JP2002324586A - 電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期充電を行った後や、温度が上昇した場合
などにも、外装容器が膨脹することなく、その外形寸法
が所定規格内に常に収まっている電池およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 正極活物質層を備えた正極と負極活物質
層を備えた負極とを、電解質を含有するセパレータを介
して重ね合わせてなる巻回電極体３と、その巻回電極体
３を収容する外装容器４とを有しており、正極活物質層
および負極活物質層におけるリチウムイオンの吸蔵およ
び放出に基づいて起電力を生じるように設定された電池
であって、前述の外装容器４には、２つ以上の別個に封
止された孔が設けられており、そのうちの１つである注
入孔４１から電解質が注入され、他の１つである排出孔
４２からは外装容器４の内部のガスが外部へと排出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば薄型パッケー
ジのリチウムイオン二次電池のような電池およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やノートブック型パソコ
ンのような電子機器の小型・薄型化、高性能化等の進展
に伴って、それらに電源として用いられるリチウムイオ
ン二次電池などの電池の小型化や薄型化が強く要請され
ている。

【０００３】このような用途に使用される電池として
は、従来、リチウム一次電池やアルカリマンガン乾電池
のような一次電池が用いられていたが、充電して繰り返
し使用できることが望ましいことから、鉛蓄電池やニッ
カド電池（ニッケル・カドミウム電池）のような二次電
池が用いられるようになり、さらに放電容量の大容量化
と共に電池の小型・薄型化を達成するために、いわゆる
リチウムイオン二次電池が注目され、盛んに利用される
ようになってきた。

【０００４】リチウムイオン二次電池は、一般に、正極
活物質層を備えた正極および負極活物質層を備えた負極
とを、電解質を含有するセパレータを介して重ね合わせ
て巻回電極体を形成し、それを例えば偏平な直方体状の
外装容器に収容したもので、正極活物質層および負極活
物質層におけるリチウムイオンの吸蔵および放出に基づ
いて充・放電を行うことが可能なものとなっている。ま
た近年では、リチウムイオンをドープ・脱ドープするこ
とが可能な物質を負極として用いると共に、正極にリチ
ウム複合酸化物を使用する非水電解液二次電池が特に注
目されている。このようなリチウムイオン二次電池は、
例えば既存の一般的なニッカド電池や鉛蓄電池等と比較
して、１セルあたりの電池電圧が高く、エネルギー密度
（体積密度および重量密度共に）も高く、自己放電が極
めて少なく、メモリー効果のような不都合もほとんど生
じることがなく、かつサイクル特性も優れたものとする
ことができるという、二次電池として極めて良好な特性
を備えている。このような良好な特性から、リチウムイ
オン二次電池は、長年月間に亘って確実に所定の起電特
性を保つことが要請される、電子式腕時計、メモリーバ
ックアップ回路、カメラ、電卓、携帯電話などの、各種
電子機器用の電源として適用されることが期待されてい
る。

【０００５】上記のような小型・薄型であることが要請
される各種電子機器に用いられるようなリチウムイオン
二次電池は、外装容器の外形形状が偏平な直方体状であ
ることが望ましいので、そのような形状のものが盛んに
製造され、また研究開発が行われている。

【０００６】ところで、上記のようなリチウムイオン二
次電池では、一般に、巻回電極体を外装容器に収容し、
電解質を注入孔から注入した後、注入孔を封止する。そ
して外部から電流を供給して初期充電を行った後、その
リチウムイオン二次電池を例えば携帯電話用のような用
途先の電子機器に組み込んで、その電子機器の製造元
（製造工場あるいはアッセンブリー工場など）から出荷
するようにしている。あるいは、充電した後、全数検査
あるいは抜取検査を行うなどして良品と判定された二次
電池を単体の製品として出荷するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のリチウムイオン二次電池では、電気化学的な充
放電特性や外装容器の単体での外形寸法や仕様は、所定
の規格に適合しているにも関わらず、初期充電を行った
後に、外装容器の外形寸法が所定の規格を逸脱して膨脹
したものとなり、甚だしくは所定の用途先の電子機器に
組み込むことができなくなる場合があるという問題があ
った。

