CN102714285A - 片状二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供片状二次电池及其制造方法，即使在用接合用树脂把有挠性的层叠外包体与电极端子接合起来的形态的情况下也可以确保电极端子周围的密封性和绝缘性。该片状二次电池包括：具有由可热密封的热塑性树脂制的内面层（2a）和金属层（2b）的层叠外包体（2），内部电极对（1），以及与内部电极对（1）电气连结，且气密性地贯通层叠外包体（2）的热密封部（20）而引出到外部电极端子（3），在夹着电极端子（3）的热密封部（20D）处，用接合用树脂（5）把层叠外包体（2）与电极端子（3）接合起来，且在与电极端子（3）相对置的层叠外包体（2）的内面层（2a）上形成收存热密封时剩余的树脂的剩余树脂收存部（20a），而在把层叠外包体（2）的内面层（2a）之间接合起来的热密封部（20P）不形成剩余树脂收存部（20a）。

Description

片状二次电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及片状二次电池及其制造方法，虽然没有特别限定，但涉及适合用于例如电动汽车、UPS（不间断电源装置）、负载均衡等的用途的大容量的片状二次电池及其制造方法。
背景技术
近年来，针对各种电子设备的小型、轻量化的期望非常强烈，因此要求作为动力源的二次电池的性能提高，各种电池的开发和改进得到发展。例如，锂离子二次电池是在现有的电池中最能够实现高电压、高能量密度、耐高负载化的二次电池，当前其改良也正在不断进行。
该锂离子二次电池一般由以下部分构成：通过隔着隔离物层叠用片状的正极集电体和涂敷在其表面上的正极活性物质构成的片状的正电极、和用片状的负极集电体和涂敷在其表面上的负极活性物质构成的片状的负电极而形成的片状的内部电极对；以密封状态覆盖该内部电极对并且在内部收容电解液的电池壳；以及从该电池壳内的内部电极对的各正电极和各负电极分别连接到设置在电池壳上的正极端子和负极端子上的正电极引线和负电极引线，在充电时锂从正电极的正极活性物质作为锂离子抽出到电解液中，进入到负电极的负极活性物质中，在放电时将进入到该负极活性物质中的锂离子释放到电解液中，再次回到正电极的正极活性物质中，由此进行充放电。关于这样的锂离子二次电池，因为能够实现其高能量密度，所以能够期待作为例如混合动力汽车（HV）和电动汽车（EV）等的领域中使用的大容量二次电池，已经进行了很多开发并提出了方案。
例如，作为这样的锂离子二次电池，提出了在使用了层叠膜的外包体中封入内部电极对和电解液而形成的二次电池（例如，参照专利文献1）。
在此，在专利文献1中公开了，在由金属树脂复合材料构成的作为层叠外包体的外包膜内收存密封由正电极、负电极和隔离物构成的发电要素，为了在热密封等时防止在外包膜上产生的褶皱，对该外包膜的密封部进行了凹凸加工的片状二次电池。
<专利文献1>日本特开2001-52660号公报
发明内容
（发明要解决的问题）
可是，近年来，针对二次电池单元电池的大容量化的要求高涨，希望通过采用可以取出比较大的电流的截面面积大的电极端子。
对于这样的要求，像上述专利文献公开的二次电池那样，仅仅在层叠外包体的密封部上形成用来防止褶皱的凹凸时，出现了采用了截面面积大的厚且宽的电极端子时密封性和绝缘性不够的问题。
尤其是，在为了提高电极端子与有挠性的极薄层叠外包体的内面层（热密封树脂层）之间的接合性（粘接性）而在两者之间设置接合用的接合树脂，用该接合用树脂把电极端子与层叠外包体接合起来时，出现了热密封时剩余的接合用树脂因加热压接而沿电极端子的表面移动（熔流）、熔淌等而导致树脂层的厚度不均匀或者形成间隙而损害密封性和绝缘性的问题。另外，由于伴随着搭载设备的小型化而受设置空间和布置上的制约等，出现了在搭载片状二次电池时层叠外包体的周边部被施加弯折载荷等意外的外加压力的情况，在这样的情况下出现了电极端子周围的密封性和绝缘性容易进一步降低的问题。
而且，由于这样的趋势是，电极端子的尺寸越厚越宽则密封所需的热量越大，越容易发生熔流、熔淌等，所以在为了增大容量而采用了截面面积大的电极端子时，出现了显著的问题。
本发明正是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供即使在用接合用树脂把有挠性的层叠外包体与电极端子接合起来的形态的情况下，也可以确保电极端子周围的密封性和绝缘性的片状二次电池及其制造方法。
（用来解决问题的方案）
为了实现上述目的，根据本发明的片状二次电池，其特征在于，包括：有挠性的层叠外包体，该层叠外包体具有由可热密封的热塑性树脂制的内面层和金属层；内部电极对，用在上述层叠外包体的周边形成的热密封部以密封状态把该内部电极对收存到该层叠外包体的内部，该内部电极对由片状的正电极和片状的负电极隔着隔离物交替层叠而形成；以及电极端子，该电极端子与上述内部电极对电气连结，且气密性地贯通上述层叠外包体的热密封部而引出到外部，在夹着上述电极端子的热密封部处，用接合用树脂把上述层叠外包体与上述电极端子接合起来，且在与上述电极端子相对置的上述层叠外包体的内面层上形成有收存热密封时剩余的树脂的剩余树脂收存部，而在把上述层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的热密封部不形成上述剩余树脂收存部。
