JP2003092100A

JP2003092100A - 積層型電池

Info

Publication number: JP2003092100A
Application number: JP2001284812A
Authority: JP
Inventors: Makihiro Otohata; 牧宏乙幡
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】電極板から脱落した活物質が外に飛び出すこ
とを防止しつつ、セパレータシートの接合時に発生する
しわを防止する。【解決手段】積層型二次電池の正極板１２は、袋状セ
パレータ１３に収納されている。袋状セパレータ１３
は、２枚のセパレータをその外縁部で互いに接合するこ
とによって袋状とされたものである。袋状セパレータ１
３には、セパレータ同士の接合部１４を横断して、正極
板１２と重ならない位置まで達している複数の切り込み
１５が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等、複数の電極板を積層した積層型電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気自動車やハイブリッド自動車
等の電源として、リチウムイオン二次電池が期待されて
いる。携帯電話やモバイル機器の電源には、極板やセパ
レータを捲回した型のリチウムイオン二次電池が主流と
して用いられているが、自動車等の高い出力が必要な用
途に用いるためには、複数の電極板を積層した積層型二
次電池の方が好適である。

【０００３】リチウムイオン二次電池のセパレータに
は、例えば厚さ２５μｍのポリプロピレンやポリエチレ
ンの多孔質膜が用いられている。このセパレータで正極
板または負極板を挟み、周囲を熱融着で接合して、電極
板を収納する袋状セパレータとしてから積層を行なう
と、製造時の扱いやすさが向上し、また電極板から脱落
した活物質が対極に付着して電池特性が劣化するのを防
ぐことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セパレ
ータの周囲を完全に融着してしまうと、電解液の注液時
に、電極板への電解液の染み込みが妨げられたり、融着
時の加熱によってセパレータが熱収縮したりして、しわ
が生じ、しわによって電極間の距離が広がることで、電
池特性を劣化させるという問題があった。特開平７−２
７２７６１号公報には、電極板の周囲を所定間隔おきに
融着することによって、しわの発生を防ぐ技術が記載さ
れている。しかし、融着部間の間隔が広いと電極板から
脱落した活物質が外に飛び出すことは防げず、一方、融
着部間の間隔を狭くするとしわの発生を防ぐことができ
ないという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、電極板から脱落した活物
質が外に飛び出すことを防止しつつ、セパレータの接合
により生じるしわの発生を防止する積層型電池を提供す
ることにある。また本発明の他の目的は、上記目的に加
え、さらに、電解液注入時の液浸透性が良好な積層型電
池を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の積層型二次電池は、正極板と、前記正極板に対
向して配置された負極板と、２つ折りにされた１枚のセ
パレータシートまたは互いに重ね合わされた２枚のセパ
レータシートからなり、該セパレータシートを外縁部の
少なくとも一部位で互いに接合することによって袋状に
加工されて、前記正極板または前記負極板を収納した袋
状セパレータとを有し、前記袋状セパレータには、前記
セパレータシートの接合によって形成された接合部の少
なくとも一部を含む領域に複数の切り込みが形成されて
いる。

【０００７】このように、本発明の積層型二次電池で
は、袋状セパレータの接合部の少なくとも一部を含む領
域に切り込みが形成されているので、セパレータシート
の接合による収縮の影響が低減され、これによって、袋
状セパレータへのしわの発生が防止される。しかも、接
合部に形成されるのは切り込みであるので、袋状セパレ
ータ内に収納した電極板（正極板または負極板）から脱
落した活物質は外に飛び出しにくい構造である。

【０００８】上述した切り込みは、接合部が、セパレー
タシートの外縁に沿って連続的に形成された連続接合部
であるときに特に有効である。

【０００９】この場合、切り込みは、連続接合部の長手
方向に互いに間隔をおいて形成されるのが好ましい。ま
た、連続接合部は、袋状セパレータの全周にわたって設
けられている必要はなく、電極板を位置決めしつつ収納
できるように設けられるのであれば、セパレータシート
の少なくとも１辺に設けられていればよい。連続接合部
の長さについても、電極板を袋状セパレータ内で位置決
めするのに必要な長さがあればよい。

【００１０】また、切り込みを、連続接合部を横断し
て、袋状セパレータに収納されている電極板と重ならな
い位置まで形成することで、電解液注入時の液浸透が促
進され、かつ、正極板と負極板とが切り込みの部分で直
接接触したり、収納されている電極板から脱落した活物
質が対極に接触することも防止される。

【００１１】連続接合部は、袋状セパレータの外縁に隣
接する凹部と、この凹部よりも袋状セパレータの内側に
位置する凸部とが交互に並んだ形状とすることもでき
る。この場合、袋状セパレータに収納される電極板は、
連続接合部の凸部によって、袋状セパレータ内での位置
が規制される。したがって、切り込みを凹部の位置に形
成することで、袋状セパレータに収納されている電極板
と重ならない切り込みを容易に形成可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１３】（第１の実施形態）図1は、本発明の第1の
実施形態による積層型二次電池の斜視図である。

