JP3363910B2 - 非水系薄型電池 - Google Patents

非水系薄型電池

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尚 南方
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Description

【発明の詳細な説明】 <技術分野> 本発明は、新規な非水系薄型電池に関する。さらに詳
しくは、本発明は、電池素子を内部に含み且つ融着シー
ルされた袋状外装体と、電池素子の正極及び負極に電気
的に連結された端子とを含む非水系薄型電池に関する。
<従来技術> 携帯機器などの電池応用機器の軽量化、薄型化に伴
い、搭載する電池の軽量化、高容量化が図られてきた。
例えば、非水系電解質を用いたリチウム電池、リチウム
イオン二次電池は、リチウムの卑な酸化還元電位を利用
した高容量の電池として数多く使用されている。従来、
このような電池の外装体としては、金属板を用途に応じ
て円筒型、角型、コイン型などに成形した容器が用いら
れてきた。しかしながら、金属製の外装体を用いた電池
の軽量化は難しく、且つ成形可能な電池形状が限られて
いた。
一方、金属箔と樹脂フィルムを主体とした積層体から
なる電池用外装体を用いた電池は、上記の金属板を用い
た電池に比べ軽量であり、かつ形状の自由度に優れ、薄
型化が容易である。また、電池を製造する際の封止工程
も容易である。上記のような積層体を用いた非水系一次
電池としては、例えば、日本国特開昭60−100362号公
報、日本国特開平1−112652号公報などに開示されてお
り、固体電解質電池としては、例えば、日本国特開昭60
−49568号公報、英国特許第8329116号公報などに開示さ
れている。これらの電池はいずれも金属箔層/熱可塑性
樹脂層の2層、あるいは、絶縁体層/金属箔層/熱可塑
性樹脂層の3層からなる積層体を用いた外装体を有す
る。
このような電池において電池素子は、上記のような積
層体からなる熱可塑性樹脂層を内側に有する袋状外装体
で覆われており、相対向する内側の熱可塑性樹脂層が互
いに熱融着されることによって封止されている。更に、
SUSフィルム等から作られた端子が、熱融着されている
相対向する2つの熱可塑性樹脂層の間から外部に出てい
る。
従来の電池用外装体において、外装体に用いられる積
層体中の金属箔層は水蒸気を遮蔽し、絶縁体層は金属箔
層を保護する効果がある。金属箔層にはアルミニウム
等、熱可塑性樹脂層にはアイオノマー、ポリエチレン、
ポリプロピレン等、また、絶縁体層には、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート等が用いられている。
しかしながら、このような積層体を電池の外装体に用
いた場合には、以下の問題が生じる。外装体を封止する
ための熱融着を行う際に、積層体中の金属箔層と端子が
短絡し易い。また電池作成後、外装体の端面に露出して
いる金属箔層と端子の接触によって生じる短絡頻度が高
い。これらのことは、電池の製造時ならびに使用時の信
頼性、安全性に関わる重大問題である。
熱融着時の短絡を防ぐ方法として、金属箔層と熱可塑
性樹脂層の間に熱融着時に溶融しない絶縁体層を設ける
方法(日本国特開昭60−86754号公報、日本国特開平4
−58146号公報)が開示されている。しかし、いずれの
電池においても、製造された電池の外装体の外縁部端面
に露出している金属箔層と端子の接触によって生じる電
池素子の電極間の短絡は解決されていない。
更に、端子と熱可塑性樹脂層の間に熱融着時に溶融し
ない絶縁体を配置する場合、熱融着時に、熱可塑性樹脂
層と絶縁体の接着性が不十分となり、気密性、防湿性が
低下する。また、製造工程も煩雑となる。
端子取出し部位周辺の部分の熱融着領域が金属箔層を
欠損している外装体を用いる電池(日本国特開平第3−
62447号公報、欧州公開第397、248号公報)も公知であ
るが、このような電池には、熱融着されておらず、且
つ、金属箔層が欠損している外装体の部分が存在するた
め、二次電池のように長期に渡る作動安定性が求められ
る場合、水蒸気などの電池性能を低下させる物質の侵
入、電解液溶媒分子などの飛散が問題となる。
また、電池作成後に熱硬化性樹脂で電池を覆う方法
(日本国特開昭第60−49568号公報)も開示されている
が、この方法は金属箔層と端子との短絡を防ぐことが可
能であるが、硬化時の温度による電池素子への影響があ
る。
<発明の概要 本発明者らは、上記の従来技術の困難な問題点がな
く、金属箔層と端子との短絡を防ぎ、且つ、加工性、気
密性、防湿性に優れた積層体からなる電池用外装体を用
いた非水系薄型電池を開発すべく鋭意研究を行った。そ
の結果、積層体を熱融着することによって作られ、且
つ、端子取出し部位の周辺部分が次の2つの特徴(α)
及び(β)のいずれか1つ又は両方を満足する袋状外装
体を非水系薄型電池に用いることにより、上記問題点が
克服されることを知見した。
(α)中間金属箔層の熱融着領域中に存在する部分の、
前記熱融着領域の幅方向と同じ方向の寸法に相当する幅
が、該熱融着領域中の内側熱可塑性樹脂層の厚みの少な
くとも10倍であり、且つ、中間金属箔層は、外装体の外
縁部端面側で、少なくとも端子取出し部位周辺の部分に
おいて、前記熱融着領域の幅方向と同じ方向に、外装体
の外縁から所定の奥行だけ欠損部を有している。
(β)外装体の外縁部端面が、少なくとも端子取出し部
位の周辺の部分において絶縁処理されている。
このような特徴を満足する袋状外装体を非水系薄型電
池に用いることにより、短絡頻度が極めて少なく、気密
性、防湿性に優れ、容易に電池素子を封止できることを
知見した。本発明は、この新しい知見に基づいて完成さ
れたものである。
従って、本発明の主なる1つの目的は、短絡の危険が
なく、気密性に優れ、信頼性および安全性の高い、軽量
且つ薄型の非水系電池を提供することにある。
本発明の上記及びその他の諸目的、諸特徴ならびに諸
利益は、添付の図面を参照しながら述べる次の詳細な説
明および請求の範囲の記載から明らかになる。
<図面の簡単な説明> 図において: 図1は、実施例1において作製した非水系薄型電池を
模式的に示す説明図で、図1(a)は、中間金属箔層に
一部欠損部を設けた積層体の平面図、図1(b)は、そ
のI b−I b線断面図及び図1(c)は、非水系薄型電池
の平面図をそれぞれ示す。
図2は、実施例2において作製した非水系薄型電池を
模式的に示す説明図で、図2(a)は、中間金属箔層の
外縁部端面側の全長に亙って欠損部を設けた積層体の平
面図、図2(b)は、そのII b−II b線断面図及び図2
(c)は、非水系薄型電池の平面図をそれぞれ示す。
図3は、実施例3において作製した非水系薄型電池を
模式的に示す説明図で、図3(a)は、端子取出し部位
の設置側と非設置側との両方の中間金属箔層の外縁の全
長に亙って欠損部を設けた積層体の平面図、図3(b)
は、そのIII b−III b線断面図及び図3(c)は、非水
系薄型電池の平面図をそれぞれ示す。
図4は、実施例6において作製した非水系薄型電池を
模式的に示す説明図で、図4(a)は、外装体の端子取
出し部位に絶縁処理を施した非水系薄型電池の一部切り
欠き平面図、図4(b)は、そのIV b−IV b線断面図を
それぞれ示す。
符号の説明: 1:内側熱可塑性樹脂層 2:中間金属箔層 3:外側絶縁体層 4:熱融着領域 5:端子取出し部位 6:金属箔層欠損部 7:絶縁処理部材 9:端子 10:積層体 20:外装体 30:非水系薄型電池 l1、l2、l3:一枚の積層体から外装体を作製するため
の二つ折りの線 <発明の詳細な説明> 本発明によれば、正極、負極、及び正極と負極との間
に挾まれて存在する非水系電解質を含む電池素子(a)
と、この電池素子(a)を内部に含み且つ融着シールさ
れた袋状外装体(b)と、正極及び負極に電気的に連結
された少なくとも一対の端子(c)とを含む非水系薄型
電池であって、袋状外装体は、内側熱可塑性樹脂層
(1)、中間金属箔層(2)及び外側絶縁体層(3)の
少なくとも3層からなる積層体から作られており、且
つ、該袋状外装体の外縁部に沿って長形の熱融着領域を
所定幅で有していて、該熱融着領域では該積層体の内側
熱可塑性樹脂層(1)の相対向する面が互いに熱融着さ
れていて、それにより袋状外装体の融着シール部が形成
されており、 端子は、外装体の上記融着シール部の端子取出し部位
を通って外装体の外側に延びており、 更に次の2つの特徴(α)及び(β)のいずれか1つ
又は両方を満足する非水系薄型電池が提供される。
(α)中間金属箔層の上記袋状外装体の熱融着領域中に
存在する部分の、前記熱融着領域の幅方向と同じ方向の
寸法に相当する幅が、該熱融着領域中の内側熱可塑性樹
脂層の厚みの少なくとも10倍であり、且つ、中間金属箔
層は、外装体の外縁部端面側で、少なくとも端子取出し
部位周辺の部分において、前記熱融着領域の幅方向と同
じ方向に、外装体の外縁から所定の奥行だけ欠損部を有
している。
(β)外装体の外縁部端面が、少なくとも端子取出し部
位の周辺の部分において絶縁処理されている。
次に、本発明の理解を容易にするために、まず本発明
の基本的特徴及び諸態様を列挙する。
1.正極、負極、及び正極と負極との間に挾まれて存在す
る非水系電解質を含む電池素子(a)と、この電池素子
(a)を内部に含み且つ融着シールされた袋状外装体
(b)と、正極及び負極に電池的に連結された少なくと
も一対の端子(c)とを含む非水系薄型電池であって、 袋状外装体は、内側熱可塑性樹脂層(1)、中間金属
箔層(2)及び外側絶縁体層(3)の少なくとも3層か
らなる積層体から作られており、且す、該袋状外装体の
外縁部に沿って長形の熱融着領域を所定幅で有してい
て、該熱融着領域では該積層体の内側熱可塑性樹脂層
(1)の相対向する面が互いに熱融着されていて、それ
により袋状外装体の融着シール部が形成されており、 端子は、外装体の上記融着シール部の端子取出し部位
を通って外装体の外側に延びており、 更に次の2つの特徴(α)及び(β)のいずれか1つ
又は両方を満足する非水系薄型電池。
(α)中間金属箔層の上記袋状外装体の熱融着領域中に
存在する部分の、前記熱融着領域の幅方向と同じ方向の
寸法に相当する幅(以下、「中間金属箔層の熱融着領域
中に存在する部分の幅」と称する。)が、該熱融着領域
中の内側熱可塑性樹脂層の厚みの少なくとも10倍であ
り、且つ、中間金属箔層は、外装体の外縁部端面側で、
少なくとも端子取出し部位周辺の部分において、前記熱
融着領域の幅方向と同じ方向に、外装体の外縁から所定
の奥行だけ欠損部を有している。
(β)外装体の外縁部端面が、少なくとも端子取出し部
位の周辺の部分において絶縁処理されている。
2.前記熱融着領域の幅が、1mm〜50mmであることを特徴
とする前項1に記載の非水系薄型電池。
3.前記中間金属箔層の欠損部の奥行きが、0.1mm以上で
あり、かつ前記熱融着領域の幅の80%以下であることを
特徴とする前項1又は2に記載の非水系薄型電池。
4.前記中間金属箔層の欠損部の奥行きが、0.5mm以上で
あり、かつ前記熱融着領域の幅の50%以下であることを
特徴とする前項3に記載の非水系薄型電池。
5.前記中間金属箔層の欠損部の前記外装体の外縁に平行
な寸法に相当する幅が、端子取出し部位における端子の
断面の外周の2分の1以上であることを特徴とする前項
1〜4のいずれかに記載の非水系薄型電池。
6.前記外側絶縁体層が、260℃以上の融点を有すること
を特徴とする前項1〜5のいずれかに記載の非水系薄型
電池。
7.前記外側絶縁体層が、300kg/mm2以上の引っ張り弾性
率及び50kg/mm2以上の圧縮弾性率のいずれか又は両方を
有することを特徴とする前項1〜6のいずれかに記載の
非水系薄型電池。
8.前記内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層との間に少な
くとも1層の中間絶縁体層を設けてなることを特徴とす
る前項1〜7のいずれかに記載の非水系薄型電池。
