(57)【要約】【課題】導電性素材を含む積層体からなるケースに収納された電気器具の電極において、前記ケース断面において露出導電性素材と、前記ケースの断面から突出した柔軟なタブとの接触の危険のない構造の電極を提供するものである。【解決手段】器具主部と器具主部から延長されたタブからなる器具本体を、バリア材として導電性素材を含む積層体からなるケース内に収納してなる電器器具の電極構造であって、前記器具主部から延長されたタブが前記ケースの外部に突出する構造の電極構造において、導電性素材層が、前記ケースのタブが突出する断面において、前記積層体の導電層を含む外側の層が端面より後方に位置するような端部構造である電極構造であって、前記後方に位置するケースの導電性素材層を含む外側の層が、タブＴの突出している部分を含む周辺領域であってもよい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具主部と器具主部から延長されたタブからなる器具本体を、バリア材として導電性素材を含む積層体からなるケース内に収納してなる電器器具の電極構造であって、前記器具主部から延長されたタブが前記ケースの外部に突出する構造の電極構造において、導電性素材層が、前記ケースのタブが突出する断面において、前記積層体の導電性素材層を含む外側の層が端面より後方に位置するような端部構造であることを特徴とする電池の電極構造。
【請求項２】
前記後方に位置するケースの導電性素材層を含む外側の層が、タブＴの突出している部分を含む周辺領域であることを特徴とする請求項１に記載の電池の電極構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電器器具において、ケースの外部にまで延長されて突出するタブを有する電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電器器具の電極構造は概略以下の通りである。図７はその構造を簡単に説明する図であり、（ａ）電器器具の斜視図、（ｂ）図６（ａ）のＧ３  矢視拡大図、（ｃ）Ｘ６  −Ｘ６  部拡大断面図、（ｄ）ケース端部においてショート状態となったときの断面図である。
導電性素材を含む積層体からなるケースに収納される電池を含む電器器具（以下、器具と記載することがある）の電極構造においては、図７に示すように器具主部Ｃ′から延長されたタブＴ′が導電性、かつ、柔軟性のある金属等である場合、前記ケース５１を構成する積層体１００が断裁された状態となるために、前記導電性の素材からなる導電性素材層（以下、導電層と記載）１０２の端部が露出することになり、柔軟で折り曲げられたタブＴ′が、図７（ｄ）に示すように、接触点Ｓにおいて前記ケース５１の露出した導電層１０２の断面と接触する危険がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記ケース５１の導電層１０２と前記タブＴ′とが接触すると、短絡電流が流れて前記器具Ａ′が正常に機能しなくなったり、故障したりすることがある。
そのため、器具のケース５１の積層体１００に導電層１０２を含む場合には、特に注意が必要であった。
前記ケース５１の導電層１０２と前記タブＴ′とが接触をすると、短絡電流が流れて前記器具Ａ′が正常に機能しなくなったり、故障したりすることがある。
そのため、器具のケース５１の積層体１００に導電層１０２を含む場合には、特に注意が必要であった。
本発明は、導電性素材を含む積層体からなるケースに収納された電器器具の電極において、前記ケース断面において露出導電性素材と、前記ケースの断面から突出した柔軟なタブとの接触の危険のない構造の電極構造を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
器具主部と器具主部から延長されたタブからなる器具本体を、バリア材として導電性素材を含む積層体からなるケース内に収納してなる電器器具の電極構造であって、前記器具主部から延長されたタブが前記ケースの外部に突出する構造の電極構造において、導電層が、前記ケースのタブが突出する断面において、前記積層体の導電層を含む外側の層が端面より後方に位置するような端部構造である電極構造であって、前記後方に位置するケースの導電層を含む外側の層が、タブＴの突出している部分を含む周辺領域であってもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電極構造について、図等により詳細に説明するが、本発明は、その発明の範囲内において、適宜変更することができる。
