JPH10208711A - 電池及び電池パック - Google Patents

電池及び電池パック

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JPH10208711A
JPH10208711A JP9025809A JP2580997A JPH10208711A JP H10208711 A JPH10208711 A JP H10208711A JP 9025809 A JP9025809 A JP 9025809A JP 2580997 A JP2580997 A JP 2580997A JP H10208711 A JPH10208711 A JP H10208711A
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JP
Japan
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battery
mechanical strength
cell
electrode plate
battery pack
Prior art date
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Pending
Application number
JP9025809A
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English (en)
Inventor
Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
Shigeo Komatsu
茂生 小松
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10208711A publication Critical patent/JPH10208711A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽くしかも安全かつ安価な電池を提供す
る。 【解決手段】 本発明になる電池は、発電要素が収納さ
れる単電池ケースが、20kg/cm2以上の耐圧を有
しており、200℃以上の高温において20kg/cm
2未満の耐圧を有することを特徴とする電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池及び電池パッ
クに属する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、特にリチウム金属やリチウ
ム合金等の活物質、又はリチウムイオンをホスト物質
(ここでホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放
出できる物質をいう。)である炭素に吸蔵させたリチウ
ムインターカレーション化合物を負極材料とし、LiC
lO4、LiPF6等のリチウム塩を溶解した非プロトン
性の有機溶媒を電解液とする非水電解質二次電池であ
る。
【0003】この非水電解質二次電池は、上記の負極材
料をその支持体である負極集電体に保持してなる負極
板、リチウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオ
ンと可逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持
体である正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保
持するとともに負極板と正極板との間に介在して両極の
短絡を防止するセパレータからなっている。
【0004】そして、短冊形状又は円筒形状の電池の場
合、上記正極板、セパレータ及び負極板は、いずれも薄
いシートないし箔状に成形されたものを順に積層、又は
螺旋状に巻いてステンレス、ニッケルメッキを施した
鉄、又はアルミ製等の金属からなる電池容器に収納され
る。
【0005】この非水電解質二次電池を電子機器に用い
る場合、単電池又は複数個の直列接続したものとして所
某の電圧を得るようにする。この単数又は複数個の電池
は、充放電制御回路とともにプラスチックケース筐体に
収納され、内容物を取り出せないよう封口して電池パッ
クとして用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】電池容器は、ステンレ
ス、ニッケルメッキを施した鉄、又はアルミ製であり、
気密性が高く、かつ機械的強度にも優れるが、電池容器
の材料やデザイン化には大きな制約となる。そして、製
造においては、電池蓋との溶接や電池蓋の端子と極板と
の接続、電池組立後の溶接不良試験など多くの工程を必
要とせざるを得ない。また、非水電解質電池は、実仕様
においてはケース耐圧が20kg/cm2以上あること
が望ましく、かつ安全上は20kg/cm2以下の安全
弁を備えていることが必要である。
【0007】これらのことから、従来の電池では、信頼
性の高い気密を得るためと、充分な機械的強度をもたせ