9.前記内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層との間に設け
られた少なくとも1層の中間絶縁体層が、260℃以上の
融点を有することを特徴とする前項8に記載の非水系薄
型電池。
10.前記内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層との間に設
けられた少なくとも1層の中間絶縁体層が、300kg/mm2
以上の引っ張り弾性率及び50kg/mm2以上の圧縮弾性率の
いずれか又は両方を有することを特徴とする前項8又は
9に記載の非水系薄型電池。
11.前記熱可塑性樹脂層及び絶縁体層のうちの少なくと
も1層が、ポリ塩化ビニリデン系樹脂からなるものであ
ることを特徴とする前項1〜10のいずれかに記載の非水
系薄型電池。
12.前記端子が、アルミニウム又は銅から作られている
ことを特徴とする前項1〜11に記載の非水系薄型電池。
13.前記端子が、その表面の少なくとも一部が粗面化さ
れていることを特徴とする前項12に記載の非水系薄型電
池。
14.前記袋状外装体が膨張変形した場合、前記端子の少
なくとも一部を切断するように作動する手段を更に含む
ことを特徴とする前項1〜13のいずれかに記載の非水系
薄型電池。
15.前記電池素子が、リチウムイオン二次電池素子であ
ることを特徴とする前項1〜14のいずれかに記載の非水
系薄型電池。
本発明の非水系薄型電池は、上記したように、正極、
負極、及び正極と負極との間に挾まれて存在する非水系
電解質を含む電池素子(a)と、この電池素子(a)を
内部に含み且つ融着シールされた袋状外装体(b)と、
正極及び負極に電気的に連結された少なくとも一対の端
子(c)とを含む非水系薄型電池である。袋状外装体
は、内側熱可塑性樹脂層(1)、中間金属箔層(2)及
び外側絶縁体層(3)の少なくとも3層からなる積層体
から作られている。該袋状外装体の外縁部に沿って長形
の熱融着領域を所定幅で有していて、該熱融着領域では
該積層体の内側熱可塑性樹脂層(1)の相対向する面が
互いに熱融着されていて、それにより袋状外装体の融着
シール部が形成されている。端子は、外装体の上記融着
シール部の端子取出し部位を通って外装体の外側に延び
ている。更に本発明の非水系薄型電池は、上記2つの特
徴(α)及び(β)のいずれか1つ又は両方を満足す
る。
本発明に用いられる袋状外装体(b)は、上述のよう
に、内側熱可塑性樹脂層(1)、中間金属箔層(2)、
及び外側絶縁体層(3)の少なくとも3層からなる積層
体から作られている。
外装体の最内層となる内側熱可塑性樹脂層(1)の相
対向する面を、その外縁に沿って互いに熱融着すること
により、袋状外装体の融着シール部を形成し、内部に収
納した電池素子を封止して、外部と電池素子とを遮断
し、外部から水蒸気等の汚染物が侵入すること及び内部
電解液が漏れることを防止する。従って、内側熱可塑性
樹脂層(1)に用いられる熱可塑性樹脂は、非水系薄型
電池に用いられる電解液に対して非相溶性、非膨潤性で
あることが好ましい。
用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、
エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルコポリマ
ー、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリフェ
ニレンオキシド、ホルマール化ポリビニルアルコール、
アクリル酸変性ポリエチレン、アクリル酸変性ポリプロ
ピレン等が挙げられる。また、対向する層相互の、また
端子との間の密着性を向上させるために、その表面に酸
化処理やコーティングなどを施すこともできる。
内側熱可塑性樹脂層(1)の厚みは、熱融着時の強度
と軽量化とのバランスに基づき決定することが好まし
い。具体的には、10μm以上、100μm以下が好まし
く、20μm以上、90μm以下が更に好ましく、30μm以
上、80μm以下が最も好ましい。
袋状外装体において、中間金属箔層(2)は、空気、
酸素、窒素、及び水、その他の外部から侵入しうる汚染
物に対する透過遮蔽効果、および電池電解質に対する透
過遮蔽効果を有し、電池性能の低下を抑制するものであ
ることが好ましい。中間金属箔層(2)の材質として
は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、SUS、N
i、Cu等が挙げられる。耐腐食性からアルミニウム、ア
ルミニウム合金またはSUSが好ましい。軽量かつ加工性
に優れることからアルミニウムおよびアルミニウム合金
が更に好ましい。また、積層体をなす他の層との接着強
度を上げるために、金属表面を粗面化して用いてもよ
い。
中間金属箔層(2)の厚みは、水蒸気遮蔽効果と、軽
量化及び易加工性とのバランスより決められることが好
ましい。具体的には、3μm以上、80μm以下が好まし
く、5μm以上、50μm以下が更に好ましく、7μm以
上、30μm以下が最も好ましい。
袋状外装体の最外層となる外側絶縁体層(3)は、外
部からの衝撃、突き刺しまたは薬品等から中間金属箔層
(2)を保護し、また、中間金属箔層(2)を端子等か
ら電気的に絶縁することにより不要な短絡を防止する。
また、外側絶縁体層(3)に用いられる材質は、積層体
に含まれる内側熱可塑性樹脂層(1)より融点が高く、
熱融着時に溶融しないことが必要である。
外側絶縁体層(3)に用いる樹脂として、ポリアミド
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ガラス繊維
含有ナイロン、セロハン、ポリビニルアルコール、ポリ
イミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリアミド、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリ
パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトン、シンジオ
タクチックポリスチレン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、
フェノール樹脂等が挙げられる。また、積層体中の内側
熱可塑性樹脂層よりも融点の高い熱可塑性樹脂または熱
硬化性樹脂を必要に応じて組み合わせて用いてもよい。
外側絶縁体層の厚みは、機械的強度と軽量化とのバラ
ンスを考慮して決定することが好ましい。具体的には、
1μm以上、100μm以下が好ましく、2μm以上80μ
m以下が更に好ましく、4μm以上50μm以下が最も好
ましい。
積層体を製造する方法としては、ウェットラミネーシ
ョン、押し出しコーティング、共押し出しラミネーショ
ン、ドライラミネーション、ホットメルトラミネーショ
ン、ヒートラミネーション等が挙げられる。これらの加
工方法として、例えば、シート、フィルム又は箔同士を
加熱ラミネートして融着する方法、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等の低融点のフィルムを間に挟持する方法、
湿気硬化型ウレタン化ポリエーテル、湿気硬化型ウレタ
ン化ポリエステル、ウレタン化ポリエーテル、ウレタン
化ポリエステル、ポリエステルポリオール、ポリイソシ
アネート等の接着剤、ホットメルト接着剤を間に挿入す
る方法、基材上にポリマー溶融体をキャストまたは押し
出し成膜する方法、ポリマー溶液や液体状態のポリマー
前駆体をキャストする方法が可能であり、積層する材料
に応じて適宜選択して利用できる。この積層体は電池の
外装体に必要な透水バリア性、端子との密着性、及び用
いる封止方法等を考慮して形成することが好ましい。
熱融着領域を形成する方法としては、インパルスシー
ル、スピンウェルトなどの摩擦熱による方法、ヒートシ
ール、レーザー、赤外線、ホットジェットなどの外部加
熱、高周波シール、超音波シールなどの内部加熱法が用
いられる。熱融着領域において、外装体の最内層の内側
熱可塑性樹脂層が溶融することにより端子と内側熱可塑
性樹脂層、または相対向する内側熱可塑性樹脂層同士が
接合し、内部に収納された電池素子を封止する。
また、接着強度を上げることを目的としてポリビニル
アルコール系、オレフィン系、ゴム系、ポリアミド系な
どのホットメルト接着剤を内側熱可塑性樹脂層(1)と
端子、または相対向する内側熱可塑性樹脂層同士の間に
挟持させてもよい。熱融着領域の幅は、封止の確実性と
電池の体積エネルギー密度の向上とバランスを考慮して
決定することが好ましい。具体的には、本発明の効果を
発現するために好ましい熱融着領域の幅は、外縁から1m
m以上、50mm以下、更に好ましくは2mm以上、30mm以下、
最も好ましくは2mm以上、20mm以下である。
また、熱融着領域を電池の中心方向に折り曲げて、電
池の投影面積を調整することもできる。この場合、熱融
着領域の幅は、前記の熱融着領域を折り曲げる前の幅と
して定義される。
本発明の非水系薄型電池は、積層体からなる袋状外装
体の端子取出し部位を通って外側に延びている端子と、
端子取出し部位の外縁部端面に露出した積層体中の中間
金属箔層との接触により生じうる短絡を防止する手段を
備えている。すなわち、本発明の2つの特徴のうちの1
つである上記構成(α)により、短絡を有効に防止する
ことができる。
「中間金属箔層の熱融着領域中に存在する部分の幅
を、該熱融着領域中の内側熱可塑性樹脂層の厚みの少な
くとも10倍以上」としたのは、通常、金属箔の透湿度は
樹脂フィルムの透湿度の1/10以下であるため、熱融着領
域中に中間金属箔層が内側熱可塑性樹脂層の厚みは10倍
以上の幅で存在している場合、端面からの透湿度は厚み
方向からの透湿度より小さくなり、外装体表面からの透
湿性に対して端面からの透湿性を無視することができる
からである。
外装体の熱融着領域に存在する中間金属箔層(2)の
幅(すなわち、中間金属箔層の熱融着領域中に存在する
部分の幅)は、少なくとも端子取り出し部位の周辺にお
いては、端子と中間金属箔層(2)の短絡を防ぐ効果を
発現するためには、熱融着領域の幅以下でなければなら
ない。すなわち、熱融着領域中に存在する中間金属箔層
の幅は、好ましくは内側熱可塑性樹脂層の厚みの10倍以
上であって熱融着領域の幅以下、更に好ましくは内側熱
可塑性樹脂層の厚みの20倍以上であって熱融着領域の幅
以下、最も好ましくは内側熱可塑性樹脂層の厚みの40倍
以上であって熱融着領域の幅以下である。
さらに、端子が露出した中間金属箔層と接触して短絡
することを防ぐため、少なくとも端子取出し部位におい
ては、この中間金属箔層(2)の欠損部の大きさは、絶
縁状態を保持するために十分な大きさでなければならな
い。この欠損部の奥行(前記熱融着領域の幅方向と同じ
方向での寸法)は、少なくとも0.1mm以上で熱融着領域
幅の80%以下であることが好ましい。前記欠損部の奥行
を0.1mm以上としたのは、内側熱可塑性樹脂層(1)と
外側絶縁体層(3)の厚みの和が0.1mm程度であり、欠
損部を形成することによって中間金属箔層(2)に生じ
た端面を覆うためには、前記欠損部の奥行が0.1mm以上
必要となるからである。また、前記欠損部の奥行を熱融
着領域幅の80%以下としたのは、前記欠損部の奥行が熱
融着領域幅の80%以下であると、この欠損部に前記奥行
方向で隣接する熱融着領域中に存在する中間金属箔層の
幅が熱融着領域幅の20%以上となるため、この熱融着領
域中に存在する中間金属箔層によって、十分に耐透湿性
が保持されるからである。
従って、端子間の短絡を抑制し、耐透湿性を保持する
本発明の効果を発現するためには、前記欠損部の奥行き
の範囲を、好ましくは0.1mm以上であって熱融着領域幅
の80%以下、更に好ましくは0.3mm以上であって熱融着
領域幅の70%以下、最も好ましくは0.5mm以上であって
熱融着領域幅の50%以下とする。
中間金属箔層(2)の欠損部の幅(外装体の外縁に平
行な寸法)は、端子の断面の外周の2分の1以上(形状
が短冊状の場合、端子の厚みと幅の和以上)の大きさで
あることが好ましく、端子の断面の外周の2分の1の1.