【０００８】しかも、前述したように、近年では電子機
器の小型化や薄型化に伴って、それに用いられる二次電
池にも、さらなる小型化や薄型化が強く要請されるよう
になってきているので、二次電池の外装容器の外形寸法
の膨脹量が少量でも、その悪影響が多大なものとなり、
その二次電池が電子機器の所定位置に収まらなくなる虞
れが、さらに高いものとなる傾向にある。

【０００９】また、工場出荷時点での外装容器の外形寸
法の膨脹量が少量でも、その二次電池の使用環境の温度
が上昇すると、それに伴って、外装容器の外形がさらに
膨脹することとなり、甚だしくはその二次電池を収容し
ている電子機器の蓋体を破損したり、その二次電池が電
子機器から逸脱したりする場合がある。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、初期充電を行った後や、温度が上昇
した場合などにも、外装容器が膨脹することなく、その
外形寸法が所定規格内に常に収まっている電池およびそ
の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による電池は、正
極活物質層を備えた正極と負極活物質層を備えた負極と
を、電解質を含有するセパレータを介して重ね合わせて
なる巻回電極体と、その巻回電極体を収容する外装容器
とを有しており、正極活物質層および負極活物質層にお
けるリチウムイオンの吸蔵および放出に基づいて起電力
を生じるように設定された電池であって、外装容器に
は、２つ以上の別個に封止された孔が設けられている。

【００１２】また、本発明による電池の製造方法は、正
極活物質層を備えた正極と負極活物質層を備えた負極と
を、電解質を含有可能なセパレータを介して重ね合わせ
てなる巻回電極体を外装容器に収容し、電解質を注入孔
から注入して、正極活物質層および負極活物質層におけ
るリチウムイオンの吸蔵および放出に基づいて起電力を
生じる電池を製造する電池の製造方法であって、電解質
を注入した後、注入孔を封止する工程と、電解質が注入
された電池に外部から電流を供給して充電を行う工程
と、注入孔とは別に排出孔を穿設して、充電の際に外装
容器の内部に溜まったガスをその排出孔から外部へと排
出する工程と、排出孔を封止する工程とを備えている。

【００１３】本発明による電池およびその製造方法で
は、外装容器に２つ以上の別個に封止された孔が設けら
れており、そのうちの少なくとも１つである注入孔から
電解質が注入され、他の少なくとも１つである排出孔か
らは、外装容器の内部のガスが外部へと排出される。こ
こで、まず電解質が、あらかじめ外装容器に設けられて
いる注入孔からその外装容器（電池）の内部に注入され
る。その注入後、電池の搬送やハンドリングあるいは初
期充電の際などに、電解質が外装容器から漏れ出したり
揮発したりすることのないように、注入孔を封止する。
このときには、排出孔は未だ穿設されていない。このよ
うにして封止した電池に初期充電を行う。このとき、一
般に、電解質の一部分が電気分解等を起こしてガスが生
じ、これが外装容器の内部に溜ってしまい、そのガスの
体積や圧力によって外装容器の外形寸法が膨脹するの
で、この初期充電を行った後に、外装容器の所定位置に
排出孔を穿設して、外装容器の内部に溜ったガスを、そ
の排出孔から電池の外部へと排出する。このようにして
ガスが排出された結果、膨脹していた外装容器の外形寸
法が所定の大きさに戻る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態に係る電池
の内部構造を含めた概要構成を表したものである。な
お、この図１では、電池の内部の構造を示すために、外
装容器の図中で手前の部分を切断した状態としている
が、実際には巻回電極体は外装容器によってその周囲を
密封された状態で覆われていることは言うまでもない。

