JP2001143763A

JP2001143763A - 扁平形非水電解質二次電池

Info

Publication number: JP2001143763A
Application number: JP32767999A
Authority: JP
Inventors: Munehito Hayami; 宗人早見; Masami Suzuki; 正美鈴木; Kazuo Udagawa; 和男宇田川; Masaki Shikoda; 将貴志子田; Kiyoto Yoda; 清人依田
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】重負荷放電特性が優れた小型の扁扁平形非水電
解質二次電池を提供すること。【解決手段】電極端子を兼ねる金属製の電池ケースと、
前記電池ケースを封口する封口板の一部を開口し、前記
開口部に他極端子を配し、電極端子を兼ねる封口板と他
極端子とが絶縁体によって電気的に絶縁されており、そ
の内部に少なくとも正極とセパレータと負極を含む発電
要素と、非水電解質を内包した扁平形非水電解質二次電
池において、前記電極群内の正負極対向面積の総和が前
記封口板の面積よりも大きくするように構成されている
ので、扁平形電池の持つ電池サイズが小さく、生産性に
優れるという利点を維持し、かつ重負荷放電特性が飛躍
的に向上させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は扁平形非水電解質二
次電池に係り、特に、重負荷放電特性の向上した扁平形
非水電解質二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】正極作用物質にＭｎＯ₂やＶ₂Ｏ₅など
の金属酸化物、あるいはフッ化黒鉛などの無機化合物、
あるいはポリアニリンやポリアセン構造体などの有機化
合物を用い、負極に金属リチウム、あるいはリチウム合
金、あるいはポリアセン構造体などの有機化合物、ある
いはリチウムを吸蔵、放出可能な炭素質材料、あるいは
チタン酸リチウムやリチウム含有珪素酸化物のような酸
化物を用い、電解質にプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボ
ネート、ジメトキシエタン、γ−ブチルラクトンなどの
非水溶媒にＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、Ｌ
ｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ
（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂などの支持塩を溶解した非水電解
質を用いたコイン形やボタン形などの扁平形非水電解質
二次電池は既に商品化されており、放電電流が数〜数十
μＡ程度の軽負荷で放電が行われるＳＲＡＭやＲＴＣの
バックアップ用電源や電池交換不要腕時計の主電源とい
った用途に適用されている。

【０００３】一方、携帯電話やＰＤＡなどの小型情報端
末を中心に使用機器の小型化が加速されており、これに
伴い主電源である二次電池についても小形化を図ること
が必須とされている。従来、これらの電源には正極作用
物質にコバルト酸リチウムなどのリチウム含有酸化物、
負極に炭素質材料を用いたリチウムイオン二次電池や、
正極作用物質にオキシ水酸化ニッケル、負極作用物質に
水素吸蔵合金を用いたニッケル水素蓄電池が使用されて
きたが、これらの電池は金属箔または金属ネットからな
る集電体に作用物質層を塗布または充填し電極を形成
後、電極中心部にタブ端子を溶接した後、捲回、または
積層して電極群とし、さらにこの電極群の中心部から取
り出したタブ端子を複雑に曲げ加工を行い、安全素子や
封口ピン、電池缶などに溶接して電池を製作していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】小型で高出力の電池を
得るために、本発明者らはまず、円筒形や角形のリチウ
ムイオン二次電池の小型化を図ることを試みた。しかし
ながら、小型化を図ると上述したような電極群の中心部
から取り出したタブ端子を複雑に曲げ加工を行い安全素
子や封口ピン、電池缶などに溶接する電極接続作業は困
難な作業であり、熟練を必要とした。

【０００５】次に、ボタン形やコイン形のように正極及
び負極を封口板の開口径より一回り小さいタブレット状
に成形加工した電池の適用を検討したが、小型携帯機器
の主電源として要求される大電流で放電した場合の特性
に対しては遥かに不十分であり、小型携帯機器の主電源
としては到底満足できるレベルではなかった。