5倍以上が更に好ましく、欠損部の幅が端子取出し部位
の辺の長さと同じであることが最も好ましい。中間金属
箔層の欠損部の幅を端子の断面の外周の2分の1以上
(端子が短冊状の場合、端子の厚みと幅の長さの和以
上)の大きさとしたのは、端子を折り曲げた時の接触可
能な幅を考慮したためである。
中間金属箔層の欠損部の幅(以下、「欠損幅」と称す
る。)の測定は、1mmの目盛のついた定規を用いて、ま
たは光学顕微鏡と0.01mmの目盛のついたObjective Micr
ometerとを用いて、外装体の表面側あるいは断面を測定
することにより容易に行うことができる。
中間金属箔層の欠損部を形成する方法としては、中間
金属箔層(2)をパターニング形成する方法、積層後の
金属露出断面より中間金属箔層(2)をエッチングする
方法などが挙げられる。パターニング方法として、短冊
状、帯状の金属箔を樹脂フィルムと積層する方法、蒸着
法で中間金属箔層(2)を形成する際にマスクを設ける
方法、中間金属箔層(2)を形成する基盤上にパターン
形成した溶解除去可能な層を作成し、さらにその上に中
間金属箔層(2)を形成させ、ついでリフトオフするこ
とにより中間金属箔層(2)をパターニングする方法、
中間金属箔層上(2)にレジスト層をパターン形成した
後エッチンングして中間金属箔層(2)をパターン化す
る方法などを用いることが可能である。
本発明の2つの特徴のうちの他の1つである上記構成
(β)は、外装体の外縁部端面が、少なくとも端子取出
し部位の周辺の部分において、絶縁処理されているとい
うものである。これにより、端子が折り曲がった場合に
生じる端子と中間金属箔層との短絡を容易に防止するこ
とが可能である。
外装体の端面に行う絶縁処理としては、絶縁処理され
た部分の表面抵抗率が106Ω/□以上、好ましくは107Ω
/□以上となることが好ましい。
また、外装体の絶縁処理されている部分は、端子位置
の端面だけでなく、これに連続するその周囲の部分まで
なされていることが好ましい。その場合、端子の幅方向
では、端子の両側にはみ出す位置まで絶縁処理がなされ
るが、例えば、端子の幅を越えた幅で絶縁処理されてい
ることが好ましい。より好ましくは、端子の幅の1.1倍
以上、さらに好ましくは1.2倍以上の幅で絶縁処理を行
う。また、外装体の端子位置の端面から所定の奥行き
で、外装体の裏表、または、外装体を構成する相対向す
る1組の積層体の裏表を連続的に絶縁処理することが好
ましい。
外装体の絶縁処理方法としては、絶縁性材料からなる
テープ、フィルム、またはシートを所定の大きさに切り
だし、外装体の所定位置に接着剤を用いて貼り付ける方
法、裏面に粘着剤があらかじめ付着してある絶縁テープ
等を所定の大きさに切り出してそのまま貼り付ける方
法、熱融着性の絶縁性フィルムを所定の大きさに切り出
して熱融着により貼り付ける方法、絶縁性塗料を外装体
の所定位置に塗布する方法等が挙げられる。また、ポリ
エチレン等の絶縁性樹脂を含む溶液を外装体の所定位置
に塗布してもよい。
絶縁性材料としては、ガラス、マイカなどの無機系固
体、パルプ、セルロース誘導体などの半合成高分子、ポ
リエチレン、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂
などの熱可塑性樹脂、エポキシ、ポリアミド、ポリイミ
ドなどの熱硬化性樹脂が挙げられる。
粘着剤付の絶縁テープとしては、電気絶縁用ポリ塩化
ビニル粘着テープ、電気絶縁用ポリエステル粘着テー
プ、ポリアミド粘着テープ、シリコーン粘着テープ、テ
フロン粘着テープ、粘着紙テープ等が挙げられる。
絶縁性フィルムまたはシートとしては、電気絶縁用マ
イカ紙、アラミド・マイカ紙、アラミド紙、ポリイミド
フィルムナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレー
トフィルム、テフロンシート、セロハン等が挙げられ
る。これらを用いる場合は、接着剤として、セラミッ
ク、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂系接
着剤、フタール酸レジンやシリコーンレンジ、ポリエス
テルイミド系レジン、ポリイミド系レジンを用いて外装
体に貼り付ける。
熱融着性フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン積
層フィルム等のフィルムを熱融着する方法が挙げられ
る。
絶縁性塗料としては、ポリイミドワニス、ポリエステ
ルワニス、ポリエステルイミドワニス、ポリアミドイミ
ドワニスなどの、ポリイミド系、ポリウレタン系あるい
は、不飽和ポリエステル系の絶縁塗料が用いられる。塗
布方法としては、はけ等により直接塗布する方法、塗布
する部分を直接塗料内に漬ける方法等が採用でき、塗布
後は加熱又は放置により乾燥して溶剤を揮発させる。
絶縁処理工程は、熱融着工程の前後のいずれに行って
もよく、熱融着工程の前に行う場合には、先ず、外装体
の端子取り出し部位に対して、上記いずれかの方法によ
り絶縁処理を施す。次に、絶縁処理が施された外装体
で、正極、セパレータまたは固体電解質及び負極からな
る電池素子並びに端子の一部を覆い、絶縁処理された部
分から端子を外装体の外側まで延ばす。この状態で、熱
融着により外装体を封止(融着シール)する。
絶縁処理工程を熱融着工程の後で行う場合には、熱融
着工程の際に、外装体の端子取出し部位およびその近傍
の融着位置を外装体の端面から少し内側として、外装体
の外縁部周辺に未融着領域を残しておくと、このような
未融着領域がない場合と比較して絶縁処理を容易に行う
ことができる。
なお、このような外装体に対する絶縁処理に加えて、
端子の外装体との境界部分を絶縁処理してもよい。この
ようにすると、端子の絶縁部分が外装体の端面に接触す
るため、端子の折れ曲がりに起因する短絡をより確実に
防止することができる。
該外装体をなす積層体は、最内層としての内側熱可塑
性樹脂層と最外層としての外側絶縁体層との間に中間金
属箔層を有する構成を有するが、さらに、中間金属箔層
と内側熱融着性樹脂層との間に少なくとも1層の中間絶
縁体層を有することが好ましく、この中間絶縁体層は高
い弾性率を有する材料が好ましい。中間金属箔層と内側
熱可塑性樹脂層との間に設ける中間絶縁体層は、外装体
を熱融着により封止する際に、金属端子の微小の突起あ
るいは凹凸が内側熱可塑性樹脂層を突き抜けて中間金属
箔層に接触することによって生ずることのある、中間金
属箔層を介した正極端子と負極端子の短絡を防止するた
めに用いられる。短絡した場合、電池を充電する時に電
位が上がらないこと、また、充電された状態の電池が衝
撃等により短絡して発熱することなどの問題が生じる。
中間絶縁体層の材料(外側絶縁体層の材料も同様であ
る)としては、260℃以上の融点を有するとともに、端
子上に存在する突起が中間絶縁体層を突き抜けることや
内部が損傷することを防止するために、高い引張り弾性
率や圧縮弾性率を有する材料を用いることが望まれる。
絶縁体層となるフィルムの引張り弾性率は、好ましくは
300kg/mm2以上、さらに好ましくは400kg/mm2以上であ
る。また、絶縁体層となるフィルムの圧縮弾性率は50kg
/mm2以上、さらに好ましくは100kg/mm2以上である。中
間絶縁体層(外側絶縁体層も同様である)としては、引
張り弾性率あるいは圧縮弾性率のいずれか一方を満たし
ていれば良いが、両方満たすことが好ましい。
中間絶縁体層として用いられる材料の具体例として
は、ポリイミド系樹脂フィルム、芳香族系ポリアミド樹
脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、ガラス繊維
含有ナイロン、セロハン、二軸延伸ポリビニルアルコー
ルフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム等が
挙げられる。また、これらの絶縁材料を他の絶縁材料と
張り合わせた、複数層からなるフィルムなどを用いるこ
とも可能である。
ポリイミド系樹脂フィルムとしてはカプトン(商品
名;日本国、東レ・デュポン社製)、芳香族ポリアミド
系樹脂フィルムとしてはアラミカ(商品名;日本国、旭
化成工業社製)等が挙げられる。アラミカは1000kg/mm2
以上の引張り弾性率、100kg/mm2以上の圧縮弾性率を有
し、機械的強度に非常に優れるので好ましい。ポリエス
テル系樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムが400kg/mm2以上の引張り弾性率を有する
ので好ましい。さらに好ましくは、引張り弾性率が400k
g/mm2のポリフェニレンサルファイドフィルムが用いら
れる。
前述のように、中間絶縁体層が260℃以上の融点を有
することが好ましいが、外側絶縁体層における場合とは
別に、中間絶縁体層がこのような融点を持つことの利点
として、高温における短絡を低減でき、電池の安全性を
高めることができることを挙げることができる。すなわ
ち、端子に大電流が通電され、端子や電池内部が発熱し
た場合、あるいは外部加熱によって高温状態となった場
合には、融点が260℃以上の中間絶縁体層は端子間の短
絡を抑制する効果を発揮する。短絡防止によって、電池
素子の温度上昇が止まらなくなり一挙に破裂や発火する
こと(熱暴走)を防ぐことができる。上記のことから、
中間絶縁体層の融点は260℃以上であることが好まし
く、融点275℃以上であることが更に好ましく、融点が2
70℃以上であることが最も好ましい。
また、外側絶縁体層が260℃以上の融点を有すること
が好ましいのは、外部からの加熱や異常時の内部発熱時
に電池の構造を保持することが可能となるからである。
融点が260℃以上の絶縁体として、ポリイミド、ポリ
エーテルイミド、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリパラキシレ
ン、ポリエーテルエーテルケトン、シンジオタクチック
ポリスチレン、液晶ポリマー、ポリイミド、フッ素樹
脂、フェノール樹脂等のプラスチック材料、シリカ、Si
3N4、マグネシア、アルミナ、ムライト等のセラミック
材料、セラミック材料とプラスチック材料の複合材料が
挙げられる。
本発明において絶縁体層の融点はDSC法により求め
た。具体的には、米国、PERKIN ELMER社製の示差走査カ
ロリメータ“DSC7"を用いて5℃/minで昇温し、得られ
たDSC曲線の吸熱ピークにより融点を求めた。
内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層との間に中間絶縁
体層を設ける場合、その厚みは、外装体の強度と軽量性
に基づき決定することが好ましい。具体的には、好まし
くは、1μm以上、100μm以下、更に好ましくは2μ
m以上、80μm以下、最も好ましくは4μm以上、50μ
m以下である。
絶縁体層または内側熱可塑性樹脂層にポリ塩化ビニリ
デン系樹脂を用いることは、防湿性、難燃性に優れてい
るため好ましい。また、ポリ塩化ビニリデン系樹脂を用
いることによって、中間金属箔層のピンホールによる防
湿性の低下を防ぐことが可能である。このため電池の信
頼性、生産性が向上できるため工業上好ましいものとな
る。
塩化ビニリデン系ポリマーとして、主成分の塩化ビニ
リデン成分が70〜98重量%と塩化ビニリデンと重合可能
な単量体、例えば、塩化ビニル、アクリルニトリル、ア
クリル酸、メタクリル酸アルキル基の炭素数が1から18
のアクリル酸アルキルエステル、無水マレイン酸、マレ
イン酸アルキルエステル、イタコン酸、イタコン酸アル
キルエステル、酢酸ビニル等の不飽和単量体の少なくと
も一種が30〜2重量%で、その重量平均分子量は7万〜
15万の範囲の共重合体を挙げることができる。その中で
も、シート形状に押出し成形する際の押出し加工性の観
点から塩化ビニル、メチルアクリレート、ブチルアクリ
レート、2−エチルヘキシルアクリレートの中の1つを
