CN1319262A - 电池和电池检查方法 - Google Patents

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Abstract

以往,在作为容纳电池体的电池容器(1)使用层叠片材的电池中,由于层叠片材中的金属箔与正极和负极的任何一方都不连接,电位是不稳定的,故存在着不具有电屏蔽效果这样的问题。而在本发明中,在与正极引线或负极引线(4)相重合的位置设置从密封部分(3)突出出来的突出部分(6),用贯通引线(4)和突出部分(6)的导电性构件(5)进行接合,由此将电池容器(1)的层叠片材的金属箔与引线(4)进行电连接,在不损害密封部分(3)的功能的情况下将电池容器(1)的电位保持在正极或负极的电位。

Description

电池和电池检查方法
技术领域
本发明涉及使电池轻重量化，且具有屏蔽效果的同时无密封漏泄的可靠性高的电池。
背景技术
对于便携电子设备的小型化轻重量化的期待非常大。其实现则很大地依赖于电池的性能的提高。为应对这一期待的多样的电池的开发和改良一直在不断地进行着。对电池所要求的特性，有高电压、高能密度、安全性和形状的任意性等。作为在迄今为止的便携电子设备中使用的电池，有镍镉(NiCd)电池、镍氢(NiMH)电池、锂离子电池。在这些电池中，把被称之为电池体、电池芯或电池单元等的把正极、隔离体和负极捆成一束的部件收纳于电池容器内，作为该电池容器，使用铁或不锈钢或铝这样的金属外壳。
近些年来，以更为轻重量化为目标开发的电池，在使用在例如日本特开平10-172606号公报中所公开的那种把正极，隔离体和负极粘接起来一体化的电池体(电池单元)的电池的情况下，为提高重量能密度，电池容器的材料，使用在作为更轻的材质的铝箔的两面上贴上聚乙烯薄膜等的所谓的层叠薄板。
在电池容器使用金属外壳时，正极或负极中的某一方的极与金属外壳进行电连接。在使用金属外壳的情况下连接是容易的，例如在把铁或不锈钢的金属外壳用做锂离子电池的容器的情况下，使金属外壳与负极电连接，在使用铝外壳的情况下则使金属外壳与正极电连接。连接的极因电池外壳的材质而变的理由是为了防止电池外壳的腐蚀。在象这样地使用现有的金属外壳的电池的情况下，外壳的电位与正极或负极的电位一致，作为结果，发现了使电池单元与供给电池的电能的电路进行电屏蔽(电磁屏蔽、静电屏蔽)的效果。
然而，在现有的把层叠薄板板材作为电池容器使用的情况下，由于层叠薄板中的金属箔，与正极、负极的不论哪一方都不接连，电位是不稳定的，故存在着不能得到电屏蔽的效果的问题。
本发明的目的是对于把层叠薄板板材用做电池容器的电池，提供可以简便且确实地提高屏蔽效果的手段(means)。
发明的公开
本发明的第1电池，具备：具有正极和负极以及设置在该正极与负极间的电解质层的电池体；与上述正极电连接的正极引线；与上述负极电连接的负极引线；由把高分子树脂和金属箔叠层起来的层叠薄板构成且收纳上述电池体，同时把上述正极引线和负极引线密封起来形成密闭构造的电池容器；和使该电池容器的金属箔与上述正极引线或负极引线进行电连接的连接机构。倘采用该电池，就可以简便且确实地使电池容器的电位保持在正极或负极的电位，可以对电池体和连接了电池的电路进行电屏蔽(电磁屏蔽、静电屏蔽)。
本发明的第2电池，具备：具有正极和负极以及设置在该正极与负极间的电解质层的电池体；与上述正极电连接的正极引线；与上述负极电连接的负极引线；与正极引线和负极引线分开来设置的外引线；由把高分子树脂和金属箔叠层起来的层叠薄板构成且收纳上述电池体，同时把上述正极引线和负极引线密封起来形成密闭构造的电池容器；和使该电池容器的金属箔与上述外引线进行电连接的连接机构。倘采用该电池，就可以用简便且确实的手段(从外部给外引线提供所希望的电位)，使电池容器的电位保持在所希望的电位，可以对电池体和连接了电池的电路进行电屏蔽(电磁屏蔽、静电屏蔽)。
