JP2003257493A

JP2003257493A - 積層型リチウム電池

Info

Publication number: JP2003257493A
Application number: JP2002052246A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Mishima; 洋光三島; Toshihiko Kamimura; 俊彦上村; Makoto Osaki; 誠大崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】正極用電極２、電解質４、負極用電極３を一組
以上積層した積層体２５に上記正極用電極２と電気的に
接続される正極用端面電極５、及び上記負極用電極３と
電気的に接続される負極用端面電極６を有する発電要素
１を、正極用端子１４と負極用端子１５を有する外装体
１３内に気密に収容した積層型リチウム電池２０におい
て、衝撃が加わった際に発電要素１が外装体１３内で動
き、発電要素１の各端面電極５，６と外装体１３の各端
子１４，１５との接合部が断線することを防止する。【解決手段】正極用電極２、電解質４、負極用電極３を
一組以上積層した積層体２５に上記正極用電極２と電気
的に接続される正極用端面電極５、及び上記負極用電極
３と電気的に接続される負極用端面電極６を有する発電
要素１を、正極用端子１４と負極用端子１５を有する外
装体１３内に絶縁性接着剤層１６を介して固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正極用電極と、電
解質又は電解質を含むセパレータと、負極用電極とを一
組以上積層して一体化した発電要素を外装体内に封止し
た、小型でエネルギー密度が高く、かつ耐熱性及び耐湿
性に優れた積層型リチウム電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
リチウム二次電池等の充電可能なコイン型電池が実用化
され、各種電子機器の主電源やメモリバックアップ用電
源として利用されている。特に、携帯用小型電子機器の
メモリバックアップ用としては、直径６ｍｍ以下の超小
型のコイン型電池が主流となっている。

【０００３】しかしながら、コイン型電池はその上面を
正極用端子、その下面を負極用端子とした構造であるこ
とから、回路基板に実装する際には別途端子が必要とな
り、その結果、電池自体の大きさよりも大きな実装面積
と高さが必要となるため、小型化することができず、ま
た、部品点数が多くなるために、コストアップにもつな
がるといった課題があった。

【０００４】そこで、端子等を使うことなく、直接回路
基板へ実装することが可能な小型の電池として、正極用
電極と、電解質又は電解質を含むセパレータと、負極用
電極とを一組以上積み重ねて一体化した積層体からな
り、この積層体の一方の端面に金属膜からなる正極用端
面電極を被着して積層体の一方の端面に露出する正極用
電極と電気的に接続するとともに、積層体の他方の端面
に金属膜からなる負極用端面電極を被着して積層体の他
方の端面に露出する負極用電極と電気的に接続した積層
型電池が提案されている（特開平６−２３１７９６号参
照）。

【０００５】この積層型電池によれば、積層体の下面に
正極用端子と負極用端子の双方を延設しておくことで、
回路基板上の配線と半田にて直接接合することができる
ため、実装面積が電池の面積だけで済むとともに、実装
にあたって別途端子を用いる必要がないことから、部品
点数を少なくすることができ、コストを抑えることがで
きるといった利点があった。

【０００６】ところが、特開平６−２３１７９６号に開
示された積層型電池は、積層体が外部に露出した構造で
あることから、水分を嫌うリチウム電池にとって現実的
な構造と言えず、しかも電解質に電解液を用いることが
できないといった課題があった。

【０００７】なお、特開平６−２３１７９６号には、積
層型電池を形成する積層体を外装体で覆うことも提案さ
れているが、積層体を外装体内に完全に封止する構造で
はないため、上記課題を解消することはできず、また、
回路基板へ実装する際には別途端子が必要となり、実装
面積が大きくなってしまうとともに、部品点数を少なく
することができないといった課題があった。

【０００８】また、近年、部品の小型化や実装作業の効
率化を図るため、電池にも他の電子部品と同様にハンダ
リフロー法を用いた自動ソルダリングへの対応が強く求
められているのであるが、特開平６−２３１７９６号の
ように積層体が外装体によって完全に覆われていない電
池では、ハンダリフロー法を用いて他の電子部品ととも
に実装することができないといった課題もあった。

