JP2000215879A - Polymer electrolyte battery - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極の集電体または該集電体に接続したリー
ド体の外装体より外部に引き出した部分の腐食を防止
し、貯蔵特性の低下などを防止した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シート状の正極、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
てなるシート状の負極およびポリマー電解質を有し、そ
れらを外装体で外装してなるポリマー電解質層におい
て、上記正極の集電体または該集電体に接続したアルミ
ニウム製のリード体および上記負極の集電体または該集
電体に接続した銅製のリード体の自由端側を外装体のシ
ール部分より外側に引き出し、それらの外装体のシール
部分より外側の部分をニッケルまたはニッケルメッキを
した銅、鉄もしくはステンレス鋼などの金属製の被覆材
で被覆して、それらが外気と接触しないようにする。
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent corrosion of a part of a current collector of an electrode or a lead body connected to the current collector, which is drawn out from an exterior body, and to prevent deterioration of storage characteristics and the like. I will provide a. SOLUTION: A sheet-like positive electrode having a positive electrode mixture layer formed on at least one surface of an aluminum current collector, and a negative electrode mixture layer formed on at least one surface of a copper current collector. A current collector for the positive electrode or an aluminum lead connected to the current collector and a current collector for the negative electrode in a polymer electrolyte layer having a sheet-shaped negative electrode and a polymer electrolyte, which are packaged with a package. The free end side of the body or the copper lead body connected to the current collector is pulled out from the sealing portion of the exterior body, and the portion outside the sealing portion of the exterior body is nickel or nickel-plated copper, iron or Coated with a metallic coating such as stainless steel to prevent them from contacting the outside air.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、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
に適したポリマー電解質電池に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte battery, and more particularly, to a polymer electrolyte battery particularly suitable for use as a power source for portable electronic devices, electric vehicles, road leveling, and the like.
【0002】[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。特に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、フレキシブルなので、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。2. Description of the Related Art In a polymer electrolyte battery, the electrolyte can be made into a sheet shape, thereby making it possible to produce a large-area and thin battery such as an A4 size plate or a B5 size plate.
Application to various thin products has become possible, and the range of use of batteries has been greatly expanded. In particular, batteries using polymer electrolytes have excellent safety and storage properties including leak resistance,
In addition, because it is thin and flexible, it can be designed to match the shape of the device.
【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、薄形電池に仕上げられる。[0003] This polymer electrolyte battery usually uses a laminate film in which an aluminum film is used as a core material and a resin film serving as an adhesive layer is provided on the inner surface side for an outer package, and a thin sheet-like electrode and a sheet-like polymer electrolyte layer are used. By packaging the unit cell with the above package with the above package, a thin battery is completed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このポリマー電解質電
池では、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使用する
正極端子や負極端子としては、電池使用機器との接続の
容易さなどから、通常、ニッケルの箔またはリボンが用
いられている。In this polymer electrolyte battery, in order to make the electrode thin, a metal foil is usually used as a current collector, an aluminum foil is used as a positive electrode current collector, and a negative electrode is used as a current collector. Copper foil is used for the current collector. And, as the external terminal of the battery, that is, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal used for connection with the battery using device, a nickel foil or ribbon is usually used because of easy connection with the battery using device. .
【0005】これら電極と外部端子との電気的接続は、
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、そこを外
部端子としての正極端子との接続部分にするか、または
上記アルミニウム箔の露出部にアルミニウム製のリード
体を超音波溶接などで接続し、そのアルミニウム製のリ
ード体の自由端側を外部端子としての正極端子との接続
部分にし、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、そこを外部端子
としての負極端子との接続部分にするか、または上記銅
箔の露出部に接続した銅製のリード体の自由端側を外部
端子としての負極端子との接続部分にしている。The electrical connection between these electrodes and external terminals is
Normally, the positive electrode mixture layer is not formed on a part of the aluminum foil at the time of manufacturing the positive electrode, and the exposed portion of the aluminum foil is left, and this is used as a connection portion with the positive electrode terminal as an external terminal, or The aluminum lead body is connected to the part by ultrasonic welding, etc., and the free end side of the aluminum lead body is used as the connection part with the positive terminal as an external terminal. Leave the exposed portion of the copper foil without forming the negative electrode mixture layer on it and use it as a connection part with the negative electrode terminal as an external terminal, or free of the copper lead body connected to the exposed portion of the copper foil The end side is a connection portion with a negative electrode terminal as an external terminal.
