JP3630970B2 - パック電池 - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用通信機器や携帯用パソコン等の電子機器の電源として、小型で高容量のリチウムイオン二次電池を内蔵したパック電池が注目されている。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを保持する炭素材料を負極とし、ＬｉＣＩＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩を溶解した有機溶媒 を電解液として使用した電池である。特に、ＬｉＰＦ６を溶解した有機溶媒を電 解液として用いたリチウムイオン二次電池は、導電性や安全性の面から見て非常に優れたものである。
【０００４】
一方、リチウムイオン二次電池を内蔵したパック電池は、過充放電による電池の内圧上昇及び電池劣化を防止するために、過充放電を防止する回路基板を備えている。
【０００５】
こうしたリチウムイオン二次電池を内蔵したパック電池においては、不慮の事態の発生により、内部の電解液が漏洩することがある。漏洩した電解液は、パック電池に内蔵された回路基板を腐食し、回路の誤動作を招く恐れがある。そこで、特開平８−３２１２９７号公報には、回路基板の表面を絶縁性及び耐薬品性に優れた被膜（具体的には、日本パリレン株式会社製パリレンＤからなる被膜）で被覆する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パリレンＤからなる被膜では、特に、ＬｉＰＦ６を溶解した有機溶 媒を電解液として用いたリチウムイオン二次電池を内蔵するパック電池の回路基板の腐食を防止するに不十分であることが判明した。
【０００７】
即ち、ＬｉＰＦ６は、ＬｉＦとＰＦ５とに容易に解離し易く、そして、解離したＬｉＦは、空気中の水分と反応してフッ酸（ＨＦ）を生成する。このＨＦは、回路基板の半田部や配線等の導電部材を簡単に腐食してしまう。更に、ＨＦは、前述の先行技術として記載したパリレンＤからなる被膜で被覆した回路基板も腐食してしまうことが判明した。
【０００８】
本発明の目的は、二次電池の電解液が万が一漏れても、電解液から回路基板を確実に保護して、過充放電防止回路が誤動作を起こさないようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池において、少なくとも前記回路基板の導電部材露出部が、膜厚５から１０μｍの耐フッ酸性被膜で被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す断面図である。パック電池１は、リチウムイオン二次電池（以下、二次電池という）２と、この二次電池２の過充電・過放電を防止する回路基板３とを、樹脂ケース４に内蔵している。そして、樹脂ケース４より、正極端子５及び負極端子６を外部に露出している。
【００１１】
二次電池２は、正極及び負極を、セパレータを介して渦巻き状に巻き取った状態で、ステンレスやアルミニウム等からなる電池缶に収納し、電池缶内に電解液を注液した構成である。正極は、正極材料ＬｉＣｏＯ２と導電剤であるカーボン 粉末と結着剤とを混合し、アルミニウム箔からなる正極集電体に塗布して熱処理したものである。負極は、コークス、黒鉛等の炭素材料粉末と結着剤とを混合し、負極集電体に塗布して熱処理したものである。セパレータは、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜が用いられる。更に、電解液は、エチレンカーボネイトと、１，２−ジメトキシエタンとを混合し、ＬｉＰＦ６を溶解した ものである。
【００１２】
回路基板３は、プリント基板上に、ＭＯＳＦＥＴやＩＣ等の電子部品から構成される過充放電防止回路を搭載したものであり、二次電池２に電気的に接続されている。
【００１３】
更に、図には表れていないが、少なくとも回路基板３の導電部材露出部（例えば、電子部品の半田部や配線等）は、耐フッ酸性被膜からなる被膜で被覆されている。この被膜としては、具体的には、昭和電工・デュポン株式会社製のバイトンＧＦ（バイトンはデュポン社の登録商標）がある。
【００１４】
まず、本発明の有用性を確認するべく、バイトンＧＦをメチルエチルケトン溶液に１３％濃度で溶解した溶液中に、厚み２０μｍの銅板を浸漬した後、乾燥することによって、膜厚５μｍの被膜を形成した銅板（第１の銅板）及び１０μｍの被膜を形成した銅板（第２の銅板）を、夫々３枚づつ準備した。また、厚み２０μｍの銅板上に、前述のパリレンＤよりなる膜厚１０μｍの被膜を形成した銅板（第３の銅板）を３枚準備した。
【００１５】
そして、これら第１〜第３の銅板の被膜上に、ＬｉＰＦ６を含有した電解液を １滴（０．２ｃｃ）滴下して放置する予備実験を行った。その結果、第１の銅板では、５日後に、３枚の内２枚に腐食孔が発生し、第３の銅板に至っては、１日後に３枚とも腐食孔が発生した。一方、第２の銅板においては３枚とも、７日経過後も全く腐食が発生しなかった。
【００１６】
以上の予備実験の結果から、バイトンＧＦを用いた被膜は、有効であり、特に、膜厚１０μｍ以上であることが望ましいことが判明した。
【００１７】
