(57)【要約】【課題】  可撓性部材を外装材とした封口特性が良好な密閉型電池を提供する。【解決手段】  可撓性部材からなる外装材に電池要素を収納した密閉型電池１において、可撓性部材２にエンボス成形された凹部３に電池要素４が収納されて可撓性部材２によって電池要素４の両面が被覆され、連続した可撓性部材を折り曲げた第一辺５、第一辺に対向する導電接続端子の取り出した部を形成した第二辺６、および互いに対向する第三辺９および第四辺１０からなり、第二辺、第三辺および第四辺が熱融着部１１、１２を形成して封口されており、第三および第四辺の可撓性部材は、前記凹部と熱融着部の間に熱融着しない非熱融着部１３、１４を有し、第三および第四辺に形成した熱融着部１１、１２は、前記非熱融着部に形成した折り曲げ部１５、１６において電池要素側に折り曲げられた密閉型電池。【選択図】  図１
2006156161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性部材からなる外装材に電池要素を収納した密閉型電池において、可撓性部材にエンボス成形された凹部に電池要素が収納されて可撓性部材によって電池要素の両面が被覆され、連続した可撓性部材を折り曲げた第一辺、第一辺に対向する導電接続端子の取り出した部を形成した第二辺、および互いに対向する第三辺および第四辺からなり、第二辺、第三辺および第四辺が熱融着部を形成して封口されており、第三辺および第四辺の可撓性部材は、前記凹部と熱融着部の間に熱融着しない非熱融着部を有し、第三辺および第四辺に形成した熱融着部は、前記非熱融着部に形成した折り曲げ部において電池要素側に折り曲げられたことを特徴とする密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属フィルムと熱融着性のフィルム等からなる可撓性の部材を外装材に用いた電池に関するものであって、電池の投影面積が小さく封口特性が良好な密閉型電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話をはじめとする携帯型機器等の電源として用いられている電池は、軽量化、薄型化が要求されており、密閉型電池の外装体には従来の金属缶に代えて可撓性の部材を外装材とした電池がひろく用いられている。
可撓性部材としては、アルミニウム箔等の金属薄膜を加熱によって容易に熱融着が可能な合成樹脂製フィルムとを積層した積層フィルムが用いられている。
【０００３】
金属薄膜を積層した可撓性外装材を用いた密閉型電池においては、可撓性部材によって電池要素を包み込んだ後に、電池要素の周囲の可撓性部材を加熱融着することによって封口されている。
熱融着の後には、密閉型電池の周囲の可撓性部材を電池要素側に折り曲げて投影面積を小さくした後に電池使用機器、あるいは電池パックに装着されている。
【０００４】
図４は、従来の密閉型電池を説明する図であり、図４（Ａ）は、密閉型電池を説明する斜視図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面を説明する図である。図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の熱融着部を電池要素側へ折り曲げる前の状態を説明する図である。
密閉型電池１は、可撓性部材２にあらかじめ形成した凹部３に電池要素４が収納さており、封口部７の熱融着によって導電接続端子８ａおよび８ａを一体に封口するとともに、側面部に熱融着部１１、１２を形成して封口されている。
可撓性部材２には、アルミニウム箔等の水分の透過を抑制する機能が大きな金属薄膜と、熱融着特性が良好な易融着性合成樹脂フィルム、および金属薄膜等を保護して強度が大きな外側の合成樹脂フィルム等からなる積層フィルムが用いられている。
【０００５】
密閉型電池の投影面積を小さくするために、可撓性部材２を封口した熱融着部１１、１２を折り曲げ部１５および１６において電池要素４側に折り曲げている。ところが、熱融着部の合成樹脂は硬化しているために折れ曲げると合成樹脂フィルムあるいはアルミニウム箔にひび割れを生じて電池の特性に悪影響を及ぼすことがあった。
【０００６】
また、電池の周囲に位置する可撓性部材の封口部をあらかじめ折り曲げた状態に成形加工した後に、電池要素を収納し、その後に封口部を封口した密閉型電池が提案されている（特許文献１）。
