JPH11288737A - 薄型電池 - Google Patents

薄型電池

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JPH11288737A
JPH11288737A JP10089980A JP8998098A JPH11288737A JP H11288737 A JPH11288737 A JP H11288737A JP 10089980 A JP10089980 A JP 10089980A JP 8998098 A JP8998098 A JP 8998098A JP H11288737 A JPH11288737 A JP H11288737A
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美和 中川
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外装材による密閉性が良好であって、装置側
電池室の形状やサイズをシンプルかつコンパクトにする
ことができる薄型電池を提供する。 【解決手段】 正極板41と負極板45を有する平板状の素
電池40を外装材50、60で収容してなる薄型電池である。
正極板または負極板と導通する導電性フィルム52、62が
外装材内に積層されており、外装材表面に部分的に露出
する導電性フィルムの露出部55、65を電極として構成す
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、薄型電池に関し、
さらに詳しくは、正極板と負極板とを有する素電池を外
装材で覆ってなるポリマー電解質二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のエレクロトニクス機器の小型化お
よび薄型化に伴い、それらに使用される電池もまた薄型
化する傾向にある。図1および図2に、そのように薄型
化されたポリマー電解質電池(以下、ポリマー電池と呼
ぶ)の一例を示した。図1は、薄型ポリマー電池全体を
示す斜視図であり、図2は、図1中における2-2線断
面図である。
【0003】ポリマー電池10は、素電池20をアルミニウ
ム蒸着フィルムで構成される外装材15および16で被覆し
てなる。図2中下方に拡大して示したように、素電池20
は、隔離材(可塑化したポリマー電解質)23の上面に正極
22および正極集電体21を積層し、同隔離材23の下面に負
極24および負極集電体25を積層してなる。正極22はコバ
ルト酸リチウム等の正極活性物質で、負極25は炭素材等
の負極活性物質で構成されている。また、正極集電体21
はアルミニウム箔で、負極集電体25は銅箔で構成されて
いる。
【0004】図1および図2に示した従来の薄型ポリマ
ー電池10においては、平板状の電池本体の側部から正極
11および負極12が突出しており、これらが装置側電池室
内の電極に当接する構成が採られている。
【0005】しかしながら、電池本体から電極端子を突
出させる構成においては、端子部分の密閉性が劣るのを
防ぐために、シール剤や接着剤を多用せざるを得ないと
いう問題がある。さらには、端子が突出する分だけ電池
自体のサイズが大きくなる、すなわち、当該電池を収容
する装置側の電池室の大型化を招くという問題もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決すべき技術的課題は、外装材による密閉性が良好で
あって、装置側電池室の形状やサイズをシンプルかつコ
ンパクトにすることができる薄型電池を提供することで
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段・作用・効果】本発明は、上
記課題を有効に解決するために創案されたものであっ
て、正極板と負極板とを有する平板状の素電池を外装材
で収容してなる薄型電池であって、正極板または負極板
と導通する導電性フィルムが外装材内に積層されてお
り、外装材表面に部分的に露出する導電性フィルムの露
出部を電極として構成した薄型電池を提供するものであ
る。
【0008】本発明により、以下の特徴を備えた薄型電
池が提供される。すなわち、本発明の薄型電池は、「片
面に正極板を他面に負極板をそれぞれ有する平板状の素
電池」と「素電池の正極板側を被覆する第1外装材」と
