JPH10294097A - 薄型電池 - Google Patents

薄型電池

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JPH10294097A
JPH10294097A JP9310606A JP31060697A JPH10294097A JP H10294097 A JPH10294097 A JP H10294097A JP 9310606 A JP9310606 A JP 9310606A JP 31060697 A JP31060697 A JP 31060697A JP H10294097 A JPH10294097 A JP H10294097A
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bag
current collecting
negative electrode
positive electrode
sealing
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JP9310606A
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Hisashi Shioda
久 塩田
Tetsuei Yokoyama
哲英 横山
Shigeru Aihara
茂 相原
Akira Shiragami
昭 白神
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過充電や短絡時の電流遮断や、電池内圧上昇
時の内圧緩和と液漏れ防止などの安全機構を、できるだ
け軽量・小型に、かつ、簡単な方法で実現する。 【解決手段】 集電タブを電極2に接続される第１の集
電タブ31と、外部回路12に接続される第２の集電タブ32
とで構成し、かつ第１、第２の集電タブの電気的接続を
保持する手段34a,b、43と、封入袋の内圧上昇による膨張
変形を利用して前記保持手段を開放する手段32a、33a,b、
34a,bとを備えた。また、シール部にピール強度の弱い
部分を設けたり、シール部における封入袋の膨張変形に
よって大きな引き剥し応力が働く部分に穴を設けたりし
て破裂予定部とした。また、封入袋の膨張変形時に封入
袋の破裂予定部を突き刺す鋭利な突起物45を設けた。さ
らに、集電タブに接続されて通常充放電する外部回路を
遮断する電流遮断装置と、封入袋の膨張変形を利用して
前記遮断装置に電気的に接続される手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】携帯用電子機器などに搭載す
る軽量小型の薄型電池に関し、例えば、水分を含まない
ように密封することが必要なリチウム二次電池におい
て、電池体部分を袋状に簡易封口した場合に有効な安全
機構を有する薄型電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３０は例えば刊行物（「高性能電池の
最新マニュアル」総合技術センター、平成１年発行、１
８５ページ）に示された従来の薄型二次電池の概略構成
図である。図において、１は正極、２は負極、３はセパ
レータ、４は正極集電タブ、５は負極集電タブ、６は封
入袋、７は袋シール部、８は金属接着用コーティング
部、９はシリコーンオイル、１０は補強樹脂板である。
この例では、小型シール鉛畜電池のケースを小型・軽量
化するために、正極１、負極２、セパレータ３、および
電解質から構成される電池体１９を、絶縁性材料からな
る封入袋６の中に密封するために、その周囲の大部分を
袋シール部７で接着する。集電タブ４と５は、内部電極
と外部回路の間を電気入出力を行う通電体で、封入袋６
内部では電極１と２に接合し、金属接着用コーティング
８とすることによって封入袋６と接着している。最後に
図３０上部のシールしていない開口部から封入袋６内部
に電解液を注入して、その開口部をシリコーンオイル９
と補強樹脂板１０で封口する。ただし、この電池には、
過充電や短絡等のトラブル発生時の電流遮断や、封入袋
６の内圧を緩和するなどの安全機構は備えられていな
い。
【０００３】図３１は例えば特開平６−１４００１２号
公報に開示された従来の密閉型缶電池を示す断面図であ
る。図において、１１は正極端子板、１２は負極端子
板、１３は封口板、１４は安全弁、１５はバネ、１６は
ガスケット、１７は電解液、１８は外装缶である。この
例では、正極１、負極２、セパレータ３、電解液１７を
電池体とした円筒型リチウムイオン電池において、正極
端子板１１と封口板１３との間にバネ１５で支持された
ゴム製の弾性弁体の安全弁１４を設けて弁孔を閉塞し、
弁の開き始める圧力を所定の圧力に設定しておく。これ
により、電池の内圧上昇による破裂等の事故を防止する
とともに、電池の開放状態による電池体の劣化を防げ
る。
【０００４】図３２は例えば特開平６−９６８０３号公
報に開示された従来の密閉型缶電池を示す断面図であ
る。図において、２１は正極リード体であり正極１と封
口板１３を電気的接続する。２２は防爆スイッチであ
り、通常はその一部２２ｂで封口板１３と電気的に接触
している。２３は絶縁性仕切シート、２４は絶縁性材料
である。通常運転時には、正極１から正極端子板１１ま
での電気的な接続は、正極リード体２１、封口板１３、
防爆スイッチ２２により確保され、電池として機能する
が、過充電や短絡などが原因で、電池体内部からガスが
発生すると、内圧が上昇して防爆スイッチ２２の中央部
２２ａが変形し、所定の圧力に達すると封口板１３との
電気的な接触点２２ｂは解除される。これにより、過充
電や短絡時の電流遮断を行い、電池の発火や破裂を防
ぐ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、電池体を密
閉した密閉型電池において、過充電や短絡などが原因
で、電解質や活物質からガスが発生すると、密閉部内圧
が上昇して、発火や破裂などのトラブルが起こりうるの
で、図３１のような内圧を緩和する安全弁や、図３２の
ような電流遮断装置が必要である。図３１や図３２の従
来例のように、外装容器が金属やＡＢＳなどの変形しに
くい材料で作製された密閉型缶電池については、多様な
安全装置が提案されてきた。
【０００６】近年、携帯用電子機器の普及に伴って、さ
らなる軽量化・小型化・薄型化が要求され、外装缶や電
極端子を簡略化するため、図３０に示すような絶縁性被
覆材料６で、電池体１９を袋状に簡易封口した密閉型電
池が開発された。しかし、この簡易封口の特徴を活かし
た、かつ、小型・軽量な安全機構については、ほとんど
検討された例がない。
【０００７】現在、盛んに開発されているリチウム二次
電池は、正極の活物質材料として、リチウム金属、また
は、リチウムイオンを用いたもので、従来より軽量で高
電圧が得られる特徴がある。しかし、空気中の水分の侵
入に弱いので、電池体部を完全に密閉することが必要で
ある。また、リチウム電池のエネルギー密度は高いの
で、短絡等の事故には一層の注意が必要である。
【０００８】この発明は前記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、熱融着ラミネートフィルム
等の柔軟な絶縁性の被覆材料を用いて袋状に密封した薄
型電池において、このような簡易封入袋の特徴を利用す
ることによって、過充電や短絡時の電流遮断や、電池内
圧上昇時の内圧緩和と液漏れ防止などの安全機構を、で
きるだけ軽量・小型に、かつ、簡単な方法で実現するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る薄型電
池は、正極及び負極をイオン伝導層を介して積層した平
板状の電池体、前記電池体をシール部で密封する封入
袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれに接合し前記封
入袋の一部を貫通して外部回路と電気入出力する正極用
及び負極用集電タブを備えた薄型電池において、前記正
極用または負極用集電タブを電極に接続される第１の集
電タブと、外部回路に接続される第２の集電タブとで構
成し、かつ前記第１、第２の集電タブの電気的接続を保
持する手段と、前記封入袋の内圧上昇による膨張変形を
利用して前記保持手段を開放する手段とを有してなる安
全装置を備えたものである。
【００１０】第２の発明に係る薄型電池は、開放手段
は、封入袋の内部と外部の圧力差が第１の規定値を越え
た時に保持手段を開放するものである。
【００１１】第３の発明に係る薄型電池は、第１または
第２の集電タブが封入袋の膨張変形に連動して保持手段
を開放するように構成したものである。
【００１２】第４の発明に係る薄型電池は、保持手段は
バネ力、磁力、摩擦力、粘着力または静電気力を利用し
たものである。
【００１３】第５の発明に係る薄型電池は、正極及び負
極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前
記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正極
及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通し
て外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タブ
を備えた薄型電池において、前記正極用または負極用集
電タブを電極に接続される第１の集電タブと、外部回路
に接続される第２の集電タブとで構成すると共に、前記
第１または第２の集電タブを温度上昇により変形する材
料で構成し、かつ前記第１、第２の集電タブの電気的接
続を保持する手段を有し、過大電流通電時の温度上昇に
より前記保持手段を開放するように構成してなる安全装
置を備えたものである。
【００１４】第６の発明に係る薄型電池は、開放手段に
よって保持手段が開放された後に再び第１と第２の集電
タブが電気的に接続されるのを防止する再接続防止手段
を備えたものである。
【００１５】第７の発明に係る薄型電池は、再接続防止
手段が保持手段の一部を兼ねたものである。
【００１６】第８の発明に係る薄型電池は、正極及び負
極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前
記電池体をシール部で密封する熱融着性封入袋、並びに
前記正極及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部
を貫通して外部回路と電気入出力する正極用及び負極用
集電タブを備えた薄型電池において、前記シール部にピ
ール強度の弱い部分を設けて破裂予定部としたものであ
る。
【００１７】第９の発明に係る薄型電池は、前記ピール
強度の弱い部分を封入袋の膨張変形によって大きな引き
剥し応力が働く部分に設けて破裂予定部としたものであ
る。
【００１８】第１０の発明に係る薄型電池は、前記ピー
