JP4449109B2 - 非水電解質二次電池及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は扁平型で密閉式の非水電解質二次電池、特に周縁部の樹脂の融着により発電要素がフィルム状パッケージに封止、内包された非水電解質二次電池及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子技術の大きな進歩により、一般ユーザー向けの携帯機器の小型軽量化が進んでいる。
電池のパッケージの面から小型軽量化の進歩に関して、特に非水電解液系の密閉式電池に使われていた材質が、鉄又はステンレス鋼等の重い材質から、アルミニウム等の軽い材質へ転換している。例えば、ラミネートフィルムに関しては、アルミニウム箔を芯材として、その両面に合成樹脂層を配しているものが主流となっている。
【０００３】
次に係るラミネートフィルムを用いた従来の非水電解質二次電池の製造方法を説明する。
従来の製造方法では、先ず、一個の電池毎にラミネートフィルム周縁部の一部を除くその他のラミネートフィルム周縁部を融着封口させることでラミネートフィルムを袋状とする。
次に融着封口されていないラミネートフィルム周縁部を開口部とし、係る開口部からこの袋の中に発電要素である正極板、負極板及びセパレータからなる極群を挿入すると共に非水電解液を注入する。
最後に、開口部から電極端子の先端部が突出した状態で開口部を封口する。
以上の工程により非水電解質二次電池の製造は行われていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、以上の従来の非水電解質二次電池の製造方法では、開口部以外のラミネートフィルム周縁部の融着封口を行い、その後、減圧や注液を行った後に、開口部を融着封口するため、ラミネートフィルム周縁部の融着封口を２度以上行う必要があった。この様に２度以上融着封口を行うことでシワ等のムラがラミネートフィルムの周縁部、特にリード先端部が突出しているラミネートフィルムの周縁部に生じ、非水電解質二次電池の密閉性が低下し、歩留まりが著しく低下する等の問題があった。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、歩留まりを向上させ、密閉性を向上させると共に、工程数を削減することで生産性の高い安価な非水電解質二次電池及びその製造方法を供給することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本出願第１の発明は、金属箔の内面に融着性樹脂フィルムを配したラミネートフィルム製パッケージ内に正極、負極及びセパレータから構成される極群からなる発電要素を有し、係るパッケージの周縁部が融着封口され、正極及び負極それぞれに接続された電極端子が前記発電要素から前記周縁部の外部に貫通する態様でなる非水電解質二次電池であって、前記発電要素内の、その一部分が電解液保持性の高いゲル電解質から成り、前記パッケージの全周縁部が略同時に融着封口されてなることを特徴とする非水電解質二次電池である。
【０００７】
したがって、本出願第１の発明の非水電解質二次電池によれば、前記パッケージの全周縁部が略同時に融着封口されてなることから、密閉性が向上され、歩留まりが向上される利点がある。
【０００８】
また、本出願第２の発明は、金属箔の内面に融着性樹脂フィルムを配したラミネートフィルム製パッケージ内に正極、負極及びセパレータから構成される極群と非水電解質とからなる発電要素を有し、係るパッケージの周縁部が融着封口され、正極及び負極それぞれに接続された電極端子が前記発電要素から前記周縁部の外部に貫通する態様でなる非水電解質二次電池であって、前記発電要素内の、その一部分が電解液保持性の高いゲル電解質から成り、前記パッケージの全周縁部に圧痕パターンが略均一に分散されてなることを特徴とする非水電解質二次電池である。
【０００９】
したがって、本出願第２の発明の非水電解質二次電池によれば、前記パッケージの全周縁部に圧痕パターンが略均一に分散されてなることから、パッケージ全体の強度を向上せしめ、密閉性を向上させることができる。また、製品検査時に係るパターンを検査指標とすることで、不良製品を確実に発見することができる。
また、融着封止時の樹脂の流出を防止することができる。更にラミネートフィルムの熱膨張等の応力を分散させることができ、密閉性を向上させることができる。
【００１０】
また、本出願第３の発明は、前記電極端子が位置する前記周縁部に前記融着性樹脂フィルムの一部が突出する態様でなることを特徴とする。
【００１１】
したがって、本出願第３の発明の非水電解質二次電池によれば、前記電極端子が位置する前記周縁部に前記融着性樹脂フィルムの一部が突出する態様でなることから、電極端子の周縁部側に位置する部位が前記融着性樹脂フィルムによって被覆され、曲げ等によって前記電極端子が前記パッケージに触れ、電流が漏洩することを防止できる。
また、前記パッケージの全周縁部の応力集中を回避し、パッケージ全体の強度を向上させる。
更に、電極端子が位置するパッケージの周縁部の応力集中を回避させ、密閉性を向上させ、強度を向上させる利点がある。
また、電極端子が位置するパッケージの周縁部が前記融着性樹脂フィルムにより、均一な圧着面を有することから、密閉性が向上される。
【００１２】
また、本出願第４の発明は、ラミネートフィルムに絞り加工を施す絞り加工工程と、
セパレータ、正極板及び負極板を保液性の高いゲル電解質を介して積層又は巻回させ、発電要素である極群を形成し、正極端子及び負極端子と前記極群とを接続させる接続工程と、
前記発電要素を内包させ、電極端子をラミネートフィルム周縁部の外部に露出させる態様で、絞り加工が施されたラミネートフィルムとラミネートフィルムとを重ね合わせる重ね工程と、
重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部を同時に押圧し、融着封口する封止工程と
からなることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法である。
【００１３】
したがって、本出願第４の発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、ラミネートフィルムに絞り加工を施す絞り加工工程と、
セパレータ、正極板及び負極板を電解液保持性の高いゲル電解質を介して積層又は巻回させ、発電要素である極群を形成し、正極端子及び負極端子と前記極群とを接続させる接続工程と、
前記発電要素を内包させ、電極端子ラミネートフィルム周縁部の外部に露出させる態様で、絞り加工が施されたラミネートフィルムとラミネートフィルムとを重ね合わせる重ね工程と、
重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部を同時に押圧し、融着封口する封止工程と、
からなることを特徴とするので、複雑な工程を要さず、生産性及び作業性が向上される利点がある。
また、保液性の高いゲル電解質を採用していることから漏液することなく、安全にラミネートフィルムを融着封口することができる。