斯る結果に基づき、図１に示す構造のパック電池１において、回路基板３の全表面に、バイトンＧＦを用いた被膜を膜厚１０μｍで形成したもの（本実施例）を１０個作成した。更に、回路基板３の全表面に、パリレンＤを用いた被膜を膜厚１０μｍで形成したもの（従来例）を１０個作成した。そして、回路基板３上にＬｉＰＦ６を含有した電解液を０．５ｃｃ散布して２日間経過後に、パック電池１ の充放電を行った。
【００１８】
この結果、本実施例では、全てが正常に充放電できた。これに対し、従来例では、最初の充電時に、４個のパック電池の回路基板が動作異常を起こし、二次電池が過充電されて劣化した。そして、その後、正常な充電は全く不可能となった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池において、少なくとも前記回路基板の導電部材露出部が、耐フッ酸性被膜で被覆されているので、二次電池の電解液が万が一漏れても、電解液から回路基板を確実に保護することができ、過充放電防止回路の誤動作を防止することができる。従って、安全性に優れたパック電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ パック電池
２ 二次電池
３ 回路基板
４ 樹脂ケース
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用通信機器や携帯用パソコン等の電子機器の電源として、小型で高容量のリチウムイオン二次電池を内蔵したパック電池が注目されている。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを保持する炭素材料を負極とし、ＬｉＣＩＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩を溶解した有機溶媒 を電解液として使用した電池である。特に、ＬｉＰＦ６を溶解した有機溶媒を電 解液として用いたリチウムイオン二次電池は、導電性や安全性の面から見て非常に優れたものである。
【０００４】
一方、リチウムイオン二次電池を内蔵したパック電池は、過充放電による電池の内圧上昇及び電池劣化を防止するために、過充放電を防止する回路基板を備えている。
【０００５】
こうしたリチウムイオン二次電池を内蔵したパック電池においては、不慮の事態の発生により、内部の電解液が漏洩することがある。漏洩した電解液は、パック電池に内蔵された回路基板を腐食し、回路の誤動作を招く恐れがある。そこで、特開平８−３２１２９７号公報には、回路基板の表面を絶縁性及び耐薬品性に優れた被膜（具体的には、日本パリレン株式会社製パリレンＤからなる被膜）で被覆する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パリレンＤからなる被膜では、特に、ＬｉＰＦ６を溶解した有機溶 媒を電解液として用いたリチウムイオン二次電池を内蔵するパック電池の回路基板の腐食を防止するに不十分であることが判明した。
【０００７】
即ち、ＬｉＰＦ６は、ＬｉＦとＰＦ５とに容易に解離し易く、そして、解離したＬｉＦは、空気中の水分と反応してフッ酸（ＨＦ）を生成する。このＨＦは、回路基板の半田部や配線等の導電部材を簡単に腐食してしまう。更に、ＨＦは、前述の先行技術として記載したパリレンＤからなる被膜で被覆した回路基板も腐食してしまうことが判明した。
【０００８】
本発明の目的は、二次電池の電解液が万が一漏れても、電解液から回路基板を確実に保護して、過充放電防止回路が誤動作を起こさないようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池において、少なくとも前記回路基板の導電部材露出部が、膜厚５から１０μｍの耐フッ酸性被膜で被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す断面図である。パック電池１は、リチウムイオン二次電池（以下、二次電池という）２と、この二次電池２の過充電・過放電を防止する回路基板３とを、樹脂ケース４に内蔵している。そして、樹脂ケース４より、正極端子５及び負極端子６を外部に露出している。
【００１１】
二次電池２は、正極及び負極を、セパレータを介して渦巻き状に巻き取った状態で、ステンレスやアルミニウム等からなる電池缶に収納し、電池缶内に電解液を注液した構成である。正極は、正極材料ＬｉＣｏＯ２と導電剤であるカーボン 粉末と結着剤とを混合し、アルミニウム箔からなる正極集電体に塗布して熱処理したものである。負極は、コークス、黒鉛等の炭素材料粉末と結着剤とを混合し、負極集電体に塗布して熱処理したものである。セパレータは、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜が用いられる。更に、電解液は、エチレンカーボネイトと、１，２−ジメトキシエタンとを混合し、ＬｉＰＦ６を溶解した ものである。
【００１２】
回路基板３は、プリント基板上に、ＭＯＳＦＥＴやＩＣ等の電子部品から構成される過充放電防止回路を搭載したものであり、二次電池２に電気的に接続されている。
【００１３】
更に、図には表れていないが、少なくとも回路基板３の導電部材露出部（例えば、電子部品の半田部や配線等）は、耐フッ酸性被膜からなる被膜で被覆されている。この被膜としては、具体的には、昭和電工・デュポン株式会社製のバイトンＧＦ（バイトンはデュポン社の登録商標）がある。
【００１４】
