JP4719955B2

JP4719955B2 - 密閉形電池

Info

Publication number: JP4719955B2
Application number: JP2000145619A
Authority: JP
Inventors: 健次河野; 禎弘片山; 武義野阪; 達治中込
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: JP2001325925A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉形電池に係り、特に金属樹脂複合フィルムにより発電要素を収容封止した密閉形電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外装体に金属樹脂複合フィルムを用いた非水電解液系の密閉形電池は、電解質層を介して正極および負極が積層された発電要素と、正極および負極にそれぞれ連結された正極端子および負極端子と、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために、正極端子の開放端部および負極端子の開放端部が外部露出するように発電要素を収容封止する密閉形電池用パッケージとを有している。
【０００３】
密閉形電池用パッケージは、アルミニウム箔製の金属箔芯材と、金属箔芯材の表面に沿うポリエチレンテレフタレート（PET）等のポリエステル樹脂やナイロン等のポリアミド樹脂、あるいはポリイミド樹脂製の保護層と、金属箔芯材の裏面に沿うポリプロピレン（PP）あるいはポリエチレン（PE）等のポリオレフィン系樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層とを積層させた金属樹脂複合フィルムが多用される。
【０００４】
そして、密閉形電池用パッケージは、あらかじめ発電要素の形状に対応した窪みを金属樹脂複合フィルムに形成しておき、金属樹脂複合フィルムを二つ折りにした後、発電要素を厚さ方向に挟むとともに金属樹脂複合フィルムの折目が正極端子および負極端子を有する辺の対辺に沿うように配置し、次いで金属樹脂複合フィルムの３辺を加熱しながら厚さ方向に加圧することにより融着性樹脂層同士を融着させて封口し、これにより得られた平坦な融着代により発電要素を収容封止することが多い。
【０００５】
このような密閉形電池は、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために各融着代をできるだけ幅広とし、かつ、占有体積をできるだけ小さくするために各融着代が発電要素の厚さ方向に沿うようにパッケージを折り曲げる構造が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、融着代が発電要素の厚さ方向に沿うようにパッケージを折り曲げる場合、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルムに対して、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムに余剰が生じる。この場合、折り曲げ位置において、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムに皺が生じれば、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムに生じた余剰分が解消される。
【０００７】
ところが、密閉形電池において、融着代、すなわち融着性樹脂層同士が融着した位置を基点として融着代を折り曲げると、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムに皺が発生せず、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルムが面方向に引き伸ばされ、金属樹脂複合フィルムを構成する金属箔芯材に亀裂や破断等が生じたり、あるいは保護層や融着性樹脂層が薄膜化し、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルムの強度や耐水分透過性等が低下する虞れがある。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は融着性樹脂層同士を密着させて形成した融着代が発電要素の厚さ方向に沿うようにパッケージを折り曲げても密閉形電池用パッケージの強度や耐水分透過性等を維持できる密閉形電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電解質層を介して正極および負極が積層された偏平形状の発電要素発電要素を収容する密閉形電池用パッケージを有し、前記密閉形電池用パッケージの内面に設けられた融着性樹脂層同士を互いに融着させる融着代により前記発電要素が収容封止され、かつ、端子が外部に露出していない側部のパッケージを前記融着代が前記発電要素の厚さ方向に沿うように折り曲げられた密閉形電池を前提としている。そして、前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１、２に記載したように、前記融着性樹脂層同士が離間している位置を基点として前記パッケージが折り曲げられていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された密閉形電池においては、融着性樹脂層同士が離間している位置を基点としてパッケージが折り曲げられているため、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルムに対する折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムの余剰分が皺となって解消されることになる。すなわち、このような密閉形電池においては、融着代が発電要素の厚さ方向に沿うようにパッケージを折り曲げるにあたって、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルムの強度や耐水分透過性等が低下するという虞れを解消でき、これにより前述した目的を達成できることになる。
【００１１】
ところで、密閉形電池用パッケージは、発電要素の形状に関わらず、金属樹脂複合フィルムを発電要素の表面に対して完全に密着させた状態で融着性樹脂層同士を融着させることが難しく、当該密閉形電池用パッケージ内部における融着代近傍に空隙が不可避的に形成される。この空隙は、発電要素の表面と、一対の融着性樹脂層の表面との囲まれた空間であり、換言すれば融着性樹脂層同士が密着していない部分である。一般に、金属樹脂複合フィルムは、裏面に発電要素が密着している場合、表面の耐衝撃性を一定以上確保できるが、裏面に空隙が形成されている場合、表面の耐衝撃性が比較的低くなる傾向にある。
【００１２】
これに対して、本発明においては、融着性樹脂層同士が離間している位置を基点としてパッケージが折り曲げられているため、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムの余剰分が融着代の断面基端部近傍に生じた空隙を充塞させるように押し込まれ、これにより従来に比較して融着代近傍の耐衝撃性が向上することになる。
【００１３】
また、本発明は、請求項３に記載したように、前記発電要素の厚さ方向に沿う前記融着代は、さらに該融着代自身が折り曲げられていることを特徴とし、例えば融着代を断面略渦巻状あるいは断面略Ｓ字状に折り曲げておけばよい。このように構成された密閉形電池においては、さらに該融着代自身が折り曲げられているため、融着代の耐衝撃性が向上することになる。
【００１４】
さらに、本発明においては、請求項４に記載したように、前記融着代の折曲高さ寸法が当該密閉形電池の最大厚さ寸法に対して２分の１以上１以下であるため、融着代の幅寸法を大きくしても、密閉形電池の占有体積の増大を防止できることになる。
【００１５】