ル強度の弱い部分の近傍のシール部に穴を設けて破裂予
定部としたものである。
【００１９】第１１の発明に係る薄型電池は、正極及び
負極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、
前記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正
極及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通
して外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タ
ブを備えた薄型電池において、前記シール部における前
記封入袋の膨張変形によって大きな引き剥し応力が働く
部分に穴を設けて破裂予定部としたものである。
【００２０】第１２の発明に係る薄型電池は、正極及び
負極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、
前記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正
極及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通
して外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タ
ブを備えた薄型電池において、前記封入袋の膨張変形時
に封入袋の破裂予定部を突き刺す鋭利な突起物を設けた
ものである。
【００２１】第１３の発明に係る薄型電池は、破裂予定
部を吸液性物質で覆ったものである。
【００２２】第１４の発明に係る薄型電池は、破裂予定
部を排気流路と排気出口を有する排気機構で覆ったもの
である。
【００２３】第１５の発明に係る薄型電池は、正極及び
負極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、
前記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正
極及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通
して外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タ
ブを備えた薄型電池において、前記集電タブに接続され
て通常充放電する外部回路、該外部回路を遮断する電流
遮断装置、及び前記封入袋の内圧上昇による膨張変形を
利用して前記遮断装置に電気的に接続される手段を備え
たものである。
【００２４】第１６の発明に係る薄型電池は、前記第１
ないし７の発明の何れかに記載の安全装置または第１５
の発明に記載の遮断装置に電気的に接続される手段を平
板状電池体の天面またはシール部近傍で電池体の側縁部
に配置したものである。
【００２５】第１７の発明に係る薄型電池は、平板状の
電池体は、正極及び負極をイオン伝導層を介して積層し
た電極積層体の複数層を備えるものであることを特徴と
するものである。
【００２６】第１８の発明に係る薄型電池は、電極積層
体の複数層が、正極と負極を切り離された複数のイオン
伝導層間に交互に配置することにより形成されたもので
ある。
【００２７】第１９の発明に係る薄型電池は、電極積層
体の複数層が、正極と負極を巻き上げられたイオン伝導
層間に交互に配置することにより形成されたものであ
る。
【００２８】第２０の発明に係る薄型電池は、電極積層
体の複数層が、正極と負極を折り畳んだイオン伝導層間
に交互に配置することにより形成されたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．本発明の実施の形態１による薄型電池を
図について説明する。図１は本発明の実施の形態１によ
る安全装置を備えた薄型二次電池を上から見た全体構成
図である。図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ａ）
は通常充放電時の様態、（ｂ）は封入袋の内圧が上昇し
て集電タブの電流遮断機能が働いている様態をそれぞれ
示す。図において、１は正極、２は負極である。３はセ
パレータ、４１は電解質層であり、セパレータ３と電解
質層４１とでイオン伝導層を構成している。４は正極集
電タブ、５は負極集電タブ、６は封入袋、７は袋シール
部、８は金属接着用コーティング部である。正極１、負
極２、セパレータ３、および電解質層４１から構成され
る電池体１９を、絶縁性材料からなる封入袋６の中に密
封するために、その周囲の大部分を袋シール部７で接着
する。集電タブ４と５は、内部電極と外部回路の間を電
気入出力を行う通電体で、封入袋６内部では電極１と２
に接合し、金属接着用コーティング８することによって
封入袋６と接着している。６ａは封入袋上面側、６ｂは
封入袋下面側、６ｃは電池体１９と袋シール部７の間の
部分、１２は負極端子板である。３１は内部電極接続部
品、３２は外部回路接続部品、３３はヒンジ部、３３ａ
はヒンジ雌部、３３ｂはヒンジ雄部、３４は継ぎ手部、
３４ａは継ぎ手雌部、３４ｂは継ぎ手雄部、７ａはピー
ル強度（剥離接着強さ；ＪＩＳのＫ６８５４で定義）の
弱いシール部、３５は溝、３６は金属丸棒、３７は破裂
予定穴、３８は吸液性物質、３９は排気機構、４０ａは
排気誘導流路、４０ｂ排気出口、４１は電解質層、４２
は電気絶縁コーティング部、４３ははずれ防止弁、４４
は電気的接触面、４５は針である。
【００３０】安全機構を除く薄型二次電池の基本構成
は、図３０の従来例とほぼ同様であるから省略して、図
１と図２で示される電流遮断機能付き集電タブについて
説明する。なお、ピール強度の弱いシール部７ａに設け
られた破裂予定穴３７、吸液性物質３８、排気機構３９
については後の実施の形態で詳細に説明する。電池体１
９の下面側の負極２に接合された電流遮断機能付き集電
タブ５は、負極に接続される第１の集電タブすなわち外
部回路接続部品３２と外部回路に接続される第２の集電
タブすなわち内部電極接続部品３１から構成され、この
二つの接続部品３１、３２はヒンジ３３と継ぎ手３４で
繋ぎ止められて電気的接触面４４を保持している。内部
電極接続部品３１は金属丸棒３６からなる継ぎ手雄部３
４ｂとヒンジ雄部３３ｂを備えている。また、外部回路
接続部品３２は主に長方形形状の金属平板から構成さ
れ、一方の辺側には円筒形状のヒンジ雌部３３ａを備
え、内部電極接続部品３１と絶縁状態を保ちながらヒン
ジ接続している。外部回路接続部品３２の中央付近には
溝形状３５の継ぎ手雌部３４ａを備え、通常充放電時に
は丸棒３６が挿入されて内部電極接続部品３１と電気的
接触面４４を保っており、さらに、はずれ防止弁４３に
よって丸棒３６が溝３５から抜けることを防いでいる。
外部回路接続部品３２の他方の辺側は、膨張変形によっ
て封入袋の６ｅ位置から力を受ける部分３２ａに相当
し、電池体１９の封入袋上面側６ａの外表面上で、か
つ、電池体１９と袋シール部７の間の封入袋部分６ｃに
固定されている。この封入袋部分６ｃは、薄型二次電池
がほぼ同じ厚みの直方体容器に収納された場合にも、膨
張変形が可能な部分である。
【００３１】封入袋６の内圧が上昇すると６ｃ部分が膨
張変形し、６ｅ位置には外部回路接続部品の先端部３２
ａを上方へ押し上げる力が働く。封入袋６の内圧が上昇
して封入袋６の内部と外部の圧力差が第１の規定値を越
えるとき、溝３５を押し上げる力が、丸棒３６が溝３５
からはずれることを防ぐ弁４３の限界を越え、図２
（ｂ）のように丸棒３６が溝３５からはずれて、電気的
接触面４４が分離された状態となる。この状態では二つ
の接続部品３１、３２間の電気的絶縁状態を保つため、
外部回路接続部品３２には溝３５の内側と負極端子板１
２以外の表面に、電気絶縁コーティング４２の働きをす
る例えばガラス繊維入りフッ素樹脂粘着テープ（具体的
には例えば登録商標「チューコーフロー粘着テープＡＧ
Ｆ１００」中興化成工業（株））を貼ってある。また、
溝３５の角にもこれを貼って、開放面の幅を丸棒３６よ
り狭めているので、はずれ防止弁４３の働きをする。一
旦丸棒３２が溝３５からはずれたならば、故意に再接続
しない限り非通電状態を保つことが可能である。さら
に、電流遮断機能が働いた後も内圧が上昇し封入袋６が
膨張し続けて、内圧と外圧の差が第２の規定値を越える
と袋シール部７の内側端部が剥がれて膨張変形し、内部
電極接続部品３１の先端に取り付けた針４５が、封入袋
６の特定位置すなわち破裂予定位置に突き刺さり、封入
袋６を破いて排気し減圧させる。なお、針４５の代わり
に刃物等の鋭利な突起物を用いてもよい。なお、第２の
規定値は、袋のシール部が剥がれ出すピール強度と、内
圧と外圧の差によって封入袋にかかる引き剥し応力の関
係から適宜調整できる。また、丸棒３６が溝３５からは
ずれて電気的接触面４４が分離される第１の規定値は、
溝３５の材質や溝３５と丸棒３６との寸法関係等によっ
て適宜調整できる。
【００３２】次に、図３を用いて継ぎ手３４の雌部３４
ａを形成する溝３５の形状について説明する。図におい
て、３５ａは溝の底部、３５ｂは側壁、３５ｃは解放面
である。図３（ａ）は図２（ａ）（ｂ）で示したのと同
じものであり、これ以外にも、図３の（ｂ）〜（ｅ）の
形状もありうる。底部３５ａが平たいもの（ａとｄ）、
丸いもの（ｂとｅ)、三角のもの（ｃとｆ）が考えら
れ、側壁３５ｂは、平行間隔のもの（ａ、ｂ、ｃ）、底
部３５ａから開放面３５ｃに向かって広がっているもの
（ｄ、ｅ、ｆ）が考えらる。いずれの場合も、図３ａの
場合と同様の結果が得られる。側壁３５ｂが平行な場合
（ａ、ｂ、ｃ）には、例えば（ｂ）に示すように側壁３
５ｂ間隔は例えば上記丸棒３６の外径の約90％にして、
丸棒３６を電気的な接触を保つように挟み込むとよい。
また、開放面３５ｃの角には例えば厚み100μｍ程度の
ガラス繊維入りフッ素樹脂テープ４３を貼り付けて、開
放面３５ｃの幅を丸棒３６外径の50〜90％の範囲に狭め
ることによって、丸棒３６が溝３５からはずれにくくす
る。このとき側壁３５ｂの高さとしては、丸棒３６外径
程度が適当である。また、側壁３５ｂ間隔は丸棒３６外
径より狭い間隔から広い間隔に広がる場合（ｄ、ｅ、
ｆ）にも、側壁３５ｂが平行な場合とほぼ同様な設計方
法でよいが、開放面３５ｃ幅を広げ過ぎたり、側壁３５
ｂが高過ぎると、電気的な接触状態を保持できないので
注意が必要である。
【００３３】表１は刊行物（「機械設計便覧」丸善、昭
和５４年発行）や刊行物（「ばね」丸善、昭和５７年発
行）などを参考にして、代表的な金属材料の引張り強
さ、ヤング率、降伏点及び電気抵抗についてまとめたも
のである。ヤング率の高い材料は剛性が高くて変形しに
くく、また、弾性限界（この表では代わりに降伏点）の
高い材料は塑性変形しにくいことを表す。この表１に基
づいて、継ぎ手３４材料と電流遮断機能付き集電タブ５
の材料として望ましい金属材料について説明する。継ぎ
