JPH1131486A

JPH1131486A - 扁平型電池

Info

Publication number: JPH1131486A
Application number: JP9197868A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kato; 幾雄加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】製造しやすく、密封性の高く、端子の機械的
強度の大きい、かつ周辺の電気回路と接続しやすい、エ
ネルギー密度の大きい扁平型電池の提供。【解決手段】電気化学的反応要素、電気化学反応要素
を収納する外装部材４、５および前記電気化学的反応要
素から生じた電気的エネルギーまたは電気的情報を外装
部材４、５の外部に出力する電気的端子を有する扁平型
電池において、前記外装部材４、５の少なくとも一部を
フィルム構造の封止部１６、１７とし、該封止部１７内
に封止面と垂直な方向に外装部材の外部に平面的に露出
した電気的端子１５を設けたことを特徴とする扁平型電
池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、扁平型電池、特に扁平型非水２
次電池に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の扁平型電池においては、正極、負極
からの電流を外装材の外部に取り出す端子部は、外装材
自体が扁平であり、また封止部が平面的であることか
ら、一般的な単一型乾電池のような端子ではなく、扁平
な外装材の面方向に電極集電体を直接露出して端子とし
たり（特開昭５７−１７４８６０号公報、以下、従来例
１とも言う）、外装材の封止部の端部と電極の金属集電
体の引き出し端子部分を一緒に封止して封止方向に端子
を取り出す扁平型電池がある（特開昭６２−６１２６８
号公報、以下、従来例２ともいう。）

【０００３】図１４は従来例１の扁平型電池の構成を示
す概略断面図である。１は正極電極であり、２は負極電
極であり、３は電解液であり、４は正極側ラミネートフ
ィルムであり、５は負極側ラミネートフィルムであり、
５と４より外装材を形成し、６は封止部であり、８は正
極端子であり、７は負極端子である。１と２の電極は、
図示はしていないが、それぞれ金属からなる集電体に活
物質層が形成されており、活物質層が電解液に面してお
り、金属からなる集電体が外装材に面している。３には
図示はしていないが、セパレータに電解液を浸透してあ
る。４と５のラミネートフィルムは、多層構造からな
り、少なくとも金属フィルムの片側に封止のための融着
材または接着剤が被覆されている。この扁平型電池は電
池であるので単独使用することはなく、端子に電流、電
圧等の制御のためや利用するための電気回路を電気的に
接続した他の部品との構成で利用する。特に、リチウム
イオン電池のような非水系２次電池は、電流を電池から
取り出すためだけでなく、電圧を検出しながら、印加電
圧や電流を制御する電気回路を設けるのが一般的であ
る。また、充放電時に、電圧、電流を制御しながら、電
流を流して電池として利用している。このため、単体で
は生じない不都合が生じることがある。

【０００４】この扁平型電池において７と８の端子から
直接に導電性部材を接触させてこれを圧力を付加する部
材や融着材や接着剤などで固定して電気的接続をする
か、または中間的端子を別に設けて、これを前記と同様
に接触させて固定することにより電気的接続を行い、外
部に電流を取りだしている。この方法では、外装材から
その面方向に直接に端子を取りだすので、端子の部分に
積層する方向に電池から発生した電流、電圧などを制
御、利用する電気回路を設けるか、またはこの電気回路
を電池と別の積層しない方向の周辺に設けるために延長
線を設けることが必要である。前者の場合には、扁平型
電池の薄い方向になるので、電気回路を含めた厚さが増
加することになり扁平型電池の利点を損なうことにな
る。また、後者の場合には、前記延長線等の接続部材の
厚さが増加し、外装材の平面に凸凹形状が生じる。ま
た、その接続部材に電気的絶縁処理や機械的強度を上げ
る処理が必要であり、さらに厚さが増加する場合があ
る。また、どちらの場合も端子を電極に垂直な方向に端
子を取り出しているため、端子と電気回路との接続時の
工程、または接続後の使用時の衝撃等で、電気回路や端
子に加えられる力が直接電極部分に垂直に加えられるの
で、電極や電解質、またその界面にダメージを与えやす
い。このダメージは、扁平型電池が薄いほど機械的強度
が小さいので大きくなりやすい。例えば、集電体から活
物質が部分剥離したり、固体電解質と電極との界面に隙
間ができたりするダメージが生じ、これにより扁平型電
池の信頼性を低下させる。

