JP2002305029A - リチウムイオンポリマー二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電容量に応じた端子の必要断面積を得ると
ともに、フレキシブル性を確保しつつ端子接合部におけ
る抵抗を低減する。 【解決手段】複数の正極集電体箔１２の一方の端部１２
ｂが積層順に複数組に分けられ、組数に応じた複数の正
極端子２３の各一端が組毎に積層された正極集電体箔の
一方の端部１２ｂの間に挿入されてその一方の端部１２
ｂに接続され、複数の負極集電体箔１５の他方の端部１
５ａが積層順に複数組に分けられ、組数に応じた複数の
負極端子２１の各一端が組毎に積層された負極集電体箔
の他方の端部１５ａの間に挿入されてそのの他方の端部
１５ａに接続され、パッケージ２６が複数の正極端子２
３の各他端と複数の負極端子２１の各他端とを個別に表
出し得る端子取出口２６ｄを有し、かつ複数の正極端子
２３の各他端及び複数の負極端子２１の各他端がそれぞ
れ積層されて接着可能に構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー電解質層
を介して正極活物質と負極活物質を積層したリチウムイ
オンポリマー二次電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラやノート型パソコン
等のポータブル機器の普及によって薄くてある程度フレ
キシブルな電池に対する需要が高まっている。この薄型
の電池として、正極シートと負極シートを積層して形成
されたリチウムイオンポリマー二次電池が知られてい
る。この正極シートは、正極集電体箔の表面に活物質を
塗布することにより作られ、負極シートは負極集電体箔
の表面に活物質を塗布することにより作られる。正極シ
ートの活物質と負極シートの活物質の間にはポリマー電
解質層が介装される。この電池では、それぞれの活物質
における電位差を電流として取出すための正極端子及び
負極端子が正極集電体箔及び負極集電体箔に設けられ、
このように積層された積層体をパッケージで密閉するこ
とによりリチウムイオンポリマー二次電池が作成され
る。このリチウムイオンポリマー二次電池ではパッケー
ジから引出された正極端子及び負極端子を電池の端子と
して使用することにより所望の電気が得られるようにな
っている。

【０００３】また、近年ではリチウムイオンポリマー二
次電池の放電容量を増大させる傾向にあり、複数枚の正
極シート及び複数枚の負極シートを用いて積層し、その
放電容量を増大させたり、単一の正極シート及び単一の
負極シートの面積を拡大させ、拡大した正極シート及び
負極シートを所望の大きさに折畳むことによりその放電
容量を拡大している。一方、正極シート及び負極シート
を複数枚用いるか或いは折り畳んで放電容量を拡大する
ことに伴い、層状に引き出された複数枚の正極集電体箔
及び負極集電体箔の端部を互いに接続させて正極端子及
び負極端子を接続することが必要である。この接続手段
として、層状に引き出された複数枚の正極集電体箔及び
負極集電体箔の端部を分離して束ね、端子を兼ねる導電
体でこの束ねた端部を挟み、束ねられた端部と導電体を
溶接してその導電体を通じて電気を取り出すようにした
二次電池が提案されている（特開平７−２６３０２
９）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、束ねられた正
極集電体箔又は負極集電体箔の全ての端部と導電体とを
溶接によって接合したときには、その接合部分における
機械的強度が溶接により高まり、電池のフレキシブル性
が失われる不具合がある。特に増大させた放電容量に応
じた端子の断面積を確保するために、端子の断面積が比
較的大きな棒状の金属片からなる導電体を用いた場合に
はその接合部分における可撓性か完全に失われる欠点が
ある。逆に、比較的可撓性を有する導電体で挟み、その
導電体と束ねられた端部を部分的に溶接したときには、
電池のフレキシブル性を保つことはできるけれども、増
大させた放電容量に応じた端子の必要断面積を得ること
が困難になるとともに、電池を湾曲させることにより溶
接された部分以外の端部と外側から挟んだ導電体との間
に隙間が生じ、その部分における導電性が失われ、結果
として抵抗値が増加して十分な電力を得られない問題が
ある。本発明の目的は、放電容量に応じた端子の必要断
面積を比較的容易に得ることのできるリチウムイオンポ
リマー二次電池を提供することにある。本発明の別の目
的は、フレキシブル性を確保しつつ端子接合部における
抵抗を低減し得るリチウムイオンポリマー二次電池を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、複数の正極集電体箔１２の
各表面に正極活物質１３が塗布され、複数の負極集電体
箔１５の各表面に負極活物質１６が塗布され、複数の正
極集電体箔１２と複数の負極集電体箔１５とが正極活物
質１３と負極活物質１６との間にそれぞれポリマー電解
質層１７を介して積層され、負極集電体箔１５の一方の
端部１５ｂから突出する複数の正極集電体箔１２の全て
の一方の端部１２ｂにシート状の正極端子２３の一端が
接続され、正極集電体箔１２の他方の端部１２ａから突
出する複数の負極集電体箔１５の全ての他方の端部１５
ａにシート状の負極端子２１の一端が接続され、正極端
子２３の他端及び負極端子２１の他端を表出するように
正極集電体箔１２と負極集電体箔１５との積層体２０が
パッケージ２６により密閉されたリチウムイオンポリマ
ー二次電池の改良である。

