JPH09283100A - 非水電解質電池及びその封入袋 - Google Patents
非水電解質電池及びその封入袋Info
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- JPH09283100A JPH09283100A JP8093869A JP9386996A JPH09283100A JP H09283100 A JPH09283100 A JP H09283100A JP 8093869 A JP8093869 A JP 8093869A JP 9386996 A JP9386996 A JP 9386996A JP H09283100 A JPH09283100 A JP H09283100A
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- Japan
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- bag
- sealing
- electrolyte battery
- heat sealing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極、負極、電解液が封入袋に封入され、正
極と負極のリード線を夫々外部に取り出す構造の非水電
解質電池であって、電解液の密封についての信頼性が高
く、かつ、ヒートシールの作業性の良い非水電解質電池
及びその封入袋を得ることを目的とする。 【解決手段】 封入袋の最内層のヒートシール用プラス
チック層１２と金属層９との間に、ヒートシール時に溶
融しない絶縁層１３を設けることを特徴とする。
極と負極のリード線を夫々外部に取り出す構造の非水電
解質電池であって、電解液の密封についての信頼性が高
く、かつ、ヒートシールの作業性の良い非水電解質電池
及びその封入袋を得ることを目的とする。 【解決手段】 封入袋の最内層のヒートシール用プラス
チック層１２と金属層９との間に、ヒートシール時に溶
融しない絶縁層１３を設けることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極、負極、電解
液が封入袋に封入され、正極と負極のリード線を夫々外
部に取り出す構造を有し、かつ、電解液の密封について
の信頼性の高い構造を有する非水電解質電池及びその封
入袋に関するものである。
液が封入袋に封入され、正極と負極のリード線を夫々外
部に取り出す構造を有し、かつ、電解液の密封について
の信頼性の高い構造を有する非水電解質電池及びその封
入袋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化と共に電源としての電
池の小型化、軽量化への要求が強まっている。一方、高
エネルギー密度化、高エネルギー効率化も求められてお
り、リチウムイオン電池などの二次電池への期待が高ま
っている。こうした要求に対して、例えば特開昭６１−
２４０５６４号にみられる如く、耐酸性を有する熱可塑
性樹脂からなる袋に極板群を挿入し、この極板群を多数
個、フィルム状、シート状またはチューブ状合成樹脂か
らなる袋状外装体で包み込んで密閉形鉛蓄電池とする試
みが提案されている。
池の小型化、軽量化への要求が強まっている。一方、高
エネルギー密度化、高エネルギー効率化も求められてお
り、リチウムイオン電池などの二次電池への期待が高ま
っている。こうした要求に対して、例えば特開昭６１−
２４０５６４号にみられる如く、耐酸性を有する熱可塑
性樹脂からなる袋に極板群を挿入し、この極板群を多数
個、フィルム状、シート状またはチューブ状合成樹脂か
らなる袋状外装体で包み込んで密閉形鉛蓄電池とする試
みが提案されている。
【０００３】また、特開昭５６−７１２７８号にみられ
る如く、シート状バッテリーの「熱融着しろ」を出来る
だけ少なくして小形化を図り、かつ、リード線金属を直
接プラスチック袋に熱封入するのではなく、あらかじ
め、リード線に樹脂被覆したものを用いる試みが提案さ
れている。
る如く、シート状バッテリーの「熱融着しろ」を出来る
だけ少なくして小形化を図り、かつ、リード線金属を直
接プラスチック袋に熱封入するのではなく、あらかじ
め、リード線に樹脂被覆したものを用いる試みが提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−２４０５
６４号など従来の封入袋に封入するタイプの電池にあっ
ては、電極の金属の一部を極柱として外部に取り出し、
これを外部との接続に使用しているので、この金属のシ
ール部での密封性に不安が残っていた。
６４号など従来の封入袋に封入するタイプの電池にあっ
ては、電極の金属の一部を極柱として外部に取り出し、
これを外部との接続に使用しているので、この金属のシ
ール部での密封性に不安が残っていた。
【０００５】特開昭５６−７１２７８号は、この不安を