【００１４】図1に示すように、積層型二次電池１は、
複数枚の電極板を有する電極積層体および電解液を収容
した外装体２と、電極積層体に接続されて外装体２の外
部に突出した正極リード端子３および負極リード端子４
とを有する。外装体２は、例えば、プラスチックまたは
プラスチックのラミネート層を設けた金属薄板からなる
シートを袋状としたもので形成され、その中に電極積層
体および電解液を収容した後、真空雰囲気中で封止され
る。

【００１５】外装体２内に収容される電極積層体の斜視
図を図２に示す。電極積層体１０は、電極板として複数
枚の正極板ユニット１１と複数枚の負極板１６とを有
し、外側の電極板が負極板１６となるように、これらが
交互に積層されている。外側の２枚の負極板１６の更に
外側には、セパレータシート１７が積層されている。正
極板ユニット１１は、詳しくは後述するように、正極板
を袋状セパレータに収容したものであり、各正極板ユニ
ット１１の一端からはそれぞれ、活物質を塗布していな
いリード部１２ａが突出している。リード部１２ａは、
一括して正極リード端子３（図１参照）と接続される。
各負極板１６は、活物質を塗布していないリード部１６
ａをそれぞれ一端に有し、これらリード部１６ａは、一
括して負極リード端子４（図１参照）と接続される。

【００１６】次に、正極板ユニット１１について、図３
を参照して詳細に説明する。図３は、図２に示す正極板
ユニットの平面図である。

【００１７】正極板ユニット１１は、活物質を塗布して
いないリード部１２ａが一端に形成された正極板１２
と、正極板１２を収容した袋状セパレータ１３とを有す
る。袋状セパレータ１３は、２枚のセパレータシートを
重ねてその周縁部で３辺を融着することによって袋状と
されたものであり、融着によって形成された領域である
接合部１４を有している。図３では、接合部１４を斜線
で示している。

【００１８】接合部１４は、袋状セパレータ１３の外縁
に沿って、リード部１２ａが突出した辺を除く３辺にわ
たって連続的に設けられており、内側の縁が、矩形状の
凸部１４ａと、袋状セパレータ１３の外縁に隣接してお
り凸部１４ａよりも袋状セパレータ１３の外側に位置す
る凹部１４ｂとが交互に並んだ凹凸形状となっている。
正極板１２は、凸部１４ａによって袋状セパレータ１３
の内部での位置が規制される。袋状セパレータ１３に
は、接合部１４の各凹部１４ｂの位置にそれぞれ切り込
み１５が形成されている。切り込み１５は、袋状セパレ
ータ１３の外縁から始まり、凹部１４ｂを横断して、隣
接する２つの凸部１４ａの最も内側の位置を結んだ直線
よりも外側の任意の位置を末端としている。

【００１９】以上説明したように、袋状セパレータ１３
の接合部１４に切り込み１５が形成されていることによ
り、２枚のセパレータシートを融着した際に生じる収縮
によるしわの発生が抑えられる。その結果、正極板１２
と負極板１６との間隔が広がることもなくなるので、電
池特性の劣化が防止される。特に、セパレータシートの
融着によるしわは、本実施形態のように接合部１４が連
続的に設けられている場合に発生しやすい。そこで、こ
のような場合には、切り込み１５は接合部１４の長手方
向、すなわち袋状セパレータ１３の外縁に沿った方向に
間隔をおいて形成するのが好ましい。また、切り込み１
５により、電解液を注入する際の、袋状セパレータ１３
の外部から正極板１２の表面への電解液の浸透が促進さ
れる。

【００２０】さらに本実施形態では、正極板１２は接合
部１４の凸部１４ａにて位置が規制され、かつ、上述の
ように凹部１４ｂの位置に切り込み１５が形成されてい
るので、切り込み１５を袋状セパレータ１３に形成して
も、正極板１２と切り込み１５とは重ならない。これに
より、正極板１２が袋状セパレータ１３の切り込み１５
の間から露出することはなく、負極板１６（図２参照）
と直接接触することが防止される。しかも袋状セパレー
タ１３の内部と外部とを連通する部分が切り込み１５と
いう微細な部分であるので、正極板１２から脱落した活
物質が袋状セパレータ１３の外部に漏れにくくなる。そ
の結果、特性の優れた積層型二次電池が達成される。