図１は、本発明の電極構造の実施例を示す、（ａ）電極を含む電器器具の外観を示す斜視図、（ｂ）Ｇ１  からの矢視拡大図、（ｃ）Ｘ１  −Ｘ１  部拡大断面図、（ｄ）タブが折れ曲がった状態を示す図である。図２は、本発明の電極構造の別の実施例を示す、（ａ）電極を含む電器器具の外観を示す斜視図、（ｂ）Ｇ２  からの矢視拡大図、（ｃ）Ｘ２  −Ｘ２  部拡大断面図、（ｄ）タブが折れ曲がった状態を示す図である。図３は、本発明の電極構造からなる器具主部をケースに収納する状態を説明する図である。図４は、本発明の電極構造におけるケースとして用いることのできる袋形状の説明図である。図５は、ケースを構成する積層体の実施例を示す断面図である。図６は、ケース端部に後退を設ける方法の説明図で、（ａ）（ｂ）積層体ロールの中間積層体の部分を示す平面図、（ｃ）（ｄ）器具主体挿入前のケースの斜視図である。
本発明にかかる電極構造は、導電性の素材からなる導電層１２を含む積層体からなる、一般的には柔軟なケースに収納された電池を含む電器器具Ａの前記器具主部Ｃから延長された柔軟なタブが前記積層体からなるケース１から突出した形状の電極である。
前記積層体として具体的な層構成の実施例としては、図５に示すように次のような構成が挙げられ、本発明に関する以下の説明においても、この構成例を用いて説明する。
（外側）最外層／バリア層／補強層／熱接着性樹脂層  （内側）
前記構成の例におけるバリア層１２として、水蒸気その他のガスの遮断のためにアルミニウム等の金属箔が用いられる。
前記積層体１０の各層間はドライラミネーションあるいはサンドイッチラミネーションにより積層が可能である。
前記積層体１０の詳細な構成については後述するが、このような積層体を用いて、電器器具のケース１とするが、通常ヒートシールによる製袋の方法が用いられる。
【０００６】
本発明の器具本体Ｄを収納するケース１の形状としては、積層体１０を用いて主としてヒートシール方法により袋状に成形または製袋されるものであればよく、具体的な形状としては、図４に示すように（ａ）三方シール袋、（ｂ）四方シール袋、（ｃ）ピロー袋等が挙げられる。
袋としての形状は、図４に示すように種々のタイプがあり、本発明にかかる電極構造においては、いずれのタイプの袋も利用可能である。
【０００７】
本発明の課題である、ケース断面において、タブＴが折れ曲がってケースの断面に露出した導電性素材１２の断面との接触を避けるために、種々の研究の結果、図１に示すように、タブＴが突出しているケースの端面において、ケース１を形成している積層体の少なくとも導電層１２がその端面より後退させること（以下、後退と記載する）によって前記のようなショートのトラブルは殆ど皆無となる。前記後退は、端部全域であっても良いし、また、タブＴの突出している部分を含む周辺領域であっても良い。
【０００８】
本発明の電極構造におけるこのような後退２のあるケースの製造法は特に限定するものではないが、例えば、つぎのような加工法により製造することができる。前記積層体の構成例において、最外層の材料（一般に２軸延伸されたプラスチックフィルム）に印刷を施し、所定の方法により、バリア層（金属箔）をラミネートする。印刷およびバリア層のラミネートはいずれもロール状の材料により加工され巻き取られる。
次に、得られたラミネートされた巻き取りロールを、ロータリーダイカッター等を用いて、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、所定の形状および寸法からなる打ち抜きをして切欠部（後退）２を形成してロールに巻き取る。
この際、端部全域に後退部を形成する場合には、図６（ａ）に示すように、前記切欠部２をロールの流れ方向とすることによって、抜き部形成工程においてロール切断の危険はない。
また、前記後退２をタブの突出部の周辺領域とするには、例えば、図６（ｂ）に示すように、前記切欠部２を、ロールの流れ方法と交差するように、設ければよい。
いずれの場合にも、次の工程として前記切欠部２を設けた前記ロールを繰り出して前記バリア面に補強層１３及び熱接着性樹脂層１４を前面に積層する。
これにより打ち抜きにおいて形成される切欠部２の形状および寸法によって、前記後退２が可能となるのである。
ちなみに、図６（ａ）に例示したケースは、電池ケースは、Ｍを折り返し線とする三方シール形式であり、また、１列取りである。また、図６（ｂ）に例示したケースは、電池ケースは、ピロータイプであり、断裁線ＢＣ３とＢＣ４とによる列およびＢＣ５とＢＣ６とによる列との２列取りである。
【０００９】
得られた積層体の層の状態等は、例えば、図１（ｂ）又は図２（ｂ）に示すように、最外層とバリア層の無い領域が形成されており、電器器具のケースとなったときに、タブＴの突出部の端部において後退２となって、本発明の電極構造を完成するものである。
【００１０】
前記切欠部２の形状によって、ケース１として成形した時にケースの端部全域に後退を形成することもできるし、また、端部から突出したタブＴを含む部分的な領域の後退としてもよい。