【０００９】これに対し、特開平７−２２０７５５号公
報には、特開平６−２３１７９６号に開示された積層体
を、正極用端子と負極用端子を備えた外装体内に気密に
収納し、積層体の正極用電極と外装体の正極用端子とを
電気的に接続するとともに、積層体の負極用電極と外装
体の負極用端子とを電気的に接続した積層型電池が提案
されている。この積層型電池によれば、積層体が外装体
内に気密に収納されているため、電解質に電解液を用い
ることができるとともに、水分を嫌うリチウム電池を構
成することもでき、さらにはハンダリフロー法を用いた
他の電子部品との同時実装も可能になるといった利点が
あった。

【００１０】ところが、特開平７−２２０７５５号公報
に代表されるような外装体内に収容した従来の積層型電
池は、積層体の各電極と外装体の端子とが電気的に接続
されているだけで、積層体が外装体内に固定されていな
かったため、落下させたりして衝撃を与えてしまうと強
度的に弱い積層体の電極と外装体の端子との接続部が切
断され、電池として機能しなくなるといった課題があっ
た。

【００１１】また、近年、電池のエネルギー密度を高め
るため、内部抵抗をさらに小さくすることが求められて
いるが、特開平７−２２０７５５号公報や特開平６−２
３１７９６号に開示されているように、電子が積層体の
一方端から他方端にのみ移動する構造では端子から各電
極の端部までの距離が長く、電子移動に係る抵抗を小さ
くすることが難しいため、エネルギー密度を高めること
が難しいといった課題もあった。

【００１２】

【発明の目的】本発明の第一の目的は、気密性、耐湿
性、耐熱性に優れ、かつ衝撃を加えても電池性能を損な
うことのない信頼性の高い積層型リチウム電池を提供す
ることにあり、第二の目的は、ハンダリフロー法によっ
て他の電子部品とともに回路基板等へ実装することが可
能な積層型リチウム電池を提供することにあり、第三の
目的は、電池の内部抵抗を下げることができる構造を提
案し、エネルギー密度の高い積層型リチウム電池を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、正極用電極、電解質又は電解質を含むセパレ
ータ、負極用電極を一組以上積層して一体化した発電要
素を、正極用端子と負極用端子を備える外装体内に気密
に封止し、上記正極用電極と上記正極用端子とを電気的
に接続するとともに、上記負極用電極と上記負極用端子
とを電気的に接続した積層型リチウム電池において、上
記発電要素を外装体内に接着剤層を介して固着したこと
を特徴とする。

【００１４】なお、上記接着剤層としては、エポキシ系
樹脂接着剤、シリコーン系樹脂接着剤、アクリル系樹脂
接着剤、ポリイミド系樹脂接着剤、ポリアミドイミド系
樹脂接着剤、フェノール樹脂系接着剤から選ばれた少な
くとも１種の耐熱性の高い絶縁性接着剤を用いることが
好ましい。

【００１５】さらに、上記正極用電極及び上記負極用電
極の平面形状は長方形とし、積層方向から見たとき、上
記正極用電極と負極用電極とが互いに交差するように積
層することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１７】図１（ａ）は本発明の積層型リチウム電池
の一例を示す平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ
線断面図、図１（ｃ）は同図（ｂ）のＹ−Ｙ線断面図、
図１（ｄ）は本発明の積層型リチウム電池に備える発電
要素の積層状態を示す斜視図である。

【００１８】この積層型リチウム電池２０は、絶縁材料
からなるベース板１１と蓋体１２とからなる外装体１３
内に、平面形状が長方形をした正極用電極２と負極用電
極３とを互いの長辺が直交するように交差させて配置す
るとともに、上記正極用電極２と上記負極用電極３との
間に電解質４を備えたものを一組以上積層し、上記正極
用電極２が露出する積層体２５の端面に正極用端面電極
５を、上記負極用電極３が露出する積層体２５の端面に
負極用端面電極６を備えた発電要素１を収容したもの
で、この発電要素１は上記ベース板１１と蓋体１２とで
形成される空間内に気密に封止してある。