【００２１】ここで、本実施形態の積層型二次電池の製
造方法の一例を説明する。

【００２２】まず、正極側については、スピネル構造を
持つマンガン酸リチウム粉末、炭素質導電性付与材、お
よびポリフッ化ビニリデンを９０：５：５の重量比でＮ
ＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に混合分散、攪拌
してスラリーとした。ＮＭＰの量はスラリーが適当な粘
度になるように調整した。このスラリーを、ドクターブ
レードを用いて、正極集電体となる厚さ２０μｍのアル
ミニウム箔の片面に均一に塗布した。塗布時には、わず
かに未塗布部（集電体が露出している部分）が筋状にで
きるようにした。

【００２３】次に、これを１００℃で２時間真空乾燥さ
せた。その後、アルミニウム箔のもう一方の面にも同様
に、スラリーを塗布し、真空乾燥させた。スラリーの塗
布は、表裏の未塗布部が一致するように行った。このよ
うにして両面に活物質（スラリー）を塗布したアルミニ
ウム箔をロールプレスした。これを、活物質の未塗布部
を含めて矩形に切り出し、正極板１２とした。活物質の
未塗布部は一部を矩形に残した他は切り取り、残った部
分をリード部１２ａとした。

【００２４】次いで、ポリプロピレン／ポリエチレン／
ポリプロピレンの３層構造を持つマイクロポーラスシー
ト（セパレータシート）を正極板１２よりも一回り大き
い矩形に切り出し、切り出された２枚のシートで正極板
１２を挟んだ。その状態で、シートのリード部１２ａが
突出する辺以外の３辺を、図３に斜線で示す形状の加圧
面を有するヒートシール機構を備えた熱融着装置によっ
て融着した。これによって、内側の縁が凹凸形状となっ
た接合部１４が形成され、正極板１２を収容した袋状セ
パレータ１３が得られた。次いで、接合部１４の各凸部
１４ａの間の領域に、前述のように切り込み１５を形成
した。

【００２５】ここでは、２枚のセパレータシートを、正
極板１２を挟んだ状態で融着しているが、先に袋状セパ
レータ１３を作製しておき、その後、その袋状セパレー
タ１３内に正極板１２を収容してもよい。

【００２６】一方、負極側については、アモルファスカ
ーボン粉末、およびポリフッ化ビニリデンを９１：９の
重量比でＮＭＰに混合、分散、攪拌してスラリーとし
た。ＮＭＰの量はスラリーが適当な粘度になるように調
整した。このスラリーを、ドクターブレードを用いて、
負極集電体となる厚さ１０μｍの銅箔の片面に均一に塗
布した。塗布時には、わずかに未塗布部（集電体が露出
している部分）が筋状にできるようにした。

【００２７】次に、これを１００℃で２時間真空乾燥し
た。なお、このとき負極層の単位面積あたりの理論容量
と正極層の単位面積あたりの理論容量との比が１：１と
なるように、塗布する活物質（スラリー）の厚みを調整
した。その後、銅箔のもう一方の面にも同様にスラリー
を塗布し、真空乾燥した。このようにして両面に活物質
を塗布した銅箔をロールプレスした。これを、正極板１
２のサイズよりも縦横２ｍｍずつ大きいサイズに、未塗
布部を含めて矩形に切り出し、負極板１６とした。活物
質未塗布部は一部を矩形に残した他は切り取り、残った
部分をリード部１６ａとした。

【００２８】以上のようにして、袋状セパレータ１３に
収容された正極板１２（正極板ユニット１１）、および
負極板１６が得られた後、正極板ユニット１１と負極板
１６とを交互に積層した。最も外側の電極板は負極板１
６となるようにし、その負極板１６のさらに外側にセパ
レータシート１７を設置した（セパレータ／負極／セパ
レータ／正極／セパレータ／・・・・・・／負極／セパ
レータ、という順番）。

【００２９】次いで、積層した正極板１２のリード部１
２ａを、アルミニウム板で一括して超音波溶接し、正極
リード端子３とした。同様に、負極板１６のリード部１
６ａをニッケル板で一括して超音波溶接し、負極リード
端子４とした。

【００３０】これにより得られた電極積層体１０を外装
体２に収納し、次に、この電極積層体１０に電解液を注
入した。電解液は、１ｍｏｌ／リットルのＬｉＰＦ₆を
支持塩とし、プロピレンカーボネートとエチレンカーボ
ネートの混合溶媒（重量比５０：５０）を溶媒とするも
のである。電解液の注入後、真空雰囲気中にて外装体２
を封止し、これによって積層型二次電池１が得られる。

【００３１】本実施形態では、図３にも示したように、
１つの凹部１４ｂに対して１つの切り込み１５を形成し
た例を示したが、図４に示すように、１つの凹部１４ｂ
に対して２つの切り込み１５ａ，１５ｂを形成してもよ
い。切り込みの数はこれらに限定されるものではなく、
袋状セパレータ１３の外縁に沿った方向での凹部１４ｂ
の長さや接合部１４でのしわの発生のし易さの程度に応
じて３つ以上とすることもできる。しわの発生し易い領
域では、しわの発生しにくい領域に比べて高い密度で切
り込みを形成することが望ましい。