手雄部３４ｂを形成する丸棒３５の材料としては、ヤン
グ率が高く、剛性が高くて変形しにくい、ステンレスや
ニッケル合金などが望ましい。また、継ぎ手雌部３４ａ
を形成する溝３６は、丸棒３５を挟むように変形する部
分であるから、その材料としては降伏点が高くて塑性変
形しにくく、ヤング率が低くて弾性変形しやすい、りん
青銅、洋白、ベリリウム銅などのバネ用銅合金の薄板が
望ましい。また、電流遮断機能付き集電タブ５の外部回
路接続部品３２を作製する主要材料としては、電気抵抗
が小さくて、かつ、塑性変形しにくい材料が望ましい。
りん青銅、洋白、ベリリウム銅などのバネ用銅合金、ま
たは、ニッケル及びニッケル合金が望ましい。とくに、
実施の形態１のように継ぎ手の溝部３５を備えた外側回
路接続部品３２を作製するためには、バネ用銅合金から
なる金属平板に溝３５をプレス加工することによって、
外側負荷接続部と溝３５を一体成型する方法が比較的容
易である。一方、内部電極接続部品３１の主要材料につ
いては、電解液（エチレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート、六フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム
の混合液など）と接触する可能性があるので、融けない
ことが必要最低条件となる。刊行物（「電気化学便覧」
丸善、昭和６０年発行）などから確認できるように、銅
やニッケルはリチウム金属より電解液中の電極電位が高
いため、負極２と接合する場合には、外部回路接続部品
３２と同様に、りん青銅、洋白、ベリリウム銅などのバ
ネ用銅合金、または、ニッケル及びニッケル合金などを
使用することが可能であるが、正極１と接合する場合に
は、リチウム電池で発生する約３Ｖの電極電位ではこれ
らの金属材料は電解液に融けるために使用できない。現
在までにこのような正極１と接合可能な金属材料として
は、酸化物皮膜を作るアルミやチタンなどが実験的に確
認されている。
【００３４】
【表１】
【００３５】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２に係わり、電流遮断機能付き集電タブの別の様態を示
す斜視図である。図２では継ぎ手部３４を形成する溝３
５と丸棒３６が、ヒンジ部３３と平行な位置関係である
のに対して、図４では、溝３５と丸棒３６は、ヒンジ部
３３と直交する位置関係にある。その他の基本構成は図
２と同様であるので省略する。
【００３６】実施の形態３．図５は本発明の実施の形態
３に係わり、電流遮断機能付き集電タブの別の様態を示
す。（ａ）は本発明の実施の形態３に係わる電流遮断機
能付き集電タブを上から見た構成図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図であり通常充放電時の様態を示す。
（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり封入袋の内圧が
第１の規定値以上に上昇して集電タブの電流遮断機能が
働いている様態を示す。図において、５１ははずれ止め
ピン、５１ａはピン棒、５１ｂはピン球、５２ははずれ
止め用丸穴である。実施の形態１では、繋ぎ止める手段
として、溝３５と丸棒３６からなる継ぎ手３４とヒンジ
３３を用いたのに対して、本実施の形態３ではピン球５
１ｂと丸穴５２からなる継ぎ手と板バネクリップを用い
た点と、電気的接触面４４を継ぎ手とは別の位置に設け
た点が異なる。図５の外部回路接続部品３２は、バネ性
のある金属平板をコの字形状に折り曲げて作製した板バ
ネクリップに、止め用丸穴５２を空け、負極端子板１２
を取りつけてある。さらに図５（ｂ）に示すように、外
部回路接続部品３２のコの字の口の奥では内部電極接続
部品３１の先端部分を電気絶縁材料４２を介して挟みつ
けている。外部回路接続部品３２のコの字の口の中腹部
には、内部電極接続部品３１との電気的接触面４４を保
持する部分と、はずれ止めピン５１で口が広がるのを防
ぐ部分がある。外部回路接続部品３２のコの字の口の先
端部３２ａでは、電池体１９と袋シール部７の間の封入
袋部分６ｅの外表面上を挟んで固定している。
【００３７】封入袋６の内圧が上昇して６ｅ部分が膨張
変形すると、外部回路接続部品３２のコの字の口の先端
部３２ａが上下方向に押し広げられ、封入袋６の内部と
外部の圧力差が第１の規定値を越えるとき、止めピン５
１がはずれるのを防ぐはずれ防止弁４３の限界を越え
て、止めピン５１がはずれて電気的接触面４４は分離さ
れる。外部回路接続部品３２に空けられた丸穴５２の内
径そのものはピン球５１ｂの外径より大きいが、丸穴５
２の内側にはゴムからなる絶縁性の柔軟な突起物が取り
つけてあり、ピン球５１ｂの外径より狭めており、はず
れ防止弁４３の働きをする。一旦ピン球５１が丸穴５２
を通り抜けたならば、故意に再接続しない限り非通電状
態を保つ。なお、止めピン５１がはずれ防止弁４３から
はずれて電気的接触面４４が分離される第１の規定値
は、板バネクリップの強さやはずれ止めピン５１の形状
やはずれ防止弁４３の形状や材質等によって適宜調整で
きる。
【００３８】実施の形態４．図６は本発明の実施の形態
４に係わり、電流遮断機能付き集電タブの別の様態を示
す断面図である。（ａ）は通常充放電時の様態、（ｂ）
は封入袋の内圧が上昇して集電タブの電流遮断機能が働
いている様態をそれぞれ示す。実施の形態１や実施の形
態３では、継ぎ手３４と電気的接触面４４を封入袋６の
外側に設けたのに対して、本実施の形態４では継ぎ手３
４と電気的接触面４４を封入袋６の内側に設けた点が異
なる。外部回路接続部品３２は袋シール部７では封入袋
６内表面の上面と下面から接着されているが、袋シール
部７より電池体１９に近い部分では封入袋内表面の上面
側のみに接着されており、下面側にはピン球５１ｂが接
着されている。封入袋６の内圧が上昇すると封入袋の６
ｅ部分が上方に膨張し、外部回路接続部品の先端部３２
ａは上方に押し上げられ、電池体１９の下面側に接合さ
れた内部電極接続部品３１と引き離す方向に力が働く。
封入袋６の内部と外部との圧力差が第１の規定値を越え
るとき、継ぎ手３４がはずれて電気的接触面４４が分離
される。内部電極接続部品３１に設けられた丸穴５２は
ピン球５１ｂの外径より大きいが、丸穴５２の内側には
ゴムからなる柔軟な絶縁性の突起物が取りつけてあり、
ピン球５１ｂの外径より狭くして、はずれ防止弁４３の
働きをする。一旦ピン球５１ｂが丸穴５２を通り抜けた
ならば、故意に再接続しない限り非通電状態を保つ。
【００３９】実施の形態５．図７は本発明の実施の形態
５に係わり、電流遮断機能付き集電タブの別の様態を示
す断面図である。（ａ）は通常充放電時の様態、（ｂ）
は封入袋の内圧が上昇して集電タブの電流遮断機能が働
いている様態をそれぞれ示す。本実施の形態は、継ぎ手
３４と電気的接触面４４が封入袋６の内部に設けられて
おり、封入袋６の内圧上昇による膨張変形に連動して内
部電極接続部品３１と外部回路接続部品３２の電気的接
続を遮断するように構成されている点は実施の形態４と
同様であるが、さらに、上記集電タブにバイメタル機能
を付加した点が異なる。図７において、５６は内部電極
接続部品３１の上面側に溶接した内部電極接続部品３１
よりも熱膨張率の高い金属板である。５７は外部回路接
続部品３２の下面側に溶接した外部回路接続部品３２よ
りも熱膨張率の高い金属板である。これらの金属板５６
と５７の先端には、それぞれ、絶縁性の爪部５８と５９
が付いており、はずれ止めの働きをする。内部電極接続
部品３１と外部回路接続部品３２の先端部３１ａと３２
ａはそれぞれこれらの爪部５８と５９に引っかかり繋ぎ
止められ、これらの爪部５８と５９間で電気的接触面４
４を保持する。
【００４０】封入袋６の内圧が上昇して膨張変化すると
６ｅ部分から３２ａ部分には上方向に力が働き、６ｄ部
分から３１ａ部分には下方向に力が働き、封入袋６の内
部と外部との圧力差が第１の規定値を越えるとき爪部５
８と５９部の引っかかりがはずれて、電気的接触面４４
は解除される。また、過電流が流れた場合には、過電流
による発熱のために内部電極接続部品３１と外部回路接
続部品３２に溶接した金属板５６と５７が高膨張を示
し、バイメタル機能が働いて、外部回路接続部品３２の
先端部３２ａが上方向へ、内部電極接続部品３１の先端
部３１ａが下方向に歪曲して爪部５８と５９部の引っか
かりがはずれるのを補助する。
【００４１】なお、上記実施の形態では内部電極接続部
品３１と外部回路接続部品３２にそれぞれこれらより熱
膨張率の高い金属を接合してバイメタル機能により、過
電流通電時に内部電極接続部品３１と外部回路接続部品
３２の電気的接続を遮断するように構成した場合につい
て説明したが、内部電極接続部品３１と外部回路接続部
品３２を温度上昇によって湾曲する形状記憶合金で形成
してもよい。また、上記のような内部電極接続部品３１
と外部回路接続部品３２を温度上昇により変形する材料
で構成し、過電流通電時に内部電極接続部品３１と外部
回路接続部品３２の電気的接続を遮断するような構成
は、封入袋６の内圧上昇による膨張変形を利用して上記
電気的接続を遮断する構成とは必ずしも併用されなくて
もよく、単独で用いられてもよい。
【００４２】実施の形態６．図８は本発明の実施の形態
６に係わり、電流遮断機能付き集電タブの別の様態を示
す断面図である。（ａ）は通常充放電時の様態、（ｂ）
は封入袋の内圧が上昇して集電タブの電流遮断機能が働
いている様態をそれぞれ示す。図において、５４はマグ
ネット入りシートである。実施の形態１では、内部電極
接続部品３１と外部回路接続部品３２を繋ぎ止める手段
の一つとして溝３５と丸棒３６からなる継ぎ手３４を用
いたが、本実施の形態では、鉄製の針４５をマグネット
入りシート５４に奥深くまで突き刺すことによって、こ
れに働く磁力と摩擦力によって針４５を固定し、内部電
極接続部品３１と外部回路接続部品３２を繋ぎ止める手
段とした。このように繋ぎ止めるとき、内部電極接続部
品３１と外部回路接続部品３２の電気的接触面４４を保
持する。封入袋６の内圧が上昇し膨張変形すると、外部
回路接続部品３２の先端部３２ａには上方へ移動させる
力が働き、封入袋６の内部と外部の圧力差が第１の規定
値を越えるとき、この力が針４５とマグネット入りシー
ト５４を固定する磁力と摩擦力を上回り、電気的接触面
４４は分離される。本実施の形態では、針刺し可能なマ
グネット入りシート５４を用いた場合について説明した
が、粘着性のあるシート材料や静電気力で針４５とくっ
つくシート材料でも同様な効果が得られる。
【００４３】実施の形態７．図９は図１のＢ−Ｂ線断面
図であって、本発明の実施の形態７に係わる封入袋内圧
上昇時の排気減圧機構を示す。図において、７ａはピー
ル強度が他の袋シール部より弱い部分であり、かつ、封
入袋６母材の引っ張り強度より弱い部分である。この領
域内の封入袋６上面側に破裂予定穴３７を開けておく。
次に破裂予定穴３７を覆うようにシート形状の吸液性物
