JP3900507B2

JP3900507B2 - 非水電解質電池

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Publication number: JP3900507B2
Application number: JP34071998A
Authority: JP
Inventors: 剛信畠沢; 清光松根; 正美三宅; 高志小野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: CN1258939A; DE69924948D1; US6428934B1; CN1166024C; TW431015B; EP1006602A1; KR20000035752A; EP1006602B1; JP2000173641A; KR100724658B1; DE69924948T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラミネートフィルムからなる外装材に電池素子を収容してなる非水電解質電池に関するものであり、特に、耐衝撃性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ、携帯電話、携帯用コンピューター等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そしてこれらの電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池、なかでも非水電解質二次電池（いわゆるリチウムイオン電池）について、薄型や折り曲げ可能な電池の研究開発が活発に進められている。
【０００３】
このような形状自在な電池の電解質として固体化した電解液の研究は盛んであり、特に可塑剤を含んだ固体電解質であるゲル状の電解質や高分子にリチウム塩を溶かし込んだ高分子固体電解質が注目を浴びている。
【０００４】
一方で、こうした電池の薄型軽量というメリットを生かすべく、プラスチックフィルムやプラスチックフィルムと金属を張り合わせたいわゆるラミネートフィルムを用いて封入するタイプの電池が種々検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の金属製の密閉容器を用いた電池では容器の剛性が強く、電池外部からの衝撃に対して、電池容器が容易に変形せず、それにより電池内部の電極素子へのダメージが非常に小さいというメリットがあるのに対し、いわゆるラミネートフィルムでは、その剛性が弱く、外部からの衝撃に弱く、それゆえ電池が落下などされた場合電池内部の電極素子にダメージが加えられたり、ひいては正負極間でショートを誘発するなどの問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたものであり、外部からの衝撃に対して電池内部の電極素子へのダメージに強い、ラミネートフィルムに封入された非水電解質電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明は、ラミネートフィルムからなる外装材に電池素子が収容され、熱溶着により封入されてなる非水電解質電池において、ラミネートフィルムは、一面に電池素子を収容する空間が形成され、他方は平面とされ、双方の中央部分で折り返し構造とされてなり、電池素子の１面以上に樹脂層が挿入され、電池素子と外装材とが隔離されていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の非水電解質電池においては、樹脂層の衝撃緩衝作用により外部の衝撃から電池素子が保護され、落下等により電池に衝撃が加えられた場合でも高い信頼性を得ることができる。
また、ラミネートフィルムは、一面に電池素子を収容する空間が形成され、他方は平面とされ、双方の中央部分で折り返し構造とされているので、外装材の部品点数が少なく、そして、ラミネートフィルムからなる外装材への電池素子の収容及びラミネートフィルムの封止が容易である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した非水電解質電池の構成について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
本発明の非水電解質電池は、例えば固体電解質電池、またはゲル状電解質電池であり、図１及び図２に示すように、正極活物質層と負極活物質層との間に固体電解質、またはゲル状電解質を配設してなる電池素子１をラミネートフィルムよりなる外装材２に収容し、周囲を熱溶着することにより封入されてなるものである。
【００１１】
上記電池素子１には、電池素子１を構成する負極と電気的に接続される負極端子リード３、及び正極と電気的に接続される正極端子リード４が設けられており、これら負極端子リード３、正極端子リード４は、外装材２の外方へと引き出されている。
【００１２】
そして、本発明の非水電解質電池においては、電池素子１とラミネートフィルム（外装材２）の間に存在する面の少なくとも１面以上、ここでは電池素子１の巻回端面にそれぞれ樹脂層５，６が挿入され、電池素子１とラミネートフィルムよりなる外装材２間が隔離されている。この樹脂層５，６の衝撃緩衝作用により内部の電池素子１が、外部の衝撃から保護される。
【００１３】
この場合、例えば図３に示すように電池素子１の全面をこのような樹脂層８で保護すれば容易に目的を達成する事ができる。しかしながら、全面を覆ってしまうと、図４に示す斜線領域が体積ロスとなり、限られた容積の電池ケースの中に占める電池素子１以外のものの割合が高くなり、結果として電池の体積エネルギー効率が低下するので必ずしも得策ではない。
【００１４】
また、落下などで最も衝撃を受けやすいのは、面での衝撃ではなく、電池コーナー部の角から落ちた場合等の点での衝撃である。これを効果的に回避するには、ある限られた場所、すなわち電池素子１の周面のうち最も面積の小さい面に樹脂層を配置すればよい。
