JP2010232188A - 積層型二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
シート状の正極(12)とシート状の負極(14)との間にポリマー電解質(16)の層を介在させた単位電池素子(18)を積層させた積層体(22)をラミネートシート(24)で抜気密封した積層型二次電池(10)において、前記積層体で発生した気体を捕集するためのバッファ(20)をラミネートシート内で内部を真空状態として前記積層体の側面に設けた。
【選択図】図1
Description
に「積層型電池」ということがある。
2枚のラミネートシートに挟み込まれた積層体(22)は、正極リード(31)および負極リード(32)を外部へ導出した状態で収容され、ラミネートシートの外周部が熱融着等で封口されることで内部の気密が確保されている。
例えばポリマーリチウム二次電池では数十回から数百回の充放電を繰り返すため、その充放電に伴い各単位電池素子からはメタン、エタン、二酸化炭素、酸素など様々な気体が発生する。そのため本発明の積層型電池では、単位電池素子で発生した気体を捕集するためのバッファを有することをその特徴としている。
以下、本発明の積層型電池の各実施例を図面を用いて説明する。なお各実施例において同様の構成については重複する詳細な説明を省略する。
なお本実施例のようにバッファ20を枠状に形成しその中に積層体22を嵌め込むことで、積層型電池の形状が平面状に維持されるという副次的効果もある。
図3(a)は変形例の積層型電池の内部構造を示すための分解斜視図であり、図3(b)は作成した積層型電池の外縁部近傍のX−X断面の拡大図である。図に示した変形例1の積層型電池10は、単位電池素子18が12段積層された縦横の長さをともに30cm程度、厚さを5mm程度とする積層体22と、積層体22の対向する2側面に隣接して配置された2本の中空管20c(バッファ20)を2枚のアルミラミネートシート24で挟み込んでパッケージしたものであり、実施例1および実施例2と同様に、アルミラミネートシート24に形成された窓部から最外層33にある集電体12a,14aを外部に露出させてこれを電極端子として機能させている。
なお変形例1の積層型電池10では、中空管20cの変形状態を目視することで積層体22からの気体の発生状況を確認することができ、これを電池の寿命の目安とすることができる。
図4に変形例2の積層型電池の形態を示した。
この積層型電池では中空管の代わりに板状の部材をZ型に折り曲げて製作した板バネ20dをバッファとしたものである。この板バネ20dは外力が作用していない状態で5mm程度の高さを有している。この板バネも上記円筒管20cと同様に積層体22の対向する2側面に隣接して配置され、積層体22とともに2枚のアルミラミネートシート24により圧縮されて密封パッケージされている。
積層体22から発生した気体は、板バネ20dが圧縮された状態から当初の形状に復元しようとする復元力により板バネ間の空隙に捕集される。
図5に示した積層型電池10は、積層される6段の各単位電池素子18の間に薄板状のバッファ20を配置した積層体22を、最外層にある集電体12a,14aを外部に露出させて電極端子とするための窓部33が形成された2枚のアルミラミネートシート24によって挟み込んで密封状態にパッケージしたものであり、積層体22全体の厚みは約10mm程度となっている。
このバッファ20は導電性製金属により作成され、各単位電池素子18と縦横の長さが同じで厚さが約1mm程度の大きさを有した格子状となっている。なおバッファ20の形状は格子状に限られるものではなくメッシュ状などにもすることができ、また電気伝導性の多孔質部材からなる薄板などを用いることもできる。
なおこの積層型電池によれば、積層型電池の厚みは厚くなるものの、バッファの空隙の体積を増加させることができるため、各単位電池素子から多くの気体が発生する場合にもこれに対処することができる。
なお上述の説明では積層型電池を薄型の二次電池として説明したが、フレキシブルな容器に収容される積層型の電池であり、使用によって内部に気体が発生するものであればこれに限られず、1次電池にも本発明を適用することができる。
12 正極
12a 正極集電体
12b 正極合剤
14 負極
14a 負極集電体
14b 負極合剤
16 電解質
18 単位電池素子
20 バッファ
20a 多孔質部材
20b 中空部材
20c 中空管
20d 板バネ
22 積層体
24 ラミネートシート
26 気体流路
31 正極リード
32 負極リード
33 窓部
Claims (6)
- シート状の正極(12)とシート状の負極(14)との間にポリマー電解質(16)の層を介在させた単位電池素子(18)を積層させた積層体(22)をラミネートシート(24)で抜気密封した積層型二次電池(10)において、
前記積層体で発生した気体を捕集するためのバッファ(20)をラミネートシート内で前記積層体の側面に設けた、ことを特徴とする積層型二次電池。 - 前記バッファ(20)は、前記積層体(22)の側面を取り囲むように枠状に設けられ、かつ、内部を真空状態にした多孔質部材(20a)であり、前記積層体(22)で発生した気体を多孔質部材内に捕集する、ことを特徴とする請求項1に記載の積層型二次電池。
- 前記バッファ(20)は、前記積層体(22)の側面を取り囲むように枠状に設けられ、かつ、内部を真空状態にした中空部材(20b)であり、前記積層体(22)で発生した気体を中空部材内に捕集する、ことを特徴とする請求項1に記載の積層型二次電池。
- 前記バッファ(20)は、弾性を有する中空管(20c)であり、該中空管がつぶれた状態から当初の形状に復元しようとする復元力を利用して前記積層体(22)で発生した気体を中空管内に捕集する、ことを特徴とする請求項1に記載の積層型二次電池。
- 前記バッファ(20)は、板状の部材を折り曲げて製作した板バネ(20d)であり、該板バネが圧縮された状態から当初の形状に復元しようとする復元力を利用して前記積層体(22)で発生した気体を板バネ間の空隙に捕集する、ことを特徴とする請求項1に記載の積層型二次電池。
- 前記ラミネートシートに窓部(33)を開口し、最外層にある集電体をラミネートシートから外部に露出させて電極端子とした、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の積層型二次電池。
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