專利名稱：電池和電池檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使電池輕重量化，且具有屏蔽效果的同時(shí)無(wú)密封漏泄的可靠性高的電池。
背景技術(shù)：
對(duì)于便攜電子設(shè)備的小型化輕重量化的期待非常大。其實(shí)現(xiàn)則很大地依賴于電池的性能的提高。為應(yīng)對(duì)這一期待的多樣的電池的開發(fā)和改良一直在不斷地進(jìn)行著。對(duì)電池所要求的特性，有高電壓、高能密度、安全性和形狀的任意性等。作為在迄今為止的便攜電子設(shè)備中使用的電池，有鎳鎘(NiCd)電池、鎳氫(NiMH)電池、鋰離子電池。在這些電池中，把被稱之為電池體、電池芯或電池單元等的把正極、隔離體和負(fù)極捆成一束的部件收納于電池容器內(nèi)，作為該電池容器，使用鐵或不銹鋼或鋁這樣的金屬外殼。
近些年來(lái)，以更為輕重量化為目標(biāo)開發(fā)的電池，在使用在例如日本特開平10-172606號(hào)公報(bào)中所公開的那種把正極，隔離體和負(fù)極粘接起來(lái)一體化的電池體(電池單元)的電池的情況下，為提高重量能密度，電池容器的材料，使用在作為更輕的材質(zhì)的鋁箔的兩面上貼上聚乙烯薄膜等的所謂的層疊薄板。
在電池容器使用金屬外殼時(shí)，正極或負(fù)極中的某一方的極與金屬外殼進(jìn)行電連接。在使用金屬外殼的情況下連接是容易的，例如在把鐵或不銹鋼的金屬外殼用做鋰離子電池的容器的情況下，使金屬外殼與負(fù)極電連接，在使用鋁外殼的情況下則使金屬外殼與正極電連接。連接的極因電池外殼的材質(zhì)而變的理由是為了防止電池外殼的腐蝕。在象這樣地使用現(xiàn)有的金屬外殼的電池的情況下，外殼的電位與正極或負(fù)極的電位一致，作為結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了使電池單元與供給電池的電能的電路進(jìn)行電屏蔽(電磁屏蔽、靜電屏蔽)的效果。
然而，在現(xiàn)有的把層疊薄板板材作為電池容器使用的情況下，由于層疊薄板中的金屬箔，與正極、負(fù)極的不論哪一方都不接連，電位是不穩(wěn)定的，故存在著不能得到電屏蔽的效果的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是對(duì)于把層疊薄板板材用做電池容器的電池，提供可以簡(jiǎn)便且確實(shí)地提高屏蔽效果的手段(means)。
發(fā)明的公開本發(fā)明的第1電池，具備具有正極和負(fù)極以及設(shè)置在該正極與負(fù)極間的電解質(zhì)層的電池體；與上述正極電連接的正極引線；與上述負(fù)極電連接的負(fù)極引線；由把高分子樹脂和金屬箔疊層起來(lái)的層疊薄板構(gòu)成且收納上述電池體，同時(shí)把上述正極引線和負(fù)極引線密封起來(lái)形成密閉構(gòu)造的電池容器；和使該電池容器的金屬箔與上述正極引線或負(fù)極引線進(jìn)行電連接的連接機(jī)構(gòu)。倘采用該電池，就可以簡(jiǎn)便且確實(shí)地使電池容器的電位保持在正極或負(fù)極的電位，可以對(duì)電池體和連接了電池的電路進(jìn)行電屏蔽(電磁屏蔽、靜電屏蔽)。
本發(fā)明的第2電池，具備具有正極和負(fù)極以及設(shè)置在該正極與負(fù)極間的電解質(zhì)層的電池體；與上述正極電連接的正極引線；與上述負(fù)極電連接的負(fù)極引線；與正極引線和負(fù)極引線分開來(lái)設(shè)置的外引線；由把高分子樹脂和金屬箔疊層起來(lái)的層疊薄板構(gòu)成且收納上述電池體，同時(shí)把上述正極引線和負(fù)極引線密封起來(lái)形成密閉構(gòu)造的電池容器；和使該電池容器的金屬箔與上述外引線進(jìn)行電連接的連接機(jī)構(gòu)。倘采用該電池，就可以用簡(jiǎn)便且確實(shí)的手段(從外部給外引線提供所希望的電位)，使電池容器的電位保持在所希望的電位，可以對(duì)電池體和連接了電池的電路進(jìn)行電屏蔽(電磁屏蔽、靜電屏蔽)。
本發(fā)明的第3電池，在上述第1或第2電池中，連接機(jī)構(gòu)具有貫通構(gòu)成電池容器的層疊薄板和引線的貫通孔，通過(guò)與該貫通孔接連的導(dǎo)電性構(gòu)件把上述電池容器的金屬箔與上述正極引線或負(fù)極引線電連接。倘采用該電池，則可以極其簡(jiǎn)便、確實(shí)地而且不需要多余的空間地進(jìn)行電屏蔽。