また、封口工程にて、重ねられたラミネートフィルムの全周縁部を同時に融着封口することから、融着封口時の不良を防止でき、歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
また、本出願第５の発明は、所定気圧に雰囲気を減圧した上で前記封止工程を行うことを特徴とする。
【００１５】
したがって、本出願第６の発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、所定気圧に雰囲気を減圧した上で前記封止工程を行うことから、極群間の密着性が向上し、その結果として電池特性が向上される。
【００１６】
また、本出願第６の発明は、前記所定気圧を０．５気圧以下とすることを特徴とする。
【００１７】
電池特性は減圧に伴い向上する。係る観点からは減圧の程度はより高くすることが好ましい。
しかし、減圧度を高くするとそれに伴い、多大な時間や大規模な設備を要する。
そこで、所定気圧を０．５気圧以下程度にすることで、減圧に必要とされる大規模な設備を要さず、減圧に要する時間も短縮することができ、製造ラインのサイクルタイム短縮を実現できる。即ち、作業性及び生産性を向上させることができ、更にコストを低減させて工業的適用を容易にすることができる。
【００１８】
また、本出願第７は、前記封止工程は、前記電極端子と重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部との重合領域において、シート部材を介在させた押圧を行う工程としたことを特徴とする。
【００１９】
したがって、本出願第７の発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、前記封止工程は、前記電極端子と重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部との重合領域において、シート部材を介在させた押圧を行う工程としたことを特徴とすることから、前記電極端子に熱又は機械的負荷を与えることなく、安全確実に封口を行うことができる利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の非水電解質二次電池及びその製造方法につき図面を参照して説明する。
【００２１】
実施の形態
図１は本発明の実施の形態のラミネートフィルムの断面図、図２は本発明の実施の形態の非水電解質二次電池を下面より見た断面図、図３は本発明の実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図である。
まず、図１を参照して本発明の実施の形態の非水電解質二次電池のラミネートフィルムについて、その構成を説明する。
係るラミネートフィルム１は３重構造であり、外面に保護層として強度の高いポリエチレンテレフタレート又はナイロン等の樹脂フィルム２を配し、内面に変性ポリプロピレン等の融着性樹脂フィルム３を配し、芯材にアルミニウム箔等の金属箔４を配することで構成されている。
また、融着性樹脂フィルム３は、ラミネートフィルム１の基材、即ち芯材となるアルミニウム又はアルミニウム合金等との接着性の良い酸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、エチレン−アクリル酸共重合体及びエチレン−メタクリル酸共重合体等の金属接着性樹脂を用いることが好ましい。
しかし、端子との接続部分に金属接着層を設けるのであればポリプロピレン又はポリエチレン等を用いることも可能である。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の構成を説明する。
図２及び図３に示すように本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の構成は、ラミネートフィルム製パッケージ（以下、パッケージ５）内に正極板６、負極板７、セパレータ８及び電解液保持性の高いゲル電解質（図示せず）で構成される極群９からなる発電要素１０を有している。
また、発電要素１０はパッケージ５の内部に極群９を２つ重ねられて構成されている。更に、発電要素１０の負極板７は負極端子１１に接続しており、正極板６は正極端子１２に接続している。尚、係る発電要素１０は電解液保持性の高いゲル電解質を有しており、漏液を防止する効果を奏する。また、ゲル電解質はセパレータ８の基材多孔中に含浸されているが、発電要素１０のうち一以上の要素に塗布又は含浸されればよいため、これに限定されない。
更に、本実施の形態の非水電解質二次電池で用いられるゲル電解質は、例えばフッ素を含むアルキル骨格を有し、官能基として重合性官能基を分子構造に持つモノマーから重合して生成する重合体をゲル骨格マトリクスとして固体状に形成されたものとする。また、前記重合性官能基とは、ビニルケトン系又はビニル系であり、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基である。フッ素を含むモノマーを重合してなる重合生成体は骨格にフッ素を含むアルカンを有することから溶媒分子や溶質分子との相互作用が小さい。また、化学的・電気化学的に安定である。また、主骨格に酸エステル構造が残るが、適度な極性基の存在によって溶媒のシネリシスを防止できることから上述のゲル電解質を採用することが好ましい。
また、上述のゲル電解質について更に詳細に説明すると、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシドのコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデンのコポリマー、６弗化プロピレンのコポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリカーボネート類又は等ヘテロ原子をポリマー分子内に有する直鎖又は等ヘテロ原子をポリマー分子内に有する架橋体を用いることが好ましい。
【００２３】
更に加えて、パッケージ５の周縁部１３には密閉性を向上させるべく、略均一な圧痕パターン１４が配されている。
係る圧痕パターン１４は、周縁部１３を押圧封口する工具端面（図示せず）によりパッケージを封口時に周縁部１３に形成されるものである。即ち、圧痕パターン１４は工具端面に施されたパターン（図示せず）が転写されることにより形成される。
ここで言う圧痕パターン１４が略均一であるとは、前記工具端面に存在するパターンと同一の圧痕パターン１４が単一の封口工程により周縁部１３に形成されることをいう。従って、工具による押圧が複数回にわたることにより、複合パターンが形成された場合には圧痕パターン１４は略均一ではない。
一方、予め工具端面上に形成されるパターン同士の間隔（例えば、ドットの間隔）が不均一である場合に、工具端面上のパターン自体が不均一、不連続である結果として、係るパターンが転写された周縁部１３上の圧痕パターン１４が不均一、不連続となる場合がある。
その場合、工具端面上のパターンと同一の圧痕パターン１４のみが周縁部１３に存在する限り、本発明の言うところの圧痕パターン１４が略均一である場合に該当する。
