[go: up one dir, main page]

JPH11204088A - Sheet battery - Google Patents

Sheet battery

Info

Publication number
JPH11204088A
JPH11204088A JP10001719A JP171998A JPH11204088A JP H11204088 A JPH11204088 A JP H11204088A JP 10001719 A JP10001719 A JP 10001719A JP 171998 A JP171998 A JP 171998A JP H11204088 A JPH11204088 A JP H11204088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
negative electrode
heat
positive electrode
resin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10001719A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Soichi Hanabusa
聡一 花房
Kazunori Yoshimoto
三則 吉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP10001719A priority Critical patent/JPH11204088A/en
Publication of JPH11204088A publication Critical patent/JPH11204088A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery maintaining high air tightness with improved energy efficiency per unit volume by thermally fusing and sealing an opening of a cylindrical enclosure member storing power generating elements. SOLUTION: In this battery, a belt-shaped positive electrode external terminal 2 and a belt-shaped negative electrode external terminal 3 are stored in a cylindrical enclosure member 2 having a gas barrier property, extending from the cylindrical enclosure member 1. The cylindrical enclosure member 1 is cylindrically shaped by a multi-layered film having a first thermal fusion resin film, a metal thin film, a second thermal fusion resin film, and a resin film laminated in order being pasted so that the first thermal fusion film is positioned on an inner face. At an opening of the cylindrical enclosure member, the first thermal fusion resin film is thermally fused with each other, and is fused. In the positive electrode, a positive electrode layer containing a positive electrode active substance, a non-aqueous electrolyte solution and a polymer holding this electrolyte solution is carried by a porous power collector. In the negative electrode, a negative electrode layer containing a negative electrode active substance, a non-aqueous electrolyte solution, and a polymer holding this electrolyte solution is carried by a porous power collector.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発電要素がフィル
ム内に収納された構造のシート形電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet type battery having a structure in which a power generating element is housed in a film.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解液二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む懸濁液が塗布された集
電体からなる正極と非水電解液を具備したリチウム二次
電池が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of electronic equipment, there has been a demand for the development of a non-aqueous electrolyte secondary battery that is small, lightweight, has a high energy density, and can be repeatedly charged and discharged. As such a secondary battery, a negative electrode using lithium or a lithium alloy as an active material, and a suspension containing an oxide, sulfide, or selenide as an active material, such as molybdenum, vanadium, titanium, or niobium, were applied. A lithium secondary battery including a positive electrode made of a current collector and a non-aqueous electrolyte is known.

【0003】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。
In recent years, a negative electrode containing a carbonaceous material that absorbs and releases lithium ions, such as coke, graphite, carbon fiber, a resin fired body, and pyrolytic gas phase carbon, has been used as a negative electrode. The development and commercialization of lithium ion secondary batteries using lithium and lithium manganese oxide-containing batteries are being actively pursued.

【0004】これら非水電解液二次電池の形態は、当
初、コイン形や、円筒形が主流であったが、用途の多様
化に伴い角形や長円形等の体積効率の優れた形態を有す
るものの要求が高まっている。また、さらなる軽量化及
び小型化を目的として、発電要素を収納する容器を従来
の金属製外装缶からフィルム材料に変更することが検討
されている。
[0004] Initially, these non-aqueous electrolyte secondary batteries were mainly in the form of coins or cylinders. However, with the diversification of applications, these non-aqueous electrolyte secondary batteries have forms with excellent volume efficiency, such as rectangular and oval. The demand for things is growing. In addition, for the purpose of further reducing the weight and size, it has been studied to change the container for housing the power generation element from a conventional metal outer can to a film material.

【0005】このフィルム材料としては、フィルムの内
外で水蒸気及び酸素等の気体の交換が行われないよう中
心にアルミニウム箔等の金属箔が配置され、最外層とし
てポリエチレンテレフタレート等の前記金属箔を物理的
衝撃から保護するための樹脂層が、最内層としてアイオ
ノマー等の熱融着性樹脂層が設けられた多層フィルム
(ラミネートフィルム)が一般的に用いられている。前
記多層フィルムを用いた電池の封止は、まず、2枚の多
層フィルムの間に発電要素となる内容物を前記発電要素
と前記最内層が接するように配置し、前記2枚のフィル
ムの4辺を加熱圧着し、フィルム周縁の最内層同士を接
着することにより行われる。このように発電要素をフィ
ルム材料で密封することにより、電池の薄形化及び軽量
化を図れる。
As the film material, a metal foil such as an aluminum foil is disposed at the center so that gas such as water vapor and oxygen is not exchanged inside and outside of the film, and the metal foil such as polyethylene terephthalate is used as the outermost layer. Generally, a multilayer film (laminate film) provided with a resin layer for protecting against mechanical impact and a heat-fusible resin layer such as an ionomer as the innermost layer is generally used. To seal a battery using the multilayer film, first, a content to be a power generating element is disposed between two multilayer films so that the power generating element and the innermost layer are in contact with each other. This is performed by heat-pressing the sides and bonding the innermost layers at the periphery of the film. By sealing the power generation element with the film material in this manner, the battery can be made thinner and lighter.