【００３２】セパレータシートの接合の方法として上述
の例では熱融着によるものを示したが、その他に、接着
剤による接合、セパレータを溶融する溶剤による接合、
あるいは超音波融着など、セパレータを部分的に接合で
きる方法であれば、どのような接合方法を用いてもよ
い。また、本実施形態では、２枚のセパレータシートを
重ね、その周縁部を接合することによって袋状セパレー
タ１３を形成する例を示したが、１枚のセパレータシー
トを半分に折り曲げ、開放している周縁部を接合するこ
とによって袋状セパレータを形成してもよい。２枚のセ
パレータシートを用いた場合であっても、１枚のセパレ
ータシートを折り曲げた場合であっても、正極板を袋状
セパレータ内に保持することができれば、接合する領域
は任意である。

【００３３】（第２の実施形態）図５は、本発明の第２
の実施形態による、積層型二次電池の正極板ユニットの
平面図である。図５に示す正極板ユニット２１は、第１
の実施形態と同様に負極板と積層され、電解液とともに
外装体に封入され、これによって積層型二次電池が構成
される。

【００３４】本実施形態は、袋状セパレータ２３の接合
部２４の形状が第１の実施形態と異なっている。詳細に
は、本実施形態では、接合部２４は、内側の縁が波型に
形成され、これによって凹凸形状を構成している。ま
た、本実施形態では、接合部２４は、袋状セパレータ２
３の、正極板２２のリード部２２ａが突出する部分を除
く４辺に、かつ、各辺ごとに分離されて形成されてい
る。つまり本実施形態では、接合部２４は４つの部分に
分割されている。これら４つの部分は、リード部が突出
した辺を除いて、袋状セパレータ２３の各辺のほぼ全域
にわたって連続的に形成されている。切り込み２５は、
接合部２４の凹部に、第１の実施形態と同様に、正極板
２２と重ならないように形成されている。

【００３５】このように、接合部２４の内側の縁を波型
として凹凸を構成し、その凹部に相当する位置に切り込
み２５を形成しても、第１の実施形態と同様の効果が得
られる。凹凸の形状は、本実施形態のような波型や第１
の実施形態のような矩形状に限らず、正極板２２と切り
込み２５とが重ならないように袋状セパレータ２３内で
の正極板２２の位置を規制する部分を有する形状であれ
ば任意の形状とすることができる。その一例を図６に示
す。図６に示す接合部２４’は、袋状セパレータ２３’
の外縁に沿って連続的に形成された第１の部分２４ｂ’
と、第１の部分２４ｂ’から袋状セパレータ２３’の内
側に向かって延びて線状に形成され、第１の部分２４
ｂ’の長手方向に互いに間隔をあけて位置する複数の第
２の部分２４ａ’とで構成される。この場合、第２の部
分２４ｂ’が、袋状セパレータ２３’内での正極板２２
の位置を規制する凸部となり、隣り合う２つの第２の部
分２４ｂ’の間の領域が、切り込み２５’が形成される
凹部となる。

【００３６】本実施形態では、接合部２４を、袋状セパ
レータ２３の各辺ごとに分割して設けているが、分割す
る位置は、辺の中間部とするなど、任意である。接合部
２４を複数に分割する場合、正極板２２から脱落した活
物質を袋状セパレータ２３の外部に漏れにくくするため
に、分割された部分の間隔はできるだけ小さくするのが
好ましい。

【００３７】また、本実施形態では、図５に示したよう
に、袋状セパレータ２３の４辺に、凹凸形状を有する接
合部２４を設けた例を示したが、接合部の形態について
も、袋状セパレータ２３の形態に応じて、袋状セパレー
タ２３内での正極板２２の位置を効果的に規制できる範
囲で任意に変更することができる。

【００３８】以下に、接合部の形態の種々の変更例につ
いて、図７〜図１４を参照して説明する。なお、図７〜
図１４において、正極板は図５と同じであるので、図５
と同一の符号を付している。

【００３９】図７に示す例は、２枚のセパレータシート
を重ねて袋状セパレータ２３ａを形成した場合の例であ
り、その２つの長辺および１つの短辺に、それぞれ図５
に示したのと同様の凹凸形状を有する接合部２４ａ₁，
２４ａ₂，２４ａ₃が設けられている。これら各接合部２
４ａ₁，２４ａ₂，２４ａ₃はそれぞれ、それらが設けら
れている辺のほぼ全域にわたって設けられており、ま
た、各接合部２４ａ₁，２４ａ₂，２４ａ₃にはそれぞれ
切り込みが設けられている。そして、袋状セパレータ２
３の接合部２４ａ₃と対向するもう一方の短辺には、そ
の中央部に、スポット状の接合部２４ａ₄が設けられて
いる。