「素電池の負極板側を被覆する第2外装材」とを備えて
おり、第1および第2の外装材が電池周縁部でシールさ
れることにより素電池を密封してなる。上記第1および
第2の外装材は、「素電池外面に密着する内側絶縁層」
と「内側絶縁層の外面に積層された導電性フィルム」と
「導電性フィルムの外面の積層された外側絶縁層」との
三層で構成される。そして、導電性フィルムは、内側絶
縁層に設けた開口を通して素電池の正極板または負極板
と導通しており、外側絶縁層に設けた開口から露出する
導電性フィルムの露出部を電極として構成している。
【0009】上記構成を有する本発明の薄型電池におい
ては、平板状の電池本体から外部に向かって突出する電
極が存在しないので、電池自体の形状がシンプルかつコ
ンパクトになる。したがって、この電池が装填される装
置側電池室の形状やサイズもまたシンプルかつコンパク
トになる。また、外装材内部から外部に延在する部分が
ないため、電池全体の密封性が高まる。
【0010】本発明の薄型電池においては、上記の各絶
縁層の少なくとも1層をヒートシール層で構成すること
が好ましい。また、上記導電性フィルムは、内側絶縁層
に設けた開口内に塗布した導電性接着剤を介して素電池
の正極板または負極板と導通させることが好ましい。
【0011】また、本発明の薄型電池においては、上記
第1および第2の外装材の外側絶縁層を粘着ラベルやシ
ュリンクフィルムで構成することも可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付の図面
を参照しつつ以下に詳細に説明する。図3は、本発明の
第1の実施形態に係る薄型ポリマー電池30を示す断面図
であり、図2に対応するものである。また、図4は、図
3の薄型ポリマー電池30の全体を示す斜視図である。
【0013】図1と図4とを比べると分かるように、本
発明のポリマー電池30においては、電池本体から突出す
る電極端子が存在しない。その代わりに、平板状の電池
本体の表面に正極55および負極65が面状に露出してい
る。負極65は、図4の例では電池本体の裏面側に露出し
ている。
【0014】ポリマー電池30は、薄型平板状の素電池40
と、該素電池40の両面を覆う第1および第2の外装材50
および60と、で構成される。素電池40は、図2に示した
従来の素電池20と同様の構成であって、簡単に説明する
と、隔離材43の上面に正極42および正極集電体(正極板)
41を積層し、同隔離材43の下面に負極44および負極集電
体(負極板)45を積層してなる。
【0015】本発明においては、外装材の構造が従来の
ものと異なっており、これによって、電池本体から突出
する電極端子を無くしている。図3から分かるように、
素電池40は、その上面が第1外装材50で、下面が第2外
装材60で被覆されており、その周縁部にシール部70を設
けることによって、素電池40の全体を密封している。な
お、図4の斜視図においては、シール部70の図示は省略
している。説明の便宜上、第1および第2の外装材を互
いに区別しているが、実際には、両者は同一構造であ
る。
【0016】第1外装材50は3層構造を有している。す
なわち、「正極集電体41および素電池40側面に密着する
内側絶縁層53」と「該絶縁層53の上面に積層されたアル
ミニウム、銅、錫等で構成される導電性フィルム52」と
「導電性フィルム52の上に積層される外側絶縁層51」と
である。第2外装材60も同様の構成であって、図4中上
方側から、内側絶縁層61、導電性フィルム62、外側絶縁
層63の順に3層に積層されている。
【0017】内側絶縁層53、61は、素電池40全体を保護
するとともに正極42と負極44とが直接導通することを防
止している。導電性フィルム52、62は、後で説明するが
電極としての機能を果たすものである。外側絶縁層51、
63は、ポリマー電池30の最も外側に位置するものであ
り、後述する開口から露出する電極部55、65以外の部分
で導電性フィルム52、62が外部と導通することを防止す
る。
【0018】各絶縁層は、イソシアネート系、ウレタン
系等の接着剤や、アクリル系、シリコン系等の粘着剤等
の絶縁材料で構成することも可能であるが、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ナイロン、アクリル、エチレン-
酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン等の絶縁性熱融着材料(ヒートシー
ル層)で構成することが製造工程上好ましい。
【0019】内側絶縁層53、61には開口が形成されてお
り、この開口部分に塗布された導電性接着剤(金属粉を
混入させた接着剤)56、66によって、正極集電体41また
は負極集電体45と導電性フィルム52または62とが導通し
ている。また、外側絶縁層51、63にも開口が形成されて
おり、この開口から露出する導電性フィルムの露出部5
5、65がそれぞれ正極および負極として機能する。
【0020】なお、図3および図4に示した例では、電
池本体の裏表において、正極55および負極65が互いに対
向する反対側の端縁近傍に形成されているが、本発明に
おいて電池本体裏表における各電極の形成位置は特に限
定されるものではない。例えば、図5および図6に示し
たように、正極55’および負極65’を電池本体の裏表に
おいて同じ側の端縁近傍に形成してもよい。このように
本発明においては電極の位置を自由に設定でき、その具
体的な位置は、装置側の電池室の設計が容易となるよう
に決定することができる。
【0021】なお、第1外装材50と第2外装材60とは、
電池本体周縁部において絶縁性高分子等のシール剤70に
よって保護されており、電池の密閉性を高めるとともに
導電性フィルム52と62とが直接導通することを防いでい
る。また、内側絶縁層53、61が最外縁にまで延びてい
て、これによっても、導電性フィルム52と62とが直接導
通することが防がれる。
【0022】ポリマー電池30の製造工程の一例を図7
(a)〜(c)に示した。まず、導電性フィルム52、62を構
成するアルミ箔の上面に、熱融着性高分子で構成される
ヒートシール層51(63)をロールコーティング、スクリー
ン印刷、押出しラミネーション、ドライラミネーション
等によって設ける。同様にして、アルミ箔の下面にヒー
トシール層53(61)を設ける。このとき、後に電極を構成
することとなる露出部55(56)を設けるために、上面側の
ヒートシール層51(63)には一定間隔で開口が設けられ
る。また、下面側のヒートシール層53(61)にも一定間隔
で開口が設けられるが、この開口部内には導電性接着剤
56(66)がコーティングされる。こうして第1および第2
の外装材50(60)を形成した後、図7(a)に破線で示した
ように、これを所望長さに裁断する。
【0023】次に、素電池40の両面を各外装材50および
60で覆う。このとき、当然に、第1外装材50は導電性接
着剤56がコーティングされた面を素電池40側に、第2外
装材60は導電性接着剤66がコーティングされた面を素電
池40側に、それぞれ向けて配置する(図7(b))。最後
に、加熱装置71を用いて、ポリマー電池の周縁部および
導電性接着剤がコーティングされた部分を加熱し(図7
(c))、上下の外装材の周縁貼付部をシールする。この
シールは、絶縁性高分子をディスペンサー塗布またはス
プレー塗布等することによって行われる。
【0024】なお、図示の例においては、別個の2つの
外装材を使用して素電池を上下から挟み込む構成を採用
しているが、1枚の外装材をその中央部で折り返したも
のを使用して、素電池を包み込む構成を採ってもよい。
その場合には、外装材中の導電性フィルム層は、中央折
返し部分において電気的に分断され絶縁される。
【0025】図8および図9は、本発明の他の実施形態
に係るポリマー電池80および90を示している。これらの
ポリマー電池が図1〜図7に示したポリマー電池30と異
なる点は、外装材50または60の外側絶縁層51または63に
代えて、ポリプロピレンフィルムまたはポリエステルフ
ィルムにアクリル系やシリコン系等の粘着剤を塗布して
なる粘着ラベル81(図8)、またはシュリンクフィルム91
(図9)を採用していることであって、他の構成について
は同様である。すなわち、ポリマー電池80および90の斜
視図は、図4に示したものと同様であって、電池本体裏
表において正極55a、55bおよび負極65a、65bが面状
に露出している。正極55a、55bおよび負極65a、65b
は、互いに対向する反対側の端縁近傍に形成されている
が、図6の斜視図の場合のように、電池本体の裏表にお
いて同じ側の端縁近傍に形成してもよい。
【0026】なお、図8および図9の例においては、上
