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JP3767151B2 - 薄型電池 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用電子機器等の小型軽量化実現の為に用いられる薄型電池に関するものであり、特に電極端子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用電子機器の電源として、産業上電池が重要な位置を占めてきている。機器の小型軽量化実現のためには、電池を機器内の限られたスペースに効率的に収納することが求められている。これには、エネルギー密度、出力密度が大きいリチウム電池が最も適格であるとされている。
【０００３】
また、同時に、機器の小型軽量化実現のために、形態自由度の高い柔軟な電池、若しくは薄型大面積のシート型電池、薄型小面積のカード型電池が望まれる。しかしながら、従来用いられている金属製の缶を外装に用いた場合には、この要求に応えられない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、高分子膜層や金属箔層から構成される防湿性多層フィルムを外装材に用いることが提案されている。特に、熱融着性高分子膜層及び金属箔層から構成される防湿性多層フィルムは、ホットシールによって容易に密閉構造が実現でき、フィルム自体の強度や気密性が優れている。このため、防湿性多層フィルムは、形態自由度の高い電池、若しくは薄型電池の外装材の候補として有望である。
【０００５】
しかしながら、上記防湿性多層フィルムにおいては、外装材封口部に電極端子を通して電極と外部端子との導通をとるにあたり、太い金属線では薄い封口部を封止できず、細い金属線単独では十分な伝導性を確保できない。また、電極端子に金属箔を用いた場合には、封口部を薄くできかつ伝導性も確保できるが、熱融着性高分子膜層と金属箔（電極端子）との密着性が悪い。そのため、わずかな応力がかかるだけで剥離を起こし、電池の気密性を維持できない問題があった。
【０００６】
このように、金属線や金属箔による電極端子では、満足できる気密性及び機械的強度を得ることができなかった。特に、リチウム電池は、エネルギー密度、出力密度が大きい点から盛んに開発研究が行われているが、水分の混入を嫌うため、高い気密性が要求されている。
【０００７】
本発明は、上述のような問題点を解決するため提案されたものであり、優れた気密性と機械的強度を有する薄型電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが上述した課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、電極端子に網状若しくは多孔性の導電体を用いることにより、防湿性多層フィルムと電極端子との密着性を改善できることを見いだした。
【０００９】
すなわち、本発明に係る薄型電池は、正極と負極と電解質とが、高分子膜層と金属箔層とから構成される防湿性多層フィルムにより収納されてなり、上記防湿性多層フィルムの外装材封口部の電極導出部に位置し、電極と外部端子とを接続する電極端子が網状若しくは多孔性の導電体からなることを特徴とする。
【００１０】
上記網状若しくは多孔性の導電体は、金属網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、炭素繊維の集合体の少なくともいずれかであることが好ましい。
【００１１】
また、上記網状若しくは多孔性の導電体は、炭素、ニッケル、アルミニウム、銅、タングステン、ステンレス、鉄、銀、金、若しくはこれらを含む合金、又はこれらをメッキした金属の少なくともいずれかであることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る薄型電池においては、電極端子が網状若しくは多孔性の導電体からなることから、封口部の高分子膜、例えば熱融着性高分子膜や接着性樹脂が電極端子の隙間部分に入り込んで貫通する。このため、この薄型電池は、電極端子と高分子膜とが剥離しにくくなり、優れた気密性と堅牢な機械的強度を得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る薄型電池は、防湿性多層フィルムの開口部が高分子膜により封口されてなり、電極端子が貫通している封口部の高分子膜の厚みが、他の封口部分より厚いことが好ましい。例えば、電極端子の封口部にあたる面に樹脂片をあてがう、又は電極端子の封口部にあたる面を樹脂で被覆するとよい。