本发明的第3电池，在上述第1或第2电池中，连接机构具有贯通构成电池容器的层叠薄板和引线的贯通孔，通过与该贯通孔接连的导电性构件把上述电池容器的金属箔与上述正极引线或负极引线电连接。倘采用该电池，则可以极其简便、确实地而且不需要多余的空间地进行电屏蔽。
本发明的第4电池，在上述第1或第2电池中，连接机构，设置在从构成电池容器的层叠薄板的密封部分突出出来的突出部分上。倘采用该电池，即便是在密封部分上没有余裕的情况下，也可以确实地维持密封功能。
本发明的第5电池，在上述第1或第2电池中，连接机构，使构成电池容器的层叠薄板的金属箔的外表面一部分露出来形成露出部分，使该露出部分与引线进行电连接。倘采用该电池，则可以极其简便、确实地而且不需要多余的空间地进行电屏蔽。
本发明的第1电池检查方法，使构成电池容器的层叠薄板的金属箔的外表面一部分露出来形成露出部分，使该露出部分和正极引线间的电压，与正极引线和负极引线间的电压进行比较。
本发明的第2电池检查方法，在上述第1电池检查方法中，使金属箔的外表面一部分露出来的方法，是用激光进行的烧掉高分子树脂的方法。
本发明的第3电池检查方法，在上述第1电池检查方法中，使金属箔的外表面一部分露出来的方法，是采用推碰针状的探头的办法进行的。倘采用这些第1到第3的电池检查方法，就可以简便且确实地检查电屏蔽的性能。
附图的简单说明
图1(a)的平面图和图1(b)的剖面图示出了本发明的实施例1的电池。图2的剖面图示出了电池体的构造。图3的平面图示出了本发明的实施例1的电池的试验状态。图4是本发明的实施例1的电池的电位变化测定结果。图5示出了本发明的实施例2的电池的平面图。图6示出了本发明的实施例3的电池的平面图。图7示出了本发明的实施例4的电池的平面图。图8示出了本发明的实施例5的电池的平面图。
优选实施例
借助于以下的实施例，具体地说明本发明。
实施例1
图1示出了本发明的电池的实施例1,(a)是平面图，(b)是(a)A-A剖面图。在图1中，1是由铝层叠薄板7构成的电池容器，为了收纳电池体，具备成型为所谓的黄油杯状的电池体收纳部分2，在收纳电池后为了作成为密封构造借助于热熔敷密封了3个外周缘的密封部分3，作为电池容器1的一部分从密封部分3突出出来的突出部分6，突出部分6被设置在后边要讲的与正极引线重叠的位置上。4是与电池体的正极电连接的正极引线，5是贯通突出部分6和正极引线4的由导电构件构成的连接机构，7a是铝层叠薄板7的铝箔，7b是铝箔7a的外层薄板，7c是铝箔7a的内层薄板，导电构件5被铆接，通过导电构件5，把突出部分6的铝箔7a和正极引线4电连接起来。
在图1中，导电构件5虽然示出的是用空的金属形成的，但是也可以是中实的，此外只要通过导电构件5把突出部分5的铝箔7a和正极引线4电连接起来即可，可以使用向导电构件5的部分中填充导电性树脂，使之硬化的构件等种种的形态的构件。
铝层叠薄板7，作为铝箔7a的外层薄板7b重叠上PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄板，作为内薄板重叠上PE(聚乙烯)层。铝箔7a的厚度为10微米，内薄板7c的厚度为90微米，外薄板7b的厚度为12微米。
图2的剖面图示出了电池的构造，8是正极，9是含有电解液的隔离体等的电解质层，10是负极、11是正极集电体、12是正极活性物质、13是负极活性物质、14的负极集电体。把这样地构成的电池体或多个该电池体叠层起来收纳于图1所示的电池容器中形成电池。
如图1所示，用导电构件5与正极引线铆接起来的突出部分比起热熔敷密封部分3更向外突出出来。突出出来的宽度和长度只要与导电构件5的直径相当就足够了。虽然在比导电构件5的直径小的情况下，也可以进行与正极引线4之间的接合，但是层叠薄板中的金属箔和导电构件5进行接触的概率将降低下来。
此外，在密封部分3的宽度有余裕的情况下，即便是突出为0就是说即便是把导电构件5打入到密封部分3中去也，可以得到作为目的的电池容器1的密封功能，但是在密封部分3的宽度没有余裕时，就会发生降低密封能力的问题。导电构件5的直径，希望比引线4的宽度小。因为若是直径比引线宽度大的导电构件5，则有切断引线4之虞。