【００１５】
本発明に関わるような、扁平型の電池をラミネートフィルムにパックした電池では、電池素子を封止する際、湿度を排除し気密性を高めるために、減圧しながら封止される。このとき、ラミネートフィルムにかかる応力は、電池のコーナー部に集中するため、電池素子のコーナー部は落下などの外部からの衝撃に対してすでに耐久性の低い状態にある。したがってこの部分をどのように保護するかがこの電池の耐久性を大きく左右する。
【００１６】
また、電池寸法の最短長を電池の厚みと定義したとき、同じ容量の電池であればこの厚みをいかに薄く仕上げるかが重要で、たとえば厚さ３ｍｍの電池において、１００μｍ厚くなる事は体積効率が３％悪くなることを厚さ０．５ｍｍの電池で１００μｍ厚くなる事は体積効率が２０％悪くなることを意味するので、本発明のように、電池素子とラミネートフィルム間に樹脂層を形成すれば、体積エネルギー効率の低減を可能な限り抑えつつ、この樹脂層の衝撃緩衝作用により内部の電池が、外部の衝撃から保護される。
【００１７】
上記樹脂層を配置するに当たり、図５に示すように、予め成形された樹脂薄板よりなる樹脂層５，６を挿入しつつラミネートフィルム内に電池素子１を封入しても良いし、硬化性の樹脂を電池素子に塗布後硬化してラミネートフィルム内に封入しても良い。また、ラミネートフィルムのある１面に電池を収容する空間が形成されたラミネートフィルムを用いる場合は、その空間に電池素子を収容し、その後硬化性の樹脂を充填して硬化させ、その後ラミネートフィルムを封止する方法でも良い。この場合、図６に示すように、電池素子１の周囲に樹脂層７が形成されることになるが、この樹脂層７としては、電池素子１の両端面を塞ぐ樹脂層７ａ，７ｂの他、電池素子１の稜線に沿った樹脂層７ｃも形成されることになり、より一層の耐衝撃性の向上が図られる。
【００１８】
なお、上記樹脂層５，６あるいは樹脂層７の厚みが５０μｍ以下では、耐衝撃性の効果が現れにくい。５０μｍ以上であれば効果が現れはじめるが、より確実な効果を得ること及び作業性を考慮すると１００μｍ以上が望ましい。必要にして十分に効果の得られる厚みとしては５００μｍもあればよい。もっと厚くしても良いが１ｍｍ以上では体積効率のロスが大きい。
【００１９】
電池素子１とラミネートフィルムの間に存在する樹脂層の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレンポリプロピレンコポリマー、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、およびこれらの混合系樹脂や架橋型樹脂から選ばれる少なくとも一種類以上のものが使用できる。
【００２０】
また、架橋系の樹脂を用いるのであれば、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホン酸ナトリウムエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ, Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ, Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ, Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸ナトリウム、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、ＥＯ変性リン酸（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、ｐ−スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、（メタ）アクリル酸エチルスルホン酸、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート（新中村化学社製；商品名ＮＫエステルＡ−２００、Ａ−４００、Ａ−６００、Ａ−１０００、４Ｇ、９Ｇ、１４Ｇ、２３Ｇ、共栄社化学社製；ライトエステル４ＥＧ、９ＥＧ、１４ＥＧ、９ＥＧ−Ａ、１４ＥＧ−Ａ等）、（ポリ）エチレングリコールモノ（メタ）アクリレート（新中村化学社製；ＮＫエステルＡＭＰ−１０Ｇ、ＡＭＰ−２０Ｇ、ＡＭＰ−６０Ｇ、ＡＭＰ−９０Ｇ、共栄社化学社製；ライトエステルＭＣ、１３０ＭＡ、０４１ＭＡ）等、エトキシ化ポリプロピレングリコールジメタクリレート（新中村化学社製；商品名ＮＫエステル１２０６ＰＥ）等を挙げることができる。これらは単独で用いても、複数を混合して用いても良い。硬化手段としては、熱、紫外線、可視光線、電子線、放射線等が挙げられる。
【００２１】
紫外線硬化を用いるのであれば、その開始剤としては、例えば、紫外線で活性化するソジウムメチルジチオカーバメイトサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、ジフェニルモノサルファイド、ジベンゾチアゾイルモノサルファイド、ジサルファイドなどのサルファイド類；チオキサントン、エチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体；ヒドラゾン、アゾイソブチロニトリル、ベンゼンジアゾニウムなどのジアゾ化合物；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエ−テル、ベンゾフェノン、ジメチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジルアントラキノン、ｔ−ブチルアントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−アミノアントラキノン、２−クロロアントラキノン、ベンジルジメチルケタール、メチルフェニルグリオキシレートなどの芳香族カルボニル化合物；１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２, ２