【０００５】図１５は従来例２の扁平型電池の構成を示
す概略断面図である。１は正極電極であり、２は負極電
極であり、３は電解液であり、４は正極側ラミネートフ
ィルムであり、５は負極側ラミネートフィルムであり、
５と４より外装材を形成し、９は正極電極側封止部であ
り、１０は負極電極側封止部であり、１１は負極電極の
金属集電体部分の外装材外部への引き出し端子部分であ
る。１と２の電極は、図示はしていないが、それぞれ、
金属からなる集電体に活物質層が形成されており、活物
質層が電解液に面しており、金属からなる集電体が外装
材に面している。３には図示はしていないが、セパレー
タに電解液を浸透してある。４と５のラミネートフィル
ムは、多層構造からなり、少なくとも金属フィルムの片
側に封止のための融着材または接着剤が被覆されてい
る。この扁平型電池において、端子部分１１の電池の脇
に電池から発生した電流、電圧等を制御、利用する電気
回路を設けることができるため、扁平型電池の厚さを増
加させることなく電池を利用することができる。また、
作製も端面を封止するだけなので容易である。しかし、
端子が封止部から突出している構造のため、端子部分１
１の根本部分で端子が切れやすく、端子と電気回路との
接続時や使用時の衝撃により端子が切れることがあり、
信頼性が低下する。集電体は一般に２０μｍと薄いこと
から、集電体と兼用でない集電体よりも厚めの１００μ
ｍ厚の端子を用いて封止部から取り出す電池を製作した
が、端子部が切れることが生じた。また、端子が厚いほ
ど、外装材のラミネートフィルムとの段差が生じるの
で、この部分から水分等が浸透しやすく密封性を低下さ
せ、電池の信頼性を低下させる原因となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製造
しやすく、密封性の高く、端子の機械的強度の大きい、
かつ周辺の電気回路と接続しやすい、エネルギー密度の
大きい扁平型電池を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気化学的反
応要素、電気化学的反応要素を収納する外装部材および
前記電気化学的反応要素から生じた電気的エネルギーま
たは電気的情報を外装部材の外部に出力する電気的端子
を有する扁平型電池において、前記外装部材の少なくと
も一部をフィルム構造の封止部とし、該封止部内に封止
面と垂直な方向に外装部材の外部に平面的に露出した電
気的端子を設けたことを特徴とする扁平型電池にある。
前記電気的情報とは、例えば電位だけをモニターする別
の端子からの情報や外装材間に小さなＩＣ等を入れ、電
池の使用時間等を共通の端子を使用して外部とやりとり
する情報等が考えられる。本発明の扁平型電池は、前記
のような構成を有することにより、製造しやすく、密封
性が高く、端子の機械的強度が大きく、周辺の電気回路
と接続しやすく、エネルギー密度が大きく、かつ厚さが
薄い扁平型電池である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の扁平型電池の実施
の形態を図面に基づいて説明する。１．本発明の扁平型電池の第１の実施態様図１は本発明の扁平型電池の１例の概要斜視図であり、
図２は図１のＡ−Ａ′線での断面図である。図１および
２において、１は正極電極であり、２は負極電極であ
り、３は電解質であり、４は正極側ラミネートフィルム
であり、５は負極側ラミネートフィルムであり、４と５
より外装材を形成し、１２、１３は融着材層であり、１
４ａ、１４ｂ、１４ｃは端子取り出し部であり、１４ａ
は正極の端子取り出し部、１４ｂ、１４ｃは負極の端子
取り出し部であり、１５は負極端子であり、１６、１
７、１８は封止部であり、１７は端子側の封止部であ
り、１６は端子取り出し部と反対側の封止部であり、１
８は端子取り出し部の両側の封止部である。１と２の電
極は、図示はしていないが、それぞれ金属からなる集電
体に活物質層が形成されており、活物質層側が電解質３
に面しており、金属からなる集電体が外装材４、５に面
している。図示はされていないが、電解質３の電解液は
セパレータに浸透され支持される。外装材４、５は、多
層構造からなり、金属フィルムの片側に封止のための融
着材層１２、１３で被覆されており、図示はしていない
が、融着材と反対側の外部に露出する面は、熱硬化性樹
脂で被覆されている。

【０００９】製作した正極１および負極電極２を所定の
大きさに打ち抜き、次に、あらかじめ正極１および負極
２の一部に活物質層を塗布しないことにより形成した集
電体の露出部分に正極１はＡｌ、負極２はＮｉからなる
厚さ５０μｍの端子１５を超音波溶接し（図は負極の
み）、これを同一側に伸びた方向に配置して、セパレー
タを挟んで積層する。この積層体を２枚の外装材となる
ラミネートフィルム４、５の間に挟み、この周辺１６、
１８の部分を１２０度で加熱して金属板の間に挟んで熱
融着して封止し封止部を形成し、電解質３を注液した
後、最後の１辺に相当する１７の部分を熱融着で封止し
て封止部１７を形成する。このとき封止部１７のラミネ
ートフィルムには２カ所の楕円形の孔を開けてあり、こ
の孔から前記端子１５が露出することにより、その上面
が端子取り出し面となり、負極端子取り出し部１４ｂ、
１４ｃが形成され、正極端子取り出し部１４ａも、断面
図は図示はしていないが、同様に形成される。ただし、
以下の説明は主に負極端子取り出し部１４ｃに基づいて
説明する。

