JPH0328784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は薄形の素電池を複数個積層した積層
電池に関する。

一般にペーパ形電池などと称される薄形の電池
は、セパレータを挟んでその両面に陽極層及び陰
極層をサンドイツチ状に積層するとともに、更に
それら各層の表面に金属集電板を積層して発電要
素を構成し、この発電要素の両端子部を除いて絶
縁性の外装体で被包し周縁部を密封してなるもの
である。

このようなペーパ形電池を単位素電池として積
層電池を構成するには、第１図に示すように、陽
極集電板１と、陰極集電板２との間に陽極活物質
層３と、陰極活物質層４及びセパレータ５を挟持
した発電要素を、プラスチツクフイルムを主体と
する２枚の外装体６，６間に被包し、該外装体６
の中央に形成された透孔６ａ，６ａを介して前記
陽極及び陰極集電板１，２の一部を露出せしめて
端子部１ａ，２ａとし、これら端子部１ａ，２ａ
を除き各外装体６と、陽極または陰極集電板１，
２間を接着剤を介して接着するとともに、外装体
６，６間の周縁を熱シールすることによつて薄形
素電池７を形成し、次いでこれら各素電池７，７
……を複数枚積重するとともに、各端子部１ａ，
２ａ間を導電性接着剤８，８……を介して結着す
ることにより各素電池７間の電気的接続と機械的
結合を行うことにより積層電池を構成するように
している。

すなわち従来のペーパ形素電池を単位素電池と
して積層電池を構成したものは、個々のペーパ形
電池を導電性接着剤８により結合したものであつ
た。

しかしながら、このような構造の積層電池にあ
つては、長期間電池を保存した場合に各端子部１
ａ，２ａ間を結着する導電性接着剤８に接触不良
が生じて接触抵抗が増大し、放電特性が低下する
原因となつていた。

またこのような欠点を改良するために例えば特
開昭54−75539号公報に見られるように各単位素
電池間にスプリング接触子を介在させることによ
り電気的接触を改良するようにしたものもある
が、これにあつては構造が複雑化し、また積層厚
も厚くなるために薄形積層電池の利点である“薄
さ”を失することになる。

更にこれら積層電池は上述の如く個々に外装体
で被覆した素電池を形成し、これを接着剤を介し
て接合する構造であり、また個々の素電池の製造
は極めて繁雑であるために、これらの集合体であ
る積層電池の組立は、結果として工数が極めて大
で、外装体などの重複部分も多く、製造コストも
高いなどの不都合点が指摘されていた。

本発明はかかる欠点を解消すべくなされたもの
で、その目的とするところは、 (1) 各発電要素間の電気的接触を向上し、保存性
能を向上する。

(2) 薄形積層電池として適した構造を作り、機能
の重複を無くし、結果として製造工数の大幅な
削減と、これに伴う製造コストの低減を図る点
にある。

以上の目的を達成するために本発明は、複数の
アルカリ素電池を有する集合電池であつて、前記
素電池は、透孔１２，２８ａを有する電解液不浸
透性の合成樹脂製のフイルム１４，２８で包被さ
れ、複数個を積層して該フイルム１４，２８の外
周端部で相互に溶着１６されて積層電池を構成す
るものであり、前記フイルム１４，２８は、最上
層と最下層のもの１４は、内面に陽極集電板２４
ａまたは陰極集電板２６ｃがそれぞれ接着されて
外装体１４を構成し、中間層のもの２８は、片面
に陽極集電板２４ｂ，ｃ、他面に陰極集電板２６
ａ，ｂがそれぞれ接着され、かつ両者が前記透孔
２８ａの部分で相互に溶接３０されて素電池間接
続部を構成していることを特徴とすることを特徴
とする。

すなわち本発明では個々に素電池を形成してこ
れを積層接着するのではなく、隣り合う発電要素
の陽極、陰極集電板同士を電気的接続状態であつ
て、両者間に漏液のない状態に組立てておき、次
いでそれらの陽極及び陰極集電板を基に夫々発電
要素を積層し、このようにして組上げられた発電
要素群全体を各発電要素に共通の外装体で被覆す
ることにより、上記の目的を達成しようとするも
ので、以下本発明の好適な実施例を第２図以下の
図面を参照して群細に説明する。

第２図はこの発明による積層電池の外観図、第
３図はその模式的断面を示す。

各図における積層電池は、三層の薄形電池を構
成する発電要素１０ａ，１０ｂ，１０ｃの積層体
の外周部をその最上層及び最下層に形成される陽
極及び陰極端子部１２，１２を除いてフイルムか
らなる二枚の外装体１４，１４で被包し、その周
縁を熱シール１６してあり、かつこのものの実寸
法は縦55mm、横30mm、厚み4.5mmとその厚みは極
く薄いものである。

