JPH11312505A

JPH11312505A - 薄型電池

Info

Publication number: JPH11312505A
Application number: JP10119005A
Authority: JP
Inventors: Mashio Shibuya; 真志生渋谷; Hiroyuki Akashi; 寛之明石
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】外装材の強度や防湿性を損なうことなく、確
実に動作する安全弁機構を提供し、安全性の高い薄型電
池を提供する。【解決手段】樹脂層及び金属箔層を含む防湿性多層フ
ィルムを外装材とし、接着性樹脂により封口されてなる
薄型電池において、上記外装材に、内圧上昇時に開裂す
る安全弁機構を設ける。具体的には、外装材のうち最も
内側に配される樹脂層に、厚さの中途部に至る直線状の
切り込みを入れ、この部分を安全弁機構とする。切り込
みを入れることで、万が一、短絡等によるガス発生等で
圧力上昇を起こしても、この部分が速やかに開裂し、安
全にガスを逃がし電池の破裂を防ぎ、高い安全性が確保
される。しかも、この構造は、電池寿命等の電池性能を
損なうこともない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外装材にラミネー
トフィルムを用いた薄型電池に関するものであり、特に
安全性の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯型電子機器の電源として、産業上電
池が重要な位置を占めてきている。機器の小型軽量化実
現のために、電池は機器内の収納スペースを効率的に使
うことが求められている。これにはエネルギー密度、出
力密度の大きいリチウム電池が最も適格であると考えら
れる。

【０００３】その中でも、柔軟で形態自由度が高い電
池、あるいは薄型大面積のシート型電池、薄型小面積の
カード型電池等が望まれているが、従来用いられている
金属製の缶を外装に用いることでは、これらの電池の実
現は不可能である。

【０００４】これを解決するために、高分子膜や金属薄
膜等から構成される防湿性多層フィルムを外装に用いる
ことが考えられている。特に、熱融着樹脂層と金属箔層
から構成される防湿性多層フィルムは、いわゆるホット
シールによって容易に密閉構造が実現できること、防湿
性多層フィルム自体が強度や気密性に優れ、軽量で薄い
こと、等の理由から、外装材として有望である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のリチ
ウム電池は、高エネルギー密度であるが故に、万が一、
内部ショートや外部からの力による破壊等が起こった場
合に、短時間にエネルギーを放出して電池が高温になる
虞れがある。

【０００６】その場合には、電池内部の電解質に含まれ
る溶媒の蒸気圧の上昇が起こり、電池の内圧が溶媒由来
のガスにより高圧になる。

【０００７】現状で市販されているリチウム電池の場
合、内庄の上昇によって開く安全弁が電池缶に組み込ま
れているが、外装に多層フィルムを用いる場合は、安全
弁の組み込みは困難である。

【０００８】そのため、このような薄型電池の安全機構
については、これまで顧みられずにきていたのが実情で
ある。

【０００９】リチウム電池は水分の混入を嫌うため、高
い密閉性が要求される。小型軽量の高性能な薄型リチウ
ム電池の開発には、高い気密性を保持しつつ電池の安金
性を確保し、なおかつ製造コストを低減する必要があ
り、既存の安全弁とは異なる多層フィルム外装用の新規
な安全弁の開発が重要課題である。

【００１０】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであって、防湿性多層フィルムの強度や
防湿性を損なうことなく、確実に動作する安全弁機構を
提供することを目的とし、これにより内圧の上昇を速や
かに解消し得る安全性の高い薄型電池を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、樹脂層及び金属箔層を含む防湿性多層
フィルムを外装材とし、接着性樹脂により封口されてな
る薄型電池において、上記外装材には、内圧上昇時に開
裂する安全弁機構が設けられていることを特徴とするも
のである。

【００１２】具体的には、外装材のうち最も内側に配さ
れる樹脂層に、厚さの中途部に至る直線状の切り込みを
入れる等、厚さが薄い部分を設け、この部分を安全弁機
構とする。

【００１３】切り込みを入れる等、外装材である防湿性
多層フィルムに開裂しやすい部分を設けることで、万が
一、短絡等によるガス発生等で圧力上昇を起こしても、
この部分が速やかに開裂し、安全にガスを逃がし電池の
破裂を防ぎ、高い安全性が確保される。しかも、この構
造は、電池寿命等の電池性能を損なうこともない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１５】先ず、図１に外装材として用いる防湿性多
層フィルムの構成例を示す。この防湿性多層フィルム１
は、一方の側（電池にしたときに内側となる側）から他
方の側（電池にしたときに外側となる側）に向かい、熱
融着樹脂層１ａ、金属箔層１ｂ、高分子膜層１ｃの順で
構成されている。

