JP4516180B2

JP4516180B2 - Battery lead and battery lead mounting structure

Info

Publication number: JP4516180B2
Application number: JP2000153398A
Authority: JP
Inventors: 基範上田; 雅昭三田
Original assignee: Aoi Electronics Co Ltd
Current assignee: Aoi Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2001332240A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極及び負極にそれぞれ電気的に接続されるタブと外部機器の接続部とを繋ぐための、電池用リード及び電池用リードの取り付け構造に関し、特に平板積層型リチウム二次電池に用いて好適な、電池用リード及び電池用リードの取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯端末等の携帯機器において小型化の要求が高まっているが、携帯機器において、寸法的にも重量的にも電池の占める割合は大きく、携帯機器の小型化は、即ち、電池の小型化とも言える。このような背景において、最近、高エネルギー密度を有して軽量性に優れる薄膜型の電池が注目を集めており、このような薄膜型の電池としては、例えば、リチウム電池がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電池は、一組の正極と負極とからなる単位電池要素が、ハウジング内に単数又は複数収容されることにより構成される。これらの正極及び負極には、それぞれ、電気を取り出すための金属製のタブがそなえられている。そして、正極のタブ及び負極のタブは、それぞれ、ハウジング内において金属製のリードの一端に接続されており、これらのリードの他端は、それぞれハウジング外部に露出されて、溶接やはんだ付けにより携帯機器等の接続部に接合される。
【０００４】
リチウム電池では、一般的に、正極のタブにはアルミニウム（Ａｌ）が用いられ、負極のタブには銅（Ｃｕ）が用いられる。そして、これらのタブにハウジング内で接続されるリードには、電食を起こさないように、タブと同一金属が使用される。つまり、正極のタブに接続されるリードにはアルミニウムが用いられ、負極のタブに接続されるリードには銅が用いられるのである。
【０００５】
しかしながら、正極側のリードに用いられるアルミニウムは溶接やはんだ付けが困難であるため、正極側のリードと携帯機器の接続部とを接合するのに手間が掛かってしまい、電池の生産性が比較的悪いものとなってしまうという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、リードとタブとの接合部における電食をより有効に抑制でき、且つ、リードと外部機器側の接続部との接合を容易にして電池の生産性を向上させることができるようにした、電池用リード及び電池用リードの取り付け構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の平板積層型リチウム二次電池用リードの取り付け構造（請求項１）は、電池の正極及び負極にそれぞれ電気的に接続され該正極及び該負極とともにハウジング内に収容される一対のタブと、該ハウジング外の外部機器に電気的に接続され該ハウジング外に置かれる一対の接続部とを、それぞれ一対のリードにより接続する電池用リードの取り付け構造において、該一対の、ハウジング内部に平板積層された電池とハウジング外部にある外部機器とを接続するために設けられたリードのうち少なくとも１つのリードが、該リードに接続される該タブと同じ材質の第１の層と、該第１の層とは異なる材質の第２の層とからなる多層構造のリードとして構成され、該多層構造のリードにおける第１の層が該タブに接合されるとともに、該多層構造のリードにおける第２の層が該外部機器側の対応する接続部に接合されていることを特徴としている。
【０００７】
該電池は、リチウムイオンを起電力物質として用いるリチウム電池で構成されるとともに、該正極に電気的に接続される該タブがアルミニウム材で構成され、さらに、該正極側のタブに接合される該多層構造のリードにおける該第１の層が、アルミニウム材で構成されていることが好ましい（請求項２）。
また、該正極側のタブに接合される該多層構造のリードにおける該第２の層が、接合加工容易な材質により構成されていることが好ましい（請求項３）。
【０００８】
さらに、該接合加工容易な材質が、ニッケル材により構成されていることが好ましい（請求項４）。本発明の平板積層型リチウム二次電池用リード（請求項５）は、電池の正極及び負極を収容するハウジング内において、一端を、該正極及び該負極の一方の極に電気的に接続されたタブに接合されるとともに、他端を、該ハウジング外に露出され、外部機器に電気的に接続される接続部に接合されるリードにおいて、該ハウジング内部に平板積層された電池とハウジング外部にある外部機器とを接続するために設けられたリードが、互いに異なる材質からなる多層構造により構成されていることを特徴としている。
【０００９】
該電池が、リチウムイオンを起電力物質として用いるリチウム電池で構成され、該タブが該正極に接続されるとともにアルミニウム材で構成され、さらに、該リードを構成する互いに異なる材質が、アルミニウムとニッケルであることが好ましい（請求項６）。
該互いに異なる材質において、該タブに接合される側の材質が、該タブと接合されても実質的に電食を引き起こさない材質により構成されるとともに、該外部機器の接続部に接合される側の材質が、接合加工容易な材質により構成されていることが好ましい（請求項７）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１〜図６は本発明の一実施形態としての電池用リード及び電池用リードの取り付け構造について示す図である。なお、本実施形態としては、本発明の電池用リード及び電池用リードの取り付け構造を、平板積層型リチウム二次電池に適用した例を説明する。
【００１１】
本発明にかかる平板積層型リチウム二次電池（以下、単に電池という）は、図４に示すような可撓性のハウジング２の内部に、電池要素１（図１参照）が収容されて構成されており、ハウジング２は、電池要素１を収容後、外縁部２１，２１を封止することによって形成される。また、ハウジング２の外部にはリード３Ａ，３Ｂが露出されている。リード３Ａ，３Ｂは、一端を、ハウジング２の内部で電池要素１に電気的に接続されるとともに、他端を、ハウジング２の外部で外部機器に電気的に接続された接続部に接合されるようになっている。
【００１２】
電池要素１は、電池の高容量化を図るべく、図１に示すように平板状の単位電池要素１０を複数（ここでは３個）積層して構成される。各単位電池要素１０は、正極１０Ａ，負極１０Ｂ及び正極１０Ａと負極１０Ｂとの間に介装される電解質層１０Ｃとをそなえて構成される。また、単位電池要素１０には、図１において、正極１０Ａを上側とし負極１０Ｂを下側とした順姿勢のものと、これとは逆に、正極１０Ａを下側とし負極１０Ｂを上側とした逆姿勢のものとがある。
【００１３】
そして、電池要素１は、これらを交互に積層することにより、積層方向に隣り合う単位電池要素１０，１０が、互いに同極（即ち、正極１０Ａと正極１０Ａ、又は負極１０Ｂと負極１０Ｂ）で接するように構成されている。
なお、後述するように、正極１０Ａにはアルミニウム製のタブ１３Ａが、負極１０Ｂには銅製のタブ１３Ｂがそれぞれ設けられている。後述するように、タブ１３Ａは、正極１０Ａを構成する集電体１２Ａを延設して形成され、タブ１３Ｂは、負極１０Ｂを構成する集電体１２Ｂを延設して形成されており、集電体１２Ａ，１２Ｂ、ひいてはタブ１３Ａ，１３Ｂの材質は、後述する正極活物質１１Ａ及び負極活物質１１Ｂとの相性からそれぞれ決定される。
【００１４】
そして、電池は、ここでは、複数積層された単位電池要素１０を並列に接続する構成になっており、このため、図１に示すように積層された各単位電池要素１０の正極側のタブ１３Ａをそれぞれ重合して結束し易いように、同様に、積層された各単位電池要素１０の負極側のタブ１３Ｂをそれぞれ重合して結束し易いように、ここでは、何れの単位電池要素１０においても、図２に示す上面視で、各正極用タブ１３Ａが図中で下側に、各負極用タブ１３Ｂが図中で上側になるように、各単位電池要素１０は形成されている。
【００１５】
このため、上述したように単位電池要素１０には順姿勢で積層されるものと逆姿勢で積層されるものとがあるが、順姿勢で積層されるものは、正極１０Ａを上に且つ負極１０Ｂを下にした姿勢で、上面視でタブ１３Ａ，１３Ｂを上にして見ると正極側タブ１３Ａが右側になるように形成され〔したがって、この単位電池要素１０をライトタイプ（以下、略してＲタイプという）又はＲタイプの単位電池要素１０と呼ぶ〕、一方、逆姿勢で積層されるものは、正極１０Ａを上に且つ負極１０Ｂを下にした姿勢で、上面視でタブ１３Ａ，１３Ｂを上にして見ると正極側タブが左側になるように形成される〔したがって、この単位電池要素１０をレフトタイプ（以下、略してＬタイプという）又はＬタイプの単位電池要素１０と呼ぶ〕。このようなＲタイプとＬタイプとでは、正極用タブ１３Ａと負極用タブ１３Ｂとの配置が、当然であるが、中心線Ｃ_Lに対し対称の構造となっており、これをミラー構造という。
【００１６】
つまり、このようなミラー構造にすることにより、上述したように、これらの単位電池要素１０を互いに上下（厚み方向に対して）反対にして積層したときに（即ち、Ｒタイプでは正極を上とし、Ｌタイプでは負極を上とするか、或いは、Ｒタイプでは負極を上とし、Ｌタイプでは正極を上としたときに）、正極用タブ１３Ａと負極用タブ１３Ｂとをそれぞれ片側に集中させて重合させやすい構造としているのである。
【００１７】
ここで、本発明の特徴であるリード３Ａ，３Ｂについて説明する。図１に示すように、電池要素１の各正極用タブ１３Ａは超音波溶着等により互いに重合されてリード結合端子を形成し、このリード結合端子がハウジング２内部で、スポット溶接等の抵抗溶接，超音波溶着又はレーザ溶接等により、リード３Ａと接合されている。同様に、図示しないが、電池要素１の各負極用タブ１３Ｂは、互いに重合されてリード結合端子を形成し、ハウジング２内部でリード３Ｂと電気的に接合されている。そして、リード３Ａ，３Ｂは、タブ１３Ａ，１３Ｂと接合されていない側の端部を、携帯電話等の外部機器９に電気的に接続された保護回路の接続部８に接合されている。
【００１８】
さて、正極側タブ１３Ａに注目してみると、正極側タブ１３Ａは上述したようにアルミニウム製である。一般的に、正極及び負極を収容するハウジング内においてタブに接続されるリードには、電食を起こさないように、タブと同一金属が用いられ、したがって、従来のリチウム電池では、正極側のタブにはアルミニウム材が使用されていたが、上述したように、アルミニウムは、溶接やはんだ付け等の接合加工が難しく、このアルミニウム製の正極側タブと接続部との接合に手間が掛かっていた。
【００１９】