【０００６】小型の扁平形非水電解質二次電池の重負荷
放電特性を如何にして従来にないレベルまで引き上げる
かが本発明の課題であり、重負荷放電特性が格段に優れ
た扁平形非水電解質二次電池を提供することが本発明の
目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは円筒形や角
形のリチウムイオン二次電池の小型化に際し、鋭意研究
を重ねた結果、小型化に適した電池構造を採用し、さら
に電極面積を従来の扁平形電池に比べ格段に大きくする
ことで重負荷放電特性が飛躍的に向上することを見出し
た。

【０００８】すなわち、電極端子を兼ねる金属製の電池
ケースと、前記電池ケースを封口する封口板の一部を開
口し、前記開口部に他極端子を配し、電極端子を兼ねる
封口板と他極端子とが絶縁体によって電気的に絶縁され
ており、その内部に少なくとも正極とセパレータと負極
を含む発電要素と、非水電解質を内包した扁平形非水電
解質二次電池において、前記電極群内の正負極対向面積
の総和が前記封口板の面積よりも大きくする扁平形非水
電解質二次電池を提供することで、重負荷放電特性が飛
躍的に向上することを見出した。

【０００９】本発明の扁平形非水電解質二次電池では、
円筒形や角形のリチウムイオン二次電池の小型化に際
し、作業性の向上を図ることに関して、電池ケースを封
口する封口板の一部を開口し、この開口部に他極端子を
配し、この他極端子と電気的に一体化された集電板を配
し、この集電板と電池内に収納されたセパレータを介し
た正極または負極が電気的に接続されることにより電極
と端子との接触を容易に可能にした。

【００１０】また、重負荷放電特性を向上させるために
は電極面積を増大させることが有効であると推察される
が、従来の扁平形非水電解質二次電池では、正負極がセ
パレータを介し対向する対向面積はどうしても封口板の
開口面積より一回りほど小さくせざる得ず、封口板の開
口面積を上回るような対向面積を持つ電極を電池内に収
納することは理論的に不可能であった。

【００１１】そこで、本発明者らは従来技術からの大胆
な発想の転換を図り、扁平形電池の電池ケース内に電極
を多層配置することで、電極群内の正負極対向面積の総
和が封口板の開口面積より大きな電極群を収納すること
を可能にした。先の如く円筒形や角形などの容積の大き
な二次電池では数十層を有する電極を収納している例が
あるが、これらの電池は前述のように構造が複雑であ
り、そのまま、扁平形非水電解質二次電池にこれらの電
池の電極構造を適用することは困難であった。また、た
とえ適用したとしても小型であることや生産性に優れる
といった扁平形非水電解質二次電池の利点を維持するこ
とは不可能であるため、扁平形非水電解質二次電池に封
口板の開口面積よりも大きな正負極の対向面積を有する
電極群を収納しようという取組みは過去にされなかっ
た。

【００１２】以下、如何にして本発明者らが本発明の扁
平形非水電解質二次電池を実現したかを説明する。ま
ず、正負極対向面積が封口板の開口面積より大きな電極
を扁平形非水電解質二次電池内に収納する形態について
は種々の形態が考えられるが、その中で扁平形電池の扁
平面に対し水平方向に正負極対向部を持つように電極を
積層した電極群として収納するのが好ましいことが分か
った。なぜなら、優れた重負荷放電特性を得るために
は、電極面積を極力大きくとることと、部品点数を極力
減らし、小さな電池内のスペースを有効に活用し、電極
群と放電に必要な量の非水電解質を電池内に収納する必
要があり、この収納方法ならこれらを実現できる。この
収納方法によると電極を除く電池の組立方法が従来のタ
ブレット状電極を用いた扁平形電池の製造方法に近く、
従来の生産設備の一部流用が可能である上、生産性やコ
ストといった実用面においても優れており量産する上で
も好ましい。

【００１３】また、実際に電極群を作製、収納する方法
については、電極の一部に通電部を設けた正極板並びに
負極板を用意し、セパレータを介し正極板及び負極板を
積層する際にセパレータの一方向から正極板の通電部が
露出し、その対極方向から負極板の通電部が露出する形
で積層した後、正極は正極同士、負極は負極同士おのお
のの通電部を溶接などの方法により電気的に接続し電極
群を形成し、電池内に収納する方法が好ましい。正極と
負極の通電部を対極に配置することで扁平形非水電解質
二次電池においても、正負極通電部の接触による内部シ
ョートを防止できる。