【００１０】正極１は、ＬｉＣｏＯ₂とグラファイトと
ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を９０：７：３の重
量比でＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶液に分
散させて、これを２０μｍのＡｌ基板に塗布し、１２０
度で乾燥して約１００μｍの活物質層をもつ正極電極１
を作製した。負極は、グラファイトとＰＶＤＦを９０：
１０の重量比でＮＭＰ溶液に分散させて、これを１０μ
ｍのＣｕ基板に塗布し、１２０度で乾燥して約７０μｍ
の活物質層を持つ負極電極２を作製した。正極電極１、
負極電極２ともロールプレスをしてから用いた。電解液
３は、ＰＣ（プロピレンカーボネート）とＤＭＣ（ジメ
チルカーボネート）の混合溶媒の１Ｍ−ＬｉＰＦ₆溶液
を用いた。セパレータには、空孔率４０％以上で厚さ２
５μｍのものを用いた。上記正極活物質には、ＬｉＣｏ
Ｏ₂以外にＶ₂Ｏ₅、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等のリチ
ウムのインターカレーションを伴う酸化物やポリアニリ
ン、ポリピロール等の高分子材料等の非水系２次電池正
極材料、従来の乾電池、アルカリ電池、ニッケル水素電
池等の水系の１次、２次電池材料などを用いても同様で
ある。また、正極活物質に混合するグラファイトは天然
グラファイトでも人工グラファイトでもよく、非結晶カ
ーボンでもよい。また、結着剤には、ＰＶＤＦ以外に、
フッ素含有のＮＭＰ可溶のポリマーや、ＰＶＰ（ポリビ
ニルピロリドン）等でもよい。上記負極活物質には、天
然グラファイト以外にも、人工グラファイトでもよく、
非結晶カーボンでもよい。また、結着剤には、ＰＶＤＦ
以外に、フッ素含有のＮＭＰの可溶のポリマーや、ＰＶ
Ｐ（ポリビニルピロリドン）等でもよい。

【００１１】上記電解質３を構成する電解液には、炭酸
系エステルである環状カーボネートや鎖状カーボネー
ト、またカルボン酸系エステル、アセトニトリル、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド等の非水系
電解液でもよく、また非水系２次電池でない場合は水で
もよい。また、支持塩には、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄、
ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳＯ₃ＣＦ₃、ＬｉＣ（ＳＯ₂Ｃ
Ｆ₃）₃、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂等でもよい。また、上
記の電解質を含むポリアクリロニトリル、ポリエチレン
オキサイド、ポリビニル共重合体等のポリマーでもよ
い。また、セパレータは、ポリマーを用いた場合には使
用しなくてもよい。

【００１２】上記ラミネートフィルム４、５は、２５μ
ｍ厚のアルミニウムに電極１、２側に融着材料であるポ
リエチレンを被覆してあり、外側にポリエステルを被覆
してある。融着材料としてはポリエチレン以外に、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン、カルボキシル基を含む
変性ポリオレフィン、イオノマーでもよく、また接着剤
層としてホットメルト樹脂を用いてもよく、またエポキ
シ樹脂の接着剤層を封止部だけにもうけてもよい。外側
の被覆には、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレン
オキシド等でもよく、また内側と同じポリオレフィン系
の融着材料でもよい。また、ラミネートフィルムでなく
とも、少なくとも一方がハードケースであり、ケースの
封止を融着材または接着剤等により行うものであっても
よい。また、封止部のフィルム構造は、外装材の電極が
ある厚さと比較して十分に薄く融着または接着を用いて
いれば、見かけ上フィルム的でなくてもかまわない。

【００１３】本実施態様の扁平型電池においては、端子
１５を外装材４および５で形成される封止部１７内に設
けており、また、この端子１５が封止面と垂直な方向に
平面的に露出しているので、端子１５のための融着工程
が不要で外装材４および５の融着と同時にできるため、
製造工程が短縮でき端部自体の融着も簡易である。端子
１５の位置が外装材が２重になっている封止部分１７に
端子が包まれているので強度があり、端子１５が切れる
ことがなくなり、電池と接続する電気回路との接続時に
電池の正極、負極の電極がダメージを受けることはな
く、使用中の衝撃にも強い。電気回路との接続も端子部
を強く挟むことができるので電気的導通としての信頼性
が向上する。また、端子１５の融着を端子の面でおこな
い、電極がないので圧力を強く加えることもできるの
で、封止部からサイドに端子を取り出した場合や、電極
の上面で取り出した場合と比べて融着による密封性能が
向上する。