ところが、あらかじめ折り曲げられた可撓性部材を電池の外周部のごく近傍を熱融着することは容易ではなく、熱融着部が折り曲げ部からの距離が大きくなったり、熱融着部は大きくならざるを得なかった。このため、このような方法では投影面積が小さくな密閉型電池を得ることは困難であった。
また、あらかじめ折り曲げられた可撓性部材の熱融着には特殊な熱融着装置が必要であるという問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−２２３８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、可撓性部材を外装材に用いた密閉型電池において、密閉型電池の投影面積を小さくするために周囲を折り曲げた場合に、折れ曲げ部分に加わるストレスによって、可撓性部材からなる外装材にひび割れ等が生じることがなく、封口特性が長期に安定し、しかも周囲の封口部を電池要素側に一体化することによって実質的な体積容量密度が大きな密閉型電池を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、可撓性部材からなる外装材に電池要素を収納した密閉型電池において、可撓性部材にエンボス成形された凹部に電池要素が収納されて可撓性部材によって電池要素の両面が被覆され、連続した可撓性部材を折り曲げた第一辺、第一辺に対向する導電接続端子の取り出した部を形成した第二辺、および互いに対向する第三および第四辺からなり、第二、第三および第四辺が熱融着部を形成して封口されており、第三および第四辺の可撓性部材は、前記凹部と熱融着部の間に熱融着しない非熱融着部を有し、第三および第四辺に形成した熱融着部は、前記非熱融着部に形成した折り曲げ部において電池要素側に折り曲げられた密閉型電池によって解決することができる。
熱融着部は可撓性部材の最外周部に設けられた密閉型電池である。
また、凹部と可撓性部材の最外周部との間に形成された複数個の非熱融着部に折れ曲げ部が形成された前記の密閉型電池である。
また、凹部は電池要素の両側に位置する可撓性部材に設けられており、両凹部によって形成される空間に電池要素が収納されている前記の密閉型電池である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の密閉型電池は、可撓性部材からなる外装材に形成した凹部に電池要素を収納した後に可撓性部材を熱融着によって熱融着部を形成して封口した密閉型電池において、熱融着部は、熱融着が行われていない非熱融着部において電池要素側へ折り曲げているので、折れ曲げ部は、折れ曲げ時にひび割れ等が生じることがなく、長期間安定した性能を発揮できるとともに、熱融着部は電池要素側へ大きく折れ曲げることが可能となり、投影面積を小さくすることができ、電池の体積容量密度が大きな密閉型電池を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、アルミニウム等の水分や空気が実質的に浸透しない金属箔と、加熱によって容易に接合可能な合成樹脂製フィルム等を積層した積層体からなる可撓性部材を外装材として電池要素を収納した後に熱融着部を形成して封口した密閉型電池において、封口特性が良好な密閉型電池を、体積容量密度を低下させることなく実現したものである。
【００１１】
すなわち、可撓性部材を外装材とした密閉型電池においては、可撓性部材を加熱して熱融着した後に封口することが行われており、熱融着部を電池要素側に折り曲げて可撓性部材と一体化することによってその体積を小さくすることが行われている。
ところが、熱融着部は、他の部分に比べて厚みが厚くなり、また可撓性部材の熱融着によって硬度が大きな部分が生じるために、熱融着部を折り曲げた部分にはアルミニウム箔をはじめとした構成部材にひび割れが生じる等の問題があった。
【００１２】
以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の密閉型電池を説明する図である。
図１（Ａ）は、密閉型電池の斜視図を示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図を示す。また、図１（Ｃ）は、熱融着部を折り曲げ前の断面図を示し、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）あるいは図１（Ｂ）とは熱融着部の折り曲げ方法が異なる密閉型電池の断面図を示す。