まず、本発明の有用性を確認するべく、バイトンＧＦをメチルエチルケトン溶液に１３％濃度で溶解した溶液中に、厚み２０μｍの銅板を浸漬した後、乾燥することによって、膜厚５μｍの被膜を形成した銅板（第１の銅板）及び１０μｍの被膜を形成した銅板（第２の銅板）を、夫々３枚づつ準備した。また、厚み２０μｍの銅板上に、前述のパリレンＤよりなる膜厚１０μｍの被膜を形成した銅板（第３の銅板）を３枚準備した。
【００１５】
そして、これら第１〜第３の銅板の被膜上に、ＬｉＰＦ６を含有した電解液を １滴（０．２ｃｃ）滴下して放置する予備実験を行った。その結果、第１の銅板では、５日後に、３枚の内２枚に腐食孔が発生し、第３の銅板に至っては、１日後に３枚とも腐食孔が発生した。一方、第２の銅板においては３枚とも、７日経過後も全く腐食が発生しなかった。
【００１６】
以上の予備実験の結果から、バイトンＧＦを用いた被膜は、有効であり、特に、膜厚１０μｍ以上であることが望ましいことが判明した。
【００１７】
斯る結果に基づき、図１に示す構造のパック電池１において、回路基板３の全表面に、バイトンＧＦを用いた被膜を膜厚１０μｍで形成したもの（本実施例）を１０個作成した。更に、回路基板３の全表面に、パリレンＤを用いた被膜を膜厚１０μｍで形成したもの（従来例）を１０個作成した。そして、回路基板３上にＬｉＰＦ６を含有した電解液を０．５ｃｃ散布して２日間経過後に、パック電池１ の充放電を行った。
【００１８】
この結果、本実施例では、全てが正常に充放電できた。これに対し、従来例では、最初の充電時に、４個のパック電池の回路基板が動作異常を起こし、二次電池が過充電されて劣化した。そして、その後、正常な充電は全く不可能となった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池において、少なくとも前記回路基板の導電部材露出部が、耐フッ酸性被膜で被覆されているので、二次電池の電解液が万が一漏れても、電解液から回路基板を確実に保護することができ、過充放電防止回路の誤動作を防止することができる。従って、安全性に優れたパック電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ パック電池
２ 二次電池
３ 回路基板
４ 樹脂ケース
Claims (3)
- 非水電解液二次電池と、この二次電池の過充放電を防止する回路基板とを内蔵したパック電池において、少なくとも前記回路基板の導電部材露出部が、膜厚５から１０μｍの耐フッ酸性被膜で被覆されていることを特徴とするパック電池。
- 前記耐フッ酸性被膜がフッ素ゴムであることを特徴とする請求項１のパック電池。
- 前記二次電池の電解液がＬｉＰＦ6を含有することを特徴とする請求項１または２のパック電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02871598A JP3630970B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | パック電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02871598A JP3630970B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | パック電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11224663A JPH11224663A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3630970B2 true JP3630970B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=12256152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02871598A Expired - Fee Related JP3630970B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | パック電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3630970B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5102922B2 (ja) * | 2000-08-15 | 2012-12-19 | ソニー株式会社 | バッテリー装置 |
| JP3716773B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2005-11-16 | ソニー株式会社 | 電池パック及びこれに用いられるサーモスタット |
| JP2009211909A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Panasonic Corp | 電池、電池パックおよびそれに用いる接続端子の製造方法 |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP02871598A patent/JP3630970B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11224663A (ja) | 1999-08-17 |
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