−ジメトキシアセトフェノンなどのアセトフェノン誘導体；４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸ブチル、４−ジエチルアミノ安息香酸イソプロピルなどのジアルキルアミノ安息香酸エステル類；ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイドなどの過酸化物；９−フェニルアクリジン、９−ｐ−メトキシフェニルアクリジン、９−アセチルアミノアクリジン、ベンズアクリジンなどのアクリジン誘導体；９，１０−ジメチルベンズフェナジン、９−メチルベンズフェナジン、１０−メトキシベンズフェナジンなどのフェナジン誘導体；４，４' ，４" −トリメトキシ−２，３−ジフェニルキノキサリンなどのキノキサリン誘導体；２，４，５−トリフェニルイミダゾイル二量体；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィンオキシド、アシルホスフォナ−トなどのアシル化リン化合物等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
また、可視光線よりで活性化する２−ニトロフルオレン、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、３，３' −カルボニルビスクマリン、チオミヒラーケトン等を用いることもできる。
【００２３】
これらは、単独で用いても良く、また、２種類以上を混合して用いても良い。
【００２４】
配合量は、少なくなると充分な反応性が得られず、架橋点が減少し柔らかくなり易く、多くなると、脆くなったり変色したりし易いので、好ましくは、０．０１〜２０重量部、より好ましくは０．１〜５重量部である。
【００２５】
活性光線の照射源としては、紫外線を照射する場合には、光源として超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、低圧殺菌ランプ等が用いられる。紫外線の照射量は、モノマーの種類、光重合開始剤の存在量によっても異なるが、1０ｍＪ／ｃｍ² 〜1０Ｊ／ｃｍ² が適当である。この際、酸素阻害を防止するために、不活性ガス雰囲気下又はガラスや透明プラスチックフィルム等によって大気を遮断した状態で紫外線照射を行ってもよい。
【００２６】
一方、上記電池素子１であるが、例えば固体電解質電池、またはゲル状電解質電池を考えた場合、高分子固体電解質に使用する高分子材料としては、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変成ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変成ポリマーなどもしくはフッ素系ポリマーとして、たとえばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド-co-テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド-co-トリフルオロエチレン）などおよびこれらの混合物が各種使用できるが、勿論、これらに限定されるものではない。
【００２７】
正極活物質層または負極活物質層に積層されている固体電解質、またはゲル状電解質は、高分子化合物と電解質塩と溶媒、（ゲル電解質の場合は、さらに可塑剤）からなる溶液を正極活物質層または負極活物質層に含浸させ、溶媒を除去し固体化したものである。正極活物質層または負極活物質層に積層された固体電解質、またはゲル状電解質は、その一部が正極活物質層または負極活物質層に含浸されて固体化されている。架橋系の場合は、その後、光または熱で架橋して固体化される。
【００２８】
ゲル状電解質は、リチウム塩を含む可塑剤と２重量％以上〜３０重量％以下のマトリクス高分子からなる。このとき、エステル類、エーテル類、炭酸エステル類などを単独または可塑剤の一成分として用いることができる。
【００２９】
ゲル状電解質を調整するにあたり、このような炭酸エステル類をゲル化するマトリクス高分子としては、ゲル状電解質を構成するのに使用されている種々の高分子が利用できるが、酸化還元安定性から、たとえばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子を用いることが望ましい。
【００３０】
高分子固体電解質は、リチウム塩とそれを溶解する高分子化合物からなり、高分子化合物としては、ポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体などのエーテル系高分子、ポリ（メタクリレート）エステル系、アクリレート系、ポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子などを単独、または混合して用いることができるが、酸化還元安定性から、たとえばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子を用いることが望ましい。
【００３１】
このようなゲル状電解質または高分子固体電解質に含有させるリチウム塩として通常の電池電解液に用いられるリチウム塩を使用することができ、リチウム化合物（塩）としては、例えば以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
たとえば、塩化リチウム臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、臭素酸リチウム、ヨウ素酸リチウム、硝酸リチウム、テトラフルオロほう酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、酢酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミドリチウム、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＣ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₃、ＬｉＡｌＣｌ₄、ＬｉＳｉＦ₆等を挙げることができる。