【００１６】ただし、防湿性多層フィルム１の構造は、
必ずしもこれに限定されない。最低限、金属箔層１ｂは
高分子膜（熱融着樹脂層を含む。）に挟まれている必要
があるが、さらに複数の高分子膜層や金属箔層を積層し
てもかまわない。また、熱融着樹脂層１ａを耐熱性樹脂
に置き換え、封口部を熱融着ではなく接着性樹脂で封止
することも可能である。

【００１７】図２及び図３に電池の構造を示す。この電
池は、固体電解質を用いた薄型電池の例であり、外装材
として上記の防湿性多層フィルム１を用いている。

【００１８】上記防湿性多層フィルム１は、ここでは２
枚用い、熱融着樹脂層１ａが内側になるように、熱融着
樹脂層１ａ間に後述の発電要素を配し、これらを包み込
むように周縁部が熱融着される。

【００１９】発電要素は、負極２、正極３、固体電解質
４からなり、固体電解質４を挟んで負極２、正極３が上
下に重ね合わされる。このとき、必要に応じてセパレー
タを併用することも可能である。

【００２０】ここでは、固体電解質４を用いた固体電解
質電池について説明するが、通常の非水電解液電池の場
合には、上記固体電解質４の代わりにセパレータが負極
と正極の間に配され、電池内に電解液が満たされる。

【００２１】ゲル電解質電池の場合には、正負両極にゲ
ル電解質を塗布し、これをゲル電解質同士が対向するよ
うに重ね合わせる。この場合、ゲル電解質の強度が十分
にあれば、セパレータは使用しなくともよい。

【００２２】なお、図中では、負極２や正極３は、いす
れも片面塗布で各１枚ずつしかないが、この構造に限定
されるものではなく、電極（負極２や正極３）は両面塗
布でもよいし、その構造も、複数枚を積層することも、
長尺状のものを巻回することも可能である。また、負極
２や正極３の枚数や面積が必ずしも同一でなくともよ
い。

【００２３】上記負極２や正極３には、それぞれ網目状
電極端子５，６が取り付けられ、これら電極端子５，６
が電池電極として機能する。

【００２４】これらの網目状電極５，６は、導電性細線
の集合体で構成され、網目状が最適であるが、いわゆる
パンチングメタル等でもよい。

【００２５】網目状電極端子５，６は、正極３，負極２
のにそれぞれに圧着，溶接，導電性ペースト接着等の方
法で電気的、機械的に接続される。その材質としては、
正極用にはアルミニウム，金，炭素がよく、負極用には
銅がよく、正負両極に使用可能な材料としてはニッケ
ル，ステンレスが特に望ましいが、これに限定されるも
のではない。

【００２６】外装材である防湿性多層フィルム１の熱融
着封止部とこれら電極端子５，６の重なる部分には、例
えばポリエチレン片７があてがわれる。

【００２７】図４に封止を完了した電池を示す。封止
は、熱融着樹脂層１ａに対して高温をかけてプレスする
ホットシールが有効であるが、接着性樹脂を用い常温で
接着することも可能である。

【００２８】以上の例では、外装材である防湿性多層フ
ィルム１は、上下２枚に分割され、４辺を熱融着で封止
しているが、図５に示すように、１枚の防湿性多層フィ
ルム１を半分の大きさに折り畳み、間に電極端子Ｌを有
する発電素子Ｈを挟み込んで、図６に示すように３辺を
封止するようにしてもよい。

【００２９】あるいは、図７に示すように、防湿性多層
フィルム１を筒状にし、この中に発電要素Ｈを収容した
後、図８及び図９に示すように、筒端上下を封止する方
法で３辺を封止するようにしてもよい。いずれの場合
も、熱融着による封止部を図中Ｘで表す。

【００３０】本発明においては、上述の構成の薄型電池
の外装材である防湿性多層フィルム１に安全弁機構を設
けるが、この安全弁機構は、図１０に示すように、防湿
性多層フィルム１の内側の樹脂層１ａに切り込み８を入
れることで形成する。電池の内圧が上昇した場合に、こ
の切り込み部分が裂け、線状に開裂することで安全弁と
して働く。