本發(fā)明的第4電池，在上述第1或第2電池中，連接機(jī)構(gòu)，設(shè)置在從構(gòu)成電池容器的層疊薄板的密封部分突出出來(lái)的突出部分上。倘采用該電池，即便是在密封部分上沒(méi)有余裕的情況下，也可以確實(shí)地維持密封功能。
本發(fā)明的第5電池，在上述第1或第2電池中，連接機(jī)構(gòu)，使構(gòu)成電池容器的層疊薄板的金屬箔的外表面一部分露出來(lái)形成露出部分，使該露出部分與引線進(jìn)行電連接。倘采用該電池，則可以極其簡(jiǎn)便、確實(shí)地而且不需要多余的空間地進(jìn)行電屏蔽。
本發(fā)明的第1電池檢查方法，使構(gòu)成電池容器的層疊薄板的金屬箔的外表面一部分露出來(lái)形成露出部分，使該露出部分和正極引線間的電壓，與正極引線和負(fù)極引線間的電壓進(jìn)行比較。
本發(fā)明的第2電池檢查方法，在上述第1電池檢查方法中，使金屬箔的外表面一部分露出來(lái)的方法，是用激光進(jìn)行的燒掉高分子樹脂的方法。
本發(fā)明的第3電池檢查方法，在上述第1電池檢查方法中，使金屬箔的外表面一部分露出來(lái)的方法，是采用推碰針狀的探頭的辦法進(jìn)行的。倘采用這些第1到第3的電池檢查方法，就可以簡(jiǎn)便且確實(shí)地檢查電屏蔽的性能。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1(a)的平面圖和圖1(b)的剖面圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例1的電池。圖2的剖面圖示出了電池體的構(gòu)造。圖3的平面圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例1的電池的試驗(yàn)狀態(tài)。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1的電池的電位變化測(cè)定結(jié)果。圖5示出了本發(fā)明的實(shí)施例2的電池的平面圖。圖6示出了本發(fā)明的實(shí)施例3的電池的平面圖。圖7示出了本發(fā)明的實(shí)施例4的電池的平面圖。圖8示出了本發(fā)明的實(shí)施例5的電池的平面圖。
優(yōu)選實(shí)施例借助于以下的實(shí)施例，具體地說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1圖1示出了本發(fā)明的電池的實(shí)施例1,(a)是平面圖，(b)是(a)A-A剖面圖。在圖1中，1是由鋁層疊薄板7構(gòu)成的電池容器，為了收納電池體，具備成型為所謂的黃油杯狀的電池體收納部分2，在收納電池后為了作成為密封構(gòu)造借助于熱熔敷密封了3個(gè)外周緣的密封部分3，作為電池容器1的一部分從密封部分3突出出來(lái)的突出部分6，突出部分6被設(shè)置在后邊要講的與正極引線重疊的位置上。4是與電池體的正極電連接的正極引線，5是貫通突出部分6和正極引線4的由導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)成的連接機(jī)構(gòu)，7a是鋁層疊薄板7的鋁箔，7b是鋁箔7a的外層薄板，7c是鋁箔7a的內(nèi)層薄板，導(dǎo)電構(gòu)件5被鉚接，通過(guò)導(dǎo)電構(gòu)件5，把突出部分6的鋁箔7a和正極引線4電連接起來(lái)。
在圖1中，導(dǎo)電構(gòu)件5雖然示出的是用空的金屬形成的，但是也可以是中實(shí)的，此外只要通過(guò)導(dǎo)電構(gòu)件5把突出部分5的鋁箔7a和正極引線4電連接起來(lái)即可，可以使用向?qū)щ姌?gòu)件5的部分中填充導(dǎo)電性樹脂，使之硬化的構(gòu)件等種種的形態(tài)的構(gòu)件。
鋁層疊薄板7，作為鋁箔7a的外層薄板7b重疊上PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄板，作為內(nèi)薄板重疊上PE(聚乙烯)層。鋁箔7a的厚度為10微米，內(nèi)薄板7c的厚度為90微米，外薄板7b的厚度為12微米。
