JP3632054B2 - Secondary battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクス分野の発展はめざましく、電子機器の小型化、軽量化、高性能化の要求が著しい。電子機器の心臓と言われる小型2次電池には、単位体積当たりまたは単位重量当たりのエネルギー密度が大きく且つ長寿命の電池の開発が望まれている。これらの小型2次電池は、増々発展する携帯電話、小型OA機器、小型通信機などに対する用途展開が期待されている。
従来、ハンディタイプのビデオカメラやコードレス電話や携帯電話等の電子機器等には電源供給用の種々形式の1次電池或いは2次電池が搭載されている。充電して繰り返して利用可能な2次電池をこれら電子機器等に搭載する場合には電子機器等或いは充電器等への脱着を容易にするために単数或いは複数の2次電池等を1つのケースに納めた電池装置が使用されている。この電池装置は樹脂材料などからなるおおむね直方体状に形成される電池容器と電池容器内に収納される単数或いは複数の充電放電可能な陽極、陰極及び電解質からなる2次電池発電要素により構成されている。この2次電池発電要素は、図1に示すように、正極板11と負極板12とをセパレータ13で袋詰めして交互に重ね合わせることによって形成される。そして、この正極板11と負極板12とを袋状のセパレータ13からなる積層体を概ね長方体のバッテリーケースに挿入して電解液を注入するかまたはポリマー電解質を正極板11と負極板12の間に形成することによって2次電池本体を形成する。電流の取り出しは正極板に続く正極端子11a、及び負極板に続く負極端子12bによりおこなう。
従来、薄型電池はその厚みを極力薄くするために扁平な発電要素を金属箔と熱融着性樹脂フィルムのラミネートフィルム(外装フィルム)で液密、気密に外装している。とくに有機電解質を用いた発電要素の場合には外気中の水分が電池要素内への浸入や電解液が外に漏洩により性能劣化が大きいことが指摘されており、この問題を解決するために数々の提案がなされている。たとえば図2、図3、図4は、それぞれ負極側のラミネートフィルムと正極板のラミネートフィルムとの発電要素の周縁部外方のアイオノマー樹脂フィルム7同士の接合部をインパルスシーラー等の熱融着装置で加熱し、熱融着することで封止し、さらにその外側を熱硬化性樹脂9によって被覆するもの(特開昭60−49568)、電極リード体4、5の封止部分にあらかじめアイオノマー樹脂6を被覆するもの(特開昭60−65442)、電池内部を減圧状態に出来るようにした構造にするもの(特開昭60−117542)が知られている。
しかしながら、従来技術により融着を確実に行ったとしても、図5(a)のA−A′の断面である図5(b)が示すように、電極リード体5とラミネートフィルム6の界面に凹凸が出来るために接着部から発電要素への水分の侵入を完全に防ぐことは困難であった。また、封止した外側を熱硬化性樹脂によって被覆した場合には電池の重量、体積ともに増加するので単位重量、単位体積当たりのエネルギー容量が低下してしまうという欠点があった。したがって、外気中の水分の発電要素への侵入や電解液の外気へ漏洩による性能劣化しまうために実質的に重負荷特性、低温特性、サイクル特性等が悪くなって電池性能を悪化させるという不具合があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、電極リード体をラミネートフィルムで接着する際に、電極リード体とラミネートフィルム界面に凹凸ができないようにし、外気中の水分が電池内に浸入したり電解液が外に漏洩することを防止できる電池を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、正極板と負極板とがセパレータおよび電解質層を介して交互に対向して重ねられている2次電池発電要素から構成される2次電池において、少なくとも一対の金属箔と熱融着性樹脂フィルムからなるラミネートフィルムにより二次電池発電要素包み被う際に、を熱融着樹脂フィルム側を2次電池発電要素側にし、2次電池発電要素の周縁部外方の熱融着樹脂フィルムの接合部を熱融着させることにより封止し、正極板と負極板に続く、該正極板及び該負極板の幅と略同一幅の外部電極リード端子を、該リード端子のみを露出させる切取線を設けたラミネートフィルムにより包み被うことを特徴とする2次電池が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明による電池装置を図面により詳細に説明する。図8は本発明の正極板と負極板の構造を示している。正極板11にアルミニウム箔31を超音波溶接により接続し、正極板の間には負極板12にニッケル箔32をスポット溶接したものを挟んだ構造を示している。図9は図8のA−A´の断面図である。正極板11はたとえば厚さ20ミクロンのアルミニウム箔よりなる集電体21の両面にリチウムと遷移金属の複合酸化物たとえばLiV2O5やLiCoO2を正極活物質22として塗布したもので、長さが略100mm、巾が略45mmである。セパレータ13は、たとえば25ミクロン厚の多孔性ポリエチレンフィルやポリプロピレンフィルム等を袋状にした形態である。袋詰めは2枚の正極板11よりもやや大きなセパレータで正極板11を挟んで正極板の中心線に対して軸対称になる位置で、4隅は融着させている。