薄型电池制造技术

提供一种具有优异的气密性和机械强度的薄型电池。它包括一个阴极１，一个阳极２和电解质３，包容在一个由高分子薄膜和金属箔形成的防潮多层薄膜４内。将电极和外部端子互连的一对电极端子５和６是由网状的或者多孔的导电构件形成的。通过用网状的或者多孔的导电材料作电极端子５和６，电极端子５和６可以紧密地粘结到防潮多层薄膜４上。此外，通过在电极端子５，６穿过的密封部分Ｘ，增加高分子薄膜层的厚度，可以防止发生短路。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于减小便携电子设备的尺寸和重量的薄型电池。更具体地说，涉及它的一种电极端子结构。近来，电池作为便携电子设备的电源在工业上越来越起到重要的作用。为了减小电子设备的尺寸和厚度，越来越需要使电池能够放置到有限的设备空间内。为了这个目的，具有高能量密度和高输出功率密度的锂电池被认为是最适合的。另一方面，为了减小电子设备的尺寸和厚度，需要在形态学上灵活并具有高的自由度，厚度较薄，面积较大或者厚度较薄面积较小的电池。但是，如果传统的金属外壳被用作外部封装部件，则这些要求不能得到满足。尤其是，在一种包括热熔型高分子薄膜层和金属箔层的防潮型多层薄膜的情况下，通过热密封难以实现密封的结构，尽管薄膜本身具有出色的强度和气密性。所以，这种防潮型多层薄膜有希望成为在形态学上有较高自由度的电池或者薄型电池的外部封装材料的替代品。但是，通过外部封装材料的密封开口处的电极端子，在防潮型多层薄膜中的电极和外部端子之间建立导电性的过程中，细的密封开口不能利用粗的金属线密封，而细的金属线本身又不能保证足够的导电性。如果利用金属箔作为电极端子，则密封开口的厚度可以减小，导电性也可以得到保证。但是，在热熔性高分子薄膜层和金属箔(电极端子)之间不能够在连接上提供足够的气密性。其结果是最轻的应力也导致剥离，使得不能够保持电池的气密性。因此，利用金属线或者金属箔的电极端子，不能取得满意的气密性或者机械强度。特别是，对于正在频繁进行研究的锂电池，由于其高能量密度和高输出功率密度，所以不能混入湿气，因此需要高的气密性。因此，本专利技术的目的就是提供一种具有高气密性和高机械强度的薄型电池。通过我们不懈地研究，本专利技术者发现，通过利用网状的或者多孔的导电材料作电极端子，即可改善防潮多层薄膜和电极端子之间粘结的紧密度。即，本专利技术提供了一种薄型电池，包括一个阴极，一个阳极和电解质，它们装在一个由高分子薄膜和金属箔形成的防潮多层薄膜内，其中，将电极和外部端子相互连接的电极端子是由网状的或者多孔的导电构件形成的。所述的网状或者多孔导体最好是金属网，多孔金属网，冲孔金属板和碳纤维聚合体之一。所述的网状或者多孔导体最好是下面的一种，碳，镍，铝，铜，钨，不锈钢，铁，银，金，上述金属的合金或者镀有上述金属或者合金的金属。在本专利技术的薄型电池中，由于电极端子是由网状或者多孔导电构件形成的，所以在密封部分的高分子薄膜，例如热熔高分子薄膜层或者粘结树酯，穿入电极端子的空隙，使得电极端子和高分子薄膜不易相互分层，从而实现较好的气密性和机械强度。在本专利技术的薄型电池中，防潮多层薄膜的开口部分最好由高分子薄膜密封，并且电极端子穿过的高分子薄膜厚于密封部分的其余区域。例如，最好把一个树酯片加到与密封部分对齐的电极端子的表面上或者覆盖该表面。如果位于由电极端子穿过的密封部分的高分子薄膜的部分厚于密封部分的其它部分，则可以防止电极端子(阴极和阳极)因与金属箔层接触而造成短路。在本专利技术的薄型电池情况下，其中电极端子是由网状或者多孔导电构件形成的，电极端子和防潮多层薄膜之间的粘结紧密性可以得到改善以保证出色的气密性和机械强度。此外，可以防止阴极和阳极之间的短路的发生，结果，电池的使用寿命、长期存放性能以及机械强度可以得到改善，从而改善了电池的性能和可靠性。附图说明图1是显示本专利技术的薄型电池在密封之前的截面图。图2是显示薄型电池在密封之前的部件分解透视图。图3是显示薄型电池在密封之后的截面图。图4是显示薄型电池在密封之后，从顶部看到的透视图。图5为薄型电池的防潮多层薄膜的截面图。图6为图1所示的薄型电池的电极端子的密封部分X加有树脂片的截面图。