JP3328352B2 - 積層型電池 - Google Patents
積層型電池Info
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- positive electrode
- battery
- electrolyte
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- 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
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜または薄膜形成法
のいずれかもしくはこれらを複合した方法を用いて作製
される積層型電池に関する。
のいずれかもしくはこれらを複合した方法を用いて作製
される積層型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の電池は一般に正極、負極が別々のブロックを構成して
電解質およびセパレータを介して対峙する構造を有して
いたが、軽量、高エネルギー密度化等を図るため、リチ
ウム電池のように、正極材、正極集電体、正極材、電解
質を含むセパレータ、負極材、負極集電体、負極材の各
シートを重ねて渦巻き状に巻き、この渦巻き状に巻いた
電池素体を円筒形のケースに収容し、ケース上面を正極
端子、ケース下面を負極端子として構成したものがあ
る。しかしこの構造によると、電池形状が従来の円柱形
に限られるため、スペース効率が悪く、基板等に実装す
る場合の占有スペースが大になるという問題点がある。
の電池は一般に正極、負極が別々のブロックを構成して
電解質およびセパレータを介して対峙する構造を有して
いたが、軽量、高エネルギー密度化等を図るため、リチ
ウム電池のように、正極材、正極集電体、正極材、電解
質を含むセパレータ、負極材、負極集電体、負極材の各
シートを重ねて渦巻き状に巻き、この渦巻き状に巻いた
電池素体を円筒形のケースに収容し、ケース上面を正極
端子、ケース下面を負極端子として構成したものがあ
る。しかしこの構造によると、電池形状が従来の円柱形
に限られるため、スペース効率が悪く、基板等に実装す
る場合の占有スペースが大になるという問題点がある。
【０００３】一方、特開平２−２９１６７１号公報に記
載のように、電池の薄形化、フレキシブル化を図るた
め、負極、電解質、正極、集電体を積層構造によりシー
ト状のフレキシブル電池を構成したものがある。しかし
このシート状に形成した電池は、上下のパッケージ材間
に電池素体を挟持し、パッケージの周辺部を熱圧着し、
その周辺部に端子電極を設けた構造であって、高エネル
ギー密度化、小型化が困難であるという問題点がある。
載のように、電池の薄形化、フレキシブル化を図るた
め、負極、電解質、正極、集電体を積層構造によりシー
ト状のフレキシブル電池を構成したものがある。しかし
このシート状に形成した電池は、上下のパッケージ材間
に電池素体を挟持し、パッケージの周辺部を熱圧着し、
その周辺部に端子電極を設けた構造であって、高エネル
ギー密度化、小型化が困難であるという問題点がある。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
負極と正極との間に広い対向面積が確保されあるいは多
層化することによって高エネルギー密度化が達成できる
積層型電池として、小型化が達成できるとともに、異な
る電圧を必要とする回路においても１個の電池で済み、
省スペース化が図れる構造のものを提供することを目的
とする。
負極と正極との間に広い対向面積が確保されあるいは多
層化することによって高エネルギー密度化が達成できる
積層型電池として、小型化が達成できるとともに、異な
る電圧を必要とする回路においても１個の電池で済み、
省スペース化が図れる構造のものを提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、厚膜または薄膜形成法のいずれかもしくは
これらを複合した方法を用いて作製される積層型電池で
あって、負極と電解質または電解質を含むセパレータと
正極とを複数組重畳して一体化し積層体を形成すると共
に、該積層体の側面および上下面の少なくともいずれか
に前記負極および正極の少なくともいずれかに接続され
た端子電極を設けて異なる２種以上の電圧を得るように
構成したことを特徴とする。本発明において、電池の好
ましい全体形状は六面体である。
成するため、厚膜または薄膜形成法のいずれかもしくは
これらを複合した方法を用いて作製される積層型電池で
あって、負極と電解質または電解質を含むセパレータと