【００１６】この電池は、正極リード電極１および負極
リード電極２を備えた巻回電極体３と、その巻回電極体
３を収容する外装容器４とから、その主要部が構成され
ている。巻回電極体３は、正極活物質層を備えた正極
（図示省略）と負極活物質層を備えた負極（図示省略）
とを、電解質を含有するセパレータ（図示省略）を介し
て重ね合わせて巻回して形成されたものである。この巻
回電極体３の正極には正極リード電極１が接続されてお
り、負極には負極リード電極２が接続されている。この
巻回電極体３では、正極の正極活物質層および負極の負
極活物質層におけるリチウムイオンの吸蔵および放出に
基づいて起電力が生じるように設定されており、その起
電力による電流の外部への取り出しや外部からの充電は
正極リード電極１および負極リード電極２を介して行わ
れる。

【００１７】外装容器４には、別個に封止された注入孔
４１と排出孔４２とが設けられており、注入孔４１は注
入側封止材４３で、また排出孔４２は排出側封止材４４
で、それぞれ封止されている。

【００１８】注入孔４１は、外装容器４を形成している
アルミニウム系合金のような金属板の所定位置に、電解
質液を注入するための必要十分な直径の孔を、直接に穿
設したものである。この注入孔４１に、外部から例えば
注入用管を挿通させて電解質液を注入することで、この
電池の外装容器４の内部に収容されている巻回電極体３
のセパレータ等に電解質を含浸させる。この注入孔４１
は、後述するように、電解質液が電池に注入された後、
その電池に初期充電が行われる前までに、注入側封止材
４３によって封止される。

【００１９】注入孔４１とは別に、外装容器４を形成し
ている金属板の所定位置に、注入孔４１と同程度の直径
の大孔４５が設けられており、その大孔４５には、外装
容器４それ自体の板厚よりも薄くて所定の直径の排出孔
４２を簡易に穿設しやすい材質の金属薄板あるいはフィ
ルム状の材料などからなる仮当板４６が、外装容器４の
内側から当てがわれて接合されている。その仮当板４６
には、初期充電の際に電気分解等によって発生して外装
容器４の内部に溜ったガスを外部へと効果的に排出する
ことができる必要十分な大きさの排出孔４２が穿設され
ている。この排出孔４２は、後述するように、初期充電
が行われた際に外装容器４の内部に溜っていたガスを外
部に排出した後には、排出側封止材４４によって封止さ
れる。

【００２０】次に、上記のような概要構成の本実施の形
態に係る電池の製造方法について、特にその初期充電か
らガスを排出するプロセスを、図２、図３に基づいて説
明する。

【００２１】注入孔４１および排出孔４２を形成するた
めの仮当板４６が当てがわれる大孔４５がドリリングあ
るいはパンチングなどの加工手法によって穿設され、そ
の大孔４５には仮当板４６が接合されている、外装容器
４を用意する（図２の（Ａ））。その外装容器４の内部
に、正極リード電極１および負極リード電極２を備えた
巻回電極体３を収容する（図２の（Ｂ））。この時点で
は、仮当板４６には未だ排出孔４２は穿設されていな
い。

【００２２】続いて、注入孔４１に注入用管５０を挿通
し、その注入用管５０から電解質液６０を注入する（図
２の（Ｃ））。

【００２３】注入工程が完了すると、注入孔４１を注入
側封止材４３で封止する。このようにして、外装容器４
を密封して、この電池の搬送時やハンドリングの際など
に電解質が外部に漏れ出したり揮発したりすることのな
い状態にする（図２の（Ｄ））。そしてこの電池を次工
程の初期充電ラインへと搬送する（図示省略）。

【００２４】初期充電ラインでは、電池の正極リード電
極１および負極リード電極２が外部の充電装置７０に接
続されて、その充電装置７０から供給される電流によっ
て、この電池が充電される（図３の（Ａ））。

【００２５】この初期充電では、電解質液の一部が電気
分解されるなどしてガスが発生して外装容器４の内部に
溜まるので、外装容器４の内部の圧力が上昇し、その圧
力に起因して、外装容器４の金属板が電池の外側に向か
って膨脹する（図３の（Ｂ））。

