薄膜型一次電池
【課題】曲げ特性を改善し、電池特性の劣化を回避できる薄膜型一次電池を提供すること。
【解決手段】リチウム一次電池１０は、正極集電体２３に支持された正極２１と負極集電体３３に支持された負極３１とがセパレータ４１を介して積層されてなる電極積層体１１を有する。電極積層体１１は電解液とともにラミネートフィルム５３からなる容器５１内に収容されて密封封止されている。正極集電体２３がステンレス箔を用いて形成され、電極積層体１１の最外層に位置するステンレス箔が、ラミネートフィルム５３の内面に熱可塑性樹脂５５を介して溶着されている。
【解決手段】リチウム一次電池１０は、正極集電体２３に支持された正極２１と負極集電体３３に支持された負極３１とがセパレータ４１を介して積層されてなる電極積層体１１を有する。電極積層体１１は電解液とともにラミネートフィルム５３からなる容器５１内に収容されて密封封止されている。正極集電体２３がステンレス箔を用いて形成され、電極積層体１１の最外層に位置するステンレス箔が、ラミネートフィルム５３の内面に熱可塑性樹脂５５を介して溶着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極と負極とがセパレータを介して積層されてなる電極積層体を有し、電極積層体が電解液とともに金属ラミネートフィルム材からなる容器内に収容されている薄膜型一次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の多様化に伴い、電子ペーパ、ＩＣタグ、多機能カード、電子キーなどのさまざまな超薄型電子機器が実用化されており、それら電子機器には電源としてラミネートタイプの電池が組み込まれている。このラミネートタイプの電池に求められる特徴としては、軽薄長寿命に加えて、曲げに対する強度特性も求められている。
【０００３】
ここでラミネートタイプの電池としては、扁平な形状の巻回電極体を金属ラミネートフィルム材の容器内に収納した薄型電池が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。巻回電極体は、正極と負極とをセパレータを介して積層して巻回した構造を有している。また、巻回電極体の表面には保護テープが接着されており、その表面が接着層を介して外装容器の内面に接着固定されている。このように、巻回電極体と容器とが接着されることにより、ガス発生時における電池の膨れが防止されるようになっている。
【０００４】
特許文献１の薄型電池では、巻回電極体が保護テープ及び接着層を介して容器の内面に接着固定されているため、部品点数が多くなる。また、扁平な形状の巻回電極体を容器内に収容しているため、電池を薄く形成するのには限界があるといった問題がある。
【０００５】
また、正極集電体及び負極集電体を外装容器の一部として兼用するタイプの薄型電池が従来提案されている（例えば、特許文献２参照）。この薄型電池では、負極端子板上にリチウム負極、セパレータ、正極合剤、正極端子板を順次積み重ね、正極集電体及び負極集電体として機能する正極端子板及び負極端子板の周縁部が封口材によって熱溶着されている。このように、電極集電体を容器の外装材として兼用することで、薄型電池を形成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５１５１２号公報
【特許文献２】特許第２９３５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２の薄型電池における外装容器は、金属材のみからなる端子板にて形成されているため、金属ラミネートフィルム製の容器を使用した特許文献１の薄型電池と比較すると、曲げ強度が弱くなる。このため、薄型電池に曲げ応力が頻繁に加わることで、外装容器（電極集電体）の破断や皺が発生してしまう。
【０００８】
また、負極活物質としてリチウム金属を用い、正極活物質としてマンガン化合物を用いた薄膜電池の場合、電池電圧の問題から電極集電体としてアルミニウムが一般的に用いられている。しかしながら、アルミニウムは曲げ強度が弱い。このため、電池製造後の曲げ試験において、電極集電体の破断や、ラミネート容器の皺の発生などが発生し、電池特性の低下を引き起こしていた。特に、負極においてリチウム金属がアルミニウムと反応すると、負極全体が膨張し、電池の膨れを引き起こすといった問題も生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲げ特性を改善し、電池特性の劣化を回避することができる薄膜型一次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段［１］〜［５］を以下に列挙する。
【００１１】
［１］正極集電体に支持された正極と負極集電体に支持された負極とがセパレータを介して積層されてなる電極積層体を有し、前記電極積層体が電解液とともに金属ラミネートフィルム材からなる容器内に収容されて密封封止されている薄膜型一次電池であって、前記正極集電体及び前記負極集電体のうちの少なくとも一方が、ステンレス箔を用いて形成され、前記電極積層体の最外層に位置する前記ステンレス箔が、前記金属ラミネートフィルム材の内面に熱可塑性樹脂を介して溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１２】
手段１に記載の発明によると、電極積層体が正極と負極とがセパレータを介して積層されてなるため、電池を薄く形成することができる。また、正極集電体及び負極集電体のうちの少なくとも一方が、比較的曲げ強度が強いステンレス箔を用いて形成され、そのステンレス箔が金属ラミネートフィルム材の内面に熱可塑性樹脂を介して溶着される。このようにすると、薄膜型一次電池の曲げに対する特性が強くなり、容器表面における皺の発生を確実に防止することができる。この結果、薄膜型一次電池の保存特性等を大幅に向上させることができる。
【００１３】
［２］手段１において、前記ステンレス箔は少なくとも片側に粗化面を有するとともに、前記粗化面が溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１４】
手段２に記載の発明によると、ステンレス箔の表面が粗化面であるので、熱可塑性樹脂との接触面積が増し、ステンレス箔と金属ラミネートフィルム材との溶着強度を十分に確保することができる。ここで、ステンレス箔の厚さは１０μｍ〜３０μｍであることが好ましく、粗化面のＲａは０．２０μｍ以上０．９０μｍ以下であることが好ましい。このようにすると、ステンレス箔の粗化面と熱可塑性樹脂との接着性を十分に確保することができる。
【００１５】
［３］手段１において、前記ステンレス箔は両側に粗化面を有するとともに、一方の側の前記粗化面が溶着され、他方の側の前記粗化面にはニッケルめっきが施されるとともに、前記ニッケルめっき上を除いた部分には前記正極が形成されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１６】
手段３に記載の発明によると、ステンレス箔と熱可塑性樹脂との接触面積が増し溶着強度を十分に確保することができる。また、ステンレス箔において正極が形成される粗化面にニッケルめっきが施される。この場合、正極とステンレス箔との密着性が良好となり、正極の剥がれが防止されるのに加えて一次電池の放電特性を高めることができる。
【００１７】