そして、本発明においては、請求項５に記載したように、前記融着代の角部に面取部が設けられているため、密閉形電池を使用機器の電池収容部に収容するにあたって、引っ掛かり等が生じ難いことになる。また、落下等の衝撃が融着代の特定部位に集中することなく広範囲に分散し、これにより融着代の破損を防止できることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）に示すように、本発明の実施形態である密閉形電池10は、電解質層を介して正極および負極が積層された発電要素11と、正極および負極にそれぞれ連結された正極端子12および負極端子13と、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために、正極端子12の開放端部12Ａおよび負極端子13の開放端部13Ａが外部露出するように発電要素11を収容封止する密閉形電池用パッケージ14とを有している。発電要素11は、セパレータを介して積層された正極および負極を巻回した後、径方向にプレスした楕円柱形状の巻回式とされている。
【００１７】
密閉形電池用パッケージ14は、アルミニウム箔製の金属箔芯材と、金属箔芯材の表面に沿うポリエチレンテレフタレート（PET）等のポリエステル樹脂やナイロン等のポリアミド樹脂、あるいはポリイミド樹脂製の保護層と、金属箔芯材の裏面に沿うポリプロピレン（PP）あるいはポリエチレン（PE）等のポリオレフィン系樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層とを積層させた金属樹脂複合フィルム15により形成されている。
【００１８】
この密閉形電池用パッケージ14は、あらかじめ発電要素11の形状に対応した窪みを金属樹脂複合フィルム15に形成しておき、金属樹脂複合フィルム15を二つ折りにした後、発電要素11を厚さ方向に挟むとともに金属樹脂複合フィルム15の折目16が正極端子12および負極端子13を有する辺の対辺に沿うように配置し、次いで金属樹脂複合フィルム15の３辺を加熱しながら厚さ方向に加圧することにより融着性樹脂層同士を融着させて封口し、これにより得られた平坦な融着代17Ａ，17Ｂ，17Ｃにより発電要素を収容封止する。そして、この密閉形電池10は、電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防ぐために各融着代17Ａ，17Ｃをできるだけ幅広とし、かつ、占有体積をできるだけ小さくするために各融着代17Ａ，17Ｃが発電要素11の厚さ方向に沿うようにパッケージが折り曲げられている。
【００１９】
図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、密閉形電池10の融着代17Ａ，17Ｃは、本発明に基づいて該融着代自身が折り曲げられている。これらの融着代17Ａ，17Ｃは、縁部から幅方向に沿った該融着代上の所定位置を第１基点18として折り返された後（図１（Ｂ）中矢印Ａ参照）、次いでパッケージ上の融着性樹脂層同士が離間している位置（図１（Ｂ）中矢印B1，B2参照）を第２基点19として折り返されることにより（図１（Ｂ）中矢印Ｃ参照）、密閉形電池用パッケージ14の外面に密着している（図１（Ｃ）参照）。これらのような融着代17Ａ，17Ｃは、折曲高さ寸法H1が密閉形電池の最大厚さ寸法H2に対して２分の１以上１以下であるとともに、長手方向両角部に面取部20が設けられている（図１（Ａ）参照）。
【００２０】
以上のような密閉形電池10によれば、融着代17Ａ，17Ｃが発電要素11の厚さ方向に沿うようにパッケージが折り曲げられているため、占有体積を大きくすることなく融着代17Ａ，17Ｃをできるだけ幅広にでき、これにより電解質層の外部漏洩や外気の内部侵入を防止できるという従来と同様な効果が得られる。
【００２１】
そして、この密閉形電池10によれば、密閉形電池用パッケージ14を構成する金属樹脂複合フィルム15の融着性樹脂層同士が離間している位置を第２基点19として折り曲げられているため、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルム15に対する折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルム15の余剰分が皺となって解消され、これにより折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルム15を構成する金属箔芯材に亀裂や破断等が生じたり、あるいは保護層や融着性樹脂層が薄膜化し、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルム15の強度や耐水分透過性等が低下する虞れを解消できる。
【００２２】
また、前述した密閉形電池10は、融着性樹脂層同士が離間している位置を第２基点19として折り曲げられているため、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルム15の余剰分が融着代17Ａ，17Ｃの断面基端部近傍に生じた空隙21（図１（Ｂ）参照）を充塞させるように押し込まれ、これにより従来に比較して融着代近傍の耐衝撃性が向上する。特に、この密閉形電池10は、融着代17Ａ，17Ｃ自身もまた折り曲げられているため、これによっても融着代17Ａ，17Ｃの耐衝撃性が向上する。
【００２３】
さらに、このような密閉形電池10は、融着代の折曲高さ寸法が当該密閉形電池の最大厚さ寸法に対して２分の１以上１以下であるため、融着代の幅寸法を大きくしても、密閉形電池10の占有体積の増大を防止できることになる。そして、前述した密閉形電池10は、融着代17Ａ，17Ｃの長手方向両角部に面取部20が設けられているため、当該密閉形電池10を使用機器の電池収容部に収容するにあたって、引っ掛かり等が生じ難いという効果も得られる。また、従来に比較して融着代部分の耐衝撃性が向上する。
【００２４】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であり、例えば図２に示す密閉形電池10Ａ，10Ｂ，10Ｃも本発明に含まれる。すなわち、図２（Ａ）に示す密閉形電池10Ａは、融着代17Ａが発電要素11の厚さ方向に沿うようにパッケージ又は融着代が第１基点22，第２基点23および第３基点24により計３回折り曲げられている。このような密閉形電池10Ａによれば、占有体積を極端に大きくすることなく融着代17Ａの幅寸法を拡大できる。
【００２５】
また、図２（Ｂ）に示す密閉形電池10Ｂは、融着代17Ａが発電要素11の厚さ方向に沿うようにパッケージ又は融着代が第１基点18および第２基点19により断面略Ｓ字状に折り曲げられている。このような密閉形電池10Ｂによれば、前述した密閉形電池10と同様な効果が得られる。そして、図２（Ｃ）に示す密閉形電池10Ｃは、基本的に前述した密閉形電池10と同様に構成され、かつ、第１基点18に空隙25が形成されている。このような密閉形電池10Ｃによれば、第１基点18に空隙25が形成されているため、落下等の衝撃が空隙25により緩和される。
【００２６】
その他、前述した実施形態において例示した発電要素，端子，密閉形電池用パッケージ，融着代，基点，折曲高さ寸法，面取部等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１、２に記載したように、融着性樹脂層同士が離間している位置を基点として折り曲げられているため、折り曲げ山側の金属樹脂複合フィルムの強度や耐水分透過性等が低下するという虞れを解消できるとともに、折り曲げ谷側の金属樹脂複合フィルムの余剰分が融着代の断面基端部近傍に生じた空隙を充塞させるように押し込まれて耐衝撃性が向上する。
【００２８】
また、請求項３記載の発明によれば、融着代自身もまた折り曲げられているため、融着代の耐衝撃性が向上する。さらに、請求項４記載の発明によれば、融着代の折曲高さ寸法が密閉形電池の最大厚さ寸法に対して２分の１以上１以下であるため、融着代の幅寸法を大きくしても、密閉形電池の占有体積の増大を防止できる。そして、請求項５記載の発明によれば、融着代の角部に面取部が設けられているため、引っ掛かり等が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態を示す斜視図および要部断面図である。
【図２】本発明の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
10，10Ａ，10Ｂ，10Ｃ密閉形電池
11 発電要素
12 正極端子（端子）
13 負極端子（端子）
14 密閉形電池用パッケージ
17Ａ，17Ｂ，17Ｃ融着代
18，22 第１基点（基点）
19，23 第２基点（基点）
20 面取部
24 第３基点（基点）
H1 折曲高さ寸法
H2 最大厚さ寸法