【００２６】そこで、初期充電が完了した後、例えば小
径ドリルあるいはパンチング用ニードルなどによって、
仮当板４６に排出孔４２を穿設する（図３の（Ｃ））。
この排出孔４２を穿設することによって、それまで電池
の内部に溜っていて外装容器４の膨脹の要因となってい
たガスを電池の外部へと排出して、外装容器４の膨脹を
解消することができる。

【００２７】電池の内部からガスが排出された後、排出
孔４２を排出側封止材４４で封止して（図３の
（Ｄ））、この電池が完成する。完成した電池は、例え
ば携帯用電話装置などの所定位置に装着される。このと
き、外装容器４の膨脹が解消されており、その外形寸法
は携帯用電話装置などの厳しい小型化・薄型化の要請に
適合したものとなっているので、何ら問題なく、その用
途先である携帯用電話装置などの所定位置に装着するこ
とができる。また、この電池の内部には、初期条件とし
て（製品として出荷された時点から）余分なガスが溜っ
ていないので、この電池の使用環境の温度が上昇して
も、内部のガスが熱膨脹することに起因した外装容器４
の膨脹が生じることもない。

【００２８】ここで、本実施の形態との比較のために、
図８に示したような従来の電池およびその製造方法の場
合について考察する。

【００２９】従来の電池およびその製造工程では、注入
孔１４１が設けられている外装容器１０４に巻回電極体
３を収容し（図８（Ａ））、注入孔１４１から電解質液
を注入（図示省略）した後、注入孔１４１を封止材１４
３によって封止して、外装容器１０４を密封する（図８
（Ｂ））。これは、電池の搬送時やハンドリングの際な
どに電解質が外部に漏れ出したり揮発したりすることを
防ぐためであることは、既述した通りである。従って、
この段階で封止材１４３による注入孔１４１の封止は必
須であり、これを省略することは実質的にできないこと
は言うまでもない。

【００３０】このようにして封止された電池を、外部の
充電装置７０に接続して、初期充電を行う（図８
（Ｃ））。このとき、電解質液の一部が電気分解される
などしてガスが発生し、外装容器１０４の内部の圧力が
上昇し、その圧力に起因して、外装容器１０４の金属板
が電池の外側に向かって膨脹する（図８の（Ｄ））場合
があることを、本発明者は種々のリチウムイオン電池に
おける初期充電の実験によって確認した。

【００３１】このような初期充電の際に生じるガスが外
装容器１０４の内部に溜ることを防ぐためには、初期充
電を行う段階までは注入孔１４１を封止しないようにす
ることなども考えられるが、実際には、前述したように
電解質が外部に漏れ出したり揮発したりすることを防ぐ
ことが要請されるので、この段階では注入孔１４１を封
止していなければならない。また、一旦封止した注入孔
１４１を、初期充電後に再び開孔するということなども
考えられるが、実際には、既に封止したものを除去し
て、ガス排出を確実に行うことができるような孔を確実
に設けることは容易ではない。また、封止材として用い
られるエポキシ樹脂やアクリル樹脂の材質によっては、
一旦固化した樹脂の表面に新たに同種の樹脂を接合しよ
うとしても、確実な接合力が得られない場合や、甚だし
くは分離して外れてしまう場合があるなど、確実な封止
を行うことができないという不都合が生じる可能性もあ
るので、注入孔１４１の再開孔および再封止という手法
を適用することは、実際上、極めて困難あるいは不可能
である。

【００３２】このように、従来の電池およびその製造方
法では、本実施の形態に係る排出孔４２が設けられてい
なかったので、外装容器１０４が膨脹した状態のままの
電池を、製品として出荷したり用途先の電子機器に装着
することとなり、そのような膨脹した電池が用途先の電
子機器の所定位置に収まらなくなるという不都合や、使
用環境の温度上昇に伴って電池の内部のガスが熱膨張し
て、その電池が所定位置に収まりきれなくなったり所定
位置から逸脱するといった不都合が生じる場合があっ
た。