【０００６】その特徴ある構成は、複数の正極集電体箔
１２の一方の端部１２ｂが積層順に複数組に分けられ、
組数に応じた複数の正極端子２３の各一端が組毎に積層
された正極集電体箔の一方の端部１２ｂの間に挿入され
て正極集電体箔の一方の端部１２ｂに接続され、複数の
負極集電体箔１５の他方の端部１５ａが積層順に複数組
に分けられ、組数に応じた複数の負極端子２１の各一端
が組毎に積層された負極集電体箔の他方の端部１５ａの
間に挿入されて負極集電体箔の他方の端部１５ａに接続
され、パッケージ２６が複数の正極端子２３の各他端と
複数の負極端子２１の各他端とを個別に表出し得る組数
に応じた数の端子取出口２６ｄを有し、かつ複数の正極
端子２３の各他端及び複数の負極端子２１の各他端がそ
れぞれ積層されて接着可能に構成されたところにある。

【０００７】この請求項１に係る発明では、端子２１，
２３の数を増加させるだけでその断面積を拡大すること
が可能になり、増大させた放電容量に応じた端子の断面
積を比較的容易に得ることができる。また、厚さの比較
的厚い単一の端子を接続する場合に比較して比較的湾曲
させやすい二次電池を得ることができる。また、正極端
子２３の一端は複数の正極集電体箔１２の組毎に積層さ
れた一方の端部１２ｂの間に挿入され、負極端子２１の
一端は複数の負極集電体箔１５の組毎に積層された他方
の端部１５ａの間に挿入されるので、二次電池１０を繰
り返し湾曲させても、正極端子２３とその正極端子２３
を挟む正極集電体箔１２の間に、又は負極端子２１とそ
の負極端子２１を挟む負極集電体箔１５の間に隙間が生
じることはなく、その接触部分における導電性は確保さ
れ、端子接合部における抵抗を十分に低減することがで
きる。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、複数の正極端子２３及び複数の負極端子２
１がそれぞれエキスパンデッドメタル又は穿孔された金
属シートであるリチウムイオンポリマー二次電池であ
る。この請求項２に係る発明では、端子２１，２３自体
の可撓性を確保することによりシート状の二次電池１０
のフレキシブル性を確実に確保するとともに、パッケー
ジ２６との密着性を向上させてそのパッケージ２６によ
る二次電池の密封性を確保することができる。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、複数の正極端子２３の各一端が組毎
に積層された正極集電体箔１２の一方の端部１２ｂの間
に挿入された状態で挿入方向と交差する方向に所定の間
隔ｔをあけてかしめられた複数のはとめ２５により正極
端子２３の各一端が複数の正極集電体箔１２の一方の端
部１２ｂに接続され、複数の負極端子２１の各一端が組
毎に積層された負極集電体箔１５の他方の端部１５ａの
間に挿入された状態で挿入方向と交差する方向に所定の
間隔ｔをあけてかしめられた複数のはとめ２５により負
極端子２１の各一端が複数の負極集電体箔１５の他方の
端部１５ａに接続されたリチウムイオンポリマー二次電
池である。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、複数の正極端子２３の各一端が組毎
に積層された正極集電体箔１２の一方の端部１２ｂの間
に挿入された状態で挿入方向と交差する方向に所定の間
隔ｔをあけて複数箇所超音波溶接することにより正極端
子２３の各一端が複数の正極集電体箔１２の一方の端部
１２ｂに接続され、複数の負極端子２１の各一端が組毎
に積層された負極集電体箔１５の他方の端部１５ａの間
に挿入された状態で挿入方向と交差する方向に所定の間
隔ｔをあけて複数箇所超音波溶接することにより負極端
子２１の各一端が複数の負極集電体箔１５の他方の端部
１５ａに接続されたリチウムイオンポリマー二次電池で
ある。