【００１９】また、ベース板１１の一方の主面の対向端
部にはそれぞれベース板１１の上面から端面及び下面に
わたって一体的に形成された正極用端子１４を有すると
ともに、他方の主面の対向端部にはそれぞれベース板１
１の上面から端面及び下面にわたって一体的に形成され
た負極用端子１５を有し、発電要素１の各正極用端面電
極５をベース板１１の各正極用端子１４と導電性接着剤
層１０を介して接続するとともに、発電要素１の各負極
用端面電極６をベース板１１の各負極用端子１５と導電
性接着剤層１０を介して接続し、さらに発電要素１をベ
ース板１１に絶縁性接着剤層を介して固着してある。

【００２０】このように、本発明の積層型リチウム電池
２０は、発電要素１をベース板１１に固着するようにし
たことから、電池２０に衝撃が加わったとしても位置ず
れを起こすことがないため、発電要素１の各端面電極
５，６とベース板１１の各端子１４，１５との接合部が
断線することを効果的に防止することができるため、取
り扱いが容易で信頼性の高い積層型リチウム電池２０を
提供することができる。

【００２１】また、図１に示す積層型リチウム電池２０
では、発電要素１を形成する正極用電極２及び負極用電
極３に平面形状が長方形をしたものを用い、これらを互
いの長辺が直交するように交差させて配置し、正極用電
極２の両端及び負極用電極３の両端よりそれぞれ集電す
る構造としたことから、各端子１４，１５から発電部
（正極用電極２と負極用電極３との交差部）の中心まで
の距離を短くできるため、積層型リチウム電池２０の内
部抵抗、特に各端子１４，１５から発電部（正極用電極
２と負極用電極３との交差部）の中心までの電子の移動
抵抗を低減することができ、負荷特性を改善できる。そ
の結果、積層型リチウム電池２０の高エネルギー密度化
を図ることができ、従来の積層型電池と比較してさらに
小型化することが可能となる。

【００２２】また、積層型リチウム電池２０自体をコン
パクトに設計することができるとともに、各端子１４，
１５はベース板１１の上面から下面にわたって一体的に
形成してあることから、回路基板への実装にあたり、そ
の実装領域が積層型リチウム電池２０の大きさに略対応
した面積で済むため、回路基板への実装密度を高めるこ
とができる。

【００２３】しかも、発電要素１をベース板１１と蓋体
１２とからなる外装体１３内に完全に密封するようにし
たことから、気密性、耐熱性、耐湿性に優れ、外気より
電気特性の劣化を長期間にわたって防止することができ
る。

【００２４】また、積層型リチウム電池２０を形成する
材質を耐熱性を有するもので形成することにより、回路
基板へハンダリフロー法を用いた実装が可能な電池２０
を提供することができる。

【００２５】ところで、本発明の積層型リチウム電池２
０を形成する正極用電極２及び負極用電極３としては、
活物質に導電剤、バインダー、有機溶剤、さらに必要に
応じてフィラーや固体電解質を添加して製作したスラリ
ーを乾燥させた複合材、あるいは活物質からなる焼結体
を用いることができる。

【００２６】活物質としては、リチウムマンガン複合酸
化物、二酸化マンガン、リチウムニッケル複合酸化物、
リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバル
ト複合酸化物、リチウムバナジウム複合酸化物、リチウ
ムチタン複合酸化物、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化バ
ナジウム、酸化タングステンを用いることができるが、
これらの中でもＬｉ_1+xＭｎ_2-xＯ₄（０≦ｘ≦０．
２）、ＬｉＭｎ_2-yＭｅ_yＯ₄（Ｍｅ＝Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、０≦ｙ≦０．６）、Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂、あるい
はＬｉ₄Ｍｎ₅Ｏ₁₂は、充放電中の体積変化が小さいた
め、活物質として好適である。

【００２７】正極用電極２及び負極用電極３として活物
質粒子を結着剤で固めたものを用いる場合、例えばステ
ンレス、アルミニウム、ニッケル、銅、コバール、鉄、
チタンあるいはアルミニウム合金など金属薄板上に、活
物質、導電剤、結着剤を混練したスラリーを塗布した
後、乾燥硬化させることにより制作することができる。

【００２８】正極用電極２及び負極用電極３として活物
質の焼結体を用いる場合、次の（１）〜（３）のいずれ
の方法により製作したものを用いることができる。（１）活物質を、成形助剤を溶解させた水又は溶剤に分
散させ、必要に応じては可塑剤、分散材を混合してスラ
リーを調整し、このスラリーを基材フィルム上に塗布、
乾燥させた後、基材フィルムから成形体を剥離して焼成
する。（２）活物質を直接もしくは造粒したものを金型に投入
してプレス機で加圧成形した成形体を焼成する。（３）造粒した活物質をロールプレス機で加圧成形して
シート状に成形したものを焼成する。

