JP2000231914A - 積層形ポリマー電解質電池 - Google Patents
積層形ポリマー電解質電池Info
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- JP2000231914A JP2000231914A JP11033296A JP3329699A JP2000231914A JP 2000231914 A JP2000231914 A JP 2000231914A JP 11033296 A JP11033296 A JP 11033296A JP 3329699 A JP3329699 A JP 3329699A JP 2000231914 A JP2000231914 A JP 2000231914A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外装体のシール部分の密閉性が高く、貯蔵特
性が優れ、電池性能の信頼性が高い積層形ポリマー電解
質電池を提供する。 【解決手段】 アルミニウム製の集電体の少なくとも一
方の面に正極合剤層を形成してなる複数枚の正極と銅製
の集電体の少なくとも一方の面に負極合剤層を形成して
なる複数枚の負極とを、上記正極および負極のそれぞれ
の間にポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極
群を外装体で外装する積層形ポリマー電解質電池におい
て、上記正極または負極のうち少なくとも一方の電極の
集電体と同材質のリード部を上記リード部と同材質の接
続用金属板と接続し、かつ上記接続用金属板と上記電極
のリード部とは異なる材質の外部端子とを外装体のシー
ル部分で接続して積層形ポリマー電解質電池を構成す
る。
性が優れ、電池性能の信頼性が高い積層形ポリマー電解
質電池を提供する。 【解決手段】 アルミニウム製の集電体の少なくとも一
方の面に正極合剤層を形成してなる複数枚の正極と銅製
の集電体の少なくとも一方の面に負極合剤層を形成して
なる複数枚の負極とを、上記正極および負極のそれぞれ
の間にポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極
群を外装体で外装する積層形ポリマー電解質電池におい
て、上記正極または負極のうち少なくとも一方の電極の
集電体と同材質のリード部を上記リード部と同材質の接
続用金属板と接続し、かつ上記接続用金属板と上記電極
のリード部とは異なる材質の外部端子とを外装体のシー
ル部分で接続して積層形ポリマー電解質電池を構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層形ポリマー電
解質電池に関し、さらに詳しくは、特に携帯用電子機
器、電気自動車、ロードレベリングなどの電源として使
用するのに適した積層形ポリマー電解質電池に関する。
解質電池に関し、さらに詳しくは、特に携帯用電子機
器、電気自動車、ロードレベリングなどの電源として使
用するのに適した積層形ポリマー電解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリマー電解質電池では、電解質をシー
ト状にすることができ、それによって、Ａ４版、Ｂ５版
などの大面積でしかも薄形の電池の作製が可能になり、
各種薄形製品への適用が可能になって、電池の使用範囲
が大きく広がっている。このポリマー電解質を用いた電
池は、耐漏液性を含めた安全性、貯蔵性が優れており、
しかも薄く、フレキシブルであることから、機器の形状
に合わせた電池を設計できるという、今までの電池にな
い特徴を持っている。
ト状にすることができ、それによって、Ａ４版、Ｂ５版
などの大面積でしかも薄形の電池の作製が可能になり、
各種薄形製品への適用が可能になって、電池の使用範囲
が大きく広がっている。このポリマー電解質を用いた電
池は、耐漏液性を含めた安全性、貯蔵性が優れており、
しかも薄く、フレキシブルであることから、機器の形状
に合わせた電池を設計できるという、今までの電池にな
い特徴を持っている。
【０００３】このポリマー電解質電池は、通常、アルミ
ニウムフィルムを芯材にし、内面側に接着層となる樹脂
フィルムを配置したラミネートフィルムを外装体に用
い、薄いシート状の電極とシート状のポリマー電解質層
とを積層したユニットセルを上記外装体で外装すること
によって、薄いシート形電池に仕上げられる。
ニウムフィルムを芯材にし、内面側に接着層となる樹脂
フィルムを配置したラミネートフィルムを外装体に用
い、薄いシート状の電極とシート状のポリマー電解質層
とを積層したユニットセルを上記外装体で外装すること
によって、薄いシート形電池に仕上げられる。
【０００４】しかしながら、電池使用機器によっては高
容量や高電圧を必要とするものがあり、そのような場合
には、上記正極、負極およびポリマー電解質層からなる
ユニットセルを複数個積層して積層電極群を作製し、そ
の複数枚の正極、複数枚の負極を並列に接続して高容量
にしたり、あるいは直列に接続して高電圧にした積層形
ポリマー電解質電池が作製されている。
容量や高電圧を必要とするものがあり、そのような場合
には、上記正極、負極およびポリマー電解質層からなる
ユニットセルを複数個積層して積層電極群を作製し、そ
の複数枚の正極、複数枚の負極を並列に接続して高容量
にしたり、あるいは直列に接続して高電圧にした積層形
ポリマー電解質電池が作製されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ポリマー電
解質電池では、上記のようにユニットセルを複数個積層
した積層形電池でも、個々の電極を薄形にするため、通
常、金属箔を集電体に用いていて、正極の集電体にはア
ルミニウム箔を用い、負極の集電体には銅箔を用いてい
る。そして、電池の外部端子、つまり、電池使用機器と
の接続に用いる正極端子や負極端子としては、電池使用
機器との接続のためのハンダ付けの容易さや機械的強
度、耐食性などの関係で、通常、ニッケルの箔またはリ
ボンが用いられる。
解質電池では、上記のようにユニットセルを複数個積層
した積層形電池でも、個々の電極を薄形にするため、通
常、金属箔を集電体に用いていて、正極の集電体にはア
