JPS62154469A

JPS62154469A - シ−ト状電池およびその製造方法

Info

Publication number: JPS62154469A
Application number: JP60292323A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yano; 勝美矢野; Kenji Ukai; 鵜飼　謙二
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-09
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0665041B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はシート状電池およびその製造方法に関し、特に
製造時の電極の短絡を防止したシート状電池および該シ
ート状電池を連続的に製造する方法に関する。

［従来技術］近年、めざましい電子機器の発達に伴い、闘器の小形化
、軽量化、薄肉化が図られている。その中で、シート状
電池（薄型電池、ボタン型電池）は、カメラ、薄型ラジ
オ、カード電卓、ＩＣカード等の電源として重要な役割
を果している。

従来、この種のシート状電池では、一対のアルミニウム
箔等からなるケース内に正極、正極合剤、セパレータ、
負極合剤および負極等が収納されている。このケースは
液漏れを防止するため密封されるが、その手段としてケ
ースとなる一対のアルミニウム箔やステンレス箔等の金
属箔全面にポリエチレンをラミネートし、熱溶着によっ
て相互の周縁部を密封する方法や、あるいは上記一対の
金属箔の少なくとも一方の周縁部をポリエチレンでラミ
ネートし、同様に相互の周縁部を熱溶着によって密封す
る方法等が知られている。

しかし、前者においては、例えばケースとして全面にポ
リエチレンをラミネートしたアルミニウム箔を用い、正
極と負極を接続したリードを外部に出すものがある。こ
のシート状電池の場合、アルミニウム箔の間に電極とな
るリードを挾み込み、内側周縁部のポリエチレンを熱溶
着して密封するが、このポリエチレンの溶着時にアルミ
ニウム箔とリードが短絡しやすいという欠点がある。

また、後者の一例としてケース金属がリードを兼ねてい
るものがある。すなわち、ケースとなるア・ルミニウム
箔、ステンレス箔等の金属箔板の周囲部の幅５ＩＩＩｌ
１１程度の部分のみポリエチレンでラミネートし、ラミ
ネートしない内周部にエキスバンドメタルをスポット溶
接して、電極を直接これに固着するものである。この場
合も、やはりポリエチレンの溶着時にリードを兼ねたケ
ース金属が互いに接触しやすいという欠点を有している
。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は上記従来例の欠点を解決するためになされたも
ので、本発明の第１の目的は、密封時に生じる電極の短
絡を無くし、完全密封が図られるシート状電池を提供す
ることにある。

また、本発明の第２の目的は、電極を短絡させることな
く、正極合剤、セパレーター、負極合剤を円滑に充填し
、連続的にシート状電池を製造する方法を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段および作用］上記目的を
達成するために、本発明のシート状電池は、熱可塑性樹
脂の両面に、該熱可塑性樹脂より低融点で、かつ不飽和
カルボン酸またはその誘導体で変性されたエチレン共重
合体もしくは該エチレン共重合体を含む組成物をＷ４層
した積層シートを、一対のシート状電極と該一対の電極
間に設けたβ解液を保持するセパレータとを備えたシー
ト状電池の周縁部に介在させたことを特徴とする。

また、本発明のシート状電池を製造するための好ましい
製造方法は以下の通りである。

すなわち、本発明のシート状電池の製造方法は、熱可塑
性樹脂の両面に、該熱可塑性樹脂より低融点で、かつ不
飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたエチレン
共重合体もしくは該エチレン共重合体を含む組成物を積
層し、得られた積層体の周縁部を残して切り抜き部を設
けた積層シートを得、これを連続的に繰り出しながら、
同時に金属箔をその底面に連続的に繰り出し、該切り抜
き部に正極合剤、セパレータ、負極合剤を充填し、さら
に上面に金属箔を貼合した後、該積層シートを熱溶着し
て密封したことを特徴とする。

