(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する樹脂フィルムにて形成した電池ケース内に巻回型の発電要素を収容して密閉してなるものにおいて、前記発電要素を前記電池ケース内に複数個収容し、前記樹脂フィルムが前記発電要素間に形成されるくびれ部分に入り込み、前記発電要素群の外面にぴったり沿う形状で密着させたことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
前記各発電要素間の少なくとも一部が接着剤により相互に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記発電要素と前記樹脂フィルムとが接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の非水電解質電池。
【請求項４】
前記発電要素から導出されたリード片が前記電池ケース内において電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の非水電解質電池。
【請求項５】
前記電池ケースは、前記樹脂フィルムの端縁部を互いに積層して接着することによって封口されると共に、前記発電要素から導出されたリード片が前記樹脂フィルムの前記積層部分の前記樹脂フィルム間を通って前記電池ケース外に導出され、かつ、それらのリード片は前記樹脂フィルムの前記積層部分内で他の発電要素との間で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池ケースを樹脂フィルムによって形成した非水電解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型電子機器の発達がめざましいが、このような携帯型電子機器に使用される電池の小型軽量化の要望がますます高まっている。電池重量の軽減のための手段のひとつとして、従来使用されていた容器状の金属ケースに代わり、可撓性を有する袋状の金属ラミネートケース外装体を用いた電池が検討されている。しかし、この種の電池は、ケース内に収容された発電要素を圧迫する能力に劣り、電池ケース内で発電要素がずれ動くことを防止しにくいという問題がある。このため、電池が落下等により衝撃を受けた際に、電池ケース内で発電要素が大きく動いたり変形したりしてしまい、その結果、発電要素から導出されたリード片が接続部分で切れて電池として機能できなくなることがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、電池ケースを樹脂フィルムによって形成した非水電解質電池において、その耐衝撃性を改善することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、可撓性を有する樹脂フィルムにて形成した電池ケース内に巻回型の発電要素を収容して密閉してなるものにおいて、前記発電要素を前記電池ケース内に複数個収容し、前記樹脂フィルムが前記発電要素間に形成されるくびれ部分に入り込み、前記発電要素群の外面にぴったり沿う形状で密着させたところに特徴を有する。
【０００５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の非水電解質電池であって、前記各発電要素間の少なくとも一部が接着剤により相互に接着されているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の非水電解質電池であって、前記発電要素と前記樹脂フィルムとが接着剤により接着されているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の非水電解質電池であって、前記発電要素から導出されたリード片が前記電池ケース内において電気的に接続されているところに特徴を有する。
【０００８】
さらに請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の非水電解質電池であって、前記電池ケースは、前記樹脂フィルムの端縁部を互いに積層して接着することによって封口されると共に、前記発電要素から導出されたリード片が前記樹脂フィルムの前記積層部分の前記樹脂フィルム間を通って前記電池ケース外に導出され、かつ、それらのリード片は前記樹脂フィルムの前記積層部分内で他の発電要素との間で電気的に接続されているところに特徴を有する。
【０００９】
【発明の作用】
巻回型の発電要素は従来の積層型に比べて生産性に優れるが、複数個並べた場合に、発電要素の周縁が丸みをおびていることから、各発電要素間にくびれ部分が形成される。このようなくびれ部分があると、発電要素を電池ケース内に収容した場合に、発電要素間のくびれ部分と電池ケースとの間に大きな空間が生じ、特に電池ケースが可撓性を有する樹脂フィルムにて形成されている場合には、電池が衝撃を受けた際に発電要素が電池ケース内で大きく動いてしまう。
【００１０】
そこで、上記請求項１の発明では、上述したように、樹脂フィルムを発電要素間に形成されるくびれ部分に入り込むように密着させる構成とした。このようにすると、電池ケースと発電要素との間に余分な隙間が存在しないから、電池に落下等による衝撃が加わった場合でも、発電要素が電池ケース内で大きく動いてしまったり、互いにずれて大きく変形することが防止される。したがって、発電要素から導出されたリード片が接続部分で切れることを防止することができ、耐衝撃性に優れる非水電解質電池を得ることができるという優れた作用効果を奏する。
【００１１】
また、請求項２の発明によれば、各巻回型発電要素間の少なくとも一部が接着剤により相互に固定されているから、電池に衝撃が加わった場合でも各発電要素がさらにずれ難くなり、耐衝撃性がさらに向上する。
【００１２】