解消させることを目的とし、外部との接続には、あらか
じめ樹脂被覆したリード線を電極につないだものを用
い、リード線の被覆と袋のプラスチックとを熱融着させ
て、密封性を改良している。封入袋がプラスチックのみ
の場合は、この特開昭５６−７１２７８号の方法が有効
だが、非水電解質電池の気密性（電解液の揮発、外部か
らの水分の浸入）が得られないため、例えば、リチウム
イオン電池等に適用する場合、サイクル特性が急速に低
下する問題がある。そして、非水電解質電池の気密性を
向上させるため、封入袋を金属とプラスチックとのはり
あわせを用いて作成しようとすると不具合が生ずる。す
なわち、ヒートシールの条件によっては、リード線の金
属と封入袋の金属とが短絡するといったトラブルが生じ
る心配がある。これは小型化、薄肉化を図るためリード
線の被覆厚さを薄くしようとすると顕在化しやすい。
解消させることを目的とし、外部との接続には、あらか
じめ樹脂被覆したリード線を電極につないだものを用
い、リード線の被覆と袋のプラスチックとを熱融着させ
て、密封性を改良している。封入袋がプラスチックのみ
の場合は、この特開昭５６−７１２７８号の方法が有効
だが、非水電解質電池の気密性（電解液の揮発、外部か
らの水分の浸入）が得られないため、例えば、リチウム
イオン電池等に適用する場合、サイクル特性が急速に低
下する問題がある。そして、非水電解質電池の気密性を
向上させるため、封入袋を金属とプラスチックとのはり
あわせを用いて作成しようとすると不具合が生ずる。す
なわち、ヒートシールの条件によっては、リード線の金
属と封入袋の金属とが短絡するといったトラブルが生じ
る心配がある。これは小型化、薄肉化を図るためリード
線の被覆厚さを薄くしようとすると顕在化しやすい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明等は、前記の課題
について種々検討し、封入袋の最内層のヒートシール用
プラスチック層と金属層との間にヒートシール時に溶融
しない絶縁層を設けることにより、リード線の金属と封
入袋の金属とが短絡するといった心配なしにヒートシー
ル作業を容易に実施することが出来ることを見出し、本
発明を完成した。
について種々検討し、封入袋の最内層のヒートシール用
プラスチック層と金属層との間にヒートシール時に溶融
しない絶縁層を設けることにより、リード線の金属と封
入袋の金属とが短絡するといった心配なしにヒートシー
ル作業を容易に実施することが出来ることを見出し、本
発明を完成した。
【０００７】以下、本発明を図を用いて詳細に説明す
る。封入袋は、図２に示すように正極、負極、隔膜、電
解液が収納され、図３，図４に示す如く、直接接触する
封入袋の内側の最内層の絶縁体１０または１２が融着さ
れることにより封入袋が作製されている。封入袋とリー
ド線は、封入袋の絶縁体１０または１２とリード線の最
外層の絶縁体２が融着されることにより一体化され、リ
ード線が外部に取り出されており、封入袋内部に於てリ
ード線が、正、負極の極板にそれぞれ接続されている。
リード線と電極とは、あらかじめ接続され、封入袋に封
入される。
る。封入袋は、図２に示すように正極、負極、隔膜、電
解液が収納され、図３，図４に示す如く、直接接触する
封入袋の内側の最内層の絶縁体１０または１２が融着さ
れることにより封入袋が作製されている。封入袋とリー
ド線は、封入袋の絶縁体１０または１２とリード線の最
外層の絶縁体２が融着されることにより一体化され、リ
ード線が外部に取り出されており、封入袋内部に於てリ
ード線が、正、負極の極板にそれぞれ接続されている。
リード線と電極とは、あらかじめ接続され、封入袋に封
入される。
【０００８】正極，負極極板は、集電体と呼ばれる金属
箔やエキスパンデッドメタル等の金属基材上に活物質層
が形成された構造を有する。リード線と正極、負極極板
の接続方法については特に限定されないが、この極板の
金属基材とリード線の導体とをスポット溶接や、超音波
溶接等で接続する方法が好ましく利用できる。
箔やエキスパンデッドメタル等の金属基材上に活物質層
が形成された構造を有する。リード線と正極、負極極板
の接続方法については特に限定されないが、この極板の
金属基材とリード線の導体とをスポット溶接や、超音波
溶接等で接続する方法が好ましく利用できる。
【０００９】このリード線導体の材質には、正極接続用
には、非常に高い電位がかかるために、高電位で溶解し
ない材質のものが望ましい。そのためにアルミニウム、
またはチタン、あるいはこれらの金属の合金が好ましく
利用できる。負極接続用には、過充電で、リチウムが析
出したり、過放電では、電位が高くなることから、リチ
ウムが析出した場合形状が変化しにくい、即ちリチウム
と合金を形成しにくく、比較的高電位で溶解しにくい材
質のものが好ましい。以上の観点から、導体の材質に
は、ニッケルまたは銅、あるいはこれらの金属の合金が