【００１４】
電極端子が貫通している封口部の高分子膜の厚みを、他の封口部分より厚くすることで、電極端子（正極端子及び負極端子）が金属箔層に接触して短絡することを防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る薄型電池の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
本発明を適用した薄型電池は、図１〜図４に示すように、正極１と負極２とがセパレータ３及び／又は固体電解質若しくはゲル電解質を介して積層された状態で、防湿性多層フィルム４からなる外装材により密閉されてなる電池である。固体電解質を用いない場合には、非水電解液により、電池内が満たされる。
【００１７】
防湿性多層フィルム４は、図５に示すように、熱融着性高分子膜層４ａ、金属箔層４ｂ、高分子膜層４ｃの順に積層されてなり、電池内部に熱融着性高分子膜層４ａ側を向けている。
【００１８】
そして、正極端子５の一端は、熱融着性高分子膜層４ａを貫通して外方に露出され、他端は正極１に電気的に接続されている。同様に、負極端子６の一端は、熱融着性高分子膜層４ａを貫通して外方に露出され、他端は負極２に電気的に接続されている。正極端子５及び負極端子６は、電極材料に接続しても集電体に接続してもよい。接続の方法は、圧着、溶接、導電性材料による接着等が挙げられる。また、ここでは、図２に示すように、正極端子５と負極端子６とを反対側から引き出しているが、両者が接触して電池の短絡を引き起こさない限り、如何なる配置も可能である。
【００１９】
本発明を適用した薄型電池は、上記正極端子５及び負極端子６（以下、これらをまとめて電極端子と称する。）として、網状若しくは多孔性の導電体を用いることを特徴とするものである。
【００２０】
具体的に、この電極端子は、細線を編んだ網目状、細線を薄く平行に並べた形状、不規則に配列した細線を接合した網目状の構造をとることが可能である。細線の間隔は、細線の直径若しくは長径の０．５倍〜２倍程度が望ましい。さらにこの電極端子は、平板状の導電体に複数の孔若しくは切り込み等が入った構造であってもよい。
【００２１】
このような網状若しくは多孔性の構造をもつ電極端子としては、金属網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、炭素繊維の集合体を好ましく用いることができる。
【００２２】
これら電極端子の材料（導電体）としては、強度や加工性を考えると、炭素、ニッケル、アルミニウム、銅、タングステン、ステンレス、鉄、銀、金、若しくはこれらを含む合金、又はこれらをメッキした金属が有効である。
【００２３】
電極端子、すなわち正極端子５及び負極端子６には、それぞれ同一の材料を用いても、異なる材料を用いてもよい。電気化学的、化学的安定性の点から、正極端子５にはアルミニウム、金、炭素が好ましく、負極端子６には銅が好ましい。正負両極に使用可能な端子材料としては、ニッケル、ステンレスが特に好ましい。
【００２４】
ところで、この電池は、外装材である防湿性多層フィルム４の電極と重ならない開口部（図４中、斜線で示す。）を高温でプレスすることで封止される。
【００２５】
この封止に際して、上述した電極端子は、図３及び図４に示すように、熱融着性高分子膜層４ａを貫通して、封口部Ｘに封止される。この時、電極端子は網状若しくは多孔性を有していることから、熱融着性高分子膜４ａが電極端子の隙間部分に入り込んで貫通し、電極端子と表裏面の熱融着性高分子膜層４ａとが一体化される。
【００２６】
このように、本発明を適用した薄型電池においては、封止するに際して電極端子の隙間部分に熱融着性高分子膜層４ａが入り込んで貫通することから、電極端子と熱融着性高分子膜層４ａとが強固に接合されて剥離しにくくなり、極めて良好な気密性と機械的安定性が実現できる。その結果として、電池の寿命、長期保存性、機械的耐久性が大幅に改善され、電池の性能、信頼性を大幅に向上させることが可能である。
