JPH09259859A - 薄型電池 - Google Patents

薄型電池

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JPH09259859A
JPH09259859A JP8064038A JP6403896A JPH09259859A JP H09259859 A JPH09259859 A JP H09259859A JP 8064038 A JP8064038 A JP 8064038A JP 6403896 A JP6403896 A JP 6403896A JP H09259859 A JPH09259859 A JP H09259859A
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JP
Japan
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battery
negative electrode
current collector
positive electrode
sheet
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JP8064038A
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English (en)
Inventor
Masahiro Kimura
政博 木村
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形,軽量化などを図るだけでなく、汎用性
および信頼性の高い集合電池の構成に適する薄型電池の
提供。 【解決手段】 正極端子6b′および負極端子6c′互いに
離隔して外周端縁部に導出させて成るシート状の薄型電
池6であって、前記薄型電池6は外周端縁に一対の凹設
部6g,6fを有し、この凹設部6g,6f内に両端子6b′,6
c′がそれぞれ導出されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄型電池に係り、さ
らに詳しくは集合型電池ユニットの構成に適するシート
状の薄型電池に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば非水溶媒型電池などは、携帯型
電話機,ビデオカメラなどの電源として、広く実用に供
されている。また、電源用電池においては、前記機器類
の使用態様や使用条件の多様化に伴って、小形,軽量化
などとともに、高電圧,高容量化が求められている。こ
の高電圧,高容量化の一手段として、複数個の薄型電池
を直列接続,並列接続もしくは直列・並列接続に組み合
わせる集合ユニット化が知られている(たとえば特開平
3-230474号公報,特開平3-225765号公報)。
【0003】すなわち、相対する2枚の集電体シートの
間に複数の電池群を有し、かつそれら集電体シートの各
面が正極および負極を共有して成る集合ユニット電池の
複数個を、集電体シートの正極同士,負極同士を接合さ
せて積み重ねて電気的に接続することにより、良好な空
間体積効率やコンパクト性を確保しながら、高電圧,高
容量化した集合電池(電池ユニット)が知られている。
ここで、集電体シートはたとえばステンレス箔,電池群
はリチウムイオンを吸蔵,放出する炭素質材料(たとえ
ばポリアニリン,ポリアセン)や二酸化マンガンなどを
主成分とした正極,ポリプロピレン不織布などからなる
セパレータ,リチウム金属や炭素質およびリチウム合金
系などの負極,リチウム塩などのエチレンカーボネート
溶液…非水電解液で構成されている。なお、正極および
負極は、柔軟性などを付与するために電解質保持性のポ
リマーを適宜含有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記集
合電池の構成では、次のような不都合が認められる。第
1は、相対する2枚の集電体シート間に、複数の電池群
を配置して成る集合ユニット電池を構成単位としてい
る。ここで、集電体シート間に、それぞれ均質・均等な
品質,性能を有する複数の電池群を形成,配置すること
は困難であるため、結果的に、積み重ねる複数個の集合
ユニット電池間の特性・性能にバラツキが生じることに
なる。つまり、集合電池は、特性・性能にバラツキが発
生し易い集合ユニット電池の複数個を組み合わせた構成
を採っているので、集合電池の特性・性能は、前記組み
合わせた集合ユニット電池の特性・性能のバラツキに大
きく左右され、集合電池化の目的を十分果たせない場合
がある。
【0005】第2は、大容量,高電圧型の電池・電源と
しては、平面型や可撓性によって装着・配置するスペー
スの利用効率を図りたい場合もある。しかし、上記積層
型構成の場合は、このような要望に十分対応できず、結
果的に使用態様や用途が大幅に制約される。
【0006】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、小形,軽量化などを図るだけでなく、汎用性およ
び信頼性の高い集合電池の構成に適する薄型電池の提供
