CN1198356C - 非水电解质电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种非水电解质电池，它包括一扁平的外壳材料，该材料由金属薄片构成，且有两个对置的主要的平坦部分，在该平坦部分的内表面上分别保持有两层第一极性的活性物质，第二极性的电极板与该活性物质层对置，在活性物质层与第二极性电极之间隔着隔膜，上述的外壳材料又兼作上述活性物质层的集电体。

Description

非水电解质电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及非水电解质电池及其制造方法。
背景技术
近年来，视听设备和个人电脑等电子产品正朝着无绳化和便携式发展。由此，广泛采用含非水电解质的高能量密度的非水电解质电池。在非水电解质电池中，锂二次电池获得了实用化的进展最快。
锂二次电池的负极采用如石墨或非晶态碳那样的能吸贮、放出锂且有接近锂的低电位的负极材料。另一方面，正极采有如LiCoO2或LiMn2O4那样的能吸贮、放出锂且有高电位的含锂过渡金属化合物等的正极材料。
非水电解质电池的电极板例如采用下述方法制造。
首先，将正极材料或负极材料与粘合剂、分散介质一起配制成糊浆状电极合剂。将电极合剂涂布在如金属薄片、金属丝网、金属条板、冲孔金属那样的集电体或芯材上，经过压制、干燥、切成所需的形状，制成电极板。
非水电解质是将如LiPF6或LiBF4那样的锂盐溶解在非水溶剂中调制而成。非水溶剂可用碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸丙酯、碳酸二乙酯等。近来多用由链状化合物和环状化合物组成的混合溶剂。
以往的非水电解质电池，例如是在正极与负极之间隔着隔膜，卷成螺旋状形成极板组，再把这极板组和非水电解质一起装入园筒形或方形的容器中而构成。在容器的开口部位，用兼作外部端子的封口板进行封口。这种结构的电池很难设计得很薄。但随着近来电子产品的小型化，强烈要求电池有充分的能量密度，要体积小、重量轻，能装在有限的空间内。还要求电池厚度不足数毫米。
因此，近年来在电池中采用了高分子电解质。高分子电解质用的是由液体体状的非水电解质及保持有该非水电解质的聚合物构成的凝胶电解质。高分子电解质既有传递离子的功能又有隔离电极板之间的功能。还把含有高分子电解质的隔膜夹在正极与负极之间层叠起来，用外壳材料围住，开发出了高能量密度的薄型聚合物电池。
含有高分子电解质的隔膜，例如是通过让含有凝胶形成剂的微多孔膜或无纺布吸收液体状的非水电解质，再把它夹在电极板之间形成的。凝胶形成剂用的是吸收了液体状非水电解质形成凝胶电解质的聚合物。
也可以仅用高分子电解质形成隔膜。可例举的方法有将凝胶形成剂与溶剂混合制成糊浆，把糊浆夹在电极板之间层叠起来，干燥，然后让凝胶形成剂吸收液体状非水电解质。已知的方法还有把凝胶形成剂与液体状非水电解质混合制成糊浆，把糊浆夹在电极板之间进行层叠形成。
特开2000-67850号公报说明了隔着由高分子电解质构成的隔膜将电极板形成整体的技术。
特开2000-12084号公报、特开2000-156209号公报和特开2000-223108号公报说明了，由一对集电体和在其单面上形成的活性物质层构成一对电极板，把这对电极板内侧活性物质层对置并在其中隔着由高分子电解质构成的隔膜，再用这一对电极板夹住另外极性的电极板构成电极板组。另外说明了把电极板组装在在由树脂层与金属箔构成的层压片的外壳材料中的电池。
特开平11-265699号公报说明了具备排气安全装置的袋状薄膜外壳材料中装入有高分子电解质隔膜的电极板组的电池。
特表平9-506208号公报说明了有高分子电解质隔膜的卷成扁平螺旋状的电极板组装在有外部端子的信封状外壳材料中的电池。
上述的这些以往的簿型电池都是把电极板组装在另外准备的外壳材料中，限于采用另外准备的外壳材料这样一种想法，因此在简化电池的外壳结构、电池的薄型化、提高电池的能量密度以及简化电池的制造工序方面有一定限度。
发明综述
本发明的目的是提供容量设计的自由度大、外壳结构简化的轻质且能量密度高的薄型非水电解质电池。本发明的目的特别是提供缩小电池厚度和面积的新结构的薄型非水电解质电池。
本发明的目的是提供能连续进行的一系列工序、不要外壳工序的高效制造非水电解质电池的方法。
即本发明涉及非水电解质电池，它包括一扁平的外壳材料，该材料由金属薄片构成，有两个对置的主要的平坦部分，在该平坦部分的内表面上分别保持有两个第一极性的活性物质层，集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成的第二极性的电极板对置着该活性物质层，在该第一极性的活性物质层与第二极性的电极板之间隔着含有电解质的隔膜，上述的外壳材料又兼作上述第一极性的活性物质层的集电体。
本发明涉及两组非水电解质电池，上述的第二极性的电极板隔着隔膜再与另一个补加的第一极性的电极板相邻，上述的另一个补加的第一极性的电极板隔着隔膜再与另一个补加的第二极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板由集电体和负载于其上的第一极性的活性物质层构成，上述补加的第二极性的电极板由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成。
本发明涉及非水电解质电池，它有与上述第二极性的电极板电连接的引线，该引线的一端从上述外壳材料露出在外部，用树脂将该引线与该外壳材料加以绝缘。
上述外壳材料夹持引线的部位之间最好设有用树脂封住的过电流断路元件。
上述隔膜和上述活性物质层最好含有高分子电解质。
上述的高分子电解质最好是由液体状非水电解质及保持有该液体状非水电解质的聚合物构成的凝胶电解质。
本发明涉及的非水电解质电池，上述的外壳材料由一对有相互对置的平坦部分的金属薄片构成，或把一片金属薄片弯成两个相互对置的平坦部分来构成，上述一对金属薄片对置的周边部位相互接合在一起或上述一片金属薄片对置的周边部位相互接合在一起。
上述对置的周边部位相互最好用激光焊接或超声波焊接来接合在一起。
上述金属薄片的厚度最好为10-100μm。
本发明涉及非水电解质电池的制造方法，它有(1a)通过在金属薄片单面的周边部位以外的平坦部位上形成第一极性的活性物质层来制得外侧电极板的工序，(2a)制得由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成的第二极性的电极板的工序，(3a)准备好一对上述的外侧电极板，把上述第一极性的活性物质层配置在一个外侧电极板和另一个外侧电极板的内侧并使其对置，用对置的上述一对外侧电极板，隔着含有电解质的隔膜夹住上述第二极性的电极板的工序，以及(4a)把对置的上述一对外侧电极板的周边部位相互接合在一起的工序。
本发明涉及非水电解质电池的制造方法，在工序(1a)中，通过在带状金属薄片单面的周边部位以外的平坦部位上间断地形成多个第一极性的活性物质，制成由连接的多个外侧电极板单元构成的外侧电极板集合体，在工序(3a)中，准备好一对上述外侧电极板集合体，依次把一个外侧电极板集合体的各外侧电极板单元和另一个外侧电极板集合体的各外侧电极板单元的活性物质层配置在这些电极板的内侧并使其对置，用对置的一对外侧电极板单元，隔着隔膜依次夹住上述的第二极性的电极板。
