(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の正極集電体に正極活物質を塗布してなる複数の正極シートと、シート状の負極集電体に負極活物質を塗布してなる複数の負極シートとがセパレータ又は固体電解質層を挟んで交互に積層され、この積層物がシート状外装材によって封止され、
上記正極の各集電体から上記積層物の側方に延設されたリード部と、上記負極の各集電体から上記積層物の側方に延設されたリード部とが別個に束ねられて、それぞれ電池内部で外部端子に接続されている積層型のシート型電池において、
上記電池内部に、上記リード部の束を該リード部の端縁が上記外装材に接触しないように被う絶縁性カバーが設けられており、
上記カバーは、上記積層物と平行になった相対する壁と、この両壁を結ぶ接続壁とを備えた断面略コ字形状のものであって、上記積層物の側方に配置されて、その開口が該積層物を向き、
上記リード部の束は、上記カバーの開口よりその内部に入り上記接続壁に沿った状態になるように曲げられて端縁が上記相対する壁の一方に向かっており、
上記外部端子は、上記相対する壁の一方に形成された孔より上記カバーの内部に挿入されて、上記リード部の束の上記接続壁に沿った部位に重ねられて接続されていることを特徴とするシート型電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層型のシート型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型電話やノート型パソコン等の電子機器用の電池として積層型のシート型電池が普及しつつある。図３はシート型電池の一例を示す。この電池では、複数の正極シート１と複数の負極シート２とがセパレータ３を挟んで交互に積層され、この積層物がシート状外装材４によって封止されている。なお、セパレータの代わりに固体電解質層を挟んでいる場合もある。各正極シート１から側方に延設されたリード部５は、外装材４の内部で束ねられて下方へ曲げられ、その下方へ延びる部分に外部端子６が接続されている。各リード部５の基部は絶縁テープ７で保護されている。各負極シート２から延設されたリード部も正極のリード部と同様にして外部端子に接続されている。外装材４としては、アルミニウム等の金属箔に電気絶縁層を形成してなる厚さ０．１ｍｍ程度のものが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記シート型電池では、リード部を絶縁テープで保護しているものの、上述の如く外装材が薄いことから、リード部の端縁との接触によって外装材の絶縁層が損傷し、リード部が金属箔と短絡したり、さらには外装材が破れたりするおそれがある。また、外装材が外力によって変形し、それに伴ってリード部が変形して破損したり、このリード部と外部端子との接続が外れるおそれもある。
【０００４】
本発明はこのような外装材の損傷、リード部の破損、リード部と外部端子との接続部の破損の問題を解決することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート状の正極集電体に正極活物質を塗布してなる複数の正極シートと、シート状の負極集電体に負極活物質を塗布してなる複数の負極シートとがセパレータ又は固体電解質層を挟んで交互に積層され、この積層物がシート状外装材によって封止され、
上記正極の各集電体から上記積層物の側方に延設されたリード部と、上記負極の各集電体から上記積層物の側方に延設されたリード部とが別個に束ねられて、それぞれ電池内部で外部端子に接続されている積層型のシート型電池において、
上記電池内部に、上記リード部の束を該リード部の端縁が上記外装材に接触しないように被う絶縁性カバーが設けられており、
上記カバーは、上記積層物と平行になった相対する壁と、この両壁を結ぶ接続壁とを備えた断面略コ字形状のものであって、上記積層物の側方に配置されて、その開口が該積層物を向き、
上記リード部の束は、上記カバーの開口よりその内部に入り上記接続壁に沿った状態になるように曲げられて端縁が上記相対する壁の一方に向かっており、
上記外部端子は、上記相対する壁の一方に形成された孔より上記カバーの内部に挿入されて、上記リード部の束の上記接続壁に沿った部位に重ねられて接続されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、リード部の端縁が外装材に接触することがカバーによって妨げられ、該端縁によって外装材が傷付くこと、あるいは短絡を生ずることが防止される。また、リード部の束と外部端子との接続部がカバーによって保護され、外力等によって当該接続が外れることが防止される。
【０００７】
