(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池本体の外周面を、延伸した熱収縮性合成樹脂で被覆する方法であって、
前記リチウムイオン二次電池本体の一方の側に設けられた電極部及び安全弁に相当する部分に孔が明けられた絶縁性蓋部材で、前記リチウムイオン二次電池本体の前記一方の側を覆う工程と、
チューブ状に成形された前記熱収縮性合成樹脂を、前記電極部及び前記安全弁を露出可能に、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を被覆可能な所定の寸法に切断する工程と、
前記熱収縮性合成樹脂に前記リチウムイオン二次電池本体を挿入する工程と、
前記熱収縮性合成樹脂で前記絶縁性蓋部材の側面または前記絶縁性蓋部材の表面を含めて前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を熱収縮接着して被覆する工程とからなり、
前記電極部及び前記安全弁を露出可能に、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を被覆できるようにした
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法において、
前記被覆する工程の前に、前記リチウムイオン二次電池本体の負極先端部側の前記熱収縮性合成樹脂端部を袋状に閉じる工程を設ける
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法。
【請求項３】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法において、
前記切断する工程は、前記絶縁性蓋部材の側面の一部を被覆する長さを含めて熱収縮性合成樹脂を切断する工程である
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法。
【請求項４】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法において、
前記切断する工程は、前記絶縁性蓋部材の表面を、張り出し被覆する長さを含めて熱収縮性合成樹脂を切断する工程である
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法。
【請求項５】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法において、
前記絶縁性蓋部材で覆う工程の電極部は、正極部である
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法。
【請求項６】
請求項５に記載のリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法において、
前記絶縁性蓋部材で覆う工程の電極部は、負極部を含む
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法。
【請求項７】
リチウムイオン二次電池本体の外周面を、延伸した熱収縮性合成樹脂とで被覆された電池であって、
一方の側に電極部及び安全弁が設けられたリチウムイオン二次電池本体と、
前記電極部及び前記安全弁に相当する部分に孔が明けられ、前記リチウムイオン二次電池本体の前記一方の側を覆う絶縁性蓋部材と、
前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を覆い前記絶縁性蓋部材の側面または前記絶縁性蓋部材の表面を含めて熱収縮接着により被覆された熱収縮性合成樹脂とからなり、
前記電極部及び前記安全弁を露出可能に、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を被覆できるようにした
ことを特徴とする樹脂被覆リチウムイオン二次電池。
【請求項８】
請求項７に記載の樹脂被覆リチウムイオン二次電池において、
前記電極部は、正極端子又は負極端子である
ことを特徴とする樹脂被覆リチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン二次電池本体にチューブ状の熱収縮性合成樹脂を被覆する方法とその電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電池に対しての外装は、電池本体をアルミニウム、プラスチック等のケース状のものに密閉被覆する方法や電池本体を熱可塑性樹脂で射出成形し包装状態にする方法等が知られている。又、電池の被覆用に熱収縮性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルからなる熱収縮性チューブが使用されていることも公知である。また、オレフィン系のアイオノマー樹脂を主成分とする混合物からなる延伸チューブの使用も開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来特にチューブの使用による電子部品の被覆による外装は、開示はされているものの具体的な被覆方法については、未解決な点が多く言及されていない。現実は電池に適用することで、原料の性質や安定性、コストや廃棄物としての環境面等の問題、あるいは技術上等解決すべき問題点を有していて、必ずしも能率の良い方法であるとは限らなかった。一般にモールド方式で被覆されているのが多い。
