JPH10144284A - 薄型電池 - Google Patents

薄型電池

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JPH10144284A
JPH10144284A JP8300590A JP30059096A JPH10144284A JP H10144284 A JPH10144284 A JP H10144284A JP 8300590 A JP8300590 A JP 8300590A JP 30059096 A JP30059096 A JP 30059096A JP H10144284 A JPH10144284 A JP H10144284A
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JP
Japan
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battery
sheet
negative electrode
thin battery
positive electrode
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Withdrawn
Application number
JP8300590A
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English (en)
Inventor
Masanori Isshiki
正憲 一色
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形,軽量化などを図るだけでなく、充放電
サイクル特性などが改良されたシート状二次電池の提
供。 【解決手段】 Al集電体から延出された正極端子6aおよ
びCu集電体から延出された負極端子6bを互いに離隔して
端縁部に導出させて成るシート状の二次電池6,6′で
あって、前記二次電池6,6′の最大径部に両端子6a,
6bを導出したことを特徴とする薄型電池である。ここ
で、シート状二次電池が角形の場合は、両端子6a,6bを
対角線上に、また、楕円形の場合は両端子6a,6bを長径
線上に導出する。

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
らに詳しくはサイクル特性などの向上を図ったシート状
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
の小形化や高性能化に伴って、小形,軽量化,高電圧
化,高容量化などが求められている。このような要求に
対応して、たとえば厚さ 1mm程度のシート型二次電池、
あるいはこのシート型二次電池複数個を直列接続,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(特開平3-230474号公報,特開平3-
225765号公報など)。
【0003】すなわち、相対する正極および負極にそれ
ぞれ電気的に接するCu集電体シートと、前記集電体シー
ト間に気密に介挿・配置されたシート状の電池要素部
と、前記正極および負極からそれぞれ離隔して延出(導
出)された正極端子および負極端子とを具備した薄型の
二次電池が知られている。ここで、集電体シートはフレ
ハシビリテイやコストなどの点からCu箔が一般的であ
り、また、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およびリチウム塩などの
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。
【0004】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。また、正極端子および負極端子は、通常、薄型電池
の同一辺に並列的に、もしくは対向する辺の中央部に延
出(導出)されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のシート状二次電池では、次のような不都合な問題に
遭遇することがある。すなわち、電源として動作する過
程(放電)や電源として再使用化する過程(充電)にお
いて、各集電体シートを含む電池要素部が不均一な発熱
分布を採り易く、結果的に、電池要素部が偏在的な熱の
影響を受け、サイクル特性など低下する傾向が認められ
る。
【0006】この点について、本発明者は鋭意検討を進
めた結果、正極端子および負極端子の延出(導出)位置
によって、前記熱的な影響に伴うサイクル特性が左右さ
れることを見出した。すなわち、 (a)正極端子および負
極端子が、たとえば同一辺などに延出されている場合、
対向する辺に延出されている場合など、集電体シートを
含む電池要素部に不均一な発熱分布が発生し易い傾向が
あること、 (b)正極端子および負極端子の延出位置を可
及的に離隔したとき、電池要素部の発熱が均一化してサ
イクル特性が向上すること、 (c)正極側にAl集電体、負
極側にCu集電体をそれぞれ使い分けると充電電圧が 4 V
以上でも溶出など起こらず、電池の信頼性が向上するこ
とを、それぞれ実験的に確認した。
【0007】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、小形,軽量化などを図るだけでなく、充放電サイ
クル特性などが改良されたシート状二次電池の提供を目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、Al集
電体から延出された正極端子およびCu集電体から延出さ
れた負極端子を互いに離隔して端縁部に導出させて成る
シート状の薄型電池であって、前記薄型電池の最大径部
に両端子を導出したことを特徴とする薄型電池である。
請求項2の発明は、請求項1記載の薄型電池におい
て、薄型電池が角形で、両端子を対角線上に導出したこ
とを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、請求項1記載の薄型電
池において、薄型電池が楕円形で、両端子を長径線上に
導出したことを特徴とする。
【0010】上記発明において、シート状の薄型二次電
池は、図1に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Al集電体に積層して成る正極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Cu集電体に積層
して成る負極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
覆保護するポリエチレン樹脂製シール用シート4,5で
構成されている。
【0011】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工グラファ
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。
【0012】さらに、電解質系は、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。また、正極2の集電体として
