JPH0620662A - 薄形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外力が加わっても電池性能が損なわれること
のない、エネルギー密度の高い薄形電池を提供する。 【構成】 発電要素を収納する外装体６，７がカーボン
フィルムの単層フィルムまたはカーボンフィルムを含む
多層フィルムからなることを特徴とする。また、前記カ
ーボンフィルムが正極２または負極１のうちの少なくと
も一方の電極を兼ねることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄形電池に関するもの
で、詳しくは薄形電池の外装体の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の薄形化に伴い、厚みが
０．５ｍｍ以下の薄形で信頼性の高い電池が強く望まれ
ている。従来、このような薄形電池としては、例えば、
図４に示すような構造の電池が一般に用いられている。
すなわち、図４において１は例えば金属リチウムからな
る負極シート、２は正極合剤シート、３はイオン伝導性
の電解質層である。これらの発電セルの周囲に変性ポリ
プロピレン樹脂からなる枠状の封口材４が配置されてい
る。５は厚みが２０〜３０μｍであるステンレス板、ニ
ッケル板等からなる集電体を兼ねる外装体である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた薄
形電池を曲げようとすると、外装体５が折れて元に戻ら
なくなり、また、折れた部分で外装体５と封口材４とが
剥離し、封口が不完全となる問題点を有していた。ま
た、外装体５の厚みを２０μｍ以下とすると、外装体５
にピンホールが生じ気密性が保たれず、放置中または使
用中に電池性能が低下するため、２０μｍ以下とするこ
とができなかった。

【０００４】さらに、プラスチックフィルムを用いる
と、上記金属箔よりガスバリヤー性が劣るため金属箔よ
り厚くしなければならず、プラスチックフィルム自体に
は導電性がないため集電体を兼ねることができず、別に
集電体を設けねばならず、厚さが厚くなるという問題点
を有していた。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、薄くて柔軟性があ
り、かつエネルギー密度の高い薄形電池を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄形電池は発電要素を収納する外装体がカ
ーボンフィルム単独またはカーボンフィルムを含む多層
フィルムからなることを特徴とするものである。そし
て、前記カーボンフィルムは正極または負極のうちの少
なくとも一方の電極を兼ねることもできるものである。

【０００７】

【作 用】ガスバリヤー性が高く、柔軟であり、しかも
薄く形成できるカーボンフィルムを外装体に用いると従
来の性能を損わず薄くて折り曲げることのできる薄形電
池が得られる。また、外装体が電極を兼ねると、厚さが
薄くなりエネルギー密度を高めることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例１を示す薄形電池の断面
図、図２は本発明の実施例２を示す薄形電池の断面図、
図３は本発明の実施例３を示す薄形電池の断面図、図４
は従来の薄形電池を示す断面図、図５は本発明品と従来
品との貯蔵日数と残存容量との関係を示すグラフであ
る。

【０００９】（実施例１）図１において、１は金属リチ
ウムからなる負極シート、２は二酸化マンガンを主成分
とする合剤シート、３はプロピレンカーボネイトとジメ
トキシエタンの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解させ
た非水溶媒電解液を含浸したポリプロピレン不織布から
なる電解質層、４は変性ポリプロピレンからなる枠状の
封口材、６は正極集電体を兼ねる外装体、７は負極集電
体を兼ねる外装体である。

【００１０】外装体６，７は共に厚さ２０μｍのカーボ
ンフィルムで、上述した負極シート、電解質層３、合剤
シート２を積層した発電要素をはさみ、封口材４で封口
して厚さ０．１ｍｍ、縦８６ｍｍ、横５４ｍｍの電池Ａ
を作製した。なお、カーボンフィルムは石油または石炭
のピッチをフィルム状に押し出し成形した後、焼成して
得られたものを使用した。また、封口は、幅３ｍｍの封
口材４を外装体６，７の間に配置し、封口部を減圧下、
１９０℃で熱圧着して行った。

【００１１】（実施例２）図２において、外装体６，７
は厚さ１０μｍのカーボンフィルムと厚さ１０μｍのペ
ットフィルムの２層からなる厚さ２０μｍのラミネート
フィルムでその他は実施例１と同様の電池Ｂを作製し
た。

