WO2006118053A1

WO2006118053A1 - 電池

Info

Publication number: WO2006118053A1
Application number: PCT/JP2006/308422
Authority: WO
Inventors: Shinji Mino; Sadayuki Okazaki; Masaya Ugaji; Masayoshi Hiramoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2007-10-26
Also published as: JPWO2006118053A1; JP5065014B2; CN101167203A; US20090053592A1; CN101167203B; US7794873B2

Abstract

　本発明の電池は、帯状の電極群を有し、前記電極群は、第１電極、第２電極、およびこれらの間に介在するセパレータからなる。第１電極は、帯状の第１集電体およびその片面に担持された第１活物質層を有し、第１活物質層が、セパレータと対面している。第２電極は、帯状の第２集電体およびその片面に担持された第２活物質層を有し、第２活物質層が、セパレータと対面している。電極群は、ジグザグに折られて、複数の平坦部と、複数の平坦部の第１端部側に位置し、第１集電体が最外周側に位置する少なくとも１つの第１屈曲部と、第１端部側とは反対側の第２端部側に位置し、第２集電体が最外周側に位置する少なくとも１つの第２屈曲部とを有する積層体を構成している。積層体は、少なくとも１つの第１屈曲部に接続された第１端子、および少なくとも１つの第２屈曲部に接続された第２端子を有する。

Description

明細書

電池

技術分野

[0001] 本発明は、正極と負極とセパレータとを含む電池に関し、特に小型化や高工ネルギ一密度化が可能な電池に関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯用移動端末機器等の需要から、扁平な形状で且つ高工ネルギー密度の電池が求められている。例えば、電池ケースに効率よく収容するために、図 6に示されるような、正極、負極およびセパレータを含む積層体が提案されている（特許文献 1および 2参照）。図 6の積層体 51は、正極 54と、負極 57と、これらの間に配置されたセパレータ 58とを備える電極群 59を、ジグザグに折り畳むことにより、形成されている。正極 54は、アルミニウム箔カもなる正極集電体 52とその上に担持された LiC oO等のリチウム複合酸ィ匕物力もなる正極活物質層 53を含む。負極 57は、銅箔から

2

なる負極集電体 55とその上に担持された炭素質材料からなる負極活物質層 56を含む。

[0003] また、特許文献 1に記載される電池にお!ヽては、正極集電体および負極集電体の少なくとも一方に、活物質を担持しない領域を設けて、その領域を、積層体の屈曲部とすることもできる。この場合、屈曲部に、正極活物質層および負極活物質層が存在しないため、その屈曲部が肉薄となる。これにより、積層体は均一な厚さとなる。

[0004] 一方で、図 7に示すような構造の電池も提案されている (特許文献 3参照)。図 7の電池においても、図 6に示されるような積層体 51が用いられている。積層体 51の周囲には、電気絶縁性シール材 61が配設されている。積層体の下面にある正極集電体 52に接するように、導電性板材 62が配されている。導電性板材 62は、正極用の端子となる。同様に、電極群の上面にある負極集電体 55に接するように、導電性板材 63が配されている。導電性板材 63は、負極用の端子となる。

特許文献 1：特開平 9 7610号公報

特許文献 2：特開平 8 - 264206号公報特許文献 2：特開平 6— 140077号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、上記のような構造を有する電池を、回路基板に半田付けするためには、別途、リード端子が必要となる。このため、電池自体を小型化することができないさらに、電池自体の横断面積よりも大きな実装面積が必要となる。また、電池の高さも高くなる。よって、回路基板の小型化が困難になる。

さらには、部品数が多くなるために、コストアップにもつながる。

[0006] 電極群における活物質層の割合を高くして、高容量ィ匕を達成するために、正極集電体および負極集電体の厚さを薄くすることが考えられる。しカゝしながら、特に集電体の厚さが 5 μ m未満となると、集電体にリード端子を溶着することが困難となる。集電体の厚さが薄いと、その取り扱いも困難となる。よって、集電体を破損せずに、リード端子を形成することが困難となる。