【0006】しかしながら、正極側におけるアルミニウ
ムとニッケルとの溶接は、非常に難しく、通常、抵抗溶
接、超音波溶接などで溶接が行われているが、強度が低
く、しかもニッケルとアルミニウムとではその間に電解
液が介在するとアルミニウムの腐食が生じるという問題
があった。上記溶接による接続部分が電解液と接触しな
いようにするには、シール部分でアルミニウム箔やアル
ミニウム製のリード体とニッケル製の外部端子とを溶接
する方式があるが、狭い部分で溶接せねばならず、技術
的に難しいという問題があった。[0006] However, welding of aluminum and nickel on the positive electrode side is very difficult. Usually, welding is performed by resistance welding, ultrasonic welding, or the like. There has been a problem that the presence of the electrolytic solution causes corrosion of aluminum. In order to prevent the connection part by the above welding from coming into contact with the electrolytic solution, there is a method of welding an aluminum foil or an aluminum lead body to a nickel external terminal at a seal part, but it is necessary to weld at a narrow part. And there was a problem that it was technically difficult.
【0007】そこで、外装材(アルミニウムラミネート
フィルム)のシール部分の外部に直接アルミニウム箔ま
たはアルミニウム製のリード体や銅箔または銅製のリー
ド体を引き出すことが考えられるが、その操作自体は容
易であるものの、これらの金属は、強度が低く、腐食さ
れやすく、しかも、それを直接電池使用機器に接続しよ
うとすると、充分な溶接強度が得られないという問題が
あり、電池使用機器との接続のためには、何らかの外部
端子を必要とした。Therefore, it is conceivable to directly pull out an aluminum foil or an aluminum lead body or a copper foil or a copper lead body outside the sealing portion of the exterior material (aluminum laminated film), but the operation itself is easy. However, these metals have low strength and are susceptible to corrosion. Moreover, if they are directly connected to equipment using batteries, there is a problem that sufficient welding strength cannot be obtained. Required some external terminals.
【0008】従って、本発明は、上記のような従来技術
の問題点を解決し、電極の集電体として使用されている
アルミニウム箔や銅箔などを外装体のシール部分より外
部に引き出した場合に、それらの腐食を防止し、腐食に
基づく貯蔵特性の低下など、電池特性の低下を抑制し
て、信頼性の高いポリマー電解質電池を提供することを
目的とする。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, in which an aluminum foil or a copper foil used as a current collector of an electrode is drawn out from a sealing portion of an exterior body. Another object of the present invention is to provide a highly reliable polymer electrolyte battery by preventing such corrosion and suppressing deterioration of battery characteristics such as deterioration of storage characteristics due to corrosion.
【0009】[0009]
【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
てなるシート状の正極、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シート状の負極および
ポリマー電解質を有し、それらを外装体で外装するポリ
マー電解質層において、上記正極のアルミニウム製の集
電体または該アルミニウム製の集電体に接続したアルミ
ニウム製のリード体および上記負極の銅製の集電体また
は該銅製の集電体に接続した銅製のリード体の自由端側
を外装体のシール部分より外側に引き出し、それらの外
装体のシール部分より外側の部分をニッケルまたはニッ
ケルメッキをした銅、鉄もしくはステンレス鋼などの金
属製の被覆材で被覆し、それらが外気と接触しないよう
にすることによって、上記課題を解決したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a sheet-like positive electrode comprising a positive electrode mixture layer formed on at least one surface of an aluminum current collector, and a copper current collector on at least one surface of a copper current collector. In a polymer electrolyte layer having a sheet-shaped negative electrode and a polymer electrolyte formed by forming a negative electrode mixture layer, and covering them with a package, the aluminum current collector or the aluminum current collector of the positive electrode The free end side of the connected aluminum lead body and the copper current collector of the negative electrode or the copper lead body connected to the copper current collector is pulled out from the sealing portion of the exterior body, and the The outer part of the seal is covered with a metallic coating such as nickel or nickel-plated copper, iron or stainless steel, so that they do not come into contact with the outside air. It is obtained by solving the above problems.