【００４０】図８に示す例も、図７と同様に、２枚のセ
パレータシートを重ねて袋状セパレータ２３ｂを形成し
た例である。この例では、袋状セパレータ２３ｂの対向
する２つの長辺に、それぞれ図５に示したのと同様の凹
凸形状を有する接合部２４ｂ ₁，２４ｂ₂が、長辺のほぼ
全域にわたって設けられている。そして、袋状セパレー
タ２３ｂの２つの短辺のうち、正極板２２のリード部２
２ａが突出した側と反対側の短辺には、その中央部に、
スポット状の接合部２４ｂ₃が設けられている。

【００４１】図９に示す例は、図8に示した例と同様の
３つの接合部２４ｃ₁，２４ｃ₂，２４ｃ₃に加え、さら
に、袋状セパレータ２３ｃの残りの短辺にも、その中央
部にスポット状の接合部２４ｃ₄が設けられている。

【００４２】図１０に示す例は、図９に示した例の変形
例であり、袋状セパレータ２３ｄの２つの長辺にそれぞ
れ凹凸形状を有する接合部２４ｄ₁，２４ｄ₂が設けられ
るとともに、２つの短辺にそれぞれスポット状の接合部
２４ｄ₃，２４ｄ₄が設けられている。ただし、図１０に
示す例では、凹凸形状を有する接合部２４ｄ₁，２４ｄ₂
の長さが長辺の約１／２と短く、互いに対向する位置に
設けられている。

【００４３】図１１に示す例は、１枚のセパレータシー
トを折り曲げて袋状セパレータ２３ｅを形成した例であ
る。この例では、セパレータシートの折り曲げによって
形成された長辺を除く３辺に、図５に示したのと同様の
凹凸形状を有する接合部２４ｅ₁，２４ｅ₃，２４ｅ₄が
設けられている。各接合部２４ｅ₁，２４ｅ₃，２４ｅ₄
は、正極板２２のリード部２２ａが突出した領域を除い
て、各辺のほぼ全域にわたって設けられている。

【００４４】図１２に示す例も、１枚のセパレータシー
トを折り曲げて袋状セパレータ２３ｆを形成した例であ
る。この例では、正極板２２のリード部２２ａが突出し
た辺にはスポット状の接合部２４ｆ₄を設け、この辺と
対向する辺およびセパレータシートの折り曲げによって
形成された辺と対向する辺に、それぞれ図１１と同様の
接合部２４ｆ₃，２４ｆ₁を設けている。

【００４５】図１３に示す例も、１枚のセパレータシー
トを折り曲げて袋状セパレータ２３ｇを形成した例であ
る。この例では、セパレータシートの折り曲げによって
形成された長辺と対向する辺に、図５に示したのと同様
の凹凸形状を有する接合部２４ｇ₁を設け、残りの２つ
の短辺のうち、正極板２２のリード部２２ａが突出した
側と反対側の短辺に、スポット状の接合部２４ｇ₃を設
けている。

【００４６】図１４に示す例では、図１３に示した例と
同様の２つの接合部２４ｈ₁，２４ｈ₃の他に、正極板２
２のリード部２２ａが突出した辺についても、スポット
状の接合部２４ｈ₄を設けている。

【００４７】以上示したように、袋状セパレータは、正
極板の少なくとも対向する２辺で所定の範囲以上にわた
って位置を規制するように、接合部が設けられる。袋状
セパレータが１枚のセパレータシートの折り曲げによっ
て形成された場合、折り曲げによって形成された１辺
は、袋状セパレータが正極板の位置を規制する２辺に含
まれる。また、上記の所定の範囲は、正極板の辺の長さ
の１／３以上であれば、正極板の主面に垂直な軸線回り
での変位も規制され、正極板の位置がより良好に規制さ
れる。このように、正極板は、対向する２辺で位置が規
制されていればよく、残りの２辺に対して接合部を設け
るか否かは任意である。正極板の位置をより確実に行う
場合は、残りの１辺または２辺にも接合部を設けるのが
好ましい。この場合、残りの辺に対する接合部は、スポ
ット状であってもよい。接合部をスポット状に設けた場
合には、袋状セパレータにしわが発生するおそれもない
ので、このスポット状の接合部には切り込みを設けなく
てもよい。

【００４８】なお、切り込みについて、図５〜図１４で
は、各凹部に対して１つずつ形成しているが、図４のよ
うに、各凹部に複数の切り込みを形成してもよい。

【００４９】（第３の実施形態）図１５は、本発明の第
３の実施形態による、積層型二次電池の正極板ユニット
の要部平面図である。本実施形態の正極板ユニット３１
は、第１の実施形態と同様に負極板と積層され、電解液
とともに外装体に封入され、これによって積層型二次電
池が構成される。