[0007] 本発明は、集電体が薄い場合でも、集電体を破損することなぐリード端子を設けることを目的とし、さらに、信頼性の高い薄型の電池を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0008] 本発明の電池は、帯状の電極群を有し、前記電極群は、第 1電極、第 2電極、およびこれらの間に介在するセパレータカもなる。第 1電極は、帯状の第 1集電体およびその片面に担持された第 1活物質層を有し、第 1活物質層が、セパレータと対面している。第 2電極は、帯状の第 2集電体およびその片面に担持された第 2活物質層を有し、第 2活物質層が、セパレータと対面している。電極群は、ジグザグに折られて、複数の平坦部と、複数の平坦部の第 1端部側に位置し、第 1集電体が最外周側に位置する少なくとも 1つの第 1屈曲部と、第 1端部側とは反対側の第 2端部側に位置し、第 2集電体が最外周側に位置する少なくとも 1つの第 2屈曲部とを有する積層体を構成している。積層体は、少なくとも 1つの第 1屈曲部に接続された第 1端子、および少なくとも 1つの第 2屈曲部に接続された第 2端子を有する。

[0009] 換言すると、本発明の電池は、ジグザグに折られている。よって、セパレータは、開放部が相互に反対方向に向くように折られており、交互に配列した断面 U字状の第 1 電極収容部と第 2電極収容部を形成している。第 1電極収容部には、第 1電極が収容される。第 2電極収容部には、第 2電極が収容される。第 1電極は、 2つの第 1電極部片を備え、各第 1電極部片は、第 1集電体とその片面に担持された第 1活物質層とを含む。第 2電極は、 2つの第 2電極部片を備え、第 2集電体とその片面に担持された第 2活物質層とを含む。 2つの第 1電極部片は、活物質層がセパレータに接するように第 1電極収容部に配置され、 2つの第 2電極部片は、活物質層がセパレータに接するように第 2電極収容部に配置される。隣接する 2つの第 1電極収容部に収容され、活物質層が互いに向き合う第 1電極部片同士は、第 1電極収容部間のセパレータをまたぐように設けられた第 1連結部によって連結される。隣接する 2つの第 2電極収容部に収容され、活物質層が互いに向き合う第 2電極部片同士は、第 2電極収容部間のセパレータをまたぐように設けられた第 2連結部によって連結される。第 1連結部は少なくとも第 1集電体から構成され、第 2連結部は少なくとも第 2集電体から構成される。さらに、本発明の電池は、第 1連結部を相互に接続する第 1端子部、および第 2連結部を相互に接続する第 2端子部を具備する。

[0010] 第 1端部側および第 2端部側の各々において、屈曲部が複数あり、第 1端部側および第 2端部側の少なくとも一方において、複数の屈曲部の位置は、積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に、順にずれていてもよい。または、第 1端部側および第 2端部側の少なくとも一方において、屈曲部の位置力 1つおきに、積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に突出していてもよい。ここで、積層体の厚さ方向とは、平坦部が積層された方向のことをいう。

[0011] 第 1屈曲部および第 2屈曲部の少なくとも 1つの屈曲部において、集電体は活物質層を担持していないことが好ましい。また、少なくとも 1つの屈曲部において、その集電体の表面には、凹凸が設けられて、ることが好ま U、。

発明の効果

[0012] 本発明の電池に含まれる積層体においては、平坦部の第 1端部側および第 2端部側に、それぞれ、少なくとも 1つの第 1屈曲部および少なくとも 1つの第 2屈曲部が配されている。第 1屈曲部の最外周側には第 1集電体が位置し、第 2屈曲部の最外周側には第 2集電体が位置する。さらに、積層体は、少なくとも 1つの第 1屈曲部に接続された第 1端子および少なくとも 1つの第 2屈曲部に接続された第 2端子を有する。このため、集電体の厚さが薄い場合でも、これらの端子に別のリード端子を接続することにより、集電が可能となる。

また、第 1端子および第 2端子は、積層体の側面に形成されるため、端子を設けたことによる、厚みの増大のな、電池を提供することができる。

さらには、前記端子は、屈曲部全体に接続することにより、端子の一部が、集電体と接触しなくなったとしても、端子の他の部分と集電体と接触が維持される。よって、信頼性の高!、電池を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の一実施形態に力かる電池に含まれる発電部を概略的に示す縦断面である。

[図 2]本発明の別の実施形態に力かる電池に含まれる発電部を概略的に示す縦断面である。

[図 3]本発明のさらに別の実施形態に力かる電池に含まれる発電部を概略的に示す縦断面である。

[図 4]本発明のさらに別の実施形態に力かる電池に含まれる発電部を概略的に示す縦断面である。

[図 5]本発明のさらに別の実施形態に力かる電池に含まれる発電部を概略的に示す縦断面である。

[図 6]従来の積層型電池を概略的に示す縦断面である。

[図 7]実施例で作製した比較電池 1を概略的に示す縦断面図である。

[図 8]落下試験において、底面となる 4つの面を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 実施の形態 1