そこで、本実施形態では、正極側タブ１３Ａと同材質のアルミニウムを地金としてこの地金に接合加工しやすいニッケル（Ｎｉ）を被覆したクラッド材を、正極側のリード３Ａに用いている。そして、ハウジング２の内部において、このリード３Ａの一端を、アルミニウム層（第１の層）３１側で、アルミニウム製の各タブ１３Ａが重合されて形成されるアルミニウム製のリード結合端子に接合し、ハウジング２の外部において、リード３Ａの他端を、ニッケル層（第２の層）３２側で、接続部８と接合している。なお、負極側のリード３Ｂは、負極側タブ１３Ｂと同じく銅製であるが、銅は接合加工しやすいので、正極側のリード３Ａとは異なり、従来と同様に単一金属材により構成されている。また、リード３Ａ，３Ｂには、焼鈍された金属を用いることが好ましい。
【００２０】
さて、以下、ハウジング２，正極１０Ａ，負極１０Ｂ及び電解質層１０Ｃについて説明する。
先ず、ハウジング２について説明すると、ハウジング２の構造は、機械的強度を有するとともに密封性を有するものであればいかなる構造であってもよいが、上述した図４に示す構成の他、例えば、図５に示すようなハウジング４を使用しても良い。ハウジング４では、シート状ハウジング部材の一部に絞り加工が施されて電池要素１を収容する収容部４１が形成され、この収容部４１に電池要素１が収容された後、ハウジング部材を折り返して重ね合わせて封止される。
【００２１】
図４及び図５に示すように、重ね合わされたハウジング２，４を封止する構成とするのが、製造の容易さや電池容量等の電池性能の点で好ましい。この場合、リード３Ａ，３Ｂを、容易に、ハウジング２，４の封止部から外部に露出させることができる。リードをハウジングの封止部から露出させることは、内部に収納される電池要素１との電気的接続が容易であり、その結果、電池の歩留まりや安全性を高める上で好ましい態様である。
【００２２】
また、ハウジング２，４は、電池の形状を様々に変更することが容易になるので、形状可変性を有するのが好ましい。また、電池要素１をハウジング２，４に収容してハウジング２，４の外縁部を封止する際、かかる封止前にハウジング２，４内部を真空状態とすることが好ましい。これにより、電池要素１に押付力を付与することができ、サイクル特性等の電池特性を向上させることができる。
【００２３】
また、ハウジング２，４の材料としては、アルミニウム，ニッケルメッキをした鉄，銅等の金属又は合成樹脂等を用いることができるが、軽量で防湿性が高く且つ加工が容易なので、金属と合成樹脂が積層された可撓性フィルム状の複合材〔例えば、ラミネート状の複合材（ラミネートフィルム）〕を用いるのが好ましい。ラミネート状の複合材を用いることにより、ハウジング２，４を構成する部材の薄膜化・軽量化が可能となり、電池全体としての容量を向上させることができる。
【００２４】
ラミネート状の複合材としては、図６（Ａ）に示すように、金属層５と合成樹脂層６が積層されたものを使用することができる。この金属層５は、水分の浸入の防止あるいは形状保持性を維持させるもので、アルミニウム，鉄，銅，ニッケル，チタン，モリブデン及び金等の単体金属や、ステンレス，ハステロイ等の合金、又は酸化アルミニウム等の金属酸化物でもよいが、特に、加工性の優れたアルミニウムが好ましい。金属層５は、金属箔，金属蒸着膜，金属スパッター等により形成することができる。
【００２５】
合成樹脂６は、金属層５と電池要素１等との接触の防止したり、あるいは金属層５の保護のために用いられるものであって、弾性率，引張り伸び率については特に制限されず、一般にエラストマーと称されるものも含む。そして、合成樹脂６は、熱可塑性プラスチック，熱可塑性エラストマー類，熱硬化性樹脂及びプラスチックアロイが使われる。これらの樹脂にはフィラー等の充填材が混合されているものも含んでいる。
【００２６】
また、ラミネート状複合材は、図６（Ｂ）に示すように金属層５の外側面に外側保護層として機能する合成樹脂層６Ａと、内側面に電解質による腐蝕や金属層５と電池要素１との接触を防止したり、金属層５を保護するための内側保護層として機能する合成樹脂層６Ｂとを積層した三層構造体とすることもできる。
この場合、外側保護層に使用する樹脂６Ａには、ポリエチレン，ポリプロピレン，変性ポリオレフィン，アイオノマー，非晶性ポリオレフィン，ポリエチレンテレフタレート，ポリアミド等の耐薬品性や機械的強度に優れた樹脂を使用するのが望ましい。一方、内側保護層に使用する樹脂６Ｂには、耐薬品性の合成樹脂が用いられ、例えばポリエチレン，ポリプロピレン，変性ポリオレフィン，アイオノマー，エチレン−酢酸ビニル共重合体等を用いることができる。
【００２７】
また、ラミネート状複合材は、図６（Ｃ）に示すように金属層５と、保護層形成用合成樹脂６Ａと、内側保護層用合成樹脂層６Ｂとの各相互間に、それぞれ接着剤７を介装してもよい。さらにまた、ハウジング部材の接続部（封止部）を接着するために、複合材の最内面に、溶着可能なポリエチレン，ポリプロピレン等の樹脂からなる接着層を設けることもできる。
【００２８】
また、ハウジング２，４の成形は、フィルム状体の周囲を融着して形成してもよく、シート状体を真空成形、圧空成形、プレス成形等によって絞り成形してもよい。また、合成樹脂を射出成形することによって成形することもできる。射出成形によるときは、金属層はスパッタソリング等によって形成されるのが通常である。
【００２９】
次に、正極１０Ａ及び負極１０Ｂについて図３を参照しながら説明すると、正極１０Ａは、正極集電体１２Ａを芯材としてこの正極集電体１２Ａの片面に正極活物質１１Ａをコーティングして構成され、同様に、負極１０Ｂは、負極集電体１２Ｂを芯材としてこの負極集電体１２Ｂの片面に負極活物質１１Ｂをコーティングして構成される。また、各正極集電体１２Ａからは、正極タブ１３Ａが延設され、同様に、各負極集電体１２Ｂからは、負極タブ１３Ｂが延設されている。なお、集電体１２Ａ，１２Ｂの両面に、活物質１１Ａ，１１Ｂをそれぞれコーティングするように構成してもよい。
【００３０】
集電体１２Ａ，１２Ｂとしては、一般的に金属からなる箔が用いられ、ここでは、活物質１１Ａ，１１Ｂとの相性から、正極集電体１２Ａ（タブ１３Ａも含む）としてアルミニウムが、負極集電体１２Ｂ（タブ１３Ｂも含む）として銅がそれぞれ用いられている。集電体１２Ａ，１２Ｂの厚みは、適宜選択されるものであるが、薄すぎると機械的強度が弱くなるため加工が困難なものになって生産性の低下を招き、一方、厚すぎると電池全体としてのエネルギ密度の低下を招く虞があるので、１〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００３１】
なお、集電体１２Ａ，１２Ｂと活物質１１Ａ，１１Ｂとの接着強度を高めるべく、活物質１１Ａ，１１Ｂをコーティングする前に、集電体１２Ａ，１２Ｂの表面を予め粗面化処理することが好ましく、このような表面の粗面化方法としては、例えば、機械的研磨法，電解研磨法，化学研磨法等がある。機械的研磨法としては、例えば、研磨剤粒子を固着した研磨布紙，砥石，エメリバフ，鋼線等を備えたワイヤーブラシで、集電体表面を研磨する方法が挙げられる。また、各集電体１２Ａ，１２Ｂは、板状部材や網状部材や或いはパンチングメタル等により構成される。
【００３２】
正極活物質１１Ａとしては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であれば無機化合物でも有機化合物でも使用できる。無機化合物として、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物等のカルコゲン化合物等が挙げられる。ここで遷移金属としてはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が用いられる。具体的には、ＭｎＯ，Ｖ₂Ｏ₅、Ｖ₆０₁₃。、ＴｉＯ₂等の遷移金属酸化物、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物、ＴｉＳ₂、ＦｅＳ，ＭｏＳ₂などの遷移金属硫化物等が挙げられる。これらの化合物はその特性を向上させるために部分的に元素置換したものであってもよい。有機化合物としては、例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合物等が挙げられる。正極活物質１１Ａとして、これらの無機化合物、有機化合物を混合して用いてもよい。好ましくは、コバルト、ニッケル及びマンガンからなる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属とリチウムとの複合酸化物である。
【００３３】
また、正極活物質１１Ａの粒径は、それぞれ電池の他の構成要素とのかねあいで適宜選択すればよいが、通常１〜１００μｍ、特に２〜６０μｍとするのが初期効率、サイクル特性等の電池特性が向上するので好ましい。
負極活物質１１Ｂとしては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものとして、通常、グラファイトやコークス等の炭素系物質が挙げられる。斯かる炭素系物質は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や被覆体の形態で利用することもできる。また、負極材としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫酸塩、金属リチウム、Ｌｉ−Ａ１，Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ，Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等も使用できる。好ましくは、容量の面からグラファイトまたはコークスである。
【００３４】
負極活物質１１Ｂの粒径が大きすぎると電子伝導性が悪化し、初期効率，レイト特性，サイクル特性等の電池特性の向上の観点から、負極活物質１１Ｂの平均粒径は、上限については、通常１２μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であり、下限については、通常は０．５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上である。
これらの正極活物質１１Ａ及び負極活物質１１Ｂは、それぞれ集電体１２Ａ，１２Ｂ上に結着するため、正極活物質１１Ａ及び負極活物質１１Ｂにはバインダを混合することが好ましい。バインダとしてはシリケート、ガラスのような無機化合物や、主として高分子からなる各種の樹脂が使用できる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチルエチレンなどのアルカン系ポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー；ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンなどの環を有するポリマー；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミドなどのアクリル系ポリマー；ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂；ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマー；ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマー；ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが使用できる。また上記のポリマーなどの混合物、変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体などであっても使用できる。
