專利名稱：：非水電解質(zhì)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于電子設(shè)備電源的非水電解質(zhì)電池。為滿足電子設(shè)備小型化要求，對于作為其電源用的電池的小型化要求也日益增強。為了滿足對電池的這種要求，對薄殼化的電池進行研究。作為這種電池已知的是將電極和電解液等封入由塑料或塑料和金屬貼合在一起而構(gòu)成的袋體內(nèi)。在這種電池中，其可靠性受密封性的制約，因此，有如下所述各種研究。例如，在特開昭56-71278號公報中公開了片狀電池。在該電池中熱熔粘合部分所占的比例小，同時，使用由樹脂預(yù)先包覆的導(dǎo)線，因此，改善與袋體熱熔粘合的可靠性。然而，特開昭56-71278號公報所公開的將電池系統(tǒng)封入的袋體是由單一的耐碘性氟樹脂所形成。因此，當(dāng)電解液是揮發(fā)性或有機溶劑體系的非水電解質(zhì)電池時，電解液由袋體滲透而漏出，或者水分從外部滲入的傾向大，因此，其密封性差。又，在特開平3-62447號公報中公開了作為封裝用袋體的封口部分的材料使用了丙烯酸改性的聚乙烯或丙烯酸改性聚丙烯的電池。然而，在特開平3-62447號公報中所記載的電池中，由于使用吸濕性高的丙烯?；男缘木巯N，具有水分從外部易于滲入的問題。因此，本發(fā)明目的在于，提供一種對非水電解液和水蒸氣有高阻斷性的非水電解質(zhì)電池。本發(fā)明是非水電解質(zhì)電池，其特征是，具有非水電解質(zhì)介質(zhì)、和非水電解質(zhì)介質(zhì)接觸的陽極和陰極、一端與陽極連接而另一端延長到外部的第一導(dǎo)線、一端與陰極連接而另一端延長到外部的第二導(dǎo)線以及將陽極、陰極、和非水電解質(zhì)介質(zhì)以及第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的一部分通過熱封而封入的袋體，袋體至少其熱封部分具有由馬來酸改性聚烯烴所構(gòu)成的層。所謂非水電解質(zhì)介質(zhì)是含有電解質(zhì)的非水電解液或固體電解質(zhì)。當(dāng)非水電解質(zhì)介質(zhì)是非水電解液時，其特征在于，為了防止擴散，在陽極和陰極之間設(shè)置有隔板。馬來酸改性的聚烯烴的吸濕性低，并且與非水電解液的相溶性也低。因此，在熱封的部分對于非水電解液及水蒸氣的阻斷性高，提高袋體的密封性。又，作為特征在袋體周圍部分形成熱封部分。因此，當(dāng)袋體是由薄膜形成時，在周圍部分可提高袋體的密封性。又，其特征還在于，第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的周圍部分被絕緣體所包覆，絕緣體含有和第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的周圍部分直接接觸的馬來酸改性的聚烯烴所組成的層，在絕緣體和袋體連接的部分形成熱封部分。因此，能抑制第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的周圍部分和袋體之間間隙的發(fā)生，提高密封性。又，第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線或絕緣體的特征還在于具有帶狀的形狀。因此，即使電池的容量增加，也可抑制第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線或絕緣體外周的增加，但能增大第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線或絕緣體的截面積，因此，能抑制在熱封部分中所產(chǎn)生的間隙。因此，對熱封部分的氣密可靠性提高。附圖的簡單說明附圖1是本發(fā)明非水電解質(zhì)電池的一個實施方案的簡略斜視圖。附圖2是沿附圖1的A-A線或B-B線的截面圖。附圖3是本發(fā)明另一非水電解質(zhì)電池實施方案的簡略截面圖。實施發(fā)明的最佳方案為了更加詳細地敘述本發(fā)明，按照附圖加以說明，在附圖中同樣部分或相當(dāng)部分以相同符號標(biāo)出。附圖1是本發(fā)明非水電解質(zhì)電池的一個實施方案的簡略斜視圖。非水電解質(zhì)電池10是將單一的電化學(xué)電池封入周邊部分由熱熔粘合的熱封部分12所形成的袋體14中，該單一的電化學(xué)電池含有電解質(zhì)(例如鋰化合物)溶于非水溶劑(例如有機溶劑)中的非水電解液(非水電解質(zhì)介質(zhì))。從封裝袋14的上部，有在其周邊部分被絕緣體16a、16b所包覆的第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b的一端向上方延伸，可與外部的電相連接。