図 1に、本発明の一実施形態にカゝかる電池に含まれる発電部を示す。

図 1の発電部 1は、積層体 2、ならびに積層体 2に設けられた第 1端子 3および第 2 端子 4を備える。積層体は、複数の平坦部 8と、複数の平坦部 8の第 1端部側に位置し、第 1集電体 5aが最外周側に位置する第 1屈曲部 9および 10と、第 1端部側とは反対側の第 2端部側に位置し、第 2集電体 6aが最外周側に位置する第 2屈曲部 11および 12とを有する。

積層体は、帯状の電極群を、ジグザグに折ることにより形成される。帯状の電極群は、第 1電極 5、第 2電極 6、およびこれらの間に配置されたセパレータ 7からなる。第 1電極 5は、帯状の第 1集電体 5aおよびその片面に担持された第 1活物質層 5bを有する。第 2電極 6は、第 2集電体 6bおよびその片面に担持された第 2活物質層 6bを有する。第 1活物質層 5bと第 2活物質層 6bとは、セパレータを介して対向している。なお、第 1電極および第 2電極は、どちらが正極であっても、負極であってもよい。

[0015] 上記積層体の第 1端部側の端面 (第 1端面）には、第 1屈曲部 9および 10が位置している。第 1端部側とは反対側の第 2端部側の端面 (第 2端面）には、第 2屈曲部 11 および 12が位置している。第 1屈曲部 9および 10の最外周側には、第 1集電体の屈曲部 13および 14が位置している。第 2屈曲部 11および 12の最外周側には、第 2集電体の屈曲部 15および 16が位置している。これにより、第 1屈曲部 9および 10が配置された積層体の第 1端面には、第 1集電体 5aが配されることとなる。また、第 2屈曲部 11および 12が配置された積層体の第 2端面には、第 2集電体 6aが配されることとなる。なお、図 1の発電部において、第 1屈曲部および第 2屈曲部は、集電体およびその上に担持された活物質層力なる電極、ならびにセパレータカ構成されて、る

[0016] さらに、上記積層体は、第 1屈曲部 9および 10に接続された第 1端子 3、ならびに第 2屈曲部 11および 12に接続された第 2端子 4を有する。つまり、積層体は、第 1集電体の屈曲部 13および 14が配された第 1端面に第 1端子 3を有し、第 2集電体の屈曲部 15および 16が配された第 2端面に第 2端子 4を有する。

[0017] このように、第 1集電体の屈曲部が配された第 1端面に第 1端子 3を設け、第 2集電体の屈曲部が配された第 2端面に第 2端子 4を設けることにより、これらの端子にリード端子を取り付けることができる。よって、集電体が薄膜である場合でも、集電体を損傷することなぐリード端子の接続が可能となる。

[0018] また、従来、積層体の厚さ方向に端子が配置されていたため、積層体の厚さが厚くなっていた。しかしながら、本発明においては、第 1端子および第 2端子は、積層体の側面に位置する第 1端面および第 2端面に設けられるため、積層体の厚さが増大することもない。ここで、積層体の厚さ方向とは、複数の平坦部の積層方向のことをいう。積層体の側面とは、積層体の厚さ方向に平行な端面のことをいう。

また、このような発電部を有する電池は、回路基板等に、簡単に取り付けることができる。

[0019] 図 1において、第 1端子は、第 1屈曲部 9および 10の両方に接続され、第 2端子は、第 1屈曲部 11および 12の両方に接続されている。このときに、図 1に示されるように、各端子は、 2つの屈曲部の全体に設けることが好ましい。これにより、集電体と端子との電気的導通が一部分で切れた場合や、屈曲部に位置する集電体が破損した場合でも、第 1端子および第 2端子力の集電が可能となる。このため、信頼性の高い電池を得ることが可能となる。なお、第 1端子および第 2端子は、それぞれ、第 1端面の全体および第 2端面の全体を覆うように形成することが好ま U、。

