(57)【要約】【課題】電池ケースの外表面に電解液吸収剤層６とシール剤層７とをこの順で形成することにより、電解液を吸収して膨潤した電解液吸収剤層６が電池ケースから剥がれ落ちて周囲に散乱するようなおそれのない電池を提供する。【解決手段】電池ケースにアルミラミネートフィルム２１、２２を用いた非水電解質二次電池において、この電池ケースのアルミラミネートフィルム２１、２２の外表面に電解液吸収剤層６を形成すると共に、この電解液吸収剤層６の外表面にシール剤層７を形成した構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースの外表面に電解液吸収剤層を形成すると共に、この電解液吸収剤層の外表面にシール剤層を形成したことを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池ケース内に発電要素を収納して電解液を充填した電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池ケースにアルミラミネートフィルムを用いることにより薄型軽量化を図った非水電解質二次電池が従来から広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。このような非水電解質二次電池の構成例を図３に示す。この非水電解質二次電池１は、電池ケース２が２枚の方形のアルミラミネートフィルム２１、２２によって構成され、この電池ケース２の内部に発電要素３が収納されると共に非水電解液が充填される。
【０００３】
アルミラミネートフィルム２１、２２は、アルミニウム箔の両面を樹脂層で挟んで積層した方形のラミネートフィルムであり、周縁部を除く中央の大部分に凹部が形成されている。これらのアルミラミネートフィルム２１、２２は、凹部側を向かい合わせにして上下から重ね合わせ、これらの間に発電要素３を挟み非水電解液を充填して周縁部を熱溶着することにより、内部を密閉した電池ケース２となる。また、発電要素３の両端面から突出する正極リード端子４と負極リード端子５は、これら２枚のアルミラミネートフィルム２１、２２が重なり合った間を通して封止されて外部に突出するようになっている。
【０００４】
上記非水電解質二次電池１は、極めて大きな外力や衝撃等が加わると、フレキシブルなアルミラミネートフィルム２１、２２が損傷を受けて内部の非水電解液が漏れ出すことがある。そして、導電性の非水電解液が外部に漏れ出して周囲に広がると、近傍の配線や回路基板等が短絡を起こすおそれが生じる。
【０００５】
そこで、従来は、非水電解質二次電池１の電池ケース２に用いられるアルミラミネートフィルム２１、２２の外表面に電解液吸収剤を塗布して電解液吸収剤層を形成する場合があった。電解液吸収剤は、非水電解液を吸収してゲル化する樹脂である。従って、非水電解質二次電池１の電池ケース２の内部から非水電解液が漏れ出しても、アルミラミネートフィルム２１、２２の外表面に形成された電解液吸収剤層が吸収してゲル化するので、この非水電解液が流動性をなくし、周囲に広がるのを防止することができる。
【０００６】
ところが、上記電解液吸収剤層は、非水電解液を吸収してゲル化すると、アルミラミネートフィルム２１、２２の外表面上で膨潤するので、これを放置すると、振動や衝撃等によって脆く剥がれ落ちて、非水電解質二次電池１の周囲に散乱するという問題があった。非水電解液によって膨潤した電解液吸収剤層が剥がれ落ちて散乱した場合には、見苦しいだけでなく臭いも発し、回路基板の端子間等に入り込むと短絡のおそれも生じる。
【０００７】
また、電解液吸収剤層は、ある程度の吸湿性もあるので、外気中の水分を吸収することにより非水電解液を吸収する能力が低下する。このため、非水電解質二次電池１が製造されてから長時間が経過したり高湿度の環境で使用されると、電解液吸収剤層が十分に非水電解液を吸収できないようになるという問題もあった。
【０００８】
なお、上記問題点は、電池ケース２にアルミラミネートフィルム２１、２２を用いた場合に限らず、その他のフレキシブルフィルムを用いた場合も同様である。また、電池ケースに硬質の樹脂材料や金属材料を用いた場合には、非水電解液が漏れ出す可能性はフレキシブルフィルムの場合よりも低くなるが、一旦この非水電解液が漏れ出したときには、周囲に広がるのを防止しなければならないという事情は同じである。このため、電池ケースの外表面に電解液吸収剤層を形成した場合には、上記と同様の問題が発生することになる。