質３８をシール部７上面に張り付ける。さらに、吸液性
物質３８を覆うように排気機構３９を取り付ける。排気
機構３９は長方形形状の金属平板をコの字型に折りに曲
げられ吸液性物質３８とシール部７を包み込み、さらに
金属平板周辺部を内側へ折り曲げられ、シール部７部を
包み込むように固定される。また、排気機構３９には排
気流路４０ａと排気出口４０ｂが備えられている。
【００４４】封入袋６の内圧が上昇し封入袋６の内部と
外部の差圧が第２の規定値以上になると、ピール強度の
弱い袋シール部７ａが袋６内部側から外部側に向かって
剥がれ始める。破裂予定穴３７まで達すると、電池体１
９の反応で発生したガスと電解液が穴３７から漏れ出
す。液体は吸液性物質３８で吸着される。ガスは排気機
構３９の排気誘導流路４０ａと排気出口４０ｂによっ
て、この薄型二次電池を内蔵した電子機器内部を汚染し
ないように、適切な排気場所に誘導されてから排気され
る。ここで、第２の規定値は、この袋シール部７ａのピ
ール強度とこの部分７ａにかかる引っ張り応力の関係か
ら適宜調整できる。なお、吸液性物質３８としては、電
解液に溶解して電解液の流動性を低下させるポリマー、
例えばポリアクリルニトリルの単独重合体や共重合体等
が用いられる。
【００４５】上記説明では、封入袋６の最初に破れる位
置すなわち破裂予定部を定める方法として、ピール強度
の弱い袋シール部分７ａを作製し、この領域内の封入袋
上面側に穴３７を開けておく方法を示したが、これらの
穴３７がピール強度の弱い袋シール部分７ａの領域内に
なくても同様な効果を示す例を図１０（ａ）と（ｂ）に
示す。図１０（ａ）の強度的に弱いシール部分７ａの領
域は、台形状、半円状もしくは三角形形状で、封入袋６
内側から外側方向に向かって強度的に弱いシール部分７
ａ領域の幅が狭くなるように作製され、その延長上に破
裂予定穴３７を設けておく。図１０（ｂ）では、（ａ）
の方法をより確実にするために、強度的に弱いシール部
分７ａを集電タブ４周辺部に設けて、ピール強度の弱い
シール部分７ａの延長上に破裂予定穴３７を設ける。
【００４６】さらに、図１０（ｃ）では、破裂予定穴３
７がなくても同様な効果が得られる例を示す。図におい
て、６５は封入袋周辺端部で最初に破れる位置である。
ピール強度の弱いシール部分７ａを三角形状にとるなら
ば、封入袋６の内圧が上昇して内部と外部の圧力差が第
２の規定値以上になると、封入袋６の内部側から三角形
頂点方向に向かって袋シール部７が剥がれ出して、その
延長方向に位置する封入袋周辺端部６５から破れる。さ
らに、この位置６５を覆うように吸液性物質３８と排気
機構３９を取り付けてもよい。
【００４７】以上のような実施の形態７において、封入
袋材料として熱融着性ラミネートフィルムを用いた場合
に、ピール強度が弱いシール部分７ａを作るための具体
的な方法としては、例えば、厚みが10μｍ〜200μｍの
フッ素樹脂粘着テープを７ａの形状に切り抜いて、封入
袋６の外表面もしくは内表面に貼り付けた状態で、熱融
着シールすることによって、熱融着シール時の熱融着部
の温度を他の部分より低くくでき、ピール強度が他より
弱いシール部分が作製できる。
【００４８】ここで、強度的に弱い（すなわち剥がれ易
い）熱融着シール部分について以下に具体的な項目を列
挙する。まず、「熱融着シールした部分のうちで、熱融
着部を引き剥がす許容応力であるピール強度が弱い部
分」としては、 イ）熱融着シール時の加熱温度が、他の熱融着シールを
した部分よりも低くく、かつ、熱融着物質の融点温度よ
り低い部分、 ロ）熱融着シール時の加湿水分量が、他の熱融着シール
をした部分よりも少ない部分、 ハ）封入袋が膨張変形するとき、引張り応力を受ける熱
融着シール部分のうちで、ラミネートフィルムの積層材
料の主強度材料の延伸方向と直交する方向に引張り応力
を受ける部分、 二）金属の集電タブ表面に熱融着処理を施して、上記集
電タブをラミネートフィルムで挟むように熱融着シール
をした部分のうちで、とくに、上記集電タブの周辺部
分、 ホ）細長い形状に熱融着シールを施した部分のうちで、
熱融着シール幅が他よりも狭い部分、もしくは、熱融着
部が斑状に分布してその密度が低い部分、などが挙げら
れる。
【００４９】次に、「封入袋の膨張変形によって熱融着
部に大きな引き剥がす応力が働く部分」としては、 二）金属の集電タブ表面に熱融着処理を施して、上記集
電タブをラミネートフィルムで挟むように熱融着シール
をした部分のうちで、とくに、上記集電タブの周辺部
分、 ヘ）多角形薄型の封入袋周辺シール部分のうちで重心位
置から最短距離の位置及びその辺側、例えば長方形薄型
の封入袋ならば長辺の中点位置及びその長辺側、 ト）細長い形状に熱融着シールをした部分の大部分を折
り曲げて使用するとき、折り曲げて使用しない熱融着シ
ール部分、 チ）封入袋が膨張変形すると、電池体の角部または、電
池体に取りつけた硬い突起部に接触する封入袋部分、な
どが挙げられる。
【００５０】以下、その具体的内容とその根拠について
説明する。まず、熱融着性ラミネートフィルムと熱融着
シール部の強度特性について示す。表２は母材１と母材
２の試験片の引張り試験結果である。母材１は、ナイロ
ン１５μｍ、ポリエチレン３０μｍ、アルミ薄層１２μ
ｍ、熱融着ポリエチレン５０μｍを積層したものであ
り、母材２はアルミ薄層を１５μｍに変更したものであ
る。一般的に延伸した材料（金属や高分子）は、延伸方
向の方が、その直交方向より引張り強度は高い。延伸材
料を積層したラミネートフィルムもこの影響を受けるた
めに、母材１と母材２ではアルミ薄層延伸方向（縦方
向）がその直交方向（横方向）より約５％強い結果が得
られた。
【００５１】
【表２】
【００５２】二枚の熱融着性ラミネートフィルムは、熱
融着ポリエチレン層を向かい合わせにした状態で、ヒー
トシーラで融点(約200℃)近くまで加熱することによっ
て、熱融着ポリエチレン層が融け合って接着される。図
１１と図１２は、２枚の熱融着性ラミネートフィルムを
張り合わせた試験片を引き剥がすときの引っ張り強さ
（ピール強度）について測定した結果であり、図１１は
大気中で熱融着シール（露点１０℃で熱融着）した母材
１を縦方向に引張ったときのヒートシーラの加熱部温度
に対するピール強度依存性である。図１１より、ヒート
シーラ加熱温度が200〜140℃の間では、加熱温度低下に
つれて、熱融着性ポリエチレンの融着が徐々に不完全と
なり、ピール強度が下がる傾向を示す。特に140℃以下
ではピール強度は急激に低下する。また、加熱温度200
℃で熱融着シールした場合でも、シール部のピール強度
は、母材１の引張り強さより弱くて、50〜70％程度であ
る。
【００５３】図１２はヒートシーラ加熱温度200℃で熱
融着した母材２をヒートシール縦方向または横方向に引
張った場合について、熱融着時の雰囲気ガスの露点温度
に対するピール強度依存性である。図１２より露点温度
が高いほど、ピール強度は強い。すなわち、乾燥状態で
熱融着シールすると、シール部に必要な加湿水分量が不
足して、ピール強度が下がることがわかる。また、熱融
着した試験片についても、母材の引張り試験結果と同様
にアルミ薄層延伸方向（縦方向）がその直交方向（横方
向）より強いことを確認した。
【００５４】図１３（ａ）と（ｂ）は集電タブを熱融着
シールした周辺部の平面図と断面図である。図におい
て、６１は熱融着ポリエチレン層、４７は熱融着界面、
６２はアルミ薄層、６３はポリエチレン層、６４はナイ
ロン層、４９は集電タブ４側壁境界の封入袋に働くせん
断力の方向を示す矢印である。金属性の集電タブ４を挟
んで熱融着シールするためには、例えば、ボンダイン
（商品名；住化アトケム（株））やクランベター（商品
名；倉敷紡績（株））など熱融着性高分子材料によって
金属表面コーティングを施すことが必要である。また、
集電タブ４厚みは熱融着ポリエチレン層６１の厚みの２
倍より薄くすることが望ましい。通常ヒートシーラによ
ってプレスしながら熱融着シールするとき、熱融着ポリ
エチレン層６１と金属接着コーティング部８は熱融着界
面４７で融け合って接着するが、集電タブ４接着部の上
面と下面では熱融着ポリエチレン層６１のの厚みは通常
より薄くなる。このために熱融着ポリエチレン層６１に
は、集電タブ４側壁境界では断層が発生する。さらに、
封入袋が膨張変形すると、集電タブ４に接着した部分と
接着してない部分の間には、膨張変形の度合いにずれが
発生してせん断応力４９が働く。このために、袋シール
部分７のうちで集電タブ周辺部分が強度的に弱く、破れ
やすいと予測される。このことは耐圧破裂試験結果から
確認した。
【００５５】ここで、内圧を受ける封入袋６に働く応力
について説明する。まず、一般的な薄肉構造物に内圧が
働く場合について、刊行物（「材料力学（上巻）」海文
堂、昭和５９年発行）を参考にして説明する。肉厚ｔの
微少要素ｄｘｄｙが内圧ｐを受けて、ｙ軸方向に曲率ρ
1、周方向に曲率ρ2に変形するとき、ｙ方向にσx、周
方向に曲率σyの引張り応力を受けるとすると、 σx／ρ2＋σy／ρ1＝ｐ／ｔ …(1) の関係式が成り立つ。この式より、 ρ1》ρ2ならば …(2) σx≒ρ2・ｐ／ｔ （等号はρ1＝∞のとき成り立つ） σy≦ρ2・p/(2t) 等号はρ1=∞で、かつ、ｙ軸断面が円形のとき成り立
ち、このときのσxの値は薄肉円筒の周方向応力に一致
する。また、 ρ1＝ρ2ならば …(3) σx＝σy＝ρ1・ｐ／(2ｔ) このときのσxの値は薄肉球の周方向応力に一致する。
【００５６】図１４は、長方形形状に周囲を封口シール
した封入袋に内圧を加えて、膨張変形した状態を実験結
果に基づいて描写した説明図である。Ｏ点は変形前の長
方形の重心、Ｏ点を通り長手方向にｙ軸、幅方向にｘ
軸、変位方向にｚ軸をとる。７１ａはＯ点を通るｘｙ断
面（ａ断面）、７１ｂはＯb点を通るｘｙ断面（ｂ断
面）、７１ｃはＯ点を通るｙｚ断面（ｃ断面）である。
７２は各膨張断面が袋シール部７と接する点であり、７
２ａはａ断面の接点、７２ｂはｂ断面の接点、７２ｃは
ｃ断面の接点である。７０は膨張断面の曲率（ρ）であ
り、７０ａはａ断面の７２ａでの曲率（ρa）、７０ｂ
はｂ断面の７２ｂ点での曲率(ρb）、７０ｃはｃ断面の
７２ｃ点での曲率(ρc）である。ａ断面はほぼ円形に膨
張変形するが、ｂ断面やｃ断面では扁平な楕円形状に膨
張変形するために、各断面の７２点での曲率のうちでａ
断面の曲率ρaが最大となる。また、７２点ではｘｙ平
面内では変形しにくいことより、(2)式の関係が成り立
つ。よって、袋シール部７を引き剥がす最大応力は７２
ａ点で働くと考えられる。ここで、袋シール部を引き剥
がす応力を２次元的に評価して、７１ａ膨張断面内の応
力（(2)式のσxの値）のみを考慮すると、シール部が剥
がれ始める内圧ｐmaxは、袋シール部のピール強度（ｔ
・σp eal）と、ａ断面の７２ａ点での曲率（ρa）が既
知であれば ｐmax＝ｔ・σpeal／ρa …(4) より求まり、ａ断面の７２ａ点での曲率（ρa）は、袋