各発電要素１０ａ，１０ｂ，１０ｃは夫々セパ
レータ１８を介してその上下面に積層された陽極
活物質層２２及び陰極活物質層２０と、上記各陽
極活物質層２２上に夫々積層された陽極集電板２
４ａ，２４ｂ，２４ｃ、陰極活物質層２０の下面
に夫々積層された陰極集電板２６ａ，２６ｂ，２
６ｃとを備える。

そして、最上層の発電要素１０ａの陽極集電板
２４ａ及び最下層の発電要素１０ｃの陰極集電板
２６ｃは夫々外装体１４の中央に露出する上述の
端子部１２，１２を形成している。

また、発電要素１０ａと１０ｂ間及び１０ｂと
１０ｃとの接合面間において、陰極集電板２６ａ
と陽極集電板２４ｂ間及び陰極集電板２６ｂと陽
極集電板２４ｃ間には夫々電解液不浸透性フイル
ム２８，２８が介在され、各集電板２６ａ，２４
ｂ及び２６ｂ，２４ｃ間を接合しているととも
に、各フイルム２８の中央に形成された透孔２８
ａを介して対接する面にスポツト溶接３０するこ
とによつて各集電板２６ａ，２４ｂ及び２６ｂ，
２４ｃ間の電気的接続と機械的結合を同時に行つ
ており、更に上記各フイルム２８の周縁は上記外
装体１４，１４の熱シール１６時にこれらの間に
挾持された状態で同時にシールされ、この各フイ
ルム２８の介在及び外装体１４との組合せにより
各発電要素１０ａ，１０ｂ，１０ｃは個々に分離
され、かつ電気的には導通状態となつている。

以上のような構造の積層電池においては、予め
第４図に示すように、陰極集電板２６ａ（２６ｂ）
と陽極集電板２４ｂ（２４ｃ）をフイルム２８を
介して組立て、次いで中央をスポツト溶接３０し
た後、夫々の集電板上に陰極活物質層２０、セパ
レータ１８及び陽極活物質層２２を層状に積重す
ることによつて個々の発電要素に組み上げられ
る。

なお、最上層及び最下層には夫々単体の陽及び
陰極集電板２４ａ及び２６ｃを配置することは云
うまでもない。

そしてこのようにして積層状に形成された発電
要素群の上下面に夫々外装体１４，１４を配置す
るとともに、発電要素１０ａの陽極集電板２４ａ
と外装体１４との接合面及び発電要素１０ｃの陰
極集電板２６ｃとの接合面を後述するホツトメル
ト接着剤を介して各端子部１２，１２を残して加
熱接着するとともに、その周縁を各フイルム２８
を挾み込んで熱シールすることにより、積層電池
を完成することになる。

なお、セパレータ１８の材質はビニロン不織布
であり、陽極活物質層２２は二酸化マンガンと黒
鉛との混合物に電解液を含浸したもの、陰極活物
質層２０はポリアクリル酸ソーダと電解液からな
るゲル中に亜鉛粉を分散したもので、電解液には
35％KOH溶液を用い、このために各発電要素は
外部に電解液が侵透し易い構造となつている。し
たがつて上記の如く構成された積層電池にあつて
は、各々の発電要素１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間の
耐漏液性及び各発電要素と外装体１４間の耐漏液
性能が、その保存性能に大きく影響するものであ
るが、上記電解液不浸透性フイルム２８はより詳
しくは第５図に示すようにポリエステルフイルム
２８１の両面にポリエチレンフイルム２８２，２
８２をラミネートした厚さ70μのラミネートフイ
ルムからなるものである。また上記外装体１４は
第６図、第７図に示すようにポリエステルフイル
ム１４１−アルミニウム箔１４２−ナイロンフイ
ルム１４３−ポリエチレンフイルム１４４からな
る４層フイルムであり、ポリエチレンフイルム１
４４の層を内側にして各集電板２４ａ，２６ｃと
接合している。

これに対し各陽極集電板２４ａ〜２４ｃは鉄箔
にニツケルメツキを施した厚さ60μの箔からなる
もので、これら陽極集電板２４ａ〜２４ｃと外装
体１４またはフイルム２８との接合面間にはエチ
レン−酢酸ビニル−グリシジルメタクリレート共
重合体からなるホツトメルト接着剤層４０が介在
され、これにより強固に外装体１４と集電板２４
ａ（第６図参照）及びフイルム２８と集電板２４
ｂ，２４ｃ間（第５図参照）を接着している。