在工序(3a)中，可以使上述第二极性的电极板隔着隔膜与另一个补加的第一极性的电极板相邻，使上述另一个补加的第一极性的电极板隔着隔膜与另一个补加的第二极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板由集电体和负载于其上的第一极性的活性物质层构成，上述补加的第二极性的电极板由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成。
在工序(3a)中，通过把上述隔膜的原料构成的糊浆涂布在上述第一极性的活性物质层上或涂布在上述第二极性的电极板上，能形成上述的隔膜。
上述隔膜的原料最好含有凝胶形成剂。
凝胶形成剂用的是吸收液体状的非水电解质形成凝胶电解质的聚合物。
本发明涉及非水电解质电池的制造方法，它有(1b)准备好金属薄片，它有为了要把金属薄片弯成两个相互对置的平坦部分而形成的折痕或假想的折痕的工序，(2b)在上述金属薄片单面的周边以外部分相对于上述折痕或假想折痕对称的平坦部位形成一对第一极性的活性物质层来制得外侧电极板的工序，(3b)制得由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成的第二极性电极板的工序，(4b)把上述外侧电极板沿上述的折痕或假想折痕弯析，用上述一对第一极性的活性物质层隔着含有电解质的隔膜把上述第二极性电极板夹住的工序及(5b)把对置的外侧电极板的周边部位相互接合在一起的工序。
这里所谓的假想折痕指的是为了要把金属薄片弯成有两个对置的平坦部位而假想的把金属薄片分成两部分的作为基准的线。
本发明涉及非水电解质电池的制造方法，它有(1b)准备具有平行于长度方向的折痕或假想折痕的带状金属薄片的工序，(2b)工序中，通过在上述带状金属薄片单面的周边部位以外的对称于上述折痕或假想折痕的平坦部位上间断地形成多个第一极性的活性物质层来制连接的多个外侧电极板单元构成的外侧电极板集合体，(4b)工序中，用各外侧电极板单元的一对活性物质层，隔着隔膜依次夹住上述第二极性的电极板。
在工序(4b)中，可使上述第二极性的电极板隔着隔膜与另一块补加的第一极性的电极板相邻，使上述另一块补加的第一极性的电极板隔着隔膜与另一块补加的第二极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板由集电体和负载于其上的第一极性的活性物质层构成，上述补加的第二极性的电极板由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成。
在工序(4b)中，可把由隔膜原料制成的糊浆涂布在上述第一极性的活性物质层上或上述第二极性的电极板上形成上述的隔膜。
上述隔膜的原料最好含有凝胶形成剂。
凝胶形成剂采用吸收了液体状非水电解质形成凝胶电解质的聚合物。
附图的简单说明
图1为本发明的一例的一组非水电解质电池的纵截面图。
图2为由构成集电体的金属薄片以及在它单面上形成的活性物质层构成的一例的外侧电极板的立体图。
图3为以虚线表示涂附粘结剂区域的一例的外侧电极板的立体图。
图4为一例一组电极板组的纵截面图。
图5为本发明一例的具有PTC元件的一组非水电解质电池的主要部位的纵截面图。
图6为一例切断前外侧电极板集合体的截面图。
图7为一例切断前有隔膜的外侧电极板集合体的截面图。
图8为一例切断前的电极板组集合体内部结构的立体图。
图9为一例切断前的电极板组集合体的纵截面图。
图10为一例切断前的电池集合体的纵截面图。
图11为一例切断前另外的电极板集合体的纵截面图。
图12为本发明的一例的两组非水电解质电池的纵截面图。
图13为一例两组电极板组的纵截面图。
图14为本发明一例的非水电解质电池的平面图。
图15为图14中I-I截面的一例。
图16为图14中II-II截面的一例。
图17为图14中III-III截面的一例。
图18为将外侧电极板弯折过程中的状态下的未完成的非水电解质电池的立体图。
图19为采用了外侧电极板集合体的本发明的非水电解质电池制造法进行过程中的示意图。
图20为图14中I-I截面的另外一例。
图21为图14中II-II截面的另外一例。
图22为图14中III-III截面的另外一例。
发明的最佳实施方式
实施方式1
实施方式1的本发明非水电解质电池的纵截面如图1所示。
该电池包含由金属薄片102构成的对置的有两个主要的平坦部位的扁平外壳材料、在上述平坦部位的内表面分别保持的两个第一极性的活性物质103、与活性物质层103相对配置的第二极性的电极板104、以及夹在活性物质103与第二极性的电极板104之间的隔膜107，上述外壳材料兼作活性物质层103的集电体。金属薄片102和其平坦部位保持的活性物质层103构成了外侧电极板101。
隔膜107含有高分子电解质。活性物质层103和第二极性的电极板104的活性物质层106也都含有高分子电解质。这在提高电池的充放电特性是理想的。为了使活性物质层中含有高分子电解质，将高分子电解质与活性物质层的原料混合调制成电极合剂，用该电极合剂形成活性物质层。或者先形成活性物质层，它含有由交联聚合物组成的凝胶形成剂，在使交联聚合物发生交联之后使液体状的非水电解质被活性物质层吸收。
在构成第二极性的电极板104的集电体105的延长方向连接引线109。被金属薄片102的周边部位间夹住的引线109的周围被绝缘树脂110b包覆。外侧电极板101上虽不必设引线，但图1中引线111被金属薄片102的周边部位间夹住焊牢。
一对外侧电极板101在各自的金属薄片102的周边部位的对置面处接合在一起。这样一来，该电池中一对金属薄片102有相同的极性，所以可用焊接方法将其周边部位接合在一起。用激光焊接或超声波焊接能够形成牢固的接合。用粘结剂110a将金属薄片102的周边部位接合起来时，因可以充分地加压，所以接合部位的可靠性高。此时所用的粘结剂110a不必是绝缘性的。
该电池中，金属薄片102的一个面上有活性物质层103，而另一个面就成了外壳材料的外表面。采用这种结构就不必再准备把发电元件都包围起来的外壳材料。因此可制得薄而小型的高能量密度的电池。
在外侧电极板101的外表面也可用树脂层包覆来加固。例如，比较有效的是除了作为外部端子而用的部分，在外侧电极板101的外表面上形成树脂层。此外也可在外侧电极板101的外表面上粘贴树脂薄膜。最好在电池的角上等容易破损的部分用树脂加固。
下面详细说明与本发明实施方式1有关的非水电解质电池的制造方法。
(i)工序(1a)
工序(1a)是通过在金属薄片单面的周边部位以外的平坦部位形成第一极性的活性物质层制得外侧电极板的工序。图2为经工序(1a)得到的金属薄片102和在其单面上形成的活性物质层103所构成的外侧电极板101的立体图。
金属薄片102在周边部位108露出金属。用粘结剂把对置的周边部位108间接合起来时，如图3所示，把周边部位108分成虚线内侧的金属露出部位108a和虚线外侧的金属露出部位108b，最好对金属露出部位108a和108b的任一部位加上粘结剂，而对另一金属露出部位则用超声波或激光焊接起来，由于同时使用粘结剂和焊接，可大幅度提高接合强度。