【００３３】
これらリチウム化合物は単独で用いても複数を混合して用いても良いが、これらの中でＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄が酸化安定性の点から望ましい。
【００３４】
リチウム塩を溶解する濃度として、ゲル状電解質なら、可塑剤中に０．１〜３．０モルで実施できるが、好ましくは０．５から２．０モル／リットルで用いることができる。
【００３５】
本発明の電池は、上記のような炭酸エステルを含むゲル状電解質もしくは固体電解質を使用する以外は、従来のリチウムイオン電池と同様に構成することができる。
【００３６】
すなわち、リチウムイオン電池を構成する場合の負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することができる。このような負極の構成材料、たとえば難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。このほか、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ₂等の酸化物を使用することもできる。このような材料から負極を形成するに際しては、公知の結着剤等を添加することができる。
【００３７】
正極は、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物質として用いて構成することができる。たとえばリチウムイオン電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂、ＮｂＳｅ₂，Ｖ₂Ｏ₅等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは酸化物や、ＬｉＭＯ₂（式中Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ₂，ＬｉＮｉＯ₂，ＬｉＮｉ_yＣｏ_1-yＯ₂(式中、０＜ｙ＜１である。)、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等を挙げることができる。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に的に優れた正極活物質となる。正極には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を形成するに際して、公知の導電剤や結着剤等を添加することができる。
【００３８】
電極端子（負極端子リード３及び正極端子リード４）は、正負極それぞれの集電体に接合されており、材質としては、正極は高電位で溶解しないものとしてアルミチタンもしくはこれらの合金などが望ましい。負極は銅またはニッケルまたはこれらの合金などが使用できる。
【００３９】
これら電極端子は、体積効率や引き出し易さ等を考慮して電池素子１の巻回端面において電池素子１の１主面と面一となるように折り曲げられているが、上記樹脂層５，６や樹脂層７は、短絡防止という観点からも有効に機能し、ショックアブソーバとしても機能する。
【００４０】
本発明が適用される非水電解質電池は、一次電池であってもよいし、二次電池であってもよいが、最も好ましくは、固体電解質あるいはゲル電解質を用いたリチウムイオン二次電池である。
【００４１】
【実施例】
次に、本発明を適用した具体的な実施例及び比較例について、実験結果に基づいて説明する。
【００４２】
サンプル電池の作製
先ず、負極を次のように作製した。
【００４３】
粉砕した黒鉛粉末９０重量部と、結着剤としてポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）１０重量部とを混合して負極合剤を調製し、さらにこれをＮ-メチル−２−ピロリドンに分散させスラリー状とした。そして、このスラリーを負極集電体である厚さ１０μｍの帯状銅箔の片面に均一に塗布し乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形し、負極を作製した。
【００４４】
一方、正極を次のように作製した。
【００４５】
正極活物質（ＬｉＣｏＯ₂）を得るために、炭酸リチウムと炭酸コバルトを０．５モル対１モルの比率で混合し、空気中、９００℃で５時間焼成した。次に、得られたＬｉＣｏＯ₂９１重量部、導電剤として黒鉛６重量部、結着剤としてポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）１０重量部とを混合して正極合剤を調製し、さらにこれをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させスラリー状とした。そして、このスラリーを正極集電体である厚さ２０μｍの帯状アルミニウム箔の片面に均一に塗布し、乾燥した後、ロールプレス機で圧縮成形し、正極を作製した。
【００４６】
さらに、ゲル状電解質を次のようにして得た。
【００４７】
負極、正極上に炭酸エチレン（ＥＣ）４２．５重量部、炭酸プロピレン（ＰＣ）４２．５重量部、ＬｉＰＦ₆１５重量部からなる可塑剤３０重量部に、重量平均分子量Ｍｗ６０万のポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）１０重量部、そして炭酸ジエチル６０重量部を混合溶解させた溶液を均一に塗布し、含浸させ、常温で８時間放置し、炭酸ジメチルを気化、除去しゲル状電解質を得た。
【００４８】
ゲル状電解質を塗布した負極、及び正極をゲル状電解質側をあわせ、圧着することで、図７に示すような３．３ｃｍ×５．２ｃｍ×３．３ｍｍの平板型ゲル状電解質電池（容量５５０ｍＡｈ）を作製した。
【００４９】