負極板12は、たとえば厚さ10ミクロンの銅箔集電体23の両面にリチウムをドープ、脱ドープ可能なカーボン、たとえばグラファイト構造を有する炭素や軟黒鉛化炭素材料等の炭素を負極活物質24として塗布したものである。その長さは略100mm、巾が略45mmである。セパレータ13は、たとえば25ミクロン厚の多孔性ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等を袋状にした形態である。正極板11、セパレータ13、負極板12の間には電解質層25が形成されている。アルミニウム箔よりなる集電体21にはアルミニウム箔31が超音波溶接され、超音波溶接部33が形成されている。銅箔集電体23にはニッケル箔32がスポット溶接部34されスポット溶接部34が形成される。この2次電池発電要素には正極の金属リード体としてのアルミニウム箔31、及び負極の金属リード体としてのニッケル箔32がアイオノマー樹脂(熱融着樹脂フィルム)からなるラミネートフィルムにより熱融着されている。図6は本発明の2次電池の使用前の外装である。2次電池発電要素はラミネートフィルム41により包まれている。正極、負極に続く外部リード端子部の直上には、材質は特に規定されないが、ポリエチレン、エチレン重合体等からなるフィルムの製剥離用切り取り案内フィルム(剥離用切り取り案内テープ)42が設けられており、その端部にラミネートフィルムの取出し部が設けられている切り取り案内テープ(切り取りを案内するためのテープ)の形状は外部リード端子よりも小さな形状でラミネートフィルムには剥離のために切取線43が設けられている。図7は、切り取り案内テープ42をラミネートフィルムの切り取り線43にしたがって、ラミネートフィルムから切り取った後の切取口44の状態を示している。図10は、図7のC−C´断面を示す図である。この図では切取口44が、2次電池発電要素を包むラミネートフィルム41の少なくとも対向する同一辺上(2次電池発電要素の両端に存在する外部電極リード端子部の同一片面側:図10では上面側)に設けられている。Bは発電要素である。図11は、切取口44が、2次電池発電要素を包むラミネートフィルム41の対向する両側辺上に設けたられた(切取口44が、2次電池発電要素の両端に存在する外部電極リード端子部の両面側:図11では上面側及び下面側に設けられた)ものである。Bは発電要素である。図12は、切取口44が、2次電池発電要素を包むラミネートフィルム41の片側辺上に正極外部電極リード端子31と負極外部電極リード端子30が対向して設けられた(ラミネートフィルムの切取線が、正極外部電極リード端子側及び負極外部電極リード端子側の両面側:図12では上面側及び下面側に設けられた)ものである。図13は、切取口44が、2次電池発電要素を包むラミネートフィルム41の少なくとも片側の同一面上に設けられた(ラミネートフィルムの切取線が、正極外部電極リード端子及び負極外部電極リード端子と同じ面側:図13では上面側に設けられた)ものである。図14は、切取口44が、2次電池発電要素を包むラミネートフィルム41の両側の面上に対向して設けられた(ラミネートフィルムの切取線が、正極外部電極リード端子及び負極外部電極リード端子の異なる面側:図14では上面側及び下面側に設けられた)ものである。
【0006】
【発明の効果】
本発明は、正極板と負極板とがセパレータおよび電解質を介して交互に対向して重ねられて成る2次電池において、少なくとも一対のアルミニウム箔と熱融着性樹脂フィルムからなるラミネートフィルムにより包み被う際に熱融着樹脂フィルムを2次電池発電要素側(内側)にし、電池発電要素の周縁部外方の熱融着樹脂フィルム同士を熱融着して封止し、正極の金属リード体がアルミニウム箔、負極の金属リード体がニッケル箔であり、これらに続く外部電極リード端子がラミネートフィルムで包み被われるようにしたので、電極リード体とラミネートフィルム界面に凹凸が生ずることを無くすことが出来る。その結果接着部から電池の内部の発電要素側への水分の侵入及び電解液の漏洩を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の扁平型薄型電池の発電要素を示す斜視図
【図2】従来の薄型電池を示す図
【図3】従来の薄型電池を示す図
【図4】従来の薄型電池を示す図
【図5】従来の扁平型薄型電池の外部リード部を示す図
【図6】本発明の使用前の電池を示す斜視図
【図7】本発明の使用時の電池を示す斜視図
【図8】本発明の発電要素を示す図
【図9】本発明の発電要素の断面図
【図10】本発明の具体例を示す図
【図11】本発明の具体例を示す図
【図12】本発明の具体例を示す図
【図13】本発明の具体例を示す図
【図14】本発明の具体例を示す図
【符号の説明】
4 電極リード体
5 電極リード体
6 アイオノマー樹脂
7 アイオノマー樹脂
11 正極板
11a 正極板リード板
12 負極板
12a 負極板リード板
13 セパレータ
21 集電体
22 正極活物質
23 集電体
24 負極活物質
25 電解質層
31 アルミニウム箔
32 ニッケル箔
33 超音波溶接部
34 スポット溶接部
41 ラミネートフィルム
42 剥離用切り取り案内テープ
43 切取線
44 切取口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery.