【0006】前述のようなフィルム材で封止する構造の
電池において、電池の気密性を従来の金属外装缶を用い
たものと同程度にするためには、融着部の面積をある程
度大きくする必要がある。
In a battery having a structure sealed with a film material as described above, in order to make the battery hermeticity comparable to that using a conventional metal outer can, the area of the fused portion is increased to some extent. There is a need.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、融着部
を広くすると、融着部の大きさ分電池の外形が大きくな
るため、大きさの割に電池容量が低く、単位体積当たり
のエネルギー効率が低くなるという問題点が生じる。本
発明は、高い気密性を維持しつつ、単位体積当たりのエ
ネルギー効率が向上されたシート形電池を提供しようと
するものである。
However, when the fused portion is widened, the outer shape of the battery is increased by the size of the fused portion, so that the battery capacity is low for the size and the energy efficiency per unit volume is low. There is a problem that it becomes lower. An object of the present invention is to provide a sheet-type battery with improved energy efficiency per unit volume while maintaining high airtightness.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係るシート形電
池は、発電要素が筒状外装材内に収納されており、前記
筒状外装材の開口部が熱融着により封止された構造を有
することを特徴とするものである。
A sheet-type battery according to the present invention has a structure in which a power generating element is housed in a cylindrical exterior material, and an opening of the cylindrical exterior material is sealed by heat sealing. It is characterized by having.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシート形電池
(例えば、シート形ポリマー二次電池)を図1〜4を参
照して説明する。図1は本発明に係るシート形電池を示
す平面図、図2は図1の電池を示す斜視図、図3は図1
の電池に使用される筒状外装材を示す部分断面図、図4
は図1の電池を示す断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a sheet-type battery (for example, a sheet-type polymer secondary battery) according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a sheet-type battery according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the battery of FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a cylindrical exterior material used in the battery of FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing the battery of FIG. 1.

【0010】図1及び図2に示すように、シート状の発
電要素は、ガスバリア性を有する筒状の外装材1内に帯
状の正極外部端子2及び帯状の負極外部端子3が前記外
装材1から延出するように収納されている。前記筒状外
装材1は、第1熱融着樹脂フィルム、金属薄膜、第2熱
融着樹脂フィルム、樹脂フィルムがこの順番に積層され
た多層フィルムを内面に前記第1熱融着樹脂フィルムが
位置するように張り合わせ、筒状にしたものからなる。
前記筒状外装材1の開口部は、互いの第1熱融着樹脂フ
ィルムを熱融着させることにより封止されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a sheet-like power generating element comprises a band-shaped positive external terminal 2 and a band-shaped negative external terminal 3 inside a cylindrical external material 1 having gas barrier properties. It is stored to extend from. The cylindrical exterior member 1 has a first heat-sealing resin film, a first heat-sealing resin film, a metal thin film, a second heat-sealing resin film, and a multilayer film in which a resin film is laminated in this order. It is made of one that is laminated and positioned in a tubular shape.
The opening of the cylindrical exterior material 1 is sealed by heat-sealing the first heat-sealing resin films to each other.

【0011】ここで、前記筒状外装材1における多層フ
ィルムの端部同士を接着した箇所の構造について説明す
る。図3に示すように、多層フィルムの一方側の端部
は、下面側から上面側に向かって第1熱融着樹脂フィル
ム4a、金属薄膜5a、第2熱融着樹脂フィルム6a、
樹脂フィルム7aがこの順番に積層されており、前記第
1熱融着樹脂フィルム4aの上面及び前記金属薄膜5a
の上面が露出するように階段状に切り欠かれている。こ
の多層フィルムの他方側の端部は、下面側から上面側に
向かって第1熱融着樹脂フィルム4b、金属薄膜5b、
第2熱融着樹脂フィルム6b、樹脂フィルム7bがこの
順番に積層されており、前記金属薄膜5bの下面及び前
記第2の熱融着樹脂フィルム6bの下面が露出するよう
に階段状に切り欠かれている。一方側端部と他方側端部
の第1熱融着樹脂フィルム同士及び一方側端部と他方側
端部の第2熱融着樹脂フィルム同士は、それぞれ、熱融
着によって接着されている。一方側の端部の第1熱融着
樹脂フィルム4aの上面に他方側の端部の金属薄膜5b
が熱融着により接着され、さらに一方側の端部の金属薄
膜5aの上面に他方側の端部の第2熱融着樹脂フィルム
6bが熱融着によって接着されている。このようにして
多層フィルムの端部同士を接着することによりガスバリ
ア性を有する筒状外装材を形成する。
Here, a description will be given of the structure of the cylindrical exterior member 1 where the ends of the multilayer film are bonded to each other. As shown in FIG. 3, one end of the multilayer film has a first heat-sealing resin film 4a, a metal thin film 5a, a second heat-sealing resin film 6a from the lower surface to the upper surface.
A resin film 7a is laminated in this order, and the upper surface of the first heat-sealing resin film 4a and the metal thin film 5a
Are cut out stepwise so that the upper surface of the is exposed. The other end of the multilayer film is formed from a lower surface side to an upper surface side with a first heat-sealing resin film 4b, a metal thin film 5b,
The second heat-sealing resin film 6b and the resin film 7b are laminated in this order, and are cut out stepwise so that the lower surface of the metal thin film 5b and the lower surface of the second heat-sealing resin film 6b are exposed. Has been. The first heat-fusion resin films at one end and the other end and the second heat-fusion resin films at the one end and the other end are bonded by heat fusion. The metal thin film 5b at the other end is placed on the upper surface of the first heat-fused resin film 4a at one end.
Are bonded by heat fusion, and a second heat fusion resin film 6b at the other end is bonded to the upper surface of the metal thin film 5a at one end by heat fusion. By bonding the end portions of the multilayer film to each other in this manner, a cylindrical exterior material having gas barrier properties is formed.

