JP2018092879A - ２層フィルムソフトパッケージリチウム電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】寿命を向上させた２層フィルムソフトパッケージリチウム電池を提供する。【解決手段】リチウム電池セル３、内層封止フィルム１及び外層封止フィルム２を備え、リチウム電池セルの外側に内層封止フィルムが設けられ、内層封止フィルムの外側に外層封止フィルムが設けられ、内層封止フィルムと外層封止フィルムは、リチウム電池セルの一方の側ではんだ封止により一体化されている、２層フィルムソフトパッケージリチウム電池。【選択図】図１
Description
本発明はリチウムイオン電池に関し、特に２層フィルムソフトパッケージリチウム電池に関する。
リチウム電池は、高電圧、高エネルギー密度であり、サイクル寿命が長く、長時間のストックが可能、環境配慮、軽量など数多くの利点を有する。このため、携帯電話、デジタルカメラ及びノートパソコンのような携帯用電子機器に幅広く使用されているだけでなく、電気自動車、電動自転車及び電動工具などの大型・中型電気機器にも使用されている。しかしながら、各種分野において、リチウム電池を安全に使用し、十分長い寿命を確保するためには、リチウム電池を万全に封止することが必要である。
現状のリチウム電池では、リチウム電池セルの外部が単層の電池グレードのアルミニウム・プラスチックフィルムで封止されているのみである。このようなフィルムとしては、ナイロン層、アルミニウム・プラスチックフィルム層又は無延伸ポリプロピレンフィルム層（以下、「ＣＰＰ層」という。）が含まれる。しかし、このような従来の単層膜の設計では、十分な安全性と寿命が得られにくい。十分な寿命が得られず、多くのリチウム電池が使用中に廃棄され損失が生じるため、リチウム電池の寿命を向上させることは緊急に解決すべき課題である。
本発明の目的は、２層のソフトパッケージフィルムの設計により、従来技術の課題を解決し、寿命を向上させた２層フィルムソフトパッケージリチウム電池を提供することである。
本発明の目的は、以下の技術的手段により実現される。
すなわち、本発明の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池は、リチウム電池セル、内層封止フィルム及び外層封止フィルムを備え、上記リチウム電池セルの外側に内層封止フィルムが設けられ、内層封止フィルムの外側に外層封止フィルムが設けられ、上記内層封止フィルムと外層封止フィルムは、リチウム電池セルの一方の側ではんだ封止により一体化される。
すなわち、本発明の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池は、リチウム電池セル、内層封止フィルム及び外層封止フィルムを備え、上記リチウム電池セルの外側に内層封止フィルムが設けられ、内層封止フィルムの外側に外層封止フィルムが設けられ、上記内層封止フィルムと外層封止フィルムは、リチウム電池セルの一方の側ではんだ封止により一体化される。
上記外層封止フィルムは、第１のナイロン層、アルミニウム層及び第１のＣＰＰ層を備え、上記第１のナイロン層の下層側にアルミニウム層があり、アルミニウム層の下層側に第１のＣＰＰ層があり、第１のＣＰＰ層の下層側に内層封止フィルムがある構成が好ましい。
上記内層封止フィルムは、第２のナイロン層と第２のＣＰＰ層を備え、上記第２のナイロン層の上層側に第１のＣＰＰ層があり、第２のナイロン層の下層側に第２のＣＰＰ層があり、第２のＣＰＰ層の下層側にリチウム電池セルがある構成が好ましい。
前記アルミニウム層は、非電池グレードのアルミニウム・プラスチックフィルムであることが好ましい。
前記外層封止フィルムは、高いバリア性を有する気体遮断性エチレン―ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）封止フィルムとしてもよい。
本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池は、９０日間９５％の塩水噴霧の環境下でも破損が生じないことが確認されている。また、通常の環境では８年間使用することができる。本発明により、良好な耐候性を有するリチウム電池が実現され、リチウム電池の寿命を大幅に向上させることができる。外層封止フィルムとして、高いバリア性を有する気体遮断性ＥＶＯＨ封止フィルムを採用することにより、ガスに対して優れたバリア性を有する。さらに、良好な透明性が実現され、電池の内部欠陥を視覚的に検出することができる。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の技術的手段をさらに詳細に説明するが、本発明の保護範囲は以下の説明により限定されるものではない。
図１に示されるように、本発明の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池は、リチウム電池セル３、内層封止フィルム１及び外層封止フィルム２を備える。上記リチウム電池セル３の外部（側）に内層封止フィルム１が設けられ、内層封止フィルム１の外側に外層封止フィルム２が設けられ、上記内層封止フィルム１と外層封止フィルム２は、リチウム電池セル３の一方の側ではんだ封止により一体化されている。