好ましく利用できる。
には、非常に高い電位がかかるために、高電位で溶解し
ない材質のものが望ましい。そのためにアルミニウム、
またはチタン、あるいはこれらの金属の合金が好ましく
利用できる。負極接続用には、過充電で、リチウムが析
出したり、過放電では、電位が高くなることから、リチ
ウムが析出した場合形状が変化しにくい、即ちリチウム
と合金を形成しにくく、比較的高電位で溶解しにくい材
質のものが好ましい。以上の観点から、導体の材質に
は、ニッケルまたは銅、あるいはこれらの金属の合金が
好ましく利用できる。
【００１０】導体の形状については、丸型や平角導体の
単線が好ましく利用できるが、丸型の場合、電池容量が
大きい場合には、丸型の直径が大きくなるため、封入袋
の最内層の絶縁体１０または１２の間にはさまれるリー
ド線の厚みが大きくなるために、リード線の最外層の絶
縁体２と封入袋の最内層の絶縁体１０または１２との融
着部に間隙が生じやすくなり、リード線と封入袋の融着
部での密閉の信頼性が低くくなる問題がある。 それに
対して、平角導体を利用した場合には、電池容量増加に
対しても導体の厚みを大きくせずに幅を大きくすること
で断面積をかせぐことができるために、封入袋の最内層
の絶縁体１０または１２との間にはさまれたリード線の
絶縁体２との融着部の密閉に対する信頼性の低下はおこ
らない。更にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等を
利用した外部回路や、電極極板との接続においても平角
導体の方が接触面積が大きく、スポット溶接や超音波溶
接により、より信頼性の高い接続を行うことが可能とな
る。
単線が好ましく利用できるが、丸型の場合、電池容量が
大きい場合には、丸型の直径が大きくなるため、封入袋
の最内層の絶縁体１０または１２の間にはさまれるリー
ド線の厚みが大きくなるために、リード線の最外層の絶
縁体２と封入袋の最内層の絶縁体１０または１２との融
着部に間隙が生じやすくなり、リード線と封入袋の融着
部での密閉の信頼性が低くくなる問題がある。 それに
対して、平角導体を利用した場合には、電池容量増加に
対しても導体の厚みを大きくせずに幅を大きくすること
で断面積をかせぐことができるために、封入袋の最内層
の絶縁体１０または１２との間にはさまれたリード線の
絶縁体２との融着部の密閉に対する信頼性の低下はおこ
らない。更にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等を
利用した外部回路や、電極極板との接続においても平角
導体の方が接触面積が大きく、スポット溶接や超音波溶
接により、より信頼性の高い接続を行うことが可能とな
る。
【００１１】封入袋は、アルミ箔等の金属箔や金属蒸着
層等がサンドイッチ状に挿入されたプラスチックとのは
りあわせ材料を用いるものが好ましく、少なくとも、内
側のプラスチックは電解質に溶解しないことが必要であ
る。
層等がサンドイッチ状に挿入されたプラスチックとのは
りあわせ材料を用いるものが好ましく、少なくとも、内
側のプラスチックは電解質に溶解しないことが必要であ
る。
【００１２】更に、本発明の特徴は、封入袋の断面の拡
大図である図４に示されている如く、最内層のヒートシ
ール用プラスチック層１２と金属層９との間に、ヒート
シール時に溶融しない絶縁層１３を設けるこよにより、
ヒートシールをするにあたっても、封入袋の金属層とリ
ード線の導体とが導通する心配をなくすことができたこ
とにある。
大図である図４に示されている如く、最内層のヒートシ
ール用プラスチック層１２と金属層９との間に、ヒート
シール時に溶融しない絶縁層１３を設けるこよにより、
ヒートシールをするにあたっても、封入袋の金属層とリ
ード線の導体とが導通する心配をなくすことができたこ
とにある。
【００１３】絶縁体１３は、ヒートシール時に最内層１
２が溶融しても、溶融しないことが必要である。そのた
めに最内層１２の融点より融点の高い樹脂層であればよ
いが、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルムや架
橋プラスチックなどの如く、ヒートシールの温度で、溶
融しない絶縁層でも良い。この絶縁層と金属層とは直接
接着してもよく、間に低融点プラスチックなどを介して
接着しても良い。
２が溶融しても、溶融しないことが必要である。そのた
めに最内層１２の融点より融点の高い樹脂層であればよ
いが、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルムや架
橋プラスチックなどの如く、ヒートシールの温度で、溶
融しない絶縁層でも良い。この絶縁層と金属層とは直接
接着してもよく、間に低融点プラスチックなどを介して
接着しても良い。
【００１４】
【実施例】表１に示した構成のはりあわせシート２枚を