ルミニウム箔を用い、負極の集電体には銅箔を用いてい
る。そして、電池の外部端子、つまり、電池使用機器と
の接続に用いる正極端子や負極端子としては、電池使用
機器との接続のためのハンダ付けの容易さや機械的強
度、耐食性などの関係で、通常、ニッケルの箔またはリ
ボンが用いられる。
【０００６】これら電極と外部端子との接続は、通常、
正極作製時にアルミニウム箔の一部に正極合剤層を形成
せずにアルミニウム箔の露出部を残し、そこをリード部
として外部端子としての正極端子との接続部分にした
り、負極側では負極作製時に銅箔の一部に負極合剤層を
形成せずに銅箔の露出部を残し、そこをリード部として
外部端子としての負極端子との接続部分にしている。
正極作製時にアルミニウム箔の一部に正極合剤層を形成
せずにアルミニウム箔の露出部を残し、そこをリード部
として外部端子としての正極端子との接続部分にした
り、負極側では負極作製時に銅箔の一部に負極合剤層を
形成せずに銅箔の露出部を残し、そこをリード部として
外部端子としての負極端子との接続部分にしている。
【０００７】しかしながら、この電極のリード部と外部
端子との接続部分に、電極内部からの電解液が付着した
り、あるいは電池外部から侵入してくる水分が付着する
と、局部電池が形成され、上記接続部分が溶解して電池
性能を低下させ、それがさらに進行すると、いわゆる断
線を引き起こすという問題がある。そして、このような
問題は、特に電池を貯蔵したときに顕著に発生する。
端子との接続部分に、電極内部からの電解液が付着した
り、あるいは電池外部から侵入してくる水分が付着する
と、局部電池が形成され、上記接続部分が溶解して電池
性能を低下させ、それがさらに進行すると、いわゆる断
線を引き起こすという問題がある。そして、このような
問題は、特に電池を貯蔵したときに顕著に発生する。
【０００８】そのため、上記電極のリード部と外部端子
との接続を外装体のシール部分で行なうことによって局
部電池の形成を防止することが提案されているが、積層
形電池では、正極や負極を複数枚用いている関係上、そ
れら電極のリード部も複数枚あり、その複数枚のリード
部と外部端子を接続すると、その接続部分の厚みが大き
くなり、接続を外装体のシール部分で行なっている場
合、外装体の接着用樹脂がその周囲に充分に行き渡らな
くなって密閉性が低下し、上記電極のリード部と外部端
子との接続部分に電解液が付着したり、電池外部から侵
入してくる水分が付着して、局部電池が形成され、電池
性能の低下や断線を引き起こすという問題を解消するこ
とができなかった。
との接続を外装体のシール部分で行なうことによって局
部電池の形成を防止することが提案されているが、積層
形電池では、正極や負極を複数枚用いている関係上、そ
れら電極のリード部も複数枚あり、その複数枚のリード
部と外部端子を接続すると、その接続部分の厚みが大き
くなり、接続を外装体のシール部分で行なっている場
合、外装体の接着用樹脂がその周囲に充分に行き渡らな
くなって密閉性が低下し、上記電極のリード部と外部端
子との接続部分に電解液が付着したり、電池外部から侵
入してくる水分が付着して、局部電池が形成され、電池
性能の低下や断線を引き起こすという問題を解消するこ
とができなかった。
【０００９】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解消し、外装体のシール部分の密閉性を高め、局部電
池の形成を防止して、貯蔵特性が優れ、電池性能の信頼
性の高い積層形ポリマー電解質電池を提供することを目
的とする。
を解消し、外装体のシール部分の密閉性を高め、局部電
池の形成を防止して、貯蔵特性が優れ、電池性能の信頼
性の高い積層形ポリマー電解質電池を提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
製の集電体の少なくとも一方の面に正極合剤層を形成し
てなる複数枚の正極と銅製の集電体の少なくとも一方の
面に負極合剤層を形成してなる複数枚の負極とを、上記
正極および負極のそれぞれの間にポリマー電解質層を介
在させて積層した積層電極群を外装体で外装する積層形
ポリマー電解質電池において、正極または負極のうち少
なくとも一方の電極の集電体と同材質のリード部を上記
リード部と同材質の接続用金属板と接続し、かつ上記接
続用金属板と上記電極のリード部とは材質の異なる外部
端子とを外装体のシール部分で接続することによって、
上記課題を解決したものである。
製の集電体の少なくとも一方の面に正極合剤層を形成し
てなる複数枚の正極と銅製の集電体の少なくとも一方の
面に負極合剤層を形成してなる複数枚の負極とを、上記
正極および負極のそれぞれの間にポリマー電解質層を介
在させて積層した積層電極群を外装体で外装する積層形
ポリマー電解質電池において、正極または負極のうち少
なくとも一方の電極の集電体と同材質のリード部を上記
リード部と同材質の接続用金属板と接続し、かつ上記接
続用金属板と上記電極のリード部とは材質の異なる外部
端子とを外装体のシール部分で接続することによって、
上記課題を解決したものである。
【００１１】すなわち、上記構成にすることによって、
複数枚の電極のリード部と接続用金属板とを先に接続し
ておいてから、１枚の接続用金属板と外部端子とを外装
体のシール部分で接続するので、充分に密閉性を確保す
ることができ、局部電池の形成が防止され、それによっ
て、電池性能の低下や断線が防止される。
複数枚の電極のリード部と接続用金属板とを先に接続し
ておいてから、１枚の接続用金属板と外部端子とを外装
体のシール部分で接続するので、充分に密閉性を確保す
ることができ、局部電池の形成が防止され、それによっ
て、電池性能の低下や断線が防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において、正極の集電体と
してはアルミニウム製の箔、パンチドメタル、網、エキ
スパンドメタルなどを用い得るが、通常、アルミニウム
箔が用いられる。この正極の集電体は、正極の厚みを薄
くする関係上、厚みが２０μｍ以下のものが好ましく、
本発明では、そのように薄いものであっても、その露出
部が外装体のシール部分より外部に出ないので、破損す