【００２９】スラリーの作製時に用いる成形助剤として
は、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ジアセチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビ
ニルクロライド、ポリビニルピロリドンなどの１種もし
くは２種以上の混合物を用いることができ、また、基材
フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリプロピレン、ポリエチレン、テトラフルオロエ
チレン等の樹脂フィルムを用いることができる。

【００３０】ただし、（２）及び（３）の造粒について
は、（１）の方法で述べたスラリーから造粒する湿式造
粒であっても溶剤を用いない乾式造粒であっても良く、
また、（２）の方法では必ずしも成形助剤を用いる必要
はない。

【００３１】また、正極用電極２の電解質４との接触面
と反対側の表面には導電性接着剤層１７を介して金属薄
板からなる正極用集電板１８を設けるとともに、負極用
電極３の電解質４との接触面と反対側の表面には導電性
接着剤層１７を介して金属薄板からなる負極用集電板１
９を設けてある。

【００３２】これら正極用集電板１８や負極用集電板１
９の材質としては、例えばステンレス、アルミニウム、
ニッケル、銅、コバール、鉄、チタンあるいはアルミニ
ウム合金などの金属薄板を用いることができ、各電極
２，３の動作電圧範囲等を考慮して適宜選択すれば良
い。

【００３３】正極用集電板１８と正極用電極２及び負極
用集電板１９と負極用電極３とをそれぞれ接合する導電
性接着剤１７としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹
脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノール樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂もしくはス
チレン系の合成ゴムのうち少なくとも一種類の高分子粘
着剤からなる接着剤中に、カーボンブラック、グラファ
イト、金、銀、ニッケル、酸化亜鉛、酸化錫、酸化アン
チモンをドープした酸化錫、酸化インジウム、酸化錫を
ドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸
化錫を被覆した酸化チタン、アンチモンをドープした酸
化錫を被覆したチタン酸カリウムのうちの少なくとも一
種類の導電材を含有させたものを用いれば良い。

【００３４】なお、正極用電極２や負極用電極３は相対
的なものであって、それぞれの活物質の充放電電位を比
較し、より貴な電位を示すものを正極用電極２、より卑
な電位を示すものを負極用電極３とすれば良く、これら
の組み合わせにより任意の電圧の積層型リチウム電池２
０を構成することができる。

【００３５】一方、電解質４としては、イオン伝導性を
有するものであれば液体でも固体でも構わない。電解質
４には有機溶媒に電解質塩を溶解させた有機電解液や高
分子固体電解質に電解質塩を溶解させ、重合させた高分
子固体電解質、あるいは有機電解液と高分子固体電解質
を複合させたゲル電解質、または無機材料からなる無機
固体電解質を用いることができる。

【００３６】電解質４に有機電解液を用いる場合、有機
溶媒には例えばエチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネー
ト、ガンマ−ブチロラクトン、スルホラン、１，２−ジ
メトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒ
ドロフラン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、メチルエチ
ルカーボネートから選ばれる１種もしくは２種以上を混
合した溶媒を用いることができ、また、電解質塩には例
えばＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｃ₂Ｆ₅）₂
などのリチウム塩を用いることができる。

【００３７】なお、電解質４に有機電解液を用いる場
合、セパレータに含浸させて用いれば良く、セパレータ
としては、例えばポリオレフィン繊維性の不織布やポリ
オレフィン繊維性の微多孔膜を用いることができる。こ
こで、ポリオレフィン繊維としては、ポリプロピレン繊
維、ポリエチレン繊維などを挙げることができる。

【００３８】電解質４に高分子固体電解質を用いる場
合、高分子固体電解質には例えばポリエチレンオキシド
骨格を持つ高分子やプロピレンオキシド骨格を持つ高分
子、あるいはこれらの混合物及び共重合体を用いること
ができる。