以上の様に、パッケージ５の周縁部１３はその全ての周縁部１３が略同時に融解封口されたものであるため、シワ等の発生が認められず、密閉性及び気密性が向上され、歩留まりが向上される効果を奏する。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法を図１、図２、図３及び図４を参照して説明する。
図４は本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の製造工程図である。
図４に示すように本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法は、まず切断工程１５でラミネートフィルム１を所定の大きさ、例えば最終的な製品に近い形状に切断する。
次に絞り加工工程１６で、所定寸法に切断されたラミネートフィルム（図示せず）に絞り加工を施す。
【００２５】
また、接続工程１７にて正極板６と当接するセパレータ８の一面及び負極板１１と当接するセパレータ８の一面に電解液保持性の高いゲル電解質（図示せず）を塗布又は含浸させた後、セパレータ８、正極板６及び負極板７を積層又は巻回させ、発電要素１０である極群９を形成させた後に、極群９を正極端子１２及び負極端子１１（電極端子）と接続する。
尚、本実施の形態ではセパレータ８にゲル電解質を塗布又は含浸させるが、セパレータ８、正極板１２及び負極板１１のうち全ての要素又は一以上の要素に塗布又は含浸させてもよい。
【００２６】
次に、重ね工程１８にて、絞り加工工程１６を経た絞り済みラミネートフィルム（図示せず）を下面にし、所定の位置に前記発電要素１０を搭載させる。その際、発電要素１０に接続された正極端子１２及び負極端子１１が絞り済みラミネートフィルムの周縁部１３の一部に突出する態様で発電要素１０の搭載を行う。その後、絞りを施していない所定寸法に切断された絞りなしラミネートフィルムを上部より重ね合わせる。
【００２７】
次に、封止工程１９にて、重ね合わされたラミネートフィルム（図示せず）の雰囲気を減圧する。
その際、減圧度を高くすればするほどに電池特性は向上される。電池特性は減圧に伴い向上する。係る観点からは減圧の程度はより高くすることが好ましい。
しかし、減圧度を高くするとそれに伴い、多大な時間や大規模な設備を要する。
そこで、所定気圧を０．５気圧以下にすることで、減圧に必要とされる大規模な設備を要さず、減圧に要する時間も短縮することができ、製造ラインのサイクルタイムを短縮することを実現できる利点がある。即ち、作業性及び生産性を向上させることができ、更にコストを低減させて工業的適用を容易にすることができる。
減圧後、重ね合わされたラミネートフィルムの全ての周縁部１３を略同時に融着封口し、パッケージにする。
尚、ここに言う略同時とは、実質的に一工程で重ね合わされたラミネートフィルムの全ての周縁部１３を融着封止することを意味する。
また、重ね合わされたラミネートフィルムの周縁部１３とパッケージの周縁部１３とは同じ位置を指す。
【００２８】
この様に、封止工程１９にて、全ての周縁部１３を略同時に融着封口する。係る工程とすることで、従来の部分的に順次に圧着する際に生じていたシワ等のムラの発生を防止し、電池の気密性を向上させることができる。
ここで、融着封口を実施する方法を説明する。融着封口を実施する方法としては、高周波方式又は熱ブロック方式を利用する。前記高周波方式は、高周波を金属に当てることで金属体自身から発熱させる方式である。前記熱ブロック方式はパッケージの周縁部１３に係る周縁部１３を圧接する工具端面（図示せず）から発熱させ、工具端面の圧着時に重ねられたラミネートフィルムの融着性樹脂フィルム３を加熱させ、融解封口させる方式である。本実施の形態では、ラミネートフィルム１が３重構造であり、上述の構造を有することからラミネートフィルム１上面の樹脂フィルム２を劣化させない意味でも高周波方式を採用することが望ましい。
また、融着封口に際し、パッケージ５の周縁部１３に圧接する工具端面にパターン（図示せず）を設けることで、パッケージ５の周縁部１３に圧痕パターン１４を形成させることができる。圧痕パターン１４をパッケージ５の周縁部１３に形成させることで、更にパッケージ５の密閉性及び気密性を向上させることができる。
この場合に、正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部１３は圧痕パターン１４を形成させる際に工具端面に設けたパターンが正極端子１２又は負極端子１１を貫通してしまうとショートを起こす。しかし、工具端面に設けたパターンが圧接する正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部１３にプラスチックや樹脂等の材料でなるフィルム（図示せず）を搭載させて、工具端面から印加される圧力を制御することでこの様な問題は解消できる。また、本実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法によって形成される圧痕パターン１４は、フィルムによって形成されるものではなく、工具端面のパターンが転写されることで形成されるパターンがここに言う圧痕パターン１４である。
また、高周波方式による金属からの発熱量（温度）は、高周波発生装置とその対象となる金属体の距離、対象となる金属体の種類及び高周波の強さによって決定される。高周波の強さが一定であり、対象となる金属体の種類が同一である場合、特にその発熱量は距離に反比例する。従って、フィルムを正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部１３に搭載させることで、フィルムを搭載させた周縁部１３は他の周縁部１３と比較して工具端面からの距離が大となり、温度が制御され、他の周縁部１３と比較して低温となる。その結果として、融着樹脂フィルム３の融解率が制御され、正極端子１２及び負極端子１１に与える負荷が軽減し、安全・確実に融着封口することができる。
また、熱ブロック方式を採用する場合は、ラミネートフィルム１、正極端子１２及び負極端子１１を劣化させない意味でも、前記フィルムを低熱伝導性とすることが望ましい。
また、フィルムを２以上の電極端子（図示せず）に被覆する態様で用いる場合、特に正極及び負極の２極間の通電によるショートを防止するために絶縁性のフィルムを採用するのが好ましい。
【００２９】
次に、切断工程２０にて減圧解除し、前記パッケージの周縁部を所定の位置で切断する。
また、正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部以外を切断することで、圧着により周縁部１３の外部に突出した融着性樹脂フィルム３が正極端子１２及び負極端子１１の根本を被覆する態様となる。結果として、正極端子１２及び負極端子１１の根本に位置する周縁部１３の応力集中を回避させ、パッケージ５の強度を向上させる。
また、本実施の形態の非水電解質二次電池は、切断工程２０を経た後に充電される。
【００３０】
本発明の実施の形態の非水電解質二次電池及びその製造方法では、絞り加工を施したラミネートフィルムと絞り加工を施していないラミネートフィルムを重ね合わせて工程を順次進行させている。しかし、絞り加工を施したラミネートフィルム同士を重ねあわせても本発明の非水電解質二次電池の製造方法を行うことができる。