【００３３】しかし、本実施の形態の電池およびその製
造方法によれば、初期充電を行った後に排出孔４２を穿
設することにより、この排出孔４２によって電池（外装
容器４）の内部に溜っていたガスを外部に排出すること
が可能となり、その結果、外装容器４の膨脹を解消し
て、初期充電を行った電池を用途先の電子機器に装着す
ることができ、またその外形寸法を、温度環境の変化等
に関わらず、確実に規定の大きさに保つことができる。

【００３４】しかも、例えば弁体のように構造が繁雑で
外装容器の外形寸法の増大が不可避である機構部材等を
用いることなく、排出孔４２の穿設と、それを排出側封
止材４４によって封止するという、極めて簡易な構成に
よって、電池内部のガスの確実な排出を実現することが
できると共に、外装容器４の小型化・薄型化を達成する
ことができる。

【００３５】またさらには、排出孔４２を穿設する部分
に仮当板４６を設けて、その部分の厚さを、それ以外の
外装容器４の材料の板厚よりも薄くしておき、その薄い
仮当板４６に排出孔４２を穿設するようにしたので、排
出孔４２の穿設を、初期充電後に極めて簡易に実行する
ことができる。

【００３６】なお、上記の実施の形態では、外装容器と
して、例えばアルミニウム系合金のような金属板を絞り
加工するなどして成形されたものを用いる場合について
説明したが、外装容器の材質としては、これのみには限
定されないことは言うまでもない。

【００３７】この他にも、例えばアルミニウム系合金の
箔とポリエステルフィルムのような薄膜とをラミネート
してなるフィルム状の材料を成形した外装容器を用いた
電池などにおいても、本発明の技術を適用可能であるこ
とは言うまでもない。この場合、排出孔４２は、図４に
その一例を示したように、フィルム状の材料からなる外
装容器４の所定位置に、初期充電後に、穿孔用ニードル
（孔開け用の針）８０などを突き刺すことによって穿設
することなどが可能である。

【００３８】また、正極活物質として用いることのでき
る材料としては、アルカリ金属を含有する遷移金属との
カルコゲン化合物、その中でも特にアルカリ金属と繊維
金属との酸化物を用いることができる化合物の結晶構造
として、層状化合物やスピネル型化合物が好適に用いら
れる。上記化合物の一般式として、ＡｘＭ‘Ｍ‘‘Ｏ ₂
で表される化合物を用いることができる。ここで、Ａ
は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋのうちから選ばれる一種、ｘは０．
５≦ｘ≦１．１Ｍ‘、Ｍ‘‘は、第１の元素としては具
体的に、鉄、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン
（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃ
ｒ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、からなる群
のうちの少なくとも一種以上を含有することが好まし
く、第２の元素としては具体的に、鉄、コバルト、マン
ガン、銅、亜鉛、アルミニウム、スズ、ホウ素、ガリウ
ム（Ｇａ）、クロム、バナジウム、チタン、マグネシウ
ム、カルシウムおよびストロンチウムからなる群のうち
の少なくとも１つが好ましい。

【００３９】負極活物質材料として好適に用いることが
できるリチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料は、例え
ば、リチウムと合金あるいは化合物を形成可能な金属あ
るいは半導体、またはこれらの合金あるいは化合物が挙
げられる。

【００４０】これらの金属、合金あるいは化合物は、例
えば、Ｄｓ Ｅｔ Ｌｉｕで表されるものである。この
化学式において、Ｄはリチウムと合金あるいは化合物を
形成可能な金属元素および半導体元素のうちの少なくと
も一種を表し、ＥはリチウムおよびＤ以外の金属元素の
うち少なくとも一種を表す。また、ｓ、ｔおよびｕの値
は、それぞれｓ＞０、ｔ≧０、ｕ≧０である。中でも、
リチウムと合金あるいは半導体元素が好ましく、特に好
ましくはケイ素あるいはスズであり、最も好ましくはケ
イ素である。これらの合金あるいは化合物は、さらに具
体的には、ＳｉＢ₄，ＳｉＢ₆，Ｍｇ₂Ｓｉ，Ｍｇ₂Ｓｎ，
Ｎｉ₂Ｓｉ，ＴｉＳｉ₂，ＭｏＳｉ₂，ＣｏＳｉ₂，ＮｉＳ
ｉ₂，ＣａＳｉ₂，ＣｒＳｉ₂，Ｃｕ₅Ｓｉ，ＦｅＳｉ₂，
ＭｎＳｉ ₂，ＮｂＳｉ₂，ＴａＳｉ₂，ＶＳｉ₂，ＷＳｉ₂
あるいはＺｎＳｉ₂などが挙げられる。