【００１４】次に、電極群と外部端子を兼ねる電池金属
ケースとの接続方法について説明する。

【００１５】前述したように、円筒形や角形などの比較
的大きなリチウムイオン二次電池では電極群の中心部や
巻き芯部にタブ端子を溶接し、それを曲げ加工して安全
素子や封口ピンに溶接し集電を行っている。しかしなが
ら、曲げ工程が複雑なため生産性に劣る上、内部ショー
トを防止するため電池内に空間を持たせたり、電極群と
の間に絶縁板を挿入する必要があった。また、タブ端子
を電極に溶接している部分に応力が加わるとセパレータ
を突き破ったり、電極の変形が起こるため絶縁テープで
保護したり、巻き芯部に空間を設ける必要があり、電池
の内容積を有効に使用することはできなかった。そのた
め、電池の内容積が小さなコイン形やボタン形の扁平形
非水電解質二次電池ではこれらの集電方法は適用でき
ず、新たな集電方法を考案する必要があった。

【００１６】そこで、本発明者らは電極群において扁平
形電池の扁平面に水平な方向の一端に導電性を有する正
極構成材を露出させ、対極の他端に導電性を有する負極
構成材を露出させた形状を持つ電極群を作製し、おのお
のの電極構成材を正極及び負極の電池ケースに接触させ
ることにより、電極群と電池ケースの集電を確保するこ
とを見出した。この方法によれば、電極群と電池ケース
間に無駄な空間や絶縁板を設ける必要もなく、放電容量
を増やすことができる。また、電池ケースや電極とタブ
端子がショートを起こすこともなく、安全性や信頼性も
優れている。

【００１７】また、本発明のような封口構造を持つ扁平
形電池では電池ケースの加締め加工により、負極ケース
と正極ケースの扁平面に対し垂直方向に応力が加わって
いるため、電極群の平面方向に均一な加圧力が加わり、
充放電を円滑に行うことができる。なお、電極群の電極
構成材露出部と電極ケースの接触は直接、接していても
よいし、金属箔や金属ネット、金属粉末、炭素フィラ
ー、導電性塗料などを介し電気的に間接的に接していて
もよい。

【００１８】電極については、正負極とも従来の顆粒合
剤の成形方式や金属ネットや発泡ニッケルなどの金属基
板に合剤を充填する方法を用いてもよいが、肉薄電極の
作製が行い易いという点で金属箔にスラリー状の合剤を
塗布、乾燥したものがよく、さらにそれを圧延したもの
を用いることもできる。このような金属箔に作用物質を
含む合剤層を塗工した電極を用いる場合は、電極群の内
部に用いる電極は金属箔の両面に作用物質層を形成した
ものを用いるのが、容積効率の上から好ましく、また電
極群の両端の電池ケースに接触する電極構成材露出部に
ついては作用物質層でも構わないが、接触抵抗を低減さ
せるために電極構成材のうち、特に金属箔を露出させる
のが好ましい。これに関してはこの部分に限り片面にの
み作用物質層を形成した電極を用いてもよいし、一旦両
面に作用物質層を形成した後、片面のみ作用物質層を除
去してもよい。

【００１９】次に、電極構造について以下に説明する。
金属製の容器に電極群を収納し、封口板を用いて封口す
る。この場合、封口板にはその一部に開口部が設けられ
ており、その開口部には集電体と電気的に一体化された
端子が配置されている。この集電体と封口板とは絶縁体
により絶縁されている。電極の集電は金属製の容器と集
電体により行われており、正極、負極の極性はどちらで
も構わない。

【００２０】電池の封口構造に関しては負極端子を兼ね
る金属製の負極ケースと、正極端子を兼ねる金属製の正
極ケースが、絶縁ガスケットを介し嵌合され、さらに正
極ケースまたは負極ケースが加締め加工により加締めら
れた封口構造でもよいが、外気中の水分を透過すること
がなく長期貯蔵性に優れている容器の封止部がレーザー
溶接により封口された封口構造を有するものが好まし
い。