また、ラミネートフィルムを所定寸法に切断する切断工程１５とラミネートフィルムの絞り加工工程１６との工程順序を逆にし、切断する前のラミネートフィルムに絞り加工を施した後、ラミネートフィルムを所定寸法に切断して順次工程を進めてもよい。
また、長尺な一方のラミネートフィルムに絞り加工を施した後、係る一方のラミネートフィルムの所定の位置に接続工程１７で得られた発電要素１０を搭載させ、他方の長尺のラミネートフィルム（絞り加工あり又は絞り加工なし）を重ねる。その後、封止工程１９を経て、パッケージとなったラミネートフィルムを所定寸法に切断することも可能である。
【００３１】
また、上述の本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の一構成要素である発電要素の他の構成例を図５を参照して説明する。
図５は上述の図１に示した本発明の実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図である。
極群９にて構成される発電要素１０のうち、正極板６はアルミ等の正極集電体２１と正極活物質２２とから構成され、負極板７は銅等の負極集電体２３と負極活物質２４とから構成される。
また、正極活物質２２としては、以下の電池電極材料が挙げられる。
即ち、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ａｇ２Ｏ、ＣｕＳ、ＣｕＳＯ４などのＩ族金属化合物、ＴｉＳ２、ＳｉＯ２、ＳｎＯなどのＩＶ族金属化合物、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１２、ＶＯｘ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３などのＶ族金属化合物、ＣｒＯ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｏＯ３、ＭｏＳ２、ＷＯ３、ＳｅＯ２などのＶＩ族金属化合物、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３などのＶＩＩ族金属化合物、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４、Ｎｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ３、ＣｏＯなどのＶＩＩＩ族金属化合物、又は、一般式ＬｉｘＭＸ２、ＬｉｘＭＮｙＸ２（Ｍ、ＮはＩからＶＩＩＩ族の金属、Ｘは酸素、硫黄などのカルコゲン化合物を示す。）などで表される。例えば、リチウム−コバルト系複合酸化物、或いはリチウム−マンガン系複合酸化物などの金属化合物、更に、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイト構造炭素材料などであるが、これらに限定されるものではない。
更に、負極活物質２４としては、以下の電池電極材料が挙げられる。
即ち、カーボンなどの炭素質材料、特に黒鉛質材料、
［例えば、上記炭素質材料が、Ｘ線回析等による分析結果；
格子面間隔（ｄ００２） ３．３３から３．０５Å
ａ軸方向の結晶子の大きさ Ｌａ ２００Å以上
ｃ軸方向の結晶子の大きさ Ｌｃ ２００Å以上
真密度 ２．００から２．２５ｇ／ｃｍ３
また、異方性のピッチを２０００℃以上の温度で焼成した黒鉛質粉末、望ましくは上記黒鉛質材料がＬｃ＜１００ｎｍの短繊維状炭素繊維、或いはメソカーボンマイクロビーズであるが、もちろんこれらの範囲に限定されるものではない。］スズ酸化物や珪素酸化物といった金属酸化物、更に上記の電気化学的活性物質に負極特性を向上される目的でリンやホウ素を添加し改質を行った材料等が挙げられる。また、負極活物質２４にはリチウム金属、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム及びウッド合金などのリチウム金属含有合金なども用いられるが、これらに限定されるものではない。また、リチウム金属やリチウム合金、リチウムを含有する有機化合物を併用することや、予め電気化学的に還元することによって、前記炭素質材料に予めリチウムを挿入することも可能である。
発電要素１０を以上の構成としても本実施の形態の非水電解質二次電池と同様の効果を得ることができる。
また、図５に示した発電要素を内包する非水電解質二次電池も、前述した本発明の本実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法により製造することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上で説明した本発明の非水電解質二次電池は気密性が高く、振動、衝撃、曲げなどによる短絡や漏液を防止することができる。また、製造が容易であり、安全性、作業性、生産性が高く、工程が少ないためコストが低減される利点がある。また、全周縁部が略同時に融着封口されることから、歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態のラミネートフィルムの断面図
【図２】 実施の形態の非水電解質二次電池の断面図
【図３】 実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図
【図４】 実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法
【図５】 実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図
【符号の説明】
１． ラミネートフィルム
２． 樹脂フィルム
３． 融着性樹脂フィルム
４． 金属箔
５． パッケージ
６． 正極板
７． 負極板
８． セパレータ
９． 極群
１０．発電要素
１１．負極端子
１２．正極端子
１３．周縁部
１４．圧痕パターン
１５．切断工程
１６．絞り加工工程
１７．接続工程
１８．重ね工程
１９．封止工程
２０．切断工程
２１．正極集電体
２２．正極活物質
２３．負極集電体
２４．負極活物質
【発明の属する技術分野】
本発明は扁平型で密閉式の非水電解質二次電池、特に周縁部の樹脂の融着により発電要素がフィルム状パッケージに封止、内包された非水電解質二次電池及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子技術の大きな進歩により、一般ユーザー向けの携帯機器の小型軽量化が進んでいる。
電池のパッケージの面から小型軽量化の進歩に関して、特に非水電解液系の密閉式電池に使われていた材質が、鉄又はステンレス鋼等の重い材質から、アルミニウム等の軽い材質へ転換している。例えば、ラミネートフィルムに関しては、アルミニウム箔を芯材として、その両面に合成樹脂層を配しているものが主流となっている。
【０００３】
次に係るラミネートフィルムを用いた従来の非水電解質二次電池の製造方法を説明する。