【００５０】本実施形態も第２の実施形態と同様に、接
合部３４の内側の縁を波型として凹凸を構成している
が、本実施形態では、袋状セパレータ３３に設けた接合
部３４の幅を一定とし、外側の縁も波型としている。切
り込み３５は、接合部３４の凹部に、第１の実施形態と
同様に、正極板３２と重ならないように形成されてい
る。このように、接合部３４の外側の縁が直線でなくて
も、第１の実施形態と同様の効果が得られる。本実施形
態では接合部３３の幅を一定としているが、接合部３３
の幅は一定である必要はなく、外側の縁の形状について
も任意の形状とすることができる。また、本実施形態に
おいても、図４に示したように各凹部に複数の切り込み
を形成してもよい。

【００５１】（第４の実施形態）図１６は、本発明の第
４の実施形態による、積層型二次電池の正極板ユニット
の要部平面図である。本実施形態の正極板ユニット４１
も、第１の実施形態と同様に負極板と積層され、電解液
とともに外装体に封入され、これによって積層型二次電
池が構成される。

【００５２】本実施形態では、袋状セパレータ４３に設
けられた接合部４４は、袋状セパレータ４３の周縁に沿
って連続して形成された外側接合部４４ｂと、この外側
接合部４４ｂよりも内側に、外側接合部４４ｂの長手方
向に互いに間隔をあけて形成された複数の内側接合部４
４ａとで構成される。これにより、内側接合部４４ａ
が、接合部４４の凸部として機能する。切り込み４５
は、袋状セパレータ４３の外縁から始まり、外側接合部
４４ｂを横断し、隣接する２つの内側接合部４４ａの最
も内側の位置を結んだ直線よりも外側の任意の位置を末
端として形成されている。このように、凸部と凹部とを
分離した接合部４４としても、第１の実施形態と同様の
効果が得られる。また、本実施形態においても、図４に
示したように各凹部に複数の切り込みを形成してもよ
い。

【００５３】（第５の実施形態）図１７は、本発明の第
５の実施形態による、積層型二次電池の正極板ユニット
の要部平面図である。本実施形態の正極板ユニット５１
も、第１の実施形態と同様に負極板と積層され、電解液
とともに外装体に封入され、これによって積層型二次電
池が構成される。

【００５４】本実施形態では、接合部５４は、袋状セパ
レータ５３の周縁に沿って一定の幅で連続して設けられ
ている。つまり、接合部５４は、凹凸形状を有していな
い。そして、切り込み５５は、袋状セパレータ５３の外
縁から始まり、接合部５４を越えた適宜位置を末端とし
て、袋状セパレータ５３の外縁に沿った方向に互いに間
隔をあけて形成されている。袋状セパレータ５３の外縁
に沿った方向での切り込み５５の位置は、袋状セパレー
タ５３へのしわの発生のし易さに応じて適宜設定され、
また、切り込み５５の間隔も、袋状セパレータ５３への
しわの発生のし易さに応じて、一定の間隔で設けてもよ
いし、規則的に変化させて設けてもよいし、不規則な間
隔で設けてもよい。

【００５５】このように、接合部５４が凹凸形状を有し
ておらず、かつ、接合部５４を越える位置まで切り込み
５５が形成されている場合であっても、切り込み５５の
末端５６の位置を適切な位置に設定することによって、
正極板５２と切り込み５５とが重ならないような構造と
することができる。このことについて、図１７に示す正
極板ユニット５１を切り込み５５の部分で切り込み５５
に沿って切断した断面図である図１８を参照して説明す
る。

【００５６】図１８に示すように、正極板５２は実際に
は厚みを持っており、しかも、袋状セパレータ５３を構
成するセパレータシートはある程度の剛性を有してい
る。そのため、正極板５２を接合部５４に向けて寄せた
としても、正極板５２のエッジと接合部５４との間には
隙間が生じる。そこで、この隙間が生じる領域に末端５
６が位置するように切り込み５５を形成することで、接
合部５４を単純な直線状としつつも、正極板５２と切り
込み５５とが重ならない構造とすることができる。

【００５７】切り込み５５を形成する主たる目的の１つ
は、前述したように、袋状セパレータ５３へのしわの発
生を防止することである。この点に着目すれば、切り込
み５５は、必ずしも接合部５４を越える位置まで形成し
なくてもよく、少なくとも接合部５４の一部に形成され
ていればよい。つまり、正極板５２への電解液の浸透性
がそれほど問題にならない場合には、切り込み５５の末
端５６は、接合部５４を越えていなくてもよい。例え
ば、図１９に示すように、接合部５４ａの幅方向につい
て一部のみに切り込み５５ａを設けてもよいし、図２０
に示すように、接合部５４ｂの幅に一致させて切り込み
５５ｂを設けてもよいし、図２１に示すように、袋状セ
パレータ５３の外縁から始まって接合部５４ｃの内側の
縁を末端とするように切り込み５５ｃを設けてもよい。
なお、図１９〜２１に示す構成は、正極板への電解液の
浸透性を向上させることは要求しない場合の構成である
ので、接合部５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、敢えて凹凸形
状とせず、単純な直線形状であってよい。