在这样地构成的情况下，可以容易地用接合用树脂把层叠外包体与电极端子接合起来，且在密封（热密封）层叠外包体时，把热密封时剩余的树脂吸收和收存到剩余树脂收存部内，无须进行接合用树脂的厚度和增加压力等的麻烦且复杂的调整控制，就可以有助于提高密封可靠性和绝缘可靠性。而且，即使在有挠性的层叠外包体上施加弯折载荷等意外的外加应力时，也可以稳定地维持密封性和绝缘性。
另外，也可以是，上述剩余树脂收存部的形成位置设定成，在夹着上述电极端子的热密封部处，密封后的接合用树脂的厚度与层叠外包体的内面层的厚度相加得到的总厚度为密封前的总厚度的65~90%。
在这样地构成的情况下，可以同时稳定地确保电极端子周围的密封性和绝缘性。
而且，也可以是，以把上述层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的通常的热密封部为基准，设定上述剩余树脂收存部的形成位置。
在这样地构成的情况下，由于可以以通常的热密封部的平坦面为基准，稳定地设定剩余树脂收存部的形成位置，所以可以有助于更稳定地确保电极端子周围的密封性和绝缘性。
另外，也可以是，上述剩余树脂收存部形成为从层叠外包体的表面突出。
在这样地构成的情况下，可以从外观判断剩余树脂收存部的形成状态，可以通过目视容易地确认密封性和绝缘性的确保。
另外，也可以是，上述接合用树脂是与层叠外包体的内面层材质相同且具有交联结构的热塑性树脂。
另外，也可以是，上述电极端子是厚度为0.2~5.0mm、沿热密封部的长度为16~100mm的板状端子。
在这样地构成的情况下，可以更好地适用于其周围的密封性和绝缘性尤其成为问题的采用了截面面积大的电极端子的形态。
以上情况下，上述片状二次电池的容量可以为1.5Ah以上。
在这样地构成的情况下，可以更好地适用于必需截面面积大的电极端子的片状二次电池。
根据本发明的片状二次电池的制造方法，该片状二次电池在有挠性的层叠外包体的内部收存了内部电极对，该层叠外包体具有由可热密封的热塑性树脂制的内面层和金属层，该内部电极对由片状的正电极和片状的负电极隔着隔离物交替层叠而形成，其特征在于：使用具有预定形状的凹坑的一对密封夹具；在对与上述内部电极对连接的电极端子的表面进行粗糙化处理之后，涂敷可与该表面接合的热塑性的接合用树脂，在用电极端子及其表面的接合用树脂把层叠外包体热密封时，用上述一对密封夹具夹住电极端子突出的层叠外包体的的热密封部加热加压，在夹着上述电极端子的热密封部处，在层叠外包体的内面层上形成收存热密封时剩余的树脂的剩余树脂收存部，而在把层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的热密封部不形成上述剩余树脂收存部。
如果采用这样的制造方法，则可以容易地把层叠外包体与电极端子接合起来，且无须另行追加特别的工序就可以与热密封同时形成收存热密封时剩余的树脂的剩余树脂收存部，而且，即使在有挠性的层叠外包体上施加弯折载荷等意外的外加应力时，也可以容易地制造能够同时确保密封性和绝缘性的片状二次电池。
另外，也可以是，上述剩余树脂收存部的形成位置设定成，密封后的接合用树脂的厚度与层叠外包体的内面层的厚度相加得到的总厚度为密封前的总厚度的65~90%。
如果采用这样的制造方法，则可以同时稳定地确保电极端子周围的密封性和绝缘性。
而且，也可以是，上述密封夹具具有：对把层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的通常的热密封部加热加压的平坦的基准密封面；以及对层叠外包体的与电极端子相对置的热密封部加热加压且形成剩余树脂收存部的收存部形成面；上述剩余树脂收存部基于上述平坦的基准密封面设定上述形成位置。
如果采用这样的制造方法，则由于可以以平坦的基准密封面为基准，稳定地设定剩余树脂收存部的形成位置，所以可以更稳定地确保层叠外包体与电极端子的间隔距离，并且有助于机械化和量产化。
另外，也可以是，上述剩余树脂收存部形成为从层叠外包体的外表面突出。
在这样地构成的情况下，可以从外观判断剩余树脂收存部的形成状态，可以通过目视容易地确认密封性和绝缘性的确保。
另外，也可以是，上述接合用树脂是与层叠外包体的内面层材质相同且具有交联结构的热塑性树脂。
在这样的构成的情况下，能够将电极端子与层叠外包体的内面层良好地接合。
另外，也可以是，上述电极端子是厚度为0.2~5.0mm、沿热密封部的长度为16~100mm的板状端子。
在这样地构成的情况下，可以提供更好地适用于采用了其周围的密封性和绝缘性尤其成为问题的截面面积大的电极端子的片状二次电池的制造方法。
以上情况下，上述片状二次电池的容量也可以为1.5Ah以上。
在这样地构成的情况下，可以更好地适用于必需截面面积大的电极端子的片状二次电池。
（发明的效果）
如果采用本发明，则可以用简单的构成容易地实现即使在用接合用树脂把层叠外包体与电极端子接合起来的形态的情况下，也可以稳定地确保电极端子周围的密封性和绝缘性的片状二次电池及其制造方法。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的片状二次电池的立体图。