るおそれが少ない。
してはアルミニウム製の箔、パンチドメタル、網、エキ
スパンドメタルなどを用い得るが、通常、アルミニウム
箔が用いられる。この正極の集電体は、正極の厚みを薄
くする関係上、厚みが２０μｍ以下のものが好ましく、
本発明では、そのように薄いものであっても、その露出
部が外装体のシール部分より外部に出ないので、破損す
るおそれが少ない。
【００１３】ただし、あまりにも薄すぎると、正極の作
製にあたって、正極合剤含有ペーストを塗布した際に皺
が発生したり、引っ張りにより破れが生じるおそれがあ
るので、その厚みが上記のように２０μｍ以下で１０μ
ｍ以上が好ましい。
製にあたって、正極合剤含有ペーストを塗布した際に皺
が発生したり、引っ張りにより破れが生じるおそれがあ
るので、その厚みが上記のように２０μｍ以下で１０μ
ｍ以上が好ましい。
【００１４】正極側のリード部は、通常、正極作製時に
アルミニウム製の集電体の一部に正極合剤層を形成せず
に集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることに
よって設けられる。ただし、リード部は必ずしも当初か
ら集電体と一体化されたものであることは要求されず、
集電体にアルミニウム製の箔などを後から接続すること
によって設けてもよい。
アルミニウム製の集電体の一部に正極合剤層を形成せず
に集電体の露出部を残し、そこをリード部とすることに
よって設けられる。ただし、リード部は必ずしも当初か
ら集電体と一体化されたものであることは要求されず、
集電体にアルミニウム製の箔などを後から接続すること
によって設けてもよい。
【００１５】本発明において、負極の集電体としては銅
製の箔、パンチドメタル、網、エキスパンドメタルなど
を用い得るが、通常、銅箔が用いられる。この負極の集
電体は、負極の厚みを薄くする関係上、厚みが２０μｍ
以下のものが好ましく、本発明では、そのように薄いも
のであっても、その露出部が外装体のシール部分より外
部に出ないので、破損するおそれが少ない。
製の箔、パンチドメタル、網、エキスパンドメタルなど
を用い得るが、通常、銅箔が用いられる。この負極の集
電体は、負極の厚みを薄くする関係上、厚みが２０μｍ
以下のものが好ましく、本発明では、そのように薄いも
のであっても、その露出部が外装体のシール部分より外
部に出ないので、破損するおそれが少ない。
【００１６】ただし、あまりにも薄すぎると、負極の作
製にあたって、負極合剤含有ペーストを塗布した際に皺
が発生したり、引っ張りにより破れが生じるおそれがあ
るので、その厚みが上記のように２０μｍ以下で５μｍ
以上が好ましい。
製にあたって、負極合剤含有ペーストを塗布した際に皺
が発生したり、引っ張りにより破れが生じるおそれがあ
るので、その厚みが上記のように２０μｍ以下で５μｍ
以上が好ましい。
【００１７】また、負極側のリード部も、通常、負極作
製時に銅製の集電体の一部に負極合剤層を形成せずに集
電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによっ
て設けられる。ただし、この負極側のリード部も必ずし
も当初から集電体と一体化されたものであることは要求
されず、集電体に銅製の箔などを後から接続することに
よって設けてもよい。
製時に銅製の集電体の一部に負極合剤層を形成せずに集
電体の露出部を残し、そこをリード部とすることによっ
て設けられる。ただし、この負極側のリード部も必ずし
も当初から集電体と一体化されたものであることは要求
されず、集電体に銅製の箔などを後から接続することに
よって設けてもよい。
【００１８】上記電極のリード部と外部端子との接続用
金属板としては、正極のリード部と正極端子との接続用
にはアルミニウム製のものを用い、負極のリード部と負
極端子との接続用には銅製のものを用いる。
金属板としては、正極のリード部と正極端子との接続用
にはアルミニウム製のものを用い、負極のリード部と負
極端子との接続用には銅製のものを用いる。
【００１９】上記接続用金属板の厚みとしては、アルミ
ニウム製のもの、銅製のものにかかわらず、１０〜３０
０μｍが好ましい。すなわち、厚みが薄くなりすぎる
と、電極のリード部や外部端子との接続において、充分
な強度が得られないばかりでなく、大電流放電時に電流
集中による発熱によって焼損してしまうおそれがあり、
また、厚くなりすぎると、ラミネートフィルムからなる
外装体の接着層同士の融着が不充分なために、封止信頼
性に欠けるおそれがあるので、上記のように１０〜３０
０μｍが適している。
ニウム製のもの、銅製のものにかかわらず、１０〜３０
０μｍが好ましい。すなわち、厚みが薄くなりすぎる
と、電極のリード部や外部端子との接続において、充分
な強度が得られないばかりでなく、大電流放電時に電流
集中による発熱によって焼損してしまうおそれがあり、
また、厚くなりすぎると、ラミネートフィルムからなる
外装体の接着層同士の融着が不充分なために、封止信頼
性に欠けるおそれがあるので、上記のように１０〜３０
０μｍが適している。
【００２０】外部端子としての正極端子や負極端子に
は、電子使用機器との接続の容易さなどの関係から、ニ
ッケルまたはニッケルメッキをした鉄、銅、ステンレス
鋼などの金属の箔やリボンなどが好ましく、通常、４０
〜１００μｍの厚みのものが好適に用いられる。
は、電子使用機器との接続の容易さなどの関係から、ニ
ッケルまたはニッケルメッキをした鉄、銅、ステンレス
鋼などの金属の箔やリボンなどが好ましく、通常、４０
〜１００μｍの厚みのものが好適に用いられる。
【００２１】上記電極のリード部と接続用金属板との接
続や上記接続用金属板と外部端子としての正極端子や負
極端子との接続は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レ
ーザー溶接、ハンダ、カシメ、導電性接着剤などによっ
て行い得るが、特に溶接が適している。
続や上記接続用金属板と外部端子としての正極端子や負
極端子との接続は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レ
ーザー溶接、ハンダ、カシメ、導電性接着剤などによっ
て行い得るが、特に溶接が適している。