【００３９】電解質４に無機固体電解質を用いる場合、
無機固体電解質には例えばＬｉ_1.3Ａｌ_0.3Ｔｉ_1.7（Ｐ
Ｏ₄）₃やＬｉ_3.6Ｇｅ_0.6Ｖ_0.4Ｏ₄などの結晶質固体電解
質、３０ＬｉＩ−４１Ｌｉ₂Ｏ−２９Ｐ₂Ｏ₅や４０Ｌｉ₂
Ｏ−３５Ｂ₂Ｏ₃−２５ＬｉＮｂＯ₃などの酸化物系非晶
質固体電解質を用いることができる。

【００４０】次に、発電要素１の製法について説明す
る。

【００４１】電極２，３として活物質粒子を結着剤で固
めたものを用いる場合、前述した方法により形成した正
極用集電板１８付き正極用電極２及び負極用集電板１９
付き負極用電極３を準備するとともに、電解質４とし
て、電解液を含むセパレータ、高分子固体電解質フィル
ム、あるいは固体電解質シートを用意する。そして、電
解質４の一方の主面に正極用電極２が当接し、他方の主
面に負極用電極３が当接するように順次積み重ね圧着す
ることにより得ることができる。

【００４２】また、電極２，３として活物質の焼結体を
用いる場合、前述した（１）〜（３）の方法により正極
用電極２と負極用電極３を形成し、正極用電極２の一方
の主面に導電性接着剤１７を介して正極用集電板１８を
貼りつけるとともに、負極用電極３の一方の主面にも導
電性接着剤１７を介して負極用集電板１９を貼りつけ
る。また、電解質４として、電解液を含むセパレータ、
高分子固体電解質フィルム、あるいは固体電解質シート
を用意する。そして、電解質４の一方の主面に正極用電
極２が当接し、他方の主面に負極用電極３が当接するよ
うに順次積み重ね圧着することにより得ることができ
る。

【００４３】この時、図１に示すような発電要素１を形
成するには、図３（ａ）（ｂ）に示すように、複数枚の
負極材２３を所定の間隔を隔てて並設した後、これらを
覆うように電解質２４を積層し、さらに電解質２４上に
上記負極材２３と直交するように複数枚の正極材２２を
所定の間隔を隔てて並設した後、これらを覆うようにさ
らに電解質２４を積層する。そして、この作業を繰り返
すことで負極材２３、電解質２４、正極材２２、電解質
２４の順序で複数層積み重ねた井形状の積層体を製作す
る。

【００４４】次いで、点線Ｐで示す正極材２２と負極材
２３が交差していない箇所を切断することにより、図１
（ｄ）に示すような平面形状が長方形をした正極用電極
２と負極用電極３とが交差するように配置され、正極用
電極２と負極用電極３との間に電解質４を備えた積層体
２５を切り出す。

【００４５】しかる後、切り出した積層体２５のうち、
正極用電極２が露出する積層体２５の端面に導電性樹脂
層を被着して正極用端面電極５を形成するとともに、負
極用電極３が露出する積層体２５の端面に導電性樹脂層
を被着して負極用端面電極６を形成することにより発電
要素１を形成する。

【００４６】ここで、正極用及び負極用の端面電極５，
６を形成する導電性樹脂層としては、熱可塑性樹脂中に
導電材を含有したものを用いることが良く、このよう
に、導電性樹脂層として熱可塑性を有するものを用いる
ことにより、積層型リチウム電池２０を回路基板に半田
付けする際、その熱が積層型リチウム電池２０に作用し
たとしても各端面電極５，６は積層体２５の熱膨張を吸
収することができるため、剥離等を生じることがなく、
導通不良の発生を防止することができる。

【００４７】端面電極５，６を形成する導電材として
は、カーボン、グラファイト（４０〜７０μΩ・ｃ
ｍ）、酸化亜鉛（１０¹¹〜１０¹⁶μΩ・ｃｍ）、酸化錫
（１０⁸μΩ・ｃｍ）、アンチモンをドープした酸化錫
（１×１０⁶〜５×１０⁶μΩ・ｃｍ）、酸化インジウム
（１０²〜１０¹¹μΩ・ｃｍ）、酸化錫をドープした酸
化インジウム（１０²μΩ・ｃｍ）、炭化チタン（１８
０μΩ・ｃｍ）のうちの少なくとも一種を用いることが
できる。これらの導電材は充放電を繰り返してもイオン
化せず、電解質４へ溶出してリチウムイオンの出入りを
阻害するようなことがないため、充放電の繰り返しによ
る放電容量の低下を防止し、積層型リチウム電池２０の
寿命を向上させることができる。なお、電池２０内の抵
抗を小さくするためには、抵抗値の小さいカーボンを用
いることが好ましい。