图2是图1的片状二次电池的左视图。
图3是图1的片状二次电池的A-A线剖面图，是用图2中的圆A’包围的部分的放大图。
图4是用于说明图1中的内部电极对的示意放大图。
图5是示出根据本发明的片状二次电池的制造方法中使用的密封夹具的构成的示意图。
图6是示出利用根据本发明的片状二次电池的制造方法中使用的密封夹具形成的剩余树脂收存部的形成状态的示意图，（a）是示出用密封夹具从层叠外包体的外面层加热加压时的剩余树脂收存部的形成状态的示意图，（b）是示出用密封夹具直接对层叠外包体的内面层加热加压时的剩余树脂收存部的形成状态的示意图。
图7是用来说明在比较验证时制作的根据实施例的具有剩余树脂收存部的片状二次电池与根据比较例的片状二次电池的构成的示意图。
图8是用来说明在比较验证时热密封部的弯折状况的示意图。
图9是用来说明在比较验证时树脂层厚度的状况的示意图。
具体实施方式
以下，参照图1~图4说明本发明的一种实施方式。在此，图1是示意性地示出本发明的片状二次电池一例的立体图，图2是图1的左视图。此外，图3是图1的A-A剖面图，是放大示出用图2中的圆A’包围的部分的图，图4是用于说明内部电极对的构成的示意图。
在图1~图3中，10是片状锂离子二次电池（片状二次电池），用挠性的层叠外包体2将内部电极对1以及电解液DL以密封状态收容在内部。具体地说，像图3中最清楚地所示的那样，将多个片状的正电极1a和多个片状的负电极1b隔着隔离物1c交替层叠形成的内部电极对1，与电解液DL一起以密封状态收容在层叠外包体2的内部。而且，与该内部电极对1中的正电极1a电气连结的导电性的正电极引线3a（正电极端子）气密性地贯通层叠外包体2的热密封部20并且固定接合在该热密封部20上，贯通热密封部20地向层叠外包体2的外部突出，引出的部分用作外部端子。此外，虽然省略图示，但在负电极1b上也电气连结导电性的负电极引线3b（负电极端子），该负电极端子3b像图1所示那样夹着层叠外包体2，从与正电极端子3a相反一侧的端部（在本例子中，是图中的下端部），与正电极端子3a一样贯通热密封部20以气密状态向外部引出。另外，根据本实施方式的片状二次电池10，希望实现大容量化，由于把像上述那样层叠的多个片状电极1a、1b分别集结起来与对应的各电极端子3a、3b连接，所以必然该电极端子3a、3b的截面面积比较大。
在本实施方式中，内部电极对1像图4中最清楚地所示的那样，在铝制的正极集电体11的两面上涂敷正极活性物质12而形成的片状的正电极1a与在铜制的负极集电体13的两面上涂敷负极活性物质14而形成的片状的负电极1b隔着隔离物1c交替层叠而形成片状，铝制的正极集电体11和铜制的负极集电体13都形成为其厚度是5~30μm左右的极薄的金属箔。另外，在与电极端子3连结的各片状电极1a、1b的端部不涂敷上述活性物质。
在本实施方式中，作为正极活性物质12可以用钴酸锂复合氧化物（LCO）、锰酸锂复合氧化物（LMO）、镍酸锂复合氧化物（LNO）等的锂复合氧化物。另外，也可以用LNMCO等的三元素材料和LMNO、LMCO、LNCO等的二元素材料。而且也可以是把这些主材料混合得到的材料。
另一方面，作为负极活性物质14可以用石墨、硬炭、软炭等的碳材料，也可以是把这些主材料混合得到的材料。另外，也可以用钛酸锂（LTO）（此时，负极集电箔是铝）等。
隔离物1c只要是多孔质膜、无纺布、网等具有电气绝缘性，并且对与正电极1a和负电极1b的密接具有充分强度的材料，则可以使用任何材料。材质并没有特别限定，但从粘接性和安全性的观点出发，优选是聚乙烯、聚丙烯的单层多孔质膜以及它们的多层化的多孔质膜。
另外，作为用于用作离子传导体的电解液DL的溶剂和电解质盐，可以使用在现有的电池中使用的非水系的溶剂和含有锂的电解质盐。具体地说，作为溶剂可以使用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等的酯类溶剂，乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙醚、二甲醚等的醚类溶剂的单独液，以及由上述的同一系统的溶剂彼此之间或者不同系统的溶剂构成的两种溶剂的混合液。此外，作为电解质盐可以使用LiPF6、LiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiN（CF3SO2）2、LiC（CF3SO2）3、LiN（C2F5SO2）2等。
进而，在本实施方式中，正电极端子3a是与正极集电体11相同的铝制，负电极端子3b是与负极集电体13相同的铜制或者镍制。但是，作为其材质并没有特别限定，优选使用电化学上稳定的金属材料。各电极端子3a、3b作为板状的端子形成，从可以降低连接电阻等的观点出发，各片状电极1a、1b与对应的各电极端子3a、3b用超声波焊接连接起来。另外，作为各电极端子3a、3b的大小，如果考虑与保护电路基板的焊料连接等时的加工性和大容量化，则其厚度优选为0.2~5.0mm，而且如果考虑耐（冲击：rush）高电流和机械强度，则其厚度更优选为1.0~5.0mm。另外，各电极端子3a、3b的宽度（沿热密封部20的长度），从加工性和大容量化（例如，作为HV用而优选为1.5Ah以上，作为EV用而优选为15Ah以上）等的观点出发，优选为16~100mm左右。