上記外層封止フィルム２は、第１のナイロン層、アルミニウム層及び第１のＣＰＰ層を備え、上記第１のナイロン層の下層側に、アルミニウム層があり、アルミニウム層の下層側に、第１のＣＰＰ層があり、第１のＣＰＰ層の下層側に、内層封止フィルム１がある構成が好ましい。
上記内層封止フィルム１は、第２のナイロン層と第２のＣＰＰ層を備え、上記第２のナイロン層の上層側に、第１のＣＰＰ層があり、第２のナイロン層の下層側に、第２のＣＰＰ層があり、第２のＣＰＰ層の下層側にリチウム電池セル３がある構成が好ましい。
前記アルミニウム層は、非電池グレードのアルミニウム・プラスチックフィルムであることが好ましい。
前記外層封止フィルム２は、高いバリア性を有する遮断性ＥＶＯＨ封止フィルムとしてもよい。
内層封止フィルム１の第２のナイロン層の厚さは、１０〜３０μｍが好ましく、第２のＣＰＰ層の厚さは３０〜１２０μｍが好ましい。加熱封止の温度は１２０〜２００℃が好ましく、加熱封止の時間は１ｓ〜１０ｓが好ましい。外層封止フィルム２の第１のナイロン層の厚さは１０〜３０μｍが好ましく、アルミニウム層の厚さは２０〜５０μｍが好ましく、第１のＣＰＰ層の厚さは３０〜１２０μｍが好ましい。また、加熱封止の温度は１４０〜２００℃が好ましく、加熱封止の時間は１ｓ〜１０ｓが好ましい。
リチウム電池の形状は円柱形が好ましく、リチウム電池の直径は５〜５０ｍｍ、高さは１０〜２００ｍｍ、容量は２０ｍＡｈ〜５００００ｍＡｈが好ましい。
内層封止フィルム１の第２のナイロン層の厚さは２５μｍ、第２のＣＰＰ層の厚さは７０μｍであることがさらに好ましい。また、加熱封止の温度は１６０℃、加熱封止の時間は３ｓであることがさらに好ましい。外層封止フィルム２の第１のナイロン層の厚さは２５μｍ、アルミニウム層の厚さは３０μｍ、第１のＣＰＰ層の厚さは４０μｍであることがさらに好ましい。加熱封止の温度は１８０℃、加熱封止の時間は２ｓであることがさらに好ましい。
リチウム電池の直径は１８ｍｍ、高さは３５ｍｍ、容量は２６００ｍＡｈであることがさらに好ましい。
外層封止フィルム２は、高いバリア性を有する気体遮断性ＥＶＯＨ封止フィルムとしてもよい。この封止フィルムは、良好な透明性を有するため、電池の内部欠陥を視覚的に検出することができる。封止フィルムの厚さは６０〜１５０μｍが好ましく、加熱封止の温度は１００〜１８０℃、加熱封止の時間は１ｓ〜１０ｓであることが好ましい。
上記説明は本発明の好適な実施形態を示すに過ぎず、本発明は、本文に開示された形態に限定されるものではなく、他の実施形態を排除するものでもない。また、本発明には、様々な他の組み合わせや、修正を加えることができ、他の様々な環境に用いることができる。さらに、本文に記載された本発明の形態において、上記の示唆または関連分野の技術または知識に基づいて変更することができる。本発明の主旨及び範囲を逸脱しない限り、当業者による変更及び変化は、いずれも本発明の技術的範囲に属するものである。
１ 内層封止フィルム
２ 外層封止フィルム
３ リチウム電池セル
２ 外層封止フィルム
３ リチウム電池セル
Claims (5)
- ２層フィルムソフトパッケージリチウム電池であって、リチウム電池セル（３）、内層封止フィルム（１）及び外層封止フィルム（２）を備え、前記リチウム電池セル（３）の外側に内層封止フィルム（１）が設けられ、内層封止フィルム（１）の外側に外層封止フィルム（２）が設けられ、前記内層封止フィルム（１）と外層封止フィルム（２）は、リチウム電池セル（３）の一方の側ではんだ封止により一体化されている、２層フィルムソフトパッケージリチウム電池。
- 前記外層封止フィルム（２）は、第１のナイロン層、アルミニウム層及び第１の無延伸ポリプロピレンフィルム層を備え、前記第１のナイロン層の下層側にアルミニウム層があり、アルミニウム層の下層側に第１の無延伸ポリプロピレンフィルム層があり、第１の無延伸ポリプロピレンフィルム層の下層側に内層封止フィルム（１）がある、請求項１に記載の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池。
- 前記内層封止フィルム（１）は、第２のナイロン層と第２の無延伸ポリプロピレンフィルム層を備え、前記第２のナイロン層の上層側に第１の無延伸ポリプロピレンフィルム層があり、第２のナイロン層の下層側に第２の無延伸ポリプロピレンフィルム層があり、前記第２の無延伸ポリプロピレンフィルム層の下層側にリチウム電池セル（３）がある、請求項１に記載の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池。
- 前記アルミニウム層は、非電池グレードのアルミニウム・プラスチックフィルムである、請求項２に記載の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池。
- 前記外層封止フィルム（２）は、気体遮断性エチレン―ビニルアルコール共重合体フィルムである、請求項１に記載の２層フィルムソフトパッケージリチウム電池。
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