従来の製造方法では、先ず、一個の電池毎にラミネートフィルム周縁部の一部を除くその他のラミネートフィルム周縁部を融着封口させることでラミネートフィルムを袋状とする。
次に融着封口されていないラミネートフィルム周縁部を開口部とし、係る開口部からこの袋の中に発電要素である正極板、負極板及びセパレータからなる極群を挿入すると共に非水電解液を注入する。
最後に、開口部から電極端子の先端部が突出した状態で開口部を封口する。
以上の工程により非水電解質二次電池の製造は行われていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、以上の従来の非水電解質二次電池の製造方法では、開口部以外のラミネートフィルム周縁部の融着封口を行い、その後、減圧や注液を行った後に、開口部を融着封口するため、ラミネートフィルム周縁部の融着封口を２度以上行う必要があった。この様に２度以上融着封口を行うことでシワ等のムラがラミネートフィルムの周縁部、特にリード先端部が突出しているラミネートフィルムの周縁部に生じ、非水電解質二次電池の密閉性が低下し、歩留まりが著しく低下する等の問題があった。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、歩留まりを向上させ、密閉性を向上させると共に、工程数を削減することで生産性の高い安価な非水電解質二次電池及びその製造方法を供給することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本出願第１の発明は、金属箔の内面に融着性樹脂フィルムを配したラミネートフィルム製パッケージ内に正極、負極及びセパレータから構成される極群からなる発電要素を有し、係るパッケージの周縁部が融着封口され、正極及び負極それぞれに接続された電極端子が前記発電要素から前記周縁部の外部に貫通する態様でなる非水電解質二次電池であって、前記発電要素内の、その一部分が電解液保持性の高いゲル電解質から成り、前記パッケージの全周縁部が略同時に融着封口されてなることを特徴とする非水電解質二次電池である。
【０００７】
したがって、本出願第１の発明の非水電解質二次電池によれば、前記パッケージの全周縁部が略同時に融着封口されてなることから、密閉性が向上され、歩留まりが向上される利点がある。
【０００８】
また、本出願第２の発明は、金属箔の内面に融着性樹脂フィルムを配したラミネートフィルム製パッケージ内に正極、負極及びセパレータから構成される極群と非水電解質とからなる発電要素を有し、係るパッケージの周縁部が融着封口され、正極及び負極それぞれに接続された電極端子が前記発電要素から前記周縁部の外部に貫通する態様でなる非水電解質二次電池であって、前記発電要素内の、その一部分が電解液保持性の高いゲル電解質から成り、前記パッケージの全周縁部に圧痕パターンが略均一に分散されてなることを特徴とする非水電解質二次電池である。
【０００９】
したがって、本出願第２の発明の非水電解質二次電池によれば、前記パッケージの全周縁部に圧痕パターンが略均一に分散されてなることから、パッケージ全体の強度を向上せしめ、密閉性を向上させることができる。また、製品検査時に係るパターンを検査指標とすることで、不良製品を確実に発見することができる。
また、融着封止時の樹脂の流出を防止することができる。更にラミネートフィルムの熱膨張等の応力を分散させることができ、密閉性を向上させることができる。
【００１０】
また、本出願第３の発明は、前記電極端子が位置する前記周縁部に前記融着性樹脂フィルムの一部が突出する態様でなることを特徴とする。
【００１１】
したがって、本出願第３の発明の非水電解質二次電池によれば、前記電極端子が位置する前記周縁部に前記融着性樹脂フィルムの一部が突出する態様でなることから、電極端子の周縁部側に位置する部位が前記融着性樹脂フィルムによって被覆され、曲げ等によって前記電極端子が前記パッケージに触れ、電流が漏洩することを防止できる。
また、前記パッケージの全周縁部の応力集中を回避し、パッケージ全体の強度を向上させる。
更に、電極端子が位置するパッケージの周縁部の応力集中を回避させ、密閉性を向上させ、強度を向上させる利点がある。
また、電極端子が位置するパッケージの周縁部が前記融着性樹脂フィルムにより、均一な圧着面を有することから、密閉性が向上される。
【００１２】
また、本出願第４の発明は、ラミネートフィルムに絞り加工を施す絞り加工工程と、
セパレータ、正極板及び負極板を保液性の高いゲル電解質を介して積層又は巻回させ、発電要素である極群を形成し、正極端子及び負極端子と前記極群とを接続させる接続工程と、
前記発電要素を内包させ、電極端子をラミネートフィルム周縁部の外部に露出させる態様で、絞り加工が施されたラミネートフィルムとラミネートフィルムとを重ね合わせる重ね工程と、
重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部を同時に押圧し、融着封口する封止工程と
からなることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法である。
【００１３】
したがって、本出願第４の発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、ラミネートフィルムに絞り加工を施す絞り加工工程と、
セパレータ、正極板及び負極板を電解液保持性の高いゲル電解質を介して積層又は巻回させ、発電要素である極群を形成し、正極端子及び負極端子と前記極群とを接続させる接続工程と、
前記発電要素を内包させ、電極端子ラミネートフィルム周縁部の外部に露出させる態様で、絞り加工が施されたラミネートフィルムとラミネートフィルムとを重ね合わせる重ね工程と、
重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部を同時に押圧し、融着封口する封止工程と、
からなることを特徴とするので、複雑な工程を要さず、生産性及び作業性が向上される利点がある。
また、保液性の高いゲル電解質を採用していることから漏液することなく、安全にラミネートフィルムを融着封口することができる。
また、封口工程にて、重ねられたラミネートフィルムの全周縁部を同時に融着封口することから、融着封口時の不良を防止でき、歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
また、本出願第５の発明は、所定気圧に雰囲気を減圧した上で前記封止工程を行うことを特徴とする。
【００１５】
したがって、本出願第６の発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、所定気圧に雰囲気を減圧した上で前記封止工程を行うことから、極群間の密着性が向上し、その結果として電池特性が向上される。
【００１６】
また、本出願第６の発明は、前記所定気圧を０．５気圧以下とすることを特徴とする。
【００１７】
電池特性は減圧に伴い向上する。係る観点からは減圧の程度はより高くすることが好ましい。
しかし、減圧度を高くするとそれに伴い、多大な時間や大規模な設備を要する。