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の薄型電
池は、正極端子および負極端子を互いに離隔して外周端
縁部に導出させて成るシート状の薄型電池であって、前
記薄型電池は外周端縁に一対の凹設部を有し、この凹設
部内に両端子がそれぞれ導出されていることを特徴とす
る。
【0008】請求項2の発明の薄型電池は、請求項1記
載の薄型電池において、凹設部内に導出された正極端子
および負極端子の先端が、薄型電池の外周端縁の延長線
より内側にあることを特徴とする。
【0009】上記の発明において、シート状の二次電池
は、図1に主要部構成例を断面的に示したように、たと
えばセパレーターの機能をする厚さ0.06mm程度の電解質
保持性のポリマ−電解質系(たとえばヘキサフロロプロ
ピレン−フッ化ビニリデン共重合体などのポリマと、リ
チウム塩などのエチレンカーボネート溶液…非水電解液
…との系)1、金属酸化物などの活物質,非水電解液お
よび電解質保持性ポリマを含む正極層を集電体に積層し
て成る厚さ 0.2mm程度の正極2、リチウムイオンを吸
蔵,放出する活物質,非水電解液および電解質保持性ポ
リマを含む負極層を集電体に積層して成る厚さ0.21mm程
度の負極3、および前記ポリマ−電解質系1を介して重
ね合わせた正極2,負極3の外表面(裏面)側を被覆保
護する厚さ0.1mm程度のポリエステル系樹脂(もしくは
ポリエチレン系樹脂)製シール用シート4,5で構成さ
れている。
【0010】ここで、正極2の活物質としては、たとえ
ばリチウムマンガン複合酸化物,二酸化マンガン,リチ
ウム含有コバルト酸化物,リチウム含有ニッケルコバル
ト酸化物,リチウムを含む非晶質五酸化バナジウム,カ
ルコゲン化合物などが挙げられる。また、負極活物質と
しては、たとえばビスフェノール樹脂,ポリアクリロニ
トリル,セルローズなどの焼成物、コークスやピッチの
焼成物が挙げられ、これらは天然もしくは人口グラファ
イト,カーボンブラック,アセチレンブラック,ケッチ
ェンブラック,ニッケル粉末,ニッケル粉末などを含有
した形態を採ってもよい。
【0011】さらに、ポリマ−電解質系1は、たとえば
エチレンカーボネート,プロピレンカーボネート,ブチ
レンカーボネート,ジメチルカーボネート,ジエチルカ
ーボネート,メチルエチルカーボネートなどの非水溶媒
に、過塩素酸リチウム,六フッ化リン酸リチウム,ホウ
四フッ化リチウム,六フッ化ヒ素リチウム,トリフルオ
ロメタンスルホン酸リチウムなどを 0.2〜 2mol/ l程度
に溶解させたものが挙げられる。
【0012】また、集電体としては、たとえばアルミニ
ウム箔,アルミニウムメッシュ,アルミニウム製エキス
バンドメタル,アルミニウム製パンチメタルなどが挙げ
られ、また、負極3の集電体としては、銅箔,銅メッシ
ュ,銅製エキスバンドメタル,銅製パンチメタルなどが
挙げられる。
【0013】本発明では、シート状の電池(単位電池)
の正極端子および負極端子が、薄型電池の外周端縁凹部
内に導出(延出)し構成を採っている。すなわち、電池
要素部の平面的な領域を確保し、高電圧,高容量化を図
る一方、電極端子の外周端縁凹部内への導出によって外
形の小形化ないしコンパクト化により、スペース効率が
大幅に向上する形態を採っている。さらに詳述すると、
電極端子を導出(延出)した凹部の両側領域にも電池要
素部の形成が可能なため、電極端子を含む全長が同じと
きには、外周端縁部から電極端子を突起させた場合と比
較して、前記電極端子を導出(延出)した凹部両側領域
に形成される電池要素部分だけ高電圧,高容量化などが
図られることになる。
【0014】また、正,負両極側を揃えて積層・接続し
て並列接続、もしくは交互に積層・接続して直列接続の
すぐれた特性・性能を有する集合電池を容易に構成でき
る。さらに、従来の電極端子突起型の薄型電池との組み
合わせも可能で、外周端縁凹部に導出した電極端子と外
周端縁部に突起状(凸設的)に導出した電極端子との接
続で、よりスペース効率の高い平面型集合電池を構成す
ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図2,図3,図4,図5およ
び図6を参照して実施例を説明する。
【0016】図2は、この実施例に係る薄型電池の概略
構成を示す平面図、図3は図2の A-A線に沿った断面図
である。図2および図3において、6は厚さ 0.6mm程度
のシート状電池であり、6aはセパレーターの機能をする
厚さ0.06mm程度の電解質保持性のポリマ−電解質系(た
とえばヘキサフロロプロピレン−フッ化ビニリデン共重
合体などのポリマと、リチウム塩などのエチレンカーボ
ネート溶液…非水電解液…との系)、6bは金属酸化物な
どの活物質,非水電解液および電解質保持性ポリマを含
む正極層を集電体に積層して成る厚さ 0.2mm程度の正
極、6cはリチウムイオンを吸蔵,放出する活物質,非水
電解液および電解質保持性ポリマを含む負極層を集電体
に積層して成る厚さ0.15mm程度の負極、6d,6eは前記ポ
リマ−電解質系6aを介して重ね合わせた正極6b,負極6c
の外表面(裏面)側を被覆保護する厚さ 0.1mm程度のポ
リエステル樹脂製シール用シートであり、この基本的な