30〜2重量%と、塩化ビニリデン成分が70〜98重量%と
の共重合体が好ましく、さらに好ましくは、透水バリア
性・ガスバリア性共に優れるメチルアクリレートが8〜
2重量%と塩化ビニリデンが92〜98重量%との共重合体
である。
また、シート形状においては、上記の塩化ビニリデン
系ポリマーのエマルジョンをポリエチレンテレフタレー
ト、ナイロン、ポリプロピレンにコートした一般名称
“Kコートフィルム”が利用できる。
本発明における端子とは、電池素子と該電池外装体の
外部とを電気的に接続する導電性材料を意味し、該端子
は封止される対向した熱可塑性樹脂層の間または積層体
に設けられた穴(取り出し部位)から、該外装体の外部
と該電池素子とを電気的に接続することが可能である。
本発明に用いられる端子の材料として、SUS、ニッケ
ル、アルミニウム、銅、もしくは、ニッケルめっきした
SUS、鉄、銅/SUSクラッド材などの金属、または導電性
フィルムなどが挙げられる。電気抵抗及び強度の点か
ら、金属を用いることが好ましく、外部装置、回路との
接続を容易にする上でニッケル、アルミニウムまたは銅
から作られているものが好ましい。更に、好ましくは銅
またはアルミニウムから作られているものである。特に
リチウム電池の端子としては、陽極での酸化、陰極での
還元に対して、アルミニウムの銅の端子をそれぞれ用い
ることが好ましい。
端子がアルミニウムまたは銅の場合、SUSのような硬
い材料に比べ、使用上折り曲がりやすく、従来の外装体
では短絡が発生し易かった。本発明に用いられる外装体
は、短絡を防止することができるため、非常に有効であ
る。また、端子を熱融着領域へと折り曲げることによ
り、電池の体積を有効に使い、エネルギー密度を向上す
ることも可能である。
また、表面を粗面化した金属を粒子に用いることによ
り、端子取り出し部位の融着シール強度が向上し、該電
池の密封性、耐漏液性を大幅に向上させることができ
る。特に、外装体内において、電池素子の積層体の部分
以外に電解液が存在する場合、端子と熱可塑性樹脂層の
間に電解液が侵入し、界面の密着性が低下し、封止性が
低下する問題が起こる。表面を粗面化した金属を粒子に
用いることは液漏れを防止する上で有効である。端子は
内側熱可塑性樹脂層に接する表面の一部が粗面化されて
いることが好ましい。端子の内側熱可塑性樹脂層に接す
る表面部分が粗化されていることがさらに好ましく、生
産性の点から、該端子の表面全体が粗面化されていても
よい。
端子の形状としては棒状、短冊状、帯状、平板状、コ
イル状、メッシュ状などの形態をとりうるが、特にこれ
らに限定されるものではなく、電池の形状、材質等によ
り適切な形状をとることが可能である。
大きさは端子の抵抗、強度より決められることが好ま
しい。例えば、平板状端子の場合、端子の厚みは、好ま
しくは5μm以上、100μm以下、更に好ましくは6μ
m以上、80μm以下、最も好ましくは7μm以上、60μ
m以下である。また、端子の幅は、好ましくは2mm以
上、30mm以下、更に好ましくは3mm以上25mm以下、最も
好ましくは4mm以上、20mm以下である。ただし、電池の
大きさ、外装体の材料、通電時の抵抗等により適宜大き
さを選択して端子を用いればよく、特に上記の範囲に限
定されるものではない。
端子の表面の粗面化の方法としては、化学的処理、機
械的処理等が挙げられる。
化学的処理による表面の粗面化の方法としては、酸、
アルカリ等の溶液によるエッチングが挙げられる。例え
ば、銅の場合、塩化第二鉄溶液、硝酸などによるエッチ
ング、アルミニウムの場合は水酸化ナトリウム溶液、り
ん酸溶液などによるエッチング、SUSの場合は硫酸によ
るエッチングなどの方法が可能である。また、金属の酸
化電位によっては電解液中での陽極酸化によって表面を
粗化することが可能である。銅および、アルミなどは表
面粗化を容易に行うことができるため好ましい。
機械的処理による表面の粗面化の方法としては、やす
り、ビニル砥石、ベルトサンダー、スクラッチホイール
などにより金属表面を削る方法が挙げられる。
また、その他の粗面化の方法としてプラズマエッチン
グなどが挙げられる。金属表面の粗面化方法は上記の方
法に限定されるものではなく、端子の材質などに応じて
適切な方法を用いることが可能である。
金属表面の粗さの測定方法としては、触針式、光波干
渉式測定機などが用いられるが、本発明においては、端
子が平板状の場合は、1.5×4.5cmの試験片を作製して、
触針式測定機(“alpha−step200"、米国、TENCOR INST
RUMENTS社製)を用い、スキャン幅0.4mm、スキャン速度
1s/μmで測定した。また、端子が平板状以外の場合も
光波干渉式測定機を用い、JIS B0652−1973に準じて測
定することができる。
本発明において、端子表面が粗面化されている状態と
は、平板状の端子の場合、上記の触針式測定機によって
得られた中心線平均粗さ(Ra)が0.3μm以上又は総イ
ンジケータランアウト(TIR)が2μm以上であること
を意味する。好ましくはRaが0.34μm以上であり、30μ
m以下である。好ましいTIRは2.5μm以上、30μm以下
である。
また、端子が平板状以外の形状の場合は、端子表面が
粗面化されている状態とは、最大中心線平均粗さ(Rma
x)が2μm以上であることであり、Rmaxが2.5μm以上
であることが好ましい。
一般に、非水系薄型電池に用いられる外装体の透水量
はできる限り低いことが好ましく、本発明に用いられる
外装体としては、1g/m2・24hr以下であることが好まし
い。より好ましい透水量は0.2g/m2・24hr以下、さらに
好ましくは0.1g/m2・24hr以下である。透水量が1g/m2
24hrを超える外装体を電池に用いると、外装体内部の電
池素子が吸水により劣化し、電池容量の低下をともなう
ため好ましくない。また、この吸水によって内部の電解
質材料が分解しガスの発生を伴うこともある。外装体の
透水量は、外装体内部に無水塩化カルシウムなどの吸水
材料を封入し、所定の雰囲気で保持した後、重量増加の
計測より求めることができる。
また、本発明の電池を作製する際には、外装体の内部
を大気圧以下にして熱融着による封止をすることも可能
である。これにより、外装体と電池素子との密着性が高
められ、電池素子を確実に固定することができ、かつ電
池素子の放熱を高めることができる。封止方法として、
封止直前にノズルにより外装体内部を脱気し、しかる後
封止する方法、該電池を密閉室内に置き、室内を脱気し
た後、密閉室内で封止する方法等が挙げられる。
本発明の非水系薄型電池は、電池素子が、例えばリチ
ウム電池素子やリチウムイオン電池素子、特にリチウム
イオン電池素子の場合に有利である。リチウムイオン電
池素子は、リチウムイオン移動可能なセパレータに接合
された正極及び負極、電解質、端子および外装体から構
成される。この電池は集電体に活物質が接合され、集電
体と端子が接合された構造を有する(例えば、米国特許
第4,997,732号参照)。
端子の集電体への接合方法には、超音波溶接、抵抗溶
接、レーザー溶接等を用いることが可能である。また接
合は電池素子を組み立てる前あるいは後のどちらでも可
能である。本発明の電池において正極および負極のそれ
ぞれの集電体に少なくとも1つの、あるいは複数の端子
が接合された構造や、電池素子内部で正極/セパレータ
/負極を単位として、この単位が複数、並列または直列
に接続された後、集電体の一部に端子が接合された構造
を含む。
また、本発明では、内圧上昇を抑制することを目的と
して、外装体内部に二酸化炭素吸収材を備えることも可
能である。これにより、長期にわたり高い気密性を保持
することが可能である。
例えば、二酸化炭素吸収材としては以下のものが挙げ
られる。LiOH、NaOH、KOH、Ca(OH)、Ba(OH)、L
i2O、CaO、アスカライト等のI族、II族の金属の水酸化
物または酸化物、あるいは、モレキュラーシーブ4A、ゼ
オラムA−4、モレキュライトA−430などの合成ゼオ
ライトのような分子ふるい作用を利用した二酸化炭素吸
着材は二酸化炭素を効率よく吸収する上に、固体である
ため取り扱いが容易である。これらを、ペレットまたは
小粒子、あるいは粉末の状態で、ナフィオン、セロハ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン系ス
トレッチフィルムなど、ガス透過性の高い樹脂フィルム
に入れて用いることができる。また、直接電解液中、固
体電解質中あるいは電極活物質層中にに分散させること
も可能である。
外装体内部の電池素子が過充電、大電流放電の場合や
短絡により異常反応を起こした場合、電池素子内部の化
学反応または異常な温度上昇によるガス発生を伴うこと
がある。本発明の電池は、この際、外装体の膨れによる
変形を低減または抑制し、利用される搭載機器の損傷を
低減するとともに、電池素子から外装体への熱伝導を促
進することによって電池の暴走反応を抑制し電池を安全
な状態にすることができる。
本発明の電池においては、内部の異常反応に伴うガス
発生による内圧上昇を抑制するため、電池内部でのガス
の発生により電池の内部圧力が外部圧力よりも高くなっ
た場合、少なくともガスの1部を放出するように作動す
る手段を設けることができる。
このガス放出手段として、例えば安全弁を外装体の一
部に設けることが有効である。該安全弁は外装体の内外
と連通した構造を有し、該安全弁のホルダー部が外装体
に固定され、該安全弁の開放孔がばねまたは磁気カップ
リングで封止される構造を有するものを挙げることがで
きる。内部高圧時に開放孔が形成され、これにより外部
にガスが放出される。また、この安全弁の開放手段によ
っては安全弁の開放圧が高温時に低下させることも可能
である。安全弁の開閉手段として、ばね、押さえ板、磁
気カップリングなどが利用できる。これらの開放手段を
用いて開放孔の面積と印加する応力によって開放圧が設
定できる。
また、別の方法として、熱融着領域において、内側熱
可塑性樹脂層と接着強度の弱い、薄いフィルムを内側熱
可塑性樹脂層の間に挾むことによって前記目的を達成す
ることも可能である。
更に、本発明は、電池内圧の上昇および/または電池
内温度の上昇に伴い生じる変化により、端子と電池素子
との電気的接続を破断する手段、即ち、袋状外装体が膨
張変化した場合、前記端子の一部を切断するように作動
する手段によって通電を遮断することも可能である。こ
の機構によって、電池異常作動時における発火、爆発、
熱暴走が阻止でき、電池の安全性を高めることができ
る。
外装体の膨張変化により電流遮断する機構としては、
例えば、(1)端子が剥離可能な2層以上の金属平板積
層体からなり、金属平板積層体の最外層の一方は電池素
子と接続され、もう一方は外装体の外部へと延びてお
り、それぞれが外装体の対向する内側熱可塑性樹脂層の
それぞれの面に密着固定された構造、(2)端子の1部
に破断強度の小さい領域を設け、この領域の両側がそれ
ぞれ外装体の対向する内側熱可塑性樹脂層の上面および
下面に密着固定された構造、(3)電池素子の正極及び
負極からのびる端子がそれぞれ外装体の対向する内側熱
可塑性樹脂層の上面および下面に密着固定された構造が
挙げられる。
上記(1)の構造において、端子の金属積層領域や端
子間接合は、超音波溶接、レーザー溶液、スポットヘル
ダーなどの金属溶接や導電性塗料塗布接着で行い、接合
材料や接合方法、接合面積により金属平板間の強度を調
節することが可能である。また、(2)の構造におい
て、切れ込み等の断面積の小さい領域を設けること、破
断強度の小さい材料を間に挾むことによって電流遮断条
件が調整できる。(3)の構造において、電極積層体の
集電体または活物質層と端子の接合強度を調節して電流
遮断条件が調節できる。
これらの構造において、端子切断部分の両側のいずれ
かを外装体の内側熱可塑性樹脂層の上面または下面に密
着固定する際、未密着部分を設ける必要がある。この未