【００４８】また、端面電極５，６を形成する熱可塑性
樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポ
リブチレンテレフタレート系樹脂、およびそれらの液晶
ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系
樹脂、ポリケトンスルフィド（ＰＫＳ）系樹脂、フッ素
樹脂（ＰＦＡ）等のエンジニアリングプラスチック、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンス
ルフィド（ＰＰＳ）系樹脂、ポリヒドロキシフェニレン
エーテル（ＰＰＯ）系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリス
チレン系樹脂のうちの少なくとも一種を挙げることがで
きる。

【００４９】導電性樹脂層からなる端面電極５，６を積
層体２５の端面に形成する方法としては、直接ディスペ
ンサーを用いて導電性塗料を塗布する方法や、剥離処理
を施した基材フイルム上に一定幅の導電性塗料を予め塗
布しておき、積層体２５の端面へ転写する方法、導通し
てはならない部位をマスキングして導電性塗料槽へディ
ッピングする方法等を用いれば良い。

【００５０】次に、発電要素１の各端面電極５，６とベ
ース板１１の各端子１４，１５とを、各電極２，３と集
電板１８，１９との接着に用いたものと同じ導電性接着
剤を介して接合するとともに、発電要素１をベース板１
１に絶縁性接着剤層１６を介して固着するのであるが、
絶縁性接着剤層１６を形成する材質としては、絶縁性を
有するものであればどのような接着剤であっても良く、
ポリウレタン系樹脂接着剤、フェノール系樹脂接着剤、
シリコーン系樹脂接着剤、アクリル系樹脂接着剤、ポリ
エステル系樹脂接着剤、酢酸ビニル系樹脂接着剤、エポ
キシ系樹脂接着剤、オレフィン系樹脂接着剤、ポリイミ
ド系樹脂接着剤、塩化ビニル系樹脂接着剤、ポリアミド
イミド系樹脂接着剤等を用いることができる。なお、好
ましくは１００℃以上の耐熱性を有する、エポキシ系樹
脂接着剤、シリコーン系樹脂接着剤、アクリル系樹脂接
着剤、ポリイミド系樹脂接着剤、ポリアミドイミド系樹
脂接着剤、フェノール樹脂系接着剤から選ばれた少なく
とも１種類の耐熱樹脂接着剤を用いることが良い。

【００５１】このような絶縁性接着剤層１６に１００℃
以上の耐熱性樹脂接着剤を用いることで、回路基板へ半
田付けする際、電池２０に熱が作用したとしても接着剤
層１６が軟化あるいは分解して剥離するようなことがな
く、さらにはハンダリフロー法を用いての回路基板への
実装も可能なものとすることができる。

【００５２】なお、絶縁性接着剤層１６のパターン形状
としては、衝撃が加わったとしても発電要素１がベース
板１１より剥がれることがなければ特に限定するもので
はなく、図１（ｃ）に示すように楕円形状をしたもの以
外に、図２（ａ）に示すようなリング形状をしたもの、
図２（ｂ）に示すような星形状をしたもの、図２（ｃ）
に示すような十字形状をしたもの、図２（ｄ）に示すよ
うな十字手裏剣形状をしたものなど、さまざまなパター
ン形状を採用することができる。

【００５３】しかる後、ベース板１１上に封止用エポキ
シ樹脂や低融点ガラスを介して蓋体１２を接合し、発電
要素１をベース板１１と蓋体１２とからなる外装体１３
内に気密に封止することにより本発明の積層型リチウム
電池２０を得ることができる。

【００５４】この時、ベース板１１及び蓋体１２を形成
する材質としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、フェニレンエーテル樹脂、アリル樹脂等
の熱硬化性樹脂、あるいは酸化アルミニウム、窒化アル
ミニウム、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ガラスセラ
ミックス等の絶縁性セラミックスを用いることができ、
特に、絶縁性セラミックスを用いれば、気密性、耐熱
性、耐湿性に優れた信頼性の高い積層型リチウム電池２
０を提供することができる。