下の外装材の周縁貼付部に対して別途シール(図3中の
シール材70)を施す必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の薄型電池を示す斜視図である。
【図2】 図1の2-2線断面図である。
【図3】 本発明の一実施形態に係る薄型ポリマー電池
を示す断面図である。
【図4】 図3の薄型ポリマー電池の斜視図である。
【図5】 図3の薄型ポリマー電池の変形例を示す断面
図である。
【図6】 図5の薄型ポリマー電池の斜視図である。
【図7】 図3の薄型ポリマー電池の製造工程の一例を
示す概略説明図である。
【図8】 本発明の第2の実施形態に係る薄型ポリマー
電池を示す断面図である。
【図9】 本発明の第3の実施形態に係る薄型ポリマー
電池を示す断面図である。
【符号の説明】
10 ポリマー電池 11 正極端子 12 負極端子 15、16 アルミニウムフィルム(外装材) 20 素電池 21 正極集電体(正極板) 22 正極 23 隔離材 24 負極 25 負極集電体(負極板) 30 ポリマー電池 40 素電池 41 正極集電体(正極板) 42 正極 43 隔離材 44 負極 45 負極集電体(負極板) 50 第1外装材 51 外側絶縁層(ヒートシール層) 52 導電性フィルム 53 内側絶縁層(ヒートシール層) 55、55’、55a、55b 正極 56、56’ 導電性接着剤 60 第2外装材 61 内側絶縁層(ヒートシール層) 62 導電性フィルム 63 外側絶縁層(ヒートシール層) 65、65’、65a、65b 負極 66、66’ 導電性接着剤 71 加熱装置 80 ポリマー電池 81 粘着ラベル 90 ポリマー電池 91 シュリンクフィルム

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面に正極板(41)を他面に負極板(45)を
    それぞれ有する平板状の素電池(40)と、素電池(40)の正
    極板側を被覆する第1外装材(50)と、素電池(40)の負極
    板側を被覆する第2外装材(60)と、を備えており、第1
    および第2の外装材が電池周縁部でシールされることに
    より素電池(40)を密封してなる薄型電池であって、 上記第1および第2の外装材(50、60)は、素電池(40)外
    面に密着する内側絶縁層(53、61)と、内側絶縁層の外面
    に積層された導電性フィルム(52、62)と、導電性フィル
    ムの外面の積層された外側絶縁層(51、63)と、を備え、 導電性フィルム(52、62)は、内側絶縁層に設けた開口を
    通して素電池(40)の正極板または負極板と導通してお
    り、外側絶縁層(53、61)に設けた開口から露出する導電
    性フィルムの露出部(55、65)を電極として構成したこと
    を特徴とする、薄型電池。
  2. 【請求項2】 上記各絶縁層(51、53、61、63)の少なく
    とも1層がヒートシール層で構成されていることを特徴
    とする、請求項1記載の薄型電池。
  3. 【請求項3】 上記導電性フィルム(52、62)は、内側絶
    縁層に設けた開口内に塗布した導電性接着剤(56、66)を
    介して素電池(40)の正極板(41)または負極板(45)と導通
    していることを特徴とする、請求項1または2記載の薄
    型電池。
  4. 【請求項4】 上記第1および第2の外装材(50、60)の
    外側絶縁層は、粘着ラベル(81)で構成されていることを
    特徴とする、請求項1、2または3に記載の薄型電池。
  5. 【請求項5】 上記第1および第2の外装材(50、60)の
    外側絶縁層は、シュリンクフィルム(91)で構成されてい
    ることを特徴とする、請求項1、2または3に記載の薄
    型電池。
  6. 【請求項6】 正極板(41)と負極板(45)を有する平板状
    の素電池(40)を外装材(50、60)で収容してなる薄型電池
    であって、 正極板または負極板と導通する導電性フィルムが外装材
    内に積層されており、外装材表面に部分的に露出する導
    電性フィルムの露出部(55、65)を電極として構成したこ
    とを特徴とする、薄型電池。
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