图7为图6的薄型电池在密封之前的部件分解透视图。图8为图6的薄型电池在密封之后的部件分解透视图。图9是显示图6的薄型电池在密封之后，从顶部看到的透视图。图10为根据本专利技术的修改例的薄型电池在密封之前的透视图。图11为图10所示的修改例的薄型电池在密封之后的透视图。图12为根据本专利技术的另一个修改例的薄型电池在密封之前的透视图。图13为图12所示的修改例的薄型电池在密封之后的透视图。图14是表示存放期和电解质中的潮气量之间的关系的曲线。图15是表示存放期和电池的开路电压之间的关系的曲线。图16为表示在存放10周以后电池的充电容量和放电容量之间的关系的曲线。下面参照附图详细描述本专利技术的最佳实施例。根据本专利技术的薄型电池的结构如下，阴极1和阳极2叠放在一起，中间由隔片3和/或凝胶质电解质分开，并夹放在由防潮多层薄膜4，4制成的外部封装材料之间，如图1-4所示。如果不使用固体电解质，则电池的内部充入无水液体电解质。防潮多层薄膜4由热熔高分子薄膜层4a，金属箔层4b和高分子薄膜层4c制成，并按此顺序放置，热熔高分子薄膜层4a面向电池的内部。阴极端子5的一端穿过热熔高分子薄膜层4a以便露在外面，同时其相反的一端电连接到阴极1。类似地，阳极端子6的一端穿过热熔高分子薄膜层4b以便露在外面，同时其相反的一端电连接到阳极2。阴极端子5和阳极端子6可连接到电极材料或者电流集电极。连接方法包括通过导电材料的压接，焊接和粘接。尽管阴极端子5和阳极端子6是从相反的一侧引出的，但端子5，6也可以以其他可选的方式布置，只要它们不连接到一起引起短路即可。本专利技术的薄型电池的特征是，阴极端子5和阳极端子6(统称为电极端子)是由网状的或多孔的导电材料制成的。具体地说，这些电极端子可以是通过编织细线得到的网状结构，多个细线的平行阵列，或者是由连接到一起的细线的不规则的阵列组成的网状结构。相邻的细线之间最好分开细线的直径或者较长的直径的0.5-2倍。此外，电极端子可以是具有散布的孔或者缝隙的平板结构。具有这种网状或者多孔结构的电极端子可以是金属网，多孔金属网，冲孔金属板或碳纤维聚合体。考虑到强度和可加工性，电极端子的材料(导电材料)包括碳，镍，铝，铜，钨，不锈钢，铁，银，金，上述金属的合金或者镀有上述金属或者合金的金属。可以把相同的或者不同的材料用于电极端子，即，阴极端子5和阳极端子6。从电化学或化学稳定性的角度来看，铝，金，和碳最适合于阴极端子5，铜最适合于阳极端子6。在既适合于阴极又适合于阳极端子材料中，最好选择镍和不锈钢。电池是通过热压一个不与电极叠置的作为外部封装材料的防潮多层薄膜4的开口端而密封的。该开口端在图4中用阴影表示。在密封过程中，电极端子穿过热熔高分子薄膜层4a以便在图3和图4所示的密封端X被密封。由于电极端子为网状或者多孔结构，所以热熔高分子薄膜层4a穿入电极端子的空隙，将电极端子与前侧和后侧热熔高分子薄膜层4a的材料结合到一起。由于热熔高分子薄膜层4a的材料在本专利技术的薄型电池的密封过程中穿入电极端子的缝隙，所以电极端子和热熔高分子薄膜层4a被强力地结合在一起而不可能产生分层，这就实现出色的气密性和机械稳定性。所以显著地改善电池的使用寿命，长期存放性能和机械耐久性，保证了电池的出色的性能和可靠性。每个电极端子的厚度要求等于或者小于在密封部分X处的热熔高分子薄膜层4a的厚度(正侧和反侧二者的厚度之和)。如果电极端子厚度过大，则风险大，因为在利用热熔密封当中，电极端子的网状纤维可能穿透热熔高分子薄膜层4a而与内部金属箔层4b接触。如果阴极端子5和阳极端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄型电池，包括一个阴极，一个阳极和一个电解质，它们包容在一个由高分子薄膜和金属箔形成的防潮多层薄膜内，其中改进之处在于 将电极和外部端子相互连接的电极端子是由网状的或者多孔的导电构件形成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：涉谷真志生，明石宽之，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]