また、カバーが当該電池のリード部束を外力から確実に保護することができるとともに、該リード部束と外部端子との接続部を外力から確実に保護することができる。すなわち、薄い外装材が外力によって変形してリード部の端縁に接触することがカバーの相対する壁の一方によって阻止される。また、リード部束の屈曲部に薄い外装材を介して外力が作用した場合、該リード部が変形して、リード部が折損したり、外部端子との接続が外れたりするおそれがあるが、リード部束の屈曲部に外力が作用することがカバーの相対する壁の他方によって阻止される。
【０００８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、積層型のシート型電池の内部に、積層物と平行になった相対する壁とこの両壁を結ぶ接続壁とを備え開口が積層物を向いた断面略コ字形状のカバーを設けて、リード部の端縁が外装材に接触しないようにするとともに、リード部の束をカバーの内部で曲げ、このリード部束の上記接続壁に沿った部位に外部端子を重ねて接続するようにしたから、リード部の端縁によって外装材が損傷したり、短絡を生ずることが防止されるとともに、外力による外装材及びリード部の変形が当該カバーによって阻止され、リード部の破損、並びにリード部束と外部端子との接続部の破損が防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
本実施形態に係る積層型のシート型電池は、リチウム二次電池であって、図１に示すように、３枚の正極シート１と４枚の負極シート２とがセパレータ３を挟んで交互に積層され、さらにリチウムイオンを移動させる電解液が添加されており、この積層物が上下のシート状外装材４，４によって封止されている。セパレータ３は最上段及び最下段の各負極シート２と外装材４との間にも配置されている。
【００１１】
各正極シート１より上記積層物の側方に延設されたリード部５は束ねられて正極の外部端子６に接続されている。図２に示すように、各負極シート２より当該積層物の側方に延設されたリード部８も束ねられて負極の外部端子９に接続されている。正極リード部５及び負極リード部８は正極シート１及び負極シート２の互いに横にずれた位置から同じ方向に突出している。なお、図１では負極リード部８の記載を省略している。
【００１２】
そうして、上記正極リード部５及び負極リード部８、並びにこれらリード部５，８と外部端子６，９との接続部は、当該電池内部に設けられた電気絶縁性のカバー１１によって保護されている。以下、当該電池の各要素等をさらに詳細に説明する。
【００１３】
正極シート１は、アルミニウム箔等の金属箔によるシート状の正極集電体の両面に、リチウム遷移金属複合酸化物等の正極活物質を塗布してなる。正極リード部５は正極集電体の一部位を延設して構成されている。負極シート２は、銅箔等の金属箔によるシート状の負極集電体の両面に、炭素材料等の負極活物質を塗布してなる。負極リード部８は負極集電体の一部位を延設して構成されている。セパレータ３は、ポリオレフィン系樹脂その他の合成樹脂による微多孔膜であり、例えばポリエチレン層の両側にポリプロピレン層が形成された三層構造のものを採用することができる。電解液は有機溶媒にリチウム塩を配合してなるものである。
【００１４】
正極及び負極の各外部端子６，９は、ニッケル又はニッケルめっきした鉄、銅、アルミニウム等の金属の箔やリボンによって形成されている。外装材４は、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムとアルミニウム箔等の金属箔とエチレン酢ビコポリマー等の熱可塑性プラスチックフィルムとをこの順で積層してなる厚さ０．１ｍｍ程度のものであって、熱可塑性プラスチックフィルムが内面側に配置されて電気絶縁層を形成している。上下の外装材４，４は互いの周縁部が熱融着している。
【００１５】
カバー１１は、高さが上記積層物の厚さと略同じ寸法であり、該積層物と平行になった相対する上下の壁１１ａ，１１ｂと、この両壁１１ａ，１１ｂを結ぶ接続壁１１ｃとを備えてなる断面略コ字形状の合成樹脂成形品であって、剛性を有する。下壁１１ｂには外部端子６，９を通すスロット（細長い孔）１２が形成されている。カバー１１は、上記積層物の側方に配置されて、その開口が該積層物の方を向いている。外装材４はカバー１１の上下の壁１１ａ，１１ｂ及び接続壁１１ｃの外面に密着している。
【００１６】
各リード部５，８の束は、カバー１１の開口よりその内部に入り、接続壁１１ｃに沿った状態になるように曲げられて端縁が下壁１１ｂに向かっている。各リード部５，８の束は、その最上段に位置するリード部５，８の屈曲部が上壁１１ａに接している。外部端子６，９は、カバー１１のスロット１２に通され、カバー１１の内部を接続壁１１ｃに沿って立ち上がった部分が各リード部５，８の束に重ねられて溶接によって接続されている。外部端子６，９のスロット１２より外側へ突出した部分は下壁１１ｂに沿うように曲げられ、外装材４の周縁部（熱融着部）を通って電池外部に延設されている。各リード部５の基部には、セパレータ３に直に触れないように絶縁テープ７が上下から貼られている。