極板の活物質層が塗工されていない部分（正極はアルミ箔、負極は銅箔）上にアルミニウムからなる正極端子リード及びニッケルからなる負極端子リードを溶接した後、ラミネートフィルムからなる封入体に挿入し、２００℃、１０秒の条件でシール機によりシール幅５ｍｍで熱融着し、試験電池とした。
【００５０】
サンプル１
ポリプロピレンからなる厚さ３００μｍの樹脂板を、図５に示すように配置し、図１及び図２のようにパックして試験電池とした。
【００５１】
サンプル２
ポリイミドからなる厚さ３００μｍの樹脂板を、図５に示すように配置し、図１及び図２のようにパックして試験電池とした。
【００５２】
サンプル３
商品名ＮＫエステル１２０６ＰＥ（新中村化学社製）４０重量部と商品名ＮＫエステル９Ｇ（新中村化学社製）２５重量部を用い、硬化剤としてチバガイギ社製、商品名１１７３を０．５重量部混合し、真空脱気したものを硬化性樹脂組成物とした。
【００５３】
１面に電池を収容する空間が形成されたラミネートフィルムに電池素子を収容した後、電極端子のある面とそれとは反対側の面に存在する３００μｍ厚のクリアランス部にこの樹脂を充填し、高圧水銀灯を用いて１分間かけて２０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射し固化して電池素子とラミネートフィルム間に樹脂層を得た。
【００５４】
サンプル４
ポリプロピレンからなる厚さ２５μｍの樹脂板を使用した以外はサンプル１と同様にして試験電池を作製した。
【００５５】
サンプル５
樹脂層を入れずに電池素子のみをパックして電池を作成した。
【００５６】
評価
各サンプル電池について、理論容量の５時間率（１／５Ｃ）にて初充放電後、理論容量の２時間率（１／２Ｃ）にて充電し放電したときの容量と平均放電電圧を測定し、樹脂層含めた電池素子が外接する直方体体積より体積エネルギー密度を算出した。
【００５７】
各サンプル電池について、満充電状態で２ｍの高さから５０回の落下試験を電池のコーナー部から落下するように実施したのち、ＯＣＶを測定することでショートをチェックした。（ｎ＝５０）
結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
表１から明らかなように、樹脂層を設けたサンプル１〜３では、十分な体積エネルギー密度を有し耐衝撃性も良好であることが確認された。これに対して、比較例に相当するサンプル５では、耐衝撃性が不十分でありショート発生率に有意差が確認された。また、樹脂層の厚さが薄いサンプル４においても、ショートの発生が見られた。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明においては、高い気密性をもって封入しつつ、耐衝撃性を大幅に改善することが可能であり、落下等により電池に衝撃が加わった場合でも高い信頼性を有する非水電解質電池を提供することが可能である。
また、本発明においては、ラミネートフィルムは、一面に電池素子を収容する空間が形成され、他方は平面とされ、双方の中央部分で折り返し構造とされているので、外装材の部品点数が少なく、そして、ラミネートフィルムからなる外装材への電池素子の収容及びラミネートフィルムの封止が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された非水電解質電池の一構成例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明が適用された非水電解質電池の一構成例を示す概略斜視図である。
【図３】電池素子の全面を樹脂で覆った状態を示す概略斜視図である。
【図４】電池素子の全面を樹脂で覆った場合の体積ロス部を示す３面図である。
【図５】予め成形した樹脂板を樹脂層として取り付ける様子を示す概略斜視図である。
【図６】樹脂の充填により形成される樹脂層の形成状態を示す概略斜視図である。
【図７】実施例において作製した電池素子の寸法を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１電池素子、２外装材、３負極端子リード、４正極端子リード、５，６,７樹脂層

Claims

ラミネートフィルムからなる外装材に電池素子が収容され、熱溶着により封入されてなる非水電解質電池において、
上記ラミネートフィルムは、一面に電池素子を収容する空間が形成され、他方は平面とされ、双方の中央部分で折り返し構造とされてなり、
上記電池素子の１面以上に樹脂層が挿入され、電池素子と外装材とが隔離されていることを特徴とする非水電解質電池。
上記樹脂層は、予め成形された楕円平板形状の樹脂板よりなることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
上記樹脂層は、一面に電池素子を収容する空間が形成されたラミネートフィルムに電池素子を収納し、電極端子のある面とそれとは反対側に存在するクリアランス部に樹脂の充填により形成されていることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
上記樹脂層の厚さが５０μｍ以上、１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
上記電池素子を構成する電解質が、マトリクス高分子及びリチウム塩を含むゲル電解質又は固体電解質であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
上記電池素子を構成する負極は、リチウムをドープ、脱ドープし得る材料を含むことを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
上記リチウムをドープ、脱ドープし得る材料が炭素材料であることを特徴とする請求項６記載の非水電解質電池。
上記電池素子を構成する正極は、リチウムと遷移金属の複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
二次電池であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。