向金属薄片102单面的周边部位108以外的平坦部位加上第一极性的电极合剂，形成活性物质层103的方法并无特别限定。例如可用以往一般的涂布装置。活性物质层103的厚度以30-300μm为宜，周边部位108的宽度例如为1-10mm。
金属薄片102因兼作外侧电极板101的集电体和外壳材料的外表面，所以要用无孔的薄片。在外侧电极板101的内侧形成的活性物质层103有提高外壳材料强度的效果，所以可用厚度为10μm左右的极薄的金属片。薄金属片紧贴活性物质层，适于构成挠性的外侧电极板。金属薄片102的厚度以10-100μm为宜。金属薄片102过厚时，电池的厚度增大或电池的能量密度减小。
用金属薄片时必须考虑金属薄片的腐蚀。从耐腐蚀的观点出发，当外侧电极板101是正极时，金属薄片102最好是铝或铝合金的。而当外侧电极板101是负极时，金属薄片102最好是铜、铁、铜合金或铁合金的。金属薄片102是铁的或铁合金时，其表面最好镀镍。
正极合剂是把例如正极活性物质、导电剂、粘结剂、分散介质等混合起来调制的。负极合剂是把例如负极材料、粘结剂、分散介质等混合起来调制的。如上所述，还可进一步把高分子电解质或凝胶形成剂与电极合剂掺合。
正极活性物质可用一般的非水电解质电池所用的正极活性物质，并无特别限定。正极活性物质最好是LiCoO2，LiNi02、LiMn2O4等含锂的过渡金属氧化物。正极活性物质的平均粒径以1-100μm为宜。
负极材料可用一般的非水电解质电池所用的负极材料，并无特别限定。负极材料最好是天然石墨或人造石墨。负极材料的平均粒径以1-100μm为宜。
导电剂最好用石墨粉、炭黑粉等碳粉末或碳纤维。
粘结剂最好用能耐非水电解质的氟树脂。最好是聚四氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚氟化亚乙烯、氟化亚乙烯和六氟丙烯的共聚物等。这些聚合物也可作为凝胶形成剂使用。
分散介质用N-甲基-2-吡咯烷酮为宜。
(ii)工序(2a)
工序(2a)是制得与外侧电极板101相反一极的第二极性的电极板104的工序。第二极性的电极板104可通过在片状集电体105的两面加上第二极性的电极合剂形成活性物质层106来制得。在片状集电体105的两面加上第二极性的电极合剂形成活性物质层106的方法并无特别限定。例如可用以往一般的涂布装置来进行。例如用一般的涂布装置，在带状金属薄片的两面连续地涂布第二极性的电极合剂，再把它切开。活性物质层106的厚度例如以30-300μm为宜。
片状集电体105可用金属薄片、金属丝网、冲孔金属、金属条板等。片状集电体105的表面也可用腐蚀法使表面粗糙或加上导电剂。第二极性的电极板104是负极时，片状集电体105最好是铜、铁、铜合金或铁合金的。片状集电体105是铁的或铁合金的时，其表面最好镀镍。第二极性的电极板是正极时，片状集电体105最好是铝的或铝合金的。片状集电极105的厚度以10-100um为宜。
与第二极性的电极板104连接引线109。引线109可以利用集电体105的一部分来形成。引线109被作为外侧电极板101的集电体的金属薄片102在周边部位108间夹住的部位，用绝缘树脂110b包覆。
(iii)工序(3a)
工序(3a)是用在内侧配置了活性物质层103的一对外侧电极板101当中隔着隔膜107夹住第二极性的电极板104的工序，隔膜107可以通过这样的方法来形成，即把事先已形成薄膜状的隔膜107置于电极板之间，或把隔膜107的原料制成的糊浆涂布在某一极性的电极板上，再把另一极性的电极板重叠到这上面。
隔膜107可以仅用高分子电解质来形成，也可用微多孔膜或无纺布与高分子电解质的复合物。高分子电解质可用迄今已知的品种，并无特别限定。其中最好用由液体状非水电解质和保持其的聚合物组成的凝胶电解质。隔膜中也可含氧化铝、二氧化硅等粉末。这些粉末在层叠、加压的电极板组中起了确保电极板之间隔离的作用。
如图2或图3所示，最好用隔膜107完全覆盖外侧电极板101的活性物质层103。使用两片隔膜107，用一对外侧电极板101夹住一个第二极性的电极板104，边加热边加压使整个电极板与隔膜成为一体，得到如图4所示的电极板组。这时的加热温度以80-160℃为宜。电极板组加压前如果用热塑性树脂作粘结剂加在外侧电极板101的金属薄片102的周边部位108处，则能够在加压的同时完成周边部位108间的接合。
液体状非水电解质最好用溶解了溶质的非水溶剂。溶质以LiPF6、LiBF4等各种锂盐为宜。非水溶剂可用碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸丙酯、碳酸二乙酯等。这些溶剂可单独也可混合使用。
作为保持液体状非水电解质的聚合物或凝胶形成剂，最好用通过紫外线照射或加热交联的聚合物。构成电极板组后使聚合物或凝胶形成剂发生交联时，尤其通过加热交联的聚合物为宜，如图3所示，在活性物质上形成隔膜107时，也可用通过紫外线照射交联的聚合物。
合适的凝胶形成剂可例举出能耐非水电解质的含氟树脂。含氟树脂中聚氟化亚乙烯、氟化亚乙烯和六氟丙烯的共聚物特别令人满意。这些聚合物与N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂的混合物的粘度可以任意调整，所以适合作为隔膜原料糊浆。
在隔膜原料糊浆中可混合邻苯二甲酸二丁酯等油的成分。这时，在形成隔膜后，用乙醚、乙烷，丙酮等溶剂将油的成分抽提出来除去。结果在隔膜中形成了很多微孔。这样的隔膜，即使在薄的电极板组中也可快速吸收液体状非水电解质，有效地进行凝胶化。
(iv)工序(4a)
工序(4a)是把对置的外侧电极板101的金属薄片102在周边部位108之间接合起来的工序。接合用例如激光焊接，超声波焊接或用粘结剂来进行。
超声波焊接或激光焊接能直接使金属薄片的周边部位间接合，所以与用粘结剂的情况相比，接合需要的周边部位的空隙可减少。
如上所述，周边部位108如图3所示被分为虚线内的金属露出部位108a和虚线外的金属露出部位108b，也可以把粘结剂加在金属露出部位108a和108b的任一个部位，而另一个金属露出部位用超声波焊接或激光焊接来接合。
粘结剂可用环氧树脂等热固性树脂或聚烯烃等热塑性树脂。加工性能以后者较优。热塑性树脂中，因熔点高，最好采用聚乙烯和聚丙烯。
在接合后往电池中注入非水电解质时，由于对置的周边部位108间并不完全地接合而留有一个未接合部位，所以工序(4a)后从未接合部位注入非水电解质。
实施方式2
高分子电解质一般含有可燃性的非水溶剂。电池短路时或充电电路发生故障时，电池往往在大电流值下长时间地过充电。此时电池的温度会异常地升高，非水电解质分解，产生可燃性气体，电池膨胀或电池的性能下降。为了避免这种情况，在装有电池的设备的电路中接上了过电流断路元件。过电流断路元件最好用例如温度熔断器或温度电阻系数为正的元件(以下称为PTC元件)。PTC元件的电阻随温度的升高而增大，所以在温度升高时具有切断或减小电流的功能。
图5为本发明实施方式2的具有PTC元件112的非水电解质电池主要部分的纵截面图。具有与实施方式1同样的结构或组成的构成元件的编号与实施方式1相同。
PTC元件112在被绝缘树脂110b封住的状态下，设置在被外侧电极板101的周边部位间夹住的引线109上。绝缘树脂110b最好能耐受非水电解质。