附圖2是沿附圖1的A-A線或B-B線的截面圖。如圖所示那樣，為抑制非水電解液20的滲透起見，該封裝袋14例如由鋁質(zhì)金屬箔或金屬層22用塑料質(zhì)層24-28所夾住而形成的多層薄膜所組成。詳細而言，該封裝袋14是由和非水電解液20接觸的上述多層薄膜的最內(nèi)側(cè)的層24的周邊部分以熱熔粘合所形成的。因此，在多層薄膜內(nèi)側(cè)層24的周邊部分形成熱封部分12，因此，由于內(nèi)側(cè)層24的材料使非水電解質(zhì)從該處漏出。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過選擇形成熱封部分12的多層薄膜材料能防止非水電解質(zhì)20的滲透和漏出以及水蒸汽的滲入。也就是，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過與非水電解質(zhì)20接觸并且周圍由熱封部分12所形成的多層薄膜的內(nèi)側(cè)層24由馬來酸改性的聚烯烴所構(gòu)成的層，就能防止非水電解質(zhì)的滲透和漏出以及水蒸氣的滲入。這樣的特征是由于馬來酸改性的聚烯烴具有低吸濕性和與上述非水電解質(zhì)的低相溶性，以及形成密封性高的熱封部分所致。作為這種馬來酸改性聚烯烴適合的是例如馬來酸改性的聚乙烯。又，由馬來酸改性聚烯烴所構(gòu)成的內(nèi)側(cè)層24的厚度優(yōu)選為30μm到200μm范圍內(nèi)。如果比30μm薄，則熱封性差，特別是在后面所述的第一導(dǎo)線18a和第二導(dǎo)線18b以及封裝袋14以熱封連接的部分，其熱封性有不良傾向；如果比200μm厚，則在熱封時由于樹脂的流動量過多而使金屬層22變形，在最差的情況下，封裝袋14破損。此外，在金屬層22和馬來酸改性的聚烯烴所構(gòu)成的內(nèi)側(cè)層24外設(shè)有由多層薄膜所構(gòu)成的層28，它以由PEG(聚對苯二甲酸乙酯)構(gòu)成為適宜。從而，會提高其耐磨耗性。因此，作為適用于這種非水電解質(zhì)電池的非水電解液有例如在碳酸亞丙酯、γ-丁內(nèi)酯、碳酸亞乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、1，2-二甲氧基乙烷或四氫呋喃等的有機溶劑中溶解LiClO4、LiBF4、LiPF6或LiAsF6這樣的鋰化合物溶質(zhì)而構(gòu)成為適宜。在封裝袋14中封入在非水電解液20中浸漬的陽極板30和陰極板32。這些陽極板30和陰極板32由稱為集電體的金屬箔或伸展金屬板(expardedmetal)的金屬基材(圖中未示)和在該金屬基材上所形成的活性物質(zhì)層(圖中未示)所構(gòu)成。又，在陽極板30和陰極板32之間，設(shè)置有為防止非水電解液20擴散的隔板34。又，在陽極板30的金屬基材上第一導(dǎo)線18a的一端用例如點焊、超聲波焊等與導(dǎo)線36連接，而其另一端則如上述那樣延伸到封裝袋14的外部。在陰極板32的金屬基材上也將第二導(dǎo)線18b的一端用例如點焊、超聲波焊等與導(dǎo)線38連接，而其另一端如上述那樣延伸到封裝袋14的外部。又，為將第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b的周圍部分包覆而設(shè)計的絕緣體16a、16b和封裝袋14的內(nèi)側(cè)層24熱熔粘合，從而確保第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b和封裝袋14之間的氣密性。在這種情況下，由于所用絕緣體16a、16b的材質(zhì)不同而氣密性也不同。因此，在本實施方案中，為了使絕緣體16a、16b和封裝袋14的內(nèi)側(cè)層24整體成型，與第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b的周圍部分相接的內(nèi)層40a、40b是由馬來酸改性聚烯烴所構(gòu)成。因此，就確保第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b和封裝袋14之間的高度氣密性。再者，由馬來酸改性的聚烯烴所構(gòu)成的內(nèi)層40a、40b的厚度最好10μm到100μm。如比10μm薄，則不能使它和第一導(dǎo)線18a和第二導(dǎo)線18b有充分緊貼。可能導(dǎo)致非水電解液20的泄漏，如比100μm厚，則由于這樣的厚度使與封裝袋的熱封性變壞。再參照附圖1，絕緣體16a、16b和第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b的形狀都是帶狀(截面形狀呈矩形)。