【００４１】また、リチウム吸蔵・離脱可能な負極材料
としては、さらに上記の他にも、炭素材料、金属酸化物
あるいは高分子材料なども挙げられる。炭素材料として
は、例えば、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、コークス類、
グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼
成体、炭素繊維、カーボンブラックなどが挙げられる。
このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードル
コークスあるいは石油コークスなどがある。また、有機
高分子化合物焼成体とは、フェノール類やフラン類など
の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものを
いう。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニ
ウム、酸化モリブデンあるいは酸化スズなどが挙げられ
る。高分子材料としてはポリアセンチレンあるいはポリ
ピロールなどが挙げられる。

【００４２】非水電解質としては、非水溶媒や固体電解
質高分子化合物に電解質を混合／溶解させて固体状のも
の、もしくはゲル状の電解質などを用いることができ
る。非水溶媒として、例えば、エチレンボネート、プロ
ピレンカーボネート、プチレンカーボネート、ビニレン
ボネート、γ−ブチルラクトン、２−メチルテトラヒド
ロフラン、１，３−ジオキサン等のエテール化合物や、
酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の、鎖状カーボネー
ト、あるいは２，４−ジフルオロアニソール、２，６・
ジフルオロアニソール、４−プロモベラトロール等を、
単独若しくは２種類以上の混合溶媒として、用いること
が可能である。

【００４３】ゲル状電解質に用いられる高分子材料とし
ては、例えば、ポリアクリロニトリルやポリアクリロニ
トリルの共重合体を使用することができる。共重合モノ
マー（ビニル系モノマー）としては、例えば、酢酸ビニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸ブチル、イタコン酸、水素化メ
チルアクリレート、水素化エチルアクリレート、アクリ
ルアミド、塩化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニリ
デン等を挙げることができる。あるいは アクリロニト
リルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ポ
リエチレンプロピレンジエンスチレン樹脂、アクリロニ
トリル塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル塩化ビニル樹
脂、アクリロニトリルメタアクリレート樹脂、アクリロ
ニトリルアクリレート樹脂等を使用することができる。

【００４４】また、ゲル状電解質に用いられる高分子材
料としては、ポリエチレンオキサイド及びポリエチレン
オキサイド共重を使用することができる。モノマーとし
ては、例えば、ポリプロピレンオキサイド、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、ア
クリル酸ブチル等を挙げることができる。

【００４５】ゲル状電解質に用いられる高分子材料とし
て、ポリフッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニリデンの
テトラフルオロエチレン等を挙げることができる。

【００４６】ゲル状電解質に用いられる高分子材料とし
ては、これらを単独又は２種類以上混合して使用するこ
とができる。ゲル状電解質に用いられる高分子材料とし
ては、これらを単独又は２種類以上混合して使用するこ
とができる。ゲル状電解質層を形成するには、非水溶媒
として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンボ
ネート、ブチレンカーボネート、ビニレンボネート、γ
−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステ
ル化合物や、ジエトキシエタン化合物や酢酸メチル、プ
ロピレン酸メチル等の、鎖状エステル化合物や、ジメチ
ルボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネート等の鎖状ボネート、あるいは２，４−ジフルオ
ロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、４−プ
ロモペラトロール等を単独若しくは２種類以上り混合溶
媒として使用することができる。