在本例中，对于宽度3mm的引线4，使用的是直径1.2mm的导电构件5。引线4和突出部分6的导电构件5所贯通的孔既可以预先开好，也可以采用打入导电构件的办法同时开孔。预先开孔时的孔径，理想的是或者与导电构件5的直径相同，或者比它小。在开有比导电构件5的直径还大的孔的情况下，引线4和突出部分6中的金属箔与导电构件5进行接触的概率将降低下来。
用导电构件5铆接引线4和突出部分6的位置，虽然只要是使导电构件5和引线4与突出部分6中的金属箔进行接触的位置，不论哪儿都行，但是作成为在引线4的宽度的中心线上边，接触概率最高，是理想的。
此外，把突出部分6配置得与引线4重叠当然是理想的。
如图3所示，用二氧化碳激光把电池容器1表面的PET薄膜的一部分烧掉，使引线10接触到使铝箔表面露了出来的露出部分9上，测定正极引线4与负极引线8间的电压变化和正极引线4与引线10间的电压变化。图4示出了测定结果，示出了以500mA的恒流使容量500mAh的电池放电时的正极引线4与负极引线8间的电压变化和正极引线4与引线10间的电压变化。如图4所示，正极引线4与负极引线8间的电压变化，示出了正常的电压变化，而正极引线4与引线10间的电压恒定为0V。该结果表明电池容器1的电位是稳定的。
另外，在本实施例中，虽然作成为使得正极引线与电池容器的铝箔进行连接，但是在使用不锈钢薄板而不是使用铝箔的层叠薄板的情况下，则最好与负极引线进行连接。此外，在电池容器构件的内层薄板不具有电化学性的离子传导性时，连接到不论哪一个极的引线上都行。
实施例2
图5的平面图示出了本发明的电池的实施例2。在图中，11是用二氧化碳激光烧掉PET层，使铝箔表面露了出来的露出部分，12是不锈钢制作的夹子。把正极引线4弯曲得重叠到露出部分11上，用夹子12夹住进行固定。PET层的烧掉，在表1的条件下进行。
使针状的探头戳到电池容器1的表面上，比较该探头与负极引线8之间的电压和正极引线4与负极引线8间的电压，得知电压是相同的。如上所述，相同的电压，表明电池容器1的铝箔与正极是同一电位。
                              表1
    激光种类、模式 二氧化碳激光、脉冲模式
    频率     200Hz
    输出     16W
    脉冲宽度     16μsec
    速度     1m/分
    光斑大小     φ250mm
另外，在本实施例中，采用使引线4或8弯曲的办法电连接到露出部分上，但是也可以采用涂敷导电性的膏或粘贴导电性的薄片等种种的连接机构。
实施例3
图6的平面图示出了本发明的电池的实施例3。在图6中，13是外引线，6是从密封部分3作为电池容器1的一部分突出出来的突出部分，5是导电构件，贯通突出部分6和外引线13，通过铆接的导电构件5，把突出部分6的铝箔和外引线13电连接起来。
电池体使用图2所示的构造的电池体，作为电池容器1的材料使用铝层叠薄板。电池容器1由具有收纳电池体的成型为所谓的黄油杯状的成型部分2的电池体收容部分一侧，和重叠到该电池体收容部分一侧上使其成为密闭构造的盖构成，把盖重叠到电池体收容部分一侧上后用密封部分3把四个角密封起来。
铝层叠薄板，把PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄板重叠到铝箔的外侧，把CCP(未拉伸聚丙烯)重叠到内侧。铝箔的厚度为100微米，CCP层的厚度为40微米，PET层的厚度为12微米。