材料の応力伸び特性が既知であれば ρ2a＝（２×短辺長さ＋伸び）／（２π） …(5) より求まる。
【００５７】図１５（ａ）〜（ｃ）は、多角形形状に周
辺部をシールした封入袋の重心位置と膨張変形時に袋シ
ール部を引き剥がす応力が最大であると予測される位置
を示す。（ａ）は長方形状、（ｂ）は三角形状、（ｃ）
は五角形状の場合である。図において、７３は多角形の
重心位置、７４は重心７３から最短距離の封入袋シール
位置である。われわれは多くの封入袋の耐圧破裂試験か
ら、その重心７３付近で最大膨張変形し、重心７３から
最短距離の封入袋シール位置７４付近のシール部７から
破れ始める事例を多く確認した。このことは次のように
解釈できる。平たい電池体を封入した袋を、周辺部を固
定した剛体平板とみなして、その重心位置で最大たわみ
変形すると仮定するならば、袋シール接点７２と重心を
結ぶ線分のうちで、７４点と重心を結ぶ線分のひずみが
最大となるので、袋シール部に働く引張り応力のうちで
７４点が最大となる。この解釈は、平たい多角形の電池
体を封入した袋について通常成り立つと予測される。
【００５８】図１６は破裂圧力測定試験を行った封入袋
の平面形状を示す。図１６（ａ）は長方形形状（縦方向
に長い、長辺と短辺の長さ比が２）、図１６（ｂ）は長
方形形状（横方向に長い、長辺と短辺の長さ比が２）、
図１６（ｃ）は正方形形状を示す。図において、６５は
最初に破れるシール周辺部位置、７５はラミネートフィ
ルム主強度材料延伸方向である。図１７は、大きさの異
なる正方形形状、長方形形状（縦方向に長い、長辺と短
辺の長さ比が２）、長方形形状（横方向に長い、長辺と
短辺の長さ比が２）の封入袋を、母材２のラミネートフ
ィルムを大気中でヒートシールして作製し、これらに内
圧をかけて破裂圧力を測定した結果である。また、(4)
式に従って、長方形形状（縦方向に長い）、長方形形状
（横方向に長い）の破裂圧力を予測した結果も示す。長
方形形状（縦方向に長い）の場合、破裂位置６５は必ず
シール部の長辺側のほぼ中点付近であった。この場合は
長辺側と弱い方向のシール側（横方向に引張られるシー
ル部分）が一致する。また、破裂圧力も予測結果とほぼ
一致した。長方形形状（横方向に長い）の場合、破裂位
置は短辺側と長辺側いずれかの中点付近６５であった。
この場合には長辺側と弱い方向のシール側（横方向に引
張られるシール部分）が一致していないので、破れる位
置も一定しない。正方形形状の場合は、弱い方向のシー
ル側に相当する辺の中点付近６５から破裂したが、その
破裂圧力は長方形（縦方向に長い）の約２倍となった。
この結果から、正方形形状では、各辺の中点付近の曲率
は(3)式の関係(ρ1＝ρ2）が成り立つように、円筒形状
よりも、球形状に近い形で膨張変形していると考えられ
る。
【００５９】次に、封入袋の膨張変形に制約がある場合
を考えよう。図１８は薄型二次電池が高さｈの容器に納
められた状態で、長方形形状の封入袋が膨張変形した状
態を示す。図１８において９５は収納容器である。この
場合には、封入袋は周辺部で曲率はｈ／２の半円筒状態
に膨張しており、シール部との接点７２で働く引張り応
力は、(2)式のσx≒の式でρ2＝ｈ／２とおいて、 σx≒ｈ・ｐ／(２ｔ) …(6) から算出される。このときの熱融着部に働く引き剥がす
応力は、図１４で説明した制約条件がない場合に比べて
格段に小さくなり、逆に破裂する圧力は非常に大きくな
るので、減圧排気する安全機構が一層必要となる。以上
のように、(2)〜(6)式を適用可能な封入袋形状の破裂圧
力（第２の規定値）は設計段階で定めることが可能であ
る。
【００６０】図１９は内圧上昇によって封入袋周辺部が
直方体の電池体１９の側面と接触する場合の状態を模式
的に示す。このような状態は、封入袋材料が延びにくい
場合や内圧が小さい場合に起こりうる。図１９（ａ）は
封入膨張断面と袋シール部の接点７２が電池体１９の側
面側に位置し、封入袋母材が電池体１９の角と接触する
場合である。図１９（ｂ）は封入膨張断面と袋シール部
の接点７２が電池体１９の角と接触する場合である。図
１９（ｃ）は封入膨張断面と袋シール部の接点７２が電
池体１９の上面側に位置し、封入袋母材が電池体１９の
角と接触する場合である。図１９（ｄ）は封入膨張断面
と袋シール部の接点７２が電池体１９の突起物と接触す
る場合である。図１９において、１９ｄは電池体１９の
上面と側面の角、６６は封入袋が角１９ｄでなす角度
（θ）である。６７ａは１９ｄ点で封入袋側面側に働く
引張り応力、６７ｂは１９ｄ点で封入袋側面側に働くせ
ん断応力、６７ｃは１９ｄ点で封入袋上面側に働く引張
り応力（σ67c）、６８ａは７２点で封入袋シール部に
働く引張り応力、６８ｂは７２点で封入袋シール部に働
くせん断応力、６９は電池体周辺部の硬い突起物であ
る。(2)式より、σ67c＝ρ・ｐ／ｔ である。７２点の
シール部に働く引張り応力（σ68a）は図１９（ａ）と
図１９（ｂ）ではσ67csinθとなり、σ67cより緩和さ
れる。また、図１９（ｃ）では７２点のシール部にせん
断応力（σ68a＝σ67ccosθ）が働く。このせん断応力
のために、図１９（ｃ）の場合は通常より破れやすくな
ると予測される。さらに、図１９（ｄ）では、封入袋シ
ール部膨張接触部分７２が電池体１９の硬い突起物６９
に接触する場合を示す。このような硬い突起物６９とし
ては、電極の集電板や集電タブなどがこれに相当する。
【００６１】また、図２０は袋シール部を折り曲げた場
合を示し、（ａ）は図１８の袋シール部を折り曲げた場
合で封入袋が膨張変形した状態を示す断面図、（ｂ）は
図１０（ａ）で示したものの封入袋のシール部分を折り
曲げた状態を示す斜視図である。図において、７ｂは袋
シール部を折り曲げた部分である。封入袋の内圧が上昇
して膨張変形しようとすると、折り曲げた袋シール部７
ｂにはこれを剥がす引張り応力以外に、シール部の移動
を妨げる摩擦力が働くので、シール部が剥がれにくくな
る。そこで、図２０（ｂ）のように、破裂予定穴３７の
ない辺側のシール部分を折り曲げることによって、図１
０（ａ）の場合よりも最初に破れる位置を一層確実に特
定できる。
【００６２】実施の形態８．以上、強度的に弱い熱融着
シール部分について説明した。次に、薄型リチウム二次
電池を熱融着性ラミネートフィルムで封口する場合にお
いて、内圧上昇時に最初に破れる位置を特定化するため
に適切な封口手順について説明する。このようにリチウ
ム二次電池を封口する場合には、封入袋内部に数１０ｐ
ｐｍオーダの水分が存在しないよう注意しなければなら
ない。図２１（ａ）〜（ｇ）は、薄型リチウム二次電池
を長方形形状に封口する適切な各種工程の順番を樹形図
的に示すものである。図において、７５は主強度材料延
伸方向、７６は長方形形状の封入袋の長辺のうちで熱融
着シールしない辺側、７７は長方形形状の封入袋の長辺
のうちで熱融着シールする辺側、７８はフッ素樹脂シー
ト、７９は電解液注入用開口部、８０は電解液注入器で
ある。本実施の形態８では図２１（ａ）→（ｂ）→
（ｃ）→（ｄ）→（ｅ1）→（ｆ1）→（ｇ1）の順番で
工程を進める。図２１（ａ）は長方形形状の熱融着性ラ
ミネートフィルム母材を辺７６と主強度材料延伸方向７
５とが平行になるように折り曲げた状態であり、熱融着
シールする長辺側７７の中点付近には破裂予定穴３７が
空けてある。図２１（ｂ）は長辺側７７を除く二辺を熱
通着シールして三方袋を作った状態である。図２１
（ｃ）は三方袋状態の封入袋の中に集電タブ付きの電池
体１９を挿入した状態である。図２１（ｄ）はピール強
度の弱い部分７ａを含んで封入袋外周部を貫通する領域
の封入袋内表面にフッ素樹脂シート７８を貼って、これ
を除く長辺側７７を熱融着シールした状態である。図２
１（ｅ1）はフッ素樹脂シート７８を抜いた開口部７９
から電解液注入器８０を用いて電解液を注入する状態で
ある。図２１（ｆ1）はピール強度の弱い部分７ａに相
当する形状のフッ素樹脂シート７８を封入袋外表面に貼
った状態である。図２１（ｇ1）は長辺側７７を再び熱
融着シールすることによって、ピール強度の弱い部分７
ａの領域内でかつ、大きな引き剥し応力が働く部分に破
裂予定穴３７があるように封口した状態である。本実施
の形態８では、図２１（ｂ）の工程までを低乾燥状態
（例えば大気雰囲気中）で実施し、これ以降の工程であ
る図２１（ｃ）〜（ｇ1）の工程を全て高乾燥状態（例
えば露点-90℃レベル）で実施することによって、電池
体１９を低乾燥状態にさらすことを防ぐ。
【００６３】実施の形態９．本実施の形態９では図２１
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ1）→（ｇ2）の
順番で工程を進める。図２１（ｇ2）は（ｇ1）と同様に
長辺側７７を再び熱融着シールすることによって、ピー
ル強度の弱い部分７ａの領域内でかつ、大きな引き剥し
応力が働く部分に破裂予定穴３７があるように封口した
状態であるが、７ａの領域形状が封入袋外周部まで貫通
する領域である点が異なる。本実施の形態９では、図２
１（ａ）〜（ｄ）までの工程を低乾燥状態（例えば大気
雰囲気中）で実施し、図２１（ｅ1）と（ｇ2）は高乾燥
状態（例えば露点-90℃レベル）で実施することによっ
て、図２１（ｆ1）の工程が不要となるが、図２１
（ｅ1）の工程では、電解液注入前に封入袋を長時間高
乾燥状態に放置して、電池体１９を十分乾燥させること
が必要である。
【００６４】実施の形態１０．本実施の形態１０では図
２１（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｅ2）→（ｆ2）→（ｇ
1）の順番で工程を進める。図２１（ｅ2）は三方袋の未
封口部である長辺側７７から電解液を注入する状態であ
る。図２１（ｆ2）は（ｆ1）と同様にピール強度の弱い
部分７ａに相当する形状のフッ素樹脂シート７８を封入
袋外表面に貼った状態であるが、長辺側７７が全く未封
口状態である点が異なる。本実施の形態１０では、図２
１（ｂ）の工程までを低乾燥状態（例えば大気雰囲気
中）で実施し、これ以降の工程である図２１（ｃ）〜
（ｇ1）の工程を全て高乾燥状態（例えば露点-90℃レベ
ル）で実施することによって、電池体１９を低乾燥状態
にさらすことを防ぐ。
【００６５】実施の形態１１．図２２（ａ）〜（ｇ）
は、薄型リチウム二次電池を長方形形状に封口する適切
な各種工程の順番を樹形図的にまとめたものである。図
２１では電池体１９に取りつけた集電タブ４と５の位置
が、長方形形状の長辺側７７であるのに対して、図２２
では長方形形状の短辺側である点が異なる。図２２
（ｂ）は折り曲げたラミネートフィルムの間に、集電タ
ブ付きの電池体１９を挟むように置いた状態である。図
２２（ｃ）は電池体１９に取りつけた集電タブを短辺側
で挟むように熱融着シールして三方袋を作った状態であ
る。これらの相違点を除いて、図２２（ａ）〜（ｇ）は
それぞれのアルファベット記号に対応する図２１（ａ）