【００４７】また、ゲル状電解質層においては、ゲル状
電解質としてポリフッ化ビニリデンを使用する場合に、
ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリ四フッ化エチレン
等が共重合された多元系高分子からなるゲル状電解質を
用いて形成されていることが好ましい。さらに好ましく
は、ポリフッ化ビニリデン及びポリヘキサフルオロプロ
ピレンとの共重合体からなるゲル状電解質を用いて形成
されていることが好ましい。これにより、より機械的強
度の高いゲル状電解質を得ることができる。

【００４８】また、電解質塩として、例えば、ＬｉＰＦ
₆，ＬｉＡｓＦ₆，ＬｉＢＦ₄，ＬｉＣｌＯ₄，ＬｉＣＦ₃
ＳＯ₃，ＬｉＮ（ＣｎＦ_2n＋１ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ₄Ｆ₉Ｓ
Ｏ₃のリチウム塩を単独若しくは２種類以上混合して使
用することができる。なお、電解質塩の添加量は、良好
なイオン伝導度が得られるようにゲル状電解質中の非水
電解液におけるモル濃度が０．８〜２．０［ｍｏｌ／
Ｌ］となるように調整することが好ましい。

【００４９】また、図５に一例を示したように、注入孔
４１と排出孔４２とを、外装容器４のうちの互いに異な
った面に設けるようにしてもよい。この図５の一例の場
合には、注入孔４１を側面に設けると共に、排出孔４２
を底面に設けている。この他にも、例えば図６に一例を
示したように、排出孔４２および注入孔４１を、共に上
面（正極リード電極１や負極リード電極２が設けられた
面）に設けることや、図７に一例を示したように、排出
孔４２を上面に設けると共に注入孔４１を底面に設ける
ことなども可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし５
のいずれかに記載の電池または請求項６ないし９のいず
れかに記載の電池の製造方法によれば、外装容器に２つ
以上の別個に封止された孔が設けられており、そのうち
の少なくとも１つである注入孔からは電解質が注入さ
れ、他の少なくとも１つである排出孔からは外装容器の
内部に初期充電時などに溜ったガスが外部へと排出され
るようにしたので、初期充電を行った後にも外装容器の
外形寸法を所定規格内に収めるようにすることが可能と
なる。

【００５１】また、そのように初期充電の際に外装容器
の内部に溜るガスを工場から出荷する前に電池の外部へ
と排出するようにしたので、出荷後には電池の内部に余
分なガスが溜ることがなくなり、その結果、電池の使用
環境の温度が上昇しても、電池の内部のガスの熱膨脹に
起因した外装容器の外形寸法のさらなる膨脹を解消する
ことも可能となる。

【００５２】しかも、例えば構造が繁雑で外装容器の外
形寸法の増大が不可避である弁体のような機構部材等を
用いることなく、排出孔の穿設およびその封止という極
めて簡易な構成によって、上記のようなガスの確実な排
出を実現すると共に外装容器の小型・薄型化を達成する
ことができる。

【００５３】また、従来の電池では初期充電の際に生じ
るガスの圧力に耐えるために外装容器の板厚を厚くした
りその材質を内圧に耐え得るものとすることが必要であ
ったものが、請求項１ないし５のいずれかに記載の電池
または請求項６ないし９のいずれかに記載の電池の製造
方法によれば、外装容器の材質上の制約や薄板化を達成
する上での障害を免れることができ、外装容器の形成材
料やその板厚を、より自由に選択することが可能とな
る。

【００５４】また、特に請求項３記載の電池または請求
項７記載の電池の製造方法によれば、排出孔を設ける部
分の厚さを、それ以外の外装容器の材料の板厚よりも薄
くしておき、その薄い部分に排出孔を穿設するようにし
たので、初期充電後に行われる排出孔の穿設の工程を極
めて簡易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る電池の内部構造を
含めた概要構成を表した図である。

【図２】本実施の形態に係る電池の製造方法について、
電解質液を注入するまでのプロセスを表した図である。

【図３】本実施の形態に係る電池の製造方法について、
電解質液が注入されて封止された状態の電池に初期充電
を行う工程からガスを排出して排出孔を封止するまでの
プロセスを表した図である。