【００１４】前記端子取り出し部１４ａ、１４ｂの形状
は、楕円形でなくても、円形でも、四角形でも良い。四
角形の場合には、４角がＲ加工した孔である方が、角か
らの破損が少なくなり、好ましい。封止部１６、１７、
１８はなめらかな平面的封止以外にも、平行に線状の凹
凸のある封止でもよく、点状の突起状の凹凸のある封止
でもよい。これらは、熱融着する際に、ラミネート部を
圧着する加熱した板の表面形状で容易に任意に変化させ
ることができる。端子１５の端部はラミネートフィルム
４、５の封止部のサイドからはみ出さないような長さに
なっていることが望ましい、これは、サイドから外装材
の気密性の不良を低下させるためである。端子の取り出
し部と電気回路とを電気的に接続する方法としては、板
バネやコイルバネ等を利用した部材により、端子に力を
加えることにより容易に電気的回路と接続することがで
きる。これは、端子取り出し部が封止部と電池の周辺に
あるため、例えば従来例１のものとは異なり、簡単に挟
んで力を加えることができる。また、本実施態様のもの
は説明のため正極、負極各１枚ずつもちいた積層型のペ
ーパ電池であるが、正極、負極を数枚以上それぞれ設け
た積層型のマルチレイヤーの電池でもよい。この場合、
端子と正極、負極あらかじめ数枚以上を超音波やスポッ
ト溶接等により電気的に接続して用いる。

【００１５】下表１に本実施態様の扁平型電池と図１４
に示す従来例１および図１５に示す従来例２の扁平型電
池の比較テストの結果を示す。下表１は、端子に伴う不
良度を評価する３つのテストを行った結果を示すもので
ある。

【００１６】

【表１】

【００１７】端子切れテストは、端子に１００グラムの
重りの一部を溶接した後、一定の振動を与えて端子の切
れまたは、端子の破壊を見るものである。端子加圧テス
トは、端子と垂直方向に１キログラム重の力を加えて、
電池特性に変化があるかみるものである。シール性テス
トは端子切れテスト後に、外装材の気密性を中に入れた
リチウム片を評価するものである。テストはそれぞれ２
０個行い、その不良数で示す。薄さの度合いは、電池よ
りも薄い電気回路を電池の端子に持続した状態で、その
厚さが電池と変化する場合を“×”とし、変化しない場
合を“〇”とした、総合評価は、Ａ、Ｂ、Ｃの順に良い
とした。前表１に示すように、本実施態様のものは不良
品が生じることがなく、かつ電気回路を接続しても電池
と同じ厚さにできることがわかる。

【００１８】２．本発明の扁平型電池の第２の実施態様図３は本発明の扁平型電池の別の実施態様のものの概要
断面図であり、図１のＡ−Ａ′線に相当する部分の断面
図である。本実施態様のものは、第１の実施態様のもの
と同様に電極を作製し、積層し、その積層体の端子方向
以外の３辺を封止し、最後の１辺に相当する１７の部分
を熱融着で封止して封止部１７を形成する。このとき封
止部１７のラミネートフィルムには２個所に上下で計４
個所の楕円形の孔を開けてあり、この孔から前記端子１
５が露出することにより、その上面および下面に端子取
り出し部１９ａおよび１９ｂが形成される。本実施態様
のものは上面と下面の端子取り出し部１９ａおよび１９
ｂの大きさを同じに図示しているが、これは片方が小さ
くても補助的な端子取り出し部であってもよい。この場
合、小さい補助的な方の端子取り出し部は、裏面から力
を加えることにより、主となる方の端子取り出し部に確
実に力が加わるように裏面から支える役割をもつ。ま
た、補助となる補助的な方の端子取り出し部には導電性
の部材で接触させないで、反対側の主となる方の端子取
り出し部からすべての電流を取り出してもよい。このよ
うなときに、端子は、接続時に多少その面が変形してい
ても構わない。また、補助的な方の端子取り出し部は、
電圧検出だけに用いても構わない。本実施態様の扁平型
電池においては、端子を封止部内に設けており、またこ
の端子が封止面と垂直な方向に平面的に上下の面に同位
置に露出しているので、電池と接続する電気回路との接
続時に、端子を両面から電気回路と接続する部材で挟ん
で、両側から電気的な接続を行うことができるので、イ
ンピーダンスの低く、はずれにくく信頼性の高い電気的
な接続を行うことができる。

【００１９】３．本発明の扁平型電池の第３の実施態様図４は本発明の扁平型電池の他の実施態様のものの概要
図であり、図５は図４のＡ−Ａ′線での概要断面図であ
る。図４および５において、１７、１８は封止部であ
り、１７は端子側の封止部であり、１８は端子取り出し
部の両側の封止部であり、２０は電池制御用電気回路で
あり、２１ａ、２１ｂはそれぞれ前記電池制御用電気回
路からこの電池のエネルギーを利用する電気機器への外
部出力端子であり、２１ａは正極外部出力端子であり、
２１ｂは負極外部出力端子である。２３は電池制御用電
気回路２０と負極の端子取り出し部１４ｃとを電気的に
接続する接続部材である。前記各接続部材２３は端子取
り出し部の中央付近の位置２４で圧力を加えられて接し
ている。