【００２２】外装体としては、例えば、ポリエステルフ
ィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリオレフィンフ
ィルムからなる三層構造のラミネートフィルムなどが用
いられ、その変性ポリオレフィンフィルムが接着作用を
有している。この外装体のシール部分の幅は、広いほど
強度面からは有利であるが、外装体のシール部分の幅を
広くすると、外装体が大きくなり、電池の体積や重量が
増加して、小型化への妨げとなり、また、外装体の大き
さを変えずにシール部分の幅を広くすると、それに応じ
て電極を小さくしなければならず、高容量化への妨げと
なるので、シール部分の幅は溶接などの接続部分の中心
から両側にそれぞれ１ｍｍ以上で５ｍｍ程度まで（すな
わち、シール部分の幅として２〜１０ｍｍ程度）にする
のが好ましい。
ィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリオレフィンフ
ィルムからなる三層構造のラミネートフィルムなどが用
いられ、その変性ポリオレフィンフィルムが接着作用を
有している。この外装体のシール部分の幅は、広いほど
強度面からは有利であるが、外装体のシール部分の幅を
広くすると、外装体が大きくなり、電池の体積や重量が
増加して、小型化への妨げとなり、また、外装体の大き
さを変えずにシール部分の幅を広くすると、それに応じ
て電極を小さくしなければならず、高容量化への妨げと
なるので、シール部分の幅は溶接などの接続部分の中心
から両側にそれぞれ１ｍｍ以上で５ｍｍ程度まで（すな
わち、シール部分の幅として２〜１０ｍｍ程度）にする
のが好ましい。
【００２３】正極合剤や負極合剤としては、通常、活物
質と必要に応じて添加される電子伝導助剤やバインダー
などで構成されるが、本発明のポリマー電解質電池にお
いては、正極や負極もゲル状ポリマー電解質を含んだも
のにする場合があり、そのような場合には、通常の活物
質や電子伝導助剤、バインダーなど以外にも、ゲル状ポ
リマー電解質などを含んで構成される。ただし、そのよ
うな正極合剤や負極合剤の調製時には、ゲル状ポリマー
電解質はゲル化によりゲル状ポリマー電解質を構成する
ことになるポリマーまたはモノマーと重合開始剤などを
含有する電解液の状態で調製される。
質と必要に応じて添加される電子伝導助剤やバインダー
などで構成されるが、本発明のポリマー電解質電池にお
いては、正極や負極もゲル状ポリマー電解質を含んだも
のにする場合があり、そのような場合には、通常の活物
質や電子伝導助剤、バインダーなど以外にも、ゲル状ポ
リマー電解質などを含んで構成される。ただし、そのよ
うな正極合剤や負極合剤の調製時には、ゲル状ポリマー
電解質はゲル化によりゲル状ポリマー電解質を構成する
ことになるポリマーまたはモノマーと重合開始剤などを
含有する電解液の状態で調製される。
【００２４】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
【００２５】実施例１ まず、次の、、に示すように、正極、負極、隔離
体となるポリマー電解質層を作製した。
体となるポリマー電解質層を作製した。
【００２６】正極：ＬｉＣｏＯ2 粉末４０重量部、鱗
片状黒鉛粉末８重量部およびポリフッ化ビニリデン（以
下、「ＰＶｄＦ」と略す）粉末５重量部を乾式で混合し
た後、さらに１．２２Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）のＬｉＰＦ6 を
含むエチレンカーボネート／プロピレンカーボネート
（以下、「ＥＣ／ＰＣ」と略す）（５０／５０）溶液２
５重量部を加えて混合して調製した正極合剤含有ペース
トを、集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両
面にそれぞれ７５μｍの厚さに塗布した後、１２０℃で
２０分間加熱してアルミニウム箔の両面にゲル状ポリマ
ー電解質を含む正極合剤層を形成することにより（上記
加熱によりＰＶｄＦが溶融し、温度が低下すると上記Ｐ
ＶｄＦがゲル化し、その際に溶媒も含み全体がＰＶｄＦ
に取り込まれた状態で非流動化して柔軟性のある正極合
剤が形成される）、シート状の正極を作製した。この正
極はいわゆる両面塗布正極である。ただし、上記正極の
作製にあたって、アルミニウム箔中のリード部にする部
分には正極合剤含有ペーストを塗布せず、アルミニウム
箔を露出させておいた。また、上記ＥＣ／ＰＣ（５０／
５０）はエチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカ
ーボネート（ＰＣ）との比が体積比で５０：５０の混合
溶媒であることを示している。
片状黒鉛粉末８重量部およびポリフッ化ビニリデン（以
下、「ＰＶｄＦ」と略す）粉末５重量部を乾式で混合し
た後、さらに１．２２Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）のＬｉＰＦ6 を
含むエチレンカーボネート／プロピレンカーボネート
（以下、「ＥＣ／ＰＣ」と略す）（５０／５０）溶液２
５重量部を加えて混合して調製した正極合剤含有ペース
トを、集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両
面にそれぞれ７５μｍの厚さに塗布した後、１２０℃で
２０分間加熱してアルミニウム箔の両面にゲル状ポリマ
ー電解質を含む正極合剤層を形成することにより（上記
加熱によりＰＶｄＦが溶融し、温度が低下すると上記Ｐ
ＶｄＦがゲル化し、その際に溶媒も含み全体がＰＶｄＦ
に取り込まれた状態で非流動化して柔軟性のある正極合
剤が形成される）、シート状の正極を作製した。この正
極はいわゆる両面塗布正極である。ただし、上記正極の
作製にあたって、アルミニウム箔中のリード部にする部
分には正極合剤含有ペーストを塗布せず、アルミニウム
箔を露出させておいた。また、上記ＥＣ／ＰＣ（５０／
５０）はエチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカ
ーボネート（ＰＣ）との比が体積比で５０：５０の混合
溶媒であることを示している。