正極とを複数組重畳して一体化し積層体を形成すると共
に、該積層体の側面および上下面の少なくともいずれか
に前記負極および正極の少なくともいずれかに接続され
た端子電極を設けて異なる２種以上の電圧を得るように
構成したことを特徴とする。本発明において、電池の好
ましい全体形状は六面体である。
【０００６】
【作用】本発明の積層型電池は、電圧を得る端子電極を
選択することにより、異なる２種以上の電圧が選択的に
得られる。また、電池の全体形状を六面体形状とするこ
とにより、基板等に搭載する際に無駄なスペースが生じ
ることなくセットできる。
選択することにより、異なる２種以上の電圧が選択的に
得られる。また、電池の全体形状を六面体形状とするこ
とにより、基板等に搭載する際に無駄なスペースが生じ
ることなくセットできる。
【０００７】
【実施例】図１（Ａ）は本発明による積層型電池の一実
施例を示す斜視図、同（Ｂ）はその等価回路図、図２
（Ａ）はその断面図である。図中、１は正極、２は負
極、３は電解質であり、これらはスクリーン印刷法やシ
ート法等の厚膜形成法、または蒸着、スパッタリング、
ＣＶＤ等の薄膜形成法もしくはこれらを複合した方法に
よって積層して一体化する。４〜９はこのように積層し
た電池素体の側面に被着して形成され、それぞれ前記正
極１、負極２の少なくともいずれか接続して設けた端子
電極である。
施例を示す斜視図、同（Ｂ）はその等価回路図、図２
（Ａ）はその断面図である。図中、１は正極、２は負
極、３は電解質であり、これらはスクリーン印刷法やシ
ート法等の厚膜形成法、または蒸着、スパッタリング、
ＣＶＤ等の薄膜形成法もしくはこれらを複合した方法に
よって積層して一体化する。４〜９はこのように積層し
た電池素体の側面に被着して形成され、それぞれ前記正
極１、負極２の少なくともいずれか接続して設けた端子
電極である。
【０００８】具体的な物質構成例について述べると、図
２（Ｂ）に示すように、正極１は、例えばLiCoO2のよう
な正極活物質とカーボン等の導電材とバインダとしての
樹脂との混合物で形成した正極材１ｂを集電体として例
えばAl等の金属膜１ａの両側に重ねたものである。負極
２は、図２（Ｃ）に示すように、例えばＣ（グラファイ
ト）からなる負極材２ｂを集電体として例えばCuのよう
な金属膜２ａの両側に重ねたものである。また、端子電
極５と６、７と８をそれぞれ接続している正極１Ａ、負
極２Ａは、図２（Ｄ）に示すように、正極材１ａと、負
極材１ｂとのショートを防ぐため、集電体用金属膜１ａ
と２ａを直接重畳した構造としている。この図２（Ｄ）
の代わりに、図２（Ｅ）に示すように、正極１Ａ、負極
２Ａの積層構造を他の正極１、負極２と同じにして両者
間に絶縁層１０を介在させてもよい。
２（Ｂ）に示すように、正極１は、例えばLiCoO2のよう
な正極活物質とカーボン等の導電材とバインダとしての
樹脂との混合物で形成した正極材１ｂを集電体として例
えばAl等の金属膜１ａの両側に重ねたものである。負極
２は、図２（Ｃ）に示すように、例えばＣ（グラファイ
ト）からなる負極材２ｂを集電体として例えばCuのよう
な金属膜２ａの両側に重ねたものである。また、端子電
極５と６、７と８をそれぞれ接続している正極１Ａ、負
極２Ａは、図２（Ｄ）に示すように、正極材１ａと、負
極材１ｂとのショートを防ぐため、集電体用金属膜１ａ
と２ａを直接重畳した構造としている。この図２（Ｄ）
の代わりに、図２（Ｅ）に示すように、正極１Ａ、負極
２Ａの積層構造を他の正極１、負極２と同じにして両者
間に絶縁層１０を介在させてもよい。
【０００９】前記電解質３は、従来同様の固体電解質、
または高分子フィルムに例えばLiClO4 のＬｉ塩溶液等の
液体電解質を含ませたもの、もしくは多孔性セラミック
スに固体または液体電解質を混合したもの等が用いられ
る。
または高分子フィルムに例えばLiClO4 のＬｉ塩溶液等の
液体電解質を含ませたもの、もしくは多孔性セラミック
スに固体または液体電解質を混合したもの等が用いられ
る。
【００１０】この積層型電池をスクリーン印刷法により
作製する場合は、負極２の片方の面の負極材２ｂのペー
ストの印刷、集電体となる金属膜２ａのペーストの印
刷、負極２の他方の面の負極材２ｂのペーストの印刷を
行う。次に、全面に電解質３のペーストを印刷する。次
に正極１の片面の正極材１ａのペーストの印刷、集電体
となる金属膜１ａのペーストの印刷、正極１の他方の面
の正極材１ａのペーストの印刷を、前記負極２の面から
ずらした面に重ねて行う。次に、再び全面に電解質３の
ペーストを印刷する。このようにな印刷を繰り返すが、
図２（Ａ）における左右の端子電極５と６、６と７、７