【００２０】本実施態様の電池は、正極活物質としてＬ
ｉＣｏＯ₂を用いたリチウムイオン系の非水系２次電池
であり、充放電時には、電流値や電圧値をモニターしな
がら電気機器や充電装置と電流の入出力を行うことが望
ましい。充電には、定電流定電圧充電で制御することが
望ましく、また過充電、過放電は電池性能を劣化させる
だけでなく爆発を生ずる場合があり、また定電圧での充
電時には、５０ｍＶ程度の充電電圧の違いが電池性能に
影響しやすい。これらのため、リチウムイオン系の非水
系２持電池では、ほとんどの場合、充放電の電池制御用
回路を一体にして電池パックという形で提供している。
本実施態様の電池の電気回路２０は、この電池制御用電
気回路であり、外装材に包んだ扁平型電池と一体にして
提供するものであり、電気回路２０と扁平型電池とが一
体となった電池パックの大きさを小さくするものであ
る。電気回路２０は多層基板上に電子部品が装着され充
放電用制御素子を構成しており、電気回路２０と外部出
力端子２１ａ、２１ｂは前記基板上で電気的に接続され
ており、この２１ａ、２１ｂは十分な強度を有する板
厚、例えば板厚０．５ｍｍ程度の金属板からなり、これ
を電池を利用する電気機器の一部で強くかしめることに
より、電池のエネルギーを電池から電気回路、電気機器
と伝達する。このとき、このかしめる力が電池本体にダ
メージを与えることはない。

【００２１】本実施態様の扁平型電池はマルチレイヤー
タイプであり、その１例として、例えば大きさが、横５
０ｍｍ，縦４０ｍｍ、厚さ３ｍｍで、端子方向の封止部
１７の封止部分の幅が６ｍｍであり、その他の封止部分
の幅が３ｍｍで、これに接続させている電気回路２０の
大きさが横４ｍｍ、縦２５ｍｍ、厚さ２ｍｍであるもの
が挙げられる。該電池においては、電気回路２０を封止
部分１７の上面に積層する方向に設けているので、電気
回路２０が封止部分１７より小さいため、飛び出した外
部出力端子２１ａ、２１ｂ以外は電気回路は封止部分１
７に収めることができ、厚さも電池の厚さと同じか、あ
るいは薄くできるため、小さく作製した扁平型電池の封
止方向の長さ、厚さを増加させることなく電気回路を設
けることができ、電気回路を一体化した小型の扁平型電
池を提供することができる。また、電池の電極と面的に
接触しない場所に電気回路２０を設けているため、電気
回路の凹凸が電極に外部からの衝撃等によりダメージを
与えることがなく、外装材２５、２６の２重になってい
る比較的強度のある封止部分に電気回路２０を積層して
いるため、電池の外装に外部からの衝撃等によりダメー
ジを与えることもない。本態様以外にも、接続部材２３
が金属板からなり、この薄い方向を封止部分と積層する
方向に配置して、電気回路本体の一部を電池と横になる
方向に配置しても、電池の厚さを増加することはなく、
電気回路を一体化した小型の扁平型電池を提供できる。

【００２２】図６は、負極端子部分の１例の概要断面図
の一部である。図６において、２７、２８は電気回路２
０と負極端子取り出し部１４ｃとを電気的に接続する封
止部と垂直方向に貫通する導電性材料の接続部材であ
り、これらは、互いに凹凸形状をしており、はめ込みに
より端子取り出し部１４ｃを上下から挟んで固定されて
いる。接続部材凹部２７は、電気的接続の機能が必要な
ため金属からなっているが、接続部材凸部２８は、２７
をかしめる機能だけでも効果的なので、プラスチック等
の絶縁材料でもかまわない。接続部材凸部２８が金属か
らなるときは、その加工精度が必要でありコストは高く
なるが、２８と１４ｃの接触部分やそれ自身の導電性の
ため、接触部分のインピーダンスを下げることができ、
より効果的である。接続部材の形状は、接続部材を電気
的導通を保持して固定することが目的であるので、凹凸
が逆でもよいし、凹凸以外のぎざぎざ、楔、波等の形状
でもよいし、また平面的でも貫通した部材の固定ができ
るなら他の形状でもよい。貫通した部材自身に電気回路
の接続部材の一部と固定する機能の少なくとも一部を付
与することにより、また、負極端子取り出し部１４ｃを
貫通することで、簡単に電池の端子と電気回路との電気
的接続を機械的に強く信頼性高く行うことができる。ま
た、電池の端子を上下に挟む力を、封止部内で行ってお
り、封止部位以外の部分にまたがる部材を用いていない
ので、小型化できる。