【０００９】
さらに、水溶性の電解液を用いた電池であっても、導電性の電解液が漏れ出したときには、周囲に広がるのを防止しなければならないという事情は同じである。しかも、この水溶性の電解液を吸収してゲル化する電解液吸収剤を用いた場合も、電解液を吸収してゲル化し膨潤した電解液吸収剤が振動や衝撃等によって脆く剥がれ落ちて周囲に散乱するという問題は生じ、外気中の水分を吸収することにより電解液を吸収する能力が低下するという問題も生じる。
【特許文献１】特開２００５−２０９５８７号公報（第２頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、電池ケースの外表面に電解液吸収剤層とシール剤層とをこの順で形成することにより、電解液を吸収して膨潤した電解液吸収剤が電池ケースから剥がれ落ちて周囲に散乱するようなおそれのない電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の電池は、電池ケースの外表面に電解液吸収剤層を形成すると共に、この電解液吸収剤層の外表面にシール剤層を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、電池ケースの外表面に形成された電解液吸収剤層が電解液を吸収してゲル化し膨潤しても、さらに外層側をシール剤層が覆うので、電池ケースの外表面から剥がれ落ちるようなことがない。また、この電解液吸収剤層は、通常時からシール剤層に覆われて、外気中の水分が遮断されるので、時間の経過に伴って電解液を吸収する能力が低下するということもない。
【００１３】
上記発明の一例としては、電池ケースにフレキシブルフィルムを用いた非水電解質二次電池において、この電池ケースのフレキシブルフィルムの外表面に電解液吸収剤層を形成すると共に、この電解液吸収剤層の外表面にシール剤層を形成した非水電解質二次電池が挙げられる。
【００１４】
この非水電解質二次電池によれば、電池ケースのフレキシブルフィルムの外表面に形成された電解液吸収剤層が非水電解液を吸収してゲル化し膨潤しても、さらに外層側をシール剤層が覆うので、フレキシブルフィルムの外表面から剥がれ落ちるようなことがない。また、この電解液吸収剤層は、通常時からシール剤層に覆われて、外気中の水分が遮断されるので、時間の経過に伴って非水電解液を吸収する能力が低下するということもない。
【００１５】
特に、非水電解液は、導電性を有するだけでなく、水溶性の電解液よりも臭いが強く、しかも、フレキシブルフィルムを用いた電池ケースは、極めて大きな外力や衝撃等が加わると損傷を受けてこの非水電解液の漏液が生じるおそれが大きくなるので、漏れ出した非水電解液を吸収した電解液吸収剤層が剥がれ落ちるのを防止する必要性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図２を参照して説明する。なお、これらの図においても、図３に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１７】
本実施形態は、図３に示した従来例と同様の非水電解質二次電池１について説明する。本実施形態の非水電解質二次電池１は、図１に示すように、２枚のアルミラミネートフィルム２１、２２を用いた電池ケース２の内部に、発電要素３を収納すると共に非水電解液を充填したものである。
【００１８】
アルミラミネートフィルム２１、２２は、図２に示すように、アルミニウム箔層２１ａ、２２ａの一方の面に、ナイロンやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のようなバリア性と強度の高いベース樹脂層２１ｂ、２２ｂを積層すると共に、他方の面にポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のような熱可塑性樹脂層２１ｃ、２２ｃを積層した３層構造のフレキシブルフィルムである。また、これらのアルミラミネートフィルム２１、２２は、図１に示すように、方形シート状の周縁部を除く中央の大部分に、熱可塑性樹脂層２１ｃ、２２ｃ側が窪んだ凹部が予めプレス加工によって形成されている。
【００１９】