と８との接続を行う正極１および負極２については、他
の部分のものより図面上左右に延長させた部分まで印刷
する。そして、切断時には、左右の端子電極５と６、６
と７、７と８との接続を行う正極１および負極２につい
ては、その両端が露出し、他の正極１は一端側が露出
し、負極２は他端側が露出するように切断する。場合に
よっては焼成することもある。
作製する場合は、負極２の片方の面の負極材２ｂのペー
ストの印刷、集電体となる金属膜２ａのペーストの印
刷、負極２の他方の面の負極材２ｂのペーストの印刷を
行う。次に、全面に電解質３のペーストを印刷する。次
に正極１の片面の正極材１ａのペーストの印刷、集電体
となる金属膜１ａのペーストの印刷、正極１の他方の面
の正極材１ａのペーストの印刷を、前記負極２の面から
ずらした面に重ねて行う。次に、再び全面に電解質３の
ペーストを印刷する。このようにな印刷を繰り返すが、
図２（Ａ）における左右の端子電極５と６、６と７、７
と８との接続を行う正極１および負極２については、他
の部分のものより図面上左右に延長させた部分まで印刷
する。そして、切断時には、左右の端子電極５と６、６
と７、７と８との接続を行う正極１および負極２につい
ては、その両端が露出し、他の正極１は一端側が露出
し、負極２は他端側が露出するように切断する。場合に
よっては焼成することもある。
【００１１】このように切断により六面体をなすように
形成した電池素体の対向する側面にメッキ、焼き付け、
または蒸着、スパッタリング等の薄膜形成法等により端
子電極４〜９を形成する。
形成した電池素体の対向する側面にメッキ、焼き付け、
または蒸着、スパッタリング等の薄膜形成法等により端
子電極４〜９を形成する。
【００１２】また、全てシート法による場合は、正極１
や負極２は集電体としてのAlやCu等の金属膜１ａ、２ａ
形成用シートの両面にそれぞれ正極、負極材１ｂ、２ｂ
をドクターブレード法等により形成しておく。また、電
解質を含ませた多孔性高分子フィルム、固体電解質（シ
ート）または電解質と多孔性セラミックスとを混合して
バインダによりフィルム状に形成したシートを準備して
おき、これらを交互に、かつ正極１と負極２の位置が偏
位する（左右の端子電極５と６、７と８との接続を行う
正極１Ａおよび負極２Ａ以外のもの）か、あるいは同位
置に重なる（左右の端子電極５と６、７と８との接続を
行う正極１Ａおよび負極２Ａ）ように重ね、これらのも
のを所定の大きさにカットし、ホットプレスにより一体
化する。その後、前記同様に端子電極４〜９を形成す
る。
や負極２は集電体としてのAlやCu等の金属膜１ａ、２ａ
形成用シートの両面にそれぞれ正極、負極材１ｂ、２ｂ
をドクターブレード法等により形成しておく。また、電
解質を含ませた多孔性高分子フィルム、固体電解質（シ
ート）または電解質と多孔性セラミックスとを混合して
バインダによりフィルム状に形成したシートを準備して
おき、これらを交互に、かつ正極１と負極２の位置が偏
位する（左右の端子電極５と６、７と８との接続を行う
正極１Ａおよび負極２Ａ以外のもの）か、あるいは同位
置に重なる（左右の端子電極５と６、７と８との接続を
行う正極１Ａおよび負極２Ａ）ように重ね、これらのも
のを所定の大きさにカットし、ホットプレスにより一体
化する。その後、前記同様に端子電極４〜９を形成す
る。
【００１３】その他、正極１、負極２をそれぞれシート
法により形成し、正極シート（または負極シート）上に
固体電解質等のペーストを印刷し、その上に負極シート
（または正極シート）材を重ねる作業を繰り返し、ホッ
トプレスにより一体化し、その後前記同様に所定の大き
さにカットし、前記端子電極４〜９の形成を行ってもよ
い。
法により形成し、正極シート（または負極シート）上に
固体電解質等のペーストを印刷し、その上に負極シート
（または正極シート）材を重ねる作業を繰り返し、ホッ
トプレスにより一体化し、その後前記同様に所定の大き
さにカットし、前記端子電極４〜９の形成を行ってもよ
い。
【００１４】さらにまた、印刷法あるいはシート法によ
り形成された正極１（または負極２）の正極材１ｂ（負
極材２ｂ）を膜として形成しておき、その上に前記蒸
着、スパッタリング等により集電体となる金属膜１ａ
（２ａ）を層状に形成し、その上にさらに正極材１ｂ
（負極材２ｂ）を重ねて形成するようにしてもよい。こ
のように形成すれば、金属膜１ａ（２ａ）を薄くするこ
とができる。
り形成された正極１（または負極２）の正極材１ｂ（負
極材２ｂ）を膜として形成しておき、その上に前記蒸
着、スパッタリング等により集電体となる金属膜１ａ
（２ａ）を層状に形成し、その上にさらに正極材１ｂ
（負極材２ｂ）を重ねて形成するようにしてもよい。こ
