JPH01246761A - 扁平形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、扁平形電池に関するものである。

Ｃ従来の技術］ 近年、電子卓上計算機、電子腕時計などの電子機器にお
ける小形化、薄形化に伴って、極めて薄い扁平形電池の
開発に対する要請が強まっている。

中でもカード型電卓やＩＣカードなどに代表されるカー
ド型電子機器用の電源としては、厚さ゛ＩＢ以下の超薄
形電池が望まれている。

ところで、上述した扁平形電池としては例えば第３図に
示す構造の扁平型電池１が提案されている。即ち、第３
図の扁平形電池ｌにおいて負極シート２及び正極合剤シ
ート３はセパレータ４を介して積層されて発電ユニット
を形成している。この積層体からなる発電ユニットには
、枠状絶縁封口体５が該ユニット周囲を囲繞するように
配設されている。この絶縁封口体５の一方の枠状面及び
負極シート２の下面には、負極端子板６が、同封口体５
の他方の枠状面及び正極合剤シート３の上面には正極端
子板７が、例えば接着剤を介して密着形成され、該枠状
絶縁封口体５と正負極端子板７．８により前記発電ユニ
ットを密閉している。

第４図は、上述した扁平形電池１をカード型電子機器（
例えばＩＣカード）に内蔵した状態を示す縦断面図であ
る。即ち、図中の１１は上記扁平形電池ｌとその他の素
子（例えば図示しない集積回路チップ）を搭載した回路
シートである。この回路シー）１１は、塩化ビニル樹脂
などのプラスチックシート１２ａ　、　１２ｂの間に挟
持されている。これらのプラスチックシート１２ａ　、
　１２ｂは、該回路シート１１に対して接着剤により接
着するか、もしくは周縁部を熱融着されるかによって全
体としてカードを構成している。前記プラスチックシー
ト１２ａ　５１２ｂに内蔵された前記扁平形電池ｌの正
負極端子７．６と回路シー）１１上の回路チップとは、
夫々弾性を有するリード端子１３．１４により電気的に
接続されている。前記正負極端子７．６とリード端子１
３．１４の電気的な接続は、溶接や導電性テープを用い
て行なわれている。なお、かかるＩｃカードにあっては
運搬時又は使用時に応力を受けて湾曲され、カード内の
集積回路などの素子がその機能を失なう恐れがあるため
、通常は同第４図に示すようにカード内に金属薄板より
なる基体１５を挿入して強度を増大することによりカー
ドの湾曲をできる限り防止している。また、信頼性を一
層高める目的でプラスチックシート１２ａ　、　１２ｂ
に囲まれた部分のうち扁平形電池１、回路シート１１な
どの素子及び、部品を除いた空間には合成樹脂からなる
接着剤が充填されている。このように充填された接着剤
は、湾曲などに対する機械的強度を向上させると共に、
内蔵された扁平形電池ｌのずれを防止して扁平形電池１
が回路シート１１や金属基体１５に接触して外部短絡を
起こすのを防止している。

しかしながら、上述したＩＣカードを製造する場合には
一定厚さ（例えば０．７８１ｍ、　　Ｉ　ＣカードＩＳ
Ｏ規格）にするためにプラスチックシート１２ａ　、　
１２ｂに囲まれた空間に合成樹脂からなる接着剤を充填
した後、加圧させながら接着剤を硬化させるため、扁平
型電池１の正極端子板７が金属基体１５と接触して電気
的導通される。金属基体１５は、回路シー）１１とも接
触しており、ＩＣカードが湾曲させられたり、部分的な
加圧を受けた場合には回路シートｌｌと金属基体１５と
の間で電気的な導通ができることがある。この場合、金
属基体１５が接触している前記正極端子板７と逆の極が
回路シート１１に位置していると、この箇所で短絡を起
こしＩＣカードが動作しなくなってしまう。また、金属
基体１５を絶縁被膜で保護しておいても湾曲を繰返した
場合には扁平形電池ｌの正極端子板７のエツジ部分で被
膜を破り、前述したのと同様に短絡が起りＩＣカードが
動作しなくなってしまう。

一方、扁平型電池として第５図に示す構造のもの（特開
昭６１−２５６５５９号）が知られている。この扁平形
電池は、負極シート２１、セパレータ２２及び正極合剤
シート２３を積層した発電ユニット周囲を囲繞するよう
にを枠状絶縁封口体２４を配設し、かつ該絶縁封口体２
４の両側の枠状面に負極端子板２５及び正極端子板２Ｂ
を例えば接着剤を介して密着し、更に部分的な加圧に対
する強度を上、げるため絶縁封口体２４を除く正負極端
子板２６．２５部分に樹脂薄膜２７ａ　、　２７ｂを被
覆した構造になっている。