【００１１】この請求項３及び請求項５に係る発明で
は、複数の正極集電体箔１２の一方の端部１２ｂ及び複
数の負極集電体箔１５の他方の端部１５ａをそれぞれ組
毎に積層して、その組数に応じた正極端子２３及び負極
端子２１を接続するが、その接続は、所定の間隔ｔをあ
けてかしめられた複数のはとめ２５により又は複数箇所
超音波溶接することにより行われるので、積層された端
部１２ａ，１５ｂの全ての部分を接合する場合に比較し
て機械的強度の上昇を抑制することができ、シート状の
二次電池１０が従来から有するフレキシブル性を確保す
ることができる。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明であって、正極集電体箔１２の材質又は負極集電体箔
１５の材質と同一材質であって０．０５〜０．５ｍｍの
厚さを有する補強箔又は補強薄板２２，２４が正極集電
体箔１２又は負極集電体箔１５のいずれか一方又は双方
の端部の組毎に積層されたそれぞれの外面に配置され、
補強箔又は補強薄板２２，２４を介して複数のはとめ２
５がそれぞれかしめられたリチウムイオンポリマー二次
電池である。請求項６に係る発明は、請求項５に係る発
明であって、正極集電体箔１２の材質又は負極集電体箔
１５の材質と同一材質であって０．０５〜０．５ｍｍの
厚さを有する補強箔又は補強薄板２２，２４が正極集電
体箔１２又は負極集電体箔１５のいずれか一方又は双方
の端部の組毎に積層されたそれぞれの外面に配置され、
補強箔又は補強薄板２２，２４を介して超音波溶接され
たリチウムイオンポリマー二次電池である。

【００１３】この請求項４又は請求項６に係る発明で
は、補強箔又は補強薄板２２，２４を配置することによ
り、二次電池１０を湾曲させた場合の、外側における正
極集電体箔１２及び負極集電体箔１５のかしめ箇所にお
ける亀裂等の破損を防止でき、二次電池１０の信頼性を
向上させることができる。ここで、補強薄板２２，２４
の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、はとめ２５をかし
める時や超音波溶接する時に補強薄板２２，２４が破壊
されるおそれがあり、その厚さが０．５ｍｍを越えると
はとめ２５のかしめ不良や溶接不良が発生するおそれが
ある。なお、補強薄板２２，２４の更に好ましい厚さは
０．１〜０．３ｍｍである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１及び図５に示すように、
リチウムイオンポリマー二次電池１０は、正極シート１
１と負極シート１４との間にポリマー電解質層１７を介
装し、その正極シート１１及び負極シート１４を積層し
たものである。正極シート１１は正極集電体箔１２の表
面に正極活物質１３が塗布されたものであり、負極シー
ト１４は負極集電体箔１５の表面に負極活物質１６が塗
布されたものである。また、ポリマー電解質層１７は正
極集電体箔１２に塗布形成された正極活物質１３と負極
集電体箔１５の表面に塗布形成された負極活物質１６と
の間に介装される。このリチウムイオンポリマー二次電
池１０は、放電容量を拡大するために帯状の負極集電体
箔１５を用い、その帯状の負極集電体箔１５は負極活物
質１６の表面にポリマー電解質層１７を有した状態で折
畳まれる。なお、この実施の形態における負極集電体箔
１５はＣｕ箔であり、負極活物質１６にはグラファイト
系の活物質が使用される。

【００１５】図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、負極
活物質１６の負極集電体箔１５の表面への具体的な形成
手順は、活物質を溶液に分散混合して作製したスラリー
を帯状の負極集電体箔１５の上面にドクターブレード法
により塗布して乾燥することにより行われる。一方、負
極活物質１６は他方の側部１５ｂを除いて表面である図
における負極集電体箔１５の上面に形成され、ポリマー
電解質層１７はその負極活物質１６の上面に電解質スラ
リーを塗布乾燥することにより作られる。ポリマー電解
質層１７はこの負極活物質１６を被覆する面積を有する
ように形成される。具体的には、図９（ｃ）に示すよう
に、電解質スラリーを負極活物質１６を覆うように塗布
し、その後乾燥することにより負極活物質１６を被覆す
る面積に形成される。

【００１６】図５に戻って、リチウムイオンポリマー二
次電池１０は、折畳まれた負極シート１４の折目を除く
ポリマー電解質層１７の間にそれぞれ折畳み面積に相応
した面積を有する複数の正極シート１１が挟持される。
挟持される正極シート１１の正極活物質１３の表面にも
ポリマー電解質層１７が形成される、この実施の形態に
おける正極集電体箔１２はＡｌ箔であり、正極活物質１
３には例えばＬｉＣｏＯ₂が使用される。