【００２７】この実施例１では、上記両面塗布正極を４
枚用いるが、いずれの正極においても正極合剤層の形成
部分は各面とも７６．５ｍｍ×９２ｍｍである。
枚用いるが、いずれの正極においても正極合剤層の形成
部分は各面とも７６．５ｍｍ×９２ｍｍである。
【００２８】負極：球状黒鉛粉末４０重量部、鱗片状
黒鉛粉末４重量部およびＰＶｄＦ粉末５重量部を乾式で
混合した後、さらに１．２２ＭのＬｉＰＦ6 を含むＥＣ
／ＰＣ（５０／５０）溶液５重量部を加えて混合して調
製した負極合剤含有ペーストを、集電体となる厚さ１２
μｍの銅箔の両面にそれぞれ７５μｍの厚さに塗布した
後、１２０℃で２０分間加熱して銅箔の両面にゲル状ポ
リマー電解質を含む負極合剤層を形成することにより、
シート状のいわゆる両面塗布負極を作製した。また、積
層電極群の最外層に配置するための負極として、銅箔の
片面に上記負極合剤含有ペーストを塗布し、上記と同様
に加熱して集電体の片面のみに負極合剤層を形成するこ
とにより、シート状のいわゆる片面塗布負極を作製し
た。ただし、いずれの負極においても、銅箔中のリード
部にする部分には負極合剤含有ペーストを塗布しなかっ
た。
黒鉛粉末４重量部およびＰＶｄＦ粉末５重量部を乾式で
混合した後、さらに１．２２ＭのＬｉＰＦ6 を含むＥＣ
／ＰＣ（５０／５０）溶液５重量部を加えて混合して調
製した負極合剤含有ペーストを、集電体となる厚さ１２
μｍの銅箔の両面にそれぞれ７５μｍの厚さに塗布した
後、１２０℃で２０分間加熱して銅箔の両面にゲル状ポ
リマー電解質を含む負極合剤層を形成することにより、
シート状のいわゆる両面塗布負極を作製した。また、積
層電極群の最外層に配置するための負極として、銅箔の
片面に上記負極合剤含有ペーストを塗布し、上記と同様
に加熱して集電体の片面のみに負極合剤層を形成するこ
とにより、シート状のいわゆる片面塗布負極を作製し
た。ただし、いずれの負極においても、銅箔中のリード
部にする部分には負極合剤含有ペーストを塗布しなかっ
た。
【００２９】この実施例１では、上記両面塗布負極を３
枚、片面塗布負極を２枚用いるが、いずれの負極におい
ても、その負極合剤層の形成部は各面とも７８．５ｍｍ
×９４ｍｍである。
枚、片面塗布負極を２枚用いるが、いずれの負極におい
ても、その負極合剤層の形成部は各面とも７８．５ｍｍ
×９４ｍｍである。
【００３０】ポリマー電解質層：２−エトキシエチル
アクリレート５０重量部、トリエチレングリコールジメ
タクリレート１３重量部およびエチレングリコールエチ
ルカーボネートメタクリレート３３重量部を混合した
後、さらに過酸化ベンゾイル５重量部および１．２２Ｍ
のＬｉＰＦ6 を含むＥＣ／ＰＣ（５０／５０）溶液３５
重量部を加えて混合し、過酸化ベンゾイルが完全に溶解
した後、その中に厚さ６０μｍ、坪量３０ｇ／ｍ2 のポ
リブチレンテレフタレート不織布を浸漬した。溶液が上
記不織布に完全に浸潤した後、浸漬後の不織布を７５μ
ｍの隙間を有する２枚のガラス板の間に挟み込み、７５
℃で２０分間加熱してシート状のポリマー電解質層を作
製した。
アクリレート５０重量部、トリエチレングリコールジメ
タクリレート１３重量部およびエチレングリコールエチ
ルカーボネートメタクリレート３３重量部を混合した
後、さらに過酸化ベンゾイル５重量部および１．２２Ｍ
のＬｉＰＦ6 を含むＥＣ／ＰＣ（５０／５０）溶液３５
重量部を加えて混合し、過酸化ベンゾイルが完全に溶解
した後、その中に厚さ６０μｍ、坪量３０ｇ／ｍ2 のポ
リブチレンテレフタレート不織布を浸漬した。溶液が上
記不織布に完全に浸潤した後、浸漬後の不織布を７５μ
ｍの隙間を有する２枚のガラス板の間に挟み込み、７５
℃で２０分間加熱してシート状のポリマー電解質層を作
製した。
【００３１】上記正極は両面塗布正極を４枚用い、負極
は両面塗布負極を３枚用い、片面塗布負極を２枚用い、
また、ポリマー電解質層は８枚用いて、これらの正極、
負極、ポリマー電解質を、負極（この負極は片面塗布負
極である）、ポリマー電解質層、正極、………負極、ポ
リマー電解質層、正極、ポリマー電解質層、負極（この
負極も片面塗布負極であるが、中間の３枚の負極はいず
れも両面塗布負極である）の順に、正極４枚、負極５
枚、ポリマー電解質層８枚を積層し、積層電極群を作製
した。
は両面塗布負極を３枚用い、片面塗布負極を２枚用い、
また、ポリマー電解質層は８枚用いて、これらの正極、
負極、ポリマー電解質を、負極（この負極は片面塗布負
極である）、ポリマー電解質層、正極、………負極、ポ
リマー電解質層、正極、ポリマー電解質層、負極（この
負極も片面塗布負極であるが、中間の３枚の負極はいず
れも両面塗布負極である）の順に、正極４枚、負極５
枚、ポリマー電解質層８枚を積層し、積層電極群を作製
した。
【００３２】上記正極のリード部との接続用金属板とし
ては厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ８ｍｍのアルミ
ニウム箔を準備し、負極のリード部との接続用金属板と
しては厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ８ｍｍの銅箔
を準備した。
ては厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ８ｍｍのアルミ
ニウム箔を準備し、負極のリード部との接続用金属板と
しては厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ８ｍｍの銅箔
を準備した。
【００３３】そして、上記４枚の正極のリード部と接続
用金属板としてのアルミニウム箔とを、溶接機としてブ
ランソン製、９４７Ｍ型超音波発振器を用い、溶接時間
１ｓｅｃ、圧力３．２ｋｇ／ｃｍ2 、アンプリチュード
８５％の条件下で超音波溶接し、また、上記５枚の負極
のリード部と接続用金属板としての銅箔とは溶接時間１
ｓｅｃ、圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、アンプリチュード１００
％の条件下で超音波溶接した。
用金属板としてのアルミニウム箔とを、溶接機としてブ
ランソン製、９４７Ｍ型超音波発振器を用い、溶接時間
１ｓｅｃ、圧力３．２ｋｇ／ｃｍ2 、アンプリチュード