【００３５】
なお、バインダの量が少なすきると電極の強度が低下する虞があり、一方、バインダの量が多すぎると容量が低下したり、レイト特性が低下する虞があるため、活物質１００重量部に対するバインダの配合量は、０．１〜３０重量部とするのが好ましく、１〜１５重量部とするのが一層好ましい。
また、活物質１１Ａ，１１Ｂ中に、必要に応じて導電材料，補強材等の各種の機能を発現させる添加剤，粉体又は充填材等を含有させててもよい。導電材料としては、活物質１１Ａ，１１Ｂに適量混合して導電性を付与できるものであれぱ特に制限は無いが、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔などが挙げられる。添加剤としてはトリプルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉｏｘａｓｐｉｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄｉｏｎｅ、１２−クラウン−４−エーテルなどが電池の安定性、寿命を高めるために使用することができる。補強材としては各種の無機、有機の球状、繊維状フィラーなどが使用できる。
【００３６】
活物質１１Ａ，１１Ｂを集電体１２Ａ，１２Ｂ上に形成する手法としては、例えば、粉体状の活物質１１Ａ，１１Ｂをバインダとともに溶剤と混合し、これを、ボールミルやサンドミルや二軸混練機等を用いて分散塗料化したものを、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に塗布して乾燥する方法がある。この場合、用いられる溶剤の種類は、活物質１１Ａ，１１Ｂに対して不活性であり且つバインダを溶解しうるものであれば特に制限されず、例えばＮ−メチルピロリドン等の一般的に使用される無機溶剤又は有機溶剤のいずれも使用できる。
【００３７】
また、活物質１１Ａ，１１Ｂをバインダと混合し加熱することにより軟化させた状態で、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に圧着、あるいは吹き付けることにより、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に活物質１１Ａ，１１Ｂの層を形成することもできる。或いは、バインダを混合させずに、活物質１１Ａ，１１Ｂを単独で集電体１２Ａ，１２Ｂ上に焼成することによって、集電体１２Ａ，１２Ｂ上に活物質１１Ａ，１１Ｂの層を形成することもできる。
【００３８】
また、活物質１１Ａ，１１Ｂには、活物質１１Ａ，１１Ｂ内でのイオンの移動を容易にすべく、後述する電解質層１０Ｃの材料と同様のもの（電解物質）が混合されている。混合される電解物質が多いほど、活物質１１Ａ，１１Ｂ中においてイオンの移動が容易になるのでレイト特性上は好ましいが、その一方、電解物質が少ないほどエネルギ密度は高くなる。このため、活物質１１Ａ，１１Ｂに対する電解物質の混合比は、１０〜５０体積％とすることが好ましい。
【００３９】
また、各活物質１１Ａ，１１Ｂの膜厚は、容量的には厚い方が好まし一方、レイト特性上は薄い方が好ましい。このため、各活物質１１Ａ，１１Ｂの膜厚は、下限としては、通常２０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上、最も好ましくは８０μｍ以上であり、一方、上限としては、通常２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。
【００４０】
さて、次に電解質層１０Ｃについて説明すると、電解質層１０Ｃは、上述したように、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間に介装されており、例えば、多孔性シートに後述する電解質を含浸させて構成され、電解質層１０Ｃの厚みは、通常１〜２００μｍ、好ましくは５〜５０μｍである。
多孔性シートとしては、通常、空隙率が１０〜９５％のものが使用されるが、空隙率が３０〜８５％程度のものを使用するのが好ましい。また、多孔性シートの材質としては、ポリオレフィン又は水素原子の一部もしくは全部がフッ素置換されたポリオレフィン（具体的には、ポリオレフィン等の合成樹脂を用いて形成した微多孔性膜）や、不織布や織布等が使用される。また、多孔性シートの厚さについては、通常は１〜２００μｍ、好ましくは５μｍ〜５０μｍのものが使用される。
【００４１】
また、多孔性シートに含浸される電解質としては、流動性電解質（以下、電解液という）や、ゲル状電解質や完全固体型電解質等の非流動性電解質等の各種の電解質が使用される。電池の特性上は、電解液又はゲル状電解質を使用するが好ましく、また、安全上は、非流動性電解質を使用するのが好ましい。特に、非流動性電解質を使用した場合、従来の電解液を使用する電池に対してより有効に液漏れが防止できるので、上述したように、電解質層１０Ｃを含む電池要素１を収容するハウジング２の材質として、強度は低いものの、薄膜且つ形状可変の例えばラミネートフィルムのような材質を用いることが可能となる。また、非流動性電解質を用いることによって、電食をさらに有効に抑制できる。
【００４２】
このような電解液，ゲル状電解質及び完全固体型電解質について説明する。
先ず、電解質層１０Ｃに適用可能な電解液について説明すると、電解液は、通常、支持電解質を非水系溶媒に溶解させて生成される。支持電解質としては、電解質として正極活物質１１Ａ及び負極活物質１１Ｂに対して安定であり、且つ、リチウムイオンが正極活物質１１Ａ又は負極活物質１１Ｂと電気化学反応をするための移動をおこない得る非水物質であればいずれのものでも使用することができる。具体的にはＬｉＰＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣ₁Ｏ₄、ＬｉＩ，ＬｉＢｒ，ＬｉＣ１，ＬｉＡｌＣ１，ＬｉＨＦ₂，ＬｉＳＣＮ，ＬｉＳ０₃ＣＦ₂等のリチウム塩を使用することができる。これらのうちでは特にＬｉＰＦ₆、ＬｉＣ₁Ｏ₄を使用するのが好ましい。
【００４３】
これらの支持電解質に対し非水系溶媒を溶剤としている場合、濃度は、一般的に０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌの濃度の電解液が使用される。また、これら支持電解質を溶解する非水系溶媒は特に限定されないが、比較的高誘電率の溶媒を用いるのが好ましい。具体的には、エチレンカーボネート，プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート，エチルメチルカーボネート等の非環状カーボネート類、テトラヒドロフラン，２一メチルテトラヒドロフラン，ジメトキシエタン等のグライム類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等が使用される。これらの溶媒は、単体で使用することも可能であり、或いは２種以上混合して使用することも可能である。
【００４４】
特に、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類の内の何れか１種類を使用するか、又は、この内の何れか２種以上を混合して使用することが好ましい。また、これらの溶媒の分子中の水素原子の一部をハロゲンなどに置換したものも使用可能である。
【００４５】
また、これらの溶媒に、添加剤などを加えてもよい。添加剤としては、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉｏｘａｓｐｉｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄｉｏｎｅ，１２−クラウン−４−エーテルなどが、電池の安定性や性能や寿命を高める目的で使用できる。
【００４６】
次に、電解質層１０Ｃに適用可能なゲル状電解質について説明すると、ゲル状電解質は、通常、上記電解液を高分子によって保持させることにより生成される。即ち、ゲル状電解質とは、通常、電解液が高分子のネットワーク中に保持されて全体としての流動性が著しく低下したものである。このようなゲル状電解質では、イオン伝導性等の特性については、上記電解液に近い特性を有しながらも、流動性や揮発性等については著しく抑制されて安全性が高められている。ゲル状電解質中の高分子の比率は、低すぎると電解液を保持できず液漏れが発生する虞があり、一方、高すぎるとイオン伝導度が低下して電池特性が悪くなる傾向にあるので、１〜５０重量％の範囲にあることが好ましい。
【００４７】
ゲル状電解質に使用される高分子としては、電解液と共にゲルを構成しうる高分子であれば特に制限はなく、ポリエステル，ポリアミド，ポリカーボネート，ポリイミド等の重縮合によって生成されるものや、ポリウレタン，ポリウレア等のように重付加によって生成されるものや、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル誘導体系ポリマーや、ポリ酢酸ビニル，ポリ塩化ビニル，ポリフッ化ビニリデン等のポリビニル系等の付加重合で生成されるもの等がある。
【００４８】
好ましい高分子としては、ポリアクリロニトリル，ポリフッ化ビニリデンを挙げることができる。ここで、ポリフッ化ビニリデンとは、フッ化ビニリデンの単独重合体のみならず、ヘキサフルオロプロピレン等他のモノマー成分との共重合体をも包含する。また、アクリル酸，アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，エトキシエチルアクリレート，メトキシエチルアクリレート，エトキシエトキシエチルアクリレート，ポリエチレングリコールモノアクリレート，エトキシエチルメタクリレート，メトキシエチルメタクリレート，エトキシエトキシエチルメタクリレート，ポリエチレングリコールモノメタクリレート，Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート，グリシジルアクリレート，アリルアクリレート，アクリロニトリル，Ｎ−ビニルピロリドン，ジエチレングリコールジアクリレート，トリエチレングリコールジアクリレート，テトラエチレングリコールジアクリレート，ポリエチレングリコールジアクリレート，ジエチレングリコールジメタクリレート，トリエチレングリコールジメタクリレート，テトラエチレングリコールジメタクリレート，ポリエチレングリコールジメタクリレート等のアクリル誘導体を重合して得られるアクリル系ポリマーを使用することも好ましい。
【００４９】
