JP3166254B2

JP3166254B2 - フィルム電池

Info

Publication number: JP3166254B2
Application number: JP34012291A
Authority: JP
Inventors: 博香川; 史朗加藤; 一成武田
Original assignee: Yuasa Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH05151976A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平板形電池、特に薄いフ
ィルム電池の電池容量向上のために電池内部で各極板を
積層した電池構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カード状の機器に取付ける電池は厚さが
薄く、且つエネルギー密度も高く、簡便で信頼性の高い
ことが要求されている。このような薄型電池では複数枚
積層してもエネルギー密度を高めることができなかっ
た。また厚さが大きくなるなどの問題があった。また薄
すぎても電池が使用される用途品例えば機器、玩具など
への装着固定が難しい場合がある。一方薄すぎるため各
電極間の電気的接触が悪くなると共に、水分の影響のた
め電池が膨れることがあった。さらに電池を生産した
後、電池の気密性を確認するのが難しいことがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のフィル
ム電池では単一の正極端子板と負極端子板から構成され
ているため、容量を高める場合には複数枚並列接続する
必要がある。またそれらの電気的接続についても電池の
各端子板にあらかじめリード板を接続してから、それら
を再び電池外部で接続する必要があり、また接続につい
てもスポット溶接などの場合、端子板を貫通して穴があ
くなど気密性の点でも問題があった。また薄すぎるため
各電極間の電気的接触が悪くなると共に、気密性を確認
する上でも問題があった。

【０００４】すなわち電池の厚さ、内部抵抗、エネルギ
ー効率、電池間の接続、気密性、機器への装着性、製造
性、品質保証などの点で問題であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は特許請求の範囲に記載されている如く、積
層体Ａと枠体７とを有するフィルム電池であって、前記
積層体Ａは、正極端子板１と負極端子板２の間に正極板
３と負極板４とが積層されているものであり、前記枠体
７は、内部に前記積層体Ａを収納し、低圧ガスが封入さ
れていることを特徴とするものである。そして、前記枠
体７は、上蓋１１と下蓋１０とを有し、該上蓋１１と下
蓋１０とが前記積層体Ａを押圧していることが好まし
い。また、前記低圧ガスの圧力が０．１Ｔｏｒｒ〜６５
Ｔｏｒｒであることが望ましい。さらに、前記低圧ガス
は、不活性ガスまたはドライ空気または、それらの混合
ガスであることが好ましい。また、前記正極端子板１と
前記負極端子板２と前記正極板３と前記負極板４とは、
耳部１ａ，２ａ，３ａ，４ａを有し、同極性の耳部同士
１ａと３ａ，２ａと４ａが積層され、前記枠体７の端子
８，９で一体にかしめられていてもよい。さらに、電池
を複数個積層して使用する場合、電池側面の高さＨが中
央部の高さｈより大であることが好ましい。

【０００６】

【作用】電池内に低圧ガスを封入することで各極板間
の電気的接触を良好にできる。また、該ガスの圧力を
０．１Ｔｏｒｒ〜６５Ｔｏｒｒとすることで、電池内部
の水分量を規制し、空気中の水分と負極活物質との反応
を抑制し、正極活物質の溶媒の揮散を防ぐことができ
る。また、該ガスをアルゴンガス、ヘリウムガスまたは
ドライ空気またはこれらの混合ガスとすることにより、
上記反応をさらに抑制し、電池を密閉した時の気密性を
容易に判定できる。さらに、枠体７の上蓋１１と下蓋１
０とで積層体Ａを押圧すると電池の内部抵抗を下げるこ
とができる。また、端子板１，２と極板３，４の同極性
の耳部同士１ａと３ａ、２ａと４ａを積み重ね、枠体７
の端子８，９で一体にかしめることにより、積層体Ａと
端子８，９との接続を強固にできる。また、側面の高さ
Ｈを中央部の高さｈより大とすると電池を複数個積層し
た時に電池間の中央部に空隙ができ、電池内部の圧力が
上昇した場合、上蓋１１や下蓋１０が容易にふくれるこ
とができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、正極端子板と負極端子板との間に二対
の正極板と負極板を積層した積層体の模式図で、１は１
０μｍ厚のステンレス箔の上面に二酸化マンガンと鱗片
状グラファイトと結着剤および添加剤などからなる正極
活物質５を約５０μｍ厚で被覆した正極端子板、２は１
０μｍ厚のステンレス箔の下面に金属リチウムからなる
負極活物質６を約３０μｍ厚で被覆した負極端子板、３
は両面に前記正極活物質５が被覆された正極板、４は両
面に前記負極活物質６が被覆された負極板である。

【０００８】端子板１，２と各極板３，４にはそれぞれ
耳部１ａ，２ａ，３ａ，４ａが形成され、該耳部には活
物質５，６が被覆されていない。そして、図１のように
正極端子板１と負極端子板２との間に同極性の耳部が重
なるように正極板３と負極板４とが交互に積層され積層
体Ａが形成される。なお、前記正極活物質５の表面には
約２０μｍ厚の電解質が被覆されるが、図１では省略し
ている。

