JP2856365B2 - 偏平型電源素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば電気二重層
コンデンサまたは電池のような電源素子に関するもの
で、特に、全体として偏平形状を有するケースを備える
偏平型電源素子における外部端子手段の構造の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年開発が進められているＩＣカード用
電源としては、リチウム電池または電気二重層コンデン
サが適しており、これら電源素子は、厚みの薄い形状す
なわち偏平型とされる。

【０００３】リチウム電池の電解液には、通常、プロピ
レン・カーボネートやγ−ブチロラクトンなどの有機溶
媒に、過塩素酸リチウムなどを電解質として溶かした非
水電解液が使用されており、電気二重層コンデンサにお
いても、耐電圧を高く設定できることから、同種の電解
液を用いることが望ましい。

【０００４】しかし、このような非水電解液を用いる場
合、その系内の水分量が増加すると、内部抵抗が増大し
たり、耐電圧が低下して、性能が劣化するため、高度の
脱水状態を保つ必要がある。

【０００５】たとえばＩＣカード用電源に適した偏平型
の電池の一例として、図４に示した構造のものがある。
図４では、いわゆる「ペーパーリチウム電池」の構造が
示されている。図４を参照して、ケース１は、たとえば
ステンレスなどの金属板または箔からなる第１および第
２のケース半体２および３を備える。これら第１および
第２のケース半体２および３の各周縁部は、たとえば熱
接着性フィルムなどの有機物からなる封口材４を介して
接合され、それによって、密閉された構造を持つケース
１が与えられる。ケース１の内部には、正極活物質５お
よび負極活物質６が、電解液を含有するセパレータ７を
間に挟んだ状態で配置される。

【０００６】このような構造において、第１のケース半
体２と第２のケース半体３とは、封口材４によって互い
に電気的に絶縁されており、かつ、第１のケース半体２
は正極活物質５に電気的に接触するとともに、第２のケ
ース半体３は負極活物質６に電気的に接触する。したが
って、第１および第２のケース半体２および３は、それ
ぞれ、第１および第２の外部端子手段を兼ねている。

【０００７】このような構造の場合、第１および第２の
ケース半体２および３自身における水分の透過は無視で
きるが、周囲の封口材４には、前述したように、有機物
を使用するため、この封口材４を介して、水分の透過ま
たは侵入、ならびに内部の電解液の揮散が多く発生し、
それゆえに、封止の信頼性が低いという欠点があった。
このため、この種の電池は、寿命が短く、また、使用環
境にも大きな制約があった。

【０００８】この封止性を改善するため、本件出願人
は、さきに特願昭６２−２９６８７９号（特開平１−１
４０５５３号）において封止性の高い密閉構造を有する
偏平型電源素子を提案している。

【０００９】図５には、その一実施例としての偏平型電
源素子８が断面図で示されている。図５を参照して、偏
平型電源素子８のケース９は、たとえばステンレス箔か
らなる第１および第２のケース半体１０および１１を備
え、周縁部１２において、溶接されることによって封止
される。第１のケース半体１０には、開口１３が形成さ
れ、この開口１３に臨むように、たとえばステンレス箔
からなる電極板１４が配置される。電極板１４と第１の
ケース半体１０とは、たとえば樹脂からなる絶縁層１５
によって互いに絶縁されかつ封止された状態とされる。
このようにして、密閉された収納部１６が形成され、こ
の収納部１６には、セパレータ１７を挟んで位置する第
１および第２の機能物質（たとえば、正極活物質および
負極活物質）１８および１９が収納される。

【００１０】上述した図５に示した構造によれば、製品
の外形寸法をほとんど大きくすることなく、絶縁層１５
の幅を十分に大きくとることができるため、水分の透過
および侵入ならびに電解液の揮散をより効果的に防止す
ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した構造にも、解決されるべき問題があった。

【００１２】すなわち、「ペーパーリチウム電池」のよ
うな図４に示す構造では、素子表面にある第１および第
２のケース半体２および３が、それぞれ、第１および第
２の外部端子となるため、電子機器に内蔵して回路基板
と接続する場合、比較的容易に電気的接続を行なうこと
ができる。

【００１３】これに対して、図５に示した構造では、一
方の外部端子となる電極板１４が、第１のケース半体１
０の内側に配置されているため、この電極板１４と回路
基板との電気的接続は、他方の外部端子となる、あるい
は他方の外部端子と同電位となる第１のケース半体１０
に接触させずに開口１３を通して行なう必要があった。
このため、回路基板と接続する場合には、この回路基板
側に特別な工夫を施す必要があった。