高分子の重量平均分子量／高分子の電解液に対する濃度は、低すぎると、電解液の保持性が低下して（ゲルを形成しにくくなって）電解質が流動してハウジング２から外部に洩れる（液漏れする）虞があり、一方、高すぎると、粘度が過剰に高くなって製作工程上困難を生じ、或いは、電解液の割合が低いためイオン伝導度も低く電池特性（例えばレイト特性）が低下する虞がある。このため、重量平均分子量については、通常、10,000〜5,000,000の範囲の高分子を使用することが好ましく、また、高分子の電解液に対する濃度は、０．１重量％〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００５０】
次に、電解質層１０Ｃに適用可能な完全固体状電解質について説明すると、完全固体状電解質としては、これまで知られている種々の固体電解質を用いることができる。例えば、上述のゲル状電解質で用いられる高分子と支持電解質塩を適度な比で混合して形成することができる。この場合、伝導度を高めるため、高分子は極性が高いものを使用し、側鎖を多数有するような骨格にすることが好ましい。
【００５１】
本発明の一実施形態としての電池用リードの取り付け構造及び電池用リードは上述のように構成されているので、以下のような利点がある。
つまり、正極側のリード３Ａにおいて、ハウジング２内では、アルミニウム層３１が、同じくアルミニウム製のタブ１３Ａに接合されるので、リード３Ａとタブ１３Ａとの接合部分において生じやすい電食の発生が抑制され、且つ、ハウジング２外では、接合加工容易なニッケル層３２が接続部８と接合されるので、ニッケル層３２と接続部８との接続、即ち、リード３Ａと接続部８との接合を、溶接やはんだ付けにより容易に行なうことができ、電池の生産性を向上させることができるという利点がある。
【００５２】
なお、本発明の電池用リードの取り付け構造及び電池用リードは、上述の実施形態のものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、各単位電池要素１０は、四角形状に形成されているが、単位電池要素１０の形状は設計条件に応じて適宜設定されるもので、例えば、四角形以外の多角形は勿論、円形であってもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、正極側リード３Ａをクラッド材により構成するとともに、接続部８に接合される第２の層をニッケルとしたが、第２の層は、溶接やハンダ付け等の接合が容易な接合適応材であればよく、例えば、ＳＵＳや、銅でも良い。また、正極側リード３Ａを、はんだメッキにより、地金（アルミニウム）にニッケルやスズ（Ｓｎ）を付着させた構成としても良い。
【００５４】
また、上述の実施形態では、正極側リード３Ａにおいて、正極側タブ１３Ａに接合される層３１は、アルミニウム材により構成されているが、この層３１は、アルミニウム製の正極側タブ１３Ａに接合されても実質的に電食を引き起こさないものであれば（電食がごく僅かなものであれば）他の材質で構成しても良い。
また、上述の実施形態では、本発明の電池用リードの取り付け構造及び電池用リードを、本発明の効果が特に大きい、平板形状の単位電池要素を厚さ方向に積層して形成される平板積層型の電池に適用した例を示したが、電池要素を巻回して形成される巻回型の電池に適用することもできる。また、リチウムイオンを起電力物質としたリチウム電池だけでなく、この他の物質を起電力物質とした各種電池に適用可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電池用リードの取り付け構造（請求項１）によれば、一対のリードのうち少なくとも１つのリードが、このリードに接続されるタブと同じ材質の第１の層と、この第１の層とは異なる材質の第２の層とからなる多層構造のリードとして構成される。そして、この多層構造のリードにおいて、第１の層がハウジング内でタブに接合されるが、この第１の層はタブと同材質なので、リードとタブとの接合部における電食をより有効に抑制でき、且つ、第１の層とは異なる材質の第２の層が外部機器側の対応する接続部に接合されるので、第２の層の材質を選択することにより、第２の層と外部機器側の接続部、即ち、リードと外部機器側の接続部との接合を容易にして電池の生産性を向上させることが可能になるという利点がある。
【００５６】
また、正極に接続されるタブ、及び、この正極側のタブに接合される多層構造のリードにおける第１の層をアルミニウム材で構成することにより、リチウム電池において、上記利点を確実に得ることができるという利点がある（請求項２）。
また、正極側の多層構造のリードにおける第２の層を、接合加工容易な材質により構成することにより、確実に、リードと外部機器側の接続部との接合を容易にして電池の生産性を向上させることができるという利点がある（請求項３）。
【００５７】
また、接合加工容易な材質をニッケル材により構成することにより、リードと外部機器側の接続部との接合を確実に容易にすることができるという利点がある（請求項４）。
本発明の電池用リード（請求項５）によれば、タブと外部機器の接続部とを繋ぐリードが、互いに異なる材質からなる多層構造により構成されているので、ハウジング内でタブと接続される側については、タブと接合されても実質的に電食を引き起こさない材質を選択し、外部機器の接続部と接続される側については、接合加工しやすい材質を選択することができようになり、したがって、リードとタブとの接続部における電食をより有効に抑制でき、且つ、リードと外部機器との接合を容易にして電池の生産性を向上させることができるという利点がある。
【００５８】
また、タブを正極に接続するとともにアルミニウム材で構成し、さらに、リードを構成する互いに異なる材質を、アルミニウムとニッケルとにより構成することで、リチウム電池において、上記利点を確実に得ることができるという利点がある（請求項６）。
また、リードを構成する互いに異なる材質において、タブに接合される側の材質を、タブと接合されても実質的に電食を引き起こさない材質により構成するとともに、外部機器の接続部に接合される側の材質を、接合加工容易な材質により構成することにより、リードとタブとの接続部における電食をより有効に抑制ができ、且つ、電池の生産性を向上させることができるという利点がある（請求項７）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての電池用リードの構造及びその取付構造を拡大して示す模式的な要部断面図（図２のＡ１−Ａ１断面図に対応する図）である。
【図２】本発明の一実施形態としての電池用リードが取り付けられる単位電池要素の構成を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての電池用リードにかかる単位電池要素の構造を拡大して示す模式的な要部断面図（図２のＡ１−Ａ１矢視断面図）である。
【図４】本発明の一実施形態としての電池用リードが取り付けられる電池の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態としての電池用リードにかかるハウジングの成形加工例の全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施形態としての電池用リードにかかるハウジングの構成部材の構成を拡大して示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１電池要素
２，４ハウジング
３Ａ正極側リード
３Ｂ負極側リード
５金属層
６，６Ａ，６Ｂ合成樹脂層
７接着材
８外部機器の接続部
１０単位電池要素
９外部機器
１０Ａ正極
１０Ｂ負極
１０Ｃ電解質層
１１Ａ正極活物質
１１Ｂ負極活物質
１２Ａ，１２Ｂ集電体
１３Ａ正極側タブ
１３Ｂ負極側タブ
３１アルミニウム層（第１の層）
３２ニッケル層（第２の層）
４１収容部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery lead and a battery lead mounting structure for connecting a tab electrically connected to a positive electrode and a negative electrode, respectively, to a connection part of an external device, and particularly to a flat-plate laminated lithium secondary battery. In particular, the present invention relates to a battery lead and a battery lead mounting structure.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization in portable devices such as mobile phones and portable terminals. However, in portable devices, the proportion of batteries is large in terms of both dimensions and weight. It can be said that the battery is downsized. In such a background, recently, a thin film type battery having a high energy density and excellent in lightness has attracted attention. As such a thin film type battery, for example, there is a lithium battery.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, such a battery is configured by housing one or a plurality of unit battery elements composed of a pair of positive and negative electrodes in a housing. Each of the positive electrode and the negative electrode is provided with a metal tab for taking out electricity. The positive electrode tab and the negative electrode tab are each connected to one end of a metal lead inside the housing, and the other end of each lead is exposed to the outside of the housing and is carried by welding or soldering. It is joined to the connection part of equipment.
