JP2001222982A

JP2001222982A - 薄型電池用袋体

Info

Publication number: JP2001222982A
Application number: JP2000033306A
Authority: JP
Inventors: Masaki Goto; 正樹後藤; Mitsuaki Shigekuni; 光明重国; Shingo Hibino; 真吾日比野
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】リード線を位置決めする必要がなく、しかもリ
ード線との短絡が起こらない薄型電池用袋体を提供す
る。【解決手段】シーラント層８と金属層９とを備えたシー
ト材１がシーラント層８を内側にして二つ折りに折り曲
げられたのち、折り目２以外の周縁部がヒートシールさ
れ、ヒートシールされるシーラント層８とシーラント層
８との間がリード線６の取り出し口に形成されており、
上記取り出し口に対応する上記シート材１の部分には、
シーラント層８と金属層９との間にエポキシ樹脂からな
る熱硬化性絶縁層１２が介設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池（ＬＩＢ）やリチウムポリマー電池（ＬＰＢ）等
の薄型電池用の発電要素を収納する薄型電池用袋体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の種々の電子機器の発達に伴い、電
子機器の小型化，省スペース化のニーズが高まってお
り、これに用いる薄型電池（シート状電池）にも更なる
薄型化と軽量化が求められている。このようなニーズに
応えるものとして、ゲル状ポリマー電解質を用いたリチ
ウムイオン二次電池が実用化され始めた。さらに、電解
質を完全にポリマー化した真性ポリマー電池も開発段階
にある。

【０００３】図５および図６は上記ゲル状ポリマー電解
質を用いたリチウムイオン二次電池の構造例を示してい
る。図において、２１は正極集電体（アルミニウム
箔）、２２は正極（コバルト酸リチウム等のリチウム含
有複合酸化物）、２３は隔離材（溶媒で可塑化されたポ
リマー電解質）、２４は負極（炭素材）、２５は負極集
電体（銅箔）であり、これら発電要素３７が収納手段３
１に収納されている。そして、このようなリチウムイオ
ン二次電池は液漏れの危険性が低いため、発電要素３７
を薄いラミネート材で収納することができる。図６に示
す構造例では、収納手段３１の内側から順に、ポリプロ
ピレン製シーラント層３８，アルミニウム箔製金属層３
９，ポリアミド製保護層４０，ポリエチレンテレフタレ
ート製保護層４１となっている４層ラミネート材が用い
られている。また、特開平９−７６３６号公報では、ポ
リエチレン層とアルミニウム箔層とポリエチレン層との
３層ラミネート材が用いられている。また、３３，３
４，３５はヒートシールされる収納手段３１の側縁部、
３６は電極取り出し用のリード線であり、正極にはアル
ミニウム箔製のリード線３６を、負極には銅箔製のリー
ド線３６を用いている。

【０００４】また、上記リード線３６の一部分は、収納
手段３１の金属層３９との短絡を防止するために、外周
部が絶縁性樹脂４２で被覆されている。そして、上記ラ
ミネート材のうちヒートシールされる面と面との間がリ
ード線３６の取り出し口になっており、この取り出し口
に上記リード線３６の絶縁性樹脂４２部分が位置決めさ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記リ
チウムイオン二次電池等の薄型電池では、ラミネート材
をヒートシールする際に、リード線３６の絶縁性樹脂４
２部分をヒートシールする部分に位置決めすることが必
要となるため、生産速度が上げられないという問題があ
る。また、上記位置決めが完全ではなく、リード線３６
の絶縁性樹脂４２部分とヒートシールする部分とがずれ
るおそれもある。このずれが発生すると、リード線３６
と収納手段３１の金属層３９とが短絡するおそれがでて
くる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、リード線を位置決めする必要がなく、しかもリ
ード線との短絡が起こらない薄型電池用袋体の提供をそ
の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の薄型電池用袋体は、金属層とシーラント層
とからなるラミネート材の所定の部分をヒートシールす
ることにより袋状に形成した薄型電池用発電要素収納用
の袋体であって、ヒートシールされた部分のうちの所要
の部分がリード線の取り出し口に形成され、上記取り出
し口に対応する上記ラミネート材の部分の金属層とシー
ラント層との間に熱硬化性絶縁層が介設されているとい
う構成をとる。

【０００８】すなわち、本発明の薄型電池用袋体は、リ
ード線の取り出し口に対応するラミネート材の部分の金
属層とシーラント層との間に熱硬化性絶縁層が介設され
ている。このため、リード線と金属層との短絡が防止さ
れる。したがって、リード線には、短絡防止用の絶縁性
樹脂部分が不要となり、上記取り出し口をヒートシール
する際に、リード線の絶縁性樹脂部分を位置決めする必
要がなくなる。その結果、薄型電池の生産速度を上げる
ことができる。

【０００９】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１０】本発明の薄型電池用袋体は、金属層とシー
ラント層とからなるラミネート材で構成されており、リ
ード線の取り出し口に対応する部分では、金属層とシー
ラント層との間に熱硬化性絶縁層が介設されている。