［４］手段１乃至３のいずれか１項において、前記熱可塑性樹脂は、前記金属ラミネートフィルム材の最内層を構成している樹脂層であることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１８】
手段４に記載の発明によると、熱可塑性樹脂は、金属ラミネートフィルム材の最内層を構成している樹脂層であるので、熱可塑性樹脂を別途設ける必要がなく、部品点数を低減することができる。なお、樹脂層の厚さは１０μｍ〜３０μｍであることが好ましい。このようにすると、ステンレス箔と金属ラミネートフィルム材との溶着強度を十分に確保することができる。
【００１９】
［５］手段４において、前記樹脂層は変性ポリオレフィン樹脂からなることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００２０】
手段５に記載の発明によると、樹脂層は接着性を改善した変性ポリオレフィン樹脂からなるので、ステンレス箔と金属ラミネートフィルム材とを確実に熱溶着することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳述したように、手段１〜５に記載の発明によると、曲げ特性を改善し、電池特性の劣化を回避できる薄膜型一次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施の形態のリチウム一次電池を示す平面図。
【図２】一実施の形態のリチウム一次電池を示す断面図。
【図３】ダル加工の前後におけるステンレス箔の表面粗さを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を薄膜型一次電池としてのリチウム一次電池に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態におけるリチウム一次電池１０を示す平面図であり、図２はそのリチウム一次電池１０の断面図である。本実施の形態のリチウム一次電池１０は、０．４５ｍｍ以下の厚さを有する薄型ラミネートタイプの電池である。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、リチウム一次電池１０は、正極集電体２３に支持された正極２１と負極集電体３３に支持された負極３１とがセパレータ４１を介して積層されてなる電極積層体１１を備えている。リチウム一次電池１０において、電極積層体１１は、非水電解液とともに容器５１内に密封封止されている。非水電解液としては、ブチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどに溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウム、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド等を溶解させた電解液を用いている。
【００２５】
セパレータ４１は、電解液や電極活物質等に対して耐久性があり、連通気孔を有する非導電性の多孔体等からなる。本実施の形態では、セパレータ４１として、ポリプロピレンからなる不織布が用いられる。セパレータ４１の厚さは、電池の内部抵抗を小さくするために薄いほうが好ましいが、電解液の保持量、流通性、強度等を勘案して適宜設定することができる。
【００２６】
正極２１は、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）からなる正極活物質と、アセチレンブラックまたはグラファイトなどの炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）からなる結着剤とを含んで構成されている。正極集電体２３は、正極２１を支持しつつ集電を行うための金属箔であり、厚みが２０μｍのステンレス箔からなる。正極集電体２３は、表面を粗化するためのダル加工が施されるとともに部分的にニッケルめっきが施されている。本実施の形態では、正極集電体２３の両面が粗化面となっており、正極集電体２３の片面（図２では上側の粗化面）にニッケルめっき（図示略）が施されている。そして、正極集電体２３のニッケルめっき上を除いた部分に正極２１が形成されている。正極集電体２３は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺に正極用リード端子２５が溶接されている。この正極用リード端子２５は、容器５１の密封封止部５２を介して容器外部に引き出されている。
【００２７】
負極３１は、負極活物質としてのリチウム箔からなり、負極集電体３３の片面に圧着されている。なお、負極３１としては、リチウム箔の代わりにリチウム合金箔（例えば、アルミニウム−リチウム合金箔等）を用いてもよい。負極集電体３３は、負極３１を支持しつつ集電を行うための金属箔であって、例えば、厚みが２０μｍのニッケル箔からなる。負極集電体３３は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺に負極用リード端子３５が溶接されている。この負極用リード端子３５も、正極用リード端子２５と同様に容器５１の密封封止部５２を介して容器外部に引き出されている。
【００２８】
リチウム一次電池１０の容器５１は、アルミニウム箔を樹脂フィルムにラミネートしてなるアルミニウム・ラミネートフィルム（金属ラミネートフィルム材）５３を２枚用いて矩形袋状に加工した金属ラミネートフィルム製の容器である。なお、アルミニウム箔以外の他の金属箔からなる金属ラミネートフィルム材を用いて、容器５１を形成してもよい。
【００２９】
本実施の形態では、容器５１を構成するラミネートフィルム５３の内側に接着剤として機能する熱可塑性樹脂５５（具体的には、変性ポリオレフィン樹脂の一種である酸変性ポリプロピレン樹脂）が設けられている。容器５１内において、正極集電体２３が熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３に溶着されるとともに、負極集電体３３が熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３に溶着されている。なお、ラミネートフィルム５３は１００μｍ程度の厚さを有し、熱可塑性樹脂５５は２０μｍ程度の厚さを有している。
【００３０】
なお、負極集電体３３のニッケル箔と比較すると正極集電体２３のステンレス箔は、熱可塑性樹脂５５の接着性が劣る。本実施の形態では、正極集電体２３を粗化面としてその粗化面が熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３に溶着されることで、ラミネートフィルム５３と正極集電体２３との溶着強度が十分に確保されている。また、負極集電体３３のニッケル箔についてもダル加工を施して粗化面を形成し、負極集電体３３の粗化面を溶着するようにしてもよい。
【００３１】
また、容器５１では、外周縁に沿ってラミネートフィルム材５３を帯状に熱溶着することで密封封止部５２が形成されており、密封封止部５２により容器５１が密封封止されている。熱溶着による封止は、表裏のラミネートフィルム材５３に正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５を挟み込んだ状態で行われる。
【００３２】
次に、リチウム一次電池１０の製造方法について説明する。
【００３３】