本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたもので、とくにチューブ状の熱収縮性合成樹脂にリチウムイオン二次電池本体を挿入する方法を改善し、下記の目的を達成するものである。
【０００４】
本発明の目的は、収縮温度の広い、帯電防止するようにしたチューブ状のシュリンクフィルムの合成樹脂を使用し、迅速で安定した状態の被覆を可能とするリチウムイオン二次電池の樹脂被覆技術とその電池を提供することにある。
本発明の他の目的は、コスト低減され、大量生産のし易く高能率なリチウムイオン二次電池の樹脂被覆技術とその電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために次のような手段を採る。
本発明のリチウムイオン二次電池の樹脂被覆方法は、リチウムイオン二次電池本体の外周面を延伸した熱収縮性合成樹脂で被覆する方法であって、前記リチウムイオン二次電池本体の一方の側に設けられた電極部及び安全弁に相当する部分に孔が明けられた絶縁性蓋部材で、前記リチウムイオン二次電池本体の前記一方の側を覆う工程と、チューブ状に成形された前記熱収縮性合成樹脂を、前記電極部及び前記安全弁を露出可能に、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を被覆可能な所定の寸法に切断する工程と、前記熱収縮性合成樹脂に前記リチウムイオン二次電池本体を挿入する工程と、前記熱収縮性合成樹脂で前記絶縁性蓋部材を含めた前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を熱収縮接着して被覆する工程とからなり、前記電極部及び前記安全弁を露出可能に、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を被覆できる。
【０００６】
又、前記被覆する工程の前に、前記リチウムイオン二次電池本体負極先端部側の前記熱収縮性合成樹脂端部を袋状に閉じる工程を設けてもよい。熱収縮性合成樹脂を切断時に袋閉じにすることで挿入時の安定性を図ることができる。
【０００７】
更に、前記切断する工程は、前記絶縁性蓋部材の側面の一部を被覆する長さを含めて熱収縮性合成樹脂を切断する工程であってもよい。端子部分以外を全て絶縁的に被覆することで、リチウムイオン二次電池を保護することが可能である。
【０００８】
更に、前記切断する工程は、前記絶縁性蓋部材の表面を、張り出し被覆する長さを含めて熱収縮性合成樹脂を切断する工程であってもよい。前述同様に、端子部分以外を全て絶縁的に被覆することで、リチウムイオン二次電池を保護することが可能である。
更に、前記絶縁性蓋部材で覆う工程の電極部は、正極部であってもよい。
更に、前記絶縁性蓋部材で覆う工程の電極部は、正極部と負極部であってもよい。
【０００９】
樹脂被覆リチウムイオン二次電池は、リチウムイオン二次電池本体の外周面を延伸した熱収縮性合成樹脂で被覆された電池であって、一方の側に電極部及び安全弁が設けられたリチウムイオン二次電池本体と、前記電極部及び前記安全弁に相当する部分に孔が明けられ、前記リチウムイオン二次電池本体の前記一方の側を覆う絶縁性蓋部材と、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を覆い前記絶縁性蓋部材の側面または前記絶縁性蓋部材の表面を含めて熱収縮接着により被覆された熱収縮性合成樹脂とからなり、前記電極部及び前記安全弁を露出可能に、前記リチウムイオン二次電池本体の外周面を被覆することができる。熱収縮性合成樹脂を外装に使用することで薄い外装被覆の電池とすることができる。
又、前記電極部を覆う絶縁性蓋部材は、正極端子又は負極端子を覆う部材であってもよい。端部が開放されるので、熱収縮性合成樹脂を帯状の状態で熱収縮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明を適用する被覆材であるチューブ状のシュリンクフィルム１（熱収縮性合成樹脂）の外観図である。このシュリンクフィルム１は、チューブ状のフィルムで、広げると内部に空間１ａを有する構成になっていて、通常は、図に示すように２枚重ねの状態でロール状に巻かれた構成１ｂになっている。使用するとき端部を押し広げ内部の空間１ａに電子部品等を挿入する。大量生産を行う場合は、複数の電子部品をこのシュリンクフィルム１内に挿入することもある。生産形態により、単独挿入と複数挿入の場合がある。
【００１１】
このシュリンクフィルム１は、一般的には商品の包装や結束等に使用されている。例えば、輸送包装、産業資材の包装等多方面に使用され実績のあるものである。このシュリンクフィルム１は、熱収縮性のフィルムであって合成樹脂の一種であり、次のような特徴を有している。収縮温度が広く、シールがし易く、被包装物の形状や大きさに影響されず、複数個の包装が可能で、使いやすい。
【００１２】
耐熱性がよく、収縮力が大きく、比較的低温でも収縮できる。収縮時に穴明けがなく、結束力が大きい。強度が強く、裂けにくい。透明、光沢性がよいので、包装物の外観を美しく保つことができる。無害無臭であり、有害な添加物を使用していないので、仮に燃焼しても有害物質を発生せず、食品や薬品の包装にも安心して使用できる。