密着部分は、例えば、未密着部表面に熱可塑性樹脂と密
着しにくい材料、例えばテフロンなどフッ素樹脂をシー
ト形状または粉末状態で付着させ、端子部分と内側熱可
塑性樹脂層と密着工程を施すことにより密着固定部、未
固定部を形成できる。端子の破断強度は電池容量、構造
によって変化するので限定されないが、10g〜50kgの範
囲である。
さらに、端子の一部に温度上昇により通電が遮断され
る素子(PTC素子)を接続することができる。この素子
は導電性フィラーと絶縁性樹脂からなるコンパウンドか
らなり、導電性フィラーと樹脂の熱膨張係数の差を利用
して高温時の抵抗を高め電流を遮断する機能を有する。
この素子は通常平板状金属/導電性フィラー・樹脂コン
パウンド/平板状金属からなるため、上記の端子の直列
に電池外装体内部または外部に接続できる。
また、端子が2層以上の金属平板積層体からなり、平
板の間を導電性接着剤、あるいは導電性テープなどの金
属/導電性フィラー/樹脂の複合材料を接合することに
より、上記PTC素子の効果を達成することができる。例
えば、導電性材料に用いられる銀、銅などの金属粉とフ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂などの組成、混合比を変え
ること、テープまたは接着剤の面積を変えることによ
り、抵抗及び抵抗の急激に変わる温度を設定することが
でき、これにより電池の内部抵抗及び作動温度を調節す
ることが可能である。また、異種の金属間の接合も容易
であり、例えば、アルミニウムの端子に導電性テープで
ニッケル箔を接着した場合、はんだ付けが容易となり外
部機器への接続が容易となる。また、前記の電流遮断部
分の構造(1)の接合方法に代替して用いることもでき
る。
本発明をリチウム電池またはリチウムイオン電池に用
いる場合、正極集電体としてはニッケルやアルミニウム
が用いられ、負極集電体としては銅が用いられる。正極
材に用いられる活物質として、LiCoO2等のアルカリ金属
複合酸化物;MnO2などの他の金属の酸化物や水酸化物と
の複合酸化物;V2O5等のバナジウム酸化物;Cr2O5等のク
ロム酸化物;TiS2、MoS2、FeS2等の遷移金属ジカルコゲ
ナイト;NbSe3等の遷移金属トリカルコゲナイト、シェブ
レル化合物(AxMo6Y8,A=Li,Cu,Y=S,Se);ポリピロー
ル、ジスルフィド誘導体などの有機化合物、及びこれら
の混合体等が用いられる。
負極材に用いる活物質としては、金属リチウム、リチ
ウム合金、ニードルコークス、グラファイト等のリチウ
ムを吸蔵することが可能な炭素材料;すず系複合酸化物
などの金属酸化物のリチウム固溶体;リチウムをドープ
し、かつ脱ドープしうる導電性ポリマー等が用いられ
る。本発明の電池は正極と負極とがイオン移動可能なセ
パレータを介して接合され、このセパレータにイオン移
動可能な材料が用いられる。
電極間のイオン移動媒体として液状電解質、ゲル系電
解質、固体電解質を用いることができる。このうち、ゲ
ル系電解質は、高分子マトリックス材料、有機溶媒、溶
質からなり、高分子材料として、ポリ弗化ビニリデン系
重合体、ポリアクリロニトリル系重合体等が用いられ、
有機溶媒としてエチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン等が用いられ、溶質として、Li
ClO4、LiPF6、LiBF4等が用いられる。
<発明を実施するための最良の形態> 以下、実施例及び比較例によって、本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定され
るものではない。
[実施例1] コバルト酸リチウム(LiCoO2;平均粒径10μm)の粉
末、カーボンブラック、およびバインダーとしてのポリ
ビニリデンフルオライドを、コバルト酸リチウム、カー
ボンブラック、ポリビニリデンフルオライド(乾燥重
量)の合計重量に対してそれぞれ85重量%、8重量%、
7重量%となるように、ポリビニリデンフルオライドの
5重量%N−メチルピロリドン(NMP)溶液に分散し、
得られた混合物を厚さ15μmのアルミニウムシート上に
塗布乾燥、加熱プレスして膜厚115μm、塗膜密度2.8g/
cm3の正極塗膜を作製した。
一方、平均粒径12μmのニードルコークス(NC)粉末
にポリビニリデンフルオライドの5重量%NMP溶液を均
一混合してスラリーを得た。ニードルコークス、ポリマ
ーの乾燥混合比はそれぞれ92重量%、8重量%であっ
た。このスラリーを厚さ12μm金属銅シート上にドクタ
ーブレード法により塗布乾燥、加熱プレスして膜厚125
μm、塗膜密度1.2g/cm3の負極塗膜を作製した。
ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合
体樹脂(ヘキサフルオロプロピレン含量5重量%)を押
出ダイ温度230℃の押出成形機[日本国、東芝機械
(株)社製]を用いた加熱押し出し成形によって、膜厚
150μmのシートに成形した。架橋反応を行うために、
得られたシートに照射量10Mradで電子線照射を行った
後、60℃で真空乾燥して生成した弗化水素(HF)ガスを
除去した。このシートに更に電子線を照射(照射量15Mr
ad)し、ついで密閉容器内でフロンHFC134aと水の混合
物(重量比99/1)を、70℃、20kg/cm2の条件下で24時間
含浸させた(含液量:6.5重量%)後取出して、ただちに
210℃の加熱炉にて10秒間180℃に加熱して、膜厚270μ
mの白色発泡体(発泡倍率8倍)を得た。930型空気比
較式比重計(日本国、東芝ベックマン社製)により測定
した、独立気泡の発泡体全体に対する体積分率は87容量
%であった。
この発泡体を、リチウムテトラフルオロボレート(Li
BF4)をエチレンカーボネート(EC)/プロピレンカー
ボネート(PC)/γ−ブチロラクトン(γ−BL)混合溶
媒(EC/PC/γ−BL重量比:1/1/2)にLiBF4濃度1mol/lで
溶解して得られる非水系電解質溶液に入れ、100℃で2
時間含浸・膨潤させて、複合高分子固体電解質を作製し
た。膨潤後の膜厚は350μmであった。以下の操作は、
露点−50℃以下の雰囲気下で行った。
6cm×50cmの正極塗膜、6.5cm×52cmの複合高分子固体
電解質膜及び6cm×50cmの負極塗膜を塗膜面が対向する
構造で積層した。正極には幅1cm、長さ10cm、厚み50μ
mの硬質アルミ箔(Ra=0.16μm、TIR=0.73μm)、
負極には幅1cm、長さ10cm、厚さ50μmの硬質圧延銅箔
(Ra=0.07μm、TIR=0.91μm)を端子として超音波
金属溶接機[日本国、超音波工業(株)社製 USW−200
Z38S]を用いて集電体表面に接合した。端子の取り付け
た位置は6cmの辺において、端から2cmと4cmの位置に端
子の中心線がくるようにした。50cmの長さの電極積層体
を10cmごとに折り曲げ、5つ折りとして、電池素子を作
製した。
図1(a)及び(b)に示すように、積層体を以下の
要領で作製した。18cm×14cm、厚み15μmの延伸ナイロ
ンフィルム[日本国、出光石油化学(株)社製 ユニロ
ン]、18cm×14cm、厚み7μmのアルミニウム箔、18cm
×14cm、厚み50μmのL−LDPEフィルム[日本国、出光
石油化学(株)社製 LS−700C]をウレタン系2液混合
接着剤を用いて接着した。前記アルミニウム箔は18cmの
辺について端子取り出し部位に該当する部分を幅(外縁
に平行な方向の寸法)11mm、奥行き0.5mmであらかじめ
削除しておいた。
二つ折り線l1のところでフィルムを2つ折りにし、ア
ルミニウム箔を削除していない9cmの辺と14cmの2辺と
の3辺の周辺を、それぞれ外縁から幅10mmで、140℃、
6秒間、加熱することにより袋(外装体)を作製した。
この袋に前述した電池素子を入れ、袋の口から端子を取
り出して、1kg/cm2の圧力、120℃で6秒間加熱すること
により封止した。
端子取出し部位において、熱融着領域は外縁から幅10
mmで設けてあり、アルミニウム層は幅11mm、奥行き0.5m
mで欠損している。欠損の奥行きの確認は光学顕微鏡
[日本国、オリンパス工業(株)社製 システム金属顕
微鏡BHT]、0.01mmの目盛のついたObjective Micromete
r[日本国、オリンパス工業(株)社製]を用いて行っ
た。
図1(c)に示す電池を5個作製した。電池充放電特
性測定装置[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM
6]を用いて充放電を行ったところ、すべて、正常に充
放電し、得られた電池の平均放電容量は900mAhであっ
た。4.2Vの充電状態において端子を折り曲げる操作をし
ても短絡による電圧の低下、発熱は生じなかった。ま
た、液漏れも観察されなかた。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、60℃、90%RH(相対湿度)で3ヶ月
放置したが、重量増加は1mg未満であった。
[実施例2] 図2(a)及び(b)に示すように、外装体を作製す
るための積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン社製
メチネックスS)、18cm×13cm、厚み9μmのアルミニ
ウム箔、18cm×14cm、厚み50μmのL−LDPEフィルム
[日本国、出光石油化学(株)社製 LS−700C]をこの
順に、ウレタン系2液混合接着剤を用いて積層した。
作製した積層体は、端の部分において、アルミニウム
箔が幅18cm、奥行き10mmで欠損している。カッターナイ
フで熱可塑性樹脂層及び絶縁体層を一部切断することに
より、欠損部の奥行きを0.2mmとした[従って、図2
(a)に示すように積層体の寸法は18cm×13.02cmとな
った]。l2でフィルムを2つ折りにし、アルミニウム箔
の欠損していない9cmの辺と13.02cmの辺との周辺を、そ
れぞれ外縁から幅10mmで、140℃、6秒間、加熱するこ
とにより袋を作製した。作製した袋に実施例1と同様に
作製した電池素子に入れ、積層フィルムの袋の口よりこ
の端子を取出し、口を1kg/cm2の圧力、120℃、6秒加熱
することにより封止した。
端子取出し部位において、熱融着領域の幅は3mmであ
り、アルミニウム層は幅9cm、奥行き0.2mmの大きさで欠
損している。欠損の奥行きの確認は光学顕微鏡[日本
国、オリンパス工業(株)社製 システム金属顕微鏡BH
T]、0.01mmの目盛のついたObjective Micrometer[日
本国、オリンパス工業(株)社製]を用いて行った。
図2(c)に示す電池を5個作製した。電池充放電特
性測定装置[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM
6]を用いて充放電を行ったところ、すべて、正常に充
放電し、得られた電池の平均放電容量は900mAhであっ
た。4.2Vの充電状態において端子を折り曲げる操作をし
ても短絡による電圧の低下、発熱は生じなかった。ま
た、液漏れも観察されなかった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、熱融着領域幅10mmで、140℃、6秒
間、加熱して袋を封止した。60℃、90%RHで3ヶ月放置
したが、重量増加は1mg未満であった。
[実施例3] 図3(a)及び(b)に示すように、18.9cm×14cm、
厚み12μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(日
本国、アイ・シー・アイジャパン社製メリネックス
S)、17.9cm×13cm、厚み20μmのアルミニウム箔、1
8.9cm×14cm、厚み30μmのポリエチレン・ビニルアル
コール[日本国、(株)クラレ社製EF−HS]をウレタン
系2液混合接着剤を用いて積層した。
作製した積層体の各辺において、アルミニウム箔が0.