【００３１】この際、中央の金属箔層（アルミ箔層）１
ｂに切り込みを入れると、外装強度及ぴ防湿性が著しく
低下し、電池のサイクル特性等を損なうことになる。外
装強度と安全弁機能を考えると、切り込み深さは、内側
樹脂層１ａの厚さの１／４から３／４が望ましい。切り
込み８の断面形状は、図１０〜図１３に示したように、
三角形，四角形や五角形等が可能であるが、特に限定さ
れるものではない。ただし、切り込み８の先端（底部）
は円弧状や鈍角は望ましくなく、９０度以下の鋭角が望
ましい。

【００３２】切り込み８を入れる場所と切り込み形状は
如何なるものであってもよいが、直線状とすることで、
裂け易く、加工も容易である。

【００３３】切り込み８を入れる場所は、圧力と張力の
関係から、電池平面中央部、例えば図６や図９中、線Ｚ
で示す位置が良いが、ガスを逃がす方向として、外装材
の折り返し部分（図中、線Ｙで示す位置）でもよい。

【００３４】外装材として使用される防湿性多層フィル
ム１は、気密性を高めるための金属箔層と強度を維持す
るための樹脂層（高分子膜層）から構成される必要があ
る。金属箔材料は、軽量かつ柔軟であり化学的に安定で
あれば特に限定されないが、アルミニウムは物性及ぴ価
格の面から有利である。高分子膜材料としては、ナイロ
ン等のポリアミド樹脂、ポリエチエンテレフタレート、
あるいはポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフ
ィン樹脂が可能であるが、ポリエチレンテレフタレート
やナイロン樹脂が機械的強度の点から有利である。

【００３５】また、熱融着により封止することが最適で
あるため、防湿性多層フィルム１の電池内部側は熱融着
樹脂層であることが望ましいが、接着性の樹脂を用いて
封止することも可能である。熱融着樹脂としては、ポリ
エチレン，ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂や、
ナイロン等のポリアミド樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アク
リル系樹脂、エポキシ樹脂等が使用可能であり、特に限
定されない。

【００３６】このような熱融着樹脂層，金属箔層から構
成される防湿性多層フィルム１としては、汎用ラミネー
ト樹脂が利用できる。

【００３７】本発明の安全弁機構を用いれば、防湿性多
層フィルムを外装材に用いる薄型電池において、万が
一、内部短絡や電池の破壊等により高熱を発し、内圧の
上昇を招いた場合でも、穏やかに内部のガスを放出させ
ることができ、電池の安全性を高めることができる。し
たがって、既存の電池用安全弁を取り付けられない多層
フィルムを外装材に用いる電池においても高い安全性を
確保でき、製造コストの低減にも役立つ。

【００３８】この安全弁機構は、また、電池の寿命を司
る防湿性を損なわないという利点も有する。防湿性を担
う金属箔層１ｂに切り込みを入れないためである。例え
ば、封止部分の幅を狭くしても外装材を開裂し易くでき
るが、電池の強度と防湿性を損なう。

【００３９】本発明が適用される薄型電池としては、如
何なる電池でも良いが、高エネルギー密度であるリチウ
ムイオン二次電池や、リチウムー次電池、ニッケル水素
電池等に適用して有効である。外装材に多層フィルムを
用いることから、ゲル状の電解質や固体電解質を用いる
ポリマ−電池等に最適である。

【００４０】ポリマー電池の場合、正極活物質には、目
的とする電池の種類に応じて金属酸化物、金属硫化物又
は特定の高分子を用いることができる。

【００４１】例えばリチウムイオン電池を構成する場
合、正極活物質としては、ＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂、ＮｂＳｅ
₂、Ｖ₂Ｏ₅等の金属硫化物あるいは酸化物を使用するこ
とができる。また、Ｌｉ_xＭＯ₂（式中Ｍは一種以上の遷
移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、
通常０．０５以上、１．１０以下である。）を主体とす
るリチウム複合酸化物等を使用することができる。この
リチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合
酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、Ｌ
ｉＮｉ_yＣｏ_1-yＯ₂（式中、０＜ｙ＜１である。）、Ｌ
ｉＭｎ₂Ｏ₄等を挙げることができる。上述したようなリ
チウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密
度的に優れた正極活物質となる。正極には、これらの正
極活物質の複数種をあわせて使用してもよい。

【００４２】また、上記正極合剤の結着剤としては、公
知の結着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に
導電剤等、公知の添加剤を添加することができる。

【００４３】リチウムイオン電池を構成する場合、負極
活物質としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材
料を使用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ド
ープできる材料として難黒鉛化炭素系材料、黒鉛系炭素
材料等がある。