請求項３の発明によれば、発電要素と樹脂フィルムとが接着剤により固定されているから、同じく電池に衝撃が加わった場合でも発電要素と電池ケースとがずれ難くなり、耐衝撃性が向上する。
【００１３】
請求項４および請求項５の発明によれば、各発電要素間のリード片の接続部分が電池ケースの外部に露出している場合と比較して、各リード片の接続部分が破断し難くなるとともに、酸化等の腐食を受け難いという作用効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。
図１は本実施形態にかかる非水電解質電池１０の分解斜視図である。この非水電解質電池１０は、例えば、正極と負極とがセパレータを介して巻回された３つの扁平な発電要素１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを積層させて構成される発電要素群１２と、電解質塩を含有した図示しない非水電解液とを、可撓性を有する金属ラミネート樹脂フィルムからなる電池ケース内２０に収納してなるものである。各発電要素１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ間の長さ方向の周縁部には、くびれ部分１６が形成されている。
【００１５】
上記発電要素群１２は、上述したように３つの発電要素１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからなり、図１に示すように、中央に位置する発電要素１１Ｂの長さがその両側に位置する発電要素１１Ａ，１１Ｃの長さよりも長くなるように構成されるとともに、その幅はほぼ同等となるように構成されている。また、これら各発電要素１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、それぞれ積層部分が図示しない接着剤により固定されて、積層状態が強固に保持されている。また、各発電要素１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからは、それぞれの正極および負極と電気的に接続された厚み５０〜１００μｍの銅、アルミニウム、ニッケルなどの金属導体からなる正極リード片１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃおよび負極リード片１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが一方側に揃えて導出されている。発電要素１１Ａ，１１Ｃの正極リード片１３Ａ，１３Ｃおよび負極リード片１４Ａ，１４Ｃは、図中上方に延びて発電要素１１Ｂの外面にぴったり沿うように折り曲げられており、それらの先端部は発電要素１１Ｂの両リード片１３Ｂ，１４Ｂの基部に電気的に接続されている。
【００１６】
また、発電要素１１Ｂの正極リード片１３Ｂおよび負極リード片１４Ｂの長さ方向の中心付近には、酸変性ポリエチレンからなる厚さ５０μｍの接着層が両面に設けられ、その外側に電解液バリア層として７０μｍのエバール樹脂（クラレ製のエチレンビニルアルコール共重合樹脂）層が設けられている（いずれも図示せず）。
【００１７】
一方、電池ケース２０は、例えば、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム２１の内面側にバリア層として厚さ９μｍのアルミニウム箔２２がウレタン系接着剤によりラミネートされたものであり、さらにアルミニウム箔２２の内面には熱溶着層２３として厚さ１００μｍの酸変性ポリエチレン（ＰＥ）層が設けられている。なお、図１中２４，２５は熱溶着部を示している。
【００１８】
本実施形態の非水電解質電池１０は、次のようにして完成される。すなわち、まず上記電池ケース２０の内部に上記発電要素群１２と図示しない非水電解液とを収容するとともに、その開口部２６を正極リード片１３Ｂおよび負極リード片１４Ｂを挟んだ状態で重ね合わせて閉じる。この時、正極リード片１３Ｂおよび負極リード片１４Ｂの先端部分は、電池ケース２０から導出された状態としておく。そして、電池ケース２０の内部を減圧した後、全体を加熱することにより熱溶着層２３を溶融させて、発電要素１１と電池ケース２０との間を溶着するとともに、開口部２６を溶着封口する。また、この時、必要に応じて圧迫用の治具を併用してもよい。
【００１９】
図２ないし図４は、上記発電要素群１２および非水電解液を電池ケース２０の内部に収容した本実施形態の非水電解質電池１０の完成形態を示す図である。図２はその斜視図であり、この図に示すように、電池ケース２０はその内部に収容された発電要素群１２の外面にぴったり沿う形状とされている。特に、各発電要素１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ間のくびれ部分１６にも密着されており、これにより、図３および図４の断面図に示すように、電池ケース２０の内部には余分な空間が生じない構成とされている。また、電池ケース２０の内面と発電要素群１２の外面とは、上述した熱溶着層２３により溶着されて、固定された状態となっている。
【００２０】
このような本実施形態の非水電解質電池１０によれば、電池ケース２０と発電要素群１２との間に余分な隙間が存在せず、また各発電要素１１の相互間、および、発電要素群１２と電池ケース２０との間が、それぞれ接着層および熱溶着層２３により固定された状態となっている。従って、落下等により電池に衝撃が加わった場合でも、各発電要素１１の積層状態が簡単に崩れたり、発電要素群１２が電池ケース２０内で大きく動いたりてしまうことが極めて起こり難くなり、リード片の切断を防止することができるという優れた作用効果を奏する。また、各発電要素１１が巻回型であるから、従来の積層型ものを使用する場合と比較して、生産性に優れる。
【００２１】
さらに、各発電要素１１の両リード片１３，１４間の接続部分が電池ケース２０の内部に収容される構成であるから、接続部分がより破断し難くなるとともに、酸化等の腐食を受け難い。