在上述结构中，由于PTC元件与电池成为一体，所以电池的温度变化很灵敏地传递给PTC元件，能有效地防止异常的温度升高。
实施方式3
在(1a)工序中比较有效的是如图6所示，通过在带状金属薄片202单面的周边部位以外的平坦部位上间断地形成多个第一极性的活性物质层103，制成由相连接的多个外侧电极板单元201构成的外侧电极板集合体。通过间断地形成多个第一极性的活性物质层103，在各活性物质层103的周围剩下金属露出部位(周边部位)208。
外侧电极板集合体可以切断成各外侧电极板单元201使用，也可以就直接使用外侧电极板集合体连续经过一连串的工序，高效地制造电池。即在工序(3a)中，准备好一对外侧电极板集合体，如图7所示在各外侧电极板集合体的各活性物质层103上形成隔膜107。
接着，如图8所示，依次使一个外侧电极板集合体的各外侧电极板单元与另一个外侧电极板集合体的各外侧电极板单元对置，在它们的内侧配置它们的活性物质层103，用对置的一对外侧电极板单元隔着隔膜107依次夹住第二极性的电极板104。
第二极性的电极板104通过在片状集电体105的两面设置第二极性的活性物质层106来形成，片状集电体105连接着被绝缘树脂110b包覆的引线109。其结果能制得如图9所示的电极板组集合体。
在工序(1a)中，如果预先向外侧电极板单元201的周边部位208加上粘结剂的话，则在工序(3a)中可得如图10所示的电池集合体。电池集合体可以如图所示那样使用，也可以切断后使用。
也可以照样使用集合体，但只用一个外侧电极板，而把另一个外侧电极板切断使用。这时经过工序(3a)就可得如图11所示的电极板组集合体。
实施方式3的非水电解质电池的各结构元件，除外侧电极板的金属薄片202是带状的外，其他结构或组成都与实施方式1相同，在图6～12中，具有与实施方式1同样的结构或组成的构成元件的编号与实施方式1相同。
实施方式4
与本发明实施方式4有关的非水电解质电池的纵截面图如图12所示。该电池是两组非水电解质电池，第二极性的电极板104隔着隔膜107与另一块补加的第一极性的电极板101a相邻，这块补加的第一极性的电极板101a隔着隔膜107再与另一块补加的第二极性的电极板104相邻。
这里所示的是两组电池，但被第一极性的外侧电极板101夹住的第二极性的电极板104的数目是任意的。
像这样有两块以上的第二极性的电极板104时，把补加的第一极性的电极板介于第二极性的电极板之间。如按照这样的结构，通过选择适当的电极板数目和活性物质层的厚度，可以不损害高放电率特性又增大电池容量。因此，不会为提高电池容量就要使电池面积过大，或者不会因活性物质层变厚而使活性物质利用率和高放电率特性降低。
如图12所示，两个第二极性的电极板104的集电体105连接着一根引线109，穿过绝缘树脂110b从电池内部引到外面来。而与外侧电极板101极性相同的补加的第一极性的电极板101a的集电体102a，被金属薄片102的周边部位夹住的，以这样的状态与外侧电极板101连接，作为引线111从电池内部引到外面来。
补加的第一极性的电极板101a的集电体102a可使用金属薄片、金属丝网、冲孔金属、金属条板等。集电体102a的表面也可用腐蚀法使表面粗糙或加上导电剂。补加的第一极性的电极性101a是负极时，集电体102a是好是铜、铁、铜合金或铁合金的。集电体102a是铁或铁合金的时，其表面最好镀镍。补加的第一极性的电极板101a是正极时，集电体102a最好是铝或铝合金的。集电体102a的厚度以10-100μm为宜。
实施方式4的电池，在工序(3a)中，用一对隔着隔膜夹住补加的第一极性的电极板的第二极性的电极板来代替一块第二极性的电极板，得到了如图13所示的电极板组，除此之外，可得到与实施方式1～3同样的电池。
实施方式4的非水电解质电池除了有两块第二极性的电极板和补加的第一极性的电极板之外，具有与实施方式1同样的结构。在图12和13中，具有与实施方式1同样的结构或组成的构成元件的编号与实施方式1相同。
实施方式5
本发明实施方式5的非水电解质电池的平面图如图14所示。图15、图16和图17分别为图14的I-I截面图、II-II截面图和III-III截面图的例子。
该电池除了兼作外侧电极板301的集电体的外壳材料是由一块弯成互相对置的有两平坦部位那样的金属薄片构成外，其它与实施方式1的电池有同样的结构。图14～17中，具有实施方式1同样的结构或组成的构成元件的编号与实施方式1相同。
在由金属薄片302及在其单面上形成了的第一极性的活性物质层103构成的外侧电极板301的内部，隔着隔膜107，装有由集电体105及在其两面上形成了的第二极性的活性物质层106构成的第二极性的电极板104。构成外侧电极板301的集电体的金属薄片302的周边部位用粘结剂110a接合。引线109接在第二极性的电极板104的集电体105上。引线109被夹在金属薄片302的周边部位308之间的部位被绝缘树脂110b包覆。
如图16所示，引线111直接接在构成外侧电极板301的集电体的金属薄片302上。引线111虽可接在金属薄片302的任意部位，但在图16中是被夹在金属薄片302的周边部位308之间。
实施方式5的电池，由于兼作外壳材料的金属薄片302被弯成互相对置的有两平坦部位的样子，所以形成了如图17所示的折痕113。
采取这样的结构，在折痕113对应的部位就不需要接合的空间，可减少这一部分的电池面积。也可以简化金属薄片302周边部位的接合工序。
下边详细说明与本发明实施方式5有关的非水电解质电池的制造方法。
(i)工序(1b)
工序(1b)是准备金属薄片的工序，金属薄片为了把它弯成对置的有两平坦部位，有弯折用的折痕或假设折痕。该金属薄片可用与实施方式1中用于外侧电极板的金属薄片同样的金属薄片。即，准备好两块连在一起的用于实施方式1外侧电极板的金属薄片形状的金属薄片，其中央作为折痕或假设的折痕。最好预先给金属薄片加上折痕。
(ii)工序(2b)
工序(2b)是在上述金属薄片的单面的周边部位以外的对称于上述折痕或假设折痕的平坦部位上形成一对第一极性的活性物质层，这样得到外侧电极板的工序。
对金属薄片加上电极合剂的方法并无特别限定，可以用以往一般的涂布装置。活性物质层的厚度例如以30-300μm为宜。为了进行接合，金属薄片周边部位的宽度最好留下1-10mm。
(iii)工序(3b)
工序(3b)是得到第二极性电极板的工序。可采用与实施方式1第二极性电极板一样的方法，得到该第二极性电极板。
(iv)工序(4b)
工序(4b)是把外侧电极板照折痕或假设的折痕弯起来，用一对第一极性的活性物质层隔着隔膜夹住第二极性电极板的工序。
图18表示工序(4b)中将外侧电极板弯曲中的状态下未完成的非水电解质电池。在图18中，外侧电极板301有两个对称其内表面的折痕113的第一极性活性物质层103，活性物质层103的周围，留有金属露出部分的周边部位308作为接合用的部位。当用粘结剂把周边部位308之间接合起来时，周边部位308中除了对应于折痕113的边之外的四条边上最好加上接合用的粘结剂(这在图中未画出)。用焊接方法使周边部位308接合时，不必非加上粘结剂不可。