以下、本発明について更に具体的に詳述する。

・本発明で使用される熱可塑性樹脂とは、低・中・高密
度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポ
リ　４−メチルペンテン−１等の単独重合体、エチレン
もしくはプロピレンを主成分とする他のα−オレフィン
共重合体等のオレフィン系共重合体、ナイロン６、ナイ
ロン６．６、ナイロン１．２等のポリアミド系重合体、
ポリカーボネート系重合体、ポリエステル系重合体等で
ある。

また、本発明においては熱可塑性樹脂の両面に、該熱可
塑性樹脂より低融点で、かつ不飽和カルボン酸またはそ
の誘導体により変性したエチレン共重合体もしくは該エ
チレン共重合体を含む組成物を積層した積層シートを熱
溶着してシール材として用いるが、ここにおいて用いら
れるエチレン共重合体は、密度０．８６〜０，９４　　
Ｑ／ｃｄのエチレン−α−オレフィン共重合体あるいは
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸
エチル共重合体等のエチレン共重合体またはそれらの混
合物が用いられる。ここにおけるエチレン−α−オレフ
ィン共重合体とは、エチレンと炭素数３〜１２のα−オ
レフィンの共重合体である。具体的なα−オレフィンと
しては、プロピレン、ブテン−１，４−メチルペンテン
−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１、ドデ
セン−１等を挙げることができる。これらのうち特に好
ましいのは、プロピレンとブテン−１°である。エチレ
ン−α−オレフィン共重合体中のα−オレフィン含最は
５〜４０モル％であることが好ましい。

また、ここで使用する不飽和カルボン酸としてはアクリ
ル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロト
ン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の一塩基酸および二
塩基酸が挙げられる。また不飽和カルボン酸の誘導体と
しては上記不飽和カルボン酸の金属塩、アミド、イミド
、エステル、無水物等が挙げられるが、これらのうち無
水マレイン酸が最も好ましい。

上記不飽和カルボン酸またはその誘導体（以下、不飽和
カルボン酸類と総称する）の添加量はエチレン共重合体
または該エチレン共重合体を含む組成物に対して不飽和
カルボン酸類ｆａ　０．０１〜５．０重−口％、好まし
くは０．１〜３．０重量％を添加し、有機過酸化物の存
在下で加熱して反応生成させる。

上記反応は押出機内あるいはバンバリーミキサ−等の混
線機内等で無溶媒下で溶融混合して反応させる方法、ま
たはベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素
、ヘキセン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素等
の溶媒中で加熱混合して反応させる方法等があり、特に
限定されないが、操作が簡単であること、経済性に優れ
ていること、後工程との連続性等から押出機内で行なう
ことが好ましい。

上記不飽和カルボン酸類面が５．０重量％を越えるとき
は付加反応の他に分解、架橋反応が併発する恐れが生じ
、また０、０１重伍％未満においては十分な接着性を得
ることができない。

また有機過酸化物としては、例えばベンゾイルパーオキ
サイド、ラウリルパーオキサイド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロ
パーオキサイド、α、α′−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シジイソプロピル）ベンゼン、ジー　ｔ−ブチルパーオ
キサイド、２．５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシ
ン等が好適に用いられ、前記エチレン共重合体または該
エチレン共重合体を含む組成物１００重世部に対しｏ、
ｏｏｓ〜２，０重鎖部、好ましくは０．０１〜１．０重
■部の範囲で使用される。有機過酸化物の添加量が、ｏ
、ｏｏｓ重量部未満においては実質上変性効果が発揮さ
れず、また２、０ｍｍ部を越えて添加してもそれ以上の
効果を得ることが困難であると共に、過度の分解あるい
は架橋反応等を惹起させる恐れを生ずる。

以下、本発明に係るシート状電池およびその製造方法を
図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明のシート状電池の一実施例を示す概略部
分断面図である。

第１図において、１は中心層、２は表面層、３は積層シ
ート、４．４′は金属箔（アルミニウム箔またはステン
レス箔）、５はセパレータ、６はエキスバンドメタル、
７は正極合剤（リチウム）、８は負極合剤（ポリアセチ
レン）をそれぞれ示す。