5mmの奥行きで欠損するように、熱可塑性樹脂層及び絶
縁体層をカットした[従って、図3(a)に示すように
積層体の寸法は18cm×13.1cmとなった]。l3でフィルム
を2つ折りにし、片一方の9cmの辺と13.1cmの2辺との
3辺を、幅10mmで、140℃、6秒間、加熱することによ
り袋を作製した。この袋に実施例1と同様に作製した電
池素子を入れ、1kg/cm2、135℃で、5秒間加熱すること
により封止した。
端子取出し口において、熱融着領域の幅は10mmであ
り、アルミニウム層は外縁の全長に亙って奥行き0.5mm
の大きさで欠損している。欠損の奥行きの確認は光学顕
微鏡[日本国、オリンパス工業(株)社製 システム金
属顕微鏡BHT]、0.01mmの目盛のついたObjective Micro
meter[日本国、オリンパス工業(株)社製]を用いて
行った。
図3(c)電池を5個作製した。電池充放電特性測定
装置[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用
いて充放電を行ったところ、すべて、正常に充放電し、
得られた電池の平均放電容量は900mAhであった。4.2Vの
充電状態において端子を折り曲げる操作をしても短絡に
よる電圧の低下、発熱は生じなかった。また、液漏れも
観察されなかった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、熱融着領域幅10mmで、140℃、6秒
間、加熱して袋を封止した。60℃、90%RHで3ヶ月放置
したが、重量増加は1mg未満であった。
[実施例4] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12.5μmのポリイミドフィルム(日
本国、東レ・デュポン社製 カプトン)、18cm×13cm、
厚み20μmのアルミニウム箔、18cm×14cm、厚み30μm
の熱融着性ポリブチレンテレフタレート[日本国、積水
化学工業(株)社製 エスティナ]をこの順に、ウレタ
ン系2液混合接着剤を用いて積層した。DSC法による測
定でポリイミドフィルムの融点は観察されなかった。
作製した積層体は、端の部分において幅18cm、奥行き
10mmの大きさで、アルミニウム箔が欠損している。幅18
cm辺でフィルムを2つ折りしに、アルミニウム箔の欠損
していない辺を、外縁から幅10mmで、180℃、8秒間、
加熱することにより袋を作製した。作製した袋に実施例
1と同様に作製した電池素子を入れ、積層フィルムの袋
の口より端子を取出し、口を185℃、5秒加熱すること
により封止した。
端子取出し口において熱融着領域の幅は20mmであり、
アルミニウム層は外縁部の全長に亙って奥行き10mmの大
きさで欠損している。欠損の奥行きの確認は1mm目盛の
ついた定規を用いて行った。
この電池を5個作製した。すべて、正常に充放電し、
得られた電池の平均放電容量は900mAhであった。4.2Vの
充電状態において端子を折り曲げる操作をしても短絡に
よる電圧の低下、発熱は生じなかった。また、液漏れも
観察されなかった。905mAhの容量の電池を4.2Vの充電状
態において250℃のオーブンに入れたところ、端子と積
層フィルムの接着部よりガスが噴出したが、フィルムへ
の引火は起きなかった。また、850mAhの容量の電池を用
い、1.8Aで定電流充電を行ったところ、ガスが噴出した
が、フィルムへの引火は起きなかった。
[実施例5] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン社製
メリネックスS)、18cm×13cm、厚み9μmのアルミニ
ウム箔、18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフ
タレートフィルム[日本国、アイ・シー・アイジャパン
社製 メリネックスS)、18cm×14cm、厚み40μmのポ
リプロピレンフィルム[日本国、二村化学工業(株)社
製 太閤FC]をこの順に、ウレタン系2液混合接着剤を
用いて積層した。
作製した積層体は外縁において幅18cm、奥行き10mmの
大きさで、アルミニウム箔が欠損している。幅18cm辺で
フィルムを2つ折りにし、アルミニウム箔の欠損してい
ない辺を、外縁から幅10mmで、180℃、8秒間、加熱す
ることにより袋を作製した。作製した袋に実施例1と同
様に作製した電池素子を入れ、積層フィルムの袋の口よ
りこの端子を取出し、口を180℃、8秒加熱することに
より封止した。
端子取出し口において熱融着領域の幅は20mmであり、
アルミニウム層は外縁全長に亙って奥行き10mmの大きさ
で欠損している。欠損幅の確認は1mmの目盛のついた定
規を用いて行った。
この電池を10個作製した。電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充放電を行ったところ、すべて、正常に充放電し、得ら
れた電池の平均放電容量は900mAhであった。4.2Vの充電
状態において端子を折り曲げる操作をしても短絡による
電圧の低下、発熱は生じなかった。また、液漏れも観察
されなかった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、熱融着領域幅20mmで、180℃、6秒
間、加熱して袋を封止した。60℃、90%RHで3ヶ月放置
したが、重量増加は1mg未満であった。
[実施例6] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタレー
ト(日本国、アイ・シー・アイジャパン社製 メリネッ
クスS)、18cm×14cm、厚み9μmのアルミニウム箔、
18cm×14cm、厚み25μmの芳香族ポリアミドフィルム
[日本国、旭化成(株)社製 アラミカ]、18cm×14c
m、厚さ40μmのポリプロピレンフィルム[日本国、二
村化学工業(株)社製 太閤FC]をこの順でウレタン系
2液混合接着剤を用いて積層した。定速伸長型伸度測定
器(日本国、島津製作所社製 DSS−500)を用いて芳香
族ポリアミドフィルムの引張り弾性率を測定したとこ
ろ、1500kg/mm2であった。また、圧縮弾性率は200kg/mm
2であった。
得られた積層体を18cmの辺でフィルムを2つ折りに
し、片方の9cmの辺と14cmの辺との2辺を、幅10mmで、1
80℃、6秒間、加熱することにより袋を作製した。この
袋に実施例1と同様に作製した電池素子を入れ、180℃
で6秒間加熱することにより封止した。
端子取り出し部位の外装体外縁部は、図4(a)及び
(b)に示すように、幅5mm、厚さ15μmの芳香族ポリ
アミドフィルム[日本国、旭化成工業(株)社製 アラ
ミカ]にエポキシ樹脂系接着剤[日本国、セメダイン
(株)社製 セメダインEP−007]を塗布して、外装体
外縁で半分に折り曲けで接着することにより、あらかじ
め絶縁処理を施した。端子取出し部位において、熱融着
領域の幅は10mmであり、絶縁処理部材(7)は幅(外縁
に平行な寸法)15mm、奥行き2.5mmの大きさで貼られて
いる。
この電池を5個作製した。電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充放電を行ったところ、正常に充放電し、得られた電池
の平均放電容量は900mAhであった。4.2Vの充電状態にお
いて端子を折り曲げる操作をしても短絡による電圧の低
下、発熱は生じなかった。また、液漏れも観察されなか
った。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、60℃、90%RHで3ヶ月放置したが、
重量増加は1mg未満であった。
[実施例7] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン社製
メリネックスS)、18cm×14cm、厚み9μmのアルミニ
ウムフォイル、18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレン
テレフタレートフィルム[日本国、アイ・シー・アイジ
ャパン社製 メリネックスS]、18cm×14cm、厚み40μ
mのポリプロピレンフィルム[日本国、二村化学工業
(株)社製 太閤FC]をこの順に、ウレタン系2液混合
接着剤を用いて積層した。定速伸長型伸度測定器(日本
国、島津製作所社製 DSS−500)を用いてポリエチレン
テレフタレートフィルムの引張り弾性率を測定したとこ
ろ、400kg/mm2であった。
得られた積層体を18cmの辺でフィルムを2つ折りし
に、片方の9cmの辺と14cmの辺との2辺を、幅10mmで、1
80℃、6秒間、加熱することにより袋を作製した。端子
取り出し部の外装体端部はあらかじめアミドイミドエス
テル系ワニス[日本国、日東電工(株)社製 ニトロン
V−800]に添付された硬化剤No.5を加えて塗布し、100
℃で15分間静置することにより絶縁処理を施した。この
袋に実施例1と同様に作製した電池素子を入れ、180℃
で6秒間加熱することにより封止した。
端子取出し部位において、熱融着領域の幅は20mmであ
り、絶縁処理として、外縁の全長に亙って奥行き5mmの
大きさで絶縁塗料が塗布されている。
この電池を5個作製した。封止時に短絡は生じなかっ
た。電池充放電特性測定装置[日本国、北斗電工(株)
社製 HJ−101SM6]を用いて充放電を行ったところ、正
常に充放電し、得られた電池の平均放電容量は900mAhで
あった。4.2Vの充電状態において端子を折り曲げる操作
をしても短絡による電圧の低下、発熱は生じなかった。
また、液漏れも観察されなかった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、60℃、90%RHで3ヶ月放置したが、
重量増加は1mg未満であった。
[実施例8] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み25μmの芳香族ポリアミドフィルム
[日本国、旭化成(株)社製 アラミカ]、18cm×13c
m、厚み25μmのアルミニウム箔、18cm×14cm、厚み25
μmの芳香族ポリアミドフィルム[日本国、旭化成
(株)社製 アラミカ]、18cm×14cm、厚み40μmのポ
リプロピレンフィルム[日本国、二村化学工業(株)社
製 太閤FC]をこの順に、ウレタン系2液混合接着剤を
用いて積層した。DSC法よる測定で芳香族ポリアミドフ
ィルムの融点は観察されなかった。
作製した積層体は、外縁において幅18cm、奥行き10mm
の大きさで、アルミニウム箔が欠損している。18cmの辺
でフィルムを2つ折りしに、アルミニウム箔の欠損して
いない9cmの辺と14cmの辺との2辺を、幅10mmで、180
℃、6秒間、加熱することにより袋を作製した。この袋
に実施例1と同様に作製した電池素子を入れ、180℃で
6秒間加熱することにより封止した。
端子取出し部位において、熱融着領域の幅は20mmであ
り、アルミニウム層は外縁の全長に亙って奥行き10mmの
大きさで欠損している。欠損幅の確認は1mmの目盛のつ
いた定規を用いて行った。
この電池を5個作製した。電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充放電を行ったところ、得られた電池の平均放電容量は
900mAhであった。910mAhの容量の電池を4.2Vの充電状態
において250℃のオーブンに入れたところ、端子と積層
フィルムの接着部よりガスが噴出したが、フィルムへの
引火は起きなかった。また、880mAhの容量の電池を1.8A
で定電流充電したところ、ガスが噴出したが、フィルム
への引火は起きなかった。
[実施例9] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み25μmのポリフェニレンサルファイ
ドフィルム[日本国、東レ(株)社製 トレリナ]、18
cm×14cm、厚み25μmのアルミニウム箔、18cm×14cm、
厚み25μmのポリフェニレンサルファイドフィルム、18
cm×14cm、厚み20μmのポリエチレン・ビニルアルコー
ルフィルム[日本国、(株)クラレ社製 エバール]を
この順に、ウレタン系2液混合接着剤を用いて積層し
た。
DSC法より求めたポリフェニレンサルファイドフィル
ムの融点は285℃であった。18cmの辺でフィルムを2つ
折りしに、外縁から幅10mmで、180℃、6秒間、加熱す
ることにより袋を作製した。作製した袋に実施例1と同
様に作製した電池素子を入れ、積層フィルムの袋の口よ
り端子を取出し、口を180℃、6秒加熱することにより
封止した。封止後に端子取出し部位の積層フィルムの外
縁に、絶縁処理として、カプトン粘着テープ[日本国、
(株)寺岡製作所社製]を貼った。
端子取出し口において、熱融着領域の幅は10mmであ
り、絶縁体(前記カプトン粘着テープ)は幅40mm、奥行
き2.5mmの大きさで貼られている。
この電池を10個作製した。電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充放電を行ったところ、すべて、正常に充放電し、得ら