【0010】すなわち、上記の構成にすることにより、
アルミニウム製の集電体または該アルミニウム製の集電
体に接続したアルミニウム製のリード体や銅製の集電体
または該銅製の集電体に接続した銅製のリード体の腐食
が防止され、腐食に基づく電池性能の低下、例えば、貯
蔵特性の低下などが防止される。また、上記被覆材によ
り正極のアルミニウム製の集電体または該アルミニウム
製の集電体に接続したアルミニウム製のリード体や負極
の銅製の集電体または該銅製の集電体に接続した銅製の
リード体の外装体のシール部分より外側の部分が保護さ
れるので、それらの強度不足による切断、破損などが防
止される。さらに、上記被覆材の自由端側を延長するこ
とにより、外部端子として使用することができるし、ま
た、該被覆材に外部端子を接続することにより、電池使
用機器との接続が容易になる。That is, by adopting the above configuration,
Corrosion of the aluminum current collector or the aluminum lead connected to the aluminum current collector or the copper current collector or the copper lead connected to the copper current collector is prevented, and the corrosion is prevented. A reduction in battery performance based on, for example, a reduction in storage characteristics is prevented. In addition, the above-mentioned coating material is used for the positive electrode aluminum current collector or the aluminum lead body connected to the aluminum current collector or the negative electrode copper current collector or the copper current collector connected to the copper current collector. Since the portion of the lead body outside the sealing portion of the exterior body is protected, cutting, breakage, and the like due to insufficient strength thereof are prevented. Further, by extending the free end side of the covering material, it can be used as an external terminal, and by connecting the external terminal to the covering material, connection with a battery-using device becomes easy.
【0011】[0011]
【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が用い得るが、特にアルミニウム箔
が適している。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い。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
みは上記のように20μm以下で10μm以上が好まし
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, as a current collector of a positive electrode, aluminum foil, punched metal, mesh, expanded metal, etc. can be used, and aluminum foil is particularly suitable. The current collector of the positive electrode preferably has a thickness of 20 μm or less in order to reduce the thickness of the positive electrode. However, if it is too thin, in making the positive electrode,
Wrinkles occur when applying the positive electrode mixture-containing paste,
Since the film may be broken by pulling, the thickness is preferably 20 μm or less and 10 μm or more as described above.
【0012】また、アルミニウム製のリード体を用いる
場合は、このアルミニウム製のリード体の厚さは、40
〜100μmが好ましい。このようなリード体は、特に
正極の集電体が薄く、強度面で直接外装体の外部に引き
出すのに好ましくない場合に、用いることが好ましい。When an aluminum lead body is used, the thickness of the aluminum lead body is 40 mm.
100100 μm is preferred. Such a lead body is preferably used particularly when the current collector of the positive electrode is thin and it is not preferable to draw it out of the exterior body in terms of strength.
【0013】また、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、特に銅箔が適しており、この負極の集電体の厚み
としては、負極の厚みを薄くする関係上、5〜20μm
が適している。すなわち、集電体が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、引っ張りによる破れが生じ
るおそれがあり、また、厚くなりすぎると、負極の厚み
が大きくなるので、負極の集電体の厚みとしては上記の
ように5〜20μmが好ましい。Further, as a current collector of the negative electrode, copper foil,
Punched metal, mesh, expanded metal, etc. may be used, but copper foil is particularly suitable. The thickness of the current collector of the negative electrode is 5 to 20 μm in view of reducing the thickness of the negative electrode.
Is suitable. That is, if the current collector is too thin, in the production of the negative electrode, when the paste containing the negative electrode mixture is applied, there is a possibility that wrinkles may occur or tears may occur due to tension, and if the current collector is too thick, the negative electrode Therefore, the thickness of the current collector of the negative electrode is preferably 5 to 20 μm as described above.
【0014】また、銅製のリード体を用いる場合、この
銅製のリード体の厚さは、40〜100μmが好まし
い。When a copper lead is used, the thickness of the copper lead is preferably 40 to 100 μm.
【0015】被覆材は、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で構成され、そ
の形態としては、箔やリボンなどが好ましく、その厚み
は30〜100μmが好ましい。被覆材に上記のような
金属を用いるのは、それらを正極端子や負極端子などの
外部端子としてそのまま用いるときに電池使用機器との
接続が容易であるという理由やそれらにニッケルまたは
ニッケルメッキをした鉄、銅、ステンレス鋼などの金属
で構成される外部端子を溶接するときに溶接しやすいと
いう理由などによるものであり、また、被覆材の厚みが
30〜100μmであることが好ましいとするのは、被
覆材の厚みを30μm以上にすることによって、集電体
やリード体との溶接時の切断の防止、引っ張り、折り曲
げによる断裂の防止を図ることができ、また、厚みを1
00μm以下にすることによって、重量の増加やエネル
ギー密度の低下を防止できるからである。The coating material is made of nickel or a metal such as nickel-plated iron, copper, stainless steel or the like, and is preferably in the form of a foil or a ribbon, and the thickness is preferably 30 to 100 μm. The use of such metals as the coating material is because they are easy to connect to battery-powered equipment when they are used as such as external terminals such as a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, or they are nickel or nickel plated. This is because it is easy to weld when external terminals made of metal such as iron, copper, and stainless steel are welded, and the thickness of the coating material is preferably 30 to 100 μm. By setting the thickness of the coating material to 30 μm or more, it is possible to prevent cutting during welding with a current collector or a lead body, prevent tearing due to pulling or bending, and reduce the thickness to 1 μm.