一本発明のシート状電池では、電池の周縁部に介在させ
るシール材として中心ｌｉ！ｉ１およびその両面に積層
された表面層２から構成された積層シート３を用いる。

この中心層１は熱可塑性樹脂からなり、また表面層２は
中心層１の熱可塑性樹脂より低融点で、かつ無水マレイ
ン酸等の不飽和カルボン酸類で変性されたエチレン共重
合体もしくは該エチレン共重合体を含む組成物からなる
。

この積層シート３は、中心層１と表面層２を積層して得
られた第２図に示すような積層体９より、周縁部を残し
て切り抜き部を設けた第３図に示すような形状のものが
、シート状電池に電極の短絡を生じさせることなく、円
滑に連続的に製造するという観点から望ましい。

この積層シート３からなるシール材を用いてシート状電
池を密封するには、従来のシート状電池の密封部に積層
シート３を介在させ、密封部分を中心層１の融点より低
く、かつ表面層２の融点より高い範囲の温度で加圧下に
加熱する。この範囲の４度で加熱すると、積層シート３
はその表面層２のみを溶融し、ざらに加圧力により密閉
部分の間隙を埋めることができる。一方、中心Ｈ１の融
点は加熱温度より高いため溶融せず、電慟を兼ねるケー
スが短絡することを防止し、完全密封が可能となる。

上記積層シートの表面層２の厚さは５〜２００μｍくら
いの範囲、中心Ｆｍ１の厚さは３０〜８００μｍくらい
の範囲にすることが望ましい。

また、第３図に示すような積層シート３を用いる場合に
は、積層シート３を連続的に繰り出しながら、同時にリ
ードを兼ねる金属箔４をその底面に連続的に繰り出し、
切り抜き部に正極合剤７、セパレータ５、負極合剤８を
充填し、さらに上面にもう一方のリードを兼ねる金属箔
４′を貼合した後、上面および底面の金属箔４，４′に
積層シート３を熱溶着して！封することにより、シート
状電池を連続的に製造することができる。

第４図は本発明のシート状電池の他の実施例を示す概略
部分断面図である。同図のシート状電池は、前述従来例
においてケースとして全面にポリエチレンをラミネート
した金属箔を用い、また正極と負極を接続したリードを
外部に出すシート状電池の密封部分に、第１〜３図に示
す積層シート３を適用したものである。なお、第４図に
おいて第１図のシート状電池と同一の部品については同
一の参照番号を付している。９はポリエチレンからなる
絶縁材で、金属箔４，４′の内側全面にラミネートしで
ある。１０．１１はリードで、正極および負極となる各
エキスバンドメタル６に接続されている。リード１０．
１１と金属箔４．４′との間に介在された２層の積層シ
ート３は、第１図のシート状電池の場合と同様にリード
１０．１１と金属箔４゜４′の短絡を防止し、完全密封
を可能としている。

哀１」ＬＬエチレン−ブテン−１共重合体（密度０．９３４Ｑ／ｃ
ｄ、メルトインデックス１０Ｑ／１０分、商品名：８石
すニレックスＡＪ５６１０、日本石油化学（株）社製）
を用いて、無水マレイン酸０．２５　重量％および有機
過酸化物（商品名：バーヘキシン２．５Ｂ、日本油脂（
株）社製）　　０．０２　重Ｈｋ％ト共にＳＯ，、φ（
スクリュー径）の押出機で温度２３０℃にて溶融混練し
、変性エチレン−ブテン−１共重合体を得た。〈以下Ｍ
ＬＬＤＰＥと称す）次に多層ダイを使用して、高密度ポ
リエチレン（密度０．９５８Ｑ／ｃａｔ、メルトインデ
ックス０．３ｇ／１０分、商品名：日石スタフレンＥ　
７０４、日本石油化学（株）社ＩＩＩ）　　（以下ＨＯ
ＰＥと称す）を中間層として、上記ＭＬＬＤＰＥを多層
ダイに供給し、ダイ温度２２０℃でダイリップの手前で
合流させて積層し、３層からなる積層シートを作製した
。