【００１７】具体的な正極シート１１の作製手順は、図
８（ａ）及び（ｂ）に示すように、活物質を溶液に分散
混合したスラリーをドクターブレード法により塗布して
乾燥することにより後に正極集電体箔になる帯状のＡｌ
箔１８の上面に先ず正極活物質１３を形成する。正極活
物質１３はＡｌ箔１８の一方の側部を除いて形成され、
ポリマー電解質層１７はこの正極活物質１３を被覆する
面積を有するように形成される。具体的には、図８
（ｃ）に示すように、電解質スラリーは正極活物質１３
を覆うように塗布し、その後乾燥することにより正極活
物質１３を被覆する面積に形成される。その後図８
（ｄ）に示すように、正極活物質１３及びポリマー電解
質層１７を有する帯状のＡｌ箔１８は、その正極活物質
１３及びポリマー電解質層１７とともに負極シート１４
の折畳み面積に相応した面積を有するように切断され
る。これにより、正極集電体箔１２の表面に正極活物質
１３が形成され、その正極活物質１３表面にポリマー電
解質層１７を有する所定の面積の正極シート１１が複数
枚作られる。

【００１８】次いで図７に示すように、ポリマー電解質
層１７を間に介装して正極シート１１及び負極シート１
４が積層される。この積層は熱圧着により行われる。即
ち、負極シート１４に折目の間隔に相応する所定のピッ
チで複数の正極シート１１を配置し、その状態で所定の
温度に加熱された反対方向にそれぞれ回転する一対のロ
ーラ１９，１９間に図の実線矢印に示すように通過さ
せ、ポリマー電解質層１７を介装した状態で正極シート
１１及び負極シート１４を熱圧着する。複数の正極シー
ト１１の負極シート１４上への配置は、複数の正極集電
体箔１２の一方の端部１２ｂがその帯状の負極集電体箔
１５の一方の端部１５ｂから突出し、帯状の負極集電体
箔１５の他方の端部１５ａが複数の正極集電体箔１２の
他方の端部１２ａから突出し、するように、またそれぞ
れの正極シート１１が負極シート１４の折目に相当する
部分をあけて配置される。

【００１９】図６に示すように、このように正極シート
１１が積層された負極シート１４の折畳みは、正極シー
ト１１が配置されていない負極シート１４の折目を交互
に折曲げることにより行われる。このように折畳むと、
図５に示すように、このように折畳まれた負極シート１
４の折目を除くポリマー電解質層１７の間には、それぞ
れ折畳み面積に相応した面積を有する複数の正極シート
１１が挟持される。そして、図１に示すように、複数の
正極集電体箔１２の一方の端部１２ｂは帯状の負極集電
体箔１５の一方の端部１５ｂから突出し、帯状の負極集
電体箔１５の他方の端部１５ａは複数の正極集電体箔１
２の他方の端部１２ａから突出する。

【００２０】図１及び図２に示すように、負極集電体箔
１５の一方の端部１５ｂから突出した複数の正極集電体
箔１２の一方の端部１２ｂは、積層順に複数組に分かれ
て積層される。そしてその組数に応じた複数の正極端子
２３の各一端が組毎に積層された正極集電体箔１２の一
方の端部１２ｂの間に挿入される。この実施の形態で
は、正極集電体箔１２の一方の端部１２ｂは積層順に二
組に分かれて積層され、シート状の二枚の正極端子２３
の各一端が組毎に積層された正極集電体箔１２の一方の
端部１２ｂの間に挿入されて正極集電体箔１２の一方の
端部１２ｂに接続される。同様に、正極集電体箔１２の
他方の端部１２ａから突出した複数の負極集電体箔１５
の他方の端部１５ａも積層順に二組に分かれて積層さ
れ、そしてその組数に応じた二枚のシート状の負極端子
２１の各一端が組毎に積層された負極集電体箔１５の他
方の端部１５ａの間に挿入されて負極集電体箔１５の他
方の端部１５ａに接続される。この実施の形態における
正極端子２３及び負極端子２１にはそれぞれ可撓性を有
するエキスパンデッドメタル又は穿孔された金属シート
が用いられる。

【００２１】この実施の形態における組毎に積層された
正極集電体箔１２の一方の端部１２ｂと正極端子２３の
一端との接続及び組毎に積層された負極集電体箔１５の
他方の端部１５ａと負極端子２１の一端との接続は、正
極端子２３及び負極端子２１の挿入状態で挿入方向と交
差する方向に所定の間隔ｔ（図２）をあけてかしめられ
た複数のはとめ２５により行われる。このはとめ２５に
よる接続を負極端子２１を接続する場合を代表して具体
的に説明すると、図４に示すように、はとめ２５は円筒
部２５ａとその円筒部２５ａの一方の端部に連続して形
成された固定フランジ２５ｃを有する。一方、負極端子
２１の一端が間に挿入された負極集電体箔１５の組毎に
積層された他方の端部１５ａの積層外面には、負極集電
体箔１５の材質と同一材質であるＣｕであって厚さが
０．０５〜０．５ｍｍの補強箔又は補強薄板２２がそれ
ぞれ配置される。そして、補強箔又は補強薄板２２、負
極集電体箔１５の組毎に積層された他方の端部１５ａ及
び負極端子２１の一端には、図４（ａ）に示すようにそ
れらが積層された状態で負極端子２１の一端の挿入方向
と交差する方向に所定の間隔ｔ（図２）をあけて複数の
貫通孔２７が形成される。