正極２１の作製は下記の手順で行う。先ず、シート状のステンレス箔を準備し、その両面にダル加工による表面処理を施して粗化面を形成するとともに、片側の粗化面に部分ニッケルめっきを施す。さらに、ステンレス箔を所定サイズに切断することで、厚さが２０μの矩形状の正極集電体２３を作製する。
【００３４】
図３には、ダル加工の前後におけるステンレス箔の表面粗さＲａの測定結果を示している。図３に示されるように、ダル加工前のステンレス箔（未処理品）の表面粗さＲａは、０．０５μｍ〜０．２０μｍであり、平均の表面粗さは０．１μｍである。一方、ダル加工後におけるステンレス箔（表面処理品）の表面粗さＲａは、０．２０μｍ〜０．７０μｍであり、平均の表面粗さは０．４μｍである。
【００３５】
次に、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）からなる正極活物質と、アセチレンブラックまたはグラファイトなどの炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）からなる結着剤とを所定の質量比となるように混合する。その混合物に有機溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを加え、溶解させることで正極活物質スラリーを準備する。そして、正極集電体２３のニッケルめっき上に、正極活物質スラリーを１００μｍ程度の厚みとなるよう塗布した後、真空中にて１００℃の温度で乾燥して正極２１を作製する。
【００３６】
負極３１の作製は以下の手順で行う。先ず、シート状のニッケル箔を準備し、ニッケル箔を所定サイズに切断することで、厚さが２０μの矩形状の負極集電体３３を作製する。また、所定サイズに切断したリチウム箔を負極集電体３３に重ね合わせ、所定の圧力で圧着することで、負極集電体３３の片面に負極３１を形成する。
【００３７】
この後、正極集電体２３に正極用リード端子２５を超音波溶接し、かつ、負極集電体３３に負極用リード端子３５を超音波溶接する。また、ブチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどに溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウム、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド等を溶解させて非水電解液を作製する。
【００３８】
次に、５μｍ〜３０μｍ（本実施の形態では２０μｍ）の厚さを有する熱可塑性樹脂５５（上記の変性ポリプロピレン樹脂）を正極集電体２３の粗化面とラミネートフィルム５３との間に介在させる。そして、加熱加圧用治具（図示略）により１４０℃の熱を加えて加圧することにより、正極２１を支持する正極集電体２３をラミネートフィルム５３に溶着固定する。また、同様の手法により、負極３１を支持する負極集電体３３をラミネートフィルム５３に溶着固定する。
【００３９】
次いで、正極２１と負極３１とが対向するように内側に向けそれら正極２１及び負極３１間にセパレータ４１を配置した状態で金属ラミネート材５３を重ね合わせる。そして、加熱加圧用治具（図示略）によりラミネートフィルム５３の外周縁に１７０℃の熱を加えて加圧することにより、ラミネートフィルム５３を熱溶着により密封封止する。なおここでは、先ず、ラミネートフィルム５３の外周縁において、各リード端子２５，３５の引き出し側となる辺以外の他の三辺について密封封止し、一辺を開口させた袋状の容器５１を形成する。そして、その容器５１の開口を注入口として非水電解液を容器５１内に注入する。その後、容器５１において、開口部分のフィルム材５３により正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５を挟み込んだ状態でその開口部分を熱溶着により密封封止する。以上の工程を経てリチウム一次電池１０を製造する。
【００４０】
本発明者らは、上記のように製造したリチウム一次電池１０（実施例）について、電池曲げ試験を行った。また、厚さが２０μｍのアルミニウム箔を正極集電体２３として用いるとともに、正極集電体２３及び負極集電体３３を容器５１に固定しない（熱可塑性樹脂５５を用いない）構成のリチウム一次電池（比較例１）を作製し、その電池曲げ試験を行った。さらに、ダル加工（表面処理）をせず粗化面を有していないステンレス箔を正極集電体２３として用いてリチウム一次電池（比較例２）を作製し、その電池曲げ試験を行った。なお、比較例１のリチウム一次電池において、正極集電体２３をアルミニウム箔に代えるとともに集電体２３，３３を容器５１に固定しない点以外の構成は、上記実施例と同様の手法で作製している。また、比較例２のリチウム一次電池において、ダル加工を施していないステンレス箔を用いている点以外の構成は、上記実施例と同様の手法で作製している。
【００４１】
それら実施例及び比較例１，２の各リチウム一次電池１０について、電池曲げ試験実施後における電池厚みの上昇率を表１に示し、電池電圧の低下率を表２に示している。なお、曲げ試験は、ＪＩＳ／ＩＥＣ １０３７３−１の試験方法に準拠したカード曲げ試験である。具体的には、各電池について、表側長方向→表側短方向→裏側長方向→裏側短方向に各２５０回ずつ、つまり１セットで合計１０００回の曲げを行う。また、各電池としては、放電深度が０％、つまり満充電状態の電池（フレッシュ品）と５０％の放電後の電池（５０％放電品）について曲げ試験をそれぞれ実施した。
【表１】
【表２】
【００４２】
表１に示されるように、実施例のリチウム一次電池１０では、曲げ強度が強いため、放電前及び放電深度が進んだ後であっても初期の電池厚み（０．４５ｍｍ以下の厚み）を維持していた。これに対して、比較例１のリチウム一次電池では、放電深度０％の電池厚みは３５％増大し、放電深度５０％の電池厚は５０％増大し、初期の厚みを維持することができなかった。さらに、比較例２のリチウム一次電池では、放電深度０％の場合で初期の厚みを維持していたが、放電深度５０％の場合には電池厚が３％増大し、放電深度が進んだ後は電池厚みが維持できないことが確認された。
【００４３】
表２に示されるように、実施例のリチウム一次電池１０では、放電深度にかかわらず、電池電圧の低下はなく、曲げ試験後においても所定の電池電圧を維持することができた。一方、比較例１のリチウム一次電池では、曲げ試験後においては、５０％の電池電圧の低下が確認された。また、比較例２のリチウム一次電池では、実施例のリチウム一次電池１０と同様に電池電圧の低下は確認されなかった。
【００４４】
また、本発明者らは、曲げ試験後の各電池を解体して内部状態を確認した。その結果、実施例のリチウム一次電池１０においては、曲げ試験後も内部部品の異常（破壊・変形等）は見られなかった。これに対して、比較例１，２のリチウムイオン電池では、容器５１のラミネートフィルム材５３及び内部部品の異常（変形、皺、正極２１の合剤剥がれ）が確認された。
【００４５】
さらに、本発明者らは、正極集電体２３を、アルミニウム箔とは別の金属箔（具体的には、銅箔やニッケル箔）に代えて電池を作製し、電池性能等を確認した。その確認結果を表３に示している。
【表３】
【００４６】
表３に示されるように、正極集電体２３としてアルミニウム箔を用いた場合では、正極集電体２３としての強度を保つことができず、曲げ試験においてアルミニウム箔が切れてしまう。また、アルミニウム箔はめっき加工性が悪いため、集電性を十分に確保することができない。