By setting the thickness to 00 μm or less, an increase in weight and a decrease in energy density can be prevented.
【0016】集電体またはリード体の外装体のシール部
分より外側の部分を被覆材で被覆する方法としては、特
に限定されることなく各種の方法を採り得るが、例え
ば、被覆材を袋状にして上記集電体またはリード体の外
装体のシール部分より外側の部分(露出部分)にかぶせ
たり、被覆材をシート状にして上記露出部分を上下から
挟み込み(コ字状の状態に挟み込む)、上記露出部分が
外気と接触しないようにするため、開放している周縁部
などを溶接または接着などによってシールすればよい。
ただし、被覆方法は上記例示の方法に限られることはな
い。The method of covering the outer portion of the current collector or the outer body of the lead body from the sealing portion with the covering material is not particularly limited, and various methods can be adopted. To cover a portion (exposed portion) outside the seal portion of the current collector or the exterior body of the lead body, or sandwich the exposed portion from above and below with a covering material in a sheet shape (sandwich in a U-shape state). In order to prevent the above-mentioned exposed portion from coming into contact with the outside air, the open peripheral portion and the like may be sealed by welding or bonding.
However, the coating method is not limited to the method described above.
【0017】この被覆材と正極のアルミニウム製の集電
体または該集電体に接続したアルミニウム製のリード体
や負極の銅製の集電体または該集電体に接続した銅製の
リード体との接続方法としては、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
剤による方法など、各種の方法を採用することができる
が、特に溶接が適している。The coating material is combined with an aluminum current collector for the positive electrode, an aluminum lead connected to the current collector, a copper current collector for the negative electrode, or a copper lead connected to the current collector. As a connection method, for example, various methods such as resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, soldering, caulking, and a method using a conductive adhesive can be adopted, and welding is particularly suitable.
【0018】外装体としては、例えば、ポリエステルフ
ィルムまたはナイロン−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
ムが接着層となるものである。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、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、
それにあわせ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2〜10mm
程度が好ましい。As the outer package, for example, a laminate film having a three-layer structure composed of a polyester film or a nylon-aluminum film-modified polyolefin film is used, and the modified polyolefin film serves as an adhesive layer. The wider the sealing portion of the outer package is, the more advantageous from the viewpoint of strength. However, if the width of the sealing portion of the outer package is increased, the outer package becomes larger, the volume and weight of the battery increase, and the size is reduced. If you increase the width of the seal part without changing the size of the exterior body,
The width of the sealing portion is 2 to 10 mm because the electrodes must be reduced accordingly, which hinders an increase in capacity.
The degree is preferred.
【0019】[0019]
【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。なお、以下の実施例などにおい
て共通部分である正極、負極およびポリマー電解質層に
ついては、実施例などの説明に先立って、その作製方法
を説明しておく。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to only these examples. In addition, the manufacturing method of the positive electrode, the negative electrode, and the polymer electrolyte layer, which are common parts in the following examples and the like, will be described prior to the description of the examples and the like.
【0020】正極の作製:正極活物質であるLiCoO
2 50重量部、電導助剤であるアセチレンブラック10
重量部、バインダーであるポリフッ化ビニリデン10重
量部を均一になるように混合し、さらに電解液40重量
部を加えて混合し、正極合剤含有ペーストを調製した。
上記電解液はプロピレンカーボネートとエチレンカーボ
ネートとの体積比1:1の混合溶媒にLiPF6 を1.
22モル/リットル溶解させたものである。そして、上
記のように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一方の面に塗布し、
加熱してゲル化させることによりアルミニウム箔上にゲ
ル状の正極合剤層を形成して、シート状の正極を作製し
た。ただし、上記正極の作製にあたっては、アルミニウ
ム箔の一部に正極合剤含有ペーストを塗布せずにアルミ
ニウム箔の露出部を残し、その露出部の自由端側を外装
体のシール部分より外部に引き出す部分とした。Preparation of positive electrode: LiCoO as positive electrode active material
2 50 parts by weight, acetylene black 10 is a conductive aid
Parts by weight and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were uniformly mixed, and 40 parts by weight of an electrolytic solution were further added and mixed to prepare a positive electrode mixture-containing paste.