そこで、所定気圧を０．５気圧以下程度にすることで、減圧に必要とされる大規模な設備を要さず、減圧に要する時間も短縮することができ、製造ラインのサイクルタイム短縮を実現できる。即ち、作業性及び生産性を向上させることができ、更にコストを低減させて工業的適用を容易にすることができる。
【００１８】
また、本出願第７は、前記封止工程は、前記電極端子と重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部との重合領域において、シート部材を介在させた押圧を行う工程としたことを特徴とする。
【００１９】
したがって、本出願第７の発明の非水電解質二次電池の製造方法によれば、前記封止工程は、前記電極端子と重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部との重合領域において、シート部材を介在させた押圧を行う工程としたことを特徴とすることから、前記電極端子に熱又は機械的負荷を与えることなく、安全確実に封口を行うことができる利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の非水電解質二次電池及びその製造方法につき図面を参照して説明する。
【００２１】
実施の形態
図１は本発明の実施の形態のラミネートフィルムの断面図、図２は本発明の実施の形態の非水電解質二次電池を下面より見た断面図、図３は本発明の実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図である。
まず、図１を参照して本発明の実施の形態の非水電解質二次電池のラミネートフィルムについて、その構成を説明する。
係るラミネートフィルム１は３重構造であり、外面に保護層として強度の高いポリエチレンテレフタレート又はナイロン等の樹脂フィルム２を配し、内面に変性ポリプロピレン等の融着性樹脂フィルム３を配し、芯材にアルミニウム箔等の金属箔４を配することで構成されている。
また、融着性樹脂フィルム３は、ラミネートフィルム１の基材、即ち芯材となるアルミニウム又はアルミニウム合金等との接着性の良い酸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、エチレン−アクリル酸共重合体及びエチレン−メタクリル酸共重合体等の金属接着性樹脂を用いることが好ましい。
しかし、端子との接続部分に金属接着層を設けるのであればポリプロピレン又はポリエチレン等を用いることも可能である。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の構成を説明する。
図２及び図３に示すように本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の構成は、ラミネートフィルム製パッケージ（以下、パッケージ５）内に正極板６、負極板７、セパレータ８及び電解液保持性の高いゲル電解質（図示せず）で構成される極群９からなる発電要素１０を有している。
また、発電要素１０はパッケージ５の内部に極群９を２つ重ねられて構成されている。更に、発電要素１０の負極板７は負極端子１１に接続しており、正極板６は正極端子１２に接続している。尚、係る発電要素１０は電解液保持性の高いゲル電解質を有しており、漏液を防止する効果を奏する。また、ゲル電解質はセパレータ８の基材多孔中に含浸されているが、発電要素１０のうち一以上の要素に塗布又は含浸されればよいため、これに限定されない。
更に、本実施の形態の非水電解質二次電池で用いられるゲル電解質は、例えばフッ素を含むアルキル骨格を有し、官能基として重合性官能基を分子構造に持つモノマーから重合して生成する重合体をゲル骨格マトリクスとして固体状に形成されたものとする。また、前記重合性官能基とは、ビニルケトン系又はビニル系であり、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基である。フッ素を含むモノマーを重合してなる重合生成体は骨格にフッ素を含むアルカンを有することから溶媒分子や溶質分子との相互作用が小さい。また、化学的・電気化学的に安定である。また、主骨格に酸エステル構造が残るが、適度な極性基の存在によって溶媒のシネリシスを防止できることから上述のゲル電解質を採用することが好ましい。
また、上述のゲル電解質について更に詳細に説明すると、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシドのコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデンのコポリマー、６弗化プロピレンのコポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリカーボネート類又は等ヘテロ原子をポリマー分子内に有する直鎖又は等ヘテロ原子をポリマー分子内に有する架橋体を用いることが好ましい。
【００２３】
更に加えて、パッケージ５の周縁部１３には密閉性を向上させるべく、略均一な圧痕パターン１４が配されている。
係る圧痕パターン１４は、周縁部１３を押圧封口する工具端面（図示せず）によりパッケージを封口時に周縁部１３に形成されるものである。即ち、圧痕パターン１４は工具端面に施されたパターン（図示せず）が転写されることにより形成される。
ここで言う圧痕パターン１４が略均一であるとは、前記工具端面に存在するパターンと同一の圧痕パターン１４が単一の封口工程により周縁部１３に形成されることをいう。従って、工具による押圧が複数回にわたることにより、複合パターンが形成された場合には圧痕パターン１４は略均一ではない。
一方、予め工具端面上に形成されるパターン同士の間隔（例えば、ドットの間隔）が不均一である場合に、工具端面上のパターン自体が不均一、不連続である結果として、係るパターンが転写された周縁部１３上の圧痕パターン１４が不均一、不連続となる場合がある。
その場合、工具端面上のパターンと同一の圧痕パターン１４のみが周縁部１３に存在する限り、本発明の言うところの圧痕パターン１４が略均一である場合に該当する。
以上の様に、パッケージ５の周縁部１３はその全ての周縁部１３が略同時に融解封口されたものであるため、シワ等の発生が認められず、密閉性及び気密性が向上され、歩留まりが向上される効果を奏する。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法を図１、図２、図３及び図４を参照して説明する。
図４は本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の製造工程図である。
図４に示すように本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法は、まず切断工程１５でラミネートフィルム１を所定の大きさ、例えば最終的な製品に近い形状に切断する。
次に絞り加工工程１６で、所定寸法に切断されたラミネートフィルム（図示せず）に絞り加工を施す。
【００２５】