【００１３】
従って環境保全を損なうことはない。収縮率は範囲が広く、例えば１２０℃で３０から６０％のものが市販されている。このような特徴を有している上、シュリンクフィルム１は熱収縮樹脂材として低コストである。シュリンクフィルム１は、用途により異なる種類があるが、本発明に適用するものは、帯電防止がなされた電子部品に適合するものである。
【００１４】
図２は、対象とする被覆物であるリチウムイオン二次電池本体２をこのシュリンクフィルム１に挿入する状態を示している。リチウムイオン二次電池は、繰り返し充電のできる電池で、最近では携帯電話器やデジタルカメラ等の電池として使用されている。エネルギー密度が高く軽量でコンパクトであり、動作電圧が高い、高い安全性がある等の特徴がある。
【００１５】
このリチウムイオン二次電池の原理は、リチウムイオンを充電のときには負極に移動させ、放電のときには正極に移動させることで電流を流すようになっている。又このリチウムイオン二次電池本体２の基本構造は、シート状の正極板と負極板を備えその間に樹脂系のセパレータを挟み込んだ三層構造である。正極にコバルト酸リチウム等を用い、負極にグラファイト等を使用している。
【００１６】
又、樹脂系のセパレータは、例えば高分子多孔性のフィルムである。これらを金属ケース３に収納して蓋をして電解液を入れてレーザ溶接等で封止し密閉している。一般的な角形構造においては、リチウムイオン二次電池本体２の上部に正極端子２ａを設け、金属ケース３が負極端子２ｂとなっている。この負極端子２ｂは金属ケース３の下部に端子として設けられたり、あるいは正極側に並列して設けられる場合があり、形態によって異なる。
【００１７】
実施例において、リチウムイオン二次電池本体２は、リード線２ｄを介して正極側に負極側の負極端子２ｅを設けた構成にしている。リード線２ｄと負極側の負極端子２ｅ間は、本体と絶縁され保護回路２ｆが設けられている。又正極端子２ａ側上部には安全弁２ｃが設けられ、万一電池内の圧力が上昇したとき、電池内部のガスを外部に放出させるようになっていて安全性が確保されている。
【００１８】
蓋４は、周辺部が縁取りされた箱状のもので、正極端子２ａ、負極側の負極端子２ｅと安全弁２ｃに相当する部分に孔４ａが明けられていて、これら端子部分が外部に露出されるようになっている。この孔４ａの代わりに端子部分に接点を設けリチウムイオン二次電池本体２の端子部分と接触させるようにしてもよい。蓋４そのものは絶縁性のもので、薄い形状をなし例えば薄いプラスチック又は紙等のものである。この蓋４をリチウムイオン二次電池本体２に、図２の矢印で示すように被せるようにして取り付ける。図２の状態は、このリチウムイオン二次電池本体２の負極である金属ケース３をシュリンクフィルム１で被覆する方法の過程を示している。
【００１９】
リチウムイオン二次電池本体２に蓋４が取り付けられた後、端部が開放された状態のチューブ状のシュリンクフィルム１に、リチウムイオン二次電池本体２の金属ケース３側を挿入する。このときシュリンクフィルム１の挿入端部１ｃ（リチウムイオン二次電池の負極側先端部）をヒーターで加熱溶融して一体になるように閉じる。
【００２０】
この閉じるタイミングは、リチウムイオン二次電池本体２をシュリンクフィルム１に挿入した後でもよく、シュリンクフィルムの挿入端部１ｃを先に閉じてからリチウムイオン二次電池本体２を挿入してもよい。このときシュリンクフィルム１は所定寸法に切断されている。複数のリチウムイオン二次電池本体２をシュリンクフィルム１に挿入されて切断される場合は、複数まとめて同時に切断することになる。この場合も所定の寸法に設定された状態で切断され、その切断は生産形態に合わせて行われる。
【００２１】
このように袋状に挿入端部１ｃを閉じることでシュリンクフィルム１の下部が密閉され、この状態で少なくとも正極側以外は全て被覆されることになり、又この閉じた部分を基準に上端部までの寸法管理が正確にでき、安定した被覆状態を維持できる。このシュリンクフィルム１の端部は蓋４を覆うように寸法設定がなされている。従って、挿入幅は、リチウムイオン二次電池本体２の正極側の蓋４の幅中間部までを被覆するように合わせている。このシュリンクフィルム１をリチウムイオン二次電池本体２に完全に被せた後、このシュリンクフィルム１を例えばハロゲンランプ等のヒーターで加熱し収縮させる。
【００２２】
このシュリンクフィルム１は前述のように、例えば収縮率が１２０℃で３０〜６０％であるので、加熱されるとたちまち収縮してリチウムイオン二次電池本体２の表面に貼り付いて接着される。この接着された状態が図３で、シュリンクフィルム１の被覆された樹脂被覆リチウムイオン二次電池Ａとして完成する。シュリンクフィルム１の被覆部分は、図３のＢの範囲である。この方法は複雑でないので、実際の生産処理は大量生産的に簡単に自動処理できる。
【００２３】