れた電池の平均放電容量は900mAhであった。4.2Vの充電
状態において端子を折り曲げる操作をしても短絡による
電圧の低下、発熱は生じなかった。また、液漏れも観察
されなかった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、60℃、90%RHで3ヶ月放置したが、
重量増加は1mg未満であった。
890mAhの容量の電池を4.2Vの充電状態において250℃
のオーブンに入れたところ、端子と積層フィルムの接着
部よりガスが噴出したが、フィルムへの引火は起きなか
った。まず、900mAhの容量の電池を1.8Aで定電流充電し
たところ、ガスが噴出したが、フィルムへの引火は起き
なかった。
[実施例10] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み25μmのポリビニルアルコールフィ
ルム[日本国、(株)クラレ社製 クラレビニロンフィ
ルム]、18cm×14cm、厚み25μmのアルミニウム箔、18
cm×14cm、厚み25μmのポリエーテルエーテルケトンフ
ィルム[日本国、三井東圧(株)社製 TALPA−200
0]、18cm×14cm、厚み40μmのポリプロピレンフィル
ム[日本国、二村化学工業(株)製 太閤FC]をこの順
に、ウレタン系2液混合接着剤を用いて積層した。DSC
法より求めたポリエーテルエーテルケトンフィルムの融
点は334℃、ポリビニルアルコールフィルムの融点は230
℃であった。
作製した積層体は外縁において、幅18cm、奥行き10mm
の大きさで、アルミニウム箔が欠損している。18cmの辺
でフィルムを2つ折りにし、アルミニウム箔の欠損して
いない辺を、外縁から幅10mmで、180℃、6秒間、加熱
することにより袋を作製した。作製した袋に実施例1と
同様に作製した電池素子を入れ、積層フィルムの袋の口
より端子を取出し、口を180℃、6秒加熱することによ
り封止した。
端子取出し口において、熱融着領域の幅は20mmであ
り、アルミニウム層は外縁の全長に亙って奥行き10mmの
大きさで欠損している。欠損の奥行きの確認は1mmの目
盛のついた定規を用いて行った。
この電池を5個作製した。電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充放電を行ったところ、すべて、正常に充放電し、得ら
れた電池の平均放電容量は900mAhであった。4.2Vの充電
状態において端子を折り曲げる操作をしても短絡による
電圧の低下、発熱は生じなかった。また、液漏4れも観
察されなかった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、60℃、90%RHで3ヶ月放置したが、
重量増加は1mg未満であった。4.2Vの充電状態において2
50℃のオーブンに入れたところ、端子と積層フィルムの
接着部よりガスが噴出したが、フィルムへの引火は起き
なかった。
[実施例11] 積層体を、18cm×14cm、厚み12.5μmのポリイミドフ
ィルム(日本国、東レ・デュポン社製 カプトン)、18
cm×13cm、厚み20μmのアルミニウム箔、18cm×14cm、
厚み25μmのポリフェニレンサルファイドフィルム、18
cm×14cm、厚み60μmのポリプロピレンフィルム[日本
国、二村化学工業(株)社製 太閤FC]をこの順に、ウ
レタン系2液混合接着剤を用いて積層したもの(DSC法
による測定でポリイミドフィルムの融点は観察されなか
った)に変えたこと以外は、実施例8と同様にして電池
を作製した。その結果、実施例8と同様の特性、性能を
有する電池が得られた。
[実施例12] 実施例1と同様に作製した6cm×50cmの正極塗膜、7cm
×54cmのポリエチレンセパレータ[日本国、旭化成工業
(株)社製 ハイポアU−2]、実施例1と同様に作成
した6.5cm×51cmの負極塗膜を積層し、1.5MのLiBF4/エ
チレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブ
チロラクトンの1:1:2混合溶液に浸漬した。正極には長
さ10cm、幅1cm、厚み50μmのアルミニウム箔を粗面化
したもの(Ra=0.4μm、TIR=2.8μm)を、負極には
長さ10cm、幅1cm、厚み35μmの銅箔を粗面化したもの
(Ra=1.2μm、TIR=6.5μm)をそれぞれ、集電体と
の接合部を端から長さ1cmとし、この集電体の短切片側
に超音波溶接により接合した。この電極積層体を5つ折
りとした。
実施例5と同様の積層体を用いて電池を作製した。作
製した電池は液漏れが起きなかった。電池充放電特性測
定装置[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を
用いて充放電を行ったところ、得られた電池の放電は容
量は900mAhであった。この電池を95℃の高温に48時間放
置したところ、封止部からの液漏れは観察されなかっ
た。また、1ヶ月以上の室温での長期保存においても漏
液はみられなかった。
[実施例13] 実施例11と同様にして積層体を作製した。
作製した積層体は外縁において幅18cm、奥行き10mmの
大きさで、アルミニウム箔が欠損している。18cmの辺で
フィルムを2つ折りしに、アルミニウム箔の欠損してい
ない辺を、外縁から幅10mmで、180℃、6秒間、加熱す
ることにより袋を作製した。この時、一ヶ所、幅5mm長
さ15mm、厚さ10μmのSUS箔を熱可塑性樹脂層の間に挟
んで熱融着した。
実施例1において端子を以下のものに変えたこと以外
は実施例1と同様にして電池素子を作製した。すなわ
ち、正極には、幅10mm、厚み50μmのアルミニウム箔を
粗面化したもの(Ra=0.4μm、TIR=2.8μm)を2枚
用い(長さ8cmの箔と長さ3cmの箔)、その長さ8cmの箔
と長さ3cmの箔とを端から1cmの長さで重なるように、1c
m角の導電性両面テープ[日本国、(株)寺岡製作所社
製WMFT]を用いて接着し、さらに185℃、5秒間加熱圧
着することにより長さ10cm(端子の両端の抵抗は10mΩ
であった)としたものを、また、負極には、長さ10cm、
幅1cm、厚み35μmの銅箔を粗面化したもの(Ra=1.2μ
m、TIR=6.5μm)をそれぞれ、集電体との接合部を外
端から長さ1cmとし、この集電体の短切片側に超音波金
属溶接機[日本国、超音波工業(株)社製USW−200Z38
S]を用いて接合したこと以外は実施例1と同様にして
電池素子を作製した。
先に作製した袋にこの電池素子を入れ、積層フィルム
の袋の口より端子を取出し、口を180℃、6秒加熱する
ことにより封止した。このようにして電池を5個作製し
た。
端子取出し部位において、熱融着領域の幅は20mmであ
り、アルミニウム層は外縁の全長に亙って奥行き10mmの
大きさで欠損している。欠損部奥行きの確認は光学顕微
鏡[日本国、オリンパス工業(株)社製 システム金属
顕微鏡BHT]、0.01mmの目盛のついたObjective Microme
ter[日本国、オリンパス工業(株)社製]を用いて行
った。
この電池ではSUSとポリプロピレンの接着強度が弱
く、安全弁として作動する。電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充放電を行ったところ、すべて、正常に充放電し、得ら
れた電池の平均放電量は900mAhであった。900mAで定電
流充電を行ったところ、3時間充電したところで、電池
の厚みは1.5倍までしか膨らまず、破裂、発火は起きな
かった。
[実施例14] 実施例5と同様にして積層体を作製した。
18cmの辺で2つ折りにし、積層体の中心線(二つ折
線)から2cmの位置に、幅1cm、長さ4cm、厚み35μmの
銅箔を粗面化したもの(Ra=1.2μm、TIR=6.5μm)
を長さ2.5μmの部分が外装体と重なる様にして、外装
体の熱可塑性樹脂層に180℃で6秒間加熱することによ
り接着した。更に幅1cmのカプトン粘着テープ[日本
国、(株)寺岡製作所社製]を、前記積層体の中心線
(二つ折り線)を基点として外装体のアルミニウム箔の
欠損した辺に平行に、かつそのテープの外縁を外装体の
外縁から1.5cm離して、端子を融着した面に貼り付け
た。ただし、端子と重なる部分ならびに中心線から最も
遠い外縁から1cmの部分はテープを削除した。
実施例1と同様にして電池素子を作製した。負極集電
体にも厚み35μmの銅箔を粗面化したもの(Ra=1.2μ
m、TIR=6.5μm)を用いた。負極集電体に接合した端
子を1.5cmの長さだけ電極積層体より出るようにして切
り落とした。
この電池素子の負極から出た端子と熱可塑性樹脂層に
取り付けた端子を1cmの幅で重なるように電池素子を置
き、銅端子を超音波金属溶接機[日本国、超音波工業
(株)社製 SUW−200Z38S]を用い、2.5mm×5mmの面積
を加重3kgで0.1秒溶接した。積層体を折り曲げた後、端
子取り出し部位以外は幅10mmで、端子取り出し口は幅25
mmで180℃、6秒加熱することにより熱融着した。この
ようにして電池を5個作製した。この状態においてカプ
トンテープとポリプロピレンは融着せず、電池素子側に
取り付けた端子は外装体の面の一部に融着され、熱可塑
性樹脂層にあらかじめ取り付けた端子は、電池素子側の
端子に融着された外装体の面と対向する面に融着された
状態となっている。
電池充放電特性測定装置[日本国、北斗電工(株)社
製 HJ−101SM6]を用いて充放電を行ったところ、得ら
れた電池の平均放電容量は900mAhであった。900mAで定
電流充電を行ったところ、2.5時間充電したところで、
外装体が膨らみ、電池の厚みが2倍となり、電流が流れ
なくなった。これ以外は充電されず、破裂、発火は起き
なかった。
[比較例1] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン製 メ
チネックスS)、18cm×14cm、厚み9μmのアルミニウ
ム箔、18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタ
レートフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン社
製 メリネックスS)、18cm×14cm、厚み40μmのポリ
プロピレンフィルム[日本国、二村化学工業(株)製、
太閤FC]をこの順に、ウレタン系2液混合接着剤を用い
て積層した。
作製した積層体の外縁はアルミニウム層が露出してい
る。18cm辺でフィルムを2つ折りしに、外縁から幅10mm
で、180℃、6秒間、加熱することにより袋を作製し
た。袋の口を1mmの幅で切り、端面を揃え、金属層と熱
融着層、絶縁体層の幅を同一にした。作製した袋に実施
例1と同様にして作製した電池素子を入れ、積層フィル
ムの袋の口より端子を取出し、口を180℃、6秒加熱す
ることにより封止した。このようにして、電池を5個作
製した。
端子取出し口において熱融着領域の幅は20mmであっ
た。端子と外装体の境界を光学顕微鏡[日本国、オリン
パス工業(株)社製 システム金属顕微鏡BHT]、0.01m
mの目盛のついたObjective Micrometer[日本国、オリ
ンパス工業(株)社製]観察したところ、ポリプロピレ
ン幅が0.05mmで溶出しているのが観測された。端子が折
れ曲がらないように注意して、電池充放電特性測定装置
[日本国、北斗電工(株)社製 HJ−101SM6]を用いて
充電を行ったところ、正常に充電したが、4.2Vの充電状
態において端子を折り曲げる操作をしたところ短絡によ
る電圧の低下、発熱が生じた。折り曲げた端子間の抵抗
は2MΩであった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gを入れ、幅10mmで、140℃、6秒間、加熱して
袋を封止した。60℃、90%RHで3ヶ月放置したが、重量
増加は1mg未満であった。
[比較例2] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み25μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン社製
メリネックスS)、18cm×14cm、厚み12μmのアルミニ
ウム箔、18cm×14cm、厚み15μmの延伸ナイロンフィル
ム[日本国、出光石油化学(株)社製 ユニロン]18cm
×13cm、厚み50μmのL−LDPEフィルム[日本国、出光
石油光学(株)社製 LS−700C]をこの順に、ウレタン
系2液混合接着剤を用いて積層した。
作製した積層体の外縁はアルミニウム層が露出してい
る。18cm辺でフィルムを2つ折りしに、外縁から幅10mm
で、140℃、6秒間、加熱することにより袋を作製し
た。袋の口を1mmの幅で切り、端面を揃え、金属層と熱
融着層、絶縁体層の幅を同一にした。作製した袋に実施
例1と同様にして作製した電池素子を入れ、積層フィル