るために緻密な耐圧制御が必要となる。その結果、構造
が複雑になりコストがかさむなどの問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、第一の発明にか
かかる電池パックは、発電要素が収納される単電池ケー
スであって、気密構造を有し、かつ機械的強度の低い単
電池ケースを有する単電池と、前記単電池が1個又は2
個以上収納された電池収納容器であって、かつ機械的強
度の高い、機器接続用の端子が形成された電池収納容器
とを備えたことを特徴とする。
【0009】また、第二の発明にかかる電池パックは、
発電要素が収納される単電池ケースは、20kg/cm
2以上の耐圧を有しており、200℃以上の高温におい
て20kg/cm2未満の耐圧を有することを特徴とす
る電池。
【0010】さらに、第一の発明にかかる第三の発明の
電池パックでは、第二の発明になる電池を備えたことを
特徴とする。
【0011】尚、本発明にかかる”機械的強度の低い、
高い”という意味は、1mの高さからコンクリート等の
硬床へ10回落下させる、落下試験を行い、その結果、
曲がり変形するものを”機械的強度が低い”とし(たと
えばソフトプラスチック製のものや、ラミネートフィル
ム製のものなどフレキシブルな材料があげられる)、変
形しにくいものを”機械的強度が高い”としている(た
とえばアルミ等の金属製のもの、厚紙製のもの、ハード
プラスチック製のもの等があげられる)。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面とと
もに説明する。図1は本発明になる非水電解質二次電池
の説明図である。
【0013】非水電解質二次電池1は、正極板、負極板
及びセパレータからなる電極群が非水系の電解液(図示
省略)とともに単電池ケースに収納されている。
【0014】正極板は、集電体に活物質としてリチウム
コバルト複合酸化物が保持されたものである。集電体
は、厚さ12μmのPET膜の両面に厚さ1μmのアル
ミニウム箔を重ね合わせて接着剤で接着することによっ
て得たものである。正極板は、結着剤であるポリフッ化
ビニリデン6部と導電剤であるアセチレンブラック3部
とを活物質91部とともに混合し、適宜N−メチルピロ
リドンを加えてペースト状に調製した後、その集電体材
料の両面に塗布、乾燥することによって製作した。
【0015】負極板の集電体は、厚さ12μmのPET
膜の両面に銅をスパッタリングした後、厚さ1μmの銅
を電解メッキすることによって得た。
【0016】負極板は、その集電体の両面に、ホスト物
質としてのグラファイト(黒鉛)92部と結着剤として
のポリフッ化ビニリデン8部とを混合しペースト状に調
製したものを塗布、乾燥することによって製作された。
【0017】セパレータは、ポリエチレン微多孔膜であ
る。また、電解液は、LiPF6を1mol/l含むエ
チレンカーボネート:ジエチルカーボネート=4:6
(体積比)の混合液である。
【0018】それぞれの寸法は正極板が厚さ180μ
m、幅29mmで、セパレータが厚さ25μm、幅33
mmで、負極板が厚さ170μm、幅31mmとなって
おり、順に重ね合わせてポリエチレンの長方形状の巻芯
を中心として、その周囲に長円渦状に巻いた後、単電池
ケース6に収納されている。
【0019】気密封口用の単電池ケースは、図2のよう
に最外層に表面保護用の12μmのPETフィルムを有
し、その下にバリア層として9μmのアルミニウム箔を
ウレタン系接着剤で接着している。さらに、その下に熱
融着層として100μmの酸変性LDPE(低密度ポリ
エチレン)層を有するラミネートフィルムからなってい
る。
【0020】また、リード端子は、図2のように50か
ら100μmの銅、アルミ、ニッケルなどの金属導体に
金属との接着層を形成する50μmの酸変性LDPE層
を接着し、その外側に電解液バリア層として70μmの
エバール樹脂(クラレ製のエチレンビニルアルコール共
重合樹脂)層を設けたものである。これらを図のように
重ねて接着すると良好な気密性が得られる。
【0021】この単電池ケースは機械的強度は低いもの
の、シーリングした場合には20kg/cm2以上のき
わめて高い耐圧性能を有する。しかし、主要構成材料が
熱可塑性の樹脂であることから200℃以上になると構
成材料が急激に軟化し、耐圧が20kg/cm2以下に
低下する。
【0022】単電池ケースの温度と耐圧のデータとの関
係は、25℃では耐圧が30kg/cm2を有している
が、80℃では20kg/cm2と温度上昇とともに低
下し、200℃においては3kg/cm2以下となるこ
とが示された。
【0023】すなわち、安全弁が必要となる場合、つま
り電池が異常高温になった場合には、ケースそのものが
適性耐圧に低下して安全性を確保することができる。
【0024】さらに、ケース自体に安全弁の機能を持た
せるには、上記バリア層の厚さが機能発現の重要なファ
クターであることも本発明者らによって明らかにされ
た。
【0025】すなわち、バリア層(ここではアルミニウ
ムの薄膜)の厚さを3μm、9μm、15μm、30μ