[0004]
In a lithium battery, aluminum (Al) is generally used for a positive electrode tab, and copper (Cu) is used for a negative electrode tab. The same metal as the tab is used for the leads connected to these tabs in the housing so as not to cause electrolytic corrosion. That is, aluminum is used for the lead connected to the positive tab, and copper is used for the lead connected to the negative tab.
[0005]
However, since aluminum used for the positive electrode lead is difficult to weld and solder, it takes time to join the positive electrode lead and the connection part of the portable device, and the battery productivity is relatively low. There is a problem that it becomes bad.
The present invention was devised in view of such a problem, and can more effectively suppress electric corrosion at the joint between the lead and the tab, and facilitate the joining between the lead and the connection on the external device side. It is an object of the present invention to provide a battery lead and a battery lead attachment structure capable of improving battery productivity.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention Flat plate type lithium secondary The battery lead mounting structure (Claim 1) includes a pair of tabs that are electrically connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery and accommodated in the housing together with the positive electrode and the negative electrode, and are electrically connected to external devices outside the housing. In a battery lead mounting structure in which a pair of connection portions connected to each other and placed outside the housing are connected by a pair of leads, the pair of, Provided to connect the batteries stacked on the inside of the housing to external equipment outside the housing At least one of the leads is configured as a lead having a multilayer structure including a first layer made of the same material as the tab connected to the lead and a second layer made of a material different from the first layer. The first layer of the multilayer structure lead is bonded to the tab, and the second layer of the multilayer structure lead is bonded to a corresponding connection portion on the external device side. Yes.
[0007]
The battery is composed of a lithium battery using lithium ions as an electromotive substance, the tab electrically connected to the positive electrode is composed of an aluminum material, and is further joined to the tab on the positive electrode side. It is preferable that the first layer of the multilayer lead is made of an aluminum material.
Further, it is preferable that the second layer in the multilayer structure lead to be joined to the tab on the positive electrode side is made of a material that can be easily joined.
[0008]
Furthermore, it is preferable that the material that can be easily joined is made of a nickel material. Of the present invention Flat plate type lithium secondary The battery lead (Claim 5) has one end joined to a tab electrically connected to one of the positive electrode and the negative electrode, and the other end in the housing accommodating the positive electrode and the negative electrode of the battery. In a lead that is exposed outside the housing and joined to a connection portion that is electrically connected to an external device. Provided to connect the batteries stacked on the inside of the housing to external equipment outside the housing The lead is characterized by having a multilayer structure made of different materials.
[0009]
The battery is composed of a lithium battery using lithium ions as an electromotive substance, the tab is connected to the positive electrode and composed of an aluminum material, and different materials constituting the lead are composed of aluminum and nickel. It is preferable that it is present (claim 6).
In the different materials, the material to be joined to the tab is composed of a material that does not substantially cause electric corrosion even when joined to the tab, and is joined to the connection portion of the external device. Is preferably made of a material that can be easily joined.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1-6 is a figure shown about the attachment structure of the lead for batteries and the lead for batteries as one embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example will be described in which the battery lead and the battery lead mounting structure of the present invention are applied to a flat laminated lithium secondary battery.
[0011]
A flat laminated lithium secondary battery (hereinafter simply referred to as a battery) according to the present invention is configured by accommodating a battery element 1 (see FIG. 1) inside a flexible housing 2 as shown in FIG. The housing 2 is formed by sealing the outer edge portions 21 and 21 after accommodating the battery element 1. Leads 3A and 3B are exposed outside the housing 2. The leads 3 A and 3 B have one end electrically connected to the battery element 1 inside the housing 2 and the other end joined to a connection portion electrically connected to an external device outside the housing 2. It is like that.
[0012]
The battery element 1 is configured by laminating a plurality (here, three) of flat unit battery elements 10 as shown in FIG. 1 in order to increase the capacity of the battery. Each unit cell element 10 includes a positive electrode 10A, a negative electrode 10B, and an electrolyte layer 10C interposed between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B. In addition, the unit battery element 10 in FIG. 1 has a positive posture with the positive electrode 10A on the upper side and the negative electrode 10B on the lower side. Some of them have postures.
[0013]
In the battery element 1, the unit battery elements 10, 10 adjacent to each other in the stacking direction are in contact with each other with the same polarity (that is, the positive electrode 10 A and the positive electrode 10 A, or the negative electrode 10 B and the negative electrode 10 B). It is configured as follows.
As will be described later, the positive electrode 10A is provided with an aluminum tab 13A, and the negative electrode 10B is provided with a copper tab 13B. As will be described later, the tab 13A is formed by extending the current collector 12A constituting the positive electrode 10A, and the tab 13B is formed by extending the current collector 12B constituting the negative electrode 10B. The materials of the electric bodies 12A and 12B, and by extension, the tabs 13A and 13B are determined from compatibility with the positive electrode active material 11A and the negative electrode active material 11B described later.
[0014]
Here, the battery has a configuration in which a plurality of unit battery elements 10 stacked in parallel are connected in parallel. For this reason, as shown in FIG. 1, the tab 13A on the positive electrode side of each unit battery element 10 stacked. Similarly, in each of the unit cell elements 10, the tabs 13 B on the negative electrode side of the stacked unit cell elements 10 are respectively polymerized and bundled easily. 2, each unit cell element 10 is formed such that each positive electrode tab 13A is on the lower side in the drawing and each negative electrode tab 13B is on the upper side in the drawing.
[0015]
For this reason, as described above, there are unit battery elements 10 that are stacked in a normal posture and those that are stacked in a reverse posture, but those that are stacked in a normal posture have a positive electrode 10A on top and a negative electrode 10B. When the tabs 13A and 13B are viewed from above when viewed from above, the positive side tab 13A is formed on the right side. [Therefore, the unit cell element 10 is formed as a light type (hereinafter referred to as R type for short). On the other hand, those stacked in the reverse orientation are those with the positive electrode 10A facing up and the negative electrode 10B facing down, with the tabs 13A and 13B facing upward as viewed from above. When viewed, the positive electrode tab is formed on the left side (therefore, this unit cell element 10 is referred to as a left type (hereinafter referred to as L type) or L type unit cell element 10). In such R type and L type, the arrangement of the positive electrode tab 13A and the negative electrode tab 13B is natural, but the center line C _L This is a symmetrical structure, and this is called a mirror structure.
[0016]
In other words, by adopting such a mirror structure, as described above, when these unit cell elements 10 are stacked upside down (relative to the thickness direction), the positive electrode is the top in the R type. The L type has the negative electrode on the top, or the R type has the negative electrode on the top and the L type has the positive electrode on the top), and the positive electrode tab 13A and the negative electrode tab 13B are concentrated on one side. The structure is easy to polymerize.
[0017]
Here, the leads 3A and 3B which are the features of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the positive electrode tabs 13 A of the battery element 1 are superposed on each other by ultrasonic welding or the like to form a lead coupling terminal, and the lead coupling terminal is formed inside the housing 2 by resistance welding such as spot welding. The lead 3A is joined by ultrasonic welding or laser welding. Similarly, although not shown, the negative electrode tabs 13 B of the battery element 1 are polymerized to form a lead coupling terminal, and are electrically joined to the lead 3 B inside the housing 2. The leads 3A and 3B are joined at their end portions not joined to the tabs 13A and 13B to a connection portion 8 of a protection circuit that is electrically connected to an external device 9 such as a mobile phone.