【００２７】
なお、この電極端子の厚みは、封口部Ｘの熱融着性高分子膜層４ａの厚み（表裏２枚分の厚さの和）と同等若しくはそれより薄いことが要求される。
【００２８】
電極端子の厚みが大きすぎると、熱融着封止したときに電極端子の網状の繊維が熱融着性高分子膜層４ａを突き破り、内部の金属箔層４ｂに接触する可能性がある。正極端子５及び負極端子６の両方の電極端子が同時に内部の金属箔層４ｂに接触すると、電池は短絡してしまう。
【００２９】
この短絡を防ぐ手段としては、電極端子の厚みを熱融着性高分子膜層４ａの厚みより薄くしてもよいが、逆に熱融着性高分子膜層４ａの樹脂厚みを厚くしてもよい。防湿性多層フィルム４の開口部を封口する封止構造において、特に防湿性多層フィルム４の電極端子が貫通する封口部Ｘの樹脂層（熱融着性高分子膜層４ａ）の樹脂厚みを厚くすることで対応することができる。この場合、封口部Ｘ以外の封口部分の樹脂厚みを不必要に厚くする必要はない。
【００３０】
防湿性多層フィルム４により封止するに際して、この封口部Ｘの樹脂厚みは、溶融した状態で電極端子よりも厚くなければいけないから、電極端子の厚みの２〜３倍とすることが好ましい。この樹脂厚みが厚すぎると、そこから水分の拡散侵入を許し電池性能の劣化を招くほか、封止構造の形状が複雑になりしわ等が生じてそこから水分が電池内に侵入する虞がある。
【００３１】
これを実現する具体的な手段としては、予め電極端子が貫通する封口部Ｘの熱融着性高分子膜層４ａの樹脂厚みを厚くしてしておいてもよいが、電極端子の封口部Ｘにあたる面を予め絶縁性の熱融着性樹脂で被覆しておいてもよい。また、図６〜図９に示すように、電池を封口する際に、電極端子の封口部Ｘにあたる面に、熱融着性樹脂片７をあてがって封止してもよい。
【００３２】
この際に用いる熱融着性樹脂としては、防湿性多層フィルム４の内側に使用される熱融着性高分子膜層４ａと同様のポリオレフィン系樹脂やポリアミド樹脂、酢酸ビニル系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ樹脂等が使用できるが、これらに限定されない。また、電極端子を予め絶縁性の樹脂で被覆する場合は、熱融着性樹脂に限らず、電極端子及び防湿性多層フィルム４の内側の層（熱融着性高分子膜層４ａ）と良好に接着し化学的な安定な樹脂ならばいかなる樹脂も使用できる。例えば、エポキシ樹脂は、その接着性及び化学的安定性から望ましいが、これに限定されるものではない。
【００３３】
また、電極端子の幅と長さについては、電池の形状に合わせるが、電池として使用した場合の電極端子の両端に生じる電圧が電池の公称電圧の１００分の１以下になるようにすることが好ましい。
【００３４】
一方、外装材となる防湿性多層フィルム４は、接着するための熱融着性高分子膜層４ａと、気密性を高めるための金属箔層４ｂと、強度を維持するための高分子膜層４ｃ（熱融着性の高分子膜であってもよい。）とから構成され、最低限金属箔層が高分子膜層に挟まれていればよい。従って、さらに、複数の高分子膜層や金属箔層を積層しても構わない。
【００３５】
さらに、上述したように、封口部Ｘは熱融着によって封止することが最適であるため、防湿性多層フィルム４の電池内部側は熱融着性高分子膜層４ａであることが好ましい。しかし、熱融着性高分子膜層４ａを耐熱性高分子膜層に置き換え、封口部Ｘを熱融着性高分子膜ではなく接着性樹脂で封止してもよい。接着性樹脂を用いた場合には、常温で接着することも可能である。
【００３６】
ここで、防湿性多層フィルム４の材料について述べる。
【００３７】
接着するための熱融着性高分子膜層４ａの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、特に限定されない。接着性樹脂としては、金属や樹脂に対する接着性及び電解液に対する化学的安定性からエポキシ樹脂が望ましいが、特に限定されない。
【００３８】
金属箔層４ｂの材料としては、軽量かつ柔軟であり、化学的に安定であれば、特に限定されない。例示するならば、アルミニウム等が挙げられる。アルミニウムは物性及び価格の面から有利である。
【００３９】