第一极性的活性物质层103上配置了隔膜107，而隔膜107上放置已接有引线109的第二极性电极板104。引线109中被金属薄片302的周边部位308间夹住的部位被绝缘树脂110b包覆住。外侧电极板的引线111的一端接在金属薄片302的周边部位308上。
把上述配置的外侧电极板301照折痕113完全弯过来形成电极板组。为了提高作业精度和改进操作性能，最好不把金属薄片302沿着假设的折痕加以弯曲，而是预先在金属薄片302上形成折痕。
电极板组在层叠后加压使各部分贴紧成为一体。隔膜和活性物质层含有高分子电解质原料的热交联聚合物作为凝胶形成剂时，最好在凝胶形成剂的交联温度下对电极板组加压，使高分子电解质的生成与电极板组的一体化同时进行。这样的适宜温度为80-130℃。
(v)工序(5b)
工序(5b)是把对置的外侧电极板的周边部位接合起来的工序。该工序可与实施方式1的工序(4a)同样进行。
实施方式6
为高效率地制造电池，在工序(1b)中，如图19所示，准备好平行于长度方向的折痕(或假设的折痕)113的带状金属薄片402，在工序(2b)中比较有效的是，通过在带状金属薄片402单面的周边部位408以外的对称于折痕113的平坦部位上间断地形成多个第一极性活性物质层103，制成由相连接的多个外侧电极板单元401构成的外侧电极板集合体。然后，工序(4b)中比较有效的是，各外侧电极板单元的一对活性物质层103隔着隔膜107依次夹住第二极性电极板104。
为高效率地制造电池，工序(4b)中比较有效的是，通过把隔膜原料糊浆涂布在第一极性活性物质层103和第二极性电极板上，形成隔膜。隔膜原料糊浆最好含有凝胶形成剂、溶剂或液体状非水电解质。
图19中，非水电解质电池的制造工序按箭头方向进行。
首先，在带状金属片上对称于折痕113的位置上，依次形成第一极性活性物质层103。此时，根据需要，在活性物质层103的周围，即第一极性电极板的周边部位408处配置接合用的粘结剂和第一极性电极板用的引线111。
接着，加上隔膜107来覆盖活性物质层103。也可以把预先成形为片状的隔膜配置在活性物质层上，但在连续的制造工序中，比较有效的是把隔膜原料糊浆依次涂布到活性物质层上。
再把第二极性电极板104置于隔膜107上。把预先用绝缘树脂包覆的引线109接到第二极性电极板104上。
接着，带状金属片从予定切断位置114中的折痕113至金属片的另一端被切开。而且，照折痕113把外侧电极板弯起来，一个活性物质层103就层叠到第二极性电极板104上。虽然可以不切断予定切断位置114的一部分而把外侧电极板弯起来，但从作业性和可靠性的观点出发，把一部分切断的方法为好。再对电极板组从上下两个方向上加压。
对置的外侧电极板的周边部位之间的接合也可以在电极板组切断后进行，但最好不切断进行接合得到电池集合体。而且，最好在电池集合体完成之后把各电池切开。
实施方式7
本发明的实施方式7的非水电解质电池，除了兼作外侧电极板集电体的外壳材料是由弯成了互相对置且有两平坦部位的一块金属薄片构成外，结构与实施形态4的电池一样。实施方式7的非水电解质电池的俯视图可以图14示之，与实施方式5的本发明的非水电解质电池一样。
有图14所示的俯视外形的实施方式7的电池的I-I截面、II-II截面以及III-III截面图的一例分别如图20、图21及图22所示。图20-22中，对于与实施方式4或实施方式5同样的构成元件的编号与实施方式4或5相同。
即该电池还有与第二极性电极板隔着隔膜107相邻的补加的第一极性电极板101a以及与补加的第一极性电极板101a隔着隔膜107相邻的第二极性电极板104。这里虽表示的是两组电池，但被第一极性的外侧电极板301夹住的第二极性电极板104的数量是任意的。
以下根据实施例具体说明本发明。这里所说的电池，无论哪个都是长10cm×横10cm的扁平电池。
实施例1
本实施例制造如图1所示的外侧电极板是正极的一组电池。
(i)外侧电极板的制造
将正极活性物质LiCoO2，作为导电剂的碳粉，也有粘结剂功能的凝胶形成剂和N-甲基-2-吡咯烷酮混合形成正极合剂。凝胶形成剂用由90％重量的氟化亚乙烯单体和10％重量的六氟丙烯单体形成的共聚物(以下称为P(VDF-HFP))。对每100重量份的P(VDF-HFP)用70重量份的N-甲基-2-比咯烷酮，活性物质∶导电剂∶P(VDF-HFP)的重量比为100∶5∶8。
把宽150mm厚度为30μm的带状铝膜集电体用作金属薄片。在它单面的中间，间断地涂布如图6所示的厚120μm的正极合剂，连续形成多个86×86mm的正方形状的正极活性物质层，得到外侧电极板集合体。各正极活性物质层之间约有17mm的间隔。
(ii)负极的制造
将作为负极材料的石墨粉末、作为导电剂的碳黑、P(VDF-HFP)以及N-甲基-2-比咯烷酮混合形成负极合剂。活性物质∶导电剂∶P(VDF-HFP)的重量比为100∶8∶14，对每100重量份的P(VDF-HFP)用70重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮。
使用宽150mm厚度为10μm的带状铜膜集电体。在其两面分别涂布厚125μm的负极合剂，形成负极活性物质层，得到带状的负极电极板。从该负极电极板切成多个88mm×88mm正方形负极。把镍引线接在负极集电体上。引线被外侧电极板的周边部位夹住的部位用绝缘树脂包覆。
(iii)电极板组的制造
如图7所示，在外侧电极板集合体的各正极活性物质层上形成由P(VDF-HFP)组成的隔膜7。具体地说，用与N-甲基-2-吡咯烷酮混合的P(VDF-HFP)组成的糊浆把正极活性物质层完全复盖，干燥后形成厚约25μm的89×89mm的正方形隔膜。
接着，从宽150mm的外侧电极板集合体切除端部，留出宽7mm的露出金属部分的周边。各外侧电极板单元的周边部分分成内侧的露出金属的部分和外侧的露出金属的部分，在内侧配置40μm厚的聚丙烯薄膜作为粘结剂。
如图8所示，依次配置一对外侧电极板单元，使它们的正极活性物质层互相对置，用一对外侧电极板单元夹住一片负极。将层叠好的电极板组在60gf/cm2下加压并加热使表面温度逐步升至120℃，得到如图9所示的扁平的一体化的电极板组集合体。
(iv)周边部位间的接合
把电极板组集合体的周边部位在220±5℃、10kgf/cm2下加压3秒钟，使配置在周边部位之间的聚丙烯薄膜熔化接合。但要留下为了注入非水电解质的未接合部位。从未接合部位在减压下注入非水电解质液，加热到60℃以上使电极板以及隔膜中的P(VDF-HFP)凝胶化。
上述非水电解质是这样调制的，即将LiPF6溶解在碳酸亚乙酯和碳酸乙酯的混合溶剂(体积比1∶1)中，形成浓度为1摩尔/升的非水电解质。
然后，将电池内部减压，把未接合部位封接。结果得到如图10所示的、完全封闭结构的电池B的集合体。最后把电池B的集合体切开。
比较例1
把各电极板组从实施例1得到的电极板组集合体切开。用厚150μm的铝箔外壳材料(该材料两面都有聚丙烯层)包起来。接着，把非水电解质注入外壳材料内，加热至60℃以上，使电极板和隔膜中的P(VDF-HFP)凝胶化，然后把外壳材料密封起来。经过该工序，因为外侧电极也被外壳材料包围住，所以把正极引线也接到外侧电极板上，把正极引线和负极引线从外壳材料中引出来。这样得到了相当于现行产品的密闭结构的电池A。
实施例2