在本发明中，对于将内部电极对1和电解液DL以密封状态收容在内部的挠性的层叠外包体2，只要具有可以作为片状二次电池10的电池壳使用的强度，且具有针对收容的电解液DL来说优异的耐电解液性，就没有特别限制，具体地说可以用三层构造的层叠膜形成，所述三层构造的层叠膜在内面侧上具有例如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、离子交联聚合物（ionomer）等的在耐电解液性和热密封性方面优异的热可塑性树脂制的内面层，在中间具有例如铝箔、不锈钢箔等的在挠性和强度方面优异的金属箔制的中间层，而且在外面侧具有例如聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等的在电气绝缘性方面优异的绝缘树脂制的外面层。
根据本实施方式的上述层叠外包体2，用在内面侧具有聚丙烯制的内面层2a（厚度：15~100μm）、在中间具有铝箔制的中间层2b（厚度：30~80μm）、在外面侧具有尼龙制的外面层2c（厚度：12~60μm）的三层构造的层叠膜形成。而且，在作为层叠体的与内部电极对1的收存区域对应的层叠外包体2上，以在厚度方向上隆起的方式形成平面视图上大致方形（与片状电极1a、1b平行的断面为大致方形）的层叠体收存部2s，且在层叠外包体2的周边部形成热密封部20。
另外，像图3中最清楚地所示的那样，在与层叠外包体2的内面层2a的热密封部20相对置的电极端子3a的周围涂敷接合用树脂5。另外，通过把要涂敷上述接合用树脂5的电极端子的表面预先进行粗糙化处理（例如，中心线平均粗糙度Ra为0.1~1.0μm），可以确保电极端子3与接合用树脂5的良好粘接性。
另一方面，在与上述接合用树脂5相对置的层叠外包体2的至少内面层2a（热密封部20）上，形成作为向外面层2c侧凹陷的凹部的多个凹坑20a。而且，该凹坑20a相当于收存（吸收）热密封时剩余的接合用树脂5的根据本实施方式的剩余树脂收存部20a。
在根据本实施方式的片状二次电池10中，通过像上述那样利用粘接到电极端子3周围的接合用树脂5把层叠外包体2的内面层2a与电极端子3接合起来，尤其是，可以把用来实现大容量化的截面面积大（厚且宽）的电极端子3与薄的层叠外包体2接合起来。另外，通过用接合用树脂5覆盖电极端子3的周围，可以避免电极端子3的角部与层叠外包体2直接接触（机械接触），预先防止伴随着接触对内面层2a造成的损伤。
另外，作为上述接合用树脂5，只要是夹在电极端子3与层叠外包体2的内面层2a之间、通过加热加压处理可以把二者粘接的树脂，就可以任意地选择合适的材料。但是，从确保与层叠外包体2的内面层2a与电极端子3的良好粘接性的观点出发，优选为至少与层叠外包体2的内面层2a相同的热塑性树脂（在本例中是聚丙烯），更优选对电极端子3与接合用树脂5的接合部分实施交联处理。具体地，通过对接合用树脂5的与电极端子3相对置的部分（面）实施电子束交联处理（在高分子之间的任意位置形成交联结构的处理），成为该部分的交联度提高并使交联度具有梯度的热塑性树脂（例如，交联聚丙烯），可以确保良好的密封性和耐气候性。
但是，在用接合用树脂5把用来实现这样的大容量化（例如，1.5Ah以上）的截面面积大的电极端子3与有挠性的层叠外包体2热密封时，如果夹着的接合用树脂5的厚度减薄则可能会损害层叠外包体2的金属层2b以及电极端子3之间的绝缘性。另一方面，通过本发明人的研究发现了，如果夹着的接合用树脂5的厚度加厚，则作为电池性能变差的主要原因的水分等进入层叠外包体2内部的可能性增大，且热密封时剩余的接合用树脂5会造成电极端子3周围的树脂层的厚度不均匀。
具体地说，通过本发明人的研究发现了，热密封时剩余的接合用树脂5因加热压接而被挤出，沿电极端子3的表面移动而发生熔流、熔淌（树脂流淌）等，在层叠外包体2与电极端子3之间产生间隙，或者层叠外包体2的金属层2b与电极端子3的间隔距离变得不均匀（不稳定），成为损害电极端子3周围的密封性和绝缘性的主要原因。
因此，必须把上述接合用树脂5的厚度设定成可以同时确保电极端子3周围的密封性和绝缘性的合适的值（例如，使“密封后的树脂层的总厚度（即接合用树脂5与热塑性树脂制的内面层2a的厚度之和）”为“密封前的总厚度”的65~90%），但要维持不会产生热密封时剩余的树脂那样的合适的值（范围），就必须进行考虑了接合用树脂5的厚度的增加压力等的麻烦且复杂的调整控制，出现了生产率显著受损的问题。
于是，在根据本实施方式的片状二次电池10中，通过像以下那样在层叠外包体2的预定的内面层2a上形成作为收存（吸收）热密封时剩余的接合用树脂5的袋（凹坑）的剩余树脂收存部20a，即使在采用了截面面积大的电极端子时，也无须进行接合用树脂5的厚度和增加压力等的麻烦的调整控制，可以在电极端子3与层叠外包体2之间无间隙地均匀地填充接合用树脂5。
以下，参照附图说明像上述那样构成的片状二次电池的制造方法。