[0018]
When attention is paid to the positive electrode side tab 13A, the positive electrode side tab 13A is made of aluminum as described above. In general, the same metal as the tab is used for the lead connected to the tab in the housing containing the positive electrode and the negative electrode so as not to cause electrolytic corrosion. Therefore, in the conventional lithium battery, the tab on the positive electrode side is used. However, as described above, aluminum is difficult to join such as welding or soldering, and it takes time to join the positive electrode side tab made of aluminum and the connecting portion.
[0019]
Therefore, in the present embodiment, a clad material coated with nickel (Ni) that can be easily bonded to the base metal is used for the positive-side lead 3A. Then, inside the housing 2, one end of the lead 3A is joined to an aluminum lead coupling terminal formed by superposing each aluminum tab 13A on the aluminum layer (first layer) 31 side, Outside the housing 2, the other end of the lead 3 A is joined to the connection portion 8 on the nickel layer (second layer) 32 side. The negative electrode side lead 3B is made of copper like the negative electrode side tab 13B. However, since copper is easy to join, it is made of a single metal material unlike the positive electrode side lead 3A. . Further, it is preferable to use annealed metal for the leads 3A and 3B.
[0020]
Now, the housing 2, the positive electrode 10A, the negative electrode 10B, and the electrolyte layer 10C will be described below.
First, the housing 2 will be described. The structure of the housing 2 may be any structure as long as it has mechanical strength and sealing properties. For example, in addition to the configuration shown in FIG. A housing 4 as shown in FIG. In the housing 4, a drawing part is applied to a part of the sheet-like housing member to form a housing part 41 that houses the battery element 1. After the battery element 1 is housed in the housing part 41, the housing member is folded back. Overlaid and sealed.
[0021]
As shown in FIGS. 4 and 5, it is preferable to seal the stacked housings 2 and 4 in terms of battery performance such as ease of manufacture and battery capacity. In this case, the leads 3A and 3B can be easily exposed to the outside from the sealing portions of the housings 2 and 4. Exposing the lead from the sealing portion of the housing is easy for electrical connection with the battery element 1 housed therein, and as a result, is a preferable aspect for improving the yield and safety of the battery.
[0022]
Moreover, since it becomes easy to change the shape of a battery variously, the housings 2 and 4 preferably have shape variability. In addition, when the battery element 1 is accommodated in the housings 2 and 4 and the outer edges of the housings 2 and 4 are sealed, it is preferable that the inside of the housings 2 and 4 is brought into a vacuum state before the sealing. Thereby, a pressing force can be applied to the battery element 1, and battery characteristics such as cycle characteristics can be improved.
[0023]
The materials of the housings 2 and 4 may be aluminum, nickel-plated metal such as iron or copper, or synthetic resin. However, the metal and synthetic resin are lightweight, moisture-proof and easy to process. It is preferable to use a flexible film-like composite material [for example, a laminate-like composite material (laminate film)]. By using a laminated composite material, the members constituting the housings 2 and 4 can be made thinner and lighter, and the capacity of the entire battery can be improved.
[0024]
As the laminated composite material, a laminate in which a metal layer 5 and a synthetic resin layer 6 are laminated can be used as shown in FIG. The metal layer 5 prevents moisture from entering or maintains shape retention, and is made of a single metal such as aluminum, iron, copper, nickel, titanium, molybdenum and gold, an alloy such as stainless steel or hastelloy, or aluminum oxide. Although metal oxides such as these may be used, aluminum having excellent workability is particularly preferable. The metal layer 5 can be formed by a metal foil, a metal vapor deposition film, metal sputtering, or the like.
[0025]
The synthetic resin 6 is used for preventing contact between the metal layer 5 and the battery element 1 or the like, or for protecting the metal layer 5, and is not particularly limited with respect to the elastic modulus and tensile elongation. Also included are what are generally called elastomers. As the synthetic resin 6, thermoplastic plastics, thermoplastic elastomers, thermosetting resins, and plastic alloys are used. These resins include those in which fillers such as fillers are mixed.
[0026]
Further, as shown in FIG. 6B, the laminated composite material includes a synthetic resin layer 6A functioning as an outer protective layer on the outer surface of the metal layer 5, and corrosion by the electrolyte on the inner surface and the metal layer 5 and the battery element 1. It is also possible to form a three-layer structure in which a synthetic resin layer 6B that functions as an inner protective layer for protecting the metal layer 5 is laminated.
In this case, as the resin 6A used for the outer protective layer, a resin having excellent chemical resistance and mechanical strength such as polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, amorphous polyolefin, polyethylene terephthalate, and polyamide may be used. desirable. On the other hand, as the resin 6B used for the inner protective layer, a chemical-resistant synthetic resin is used. For example, polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like can be used.
[0027]
In addition, as shown in FIG. 6C, the laminated composite material includes an adhesive 7 between the metal layer 5, the protective layer forming synthetic resin 6A, and the inner protective layer synthetic resin layer 6B. May be interposed. Furthermore, in order to adhere the connecting portion (sealing portion) of the housing member, an adhesive layer made of a resin such as polyethylene or polypropylene that can be welded can be provided on the innermost surface of the composite material.
[0028]
The housings 2 and 4 may be formed by fusing the periphery of the film-like body, or the sheet-like body may be drawn by vacuum forming, pressure forming, press forming or the like. It can also be formed by injection molding a synthetic resin. When injection molding is used, the metal layer is usually formed by sputtering or the like.
[0029]
Next, the positive electrode 10A and the negative electrode 10B will be described with reference to FIG. 3. The positive electrode 10A is configured by coating the positive electrode active material 11A on one surface of the positive electrode current collector 12A with the positive electrode current collector 12A as a core material. Similarly, the negative electrode 10B is configured by coating the negative electrode active material 11B on one surface of the negative electrode current collector 12B with the negative electrode current collector 12B as a core material. Further, a positive electrode tab 13A extends from each positive electrode current collector 12A, and similarly, a negative electrode tab 13B extends from each negative electrode current collector 12B. Note that the active materials 11A and 11B may be coated on both surfaces of the current collectors 12A and 12B, respectively.
[0030]
As the current collectors 12A and 12B, a foil made of metal is generally used. Here, aluminum is used as the positive electrode current collector 12A (including the tab 13A) because of its compatibility with the active materials 11A and 11B. Copper is used as the electric body 12B (including the tab 13B). The thicknesses of the current collectors 12A and 12B are appropriately selected. However, if the thickness is too thin, the mechanical strength is weakened, so that the processing becomes difficult and the productivity is lowered. Since there exists a possibility of causing the fall of the energy density as a whole, it exists in the range of 1-30 micrometers.
[0031]
In addition, in order to increase the adhesive strength between the current collectors 12A and 12B and the active materials 11A and 11B, the surfaces of the current collectors 12A and 12B may be previously roughened before coating the active materials 11A and 11B. Preferably, such a surface roughening method includes a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, a chemical polishing method, and the like. Examples of the mechanical polishing method include a method of polishing the surface of the current collector with a wire brush provided with abrasive cloth paper, grindstones, emery buffs, steel wires and the like to which abrasive particles are fixed. Each of the current collectors 12A and 12B is configured by a plate-like member, a net-like member, a punching metal, or the like.
[0032]
As the positive electrode active material 11A, an inorganic compound or an organic compound can be used as long as it can occlude and release lithium ions. Examples of the inorganic compound include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, and chalcogen compounds such as transition metal sulfides. Here, Fe, Co, Ni, Mn or the like is used as the transition metal. Specifically, MnO, V ₂ O _Five , V ₆ 0 ₁₃ . TiO ₂ Transition metal oxides such as lithium nickel oxide, lithium cobaltate, lithium manganate and other complex oxides of Ti and transition metals, TiS ₂ , FeS, MoS ₂ Transition metal sulfides and the like. These compounds may be partially element-substituted in order to improve the characteristics. Examples of the organic compound include polyaniline, polypyrrole, polyacene, disulfide compounds, polysulfide compounds, and the like. You may mix and use these inorganic compounds and organic compounds as 11 A of positive electrode active materials. Preferably, it is a composite oxide of lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel and manganese.
[0033]
Further, the particle diameter of the positive electrode active material 11A may be appropriately selected depending on the balance with other components of the battery, but it is usually 1 to 100 μm, particularly 2 to 60 μm. This is preferable because the characteristics are improved.
As the negative electrode active material 11B, carbon-based materials such as graphite and coke are usually used as materials capable of inserting and extracting lithium ions. Such a carbon-based material can also be used in the form of a mixture with a metal, a metal salt, an oxide or the like or a cover. Further, as the negative electrode material, oxides and sulfates such as silicon, tin, zinc, manganese, iron and nickel, lithium metal, lithium alloys such as Li-A1, Li-Bi-Cd and Li-Sn-Cd, lithium Transition metal nitrides, silicon and the like can also be used. From the viewpoint of capacity, graphite or coke is preferable.
[0034]
If the particle size of the negative electrode active material 11B is too large, the electron conductivity is deteriorated, and the average particle size of the negative electrode active material 11B is about the upper limit from the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, late characteristics, and cycle characteristics. Usually, it is 12 μm or less, preferably 10 μm or less, and the lower limit is usually 0.5 μm or more, preferably 7 μm or more.