のように形成すれば、金属膜１ａ（２ａ）を薄くするこ
とができる。
【００１５】このように、積層体によって複数組の電池
素体が層状をなして一体に成形された電池を構成すると
共に、その端面に端子電極４〜９を形成することによ
り、パッケージに端子電極を形成する場合に比較して小
型、省スペース化が達成される。また、端子電極４〜９
のどの端子電極を選択するかによって異なる電圧が得ら
れ、１個の電池で異種の電圧が得られるから、数種の電
池を設ける必要がなくなり、省スペース化が達成でき
る。
素体が層状をなして一体に成形された電池を構成すると
共に、その端面に端子電極４〜９を形成することによ
り、パッケージに端子電極を形成する場合に比較して小
型、省スペース化が達成される。また、端子電極４〜９
のどの端子電極を選択するかによって異なる電圧が得ら
れ、１個の電池で異種の電圧が得られるから、数種の電
池を設ける必要がなくなり、省スペース化が達成でき
る。
【００１６】図３は本発明の他の実施例を示す断面図で
あり、本例のものは、保護のためのケースまたは保護膜
等の外装体１１を設けた例であり、外装体１１は、内部
構成部材を保護する役目と、電解質として液状のものを
用いた場合に、電解質の蒸発を防止する役目を果たす。
あり、本例のものは、保護のためのケースまたは保護膜
等の外装体１１を設けた例であり、外装体１１は、内部
構成部材を保護する役目と、電解質として液状のものを
用いた場合に、電解質の蒸発を防止する役目を果たす。
【００１７】本発明は、正極、負極が上記実施例で示し
たものである場合に限られず、他の種々の一次、二次電
池に適用できることはいうまでもない。また、端子電極
は積層体の側面部のみではなく、上下面のいずれかに設
けてもよく、また上下面の少なくともいずれかと側面部
に設けた構造にしてもよい。
たものである場合に限られず、他の種々の一次、二次電
池に適用できることはいうまでもない。また、端子電極
は積層体の側面部のみではなく、上下面のいずれかに設
けてもよく、また上下面の少なくともいずれかと側面部
に設けた構造にしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】請求項１によれば、負極、正極及び電解
質が厚膜形成法または薄膜形成法によって薄く形成され
るので、両電極材を多層に形成することにより、両電極
材間に広い対向面積が確保されて高エネルギー密度化が
達成できることは勿論のこと、積層体の端面に端子電極
を形成したので、小型化が達成できる上、１つの電池か
ら異なる電圧が得られるので、異なる電圧を必要とする
回路において電池が１個で済み、省スペース化が図れ
る。
質が厚膜形成法または薄膜形成法によって薄く形成され
るので、両電極材を多層に形成することにより、両電極
材間に広い対向面積が確保されて高エネルギー密度化が
達成できることは勿論のこと、積層体の端面に端子電極
を形成したので、小型化が達成できる上、１つの電池か
ら異なる電圧が得られるので、異なる電圧を必要とする
回路において電池が１個で済み、省スペース化が図れ
る。
【００１９】請求項２によれば、電池を六面体としたこ
とにより、実装スペースを狭くすることができる。
とにより、実装スペースを狭くすることができる。
【００２０】請求項３によれば、外装体により内部構成
部材が保護され、また電解質として液状のものを用いた
場合に、電解質の蒸発が防止される。
部材が保護され、また電解質として液状のものを用いた
場合に、電解質の蒸発が防止される。
【図１】（Ａ）は本発明による積層型電池の一実施例を
示す斜視図、同（Ｂ）はその等価回路図である。
示す斜視図、同（Ｂ）はその等価回路図である。
【図２】（Ａ）は該実施例の電池の断面図、（Ｂ）、
（Ｃ）はそれぞれ本実施例の正極、負極を示す断面図、
（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ正極と負極とが重なる部分に
おける層構造を示す断面図である。
（Ｃ）はそれぞれ本実施例の正極、負極を示す断面図、
（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ正極と負極とが重なる部分に
おける層構造を示す断面図である。
【図３】本発明による積層型電池の他の一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