【００２１】また、絶縁体については封口板と負極端子
が絶縁されており、かつ気密性に優れているものであれ
ば良く、ガラスや、ポリプロピレン、ポリエチレンなど
のオレフイン樹脂やエポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポニフ
ェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリメチル
ペンテン樹脂、また、それらの樹脂にガラス繊維などの
フィラーを混入させたものを使用することができる。

【００２２】本発明の扁平形非水電解質二次電池は電極
を含めた電池の構造に主点をおいたものであり、正極作
用物質については限定されるものではなく、ＭｎＯ₂、
Ｖ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＬｉＴｉ₂Ｏ₄、Ｌｉ₄Ｔｉ₅
Ｏ₁₂、ＬｉＦｅ₂Ｏ₄、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ₄Ｍｎ₅
Ｏ₁₂、Ｌｉ_0.33ＭｎＯ₂、コバルト酸リチウム、ニッケ
ル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどの金属酸化物、
あるいはフッ化黒鉛、ＦｅＳ₂などの無機化合物、ある
いはポリアニリンやポリアセン構造体などの有機化合物
などあらゆるものが適用可能である。ただし、この中で
作動電位が高く、サイクル特性に優れるという点でコバ
ルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチ
ウムやそれらの混合物やそれらの元素の一部を他の金属
元素で置換したリチウム含有酸化物がより好ましく、長
期間に亘り使用されることもある扁平形非水電解質二次
電池においては高容量で電解液や水分との反応性が低く
化学的に安定であるという点でコバルト酸リチウムがさ
らに好ましい。

【００２３】また、本発明の扁平形非水電解質二次電池
の負極作用物質については限定されるものではなく、金
属リチウム、あるいはＬｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｉｎ、Ｌｉ−
Ｓｎ、Ｌｉ−Ｓｉ、Ｌｉ−Ｇｅ、Ｌｉ−Ｂｉ、Ｌｉ−Ｐ
ｂなどのリチウム合金、あるいはポリアセン構造体など
の有機化合物、あるいはリチウムを吸蔵、放出可能な炭
素質材料、あるいはＮｂ₂Ｏ₅、ＬｉＴｉ₂Ｏ₄、Ｌｉ
₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂、Ｌｉ含有珪素酸化物やＬｉ含有錫酸化物
などの酸化物、Ｌｉ₃Ｎのような窒化物などあらゆるも
のが適用可能であるが、サイクル特性に優れ、作動電位
が低く、高容量であるという点でＬｉを吸蔵、放出可能
な炭素質材料が好ましく、特に放電末期においても電池
作動電圧の低下が少ないという点で天然黒鉛や人造黒
鉛、膨張黒鉛、メソフェーズピッチ焼成体、メソフェー
ズピッチ繊維焼成体などのｄ₀₀₂の面間隔が０．３３８
ｎｍ以下の黒鉛構造が発達した炭素質材料がより好まし
い。

【００２４】なお、上記した本発明電池では主としてコ
イン形やボタン形などの扁平形電池について説明した
が、本発明電池はこれのみに限定するものではなく、小
判形や角形などの特殊形状を有する扁平形電池にも本発
明と同様に適用できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例及び比較例
について詳細に説明する。（実施例１）本発明の実施例１の電池の製造方法を図１
の断面図を参照して説明する。

【００２６】まず、ＬｉＣｏＯ₂１００重量部に対し、
導電剤としてアセチレンブラック５重量部と黒鉛粉末５
重量部を加え、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５重
量部を加え、Ｎ−メチルピロリドンで希釈、混合し、ス
ラリー状の正極合剤を得た。次に、この正極合剤を、正
極集電体２ａである厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔の片面
にドクターブレード法により塗工、乾燥を行い、アルミ
箔表面に正極作用物質含有層２ｂを形成した。以後、作
用物質含有層の塗膜厚さが０．３９ｍｍとなるまで塗
工、乾燥を繰り返し、片面塗工正極を作製した。次に、
この片面塗工正極と同様の方法によりアルミ箔の両面に
正極作用物質含有層の塗膜厚さが片面当たり０．３９ｍ
ｍとなるように両面塗工し正極を作製した。