〜（ｇ）と全く同じ工程内容を意味するので、図の説明
は省略する。本実施の形態１１の利点は、破裂予定穴３
７を集電タブ４、５周辺部に選ぶ場合を除いて、集電タ
ブ４と５の取り付け場所は破裂予定穴３７とできるだけ
離れた場所の方が望ましいので、短辺側に取り付けた点
である。実施の形態８に対応した、図２２（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ1）→（ｆ1）→（ｇ1）
の順番で工程を進める場合、および実施の形態１０に対
応した、図２２（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｅ2）→
（ｆ2）→（ｇ1）の順番で工程を進める場合は、図２２
（ａ）の工程を低乾燥状態（例えば大気雰囲気中）で実
施し、これ以降の工程である図２２（ｂ）〜（ｇ1）の
工程を全て高乾燥状態（例えば露点-90℃レベル）で実
施することによって、電池体１９を低乾燥状態にさらす
ことを防ぐ。また、実施の形態９に対応した、図２２
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ1）→（ｇ2）の
順番で工程を進める場合は、図２２（ａ）〜（ｄ）まで
の工程を低乾燥状態（例えば大気雰囲気中）で実施し、
図２２（ｅ1）と（ｇ2）は高乾燥状態（例えば露点-90
℃レベル）で実施することによって、図２２（ｆ1）の
工程が不要となるが、図２２（ｅ1）の工程では、電解
液注入前に封入袋を長時間高乾燥状態に放置して、電池
体１９を十分乾燥させることが必要となる。
【００６６】実施の形態１２．図２３は本発明の実施の
形態１２による薄型二次電池を示す構成図である。封入
袋の内圧上昇時に電流を外部回路で遮断する電気回路の
構成を示す。図２４は電流開閉スイッチの構成を示す断
面図である。図２３において、８１は外部負荷装置、８
１ａは外部負荷装置８１の正極端子、８１ｂは外部負荷
装置８１の負極端子、８２は外部回路を遮断する電流遮
断装置、８２ａは外部負荷回路遮断スイッチ、８２ｂは
電流遮断回路遮断スイッチ、８２ｃは磁気コイル、８３
は電池８７と外部負荷装置８１を接続し通常充放電する
外部負荷回路、８４は電池８７から電流遮断装置８２に
検知用の電流を流す電流遮断回路である。８５は電流開
閉スイッチである。図２４において、８５ａは接点、８
５ｂは電気絶縁ボックス、６ｆは封入袋の膨張変形の力
を集電タブ５の先端部５ａに伝える部分である。
【００６７】次に動作について説明する。電流開閉スイ
ッチ８５は、負極集電タブ５、接点８５ａ、電気絶縁ボ
ックス８５ｂから構成される。通常運転時には、接点８
５ａは集電タブ５とは電気的に接続せず、電流開閉スイ
ッチ８５は開いており、電流遮断回路８４には電流は流
れず、外部負荷回路８３にのみ電流が流れている。封入
袋の内圧が上昇すると、集電タブ５の５ａ部分が押し上
げられ、封入袋の内部と外部の圧力差が第１の規定値を
越えるとき接点８５ａは集電タブ５の５ａ部と電気的に
接続して電流開閉スイッチ８５が閉じて、電流遮断回路
８４側に電流が流れる。このとき、電流遮断装置８２の
磁気コイル８２ｃが作る電磁力に反応して、スイッチ８
２ａと８２ｂが共に開いて、外部負荷回路８３と電流遮
断回路８４の電流が共に遮断される。なお、本実施の形
態では外部回路電流遮断装置８２として電磁力によるも
ので説明したが、サイリスタ等の半導体デバイスを用い
ても同様な効果が得られる。
【００６８】実施の形態１３．図２５は本発明の実施の
形態１３による電流遮断機機能付き集電タブを備えた薄
型二次電池を直方体の収納容器に納めた状態を上から見
た図を示す。図２６は図２５のＤ−Ｄ線断面を示す。図
において、９１は収納容器９５の天井部に開けた開放
窓、９２は負極導線である。実施の形態１〜５では、電
流遮断機機能を兼ね備えた負極集電タブ５を平たい封入
袋のシール部近傍で電池体の側縁部に取り付けた場合に
ついて、その構成を示した。本実施の形態では、電流遮
断機機能を兼ね備えた負極集電タブ５を平板状電池体の
天面すなわち封入袋上面側の中心付近に取り付けた場合
である。内部電極接続部品３１は溝３５を備えた円形金
属平板からなり、負極２の中央付近に接合されている。
外部回路接続部品３２は丸棒３６を備えた円形金属平板
からなり、金属接着コーティング８を施して、封入袋上
面側６ａの中央付近の内表面に接着されている。この接
着部分６ｅが膨張変形時に外部回路接続部品３２に力を
伝える。継ぎ手３４の機能は実施の形態１と全く同じで
あるから説明は省略する。このような薄型二次電池を、
電池体と同程度の厚みの収納容器６７に納めたならば、
封入袋の６ｅ部分が十分膨らまず、電流遮断機能が作動
しないことが考えられる。ここで、封入袋の６ｅ部分に
必要な膨張変形量とはたかだか丸棒３６の外径以上であ
る。そこで、収納容器９５の天井部真ん中に開放窓９１
を設けることによって、電流遮断機能が作動するために
必要な封入袋の膨張変形が可能となる。
【００６９】実施の形態１４．上記各実施の形態では正
極および負極をイオン伝導層を介して積層した電極積層
体を１層備えた平板状の電池体について示したが、平板
状の電池体は、電極積層体の複数層を備えるものであっ
てもよく、このような積層型の電池体とすることによ
り、コンパクトな形状で電極積層体の複数層の数に比例
した電池容量が得られる。以下に図を基に説明する。図
２７において、正極１および負極２をイオン伝導層を介
して積層した電極積層体１９０の複数層を備えている。
９９は接着剤である。なお、本実施の形態ではセパレー
タ３として例えば多孔性のポリプロピレンシート（ヘキ
スト製商品名セルガード＃２４００）のような、電解質
層を兼ねるものを用いてイオン伝導層としている。電解
質については特に限定はしないが、リチウム二次電池の
場合、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートの
混合液に六フッ化リン酸リチウムを溶かしたものなどが
用いられる。これは以降の実施の形態１５〜１７におい
ても同様である。本実施の形態によれば、電極積層体の
複数層が、正極と負極を切り離された複数のイオン伝導
層間に交互に配置することにより形成されている。
【００７０】このような平板状積層構造電池体は例えば
以下のようにして作製されたものである。まず、２枚の
帯状のセパレータ３のそれぞれの片面に接着剤９９を塗
布した。接着剤９９が乾燥する前に帯状の正極１（また
は負極）をセパレータ３の塗布面の間に挟み、密着させ
て貼り合わせた後、乾燥させた。次に、正極１（または
負極）を間に接合したセパレータ３を所定の大きさに打
ち抜き、この打ち抜いたセパレータの一方の面に接着剤
９９を塗布し、所定の大きさに打ち抜いた負極２（また
は正極）を張り合わせ、さらに、所定の大きさに打ち抜
いた別のセパレータの一方の面に接着剤９９を塗布し、
この別のセパレータの塗布面を先に張り合わせた負極２
（または正極）の面に張り合わせた。この工程を繰り返
し、複数層の電極積層体１９０を有する電池体１９を形
成し、この電池体１９を加圧しながら乾燥し、図２７に
示したような平板状積層構造電池体１９を作製した。
【００７１】実施の形態１５．図２８は本発明の実施の
形態１５に係る電池体の構成を示す断面図である。本実
施の形態によれば、電極積層体の複数層が、正極と負極
を巻き上げられたイオン伝導層間に交互に配置すること
により形成されている。
【００７２】このような平板状巻型積層構造電池体は例
えば以下のようにして作製されたものである。まず、２
枚の帯状のセパレータ３のそれぞれの片面に接着剤９９
を塗布した。接着剤９９が乾燥する前に帯状の負極２
（または正極）をセパレータ３の塗布面の間に挟み、密
着させて貼り合わせた後、乾燥させた。次に、負極２
（または正極）を間に接合した帯状のセパレータ３の一
方の面に接着剤９９を塗布し、このセパレータの一端を
一定量折り曲げ、折り目に正極１（または負極）を挟
み、重ね合わせてラミネータに通した。引き続いて、帯
状のセパレータの他方の面に接着剤９９を塗布し、先に
折り目に挟んだ正極１（または負極）と対向する位置に
別の正極１（または負極）を張り合わせ、セパレータを
長円状に巻き上げ、さらに別の正極１（または負極）を
張り合わせつつセパレータを巻き上げる工程を繰り返
し、複数層の電極積層体を有する電池体を形成し、この
電池体を加圧しながら乾燥し、図２８に示したような平
板状巻型積層構造電池体を作製した。
【００７３】実施の形態１６．図２９は本発明の実施の
形態１６に係る電池体の構成を示す断面図である。本実
施の形態によれば、電極積層体の複数層が、正極と負極
を巻き上げられたイオン伝導層間に交互に配置すること
により形成されている。実施の形態１５とは、正極、負
極およびセパレータを同時に巻き上げるようにした点が
異なる。
【００７４】このような平板状巻型積層構造電池体は例
えば以下のようにして作製されたものである。帯状の２
枚のセパレータ３を引き出し、帯状の負極２（または正
極）を、この２枚のセパレータ３間に配置し、帯状の正
極１（または負極）を一方のセパレータ３の外側に一定
量突出させて配置した。次に、各セパレータ３の内側の
面および正極１（または負極）を配置したセパレータの
外側の面に、接着剤９９を塗布し、正極１（または負
極）と２枚のセパレータ３と負極２（または正極）とを
重ね合わせてラミネータに通し、引き続き他方のセパレ
ータ３の外側の面に接着剤９９を塗布し、突出した正極
１（または負極）をこの塗布面に折り曲げて張り合わ
せ、この折り曲げた正極１（または負極）を内側に包み
込むようにラミネートしたセパレータを長円状に巻き上
げ、電極積層体の複数層を有する電池体を形成し、この
電池体を加圧しながら加熱して平板状巻型積層構造電池
体を作製した。なお、上記実施の形態では、正極１と負
極２はどちらもセパレータ３に接着されているが、どち
らか一方のみを接着した構成であってもよく、この場
合、２枚の帯状のセパレータ３の間に帯状の負極２（ま
たは正極）を挟んで接着剤９９で貼り合わせた負極２
（または正極）付きセパレータと帯状の正極１（または
負極）を巻き上げるだけでよいので製造工程が簡単にな
る。
【００７５】実施の形態１７．上記実施の形態１５およ
び１６では電池体が帯状のセパレータを巻き上げた構成
である場合を示したが、帯状のセパレータ間に帯状の正
極（または負極）を接合したものを折り畳みつつ、負極
（または正極）を貼り合わせた構成であってもよい。
【００７６】
【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、正
極及び負極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電
池体、前記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに
前記正極及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部
を貫通して外部回路と電気入出力する正極用及び負極用
集電タブを備えた薄型電池において、前記正極用または
負極用集電タブを電極に接続される第１の集電タブと、
外部回路に接続される第２の集電タブとで構成し、かつ
前記第１、第２の集電タブの電気的接続を保持する手段
と、前記封入袋の内圧上昇による膨張変形を利用して前
記保持手段を開放する手段とを有してなる安全装置を備
えたので、比較的簡単かつ小型な装置で過充電や短絡等
による電池の内圧上昇時に電池から外部回路に流れる電
流を遮断できる。
【００７７】また、第２の発明によれば、開放手段は、
封入袋の内部と外部の圧力差が第１の規定値を越えた時
に保持手段を開放するので、圧力差に応じて電流遮断で
きる。
【００７８】また、第３の発明によれば、第１または第
２の集電タブが封入袋の膨張変形に連動して保持手段を
開放するように構成したので、簡単な構成で開放手段を
実現できる。
【００７９】また、第４の発明によれば、保持手段とし
ては、バネ力、磁力、摩擦力、粘着力または静電気力を
利用すると、比較的弱い力で繋ぎ止めることができ、封
入袋の膨張変形を利用して保持手段の開放が容易であ
り、再利用も可能である。
【００８０】また、第５の発明によれば、正極及び負極
をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前記
電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正極及
び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通して
外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タブを
備えた薄型電池において、前記正極用または負極用集電
タブを電極に接続される第１の集電タブと、外部回路に
接続される第２の集電タブとで構成すると共に、前記第
１または第２の集電タブを温度上昇により変形する材料
で構成し、かつ前記第１、第２の集電タブの電気的接続
を保持する手段を有し、過大電流通電時の温度上昇によ
り前記保持手段を開放するように構成してなる安全装置
を備えたので、簡単な構成で過大電流通電時に電流を遮
断できる。
【００８１】また、第６の発明によれば、開放手段によ
って保持手段が開放された後に再び第１と第２の集電タ
ブが電気的に接続されるのを防止する再接続防止手段を
備えたので、一旦電流が遮断されると故意に接続しない
限り非通電状態が保たれる。
【００８２】また、第７の発明によれば、再接続防止手
段が保持手段の一部を兼ねたので、部品点数が少なくて
すみ、装置がコンパクトとなる。
【００８３】また、第８の発明によれば、正極及び負極
をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前記
電池体をシール部で密封する熱融着性封入袋、並びに前
記正極及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を
貫通して外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集
電タブを備えた薄型電池において、前記シール部にピー
ル強度の弱い部分を設けて破裂予定部としたので、封入
袋の内圧上昇時の破裂位置を特定でき、安全に圧力緩和
できる。
【００８４】また、第９の発明によれば、前記ピール強
度の弱い部分を封入袋の膨張変形によって大きな引き剥
し応力が働く部分に設けて破裂予定部としたので、破裂
位置をより確実に特定できる。
【００８５】また、第１０の発明によれば、前記ピール
強度の弱い部分の近傍のシール部に穴を設けて破裂予定
部としたので、破裂位置をより確実に特定できる。
【００８６】また、第１１の発明によれば、正極及び負
極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前
記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正極
及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通し
て外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タブ
を備えた薄型電池において、前記シール部における前記
封入袋の膨張変形によって大きな引き剥し応力が働く部
分に穴を設けて破裂予定部としたので、内圧上昇時の破
裂位置を特定でき、安全に圧力緩和できる。
【００８７】また、第１２の発明によれば、正極及び負
極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前
記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正極
及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通し
て外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タブ
を備えた薄型電池において、前記封入袋の膨張変形時に
封入袋の破裂予定部を突き刺す鋭利な突起物を設けたの
で、内圧上昇時の破裂位置を特定でき、安全に圧力緩和
できる。
【００８８】また、第１３の発明によれば、破裂予定部
を吸液性物質で覆ったので、液漏れを防止できる。
【００８９】また、第１４の発明によれば、破裂予定部
を排気流路と排気出口を有する排気機構で覆ったので、
排気を所望の場所へ導くことができる。
【００９０】また、第１５の発明によれば、正極及び負
極をイオン伝導層を介して積層した平板状の電池体、前
記電池体をシール部で密封する封入袋、並びに前記正極
及び負極のそれぞれに接合し前記封入袋の一部を貫通し
て外部回路と電気入出力する正極用及び負極用集電タブ
を備えた薄型電池において、前記集電タブに接続されて
通常充放電する外部回路、該外部回路を遮断する電流遮
断装置、及び前記封入袋の内圧上昇による膨張変形を利
用して前記遮断装置に電気的に接続される手段を備えた
ので、比較的簡単な装置で過充電や短絡等による電池の
内圧上昇時に電池から外部回路に流れる電流を遮断でき
る。
【００９１】また、第１６の発明によれば、前記第１な
いし７の発明の何れかに記載の安全装置または第１５の
発明に記載の遮断装置に電気的に接続される手段を平板
状電池体の天面またはシール部近傍で電池体の側縁部に
配置したので、薄型電池を薄型容器内部に収納して運転
する場合にも、前記安全装置または前記接続手段からな
る安全機能が正常に作動する。
【００９２】また、第１７〜２０の発明によれば、平板
状の電池体は、正極及び負極をイオン伝導層を介して積
層した電極積層体の複数層を備えるものであり、上記電
極積層体の複数層が、正極と負極を、切り離された複数
のイオン伝導層間または巻き上げられたセパレータ間ま
たは折り畳んだセパレータ間に交互に配置することによ
り形成されたものであるので、コンパクトな形状で電池
積層体の複数層の数に比例した電池容量が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による安全装置を備え
た薄型二次電池の全体構成を示す平面図である。。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ａ）は通常
充放電時の様態、（ｂ）は封入袋の内圧が上昇して集電
タブの電流遮断機能が働いている様態をそれぞれ示す。
【図３】 本発明の実施の形態１に係わり継ぎ手雌部の
溝形状の様態を示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２に係わる電流遮断機能
付き集電タブの様態を示す斜視図である。
【図５】 本発明の実施の形態３による電流遮断機能付
き集電タブを備えた薄型二次電池の構成を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は通常充放電時の様態を示す（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図、（ｃ）は封入袋の内圧が上昇して集電
タブの電流遮断機能が働いている様態を示す（ａ）のＡ
−Ａ線断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態４による電流遮断機能付
き集電タブを備えた薄型二次電池の構成を示す断面図で
あり、（ａ）は通常充放電時の様態、（ｂ）は封入袋の
内圧が上昇して集電タブの電流遮断機能が働いている様
態をそれぞれ示す。
【図７】 本発明の実施の形態５による電流遮断機能付
き集電タブを備えた薄型二次電池の構成を示す断面図で
あり、（ａ）は通常充放電時の様態、（ｂ）は封入袋の
内圧が上昇して集電タブの電流遮断機能が働いている様
態をそれぞれ示す。
【図８】 本発明の実施の形態６による電流遮断機能付
き集電タブを備えた薄型二次電池の構成を示す断面図で
あり、（ａ）は通常充放電時の様態、（ｂ）は封入袋の
内圧が上昇して集電タブの電流遮断機能が働いている様
態をそれぞれ示す。
【図９】 本発明の実施の形態７による減圧排気機構を
備えた薄型二次電池の構成を示し、図１のＢ−Ｂ線断面
図である。
【図１０】 本発明の実施の形態７に係わりピール強度
の弱い領域の別様態を示す斜視図である。
【図１１】 本発明の実施の形態７に係わりヒートシー
ラ温度に対する熱融着シール部のピール強度依存性に関
する試験結果を表すグラフである。
【図１２】 本発明の実施の形態７に係わり雰囲気ガス
露点温度に対する熱融着シール部のピール強度依存性に
関する試験結果を表すグラフである。
【図１３】 本発明の実施の形態７に係わり集電タブを
熱融着シールした周辺部の様子を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は断面図である。
【図１４】 本発明の実施の形態７に係わり長方形形状
に周辺部をシールした封入袋が内圧上昇によって膨張変
形した状態を説明する説明図である。
【図１５】 本発明の実施の形態７に係わり多角形形状
に周辺部をシールした封入袋の重心位置と重心から最短
距離のシール部接点位置を示す平面図である。
【図１６】 本発明の実施の形態７に係わり破裂圧力測
定試験に用いた封入袋形状とその破裂位置を示す平面図
である。
【図１７】 本発明の実施の形態７に係わり破裂圧力測
定試験結果を表すグラフである。
【図１８】 本発明の実施の形態７に係わり収納容器に
挿入された薄型二次電池において、内圧上昇時の封入袋
周辺部の膨張変形状態を示す断面図である。
【図１９】 本発明の実施の形態７に係わり内圧上昇時
の封入袋周辺部が電池体の側面と接触する場合の膨張変
形状態を説明する構成図である。