得られた積層シートの厚みは、ＭＬＬＤＰＥ２５μｍ／
ＨＤＰＥ５０μｍ／ＭＬＬＤＰＥ２５μｍであった。

上記積層シートをｗ１３０１１１ＩＩＩ×横３０順およ
び外周縁部中５Ｎ１に屋って残るように切り扱き、縦３
０６　ｘ横３０ｍ＋の高クロムステンレス板３０μｍと
ニッケル鋼板３０μｍの間に挿入し、内部にプロピレン
−カーボネイト等を封入して、温度２００℃、圧力５ｋ
ｇＺ−で３０秒間加熱接着し、シート状電池を製造した
ー。

得られたシート状電池を８０℃、Ｒ８９５％の恒温加湿
槽に入れ、１０日後に、電池内部への水分浸入昌を水分
の濃度として測定した。その結果を第１表に示す。

１豊１」は−り実施例１と同様のＭＬＬＤＰＥおよび１−（ＤＰＥを使
用し、第１表に示すように厚さの異なる積層シートを作
製し、実施例１と同様にして水分浸入量を測定した。そ
の結果を第１表に示す。

比較例１本発明の積層シートの代わりにアイオノマー樹脂（商品
名：ハイミラン、三井デュポンボリケミカル（株）社製
）を厚みが２００μｍとなるように用いて実施例３と同
様にして評価した。その結果を第１表に示す。

第１表第１表から明らかなように、実施例１〜４のシート状電
池は、比較例１のシート状電池に比較して密封性が良好
であることが判る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のシート状電池は、密封時
に生じる′１ａ極の短絡を無くし、完全に密封させるこ
とができる。また、本発明の製造方法は、電極を短絡さ
せることなく、正極合剤、セパレータ、負極合剤を円滑
に充填し、連続的にシート状電池を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシート状電池の一実施例を示す概略部
分断面図、第２図は本発明のシート状電池を製造する際に用いられ
る積層体、第３図は本発明のシート状電池を製造する際に用いられ
る積層シート、および第４図は本発明のシート状電池の他の実施例を示す概略
断面図。１：中心層、２：表面層、３：積層シート、４．４’：
金属箔、　５：セパレータ、７：正極合剤、８：負極合
剤、９：絶縁材、１０．１１：リード。

Claims

【特許請求の範囲】１、熱可塑性樹脂の両面に、該熱可塑性樹脂より低融点
で、かつ不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性され
たエチレン共重合体もしくは該エチレン共重合体を含む
組成物を積層した積層シートを、一対のシート状電極と
該一対の電極間に設けた電解液を保持するセパレータと
を備えたシート状電池の周縁部に介在させたことを特徴
とするシート状電池。２、前記熱可塑性樹脂が高密度ポリエチレンである特許
請求の範囲第１項に記載のシート状電池。３、前記エチレン共重合体が密度０．８６〜０．９４ｇ
／ｃｍ＾３のエチレン−α−オレフィン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体またはそれらの混合物から選ばれたいずれか
である特許請求の範囲第１項または第２項記載のシート
状電池。４、前記不飽和カルボン酸誘導体が無水マレイン酸であ
る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載のシ
ート状電池。５、熱可塑性樹脂の両面に、該熱可塑性樹脂より低融点
で、かつ不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性され
たエチレン共重合体もしくは該エチレン共重合体を含む
組成物を積層し、得られた積層体の周縁部を残して切り
抜き部を設けた積層シートを得、これを連続的に繰り出
しながら、同時に金属箔をその底面に連続的に繰り出し
、該切り抜き部に正極合剤、セパレータ、負極合剤を充
填し、さらに上面に金属箔を貼合した後、該積層シート
を熱溶着して密封したことを特徴とするシート状電池の
製造方法。