圖2的剖面圖示出了電池的構(gòu)造，8是正極，9是含有電解液的隔離體等的電解質(zhì)層，10是負(fù)極、11是正極集電體、12是正極活性物質(zhì)、13是負(fù)極活性物質(zhì)、14的負(fù)極集電體。把這樣地構(gòu)成的電池體或多個(gè)該電池體疊層起來(lái)收納于圖1所示的電池容器中形成電池。
如圖1所示，用導(dǎo)電構(gòu)件5與正極引線鉚接起來(lái)的突出部分比起熱熔敷密封部分3更向外突出出來(lái)。突出出來(lái)的寬度和長(zhǎng)度只要與導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑相當(dāng)就足夠了。雖然在比導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑小的情況下，也可以進(jìn)行與正極引線4之間的接合，但是層疊薄板中的金屬箔和導(dǎo)電構(gòu)件5進(jìn)行接觸的概率將降低下來(lái)。
此外，在密封部分3的寬度有余裕的情況下，即便是突出為0就是說(shuō)即便是把導(dǎo)電構(gòu)件5打入到密封部分3中去也，可以得到作為目的的電池容器1的密封功能，但是在密封部分3的寬度沒(méi)有余裕時(shí)，就會(huì)發(fā)生降低密封能力的問(wèn)題。導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑，希望比引線4的寬度小。因?yàn)槿羰侵睆奖纫€寬度大的導(dǎo)電構(gòu)件5，則有切斷引線4之虞。
在本例中，對(duì)于寬度3mm的引線4，使用的是直徑1.2mm的導(dǎo)電構(gòu)件5。引線4和突出部分6的導(dǎo)電構(gòu)件5所貫通的孔既可以預(yù)先開好，也可以采用打入導(dǎo)電構(gòu)件的辦法同時(shí)開孔。預(yù)先開孔時(shí)的孔徑，理想的是或者與導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑相同，或者比它小。在開有比導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑還大的孔的情況下，引線4和突出部分6中的金屬箔與導(dǎo)電構(gòu)件5進(jìn)行接觸的概率將降低下來(lái)。
用導(dǎo)電構(gòu)件5鉚接引線4和突出部分6的位置，雖然只要是使導(dǎo)電構(gòu)件5和引線4與突出部分6中的金屬箔進(jìn)行接觸的位置，不論哪兒都行，但是作成為在引線4的寬度的中心線上邊，接觸概率最高，是理想的。
此外，把突出部分6配置得與引線4重疊當(dāng)然是理想的。
如圖3所示，用二氧化碳激光把電池容器1表面的PET薄膜的一部分燒掉，使引線10接觸到使鋁箔表面露了出來(lái)的露出部分9上，測(cè)定正極引線4與負(fù)極引線8間的電壓變化和正極引線4與引線10間的電壓變化。圖4示出了測(cè)定結(jié)果，示出了以500mA的恒流使容量500mAh的電池放電時(shí)的正極引線4與負(fù)極引線8間的電壓變化和正極引線4與引線10間的電壓變化。如圖4所示，正極引線4與負(fù)極引線8間的電壓變化，示出了正常的電壓變化，而正極引線4與引線10間的電壓恒定為0V。該結(jié)果表明電池容器1的電位是穩(wěn)定的。
另外，在本實(shí)施例中，雖然作成為使得正極引線與電池容器的鋁箔進(jìn)行連接，但是在使用不銹鋼薄板而不是使用鋁箔的層疊薄板的情況下，則最好與負(fù)極引線進(jìn)行連接。此外，在電池容器構(gòu)件的內(nèi)層薄板不具有電化學(xué)性的離子傳導(dǎo)性時(shí)，連接到不論哪一個(gè)極的引線上都行。
實(shí)施例2圖5的平面圖示出了本發(fā)明的電池的實(shí)施例2。在圖中，11是用二氧化碳激光燒掉PET層，使鋁箔表面露了出來(lái)的露出部分，12是不銹鋼制作的夾子。把正極引線4彎曲得重疊到露出部分11上，用夾子12夾住進(jìn)行固定。PET層的燒掉，在表1的條件下進(jìn)行。
使針狀的探頭戳到電池容器1的表面上，比較該探頭與負(fù)極引線8之間的電壓和正極引線4與負(fù)極引線8間的電壓，得知電壓是相同的。如上所述，相同的電壓，表明電池容器1的鋁箔與正極是同一電位。
表1

