(57)【要約】【課題】極ユニットが金属または有機物製の固定フレームに入れられた場合、摩擦により極ユニットが損傷されるおそれがあった。【解決手段】本発明のアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池は、陽極（１）、陰極（２）および仕切り膜（３）からなる極ユニットと、電解液と、アルミ・プラスチック複合シール（４）とを備えている。極ユニットの外側はフレーム（５）で包まれている。当該フレームは、極ユニットを型枠として射出成形されたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池であって、陽極（１）、陰極（２）および仕切り膜（３）からなる極ユニットと、電解液と、アルミ・プラスチック複合シール（４）とを備え、極ユニットの外側はフレーム（５）で包まれ、当該フレームが極ユニットを型枠として射出成形されたものであることを特徴とする、液体リチウムイオン蓄電池。
【請求項２】
請求項１に記載された蓄電池であって、前記フレームが、極ユニットを型枠として、多成分有機物の射出成形により作られたものであることを特徴とする、液体リチウムイオン蓄電池。
【請求項３】
請求項２に記載された蓄電池であって、前記多成分有機物が改良ポリプロピレンまたは改良ポリエチレンであることを特徴とする、液体リチウムイオン蓄電池。
【請求項４】
請求項１に記載された蓄電池であって、前記フレームの射出成形温度が40-80℃であることを特徴とする、液体リチウムイオン蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池に関するものである。具体的に言えば、アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池は、極ユニットを成形後、アルミ・プラスチック複合シールによる袋に入れて、液体を注入してから、真空引きにおける熱封入プロセスによりアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池が作られていた。その欠陥としては、蓄電池が充電・放電にあたって、電極材料の結晶格子が変化するとともに、電池の厚みも変化を起こすことで、陽極・陰極間の距離も変り、結局、電池の性能が早く落ちる。電池の外部における大気圧でこれらの変化を緩和しているが、その役割が小さすぎる。特に蓄電池内部に少量の気体が生成された場合、この圧力による効果が消えてしまう。
【０００３】
オランダのフィリップス社は、極プレートの間にポリマー製リベットを入れることで上記欠点を解決している。日本のソニー株式会社は、極プレートに接着剤を入れて、プレートを一体に接着することで上記問題を解決した。ただし、これらは、製造プロセスが複雑で、製品の合格率が低い、電池の出力が小さい、コストが高い等の欠陥を持っている。
ある特許は、極ユニットの外側に剛性のある固定フレームを追加することで当該問題を解決したが、金属の固定フレームは、加工や取扱いにあたって、アルミ・プラスチック複合シールを刺し壊しやすいだけではなく、極ユニットが金属または有機物製の固定フレームに入れられた場合、摩擦により極ユニットが損傷され、電池の合格率が低減されることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記された従来の技術における欠陥と不足を改善した、アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池を提供することである。本発明によれば、製品の性能を向上できるし、機械化による連続生産に適合し、製品の合格率が高くなる。
本発明は、以下の技術手段により実現されたのである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池は、陽極（１）、陰極（２）および仕切り膜（３）からなる極ユニットと、電解液と、アルミ・プラスチック複合シール（４）とを備えている。極ユニットの外側をフレーム（５）で包む。当該フレームは、極ユニットを型枠として射出成形されたものであり、このフレームは、多成分有機物、例えば、改良ポリプロピレンまたは改良ポリエチレンの射出成形により作られ、極ユニットを覆っている。上記のフレームの射出成形温度は、好ましくは40-80℃である。
【０００６】
上記技術手段を採用することで、本発明は、従来の技術に比べて、蓄電池の性能が安定で、機械化による連続生産に適用しやすく、製品の合格率が高いというメリットと効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池は、図１に示すように、陽極（１）、陰極（２）および仕切り膜（３）からなる極ユニットと、電解液と、アルミ・プラスチック複合シール（４）とを備えている。極ユニットの外側はフレーム（５）で包まれ、フレーム（５）は蓄電池の極ユニットを固定する役割を果たす。これにより、蓄電池が充電・放電において、陽極・陰極間の距離が許容範囲に保たれ、電池の変形が小さくて、電池の性能を向上できる。蓄電池に少量のガスが生成されても、蓄電池の性能を良好な状態に保てる。
【０００８】
フレームは射出成形により作られる。射出成形時の型枠は蓄電池の極ユニットである。成形後、フレームと極ユニットとが一体になり、それをアルミ・プラスチック複合シールに入れる。さらに、電解液を注入後、真空引きにおける熱封入により、アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池を作る。
このように、極ユニットを型枠として射出成形によりフレームを形成すると、従来製品のように蓄電池の極ユニットが金属または有機物製の固定フレームに入れられた場合と比べ、摩擦により極ユニットが破損されやすいことを避けられる。また、剛性のある固定フレームと蓄電池の極ユニットとの誤差が生じ難く、蓄電池の合格率が低減される等の問題を避けられる。
【０００９】
なお、フレームの成形温度を、好ましくは40-80℃にすることで、フレームの成形にあたって、極ユニットにおける仕切り膜の変形により、極ユニットのショートまたは仕切り膜の構造変化を避けられる。
実施例１
1882130（厚み18mm×幅82mm×高さ130mm）電池を作る。その際、陽極の活性物をLiMn2O4に、陰極の活性物をグラファイトに、仕切りシート(仕切り膜)の材料をPEに、電解液における主な塩類をLiPF6（１M）に、溶剤をEC、EMCおよびDMCにして、体積比を１：１：１にする。
【００１０】
極ユニットを金型に入れた後に、金型を60℃までに加熱し、さらに金型に改良ポリエチレンを注入してから、迅速に35℃までに冷却し、金型を開く。
その後、フレーム付きの極ユニットをアルミ・プラスチック複合シールに入れて、電解液を注入、密封してから、0.2Cの電流で充電・放電を三回行う。充電電圧が4.3Vまでになる。放電電圧が3.0Vまでになる。そして、0.5Cの電流で充電・放電サイクルを行う。同じく充電電圧が4.3Vまでになる。放電電圧が3.0Vまでになる。
【００１１】
電池の放電容量とサイクル回数との関係は図２に示される。
一方、電池の極ユニットの外側に上記フレームが付いていない電池、すなわち、比較用アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池に対して、同じく0.5Cの電流で充電・放電サイクルを行う。その時に充電電圧が4.3Vまでになる、放電電圧が3.0Vまでになる。
【００１２】
電池の放電容量とサイクル回数との関係は図３に示される。
図２と図３によれば、電池の充電・放電サイクルが300回になった場合、比較用アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池の容量保持率が８３％である。一方、本発明におけるアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池の容量保持率は９２％である。さらにサイクル５００回になった場合、本発明の液体リチウムイオン蓄電池は、容量保持率が９０％であることが分かる。したがって、本発明におけるアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池は、利用安定性、すなわち、サイクル寿命が著しく向上されている。
【００１３】
いずれにしても、上記プロセスにより作られた本発明におけるアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池は、性能が安定で、機械化による連続生産に適用しやすい。また、製品の合格率が高い等のメリットを持っている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明におけるアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池の構造イメージ図である。
【図２】本発明におけるアルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池の0.5C充電・放電サイクルにおける放電容量とサイクル回数の関係を示すグラフである。
【図３】比較用アルミ・プラスチック複合シールによる液体リチウムイオン蓄電池の0.5C充電・放電サイクルにおける放電容量とサイクル回数の関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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