Since these positive electrode active material 11A and negative electrode active material 11B bind to current collectors 12A and 12B, respectively, it is preferable to mix a binder with positive electrode active material 11A and negative electrode active material 11B. As the binder, inorganic compounds such as silicate and glass, and various resins mainly composed of polymers can be used. Examples of the resin include alkane polymers such as polyethylene, polypropylene, and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene, polymethylstyrene, polyvinylpyridine, and poly-N-vinylpyrrolidone. Polymers having a ring such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide and the like; polyfluoride Fluorine-based resins such as vinyl, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; polyvinylidene such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol Alcohol polymers; polyvinyl chloride, halogen-containing polymers such as polyvinylidene chloride; and conductive polymers such as polyaniline can be used. Further, a mixture such as the above-mentioned polymer, a modified body, a derivative, a random copolymer, an alternating copolymer, a graft copolymer, a block copolymer, and the like can be used.
[0035]
If the amount of the binder is too small, the strength of the electrode may be lowered. On the other hand, if the amount of the binder is too large, the capacity may be lowered or the rate characteristics may be lowered. The blending amount of the binder is preferably 0.1 to 30 parts by weight, and more preferably 1 to 15 parts by weight.
Moreover, you may make the active material 11A, 11B contain the additive, powder, filler, etc. which express various functions, such as an electrically-conductive material and a reinforcing material, as needed. The conductive material is not particularly limited as long as it can be mixed with an appropriate amount of the active materials 11A and 11B to impart conductivity. Usually, carbon powders such as acetylene black, carbon black, and graphite, and various metal fibers are used. And foil. Additives such as triple chloropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7-dione, 12-crown-4-ether are used to increase battery stability and life. can do. As the reinforcing material, various inorganic, organic spherical and fibrous fillers can be used.
[0036]
As a method for forming the active materials 11A and 11B on the current collectors 12A and 12B, for example, the powdery active materials 11A and 11B are mixed with a solvent together with a binder, and this is mixed with a ball mill, a sand mill, or a twin-screw kneader. For example, there is a method in which a dispersion paint obtained by using, for example, is applied onto the current collectors 12A and 12B and dried. In this case, the type of the solvent used is not particularly limited as long as it is inactive with respect to the active materials 11A and 11B and can dissolve the binder. For example, N-methylpyrrolidone is generally used. Either an inorganic solvent or an organic solvent can be used.
[0037]
In addition, the active materials 11A and 11B are mixed with a binder and heated to be softened, and the active materials 11A and 11B are applied onto the current collectors 12A and 12B by being pressed or sprayed onto the current collectors 12A and 12B. These layers can also be formed. Alternatively, the layers of the active materials 11A and 11B may be formed on the current collectors 12A and 12B by firing the active materials 11A and 11B alone on the current collectors 12A and 12B without mixing the binder. it can.
[0038]
The active materials 11A and 11B are mixed with the same material (electrolytic material) as the material of the electrolyte layer 10C described later in order to facilitate the movement of ions in the active materials 11A and 11B. The more the electrolytic material to be mixed, the easier the movement of ions in the active materials 11A and 11B, and this is preferable in terms of rate characteristics. On the other hand, the smaller the electrolytic material, the higher the energy density. For this reason, it is preferable that the mixing ratio of the electrolytic material to the active materials 11A and 11B is 10 to 50% by volume.
[0039]
The thickness of each of the active materials 11A and 11B is preferably large in terms of capacity, but is preferably thin in terms of rate characteristics. For this reason, the film thickness of each active material 11A, 11B is usually 20 μm or more, preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and most preferably 80 μm or more as the lower limit, while the upper limit is usually 200 μm or less. Preferably, it is 150 μm or less.
[0040]
Next, the electrolyte layer 10C will be described. The electrolyte layer 10C is interposed between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B as described above. For example, the electrolyte layer 10C is configured by impregnating a porous sheet with an electrolyte described later. The thickness of the electrolyte layer 10C is usually 1 to 200 μm, preferably 5 to 50 μm.
As the porous sheet, one having a porosity of 10 to 95% is usually used, but one having a porosity of about 30 to 85% is preferably used. In addition, as a material of the porous sheet, polyolefin or polyolefin in which part or all of hydrogen atoms are fluorine-substituted (specifically, a microporous film formed using a synthetic resin such as polyolefin), a nonwoven fabric, A woven fabric or the like is used. The thickness of the porous sheet is usually 1 to 200 μm, preferably 5 to 50 μm.
[0041]
As the electrolyte impregnated in the porous sheet, various electrolytes such as a fluid electrolyte (hereinafter referred to as an electrolytic solution), a non-fluid electrolyte such as a gel electrolyte and a complete solid electrolyte are used. From the viewpoint of battery characteristics, it is preferable to use an electrolytic solution or a gel electrolyte, and from the viewpoint of safety, it is preferable to use a non-fluidic electrolyte. In particular, when a non-fluid electrolyte is used, liquid leakage can be more effectively prevented with respect to a battery using a conventional electrolyte solution. Therefore, as described above, the housing 2 that houses the battery element 1 including the electrolyte layer 10C. As the material, although it is low in strength, it is possible to use a material such as a thin film and a variable shape such as a laminate film. Moreover, electrolytic corrosion can be further effectively suppressed by using a non-fluidic electrolyte.
[0042]
Such an electrolytic solution, a gel electrolyte, and a completely solid electrolyte will be described.
First, an electrolyte solution applicable to the electrolyte layer 10C will be described. The electrolyte solution is usually generated by dissolving a supporting electrolyte in a non-aqueous solvent. As the supporting electrolyte, the electrolyte is stable with respect to the positive electrode active material 11A and the negative electrode active material 11B, and lithium ions can move for causing an electrochemical reaction with the positive electrode active material 11A or the negative electrode active material 11B. Any water substance can be used. Specifically, LiPF ₆ , LiAsF ₆ , LiSbF ₆ , LiBF _Four , LiC ₁ O _Four , LiI, LiBr, LiC1, LiAlC1, LiHF ₂ , LiSCN, LiS0 _Three CF ₂ Lithium salts such as can be used. Of these, LiPF in particular ₆ , LiC ₁ O _Four Is preferably used.
[0043]
When a nonaqueous solvent is used as a solvent for these supporting electrolytes, an electrolyte solution having a concentration of 0.5 to 2.5 mol / L is generally used. Further, the non-aqueous solvent for dissolving the supporting electrolyte is not particularly limited, but it is preferable to use a solvent having a relatively high dielectric constant. Specifically, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, acyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, γ-butyrolactone, etc. Lactones, sulfur compounds such as sulfolane, nitriles such as acetonitrile, and the like are used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
[0044]
In particular, use any one of cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and non-cyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, or any two or more of them. Are preferably used in combination. Moreover, what substituted some hydrogen atoms in the molecule | numerator of these solvents by the halogen etc. can be used.
[0045]
Moreover, you may add an additive etc. to these solvents. Examples of additives include trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7-dione, 12-crown-4-ether, and the like. Can be used for the purpose of extending the service life.
[0046]
Next, the gel electrolyte applicable to the electrolyte layer 10C will be described. The gel electrolyte is usually generated by holding the electrolyte solution with a polymer. That is, the gel electrolyte is usually one in which the electrolyte is held in a polymer network and the fluidity as a whole is significantly reduced. In such a gel electrolyte, characteristics such as ionic conductivity are close to those of the above electrolytic solution, but fluidity and volatility are remarkably suppressed and safety is enhanced. If the ratio of the polymer in the gel electrolyte is too low, the electrolyte solution cannot be retained and liquid leakage may occur. On the other hand, if it is too high, the ionic conductivity tends to decrease and battery characteristics tend to deteriorate. 1 to 50% by weight is preferable.
[0047]
The polymer used in the gel electrolyte is not particularly limited as long as it is a polymer that can form a gel together with the electrolytic solution, such as those produced by polycondensation such as polyester, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyurethane, Those produced by polyaddition, such as polyurea, and those produced by addition polymerization of acrylic derivatives such as polymethyl methacrylate, and polyvinyls such as polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, and polyvinylidene fluoride. Etc.
[0048]
Preferred examples of the polymer include polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride. Here, the polyvinylidene fluoride includes not only a homopolymer of vinylidene fluoride but also a copolymer with other monomer components such as hexafluoropropylene. Also, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, polyethylene glycol monoacrylate, ethoxyethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, N N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, glycidyl acrylate, allyl acrylate, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, Diethylene glycol Dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, it is also preferable to use an acrylic polymer obtained by polymerizing an acrylic derivative such as polyethylene glycol dimethacrylate.