【0012】次いで、前記筒状外装材1内に収納される
シート状発電要素について説明する。発電要素は、図4
に示すように、負極層8が多孔質集電体9の両面に担持
された構造を有する負極10を備える。2枚の正極11
は、前記負極10の両面に配置されている。各正極11
は、正極層12が多孔質集電体13の両面に担持された
構造を有する。固体電解質層14は、前記正極11と前
記負極10の間に介在されている。前記各正極11の集
電体13は、図4の奥側に位置する部分に帯状の正極端
子15を有する。また、前記負極10の集電体9は、前
記正極端子15と重ならないような位置(例えば、図4
の手前側に位置する部分)に帯状の負極端子16を有す
る。前記2枚の正極端子15は、前記外部正極端子2に
接続されている。一方、前記負極端子16は、前記外部
負極端子3に接続されている。
Next, a description will be given of the sheet-like power generation element housed in the tubular exterior member 1. Fig. 4
As shown in FIG. 1, a negative electrode 10 having a structure in which a negative electrode layer 8 is supported on both surfaces of a porous current collector 9 is provided. Two positive electrodes 11
Are arranged on both surfaces of the negative electrode 10. Each positive electrode 11
Has a structure in which the positive electrode layer 12 is supported on both surfaces of the porous current collector 13. The solid electrolyte layer 14 is interposed between the positive electrode 11 and the negative electrode 10. The current collector 13 of each of the positive electrodes 11 has a band-shaped positive terminal 15 at a portion located on the back side in FIG. Further, the current collector 9 of the negative electrode 10 is positioned so as not to overlap the positive electrode terminal 15 (for example, FIG.
(A portion located on the near side of the above) has a strip-shaped negative electrode terminal 16. The two positive terminals 15 are connected to the external positive terminal 2. On the other hand, the negative terminal 16 is connected to the external negative terminal 3.

【0013】前記シート形電池の正極、負極、電解質層
及び多層フィルムとしては、例えば、以下に説明するも
のを用いることができる。 (正極)この正極は、正極活物質、非水電解液及びこの
電解液を保持するポリマーを含む正極層が多孔質集電体
に担持されたものから形成される。
As the positive electrode, the negative electrode, the electrolyte layer and the multilayer film of the sheet-type battery, for example, those described below can be used. (Positive Electrode) The positive electrode is formed from a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a non-aqueous electrolyte, and a polymer holding the electrolyte supported on a porous current collector.

【0014】前記正極活物質としては、種々の酸化物
(例えばLiMn24 などのリチウムマンガン複合酸
化物、二酸化マンガン、例えばLiNiO2 などのリチ
ウム含有ニッケル酸化物、例えばLiCoO2 などのリ
チウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバ
ルト酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムな
ど)や、カルコゲン化合物(例えば、二硫化チタン、二
硫化モリブテンなど)等を挙げることができる。中で
も、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバル
ト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好
ましい。
Examples of the positive electrode active material include various oxides (eg, lithium-manganese composite oxide such as LiMn 2 O 4 , manganese dioxide, lithium-containing nickel oxide such as LiNiO 2, and lithium-containing cobalt oxide such as LiCoO 2 , for example). Oxide, lithium-containing nickel-cobalt oxide, lithium-containing amorphous vanadium pentoxide and the like, and chalcogen compounds (for example, titanium disulfide and molybdenum disulfide). Among them, it is preferable to use a lithium manganese composite oxide, a lithium-containing cobalt oxide, and a lithium-containing nickel oxide.

【0015】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。前記非水溶媒としては、
エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネー
ト(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチル
カーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DE
C)、エチルメチルカーボネート(EMC)、γ−ブチ
ロラクトン(γ−BL)、スルホラン、アセトニトリ
ル、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメトキシプ
ロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン(TH
F)、2−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることが
できる。前記非水溶媒は、単独で使用しても、2種以上
混合して使用しても良い。
The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent. As the non-aqueous solvent,
Ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DE
C), ethyl methyl carbonate (EMC), γ-butyrolactone (γ-BL), sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran (TH
F) and 2-methyltetrahydrofuran. The non-aqueous solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

【0016】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム(LiClO4 )、六フッ化リン酸リチウム(L
iPF6 )、ホウ四フッ化リチウム(LiBF4 )、六
フッ化砒素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )、ビスト
リフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN
(CF3 SO32 ]等のリチウム塩を挙げることがで
きる。
Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium hexafluorophosphate (L
iPF 6 ), lithium borotetrafluoride (LiBF 4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN
(CF 3 SO 3 ) 2 ].

【0017】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.2mol/l〜2mol/lとすることが望ま
しい。非水電解液を保持する性質を有するポリマーとし
ては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプ
ロピレンオキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマ
ー、ビニリデンフロライド(VdF)とヘキサフルオロ
プロピレン(HFP)との共重合体等を用いることがで
きる。前記HFPの共重合割合は、前記共重合体の合成
方法にも依存するが、通常、最大で20重量%前後であ
る。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.2 mol / l to 2 mol / l. Examples of the polymer having the property of retaining a non-aqueous electrolyte include a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a polymer containing the derivative, a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP), and the like. Can be used. The copolymerization ratio of the HFP depends on the method of synthesizing the copolymer, but is usually at most about 20% by weight.