這樣的第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b的形狀在電池容量大時是適宜的。因呈這種形狀時，即使電池的容量增加時，也能抑制絕緣體16a、16b的外圍的增加而使第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b的截面積增大。因此，在絕緣體16a、16b的內(nèi)層40a、40b外側(cè)的外層42a、42b和封裝袋14內(nèi)側(cè)層22之間以熱熔粘合所形成的熱封部分12能抑制間隙的發(fā)生。因此，提高了在這熱封部分12的氣密性的可靠性。與此相反，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)線或第二導(dǎo)線的截面形狀是圓形時，在電池容量增大時，隨著第一導(dǎo)線或第二導(dǎo)線截面直徑的增加，絕緣體的外周加長。因此，在上述熱封部分上易于產(chǎn)生間隙，有降低熱封部分氣密可靠性的傾向。又，具有本實施方案這種形狀的第一導(dǎo)線18a、第二導(dǎo)線18b具有大的接觸面積。為此，通過點焊和超聲波焊不僅可容易地和例如使用FPC(軟件印刷基板)的外部電路相連接也和陽極與陰極連接，而且可以進行可靠性高的連接。再者，連接于陽極板上的第一導(dǎo)線18a優(yōu)選是以放電時不溶解的料例如由鋁或鈦，或其合金所制成。又，連接于陰極板上第二導(dǎo)線18b優(yōu)選是以在過充電時不生成析出物，或在電位差大的過放電時難以形成合金并且易于溶解的材料例如鎳或銅、或其合金所構(gòu)成。這樣，由于在陰極板的第二導(dǎo)線18b上使用這種材料，就可抑制例如過充電時的鋰析出和過放電時鋰合金的形成等。以下就非水電解質(zhì)電池的制造方法加以說明，首先說明陽極板的制備方法。首先，將陽極的活性物質(zhì)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲惺钩蓾{料后，涂布在除連接導(dǎo)線處外的鋁箔這樣的金屬基材上，隨后，將活性物質(zhì)干燥并進行輥壓，就可制得陽極板。再者，陰極板的制備方法除了將陰極活性物質(zhì)涂布在銅箔那樣的金屬基材上外，實際上與陽極板的制備方法相同進行。隨后，說明封裝袋的制備方法。首先，準(zhǔn)備幾個表面含有馬來酸改性的聚烯烴層并且其內(nèi)部含有金屬箔或金屬層的多層薄膜，將其切成適當(dāng)尺寸的矩形，隨后，使馬來酸改性的聚烯烴層相對，將多層薄膜疊加，在這種狀態(tài)下，使用密封機將矩形周圍的三邊在預(yù)定加熱條件下按照所要求的熱封寬度進行熱封，即制得袋狀的封裝袋。在這樣制得的陽極板和陰極板之間配置例如由聚丙烯所制的微多孔隔板(separator)。隨后，準(zhǔn)備截面為矩形的例如由鋁所制的陽極板用的第一導(dǎo)線以及截面為矩形的例如由銅所制的陰極板用的第二導(dǎo)線。然后，在這種第一和第二導(dǎo)線的周圍包覆絕緣層。然后，將陽極板和陰極板的未涂布活性物質(zhì)的金屬基材以超聲波焊接分別與第一和第二導(dǎo)線相連接。在這種情況下，將陽極板、陰極板、第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線等放入封裝袋中，隨后，注入所要求的非水電解液。然后，將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的絕緣體夾在封裝袋開口處的周圍，使用密封機，在預(yù)定加熱條件下按照所要求的熱封寬度將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的絕緣體外層和封裝袋的周邊部分的內(nèi)側(cè)層進行熱熔粘合，得到非水電解質(zhì)電池。再者，非水電解質(zhì)電池并不限于上述。在附圖3的截面圖中列出本發(fā)明另一實施方案，也就是說，其非水電解質(zhì)是固體電解質(zhì)44的非水電解質(zhì)電池10。在該實施方案的非水電解質(zhì)電池10中，如上所述，其非水電解質(zhì)由固體電解質(zhì)44所構(gòu)成，因此，本實施方案除了沒有隔板外，與第一實施方案的構(gòu)成基本相同。因此，在該實施方案中，由于使用與第一實施方案同樣的封裝袋14，所以在熱封部分12對水蒸氣的阻斷性高，本實施方案的非水電解質(zhì)電池具有高可靠性并可穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。以下，通過實施例和比較例對本發(fā)明進行詳細說明，當(dāng)然，本發(fā)明并不受其限制。