如图6所示，用导电构件5与外引线13铆接的突出部分6，比起热熔敷密封部分3更向外突出出来。突出出来的宽度和长度只要与导电构件5的直径相当就足够了。虽然在比导电构件5的直径小的情况下，也可以进行与正极引线4之间的接合，但是层叠薄板中的金属箔和导电构件5进行接触的概率将降低下来。导电构件5的直径，希望比外引线13的宽度小。因为若是用直径比外引线13的宽度大的导电构件5，则有切断外引线13之虞。在本例中，对于宽度3mm的引线，使用的是直径1.2mm的导电构件5。外引线13和突出部分6的导电构件5所贯通的孔既可以预先开好，也可以采用打入导电构件的办法同时开孔。预先开孔时的孔径，理想的是与导电构件5的直径相同，或者比它小。在开有比导电构件5的直径还大的孔的情况下，外引线13和突出部分6中的金属箔与导电构件5进行接触的概率将降低下来。用导电构件5铆接外引线13和突出部分6的位置，只要是使导电构件5和外引线13与突出部分6中的金属箔进行接触的位置，不论哪儿都行，但是作成为在外引线13的宽度的中心线上边，接触概率最高，是理想的。此外，把突出部分6配置得与外引线13重叠当然是理想的。
此外，在所谓的4角密封式中，配置为使外引线13与电池体收容部分一侧与盖一侧的2个地方进行接触，贯通导电构件5进行铆接。若如上所述与正极引线和负极引线分开来独立地形成外引线13，则可以借助于外部的电路通过外引线13把与通常的正极或负极不同的所希望的电位提供给电池容器1。
实施例4
图7是电池容器的形状所谓被叫做枕头式的电池。该电池在把铝层叠薄板的两端部分接合起来使铝层叠薄板变成为筒状，并把电池体收纳到该筒的内部之后，采用对筒的两侧进行密封(密封部分3)的办法形成密封构造。
本实施例，除去把电池容器的形状作成为图6所示的枕头式之外，是与实施例1同样的电池。
另外，也可以把实施例2和实施例3应用于本实施例的枕头式电池中去。
实施例5
图8是电池容器的形状被叫做所谓的底盖式的电池，(b)是平面图，(a)则示出了侧面的形状。该电池，在使铝层叠薄板的两端部分进行接合(接合部分14)，作成为铝层叠薄板筒状，并把电池体收纳到该筒的内部之后，采用把图8(a)所示的形状的底盖安放到筒的两侧进行密封(密封部分3)的办法形成密封构造。
本实施例，除去把电池容器的形状作成为图8所示的底盖式之外，是与实施例1同样的电池。
另外，也可以把实施例2和实施例3应用于本实施例的底盖式电池中去。
工业上利用的可能性
如上所述，本发明的电池，可以用做需要进行电屏蔽(电磁屏蔽、静电屏蔽)的移动电话、无线机和个人电脑等的电源。

Claims (8)

1．一种电池，其特征是具备：具有正极和负极以及设置在该正极与负极间的电解质层的电池体；与上述正极电连接的正极引线；与上述负极电连接的负极引线；由把高分子树脂和金属箔叠层起来的层叠薄板构成且收纳上述电池体，同时把上述正极引线和负极引线密封起来形成密闭构造的电池容器；和使该电池容器的金属箔与上述正极引线或负极引线进行电连接的连接机构。
2．一种电池，其特征是具备：具有正极和负极以及设置在该正极与负极间的电解质层的电池体；与上述正极电连接的正极引线；与上述负极电连接的负极引线；与正极引线和负极引线分开来另外设置的外引线；由把高分子树脂和金属箔叠层起来的层叠薄板构成且收纳上述电池体，同时把上述正极引线和负极引线密封起来形成密闭构造的电池容器；和使该电池容器的金属箔与上述外引线进行电连接的连接机构。
3．权利要求1或2所述的电池，其特征是：连接机构，具有贯通构成电池容器的层叠薄板和引线的贯通孔，通过与该贯通孔接连的导电性构件把上述电池容器的金属箔与上述正极引线或负极引线电连接起来。
4．权利要求3所述的电池，其特征是：连接机构，设置在构成电池容器的层叠薄板的从密封部分突出出来的突出部分上。
5．权利要求1或2所述的电池，其特征是：连接机构，使构成电池容器的层叠薄板的金属箔的外表面一部分露出来形成露出部分，使该露出部分与引线进行电连接。
6．一种电池检查方法，其特征是：使构成电池容器的层叠薄板的金属箔的外表面一部分露出来形成露出部分，使该露出部分和正极引线间的电压，与正极引线和负极引线间的电压进行比较。
7．权利要求6所述的电池检查方法，其特征是：使金属箔的外表面一部分露出来的方法，是用激光进行的烧掉高分子树脂的方法。
8．权利要求6所述的电池检查方法，其特征是：使金属箔的外表面一部分露出来的方法，是采用推碰针状的探头的办法进行的。
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