首先，把在铝制的正极集电体11的两面上涂敷正极活性物质12而形成的片状的正电极1a和在铜制的负极集电体13的两面上涂敷负极活性物质14而形成的片状的负电极1b隔着隔离物1c交替层叠，形成作为电极层叠体的内部电极对1，把各片状电极1a、1b的端部集结起来配置到对应的各电极端子3a、3b上，用超声波焊接等一体地焊接连接。
而且，通过压力加工在层叠外包体2的内侧形成收存内部电极对1的断面大致为方形的杯状的层叠体收存部2s。另外，也可以在相对置的一对层叠外包体2的一方上形成层叠体收存部2s，也可以根据要收存的内部电极对1的厚度和形状等，在相对置的一对层叠外包体2的两者上形成层叠体收存部2s。
然后，在与层叠外包体2的热密封部20对应的电极端子3的部分上层叠形成预定厚度（例如0.05~0.15mm）的接合用树脂5（在本例中是交联聚丙烯）。具体地说，对电极端子3的表面进行粗糙化处理之后，涂敷加热了的接合用树脂5，然后冷却，把热塑性的接合用树脂5粘接到电极端子3周围。
然后，在从相对配置的一对层叠外包体2的相对置的两边向外引出两电极端子3a、3b的状态下，把内部电极对1收存在层叠外包体2的层叠体收存部2s内，且用上下的层叠外包体2周缘的热密封部20夹着各电极端子3a、3b。
然后，用像图5示意性地所示的那样的“凹”字形的一对密封夹具TL、TL（图中为了简化仅示出一对密封夹具中的一个），夹住层叠外包体2的伸出电极端子3的边的热密封部20，以预定的温度（例如220~230°C）和压接力（例如0.4MPa）加热加压。在此，根据本实施方式的一对密封夹具TL、TL分别具有相同的构成，包括：在长度方向两端部对通常的热密封部（即把层叠外包体2的内面层2a彼此之间接合起来的热密封部，以下称为通常的密封部20P）加热加压的平坦的基准密封面TL1；以及在两端部的基准密封面TL1、TL1之间形成的收存部形成面TL2，该收存部形成面TL2把层叠外包体2与电极端子3相对置的热密封部（即夹着电极端子3的热密封部，以下称为夹着端子的密封部20D）与电极端子3、接合用树脂5一起加热加压，且具有用来在层叠外包体2的内面层2a上形成剩余树脂收存部20a的凹凸。
更具体地说，在上述一对密封夹具TL、TL的基准密封面TL1与收存部形成面TL2之间，在高度方向上设置台阶d，且在收存部形成面TL2上形成与电极端子3的上表面或下表面对置且形成剩余树脂收存部20a的凹坑（相对于外面层2c凹陷的凹部）TL2d，在把一对密封夹具TL、TL放置在电极端子3突出的一对层叠外包体2、2的热密封部20、20（外面层2c、2c）上（用上下一对密封夹具TL、TL夹着相对置的一对热密封部20、20）进行热密封（以预定的温度和压接力加热加压）时，可以在各收存部形成面TL2、TL2与电极端子3之间确保预定的间隔距离。
换言之，用平坦的基准密封面TL1热密封通常的密封部20P时，设定上述台阶d，以使得收存部形成面TL2与电极端子3的间隔距离是可以同时确保电极端子3周围的密封性和绝缘性的预定的间隔距离。更详细地说，在本实施方式中，在夹着端子的密封部20D处，设定上述台阶d，以使得密封后的树脂层的总厚度为密封前的总厚度的65~90%。
在此，用接合用树脂5热密封层叠外包体2与电极端子3时，可以根据剩余树脂收存部20a的收存容积和热密封时的压力、温度等的预定的热密封条件，通过预先实测等求出上述台阶d的大致的设定范围（允许范围）。即，在本实施方式中，通过使用具有预先求出的台阶d的一对密封夹具TL、TL，可以基于通常的密封部20P的平坦的基准密封面TL1，把夹着端子的密封部20D处的剩余树脂收存部20a的形成位置稳定地设定在同时满足电极端子3周围的密封性和绝缘性的适当的位置。
另外，在图5中，作为形成剩余树脂收存部20a的密封夹具TL的凹坑TL2d的形状和配置，例示了将在平面视图上为圆形的凹坑配置成锯齿形的构成，但该凹坑只要能收存接合用树脂5即可，可以任意设定其适当的形状和配置。例如，也可以是在平面视图上为多边形，也可以是把任意形状的凹坑整齐配置成纵横方向格子状。另外，也可以把这些形状和配置适当组合。但是，为了可以收存沿电极端子3的表面移动的剩余树脂5，优选地，在与电极端子3对应的内面层2a的长度方向（沿热密封部20的方向）和宽度方向（电极端子3突出的方向）上设置多个凹坑TL2d。
然后，通过用上述一对密封夹具TL、TL夹着层叠外包体2、接合用树脂5和电极端子3，以预定的温度和压接力热密封，像图6（a）示意性地所示的那样，使在密封夹具TL与电极端子3之间经由接合用树脂5夹入的层叠外包体2的各层2a、2b、2c按照在密封夹具TL的收存部形成面TL2上形成的凹坑TL2d的形状一体地变形，在夹着端子的密封部20D处，基于平坦的基准密封面TL1，在层叠外包体2的至少内面层2a上形成可以收存剩余树脂的剩余树脂收存部20a。即，在夹着电极端子3的夹着端子的密封部20D上，在预定的位置（高度）形成上述剩余树脂收存部20a，而在不夹着电极端子3的通常的密封部20P（把层叠外包体2的内面层2a彼此之间接合起来的热密封部）不形成上述剩余树脂收存部20a。
然后，在层叠外包体2的周围（热密封部20）的未密封的两边中，把一边加热压接而把层叠外包体2的内面树脂层2a热密封，形成具有一边未密封的开口部的三方密封体，从开口部注入电解液后把剩余的一边热密封而完成片状二次电池。