除了在外侧电极板集电体的外面用厚度50μm的聚丙烯树脂层叠层外，与实施例1的电池B同样，得到密闭结构的电池C。
实施例3
本实施例制造如图12所示的两组电池，外侧电极板是正极。
(i)补加的正极的制造
在带状的宽150mm厚30μm的铝薄膜状集电体的两面涂布与外侧电极板所用相同的正极合剂，在集电体的两面形成厚120μm的活性物质层。从得到的带状电极板上冲裁下连有引线的86×86mm的正方形补加正极。
(ii)电极板组的制造
在补加正极的两面，用与N-7基-2-吡咯烷酮混合的P(VDF-HFP)糊浆涂布，使两面被正极含剂完全覆盖，干燥，形成厚约25μm的隔膜。这个两面都有隔膜的补加正极用两块实施例1制得的负极夹住。
准备两个实施例1制得的外侧电极板集合体，依次配置外侧电极板集合体的一个外侧电极板单元与外侧电极板集合体的另一个外侧电极板单元，使它们的正极活性物质层互相对置，用一对外侧电极板单元夹住已被两块上述负极夹住的补加的正极。在60gf/cm2加压下把叠层的电极板组加热至表面温度为120℃，得到扁平的一体化的电极板组集合体。
(iii)周边部位之间的接合
除了补加的正极引线被外侧电极板的周边部位夹住，与外侧电极板导通外，与电池B同样将周边部位接合，得到密闭结构的电池D。
实施例4
在外侧电极板的制造工序中，各正极活性物质层之间设置约有9mm之间隔，再从宽150mm的外侧电极板集合体切除端部，留出宽3mm的露出金属部分的周边部位。不用粘结剂将周边部位接合，而用超声波焊接将外侧电极板对置的周边部位间接合。除以上几点之外，与实施例1的电池B相同，得到密闭结构的电池E。构成接合部位的周边部位宽度减小到3mm，这是因为超声波焊接的接合强度高的缘故。
实施例5
在外侧电极板的制造工序中，各正极活性物质层之间设置约有7mm的间隔，再从宽150mm的外侧电极板集合体切除端部，留出宽2mm的露出金属部分的周边部位，不用粘结剂将周边部位接合，而用激光焊接将外侧电极板对置的周边部位间接合。其他与实施例1的电池B相同，得到密闭结构的电池F。构合接合部位的周边部位宽度减小到2mm，这是因为激光焊接比超声波焊接有更高的接合强度的缘故。
实施例6
电池B中，在外侧电极板的周边部位中不配置聚丙烯膜的外侧露出金属的部位用激光焊接接合，得到电池G。由于电池G周边部位的内侧露出金属的部位用粘结剂接合，周边部位的外侧露出金属的部位用激光焊接接合，所以接合的可靠性比电池B高。
实施例7
电池B中，在外侧电极板的周边部位中不配置聚丙烯膜的外侧露出金属的部位用超声波焊接接合，得到电池H。由于电池H周边部位的内侧露出金属的部位用粘结剂接合，周边部位的外侧露出金属的部位用超声波焊接接合，所以接合的可靠性比电池B高。
实施例8
在从电池内部引出的负极引线上接上电流切断温度为150℃的PTC元件，PTC元件用耐非水电解质的绝缘树脂封住，被外侧电极板的周边部位夹住。其他与实施例1的电池B相同，得到密闭结构的电池I。
上述电池A-I的结构概要、厚度以及能量密度如表1所示。
                          表1
   电池  外侧电极板外的树脂层    组数   电池厚度(mm)   能量密度(Wh/1)
    A     有     1     0.9     267
    B     无     1     0.6     400
    C     有     1     0.7     343
    D     无     2     1.2     400
    E     无     1     0.6     430
    F     无     1     0.6     440
    G     无     1     0.6     400
    H     无     1     0.6     400
    I     无     1     0.6     390
电池A～I的重量减少率、保存后的容量维持率以及充放电循环后的容量维持率测定方法如下。
(重量减少率)
在20℃下以1C的电流值对电池充电，电池电压达4.2V后在恒电压下继续充电至电流值为0.05C。然后把充电状态的电池在60℃下保存1000小时。求出保存后的重量减少量相对于保存前的重量的百分比。结果如表2所示。
                        表2
   电池  重量减少率(％)   保存后的容量维持率(％)  充放电循环后的容量维持率(％)
    A     0.2     85     85
    B     0.2     85     85
    C     0.2     85     85
    D     0.2     85     85
    E     0.1     90     87
    F     0.1     90     87
    G     0.1     90     88
    H     0.1     90     87
    I     0.2     95     85
(保存后的容量维持率)
把测定了重量减少率后的电池在20℃下以0.2C的电流值让电池放电。求出保存后的电池放电容量相对于保存前的电池放电容量的百分比。结果如表2所示。
(充放电循环后的容量维持率)
20℃下以1C的电流值对电池充电，电池电压达4.2V后在恒电压下继续充电，达到电流值为0.05C，然后在20℃下以1C的电流值让充电状态的电池放电至电压为3V。反复该操作500次。求出第500次的放电容量相对于第一次的放电容量的百分比。结果如表2所示。
表1和表2中，任何一个本发明的电池能量密度都高，而且与现行产品相比，显示出具有同等程度以上的保存后容量维持率和充放电循环后的容量维持率。周边部位用焊接方法接合的电池，任何一个的重量减少率都低，可知电池的密封性能好。这意味着本发明的非水电解质电池的可靠性与以往产品相比有显著的提高。
实施例9
除外侧电极板的周边部位以220±5℃、5kgf/cm2下加压3秒钟接合外，其他与实施例1电池B相同，得到密闭结构的电池J。
实施例10
除外侧电极板的周边部位以220±5℃、15kgf/cm2下加压3秒钟接合外，其他与实施例1电池B相同，得到密闭结构的电池K。
实施例11
除外侧电极板的周边部位以220±5℃、20kgf/cm2下加压3秒钟接合外，其他与实施例1电池B相同，得到密闭结构的电池L。
电池J-L的重量减少率、保存后的容量维持率以及充放电循环后的容量维持率用上述同样的方法测量。结果如表3所示。
                                  表3
 电池      压力(kgf/cm2)   重量减少率(％)  保存后的容量维持率(％)  充放电循环后的容量维持率(％)
    B     10     0.2     85     85
    J     5     0.5     50     30
    K     15     0.2     85     85
    L     20     0.35     70     65