【００４７】
正極集電体２３としてステンレス箔を用いた場合、ダル加工の表面処理を施さないと、熱可塑性樹脂５５の接着性及び正極２１の接着性が低下する。これに対して、ダル加工の表面処理を施したステンレス箔を用いれば、熱可塑性樹脂５５の接着性及び正極２１の接着性を十分に確保することができ、曲げ強度を向上させることができた。さらに、ステンレス箔はめっき加工性が優れるため、めっきを施すことで集電性を高めることができ、電池性能を十分に確保することができる。
【００４８】
また、正極集電体２３として銅箔を用いた場合やニッケル箔を用いた場合には、正極２１における電池の化学反応が起こらず、リチウム一次電池１０として利用することができない。
【００４９】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５０】
（１）本実施の形態のリチウム一次電池１０では、比較的強度が強いステンレス箔を用いて正極集電体２３が形成され、その正極集電体２３のステンレス箔がラミネートフィルム５３の内面に熱可塑性樹脂５５を介して溶着されている。このようにリチウム一次電池１０を構成すると、曲げに対する特性が強くなり、容器５１の表面における皺の発生や容器５１の内部における異常（変形、皺、正極２１の合剤剥がれ等）を確実に防止することができる。この結果、リチウム一次電池１０の保存特性や耐電解液性等を大幅に向上させることができる。
【００５１】
（２）本実施の形態のリチウム一次電池１０では、正極集電体２３を構成するステンレス箔の表面が粗化面となっているので、熱可塑性樹脂５５との接触面積が増し溶着強度を十分に確保することができる。
【００５２】
（３）本実施の形態のリチウム一次電池１０では、正極集電体２３の粗化面にニッケルめっきが施されているので、正極２１と正極集電体２３との密着性が良好となり、正極２１の剥がれが防止されるのに加えて電池１０の放電特性を高めることができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態では、ラミネートフィルム５３の内面に熱可塑性樹脂５５を設け、ラミネートフィルム５３と集電体２３，３３とを熱可塑性樹脂５５を介して溶着するものであったがこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム箔と熱可塑性樹脂の接着層とが一体に形成された金属ラミネートフィルム材も実用化されている。この金属ラミネートフィルム材を用い、金属ラミネートフィルム材の最内層を構成する熱可塑性樹脂の接着層（樹脂層）を介して集電体２３，３３を溶着して一次電池１０を製造してもよい。このようにすると、ラミネートフィルム５３と熱可塑性樹脂５５とを別部品として準備する必要がないため、部品点数を低減することができ、リチウム一次電池１０の製造コストを低く抑えることができる。
【００５５】
・上記実施の形態のリチウム一次電池１０では、負極集電体３３をニッケル箔を用いて形成していたが、ステンレス箔を用いて負極集電体３３を形成してもよい。
【００５６】
・上記実施の形態のリチウム一次電池１０において、一対の正極２１及び負極３１を積層した電極積層体１１を容器５１に収容するものであったが、複数対の正極２１及び負極３１を積層した電極積層体を容器５１に収納してもよい。なおこの一次電池の場合、ラミネートフィルム５３の封口前に、電極積層体において最外層に位置する正極集電体２３及び負極集電体３３を熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３の内面に溶着する。
【００５７】
・上記実施の形態のリチウム一次電池１０では、正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５が同一方向から引き出されていたが、これに限定するものではなく、正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５が互いに反対方向に引き出される構成としてもよい。
【００５８】
・上記実施の形態では、リチウム一次電池１０に具体化するものであったが、金属ラミネートフィルム製の容器５１に収納される一次電池であれば、リチウム一次電池以外の一次電池に本発明を具体化してもよい。
【００５９】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６０】
（１）手段２または３において、粗化面のＲａが０．２０μｍ以上０．９０μｍ以下であることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６１】
（２）手段１乃至４のいずれか１項において、前記ステンレス箔の厚さが１０μｍ〜３０μｍであることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６２】
（３）手段４において、前記樹脂層の厚さが１０μｍ〜３０μｍであることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６３】
（４）手段１乃至４のいずれか１項において、前記電極積層体の最外層に位置する前記ステンレス箔は、前記金属ラミネートフィルム材の封口前に溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６４】
（５）手段１乃至４のいずれか１項において、前記電池はリチウム一次電池であることを特徴とする薄膜型一次電池。
【符号の説明】
【００６５】
１０…薄膜型一次電池としてのリチウム一次電池
１１…電極積層体
２１…正極
２３…正極集電体
３１…負極
３３…負極集電体
４１…セパレータ
５１…容器
５３…金属ラミネートフィルム材としてのアルミニウム・ラミネートフィルム
５５…熱可塑性樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極と負極とがセパレータを介して積層されてなる電極積層体を有し、電極積層体が電解液とともに金属ラミネートフィルム材からなる容器内に収容されている薄膜型一次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の多様化に伴い、電子ペーパ、ＩＣタグ、多機能カード、電子キーなどのさまざまな超薄型電子機器が実用化されており、それら電子機器には電源としてラミネートタイプの電池が組み込まれている。このラミネートタイプの電池に求められる特徴としては、軽薄長寿命に加えて、曲げに対する強度特性も求められている。
【０００３】
ここでラミネートタイプの電池としては、扁平な形状の巻回電極体を金属ラミネートフィルム材の容器内に収納した薄型電池が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。巻回電極体は、正極と負極とをセパレータを介して積層して巻回した構造を有している。また、巻回電極体の表面には保護テープが接着されており、その表面が接着層を介して外装容器の内面に接着固定されている。このように、巻回電極体と容器とが接着されることにより、ガス発生時における電池の膨れが防止されるようになっている。
【０００４】
特許文献１の薄型電池では、巻回電極体が保護テープ及び接着層を介して容器の内面に接着固定されているため、部品点数が多くなる。また、扁平な形状の巻回電極体を容器内に収容しているため、電池を薄く形成するのには限界があるといった問題がある。