这样，在热密封时，通过用具有预定形状的一对密封夹具TL、TL夹住层叠外包体2，无须另行追加用来形成预定的剩余树脂收存部20a的工序，就可以作为热密封工序的一个环节与热密封同时地形成上述剩余树脂收存部20a，所以可以有助于工序的简化。
另外，通过用上述一对密封夹具TL、TL按压层叠外包体2的外表面，使层叠外包体2的各层2a、2b、2c一并按照收存部形成面TL2的凹坑TL2d的形状变形，其结果，形成从层叠外包体2的外表面突出的凸部，可以从外观判断剩余树脂收存部20a的形成状态。具体地说，热密封后，在层叠外包体2的外面层2c上形成从其表面突出的凸部时，可以判断在层叠外包体2的内面层2a上形成了合适的剩余树脂收存部20a，所以可以通过目视容易地确认剩余树脂收存部20a的形成状态（密封状态）。
另外，虽然图中省略，但是在两电极端子3a、3b从层叠外包体2的一边突出的形态时，可以在该电极端子3a、3b突出的部分，通过使用设置了对应的两个收存部形成面TL2、TL2的密封夹具TL，用同样的步骤形成剩余树脂收存部20a。
另外，在上述实施方式中，是从层叠外包体2的外面层2c按压一对密封夹具TL、TL，使各层2a、2b、2c一体地变形（参照图6（a）），但也可以使用像图6（b）示意性地所示的那样的形成了具有凸部TL2d′的收存部形成面TL2′的密封夹具TL′，直接按压层叠外包体2的内面层2a，只使该内面层2a变形。在这样地构成的情况下，限制了剩余树脂收存部20a的深度，且无须另行追加用来形成剩余树脂收存部20a的工序，可以得到层叠外包体2的表面光滑（层叠外包体2的外面层2c上无突起）的片状二次电池10。
（实施例）
下面，把针对根据本发明的具有剩余树脂收存部20a的片状二次电池10的性能进行验证评价的内容，作为实施例进行说明。
另外，在进行验证评价时，制造根据本发明的具有剩余树脂收存部20a的片状二次电池和没有上述剩余树脂收存部20a的片状二次电池，对其绝缘性和密封性进行了比较评价。
具体地说，作为实施例，制作了用图5所示的一对密封夹具TL、TL只在热密封部20的预定区域（夹着端子的密封部20D）上形成了剩余树脂收存部20a的片状二次电池（参照图7（a））。另外，作为比较例1，制作了在电极端子3a、3b突出的热密封部20的一边的整个边上形成了剩余树脂收存部20a的片状二次电池（参照图7（b））。进而，作为比较例2，制作了层叠外包体2的内面层2a平坦的、没有剩余树脂收存部20a的、现有构成的片状二次电池（参照图7（c））。另外，上述片状二次电池中都是电池容量为4Ah，电极端子3a、3b都使用宽30mm厚0.2mm的电极端子。另外，作为热密封，在温度220~230°C、压接力0.4MPa的条件下进行。
<比较评价1>
分别制作上述实施例、比较例1和比较例2的片状二次电池各4个，在电极端子3a、3b与层叠外包体2的金属层2b之间施加预定的电压（0.1kV），测定经过预定时间（5msec）后的保持电压。在此，经过预定时间后，越能保持施加电压（0.1kV）（保持电压越高），就评价为绝缘性越好。
另外，为了验证弯折载荷等的外加应力的影响，在上述保持电压的测定结束之后，把层叠外包体2的热密封部20的两端部（电极端子3a、3b突出的热密封部20的两端部）像图8示意性地所示的那样弯折，再次施加预定的电压，经过预定时间后测定保持电压。即，在层叠外包体2弯折前后测定了上述保持电压。
弯折前的保持电压的测定结果示于表1，弯折后的保持电压的测定结果示于表2。
[表1]
Figure BDA00001904751700161
[表2]
Figure BDA00001904751700162
从表1可以确认，只在夹着端子的密封部20D上设置了剩余树脂收存部20a的实施例和在电极端子3突出的整个密封边上设置了剩余树脂收存部20a的比较例1中，绝缘性都比没有剩余树脂收存部20a的比较例2高。
另一方面，从表2可以看出，在上述比较例1中，层叠外包体2弯折后绝缘性低，而在上述实施例中即使在弯折后也可以维持良好的绝缘性。即，可以看出，通过只在夹着电极端子3a、3b的密封部20D设置剩余树脂收存部20a，即使在层叠外包体2的周边部被施加弯折应力等意外的应力时也可以维持良好的绝缘性。换言之，可以看出，如果剩余树脂收存部20a一直设置到没有夹着电极端子3a、3b的通常的密封部20P（把层叠外包体2的内面层2a之间接合起来的热密封部）上，则在被施加弯折应力等的外加应力时难以保持绝缘性。
考虑这是因为，在像比较例1那样剩余树脂收存部20a一直设置到通常的密封部20P的形态下，由于在整个通常的密封部20P上形成的凹凸而使该密封部20P中的内面树脂层2a的厚度产生差异，在有挠性的层叠外包体2上施加意外的弯折载荷等时，在该树脂层2a上容易产生裂纹，绝缘性下降，而且成为伴随着裂纹的产生长期密封性下降的主要原因。
