(57)【要約】【課題】  アルミニウムラミネートフィルムで包装された電池の寸法を実質的に大きくすることなく、耐衝撃性が改善された電池を開発することである。【解決手段】  電池装置１００は、筐体１、筐体２および包装電池３から構成されており、包装電池３は、リチウム二次電池４と電池包装体５とから構成されている。リチウム二次電池４は、セパレータ４１、負極シート４２、セパレータ４３、および正極シート４４の４シートを重ねて捲巻してなる構造を有する。包装体５は、アルミニウムラミネートフィルム５１にて構成されており、当該フィルム５１は、基材層５１１、接着剤層５１２、金属補強層５１３、アルミニウム箔層５１４、および熱接着性樹脂層５１５を備えており、金属補強層５１３は、アルミニウム箔層５１４の片面上に設けられて当該箔層５１４を機械的に補強する作用をなす。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム層が有機高分子でラミネートされたアルミニウムラミネートフィルムにより包装された電池であって、上記アルミニウム層は、上記アルミニウム層を機械的に補強する金属補強層を備えたことを特徴とする電池。
【請求項２】
上記アルミニウム層の厚みは１０〜１００μｍ程度であり、上記金属補強層の厚みは上記アルミニウム層の厚みの０．５〜２０％程度であることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
上記アルミニウム層は、純度９８±１重量％の純アルミニウムで形成されており、上記金属補強層は、上記純アルミニウムのヤング率の少なくとも１．２倍の金属で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電池。
【請求項４】
上記金属は、鉄であることを特徴とする請求項３記載の電池。
【請求項５】
上記電池は、リチウム二次電池であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池などの電池に関し、詳しくはアルミニウムラミネートフィルムにより包装されて、防水性並びに耐衝撃強度が改善された電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、水から遮断された状態に保持される必要があるので、防水性の電池包装体内に設置される。かかる電池包装体として、後記の特許文献１から、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、中間層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルム（以下、アルミニウムラミネートフィルム）を、当該熱接着性樹脂層同士が対向するように重ね合わせ、その端縁部を袋状にヒートシールして形成される電池包装体（電池用容器）において、当該積層フィルムのアルミニウム箔層の内側の中間層が取り除かれ、アルミニウム箔層の内側が、接着剤層と熱接着性樹脂層とで形成され、且つ当該積層フィルムの端縁部のヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さが、ヒートシールにより圧縮され、ヒートシール前の厚さよりも薄くなるように形成されているものが公知である。
【０００３】
アルミニウムは、種々の金属のうちでも軽量でやわらかく、しかも展延性が大きくて加工が容易であるので、特許文献１の電池用容器において用いられている。上記積層フィルムの厚みは、通常、百数十μｍ程度であり、その中のアルミニウム箔の厚みは５０μｍ程度である。
【０００４】
ところで従来のアルミニウムラミネートフィルムにて包装されたリチウム二次電池を有する電池装置は、上記のように構成されているので、それを誤って落とした場合、落下による衝撃を受けて上記アルミニウムラミネートフィルム中のアルミニウム箔が、その薄みのために破損して穴があき、そこから外気中の水蒸気が入る問題があった。リチウム二次電池中に水蒸気が入ると、その電解液が分解してガスとなって体積が膨張し、内圧が増大してアルミニウムラミネートフィルムにて形成された電池包装体が膨れる。上記穴あきの問題の解決策として、アルミニウム箔の厚みを大きくすることが考えられるが、アルミニウムは機械的強度が低いので、当該層厚をかなり大きくする必要があって電池寸法が大きくなる問題がある。