【０００５】
また、正極集電体及び負極集電体を外装容器の一部として兼用するタイプの薄型電池が従来提案されている（例えば、特許文献２参照）。この薄型電池では、負極端子板上にリチウム負極、セパレータ、正極合剤、正極端子板を順次積み重ね、正極集電体及び負極集電体として機能する正極端子板及び負極端子板の周縁部が封口材によって熱溶着されている。このように、電極集電体を容器の外装材として兼用することで、薄型電池を形成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５１５１２号公報
【特許文献２】特許第２９３５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２の薄型電池における外装容器は、金属材のみからなる端子板にて形成されているため、金属ラミネートフィルム製の容器を使用した特許文献１の薄型電池と比較すると、曲げ強度が弱くなる。このため、薄型電池に曲げ応力が頻繁に加わることで、外装容器（電極集電体）の破断や皺が発生してしまう。
【０００８】
また、負極活物質としてリチウム金属を用い、正極活物質としてマンガン化合物を用いた薄膜電池の場合、電池電圧の問題から電極集電体としてアルミニウムが一般的に用いられている。しかしながら、アルミニウムは曲げ強度が弱い。このため、電池製造後の曲げ試験において、電極集電体の破断や、ラミネート容器の皺の発生などが発生し、電池特性の低下を引き起こしていた。特に、負極においてリチウム金属がアルミニウムと反応すると、負極全体が膨張し、電池の膨れを引き起こすといった問題も生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲げ特性を改善し、電池特性の劣化を回避することができる薄膜型一次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段［１］〜［５］を以下に列挙する。
【００１１】
［１］正極集電体に支持された正極と負極集電体に支持された負極とがセパレータを介して積層されてなる電極積層体を有し、前記電極積層体が電解液とともに金属ラミネートフィルム材からなる容器内に収容されて密封封止されている薄膜型一次電池であって、前記正極集電体及び前記負極集電体のうちの少なくとも一方が、ステンレス箔を用いて形成され、前記電極積層体の最外層に位置する前記ステンレス箔が、前記金属ラミネートフィルム材の内面に熱可塑性樹脂を介して溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１２】
手段１に記載の発明によると、電極積層体が正極と負極とがセパレータを介して積層されてなるため、電池を薄く形成することができる。また、正極集電体及び負極集電体のうちの少なくとも一方が、比較的曲げ強度が強いステンレス箔を用いて形成され、そのステンレス箔が金属ラミネートフィルム材の内面に熱可塑性樹脂を介して溶着される。このようにすると、薄膜型一次電池の曲げに対する特性が強くなり、容器表面における皺の発生を確実に防止することができる。この結果、薄膜型一次電池の保存特性等を大幅に向上させることができる。
【００１３】
［２］手段１において、前記ステンレス箔は少なくとも片側に粗化面を有するとともに、前記粗化面が溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１４】
手段２に記載の発明によると、ステンレス箔の表面が粗化面であるので、熱可塑性樹脂との接触面積が増し、ステンレス箔と金属ラミネートフィルム材との溶着強度を十分に確保することができる。ここで、ステンレス箔の厚さは１０μｍ〜３０μｍであることが好ましく、粗化面のＲａは０．２０μｍ以上０．９０μｍ以下であることが好ましい。このようにすると、ステンレス箔の粗化面と熱可塑性樹脂との接着性を十分に確保することができる。
【００１５】
［３］手段１において、前記ステンレス箔は両側に粗化面を有するとともに、一方の側の前記粗化面が溶着され、他方の側の前記粗化面にはニッケルめっきが施されるとともに、前記ニッケルめっき上を除いた部分には前記正極が形成されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１６】
手段３に記載の発明によると、ステンレス箔と熱可塑性樹脂との接触面積が増し溶着強度を十分に確保することができる。また、ステンレス箔において正極が形成される粗化面にニッケルめっきが施される。この場合、正極とステンレス箔との密着性が良好となり、正極の剥がれが防止されるのに加えて一次電池の放電特性を高めることができる。
【００１７】
［４］手段１乃至３のいずれか１項において、前記熱可塑性樹脂は、前記金属ラミネートフィルム材の最内層を構成している樹脂層であることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００１８】
手段４に記載の発明によると、熱可塑性樹脂は、金属ラミネートフィルム材の最内層を構成している樹脂層であるので、熱可塑性樹脂を別途設ける必要がなく、部品点数を低減することができる。なお、樹脂層の厚さは１０μｍ〜３０μｍであることが好ましい。このようにすると、ステンレス箔と金属ラミネートフィルム材との溶着強度を十分に確保することができる。
【００１９】
［５］手段４において、前記樹脂層は変性ポリオレフィン樹脂からなることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００２０】
手段５に記載の発明によると、樹脂層は接着性を改善した変性ポリオレフィン樹脂からなるので、ステンレス箔と金属ラミネートフィルム材とを確実に熱溶着することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳述したように、手段１〜５に記載の発明によると、曲げ特性を改善し、電池特性の劣化を回避できる薄膜型一次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施の形態のリチウム一次電池を示す平面図。
【図２】一実施の形態のリチウム一次電池を示す断面図。
【図３】ダル加工の前後におけるステンレス箔の表面粗さを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を薄膜型一次電池としてのリチウム一次電池に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態におけるリチウム一次電池１０を示す平面図であり、図２はそのリチウム一次電池１０の断面図である。本実施の形態のリチウム一次電池１０は、０．４５ｍｍ以下の厚さを有する薄型ラミネートタイプの電池である。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、リチウム一次電池１０は、正極集電体２３に支持された正極２１と負極集電体３３に支持された負極３１とがセパレータ４１を介して積層されてなる電極積層体１１を備えている。リチウム一次電池１０において、電極積層体１１は、非水電解液とともに容器５１内に密封封止されている。非水電解液としては、ブチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどに溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウム、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド等を溶解させた電解液を用いている。