另外，在本實(shí)施例中，采用使引線4或8彎曲的辦法電連接到露出部分上，但是也可以采用涂敷導(dǎo)電性的膏或粘貼導(dǎo)電性的薄片等種種的連接機(jī)構(gòu)。
實(shí)施例3圖6的平面圖示出了本發(fā)明的電池的實(shí)施例3。在圖6中，13是外引線，6是從密封部分3作為電池容器1的一部分突出出來(lái)的突出部分，5是導(dǎo)電構(gòu)件，貫通突出部分6和外引線13，通過(guò)鉚接的導(dǎo)電構(gòu)件5，把突出部分6的鋁箔和外引線13電連接起來(lái)。
電池體使用圖2所示的構(gòu)造的電池體，作為電池容器1的材料使用鋁層疊薄板。電池容器1由具有收納電池體的成型為所謂的黃油杯狀的成型部分2的電池體收容部分一側(cè)，和重疊到該電池體收容部分一側(cè)上使其成為密閉構(gòu)造的蓋構(gòu)成，把蓋重疊到電池體收容部分一側(cè)上后用密封部分3把四個(gè)角密封起來(lái)。
鋁層疊薄板，把PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄板重疊到鋁箔的外側(cè)，把CCP(未拉伸聚丙烯)重疊到內(nèi)側(cè)。鋁箔的厚度為100微米，CCP層的厚度為40微米，PET層的厚度為12微米。
如圖6所示，用導(dǎo)電構(gòu)件5與外引線13鉚接的突出部分6，比起熱熔敷密封部分3更向外突出出來(lái)。突出出來(lái)的寬度和長(zhǎng)度只要與導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑相當(dāng)就足夠了。雖然在比導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑小的情況下，也可以進(jìn)行與正極引線4之間的接合，但是層疊薄板中的金屬箔和導(dǎo)電構(gòu)件5進(jìn)行接觸的概率將降低下來(lái)。導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑，希望比外引線13的寬度小。因?yàn)槿羰怯弥睆奖韧庖€13的寬度大的導(dǎo)電構(gòu)件5，則有切斷外引線13之虞。在本例中，對(duì)于寬度3mm的引線，使用的是直徑1.2mm的導(dǎo)電構(gòu)件5。外引線13和突出部分6的導(dǎo)電構(gòu)件5所貫通的孔既可以預(yù)先開好，也可以采用打入導(dǎo)電構(gòu)件的辦法同時(shí)開孔。預(yù)先開孔時(shí)的孔徑，理想的是與導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑相同，或者比它小。在開有比導(dǎo)電構(gòu)件5的直徑還大的孔的情況下，外引線13和突出部分6中的金屬箔與導(dǎo)電構(gòu)件5進(jìn)行接觸的概率將降低下來(lái)。用導(dǎo)電構(gòu)件5鉚接外引線13和突出部分6的位置，只要是使導(dǎo)電構(gòu)件5和外引線13與突出部分6中的金屬箔進(jìn)行接觸的位置，不論哪兒都行，但是作成為在外引線13的寬度的中心線上邊，接觸概率最高，是理想的。此外，把突出部分6配置得與外引線13重疊當(dāng)然是理想的。
此外，在所謂的4角密封式中，配置為使外引線13與電池體收容部分一側(cè)與蓋一側(cè)的2個(gè)地方進(jìn)行接觸，貫通導(dǎo)電構(gòu)件5進(jìn)行鉚接。若如上所述與正極引線和負(fù)極引線分開來(lái)獨(dú)立地形成外引線13，則可以借助于外部的電路通過(guò)外引線13把與通常的正極或負(fù)極不同的所希望的電位提供給電池容器1。
實(shí)施例4圖7是電池容器的形狀所謂被叫做枕頭式的電池。該電池在把鋁層疊薄板的兩端部分接合起來(lái)使鋁層疊薄板變成為筒狀，并把電池體收納到該筒的內(nèi)部之后，采用對(duì)筒的兩側(cè)進(jìn)行密封(密封部分3)的辦法形成密封構(gòu)造。
本實(shí)施例，除去把電池容器的形狀作成為圖6所示的枕頭式之外，是與實(shí)施例1同樣的電池。
另外，也可以把實(shí)施例2和實(shí)施例3應(yīng)用于本實(shí)施例的枕頭式電池中去。
實(shí)施例5圖8是電池容器的形狀被叫做所謂的底蓋式的電池，(b)是平面圖，(a)則示出了側(cè)面的形狀。該電池，在使鋁層疊薄板的兩端部分進(jìn)行接合(接合部分14)，作成為鋁層疊薄板筒狀，并把電池體收納到該筒的內(nèi)部之后，采用把圖8(a)所示的形狀的底蓋安放到筒的兩側(cè)進(jìn)行密封(密封部分3)的辦法形成密封構(gòu)造。