なお、各端面に、屈曲部が 1つずつしか存在しない場合、端子は、その屈曲部全体に設けることが好ましい。

[0020] また、第 1端子の厚さは、例えば、第 1屈曲部の頂部 17から、 5 m以上であることが好ましい。このことは、第 2端子においても同様である。

[0021] 上記積層体において、第 1端面と第 2端面とは、互いに反対方向にある。このため、第 1端子と第 2端子とが接触することを防止することができる。

[0022] 第 1端子および第 2端子は導電性層から構成することができる。例えば、第 1端子および第 2端子は、金属膜からなってもよい。第 1端子および第 2端子を構成する材料としては、当該分野で公知の材料を用いることができる。例えば、第 1端子が正極端子である場合、第 1端子を構成する材料には、例えば、アルミニウムを用いることができる。第 2端子が負極端子である場合には、第 2端子を構成する材料には、例えば、銅を用いることができる。

第 1端子および第 2端子は、例えば、上記のような材料を用いるアーク溶射法を用いて形成することができる。

[0023] また、導電性ペーストを、第 1端面および第 2端面に塗布し、乾燥して、導電性層を形成し、これらを第 1端子および第 2端子としてもよい。

[0024] なお、図 1の発電部の上部において、セパレータ 7が第 2電極 6の端部 6cで折り返されており、第 2電極 6の集電体 6a上までセパレータ 7が延びている。よって、第 2電極 6と第 1端子 3とは、それらの間にセパレータが介在するため、短絡することはない同様に、発電部の下部において、セパレータ 7が第 1電極 5の端部 5cで折り返されており、第 1電極 5の集電体 5a上までセパレータ 7が延びている。よって、第 1電極 5と第 2端子 4とは、それらの間にセパレータが介在するため、短絡することはない。

[0025] 正極活物質および負極活物質は、作製される電池の種類に応じて、適宜選択される。例えば、リチウム二次電池の場合には、正極活物質としては、当該分野で公知の材料、例えば、コバルト酸リチウム (LiCoO )を用いることができる。負極活物質として

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は、当該分野で公知の材料、例えば、金属リチウム、黒鉛、ケィ素（Si)、酸ィ匕ケィ素（ SiOx)およびスズ（Sn)を用いることができる。また、負極活物質層は、 Si、 SiOxおよび Snの堆積膜であってもよ!/、。

正極活物質層および負極活物質層は、必要に応じて、結着剤、導電剤等を含んでいてもよい。

[0026] 正極集電体および負極集電体としては、例えば、当該分野で公知の金属材料からなるシートを用いることができる。正極集電体を構成する材料としては、例えば、アルミニゥムが挙げられる。負極集電体を構成する材料としては、例えば、銅が挙げられる。

[0027] 以下に、図 1の発電部の作製方法の一例を示す。以下では、第 1電極を正極とし、第 2電極を負極として説明する。

正極集電体の片面に正極活物質層を形成して、正極を作製する。正極活物質層の作製方法は、当該分野で公知の方法を用いることができる。ただし、作製される電池の種類や用いられる正極活物質の種類に応じて、正極活物質層の作製方法は、適宜選択することができる。

負極の作製方法についても、上記正極の場合と同様である。

[0028] 次に、得られた正極と負極とを、セパレータを介して積層して、電極群を得る。このとき、正極活物質層と負極活物質層とを、セパレータを介して対向させる。

[0029] 次、で、得られた電極群を、ジグザグに折り、複数の平坦部と、複数の平坦部の第 1端部側に位置し、第 1集電体が最外周側に位置する少なくとも 1つの第 1屈曲部と、第 1端部側とは反対側の第 2端部側に位置し、第 2集電体が最外周側に位置する少なくとも 1つの第 2屈曲部とを有する積層体を得る。

この積層体は、第 1集電体が配された第 1端面と、第 2集電体が配された第 2端面とを有する。このような積層体において、第 1端面とは反対側の面に、第 2端面が位置する。

[0030] 次に、第 1端面に、少なくとも 1つの第 1屈曲部に接続された第 1端子 (正極端子)を設け、第 2端面に、少なくとも 1つの第 2屈曲部に接続された第 2端子 (負極端子)を設ける。