[0049]
If the weight average molecular weight of the polymer / the concentration of the polymer in the electrolytic solution is too low, the retention of the electrolytic solution decreases (becomes difficult to form a gel), and the electrolyte flows and leaks out of the housing 2 ( On the other hand, if it is too high, the viscosity becomes excessively high, causing difficulty in the manufacturing process, or the ratio of the electrolyte is low, so the ionic conductivity is low and the battery characteristics (for example, the late characteristics) are low. May decrease. For this reason, with respect to the weight average molecular weight, it is usually preferable to use a polymer in the range of 10,000 to 5,000,000, and the concentration of the polymer in the electrolyte solution is in the range of 0.1% by weight to 30% by weight. It is preferable.
[0050]
Next, a complete solid electrolyte applicable to the electrolyte layer 10C will be described. As the complete solid electrolyte, various solid electrolytes known so far can be used. For example, it can be formed by mixing the polymer used in the gel electrolyte and the supporting electrolyte salt in an appropriate ratio. In this case, in order to increase conductivity, it is preferable to use a polymer having a high polarity and a skeleton having a large number of side chains.
[0051]
Since the battery lead mounting structure and the battery lead as one embodiment of the present invention are configured as described above, there are the following advantages.
That is, in the lead 3A on the positive electrode side, in the housing 2, the aluminum layer 31 is joined to the aluminum tab 13A, so that the occurrence of electrolytic corrosion that tends to occur at the joint between the lead 3A and the tab 13A is suppressed. In addition, since the nickel layer 32 that is easy to join is joined to the connecting portion 8 outside the housing 2, the connection between the nickel layer 32 and the connecting portion 8, that is, the joining between the lead 3A and the connecting portion 8 is welded. It can be easily performed by soldering, and there is an advantage that the productivity of the battery can be improved.
[0052]
The battery lead mounting structure and the battery lead of the present invention are not limited to those of the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, in the above-described embodiment, each unit battery element 10 is formed in a square shape, but the shape of the unit battery element 10 is appropriately set according to the design conditions, for example, a polygon other than a square. Of course, it may be circular.
[0053]
In the above-described embodiment, the positive electrode side lead 3A is made of a clad material, and the second layer bonded to the connection portion 8 is nickel. However, the second layer is bonded by welding, soldering, or the like. For example, SUS or copper may be used. Alternatively, the positive electrode side lead 3A may have a configuration in which nickel or tin (Sn) is attached to a metal base (aluminum) by solder plating.
[0054]
In the above-described embodiment, in the positive electrode side lead 3A, the layer 31 bonded to the positive electrode side tab 13A is made of an aluminum material, but this layer 31 is bonded to the positive electrode side tab 13A made of aluminum. However, it may be made of other materials as long as it does not substantially cause electric corrosion (if the electric corrosion is negligible).
Further, in the above-described embodiment, the battery lead mounting structure and the battery lead of the present invention are formed by laminating flat unit cell elements in the thickness direction, in which the effect of the present invention is particularly great. Although the example applied to the battery of the type is shown, it can also be applied to a wound battery formed by winding the battery element. Further, the present invention can be applied not only to lithium batteries using lithium ions as electromotive substances, but also to various types of batteries using other substances as electromotive substances.
[0055]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the battery lead mounting structure of the present invention (Claim 1), at least one of the pair of leads has the first material made of the same material as the tab connected to the lead. A lead having a multilayer structure including a layer and a second layer made of a material different from the first layer is formed. In this multi-layered lead, the first layer is joined to the tab in the housing. Since the first layer is made of the same material as the tab, the electric corrosion at the joint between the lead and the tab is made more effective. Since the second layer made of a material different from that of the first layer can be bonded to the corresponding connection portion on the external device side, the second layer can be selected by selecting the material of the second layer. There is an advantage that it is possible to improve the productivity of the battery by facilitating the joining of the connection portion on the external device side, that is, the lead and the connection portion on the external device side.
[0056]
In addition, the first layer of the tab connected to the positive electrode and the multi-layered lead joined to the tab on the positive electrode side is made of an aluminum material, so that the above advantages can be reliably obtained in the lithium battery. There is an advantage that it is possible (claim 2).
In addition, the second layer of the multi-layer lead on the positive electrode side is made of a material that can be easily joined, so that the lead can be easily joined to the connection part on the external device side, thereby improving battery productivity. There is an advantage that it can be improved (claim 3).
[0057]
In addition, since the material that can be easily joined is made of a nickel material, there is an advantage that the joining between the lead and the connecting portion on the external device side can be easily facilitated (claim 4).
According to the battery lead of the present invention (Claim 5), since the lead connecting the tab and the connecting portion of the external device is formed of a multilayer structure made of different materials, it is connected to the tab in the housing. As for the side, it is possible to select a material that does not cause electrical corrosion even if it is joined to the tab, and for the side that is connected to the connection part of the external device, a material that can be easily joined can be selected. Therefore, there is an advantage that the electrolytic corrosion at the connection portion between the lead and the tab can be more effectively suppressed, and the productivity of the battery can be improved by facilitating the joining between the lead and the external device.
[0058]
In addition, by connecting the tab to the positive electrode and using an aluminum material, and further using different materials constituting the lead with aluminum and nickel, the above advantages can be reliably obtained in the lithium battery. There is an advantage (claim 6).
Further, among the different materials constituting the lead, the material on the side to be joined to the tab is made of a material that does not substantially cause electric corrosion even when joined to the tab, and is joined to the connection portion of the external device. By configuring the side material with a material that can be easily joined, there is an advantage that the electrolytic corrosion at the connecting portion between the lead and the tab can be more effectively suppressed and the productivity of the battery can be improved. (Claim 7).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view (corresponding to a cross-sectional view taken along line A1-A1 in FIG. 2) showing an enlarged structure of a battery lead and its mounting structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration of a unit battery element to which a battery lead according to an embodiment of the present invention is attached.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (taken along the line A1-A1 in FIG. 2) of an essential part showing an enlarged structure of a unit battery element according to a battery lead as one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a battery to which a battery lead according to an embodiment of the present invention is attached.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a housing forming process example for a battery lead according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6A to 6C are schematic cross-sectional views showing enlarged configurations of constituent members of a housing according to a battery lead as an embodiment of the present invention. FIGS.
[Explanation of symbols]
1 Battery element
2,4 housing
3A Positive side lead
3B Negative lead
5 Metal layer
6,6A, 6B Synthetic resin layer
7 Adhesive
8 External device connections
10 Unit battery element
9 External equipment
10A positive electrode
10B negative electrode
10C electrolyte layer
11A Positive electrode active material
11B Negative electrode active material
12A, 12B Current collector
13A Positive side tab
13B Negative electrode tab
31 Aluminum layer (first layer)
32 Nickel layer (second layer)
41 Housing

Claims

A pair of tabs that are electrically connected to the positive electrode and the negative electrode of the flat-plate-type lithium secondary battery, respectively, and are accommodated in the housing together with the positive electrode and the negative electrode, and are electrically connected to external devices outside the housing. A battery lead mounting structure in which a pair of connecting portions placed on each other is connected by a lead provided to connect a pair of batteries stacked in a flat plate inside the housing and an external device outside the housing . At least one lead of the pair of leads has a multilayer structure including a first layer made of the same material as the tab connected to the lead and a second layer made of a material different from the first layer. Constructed as a lead, the first layer of the multilayer structured lead is joined to the tab, and the second layer of the multilayer structured lead corresponds to the external device side Mounting structure of that characterized in that it is joined to the connection portion, the flat plate laminate type lithium secondary battery lead.

The flat stacked lithium secondary battery, while being constituted by a lithium battery using lithium ions as an electromotive force material, said tabs being electrically connected to the positive electrode is made of aluminum material, further, the positive electrode side The structure for attaching a lead for a flat-plate laminated lithium secondary battery according to claim 1, wherein the first layer of the multi-layered lead joined to the tab is made of an aluminum material.

3. The flat laminated lithium secondary battery according to claim 2, wherein the second layer of the multilayer lead joined to the positive electrode tab is made of a material that can be easily joined. Lead mounting structure.

The lead-attachment structure for a flat-plate laminated lithium secondary battery according to claim 3, wherein the material that can be easily joined is made of a nickel material.

In the housing for housing the positive electrode and the negative electrode of the flat plate type lithium secondary battery, one end is joined to a tab electrically connected to one of the positive electrode and the negative electrode, and the other end is connected to the housing. A lead that is exposed to the outside and is joined to a connection portion that is electrically connected to an external device, and a lead provided to connect the battery laminated on the inside of the housing and the external device outside the housing. A flat plate-type lithium secondary battery lead comprising a multilayer structure made of different materials.

The flat stacked lithium secondary battery is formed of a lithium battery using lithium ions as an electromotive force material, the tabs are made of aluminum material is connected to the positive electrode, further, a material different from each other constituting the lead 6. The lead for a flat-plate laminated lithium secondary battery according to claim 5, characterized in that is aluminum and nickel.

In the different materials, the material to be joined to the tab is composed of a material that does not substantially cause electric corrosion even when joined to the tab, and is joined to the connection portion of the external device. 6. The flat laminated lithium secondary battery lead according to claim 5, wherein the material is made of a material that can be easily joined.