本實(shí)施例，除去把電池容器的形狀作成為圖8所示的底蓋式之外，是與實(shí)施例1同樣的電池。
另外，也可以把實(shí)施例2和實(shí)施例3應(yīng)用于本實(shí)施例的底蓋式電池中去。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的電池，可以用做需要進(jìn)行電屏蔽(電磁屏蔽、靜電屏蔽)的移動(dòng)電話、無(wú)線機(jī)和個(gè)人電腦等的電源。
權(quán)利要求
1．一種電池，其特征是具備具有正極和負(fù)極以及設(shè)置在該正極與負(fù)極間的電解質(zhì)層的電池體；與上述正極電連接的正極引線；與上述負(fù)極電連接的負(fù)極引線；由把高分子樹脂和金屬箔疊層起來(lái)的層疊薄板構(gòu)成且收納上述電池體，同時(shí)把上述正極引線和負(fù)極引線密封起來(lái)形成密閉構(gòu)造的電池容器；和使該電池容器的金屬箔與上述正極引線或負(fù)極引線進(jìn)行電連接的連接機(jī)構(gòu)。
2．一種電池，其特征是具備具有正極和負(fù)極以及設(shè)置在該正極與負(fù)極間的電解質(zhì)層的電池體；與上述正極電連接的正極引線；與上述負(fù)極電連接的負(fù)極引線；與正極引線和負(fù)極引線分開來(lái)另外設(shè)置的外引線；由把高分子樹脂和金屬箔疊層起來(lái)的層疊薄板構(gòu)成且收納上述電池體，同時(shí)把上述正極引線和負(fù)極引線密封起來(lái)形成密閉構(gòu)造的電池容器；和使該電池容器的金屬箔與上述外引線進(jìn)行電連接的連接機(jī)構(gòu)。
3．權(quán)利要求1或2所述的電池，其特征是連接機(jī)構(gòu)，具有貫通構(gòu)成電池容器的層疊薄板和引線的貫通孔，通過(guò)與該貫通孔接連的導(dǎo)電性構(gòu)件把上述電池容器的金屬箔與上述正極引線或負(fù)極引線電連接起來(lái)。
4．權(quán)利要求3所述的電池，其特征是連接機(jī)構(gòu)，設(shè)置在構(gòu)成電池容器的層疊薄板的從密封部分突出出來(lái)的突出部分上。
5．權(quán)利要求1或2所述的電池，其特征是連接機(jī)構(gòu)，使構(gòu)成電池容器的層疊薄板的金屬箔的外表面一部分露出來(lái)形成露出部分，使該露出部分與引線進(jìn)行電連接。
6．一種電池檢查方法，其特征是使構(gòu)成電池容器的層疊薄板的金屬箔的外表面一部分露出來(lái)形成露出部分，使該露出部分和正極引線間的電壓，與正極引線和負(fù)極引線間的電壓進(jìn)行比較。
7．權(quán)利要求6所述的電池檢查方法，其特征是使金屬箔的外表面一部分露出來(lái)的方法，是用激光進(jìn)行的燒掉高分子樹脂的方法。
8．權(quán)利要求6所述的電池檢查方法，其特征是使金屬箔的外表面一部分露出來(lái)的方法，是采用推碰針狀的探頭的辦法進(jìn)行的。
全文摘要
以往,在作為容納電池體的電池容器(1)使用層疊片材的電池中,由于層疊片材中的金屬箔與正極和負(fù)極的任何一方都不連接,電位是不穩(wěn)定的,故存在著不具有電屏蔽效果這樣的問(wèn)題。而在本發(fā)明中,在與正極引線或負(fù)極引線(4)相重合的位置設(shè)置從密封部分(3)突出出來(lái)的突出部分(6),用貫通引線(4)和突出部分(6)的導(dǎo)電性構(gòu)件(5)進(jìn)行接合,由此將電池容器(1)的層疊片材的金屬箔與引線(4)進(jìn)行電連接,在不損害密封部分(3)的功能的情況下將電池容器(1)的電位保持在正極或負(fù)極的電位。
文檔編號(hào)H01M2/02GK1319262SQ99811244
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期1999年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月23日
發(fā)明者鹽田久, 漆畑廣明, 中出口真治, 森安雅治, 吉岡省二, 石田博一, 花房潔 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社