こうして、図 1に示されるような発電部を作製することができる。

[0031] 実施の形態 2

積層体の第 1端面および第 2端面のそれぞれに、屈曲部が 2つ以上含まれる場合、第 1端面および第 2端面の少なくとも一方において、それらの屈曲部の位置がずれていることが好ましい。このとき、屈曲部の位置力積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に、順にずれていてもよいし、屈曲部の位置力 1つおきに、積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に突出していてもよい。換言すれば、複数の屈曲部の位置が、一方の最端の屈曲部から、他方の最端の集電体屈曲部に向かって、徐々に一方向にずれていてもよい。または、その複数の屈曲部の位置が、一方の最端の屈曲部から、他方の最端の屈曲部に向かって、交互に一方向およびその逆方向にずれていてもよい。このことを、図 2〜3を参照しながら説明する。なお、図 2および 3において、図 1と同様の構成要素には、同じ番号を付している。

[0032] 図 2には、第 1屈曲部の位置と第 2屈曲部の位置が、それぞれ、同じ方向にずれている積層体を示す。平坦部の第 1端部側に位置する屈曲部 9の頂部（つまり、第 1集電体の屈曲部 13の頂部）と、積層体の上部に位置する電極群の端部 20とは、長さ a だけずれている。屈曲部 9の頂部と、屈曲部 9に隣接する屈曲部 10の頂部（つまり、第 1集電体の屈曲部 14の頂部）とは、長さ bだけずれている。 [0033] 同様に、平坦部の第 2端部側に位置する屈曲部 12の頂部（つまり、第 2集電体の屈曲部 16の頂部）と、積層体の下部に位置する電極群の端部 21とは、長さ dだけずれている。屈曲部 12の頂部と、屈曲部 12に隣接する屈曲部 11の頂部（つまり、第 2 集電体の屈曲部 15の頂部）とは、長さ cだけずれている。

[0034] 図 3に、屈曲部の位置力交互に一方向およびその逆方向にずれている積層体を示す。図 3の積層体では、屈曲部の位置力 1つおきに、積層体の厚さ方向に垂直な方向に突出している。

平坦部の第 1端部側において、屈曲部 10の位置は、図 1の積層体における屈曲部 10の位置より、所定の方向（図 3の右側に向いている矢印の方向）にずれている。なお、積層体の下部に位置する電極群の端部 21も、第 2屈曲部 10と同じ方向にずれている。

屈曲部 9の位置は、屈曲部 10がずらされた方向とは逆の方向（図 3の左側に向いている矢印の方向）にずれている。なお、屈曲部 9の頂部は、屈曲部 10の頂部より、長さ bだけ、左側にずれている。

[0035] 平坦部の第 2端部側において、屈曲部 12は、屈曲部 9と同じ方向にずれている。屈曲部 11は、屈曲部 12がずらされた方向とは反対側の方向にずれている。図 3において、屈曲部 12の頂部は、電極群の端部 21から、左側に長さ dだけずれている。屈曲部 11の頂部は、屈曲部 12の頂部から、右側に長さ cだけずれている。

[0036] なお、上記長さ a、長さ b、長さおよび長さ dは、種々の値に設定することができる

[0037] 以上のように、第 1端部側および第 2端部側の少なくとも一方において、屈曲部の位置をずらすことにより、その集電体屈曲部以外の部分の集電体も露出することとなる。これにより、外部への集電体の露出面積が大きくなる。このため、第 1集電体と第 1端子との接触面積および Zまたは第 2集電体と第 2端子との接触面積が増加し、積層体と電極群との密着性が向上する。

[0038] このような積層体は、例えば、電極群をジグザグに折り曲げたときに、屈曲部の位置を、積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に徐々にずらすか、または屈曲部の位置を、積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に、 1つおきに突出させることにより作製することができる。

[0039] 実施の形態 3

本発明にお、て、平坦部の第 1端部側および第 2端部側の少なくとも一方に位置する少なくとも 1つの屈曲部は、セパレータと集電体とから構成されて、てもよ、。図 4に、全ての屈曲部が、セパレータと集電体とからなる積層体を具備する発電部を示す。図 4において、図 1と同じ構成要素には、同じ番号を付している。

図 4に示されるように、第 1端部側に位置する屈曲部 9および 10は、セパレータ 7および第 1集電体 5aからなる。同様に、第 2端部側に位置する屈曲部 11および 12は、セパレータ 7および第 2集電体 6aからなる。このように、屈曲部において、集電体の上に活物質層が存在しないため、屈曲部が肉薄となる。このため、屈曲部が厚くなることがなぐ積層体を均一な厚さとすることが可能となる。