【００１１】上記薄型電池用袋体を構成するラミネート
材の金属層の材料としては、圧延，電解等により得られ
る、アルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，
鉄，ステンレス，チタン，チタン合金等が用いられ、箔
等各種形態に成形される。そして、その厚みは５〜１０
０μｍの範囲に設定されることが好ましい。上記厚みが
５μｍを下回ると、金属層にピンホールが発生し易くな
り、ラミネート材のガスバリア性や遮水性が低下し、１
００μｍを上回ると、薄型電池用袋体の薄型化や可撓性
に不利となる。

【００１２】また、上記シーラント層の材料としては、
ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリエステル，ポリア
クリロニトリル，エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶ
Ａ），ＥＥＡ，ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），変性
ポリプロピレン，変性ポリエチレン，ポリ酢酸ビニル，
ポリビニルアセテート等の熱可塑性樹脂が用いられる。
特に、シーラント層にシールされるリード線間の絶縁性
およびラミネート材内部の金属層と発電要素との間の絶
縁性ならびにリード線との接着性の面から変性ポリプロ
ピレンが好ましい。この変性ポリプロピレンとしては、
マレイン酸変性ポリプロピレン，アクリル変性ポリプロ
ピレン，エポキシ変性ポリプロピレン，カルボン酸変性
ポリプロピレン，シラノール変性ポリプロピレン等が用
いられる。また、シーラント層は、上記材料のいずれか
一種を用いて単層構造としてもよいし、上記材料の複数
種を用いて多層構造としてもよい。そして、シーラント
層の厚みは５〜１０００μｍの範囲に設定されることが
好ましい。上記厚みが５μｍを下回ると、シールしたリ
ード線部分の気密性（シーラントの埋まり性）が低下
し、１０００μｍを上回ると、薄型電池用袋体の薄型化
に不利となるからである。

【００１３】また、上記熱硬化性絶縁層の材料として
は、エポキシ樹脂，キシレン樹脂，フェノール樹脂，フ
ラン樹脂，もしくはウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、ま
たは熱硬化性エポキシ樹脂系塗料，もしくは熱硬化性ア
クリル樹脂系塗料等の熱硬化性塗料等が用いられる。そ
して、その厚みは５〜１００μｍの範囲に設定されるこ
とが好ましい。上記厚みが５μｍを下回ると、リード線
と金属層とが短絡するおそれがあり、１００μｍを上回
ると、熱硬化性絶縁層の周縁部では、上記金属層とシー
ラント層との間に隙間が形成され易くなり、また、薄型
電池用袋体が封筒シール型（折り目を平行に２本設けた
袋体）である場合には、ラミネート材の折り曲げにより
熱硬化性絶縁層にクラックが入り易くなること等から、
薄型電池用袋体の気密性を損なうおそれがある。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。

【００１５】図１および図２は、本発明の薄型電池用袋
体の一実施の形態を示している。この実施の形態では、
薄型電池用袋体は、三方シール（半折りシール）型の袋
体であり、１枚のシート材１が二つ折りに折り曲げられ
たのち、折り目２以外の３つの側縁部３，４，５がヒー
トシール（封口）されることにより形成されるものであ
る。そして、それらヒートシールされる側縁部３，４，
５のうちの１つの側縁部（図では、折り目２に対向する
側縁部）４からリード線６を外部に出した状態で薄型電
池用袋体内に発電要素７が収納されている。すなわち、
上記リード線６は、ヒートシールされる面と面との間
（後述するシーラント層８とシーラント層８との間）か
ら上記薄型電池用袋体の外部に取り出されている。

【００１６】上記袋体を構成するシート材１は、４層の
積層体からなる厚み０．１ｍｍ程度のラミネート材であ
り、袋体の内側から順に、マレイン酸変性ポリプロピレ
ン製シーラント層８，アルミニウム箔製金属層９，ポリ
アミド製保護層１０，ポリエチレンテレフタレート製保
護層１１となっている。しかも、上記リード線６の取り
出し口に対応する側縁部４となるシート材１の部分（図
３に示すシート材１の左右両端部分）４ａには、上記シ
ーラント層８と金属層９との間にエポキシ樹脂からなる
熱硬化性絶縁層１２が介設されている。また、上記シー
ラント層８の形成は、シート材１の左右両端部分４ａに
対応する金属層９の表面に熱硬化性絶縁層１２が形成さ
れたのちに行なわれるが、そのシーラント層８の形成に
は加熱を要し、その熱により、熱硬化性絶縁層１２はＢ
−ステージ化している。

【００１７】上記発電要素７は、リード線６に短絡防止
用の絶縁性樹脂４２（図６参照）が被覆されていないも
のであり、それ以外の部分は、図６に示す従来の発電要
素３７と同様である。そして、大きさは、一例として、
４０ｍｍ×８０ｍｍ×４ｍｍ（厚み）程度である。