【0018】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含んでいてもよい。前記導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック(例えばアセ
チレンブラックなど)、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。
The positive electrode may include a conductive material from the viewpoint of improving conductivity. Examples of the conductive material include artificial graphite, carbon black (eg, acetylene black), nickel powder, and the like.

【0019】前記多孔質集電体及び前記端子部は、例え
ば、アルミニウム製エキスパンドメタル、アルミニウム
製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタル等から形成
することができる。
The porous current collector and the terminal portion can be formed of, for example, an aluminum expanded metal, an aluminum mesh, an aluminum punched metal, or the like.

【0020】外部正極端子としての正極リードは、例え
ばアルミニウム箔から形成することができる。 (負極)この負極は、負極活物質、非水電解液及びこの
電解液を保持するポリマーを含む負極層が多孔質集電体
に担持されたものから形成される。
The positive electrode lead as the external positive electrode terminal can be formed, for example, from an aluminum foil. (Negative Electrode) The negative electrode is formed of a negative electrode active material, a non-aqueous electrolyte, and a negative electrode layer containing a polymer holding the electrolyte supported on a porous current collector.

【0021】前記負極活物質としては、リチウムイオン
を吸蔵放出する炭素質材料を挙げることができる。かか
る炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物(例
えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロ
ース等)を焼成することにより得られるもの、コークス
や、メソフェーズピッチを焼成することにより得られる
もの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代表さ
れる炭素質材料を挙げることができる。中でも、500
℃〜3000℃の温度で、常圧または減圧下にて前記メ
ソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質材料を用い
るのが好ましい。
Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials that occlude and release lithium ions. Such carbonaceous materials include, for example, those obtained by firing organic polymer compounds (eg, phenolic resin, polyacrylonitrile, cellulose, etc.), those obtained by firing coke and mesophase pitch, and those made by artificial graphite. And carbonaceous materials represented by natural graphite and the like. Among them, 500
It is preferable to use a carbonaceous material obtained by calcining the mesophase pitch at a temperature of from ℃ to 3,000 ℃ under normal pressure or reduced pressure.

【0022】前記非水電解液及びこの非水電解液を保持
する性質を有するポリマーとしては、前述した正極で説
明したものと同様なものが用いられる。なお、前記負極
は、人造グラファイト、天然グラファイト、カーボンブ
ラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ニ
ッケル粉末、ポリフェニレン誘導体等の導電性材料、オ
レフィン系ポリマーや炭素繊維等のフィラーを含むこと
を許容する。
As the non-aqueous electrolytic solution and the polymer having the property of retaining the non-aqueous electrolytic solution, those similar to those described for the positive electrode described above are used. The negative electrode is allowed to contain conductive materials such as artificial graphite, natural graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, nickel powder, and polyphenylene derivatives, and fillers such as olefin polymers and carbon fibers.

【0023】前記多孔質集電体及び前記端子部は、例え
ば、銅製エキスパンドメタル、銅製メッシュ、銅製パン
チドメタル等から形成することができる。外部負極端子
としての負極リードは、例えば銅箔から形成することが
できる。
The porous current collector and the terminal portion can be formed of, for example, a copper expanded metal, a copper mesh, a copper punched metal, or the like. The negative electrode lead as an external negative electrode terminal can be formed from, for example, a copper foil.

【0024】(ゲル状電解質層)この電解質層は、非水
電解液及びこの電解液を保持するポリマーを含む。前記
非水電解液及びこの非水電解液を保持する性質を有する
ポリマーとしては、前述した正極で説明したものと同様
なものが用いられる。
(Gel Electrolyte Layer) This electrolyte layer contains a non-aqueous electrolyte and a polymer holding the electrolyte. As the non-aqueous electrolyte and the polymer having the property of retaining the non-aqueous electrolyte, those similar to those described for the positive electrode described above are used.

【0025】前記電解質層は、強度を更に向上させる観
点から、酸化硅素粉末のような無機フィラーを添加して
も良い。 (筒状外装材)この筒状外装材は、金属薄膜と、前記金
属薄膜の両面に配置された熱融着樹脂フィルムとを有す
る多層フィルムの両端部を一方側の端部の金属薄膜と他
方側の端部の熱融着樹脂フィルムとが重なるように合わ
せ、一方側端部の金属薄膜と他方側端部の熱融着樹脂フ
ィルムとを熱融着によって接着することにより形成され
る。前記筒状外装材の開口部は熱融着により封止され
る。このため、前記筒状外装材の内面に熱融着樹脂を配
する必要がある。この内面は、前記熱融着樹脂フィルム
によって形成されていても良いが、別の熱融着樹脂フィ
ルムで形成することもできる。
From the viewpoint of further improving the strength, the electrolyte layer may contain an inorganic filler such as silicon oxide powder. (Cylindrical exterior material) This cylindrical exterior material is formed by joining both ends of a multilayer film having a metal thin film and heat-sealing resin films disposed on both surfaces of the metal thin film with the metal thin film at one end and the other end. It is formed by aligning the heat-sealing resin film at the side end so as to overlap, and bonding the metal thin film at one end and the heat-sealing resin film at the other end by heat-sealing. The opening of the cylindrical exterior material is sealed by heat fusion. For this reason, it is necessary to arrange a heat-sealing resin on the inner surface of the cylindrical exterior material. The inner surface may be formed of the heat-sealing resin film, but may be formed of another heat-sealing resin film.