[0002]
[Prior art]
The development of the electronics field in recent years is remarkable, and the demand for downsizing, weight reduction, and high performance of electronic devices is remarkable. Development of a battery having a large energy density per unit volume or unit weight and a long life is desired for a small secondary battery called the heart of an electronic device. These small secondary batteries are expected to be used for mobile phones, small OA devices, small communication devices, and the like that are increasingly developed.
Conventionally, various types of primary batteries or secondary batteries for power supply are mounted on handheld video cameras, electronic devices such as cordless phones and mobile phones. When a secondary battery that can be repeatedly charged and used is mounted on these electronic devices, etc., one or more secondary batteries are placed in one case in order to facilitate attachment / detachment to / from the electronic device or charger. The battery device stored in is used. This battery device is composed of a battery container made of a resin material or the like and formed into a substantially rectangular parallelepiped shape, and a secondary battery power generation element made up of one or a plurality of chargeable / dischargeable anodes, cathodes and electrolytes housed in the battery container. Yes. As shown in FIG. 1, the secondary battery power generation element is formed by packing
Conventionally, in order to reduce the thickness of a thin battery as much as possible, a flat power generating element is liquid-tight and air-tightly covered with a laminate film (exterior film) of a metal foil and a heat-fusible resin film. In particular, in the case of power generation elements using organic electrolytes, it has been pointed out that moisture in the outside air has entered the battery element and leakage of electrolyte solution has caused significant performance degradation. Proposals have been made. For example, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 show a heat-sealing device such as an impulse sealer for joining the joints between the
However, even if the fusion is reliably performed by the conventional technique, as shown in FIG. 5B, which is a cross section taken along the line AA ′ of FIG. 5A, the interface between the electrode lead body 5 and the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to prevent unevenness at the interface between the electrode lead body and the laminate film when bonding the electrode lead body with a laminate film, so that moisture in the outside air enters the battery or the electrolyte leaks outside. The object is to provide a battery that can prevent this.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a secondary battery composed of a secondary battery power generation element in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately stacked opposite to each other via a separator and an electrolyte layer , at least a pair of metal foil and heat When the secondary battery power generation element is covered with a laminate film made of a fusible resin film, the heat fusion resin film side is set to the secondary battery power generation element side, and heat fusion outside the peripheral portion of the secondary battery power generation element is performed. Sealing is performed by heat-sealing the bonding portion of the resin film, and the external electrode lead terminal having the same width as the positive electrode plate and the negative electrode plate is connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate , and only the lead terminal is connected. A secondary battery is provided which is covered with a laminate film provided with a cut line to be exposed .
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The battery device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 shows the structure of the positive electrode plate and the negative electrode plate of the present invention. A structure is shown in which an
[0006]
【The invention's effect】
The present invention relates to a secondary battery in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately stacked opposite to each other via a separator and an electrolyte, and is covered with a laminate film composed of at least a pair of aluminum foil and a heat-fusible resin film. In this case, the heat fusion resin film is placed on the side of the secondary battery power generation element (inside), and the heat fusion resin films outside the peripheral edge of the battery power generation element are heat-sealed and sealed, and the metal lead body of the positive electrode Is made of aluminum foil and the metal lead body of the negative electrode is nickel foil, and the subsequent external electrode lead terminals are covered with a laminate film, so that it is possible to eliminate unevenness at the interface between the electrode lead body and the laminate film. I can do it. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the power generation element inside the battery and leakage of the electrolyte from the adhesion portion.
[Brief description of the drawings]
1 is a perspective view showing a power generation element of a conventional flat thin battery. FIG. 2 is a view showing a conventional thin battery. FIG. 3 is a view showing a conventional thin battery. FIG. 4 is a view showing a conventional thin battery. FIG. 5 is a view showing an external lead portion of a conventional flat thin battery. FIG. 6 is a perspective view showing a battery before use of the present invention. FIG. 7 is a perspective view showing a battery in use of the present invention. FIG. 9 is a sectional view of the power generating element of the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating a specific example of the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating a specific example of the present invention. FIG. 13 shows a specific example of the present invention. FIG. 14 shows a specific example of the present invention. FIG. 14 shows a specific example of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Electrode lead body 5
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