【図４】フィルム状の材料を成形した外装容器を用いた
電池の場合の一例を表した図である。

【図５】注入孔および排出孔を設ける位置のバリエーシ
ョンを表した図である。

【図６】注入孔および排出孔を設ける位置のバリエーシ
ョンの、他の一例を表した図である。

【図７】注入孔および排出孔を設ける位置のバリエーシ
ョンの、さらに他の一例を表した図である。

【図８】比較例として、従来の電池およびその製造方法
における電解質液の注入から初期充電を経て封止を行っ
て電池を完成するまでのプロセスを表した図である。

【符号の説明】

１…正極リード電極、２…負極リード電極、３…巻回電
極体、４…外装容器、４１…注入孔、４２…排出孔、４
３…注入側封止材、４４…排出側封止材、４６…仮当
板、５０…注入用管、６０…電解質液、７０…充電装
置、８０…穿孔用ニードル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極活物質層を備えた正極と負極活物質
   層を備えた負極とを、電解質を含有するセパレータを介
   して重ね合わせてなる巻回電極体と、前記巻回電極体を
   収容する外装容器とを有しており、前記正極活物質層お
   よび前記負極活物質層におけるリチウムイオンの吸蔵お
   よび放出に基づいて起電力を生じるように設定された電
   池であって、 前記外装容器に、２つ以上の別個に封止された孔が設け
   られていることを特徴とする電池。
2. 【請求項２】 前記孔のうち、少なくとも１つは前記電
   解質を注入するための注入孔であり、他の少なくとも１
   つは前記外装容器の内部のガスを外部へと排出するため
   の排出孔であることを特徴とする請求項１記載の電池。
3. 【請求項３】 前記外装容器が、板体状の材料またはフ
   ィルム状の材料を成形してなるものであり、 前記排出孔が設けられる部分の厚さが、それ以外の前記
   外装容器の材料の板厚よりも薄く設定されていることを
   特徴とする請求項２記載の電池。
4. 【請求項４】 前記外装容器が、略直方体状に形成され
   たものであり、 前記注入孔と前記排出孔とが、前記外装容器の同一面に
   設けられていることを特徴とする請求項２記載の電池。
5. 【請求項５】 前記外装容器が、略直方体状に形成され
   たものであり、 前記注入孔と前記排出孔とが、互いに前記外装容器の異
   なった面に設けられていることを特徴とする請求項２記
   載の電池。
6. 【請求項６】 正極活物質層を備えた正極と負極活物質
   層を備えた負極とを、電解質を含有可能なセパレータを
   介して重ね合わせてなる巻回電極体を外装容器に収容
   し、前記電解質を注入孔から注入して、前記正極活物質
   層および前記負極活物質層におけるリチウムイオンの吸
   蔵および放出に基づいて起電力を生じる電池を製造する
   電池の製造方法であって、 前記電解質を注入した後、前記注入孔を封止する工程
   と、 前記電解質が注入された電池に外部から電流を供給して
   充電を行う工程と、 前記注入孔とは別に排出孔を穿設して、前記充電の際に
   前記外装容器の内部に溜まったガスをその排出孔から外
   部へと排出する工程と、 前記排出孔を封止する工程とを備えたことを特徴とする
   電池の製造方法。
7. 【請求項７】 前記外装容器が、板体状の材料またはフ
   ィルム状の材料を成形してなるものであり、 前記排出孔を設ける部分の厚さを、それ以外の前記外装
   容器の材料の板厚よりも薄くしておき、その薄い部分に
   前記排出孔を穿設することを特徴とする請求項６記載の
   電池の製造方法。
8. 【請求項８】 前記外装容器を略直方体状に形成し、 前記注入孔と前記排出孔とを、前記外装容器の同一面に
   設けることを特徴とする請求項６記載の電池。
9. 【請求項９】 前記外装容器を略直方体状に形成し、 前記注入孔と前記排出孔とを、互いに前記外装容器の異
   なった面に設けることを特徴とする請求項６記載の電
   池。