The electrolyte solution was prepared by mixing LiPF 6 in a mixed solvent of propylene carbonate and ethylene carbonate at a volume ratio of 1: 1.
22 mol / liter dissolved. Then, the positive electrode mixture-containing paste prepared as described above is applied to one surface of a 20 μm-thick aluminum foil serving as a current collector,
By heating and gelling, a gel-like positive electrode mixture layer was formed on the aluminum foil to produce a sheet-like positive electrode. However, in producing the above positive electrode, the exposed portion of the aluminum foil is left without applying the positive electrode mixture-containing paste to part of the aluminum foil, and the free end side of the exposed portion is pulled out from the sealing portion of the exterior body. Part.
【0021】負極の作製:負極活物質である黒鉛40重
量部とポリフッ化ビニリデン5重量部と上記正極に用い
たものと同様の電解液55重量部を混合して、負極合剤
含有ペーストを調製し、この負極合剤含有ペーストを集
電体となる厚さ20μmの銅箔の一方の面に塗布し、加
熱してゲル化させることにより銅箔上にゲル状の負極合
剤層を形成して、シート状の負極を作製した。ただし、
上記負極の作製にあたっても、銅箔の一部に負極合剤含
有ペーストを塗布せずに、銅箔の露出部を残し、その露
出部の自由端側を外装体のシール部分より外部に引き出
す部分とした。Preparation of Negative Electrode : A negative electrode mixture-containing paste was prepared by mixing 40 parts by weight of graphite as the negative electrode active material, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and 55 parts by weight of the same electrolytic solution as used for the above positive electrode. Then, the negative electrode mixture-containing paste is applied to one surface of a copper foil having a thickness of 20 μm serving as a current collector, and heated to gel to form a gel-like negative electrode mixture layer on the copper foil. Thus, a sheet-shaped negative electrode was produced. However,
In preparing the above negative electrode, a part where the exposed part of the copper foil is left without applying the negative electrode mixture-containing paste to a part of the copper foil, and the free end side of the exposed part is drawn out from the sealing part of the exterior body. And
【0022】ポリマー電解質層の作製:厚さ70μmの
ポリオレフィン不織布を支持体とし、この不織布に3種
類のアクリル系モノマー混合物15重量部とその重合開
始剤である過酸化ベンゾイル0.75重量部と前記同様
の電解液85重量部とを混合した溶液を含浸させ、加熱
してモノマーを重合させるとともに全体をゲル化して、
シート状のゲル状ポリマー電解質層を作製した。上記ア
クリル系モノマー混合物は2−エトキシエチルアクリレ
ートとトリエチレングリコールジメタクリレートとエチ
レングリコールエチルカーボネートメタクリレートとを
重量比50:13:33の割合で混合したものである。Preparation of polymer electrolyte layer: A polyolefin non-woven fabric having a thickness of 70 μm was used as a support, and this non-woven fabric was mixed with 15 parts by weight of a mixture of three acrylic monomers and 0.75 parts by weight of benzoyl peroxide as a polymerization initiator. Impregnated with a mixed solution of the same electrolyte solution 85 parts by weight, heated to polymerize the monomer and gelled the whole,
A sheet-like gel polymer electrolyte layer was prepared. The acrylic monomer mixture is a mixture of 2-ethoxyethyl acrylate, triethylene glycol dimethacrylate, and ethylene glycol ethyl carbonate methacrylate at a weight ratio of 50:13:33.
【0023】このポリマー電解質層を上記正極と負極と
の間に配置し、圧着してユニットセルを構成し、該ユニ
ットセル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準備した。This polymer electrolyte layer is disposed between the above-mentioned positive electrode and negative electrode, and pressed to form a unit cell. A laminated film having a structure was prepared.
