JP2003115288A - シート状電池の製造方法 - Google Patents
シート状電池の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シート状電池の外装フィルムにクラックが発生
することを防止して積層電池素子の密封を行うシート状
電池の製造方法を提供する。 【解決手段】シート状電池の外装フィルム２１は、積層
素子を入れるブリスター７が形成されたブリスター包装
容器６に加工される。ブリスター７の開口部を蓋部８で
覆うために、外装フィルム２１をほぼ二分する折り返し
線３５を折り曲げ補助具により４０〜１２０℃に加熱し
て、蓋部８をブリスター７開口に近づけるように折り返
し線３５にて折り返す。そして、プリスター７に積層素
子を挿入して蓋部８とフランジ部９とを熱圧着する。
することを防止して積層電池素子の密封を行うシート状
電池の製造方法を提供する。 【解決手段】シート状電池の外装フィルム２１は、積層
素子を入れるブリスター７が形成されたブリスター包装
容器６に加工される。ブリスター７の開口部を蓋部８で
覆うために、外装フィルム２１をほぼ二分する折り返し
線３５を折り曲げ補助具により４０〜１２０℃に加熱し
て、蓋部８をブリスター７開口に近づけるように折り返
し線３５にて折り返す。そして、プリスター７に積層素
子を挿入して蓋部８とフランジ部９とを熱圧着する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート状電池の製
造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、携帯電話やノート型コンピュータ
等のような携帯型電子機器の小型化、高機能化が進み、
これらを長時間使用したいという要望も大きくなってい
る。そのため、こういった電子機器に用いられる電源に
も小型、軽量、薄型、大容量、高電圧といった特性が求
められている。このような特性を有する電池としては、
シート状リチウム電池を挙げることができる。 【０００３】シート状リチウム電池は、基本的には、正
極シート及び負極シートの間にセパレータと電解質を介
在させた状態で適当な外装シートにて封止した構造を有
している。セパレータと電解質には、両者の機能を一つ
に兼ね備えている固体あるいはゲル状電解質と、セパレ
ータに液体電解質を含浸させたものとがある。シート状
リチウム電池はこのような構造をしているので、薄くで
きる、積み重ねられる、缶が不要なので軽い、形状を自
由にできる、といった特長を有している。 【０００４】このようにシート状リチウム電池は優れた
特性を有しているが、特開平１０−１７２５６５号公報
に示されているような正負両極シートをそれぞれ１枚ず
つ積層した電池では、容量を大きくするためには正負両
極シートの面積を大きくする必要があり、製品電池自体
も面積が大きくなってしまう。製品電池自体は小さな面
積のままで大容量とするためには正負両極シートを複数
枚積層すれば良く、このようなやり方としては、１）小
片に打ち抜いた正負両極シートを複数枚交互に積層する
方法、２）一方のシートを長尺とし、他方のシートを小
片に打ち抜いて長尺シートの上に並べて折り畳んで重ね
る方法とが知られている。 【０００５】上記の正負両極シートを複数枚積層した積
層素子は、特開２００１−５２６５９号公報に示される
ように、内面側に熱融着性フィルムを有するラミネート
フィルムを用いたブリスターパッケージとして外装及び
固定され、シート同士がずれないようになり、外気と遮
断される。ブリスターパッケージとは、プラスチックシ
ートに凹部（ブリスター）を形成して、そこに収容物を
入れ、プラスチックシートや紙等で蓋をする包装容器で
ある。シート状電池の場合は、蓋部分もブリスターと同
じ素材であることが好ましく、取り扱いの容易さから蓋
部分とブリスターとを一体に形成したものが多く用いら
れている。この場合は、蓋部分をブリスター近傍で折り
返して、ブリスターに蓋をして熱圧着を行う。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、折り返
し部分は１８０度折り曲げられるため、クラックが生じ
やすいという問題がある。このように生じたクラック
は、熱圧着を行うと消滅するが、熱圧着条件によっては
一部が残ったり再度発生したりすることがあり、また、
熱圧着を行わない部分はクラックが残ったままになるの
で、このクラック部分より液体電解質が外部にしみ出た
り、外部から水分が電池内部に浸入して電池特性を悪化
させることがあった。さらに、折り返し部の一部は熱圧
着が行われる前に液体電解質に接触し、そのため、熱圧
着によりクラックは完全には消滅せず、上述の不具合が
生じていた。 【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、シート状電池の
外装フィルムにクラックが発生することを防止して積層
電池素子の密封を行うシート状電池の製造方法を提供す
ることにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、負極シートと正極シートとを
該両極シートの間にセパレータを挟んで積層して積層素
子を作製する積層素子作製工程と、上記積層素子を収納
するための窪みと、該窪みの外縁から外方に延びていて
該窪み近傍で折り返されることで該窪みの開口部を覆う
蓋部とを備え且つ少なくとも一層の熱可塑性樹脂層を有
するフィルムからなるブリスター包装容器の上記窪みに
上記積層素子を収納した状態で、該蓋部を折り返して該
窪み外縁に存するフランジ部に熱圧着することにより密
封する密封工程とを包含するシート状電池の製造方法を
前提とする。 【０００９】そして、上記密封工程では、上記蓋部の折
り返し部分を４０〜１２０℃に加熱して折り目をつけた
後に上記熱圧着を行うものとする。 【００１０】ここで、折り返し部分を４０〜１２０℃に
加熱するとは、折り返し部分の温度が４０〜１２０℃に
なるように加熱することである。 【００１１】請求項１の発明であれば、ブリスター包装
容器の折り返し部分を４０〜１２０℃に加熱して折り返
しを行うため、折り返し部分の樹脂、特に重なり合って
ヒートシールされる樹脂が軟化している状態で折り返し
されることになり、クラックの発生を防止することがで
きる。従って、シート状電池として完成後も、クラック
による電解液漏れや電池特性低下が生じることはない。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 【００１３】図１は、本実施形態のシート状電池の斜視
図である。シート状電池１は、積層素子が外装フィルム
２１に包まれていて、外部には二つの電極タブ２２，２
２のみが突き出している。図１のＡ−Ａ線断面図の一例
が図２であり、他の例が図３である。図２は、積層素子
作製工程において、複数の小片とした負極シート２と正
極シート３との間に複数の小片としたセパレータ４を挟
んで積層した積層素子を有するシート状電池１の断面図
であり、図３は、積層素子作製工程において、複数の小
片とした負極シート２と正極シート３との間に一枚の帯
状のセパレータ４をジグザグ状にして挟んで積層した積
層素子を有するシート状電池１の断面図である。 【００１４】上記積層素子を示した図が図４，図５であ
る。図４は、両極シート２，３とセパレータ４とを積層
し終えた状態であり、積層素子５には、各両極シート
２，３から一つずつ電極端子２３が突き出している。こ
れらの電極端子２３を正極と負極とに分けてまとめてそ
れぞれ電極タブ２２を取り付けたものが図５である。 【００１５】上記負極シート２は、負極集電体の両面あ
るいは片面に負極活物質を塗工したものであり、上記正
極シート３は、正極集電体の両面あるいは片面に正極活
物質を塗工したものである。 【００１６】負極集電体としては、銅、ニッケル、銀、
ＳＵＳなどの導電性金属の、厚さ５〜１００μｍ、特に
８〜５０μｍの箔や穴あき箔、厚さ２０〜３００μｍ、
特に２５〜１００μｍのエキスパンドメタルやメッシュ
メタルなどが好ましい。負極活物質は、炭素質材料であ
って、各種の天然黒鉛や人造黒鉛、例えば、繊維状黒
鉛、鱗状黒鉛、球状黒鉛などの黒鉛類を好ましく挙げる
ことができる。このような黒鉛類にポリテトラフルオロ
エチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレ
ン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポリマーなどの結
着剤を混合して負極集電体の両面に塗工する。負極活物
質の層厚みは、２０〜５００μｍが好ましく、５０〜２
００μｍがさらに好ましい。また、製品電池となったと
きの負極活物質層の密度は、３．０〜３．３ｇ／ｃｍ2
であると、高密度のため電池特性が優れるので好まし
い。 【００１７】次に上記正極集電体を構成する材質として
は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンなどの導
電性金属の、厚さ１０〜１００μｍ、特に１５〜５０μ
ｍの箔や穴あき箔、厚さ２５〜３００μｍ、特に３０〜
１５０μｍのエキスパンドメタルやメッシュメタルなど
を好ましいものとして挙げることができる。 【００１８】上記正極活物質としては、負極との電位差
が少なくとも１Ｖであるもの、例えば、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ
2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ
2、ＬｉＮｉＯ2、Ｌｉ−Ｃｏ−Ｐ系複合酸化物（ＬｉＣ
ｏ0.5Ｐ0.5Ｏ2、ＬｉＣｏ0. 4Ｐ0.6Ｏ2、ＬｉＣｏ0.6Ｐ
0.4Ｏ2、ＬｉＣｏ0.3Ｎｉ0.3Ｐ0.4Ｏ2、ＬｉＣｏ0.2Ｎ
ｉ0.2Ｐ0.6Ｏ2など）、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＭｏＯ3など
が挙げられる。これらのうちでも電池の起電力や充放電