上記２枚のアルミラミネートフィルム２１、２２は、熱可塑性樹脂層２１ｃ、２２ｃのある凹部側を向かい合わせにして上下から重ね合わせ、これらの間に発電要素３を収容して、周縁部の熱可塑性樹脂層２１ｃ、２２ｃ同士を熱溶着することにより、内部を密閉した電池ケース２となる。また、発電要素３の前後の端面から突出する正極リード端子４と負極リード端子５は、これら２枚のアルミラミネートフィルム２１、２２の前後の縁部の間を通して封止されて外部に突出するようになっている。なお、非水電解液は、これらのアルミラミネートフィルム２１、２２が内部を完全に密閉する前に注液される。
【００２０】
図１に示した非水電解質二次電池１は、電池ケース２のアルミラミネートフィルム２１、２２の外表面（ベース樹脂層２１ｂ、２２ｂの外表面）に、図２に示すように、電解液吸収剤層６を形成すると共に、この電解液吸収剤層６のさらに外表面にシール剤層７を形成する。この際、これらの電解液吸収剤層６とシール剤層７は、アルミラミネートフィルム２１、２２におけるベース樹脂層２１ｂ、２２ｂの外表面だけでなく、アルミニウム箔層２１ａ、２２ａや熱可塑性樹脂層２１ｃ、２２ｃも露出する熱溶着部の端面の外表面も覆うようにしてもよい。
【００２１】
上記電解液吸収剤層６は、非水電解液を吸収してゲル化する樹脂層であり、アルミラミネートフィルム２１、２２の外表面に電解液吸収剤を塗布し硬化させて形成する。電解液吸収剤としては、例えばシリル基を末端に持つ樹脂を用いることができ、本実施形態のようにフレキシブルなアルミラミネートフィルム２１、２２の外表面に形成する場合には、硬化後にも弾性を備えているものを用いることが好ましい。また、湿気硬化型の樹脂を用いれば、塗布後に外気中の湿気と反応することにより容易に硬化させることができる。本実施形態では、このような電解液吸収剤として、株式会社スリーボンド製のＴＢ１５３０Ｄを用いた。
【００２２】
上記シール剤層７は、防湿性と耐薬品性とを備えた樹脂層であり、上記電解液吸収剤層６が非水電解液を吸収して膨潤した際に、破れることがないように、ある程度の弾性を備えていることが好ましい。このシール剤層７は、上記電解液吸収剤層６の外表面にシール剤を塗布し硬化させて形成する。シール剤としては、例えばスチレン樹脂やシリコーン樹脂等を用いることができる。また、湿気硬化型の樹脂を用いれば、塗布後に外気中の湿気と反応することにより容易に硬化させることができる。本実施形態では、このようなシール剤として、株式会社スリーボンド製のＴＢ２９０５を用いた。
【００２３】
上記構成の非水電解質二次電池１は、極めて大きな外力や衝撃等が加わると、電池ケース２のフレキシブルなアルミラミネートフィルム２１、２２が損傷を受けて内部の非水電解液が漏れ出すことがある。すると、アルミラミネートフィルム２１、２２から漏れ出した非水電解液は、この漏洩部で直接電解液吸収剤層６に吸収されたり、一旦外側に溢れ出てシール剤層７の外表面からこのシール剤層７を透過して内層側の電解液吸収剤層６に到り吸収される。シール剤層７は、液状の有機溶剤からなる非水電解液に対してある程度軟化して溶解するので、非水電解液が外表面に付着すると、この非水電解液を内部に浸透させることになる。
【００２４】
また、例えば複数個の非水電解質二次電池１を重ねて使用するような場合には、いずれかの非水電解質二次電池１から非水電解液が漏れ出すと、この非水電解液が別の正常な非水電解質二次電池１の電池ケース２に付着し、シール剤層７の外表面からこのシール剤層７を透過して内層側の電解液吸収剤層６に到り吸収される。
【００２５】
電解液吸収剤層６が上記のようにして非水電解液を吸収してゲル化すると、電池ケース２の外表面上で膨潤する。しかしながら、この電解液吸収剤層６は、シール剤層７によって覆われているので、電池ケースの外表面から剥がれ落ちるようなことがない。
【００２６】
また、この非水電解質二次電池１は、電解液吸収剤層６が通常時からシール剤層７に覆われて、外気中の水分が遮断されるので、この電解液吸収剤層６の非水電解液を吸収する能力が、時間の経過や高湿度の環境で使用されることにより低下するということもない。
【００２７】