７０ｍｍ×１３５ｍｍの矩形に切断し、酸変成ＬＤＰＥ
の側を内側にして、むかいあわせ、矩形の周囲３辺を５
ｍｍ幅でヒートシールして袋状とした。
７０ｍｍ×１３５ｍｍの矩形に切断し、酸変成ＬＤＰＥ
の側を内側にして、むかいあわせ、矩形の周囲３辺を５
ｍｍ幅でヒートシールして袋状とした。
【００１５】
【表１】
【００１６】一方、ＬｉＣｏＯ2粉末１００重量部に、
グラファイト１０重量部、ポリフッ化ビニリデン１０重
量部を混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解した
後、ペースト状にした。次に、このペーストを厚さ２０
μｍのアルミ箔の片面に塗工し、乾燥後、ローラープレ
スした。このようにして厚さ０．１ｍｍ，幅５０ｍｍ，
長さ１０５ｍｍの極板（５ｍｍは、未塗工部）を作製
し、正極とした。
グラファイト１０重量部、ポリフッ化ビニリデン１０重
量部を混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解した
後、ペースト状にした。次に、このペーストを厚さ２０
μｍのアルミ箔の片面に塗工し、乾燥後、ローラープレ
スした。このようにして厚さ０．１ｍｍ，幅５０ｍｍ，
長さ１０５ｍｍの極板（５ｍｍは、未塗工部）を作製
し、正極とした。
【００１７】また、リン状天然黒鉛粉末１００重量部
に、ポリフッ化ビニリデン２０重量部を混合し、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンに溶解した後、ペースト状にし
た。このペーストを厚さ２０μｍの銅箔の両面に塗工
し、乾燥後、ローラープレスした。このようにして厚さ
０．１０ｍｍ，幅５０ｍｍ，長さ１０５ｍｍの極板（５
ｍｍは未塗工部）を作製し、負極とした。
に、ポリフッ化ビニリデン２０重量部を混合し、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンに溶解した後、ペースト状にし
た。このペーストを厚さ２０μｍの銅箔の両面に塗工
し、乾燥後、ローラープレスした。このようにして厚さ
０．１０ｍｍ，幅５０ｍｍ，長さ１０５ｍｍの極板（５
ｍｍは未塗工部）を作製し、負極とした。
【００１８】次に、正電極の活物質が形成されていない
アルミ箔の部分に、リード線の導体であるアルミニウム
を超音波溶接した。同様に、負電極の活物質が形成され
ていない銅箔の部分に、リード線の導体である銅を超音
波溶接した。
アルミ箔の部分に、リード線の導体であるアルミニウム
を超音波溶接した。同様に、負電極の活物質が形成され
ていない銅箔の部分に、リード線の導体である銅を超音
波溶接した。
【００１９】前記、実施例の構成による封入袋に夫々リ
ード線を接続した両電極を、両電極間にポリオレフィン
系の多孔膜の隔膜を配置した状態で挿入し、続いて電解
液を８ｃｃ注入した。尚、電解液にはエチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートを１：１の体積比率で混合
し、六フッ化リン酸リチウムを１ｍｏｌ／ｌとなるよう
に溶解したものを使用した。
ード線を接続した両電極を、両電極間にポリオレフィン
系の多孔膜の隔膜を配置した状態で挿入し、続いて電解
液を８ｃｃ注入した。尚、電解液にはエチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートを１：１の体積比率で混合
し、六フッ化リン酸リチウムを１ｍｏｌ／ｌとなるよう
に溶解したものを使用した。
【００２０】しかる後、封入袋の開封部分からリード線
を取り出す状態にして、１５０℃でリード線の絶縁と封
入袋の内側及び封入袋の開封部分の内側どうしをヒート
シールした。（シール幅：１０ｍｍ） 以上の手順により試験電池を完成させた。
を取り出す状態にして、１５０℃でリード線の絶縁と封
入袋の内側及び封入袋の開封部分の内側どうしをヒート
シールした。（シール幅：１０ｍｍ） 以上の手順により試験電池を完成させた。
【００２１】
【発明の効果】本発明の効果を試験電池の充放電サイク
ル試験で確認した。すなわち、電流密度０．４ｍＡ／ｃ
ｍ2、２．７５〜４．１Ｖの範囲で、充放電サイクル試
験を実施した時のサイクルの進行に伴う放電容量の変化
を調査した。実施例１〜３については、それぞれ３００
サイクル時点で初期１０サイクル時の放電容量１２７ｍ
Ａｈ，１２４ｍＡｈ，１２２ｍＡｈに対して８１％，８
０％，７８％を維持しており、本発明の封入袋を用いた
電池の気密性の良さの効果が示されているといえる。ま
た、本発明の如く、封入袋の最内層のヒートシール用プ
ラスチック層と金属層との間に、ヒートシール時に溶融
しない絶縁層を設けたものは、電池の試作を繰り返し、
サンプル数を増やしてもリード線の導体と封入袋の金属
とが短絡するといったトラブルは全く発生せず、本発明
の効果が顕著に発揮された。
ル試験で確認した。すなわち、電流密度０．４ｍＡ／ｃ