【００４４】上述したような炭素系材料として具体的に
は、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素
繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の
炭素材料を使用することができる。上記コークス類に
は、ピッチコークス、ニートルコークス、石油コークス
等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素
化したものを示す。

【００４５】上述した炭素材料のほか、リチウムをドー
プ、脱ドープできる材料として、ポリアセチレン、ポリ
ピロール等の高分子やＳｎ０₂等の酸化物を使用するこ
ともできる。

【００４６】固体電解質は、可塑剤を含有し、ゲル状の
ものが好ましい。ゲル状の固体電解質を用いることで、
電解質と活物質との接触状態を改善することができるほ
か、電池に可撓性を持たせることができる。

【００４７】ゲル状電解質は、リチウム塩を含有する可
塑剤がマトリクス高分子中に溶解されてなるものであ
り、可塑剤には、エステル類、エーテル類、炭酸エステ
ル類などを、単独又は可塑剤の一成分として用いること
ができる。

【００４８】可塑剤の含有量は、ゲル状電解質の１０重
量％以上、９０重量％以下とすることが好ましい。可塑
剤の含有量が９０重量％より多ければイオン導電率は高
いが、機械強度は保てない。可塑剤の含有量が１０重量
％より少ないと機械強度は大きいが、イオン導電率は低
くなってしまう。可塑剤の含有量を、ゲル状電解質の１
０重量％以上、９０重量％以下とすることで、イオン導
電率と機械強度とを両立することができる。

【００４９】なお、正極と負極の間には、固体（ゲル
状）電解質に加え、セパレータを介在させてもよい。

【００５０】また、上記可塑剤は、リチウム塩を含有す
る。リチウム塩としては、通常の電池電解液に用いられ
るリチウム塩を使用することができる。具体的には、Ｌ
ｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、Ｌｉ
ＣＦ₃ＦＯ₃、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＣ（ＳＯ₂Ｃ
Ｆ₃）₃、ＬｉＡｌＣｌ₄、ＬｉＳｉＦ₆などを挙げること
ができる。その中でも特にＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄が酸化
安定性の点から望ましい。

【００５１】上述したような可塑剤をゲル化するマトリ
クス高分子としては、ゲル状電解質を構成するのに使用
されている種々の高分子が使用できる。具体的には、ポ
リビニリデンフルオライドや、ビニリデンフルオライド
とヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素
系高分子、ポリエチレンオキサイドや、ポリエチレンオ
キサイド架橋体などのエーテル系高分子、その他、メタ
クリレートエステル系高分子、アクリレート系高分子、
ポリアクリロニトリルなどを単独、又は混合して使用で
きる。その中でも特に、フッ素系高分子を用いることが
望ましい。フッ素系高分子を用いることで、酸化還元安
定性を高めることができる。

【００５２】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果に基づいて説明する。

【００５３】安全弁の動作及ぴ電池の寿命の試験に供し
た電池の作製法は次の通りである。なお、作製した電池
の電池容量は、いずれもほぼ２Ａｈである。

【００５４】実施例１先ず、図１に示したような、厚さ７μｍのアルミニウム
箔の片側に厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート
フィルム、もう片側に厚さ７０μｍのポリプロピレンフ
ィルムを熱融着することで得られた，厚さ８９μｍの防
湿性多層フィルムを２２ｃｍＸ１５ｃｍに裁断して外装
材とした。

【００５５】電池の形状は、図８及び図９に示すような
ものとし、外装材の内側樹脂層であるポリプロピレンフ
ィルムには、図中Ｚに相当する位置に切り込みを入れ
た。切り込みの深さは、内側樹脂層（ポリプロピレンフ
ィルム）の約１／２とした。

【００５６】正極は、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ
₂）９０重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％、
粉状黒鉛７重量％をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を
溶媒として分散させた後、集電体であるアルミニウム網
に塗布し、１００℃にて２４時間減圧乾燥して作製し
た。さらに、適当に加圧したロールプレスにより圧縮し
た。これを８０ｃｍＸ１２ｃｍに切り出して使用した。

【００５７】負極は、人造黒鉛９１重量％、粉状ポリフ
ッ化ビニリデン９重量％を用い、ＮＭＰに分散させた
後、銅箔上に塗布し、１２０℃にて２４時間減圧乾燥し
て作製した。さらに、適当に加圧したロールプレスによ
り圧縮し、８０ｃｍＸ１２ｃｍに切り出して使用した。