また、接続工程１７にて正極板６と当接するセパレータ８の一面及び負極板１１と当接するセパレータ８の一面に電解液保持性の高いゲル電解質（図示せず）を塗布又は含浸させた後、セパレータ８、正極板６及び負極板７を積層又は巻回させ、発電要素１０である極群９を形成させた後に、極群９を正極端子１２及び負極端子１１（電極端子）と接続する。
尚、本実施の形態ではセパレータ８にゲル電解質を塗布又は含浸させるが、セパレータ８、正極板１２及び負極板１１のうち全ての要素又は一以上の要素に塗布又は含浸させてもよい。
【００２６】
次に、重ね工程１８にて、絞り加工工程１６を経た絞り済みラミネートフィルム（図示せず）を下面にし、所定の位置に前記発電要素１０を搭載させる。その際、発電要素１０に接続された正極端子１２及び負極端子１１が絞り済みラミネートフィルムの周縁部１３の一部に突出する態様で発電要素１０の搭載を行う。その後、絞りを施していない所定寸法に切断された絞りなしラミネートフィルムを上部より重ね合わせる。
【００２７】
次に、封止工程１９にて、重ね合わされたラミネートフィルム（図示せず）の雰囲気を減圧する。
その際、減圧度を高くすればするほどに電池特性は向上される。電池特性は減圧に伴い向上する。係る観点からは減圧の程度はより高くすることが好ましい。
しかし、減圧度を高くするとそれに伴い、多大な時間や大規模な設備を要する。
そこで、所定気圧を０．５気圧以下にすることで、減圧に必要とされる大規模な設備を要さず、減圧に要する時間も短縮することができ、製造ラインのサイクルタイムを短縮することを実現できる利点がある。即ち、作業性及び生産性を向上させることができ、更にコストを低減させて工業的適用を容易にすることができる。
減圧後、重ね合わされたラミネートフィルムの全ての周縁部１３を略同時に融着封口し、パッケージにする。
尚、ここに言う略同時とは、実質的に一工程で重ね合わされたラミネートフィルムの全ての周縁部１３を融着封止することを意味する。
また、重ね合わされたラミネートフィルムの周縁部１３とパッケージの周縁部１３とは同じ位置を指す。
【００２８】
この様に、封止工程１９にて、全ての周縁部１３を略同時に融着封口する。係る工程とすることで、従来の部分的に順次に圧着する際に生じていたシワ等のムラの発生を防止し、電池の気密性を向上させることができる。
ここで、融着封口を実施する方法を説明する。融着封口を実施する方法としては、高周波方式又は熱ブロック方式を利用する。前記高周波方式は、高周波を金属に当てることで金属体自身から発熱させる方式である。前記熱ブロック方式はパッケージの周縁部１３に係る周縁部１３を圧接する工具端面（図示せず）から発熱させ、工具端面の圧着時に重ねられたラミネートフィルムの融着性樹脂フィルム３を加熱させ、融解封口させる方式である。本実施の形態では、ラミネートフィルム１が３重構造であり、上述の構造を有することからラミネートフィルム１上面の樹脂フィルム２を劣化させない意味でも高周波方式を採用することが望ましい。
また、融着封口に際し、パッケージ５の周縁部１３に圧接する工具端面にパターン（図示せず）を設けることで、パッケージ５の周縁部１３に圧痕パターン１４を形成させることができる。圧痕パターン１４をパッケージ５の周縁部１３に形成させることで、更にパッケージ５の密閉性及び気密性を向上させることができる。
この場合に、正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部１３は圧痕パターン１４を形成させる際に工具端面に設けたパターンが正極端子１２又は負極端子１１を貫通してしまうとショートを起こす。しかし、工具端面に設けたパターンが圧接する正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部１３にプラスチックや樹脂等の材料でなるフィルム（図示せず）を搭載させて、工具端面から印加される圧力を制御することでこの様な問題は解消できる。また、本実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法によって形成される圧痕パターン１４は、フィルムによって形成されるものではなく、工具端面のパターンが転写されることで形成されるパターンがここに言う圧痕パターン１４である。
また、高周波方式による金属からの発熱量（温度）は、高周波発生装置とその対象となる金属体の距離、対象となる金属体の種類及び高周波の強さによって決定される。高周波の強さが一定であり、対象となる金属体の種類が同一である場合、特にその発熱量は距離に反比例する。従って、フィルムを正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部１３に搭載させることで、フィルムを搭載させた周縁部１３は他の周縁部１３と比較して工具端面からの距離が大となり、温度が制御され、他の周縁部１３と比較して低温となる。その結果として、融着樹脂フィルム３の融解率が制御され、正極端子１２及び負極端子１１に与える負荷が軽減し、安全・確実に融着封口することができる。
また、熱ブロック方式を採用する場合は、ラミネートフィルム１、正極端子１２及び負極端子１１を劣化させない意味でも、前記フィルムを低熱伝導性とすることが望ましい。
また、フィルムを２以上の電極端子（図示せず）に被覆する態様で用いる場合、特に正極及び負極の２極間の通電によるショートを防止するために絶縁性のフィルムを採用するのが好ましい。
【００２９】
次に、切断工程２０にて減圧解除し、前記パッケージの周縁部を所定の位置で切断する。
また、正極端子１２及び負極端子１１が位置する周縁部以外を切断することで、圧着により周縁部１３の外部に突出した融着性樹脂フィルム３が正極端子１２及び負極端子１１の根本を被覆する態様となる。結果として、正極端子１２及び負極端子１１の根本に位置する周縁部１３の応力集中を回避させ、パッケージ５の強度を向上させる。
また、本実施の形態の非水電解質二次電池は、切断工程２０を経た後に充電される。
【００３０】
本発明の実施の形態の非水電解質二次電池及びその製造方法では、絞り加工を施したラミネートフィルムと絞り加工を施していないラミネートフィルムを重ね合わせて工程を順次進行させている。しかし、絞り加工を施したラミネートフィルム同士を重ねあわせても本発明の非水電解質二次電池の製造方法を行うことができる。
また、ラミネートフィルムを所定寸法に切断する切断工程１５とラミネートフィルムの絞り加工工程１６との工程順序を逆にし、切断する前のラミネートフィルムに絞り加工を施した後、ラミネートフィルムを所定寸法に切断して順次工程を進めてもよい。
また、長尺な一方のラミネートフィルムに絞り加工を施した後、係る一方のラミネートフィルムの所定の位置に接続工程１７で得られた発電要素１０を搭載させ、他方の長尺のラミネートフィルム（絞り加工あり又は絞り加工なし）を重ねる。その後、封止工程１９を経て、パッケージとなったラミネートフィルムを所定寸法に切断することも可能である。
【００３１】
また、上述の本発明の実施の形態の非水電解質二次電池の一構成要素である発電要素の他の構成例を図５を参照して説明する。
図５は上述の図１に示した本発明の実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図である。