【００２２】
＜第２実施形態＞
図５ないし図７は、本発明の第２実施形態の非水電解質電池３０を示すものである。本実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成でかつ大きさが等しい２つの発電要素３１Ａ，３１Ｂを横に並べて発電要素群３２を構成し、この発電要素群３２と図示しない非水電解液とを、同じく第１実施形態と同様の構成の電池ケース４０内に密閉収容したものである。また、発電要素３１Ａの正極リード片３３Ａは負極リード片３４Ａよりも長さが長くなるように形成されているとともに、発電要素３１Ｂの正極リード片３３Ｂは負極リード片３４Ｂよりも短くなるように形成されており、負極リード片３４Ａと正極リード片３３Ｂとが例えばニッケル板３５に溶接されることによって、発電要素３１Ａおよび３１Ｂは電気的に直列に接続されている。なお、このニッケル板３５は、電池ケース４０の封口部４１内に位置するように構成されている。
【００２３】
本実施形態の非水電解質電池３０においても、上記第１実施形態と同様に、各発電要素３１Ａ，３１Ｂ間のくびれ部分３６に電池ケース４０が密着することにより、電池ケース４０と発電要素群３２との間に余分な隙間が存在せず、また発電要素群３２と電池ケース４０との間が熱溶着されて固定された状態となっているから、電池に衝撃が加わった場合でもリード片が切断することを防止することができる。また、本実施形態のように、電池ケース４０の封口部４１内で各リード片間の接続を行う構成とすると、接続部分が空気に触れないだけでなく、電解液にも晒されないので、さらに腐食を受け難くすることができる。
【００２４】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態の非水電解質電池５０を示すものである。本実施形態では、各発電要素５１Ａ，５１Ｂを上記第２実施形態と同様に横に並べて発電要素群５２を構成したものであるが、各発電要素５１Ａ，５１Ｂ間を電気的に並列に接続しているところが上記第２実施形態とは異なる。図８に示すように、各発電要素５１Ａ，５１Ｂからは両リード片５３，５４が互いに反対側に位置するように導出されているとともに、発電要素５１Ａの両リード片５３Ａ，５４Ａが長く、発電要素５１Ｂの両リード片５３Ｂ，５４Ｂが短く構成されている。そして、それぞれ正極リード片５３Ａ，５３Ｂ間、および負極リード片５４Ａ，５４Ｂ間が、電池ケース６０の封口部６１において、ニッケル板５５によって電気的に接続されており、発電要素５１Ａの両リード片５３Ａ，５３Ｂだけが外部に導出されている。
なお、本実施形態においても、上記実施形態と同様に各発電要素５１Ａ，５１Ｂ間のくびれ部分５６に電池ケース６０が密着しており、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２５】
＜第４実施形態＞
図９ないし図１１は、本発明の第４実施形態の非水電解質電池７０を示すものである。本実施形態では、上記実施形態と同様の構成でかつ大きさが等しい２つの発電要素７１Ａ，７１Ｂの一部を積層させ、互いにずらした状態で発電要素群７２を構成したものである。各発電要素７１Ａ，７１Ｂからは正極および負極の各リード片７３，７４が互いに反対側に位置するように導出されている。また、図１１に示すように、発電要素７１Ａの負極リード片７４Ａと発電要素７１Ｂの負極リード片７４Ｂとが、厚み方向において互いに同位置となるように配置されている。これらの負極リード片７４Ａ，７４Ｂは、互いに近づく方向に屈曲されており、電池ケース８０の内部で溶接によって電気的に接続されるとともに、一方の負極リード片７４Ａだけが電池ケース８０の外部まで導出されている。また、各正極リード片７３Ａ，７３Ｂはそれぞれ電池ケース８０の外部に導出され、外部で接続される構成となっている。
なお、本実施形態においても、上記実施形態と同様に各発電要素７１Ａ，７１Ｂ間のくびれ部分７６に電池ケース８０が密着しており、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００２７】
（１）非水電解質電池の発電要素群を構成する各発電要素の並べ方或いは個数は、上記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更可能である。また、各発電要素の電気的な接続の形態（直列あるいは並列）や接続位置も、上記実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、リード片の切断が起こり難い耐衝撃に優れる非水電解質電池を得ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる非水電解質電池の分解斜視図
【図２】同じく完成形態の斜視図
【図３】同じく図２のＡ−Ａ断面図
【図４】同じく図２のＢ−Ｂ断面図
【図５】本発明の第２実施形態にかかる非水電解質電池の斜視図
【図６】同じく図５のＡ−Ａ断面図
【図７】同じく図５のＢ−Ｂ断面図
【図８】本発明の第３実施形態にかかる非水電解質電池の斜視図
【図９】本発明の第４実施形態にかかる非水電解質電池の斜視図
【図１０】同じく図９のＡ−Ａ断面図
【図１１】同じく図９のＢ−Ｂ断面図
【符号の説明】
１０，３０，５０，７０…非水電解質電池
１１，３１，５１，７１…発電要素
１２，３２，５２，７２…発電要素群
１３，３３，５３，７３…正極リード片
１４，３４，５４，７４…負極リード片
１６，３６，５６，７６…くびれ部分
２０，４０，６０，８０…電池ケース
２１…樹脂フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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