【００２５】
セパレータ４１は、電解液や電極活物質等に対して耐久性があり、連通気孔を有する非導電性の多孔体等からなる。本実施の形態では、セパレータ４１として、ポリプロピレンからなる不織布が用いられる。セパレータ４１の厚さは、電池の内部抵抗を小さくするために薄いほうが好ましいが、電解液の保持量、流通性、強度等を勘案して適宜設定することができる。
【００２６】
正極２１は、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）からなる正極活物質と、アセチレンブラックまたはグラファイトなどの炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）からなる結着剤とを含んで構成されている。正極集電体２３は、正極２１を支持しつつ集電を行うための金属箔であり、厚みが２０μｍのステンレス箔からなる。正極集電体２３は、表面を粗化するためのダル加工が施されるとともに部分的にニッケルめっきが施されている。本実施の形態では、正極集電体２３の両面が粗化面となっており、正極集電体２３の片面（図２では上側の粗化面）にニッケルめっき（図示略）が施されている。そして、正極集電体２３のニッケルめっき上を除いた部分に正極２１が形成されている。正極集電体２３は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺に正極用リード端子２５が溶接されている。この正極用リード端子２５は、容器５１の密封封止部５２を介して容器外部に引き出されている。
【００２７】
負極３１は、負極活物質としてのリチウム箔からなり、負極集電体３３の片面に圧着されている。なお、負極３１としては、リチウム箔の代わりにリチウム合金箔（例えば、アルミニウム−リチウム合金箔等）を用いてもよい。負極集電体３３は、負極３１を支持しつつ集電を行うための金属箔であって、例えば、厚みが２０μｍのニッケル箔からなる。負極集電体３３は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺に負極用リード端子３５が溶接されている。この負極用リード端子３５も、正極用リード端子２５と同様に容器５１の密封封止部５２を介して容器外部に引き出されている。
【００２８】
リチウム一次電池１０の容器５１は、アルミニウム箔を樹脂フィルムにラミネートしてなるアルミニウム・ラミネートフィルム（金属ラミネートフィルム材）５３を２枚用いて矩形袋状に加工した金属ラミネートフィルム製の容器である。なお、アルミニウム箔以外の他の金属箔からなる金属ラミネートフィルム材を用いて、容器５１を形成してもよい。
【００２９】
本実施の形態では、容器５１を構成するラミネートフィルム５３の内側に接着剤として機能する熱可塑性樹脂５５（具体的には、変性ポリオレフィン樹脂の一種である酸変性ポリプロピレン樹脂）が設けられている。容器５１内において、正極集電体２３が熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３に溶着されるとともに、負極集電体３３が熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３に溶着されている。なお、ラミネートフィルム５３は１００μｍ程度の厚さを有し、熱可塑性樹脂５５は２０μｍ程度の厚さを有している。
【００３０】
なお、負極集電体３３のニッケル箔と比較すると正極集電体２３のステンレス箔は、熱可塑性樹脂５５の接着性が劣る。本実施の形態では、正極集電体２３を粗化面としてその粗化面が熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３に溶着されることで、ラミネートフィルム５３と正極集電体２３との溶着強度が十分に確保されている。また、負極集電体３３のニッケル箔についてもダル加工を施して粗化面を形成し、負極集電体３３の粗化面を溶着するようにしてもよい。
【００３１】
また、容器５１では、外周縁に沿ってラミネートフィルム材５３を帯状に熱溶着することで密封封止部５２が形成されており、密封封止部５２により容器５１が密封封止されている。熱溶着による封止は、表裏のラミネートフィルム材５３に正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５を挟み込んだ状態で行われる。
【００３２】
次に、リチウム一次電池１０の製造方法について説明する。
【００３３】
正極２１の作製は下記の手順で行う。先ず、シート状のステンレス箔を準備し、その両面にダル加工による表面処理を施して粗化面を形成するとともに、片側の粗化面に部分ニッケルめっきを施す。さらに、ステンレス箔を所定サイズに切断することで、厚さが２０μの矩形状の正極集電体２３を作製する。
【００３４】
図３には、ダル加工の前後におけるステンレス箔の表面粗さＲａの測定結果を示している。図３に示されるように、ダル加工前のステンレス箔（未処理品）の表面粗さＲａは、０．０５μｍ〜０．２０μｍであり、平均の表面粗さは０．１μｍである。一方、ダル加工後におけるステンレス箔（表面処理品）の表面粗さＲａは、０．２０μｍ〜０．７０μｍであり、平均の表面粗さは０．４μｍである。
【００３５】
次に、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）からなる正極活物質と、アセチレンブラックまたはグラファイトなどの炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）からなる結着剤とを所定の質量比となるように混合する。その混合物に有機溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを加え、溶解させることで正極活物質スラリーを準備する。そして、正極集電体２３のニッケルめっき上に、正極活物質スラリーを１００μｍ程度の厚みとなるよう塗布した後、真空中にて１００℃の温度で乾燥して正極２１を作製する。
【００３６】
負極３１の作製は以下の手順で行う。先ず、シート状のニッケル箔を準備し、ニッケル箔を所定サイズに切断することで、厚さが２０μの矩形状の負極集電体３３を作製する。また、所定サイズに切断したリチウム箔を負極集電体３３に重ね合わせ、所定の圧力で圧着することで、負極集電体３３の片面に負極３１を形成する。
【００３７】
この後、正極集電体２３に正極用リード端子２５を超音波溶接し、かつ、負極集電体３３に負極用リード端子３５を超音波溶接する。また、ブチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどに溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウム、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド等を溶解させて非水電解液を作製する。
【００３８】