しかしながら、第５図図示の扁平型電池を前述したカー
ド型電子機器（ＩＣカード）に組込むと、樹脂薄膜２７
ａが被覆されていない絶縁封口体２４上方の露出する正
極端子板２６部分において既述のように金属基体１５と
接触して外部短絡を起こす問題があった。また、ＩＣカ
ードの使用時等での゛湾曲により該機器に内蔵した前記
第５図図示の扁平型電池にもその応力が加わると、内部
の電解液が正負極端子板２６．２５と絶縁封口体２４と
の接着面から漏洩する恐れがあった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので
、薄形電子機器に組込んだ後での該機器の強度向上を目
的として使用される金属基体との電気的導通、短絡を防
止でき、かつ該機器の湾曲に伴う電解液の漏洩を防止し
た高信頼性の扁平形電池を提供をしようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、正極合剤シート、セパレータ及び負極シート
がこの順で積層してなる積層体と、該積層体を囲繞する
枠状の絶縁封口体と、前記正極合剤シートの表面及び前
記絶縁封口体の端面を覆って、これらに密着する正極端
子板と、前記負極シート表面及び前記絶縁封口体の他方
の端面を覆ってこれらに密着する負極端子板からなる扁
平形電池において、前記正負極端子板の外部端子との接
続部を除く外表面に紫外線硬化型樹脂からなる絶縁被膜
を被覆したことを特徴とする扁平形電池である。

上記紫外線硬化型樹脂としては、例えばアクリル系、ポ
リエステル系、エポキシ系などのを挙げることができる
。かかる紫外線硬化型樹脂を硬化させるには、３００〜
４００　ｎａ＋のスペクトル範囲の紫外線を照射するこ
とが有効である。具体的には、５０〜２００Ｗ程度の水
銀灯等を用いて１〜６０秒間程度照射して硬化を行なう
ことが望ましい。

上記正負極端子板の外部端子との接続部を除く外表面に
紫外線硬化型樹脂からなる絶縁被膜を被覆するには、例
えば正負極端子板の外部端子との接続部をマスキングし
、紫外線硬化型樹脂溶液を刷毛やスプレーなどで全体に
塗布するか、もしくは紫外線硬化型樹脂溶液にチッピン
グした後、紫外線を照射して硬化させる方法を採用し得
る。こうして被覆された絶縁被膜の厚さは、５〜５０μ
ｍとすることが望ましい。この理由は、その厚さを５μ
ｍ以下とするとピンホールや破れを発生して絶縁性の低
下を招き易く、かといってその厚さが５０μｍを越える
と、電池そのものの総厚さが厚くなって薄形電子機器に
内蔵させるに必要な薄さにするためには内部の発電ユニ
ットを薄くする必要が生じて放電容量が低下する恐れが
ある。

なお、本発明においては前記紫外線硬化型樹脂の代わり
に金属アルコラードを主属としたセラミクスコート剤を
用いて上記正負極端子板の外部端子との接続部を除く外
表面に絶縁被膜を形成してもよい。こうした絶縁被膜を
被覆する手段としては、例えば正負極端子板の外部端子
との接続部をマスキングし、セラミックスコート剤を刷
毛やスプレーなどで全体に塗布するか、もしくはセラミ
ックスコート剤にチッピングした後、水、アルコール、
触媒との共存下で常温又はそれに近い温度で加水分解と
重縮合反応させてゾルとし、反応の進行によりゲルとし
、更にこのゲルを１００〜３００℃で加熱するすること
によりアモルファスセラミックからなる絶縁被膜を形成
する方法を採用し得る。かかる反応は、下記（１）式、
（２）式で表わされる。

Ｍｅ　（ＯＲ）　ｒＬ＋ｌｌ　Ｈ２０ →Ｍ６　（ＯＨ）ｎ　＋ｒＬＲ（ＯＨ）　　　”・（１
）Ｍｅ　（ＯＨ）　ｎ−”ＭｅＯ＋　　Ｈ２０・＝（２
）但し、式中のＭｅはＳｉ、ＴＩ、Ａノ、Ｚｒなどの金
属、ＲはＣ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７などのアルキル基を示す。

［作用］ 本発明によれば、正負極端子板の外部端子との接続部を
除く外表面に紫外線硬化型樹脂からなる絶縁被膜を被覆
することによって、薄形電子機器に組込んだ後での該機
器の強度向上を目的として使用される金属基体との電気
的導通を前記絶縁被膜により回避して短絡を防止できる
。また、前記薄形電子機器の湾曲に伴う応力が該機器に
内蔵した電池に加わった場合、該電池の外表面の外部端
子との接続部を除く大部分に絶縁被膜を被覆しているた
め、電池内部の電解液が正負極端子板と絶縁封口体の界
面から漏洩するのを防止できる。更に、紫外線硬化型樹
脂は紫外線の照射により短時間で硬化されて絶縁被膜を
形成できるため、加熱硬化を行なった場合に生じる熱可
塑性樹脂専からなる絶縁封口体の溶融、該封口体と正負
極端子板界面からの電解液の漏洩を防止できる。