【００２２】図４（ｂ）に示すように、はとめ２５の円
筒部２５ａは、固定フランジ２５ｂが孔縁に当接するま
でその貫通孔２７に挿入される。すると円筒部２５ａの
他方の端部は貫通孔２７を貫通して補強箔又は補強薄板
２２から突出する。この突出した円筒部２５ａの他方の
端部にかしめポンチ２８の端部を押し込むことにより、
その端部は機械的に押し広げられて図４（ｃ）に示す爪
２５ｃを形成する。この実施の形態では円筒部２５ａの
他方の端部には押し広げられる際にその端部が８つに分
割されるようにするための切り込み２５ｄが形成され、
完全に押し広げられた際には８つの爪２５ｃが放射状を
形成するように構成される。８つの放射状の爪２５ｃは
貫通孔２７の他方の孔縁に当接し、固定フランジ２５ａ
とともに負極集電体箔１５の組毎に積層された他方の端
部１５ａを補強箔又は補強薄板２２及び負極端子２１の
一端とともに挟持する。これにより、負極端子２１の一
端は複数の負極集電体箔１５の組毎に積層された他方の
端部１５ａにそれぞれ接続される。

【００２３】図１及び図２に示すように、正極集電体箔
１２の組毎に積層された一方の端部１２ｂの積層外面に
は、正極集電体箔１２の材質と同一材質であるＡｌから
なる厚さが０．０５〜０．５ｍｍの補強箔又は補強薄板
２４がそれぞれ配置される。そして、補強箔又は補強薄
板２４、正極集電体箔１２の組毎に積層された一方の端
部１２ｂ及び正極端子２３の一端には、それらが積層さ
れた状態で正極端子２３の一端の挿入方向と交差する方
向に所定の間隔ｔ（図２）をあけて複数の図示しない貫
通孔が形成される。この貫通孔には前述したはとめ２５
が挿入されてかしめられ、正極端子２３の一端は複数の
正極集電体箔１２の組毎に積層された一方の端部１２ｂ
にそれぞれ接続される。なお、積層外面に配置される補
強箔又は補強薄板２２，２４は、はとめ２５のかしめら
れた爪２５ｃが覆う面積より広い面積を有するように作
られ、かしめ時における正極集電体箔１２及び負極集電
体箔１５のそれぞれに過剰な負荷が加わらないようにさ
れる。

【００２４】複数の正極シート１４を挟んで帯状の負極
シート１４を折畳み正極端子２３及び負極端子２１が接
続された図２に示す積層体２０は、図３に示すように、
正極端子２３の他端及び負極端子２１の他端を表出する
ようにパッケージ２６で密封され、このパーケージ２６
には２枚の正極端子２３の各他端と２枚の負極端子２１
の各他端とを個別に表出し得る組数に応じた数の端子取
出口２６ｄが形成される。図１及び図５に示すように、
この実施の形態におけるパッケージ２６は、積層体２０
の表面及び裏面を覆う一対のパッケージシート２６ａ，
２６ｂと、２枚の正極端子２３，２３の間と２枚の負極
端子２１，２１の間にそれぞれ折り返された状態で配置
される一対の補助シート２６ｃにより形成される。一対
のパッケージシート２６ａ，２６ｂ及び一対の補助シー
ト２６ｃはそれぞれ変性ポリプロピレンがラミネートさ
れたアルミニウム箔が用いられる。一対の補助シート２
６ｃはラミネートされた変性ポリプロピレンが表に表出
するようにそれぞれ折り返され、その状態で２枚の正極
端子２３，２３の間と２枚の負極端子２１，２１の間に
配置される。一対のパッケージシート２６ａ，２６ｂで
積層体２０を表面及び裏面から挟み、真空雰囲気中で一
対のパッケージシート２６の重ね合わされた周囲を熱圧
着することにより積層体２０は正極端子２３の他端及び
負極端子２１の他端がそれぞれそ外部に表出するように
パッケージ２６により密閉される。