【特許文献１】特開２００１−１７６４６６号公報（請求項１、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明において解決しようとする課題は、従来技術における如上の問題に鑑みて、アルミニウムラミネートフィルムで包装された電池の仕上がり寸法を実質的に大きくすることなく耐衝撃性が改善された電池を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電池は、アルミニウム層が有機高分子でラミネートされたアルミニウムラミネートフィルムにより包装された電池であって、上記アルミニウム層は、上記アルミニウム層を機械的に補強する金属補強層を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記アルミニウム層は、当該層を機械的に補強する金属補強層を備えているので、上記アルミニウムラミネートフィルムの厚みを実質的に大きくすることなく、耐衝撃性が改善された、しかして防水性に優れたリチウム二次電池などの電池を工業的に生産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】
【０００８】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の電池における実施の形態１を説明するものであって、図１は上記電池の一例としてのリチウム二次電池４を含む電池装置１００の外観斜視図、図２は図１中に含まれる包装電池３の外観斜視図、図３は図２のIII−III線に沿った断面図、図４は図３の部分拡大図である。図１および図２において、電池装置１００は、筐体１、筐体２および内臓された包装電池３から構成されており、包装電池３を筐体２内に設置した状態で筐体１をその上から覆うように筐体２に嵌合した構造を有し、筐体１には正極ターミナル窓１１、負極ターミナル窓１２、およびサーミスタ窓１３の各接続窓が設けられている。
【０００９】
図２および図３において、包装電池３は、リチウム二次電池４（図２では点線で示す。）とリチウム二次電池４を包装する電池包装体５とから構成されている。リチウム二次電池４は、図３に示すようにセパレータ４１、負極シート４２、セパレータ４３、および正極シート４４の４シートを重ね、且つ負極シート４２に負極ターミナル４５（図２参照）を接続し、正極シート４４に正極ターミナル４６（図２参照）を接続した状態で捲巻してなる構造を有する。また負極シート４２と正極シート４５の間には、電解液が充填されている。
【００１０】
電池包装体５は、アルミニウムラミネートフィルム５１にて構成されており、当該フィルム５１は、図４に示すように基材層５１１、接着剤層５１２、金属補強層５１３、アルミニウム箔層５１４、および熱接着性樹脂層５１５を備えており、基材層５１１と金属補強層５１３とは接着剤層５１２により接着されている。基材層５１１および／または熱接着性樹脂層５１５の構成材料が、請求項１における有機高分子に該当する。
【００１１】
金属補強層５１３は、アルミニウム箔層５１４の片面上に設けられて当該箔層５１４を機械的に補強する作用をなすものであって、それの構成金属種としては、衝撃などの外力を受けた際にアルミニウム箔層５１４の穴あきを防止し得る作用を奏し得る限り制限はなく、アルミニウム箔層５１４を形成するアルミニウムより大きいヤング率を有する金属類が用いられる。当該アルミニウムとしては、アルミニウムラミネートフィルム用として斯界で周知あるいは公知のものが制限なく採用可能であるが、就中、純度９８±１重量％の純アルミニウムが好ましく、当該金属類としては当該純アルミニウムのヤング率の少なくとも１．２倍、好ましくは少なくとも１．５倍のものが用いられる。かかる金属類を例示すると、鉄、銅、真鍮、ニッケル、コバルト、金、銀、チタンなどであり、就中、鉄は硬度、ヤング率、並びに耐衝撃性などの点から特に好ましい。
【００１２】
金属補強層５１３を設けることの効果を、例えば鉄を用いた場合を例にとって示すと、従来のリチウム二次電池のアルミニウムラミネートフィルム５１におけるアルミニウム箔層５１４の厚さは５０μｍ程度であるが、金属補強層５１３として当該厚さの１０％に当る厚さ５μｍの鉄層を採用すると、アルミニウム箔層５１４の厚さを上記の半分、即ち２５μｍとしても、両層の積層体のヤング率は、厚さ５０μｍのアルミニウム箔層のみのそれの２倍以上になる。しかして本発明におけるアルミニウム箔層５１４と金属補強層５１３との厚みについては、アルミニウム箔層５１４は一般的に１０〜１００μｍ程度、好ましく２０〜５０μｍ程度であり、金属補強層５１３はアルミニウム箔層５１４の厚みの０．５〜２０％程度、好ましくは１〜１５％程度である。