図１（Ａ）に示すように、密閉型電池１は、可撓性部材２のエンボス加工された凹部３に電池要素４が収納されており、連続した可撓性部材２を第一辺５で折り曲げて、第一辺と対向する第二辺６において、可撓性部材２を熱融着して封口部７を形成し電池要素４に接続した導電接続端子８ａおよび８ｂの周囲の封口が行われている。
【００１３】
また、図１（Ｂ）に示すように、互いに対向する第三辺９および第四辺１０の可撓性部材２は、その最外周部に熱融着部１１および１２を形成して封口されており、凹部３と熱融着部１１および１２との間には、非熱融着部１３および１４が形成されている。そして、可撓性部材２は、非熱融着部１３および１４において折れ曲げ部１５および１６を形成して電池要素の幅方向の端部に一体化されている。
【００１４】
また、図１（Ｃ）は、可撓性部材２の折れ曲げる前の断面を説明する図であり、互いに対向する第三辺９および第四辺１０の可撓性部材２の最外周部は、熱融着部１１および１２を形成して封口されており、凹部３と熱融着部１１、および凹部３と熱融着部１２との間には、非熱融着部１３および１４がそれぞれ形成されている。
【００１５】
また、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）あるいは図１（Ｂ）が電池要素の幅方向の端部に、可撓性部材を折り曲げたものであるのに対して、電池要素の厚み方向の端部に可撓性部材を折り曲げて一体化したものである。
この場合にも、折り曲げ部１５および１６は、可撓性部材２に形成された凹部３と、第三辺９および第四辺１０に形成された熱融着部１１および１２との間に位置する非融着部１３および１４に存在するので、折れ曲げ部１５あるいは１６においてひび割れ等が生じることはなく安定な封口特性を奏する密閉型電池を提供することが可能となる。
【００１６】
可撓性部材の端部の折れ曲げ方向は、密閉型電池の装着部の形状あるいは大きさを考慮し、密閉型電池の厚みを小さくする場合には、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように可撓性部材を折り曲げることができる。また、幅方向の大きさを小さくする場合には、図１（Ｄ）に示すように可撓性部材を折り曲げることができる。
【００１７】
図２は、本発明の他の実施例を説明する図であり、密閉型電池の断面を説明する図であり、図２（Ａ）は、熱融着部を折り曲げる前の状態を説明する図であり、図２（Ｂ）は、熱融着部を折れ曲げた状態を説明する図である。
密閉型電池１の可撓性部材２には、第三辺９および第四辺１０に最外周部の外側熱融着部１１ａ、１２ａが形成されており、その内側には外側非熱融着部１３ａ、１４ａが存在している。また、内側熱融着部１１ｂ、１２ｂと凹部３との間には内側非熱融着部１３ｂ、１４ｂが形成されている。
そして、可撓性部材の端部は、外側非融着部と内側非融着部にそれぞれ、折れ曲げ部１５ａ、１５ｂ、１６ａおよび１６ｂを設けて折り曲げられている。
【００１８】
図２で示した密閉型電池は、間隔を設けて配置した二つの非融着部に折り曲げ部を設けて、電池要素の側に可撓性部材の端部を一体化させたので、折り曲げ部は、熱融着によって変形あるいは硬化していない。このため、いずれの折れ曲げ部にもひび割れ等は生じず、二つの熱融着部において安定した封口が形成されている。また、電池要素の側面にはそれぞれ二重に可撓性部材が配置されるので、側面からの衝撃に対する安定性も向上する。
【００１９】
図３は、本発明の密閉型電池の製造方法の一例を説明する図である。
図３（Ａ）に示すように、可撓性部材２にエンボス加工によって凹部３を形成する。次いで、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すように、可撓性部材２の凹部３に電池要素４を収納して導電接続端子８を可撓性部材２面上に載置し、可撓性部材の第一辺５を折り曲げて電池要素４上に重ね合わせて第二辺６に導電接続端子を載置し載置し、可撓性部材２の中央部の第一辺５を折り曲げて重ね合わせる。
【００２０】
図３（Ｃ）、図３（Ｄ）に示すように、第三辺９および第四辺１０の外周部の凹部３から間隔を設けた位置を熱融着手段２０によって熱融着して熱融着部１１および１２を形成し、第二辺６は、導電接続端子８を挟み込んだ状態で熱融着手段２０によって熱融着した後に封口部７を形成する。
次いで、図３（Ｅ）に示すように、互いに対向する第三辺９および第四辺１０の凹部と熱融着部１１および１２との間に形成した非熱融着部１３および１４を折り曲げて熱融着部１１および１２を電池要素側に一体化させることによって、投影面積が小さな密閉型電池を作製することができる。
