JPH05121056A

JPH05121056A - 薄形電池

Info

Publication number: JPH05121056A
Application number: JP3309957A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kagawa; 博香川; Shiro Kato; 史朗加藤; Kazuo Murata; 和雄村田
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、発熱量を低減させると共に放熱効
率を高め、生産性が高く、信頼性の高い薄形電池を提供
することを目的とするものである。【構成】正極活物質、電解質層及び負極活物質を層状
に重ねた発電要素からなる薄形電池において、正極活物
質を保持したリボン状の正極集電体と負極活物質を保持
したリボン状の負極集電体をそれぞれ活物質面が向き合
うように重ね合わせて渦巻き状に巻いたこと、および渦
巻き状に巻いた上面と下面をそれぞれの集電部とし、そ
れらに端子部が接続されていること、及び端子部が電池
容器を兼ね渦巻き状に巻かれた正極集電体と負極集電体
が該電池容器内に収納されていることを特徴とする薄形
電池とすることで上記目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電力を必要とする機
器、自動車及びエレクトロニクス小型機器分野に使われ
る薄形電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の薄形電池は、図１に示すよ
うな構造であって、正極活物質層、電解質層及び負極活
物質層を層状に重ねた発電要素の上下に正極集電体兼電
槽及び負極集電体兼電槽を配置し、接着性樹脂と集電体
兼電槽を一体化したものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、高電力を得るため電池を複数枚積層すると積層間
で通電時の熱が蓄積され、電池性能を低下させることが
あった。本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもの
で、発熱量を低減させると共に放熱効率を高め、生産性
が高く、信頼性の高い薄形電池を提供することを目的と
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するべく、正極活物質を保持した幅が３ｍｍ〜５０ｍｍ
のリボン状の正極集電体と負極活物質を保持した幅が３
ｍｍ〜５０ｍｍのリボン状の負極集電体をそれぞれ活物
質面が向き合うように重ね合わせて渦巻き状に巻いたこ
と、および渦巻き状に巻いた上面と下面をそれぞれの集
電部とし、それらに端子部が接続されていること、及び
端子部が電池容器を兼ね渦巻き状に巻かれた正極集電体
と負極集電体が該電池容器内に収納されていること、正
極集電体と負極集電体を幅方向に０．２ｍｍ〜２．５ｍ
ｍ（好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）ずらして重ね
合わせ、渦巻き状に巻いたこと、集電部（Ａ域の端部）
を除いて各集電体の少なくとも片面に各活物質が保持さ
れていること、集電部（Ａ域の端部）及び集電部と反対
側の一部（Ｃ域）を除いて各集電体の少なくとも片面
（Ｂ域）に各活物質が保持されていること、集電部（Ａ
域の端部）より内側の領域（Ｄ域）と各活物質が保持さ
れていない反対側の面（Ｃ域）に封口剤を被覆すると共
に、正極集電体のＤ域と負極集電体のＣ域または正極集
電体のＣ域と負極集電体のＤ域が互いに封着されている
こと、電池容器の上面が円形、楕円形、矩形、角丸矩
形、多角形等の形状であること、正極集電体及び負極集
電体を支柱を中心にして渦巻き状に巻くこと、支柱が電
池容器の形状に対応した形状であること、支柱の高さが
電池容器の内寸高さと同等か又はそれ以下であることな
どを特徴とするものである。

【０００５】リボン状の正極集電体及び負極集電体の両
面に厚さが数十ミクロンの活物質を塗布またはスクリ−
ン印刷などで保持し、さらにその上を完全に覆うように
電解質を同様に保持した各集電体を活物質面が互いに向
き合うように重ねる。その時、各集電体の活物質が保持
されていない領域が活物質に接触しないように少し幅方
向にずらす。この重ねられたリボン状の集電体を渦巻き
状に巻いて上面及び下面が電気的に絶縁された電池容器
に収納する。この時、電池容器の上面蓋の内面及び下面
蓋の内面に電導性樹脂・塗料を配置し、渦巻き状に巻い
た集電体の上部及び下部の集電部が電池容器の上面（端
子に相当する）及び下面（端子に相当する）に電気的に
接触するようにした。さらにこの電池容器を減圧下で密
閉した。この様な薄形電池では集電距離が短く、集電体
からの放熱も容易で、且つリボン状で連続的に加工でき
必要に応じて切断できるために生産性が高く製造するこ
とができる。