表3中，向外侧电极板的周边部位施加的压力低到5kgf/cm2的电池J，重量减少率高，保存后的容量维持率和充放电循环后的容量维持率明显较低。另一方面，向外侧电极板的周边部位施加的足够的压力至10-15kgf/cm2时，电池的性能明显提高。这表明了本发明电池结构的优越性，它能把有相同极性的外侧电极板彼此之间接合起来。即本发明的电池不会产生因外侧电极板的周边部分之间的接合引起的轻微短路问题，因为能向接合部位施加足够的压力，所以电池的可靠性显著提高。
又向周边部位施加压力为20kgf/cm2的电池L的电池性能较差。这是认为由于压力过高，聚丙烯膜的熔化物渗到外面来，接合部位的可靠性下降的缘故。
实施例12
除正极活性物质层厚度为60μm、负极活性物质层厚度为65μm以外，其他与实施例1的电池B相同，得到密闭结构的电池M。
实施例13
除正极活性物质层的厚度为270μm、负极活性物质层的厚度为255μm外，其他与实施例1的电池B同样，得到密闭结构的电池N。
电池B，M和N的放电特性照如下的方法测定。
(2C/0.2C比)
对电池在20℃下以1C的电流值充电，至电池电压达4.2V后在恒电压下继续充电至电流值为0.05C。接着将充电状态的电池在20℃下以2C的电流值放电至电池电压为3V。
然后，再对电池在20℃下以1C的电流值充电，至电池电压达4.2V后在恒电压下继续充电至电流值为0.05C。接着将充电状态的电池在20℃下以0.2C的电流值放电至电池电压为3V。
求出以2C的电流值放电得到的放电容量相对于以0.2C的电流值放电得到的放电容量的百分比。结果如表4所示。
                                  表4
 电池  正极活性物质层的厚度(μm)  负极活性物质层的厚度(μm)    2C/0.2C比(％)   1C/2C比(％)   充放电循环后的容量维持率(％)
    B     120     125     90     98     85
    M     60     65     96     99     90
    N     270     255     40     70     20
表4说明当活性物质层厚度增加时，放电特性、尤其是高放电率特性下降。以往，作为提高薄型电池容量的手段，采用了形成厚的活性物质层的方法，但如表4的结果所示，活性物质层一变厚，就会损害高放电率特性。另一方面，本发明的电池中，活性物质层是被分开由一对外侧电极板来支持，所以就不必为了提高电池容量而形成厚的活性物质层了。
实施例14
(i)外侧电极板的制造
把正极活性物质LiCoO2、作为导电剂的碳粉末、P(VDF-HFP)和N-甲基-2-吡咯烷酮混合得到正极合剂。活性物质∶导电剂∶P(VDF-HFP)的重量比为100∶5∶8。
把宽200mm厚度为30μm的带状铝薄膜集电体用作金属薄片。在带状金属薄片的中央对着长度方向形成平行的折痕。在该金属薄片的单面上，除了连接外部端子的预定位置外，层叠50μm厚的聚丙烯树脂层。
接着，在上述金属薄片另一面的对称于折痕的位置上，如图19所示，间断地涂布正极合剂，连续地形成两排正极活性物质层，得到外侧电极板集合体。形成的正极活性物质层厚为120μm，形成86×86mm的正方形。
设在长度方向上的正极活性物质层间的间隔为18mm，设在宽度方向上的正极活性物质层间的间隔包含折痕为7mm。
(ii)负极的制造
制造与实施例1同样的负极。
(iii)电极板组的制造
如图19所示，把与N-甲基-2-吡咯烷酮混合的P(VDF-HFP)糊浆依次涂布，使各正极活性物质层被完全覆盖，干燥，形成厚约25μm、89×89mm正方形的隔膜。
接着依次配置宽5mm厚50μm的聚丙烯薄膜作为粘结剂，把各外侧电极板单元的两个正极活性物质层都围起来。
再在外侧电极板集合体一排的隔膜上依次放置上述的负极。
然后，在外侧电极板集合体预定的切断位置中，从中央的折痕至一个集电体的端部依次切开，照折痕把各外侧电极板单元弯起来。其结果是，一个正极活性物质层隔着隔膜就重叠在负极上，配置在外侧极板周边部位的聚丙烯薄膜就彼此相对。其后，在60gf/cm2压力下加热层叠的电极板组，使其表面温度逐步升至120℃，实现扁平一体化。
(iv)周边部位间的接合
把各外侧电极板的折痕对应的边以外的周边部位在220±5℃及10kgf/cm2下加压3秒钟，使聚丙烯薄膜熔化，把周边部位之间接合起来。但是留下为注入非水电解质的未接合部位。减压下从未接合部位注入非水电解质，加热至60℃以上，使电极板和隔膜中的P(VDF-HFP)凝胶化。用与实施例1同样的非水电解质。其后给电池内部减压，封住未接合部位。其结果得到如图14所示的完全密闭结构的电池P的集合体。最后把电池P的集合体切开。
这样就得到了100×96mm正方形的、厚0.6mm的电池P。
实施例5
除了在外侧电极板集合体中长度方向上设置的正极活性物质层间的间隔为12mm、宽度方向上设置的正极活性物质层间包含折痕的间隔为7mm、外侧电极板的周边部位间的接合不用聚丙烯薄膜而用超声波焊接外，其他与实施例14相同，得到95×93mm的正方形的、厚度为0.6mm的电池Q。
实施例16
除了在外侧电极板集合体中长度方向上设置的正极活性物质层间的间隔为10mm、宽度方向上设置的正极活性物质层间包含折痕的间隔为7mm、外侧电极板的周边部位间的接合不用聚丙烯薄膜而用激光焊接外，其他与实施例14相同，得到94×92mm的正方形的、厚度为0.6mm的电池R。
比较例2
把各电极板组从实施例1得到的电极板组集合体切开。用厚150μm的铝箔外壳材料(该材料两面都有聚丙烯层)包起来。接着，把非水电解质注入外壳材料内，加热至60℃以上，使电极板和隔膜中P(VDF-HFP)凝胶化，然后把外壳材料密封起来。经过该工序，因为外侧电极板也被外壳材料包围住，所以把正极引线也接到外侧电极板上，把正极引线和负极引线从外壳材料中引出来。这样得到了100×96mm正方形的、厚0.9mm的电池S。
电池P-S的重量减少率、保存后的容量维持率及充放电循环后的容量维持率的测定方法与电池A-L的一样。
电池P-S的重量减少率、保存后的容量维持率及充放电循环后的容量维持率的结果，与能量密度和厚度一起示于表5中。
                                 表5
 电池   重量减少率(％)  保存后的容量维持率(％)  充放电循环后的容量维持率(％)   能量密度(Wh/L)  电池厚度(mm)
    P     0.2     85     85     360     0.6
    Q     0.2     90     87     390     0.6
    R     0.2     90     87     400     0.6
    S     0.2     85     85     278     0.9
表5显示出任何一个本发明的电池薄且能量密度高，与比较例的电池相比，显示了同等程度以上的容量维持率。用焊接方法进行周边部位接合的电池，任何一个的重量减少率都低，电池的密封性好。这意味着本发明的电池的可靠性与现行产品相比有了显著的提高。
又本发明由于采用了弯折的结构，所以能减少接合所需的外侧电极板周边部位的宽度，结果能够减少电池面积。
工业上利用的可能性