【００１４】それゆえに、この発明の目的は、たとえば
図５に示すような優れた封止構造を有する偏平型電源素
子において、外部端子手段の構造を改良し、回路基板と
の接続を容易にしようとすることである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、図５
に示した偏平型電源素子と同様、金属板または箔からな
る第１および第２のケース半体が互いに合わされてなる
ケースの内側に、一方の端子となる平坦な電極板が前記
第１のケース半体に沿いかつ第１のケース半体に対して
絶縁層を介して密着された状態で配置され、かつ、前記
第１のケース半体には、前記電極板の一部を露出させる
開口が形成された、偏平型電源素子に向けられるもので
あって、上述した技術的課題を解決するため、前記電極
板と電気的に導通された端子部を、前記第１のケース半
体の外面上に熱接着性フィルムからなる第２の絶縁層を
介して設けたことを特徴としている。

【００１６】

【００１７】また、前記端子部は、好ましくは、前記第
１のケース半体の外面に沿って延びる金属板または箔で
構成される部分および前記電極板に接触するとともに前
記第１のケース半体に形成された開口内に位置する導電
性樹脂で構成される部分を備える。

【００１８】

【作用】この発明において、端子部が第１のケース半体
に対して第２の絶縁層によって絶縁された状態で、平坦
な電極板と導電性樹脂を介して電気的に導通される。し
たがって、端子部を、一方の外部端子として機能させる
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】この発明によれば、第１のケース半体の
外面上に配置された端子部を、一方の外部端子として用
いることができるようになり、したがって、回路基板と
の接続が容易になる。

【００２０】また、第２の絶縁層を介して第１のケース
半体の外面上に設けられる端子部は、平坦な電極板と導
電性樹脂を介して電気的に導通されるため、厚みの薄い
ことが要求される偏平型電源素子において、その要求を
不満足なものとするほど厚みの増大を招かない。

【００２１】また熱接着性フィルムからなる第２の絶縁
層の存在により、封止効果をさらに高めることができ
る。

【００２２】

【実施例】図１には、この発明の一実施例が示されてい
る。ここに示した偏平型電源素子２０は、たとえば、電
気二重層コンデンサまたは電池である。

【００２３】図１を参照して、電源素子２０は、図５に
示した電源素子８と同様、ケース２１を備え、このケー
ス２１は、たとえばステンレス箔からなる第１および第
２のケース半体２２および２３からなり、周縁部２４に
おいて、溶接されることによって封止される。第１のケ
ース半体２２には、開口２５が形成され、この開口２５
に臨むように、たとえばアルミ箔からなる電極板２６が
配置される。電極板２６と第１のケース半体２２とは、
たとえば樹脂からなる絶縁層２７によって互いに絶縁さ
れかつ封止された状態とされる。このようにして、密閉
された収納部２８が形成され、この収納部２８には、セ
パレータ２９を挟んで位置する第１および第２の機能物
質３０および３１が収納される。

【００２４】このような電源素子２０において、電極板
２６と電気的に導通された端子部３２が、第１のケース
半体２２の外面上に第２の絶縁層３３を介して設けらて
いる。この端子部３２が、一方の外部端子手段として機
能する。

【００２５】この実施例では、端子部３２は、金属板ま
たは箔から構成される部分３４と導電性樹脂から構成さ
れる部分３５とを備える。金属板または箔部分３４は、
第１のケース半体２２の外面に沿って延び、他方、導電
性樹脂部分３５は、電極板２６に接触するとともに第１
のケース半体２２に形成された開口２５内に位置され
る。なお、金属板または箔部分３４は、厚み、強度、耐
食性、半田付け性、平坦性などの点から、銅または銅合
金、あるいはニッケルメッキ材などの金属から構成され
ることが好ましく、また、導電性樹脂部分３５には、作
業性の点から、銀、ニッケル、銅、カーボンなどの粉末
が添加された導電性樹脂ペーストまたは導電性樹脂フィ
ルムなどが用いられることが好ましい。

【００２６】また、第２の絶縁層３３としては、厚みが
薄く、平坦で、かつピンホールのない層が容易に得られ
る点で、たとえば、ホットメルトタイプの熱接着性フィ
ルムが有利に用いられる。このような熱接着性フィルム
の具体例として、厚み０．０３５ｍｍのポリアミド系樹
脂からなるフィルムがある。