強度を維持するための高分子膜層４ｃの材料としては、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、若しくはポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。ポリエチレンテレフタレート、ナイロン樹脂は機械的強度から有利である。
【００４０】
また、防湿性多層フィルム４としては、公知である汎用ラミネート樹脂を用いることができ、かつ有効である。
【００４１】
なお、図１〜図９に示す薄型電池においては、防湿性多層フィルム４の周縁部（四辺）を封止する構成としたが、これに限定されるものではない。薄型電池の製造工程の観点からは、例えば、図１０及び図１１に示すように、電極素子８を防湿性多層フィルム４により収納するに際して、防湿性多層フィルム４の三辺を高温でプレスして封止してもよい（図中、斜線で示す。）。また、図１２及び図１３に示すように、電極素子８を防湿性フィルム４により収納するに際して、防湿性フィルム４の両端を接合して輪状とし、二辺を高温でプレスして封止してもよい（図中、斜線で示す。）。
【００４２】
さらに、図１〜図９に示す薄型電池においては、正極負極１枚づつになるが、この構造に限定されるものではない。たとえば、正極負極を複数積層することも、巻回して用いることも可能であり、正極負極の枚数や面積は、必ずしも同一でなくても構わない。
【００４３】
また、本発明を適用した薄型電池においては、一次電池仕様であっても、二次電池仕様であっても構わない。
【００４４】
一次電池仕様の場合には、負極が金属リチウムからなり、正極がリチウムイオンを吸蔵できる材料からなり、電解質が非水電解液、固体電解質、ゲル電解質のいずれかからなることが好ましく、いずれも従来公知のものを用いることができる。
【００４５】
また、二次電池仕様の場合には、負極が金属リチウム、リチウム合金、リチウムを可逆に脱挿入できる材料のいずれかからなり、正極がリチウムを可逆に脱挿入できる材料からなり、電解質が非水電解液、固体電解質、ゲル電解質のいずれかからなることが好ましく、いずれも従来公知のものを用いることができる。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
【００４７】
＜実験ａ＞
実験ａでは、電極端子に網状若しくは多孔性の導電体を用いることの有効性を調べた。
【００４８】
実施例１
以下、図３に示される薄型電池を作製した。
【００４９】
先ず、はじめに、防湿性多層フィルム４は、以下のようにして作製した。厚さ７μｍのアルミニウム箔（金属箔層４ｂ）の片側に厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（高分子膜層４ｃ）と、もう片側に厚さ７０μｍのポリプロピレンフィルム（熱融着性高分子膜層４ａ）とを熱融着し、厚さ８９μｍの防湿性多層フィルム４を得た。この防湿性多層フィルム４を２枚、８ｃｍ×１０ｃｍに裁断し、これを外装材とした。
【００５０】
つぎに、正極１は、以下のようにして作製した。粉状二酸化マンガン９０重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン２重量％、粉状黒鉛７重量％を溶媒であるジメチルフォルムアミドに分散させた。そして、これを集電体のアルミニウム網に塗布し、１００℃にて２４時間減圧乾燥し、更にロールプレスにより適当に加圧して厚さ１３０μｍまで圧縮した。これを４ｃｍ×８ｃｍに切り出し、正極１とした。
【００５１】
負極２は、厚さ３００μｍのリチウム金属を４ｃｍ×８ｃｍに切り出して作製した。
【００５２】
正極端子５及び負極端子６は、直径５０μｍのステンレス線を７５μｍ間隔で、全体の厚みが１１０μｍになるように編まれた金属網を５ｍｍ×３ｃｍに裁断して作製した。そして、正極端子５を正極１に溶接し、負極端子６を負極２に圧着した。
【００５３】
電解質は、以下のようにして作製した。
【００５４】
エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）とを混合して溶解させた後、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を混合攪拌させ、粘性の溶液を調整した。そして、この溶液に六フッ化燐酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を添加した。これによりゲル状電解質を得た。なお、ＰＡＮ、ＥＣ、ＰＣ、ＬｉＰＦ6の仕込みのモル組成比は、ＰＡＮ：ＥＣ：ＰＣ：ＬｉＰＦ6＝１２：５３：２７：８とした。
