JPH06243852A - 積層型電池とその製造方法 - Google Patents

積層型電池とその製造方法

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JPH06243852A
JPH06243852A JP50A JP5298193A JPH06243852A JP H06243852 A JPH06243852 A JP H06243852A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 5298193 A JP5298193 A JP 5298193A JP H06243852 A JPH06243852 A JP H06243852A
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JP
Japan
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electrolyte
sheet
electrodes
positive electrode
sheets
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JP50A
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English (en)
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Akihiko Fujisawa
明彦 藤沢
Junji Niihara
淳二 新原
Yoichi Midorikawa
要一 緑川
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Original Assignee
TDK Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】正極と負極との間に広い対向面積が確保され或
は多層化することによって高エネルギー化が達成できる
積層型電池として、側面導体形成工程と電極素材の切断
工数を可能な限り少なくできる積層型電池とその製造方
法を提供する。 【構成】層状をなす正極1と負極2の少なくとも一方を
2層以上備え、両極とその間の電解質3または電解質を
含むセパレータとを重畳して積層体を構成する。正極
1、負極2の少なくとも一方の積層方向に隣り合う電極
どうしを、積層体内部の集電体1a、2aにより接続す
る。正極シート、負極シートまたは両極と電解質を積層
したシートを相互に折り曲げて重畳するか、あるいは折
り重なるシートの間に短尺シートを介在させて重畳し一
体化して積層型電池を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シート法や印刷法等を
用いて作製される積層型電池とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の電池は一般に正極、負極が別々のブロックを構成して
電解質を含むセパレータを介して対峙する構造を有して
いたが、軽量、高エネルギー密度化等を図るため、リチ
ウム電池のように、正極材、正極集電体、正極材、電解
質を含むセパレータ、負極材、負極集電体、負極材の各
シートを重ねて渦巻き状に巻き、この渦巻き状に巻いた
電池素体を円筒形のケースに収容し、ケース上面を正極
端子、ケース下面を負極端子として構成したものがあ
る。しかしこの構造によると、電池形状が従来の円柱形
に限られるため、スペース効率が悪く、基板等に実装す
る場合の占有スペースが大になるという問題点がある。
【0003】一方、特開平2−291671号公報に記
載のように、電池の薄形化、フレキシブル化を図るた
め、負極、電解質、正極、集電体を積層構造によりシー
ト状のフレキシブル電池を構成したものがある。しかし
このシート状に形成した電池は、負極、電解質、正極、
集電体をそれぞれ切断し積層して一体化するものであ
り、多層構造にして電極間の対向面積を広くする場合に
は、積層方向に隣接する同極どうしを側面導体の形成に
よって接続する必要があり、工数がかかるという問題点
がある。
【0004】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
正極と負極との間に広い対向面積が確保され或は多層化
することによって高エネルギー化が達成できる積層型電
池として、側面導体形成工程と電極素材の切断工数を可
能な限り少なくできる積層型電池とその製造方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型電池は、
上記目的を達成するため、層状をなす正極と負極の少な
くとも一方を2層以上備え、両極とその間の電解質また
は電解質を含むセパレータとを重合して一体化してなる
積層型電池において、前記正極、負極の少なくとも一方
は積層方向に隣り合う電極どうしを、連続した極内部の
集電体により接続したことを特徴とする。本発明におい
て、電池の外面に端子電極、外装体を設け、また電池の
全体形状を六面体とすることが好ましい。
【0006】また、本発明による積層型電池の第1の製
造方法は、正極シートと負極シートの少なくともいずれ
か一方のシートの表裏面に電解質または電解質を含むセ
パレータを設けておき、これらのシートを互いに直交す
るように折り重ねて一体に重合することを特徴とする。