[0040] さらに、屈曲部を構成する集電体に所定のパターンで凹凸（図示せず)を設けてもよい。このように、屈曲部を構成する集電体の表面に所定のパターンの凹凸を設けることにより、集電体の表面積が増加し、集電体と端子との接触面積が増加する。よつて、屈曲部を構成する集電体と端子との密着性を向上させることができる。

集電体に設けられる凹凸のパターンは、集電体の表面積を増加することができれば、どのようなパターンであってもよい。

[0041] また、上記実施形態 1および 2においても、屈曲部をセパレータと集電体とから構成してもよい。また、屈曲部をセパレータと集電体とから構成するとともに、屈曲部を構成する集電体に所定のパターンの凹凸を設けてもよい。

[0042] 図 4に示されるような積層体は、例えば、以下のようにして作製することができる。

集電体に活物質層を形成してヽなヽ部分を設けた第 1電極および第 2電極を作製する。第 1電極および第 2電極を、セパレータを介して積層して、電極群を作製する。その電極群を、集電体に活物質層を形成していない部分が、屈曲部に位置するように、ジグザグに折ることにより、図 4に示される積層体を作製することができる。

[0043] 実施の形態 4

第 1電極および第 2電極の少なくとも一方は、集電体とその片面に担持された活物質層とからなる、複数の極板から構成されて、てもよ、。図 5に、第 1電極が、複数の極板から構成される発電部を示す。図 5において、図 1 と同じ構成要素には、同じ番号を付している。

図 5の発電部に用いられる積層体において、第 1電極は、 3つの極板 21〜23から構成されている。各極板は、集電体 5aおよびその片面に担持された活物質層 5bからなる。

図 5の積層体は、第 1電極と第 2電極とその間に配置されたセパレータを含む電極群を、ジグザグに折ることにより形成されている。形成された積層体において、極板 2 1の一方の端部と、極板 22の一方の端部とは、位置 24で接している。極板 22の他方の端部と極板 23の一方の端部とは、位置 25で接している。このように、第 1電極を 3 つの極板で構成したとしても、第 1屈曲部 9および 10の最外周側には、第 1集電体 5a を配することができる。なお、極板の端部同士の接触位置は、平坦部、屈曲部等、いずれの位置にあってもよ！、。

[0044] 本実施形態では、第 1電極と第 2電極の両方が、複数の極板力構成されていてもよいし、第 1電極または第 2電極のいずれか一方力複数の極板力も構成されていてちょい。

[0045] あるいは、第 1電極および第 2電極の少なくとも一方を、複数の極板と、それらの極板同士を接続する帯状の導電性材料とで構成してもよい。帯状の導電性材料は、積層体を構成したときに、屈曲部に位置させることがことが好ましい。これにより、屈曲部が活物質層を含まないため、上記実施の形態 3と同様に、積層体を均一な厚さとすることが可能となる。

[0046] 実施の形態 1〜3においても、第 1電極および第 2電極の少なくとも一方が、複数の極板から構成されてヽてもよヽ。

[0047] 本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。

実施例 1

[0048] (電池 1)

図 1に示されるような発電部を有する電池を作製した。なお、本実施例では、第 1電極を正極とし、第 2電極を負極とした。 [0049] (正極の作製）

まず、離型剤付きのポリエチレンテレフタレート（PET)フィルムの離型剤が付、た方の面に、アルミニウム金属を蒸着させて、アルミニウム箔カなる正極集電体 (厚さ 2 μ ΐΐί)を形成した。

[0050] 次!、で、正極活物質である LiCoOと、バインダーであるポリフッ化ビ-リデン（PVD

2

F)と、 N—メチルー 2—ピロリドン (NMP)とを、所定の割合で混合して、正極合剤べ一ストを得た。得られたペーストを、正極集電体の PETフィルムが存在する面とは反対側の面に、約 100 mの厚さとなるように塗工し、乾燥して、正極活物質層を形成した。次に、正極集電体から、離型剤付き PETフィルムを剥がして、正極を得た。

[0051] (負極の作製）

離型剤付きの PETフィルム上に、銅を蒸着させて、銅箔からなる負極集電体 (厚さ 2 μ m)を形成した。

次いで、負極活物質であるメソカーボンマイクロビーンズ (MCMB) (三菱化学 (株）製）と、 PVDFと、 NMPとを、所定の割合で混合し、負極合剤ペーストを得た。得られたペーストを、負極集電体の PETフィルムが存在する面とは反対側の面に、約 140 μ mの厚さとなるように塗工し、乾燥して、負極活物質層を形成した。次に、負極集電体から、離型剤付き PETフィルムを剥がして、負極を得た。