８５％の条件下で超音波溶接し、また、上記５枚の負極
のリード部と接続用金属板としての銅箔とは溶接時間１
ｓｅｃ、圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、アンプリチュード１００
％の条件下で超音波溶接した。
【００３４】上記積層電極群を外装する外装体としてポ
リエステルフィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリ
オレフィンフィルムからなる三層構造のラミネートフィ
ルムを２枚準備し、正極端子としては厚さ４０μｍのニ
ッケルリボンを用い、溶接機としてブランソン製、９４
７Ｍ型超音波発振器を用い、上記積層電極群を外装体で
外装する際に該外装体のシール部分になる位置で、接続
用金属板としてのアルミニウム箔と上記ニッケルリボン
からなる正極端子とを溶接時間７５ｍｓｅｃ、圧力２ｋ
ｇ／ｃｍ2 、アンプリチュード６０％の条件下で超音波
溶接した。また、負極端子として厚さ４０μｍのニッケ
ルリボンを用い、上記積層電極群を外装体で外装する際
に該外装体のシール部分になる位置で、接続用金属板と
しての銅箔と上記ニッケルリボンからなる負極端子とを
溶接時間１２０ｍｓｅｃ、圧力２ｋｇ／ｃｍ2 、アンプ
リチュード６０％の条件下で超音波溶接し、その後、外
装体で積層電極群を外装した。この外装体による外装は
上記積層電極群を２枚の外装体の間に配置し、周縁部の
重ね合わせ部分を加熱して、最内層の変性ポリオレフィ
ンフィルムを溶融させて熱融着させることによって行な
った。そのため、２枚の外装体はその変性ポリオレフィ
ンフィルムが対向するように配置した。
リエステルフィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリ
オレフィンフィルムからなる三層構造のラミネートフィ
ルムを２枚準備し、正極端子としては厚さ４０μｍのニ
ッケルリボンを用い、溶接機としてブランソン製、９４
７Ｍ型超音波発振器を用い、上記積層電極群を外装体で
外装する際に該外装体のシール部分になる位置で、接続
用金属板としてのアルミニウム箔と上記ニッケルリボン
からなる正極端子とを溶接時間７５ｍｓｅｃ、圧力２ｋ
ｇ／ｃｍ2 、アンプリチュード６０％の条件下で超音波
溶接した。また、負極端子として厚さ４０μｍのニッケ
ルリボンを用い、上記積層電極群を外装体で外装する際
に該外装体のシール部分になる位置で、接続用金属板と
しての銅箔と上記ニッケルリボンからなる負極端子とを
溶接時間１２０ｍｓｅｃ、圧力２ｋｇ／ｃｍ2 、アンプ
リチュード６０％の条件下で超音波溶接し、その後、外
装体で積層電極群を外装した。この外装体による外装は
上記積層電極群を２枚の外装体の間に配置し、周縁部の
重ね合わせ部分を加熱して、最内層の変性ポリオレフィ
ンフィルムを溶融させて熱融着させることによって行な
った。そのため、２枚の外装体はその変性ポリオレフィ
ンフィルムが対向するように配置した。
【００３５】上記接続用金属板としてのアルミニウム箔
と正極端子との溶接幅は２ｍｍであり、外装体のシール
部分の幅は４ｍｍであった。また、接続用金属板として
の銅箔と負極端子との溶接幅は２ｍｍであり、外装体の
シール部分の幅は前記同様に４ｍｍであった。
と正極端子との溶接幅は２ｍｍであり、外装体のシール
部分の幅は４ｍｍであった。また、接続用金属板として
の銅箔と負極端子との溶接幅は２ｍｍであり、外装体の
シール部分の幅は前記同様に４ｍｍであった。
【００３６】図１はこの実施例１の積層形ポリマー電解
質電池を模式的に示す断面図であり、上記正極１を４
枚、負極２を５枚、ポリマー電解質層３を８枚用いて積
層電極群が構成され、その積層電極群をポリエステルフ
ィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリオレフィンフ
ィルムの３層ラミネートフィルムからなる外装体４で外
装して積層形ポリマー電解質電池が構成されている。
質電池を模式的に示す断面図であり、上記正極１を４
枚、負極２を５枚、ポリマー電解質層３を８枚用いて積
層電極群が構成され、その積層電極群をポリエステルフ
ィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリオレフィンフ
ィルムの３層ラミネートフィルムからなる外装体４で外
装して積層形ポリマー電解質電池が構成されている。
【００３７】上記積層電極群は、正極１、ポリマー電解
質層３および負極２からなるユニットセルを４個と負極
２をさらに１枚積層したものに相当するが、上記正極１
や負極２の構成を示すために、上記ユニットセルのうち
の内側の１個のユニットセルを取り出し、その要部を図
２に示す。
質層３および負極２からなるユニットセルを４個と負極
２をさらに１枚積層したものに相当するが、上記正極１
や負極２の構成を示すために、上記ユニットセルのうち
の内側の１個のユニットセルを取り出し、その要部を図
２に示す。
【００３８】このユニットセルは積層電極群の内側のも
のであるため、正極１、負極２ともいわゆる両面塗布電
極が用いられていて、図２に示すように、正極１はアル
ミニウム箔からなる集電体１ａの両面に正極合剤層１ｂ
を形成することによって構成され、そのアルミニウム箔
の正極合剤層が形成されていない部分がリード部１ｃを
構成している。また、負極２は銅箔からなる集電体２ａ
の両面に負極合剤層２ｂを形成することによって構成さ
れ、その銅箔の負極合剤層が形成されていない部分がリ
ード部２ｃを構成している。
のであるため、正極１、負極２ともいわゆる両面塗布電
極が用いられていて、図２に示すように、正極１はアル
ミニウム箔からなる集電体１ａの両面に正極合剤層１ｂ
を形成することによって構成され、そのアルミニウム箔
の正極合剤層が形成されていない部分がリード部１ｃを
構成している。また、負極２は銅箔からなる集電体２ａ
の両面に負極合剤層２ｂを形成することによって構成さ
れ、その銅箔の負極合剤層が形成されていない部分がリ
ード部２ｃを構成している。
【００３９】図３は上記電池の正極１側の接続用金属板
７としてのアルミニウム箔と正極端子５との溶接による