【００２５】図１に示すように、密封の際、一対のパッ
ケージシート２６ａ，２６ｂの周囲と補助シート２６ｃ
の間には正極端子２３及び負極端子２１がそれぞれ挟ま
れ、その状態で一対のパッケージシート２６ａ，２６ｂ
の周囲と補助シート２６ｃは熱圧着され、正極端子２３
及び負極端子２１を挟んだ部分におけるパッケージ２６
は熱圧着後における端子取出口２６ｄが形成される。こ
の実施の形態では、正極端子２３及び負極端子２１がそ
れぞれエキスパンデッドメタル又は穿孔された金属シー
トにより形成されているので、パッケージシート２６の
周囲及び補助シート２６ｃを熱圧着すると、アルミニウ
ム箔にラミネートされた変性ポリプロピレンは熱融解し
てエキスパンデッドメタルの編み目又は金属シートの穿
孔に侵入し、その後変性ポリプロピレンが硬化するので
パッケージ２６における端子取出口２６ｄと正極端子２
３及び負極端子２１の密着性は確保され、そのパッケー
ジ２６による積層体２０の密封が確実に行われる。

【００２６】図３に示すように、パッケージ２６のそれ
ぞれの端子取出口２６ｄから引出された複数の正極端子
２３，２３の各他端及び複数の負極端子２１，２１の各
他端はそれぞれ積層されて接着可能に構成される。この
実施の形態では、端子であるエキスパンデッドメタル又
は穿孔された金属シートの各他端を積層して抵抗溶接若
しくは超音波溶接することにより、又ははとめをかしめ
ることにより若しくははんだ付けすることにより正極及
び負極端子２１，２３の各他端を接着し、このように接
着された正極及び負極端子２１，２３の各他端を電池の
端子として使用することにより所望の電気を得るように
構成される。

【００２７】このように構成されたリチウムイオンポリ
マー二次電池１０では、複数の正極集電体箔１２の一方
の端部１２ｂを積層順に複数組に分け、その組数に応じ
た複数の正極端子２１の各一端を組毎に積層された正極
集電体箔１２の一方の端部１２ｂの間に挿入してその一
方の端部１２ｂに接続し、複数の負極集電体箔１５の他
方の端部１５ａを積層順に複数組に分け、その組数に応
じた複数の負極端子２１の各一端を組毎に積層した負極
集電体箔１５の他方の端部１５ａの間に挿入してその他
方の端部１５ａに接続したので、端子２１，２３の数を
増加させるだけでその断面積を拡大することが可能にな
り、増大させた放電容量に応じた端子の断面積を比較的
容易に得ることができ、厚さの比較的厚い単一の端子を
接続する場合に比較して比較的湾曲させやすい二次電池
を得ることができる。

【００２８】また、正極端子２３の一端は複数の正極集
電体箔１２の積層順に複数組に分けられて積層された各
組の一方の端部１２ｂの間に挿入され、負極端子２１の
一端は複数の負極集電体箔１５の積層順に複数組に分け
られて積層された各組の積層された他方の端部１５ａの
間に挿入されるので、二次電池１０を繰り返し湾曲させ
ても、正極端子２３とその正極端子２３を挟む正極集電
体箔１２の間に、又は負極端子２１とその負極端子２１
を挟む負極集電体箔１５の間に隙間が生じることはな
く、その接触部分における導電性は確保され、端子接合
部における抵抗を十分に低減することができる。

【００２９】また、複数の正極集電体箔１２の一方の端
部１２ｂ及び複数の負極集電体箔１５の他方の端部１５
ａと正極端子２３及び負極端子２１との接続が、所定の
間隔ｔをあけてかしめられた複数のはとめ２５により行
われるので、積層された端部の全ての部分を接合する場
合に比較して機械的強度の上昇を抑制することができ、
シート状の二次電池１０が従来から有するフレキシブル
性を確保することができる。更に、正極集電体箔１２の
積層された一方の端部１２ｂの積層外面に補強箔又は補
強薄板２４を配置し、負極集電体箔１５の積層された他
方の端部１５ａの積層外面に補強箔又は補強薄板２２を
配置したので、二次電池１０を湾曲させた場合の、外側
における正極集電体箔１２及び負極集電体箔１５のかし
め箇所における亀裂等の破損を防止でき、二次電池１０
の信頼性を向上させることができる。

【００３０】なお、上述した実施の形態では、所定のピ
ッチで複数の正極シート１１が熱圧着された帯状の負極
シート１４を、正極シート１１が配置されていない折目
で交互に折曲げたが、正極シートと同形同大の複数の負
極シートを正極シートと同じ数用意し、正極活物質と負
極活物質との間にそれぞれポリマー電解質層を介在さ
せ、それらのシートを構成する複数の正極集電体箔と複
数の負極集電体箔とを積層したものであっても良い。