[0052] (積層体の作製）

このようにして得られた正極と負極とを、ポリエチレン微多孔膜からなる厚さ 20 m のセパレーターを介して、積層して、厚さ約 260 μ mのフィルム状の電極群を得た。このとき、正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対向するように、正極、セパレータおよび負極を積層した。

[0053] 次いで、得られた電極群を、ジグザグに 4回折って、図 1に示されるような積層体を得た。積層体の厚さは 1. 3mmであった。積層体をその厚さ方向に上方から見たときに、積層体の幅（電極群の幅と同じ）は 35mmであり、その幅方向に垂直な方向の長さは 30mmであった。

[0054] (正極端子および負極端子の形成）

次に、積層体の、第 1屈曲部が配された第 1端面全体に、アルミニウム力もなる正極端子を形成した。こうして、正極端子を、全ての第 1屈曲部に接続した。同様にして、第 2屈曲部が配された第 2端面全体に、銅力もなる負極端子を形成した。こうして、負極端子を、全ての第 2屈曲部に接続した。正極端子および負極端子の厚さは、それぞれ、 500 μ mとした。

正極端子および負極端子の形成は、溶射装置 (コーケン 'テクノ (株)製の EAS— WD—I)を用いるアーク溶射により行った。アルミニウムの溶射条件は、電流値 50A 、電圧 28V、溶射距離 150mm、メインエアー圧 4. Okgf/cm²、サブエアー圧 4. 5k gf/cm²とした。銅の溶射条件は、電流値 40A、電圧 48V、溶射距離 150mm、メインエアー圧 4. Okgf/cm²、サブエアー圧 4. 5kgf/cm²とした。

こうして、図 1に示されるような発電部を作製した。

なお、正極端子および負極端子には、それぞれ、正極リードおよび負極リードを取り付けておいた。

[0055] 次に、得られた発電部の積層体に、電解液を含浸させた。電解液としては、炭酸ェチレンと炭酸ジェチルを体積比 1： 1で混合した混合溶媒に、 LiPF

6を ImolZLの濃度で溶解した非水電解液を用いた。

[0056] 電池ケースに、積層体に電解液を含浸させた発電部を収容した。正極リードおよび負極リードを外部に取り出すとともに、電池ケースの開口部を密閉して、電池 1を得た

。電池ケースとしては、アルミニウムラミネートシート（大日本印刷 (株)製)からなる袋を用いた。

[0057] (電池 2)

図 2に示されるような発電部を用いたこと以外、電池 1と同様にして、電池 2を作製した。電池 2の発電部において、 aは 20mmとし、 bおよび cは 10mmとし、 dは 15mmとした。

[0058] (電池 3)

図 3に示されるような発電部を用いたこと以外、電池 1と同様にして、電池 3を作製した。電池 3の発電部において、 aおよび bは 15mmとし、 cは 25mmとした。

[0059] (電池 4)

図 4に示されるような発電部を用いたこと以外、電池 1と同様にして、電池 4を作製した。なお、電池 4の発電部において、第 1屈曲部を構成する集電体および第 2屈曲部を構成する集電体の表面には、凹凸を設けておいた。

[0060] (比較電池 1)

比較として、図 7に示されるような電池を作製した。なお、比較電池 1で用いた積層体と、電池 1で用いた積層体とは、同じにした。

積層体 51の下面には、正極集電体 52が露出しており、正極集電体 52に接するように、アルミニウム力もなる導電性板材 62を配置した。積層体 51の上面には、負極集電体 55が露出しており、負極集電体 55に接するように銅力もなる導電性板材 63を配置した。積層体 61の上面および下面以外の面は、電気絶縁シール材 61で覆った。このようにして、比較電池 1を得た。

ここで、正極集電体と接する導電性板材 62は、正極端子として機能する。負極集電体に接する導電性板材 63は、負極端子として機能する。つまり、比較電池 1では、積層体の上下に端子が設けられている。