図示はしていないが、収縮するときシュリンクフィルム１内にこもっている空気は収縮過程で外部にスムースに排出されるようになっている。シュリンクフィルム１は透明であるので、予めデザインや、説明文等を印刷しておいたラベルをリチウムイオン二次電池本体２に貼り付けることによって、流れ作業の中でそのまま挿入させ、切断、袋閉じを繰り返して行うと能率的である。シュリンクフィルム１は薄いので、被覆された樹脂被覆リチウムイオン二次電池Ａを手で持ってもその厚さは感じない。このように、リチウムイオン二次電池本体の外形をなす金属ケース３にプラスチックモールド等の外装を施すことに比べると、シュリンクフィルム１での外装は、製品としての樹脂被覆リチウムイオン二次電池Ａを薄くすることができる。更に、外装に関わるコストも低減できる。
【００２４】
図４は他の実施の形態を示すものである。この場合はリチウムイオン二次電池本体２に板状の蓋５を取り付けてから、図１に示すチューブ状のシュリンクフィルム１にリチウムイオン二次電池本体２を挿入する。この実施例も前述同様に負極端子２ｅを正極側に並列して設けているので、板状の蓋５はこれらを含めて覆うことになる。板状の蓋５は前述同様に端子用と安全弁用の孔５ａが設けられたものである。挿入に際しては、前述と同様に、負極側のシュリンクフィルム１の挿入端部１ｃを袋状に閉じる。
【００２５】
挿入された後このシュリンクフィルム１を加熱することにより収縮接着させ、図５のようにシュリンクフィルム１の被覆された樹脂被覆リチウムイオン二次電池Ａが完成する。被覆されるシュリンクフィルム１の正極側の端部１ｄは板状の蓋５の表面５ｂに張り出し、リチウムイオン二次電池本体２と板状の蓋５は挟まれて接着される。
【００２６】
図６は、リチウムイオン二次電池本体２の負極側をも正極側と同様に矢印のように絶縁性の蓋６で被せる方法の例である。この場合シュリンクフィルム１を袋閉じせずチューブを切断したまま帯状態でリチウムイオン二次電池本体２に被せ、熱収縮して被覆させる。基本的な方法は図２の場合と同様で、２つの蓋４，６を使用することになるが、シュリンクフィルム１の扱いが簡素になるのが特徴である。この場合負極側を袋閉じにしないので、負極側の端子を負極側に設置することが可能となる。製品としての樹脂被覆リチウムイオン二次電池Ａは、図７に示す形態となる。電極等以外は、蓋部分も含めて全て被覆される状態となっている。
【００２７】
図８は、図４の場合と同様の板状の蓋７を矢印のように負極側にも適用する方法の例である。この場合も前述同様にシュリンクフィルム１を袋閉じにせずチューブを切断したまま帯状態で被せ、熱収縮させ被覆する。２つの板状の蓋５，７に対して表面にシュリンクフィルム１を張り出し接着させ被覆する。製品としての樹脂被覆リチウムイオン二次電池Ａは、図９に示す形態となる。電極等以外は、蓋部分も含めて全て被覆される状態となるのは前述同様である。
【００２８】
以上、リチウムイオン二次電池本体２の被覆にシュリンクフィルム１を使用しての被覆方法およびその構成について説明した。しかし、この被覆方法は多様な製品形態に対応できるので、説明した構成に限定されることはない。実施例に限定されないことはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳記したように、リチウムイオン二次電池本体に絶縁性の蓋部材を取り付け、端部を袋状に閉じて、又は帯状態でチューブ状のシュリンクフィルムを覆うように被覆する被覆方法とその電池構成にしたので、リチウムイオン二次電池の外装は、薄い密閉された被覆が可能で軽量化が達成された。又、シュリンクリンクは入手し易い材料であり低コストが実現できた。さらに、本発明の被覆方法は簡素な方法であり大量生産に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、チューブ状のシュリンクフィルムを示す外観図である。
【図２】  図２は、リチウムイオン二次電池本体に箱状の蓋部材を取り付けて、シュリンクフィルムを被覆する過程を示す外観図である。
【図３】  図３は、図２において、リチウムイオン二次電池本体にシュリンクフィルムを熱収縮接着し被覆した状態を示す外観図である。
【図４】  図４は、リチウムイオン二次電池本体に板状の蓋部材を取り付けて、シュリンクフィルムを被覆する過程を示す外観図である。
【図５】  図５は、図４において、リチウムイオン二次電池本体にシュリンクフィルムを熱収縮接着し被覆した状態を示す外観図である。
【図６】  図６は、リチウムイオン二次電池本体の正極側と負極側に箱状の蓋を取り付けてシュリンクフィルムを被覆する過程を示す外観図である。
【図７】  図７は、図６の過程でシュリンクフィルムの被覆された樹脂被覆リチウムイオン二次電池の外観図である。
【図８】  図８は、リチウムイオン二次電池本体の正極側と負極側に板状の蓋を取り付けてシュリンクフィルムを被覆する過程を示す外観図である。
【図９】  図９は、図８の過程でシュリンクフィルムの被覆された樹脂被覆リチウムイオン二次電池の外観図である。
【符号の説明】
１…シュリンクフィルム
１ｃ…挿入端部
２…リチウムイオン二次電池本体
３…金属ケース
４、６…蓋
５、７…板状の蓋
【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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【図８】
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【図９】
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