【００２３】図７は負極端子部分の一部断面図である。
図７において、中間板２９は、電気回路２０と負極端子
取り出し部１４ｃとを電気的に接続する封止部を垂直方
向に貫通する導電性材料の接続部材２７、２８の一方の
２７と、取り出し端子部１４ｃとの間に設けてある。中
間板２９は、厚さ０．３ｍｍの孔の開いた銅板を用いて
いる。導電性接続部材２７と２８は負極端子取り出し部
１４ｃと中間板２９を力を加えて接触させているので、
前記１４ｃと２９は電気的に接続されており、電池から
のエネルギーを中間板２９、接続部材２７、電気回路２
０の順に伝達することができる。この時、中間板２９を
用いているため、比較的薄い負極端子取り出し部１４ｃ
を用いた場合にも、この部分を前記導電性接続部材２
７、２８により固定され挟まれたときに変形しにくくな
り、接続部材２７と負極端子取り出し部１４ｃとの間の
電気的接続のインピーダンスを低下させ、また、不良の
発生率を低下させることができる。これは、中間板２９
がないと、端子取り出し部１４ｃより機械的強度が大き
いため、接続部材２７と２８で挟んだときに、その力に
より、外装材の封止部の変形を伴いながら、電気的端子
が変形することが生じる場合がある。これは、前工程
で、電気的端子の打ち抜き時や端子溶接時に機械的スト
レスが該端子に加えられて小さい変形が既にある場合
に、この端子に接続部材２７と２８で力を加えたとき
に、接触面のあたりが悪いときに生じることがわかっ
た。しかし、電気的端子より機械的強度のある中間板２
９を設けることにより、力を加えた場合に該端子の変形
を補正しながら圧着していくことができ、接続部材２７
と２８で挟んだときの不良の発生を低下させることがで
きた。この中間板の厚さは端子の一般的な最大厚さ０．
１ｍｍ以上であれば効果的であり、好ましくは０．１５
ｍｍ以上がよい。

【００２４】図８は本発明の扁平型電池の別の態様の概
要図であり、図９は図８のＡ−Ａ′線での断面図であ
る。図８および９において、３０ａ、３０ｂは位置決め
ピンであり、３１は封止部分の位置決め用貫通孔であ
り、３２は位置決めピン押さえである。図８および９に
おいて、電気回路２０の接続部材２３（図５参照）と封
止部１７の端子取り出し部１４ａ，１４ｂを固定する
が、このとき簡単に位置決めができるように、あらかじ
め封止部１７の一部に位置決めピン３０ａ、３０ｂが設
けられる位置に貫通孔を２箇所開けておき、これに位置
決めピン３０ａ、３０ｂ等を挿入し、電気回路２０と反
対の面からこれを位置決めピン押さえ３２でこれを固定
し、電気回路２０と封止部１７の位置関係を固定する。
これにより導電性接続部材２３は、端子取り出し部１４
ｃの中央に配置され、位置ずれすることなく電気的接続
をすることができる。これは、負極端子取り出し部１４
ｃは、封止部にあるためなるべく小さいことが望まし
い。しかし小さくすると、接続部材の位置決めが直接に
間接できない場所でもあり難しくなり、突き当てによる
位置決めでは端子取り出し部１４ｃの大きさは、接続部
材の２３の直径を例えば２ｍｍにして先端が平面の場合
に３．５ｍｍ程度が限界であった。しかし、封止部の別
の部分に位置決め孔を設けることにより、２．８ｍｍの
大きさでも十分に位置決めができ位置決めによる不良は
生じなかった。このように、本実施態様のものは端子取
り出し部が小さいときほど効果的である。封止部は外装
材が２重になっている場所なので、強度が比較的強く前
記の位置決め孔を設けても破けて位置決め精度が低下す
るようなことはない。また、位置決めピン押さえ３２
は、貫通孔３１から位置決めピン３０ａ、３０ｂがはず
れにくい構造であれば必ずしも設けなくても良い。位置
決めピン３０ａ、３０ｂは側断面が円筒形であっても良
いが、一部にテーパ形状加工をしてあることにより挿入
しやすくしてあるとより効果的である。

【００２５】図１０は本発明の扁平型電池の別の態様の
負極端子部分の一部断面図である。図１０において、導
電性接続部材３３の下面と端子取り出し部１４ｃとをス
ポット溶接３４することにより電気的接続と機械的固定
を同時に行っている。導電性接続部材３３を端子取り出
し部１４ｃに押さえつけて、電気的接続を行う場合に
は、封止部の下面に加えた力を受ける部材または電池全
体の保持部材が必要である。前者の場合には、封止部の
裏面に回り込む部材が必要であり、後者の場合には、電
池と電気回路を一体で封止する電池ケースの一部にこの
機能を設けることができる。しかし、押さえつけない場
合に電池と電気回路と別々にできるかわりに、衝撃など
により押さえつける部分の電気的接続が不安定になる場
合がある。本実施態様では、負極端子取り出し部１４ｃ
と導電性接続部材３３とを、３４の部分でスポット溶接
しているので、機械的に十分な強度で固定しかつ電気的
接続をしているので、衝撃等により電気的接続が不安定
になることがなくなった。また、長期の経時により接触
部分が腐食して電気的接続が不能もしくはインピーダン
スが上昇することもなくなった。スポット溶接は、あら
かじめ融着材等の絶縁物を取り除くことにより、封止部
の裏面から行うことができた。超音波溶接も同様に、裏
面から行うことができ、同様に機械的に十分な強度で固
定しかつ電気的接続をすることができた。アーク溶接や
半田付等も同様に効果的である。