本発明による積層型電池の第2の製造方法は、正極ある
いは負極の長尺シートと、該長尺シートの反対極の短尺
シートを用意し、該長尺シートと短尺シートの少なくと
も一方の表裏面に電解質または電解質を含むセパレータ
を設けておき、長尺シートをジグザグに折り、折り重な
るシートの間に短尺シートを挟んで一体に重合すること
を特徴とする。本発明による積層型電池の第3の製造方
法は、正極と負極との間に電解質または電解質を含むセ
パレータを介在させた長尺シートと、正極の両面に電解
質または電解質を含むセパレータを設けた短尺シート
と、負極の両面に電解質または電解質を含むセパレータ
を設けた短尺シートとを用意し、長尺シートをジグザグ
に折り、折り重なるシートの間にそれぞれ反対極の短尺
シートを挟んで一体に重合することを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の積層型電池は、上述のように、正極、
負極の少なくともいずれかの積層方向に隣り合う電極ど
うしが連続した極内部の集電体により両極の非対向部で
接続された構造であるから、積層体側面に同極接続用導
体を設ける必要がなくなる。また、本発明による製造方
法においては、シートの折り曲げ工程で折り曲げ部によ
り隣接する極どうしの電気的接続部が形成される。
【0008】
【実施例】図1(A)は本発明による積層型電池の一実
施例を示す縦断面図、(B)は平面図、(C)は折り曲
げ部を示す断面図、(D)、(E)はそれぞれ端子電極
部を示す断面図である。また、図2はこの電池のシート
を互いに直交するように互いに折り重ねた状態を示す斜
視図、図3(A)、(B)は本実施例におけるシートの
断面図、(C)はそのシートの折り曲げ工程図である。
これらの図において、1は正極、2は負極、3は電解質
または電解質を含むセパレータ(以下電解質で代表させ
る)であり、これらはスクリーン印刷法またはシート法
による厚膜形成法により積層して一体の積層体として形
成される。
【0009】図1(C)、図3(A)、(B)に示すよ
うに、正極1、負極2は、3層構造をなすもので、正極
1として集電体となる例えばAlのような金属膜2aの両
側に例えばLiCoO2のような正極活物質等をグラファイト
でなる導電粉とともに樹脂等でなるバインダにより結合
して形成した正極材1bを設け、負極2として同様に集
電体となる例えばCuのような金属膜2aの両側に負極活
物質としてのグラファイトをバインダで結合してなる負
極材2bを設けたものが用いられる。電解質3として
は、例えば、極性有機溶媒中に例えばLiClO4等を溶解さ
せた液体電解質をポリプロピレン等の微細孔に含浸させ
たもの等が用いられる。
【0010】この電池は、印刷法を主とする方法によっ
ても製造可能であるが、シート法による場合がより好ま
しく、本実施例においては、図3(A)に示すように、
負極2の表裏面に電解質3を積層し、この積層構造のシ
ート4と正極1のシートとを図3(C)の(イ)、
(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、点線部5におい
て交互に直角に折り重ね、図2に示すように必要積層数
折り重ね、一端側に負極2が存在し、他端に正極1が存
在する構造にする。これらのシートは予め必要長さに切
断しておくか、あるいは折り重ねた後に切断する。この
ように折り重ねたものをホットプレス等により一体化し
て積層体を形成する。このような積層体は焼成する場合
もある。
【0011】ここで、負極2の一端は電解質3、負極材
2bを削除して集電体2aを露出するか、あるいは折り
畳む前に予め集電体2aを露出させておき、正極1も表
面に現れる部分の正極材1bを除いて集電体1aを露出
させる。そして、図1(A)、(D)、(E)に示すよ
うに、正極1、負極2の集電体1a、2aの露出部にメ
ッキ等により端子電極6、7を一体に設けるか、あるい
は集電体1a、2aの露出部を端子電極として用いる。
このように構成したものの外面に端子電極6、7の部分
を除いてケースまたはラミネートからなる外装体8を設
ける。
【0012】このように構成すれば、正極1、負極2が
一連の集電体1a、2aで電気的に接続されているか
ら、並列接続用に側面に導体を後付けする必要がない。
また、正極1、負極2、電解質3の切断工程が不要とな
る。また、外装体8で外面を覆うことにより内部構成部
材の保護や、電解質として液状のものを用いた場合に、
電解質の蒸発を防止することができる。
【0013】図4は本実施例の積層型電池を基板9に半
田または導電性接着剤10により接続して固定した例を
示し、図5はホルダ11の端子11a、11bに端子電
極6、7を接触させて電池をセットした例を示してい
る。このように、電池の外面に一体に端子電極6、7を
形成したことにより、基板9への実装が容易に行え、ホ
ルダ11へのセットも容易に行え、パッケージ材を設け
てこれに端子電極を付けたものに比較して省スペース化
が達成できる。また、図示のように電池を六面体に構成
することにより、従来の円柱状の電池に比較し、実装ス
ペースの無駄が少なくなる。
【0014】図6は本発明による積層型電池の製造方法
の他の実施例におけるシートの折り重ね状態を示す斜視
図、図7はその工程図であり、本実施例は、ジグザグに
折り曲げる長尺シート12として、正極1(負極でもよ
い)の表裏面に電解質3を設けたものを用い、図7
(イ)〜(ハ)に示すように、長尺シートの折り重なる
シートの間に、負極2(正極1でもよい)の短尺シート