【０００６】図２に示すように三方が囲まれ、上面を電
気的に絶縁し、側面を端子部とする電池容器を互いに組
み合わせ、互いに組み合わせ部を電気的に絶縁すること
により電池容器を形成しても良い。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の詳細について、一実施例によ
り説明する。図３に示すように片面及び一端の角部を巻
き込むように電気的絶縁膜１（熱接着性樹脂を用いても
よい）を被覆しリボン状に加工された幅が約１０ｍｍの
正極集電体２（ステンレス製集電体）の表面に二酸化マ
ンガンを主成分とする正極活物質３を両端（図中の幅が
約１．５ｍｍのＡ域と幅が約１ｍｍのＣ域）を除いた領
域（Ｂ域）に幅約７．５ｍｍでスクリ−ン印刷し、さら
に該正極活物質３の表面を覆うようにポリエチレンオキ
シドに過塩素酸リチウムを加えた高分子固体電解質４を
同じくスクリ−ン印刷した。図４に断面を示す。次にＡ
域の内側（電気的絶縁膜１が対極に巻き込まれている場
合は省略してもよい）及びＣ域（電気的絶縁膜１が対極
に巻き込まれている場合は省略してもよい）の内側に幅
約０．８ｍｍでポリプロピレン系熱接着性樹脂５を塗布
又は接着した。また正極集電体１と上記と同様に処理さ
れたリボン状に加工された幅が約１０ｍｍの負極集電体
６（ステンレス製集電体）の表面にリチウムから成る負
極活物質７を両端（図中の幅が約１．５ｍｍのＡ’域と
幅が約１ｍｍのＣ’域）を除いた領域（Ｂ’域）に幅約
７．５ｍｍでスクリ−ン印刷し、さらに該負極活物質７
の表面を覆うようにポリエチレンオキシドに過塩素酸リ
チウムを加えた高分子固体電解質８を同じくスクリ−ン
印刷した。次に前記と同様にＡ’域の内側（電気的絶縁
膜１が対極に巻き込まれている場合は省略してもよい）
及びＣ’域（電気的絶縁膜１が対極に巻き込まれている
場合は省略してもよい）の内側に幅約０．８ｍｍでポリ
プロピレン系熱接着性樹脂５を塗布又は接着した。この
ように加工した正極集電体２のＡ域と負極集電体６の
Ｃ’域及び正極集電体２のＣ域と負極集電体６のＡ’域
が対向するよう（Ｂ域同士が対向するよう）に約０．７
ｍｍずらして重ね合わせ減圧下でポリプロピレン系熱接
着性樹脂５、５’を熱融着し、集電体の内部を減圧密閉
した。次に径が約２ｍｍで高さが約１０．５ｍｍの円柱
８を中心にして減圧密閉された上記集電体９を渦巻き状
に巻き付け（図５に示す。）、全体の外径が約５０ｍｍ
になるようにした。（図６に斜視図を示す。）

【０００８】また図７の断面図、及び図８の斜視図に示
す熱接着性樹脂製枠体１０（内径が約５０ｍｍ、高さが
約１１ｍｍ）の下面に負極端子板１１（ステンレス製で
厚さ約０．３ｍｍ、内面に電導性物質が塗布されてい
る）を配置した。次にこの枠体１０内に渦巻き状に巻き
付けられた集電体９’を配置した後、上面に正極端子板
１２（ステンレス製で厚さ約０．３ｍｍ、内面に電導性
物質が塗布されている）を配置し、減圧下で熱融着し各
端子板を枠体１０に接着した。この時、上記集電体９’
の負極集電部６’と正極集電部２’はそれぞれ負極端子
板１１と正極端子板１２の内面に電気的に接続されてい
る。その時の拡大断面状態を図９に示す。

【０００９】本発明の実施例による図８の構造の電池と
従来の構造の電池について充電及び放電を行った時の電
池表面温度の最高値を表１に示した。

【００１０】

【００１１】このように本発明電池は通電時の温度上昇
を少なくできる。また本発明電池の内部抵抗は従来電池
に比べ約８％減少した。

【００１２】

【発明の効果】上述したごとく、本発明は生産性が高
く、信頼性の高い薄形電池を提供することが出来るの
で、その工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来電池の斜視図である。