次に、５μｍ〜３０μｍ（本実施の形態では２０μｍ）の厚さを有する熱可塑性樹脂５５（上記の変性ポリプロピレン樹脂）を正極集電体２３の粗化面とラミネートフィルム５３との間に介在させる。そして、加熱加圧用治具（図示略）により１４０℃の熱を加えて加圧することにより、正極２１を支持する正極集電体２３をラミネートフィルム５３に溶着固定する。また、同様の手法により、負極３１を支持する負極集電体３３をラミネートフィルム５３に溶着固定する。
【００３９】
次いで、正極２１と負極３１とが対向するように内側に向けそれら正極２１及び負極３１間にセパレータ４１を配置した状態で金属ラミネート材５３を重ね合わせる。そして、加熱加圧用治具（図示略）によりラミネートフィルム５３の外周縁に１７０℃の熱を加えて加圧することにより、ラミネートフィルム５３を熱溶着により密封封止する。なおここでは、先ず、ラミネートフィルム５３の外周縁において、各リード端子２５，３５の引き出し側となる辺以外の他の三辺について密封封止し、一辺を開口させた袋状の容器５１を形成する。そして、その容器５１の開口を注入口として非水電解液を容器５１内に注入する。その後、容器５１において、開口部分のフィルム材５３により正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５を挟み込んだ状態でその開口部分を熱溶着により密封封止する。以上の工程を経てリチウム一次電池１０を製造する。
【００４０】
本発明者らは、上記のように製造したリチウム一次電池１０（実施例）について、電池曲げ試験を行った。また、厚さが２０μｍのアルミニウム箔を正極集電体２３として用いるとともに、正極集電体２３及び負極集電体３３を容器５１に固定しない（熱可塑性樹脂５５を用いない）構成のリチウム一次電池（比較例１）を作製し、その電池曲げ試験を行った。さらに、ダル加工（表面処理）をせず粗化面を有していないステンレス箔を正極集電体２３として用いてリチウム一次電池（比較例２）を作製し、その電池曲げ試験を行った。なお、比較例１のリチウム一次電池において、正極集電体２３をアルミニウム箔に代えるとともに集電体２３，３３を容器５１に固定しない点以外の構成は、上記実施例と同様の手法で作製している。また、比較例２のリチウム一次電池において、ダル加工を施していないステンレス箔を用いている点以外の構成は、上記実施例と同様の手法で作製している。
【００４１】
それら実施例及び比較例１，２の各リチウム一次電池１０について、電池曲げ試験実施後における電池厚みの上昇率を表１に示し、電池電圧の低下率を表２に示している。なお、曲げ試験は、ＪＩＳ／ＩＥＣ １０３７３−１の試験方法に準拠したカード曲げ試験である。具体的には、各電池について、表側長方向→表側短方向→裏側長方向→裏側短方向に各２５０回ずつ、つまり１セットで合計１０００回の曲げを行う。また、各電池としては、放電深度が０％、つまり満充電状態の電池（フレッシュ品）と５０％の放電後の電池（５０％放電品）について曲げ試験をそれぞれ実施した。
【表１】
【表２】
【００４２】
表１に示されるように、実施例のリチウム一次電池１０では、曲げ強度が強いため、放電前及び放電深度が進んだ後であっても初期の電池厚み（０．４５ｍｍ以下の厚み）を維持していた。これに対して、比較例１のリチウム一次電池では、放電深度０％の電池厚みは３５％増大し、放電深度５０％の電池厚は５０％増大し、初期の厚みを維持することができなかった。さらに、比較例２のリチウム一次電池では、放電深度０％の場合で初期の厚みを維持していたが、放電深度５０％の場合には電池厚が３％増大し、放電深度が進んだ後は電池厚みが維持できないことが確認された。
【００４３】
表２に示されるように、実施例のリチウム一次電池１０では、放電深度にかかわらず、電池電圧の低下はなく、曲げ試験後においても所定の電池電圧を維持することができた。一方、比較例１のリチウム一次電池では、曲げ試験後においては、５０％の電池電圧の低下が確認された。また、比較例２のリチウム一次電池では、実施例のリチウム一次電池１０と同様に電池電圧の低下は確認されなかった。
【００４４】
また、本発明者らは、曲げ試験後の各電池を解体して内部状態を確認した。その結果、実施例のリチウム一次電池１０においては、曲げ試験後も内部部品の異常（破壊・変形等）は見られなかった。これに対して、比較例１，２のリチウムイオン電池では、容器５１のラミネートフィルム材５３及び内部部品の異常（変形、皺、正極２１の合剤剥がれ）が確認された。
【００４５】
さらに、本発明者らは、正極集電体２３を、アルミニウム箔とは別の金属箔（具体的には、銅箔やニッケル箔）に代えて電池を作製し、電池性能等を確認した。その確認結果を表３に示している。
【表３】
【００４６】
表３に示されるように、正極集電体２３としてアルミニウム箔を用いた場合では、正極集電体２３としての強度を保つことができず、曲げ試験においてアルミニウム箔が切れてしまう。また、アルミニウム箔はめっき加工性が悪いため、集電性を十分に確保することができない。
【００４７】
正極集電体２３としてステンレス箔を用いた場合、ダル加工の表面処理を施さないと、熱可塑性樹脂５５の接着性及び正極２１の接着性が低下する。これに対して、ダル加工の表面処理を施したステンレス箔を用いれば、熱可塑性樹脂５５の接着性及び正極２１の接着性を十分に確保することができ、曲げ強度を向上させることができた。さらに、ステンレス箔はめっき加工性が優れるため、めっきを施すことで集電性を高めることができ、電池性能を十分に確保することができる。
【００４８】
また、正極集電体２３として銅箔を用いた場合やニッケル箔を用いた場合には、正極２１における電池の化学反応が起こらず、リチウム一次電池１０として利用することができない。
【００４９】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５０】
（１）本実施の形態のリチウム一次電池１０では、比較的強度が強いステンレス箔を用いて正極集電体２３が形成され、その正極集電体２３のステンレス箔がラミネートフィルム５３の内面に熱可塑性樹脂５５を介して溶着されている。このようにリチウム一次電池１０を構成すると、曲げに対する特性が強くなり、容器５１の表面における皺の発生や容器５１の内部における異常（変形、皺、正極２１の合剤剥がれ等）を確実に防止することができる。この結果、リチウム一次電池１０の保存特性や耐電解液性等を大幅に向上させることができる。
【００５１】
（２）本実施の形態のリチウム一次電池１０では、正極集電体２３を構成するステンレス箔の表面が粗化面となっているので、熱可塑性樹脂５５との接触面積が増し溶着強度を十分に確保することができる。
【００５２】
（３）本実施の形態のリチウム一次電池１０では、正極集電体２３の粗化面にニッケルめっきが施されているので、正極２１と正極集電体２３との密着性が良好となり、正極２１の剥がれが防止されるのに加えて電池１０の放電特性を高めることができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態では、ラミネートフィルム５３の内面に熱可塑性樹脂５５を設け、ラミネートフィルム５３と集電体２３，３３とを熱可塑性樹脂５５を介して溶着するものであったがこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム箔と熱可塑性樹脂の接着層とが一体に形成された金属ラミネートフィルム材も実用化されている。この金属ラミネートフィルム材を用い、金属ラミネートフィルム材の最内層を構成する熱可塑性樹脂の接着層（樹脂層）を介して集電体２３，３３を溶着して一次電池１０を製造してもよい。このようにすると、ラミネートフィルム５３と熱可塑性樹脂５５とを別部品として準備する必要がないため、部品点数を低減することができ、リチウム一次電池１０の製造コストを低く抑えることができる。