如上所述，本发明提供了薄型、高能量密度的非水电解质电池，它与现行产品相比，厚度和面积都减少了，外壳结构简化了。本发明的电池尤其提高了密封的接合部的可靠性和改善了轻微短路的问题。根据本发明，能够用较少的工时数，通过连续工序来制造外壳结构简化、薄型、高能量密度的非水电解质电池。

Claims (19)

1、非水电解质电池，其特征在于它有扁平的外壳材料，该材料由金属薄片构成且有两个对置的主要的平坦部分，在该平坦部分的内表面上分别保持两个第一极性的活性物质层，集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成的第二极性的电极板对置着该活性物质层，在该第一极性的活性物质层与第二极性的电极板之间隔着含有电解质的隔膜，上述的外壳材料又兼作上述第一极性的活性物质层的集电体。
2、权利要求第1项记载的非水电解质电池，所述电池是两组非水电解质电池，其特征在于上述的第二极性的电极板隔着隔膜再与另一个补加的第一极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板隔着隔膜与另一个补加的第二极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板由集电体和负载于其上的第一极性的活性物质层构成，上述补加的第二极性的电极板由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成。
3、权利要求第1项记载的非水电解质电池，其特征在于它有与上述第二极性的电极板电连接的引线，该引线的一端从上述外壳材料露出在外边，用树脂将该引线与该外壳材料绝缘。
4、权利要求第3项记载的非水电解质电池，其特征在于上述外壳材料夹持引线的部位之间设有用树脂封住的过电流断路元件。
5、权利要求第1项记载的非水电解质电池，其特征在于上述隔膜和上述活性物质层含有高分子电解质。
6、权利要求第5项记载的非水电解质电池，其特征在于上述高分子电解质由液体状非水电解质及保持有该液体状非水电解质的聚合物构成的凝胶电解质。
7、权利要求第1项记载的非水电解质电池，其特征在于上述外壳材料由一对有相互对置的平坦部分的金属薄片构成，或把一片金属薄片弯成两个相互对置的平坦部分来构成，上述一对金属薄片对置的周边部位相互接合在一起或上述一片金属薄片对置的周边部位相互接合在一起。
8、权利要求第7项记载的非水电解质电池，其特征在于上述对置的周边部位相互用激光焊接或超声波焊接来接合在一起。
9、权利要求第1项记载的非水电解质电池，其特征在于金属薄片的厚度为10-100μm。
10、非水电解质电池的制造方法，它有工序
(1a)通过在金属薄片单面的周边部位以外的平坦部位上形成第一极性的活性物质层来制得外侧电极板；
(2a)制得由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成的第二极性的电极板；
(3a)准备好一对上述的外侧电极板，把上述第一极性的活性物质层配置在一个外侧电极板和另一个外侧电极板的内侧并使其对置，用对置的上述一对外侧电极板，隔着含有电解质的隔膜夹住上述第二极性的电极板；以及
(4a)把对置的上述一对外侧电极板的周边部位相互接合在一起。
11、权利要求第10项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于在工序(1a)中，通过在带状金属薄片单面的周边部位以外的平坦部位上间断地形成多个第一极性的活性物质层，制成由连接的多个外侧电极板单了构成的外侧电极板集合体，在工序(3a)中，准备好一对上述外侧电极板集合体，依次把一个外侧电极板集合体的各外侧电极板单元和另一个外侧电极板集合体的各外侧电极板单元的活性物质层配置在这些电极板的内侧并使其对置，用对置的一对外侧电极板单元，隔着隔膜依次夹住上的第二极性的电极板。
12、权利要求第10项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于在工序(3a)中，使上述第二极性的电极板隔着隔膜与另一个补加的第一极性的电极板相邻，使上述另一个补加的第一极性的电极板隔着隔膜与另一个补加的第二极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板由集电体和负载于其上的第一极性的活性物质层构成，上述补加的第二极性的电极板由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成。
13、权利要求第10项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于在工序(3a)中，通过把上述隔膜的原料构成的糊浆涂布在上述第一极性的活性物质层上或涂布在上述第二极性的电极板上形成上述隔膜。
14、权利要求第13项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于上述隔膜的原料含有凝胶形成剂。
15、非水电解质电池的制造方法，它有工序
(1b)准备好金属薄片，它有为了要把金属薄片弯成两个相互对置的平坦部分而形成的折痕或假想的折痕：
(2b)通过在上述金属薄片单面的周边部位以外部分相对于上述折痕或假想折痕对称的平坦部位形成一对第一极性的活性物质层来制得外侧电极板；
(3b)制得由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成的第二极性电极板；
(4b)把上述外侧电极板沿上述的折痕或假想折痕弯折，用上述一对第一极性的活性物质层隔着含有电解质的隔膜把上述第二极性电极板夹住；
(5b)把对置的外侧电极板的周边部位相互间接合在一起。
16、权利要求书第15项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于在工序(1b)中，准备具有平行于长度方向的折痕或假想折痕的带状金属薄片，在工序(2b)中，通过在上述带状金属薄片单面的周边部位以外的对称于上述折痕或假想折痕的平坦部位上间断地形成多个第一极性的活性物质层来成连接的多个外侧电极板单元构成的外侧电极板集合体，在工序(4b)中，用各外侧电极板单元的一对活性物质层隔着隔膜依次夹住上述第二极性的电极板。
17、权利要求第15项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于工序(4b)中，使上述第二极性的电极板隔着隔膜与另一块补加的第一极性的电极板相邻，使上述另一块补加的第一极性的电极板隔着隔膜与另一块补加的第二极性的电极板相邻，上述补加的第一极性的电极板由集电体和负载于其上的第一极性的活性物质层构成，上述补加的第二极性的电极板由集电体和负载于其上的第二极性的活性物质层构成。
18、权利要求第15项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于在工序(4b)中，把由隔膜原料制成的糊浆涂布在上述第一极性的活性物质上或上述第二极性的电极板上形成上述的隔膜。
19、权利要求第18项记载的非水电解质电池的制造方法，其特征在于上述隔膜原料含有凝胶形成剂。
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