【００１３】
アルミニウム箔層５１４と金属補強層５１３との積層体は、アルミニウム箔の片面に電解メッキ、無電解メッキ、イオンプレーティング、溶射、蒸着あるいはその他の方法で施与して製造することができる。
【００１４】
なお実施の形態１では、アルミニウム箔層５１４の片面のみに金属補強層５１３を有する例が示され、またアルミニウム箔層５１４は金属補強層５１３および接着剤層５１２を介して基材層５１１と接着されているが、本発明では上記の変形として金属補強層５１３をアルミニウム箔層５１４の熱接着性樹脂層５１５と対向する側の面に設けて、アルミニウム箔層５１４を接着剤層５１２のみを介して基材層５１１と接着されるようにしてもよく、さらにアルミニウム箔層５１４の両面に金属補強層５１３を設けて、それらのいずれかの金属補強層と接着剤層５１２を介して基材層５１１と接着されてもよい。アルミニウム箔層５１４の両面に金属補強層５１３を設ける場合、当該両金属補強層の各厚さは必ずしも同じとする必要はないが、当該両金属補強層の合計厚さは、上記した厚さとなるようにするとよい。
【００１５】
基材層５１１、接着剤層５１２および熱接着性樹脂層５１５は、いずれも斯界で周知あるいは公知の材料で形成されてよい。なお基材層５１１は、熱接着が可能となるように熱可塑性樹脂にて形成され、また基材層５１１は熱接着性樹脂層５１５と同じ材料で形成されてもよい。基材層５１１、接着剤層５１２、および熱接着性樹脂層５１５のそれぞれについて若干の材料を例示すると、基材層５１１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などのポリエステル類、ナイロンなどのポリアミド類などの機械的強度や化学的安定性に優れたもののフィルム、あるいはそれらの二軸延伸フィルムであり、接着剤層５１２としては二液型ポリウレタンであり、熱接着性樹脂層５１５としてはポリエチレン、酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン、ポリブテン、酸変性ポリブテンなどのポリオレフィン類や酸変性ポリオレフィン類である。
【００１６】
従来のアルミニウムラミネートフィルムにて包装された包装電池を有する電池装置は、それを誤って落下させてた場合、落下時の衝撃によりその筐体と包装電池との接触により電池包装体が破損して大気中の水蒸気などがその内部に入り込んで発熱し、電解液が分解気化して体積膨張し、場合によっては爆発することがある。これに対して実施の形態１の電池装置１００では、アルミニウム箔層５１４が金属補強層５１３で補強されているので上記した落下時の衝撃によってもその電池包装体５は破損し難く、リチウム二次電池４は大気中の水蒸気から保護され、上記した事故が回避される。また金属補強層５１３を設けることにより、当該金属補強層５１３の強度に基づいてアルミニウム箔層５１４の厚みを薄くすることが、ひいてはアルミニウムラミネートフィルム５１の厚みを薄くすることができるので、電池装置１００を小型化できる効果もある。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の電池は、耐衝撃性に優れたリチウム二次電池などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１における、電池の一例としてのリチウム二次電池を含む電池装置の斜視図である。
【図２】図１中に含まれる包装電池の外観斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００  電池装置、１  筐体、１１  正極ターミナル窓、１２  負極ターミナル窓、
１３  サーミスタ窓、２  筐体、３  包装電池、４  リチウム二次電池、
４１  セパレータ、４２  負極シート、４３  セパレータ、４４  正極シート、
４５  負極ターミナル、４６  正極ターミナル、５  電池包装体、
５１  アルミニウムラミネートフィルム、５１１  基材層、５１２  接着剤層、
５１３  金属補強層、５１４  アルミニウム箔層、５１５  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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