【００２７】次に、電源素子２０に端子部３２を設ける
ための具体的な工程について説明する。

【００２８】まず、電源素子２０の開口２５を有する第
１のケース半体２２上に、第２の絶縁層３３となる熱接
着性フィルムと金属板または箔部分３４とを重ね、金属
板または箔部分３４の上方から加圧しながら加熱するこ
とにより、金属板または箔部分３４を、第２の絶縁層３
３を介して第１のケース半体２２に密着させた状態で固
定する。このとき、開口２５において、電極板２６の一
部を露出させるため、熱接着性フィルム（第２の絶縁層
３３）および金属板または箔部分３４の、開口２５に対
応する部分には、予め、開口を設けておく。ただし、熱
接着性フィルムの開口径は、開口２５の周縁部を被覆す
る必要があるため、この開口２５の径より小さいほうが
望ましい。また、金属板または箔部分３４の開口径は、
導電性樹脂部分３５によって接続される距離を短くする
ため、開口２５の径より小さい方が望ましい。

【００２９】次に、金属板または箔部分３４に設けられ
た開口から、導電性樹脂部分３５となる銀ペーストのよ
うな導電材料を注入し、この導電材料によって、第２の
絶縁層３３に設けられた開口を充填する。これによっ
て、金属板または箔部分３４と電極板２６とが電気的に
導通された状態となる。なお、導電性樹脂部分３５とし
て、導電性樹脂フィルムを用いる場合には、金属板また
は箔部分３４および電極板２６の双方に接触するよう
に、このような導電性樹脂フィルムを配置し、その上方
から加圧しながら加熱することにより、電極板２６、第
２の絶縁層３３および金属板または箔部分３４に密着さ
せ、金属板または箔部分３４と電極板２６とを導通させ
ればよい。

【００３０】図２および図３には、この発明の他の実施
例が示されている。ここに示した偏平型電源素子３６
は、上述した偏平型電源素子２０と比較して、リード端
子を備えていることを特徴としている。なお、図２およ
び図３において、前述した図１に相当する要素には同様
の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

【００３１】図２および図３を参照して、第１のリード
端子３７が金属板または箔部分３４と一体的に形成され
る。また、第２のリード端子３８が、スポット溶接によ
り、第２のケース半体２３の周縁部２４に取付けられて
いる。なお、これらリード端子３７および３８は、図２
によく示されているように、それらの平面方向での位置
が互いにずらされている。

【００３２】なお、この発明の各実施例において、金属
板または箔部分３４として開口を設けたものを使用した
が、開口を設けていないものを使用してもよい。この場
合、導電性樹脂部分３５となる銀ペーストのような導電
材料を第２の絶縁層３３に設けられた開口に充填し、そ
ののち開口を設けていない金属板または箔部分３４を第
２の絶縁層３３を介して第１のケース半体２２に固定す
ればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による偏平型電源素子２０
を示す断面図である。

【図２】この発明の他の実施例による偏平型電源素子３
６を示す斜視図である。

【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。

【図４】従来のペーパーリチウム電池の断面構造の一例
を概略的に示す図である。

【図５】この発明にとって興味ある先願において提案さ
れた偏平型電源素子８の断面構造を概略的に示す図であ
る。

【符号の説明】

２０，３６ 偏平型電源素子 ２１ ケース ２２ 第１のケース半体 ２３ 第２のケース半体 ２５ 開口 ２６ 電極板 ２７ 絶縁層 ３２ 端子部 ３３ 第２の絶縁層 ３４ 金属板または箔部分 ３５ 導電性樹脂部分 ３７ 第１のリード端子 ３８ 第２のリード端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 吉田 敏明 審判官 山岸 勝喜 審判官 鈴木 正紀 (56)参考文献 特開 平２−158066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267257（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−109068（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−35666（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板または箔からなる第１および第２
   のケース半体が互いに合わされてなるケースの内側に、
   一方の端子となる平坦な電極板が前記第１のケース半体
   に沿いかつ前記第１のケース半体に対して絶縁層を介し
   て密着された状態で配置され、かつ、前記第１のケース
   半体には、前記電極板の一部を露出させる開口が形成さ
   れた、偏平型電源素子において、 前記電極板と導電性樹脂を介して電気的に導通された端
   子部が、前記第１のケース半体の外面上に熱接着性フィ
   ルムからなる第２の絶縁層を介して設けられたことを特
   徴とする、偏平型電源素子。