は、たとえばアルミニウム(Al)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、負極3の集電体として
は、銅(Cu)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。ここで、正極2の
集電体にAl、負極3の集電体にCuをそれぞれ使い分けの
は、 4 V以上の電圧で充電を行った場合でも、それら集
電体が溶出する恐れも解消し、信頼性の向上が図られる
からである。つまり、両集電体がCuであるときには、充
電電圧が 4 V以上らなると集電体の溶出が起こり、充放
電サイクル特性など損なわれ易いのに対して、こうした
問題が容易に回避できる。
【0013】そして、これら正極2および負極3の各集
電体は、外部接続用の正極端子2a,負極端子3aが端縁部
からそれぞれ延出(導出)されており、その延出(導
出)位置は、薄型電池の最大径部の線上であり、たとえ
ば角形の薄型電池が場合は両端子は対角線上に、また、
楕円形の薄型電池が場合は両端子は長径線上にそれぞれ
導出されることになる。
【0014】上記各発明では、シート状二次電池の正極
端子および負極端子を、シート状二次電池(薄型電池)
の最大径部に、その端縁部から延出(導出)した構成と
している。つまり、各端子間を流れる入出力電流が、可
及的に、電池要素部領域全体を流れ易い状態を採るた
め、対応する集電体の集電機能,電池要素部の熱分布も
容易に均一性を保持し、結果的に性能低下などが防止も
しくは抑制されて、すぐれた充放電サイクル特性の保持
・発揮が可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図2および図3を参照して実
施例を説明する。
【0016】図2は、第1の実施例に係る薄型電池の概
略構成を示す平面図である。図2において、6は厚さ
0.5mm程度の平面的に長方形のシート状電池であり、セ
パレーターの機能をする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)、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Al集電体に積層して成る正極、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Cu集電体に積層して成る負
極を具備した構成を成している。
【0017】すなわち、前記ポリマ−電解質系を介し
て、正極および負極を重ね合わせ、かつ正極および負極
た外表面(裏面)側にそれぞれポリエチレン樹脂製シー
ル用シートを配置するするとともに、各集電体端子を延
出(導出)しながら端縁部を溶着封止して、いわゆる電
池要素部を液密ないし気密に封装,被覆保護した構造を
採っておりる。そして、この基本的な構成自体は、従来
のシート状電池(薄型電池)の場合と同様である。
【0018】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の最大径線上(対角線上)
に、集電体端子6a,6bが対向して延出もしくは導出され
ており、前記集電体Al,Cuの使い分けとともに、この点
でも特徴付けられる。
【0019】この実施例に係るシート状二次電池6は、
小形,軽量化が十分達成されているだけでなく、また、
充放電時における不均一な温度分布発生も大幅に解消さ
れて、良好な充放電サイクル特性を呈することも確認さ
れた。
【0020】図3は第2実施例の平面的に楕円型のシー
ト状二次電池の要部構成を示す平面図である。ここで、
楕円型のシート状電池6′の基本的な構成は、前記例示
した長方形のシート状電池(薄型電池)6の場合と同様
である。
【0021】しかしながら、この第2実施例において
は、図3に示すように、シート状電池(薄型電池)6′
の最大径線上(最大長径線上)に、集電体端子6a,6bが
対向して延出もしくは導出されており、集電体Al,Cuの
使い分けとともに、この点でも特徴付けられる。
【0022】この第2実施例に係るシート状二次電池
6′は、小形,軽量化が十分達成されているだけでな
く、また、充放電時における不均一な温度分布発生も大
幅に解消されて、良好な充放電サイクル特性を呈するこ
とも確認された。
【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ないし3の発明では、電池要素
部に対して、全体的に入出力電流が流れ易い二次電池を
構成している。すなわち、正極および負極の両集電体端
子は、電池要素部の最大径線上に導出されており、入出
力電流が電池要素部の一端から他端に亘って全体的に流
れる。換言すると、電池要素部の電池反応は全体的に、
ほぼ一様に進行するので、電池要素部における発熱も均
一となって、局部的な発熱,局部的な熱の影響など回避
もしくは解消し、特性・性能のバラツキなどが低減・制
御され、良好な充放電サイクル特性を維持発揮する。そ
して、充放電サイクル特性の良好化は、この種シート状
二次電池の小形,軽量化、大容量性,高電圧性と相俟っ
て、その実用性向上に大きく寄与するといえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】シート状二次電池の要部構成を示す断面図。
【図2】第1実施例のシート状二次電池の概略構成を示
す平面図。
【図3】第2実施例のシート状二次電池の概略構成を示
す平面図。
【符号の説明】
1……ポリマ−電解質系 2……正極 3……負極 4,5……シール用シート 6,6′……シート状二次電池 6a,6b……集電体端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al集電体から延出された正極端子および
    Cu集電体から延出された負極端子を互いに離隔して端縁
    部に導出させて成るシート状の薄型電池であって、 前記薄型電池の最大径部に両端子を導出したことを特徴
    とする薄型電池。
  2. 【請求項2】 両端子を角形薄型電池の対角線上に導出
    したことを特徴とする請求項1記載の薄型電池。
  3. 【請求項3】 両端子を楕円形薄型電池の長径線上に導
    出したことを特徴とする請求項1記載の薄型電池。
JP8300590A 1996-11-12 1996-11-12 薄型電池 Withdrawn JPH10144284A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109550A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Gs Yuasa Corporation:Kk 電池及び組電池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109550A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Gs Yuasa Corporation:Kk 電池及び組電池

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