【００３１】また、上述した実施の形態では、複数のは
とめ２５により端子２１，２３の各一端を正極集電体箔
１２の一方の端部１２ｂ又は負極集電体箔１５の他方の
端部１５ａに接続したが、複数の正極端子２３の各一端
が組毎に積層された正極集電体箔１２の一方の端部１２
ｂの間に挿入された状態で挿入方向と交差する方向に所
定の間隔ｔをあけて複数箇所超音波溶接することにより
正極端子２３の各一端を複数の正極集電体箔１２の一方
の端部１２ｂに接続し、複数の負極端子２１の各一端が
組毎に積層された負極集電体箔１５の他方の端部１５ａ
の間に挿入された状態で挿入方向と交差する方向に所定
の間隔ｔをあけて複数箇所超音波溶接することにより負
極端子２１の各一端を複数の負極集電体箔１５の他方の
端部１５ａに接続しても良い。超音波溶接により接続し
た場合、はとめ２５を用いて接続する際に必要とされた
貫通孔２７を形成する手間を省くことができるととも
に、積層された端部１２ａ，１５ｂの全ての部分を接合
する場合に比較して機械的強度の上昇を抑制することが
できてそのフレキシブル性を確保することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数の正極集電体箔の一方の端部を積層順に複数組に分
け、組数に応じた複数の正極端子の各一端を組毎に積層
された正極集電体箔の一方の端部の間に挿入して正極集
電体箔の一方の端部に接続し、複数の負極集電体箔の他
方の端部を積層順に複数組に分け、組数に応じた複数の
負極端子の各一端を組毎に積層された負極集電体箔の他
方の端部の間に挿入して負極集電体箔の他方の端部に接
続し、パッケージが複数の正極端子の各他端と複数の負
極端子の各他端とを個別に表出し得る組数に応じた数の
端子取出口を有し、かつ複数の正極端子の各他端及び複
数の負極端子の各他端がそれぞれ積層されて接着可能に
構成したので、端子の数を増加させるだけでその断面積
を拡大することが可能になり、増大させた放電容量に応
じた端子の断面積を比較的容易に得ることができ、ま
た、厚さの比較的厚い単一の端子を接続する場合に比較
して比較的湾曲させやすい二次電池を得ることができ
る。

【００３３】また、正極端子の一端は複数の正極集電体
箔の組毎に積層された一方の端部の間に挿入され、負極
端子の一端は複数の負極集電体箔の組毎に積層された他
方の端部の間に挿入されるので、二次電池を繰り返し湾
曲させても、正極端子とその正極端子を挟む正極集電体
箔の間に、又は負極端子とその負極端子を挟む負極集電
体箔の間に隙間が生じることはなく、その接触部分にお
ける導電性は確保され、端子接合部における抵抗を十分
に低減することができる。更に、複数の正極集電体箔の
一方の端部及び複数の負極集電体箔の他方の端部をそれ
ぞれ組毎に積層して、その組数に応じた正極端子及び負
極端子を接続するが、その接続は、所定の間隔をあけて
かしめられた複数のはとめにより又は複数箇所超音波溶
接することにより行えば、積層された端部の全ての部分
を接合する場合に比較して機械的強度の上昇を抑制する
ことができ、シート状の二次電池１０が従来から有する
フレキシブル性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二次電池を示す図５のＢ−Ｂ線断面
図。

【図２】その正極及び負極シートが積層され端子が接続
された積層体を示す斜視図。

【図３】その積層体がパッケージにより密封された本発
明の二次電池を示す斜視図。

【図４】そのはとめをかしめる手順を示す断面図。

【図５】その二次電池を示す図１のＡ−Ａ線断面図。

【図６】その二次電池の構成を示す分解斜視図。

【図７】その負極シートに正極シートが熱圧着される状
態を示す斜視図。

【図８】その正極シートの製造工程を示す図。

【図９】その負極シートの製造工程を示す図。

【符号の説明】

１０ リチウムイオンポリマー二次電池 １２ 正極集電体箔 １２ａ 他方の端部 １２ｂ 一方の端部 １３ 正極活物質 １５ 負極集電体箔 １５ａ 他方の端部 １５ｂ 一方の端部 １６ 負極活物質 １７ ポリマー電解質層 ２１ 負極端子 ２２ 補強箔又は補強薄板 ２３ 正極端子 ２４ 補強箔又は補強薄板 ２５ はとめ ２６ パッケージ ２６ｄ 端子取出口 ｔ 所定の間隔