ｍ2、２．７５〜４．１Ｖの範囲で、充放電サイクル試
験を実施した時のサイクルの進行に伴う放電容量の変化
を調査した。実施例１〜３については、それぞれ３００
サイクル時点で初期１０サイクル時の放電容量１２７ｍ
Ａｈ，１２４ｍＡｈ，１２２ｍＡｈに対して８１％，８
０％，７８％を維持しており、本発明の封入袋を用いた
電池の気密性の良さの効果が示されているといえる。ま
た、本発明の如く、封入袋の最内層のヒートシール用プ
ラスチック層と金属層との間に、ヒートシール時に溶融
しない絶縁層を設けたものは、電池の試作を繰り返し、
サンプル数を増やしてもリード線の導体と封入袋の金属
とが短絡するといったトラブルは全く発生せず、本発明
の効果が顕著に発揮された。
【図１】本発明の封入袋を用いた非水電解質電池の例を
示す。
示す。
【図２】本発明の封入袋を用いた非水電解質電池の封入
袋の内部を模式的に示したものである。
袋の内部を模式的に示したものである。
【図３】本発明の封入袋を用いた非水電解質電池の横断
面を示す。
面を示す。
【図４】本発明の封入袋の断面（図３の１４の部分）の
拡大図を示す。
拡大図を示す。
１，１′：リード線の導体 ２，２′：リード線の絶縁 ３：封入袋 ４：封入袋のシール部分 ５，５′：電極 ６：隔膜 ７：電極のアルミ ８：電極活物質 ９：アルミ箔 １０：ヒートシール用プラスチック層 １１：低融点プラスチック層 １２：ヒートシール用プラスチック層 １３：絶縁層 １４：この部分の拡大図を図４に示す
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １, １′：リード線の導体 ２, ２′：リード線の絶縁 ３：封入袋 ４：封入袋のシール部分 ５, ５′：電極 ６：隔膜 ７：正極集電体 ７′：負極集電体 ８：正極活物質 ８′：負極活物質 ９：アルミ箔 １０：ヒートシール用プラスチック層 １１：低融点プラスチック層 １２：ヒートシール用プラスチック層 １３：絶縁層 １４：この部分の拡大図を図４に示す
Claims (2)
- 【請求項１】 正極、負極、電解液が封入袋に封入さ
れ、正極と負極のリード線を夫々外部に取り出す構造の
非水電解質電池用の封入袋であって、金属層とプラスチ
ック等とのはりあわせシートで構成され、最内層のヒー
トシール用プラスチック層と金属層との間に、ヒートシ
ール時に溶融しない絶縁層を設けたことを特徴とする非
水電解質電池用封入袋。 - 【請求項２】 請求項１に記載の封入袋を用いることを
特徴とする非水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093869A JPH09283100A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 非水電解質電池及びその封入袋 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093869A JPH09283100A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 非水電解質電池及びその封入袋 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283100A true JPH09283100A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14094473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8093869A Pending JPH09283100A (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 非水電解質電池及びその封入袋 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283100A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009234665A (ja) * | 2009-07-13 | 2009-10-15 | Nippon Foil Mfg Co Ltd | 包装材料の絞り成形方法 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP8093869A patent/JPH09283100A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009234665A (ja) * | 2009-07-13 | 2009-10-15 | Nippon Foil Mfg Co Ltd | 包装材料の絞り成形方法 |
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