接続部分およびその近傍を示すもので、この溶接による
接続は外装体４のシール部分４ａで行なわれている。す
なわち、外装体４は２枚用いられていて、そのシールは
外装体４として用いられているラミネートフィルムの変
性ポリオレフィンフィルムの熱融着によって行なわれる
が、正極１側の接続用金属板７としてのアルミニウム箔
と正極端子５の溶接による接続は上記外装体４のシール
部分４ａで行なわれ、その接続用金属板７と正極端子５
との接続部分８が外装体４のシール部分４ａの領域内に
位置している。そして、その溶接幅は前記のように２ｍ
ｍで、シール部分４ａの幅は４ｍｍである。４ｂは外装
体４の最内層の変性ポリオレフィンフィルムが加熱によ
り溶融して形成したシール層であり、このシール層４ｂ
は外装体４のシール部分４ａに対応しており、また、こ
のシール層４ｂによって、電池内部の密閉性が保たれる
とともに、接続用金属板７と正極端子５との接続部分へ
の電解液の付着や電池外部から空気の付着が防止され
る。なお、この図３には図示していないが、図１に概略
的に示しているように負極２側の接続用金属板７として
の銅箔と負極端子６との溶接による接続も正極側の場合
同様に外装体４のシール部分４ａで行なわれていて、そ
の溶接幅は２ｍｍであり、シール部分４ａの幅は４ｍｍ
である。
７としてのアルミニウム箔と正極端子５との溶接による
接続部分およびその近傍を示すもので、この溶接による
接続は外装体４のシール部分４ａで行なわれている。す
なわち、外装体４は２枚用いられていて、そのシールは
外装体４として用いられているラミネートフィルムの変
性ポリオレフィンフィルムの熱融着によって行なわれる
が、正極１側の接続用金属板７としてのアルミニウム箔
と正極端子５の溶接による接続は上記外装体４のシール
部分４ａで行なわれ、その接続用金属板７と正極端子５
との接続部分８が外装体４のシール部分４ａの領域内に
位置している。そして、その溶接幅は前記のように２ｍ
ｍで、シール部分４ａの幅は４ｍｍである。４ｂは外装
体４の最内層の変性ポリオレフィンフィルムが加熱によ
り溶融して形成したシール層であり、このシール層４ｂ
は外装体４のシール部分４ａに対応しており、また、こ
のシール層４ｂによって、電池内部の密閉性が保たれる
とともに、接続用金属板７と正極端子５との接続部分へ
の電解液の付着や電池外部から空気の付着が防止され
る。なお、この図３には図示していないが、図１に概略
的に示しているように負極２側の接続用金属板７として
の銅箔と負極端子６との溶接による接続も正極側の場合
同様に外装体４のシール部分４ａで行なわれていて、そ
の溶接幅は２ｍｍであり、シール部分４ａの幅は４ｍｍ
である。
【００４０】なお、図１〜図３は模式的に図示したもの
であり、各構成部分の寸法比は必ずしも正確ではない。
であり、各構成部分の寸法比は必ずしも正確ではない。
【００４１】比較例１ 実施例１のような接続用金属板を用いることなく、４枚
の正極のリード部を４枚積層した状態で正極端子と外装
体のシール部分で溶接により接続し、かつ５枚の負極の
リード部を５枚積層した状態で負極端子と外装体のシー
ル部分で溶接により接続した以外は、実施例１と同様に
積層形ポリマー電解質電池を作製した。
の正極のリード部を４枚積層した状態で正極端子と外装
体のシール部分で溶接により接続し、かつ５枚の負極の
リード部を５枚積層した状態で負極端子と外装体のシー
ル部分で溶接により接続した以外は、実施例１と同様に
積層形ポリマー電解質電池を作製した。
【００４２】上記実施例１および比較例１の電池の内部
抵抗を測定した後、電池を６０℃、相対湿度９０％の雰
囲気中に２０日間貯蔵し、貯蔵後の内部抵抗を測定し
た。その結果を表１に示す。なお、内部抵抗はヒューレ
ット・パッカード社製、４２６３Ｂ型ＬＣＲメーターを
用い、周波数１ｋＨｚで測定した。
抵抗を測定した後、電池を６０℃、相対湿度９０％の雰
囲気中に２０日間貯蔵し、貯蔵後の内部抵抗を測定し
た。その結果を表１に示す。なお、内部抵抗はヒューレ
ット・パッカード社製、４２６３Ｂ型ＬＣＲメーターを
用い、周波数１ｋＨｚで測定した。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１に示すように、実施例１の電池は、比
較例１の電池に比べて、貯蔵による内部抵抗の増加が少
なく、貯蔵特性が優れていた。これは、実施例１の電池
の密閉性が高かったのに対して、比較例１の電池では外
装体のシール部分におけるリード部が厚いため、密閉性
が低くなったことによるものと考えられる。
較例１の電池に比べて、貯蔵による内部抵抗の増加が少
なく、貯蔵特性が優れていた。これは、実施例１の電池
の密閉性が高かったのに対して、比較例１の電池では外
装体のシール部分におけるリード部が厚いため、密閉性
が低くなったことによるものと考えられる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、外装
体のシール部分の密閉性が高く、貯蔵特性が優れ、電池
性能の信頼性が高い積層形ポリマー電解質電池を提供す
ることができた。
体のシール部分の密閉性が高く、貯蔵特性が優れ、電池
性能の信頼性が高い積層形ポリマー電解質電池を提供す
ることができた。
【図１】本発明の実施例１の積層形ポリマー電解質電池
の一例を模式的に示す断面図である。
の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１の積層形ポリマー電解質電池
に使用されている積層電極群のうちの１つのユニットセ
ルを取り出し、その要部を模式的に示す断面図である。
に使用されている積層電極群のうちの１つのユニットセ
ルを取り出し、その要部を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１の積層形ポリマー電解質電池
の正極側の接続用金属板と外部端子である正極端子との
接続部分およびその近傍を模式的に示す断面図である。
の正極側の接続用金属板と外部端子である正極端子との
接続部分およびその近傍を模式的に示す断面図である。