【図２０】 本発明の実施の形態７に係わり、（ａ）は
図１８の袋シール部を折り曲げた場合の断面図、（ｂ）
は図１０（ａ）の袋シール部を折り曲げた場合の斜視図
である。
【図２１】 本発明の実施の形態８〜１０に係わり薄型
リチウム電池を長方形形状に封口する工程の手順を示す
樹形図である。
【図２２】 本発明の実施の形態１１に係わり薄型リチ
ウム電池を長方形形状に封口する工程の別の手順を示す
樹形図である。
【図２３】 本発明の実施の形態１２による薄型二次電
池を示す構成図である。
【図２４】 本発明の実施の形態１２に係わる電流開閉
スイッチの構成を示す断面図である。
【図２５】 本発明の実施の形態１３による電流遮断機
能付き集電タブを備えた薄型二次電池を直方体の収納容
器に納めた状態を示す平面図である。
【図２６】 図２５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２７】 本発明の実施の形態１４に係わる電池体の
構成を示す断面図である。
【図２８】 本発明の実施の形態１５に係わる電池体の
構成を示す断面図である。
【図２９】 本発明の実施の形態１６に係わる電池体の
構成を示す断面図である。
【図３０】 従来の薄型二次電池の構成を一部破断して
示す斜視図である。
【図３１】 従来の減圧排気機構を備えた密閉型缶電池
を示す断面図である。
【図３２】 従来の電流遮断機能を備えた密閉型缶電池
を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 正極、 ２ 負極、 ３ セパレータ、 ４ 正極
集電タブ、 ５ 負極集電タブ、 ６ 封入袋、 ７
袋シール部、 ８ 金属接着用コーティング部、 ９
シリコーンオイル、 １１ 正極端子板、 １２ 負極
端子板、 １３封口板、 １４ 安全弁、 １５ バ
ネ、 １６ ガスケット、 １７ 電解液、 １８ 外
装缶、 １９ 電池体、 ２１ 正極リード体、 ２２
防爆スイッチ、 ２３ 絶縁性仕切シート、 ２４
絶縁性材料、 ３１ 内部電極接続部品、 ３２ 外部
回路接続部品、 ３３ ヒンジ部、 ３３ａ ヒンジ雌
部、 ３３ｂ ヒンジ雄部、 ３４ 継ぎ手部、 ３４
ａ 継ぎ手雌部、 ３４ｂ継ぎ手雄部、 ３５ 溝、
３５ａ 底部、 ３５ｂ 側壁、 ３５ｃ 開放面、
３６ 丸棒、 ３７ 穴、 ３８ 吸液性物質、 ３９
排気機構、 ４０ａ 排気誘導流路、 ４０ｂ 排気
出口、 ４１ 電解質層、 ４２ 電気絶縁コーティン
グ部、 ４３ はずれ防止弁、 ４４ 電気的接触面、
４５ 針、 ５１ はずれ止めピン、 ５１ａ ピン
棒、 ５１ｂ ピン球、 ５２ はずれ止め用丸穴、
５４ マグネット入りシート、 ５６、５７ 熱膨張率
の高い金属、 ５８、５９ 絶縁性の爪部、 ６５ 封
入袋周辺端部で最初に破れる位置、 ６９ 電池体周辺
部の硬い突起物、 ７０ 膨張断面の曲率（ρ）、７１
封入袋膨張断面、 ７２ 各膨張断面がシール部と接
する部分、 ７３封入袋の膨張前の重心位置、 ７４
封入袋周辺シール部で重心から最短距離の位置、 ７５
ラミネートフィルム主強度材料延伸方向、 ７９ 電
解液注入用開口部、 ８０ 電解液注入器、 ８１ 外
部負荷装置、 ８１ａ 正極端子、８１ｂ 負極端子、
８２ 電流遮断装置、 ８２ａ 外部負荷回路遮断ス
イッチ、 ８２ｂ 電流遮断回路遮断スイッチ、 ８２
ｃ 磁気コイル、 ８３外部負荷回路、 ８４ 電流遮
断回路、 ８５ 電流開閉スイッチ、 ８５ａ接点、
８５ｂ 電気絶縁ボックス、 ８７ 薄型二次電池、
９１ 開放窓、９２ 負極導線、 ９５ 収納容器、
９９ 接着剤、 １９０ 電極積層体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白神 昭 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極及び負極をイオン伝導層を介して積
    層した平板状の電池体、前記電池体をシール部で密封す
    る封入袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれに接合し
    前記封入袋の一部を貫通して外部回路と電気入出力する
    正極用及び負極用集電タブを備えた薄型電池において、
    前記正極用または負極用集電タブを電極に接続される第
    １の集電タブと、外部回路に接続される第２の集電タブ
    とで構成し、かつ前記第１、第２の集電タブの電気的接
    続を保持する手段と、前記封入袋の内圧上昇による膨張
    変形を利用して前記保持手段を開放する手段とを有して
    なる安全装置を備えたことを特徴とする薄型電池。
  2. 【請求項２】 開放手段は、封入袋の内部と外部の圧力
    差が第１の規定値を越えた時に保持手段を開放するもの
    である請求項１記載の薄型電池。
  3. 【請求項３】 第１または第２の集電タブが封入袋の膨
    張変形に連動して保持手段を開放するように構成した請
    求項１または２記載の薄型電池。
  4. 【請求項４】 保持手段はバネ力、磁力、摩擦力、粘着
    力または静電気力を利用したものである請求項１または
    ２記載の薄型電池。
  5. 【請求項５】 正極及び負極をイオン伝導層を介して積
    層した平板状の電池体、前記電池体をシール部で密封す
    る封入袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれに接合し
    前記封入袋の一部を貫通して外部回路と電気入出力する
    正極用及び負極用集電タブを備えた薄型電池において、
    前記正極用または負極用集電タブを電極に接続される第
    １の集電タブと、外部回路に接続される第２の集電タブ
    とで構成すると共に、前記第１または第２の集電タブを
    温度上昇により変形する材料で構成し、かつ前記第１、
    第２の集電タブの電気的接続を保持する手段を有し、過
    大電流通電時の温度上昇により前記保持手段を開放する
    ように構成してなる安全装置を備えたことを特徴とする
    薄型電池。
  6. 【請求項６】 開放手段によって保持手段が開放された
    後に再び第１と第２の集電タブが電気的に接続されるの
    を防止する再接続防止手段を備えた請求項１または５記
    載の薄型電池。
  7. 【請求項７】 再接続防止手段が保持手段の一部を兼ね
    た請求項６記載の薄型電池。
  8. 【請求項８】 正極及び負極をイオン伝導層を介して積
    層した平板状の電池体、前記電池体をシール部で密封す
    る熱融着性封入袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれ
    に接合し前記封入袋の一部を貫通して外部回路と電気入
    出力する正極用及び負極用集電タブを備えた薄型電池に
    おいて、前記シール部にピール強度の弱い部分を設けて
    破裂予定部としたことを特徴とする薄型電池。
  9. 【請求項９】 前記ピール強度の弱い部分を封入袋の膨
    張変形によって大きな引き剥し応力が働く部分に設けて
    破裂予定部とした請求項８記載の薄型電池。
  10. 【請求項１０】 前記ピール強度の弱い部分の近傍のシ
    ール部に穴を設けて破裂予定部とした請求項８または９
    記載の薄型電池。
  11. 【請求項１１】 正極及び負極をイオン伝導層を介して
    積層した平板状の電池体、前記電池体をシール部で密封
    する封入袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれに接合
    し前記封入袋の一部を貫通して外部回路と電気入出力す
    る正極用及び負極用集電タブを備えた薄型電池におい
    て、前記シール部における前記封入袋の膨張変形によっ
    て大きな引き剥し応力が働く部分に穴を設けて破裂予定
    部としたことを特徴とする薄型電池。
  12. 【請求項１２】 正極及び負極をイオン伝導層を介して
    積層した平板状の電池体、前記電池体をシール部で密封
    する封入袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれに接合
    し前記封入袋の一部を貫通して外部回路と電気入出力す
    る正極用及び負極用集電タブを備えた薄型電池におい
    て、前記封入袋の膨張変形時に封入袋の破裂予定部を突
    き刺す鋭利な突起物を設けたことを特徴とする薄型電
    池。
  13. 【請求項１３】 破裂予定部を吸液性物質で覆ったこと
    を特徴とする請求項８ないし１２の何れかに記載の薄型
    電池。
  14. 【請求項１４】 破裂予定部を排気流路と排気出口を有
    する排気機構で覆ったことを特徴とする請求項８ないし
    １３の何れかに記載の薄型電池。
  15. 【請求項１５】 正極及び負極をイオン伝導層を介して
    積層した平板状の電池体、前記電池体をシール部で密封
    する封入袋、並びに前記正極及び負極のそれぞれに接合
    し前記封入袋の一部を貫通して外部回路と電気入出力す
    る正極用及び負極用集電タブを備えた薄型電池におい
    て、前記集電タブに接続されて通常充放電する外部回
    路、該外部回路を遮断する電流遮断装置、及び前記封入
    袋の内圧上昇による膨張変形を利用して前記遮断装置に
    電気的に接続される手段を備えたことを特徴とする薄型
    電池。
  16. 【請求項１６】 前記請求項１ないし７の何れかに記載
    の安全装置または請求項１５記載の遮断装置に電気的に
    接続される手段を平板状電池体の天面またはシール部近
    傍で電池体の側縁部に配置した請求項１ないし７の何れ
    かまたは１５に記載の薄型電池。
  17. 【請求項１７】 平板状の電池体は、正極及び負極をイ
    オン伝導層を介して積層した電極積層体の複数層を備え
    るものであることを特徴とする請求項１ないし１６の何
    れかに記載の薄型電池。
  18. 【請求項１８】 電極積層体の複数層が、正極と負極を
    切り離された複数のイオン伝導層間に交互に配置するこ
    とにより形成されたことを特徴とする請求項１７記載の
    薄型電池。
  19. 【請求項１９】 電極積層体の複数層が、正極と負極を
    巻き上げられたイオン伝導層間に交互に配置することに
    より形成されたことを特徴とする請求項１７記載の薄型
    電池。
  20. 【請求項２０】 電極積層体の複数層が、正極と負極を
    折り畳んだイオン伝導層間に交互に配置することにより
    形成されたことを特徴とする請求項１７記載の薄型電
    池。
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