[0061] (評価）

電池 1〜4と比較電池 1について、以下のような評価を行った。以下の評価では、各電池につき、 5個のセルを用いた。

まず、初期電池容量を以下のようにして測定した。

各電池を、 60mAの電流値で、電池電圧が 4. 2Vになるまで充電し、その後、 4. 2 Vの定電圧で、所定の時間の間、充電を行った。次いで、充電後の電池を、 60mA の定電流で、電池電圧が 3. OVに低下するまで放電して、初期電池容量を求めた。その結果、各電池の初期電池容量は、ほぼ同じであり、概ね 300mAhであった。

[0062] 次に、 75cmの高さから、図 8に示されるように、矢印で示される 4つの面がそれぞれ底面となるように、 5回ずつ、所定の板の上に落とす落下試験を行った。

落下試験後、上記と同様にして、再度電池容量を測定した。測定した電池容量が、初期電池容量とほとんど同じであったセルの数を表 1に示す。

[0063] [表 1] 電池 1 電池 1 電池 3 電池 4 比較電池 1 正常セル数

5 5 5 5 0

(個）

[0064] 表 1に示されるように、電池 1〜4は、落下試験後も、その容量は、ほとんど低下してはいなかった。一方、比較電池 1は、全てのセルにおいて、容量が OmAhにまで低下していた。

[0065] 落下試験後に、各電池を分解し、発電部の断面を、光学顕微鏡で観察した。その結果、比較電池 1において、端子が、集電体力完全に剥がれていた。電池 1では、積層体の側面に設けられた端子の一部が、集電体から剥がれていた。一方、電池 2 〜4では、正極端子および負極端子は、正極集電体および負極集電体から、全く剥がれていなかった。

[0066] 電池 1の結果から、端子の一部が集電体力剥がれた場合でも、その端子からの集電が可能であることがわかる。第 1端面の全体および第 2端面の全体に、第 1端子および第 2端子が形成されているため、端子の一部が集電体力剥がれたとしても、端子の他の部分が、集電体と接している。これにより、端子力の集電が十分に可能となる。

さら〖こは、電池 1〜4では、正極端子および負極端子は、それぞれ第 1端面および第 2端面に、溶射により形成されている。このため、比較電池と比べて、端子と集電体との接合力が大きくなり、端子が集電体力剥がれにくくなつたと考えられる。

産業上の利用可能性

[0067] 本発明にかかる電池は、側面端子を有し、薄型電池等として有用である。また、例えば、外部力ゝらの衝撃に対して高い信頼性を有するため、耐衝撃性を必要とされるモノくィル機器等の電源として用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 帯状の電極群を有し、前記電極群は、第 1電極、第 2電極、およびこれらの間に介在するセパレータカなり、前記第 1電極は、帯状の第 1集電体およびその片面に担持された第 1活物質層を有し、前記第 1活物質層が、前記セパレータと対面しており、前記第 2電極は、帯状の第 2集電体およびその片面に担持された第 2活物質層を有し、前記第 2活物質層が、前記セパレータと対面しており、

前記電極群は、ジグザグに折られて、複数の平坦部と、前記複数の平坦部の第 1 端部側に位置し、前記第 1集電体が最外周側に位置する少なくとも 1つの第 1屈曲部と、前記第 1端部側とは反対側の第 2端部側に位置し、前記第 2集電体が最外周側に位置する少なくとも 1つの第 2屈曲部とを有する積層体を構成しており、前記積層体は、前記少なくとも 1つの第 1屈曲部に接続された第 1端子、および前記少なくとも 1つの第 2屈曲部に接続された第 2端子を有する、電池。

[2] 前記第 1端部側および前記第 2端部側の各々において、前記屈曲部が複数あり、前記第 1端部側および前記第 2端部側の少なくとも一方にお、て、前記屈曲部の位置が、前記積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に、順にずれている、請求項 1記載の電池。

[3] 前記第 1端部側および前記第 2端部側の各々において、前記屈曲部が複数あり、前記第 1端部側および前記第 2端部側の少なくとも一方にお、て、前記屈曲部の位置が、 1つおきに前記積層体の厚さ方向に垂直な所定の方向に突出している、請求項 1記載の電池。

[4] 前記第 1屈曲部および前記第 2屈曲部の少なくとも 1つの屈曲部において、前記集電体が前記活物質層を担持して!/、な!、、請求項 1記載の電池。

[5] 前記第 1屈曲部および前記第 2屈曲部の少なくとも 1つの屈曲部において、前記集電体の表面に、凹凸が設けられている、請求項 1記載の電池。