ムの袋の口より端子を取出し、口を120℃、6秒加熱す
ることにより封止した。端子取出し部位において熱融着
領域の幅は20mmであった。
この電池を5個作製した。端子と外装体の境界を光学
顕微鏡[日本国、オリンパス工業(株)社製 システム
金属顕微鏡BHT]、0.01mmの目盛のついたObjective Mic
rometer[日本国、オリンパス工業(株)社製]観察し
たところ、L−LDPE樹脂が幅0.07mmで溶出しているのが
観測された。端子が折れ曲がらないように注意して、電
池充放電特性測定装置[日本国、北斗電工(株)社製
HJ−101SM6]を用いて充電を行ったところ、正常に充電
したが、4.2Vの充電状態において端子を折り曲げる操作
をしたところ短絡による電圧の低下、発熱が生じた。折
り曲げた端子間の抵抗は100MΩであった。
また、同じ外装体に電池素子の代わりに無水塩化カル
シウム20gの入れ、幅10mmで、140℃、6秒間、加熱して
袋を封止した。60℃、90%RHで3ヶ月放置したが、重量
増加は1mg未満であった。
[比較例3] 積層体を以下の要領で作製した。
18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパン社製
メリネックスS)、18cm×11.8cm、厚み9μmのアルミ
ニウム箔、18cm×14cm、厚み12μmのポリエチレンテレ
フタレートフィルム(日本国、アイ・シー・アイジャパ
ン社製 メリネックスS)、18cm×14cm、厚み40μmの
ポリプロピレンウィルム[日本国、二村化学工業(株)
社製 太閤FC]をこの順に、ウレタン系2液混合接着剤
を用いて積層した。18cmの辺でフィルムを2つ折りし
に、アルミニウム箔の欠損していない辺を、外縁から幅
10mmで、180℃、6秒間、加熱することにより袋を作製
した。
端子取出し口において、熱融着領域の幅は20mmであ
り、アルミニウム層は外縁の全長に亙って奥行き22mmの
大きさで欠損している。
欠損部の奥行きの確認は光学顕微鏡[日本国、オリン
パス工業(株)社製 システム金属顕微鏡BHT]、0.01m
mの目盛のついたObjective Micrometer[日本国、オリ
ンパス工業(株)社製]を用いて行った。袋の中に無水
塩化カルシウム20gを入れ、幅20mmで、140℃、6秒間、
加熱して袋を封止した。60℃、90%RHで3ヶ月放置した
ところ、640mgの重量増加が見られた。
このようにして作製した袋(外装体)に実施例1と同
様にして作製した電池素子を入れ900mAhの電池を作製し
た。4.2V充電状態で3ヶ月間放置したところ、この電池
の容量は、実施例5の電池の容量の80%に低下した。
[実施例15] LiCoO2電極(平均粒径5μmのLiCoO2を100重量部、
バインダーにポリフッ化ビニリデン3重量部およびアセ
チレンブラック3重量部をN−メチルピロリドンに分
散、15μmアルミ集電体上に塗工、加熱プレスした膜厚
110μm片面塗工シート)を正極として幅20mm、長さ110
mmに切断後、長さ方向に幅10mmで電極活物質を剥離して
アルミ集電体を露出させた。
グラファイト電極(平均粒径10μmのグラファイトMC
MB(日本国、大阪ガス(株)製)100重量部、スチレン
−ブタジエンラテックスの水分散スラリーを固形分換算
で2重量部、およびカルボキシメチルセルロース0.8重
量部を溶かした水溶液を混ぜ合わせて得られた、水に均
一分散したスラリーを12μmの銅集電体上に塗布、加熱
プレスした膜厚85μm片面塗工シート)を幅30mm、長さ
110mmで切断し、長さ方向に幅9mmで活物質層を剥離して
銅集電体を露出させた。
ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体(ヘキサフルオロプロピレン含量3重量%、米
国、エルフアトケム社製カイナール2850)のバルクシー
ト(膜厚50μm)に電子線照射(照射量10Mrad)を行い
架橋処理した後、フロン(HFC−134a)を7重量部含
浸、加熱延伸処理して得られた発泡体シート(発泡倍率
4倍、膜厚60μm)に、電解液としてエチレンカーボネ
ート、γ−ブチロラクトンを体積比1:1で混合した液にL
iBF4を溶解して得られた1.5モル/リットル溶液を含浸
させて固体電解質(電解液含量75重量%、平均膜厚幅65
μm、幅102mmの長尺シート)を得、セパレータとし
た。このセパレータを幅32mmで切断して短冊状とした
後、電極の表面に上記の電解液をロールコーターで塗布
した。塗布量は正極30g/m2、負極40g/m2とした。
上記の正極、セパレータ、負極をこの順に、負極活物
質層から正極活物質層がはみださないようにセパレータ
を介して活物質層を対向させ、さらにアルミ集電体がは
み出した側と反対側に銅集電体をはみ出させる構成で積
層し、加熱ロールのラミネータ(ロール温度130℃、ロ
ール速度600mm/min)で積層一体化させた。このように
して、8枚の電極積層体を作製した。
この8枚の電極積層体を正極/負極/負極/正極/正
極/負極・・・・の順に、アルミ集電体のみがはみ出た
側と銅集電体のみがはみ出た側が形成されるように重ね
合わせ、それぞれの集電体の重ね合わせた部分の中央部
を3mm角で超音波溶接して接合し電極積層体を束ねた。
次いで、幅10mm、長さ30mmの銅およびアルミシート(厚
さ30μm)を端子として用い、上記超音波溶接部分に超
音波溶接固定(溶接部は3mm角)した。
ポリマーシート(ポリエチレンテレフタレート25μ
m、ポリ塩化ビニリデンシート25μm、金属アルミニウ
ムシート12μm、ポリプロピレン50μmを順次積層した
シート)を袋状に加工した外装体(幅40mm筒状、長さ11
0mmの側面を幅3mmで融着)に、得られた電極積層体を挿
入してアルミおよび銅の端子を外部にはみ出させてか
ら、該アルミおよび銅の端子面を、それぞれ袋状外装体
内面の上面および下面のポリプロピレン樹脂層に熱融着
固定した後、真空引きを行いながら開口部分を熱融着し
て封止(封止幅3mm)し、なお、端子取り出し部位の外
装体端部は実施例7で使用したアミドイミドエステル系
ワニスと硬化剤によりあらかじめ絶縁処理して、電池を
作製した。
端子を充放電機に接続して充放電試験(230mA定電
流、4.2V定電位充電、230mA定電流放電をおこなった結
果、初回放電量730mAh、平均電圧3.7V(2.7Wh)であり
繰り返し充放電が可能であった。
充電状態の該電池の外装体表面中心部および端子が熱
融着された外装体封止部表面に熱電対を貼付け、該電池
の端子を充放電機に接続、2880mAの電流で定電流定電圧
充電(電圧15V)で過充電を行なった結果、約19分で外
装体が膨れだし、さらに15秒後電極端子が切断され通電
できなくり電池の温度が低下した。この際の電池の端子
付近の最大温度は38℃、電池外装体中心部の最大温度は
42℃であった。
<産業上の利用可能性> 本発明の非水系薄型電池は、その特定の構造により、
軽量で薄く且つ形状の自由度に優れるのみならず、防湿
性及び気密性に優れ、しかも端子取出し部位周辺での短
絡の危険がない。従って、本発明の非水系薄型電池は、
高容量であり且つ信頼性と安全性の高い小型軽量電池
(例えば携帯機器用の電池)として特に有利に用いるこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/02 - 2/08

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極、負極、及び正極と負極との間に挾ま
    れて存在する非水系電解質を含む電池素子(a)と、こ
    の電池素子(a)を内部に含み且つ融着シールされた袋
    状外装体(b)と、正極及び負極に電気的に連結された
    少なくとも一対の端子(c)とを含む非水系薄型電池で
    あって、 袋状外装体は、内側熱可塑性樹脂層(1)、中間金属箔
    層(2)及び外側絶縁体層(3)の少なくとも3層から
    なる積層体から作られており、且つ、該袋状外装体の外
    縁部に沿って長形の熱融着領域を所定幅で有していて、
    該熱融着領域では該積層体の内側熱可塑性樹脂層(1)
    の相対向する面が互いに熱融着されていて、それにより
    袋状外装体の融着シール部が形成されており、 端子は、外装体の上記融着シール部の端子取出し部位を
    通って外装体の外側に延びており、 更に次の2つの特徴(α)及び(β)のいずれか1つ又
    は両方を満足する非水系薄型電池。 (α)中間金属箔層の上記袋状外装体の熱融着領域中に
    存在する部分の、前記熱融着領域の幅方向と同じ方向の
    寸法に相当する幅が、該熱融着領域中の内側熱可塑性樹
    脂層の厚みの少なくとも10倍であり、且つ、中間金属箔
    層は、外装体の外縁部端面側で、少なくとも端子取出し
    部位周辺の部分において、前記熱融着領域の幅方向と同
    じ方向に、外装体の外縁から所定の奥行だけ欠損部を有
    している。 (β)外装体の外縁部端面が、少なくとも端子取出し部
    位の周辺の部分において絶縁処理されている。
  2. 【請求項2】前記熱融着領域の幅が、1mm〜50mmである
    ことを特徴とする請求項1に記載の非水系薄型電池。
  3. 【請求項3】前記中間金属箔層の欠損部の奥行きが、0.
    1mm以上であり、かつ前記熱融着領域の幅の80%以下で
    あることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水系薄
    型電池。
  4. 【請求項4】前記中間金属箔層の欠損部の奥行きが、0.
    5mm以上であり、かつ前記熱融着領域の幅の50%以下で
    あることを特徴とする請求項3に記載の非水系薄型電
    池。
  5. 【請求項5】前記中間金属箔層の欠損部の前記外装体の
    外縁に平行な寸法に相当する幅が、端子取出し部位にお
    ける端子の断面の外周の2分の1以上であることを特徴
    とする請求項1〜4のいずれかに記載の非水系薄型電
    池。
  6. 【請求項6】前記外側絶縁体層が、260℃以上の融点を
    有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
    の非水系薄型電池。
  7. 【請求項7】前記外側絶縁体層が、300kg/mm2以上の引
    っ張り弾性率及び50kg/mm2以上の圧縮弾性率のいずれか
    又は両方を有することを特徴とする請求項1〜6のいず
    れかに記載の非水系薄型電池。
  8. 【請求項8】前記内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層と
    の間に少なくとも1層の中間絶縁体層を設けてなること
    を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の非水系薄
    型電池。
  9. 【請求項9】前記内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層と
    の間に設けられた少なくとも1層の中間絶縁体層が、26
    0℃以上の融点を有することを特徴とする請求項8に記
    載の非水系薄型電池。
  10. 【請求項10】前記内側熱可塑性樹脂層と中間金属箔層
    との間に設けられた少なくとも1層の中間絶縁体層が、
    300kg/mm2以上の引っ張り弾性率及び50kg/mm2以上の圧
    縮弾性率のいずれか又は両方を有することを特徴とする
    請求項8又は9に記載の非水系薄型電池。
  11. 【請求項11】前記熱可塑性樹脂層及び絶縁体層のうち
    の少なくとも1層が、ポリ塩化ビニリデン系樹脂からな
    るものであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか
    に記載の非水系薄型電池。
  12. 【請求項12】前記端子が、アルミニウム又は銅から作
    られていることを特徴とする請求項1〜11に記載の非水
    系薄型電池。
  13. 【請求項13】前記端子が、その表面に少なくとも一部
    が粗面化されていることを特徴とする請求項12に記載の
    非水系薄型電池。
  14. 【請求項14】前記袋状外装体が膨張変形した場合、前
    記端子の少なくとも一部を切断するように作動する手段
    を更に含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに
    記載の非水系薄型電池。
  15. 【請求項15】前記電池素子が、リチウムイオン二次電
    池素子であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか
    に記載の非水系薄型電池。
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