構成は、従来のシート状電池(薄型電池)の場合と同様
である。
【0017】しかしながら、この実施例においては、シ
ート状電池(薄型電池)6の外周端縁部の対向位置が凹
設化され、この凹設部6f,6g内に、正極6bの集電体端子
6b′および負極6cの集電体端子6c′がそれぞれ導出され
ており、この点で特徴付けられる。なお、このシート状
電池6の電池要素部6hで、導出された集電体端子6b′,
6c′の面積はそれぞれ 4× 4mmである。そして、このシ
ート状電池6は、図5に平面的に示すように、集電体端
子6b″,6c″を外周端縁から突起状に配置した構成で、
集電体端子6b″,6c″を含む全長が同じシート状電池
6′(外形が35×70mmK場合)に比べて、13%程度大き
い電池容量を有することになる。
【0018】図4は、上記構成のシート状電池6を積み
重ねて集合電池化した構成例を示す斜視図である。すな
わち、前記シート状電池6の複数個を、それぞれ導出さ
れた正極6bの集電体端子6b′および負極6cの集電体端子
6c′同士を重ね合わせ、集電体端子6b′群,集電体端子
6c′群ごとに電気的および機械的に接合一体化し、集合
電池化したものである。
【0019】この実施例に係る集合電池は、小形,軽量
化が十分達成されており、また、この集合電池を構成す
る各シート状電池6の特性・性能のバラツキもほとんど
ないので、所定の容量で、所定の高電圧を出力する信頼
性の高い集合電池として機能することが確認された。
【0020】図6は,前記実施例のシート状電池6の他
の応用例を示す平面図である。すなわち、図2および図
5に図示した薄型電池を平面的に組み合わせて成る平面
型集合電池の要部構成を示す平面図である。ここで、シ
ート状電池6′の基本的な構成は、前記シート状電池
(薄型電池)6の場合と同様で、シート状電池(薄型電
池)6′の対向する端縁部に、正極6bの集電体端子6b″
および負極6cの集電体端子6c″がそれぞれ突起状(凸設
的)に導出されている。なお、このシート状電池6′の
電池要素部6hで、突起状に導出された集電体端子6b″,
6c″の面積はそれぞれ 4× 4mmである。
【0021】上記構成のシート状電池6およびシート状
電池6′を平面的に接続して集合電池化した場合は、外
周端縁凹設部6f,6g内に導出された集電体端子6b′,6
c′と、外周端縁部に突起状に導出された6b″,6c″と
を順次重ね合わせ、これらを電気的および機械的に接合
一体化することにより、平面的なスペース効率の高い集
合電池を形成できる。
【0022】この応用例に係る集合電池は、可撓性,軽
量化が十分に確保されており、また、所定の容量で、所
定の高電圧を出力するとともに、可撓性を利用して変形
も自在な、信頼性の高い集合電池として機能することが
確認された。
【0023】なお、本発明は上記例示に限定されるもの
でなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形
を採ることができる。すなわち、シート状電池の構成素
材,厚さ・形状、シート状の電池間の接続も直列型,並
列型,直列−並列型のいずれを採ることも可能である。
【0024】
【発明の効果】請求項1および2の発明では、電池要素
部が相対的に大きく確保されるとともに、電極(集電
体)端子は薄型電池の外周端縁凹設部内に、それぞれ導
出されている。そして、このシート状の電池(薄型電
池)の配置や、導出された集電体端子の接続の選択によ
って、並列接続型,直列接続型,並列−直列接続型など
のすぐれた特性・性能を有する小形,軽量で、かつ使い
易い大容量,高電圧型の集合電池の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄型電池の要部構成を示す断面図。
【図2】実施例の薄型電池の概略構成を示す平面図。
【図3】図2の A-A線に沿った断面図。
【図4】図2に図示した薄型電池を積層化して構成した
集合電池例を示す斜視図。
【図5】従来の薄型電池の概略構成を示す平面図。
【図6】薄型電池を応用した他の集合電池例を示す平面
図。
【符号の説明】
1,6a……ポリマ−電解質系 2,6b……正極 3,6c……負極 4,5,6d,6e……シール用シート 6,6′……薄型電池 6b′,6c′,6b″,6c″……集電体端子 6f, 6g ……薄型電池の端縁凹部 6h……電池要素部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極端子および負極端子を互いに離隔し
    て外周端縁部に導出させて成るシート状の薄型電池であ
    って、 前記薄型電池は外周端縁に一対の凹設部を有し、この凹
    設部内に両端子がそれぞれ導出されていることを特徴と
    する薄型電池。
  2. 【請求項2】 凹設部内に導出された正極端子および負
    極端子の先端が、薄型電池の外周端縁の延長線より内側
    にあることを特徴とする請求項1記載の薄型電池。
JP8064038A 1996-03-21 1996-03-21 薄型電池 Abandoned JPH09259859A (ja)

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