【0026】前記金属薄膜は防湿性及び耐通気性を有す
る金属から形成される。このような金属としては、例え
ば、アルミニウム(Al)を挙げることができる。前記
熱融着樹脂フィルムは、例えば、アイオノマー、ポリエ
チレンから形成することができる。
The metal thin film is formed of a metal having moisture resistance and air permeability. An example of such a metal is aluminum (Al). The heat sealing resin film can be formed from, for example, an ionomer or polyethylene.

【0027】前記筒状外装材の外面は、耐衝撃性を有す
る樹脂が配されていることが好ましい。このような樹脂
としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリエステル、ナイロンを挙げることができる。
It is preferable that the outer surface of the cylindrical exterior member is provided with a resin having impact resistance. As such a resin, for example, polyethylene terephthalate (PE
T), polyester and nylon.

【0028】前記多層フィルムとしては、具体的には、
シール面側から外面に向けて積層したポリエチレン(P
E)/Al/PE/ポリエステルの多層フィルムを挙げ
ることができる。
As the multilayer film, specifically,
Polyethylene (P) laminated from the sealing surface side to the outer surface
E) / Al / PE / polyester multilayer film.

【0029】以上詳述したように本発明に係るシート形
電池は、発電要素が筒状外装材内に収納されており、前
記筒状外装材の開口部が熱融着により封止された構造を
有する。このような電池は、外装フィルムで発電要素を
被覆し、前記外装フィルムの開口部を熱融着により封止
する従来のシート形電池に比べて熱融着により封止する
開口部を少なくすることができるため、最外郭寸法(電
池サイズ)を小さくすることができる。その結果、前記
電池は、高い気密性を維持しつつ、単位体積当たりのエ
ネルギー効率を向上することができる。
As described in detail above, the sheet-type battery according to the present invention has a structure in which the power generating element is housed in the cylindrical exterior material, and the opening of the cylindrical exterior material is sealed by heat sealing. Having. In such a battery, a power generation element is covered with an exterior film, and the number of openings to be sealed by heat sealing is reduced as compared with a conventional sheet-type battery in which the opening of the exterior film is sealed by heat fusion. Therefore, the outermost dimension (battery size) can be reduced. As a result, the battery can improve energy efficiency per unit volume while maintaining high airtightness.

【0030】前記筒状外装材を、金属薄膜と、前記金属
薄膜の両面に配置された熱融着樹脂フィルムとを有する
多層フィルムの両端部を一方側の端部の金属薄膜と他方
側の端部の熱融着樹脂フィルムとが重なるように合わ
せ、前記金属薄膜と前記熱融着樹脂フィルムとを熱融着
によって接着することにより形成することによって、前
記外装材による発電要素の密封性をより向上することが
できる。また、前記多層フィルムの両端部を張り合わせ
る際に接着剤を使用しないため、接着剤の使用に伴う不
具合(例えば、シート形ポリマー二次電池において、前
記接着剤が非水電解液に溶解し、気密性が損なわれる
等)を回避することができる。
Both ends of the multilayer film having the tubular exterior material and a metal thin film and a heat-sealing resin film disposed on both surfaces of the metal thin film are formed on one end and the other end on the other end. The heat-sealing resin film of the part is overlapped and formed by bonding the metal thin film and the heat-sealing resin film by heat-sealing, so that the sealing property of the power generation element by the exterior material is improved. Can be improved. In addition, since the adhesive is not used when bonding both ends of the multilayer film, a defect accompanying the use of the adhesive (for example, in a sheet-type polymer secondary battery, the adhesive dissolves in the non-aqueous electrolyte, Airtightness is impaired).

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明に係わる実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。 (実施例) <正極の作製>まず、活物質として組成式がLiMn2
4 で表されるリチウムマンガン複合酸化物と、カーボ
ンブラックと、ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロ
プロピレン(VdF−HFP)の共重合体粉末と、可塑
剤としてフタル酸ジブチル(DBP)をアセトン中で混
合し、ペーストを調製した。得られたペーストをポリエ
チレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)上に
塗布し、シート化し、非水電解液未含浸の正極シートを
作製した。アルミニウム製エキスパンドメタルからな
り、正極端子部を有する集電体の両面に、得られた正極
シートを熱ロールで加熱圧着することにより非水電解液
未含浸の正極を作製した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Example) <Preparation of Positive Electrode> First, a composition formula of LiMn 2 was used as an active material.
A lithium manganese composite oxide represented by O 4 , carbon black, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene (VdF-HFP) copolymer powder, and dibutyl phthalate (DBP) as a plasticizer are mixed in acetone. Then, a paste was prepared. The obtained paste was applied on a polyethylene terephthalate film (PET film) to form a sheet, and a positive electrode sheet not impregnated with a non-aqueous electrolyte was prepared. A positive electrode not impregnated with a non-aqueous electrolyte was produced by heat-pressing the obtained positive electrode sheet on both surfaces of a current collector made of aluminum expanded metal and having a positive electrode terminal portion using a hot roll.