【００５５】
セパレータ３には、厚さ５０μｍのポリプロプレン製不織布を使用した。
【００５６】
以上に述べたゲル電解質を正極１及び負極２に塗布し、防湿性多層フィルム４、負極２、セパレータ３、正極１、防湿性多層フィルム４をこの順に積層した。なお、防湿性多層フィルム４は、熱融着性高分子膜層４ａ側を電池内部に向けて積層した。
【００５７】
そして、正極端子５及び負極端子６とを封口部Ｘに挟み込み、防湿性多層フィルム４の電極材と重ならない周縁部を加熱融着し、全体を封止してリチウム一次電池を作製した。
【００５８】
実施例２
正極１に硫化鉄（ＦｅＳ2）、負極２に金属リチウムを用い、実施例１と同様の手順でリチウム一次電池を作製した。
【００５９】
実施例３
正極１にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、負極２に金属リチウムを用い、実施例１と同様の手順でリチウム二次電池を作製した。
【００６０】
具体的に、正極１には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９１重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％、粉状黒鉛９重量％を用いた。
【００６１】
実施例４
正極１にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、負極２に難黒鉛化炭素を用い、実施例１と同様の手順でリチウムイオン二次電池を作製した。
【００６２】
具体的に、正極１は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９１重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％、粉状黒鉛９重量％を用い、実施例１と同様にして作製した。
【００６３】
負極２は、以下のように作製した。難黒鉛化炭素９１重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン９重量％を溶剤であるＮメチルピロリドンに分散させ、これを銅箔上に塗布し、１２０℃にて２４時間減圧乾燥した。そして、これを更にロールプレスにより適当に加圧し、厚さ２００μｍに圧縮し、負極２とした。
【００６４】
実施例５
正極１にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、負極２に黒鉛を用い、実施例１と同様の手順でリチウムイオン二次電池を作製した。
【００６５】
具体的に、正極１は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９１重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％、粉状黒鉛９重量％を用い、実施例１と同様にして作製した。
【００６６】
負極２は、以下のように作製した。黒鉛９１重量％、粉状ポリフッ化ビニリデン９重量％を溶剤であるＮメチルピロリドンに分散させ、これを銅箔上に塗布し、１２０℃にて２４時間減圧乾燥した。そして、これを更にロールプレスにより適当に加圧し、厚さ１７０μｍに圧縮し、負極２とした。
【００６７】
比較例１
正極端子５及び負極端子６として、５ｍｍ×３ｃｍに切断した厚さ１００μｍのニッケル箔を用いた。これ以外は、実施例１と同様に、上記電極端子を電極に接続し、防湿性多層フィルム４の封口部Ｘに挟み込むように封止してリチウム一次電池を作製した。
【００６８】
比較例２
比較例１と同様に、電極端子として、５ｍｍ×３ｃｍに切断した厚さ１００μｍのニッケル箔を用いた。これ以外は、実施例３と同様に、上記電極端子を電極に接続し、防湿性多層フィルム４の封口部Ｘに挟み込むように封止してリチウム二次電池を作製した。
【００６９】
比較例３
比較例１と同様に、電極端子として、５ｍｍ×３ｃｍに切断した厚さ１００μｍのニッケル箔を用いた。これ以外は、実施例４と同様に、上記電極端子を電極に接続し、防湿性多層フィルム４の封口部Ｘに挟み込むように封止してリチウムイオン二次電池を作製した。