【００５８】正極用電極端子は、直径５０μｍのアルミ
ニウム線を７５μｍ間隔で編んだ金属網を裁断して作製
し、正極集電体に溶接した。負極用電極端子は銅製で、
同様に負極集電体に溶接した。

【００５９】電解質は、ポリアクリロニトリル（ＰＡ
Ｎ），エチレンカーボネート（ＥＣ），プロピレンカー
ボネート（ＰＣ），六フッ化燐酸リチウム（ＬｉＰ
Ｆ₆）からなるゲル電解質であり、仕込みのモル組成比
がＰＡＮ：ＥＣ：ＰＣ：ＬｉＰＦ₆＝１２：５３：２
７：８となるよう調整した。

【００６０】ゲル電解質の作製手順は、ＥＣ，ＰＣを所
定量混合させ、１５０℃に加熱した後に、ＰＡＮを所定
量混合撹拌すると、ＰＡＮが溶解し粘性の溶液となる。
これにＬｉＰＦ₆を添加し溶解させてゲル電解質を作成
した。

【００６１】正極，負極それぞれに溶融状態のゲル電解
質を塗布し、厚さ２５μｍの多孔質ポリプロピレンセパ
レータを挟んで正極と負極を重ね、これを１０層につづ
ら折りに折り畳んだ。折り畳んだ素子を、図７のように
外装材の中に入れ、防湿性多層フィルムの電池素子と重
ならない周縁部を幅２０ｍｍにわたり加熱融着し、全体
を封止してリチウムイオン二次電池を作製した。この
際、防湿性多層フィルムは、熱融着樹脂（ポリプロピレ
ンフィルム）側を電池内部に向けて作製した。

【００６２】実施例２正極にニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ₂），負極に難
黒鉛化炭素を用い、他は実施例１と同様の手順でリチウ
ムイオンニ次電池を作製した。なお、負極に人造黒鉛に
替えて難黒鉛化炭素を用いた以外、塗布電極作成も同様
に行った。

【００６３】実施例３正極にニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ₂），負極に厚
さ３００μｍのリチウム金属を用い、他は実施例１と同
様の手順でリチウム金属二次電池を作製した。なお、負
極端子は負極金属リチウムに圧着した。

【００６４】実施例４正極に粉状二酸化マンガン（ＭｎＯ₂），負極に金属リ
チウムを用い、他は実施例１，３と同様の手順でリチウ
ム１次電池を作製した。

【００６５】比較例１外装材である防湿性多層フィルムに切り込みを設けず、
他は実施例１と全く同様の材料と手順でリチウムイオン
二次電池を作製した。

【００６６】比較例２外装材である防湿性多層フィルムに切り込みを設けず、
他は実施例２と全く同様の材料と手順でリチウムイオン
二次電池を作製した。

【００６７】比較例３外装材である防湿性多層フィルムに切り込みを設けず、
他は実施例３と全く同様の材料と手順でリチウムイオン
二次電池を作製した。

【００６８】比較例４外装材である防湿性多層フィルムに切り込みを設けず、
他は実施例４と全く同様の材料と手順でリチウムイオン
１次電池を作製した。

【００６９】比較例５外装材である防湿性多層フィルムに切り込みを設けず、
他は実施例１と全く同様の材料と手順でリチウムイオン
二次電池を作製した。ただし、熱融着で封止される１辺
の封止幅を３ｍｍとした。

【００７０】実施例と比較例の評価は、一次電池は組立
直後、二次電池は電流０．２Ｃで電池電圧５Ｖまで過充
電した上で、市販の長さ３ｃｍの釘を電池中央部に貫通
させる釘刺し試験において判断した。内圧上昇した場
合、穏やかにガスを放出できるか、それとも破裂するか
で安全性を判定した。ちなみに、０．２Ｃとは電池の定
格容量を５時間で放電させる電流値である。

【００７１】表１に釘刺し試験の結果を示す。サンプル
電池は、それぞれ１０個ずつである。

【００７２】

【表１】

【００７３】表１からも明らかなように、開裂弁を設け
た電池（実施例１〜実施例４）は、破裂に至ることなく
内部の高圧ガスを放出させることができた。開裂弁無し
で封止部分の幅を小さくした電池（比較例５）も破裂し
にくかったが、その効果は十分ではなかった。

【００７４】続いて、実施例１〜３及び比較例１，５の
二次電池について、充放電サイクル試験を行った。この
結果を図１４に示す。

【００７５】なお、充放電サイクル試験において、充電
は電流値０．５Ｃ（定格容量を２時間で放電させる電流
値）で４．２Ｖの定電流−定電圧充電で行い、３時間で
終了した。放電は０．５Ｃで電池電圧が３Ｖになるまで
行った。充電、放電の後には、それぞれ１時間の休止時
間を設けた。評価は、繰り返し回数に対して初期（５回
目）の容量に対する容量の維持率で示した。