１ 正極 １ａ アルミニウム製の集電体 １ｂ 正極合剤層 １ｃ リード部 ２ 負極 ２ａ 銅製の集電体 ２ｂ 負極合剤層 ２ｃ リード部 ３ ポリマー電解質層 ４ 外装体 ４ａ シール部分 ５ 正極端子 ６ 負極端子 ７ 接続用金属板 ８ 接続用金属板と正極端子との接続部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB11 CC02 CC08 CC12 CC16 EE01 KK08 5H029 AJ06 AJ15 AK03 AL07 AM16 BJ04 BJ12 DJ05 DJ07 EJ01
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム製の集電体の少なくとも一
方の面に正極合剤層を形成してなる複数枚の正極と銅製
の集電体の少なくとも一方の面に負極合剤層を形成して
なる複数枚の負極とを、上記正極および負極のそれぞれ
の間にポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極
群を外装体で外装する積層形ポリマー電解質電池であっ
て、上記正極または負極のうち少なくとも一方の電極の
集電体と同材質のリード部を上記リード部と同材質の接
続用金属板と接続し、かつ上記接続用金属板と上記電極
のリード部とは異なる材質の外部端子とを外装体のシー
ル部分で接続したことを特徴とする積層形ポリマー電解
質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033296A JP2000231914A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 積層形ポリマー電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033296A JP2000231914A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 積層形ポリマー電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000231914A true JP2000231914A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12382594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11033296A Withdrawn JP2000231914A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 積層形ポリマー電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000231914A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000235851A (ja) * | 1999-02-16 | 2000-08-29 | Hitachi Maxell Ltd | 積層形ポリマー電解質電池 |
| JP2002134094A (ja) * | 2000-10-20 | 2002-05-10 | Nec Mobile Energy Kk | 密閉型電池 |
| KR100513637B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2005-09-07 | 에스케이씨 주식회사 | 리튬이온 폴리머 전지의 제조방법 |
| KR100513636B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2005-09-09 | 에스케이씨 주식회사 | 리튬이온 폴리머 전지 및 그의 제조방법 |
| JP2009532843A (ja) * | 2006-04-03 | 2009-09-10 | エルジー・ケム・リミテッド | 安全性及び容量が改善されたリチウム二次電池 |
| JP2021503704A (ja) * | 2017-11-20 | 2021-02-12 | リベスト インコーポレイテッドＬｉｂｅｓｔ Ｉｎｃ． | フレキシブル電池用の金属タブ |
| JP2021503705A (ja) * | 2017-11-24 | 2021-02-12 | リベスト インコーポレイテッドＬｉｂｅｓｔ Ｉｎｃ． | 最外郭電極の構造及び集電体の材質により使用安全性が向上した電極組立体並びに前記電極組立体を有するリチウムイオン二次電池 |
-
1999
- 1999-02-10 JP JP11033296A patent/JP2000231914A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
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| JP7572748B2 (ja) | 2017-11-20 | 2024-10-24 | リベスト インコーポレイテッド | リチウム二次電池 |
| JP2023161045A (ja) * | 2017-11-20 | 2023-11-02 | リベスト インコーポレイテッド | リチウム二次電池 |
| JP2021503705A (ja) * | 2017-11-24 | 2021-02-12 | リベスト インコーポレイテッドＬｉｂｅｓｔ Ｉｎｃ． | 最外郭電極の構造及び集電体の材質により使用安全性が向上した電極組立体並びに前記電極組立体を有するリチウムイオン二次電池 |
| JP7025794B2 (ja) | 2017-11-24 | 2022-02-25 | リベスト インコーポレイテッド | 最外郭電極の構造及び集電体の材質により使用安全性が向上した電極組立体並びに前記電極組立体を有するリチウムイオン二次電池 |
| JP7025795B2 (ja) | 2017-11-24 | 2022-02-25 | リベスト インコーポレイテッド | 最外郭電極の構造及び集電体の材質により使用安全性が向上した電極組立体並びに前記電極組立体を有するリチウムイオン二次電池 |
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