【００５５】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上述した実施形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更
は可能であることは言う迄もない。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、正極用電極、電解質又は電解質を含むセパレー
タ、負極用電極を一組以上積層して一体化した発電要素
を、正極用端子と負極用端子を備える外装体内に気密に
封止し、上記正極用電極と上記正極用端子とを電気的に
接続するとともに、上記負極用電極と上記負極用端子と
を電気的に接続した積層型リチウム電池において、上記
発電要素を外装体内に接着剤層を介して固着するように
したことによって、電池に衝撃が加わったとしても発電
要素の各端面電極とベース板の各端子との接合部の断線
を防止することができるため、信頼性の高い積層型リチ
ウム電池を提供することができる。

【００５７】また、発電要素がベース板と蓋体とからな
る外装体内に気密に収納されているため、電解質に電解
液を用いることができるとともに、熱に強い積層型リチ
ウム電池を提供することができる。

【００５８】請求項２に係る発明によれば、上記絶縁性
接着剤層として、エポキシ系樹脂接着剤、シリコーン系
樹脂接着剤、アクリル系樹脂接着剤、ポリイミド系樹脂
接着剤、ポリアミドイミド系樹脂接着剤、フェノール樹
脂系接着剤から選ばれた少なくとも１種類の耐熱樹脂接
着剤を用いるようにしたことから、例えば、回路基板へ
の半田付け時に熱が作用したとしても絶縁性接着剤層が
軟化あるいは分解して発電要素が位置ずれを起こすよう
なことがなく、また、ハンダリフロー法を用いての実装
も可能なものとすることができる。

【００５９】請求項３に係る発明によれば、上記発電要
素を、正極用電極及び上記負極用電極の平面形状が長方
形をなし、積層方向から見たとき、上記正極用電極と負
極用電極とが互いに交差するように積層して構造したこ
とから、ベース板の各端子から発電要素の中心までの距
離を短くできるため、電池の内部抵抗を低減することが
でき、負荷特性を改善できるため、積層型リチウム電池
の高エネルギー密度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の積層型電池の一例を示す平面
図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は同
図（ｂ）のＹ−Ｙ線断面図、（ｄ）は本発明の積層型リ
チウム電池に備える発電要素の積層状態を示す斜視図で
ある。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の積層型リチウム電池
に備える絶縁性接着剤層のさまざまなパターンを示す平
面図である。

【図３】図１（ｄ）の積層体を形成するための方法を説
明するための図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその平面
図である。

【符号の説明】

１…発電要素２…正極用電極３…負極用電極４…電解質５…正極用端面電極６…負極用端面電極１０…導電性接着剤層１１…ベース板１２…蓋体１３…外装体１４…正極用端子１５…負極用端子１６…絶縁性接着剤層１７…導電性接着剤層１８…正極用集電板１９…負極用集電板２０…積層型リチウム電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H029 AJ11 AK02 AK03 AM03 AM04 AM05 AM07 AM12 AM16 BJ06 CJ05 DJ02 DJ05 EJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極用電極、電解質又は電解質を含むセパ
レータ、負極用電極を一組以上積層して一体化した発電
要素を、正極用端子と負極用端子を備える外装体内に気
密に封止してなり、上記正極用電極と上記正極用端子と
を電気的に接続するとともに、上記負極用電極と上記負
極用端子とを電気的に接続した積層型リチウム電池にお
いて、上記発電要素を外装体内に接着剤層を介して固着
してあることを特徴とする積層型リチウム電池。
【請求項２】上記接着材層が、エポキシ系樹脂接着剤、
シリコーン系樹脂接着剤、アクリル系樹脂接着剤、ポリ
イミド系樹脂接着剤、ポリアミドイミド系樹脂接着剤、
フェノール樹脂系接着剤から選ばれた少なくとも１種の
絶縁性接着剤からなることを特徴とする請求項１に記載
の積層型リチウム電池。
【請求項３】上記正極用電極及び上記負極用電極の平面
形状が長方形をなし、積層方向から見たとき、上記正極
用電極と負極用電極とが互いに交差するように積層して
あることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積
層型リチウム電池。