【0024】実施例1 正極の集電体であるアルミニウム箔、負極の集電体であ
る銅箔と接続する被覆材として、それぞれ厚さ40μm
のニッケルリボンを準備し、ユニットセルを外装体で外
装した際に正極のアルミニウム箔の外装体のシール部分
より外側に引き出した部分を上記ニッケルリボンからな
る被覆材で被覆し、超音波溶接機により溶接時間75m
sec、圧力2kg/cm、アンプリチュード60%の
条件下で超音波溶接し、かつ負極の集電体である銅箔の
外装体のシール部分より外側に引き出した部分を上記ニ
ッケルリボンからなる被覆材で被覆し、超音波溶接機に
より溶接時間120msec、圧力2kg/cm、アン
プリチュード60%の条件下で超音波溶接した。溶接
は、正極側、負極側とも、アルミニウム箔や銅箔の外装
体のシール部分より外側の部分と被覆材との重ね合せ部
分を全面溶接することによって行なった。また、外装体
のシール部分の幅は4mmであった。Example 1 An aluminum foil serving as a current collector for a positive electrode and a copper foil serving as a current collector for a negative electrode were each connected to a copper foil having a thickness of 40 μm.
Prepare a nickel ribbon, and when the unit cell is packaged with the package, cover the portion drawn out from the sealing portion of the package of the aluminum foil of the positive electrode with the coating material made of the nickel ribbon, using an ultrasonic welding machine. 75m welding time
A coating material comprising the above-mentioned nickel ribbon, a portion of which is subjected to ultrasonic welding under the conditions of a pressure of 2 kg / cm, an amplitude of 60%, and a portion drawn out of a sealing portion of a copper foil outer casing as a negative electrode current collector. And ultrasonically welded by an ultrasonic welding machine under the conditions of a welding time of 120 msec, a pressure of 2 kg / cm, and an amplitude of 60%. Welding was performed on both the positive electrode side and the negative electrode side by welding the entire outer portion of the aluminum foil or copper foil outside the sealing portion of the sheath and the overlapped portion with the covering material. The width of the sealing portion of the exterior body was 4 mm.
【0025】上記電池の概略構造を図1および図2に参
照しつつ説明すると、シート状の正極1とシート状の負
極2との間にシート状のポリマー電解質層3が配置して
ユニットセルが構成され、そのユニットセルをラミネー
トフィルムからなる外装体4で外装している。そして、
正極1の集電体1aとして使用されているアルミニウム
箔の自由端側が上記外装体4のシール部分より外部に引
き出され、そのアルミニウム箔からなる集電体1aを被
覆材5で被覆しており、この被覆材5に正極端子を兼ね
させ、その自由端側の端部を使用機器の接続に使用でき
るようにしている。また、負極2の集電体2aとして使
用されている銅箔の自由端側が外装体のシール部分より
外部に引き出され、その銅箔からなる集電体2aを被覆
材6で被覆しており、この被覆材6に負極端子を兼ねさ
せ、その自由端側の端部を使用機器の接続に使用できる
ようにしている。The schematic structure of the above battery will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2. A sheet-like polymer electrolyte layer 3 is disposed between a sheet-like positive electrode 1 and a sheet-like negative electrode 2 to form a unit cell. The unit cell is constructed and packaged with a package 4 made of a laminate film. And
The free end side of the aluminum foil used as the current collector 1a of the positive electrode 1 is drawn out from the sealing portion of the exterior body 4, and the current collector 1a made of the aluminum foil is covered with the coating material 5. The coating material 5 is also used as a positive electrode terminal, and the free end of the coating material 5 can be used for connection to equipment to be used. Further, the free end side of the copper foil used as the current collector 2a of the negative electrode 2 is drawn out from the sealing portion of the exterior body, and the current collector 2a made of the copper foil is covered with the coating material 6, The coating material 6 also serves as a negative electrode terminal, and its free end is used for connection to equipment to be used.
【0026】図2は上記電池の正極1の集電体1aの外
装体4のシール部分より外部に引き出された部分および
その近傍を示すものである、この図2に示すように、外
装体4は2枚用いられて、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
ンシートの熱融着によって行なわれ、正極1の集電体1
aは前記のようにアルミニウム箔からなり、正極1はこ
のアルミニウム箔からなる集電体1aの一方の面にゲル
状の正極合剤層1bを形成することによって作製されて
いる。また、負極2の集電体2aは前記のように銅箔か
らなり、負極2はこの銅箔からなる集電体2aの一方の
面にゲル状の負極合剤層2bを形成することによって作
製されている。FIG. 2 shows a portion of the current collector 1a of the positive electrode 1 of the battery drawn out from the sealing portion of the outer package 4 and the vicinity thereof. As shown in FIG. Are used, and the sealing is performed by heat-sealing the modified polyolefin sheet of the laminate film used as the outer package 4, and the current collector 1 of the positive electrode 1 is sealed.
a is made of an aluminum foil as described above, and the positive electrode 1 is produced by forming a gel-like positive electrode mixture layer 1b on one surface of a current collector 1a made of the aluminum foil. The current collector 2a of the negative electrode 2 is made of copper foil as described above, and the negative electrode 2 is formed by forming a gel-like negative electrode mixture layer 2b on one surface of the current collector 2a made of this copper foil. Have been.