【００５５】
・上記実施の形態のリチウム一次電池１０では、負極集電体３３をニッケル箔を用いて形成していたが、ステンレス箔を用いて負極集電体３３を形成してもよい。
【００５６】
・上記実施の形態のリチウム一次電池１０において、一対の正極２１及び負極３１を積層した電極積層体１１を容器５１に収容するものであったが、複数対の正極２１及び負極３１を積層した電極積層体を容器５１に収納してもよい。なおこの一次電池の場合、ラミネートフィルム５３の封口前に、電極積層体において最外層に位置する正極集電体２３及び負極集電体３３を熱可塑性樹脂５５を介してラミネートフィルム５３の内面に溶着する。
【００５７】
・上記実施の形態のリチウム一次電池１０では、正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５が同一方向から引き出されていたが、これに限定するものではなく、正極用リード端子２５及び負極用リード端子３５が互いに反対方向に引き出される構成としてもよい。
【００５８】
・上記実施の形態では、リチウム一次電池１０に具体化するものであったが、金属ラミネートフィルム製の容器５１に収納される一次電池であれば、リチウム一次電池以外の一次電池に本発明を具体化してもよい。
【００５９】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６０】
（１）手段２または３において、粗化面のＲａが０．２０μｍ以上０．９０μｍ以下であることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６１】
（２）手段１乃至４のいずれか１項において、前記ステンレス箔の厚さが１０μｍ〜３０μｍであることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６２】
（３）手段４において、前記樹脂層の厚さが１０μｍ〜３０μｍであることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６３】
（４）手段１乃至４のいずれか１項において、前記電極積層体の最外層に位置する前記ステンレス箔は、前記金属ラミネートフィルム材の封口前に溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【００６４】
（５）手段１乃至４のいずれか１項において、前記電池はリチウム一次電池であることを特徴とする薄膜型一次電池。
【符号の説明】
【００６５】
１０…薄膜型一次電池としてのリチウム一次電池
１１…電極積層体
２１…正極
２３…正極集電体
３１…負極
３３…負極集電体
４１…セパレータ
５１…容器
５３…金属ラミネートフィルム材としてのアルミニウム・ラミネートフィルム
５５…熱可塑性樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体に支持された正極と負極集電体に支持された負極とがセパレータを介して積層されてなる電極積層体を有し、前記電極積層体が電解液とともに金属ラミネートフィルム材からなる容器内に収容されて密封封止されている薄膜型一次電池であって、
前記正極集電体及び前記負極集電体のうちの少なくとも一方が、ステンレス箔を用いて形成され、前記電極積層体の最外層に位置する前記ステンレス箔が、前記金属ラミネートフィルム材の内面に熱可塑性樹脂を介して溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【請求項２】
前記ステンレス箔は少なくとも片側に粗化面を有するとともに、前記粗化面が溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜型一次電池。
【請求項３】
前記ステンレス箔は両側に粗化面を有するとともに、一方の側の前記粗化面が溶着され、他方の側の前記粗化面にはニッケルめっきが施されるとともに、前記ニッケルめっき上を除いた部分には前記正極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜型一次電池。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、前記金属ラミネートフィルム材の最内層を構成している樹脂層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の薄膜型一次電池。
【請求項５】
前記樹脂層は変性ポリオレフィン樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の薄膜型一次電池。
【請求項１】
正極集電体に支持された正極と負極集電体に支持された負極とがセパレータを介して積層されてなる電極積層体を有し、前記電極積層体が電解液とともに金属ラミネートフィルム材からなる容器内に収容されて密封封止されている薄膜型一次電池であって、
前記正極集電体及び前記負極集電体のうちの少なくとも一方が、ステンレス箔を用いて形成され、前記電極積層体の最外層に位置する前記ステンレス箔が、前記金属ラミネートフィルム材の内面に熱可塑性樹脂を介して溶着されていることを特徴とする薄膜型一次電池。
【請求項２】
前記ステンレス箔は少なくとも片側に粗化面を有するとともに、前記粗化面が溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜型一次電池。
【請求項３】
前記ステンレス箔は両側に粗化面を有するとともに、一方の側の前記粗化面が溶着され、他方の側の前記粗化面にはニッケルめっきが施されるとともに、前記ニッケルめっき上を除いた部分には前記正極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜型一次電池。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、前記金属ラミネートフィルム材の最内層を構成している樹脂層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の薄膜型一次電池。
【請求項５】
前記樹脂層は変性ポリオレフィン樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の薄膜型一次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０９１２６（Ｐ２０１２−２０９１２６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３７５４（Ｐ２０１１−７３７５４）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００１７７０８１）ＦＤＫ鳥取株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００１７７０８１）ＦＤＫ鳥取株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]