このようにして前記タブＴと前記積層体１０に含まれる導電層１２とが接触することによるショートのおそれのない構造としたものである。
すなわち、図１（ｄ）又は図２（ｄ）に示すように、電器器具の使用において、タブＴが折れ曲がっても、後退したバリア層１２の導電性素材の断面に接触することは皆無に等しい。
【００１１】
次に本発明の電極構造において用いられる素材及びケースの積層体構成などについて説明する。
本発明に係る電極構造のタブは、銅、アルミニウム等の金属箔を用いることが多く、前述のように柔軟で折れ曲がり易いものである。一方、器具Ａのケース１は、導電性素材を含む柔軟な積層体からなっている。
【００１２】
本発明の器具本体Ｄを収納するケース１は、外部からの水蒸気、腐食性ガス等を遮断し、また、器具本体Ｄが輸送中や使用時に受ける突き刺し、摩擦等により損傷しないような材質とするために、各種素材をラミネートした積層体１０とする。
前記積層体として具体的な層構成の実施例としては、図５に示すように次のような構成とすることができる。
（外側）最外層／バリア層／補強層／熱接着性樹脂層（内側）
そして、前記の各層間はドライラミネーションあるいはサンドイッチラミネーションにより積層が可能である。
上記層構成の総厚みとしては５０〜４００  μｍが好ましい。その総厚みが５０μｍ未満の場合には水蒸気バリア性およびフィルム強度に劣り、電解液へ水分が入り込む危険性がある。上記層構成の総厚みが４００  μｍを超えると、ヒートシール適性が低下しケースとしての重量が増加し、器具の軽量化に逆行する。また、水蒸気やガス遮断性等の点からも、４００  μｍを超えた厚さの効果は期待できない。
前記例における積層材料を構成する各層はそれぞれの物性により選択される。具体的な積層材料として、次のような構成例とすることができる。
（外側）    ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴ／（またはＮｙ）／ＥＭＡＡ        （内側）
〔略号  ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート、ＡＬ：  アルミニウム（箔）、Ｎｙ：  ナイロン、ＥＭＡＡ：  エチレンメタクリル酸共重合体〕
【００１３】
前記最外層１１は、ケースの表面層となるため、絶縁性を有すること、そして表面が平滑であり、耐薬品性をはじめ、耐摩擦性があり、引っ張りや突き刺し等に対する強度を有するもので器具のケース外部から受ける種々の物理的、化学的破損または分解から器具を保護する機能が求められる。最外層１１としての具体的な材質は、各種樹脂好ましくはＰＥＴ  から製膜される二軸延伸フィルムが望ましい。最外層１１の厚みは５  〜３０μｍが好ましい。最外層の厚みが５  μｍ未満では外部からの突き刺しに対する抵抗する強度が劣り、また、ピンホールの発生の危険性が大きい。最外層１１が３０μｍを超える厚さではケース成形時のヒートシール性に影響し、生産効率の低下の要因となる。
【００１４】
前記最外層の次にバリア層１２を設けることが好ましい。該バリア層１２は、特に水蒸気や各種ガスが器具のケース内に浸入または透過させないための遮断機能（バリア機能）のための材料である。前記バリア層１２を構成する具体的な材質としては、アルミ箔等の金属を用いることが望ましい。バリア層１２としてアルミ箔を用いる場合には、その厚さは５  〜３０μｍ程度が望ましい。前記アルミ箔の厚さが５  μｍ未満の場合ではピンホール数が多くなりバリア性に劣る。前記アルミ箔の厚さが３０μｍを超えるとケース形成の生産性に支障を及ぼす。そして、前記アルミ箔等の金属箔が、積層体１０の素材として含むケースの場合に、タブＴと前記金属箔等の導電性の素材の端部断面とが接触しショートなどのトラブルを起こす要因となる。バリア層１２として、非導電性素材をもちいれば、前記ショートなどのトラブルは避けられるが、バリア性の低下は避けられない。
【００１５】
前記バリア層の内側に補強層１３を設けることが好ましい。該補強層１３を付加することによって器具ケースとしての強度が補強できる。特に突起物による器具のケースの損傷に対しての補強が望まれる。補強層としてはポリエチレンテレフタレートあるいはナイロン等の二軸延伸フィルムを好適に用いることができる。補強層１３の厚さは５  〜３０μｍが望ましい。補強層１３の厚さが５  μｍ未満であると器具本体Ｄからの耐突き刺し性に劣り、ピンホールを発生し易く、また、補強層１３の厚さが３０μｍを超えると成形時のシール性に影響する。
【００１６】