【００２６】図１１は、本発明の扁平型電池の別の態様
の負極端子部分の一部断面図である。図１１において、
導電性接続部材３３の下部の周辺で導電性接続部材３３
と負極端子取り出し部１４ｃを導電性接着剤３６で固定
しており、電気回路２０と外装材とを接着剤３５で固定
している。導電性接続部材３３を負極端子取り出し部１
４ｃに押さえつけて、電気的接続を行う場合には、封止
部の下面に加えた力を受ける部材または電池全体の保持
部材が必要である。しかし、本実施態様のように導電性
接続部材３３と負極端子取り出し部１４ｃを導電性接着
剤で固定することにより、電気的接続と機械的固定を同
時に行うことができる。また、接着剤を導電性接続部材
３３で端子取り出し部１４ｃに押さえつけながら流し込
んだ後、乾燥後、押さえを止めれば良いだけなので、非
常に簡単である。これにより、機械的に十分な強度で固
定しかつ電気的接続をしているので、衝撃等により電気
的接続が不安定になることがなくなった。また、電気回
路２０と外装材とを接着剤３５で固定することにより、
部材を追加することなしに、導電性接続部材３３を負極
端子取り出し部１４ｃに押さえつけることができるの
で、導電性接続部材３３と端子取り出し部１４ｃとの固
定と電気的接続が行え、接続部分の信頼性を向上するこ
とができる。また、導電性接続部材３３を端子取り出し
部１４ｃに押さえつける力が本実施態様の３５または３
６の接着剤、または他の部材により十分に確保でき、電
気的接続が十分に得られるなら、導電性接着剤を用いな
くても通常の接着剤でも効果的である。また、接着剤
は、両方の部分に設けなくとも、どちらか一方の部分に
設けるだけでも十分に効果的である。

【００２７】図１２は本発明の扁平型電池の別の態様の
負極端子部分の断面図である。２５は正極側ラミネート
フィルムであり、２６は負極側ラミネートフィルムであ
り、２５と２６より外装材を形成し、３７、３８は融着
材だけからなるフィルムである。２５と２６のラミネー
トフィルムは、多層構造からなり、図示はしていない
が、金属フィルムの片側に封止のための融着材で被覆さ
れており、これも図示はしていないが、融着材と反対側
の外部に露出する面は、熱硬化性樹脂で被覆されてい
る。図１２において、端子１５をラミネートフィルム２
５、２６で挟んで封止する場合、端子１５は負極端子取
り出し部１４ｃで外部に露出することになる。このと
き、封止部には、端子のある場所とない場所に段差が生
じるため、この段差の部分で融着材の流動が生じ、隙間
を埋めるようになる。しかし、端子１５に厚い部材を用
いるようになると、融着材の量が段差で不足してしま
い、空隙が生じることがあり、封止部のサイドは完全に
融着されていても、この端子取り出し部１４ｃの周辺で
シール性が低下する場合が生じる。本実施態様では、端
子の段差部を埋めるために十分な量の融着材をあらかじ
め端子部１５に供給しておくことができるので、端子１
５に１００ミクロン程度の厚い部材を用いても封止部の
シール性を十分に保つことができる。また、この付加的
な層は、融着材以外にも、強度を補強するために熱硬化
性樹脂層を設けても、シール性を向上することができ効
果的である。

【００２８】図１３は別の態様の負極端子部分の断面図
の一部である。図１３において、端子１５は封止部内の
端部周辺３９の位置で反対に折り返されており、端子４
０となって端子１５と２重に重ねられ、端子取り出し部
１４ｃを形成している。端子取り出し部１４ｃには、電
気回路２０の接続部材２３を機械的に固定し、電気的に
接続することから、作製時または使用時の衝撃により機
械的なダメージが生じやすく、電気的接続が不安定にな
ったり、最悪の場合には封止部の部分の端子の破損まで
も生じる可能性もある。しかし、端子の強度を大きくす
るため端子を厚くしても、封止のシール性が大きな段差
により低下する場合があるので、１５の端子は約２００
ミクロン以下が一般的である。本実施態様では、１５０
ミクロンの端子１５を２重に折り返すことにより、部材
を追加することなく３００ミクロンに相当する端子の強
度を得ることができ、また電気的なインピーダンスの不
安定さも解消できた。図示はしていないが、折り返す部
分の端子４０の大きさを長さだけでなく幅ももとの端子
１５より小さくしておくことにより、折り返し部分３９
以外は、厚さ１５０ミクロンに相当する段差しかなく、
３００ミクロン厚の端子を用いた場合より、シール性が
向上することができた。

【００２９】

【効果】電気回路等と電池の端子とが封止部内で簡易な
構成で機械的な強度を保持したまま接続しているので、
小型で薄く、封止の気密性に優れ、端子強度の大きい電
気回路等と一体化した扁平型電池を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の扁平型電池の１例の概要斜視図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ′線の断面図である。