【００１２】（比較例１）外装体に厚さ５０μｍのステ
ンレス箔を用い、その他は実施例１と同様にして図４に
示す従来の電池Ｃを得た。

【００１３】（比較例２）正極側の外装体は厚み１５μ
ｍのアルミニウム箔、負極側の外装体は厚み１５μｍの
銅箔を使用したものを除いては実施例１と同様な電池Ｄ
を作製した。

【００１４】（試験１）次に実施例１と２、比較例１と
２で得られた電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを温度６０℃、相対湿
度９０〜９５％の恒温恒湿槽に貯蔵し、貯蔵日数と電池
容量の関係について比較試験した。尚、２０日貯蔵後に
曲率半径１０ｍｍで１８０℃折り曲げ、直線状に伸ばす
操作を５回繰り返した後、再び上記条件で貯蔵した。ま
た、放電は、貯蔵試験後の電池について、いずれも２５
℃で１０ｍＡの電流で終止電圧２Ｖまでの持続時間を計
測して、電池の残存容量を調べた。電池の試料数は各水
準について、ｎ＝５とした。その平均値を図５に示す。

【００１５】図５からも明らかなように、本発明の電池
Ａ，Ｂは、比較例の電池Ｃ，Ｄに比べて電池容量の減少
が小さいことがわかる。この理由は、封口材からの水分
の透過が極めて小さく抑えられるので、負極のリチウム
の消耗が少ないことによるためである。電池Ｃは外装体
５が固く、折り曲げた時に封口材４と外装体５が剥離
し、封口が破れた為に、容量劣化が大きくなった。電池
Ｄは外装体５である、アルミニウム箔、銅箔にピンホー
ルがあったためと考えられる。

【００１６】（実施例３）次に図３のように、ＬｉＣｏ
Ｏ₂ を主成分とする合剤シート２とプロピレンカーボネ
ートとエチレンカーボネイトの混合溶媒に過塩素酸リチ
ウムを溶解させた非水溶媒電解液を含浸したポリプロピ
レン微孔フィルムとからなる電解質層３を積層した発電
セルを厚み約３０μｍの負極と集電体とを兼ね、カーボ
ンフィルムからなる外装体７と、厚み約１５μｍの集電
体を兼ね、カーボンフィルムからなる外装体５とではさ
み封口した厚み０．１ｍｍ、縦８６ｍｍ、横５４ｍｍの
電池Ｅを作製した。封口は実施例１と同様に幅３ｍｍの
変性ポリプロピレンからなるからなる枠状の封口材４を
外装体７に載置し、封口部を１９０℃で熱圧着し、電池
全体を封口した。尚、この封口は、内部の空気を除去す
るため、減圧下で行った。

【００１７】（比較例３）図４においてカーボンを主成
分とする負極合剤シート１を用い、負極側の集電体を兼
ねる外装体５に厚み３０μｍの銅箔５、正極側の集電体
を兼ねる外装体５に厚み３０μｍのアルミニウム箔を用
いた以外は実施例１と同様にして電池Ｅと同サイズの電
池Ｆを作製した。

【００１８】（試験２）次に実施例３と比較例３で得ら
れた電池Ｅ，Ｆを放電電流１０ｍＡで終止電圧が２．７
Ｖになるまでの容量試験を行った。その結果、電池Ｅは
約３０ｍＡｈ，電池Ｆは約１０ｍＡｈの容量であった。
この結果より、本発明電池Ｅは、負極カーボンフィルム
が外装体を兼ねているのに対し、従来の電池Ｆは集電体
５を別に設けているので、内容積に差が生じ、容量に差
が生じたものと考えられる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上述の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。 （１）請求項１記載の薄形電池は、柔軟性があり、外力
が加わっても電池性能が損なわれることがない。 （２）請求項１記載の薄形電池は、前項の効果に加え
て、エネルギー密度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す薄形電池の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例２を示す薄形電池の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例３を示す薄形電池の断面図であ
る。

【図４】従来の薄形電池を示す断面図である。

【図５】本発明の電池Ａ，Ｂと従来の電池Ｄ，Ｃとの貯
蔵日数と残存容量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 負極 ２ 正極 ６，７ 外装体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電要素を収納する外装体（６，７）が
   カーボンフィルムの単層フィルムまたはカーボンフィル
   ムを含む多層フィルムからなることを特徴とする薄形電
   池。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカーボンフィルムが正極
   （２）または負極（１）のうちの少なくとも一方の電極
   を兼ねることを特徴とする薄形電池。