［発明の実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図を参照して詳細に説明す
る。

第１図に示す扁平型電池３１において、リチウムからな
る負極シート３２及び二酸化マンガンに黒鉛、ポリテト
ラフルオロエチレンを混合した正極合剤シート３３はセ
パレータ３４を介して積層されて発電ユニットを形成し
ている。この積層体からなる発電ユニットには、例えば
アイオノマー樹脂からなる枠状絶縁封口体３５が該ユニ
ット周囲を囲繞するように配設されている。この絶縁封
口体３５の一方の枠状面及び負極シート３２の下面には
、２０ｕＸ４０ｒｔｔｍＸ０．０５ｇのステンレス製負
極端子板３６が、同封口体３５の他方の枠状面及び正極
合剤シート３３の上面には２０ＭＸ　４０ＭＸ　０．０
５ｍｍのステンレス製正極端子板３７が、例えば接着剤
を介して密着形成され、該枠状絶縁封口体３５と正負極
端子板３７．３６により前記発電ユニットを密閉してい
る。そして、前記正負極端子板３７．３６の外部端子と
の接続部を除く外表面全体には紫外線硬化型樹脂からな
る厚さ５μｍの絶縁被膜３８が被覆されている。この絶
縁被膜３８は、前記発電ユニットを正負極端子板３７．
３Ｂ及び絶縁封口体３５で封口した後、正負極端子板３
７．３Ｂの外部端子との接続部をマスキングし、粘度４
００センチ・ボイズのエポキシ系紫外線硬化型樹脂溶液
にデツピングし、更に所定厚さになるように不用の樹脂
溶液を除去し、ひきつづき１００Ｖ。

ｉｏｏ　ｗの水銀灯、照射距離１２ｏｚ、照射時間１０
秒の条件で樹脂を硬化させることにより形成した。

しかして、本実施例の扁平形電池３１を第２図に示す薄
型電子機器（ＩＣカード）に搭載し、該電池３１の正負
極端子板３７．３Ｂを外部端子としてのリード端子１４
．１３に夫々接続した状態で、曲率半径１５０　Ｈの円
柱に押付けて薄型電子機器を湾曲させる操作を１万回繰
返し、動作チエツクを行なった。

なお、第２図のＩＣカードにおいては搭載する扁平形電
池３１以外は前述した第４図と同様な構造を有する。前
記動作チエツクは、１０個のＩＣカードについて行ない
、１個でも動作不良があれば不可として判定した。また
、ＩＣカードへの湾曲を繰返した後にカードに内蔵した
扁平形電池の放電容量を測定した。これらの結果を下記
第１表に示す。

第１表中には、比較例として絶縁薄膜を被覆しない扁平
形電池を内蔵したＩＣカードについての湾曲試験の結果
と扁平形電池の放電容量を併記した。

第　　　１　　　表 上記第１表から明らかなように正負極端子板３７．３６
の外部端子との接続部を除く外表面全体には紫外線硬化
型樹脂からなる厚さ５μｍの絶縁被膜３８を被覆した本
実施例の扁平形電池を内蔵したＩＣカードは、１万回の
湾曲試験後においても動作異常は認められず、かつ良好
な放電容量を有することがわかる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば薄形電子機器に組込
んだ後での該機器の強度向上を目的として使用される金
属基体との電気的導通、短絡を防止でき、かつ該機器の
湾曲に伴う電解液の漏洩を防止した高信頼性の扁平形電
池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す扁平形電池の断面図、
第２図は第１図の扁平形電池を組込んだＩＣカードを示
す断面図、第３図は従来の扁平形電池を示す断面図、第
４図は第３図の扁平形電池を組込んだＩＣカードを示す
断面図、第５図は従来の別の扁平形電池を示す断面図で
ある。 １１・・・回路シート、１２ａ　、　１２ｂ・・・樹脂
シート、１３．１４・・・リード端子（外部端子）、１
５・・・金属基体、３１・・・扁平形電池、３２・・・
負極シート、３３・・・正極合剤シート、３４・・・セ
パレータ、３５・・・枠状絶縁封口体、３６・・・負極
端子板、３７・・・正極端子板、３８・・・絶縁被膜。 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　正極合剤シート、セパレータ及び負極シートがこの順
   で積層してなる積層体と、該積層体を囲繞する枠状の絶
   縁封口体と、前記正極合剤シートの表面及び前記絶縁封
   口体の端面を覆って、これらに密着する正極端子板と、
   前記負極シート表面及び前記絶縁封口体の他方の端面を
   覆ってこれらに密着する負極端子板からなる扁平形電池
   において、前記正負極端子板の外部端子との接続部を除
   く外表面に紫外線硬化型樹脂からなる絶縁被膜を被覆し
   たことを特徴とする扁平形電池。