【００５８】（第６の実施形態）図２２は、本発明の第
６の実施形態による、積層型二次電池の正極板ユニット
の要部平面図である。本実施形態の正極板ユニット６１
も、第１の実施形態と同様に負極板と積層され、電解液
とともに外装体に封入され、これによって積層型二次電
池が構成される。

【００５９】本実施形態では、袋状セパレータ６３に形
成される切り込み６５の形状が、上述した各実施形態と
異なっている。本実施形態の切り込み６５は、袋状セパ
レータ６３の一部を楔形に除去することによって形成し
ている。これにより、袋状セパレータ６３に発生するし
わをより効果的に防止することができる。なお、本実施
形態では、接合部６４は第５の実施形態と同様に直線状
に形成しており、それに伴って、正極板６２への電解液
の浸透性を向上させるために、切り込み６５を、その先
端が接合部６４と正極板６２との間に位置するように形
成している。ただし、このように切り込み６５を形成し
た場合、接合部６４よりも内側の領域における袋状セパ
レータ６３の除去面積が大きいと、場合によっては、正
極板６２から脱落した活物質が袋状セパレータ６３の外
部に漏れ出易くなることが懸念されるので、接合部６４
よりも内側の領域における袋状セパレータ６３の除去面
積はできるだけ小さいほうが好ましい。この観点から最
も好ましいのは、第１〜第５の実施形態で示したよう
な、セパレータシートの除去を伴わない線状の切り込み
である。

【００６０】切り込み６５の形状は、任意である。例え
ば、図２３に示すように、先端が半円形の切り込み６５
ａとすることもできる。このように、角のない形状の切
り込み６５ａとすることで、積層型二次電池の製造過程
において袋状セパレータ６３ａに引張力が加わった場合
に、切り込みの角の部分で袋状セパレータに応力集中が
発生して袋状セパレータが破れることが防止される。

【００６１】以上、好ましい幾つかの実施形態を挙げて
本発明について説明したが、本発明は、上述の各実施形
態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲
内で適宜変更され得る。

【００６２】例えば、上述した各実施形態では、正極板
を袋状セパレータに収容した例を示したが、正極板では
なく負極板を袋状セパレータに収容した構成としたり、
正極板および負極板の双方を袋状セパレータに収容した
構成とすることもできる。また、上述した各実施形態で
は、リチウム二次電池を例に挙げて説明したが、本発明
は、正極板と負極板とが積層された構造を有するもので
あれば、他の二次電池や一次電池など、他の種類の電池
にも適用することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、袋
状セパレータに、その接合部の少なくとも一部を含む領
域に複数の切り込みを形成することで、袋状セパレータ
内に収納した電極板から脱落した活物質が外に飛び出し
にくい構造としつつも、袋状セパレータへのしわの発生
を防止することができ、その結果、電極板間の距離も適
切に保たれ、特性の優れた積層型電池を達成することが
できる。

【００６４】本発明は特に、接合部が、セパレータシー
トの外縁に沿って連続的に形成された連続接合部である
ときに有効である。この場合、切り込みを、連続接合部
を横断して、袋状セパレータに収納されている電極板と
重ならない位置まで形成したり、あるいは、連続接合部
を凹凸形状に形成して切り込みを凹部の位置に設けるこ
とで、電解液注入時の液浸透を促進することができ、さ
らには、正極板と負極板とが直接接触したり収納されて
いる電極板から脱落した活物質が対極に接触することを
防止することができる。特に、連続接合部を凹凸形状と
した場合、その凸部によって、収納されている電極板の
位置が規制されるので、袋状セパレータに収納されてい
る電極板と重ならない切り込みを容易に形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による積層型二次電池
の斜視図である。

【図２】図１に示す積層型二次電池の内部構造の斜視図
である。

【図３】図２に示す電極積層体の正極板ユニットの平面
図である。

【図４】図３に示す正極板ユニットの変形例の要部平面
図である。

【図５】本発明の第２の実施形態による、積層型二次電
池の正極板ユニットの平面図である。

【図６】袋状セパレータに設けられる接合部の凹凸形状
の一例を示す、正極板ユニットの要部平面図である。

【図７】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の一
例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図８】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の他
の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図９】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の他
の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図１０】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の
他の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図１１】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の
他の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図１２】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の
他の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図１３】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の
他の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図１４】袋状セパレータに設けられる接合部の形態の
他の例を示す、正極板ユニットの平面図である。