【００１７】
従って、上記電池構造であれば、リード部５，８の端縁はカバー１１の内部に収められているため、該端縁が外装材４に接触することがない。このため、外装材４の絶縁層がリード部５，８の端縁との接触によって傷付くことが防止され、リード部５，８と外装材４の金属箔との短絡を生ずることが防止される。また、電池に外力が加わっても、カバー１１がリード部５，８を保護するとともに、リード部５，８の束と外部端子６，９との接続部を保護する。
【００１８】
すなわち、リード部５，８の上方から外装材４に外力が加わっても、該外装材４の変形がカバー１１の上壁１１ａによって阻止され、そのため、リード部５，８はその屈曲部が外力で押されて変形することが防止される。従って、リード部５，８が破損することが防止され、また、このリード部５，８の束と外部端子６，９との溶接が外れることが防止される。また、大きな外力が加わって、カバー１１の上下の壁１１ａ，１１ｂの間隔が仮に狭まるようなことがあっても、リード部５，８の端縁が外装材４に接触することは上下の壁１１ａ，１１ｂによって妨げられるから、外装材４が損傷すること、あるいは上述の短絡を生ずることはない。
【００１９】
なお、上記実施形態では１つのカバー１１が正極及び負極の両リード部５，８の束を被っているが、カバーは正極リード部用と負極リード部用とに別個に設けてよい。例えば、正極リード部の延設方向と負極リード部の延設方向とが異なる場合はカバーを別個に設けることになる。
【００２０】
また、上記実施形態では電解液を保持するセパレータを用いたが、セパレータに代えて固体電解質層を設けることができる。
【００２１】
すなわち、固体電解質層としては、ポリマー基質に電解液（塩（電解質）＋相溶性溶媒）を含浸してゲル化し、それ自体がイオン伝導性を示すように調製されたものを用いることができる。ポリマー基質としては、ビニリデンフルオライドを主単位とするフッ素ポリマーの多孔質体を用いることができる。
【００２２】
上記塩としては、リチウム塩、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＡｌＣｌ４及びＬｉ(ＣＦ３ＳＯ２)２Ｎからなる群から選ばれる１種を又は２種以上を組み合わせて用いることができる。上記相溶性溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）からなる混合溶媒を用いることができる。
【００２３】
上記混合溶媒において、エチレンカーボネートの混合比は１〜３０体積％であることが好ましく、１５〜２５体積％であることがより好ましい。プロピレンカーボネートの混合比は１〜３体積％であることが好ましく、５〜１５体積％であることがより好ましい。ジエチルカーボネートの混合比は１〜３０体積％であることが好ましく、５〜２０体積％であることがより好ましい。エチルメチルカーボネートの混合比は１０〜９７体積％であることが好ましく、５０〜７０体積％であることがより好ましい。
【００２４】
また、好ましく用いられるビニリデンフルオライドを主単位とするフッ素ポリマーは、ビニリデンフルオライドの単独重合体（ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ））、又はビニリデンフルオライドとその他のフッ素原子を有するビニル系モノマーとの共重合体であり、これらはそれぞれ単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。ビニリデンフルオライド以外のフッ素原子を有するビニル系モノマーとしては、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）等が挙げられる。また、共重合体の形態はランダム、ブロックのいずれの形態でもよい。共重合体である場合、ビニリデンフルオライド（の単位）の割合が７０モル％以上が好ましく、特に好ましいのは７５モル％以上である。
【００２５】
また、固体電解質としては電解液を含まないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る積層型シート型電池の断面図。
【図２】  同電池の一部を示す斜視図。
【図３】  従来の積層型シート型電池の断面図。
【符号の説明】
１  正極シート
２  負極シート
３  セパレータ
４  外装材
５  正極リード部
６  正極外部端子
７  絶縁テープ
８  負極リード部
９  負極外部端子
１１  カバー
１１ａ  上壁
１１ｂ  下壁
１１ｃ  接続壁
１２  スロット（孔）
【図１】
0004856815.tif 000002
【図２】
0004856815.tif 000003
【図３】
0004856815.tif 000004