フロントページの続き (72)発明者 小林 正 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS01 CC01 HH03 5H022 AA09 BB11 CC02 5H029 AJ06 BJ04 BJ12 CJ05 DJ05 DJ07 DJ09 EJ01 HJ04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の正極集電体箔(12)の各表面に正極
   活物質(13)が塗布され、複数の負極集電体箔(15)の各表
   面に負極活物質(16)が塗布され、前記複数の正極集電体
   箔(12)と前記複数の負極集電体箔(15)とが前記正極活物
   質(13)と前記負極活物質(16)との間にそれぞれポリマー
   電解質層(17)を介して積層され、前記負極集電体箔(15)
   の一方の端部(15b)から突出する前記複数の正極集電体
   箔(12)の全ての一方の端部(12b)にシート状の正極端子
   (23)の一端が接続され、前記正極集電体箔(12)の他方の
   端部(12a)から突出する前記複数の負極集電体箔(15)の
   全ての他方の端部(15a)にシート状の負極端子(21)の一
   端が接続され、前記正極端子(23)の他端及び前記負極端
   子(21)の他端を表出するように前記正極集電体箔(12)と
   前記負極集電体箔(15)との(20)がパッケージ(26)により
   密閉されたリチウムイオンポリマー二次電池において、 前記複数の正極集電体箔(12)の一方の端部(12b)が積層
   順に複数組に分けられ、前記組数に応じた複数の正極端
   子(23)の各一端が組毎に積層された前記正極集電体箔の
   一方の端部(12b)の間に挿入されて前記正極集電体箔の
   一方の端部(12b)に接続され、 前記複数の負極集電体箔(15)の他方の端部(15a)が積層
   順に複数組に分けられ、前記組数に応じた複数の負極端
   子(21)の各一端が組毎に積層された前記負極集電体箔の
   他方の端部(15a)の間に挿入されて前記負極集電体箔の
   他方の端部(15a)に接続され、 前記パッケージ(26)が前記複数の正極端子(23)の各他端
   と前記複数の負極端子(21)の各他端とを個別に表出し得
   る前記組数に応じた数の端子取出口(26d)を有し、かつ
   前記複数の正極端子(23)の各他端及び前記複数の負極端
   子(21)の各他端がそれぞれ積層されて接着可能に構成さ
   れたリチウムイオンポリマー二次電池。
2. 【請求項２】 複数の正極端子(23)及び複数の負極端子
   (21)がそれぞれエキスパンデッドメタル又は穿孔された
   金属シートである請求項１記載のリチウムイオンポリマ
   ー二次電池。
3. 【請求項３】 複数の正極端子(23)の各一端が組毎に積
   層された正極集電体箔(12)の一方の端部(12b)の間に挿
   入された状態で挿入方向と交差する方向に所定の間隔
   (t)をあけてかしめられた複数のはとめ(25)により前記
   正極端子(23)の各一端が前記複数の正極集電体箔(12)の
   一方の端部(12b)に接続され、 複数の負極端子(21)の各一端が組毎に積層された負極集
   電体箔(15)の他方の端部(15a)の間に挿入された状態で
   挿入方向と交差する方向に所定の間隔(t)をあけてかし
   められた複数のはとめ(25)により前記負極端子(21)の各
   一端が前記複数の負極集電体箔(15)の他方の端部(15a)
   に接続された請求項１又は２記載のリチウムイオンポリ
   マー二次電池。
4. 【請求項４】 正極集電体箔(12)の材質又は負極集電体
   箔(15)の材質と同一材質であって０．０５〜０．５ｍｍ
   の厚さを有する補強箔又は補強薄板(22,24)が前記正極
   集電体箔(12)又は前記負極集電体箔(15)のいずれか一方
   又は双方の端部の組毎に積層されたそれぞれの外面に配
   置され、前記補強箔又は補強薄板(22,24)を介して複数
   のはとめ(25)がそれぞれかしめられた請求項３記載のリ
   チウムイオンポリマー二次電池。
5. 【請求項５】 複数の正極端子(23)の各一端が組毎に積
   層された前記正極集電体箔(12)の一方の端部の間に挿入
   された状態で挿入方向と交差する方向に所定の間隔(t)
   をあけて複数個所超音波溶接することにより前記正極端
   子(23)の各一端が前記複数の正極集電体箔(12)の一方の
   端部(12b)に接続され、 複数の負極端子(21)の各一端が組毎に積層された前記負
   極集電体箔(15)の他方の端部(15a)の間に挿入された状
   態で挿入方向と交差する方向に所定の間隔(t)をあけて
   複数個所超音波溶接することにより前記負極端子(21)の
   各一端が前記複数の負極集電体箔(15)の他方の端部(15
   a)に接続された請求項１又は２記載のリチウムイオンポ
   リマー二次電池。
6. 【請求項６】 正極集電体箔(12)の材質又は負極集電体
   箔(15)の材質と同一材質であって０．０５〜０．５ｍｍ
   の厚さを有する補強箔又は補強薄板(22,24)が前記正極
   集電体箔(12)又は前記負極集電体箔(15)のいずれか一方
   又は双方の端部の組毎に積層されたそれぞれの外面に配
   置され、前記補強箔又は補強薄板(22,24)を介して超音
   波溶接された請求項５記載のリチウムイオンポリマー二
   次電池。