【００２１】
本発明の密閉型電池の製造方法においては、電池内部への電解液の注入は、電池要素を凹部に収納した後に行うことができる。また、可撓性部材の第三辺および第四辺を融着した後に、第二辺を封口する前に第二辺から電解液を注入しても良い。
【００２２】
本発明の密閉型電池の製造は、可撓性部材の外周部に熱融着部を形成することによって行うことができるので、積層フィルムの熱融着用の一般的な装置を使用することによって製造が可能である。
【００２３】
また、以上の図では、電池要素の一方に位置する可撓性部材のみに電池要素を収納する凹部を設けたものについて説明をしたが、電池要素の両側の可撓性部材に電池要素の収納用の凹部を設けて、両側の凹部によって電池要素の大きさに合致した空間を形成しても良い。また、その場合には、両側の凹部の大きさは等しくする必要はなく、導電接続端子の取り付け位置、あるいは電池使用機器への装着位置等を考慮して凹部の大きさを決めることができる。
例えば、電池要素の巻回体の外周部から正極および負極の導電接続端子を取り出す場合には、電池要素の一方の面の可撓性部材のみに凹部を設けることによって、導電接続端子を折れ曲げる等の工程が不要である。
【００２４】
本発明の密閉型電池に用いる可撓性部材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル、あるいはナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／ナイロンＭＸＤ６ブレンドフィルム等の気体および水分の遮断性に優れた合成樹脂フィルムにアルミニウム箔等の金属箔を積層し、金属箔上には、ポリエチレン等の熱融着性樹脂層を形成したものが用いられる。
【００２５】
また、可撓性部材の接合面は、易接着性物質で処理したり接着性フィルムを配置しても良い。易接着性物質としては、、エチレン−アクリレート共重合体、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン等を挙げることができる。
また、引出端子の融着部には引出端子によって形成される凹凸を防止するために、引出端子と嵌合する凹部を備えた補助部材を配置し、可撓性外装材と接触して封口する面を平面状としても良く、補助部材としては、押圧時に変形を防止して形状を保持することが可能な、熱融着条件下において、可撓性外装材の接合面に用いるポリエチレンよりも軟化温度が高いポリオレフィン、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン等を挙げることができる。
い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の密閉型電池は、可撓性部材を熱融着によって封口した融着部と電池要素を収納した凹部との間に非熱融着部を形成し、非熱融着部において可撓性部材を折り曲げたので、可撓性部材の折れ曲げ時にはひび割れ等は発生せず、封口特性が安定した、電池の投影面積が小さく体積容量密度が大きな密閉型電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の密閉型電池を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の他の実施例を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の密閉型電池の製造方法の一例を説明する図である。
【図４】図４は、従来の可撓性部材を外装材に用いた密閉型電池を説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…密閉型電池、２…可撓性部材、３…凹部、４…電池要素、５…第一辺、６…第二辺、７…封口部、８ａ，８ｂ…導電接続端子、９…第三辺、１０…第四辺、１１，１２…熱融着部、１１ａ，１２ａ…外側熱融着部、１１ｂ、１２ｂ…内側熱融着部、１３，１４…非熱融着部、１３ａ，１４ａ…外側非融着部、１３ｂ，１４ｂ…内側非熱融着部、１５，１６，１５ａ、１５ｂ、１６ａ，１６ｂ…折れ曲げ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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