【0032】<負極の作製>活物質としてメソフェーズ
ピッチ炭素繊維と、VdF−HFPの共重合体粉末と、
DBPとをアセトン中で混合し、ペーストを調製した。
得られたペーストをPETフィルム上に塗布し、シート
化し、電解液未含浸の負極シートを作製した。銅製エキ
スパンドメタルからなり、負極端子部を有する集電体の
両面に、得られた負極シートを熱ロールで加熱圧着する
ことにより電解液未含浸の負極を作製した。
<Preparation of Negative Electrode> Mesophase pitch carbon fiber as an active material, VdF-HFP copolymer powder,
DBP was mixed with acetone to prepare a paste.
The obtained paste was applied on a PET film and formed into a sheet, thereby producing a negative electrode sheet not impregnated with an electrolyte solution. A negative electrode not impregnated with an electrolyte was prepared by heat-pressing the obtained negative electrode sheet on both surfaces of a current collector made of copper expanded metal and having a negative electrode terminal portion with a hot roll.

【0033】<固体ポリマー電解層の作製>酸化硅素粉
末と、VdF−HFPの共重合体粉末と、DBPとをア
セトン中で混合し、ペースト状にした。得られたペース
トをPETフィルム上に塗布し、シート化し、電解液未
含浸の電解質層を作製した。
<Preparation of Solid Polymer Electrolyte Layer> Silicon oxide powder, VdF-HFP copolymer powder, and DBP were mixed in acetone to form a paste. The obtained paste was applied on a PET film, formed into a sheet, and an electrolyte layer not impregnated with the electrolyte was prepared.

【0034】<非水電解液の調製>エチレンカーボネー
ト(EC)とジメチルカーボネート(DMC)が混合さ
れた非水溶媒に電解質としてのLiPF6 を溶解させて
非水電解液を調製した。
<Preparation of Nonaqueous Electrolyte> LiPF 6 as an electrolyte was dissolved in a nonaqueous solvent in which ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed to prepare a nonaqueous electrolyte.

【0035】<素電池の作製>前記正極を2枚と前記負
極を1枚と前記電解質層を2枚用意し、前記正極と前記
負極をその間に前記電解質層を介在させながら交互に積
層し、これらを加熱した剛性ロールにて加熱圧着し、積
層物を作製した。このような積層物をメタノール中に浸
漬し、前記積層物中のDBPをメタノールによって抽出
し、除去し、乾燥させた。次いで、前記2枚の正極端子
部に外部正極端子としての正極リード(帯状アルミニウ
ム箔からなる)を接続すると共に、前記負極端子部に外
部負極端子としての負極リード(帯状銅箔からなる)を
接続し、シート状の発電要素を得た。
<Preparation of Unit Cell> Two positive electrodes, one negative electrode, and two electrolyte layers were prepared, and the positive electrode and the negative electrode were alternately laminated with the electrolyte layer interposed therebetween. These were heat-pressed with a heated rigid roll to produce a laminate. Such a laminate was immersed in methanol, and the DBP in the laminate was extracted with methanol, removed, and dried. Next, a positive electrode lead (made of strip-shaped aluminum foil) as an external positive electrode terminal is connected to the two positive electrode terminals, and a negative electrode lead (made of strip-shaped copper foil) as an external negative electrode terminal is connected to the negative electrode terminal. Thus, a sheet-like power generating element was obtained.

【0036】<筒状外装材の作製>第1ポリエチレンフ
ィルム、Al箔、第2ポリエチレンフィルム及びポリエ
ステルフィルムがこの順番に積層された厚さが120μ
mの多層フィルムを用意した。前記多層フィルムの一方
側の端部を前述した図3に示すように前記第1ポリエチ
レンフィルムの上面及び前記Al箔の上面が露出するよ
うに階段状に切り欠いた。また、他方側の端部を前述し
た図3に示すように前記第2ポリエチレンフィルムの下
面及び前記Al箔の下面が露出するように階段状に切り
欠いた。この多層フィルムの両端部を内面に第1ポリエ
チレンフィルムを位置するように重ね合わせ、筒状にし
た。この時、一方側の端部の第1ポリエチレンフィルム
の上面に他方側端部のAl箔を積層し、かつ一方側端部
のAl箔の上面に他方側端部の第2ポリエチレンフィル
ムを積層した。また、第2ポリエチレンフィルム及びポ
リエステルフィルムについては、それぞれ、端部同士を
当接させた。次いで、この重ね合わせた端部に加熱加圧
を施すことにより、双方の端部のポリエチレンフィルム
同士、一方側端部の金属薄膜と他方側端部の第2ポリエ
チレンフィルム、他方側端部の金属薄膜と一方側端部の
第1ポリエチレンフィルム、それぞれを熱融着により接
着し、ガスバリア性を有する筒状外装材を得た。
<Preparation of cylindrical exterior material> The first polyethylene film, Al foil, second polyethylene film and polyester film were laminated in this order to a thickness of 120 μm.
m was prepared. One end of the multilayer film was cut out stepwise so that the upper surface of the first polyethylene film and the upper surface of the Al foil were exposed as shown in FIG. Further, the other end was cut out stepwise so that the lower surface of the second polyethylene film and the lower surface of the Al foil were exposed as shown in FIG. Both ends of this multilayer film were overlapped so that the first polyethylene film was located on the inner surface, and formed into a cylindrical shape. At this time, the Al foil at the other end was laminated on the upper surface of the first polyethylene film at one end, and the second polyethylene film at the other end was laminated on the upper surface of the Al foil at one end. . In addition, the ends of the second polyethylene film and the polyester film were abutted. Then, by applying heat and pressure to the overlapped ends, the polyethylene films at both ends, the metal thin film at one end and the second polyethylene film at the other end, and the metal at the other end The thin film and the first polyethylene film at one end were bonded by heat fusion to obtain a cylindrical exterior material having gas barrier properties.