極群９にて構成される発電要素１０のうち、正極板６はアルミ等の正極集電体２１と正極活物質２２とから構成され、負極板７は銅等の負極集電体２３と負極活物質２４とから構成される。
また、正極活物質２２としては、以下の電池電極材料が挙げられる。
即ち、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ａｇ２Ｏ、ＣｕＳ、ＣｕＳＯ４などのＩ族金属化合物、ＴｉＳ２、ＳｉＯ２、ＳｎＯなどのＩＶ族金属化合物、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１２、ＶＯｘ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３などのＶ族金属化合物、ＣｒＯ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｏＯ３、ＭｏＳ２、ＷＯ３、ＳｅＯ２などのＶＩ族金属化合物、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３などのＶＩＩ族金属化合物、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４、Ｎｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ３、ＣｏＯなどのＶＩＩＩ族金属化合物、又は、一般式ＬｉｘＭＸ２、ＬｉｘＭＮｙＸ２（Ｍ、ＮはＩからＶＩＩＩ族の金属、Ｘは酸素、硫黄などのカルコゲン化合物を示す。）などで表される。例えば、リチウム−コバルト系複合酸化物、或いはリチウム−マンガン系複合酸化物などの金属化合物、更に、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイト構造炭素材料などであるが、これらに限定されるものではない。
更に、負極活物質２４としては、以下の電池電極材料が挙げられる。
即ち、カーボンなどの炭素質材料、特に黒鉛質材料、
［例えば、上記炭素質材料が、Ｘ線回析等による分析結果；
格子面間隔（ｄ００２） ３．３３から３．０５Å
ａ軸方向の結晶子の大きさ Ｌａ ２００Å以上
ｃ軸方向の結晶子の大きさ Ｌｃ ２００Å以上
真密度 ２．００から２．２５ｇ／ｃｍ３
また、異方性のピッチを２０００℃以上の温度で焼成した黒鉛質粉末、望ましくは上記黒鉛質材料がＬｃ＜１００ｎｍの短繊維状炭素繊維、或いはメソカーボンマイクロビーズであるが、もちろんこれらの範囲に限定されるものではない。］スズ酸化物や珪素酸化物といった金属酸化物、更に上記の電気化学的活性物質に負極特性を向上される目的でリンやホウ素を添加し改質を行った材料等が挙げられる。また、負極活物質２４にはリチウム金属、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム及びウッド合金などのリチウム金属含有合金なども用いられるが、これらに限定されるものではない。また、リチウム金属やリチウム合金、リチウムを含有する有機化合物を併用することや、予め電気化学的に還元することによって、前記炭素質材料に予めリチウムを挿入することも可能である。
発電要素１０を以上の構成としても本実施の形態の非水電解質二次電池と同様の効果を得ることができる。
また、図５に示した発電要素を内包する非水電解質二次電池も、前述した本発明の本実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法により製造することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上で説明した本発明の非水電解質二次電池は気密性が高く、振動、衝撃、曲げなどによる短絡や漏液を防止することができる。また、製造が容易であり、安全性、作業性、生産性が高く、工程が少ないためコストが低減される利点がある。また、全周縁部が略同時に融着封口されることから、歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態のラミネートフィルムの断面図
【図２】 実施の形態の非水電解質二次電池の断面図
【図３】 実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図
【図４】 実施の形態の非水電解質二次電池の製造方法
【図５】 実施の形態の非水電解質二次電池のＡ―Ａ’断面図
【符号の説明】
１． ラミネートフィルム
２． 樹脂フィルム
３． 融着性樹脂フィルム
４． 金属箔
５． パッケージ
６． 正極板
７． 負極板
８． セパレータ
９． 極群
１０．発電要素
１１．負極端子
１２．正極端子
１３．周縁部
１４．圧痕パターン
１５．切断工程
１６．絞り加工工程
１７．接続工程
１８．重ね工程
１９．封止工程
２０．切断工程
２１．正極集電体
２２．正極活物質
２３．負極集電体
２４．負極活物質
Claims (5)
- 金属箔の内面に融着性樹脂フィルムを配したラミネートフィルム製パッケージ内に正極、負極及びセパレータから構成される極群からなる発電要素を有し、係るパッケージの周縁部が融着封口され、正極及び負極それぞれに接続された電極端子が前記発電要素から前記周縁部の外部に貫通する態様でなる非水電解質二次電池であって、前記発電要素内の、その一部分が電解液保持性の高いゲル電解質から成り、前記パッケージの全周縁部が略同時に融着封口され、前記パッケージの全周縁部に圧痕パターンが略均一に分散されてなることを特徴とする非水電解質二次電池。
- 前記電極端子が位置する前記周縁部に前記融着性樹脂フィルムの一部が突出する態様でなることを特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。
- ラミネートフィルムに絞り加工を施す絞り加工工程と、セパレータ、正極板及び負極板を電解液保持性の高いゲル電解質を介して積層又は巻回させ、発電要素である極群を形成し、正極端子及び負極端子と前記極群とを接続させる接続工程と、前記発電要素を内包させ、電極端子をラミネートフィルム周縁部の外部に露出させる態様で、絞り加工が施されたラミネートフィルムとラミネートフィルムとを重ね合わせる重ね工程と、重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部を同時に押圧し、融着封口する封止工程と、からなり、前記封止工程は、前記電極端子と重ね合わされたラミネートフィルムの全周縁部との重合領域において、シート部材を介在させた押圧を行う工程としたことを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
- 所定気圧に雰囲気を減圧した上で前記封止工程を行うことを特徴とする請求項３に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
- 前記所定気圧を０．５気圧以下とすることを特徴とする請求項４に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
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