なお、上記実施形態では、アルミラミネートフィルム２１、２２の外表面に電解液吸収剤やシール剤を塗布することにより電解液吸収剤層６やシール剤層７を形成する場合について説明したが、これらの電解液吸収剤層６やシール剤層７の形成方法は任意であり、電解液吸収剤やシール剤を噴霧したり、非水電解質二次電池１を電解液吸収剤やシール剤に浸漬して形成するようにしてもよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、電池ケース２におけるアルミラミネートフィルム２１、２２の外表面の全てを覆うように電解液吸収剤層６とシール剤層７を形成する場合を示したが、必ずしも外表面の全てを覆う必要はなく、アルミラミネートフィルム２１、２２の外表面の一部だけに電解液吸収剤層６を形成してもよい。この場合、シール剤層７は、電解液吸収剤層６の外表面を確実に覆うように形成する必要があり、アルミラミネートフィルム２１、２２の外表面の全部を覆うように形成してもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、発電要素３の両端面からリード端子４、５が突出する場合を示したが、片方の端面から正負のリード端子４、５が共に突出するようになっていてもよく、端面以外の部分、例えば電極の巻回終端部等からリード端子４、５が引き出されるようになっていてもよい。さらに、発電要素３の構成も任意であり、図示の扁平形の巻回型に限らず、円筒形や積層型の発電要素３であっても同様に実施可能である。
【００３０】
また、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートフィルム２１、２２の周縁部を熱溶着する場合を示したが、熱溶着に代えて、接着等の他の方法により接合することもできる。さらに、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートフィルム２１、２２を重ね合わせて電池ケース２とする場合を示したが、例えば１枚のアルミラミネートフィルムを２つ折りにしたり、封筒のように両端部と中央部で重ね合わせるようにした電池ケースを用いてもよく、予めアルミラミネートフィルムを袋状にした電池ケースを用いることもできる。
【００３１】
また、上記実施形態では、電池ケース２にアルミラミネートフィルム２１、２２を用いる場合を示したが、アルミニウム箔層２１ａ、２２ａに代えて他の金属箔層を用いた金属箔ラミネートフィルムを用いることもできる。さらに、この電池ケース２は、十分な強度とバリア性を確保し確実な封止が可能なフレキシブルフィルムであれば、金属箔ラミネートフィルムである必要もなく、樹脂のみからなるラミネートフィルムや単一の素材の樹脂フィルムからなるものであってもよい。さらに、この電池ケース２は、十分な強度とバリア性を確保し確実な封止が可能な硬質の樹脂材料や金属材料等を用いた容器であっても、同様に実施可能である。
【００３２】
また、上記実施形態では、非水電解液を用いた非水電解質二次電池１について説明したが、本発明は、水溶液電解液を用いた電池を含む電池一般にも実施可能である。水溶液電解液を用いた電池の場合の電解液吸収剤層６は、この水溶液電解液を吸収してゲル化する樹脂層である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の構成を示す一部断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、外表面に電解液吸収剤層とシール剤層を形成したアルミラミネートフィルムの部分拡大縦断面図である。
【図３】従来例を示すものであって、非水電解質二次電池の構成を示す組み立て斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      非水電解質二次電池
２      電池ケース
２１    アルミラミネートフィルム
２１ａ  アルミニウム箔層
２１ｂ  ベース樹脂層
２１ｃ  熱可塑性樹脂層
２２    アルミラミネートフィルム
２２ａ  アルミニウム箔層
２２ｂ  ベース樹脂層
２２ｃ  熱可塑性樹脂層
３      発電要素
４      正極リード端子
５      負極リード端子
６      電解液吸収剤層
７      シール剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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