【0027】そして、正極1のアルミニウム箔からなる
集電体1aの外装体4のシール部分4aより外部に引き
出された部分を被覆材5が被覆している。また、この図
2には図示していないが、負極2の銅箔からなる集電体
2aの外装体4のシール部分4aより外部に引き出され
た部分には被覆材6が被覆している。なお、図1や図2
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。The covering material 5 covers a portion of the current collector 1a made of aluminum foil of the positive electrode 1 which is drawn out from the sealing portion 4a of the exterior body 4 of the current collector 1a. Although not shown in FIG. 2, a portion of the current collector 2 a made of copper foil of the negative electrode 2, which is drawn out from the sealing portion 4 a of the exterior body 4, is covered with a coating material 6. 1 and 2
Is a schematic illustration, and the dimensional ratio of each component is not always accurate.
【0028】比較例1 正極の集電体として使用されているアルミニウム箔の外
装体のシール部分より外部に引き出された部分を被覆材
で被覆することなく、かつ負極の集電体として使用され
ている銅箔の外装体のシール部分より外部に引き出され
た部分を被覆材で被覆しなかった以外は、実施例1と同
様にポリマー電解質電池を作製した。COMPARATIVE EXAMPLE 1 A portion of the aluminum foil used as a current collector for the positive electrode, which was drawn out of the sealing portion of the outer package, was not covered with a coating material, and was used as a current collector for the negative electrode. A polymer electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the portion of the copper foil that had been drawn out from the sealing portion of the outer package was not covered with the coating material.
【0029】つぎに、上記実施例1および比較例1の電
池について内部抵抗および負荷特性を測定した。その結
果を表1に示す。上記内部抵抗はいわゆる初度(製造直
後)の電池と60℃、相対湿度90%の雰囲気中に20
日間貯蔵した後の電池について測定し、その測定にあた
ってはLCRメータを用い、1kHzの交流法で測定し
た。また、負荷特性は、初度の電池について、4.2
V、0.2Cの定電流定電圧で8時間充電し、電流密度
1Cと0.2Cでそれぞれ2.75Vまで放電して放電
容量を測定し、電流密度1Cで放電したときの放電容量
を電流密度0.2Cで放電したときの放電容量で除した
比率(百分率)〔(1Cでの放電容量/0.2Cでの放
電容量)×100〕で求めて評価した。ただし、表1に
はこれを簡略化して「負荷特性(1C/0.2C)」と
いう項目で示す。Next, the internal resistance and load characteristics of the batteries of Example 1 and Comparative Example 1 were measured. Table 1 shows the results. The above internal resistance is 20% in a so-called initial (immediately after production) battery at 60 ° C. and 90% RH
The battery after storage for a day was measured, and the measurement was performed by a 1 kHz alternating current method using an LCR meter. The load characteristics of the first battery were 4.2
V, charged at a constant current and a constant voltage of 0.2 C for 8 hours, discharged at a current density of 1 C and a discharge current of 0.2 C to 2.75 V, respectively, and measured the discharge capacity. The ratio (percentage) divided by the discharge capacity when discharging at a density of 0.2 C [(discharge capacity at 1 C / discharge capacity at 0.2 C) × 100] was evaluated. However, in Table 1, this is simplified and shown by the item “load characteristics (1C / 0.2C)”.
【0030】[0030]
【表1】 [Table 1]
【0031】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、貯蔵特性が良好であることがわかる。As shown in Table 1, the battery of Example 1 has a smaller increase in internal resistance due to storage and has better storage characteristics than the battery of Comparative Example 1.
【0032】これに対して、比較例1の電池は、貯蔵に
よる内部抵抗の増加が大きく、負荷特性をはじめ各種電
池性能の低下を招くことになる。このように、比較例1
の電池の貯蔵による内部抵抗の増加が大きくなったの
は、電極の集電体として使用されているアルミニウム箔
や銅箔、特にアルミニウム箔の腐食が大きかったことに
よるものと考えられる。On the other hand, the battery of Comparative Example 1 has a large increase in internal resistance due to storage, which causes a decrease in various battery performances including load characteristics. Thus, Comparative Example 1
The increase in the internal resistance due to the storage of the battery is considered to be due to the large corrosion of the aluminum foil and copper foil used as the current collector of the electrode, particularly the aluminum foil.
