解質二次電池１…を、前後を１個置きに逆向きにしながら上下に積み重ねて、上下に隣接する補助端子８、８の端子部８ｂ、８ｂにおける適切なもの同士に共通の接続金属板１０を溶接して接続固定するだけで、これら複数の非水電解質二次電池１…を直列に接続した電池パックを構成することができる。なお、図４の非水電解質二次電池１…の前方側では、最上段と上から２段目の左側の端子部８ｂ、８ｂと、上から３段目と４段目の左側の端子部８ｂ、８ｂとに接続金属板１０、１０を接続固定している。また、後方側では、図４では隠れて見えないが、上から２段目と３段目の左側の端子部８ｂ、８ｂと、上から４段目と５段目の左側の端子部８ｂ、８ｂとに接続金属板１０、１０を接続固定している。

しかも、電池ケース３の外部に引き出されたリード端子４、５は、各補助端子８の接続部８ａに接続固定されるので、この接続部８ａと共に外側から樹脂テープ９を覆うだけで容易に絶縁処理を行うことができる。また、各補助端子８の端子部８ｂ、８ｂも、金属板の内側面が絶縁支持部材７、７の表面に沿うので、図示しない樹脂テープ等を用いて、外側面だけを容易に絶縁処理できるようになる。このため、図６や図７に示した従来の非水電解質二次電池１のように、リード端子４、５の接続部の内側に樹脂テープ６を貼り付けるような面倒な作業がなくなるので、複数の非水電解質二次電池１…のリード端子４、５の接続作業の生産性を向上させることができるようになる。

さらに、各補助端子８は、端子部８ｂ、８ｂが絶縁支持部材７、７の３面の表面に沿って折れ曲がるので、前後方向のうちの一方と左右方向と下方への移動が規制されて確実に支持されるので、この補助端子８に外側から力が加わったとしても、電池ケース３に対して不用意に動くようなおそれがなくなり、薄い金属板からなるリード端子４、５に大きな力が加わって破損するのを防止することもできるようになる。

なお、各補助端子８の接続部８ａとリード端子４、５との接続固定構造や接続固定方法は、上記実施形態に限定されることなく任意である。また、これら各補助端子８の接続部８ａとリード端子４、５との接続固定部は、上記実施形態のような樹脂テープ９に限らず、任意の絶縁処理を施すことができる。例えば、樹脂テープ９に代えて、絶縁用の紙テープや布テープを用いたり、樹脂被膜を塗布こともできる。

また、上記実施形態では、接続金属板１０を補助端子８の左側の端子部８ｂにのみ接続固定したが、左右両側の端子部８ｂ、８ｂにそれぞれ接続固定してもよい。さらに、このような接続金属板１０に代えて、他の接続部材を用いてもよく、上下の端子部８ｂ、８ｂ同士を直接ロウ付けや溶接等により接続固定してもよい。

また、上記実施形態では、各絶縁支持部材７を両面テープ等を介して電池ケース３に接着固定したが、この固定手段も任意であり、例えば接着剤を塗布したり、電池ケース３に係止部を設け、ここに絶縁支持部材７を係止固定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、１個の補助端子８を２個の絶縁支持部材７、７で支持する場合を示したが、補助端子８を十分に支持できるのであれば、１個の絶縁支持部材７で支持するようにしてもよい。さらに、この絶縁支持部材７の構成も任意であり、電池ケース３に適度に固定できて、補助端子８を十分に支持できるものであれば、必ずしも方形箱形である必要はない。

また、上記実施形態では、接続部８ａと端子部８ｂ、８ｂとからなる補助端子８を示したが、絶縁支持部材７に支持されるものであれば、この補助端子８の構成は任意である。さらに、この補助端子８も、導電性が良好なものであれば、金属板に限らず、金属棒や金属網等であってもよく、導電性樹脂等を用いたものであってもよい。

また、上記実施形態では、扁平形に押し潰した巻回型の発電要素２を示したが、この発電要素２の構成は任意であり、最初から長円筒形や楕円形に巻回して扁平形としたものを用いることもできる。さらに、この発電要素２は、扁平形以外の例えば円筒形のものであっても同様に実施可能である。さらに、この発電要素２は、巻回型に限定されず、積層型のものであってもよい。さらに、上記実施形態では、発電要素２の両端面からリード端子４、５が突出する場合を示したが、片方の端面から正負のリード端子４、５が共に突出するようになっていてもよく、端面以外の部分、例えば電極の巻回終端部等からリード端子４、５が引き出されるようになっていてもよい。

また、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂの双方に凹部を形成した例を示したが、従来例の場合と同様に、アルミラミネートフィルム３ａ、３ｂのいずれか一方にのみ凹部が形成されていてもよく、いずれにも凹部が形成されない平坦なシート状のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂを用いることもできる。

また、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂの周縁部を熱溶着する場合を示したが、熱溶着に代えて、接着等の他の方法により接合することもできる。さらに、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートフィルム３ａ、３ｂを重ね合わせて電池ケース３とする場合を示したが、例えば１枚のアルミラミネートフィルムを２つ折りにしたり、封筒のように両端部と中央部で重ね合わせるようにした電池ケースを用いてもよく、予めアルミラミネートフィルムを袋状にした電池ケースを用いることもできる。

また、上記実施形態では、電池ケースにアルミラミネートフィルムを用いる場合を示したが、アルミニウム箔に代えて他の金属箔を用いた金属箔ラミネートフィルムを用いることもできる。さらに、この電池ケースは、十分な強度とバリア性を確保し確実な封止が可能なフレキシブルフィルムであれば材質は任意であり、樹脂のみからなるラミネートフィルムや単一の素材の樹脂フィルムであってもよい。

また、上記実施形態では、非水電解質二次電池について示したが、この電池の種類は任意であり、他の二次電池や一次電池の場合にも同様に実施可能である。

本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の電池ケースに絶縁支持部材と補助端子とを取り付ける工程を示す組み立て斜視図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、補助端子の接続部と正極リード端子との接続固定部の構造を示す部分拡大縦断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、複数の非水電解質二次電池を上下に積み重ねた電池パックの構成を示す斜視図である。 アルミラミネートフィルム製の電池ケースを用いた非水電解質二次電池の構成を示す組み立て斜視図である。 従来例を示すものであって、複数の非水電解質二次電池を上下に積み重ねた電池パックの構成を示す斜視図である。 従来例を示すものであって、電池パックにおける上下の非水電解質二次電池のリード端子の接続部の構造を示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１ 非水電解質二次電池
２ 発電要素
３ 電池ケース
３ａ アルミラミネートフィルム
４ 正極リード端子
５ 負極リード端子
６ 樹脂テープ
７ 絶縁支持部材
７ａ スリット
８ 補助端子
８ａ 接続部
８ｂ 端子部
９ 樹脂テープ
１０ 接続金属板

Claims (2)

1. フレキシブルフィルム製の電池ケースを重ね合わせた間に発電要素を挟んで周縁部を接合すると共に、この発電要素から引き出されたリード端子をフレキシブルフィルムの接合部の間から外部に引き出した電池において、
   電池ケースの外部に固定された絶縁支持部材と、
   電池ケースの外部に引き出されたリード端子に接続固定されると共に、絶縁支持部材に支持された補助端子とを備えたことを特徴とする電池。
2. 前記補助端子が金属板からなり、この補助端子が方形箱形の絶縁支持部材の２面以上の表面に沿って折れ曲がることにより支持されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電池。

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