實施例1、2和比較例1-14首先，按以下方法制作陽極板。首先0把LiCoO2粉末(日本化學(xué)工業(yè)株式會社制)100重量份，石墨10重量份和聚偏氟乙烯10重量份用作陽極的活性物質(zhì)而進行混合。其次，將LiCoO2、石墨和聚偏氟乙烯的混合物溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮后，制成漿料。將漿狀的混合物涂布在除與導(dǎo)線連接處外的厚20μm的鋁箔一面上。隨后，將該混合物干燥并進行輥壓，得到厚0.1mm、寬50mm和長105mm的陽極板。隨后，制備陰極板。即使用鱗狀天然石墨粉100重量份和聚偏氟乙烯20重量份用作陰極的活性物質(zhì)而進行混合。隨后，將其溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮中后，制成漿料。然后，將該漿狀的混合物涂布于除與導(dǎo)線連接處外的厚20μm的銅箔的兩面上。此后，將該混合物干燥并進行輥壓，得到厚0.1mm、高50mm和寬105mm的陰極板。隨后，制備封裝袋，先準(zhǔn)備如表1所示多張由第一層到第四層所構(gòu)成的多層薄膜，切成高70mm、寬為135mm的矩形，隨后，使多層薄膜的第四層相對而使多層薄膜疊加，在這種情況下，使用密封機，將矩形周圍的三邊在200℃下加熱5秒鐘，形成寬度為5mm的熱封，即得到袋狀的封裝袋。表1PET＝聚對苯二甲酸乙二醇酯PE＝聚乙烯PP＝聚丙烯EVA乙烯-乙酸乙烯共聚物EEA＝乙烯-丙酸乙烯共聚物PVdF＝聚偏氟乙烯在這樣制得的陽極板和陰極板之間，設(shè)置由聚丙烯所制的微多孔的隔板，此時隔板的厚度為25μm。隨后，作為陽極板用的第一導(dǎo)線，制備具有厚0.1mm、寬4mm矩形截面的鋁導(dǎo)體。作為陰極板用的第二導(dǎo)線，制備具有厚0.1mm、寬4mm矩形截面的銅導(dǎo)體。而且，在這第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的周圍部分用表2所示的由內(nèi)層和外層所構(gòu)成的絕緣層進行包覆。隨后，將未涂布陽極板活性物質(zhì)的鋁箔以超聲波焊接而與第一導(dǎo)線相連接。又，將未涂布陰極板活性物質(zhì)的銅箔以超聲波焊接而與第二導(dǎo)線相連接。表2在這情況下，將陽極、陰極板以及第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線等放入封裝袋后，注入8cc的非水電解液。再者，作為非水電解液，使用將六氟磷酸鋰溶于以容積比為1∶1的碳酸亞乙酯和碳酸二乙酯的混合溶劑中，其濃度為1mol/l的溶液。然后，將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的絕緣體夾在封裝袋開口處的周圍。再用密封機將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的絕緣體外層和封裝袋周圍部分的內(nèi)側(cè)層進行熱熔粘合，就得到表1所示的多層薄膜和表2所示的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的絕緣體所組合構(gòu)成的表3所列的試驗電池。再者，此時熱封寬度為10mm；而加熱條件是在200℃下5秒鐘。對這樣制得的試驗電池進行恒溫·恒濕試驗，研究試驗電池的性能。所謂恒溫·恒濕試驗是將試驗電池放入溫度為60℃，相對濕度為95％的恒溫恒濕槽中720小時后，測定試驗電池的重量變化和非水電解液中水分濃度的變化，從而評價被熱封部分的對非水電解液和水蒸氣的阻斷性。再者，非水電解液中水分是用卡爾-費歇爾法測定。表3與此相反，實施例1和2的非水電解液的揮發(fā)量和水分濃度都小，因此確定實施例1和2中對非水電解液和水蒸氣具有高阻斷性；作為熱封部分的材料來說，馬來酸改性的聚烯烴是優(yōu)良的。以下就恒溫·恒濕試驗中未發(fā)生泄漏的實施例1、2和比較例3、4，10-14進行充放電循環(huán)試驗。也就是，對各試驗電池在電流密度為0.4mA/cm2，充放電電壓2.75-4.1V范圍進行充放電循環(huán)試驗，結(jié)果示于表5。表5</tables>從表5得知，300個循環(huán)的實施例1、2的放電容量是初期10個循環(huán)的放電容量的約為80％，維持在高水平。與此相反，比較例3、4、10-14的放電容量在300個循環(huán)時的放電大為降低。因此，從電池的循環(huán)試驗結(jié)果也可認為作為熱封部分的材料來說，馬來酸改性聚烯烴也是優(yōu)良的。