【００２７】次に、黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維
粉末１００重量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴ
ム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
をそれぞれ２．５重量部添加し、イオン交換水で希釈、
混合してスラリー状の負極合剤を得た。この負極合剤を
負極集電体４ａである厚さ０．０２ｍｍの銅箔に負極作
用物質含有層４ｂの厚さが０．３９ｍｍとなるように正
極の場合と同様に塗工、乾燥を繰り返し実施し、片面塗
工負極を作製した。次に、この片面塗工負極と同様の方
法により銅箔の両面に負極作用物質含有層の塗膜厚さが
片面当たり０．３９ｍｍとなるように両面塗工負極を作
製した。

【００２８】これらの電極を幅１３ｍｍ、長さ１３ｍｍ
の正方形の一辺に幅６ｍｍ、長さ２ｍｍの張り出し部が
付いた形状に切り出し、次にこの張り出し部に形成され
た作用物質含有層をこそげ落とし、アルミまたは銅層を
むき出しにし通電部とし、幅１３ｍｍ、長さ１３ｍｍの
作用物質含有層が形成された両面及び片面塗工の正極板
及び負極板を作製した。

【００２９】次に、片面塗工正極板の正極作用物質含有
層形成部に厚さ２５μｍのポリエチレン微多孔膜からな
るセパレータ３を介し両面塗工負極板を通電部が先の正
極板と対極を向く方向に設置し、さらに、セパレータ３
を介し、両面塗工正極板を通電部が先の正極板と同方向
に向くように設置し、さらにセパレータ３を介し、この
セパレータ面に負極作用物質含有層４ｂが接するように
片面塗工負極板を通電部が先の負極板と同方向に向くよ
うに設置し、正極通電部及び負極通電部をそれぞれ溶接
し、電極群を製作した。

【００３０】作製した電極群を８５℃で１２ｈ乾燥した
後、内面側にＳＢＲを塗布することにより絶縁処理を施
した開口径が２０ｍｍ、開口面積が３．１４cm²である
正極金属ケース１の内底面に電極群の片面塗工正極板の
未塗工側（すなわち、正極集電体２ａ）が接するように
配置し、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネ
ートを体積比１：１の割合で混合した溶媒に支持塩とし
てＬｉＰＦ₆を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解せしめた非水
電解質を注液した。また、封口板５の中心には負極端子
６に電気的に一体化された集電体８が設けられており、
電極群の片面塗工負極板の未塗工側（すなわち、負極集
電体４ａ）が接している。負極端子６と正極ケース１は
ガラスシール７により電気的に絶縁されている。正極ケ
ース１と封口板５をレーザー溶接により封口し、総高５
ｍｍ、直径φ２１．０ｍｍの実施例１の扁平形非水電解
質二次電池を作製した。この電池のセパレータを介した
正負極対向面の面数は計３面であり、正負極の対向面積
の総和は５．１ｃｍ²である。

【００３１】（実施例２）電極群内の正極及び負極の片
面当たりの作用物質含有層の塗膜厚さがそれぞれ０．２
２ｍｍであり、かつ電極群中間部の両面塗工正極及び両
面塗工負極の積層枚数がそれぞれ２枚であること以外は
実施例１と同様に電池を作製した。この電池のセパレー
タを介した正負極対向面の面数は計５面であり、正負極
の対向面積の総和は８．５ｃｍ²である。

【００３２】（実施例３）電極群内の正極及び負極の片
面当たりの作用物質含有層の塗膜厚さがそれぞれ０．１
５ｍｍであり、かつ電極群中間部の両面塗工正極及び両
面塗工負極の積層枚数がそれぞれ３枚であること以外は
実施例１と同様に電池を作製した。この電池のセパレー
タを介した正負極対向面の面数は計７面であり、正負極
の対向面積の総和は１１．８ｃｍ²である。