【００１８】そして、薄型電池（上記発電要素７を収納
した薄型電池用袋体）は、図３に示すようにして製造さ
れる。すなわち、まず、上記シート材１を準備する。つ
いで、リード線６をシート材１の左側外部に突出させる
ようにして発電要素７を配置する。つぎに、シート材１
をその折り目（中心線）２で折り曲げて発電要素７を挟
む。そののち、重なったシート材１の折り目２以外の３
つの側縁部３，４，５（図１参照）をヒートシールす
る。このようにして、図１および図２に示すような発電
要素７を収納した薄型電池用袋体が製造される。

【００１９】しかも、上記重なったシート材１の側縁部
３，４，５をヒートシールした際には、各側縁部３，
４，５の端縁では、ヒートシールの熱および圧力によ
り、Ｂ−ステージ化した状態であった熱硬化性絶縁層１
２が硬化を進めて少し外側に突出するとともに、シーラ
ント層８の熱可塑性樹脂が流動して大きく外側にはみ出
る。そのため、リード線６の取り出し口に対応する側縁
部４では、図４に示すように、リード線６のうち薄型電
池用袋体の外側に突出している部分の根元部分が上記は
み出た熱可塑性樹脂で被覆される。

【００２０】上記実施の形態によれば、リード線６の取
り出し口に対応するシート材１の左右両端部分４ａに
は、シーラント層８と金属層９との間に熱硬化性絶縁層
１２が介設されているため、リード線６と金属層９との
短絡が防止される。したがって、リード線６には、短絡
防止用の絶縁性樹脂４２（図６参照）が不要となり、上
記取り出し口をヒートシールする際に、リード線６の絶
縁性樹脂４２（図６参照）を位置決めする必要がなくな
る。その結果、薄型電池の生産速度を上げることができ
る。

【００２１】さらに、上記シート材１を製造する際に
は、グラビア印刷，スクリーン印刷，ロールコーター等
によるストライプ塗工を用いることができるため、容易
に多本取りの製造をすることができ、生産性に優れる。

【００２２】また、上記短絡防止用の絶縁性樹脂４２
（図６参照）が不要となるため、リード線６の取り出し
口が小さくなり、ヒートシールする際のシーラントの埋
まりがよくなる。したがって、リード線６の取り出し口
のヒートシールがより確実なものとなり、ヒートシール
部の気密性が高まる。

【００２３】また、リード線６の取り出し口に対応する
側縁部４では、リード線６のうち薄型電池用袋体の外側
に突出している部分の根元部分がはみ出たシーラント層
８の熱可塑性樹脂で被覆されているため、この熱可塑性
樹脂で被覆されている部分が補強された状態となってい
る。このため、図４に示すように、リード線６が折り曲
がる場合には、上記根元部分で折り曲がらずに、その補
強された部分よりも先端側で折り曲がる。しかも、熱硬
化性絶縁層１２が少し外側に突出している。これらのこ
とにより、リード線６が折り曲がることがあっても、リ
ード線６の取り出し口に対応する側縁部４の端縁では、
リード線６と金属層９との短絡が防止される。

【００２４】また、上記実施の形態では、従来の技術と
同様に、正極のリード線６をアルミニウム箔製とし、負
極のリード線６を銅箔製としたが、これに限定されるも
のではなく、正極のリード線６をチタン箔製やチタンと
アルミニウムとの合金箔製等としてもよいし、負極のリ
ード線６をニッケル箔製やニッケルと銅との合金箔製等
としてもよい。

【００２５】また、上記実施の形態では、薄型電池用袋
体を三方シール（半折りシール）型の袋体としたが、こ
れに限定されるものではなく、折り目２を平行に２本設
けた封筒シール（ピロー）型の袋体や、２枚のシート材
１を重ねる四方シール型の袋体等でもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の薄型電池用袋体
によれば、リード線の取り出し口に対応するラミネート
材の部分の金属層とシーラント層との間に熱硬化性絶縁
層が介設されている。このため、リード線と金属層との
短絡が防止される。したがって、リード線には、短絡防
止用の絶縁性樹脂部分が不要となり、上記取り出し口を
ヒートシールする際に、リード線の絶縁性樹脂部分を位
置決めする必要がなくなる。その結果、薄型電池の生産
速度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の薄型電池用袋体を示す
斜視図である。

【図２】上記薄型電池用袋体を示す断面図である。

【図３】上記薄型電池用袋体の製法を示す説明図であ
る。

【図４】上記薄型電池用袋体のリード線の取り出し口を
示す断面図である。

【図５】従来のリチウムイオン二次電池を示す斜視図で
ある。

【図６】従来のリチウムイオン二次電池の構造例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１シート材２折り目６リード線８シーラント層９金属層１２熱硬化性絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日比野真吾愛知県小牧市東三丁目１番地東海ゴム工業株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA09 CC02 CC06 CC10 DD13 DD21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属層とシーラント層とからなるラミネ
ート材の所定の部分をヒートシールすることにより袋状
に形成した薄型電池用発電要素収納用の袋体であって、
ヒートシールされた部分のうちの所要の部分がリード線
の取り出し口に形成され、上記取り出し口に対応する上
記ラミネート材の部分の金属層とシーラント層との間に
熱硬化性絶縁層が介設されていることを特徴とする薄型
電池用袋体。