【図３】本発明の扁平型電池の別の例の概要断面図であ
る。

【図４】本発明の扁平型電池の別の例の概要斜視図であ
る。

【図５】図４のＡ−Ａ′線での断面図である。

【図６】本発明の扁平型電池の負極端子部分の１例の概
要断面図である。

【図７】本発明の扁平型電池の別の例の負極端子部分の
概要断面図である。

【図８】本発明の扁平型電池の別の例の負極端子部分の
概要断面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ′線の断面図である。

【図１０】本発明の扁平型電池の別の例の負極端子部分
の概要断面図である。

【図１１】本発明の扁平型電池の別の例の負極端子部分
の概要断面図である。

【図１２】本発明の扁平型電池の別の例の負極端子部分
の概要断面図である。

【図１３】本発明の扁平型電池の別の例の負極端子部分
の概要断面図である。

【図１４】従来例の扁平型電池の１例の概要断面図であ
る。

【図１５】従来例の扁平型電池の別の例の概要断面図で
ある。

【符号の説明】

１正極電極２負極電極３電解質４正極側ラミネートフィルム（外装材形成）５負極側ラミネートフィルム（外装材形成）６封止部７負極端子８正極端子９正極電極側封止部１０負極電極側封止部１１負極電極の金属集電体の引き出し端子部分１２融着材層１３融着材層１４ａ負極端子取り出し部１４ｂ正極端子取り出し部１４ｃ負極端子取り出し部１５負極端子１６封止部（端子取り出し部と反対側の封止部）１７封止部（端子側の封止部）１８封止部（端子取り出し部の両側の封止部）１９ａ正極端子取り出し部１９ｂ負極端子取り出し部２０電池制御用電気回路２１ａ正極外部出力端子２１ｂ負極外部出力端子２３電気的接続部材２４負極端子取り出し部の中央付近の位置２５ラミネートフィルム２６ラミネートフィルム２７導電性接続部材２８導電性接続部材２９中間板３０ａ位置決めピン３０ｂ位置決めピン３１封止部分の位置決め用貫通孔３２位置決めピン押さえ３３導電性接続部材３４スポット溶接３５接着剤３６接着剤３７融着材だけからなるフィルム３８融着材だけからなるフィルム３９封止部内の端部周辺４０端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気化学的反応要素、電気化学反応要素
を収納する外装部材および前記電気化学的反応要素から
生じた電気的エネルギーまたは電気的情報を外装部材の
外部に出力する電気的端子を有する扁平型電池におい
て、前記外装部材の少なくとも一部をフィルム構造の封
止部とし、該封止部内に封止面と垂直な方向に外装部材
の外部に平面的に露出した電気的端子を設けたことを特
徴とする扁平型電池。
【請求項２】電気的端子をフィルム構造の封止部の両面
に設けた請求項１記載の扁平型電池。
【請求項３】電気的端子を設けた封止部と積層する方
向に、電気的端子から出力した電気的エネルギーまたは
電気的情報を入出力する電気的回路または該電気的回路
の少なくとも電気的接続部（以下、これらを総称して電
気的回路とも言う。）を設けた請求項１または２記載の
扁平型電池。
【請求項４】電気的端子と該電気的端子から出力した
電気的エネルギーまたは電気的情報を入出力する電気的
回路が、フィルム構造の封止部内の電気的端子を封止部
と垂直方向に貫通する導電性材料で電気的に接続されて
いる請求項３記載の扁平型電池。
【請求項５】封止部の上下面の少なくとも一方に厚さ
０．１ｍｍ以上の金属板を電気的端子と平行な方向に配
置し、かつ前記金属板と電気的端子とを密着する手段を
設けた請求項１、２、３または４記載の扁平型電池。
【請求項６】封止部の一部で、電気的端子を設けてい
ない部分に、フィルム構造の封止部を貫通する電気的回
路位置決め用の貫通孔を１個以上を設けた請求項３、４
または５記載の扁平型電池。
【請求項７】封止部内に封止面と垂直な方向に平面的
に外部に露出した電気的端子と電気的回路の電気的接続
部に溶接部分を設けた請求項３、４、５または６記載の
扁平型電池。
【請求項８】電気的接続手段により電気的端子と電気
的回路が電気的に接続され、かつ電気的端子またはその
周辺の封止部と電気的回路に接着剤からなる固定化手段
を設けた請求項３、４、５、６または７記載の扁平型電
池。
【請求項９】電気的端子が被覆された封止部と外装部
材との間に、融着材料または接着剤からなる少なくとも
一つ以上の層を外装部材に追加して設けた請求項１、
２、３、４、５、６、７または８記載の扁平型電池。
【請求項１０】電気的端子が封止部内で折り返された
構造で、かつ外部に露出した部分で二重になっているも
のである請求項１、２、３、４、５、６、７、８または
９記載の扁平型電池。