【００７０】
特性評価
実施例及び比較例の評価は、保存試験を行い、電池内の水分量を測定することで検討した。
【００７１】
すなわち、実施例１〜５及び比較例１〜３の電池を一定期間常温常湿の大気中で保存した後解体し、電解質内の水分をカールフィッシャー水分計で測定した。その結果を図１４に示す。
【００７２】
また、実施例１〜５及び比較例１〜３の電池について、作製直後の初期開路電圧に対する一定期間保存後の開路電圧の経時変化を測定した。その結果を図１５に示す。
【００７３】
さらに、実施例３及び比較例２のリチウム二次電池について、１０週間保存後の放電特性を、放電電流０．２５ｍＡ／ｃｍ2、温度２３℃の放電条件により測定した。その結果を図１６に示す。
【００７４】
なお、二次電池については、その容量の８０％まで充電後、保存試験に供した。
【００７５】
図１４〜図１６の結果より、実施例１〜実施例５の電池は、高い気密性をもち、高い性能を示している。これに対し、比較例１〜比較例３の電池は、わずかな応力がかかるだけで封口部Ｘの熱融着性高分子膜層４ａと電極端子（ニッケル箔）とが剥離してしまい、水分が混入してその性能を失っている。
【００７６】
また、試験後に、実施例１〜３及び比較例１において、負極２（金属リチウム）を比較すると、実施例１〜３ではリチウムが金属光沢を保っていたのに対し、比較例１では水酸化リチウムに帰属される灰白色の粉体が多量に存在していた。
【００７７】
これらの結果からわかるように、電極端子に金属網を用いることにより、電極端子と熱融着性高分子膜層との密着性を向上させ、電極端子と熱融着性高分子膜層とが剥離するのを防止し、電池性能に多大な影響を与える水分の侵入等を防止することができる。つまり、電極端子に網状若しくは多孔性の導電体を用いることにより、電池の気密性、及び機械的強度を向上させることができる。
【００７８】
＜実験ｂ＞
実験ｂでは、封口部Ｘの樹脂層を厚くすることの有効性を調べた。
【００７９】
実施例６
端子部を封止するに際して、図６〜図９に示すように、電極端子の封口部Ｘにあたる裏表両面に、熱融着性高分子膜層４ａと同じ材質であるポリエチレン片７をあてがったうえで封止した。ポリエチレン片７の厚みは、各々１００μｍとした。
【００８０】
被覆したポリエチレンの幅は、電極端子の幅＋左右１ｍｍ，合わせて電極端子の幅＋２ｍｍとした。被覆したポリエチレンの長さは、封口部Ｘ長＋両端１ｍｍ，合わせて封口部Ｘ長＋２ｍｍとした。
【００８１】
これ以外は、実施例１と同様にして、リチウム１次電池を作製した。
【００８２】
実施例７
熱融着性高分子膜層４ａの封口部Ｘにあたる樹脂厚みを予め２００μｍとした。
【００８３】
熱融着性高分子膜層４ａの樹脂厚みを厚くする部分は、幅を電極端子の幅＋左右１ｍｍ，合わせて電極端子の幅＋２ｍｍとし、長さを封口部Ｘ長＋両端１ｍｍ，合わせて封口部Ｘ長＋２ｍｍとした。
【００８４】
これ以外は、実施例１と同様にして、リチウム１次電池を作製した。
【００８５】
実施例８
電極端子の封口部Ｘにあたる裏表両面を、予め熱融着性高分子膜層４ａと同じ材質であるポリエチレンで被覆した。ポリエチレンの厚みは、各面１００μｍとした。
【００８６】
電極端子の被覆寸法は、幅を電極端子の幅＋左右１ｍｍ，合わせて電極端子の幅＋２ｍｍとし、長さを封口部Ｘ長＋両端１ｍｍ，合わせて封口部Ｘ長＋２ｍｍとした。
【００８７】
これ以外は、実施例１と同様にして、リチウム１次電池を作製した。
【００８８】
実施例９
防湿性多層フィルム４の熱融着性高分子膜層４ａの樹脂厚みを２００μｍとした。
【００８９】
これ以外は、実施例１と同様にして、リチウム１次電池を作製した。
【００９０】
特性評価
実施例１、及び実施例６〜実施例９の電池に対して、組立完了時の短絡による不良品の発生率を調べた。その結果を表１に示す。
【００９１】
【表１】
Figure 0003767151
【００９２】
表１の結果より、実施例６〜実施例９の電池では、電池の短絡による不良品が激減していることがわかる。これに対し、実施例１の電池では、正極端子５及び負極端子６が封口部を突き破ってアルミニウム箔（金属箔層４ｂ）に接触し、短絡を起こして不良品となる確率が高くなっている。
【００９３】