ケースの積層体１０の最内層は熱接着性樹脂層１４とする。前記熱接着性樹脂層１４としては、ケースの成形において、必要な部位を接着するが、前述のように、器具のケースの形成法としては熱融着による接着法（ヒートシール法）が作業性、密封性などの点で望ましい。前記ヒートシールする場合には、熱融着性を有する樹脂から選択することになるが、タブに対しても熱融着可能な材質とする。熱接着性樹脂層１４としては、積層体の内面同士、すなわち、熱接着性樹脂層１４同士のヒートシール性、前記のようにタブＴの金属箔に熱融着可能な材料を用いる。具体的には、エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸（ＥＭＡＡ）、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）、アイオノマー等を用いることができる。
【００１７】
熱接着性樹脂層１４の形成は、あらかじめ、前記の樹脂を用いて製膜したフィルムを前記補強層１３の面にラミネーションしても良いし、前記補強層１３の面に押出機を用いて樹脂を溶融押出しすることにより層を形成してもよい。
熱接着性樹脂層１４の厚さとしては１０〜  １００μｍが望ましい。熱接着性樹脂層１４の厚さが１０μｍ未満ではケース内部に収納した器具本体からの耐突き刺し性に劣り、ピンホールを発生し易い。また、熱接着性樹脂層１４の厚みが  １００μｍを超えるとケース形成における熱融着  （ヒートシール）  に時間を要し、生産効率が悪くなる。
前記最外層１１、バリア層１２、補強層１３および熱接着性樹脂層１４の各層間の接着は、前述のように、ポリウレタン系接着剤によるドライラミネーション、接着性樹脂を前記各層間に押出して接着剤させるサンドイッチラミネーション等の技法により積層することができる。
【００１８】
【実施例】
電器器具として薄型電池において本発明による電極構造を作製した。
タブ：アルミニウム箔５０μｍ
ケース：袋形状はピロータイプ
材質：  以下の積層体とした。
最外層：  ２軸延伸ポリエステルフィルム１２μｍ
バリア層：  アルミニウム箔１２μｍ
補強層：  ２軸延伸ナイロンフィルム２０μｍ
熱接着性樹脂層：  エチレンアクリル酸メチル（ＥＭＡ）６０  μｍ
但し、最外層／  バリア層、バリア層／  補強層は、２  液硬化型接着剤を用いてドライラミネーション法により積層した。
後退の形状：（１）全域  端部からの後退２ｍｍ
（２）部分  端部からの後退３ｍｍ
タブの巾  正極、負極ともに７ｍｍ  、後退の巾は各                            １０ｍｍとした。
＜結果＞
得られた電極構造のケース外部にあるタブＴを、折り曲げてみたが、電池ケースの断面に露出した導電性素材に接触するおそれは、全く無かった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の電極構造とすることにより、ケースの導電性素材とタブとが接触する恐れがなくなった。多くの器具のタブに応用できる電極構造とすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極構造の実施例を示す、（ａ）電極を含む電器器具の外観を示す斜視図、（ｂ）Ｇ１  からの矢視拡大図、（ｃ）Ｘ１  −Ｘ１  部拡大断面図である。
（ｄ）タブが折れ曲がった状態を示す図である。
【図２】本発明の電極構造の別の実施例を示す、（ａ）電極を含む電器器具の外観を示す斜視図、（ｂ）Ｇ２  からの矢視拡大図、（ｃ）Ｘ２  −Ｘ２  部拡大断面図である。（ｄ）タブが折れ曲がった状態を示す図である。
【図３】本発明の電極構造からなる器具主部をケースに収納する状態を説明する図である。
【図４】本発明の電極構造におけるケースとして用いることのできる袋形状の説明図である。
【図５】ケースを構成する積層体の実施例を示す断面図である。
【図６】ケース端部に後退を設ける方法の説明図で、（ａ）（ｂ）積層体ロールの中間積層体の部分を示す平面図、（ｃ）（ｄ）器具主体挿入前のケースの斜視図
【図７】従来の電器器具を示す、（ａ）電器器具の斜視図、（ｂ）図６（ａ）のＧ３  矢視拡大図、（ｃ）Ｘ６  −Ｘ６  部拡大断面図、（ｄ）ケース端部においてショート状態となったときの断面図である。
【符号の説明】
Ａ  Ａ′電器器具
Ｄ  Ｄ′器具本体
Ｃ  Ｃ′器具主部
Ｔ  Ｔ′タブ
Ｓ  接触点
Ｍ  折り返し線
ＢＣ，Ｐ  断裁線
１  ５１  ケース
２  切欠部（後退部）
３  ５３  ヒートシール部
４  背貼り部
１０、１００  ケースの積層体
１１、１０１  最外層
１２、１０２  バリア層
１３、１０３  補強層
１４、１０４  熱接着性樹脂層
【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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