１、１Ａ 正極 １ａ 集電体用金属膜 １ｂ 正極材 ２ 負極 ２ａ 集電体用金属膜 ２ｂ 負極材 ３ 電解質 ４〜９ 端子電極 １０ 絶縁層 １１ 外装体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−126678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−53162（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15170（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−182054（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−134652（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/04 H01M 2/30 H01M 6/12
Claims (3)
- 【請求項１】厚膜または薄膜形成法のいずれかもしくは
これらを複合した方法を用いて作製される積層型電池で
あって、負極と電解質または電解質を含むセパレータと
正極とを複数組重畳して一体化し積層体を形成すると共
に、該積層体の側面および上下面の少なくともいずれか
に前記負極および正極の少なくともいずれかに接続され
た端子電極を設けて異なる２種以上の電圧を得るように
構成したことを特徴とする積層型電池。 - 【請求項２】請求項１において、電池の全体形状が六面
体をなすことを特徴とする積層型電池。 - 【請求項３】請求項１または２において、積層体に外装
体を設けたことを特徴とする積層型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04457593A JP3328352B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 積層型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04457593A JP3328352B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 積層型電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231797A JPH06231797A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3328352B2 true JP3328352B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=12695310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04457593A Expired - Fee Related JP3328352B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 積層型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328352B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3473044B2 (ja) * | 1993-04-28 | 2003-12-02 | 株式会社デンソー | スパークプラグ |
| KR101192138B1 (ko) | 2010-07-01 | 2012-10-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 제조하는 방법 및 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지 |
| KR101259442B1 (ko) * | 2011-07-01 | 2013-05-31 | 지에스나노텍 주식회사 | 박막 전지 패키징 방법 및 박막 전지 패키지 제조 장치 |
| US20220384912A1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | Bell Textron Inc. | Thermally Efficient Pouch Cell Architecture |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP04457593A patent/JP3328352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06231797A (ja) | 1994-08-19 |
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