【0033】なお、上記実施例では、1個のユニットセ
ルを外装して電池に仕上げた場合を示したが、それに代
えて複数個のユニットセルを積層したユニットセル積層
体を外装して電池に仕上げてもよい。In the above embodiment, a case was shown in which one unit cell was packaged to finish the battery, but instead, a unit cell laminate in which a plurality of unit cells were laminated was packaged to form the battery. May be finished.
【0034】また、ポリマー電解質のゲル化に際して
も、上記実施例で示した以外に、例えば、ラジカル重合
型の不飽和ポリエステル、または、ラジカル重合型のア
クリル系エポキシアクリレート、ウレタンアクリレー
ト、ポリエステルアクリレート、アルキッドアクリレー
ト、シリコンアクリレートなどの光硬化性樹脂を紫外線
あるいは電子線を用いてゲル化させるものであってもよ
い。また、ポリマー電解質層の作製も正極や負極などの
電極をゲル状でない通常の状態に作製し、その周囲を不
織布などの支持体で包囲し、それにゲル化成分を含有す
る電解液を含浸させてゲル化させることによってゲル状
ポリマー電解質にしてもよい。When the polymer electrolyte is gelled, in addition to those shown in the above Examples, for example, a radical polymerizable unsaturated polyester or a radical polymerizable acrylic epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, alkyd A photocurable resin such as acrylate or silicon acrylate may be gelled using ultraviolet light or an electron beam. In addition, the preparation of the polymer electrolyte layer is also performed by preparing electrodes such as a positive electrode and a negative electrode in a normal state that is not gelled, surrounding the periphery with a support such as a nonwoven fabric, and impregnating the electrolyte containing a gelling component. A gel polymer electrolyte may be formed by gelation.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、貯蔵
による内部抵抗の増加が少ないなど、貯蔵特性が優れた
電池性能の信頼性が高いポリマー電解質電池を提供する
ことができた。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a polymer electrolyte battery having excellent storage characteristics such as a small increase in internal resistance due to storage and having high reliability in battery performance.
【図1】本発明に係る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。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a polymer electrolyte battery according to the present invention.
【図2】図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
1 正極 1a 集電体 1b 正極合剤層 2 負極 2a 集電体 2b 負極合剤層 3 ポリマー電解質層 4 外装体 4a シール部分 5 被覆材 6 被覆材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 1a Current collector 1b Positive electrode mixture layer 2 Negative electrode 2a Current collector 2b Negative electrode mixture layer 3 Polymer electrolyte layer 4 Outer body 4a Seal part 5 Coating material 6 Coating material
Claims (1)
方の面に正極合剤層を形成してなるシート状の正極、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
てなるシート状の負極およびポリマー電解質を有し、そ
れらを外装体で外装するポリマー電解質電池において、
上記正極のアルミニウム製の集電体または該アルミニウ
ム製の集電体に接続したアルミニウム製のリード体およ
び負極の銅製の集電体または該銅製の集電体に接続した
銅製のリード体の外装体のシール部分より外側の部分を
ニッケルまたはニッケルをメッキした銅、鉄もしくはス
テンレス鋼などの金属製の被覆材で被覆し、上記アルミ
ニウム製の集電体または該アルミニウム製の集電体に接
続したアルミニウム製のリード体および銅製の集電体ま
たは該銅製の集電体に接続した銅製のリード体の外装体
のシール部分より外側の部分が外気と接触しないように
したことを特徴とするポリマー電解質電池。1. A sheet-like positive electrode having a positive electrode mixture layer formed on at least one surface of an aluminum current collector, and a negative electrode mixture layer formed on at least one surface of a copper current collector. In a polymer electrolyte battery having a sheet-shaped negative electrode and a polymer electrolyte,
The aluminum current collector of the positive electrode or the aluminum lead body connected to the aluminum current collector and the copper current collector of the negative electrode or the exterior body of the copper lead body connected to the copper current collector The outer portion of the sealing portion is covered with a metal coating material such as nickel or nickel-plated copper, iron or stainless steel, and is connected to the aluminum current collector or the aluminum current collector. A polymer electrolyte battery, wherein a portion outside a sealing portion of a lead body made of copper and a current collector made of copper or a sheath of a copper lead body connected to the current collector made of copper is prevented from contacting with outside air. .
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JP11016698A JP2000215879A (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Polymer electrolyte battery |
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