【0037】<電池の組立>得られた筒状外装材内に前
記発電要素を正負極リードが前記外装材から延出するよ
うに収納した。正負極リードが延出された開口部を内面
の第1ポリエチレンフィルムを熱融着させることにより
封止した。残りの開口部から前記組成の非水電解液を注
液することにより前記発電要素に前記非水電解液を含浸
させた。次いで、この開口部を内面の第1ポリエチレン
フィルムを熱融着させることにより封止し、前述した図
1及び図2に示す構造を有し、厚さが1.3mmで、リ
ード部分を除く外径寸法が40×60mmのシート形ポ
リマー二次電池を製造した。 (比較例)前述した実施例と同様にして発電要素を作製
した。実施例と同様な種類の多層フィルムを内側に第1
ポリエチレンフィルムが位置するように二つ折りにし
た。このフィルムで前記発電要素を前記正負極リードが
前記フィルムから延出するように被覆した。ひきつづ
き、前記フィルムの3つの開口部のうちの2つを、内面
の第1ポリエチレンフィルムを熱融着させることによっ
て封止し、残りの開口部から実施例と同様な非水電解液
を注液し、前記発電要素に前記電解液を含浸させた。次
いで、この開口部を内面の第1ポリエチレンフィルムを
熱融着させることにより封止し、厚さが1.3mmで、
リード部分を除く外径寸法が50×60mmのシート形
ポリマー二次電池を製造した。
<Assembly of Battery> The power generating element was housed in the obtained cylindrical exterior material so that the positive and negative electrode leads extended from the exterior material. The opening from which the positive and negative electrode leads extended was sealed by heat-sealing the first polyethylene film on the inner surface. The power generating element was impregnated with the non-aqueous electrolyte by injecting the non-aqueous electrolyte having the above composition from the remaining openings. Next, the opening is sealed by heat-sealing the first polyethylene film on the inner surface, and has the structure shown in FIGS. 1 and 2 described above, has a thickness of 1.3 mm, and has an outer surface excluding the lead portion. A sheet-type polymer secondary battery having a diameter of 40 × 60 mm was manufactured. (Comparative Example) A power generating element was manufactured in the same manner as in the above-described embodiment. First, a multilayer film of the same type as
It was folded in two so that the polyethylene film was located. The power generating element was covered with the film so that the positive and negative electrode leads extended from the film. Subsequently, two of the three openings of the film were sealed by heat-sealing the first polyethylene film on the inner surface, and the same nonaqueous electrolyte as in the example was injected from the remaining openings. Then, the power generation element was impregnated with the electrolytic solution. Next, the opening was sealed by heat-sealing the first polyethylene film on the inner surface, and the thickness was 1.3 mm.
A sheet-type polymer secondary battery having an outer diameter of 50 × 60 mm excluding the lead portion was manufactured.

【0038】得られた実施例及び比較例の二次電池の占
有体積を算出し、得られた体積値を基に、それぞれの二
次電池を収納することができる最小形状のパックケース
を作製した。実施例の二次電池が収納されるパックケー
スの内容積は3.12cm3であった。これに対し、比
較例の二次電池が収納されるパックケースの内容積は
3.90cm3 と25%大きかった。このことから、実
施例のシート形ポリマー二次電池は、比較例のシート形
ポリマー二次電池に比較して専有体積を低減することが
でき、体積エネルギー密度を向上することができること
がわかる。
The occupied volumes of the obtained secondary batteries of the example and the comparative example were calculated, and based on the obtained volume values, a pack case having a minimum shape capable of accommodating the respective secondary batteries was produced. . The internal volume of the pack case in which the secondary battery of the example was stored was 3.12 cm 3 . On the other hand, the internal volume of the pack case accommodating the secondary battery of the comparative example was 3.90 cm 3, which was 25% larger. This shows that the sheet-type polymer secondary battery of the example can reduce the occupied volume and can improve the volume energy density as compared with the sheet-type polymer secondary battery of the comparative example.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
い気密性を維持しつつ、単位体積当たりのエネルギー効
率を向上することができ、信頼性が高いシート形電池を
提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to improve the energy efficiency per unit volume while maintaining high airtightness, and to provide a highly reliable sheet type battery. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るシート形電池を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a sheet-type battery according to the present invention.