【００３３】（実施例４）電極群内の正極及び負極の片
面当たりの作用物質含有層の塗膜厚さがそれぞれ０．１
１ｍｍであり、かつ電極群中間部の両面塗工正極及び両
面塗工負極の積層枚数がそれぞれ４枚であること以外は
実施例１と同様に電池を作製した。この電池のセパレー
タを介した正負極対向面の面数は計９面であり、正負極
の対向面積の総和は１５．２ｃｍ²である。

【００３４】（比較例１）ＬｉＣｏＯ₂１００重量部に
対し導電剤としてアセチレンブラック５重量部と黒鉛粉
末５重量部を加え、結着剤としてポリ４フッ化エチレン
５重量部を加え、混合後、粉砕し、顆粒状の正極合剤を
得た。次にこの正極顆粒合剤を、直径１９ｍｍ、厚さ
１．１５ｍｍに加圧成形を行い、正極タブレットとし
た。

【００３５】次に黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維粉
末１００重量部に結着剤としてスチレンブタジエンゴム
（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を
それぞれ２．５重量部を添加、混合、乾燥後、さらに粉
砕し顆粒状の負極合剤を得た。この負極顆粒合剤を、直
径１９ｍｍ、厚さ１．１５ｍｍに加圧成形し、負極タブ
レットとした。これらの正負極タブレットを８５℃で１
２ｈ乾燥したものを用いた以外は実施例１と同様に電池
を作製した。

【００３６】図２は比較例１の電池の断面図であり、１
は正極ケース、２は正極、３はセパレータ、４は負極、
５は封口板、６は負極端子、７は絶縁体、８は負極集電
板である。この電池のセパレータを介した正負極対向面
の面数は１面であり、正負極の対向面積の総和は２．８
ｃｍ²である。

【００３７】（比較例２）電極群内の正極及び負極が片
面塗工電極のみであり、作用物質含有層の塗膜厚さがそ
れぞれ１．２４ｍｍであること以外は実施例１と同様に
電池を作製した。この電池のセパレータを介した正負極
対向面の面数は計１面であり、正負極の対向面積の総和
は１．７ｃｍ²である。

【００３８】以上の通り作製した本実施例及び比較例の
各電池について、４．２Ｖ、３ｍＡの定電流定電圧で４
８ｈ初充電を実施した。その後、３０ｍＡの定電流で
３．０Ｖまで放電を実施し重負荷放電容量を求めた。そ
の結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１より明らかであるが、本実施例の各電
池は比較例１の従来の顆粒合剤成形法により作製したタ
ブレット状の電極を用いた正負極の対向面積が封口板の
面積よりも小さい電池や比較例２の正負極の対向面が１
面しかなく、対向面積が小さい電池に比べ、著しく重負
荷放電時の放電容量が大きい。

【００４１】なお、本発明の実施例では、非水電解質に
非水溶媒を用いた扁平形非水溶媒二次電池を用いて説明
したが、非水電解質にポリマー電解質を用いたポリマー
二次電池や固体電解質を用いた固体電解質二次電池につ
いても当然、適用可能であり、樹脂製セパレータの代わ
りにポリマー薄膜や固体電解質膜を用いることも可能で
ある。また、正負極電極を入れ替えることも可能であ
る。さらに、電池形状についても真円である必要はなく
小判形や角形などの特殊形状を有する扁平形非水電解質
二次電池においても適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
扁平形電池の持つ電池サイズが小さく、かつ生産性に優
れるという利点を維持したまま、重負荷放電時の放電容
量が従来の電池に対し格段に大きくすることができるの
で、工業的価値の優れた扁平形非水電解質二次電池を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電池の断面図。