實施例3、4和比較例15-18除去將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線封入封裝袋以外，實施例1、2和比較例5、8、10、13制備的試驗電池相同，并進行恒溫恒濕試驗。結(jié)果，認為在使用多層薄膜A、B的實施例3、4時，對非水電解液和水蒸氣的阻斷性都優(yōu)良。與此相反，認為在使用多層薄膜C、D的比較例15、16時，多層薄膜的樹脂溶解而引起泄漏。又，認為當(dāng)使用多層薄膜E、F、G的比較例17、18時，盡管未夾住第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線，可是對非水電解液或水蒸氣的密封性都是不夠的。因此，作為熱封部分的材料來說，馬來酸改性聚烯烴是優(yōu)良的。實施例5、6除將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的截面作成圓形外，和實施例1、2相同進行制備試驗電池，其密封性是肯定的。結(jié)果，認為實施例5、6比比較例1-14得到更優(yōu)良的密封性，而比實施例1、2的密封性差。因此，認為將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的形狀做成帶狀對封裝袋的密封性是有效的。按照本發(fā)明，非水電解質(zhì)電池的袋體至少其熱封部分具有馬來酸改性的聚烯烴所構(gòu)成的層，因此，非水電解質(zhì)電池能對非水電解液和水蒸氣有高的阻斷性。又，由于非水電解質(zhì)電池的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的形狀為帶狀，即使是電池容量增加時，也能抑制第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線外周的增加，并增加第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的截面積。因此，抑制在熱封部分產(chǎn)生間隙。從而，使該熱封部分的氣密性的可靠性提高。權(quán)利要求1.一種非水電解質(zhì)電池，其特征在于，它由非水電解質(zhì)介質(zhì)，與非水電解質(zhì)介質(zhì)接觸的陽極和陰極、一端與陽極連接而另一端延長到外部的第一導(dǎo)線，一端與陰極連接而另一端延長到外部的第二導(dǎo)線以及將陽極、陰極、非水電解質(zhì)介質(zhì)以及第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的一部分通過熱封而封入的袋體而構(gòu)成，袋體至少其熱封部分具有由馬來酸改性的聚烯烴所構(gòu)成的層。2.按照權(quán)利要求1所述非水電解質(zhì)電池，其特征在于，所述非水電解質(zhì)介質(zhì)是含有電解質(zhì)的非水電解液，而且，在所述陽極和所述陰極之間配置有隔板。3.按照權(quán)利要求1所述非水電解質(zhì)電池，其特征在于，所述非水電解質(zhì)介質(zhì)是固體電解質(zhì)。4.按照權(quán)利要求1所述非水電解質(zhì)電池，其特征在于，所述熱封部分在所述袋體的周圍部形成。5.按照權(quán)利要求1所述非水電解質(zhì)電池，其特征在于，所述第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的形狀是帶狀的。6.按照權(quán)利要求1所述非水電解質(zhì)電池，其特征在于，所述第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的周圍部分由絕緣體包覆，所述絕緣體含有與所述導(dǎo)線的周圍部直接相接的由馬來酸改性聚烯烴所構(gòu)成的層，所述絕緣體和所述袋體連接的部分形成所述熱封部分。7.按照權(quán)利要求6所述非水電解質(zhì)電池，其特征在于，所述絕緣體的形狀是帶狀的。全文摘要本發(fā)明是由作為非水電解質(zhì)介質(zhì)的非水電解液20,陽極板30和陰極板32、與陽極板30連接的第一導(dǎo)線18a,與陰極板32連接的第二導(dǎo)線18b以及將陽極板、陰極板、非水電解液以及第一和第二導(dǎo)線的一部分熱封裝入封裝袋14而構(gòu)成非水電解質(zhì)電池10,封裝袋14的熱封部分12具有由馬來酸改性聚烯烴構(gòu)成的層。馬來酸改性聚烯烴具有低吸濕性和與非水電解液的低相溶性。因此,對非水電解液和水蒸氣有高的阻斷性,封裝袋14具有高密封性。文檔編號H01M10/40GK1189924SQ97190418公開日1998年8月5日申請日期1997年4月23日優(yōu)先權(quán)日1996年4月23日發(fā)明者福田豐,花房幸司,田中啟一申請人:住友電氣工業(yè)株式會社