另外，在像根据本发明的片状二次电池那样使用了有挠性的层叠外包体2的形态下，必定存在把层叠外包体2的内面层2a彼此之间焊接起来的通常的密封部20P，但该通常的密封部20P可以随外力容易地变形，可以充分想象为了电池容积的小型化等而将该热密封部分被弯折的情况。针对这一点，如果使用只在夹着电极端子3a、3b的夹着端子的密封部20D上设置了剩余树脂收存部20a的根据本发明的片状二次电池，则可以确认即使在向热密封部分施加了弯折应力等时，也可以稳定地维持在电极端子3a、3b与层叠外包体2之间的密封性和绝缘性。
<比较评价2>
接着，针对实施例和比较例1、2的片状二次电池，测定密封前的树脂的总厚度和密封后的树脂的总厚度，进行了比较评价。具体地说，在把密封前的总厚度（接合用树脂5的厚度与内面树脂层2a的厚度相加得到的总厚度）作为100%时，像图9示意性地所示的那样，测定了密封后的剩余树脂收存部20a中的平坦部20a0的厚度d0和凸部20a1的厚度d1相对于密封前的总厚度的比例（%），进行了比较评价。测定结果示于表3。
[表3]
Figure BDA00001904751700171
从表3可以确认，在实施例和比较例2中，在夹着端子的密封部20D和通常的密封部20P二者上，密封后的平坦部分的树脂层厚度d0都维持为基本同等。
在此，考虑<比较评价1>的结果时，从表3的实施例可以看出，可以确保绝缘性和长期密封性的夹着端子的密封部20D上的树脂层的合适厚度为65~90%。
另外，在<比较评价1>中被认为绝缘性低的比较例2的结果是在一定程度上保持了树脂层的厚度，考虑这是以下的原因造成的。即，像在发明内容部分中所说的那样，在没有剩余树脂收存部20a的比较例2中，是熔流、熔淌发生较多的状态，由于把剩余树脂移动到电极端子3上，所以在热密封部20的边界（热密封部20与非热密封部的边界）附近容易发生这样的熔淌等。于是，这样的树脂在基本上未施加压力的状态下熔化，成为保持着低密度而被硬化了的树脂层，所以成为即使对于微小的弯折载荷等的外加应力也容易产生裂纹的状态。即，在表3中，像图9所示的那样，为了方便起见，示出形成位于电极端子3上的剩余树脂收存部20a的部分的厚度，所以关于该部分的厚度，在实施例与比较例2之间并没有产生明确的显著差异，但像上述那样，在比较例2中由于成为即使对于微小的外加应力也容易产生裂纹的状态，所以密封性和绝缘性低。
另一方面，在比较实施例和比较例1时，确认了在平坦部20a0和凸部20a1二者处，关于夹着端子的密封部20D处的树脂层的总厚度，比较例1比实施例大幅度减少。
而且，确认了，关于比较例1中的通常的密封部20P处的总厚度，在平坦部20a0和凸部20a1处产生极大的差异，尤其是平坦部20a0的总厚度减少显著。
考虑该结果是以下的原因造成的，即，在把层叠外包体2的内面层2a彼此之间接合起来的通常的密封部20P上也设置剩余树脂收存部20a的形态下，应该残留在夹着电极端子3的夹着端子的密封部20D的平坦部20a0上的树脂还流入电极端子3附近的通常的密封部20P，使夹着端子的密封部20D处的树脂层的总厚度减薄，且流入通常的密封部20P的树脂从通常的密封部20P挤出或者在通常的密封部20P上形成极端的凹凸。
另外，确认了为了实现大容量化电极端子3a、3b的截面面积越大，该趋势越显著。
<比较评价3>
接着，针对实施例和比较例2的片状二次电池，比较评价了生产共1100个时的密封不良发生率和绝缘不良发生率。另外，在比较评价时，在从电池制作到经过预定时间（例如24H）后在热密封部20处发生漏液等时判断为密封不良，在电极端子3a、3b与层叠外包体2之间的绝缘电阻值为50MΩ以下时判断为绝缘不良。评价结果示于表4。
[表4]
  密封不良   绝缘不良
  实施例   0.0%   0.5%
  比较例2   2.2%   0.8%
像从表4可以看出的那样，确认了在只在夹着端子的密封部20D上设置了剩余树脂收存部20a的形态（实施例）下，可以长时期稳定地确保密封性和绝缘性。
如上所述，如果使用根据本实施方式的片状二次电池及其制造方法，可以用容易地构成在层叠外包体2的预定的内面层2a上形成上述剩余树脂收存部20a，收存吸收热密封时剩余的接合用树脂5，无须进行对接合用树脂5的厚度和增加压力等的麻烦且复杂的调整控制，即使在采用了截面面积大的电极端子3时，也可以稳定地确保电极端子3周围的密封性和绝缘性。尤其是，即使在由于布局设计上的制约等，在层叠外包体2的周边部施加弯折载荷等意外的外加应力时，也可以稳定地确保片状二次电池10的密封性和绝缘性。
而且，可以增大层叠外包体2的内面层2a与接合用树脂5的接触面积（粘接面积），增大电极端子3周围的密封强度。而且，通过形成剩余树脂收存部20a使层叠外包体2变形，可以缓和热密封时的电极端子3周边的畸变应力，预先防止褶皱的产生。
另外，通过以平坦的通常的热密封部20P（不夹着电极端子3，把层叠外包体2的内面层2a彼此之间接合起来的热密封部）为基准形成剩余树脂收存部20a，容易控制接合用树脂5的厚度，可以很稳定可靠地确保同时满足电极端子3周围的密封性和绝缘性的接合用树脂5的厚度，且可以容易地控制剩余树脂收存部20a的形成位置（从电极端子3看到的剩余树脂收存部20a的形成开始位置）和深度，从而可以有助于促进机械化和量产化。