これらの結果からわかるように、電極端子の封口部あたる面に樹脂をあてがったり被覆したり、若しくは予め封口部にあたる樹脂の厚みを厚くする等、電極端子が貫通する封口部の樹脂厚みを厚くすることで、正負極の短絡を防止し、電池の初期不良を防止することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明の薄型電池によれば、電極端子が網状若しくは多孔性の導電体からなることから、電極端子と防湿性多層フィルムとの密着性を向上させ、優れた気密性と機械的強度を得ることができる。さらに、電極端子が貫通する封口部の樹脂厚みを厚くすることで、正負極の短絡を防止することができる。その結果、電池の寿命、長期保存性、機械的耐久性を大幅に改善し、電池の性能、信頼性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した薄型電池の封止前の断面図である。
【図２】同薄型電池の封止前の分解斜視図である。
【図３】同薄型電池の封止後の断面図である。
【図４】同薄型電池の封止後の上面透視図である。
【図５】同薄型電池の防湿性多層フィルムの断面図である。
【図６】図１に示す電極端子の封口部Ｘにあたる面に樹脂片をあてがった薄型電池の封止前の断面図である。
【図７】同薄型電池の封止前の分解斜視図である。
【図８】同薄型電池の封止後の断面図である。
【図９】同薄型電池の封止後の上面透視図である。
【図１０】本発明を適用した別の薄型電池の封止前の斜視図である。
【図１１】同薄型電池の封止後の斜視図である。
【図１２】本発明を適用した別の薄型電池の封止前の斜視図である。
【図１３】同薄型電池の封止後の斜視図である。
【図１４】保存期間と電解質中の水分量との関係を示す特性図である。
【図１５】保存期間と電池の開路電位との関係を示す特性図である。
【図１６】１０週間保存後の電池の放電容量と、放電電圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 正極、２ 負極、３ セパレータ及び／又は固体電解質若しくはゲル電解質、４ 防湿性多層フィルム、５ 正極端子、６ 負極端子、７ 樹脂片、８ 電極素子、Ｘ 封口部

Claims (7)

  1. 正極と負極と電解質とが、高分子膜と金属箔とから構成される防湿性多層フィルムにより収納されてなり、
    上記防湿性多層フィルムの外装材封口部の電極導出部に位置し、
    電極と外部端子とを接続する電極端子が網状若しくは多孔性の導電体からなることを特徴とする薄型電池。
  2. 網状若しくは多孔性の導電体が金属網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、炭素繊維の集合体の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
  3. 網状若しくは多孔性の導電体が炭素、ニッケル、アルミニウム、銅、タングステン、ステンレス、鉄、銀、金、若しくはこれらを含む合金、又はこれらをメッキした金属の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
  4. 負極が金属リチウムからなり、正極がリチウムイオンを吸蔵できる材料からなり、電解質が非水電解液、固体電解質、ゲル電解質のいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
  5. 負極が金属リチウム、リチウム合金、リチウムを可逆に脱挿入できる材料のいずれかからなり、正極がリチウムを可逆に脱挿入できる材料からなり、電解質が非水電解液、固体電解質、ゲル電解質のいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
  6. 防湿性多層フィルムの開口部が高分子膜により封口されてなり、電極端子が貫通している封口部の高分子膜の厚みが、他の封口部分より厚いことを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
  7. 電極端子の封口部にあたる面に樹脂片があてがわれる、又は電極端子の封口部にあたる面が樹脂で被覆されることを特徴とする請求項６記載の薄型電池。
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