13を挟んで一体化したものである。本例の場合には、
折り曲げるシート12については外面への接続導体は不
要であるが、短尺シート13については接続導体14を
設ける必要がある。本例においては、正極あるいは負極
の表裏面に電解質を設けたが、短尺シート13の表裏面
に電解質3を設けてもよい。
【0015】図8は本発明による積層型電池の製造方法
の他の実施例を示すシートの斜視図であり、正極1と負
極2との間に電解質3を介在させた長尺シート14と、
正極1の両面に電解質3を設けた短尺シート15と、負
極2の両面に電解質3を設けた短尺シート16とを用意
し、長尺シート14をジグザグに折り、折り重なるシー
トの間にそれぞれ反対極の短尺シート15、16を挟ん
で一体に重合するようにしたものである。
【0016】本発明は、正極、負極、電解質が上記実施
例で示したものである場合に限られず、他の種々の一
次、二次電池に適用できることはいうまでもない。
【0017】
【発明の効果】請求項1によれば、負極、正極及び電解
質が厚膜形成法によって多層に形成されることにより、
両電極材間に広い対向面積が確保されて高エネルギー化
が達成できることは勿論のこと、側面導体形成工程と電
極素材の切断工数を省略できる。
【0018】請求項2によれば、電池の外面に端子電極
を形成したので、実装スペースを狭くし、かつ基板やホ
ルダへの装着を容易化することができる。
【0019】請求項3によれば、電池を六面体としたこ
とにより、実装スペースをより狭くすることができる。
【0020】請求項4によれば、外装体により内部構成
部材が保護され、また電解質として液状のものを用いた
場合に、電解質の蒸発が防止される。
【0021】請求項5〜7によれば、シートを折り曲げ
ることにより積層方向に隣接する同極を接続したので、
電極間接続用の側面導体の形成が少なくとも一部省略で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明による積層型電池の一実施例を
示す縦断面図、(B)は平面図、(C)は折り曲げ部を
示す断面図、(D)、(E)はそれぞれ端子電極部を示
す断面図である。
【図2】本実施例のシートを互いに直交するように折り
重ねた状態を示す斜視図である。
【図3】(A)、(B)は本実施例におけるシートの断
面図、(C)はそのシートの折り曲げ工程図である。
【図4】本実施例の電池の実装例を示す側面図である。
【図5】本実施例の電池の他の実装例を示す側面図であ
る。
【図6】本発明による積層型電池の製造方法の他の実施
例であって、シートを互いに折り重ねた状態を示す斜視
図である。
【図7】図6の実施例の工程図である。
【図8】本発明による積層型電池の製造方法の他の実施
例であって、シートを互いに折り重ねた状態を示す斜視
図である。
【符号の説明】
1 正極 1a 集電体 1b 正極材 2 負極 2a 集電体 2b 負極材 3 電解質 4 シート 5 折り目 6、7 端子電極 8 外装体 9 基板 10 半田または導電性接着剤 11 ホルダ 12、14 長尺シート 13、15、16 短尺シート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】層状をなす正極と負極の少なくとも一方を
    2層以上備え、両極とその間の電解質または電解質を含
    むセパレータとを重畳して積層体を構成してなる積層型
    電池において、前記正極、負極の少なくとも一方は積層
    方向に隣り合う電極どうしを、連続した極内部の集電体
    により接続したことを特徴とする積層型電池。
  2. 【請求項2】請求項1において、電池の外面に端子電極
    を設けたことを特徴とする積層型電池。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、電池の全体形
    状が六面体をなすことを特徴とする積層型電池。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかにおいて、積
    層体に外装体を設けたことを特徴とする積層型電池。
  5. 【請求項5】正極シートと負極シートの少なくともいず
    れか一方のシートの表裏面に電解質または電解質を含む
    セパレータを設けておき、これらのシートを互いに直交
    するように折り重ねて一体に重合することを特徴とする
    積層型電池の製造方法。
  6. 【請求項6】正極あるいは負極の長尺シートと、該長尺
    シートの反対極の短尺シートを用意し、該長尺シートと
    短尺シートの少なくとも一方の表裏面に電解質または電
    解質を含むセパレータを設けておき、長尺シートをジグ
    ザグに折り、折り重なるシートの間に短尺シートを挟ん
    で一体に重合することを特徴とする積層型電池の製造方
    法。
  7. 【請求項7】正極と負極との間に電解質または電解質を
    含むセパレータを介在させた長尺シートと、正極の両面
    に電解質または電解質を含むセパレータを設けた短尺シ
    ートと、負極の両面に電解質または電解質を含むセパレ
    ータを設けた短尺シートとを用意し、長尺シートをジグ
    ザグに折り、折り重なるシートの間にそれぞれ反対極の
    短尺シートを挟んで一体に重合することを特徴とする積
    層型電池の製造方法。
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