【図2】図1の電池を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the battery of FIG. 1;

【図3】図1の電池に使用される筒状外装材を示す部分
断面図。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a cylindrical exterior material used for the battery of FIG. 1;

【図4】図1の電池を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing the battery of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…筒状外装材、 2…正極外部端子、 3…負極外部端子。 1 ... cylindrical exterior material, 2 ... positive electrode external terminal, 3 ... negative electrode external terminal.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発電要素が筒状外装材内に収納されてお
り、前記筒状外装材の開口部が熱融着により封止された
構造を有することを特徴とするシート形電池。
1. A sheet-type battery having a structure in which a power generating element is housed in a cylindrical exterior material, and an opening of the cylindrical exterior material is sealed by heat sealing.
【請求項2】 前記筒状外装材は、金属薄膜と、前記金
属薄膜の両面に配置された熱融着樹脂フィルムとを有す
る多層フィルムの両端部を一方側の端部の金属薄膜と他
方側の端部の熱融着樹脂フィルムとが重なるように合わ
せ、前記金属薄膜と前記熱融着樹脂フィルムとを熱融着
によって接着することにより得られることを特徴とする
請求項1記載のシート形電池。
2. The method according to claim 1, wherein the cylindrical exterior material includes a metal thin film and a heat-sealing resin film disposed on both sides of the metal thin film. 2. The sheet-shaped sheet according to claim 1, wherein the metal thin film and the heat-fusible resin film are adhered by heat-sealing, so that the heat-fusible resin film at the end of the sheet is overlapped. battery.
JP10001719A 1998-01-07 1998-01-07 Sheet battery Pending JPH11204088A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10001719A JPH11204088A (en) 1998-01-07 1998-01-07 Sheet battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10001719A JPH11204088A (en) 1998-01-07 1998-01-07 Sheet battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11204088A true JPH11204088A (en) 1999-07-30

Family

ID=11509384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10001719A Pending JPH11204088A (en) 1998-01-07 1998-01-07 Sheet battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11204088A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6797429B1 (en) 1998-11-06 2004-09-28 Japan Storage Battery Co, Ltd. Non-aqueous electrolytic secondary cell
KR100553735B1 (en) * 1999-08-09 2006-02-20 삼성에스디아이 주식회사 Secondary Battery and Manufacturing Method Thereof
US8906523B2 (en) 2008-08-11 2014-12-09 Infinite Power Solutions, Inc. Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof
US9334557B2 (en) 2007-12-21 2016-05-10 Sapurast Research Llc Method for sputter targets for electrolyte films
US9532453B2 (en) 2009-09-01 2016-12-27 Sapurast Research Llc Printed circuit board with integrated thin film battery
US9634296B2 (en) 2002-08-09 2017-04-25 Sapurast Research Llc Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
US9786873B2 (en) 2008-01-11 2017-10-10 Sapurast Research Llc Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices
US9793523B2 (en) 2002-08-09 2017-10-17 Sapurast Research Llc Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US10680277B2 (en) 2010-06-07 2020-06-09 Sapurast Research Llc Rechargeable, high-density electrochemical device
CN119674261A (en) * 2025-02-18 2025-03-21 赣州雄博新能源科技有限公司 A sealing device for lithium battery production

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6797429B1 (en) 1998-11-06 2004-09-28 Japan Storage Battery Co, Ltd. Non-aqueous electrolytic secondary cell
US7267904B2 (en) 1998-11-06 2007-09-11 Gs Yuasa Corporation Nonaqueous secondary electrolytic battery
US7348099B2 (en) 1998-11-06 2008-03-25 Gs Yuasa Corporation Nonaqueous secondary electrolytic battery
KR100553735B1 (en) * 1999-08-09 2006-02-20 삼성에스디아이 주식회사 Secondary Battery and Manufacturing Method Thereof
US9634296B2 (en) 2002-08-09 2017-04-25 Sapurast Research Llc Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
US9793523B2 (en) 2002-08-09 2017-10-17 Sapurast Research Llc Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US9334557B2 (en) 2007-12-21 2016-05-10 Sapurast Research Llc Method for sputter targets for electrolyte films
US9786873B2 (en) 2008-01-11 2017-10-10 Sapurast Research Llc Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices
US8906523B2 (en) 2008-08-11 2014-12-09 Infinite Power Solutions, Inc. Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof
US9532453B2 (en) 2009-09-01 2016-12-27 Sapurast Research Llc Printed circuit board with integrated thin film battery
US10680277B2 (en) 2010-06-07 2020-06-09 Sapurast Research Llc Rechargeable, high-density electrochemical device
CN119674261A (en) * 2025-02-18 2025-03-21 赣州雄博新能源科技有限公司 A sealing device for lithium battery production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3964521B2 (en) Assembled battery
JP3554155B2 (en) Lithium secondary battery and method of manufacturing the same
JP2000100399A (en) Manufacture of polymer lithium secondary battery
JP3464750B2 (en) Lithium secondary battery
JP2002245988A (en) Thin battery
JP3494558B2 (en) Battery
JP3583592B2 (en) Thin rechargeable battery
JP2004039651A (en) Battery
JPH11204088A (en) Sheet battery
JP3597027B2 (en) Thin battery
JP3579227B2 (en) Thin rechargeable battery
JP3457856B2 (en) Polymer electrolyte secondary battery
JP3283213B2 (en) Lithium secondary battery
JP2000294286A (en) Polymer lithium secondary battery
JP3583589B2 (en) Sheet type battery
JPH11162436A (en) Thin secondary battery
JPH11121043A (en) Manufacture of polymer secondary battery
JPH11162421A (en) Sheet type battery
JP2004319099A (en) Electrochemical cell
JP3583909B2 (en) Sheet type battery
JPH1131496A (en) Battery
JP3588412B2 (en) Thin rechargeable battery
JPH11204090A (en) Sheet battery
JPH11102682A (en) Thin secondary battery
JPH1196991A (en) Polymer electrolyte secondary battery