【図１５】本発明の第３の実施形態による、積層型二次
電池の正極板ユニットの要部平面図である。

【図１６】本発明の第４の実施形態による、積層型二次
電池の正極板ユニットの要部平面図である。

【図１７】本発明の第５の実施形態による、積層型二次
電池の正極板ユニットの要部平面図である。

【図１８】図１７に示す正極板ユニットを切り込みの部
分で切り込み方向に沿って切断した断面図である。

【図１９】本発明の第５の実施形態による正極板ユニッ
トの一変形例の要部平面図である。

【図２０】本発明の第５の実施形態による正極板ユニッ
トの他の変形例の要部平面図である。

【図２１】本発明の第５の実施形態による正極板ユニッ
トの他の変形例の要部平面図である。

【図２２】本発明の第６の実施形態による、積層型二次
電池の正極板ユニットの要部平面図である。

【図２３】本発明の第６の実施形態による正極板ユニッ
トの一変形例の要部平面図である。

【符号の説明】

１積層型二次電池２外装体３正極リード端子４負極リード端子１０電極積層体１１，２１，３１，４１，５１，６１正極板ユニッ
ト１２，２２，３２，５２，６２正極板１２ａ，２２ａリード部１３，２３，３３，４３，５３，６３袋状セパレー
タ１４，２４，３４，４４，５４，６４接合部１４ａ凸部１４ｂ凹部１５切り込み１６負極板１６ａリード部１７セパレータシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極板と、前記正極板に対向して配置された負極板と、２つ折りにされた１枚のセパレータシートまたは互いに
重ね合わされた２枚のセパレータシートからなり、該セ
パレータシートを外縁部の少なくとも一部位で互いに接
合することによって袋状に加工されて、前記正極板また
は前記負極板を収納した袋状セパレータとを有し、前記袋状セパレータには、前記セパレータシートの接合
によって形成された接合部の少なくとも一部を含む領域
に複数の切り込みが形成されている積層型電池。
【請求項２】前記接合部は、前記セパレータシートの
外縁に沿って連続的に形成された連続接合部を、前記セ
パレータシートの少なくとも１辺に有し、前記切り込み
は、前記連続接合部に形成されている、請求項１に記載
の積層型電池。
【請求項３】前記切り込みは、前記連続接合部の長手
方向に互いに間隔をおいて形成さている、請求項２に記
載の積層型電池。
【請求項４】前記連続接合部は、前記袋状セパレータ
に収納されている前記正極板または前記負極板を前記袋
状セパレータ内で位置決めするのに必要な長さを有す
る、請求項２または３に記載の積層型電池。
【請求項５】前記切り込みは、前記連続接合部を横断
して、前記袋状セパレータに収納されている前記正極板
または前記負極板と重ならない位置まで達している、請
求項２、３または４に記載の積層型電池。
【請求項６】前記切り込みは、前記袋状セパレータの
外縁から形成されている、請求項５に記載の積層型電
池。
【請求項７】前記連続接合部は、前記袋状セパレータ
の外縁に隣接する凹部と該凹部よりも前記筒状セパレー
タの内側に位置する凸部とが前記連続接合部の長手方向
に交互に設けられており、前記切り込みは、前記凹部の
位置に、隣接する２つの前記凸部の先端を結ぶ直線を越
えないように形成されている、請求項２に記載の積層型
電池。
【請求項８】前記切り込みは、前記袋状セパレータの
外縁から形成されている、請求項７に記載の積層型電
池。
【請求項９】前記連続接合部は、前記袋状セパレータ
に対して内側の縁が凹凸形状を有している、請求項７ま
たは８に記載の積層型電池。
【請求項１０】前記連続接合部は、波型形状を有して
いる、請求項７または８に記載の積層型電池。
【請求項１１】前記連続接合部は、前記袋状セパレー
タの外縁に沿って連続的に形成された第１の部分と、該
第１の部分よりも前記筒状セパレータの内側に位置し、
前記第１の部分の長手方向に間隔をおいて形成された複
数の第２の部分とを有し、前記第２の部分が前記凸部を
構成している、請求項７または８に記載の積層型電池。
【請求項１２】前記切り込みは、前記凹部１つあたり
に複数形成されている、請求項７ないし１１のいずれか
１項に記載の積層型電池。
【請求項１３】前記切り込みは、前記セパレータシー
トの除去を伴わずに線状に形成されている、請求項１な
いし１２のいずれか１項に記載の積層型電池。
【請求項１４】前記切り込みは、前記セパレータシー
トの一部の除去によって形成されている、請求項１ない
し１２のいずれか１項に記載の積層型電池。