另外，本发明的技术范围不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主要构思的范围内可以加以各种变更或改良。例如，上述实施方式中例示的剩余树脂收存部20a设置在层叠外包体2的内面层2a上，但作为这样的剩余树脂收存部，只要形成在层叠外包体2与电极端子3之间且可以收存剩余的接合用树脂5即可，例如，也可以构成为在电极端子3自身上设置凹凸，在电极端子3上缠绕网格状（凹凸状）的网，在电极端子3侧设置剩余树脂收存部20a。
（附图标记说明）
1：内部电极对；1a：片状正电极；1b：片状负电极；1c：隔离物；2：层叠外包体；2a：内面层；2b：中间层；2c：外面层；2s：层叠体收存部；3a：正电极端子；3b：负电极端子；5：接合用树脂；10：片状二次电池；11：正极集电极；12：正极活性物质；13：负极集电极；14：负极活性物质；20：热密封部；20D：夹着端子的密封部；20P：通常的密封部；20a：剩余树脂收存部；d：台阶；DL：电解液；TL：密封夹具；TL1：基准密封面；TL2：收存部形成面；TL2d：凹坑

Claims (14)

1.一种片状二次电池，其特征在于，包括：
有挠性的层叠外包体，该层叠外包体具有由能够热密封的热塑性树脂制的内面层和金属层；
内部电极对，该内部电极通过在上述层叠外包体的周边形成的热密封部以密封状态收存到该层叠外包体的内部，该内部电极对由片状的正电极和片状的负电极隔着隔离物交替层叠而形成；以及
电极端子，该电极端子与上述内部电极对电气连结，且气密性地贯通上述层叠外包体的热密封部而引出到外部，
在夹着上述电极端子的热密封部处，用接合用树脂把上述层叠外包体与上述电极端子接合起来，且在与上述电极端子相对置的上述层叠外包体的内面层上形成收存热密封时剩余的树脂的剩余树脂收存部，而在把上述层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的热密封部不形成上述剩余树脂收存部。
2.如权利要求1所述的片状二次电池，其特征在于：
上述剩余树脂收存部的形成位置设定成，在夹着上述电极端子的热密封部处，密封后的接合用树脂的厚度与层叠外包体的内面层的厚度相加得到的总厚度为密封前的总厚度的65~90%。
3.如权利要求2所述的片状二次电池，其特征在于：
以把层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的通常的热密封部为基准，设定上述剩余树脂收存部的形成位置。
4.如权利要求1~3中任一项所述的片状二次电池，其特征在于：
上述剩余树脂收存部形成为从层叠外包体的表面突出。
5.如权利要求1~4中任一项所述的片状二次电池，其特征在于：
上述接合用树脂是与层叠外包体的内面层材质相同且具有交联结构的热塑性树脂。
6.如权利要求1~5中任一项所述的片状二次电池，其特征在于：
上述电极端子是厚度为0.2~5.0mm、沿热密封部的长度为16~100mm的板状端子。
7.如权利要求1~6中任一项所述的片状二次电池，其特征在于：
上述片状二次电池的容量为1.5Ah以上。
8.一种片状二次电池的制造方法，该片状二次电池在有挠性的层叠外包体的内部收存了内部电极对，该层叠外包体具有由能够热密封的热塑性树脂制的内面层和金属层，该内部电极对由片状的正电极和片状的负电极隔着隔离物交替层叠而形成，其特征在于：
使用具有预定形状的凹坑的一对密封夹具；
在对与上述内部电极对连接的电极端子的表面进行粗糙化处理之后，涂敷能够与该表面接合的热塑性的接合用树脂，在经由电极端子及其表面的接合用树脂把层叠外包体热密封时，用上述一对密封夹具夹住突出了电极端子的层叠外包体的热密封部加热加压，在夹着上述电极端子的热密封部处，在层叠外包体的内面层上形成收存热密封时剩余的树脂的剩余树脂收存部，而在把层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的热密封部不形成上述剩余树脂收存部。
9.如权利要求8所述的片状二次电池，其特征在于：
上述剩余树脂收存部的形成位置设定成，密封后的接合用树脂的厚度与层叠外包体的内面层的厚度相加得到的总厚度为密封前的总厚度的65~90%。
10.如权利要求9所述的片状二次电池的制造方法，其特征在于：
上述密封夹具具有：对把层叠外包体的内面层彼此之间接合起来的通常的热密封部加热加压的平坦的基准密封面；以及对层叠外包体的与电极端子相对置的热密封部加热加压且形成剩余树脂收存部的收存部形成面；
上述剩余树脂收存部基于上述平坦的基准密封面而设定上述形成位置。
11.如权利要求8~10中任一项所述的片状二次电池的制造方法，其特征在于：
上述剩余树脂收存部形成为从层叠外包体的外表面突出。
12.如权利要求8~11中任一项所述的片状二次电池的制造方法，其特征在于：
上述接合用树脂是与层叠外包体的内面层材质相同且具有交联结构的热塑性树脂。
13.如权利要求8~12中任一项所述的片状二次电池的制造方法，其特征在于：
上述电极端子是厚度为0.2~5.0mm、沿热密封部的长度为16~100mm的板状端子。
14.如权利要求8~13中任一项所述的片状二次电池，其特征在于：
上述片状二次电池的容量为1.5Ah以上。
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