Claims

電解質層を介して正極および負極が積層された偏平形状の発電要素を収容する密閉形電池用パッケージを有し、前記密閉形電池用パッケージの内面に設けられた融着性樹脂層同士が互いに融着している融着代により前記発電要素が収容封止され、かつ、端子が外部に露出していない側部のパッケージを前記融着代が前記発電要素の厚さ方向に沿うように折り曲げられた密閉形電池において、前記融着性樹脂層同士が離間している位置を基点として前記パッケージが折り曲げられていることを特徴とする密閉形電池。
電解質層を介して正極および負極が積層され、正極端子及び負極端子が取り付けられた偏平形状の発電要素が密閉形電池用パッケージに収容され、前記正極端子12の開放端部12Aおよび前記負極端子13の開放端部13Aが偏平面に沿うパッケージの前方に外部露出し、パッケージの側部は前記パッケージの内面に設けられた融着性樹脂層同士が互いに融着してなる融着代17A、17Cにより封止され、前記融着代17A、17Cが前記発電要素の厚さ方向に沿うように前記パッケージが折り曲げられた密閉形電池において、前記融着性樹脂層同士が離間している位置を基点として前記パッケージが折り曲げられていることを特徴とする密閉形電池。
前記発電要素の厚さ方向に沿う前記融着代は、さらに該融着代自身が折り曲げられていることを特徴とする請求項１又は２に記載した密閉形電池。
前記発電要素の厚さ方向に沿う前記融着代の高さ寸法が当該密閉形電池の最大厚さ寸法に対して２分の１以上１以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載した密閉形電池。
前記融着代の角部に面取部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載した密閉形電池。