【図２】比較例１の電池の断面図。

【符号の説明】

１…正極ケース、２…正極、２ａ…正極集電体、２ｂ…
正極作用物質含有層、３…セパレータ、４…負極、４ａ
…負極集電体、４ｂ…負極作用物質含有層、５…封口
板、６…負極端子、７…絶縁体、８…負極集電板（負極
ケース）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇田川和男東京都品川区南品川３丁目４番10号東芝電池株式会社内 (72)発明者志子田将貴東京都品川区南品川３丁目４番10号東芝電池株式会社内 (72)発明者依田清人東京都品川区南品川３丁目４番10号東芝電池株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA03 AA09 AA13 BB04 CC06 DD13 DD15 FF02 GG02 JJ12 KK01 5H014 AA02 AA04 AA06 EE05 EE08 EE10 HH00 HH06 5H029 AJ03 AJ05 AJ12 AJ14 AK01 AK02 AK03 AK05 AK16 AL01 AL02 AL03 AL06 AL07 AL12 AL16 AM01 AM02 AM07 BJ01 BJ02 BJ03 BJ12 CJ02 CJ05 CJ08 CJ22 DJ02 DJ03 DJ04 DJ05 DJ07 EJ01 HJ07 HJ12 HJ13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極端子を兼ねる金属製の電池ケース
と、前記電池ケースを封口する封口板の一部を開口し、
前記開口部に他極端子を配し、電極端子を兼ねる前記封
口板と前記他極端子とが絶縁体によって電気的に絶縁さ
れており、その内部に少なくとも正極とセパレータと負
極を含む発電要素と、非水電解質を内包した扁平形非水
電解質二次電池において、前記電極群内の正負極対向面
積の総和が前記封口板の面積よりも大きいことを特徴と
する扁平形非水電解質二次電池。
【請求項２】正極と負極がセパレータを介し対向して
いる正負極対向面が扁平形電池の扁平面に水平な方向で
収納されている請求項１記載の扁平形非水電解質二次電
池。
【請求項３】電池ケースと封口板がレーザ封口により
密閉された請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項４】他極端子と電気的に一体化された集電板
を配し、前記集電板と電池内に収納されたセパレータを
介した正極または負極が電気的に接続された請求項１記
載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項５】正極と負極がセパレータを介し対向して
いる正負極対向面が少なくとも３面有する電極群が当該
電池内に収納された請求項１記載の扁平形非水電解質二
次電池。
【請求項６】正極及び負極がセパレータを介し多層積
層され、正極は正極同士、負極は負極同士で、それぞれ
電気的に接続された形で電極群が形成され当該電池内に
収納された請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項７】電極の一部に通電部を設けた正極板及び
負極板と、セパレータを介し正極板及び負極板を積層す
る際に前記セパレータの一方向から前記正極板の通電部
が露出し、その対極方向から前記負極板の通電部が露出
する形で積層され、正極は正極同士、負極は負極同士そ
れぞれの通電部を電気的に接続し電極群を形成し、かつ
正極と負極の通電部が対極に位置するように配置された
請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項８】少なくとも正極、セパレータ、負極を含
む電極群から、扁平形電池の扁平面に水平な方向の一方
の外面に導電性を有する正極構成材を露出させ、その正
極構成材を直接、あるいは電気的に正極ケースに接続
し、かつ電極群の扁平形電池の扁平面に水平な方向のも
う一方の外面に導電性を有する負極構成材を露出させ、
その負極構成材を直接、あるいは電気的に負極ケースに
接続した請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項９】正極は少なくとも正極作用物質を含有し
たスラリー状の正極合剤を金属箔に塗布、乾燥した電極
である請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項１０】負極は少なくとも負極作用物質を含有
したスラリー状の負極合剤を金属箔に塗布、乾燥した電
極である請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項１１】正極及び負極は金属箔の両面に作用物
質含有層を形成し、かつ金属ケースと直接、あるいは電
気的に接触される面には作用物質層があらかじめ塗られ
ていないか、あるいは塗布後に除去された構造を有する
請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項１２】正極作用物質はリチウム含有酸化物で
ある請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項１３】正極作用物質はコバルト酸リチウムで
ある請求項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項１４】負極作用物質は炭素質材料である請求
項１記載の扁平形非水電解質二次電池。
【請求項１５】負極作用物質はｄ₀₀₂面の面間隔が
０．３３８ｎｍ以下の炭素質材料である請求項１記載の
扁平形非水電解質二次電池。