また各陰極集電板２６ａ〜２６ｃは厚さ80μの
銅箔よりなるもので、これらのフイルム２８また
は外装体１４との接着面側は電着により樹枝状の
銅の層により粗面化された層２６１が形成されて
いるとともに、その表面にはエポキシ樹脂接着剤
層２６２がその粗面化された層２６１内に強固な
投錨効果により固着している。そしてこの接着剤
層２６２と、上記フイルム２８との間はアイオノ
マ系のホツトメルト接着剤層２６３を介して強固
に接着されている（第５図参照）。更に上記外装
体１４と陰極集電板２６ｃとの間にも同様に陰極
集電板２６ｃ上に形成された粗面化された層２６
１、エポキシ樹脂接着剤層２６２及びホツトメル
ト接着剤層２６３を介して強固に接着されている
（第７図参照）。

したがつて以上のような陽、陰極集電板２４ａ
〜２４ｃ，２６ａ〜２６ｃと外装体１４または電
解極不浸透性フイルム２８の接合面における接合
構造とすることにより、発電要素１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ個々の漏液が防止されるとともに、各
発電要素の外装体１４表面への漏液が防止される
ことになる。

なお、上記実施例においては三層の発電要素を
積層した積層電池を示したが二層あるいは四層以
上積層した電池でも同一の手法を用いて製造可能
であることは云うまでもない。

以上実施例で説明したように本発明に係る積層
電池にあつては、隣り合う発電要素を構成する陽
極集電板と陰極集電板の接合が予め電気的に接続
した状態に接合され、かつその電気的接続箇所以
外は電解液不浸透性のフイルムによつて絶縁隔離
されているために、電気的接続が良好で、保存中
に接触不良等を生ずることがない。

またこの発明にあつては従来の素電池同士を積
層接着して積層電池を構成する場合に比して各発
電要素間に一枚の電解液不浸透性フイルムを介在
するだけであるため、構造が簡単で厚みも薄くな
り、また工程の最後に外装体で全体を被包するた
めに、各発電要素の外周のシール及び全体のシー
ルが一回、かつ一箇所で済むので、従来の製造法
に比して極めて簡単に行え、約半分の工数に低減
でき、しかも製品のバラツキがないため歩留りも
向上するなどの種々の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄形積層電池を模式的に示す断
面説明図、第２図はこの発明に係る薄形積層電池
の外観説明図、第３図は第２図の−線におけ
る模式的断面説明図、第４図は隣り合う発電要素
を構成する陽、陰極集電板同士の接合構造を示す
断面図、第５図は第４図の円Ａ内拡大断面図、第
６図、第７図は夫々第３図の円Ｂ内及び円Ｃ内拡
大断面図である。 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ……発電要素、１２…
…端子部、１４……外装体、１６……熱シール、
１８……セパレータ、２０……陰極活物質層、２
２……陽極活物質層、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…
…陽極集電板、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ……陰極
集電板、２８……電解液不浸透性フイルム、２８
ａ……透孔、３０……スポツト溶接、２６１……
粗面化された層、２６２……エポキシ樹脂接着剤
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のアルカリ素電池を有する積層電池であ
   つて、 前記素電池は、透孔１２，２８ａを有する電解
   液不浸透性の合成樹脂製のフイルム１４，２８で
   包被され、複数個を積層して該フイルム１４，２
   ８の外周端部で相互に溶着１６されて積層電池を
   構成するものであり、 前記フイルム１４，２８は、最上層と最下層の
   もの１４は、内面に陽極集電板２４ａまたは陰極
   集電板２６ｃがそれぞれ接着されて外装体１４を
   構成し、中間層のもの２８は、片面に陽極集電板
   ２４ｂ，ｃ、他面に陰極集電板２６ａ，ｂがそれ
   ぞれ接着され、かつ両者が前記透孔２８ａの部分
   で相互に溶接３０されて素電池間接続部を構成し
   ていることを特徴とする積層電池。 ２ 前記陽陰極集電板２４ｂ〜２４ｃ，２６ａ〜
   ２６ｂ同士の溶接３０は、スポツト溶接であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の積
   層電池。 ３ 前記陰極集電板２６ａ〜２６ｃは、銅箔から
   なり、かつ、その前記フイルム１４，２８との接
   着面が銅の電着処理により樹枝状若しくは粒状に
   粗面化されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の積層電池。