【００７６】金属リチウムを負極に使用した実施例３
は、サイクル特性が若干悪いが、比較例５以外は良好な
サイクル特性を維持している。これは、本発明の安全弁
機構が外装材である多層フィルムの防湿性を担うアルミ
箔層に傷を付けないためである。比較例５は、熱融着封
止部分を狭くした電池であるが、この電池は釘刺し試験
においては破裂を防ぐことに効果があったが、サイクル
寿命が劣ることが確認できた。

【００７７】多層フィルムの封止部分は、樹脂を熱融着
させており、アルミニウム箔層が内部と外気の間を遮蔽
していないため、その封止部分の幅が長いことが重要と
なる。比較例５は、この封止部分を狭くしたため、釘差
しに対する破裂は防げたが、電池の寿命を損なう結果と
なった。

【００７８】これらの結果から、本発明の電池の外装材
である多層フィルムの内側樹脂層に切り込みを設ける安
全弁構造が有意義であることが示された。この方法は、
電池外装の気密性を損なわないため、電池寿命等の電池
性能を劣化させることがなく、万が一の電池破裂を防
ぎ、電池の安全性を確保することができる。

【００７９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、外装材の強度や防湿性を損なうことなく、
確実に動作する安全弁機構を提供することが可能であ
り、内圧の上昇を速やかに解消し得る安全性の高い薄型
電池を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】外装材として使用する防湿性多層フィルムの構
成例を示す要部概略断面図である。

【図２】薄型電池における外装材及び発電要素の積層構
造の一例を示す概略断面図である。

【図３】薄型電池における外装材及び発電要素の積層構
造の一例を示す分解斜視図である。

【図４】薄型電池における外装材の封止状態を示す概略
断面図である。

【図５】外装材による発電要素の収容状態の一例を示す
概略斜視図である。

【図６】３辺を封止した薄型電池の一例を示す概略斜視
図である。

【図７】外装材による発電要素の収容状態の他の例を示
す概略斜視図である。

【図８】筒状の外装材に発電要素を収容し封止した薄型
電池の一例を示す概略斜視図である。

【図９】図８に示す薄型電池を裏面側から見た状態を示
す概略斜視図である。

【図１０】防湿性多層フィルムに形成された切り込みの
形状の一例を示す要部概略断面図である。

【図１１】防湿性多層フィルムに形成された切り込みの
形状の他の例を示す要部概略断面図である。

【図１２】防湿性多層フィルムに形成された切り込みの
形状のさらに他の例を示す要部概略断面図である。

【図１３】防湿性多層フィルムに形成された切り込みの
形状のさらに他の例を示す要部概略断面図である。

【図１４】作製した二次電池のサイクル特性を示す特性
図である。

【符号の説明】

１防湿性多層フィルム、１ａ熱融着樹脂層、１ｂ
金属箔層、１ｃ高分子膜層、２負極、３正極、４
固体電解質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂層及び金属箔層を含む防湿性多層フ
ィルムを外装材とし、熱融着または接着性樹脂により封
口されてなる薄型電池において、上記外装材には、内圧上昇時に開裂する安全弁機構が設
けられていることを特徴とする薄型電池。
【請求項２】上記外装材のうち最も内側に配される樹
脂層の厚さが部分的に薄くされ、上記安全弁機構とされ
ていることを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
【請求項３】上記樹脂層に厚さの中途部に至る直線状
の切り込みを入れることにより、上記安全弁機構とされ
ていることを特徴とする請求項２記載の薄型電池。
【請求項４】金属リチウムもしくはリチウム合金から
なる負極と、リチウムイオンを吸蔵し得る物質からなる
正極と、電解質とを備えたリチウム一次電池であること
を特徴とする請求項１記載の薄型電池。
【請求項５】上記電解質が、固体電解質またはゲル電
解質であることを特徴とする請求項４記載の薄型電池。
【請求項６】リチウムを可逆的にドープ・脱ドープし
得る物質からなる負極と、リチウム複合酸化物からなる
負極と、電解質とを備えたリチウム二次電池であること
を特徴とする請求項１記載の薄型電池。
【請求項７】上記電解質が、固体電解質またはゲル電
解質であることを特徴とする請求項６記載の薄型電池。