【０００９】図２は、前記積層体Ａを収納する枠体の上
蓋を除いた斜視図で、図３はその要部拡大上面図であ
る。７は上蓋１１を除いた枠体で、一側面に正極端子８
と負極端子９が設けられ、下蓋１０と一体に形成されて
いる。正極端子８と負極端子９は、図３のように共に枠
体７の内側にかしめ部８ａ，９ａを有し、枠体７の外側
では正極端子８が突出し、負極端子９が凹んでいる。

【００１０】図１の積層体Ａが、枠体７内へ収納される
と、正極の耳部１ａ，３ａがかしめ部８ａで、負極の耳
部２ａ，４ａがかしめ部９ａでそれぞれかしめられ、同
極性の端子板と極板とが接続される。その後、ヘリウム
ガスの雰囲気下で減圧し、上蓋１１を取り付け、枠体７
の内部を密閉してフィルム電池を作製した。この電池の
要部断面図を図４に示す。

【００１１】図４に示すように枠体７の上蓋１１と下蓋
１０とは、厚さが１ｍｍ以下で内部が減圧されて上下に
可動し、極板３，４を押しつけることが、電池の内部抵
抗を下げる上で望ましい。また、側面の高さＨが中央部
の高さｈより大であると、電池を複数個積層した時、電
池間に空隙ができ、内部の圧力が上昇しても上蓋１１と
下蓋１０が容易にふくれることができる。なお、前記ヘ
リウムガスはアルゴンガスまたはドライ空気またはこれ
らの混合ガスであってもよい。これらガスのリーク量か
ら電池の気密性を判定できる。

【００１２】次に、正極活物質中の溶媒が高真空により
揮散して正極活物質が変質したり、負極活物質が空気中
の水分と反応して変質すると、電池性能が悪くなるの
で、電池内部の減圧度合により、活物質が変質するか否
かとその時の電池内部抵抗、放置寿命を調査した。その
結果を表１に示す。なお、抵抗については厚さだけを同
じにした模擬電池により測定した。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１から分かるように電池内の減圧度が
０．１Ｔｏｒｒから６５Ｔｏｒｒの範囲では活物質の変
質がなく、電池性能に影響を及ぼさないことが分かっ
た。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は次に記載
する効果を奏する。（１）電池内部に低圧ガスを封入することで、電池寿
命を延ばすことができる。（２）複数個の電池を用いることなく、大容量の電池
を得ることができるので、取り扱いが容易となり、機器
への装着も簡単になる。（３）請求項２記載の構成によれば内部抵抗が減じ、
寿命を延ばすことができる。（４）低圧ガスの圧力が請求項３記載の範囲であれ
ば、電池寿命が飛躍的に延びる。（５）請求項３記載のガスを用いれば、電池の気密性
検査が容易となると共に電池寿命を延ばすことができ
る。（６）請求項５記載の構成によれば、端子部の接続が
強固にとなり、容易に損傷しないフィルム電池を提供で
きる。（７）請求項６記載の構成によれば、該電池をさらに
複数個積層した場合、上部電池の下蓋１０と下部電池の
上蓋１１との間に空隙を形成させることができるため電
池内圧が上昇しても上蓋１１や下蓋１０が可動板として
働き、電池を破壊することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層体の模式図である。

【図２】本発明に係る上蓋を除いた枠体の外観斜視図で
ある。

【図３】図２の要部上面図である。

【図４】本発明フィルム電池の一部切欠側断面図であ
る。

【符号の説明】

１正極端子板２負極端子板３正極板４負極板１ａ，２ａ，３ａ，４ａ耳部７枠体８正極端子９負極端子１０下蓋１１上蓋Ａ積層体Ｈ側面の高さｈ中央部の高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 6/06 H01M 6/12 H01M 6/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】積層体（Ａ）と、枠体（７）とを有する
フィルム電池であって、前記積層体（Ａ）は、正極端子板（１）と負極端子板
（２）の間に正極板（３）と負極板（４）とが積層され
ているものであり、前記枠体（７）は、内部に前記積層体（Ａ）を収納し、
アルゴンガス、ヘリウムガスまたはドライ空気またはそ
れらの混合ガスを大気圧より低いガス圧で封入されてい
ることを特徴とする、フィルム電池。
【請求項２】前記枠体（７）は、上蓋（１１）と下蓋
（１０）とを有し、該上蓋（１１）と下蓋（１０）が前
記積層体（Ａ）を押圧していることを特徴とする請求項
１記載のフィルム電池。
【請求項３】請求項１記載の大気圧より低いガス圧
は、０．１Ｔｏｒｒ〜６５Ｔｏｒｒであることを特徴と
するフィルム電池。
【請求項４】前記正極端子板（１）と前記負極端子板
（２）と前記正極板（３）と前記負極板（４）とは、耳
部（１ａ，２ａ，３ａ，４ａ）を有し、同極性の耳部同
士（１ａと３ａ，２ａと４ａ）が積層され、前記枠体
（７）の端子（８，９）で一体にかしめられていること
を特徴とする請求項１記載のフィルム電池。
【請求項５】側面の高さ（Ｈ）が中央部の高さ（ｈ）
より大であることを特徴とする請求項１記載のフィルム
電池。