mとし、上記同様の単電池ケースを作製して200℃に
おける耐圧試験を行った。その結果、30μmでは耐圧
が12kg/cm2、9、15μm、3μmでは3kg
/cm2以下となった。また、3μmのものでも室温
(25℃)にて、耐圧20kg/cm2以上を有してい
た。よって、バリア層の厚さとして15μm以下3μm
以上とするのが好ましいことがわかった。なお、アルミ
ニウム以外にもアルミニウム合金や銅箔などでも同様の
傾向が得られた。
【0026】上記単電池1を電池収納容器6’に収納し
た本発明になる電池パック1’を図3に示す。
【0027】この単電池ケース6を収納する電池収納容
器6’は、実用上充分な機械的強度を有しておればどの
様なデザイン・構成でも良い。また、安価な電池収納ケ
ースを得るためには、アルミニウム合金などの金属板を
プレスし、折り曲げて作る方法が優れている。金属板を
用いたものは、従来の樹脂製の容器に比較して、より薄
くて優れた機械的強度を有している。
【0028】加えて、電池収納容器6’には外部との電
力および電気信号をやりとりするための端子5を有して
いる。
【0029】本発明は、発電要素をたとえば薄いシート
状から形成されたソフトケースに収納しているので、気
密性に優れかつシーリング工程の煩雑さを解消すること
ができ、もって安価な製造、軽量化が可能となる。しか
も、この単電池、又は複数個の単電池をたとえばハード
プラスチックなどのハードケースに収納することによっ
て単電池には備わっていない機械強度を補うことができ
る。加えて、単電池が気密性に優れるため、従来のよう
にハードケース自体の気密性を問題にすることがない。
それゆえに、ワンタッチ式の組立構造とすることができ
るため、電池パックの製造を極めて容易にすることがで
きる。さらに、電池収納容器には、インサート成形され
た外部機器接続用の端子が形成されているので、なお一
層のこと製造工程の容易化並びに製造コストの削減がで
きる。
【0030】
【発明の効果】第一の発明にかかかる電池パックは、発
電要素が収納される単電池ケースであって、気密構造を
有し、かつ機械的強度の低い単電池ケースを有する単電
池と、前記単電池が1個又は2個以上収納された電池収
納容器であって、かつ機械的強度の高い、機器接続用の
端子が形成された電池収納容器とを備えたことを特徴と
する。
【0031】また、第二の発明にかかる電池パックは、
発電要素が収納される単電池ケースは、20kg/cm
2以上の耐圧を有しており、200℃以上の高温におい
て20kg/cm2未満の耐圧を有することを特徴とす
る電池。
【0032】さらに、第一の発明にかかる第三の発明の
電池パックでは、第二の発明になる電池を備えたことを
特徴とする。
【0033】本発明によれば、電池を軽くしかも安全か
つ安価なものとすることができ、かつ電池パックを安全
かつ安価なものとすることができるので、携帯用電子機
器の部品として有益るので、携帯用電子機器の部品とし
て有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる一実施の形態にかかる電池の説明
図である。
【図2】本発明になる一実施の形態にかかる電池の端部
断面説明図である。
【図3】本発明になる一実施の形態にかかる電池パック
の説明図である。
【符号の説明】
1 有機電解質二次電池 1’電池パック 5 端子 6 単電池ケース 6’電池収納容器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電要素が収納される単電池ケースであ
    って、気密構造を有し、かつ機械的強度の低い単電池ケ
    ースを有する単電池と、 前記単電池が1個又は2個以上収納された電池収納容器
    であって、かつ機械的強度の高い、機器接続用の端子が
    形成された電池収納容器とを備えたことを特徴とする電
    池パック。
  2. 【請求項2】 発電要素が収納される単電池ケースが、
    20kg/cm2以上の耐圧を有しており、200℃以
    上の高温において20kg/cm2未満の耐圧を有する
    ことを特徴とする電池。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の電池を備えたことを特徴
    とする請求項1記載の電池パック。
JP9025809A 1997-01-23 1997-01-23 電池及び電池パック Pending JPH10208711A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1033766A1 (en) * 1998-09-11 2000-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery pack
JP2006012549A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd 電池

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