【図２】本発明薄形電池の電池容器の斜視図である。

【図３】本発明薄形電池の各集電体の斜視図である。

【図４】本発明の薄形電池の集電体の断面図である。

【図５】本発明の薄形電池の集電体９を渦巻き状に巻き
付け途中の状態図である。

【図６】本発明の薄形電池の集電体９を渦巻き状に巻き
付けた完成図である。

【図７】本発明の薄形電池の縦断面図である。

【図８】本発明の薄形電池の斜視図である。

【図９】本発明の薄形電池の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１電気的絶縁膜２正極集電体２’ 正極集電部３正極活物質４高分子固体電解質５、５’ 熱接着性樹脂６負極集電体６’ 負極集電部７負極活物質８支柱９減圧密閉された集電体９’ 渦巻き状に巻かれた集電体１０枠体１１負極端子板１２正極端子板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極活物質、電解質層及び負極活物質を
層状に重ねた発電要素からなる薄形電池において、正極
活物質を保持したリボン状の正極集電体と負極活物質を
保持したリボン状の負極集電体をそれぞれ活物質面が向
き合うように重ね合わせて渦巻き状に巻いたこと、およ
び渦巻き状に巻いた上面と下面をそれぞれの集電部と
し、それらに端子部が接続されていること、及び端子部
が電池容器を兼ね渦巻き状に巻かれた正極集電体と負極
集電体が該電池容器内に収納されていることを特徴とす
る薄形電池。
【請求項２】リボン状の正極集電体及び負極集電体の
幅が３ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１
記載の薄形電池。
【請求項３】正極集電体と負極集電体を幅方向に０．
２ｍｍ〜２．５ｍｍずらして重ね合わせ、渦巻き状に巻
いたことを特徴とする請求項１又は２記載の薄形電池。
【請求項４】正極集電体と負極集電体を幅方向に０．
５ｍｍ〜１．５ｍｍずらして重ね合わせ、渦巻き状に巻
いたことを特徴とする請求項１又は２記載の薄形電池。
【請求項５】集電部（Ａ域の端部）を除いて各集電体
の少なくとも片面に各活物質が被覆されていることを特
徴とする請求項１、２、３又は４記載の薄形電池。
【請求項６】集電部（Ａ域の端部）及び集電部と反対
側の一部（Ｃ域）を除いて各集電体の少なくとも片面
（Ｂ域）に各活物質が被覆されていることを特徴とする
請求項１、２、３又は４記載の薄形電池。
【請求項７】集電部（Ａ域の端部）より内側の領域
（Ｄ域）と各活物質が被覆されていない反対側の面（Ｃ
域）に封口剤を被覆すると共に、正極集電体のＤ域と負
極集電体のＣ域または正極集電体のＣ域と負極集電体の
Ｄ域が互いに封着されていることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５又は６記載の薄形電池。
【請求項８】電池容器の上面及び下面が円形、楕円
形、矩形、角丸矩形又は多角形の形状であることを特徴
とする請求項１又は２記載の薄形電池。
【請求項９】正極集電体及び負極集電体を支柱を中心
にして渦巻き状に巻くことを特徴とする請求項１又は８
記載の薄形電池。
【請求項１０】支柱が電池容器の形状に対応した形状
であることを特徴とする請求項１、８又は９記載の薄形
電池。
【請求項１１】支柱の高さが電池容器の内寸高さと同等
か又はそれ以下であることを特徴とする請求項１、９又
は１０記載の薄形電池。
【請求項１２】電池容器の上面及び下面の内表面に各集
電体の端子部が電気的接続されると共にその上面及び下
面の外表面が電気的絶縁され、その側面が端子となって
いることを特徴とする請求項１又は２記載の薄形電池。
【請求項１３】集電体が蒸着膜からなることを特徴とす
る請求項１記載の薄形電池。
【請求項１４】集電体の片面に電気絶縁膜が配置されて
いることを特徴とする請求項１又は２項記載の薄形電
池。