電圧を特に高くすることができるＬｉ−Ｃｏ系複合酸化
物が特に好ましい。正極活物質は、粒子径が１５〜５０
μｍであると、電池特性が向上するので好ましい。この
ような正極活物質にポリテトラフルオロエチレン、ポリ
ビニリデンフルオライド、ポリエチレン、エチレン−プ
ロピレン−ジエン系ポリマーなどの結着剤を混合して塗
工する。正極活物質の層厚みは、２０〜５００μｍが好
ましく、５０〜２００μｍがさらに好ましい。また、製
品電池となったときの正極活物質層の密度は、３．０〜
３．３ｇ／ｃｍ2であると、高密度のため電池特性が優
れるので好ましい。 【００１９】負極活物質及び正極活物質の塗工方法は、
特に限定されないが、ロールコーティング法やダイコー
ティング法などを挙げることができる。 【００２０】また、セパレータは、正極と負極の短絡を
防いで、イオン電導性を有しているものであればどのよ
うなものでも構わないが、取り扱い易さ、電気特性や電
解液に対する安定性の観点などからポーラスなポリマフ
ィルムであることが好ましい。セパレータとして用いら
れるポリマフィルムを構成するポリマとしては、例え
ば、ポリスチレン、ポリブタジエンおよびそれらの共重
合体、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピレン
オキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマ、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデン
カーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ビニリデ
ンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合
体などを挙げることができる。このようなポリマを適当
な溶剤に溶解させて、成膜、乾燥させてフィルムとす
る。なお、フィルム成膜用の溶液に可塑剤等の添加剤を
加えても良い。このようにしてポーラスなセパレータを
作製する。セパレータの厚みは５〜１００μｍが好まし
く、２０〜６０μｍであると電池特性が良好となり、さ
らに好ましい。 【００２１】なお、電池として完成したときには、セパ
レータには非水系の電解液が含浸されている。このよう
な電解液には、塩類を有機溶媒に溶解させた電解液を使
用することできる。このような塩類としては、ＬｉＣｌ
Ｏ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＡｌＣ
ｌ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎなどが例示され、これらの
一種あるいは二種以上の混合物が使われる。有機溶媒と
しては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジメチルスルホキシド、ス
ルホラン、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシメ
タン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフ
ラン、１，３−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロ
フラン、ジエチルエーテルなどが例示され、これらの一
種あるいは二種以上の混合物を使用することができる。 【００２２】また、セパレータとして、正極シート３と
負極シート２とを実質的に隔離している公知の固体電解
質層を用いてもよい。 【００２３】次に、密封工程について説明する。 【００２４】図６にブリスター包装容器を構成する外装
フィルムの拡大断面図を示す。この外装フィルム２１
は、厚さ３０〜５０μｍのアルミ箔３３の一面に樹脂よ
りなる外部保護層３４が積層され、アルミ箔３３の他面
に樹脂よりなる耐電解液層３２とさらにその上に熱可塑
性樹脂よりなる接着層３１が積層された四層構造となっ
ている。外部保護層３４の樹脂としては、ナイロン樹脂
やポリエステル樹脂等を挙げることができ、接着層３１
の樹脂としては、変性ポリオレフィン樹脂等ヒートシー
ル性を有する樹脂を挙げることができる。外装フィルム
２１の厚みは、８０〜２００μｍであることが好まし
い。 【００２５】図７に、上記外装フィルム２１に絞り成形
加工を施したブリスター包装容器６を示す。ブリスター
包装容器６は矩形のフィルムに、積層素子５外形よりや
や大きい矩形のブリスター（窪み）７が形成されてい
る。ブリスター７の各辺はブリスター包装容器６の各辺
に略平行であって、ブリスター７の一つの辺（外縁）か
ら外方へ蓋部８が延びている。また、残りの三辺には、
フランジ部９が形成されている。このように、少なくと
もブリスター７外縁の蓋部８以外の部分にフランジが形
成されている。この蓋部８がある側のブリスター７の辺
は、蓋部８を折り返す直線（折り返し線３５）の一部で
ある。この折り返し線３５はブリスター包装容器６を二
分割しているので、折り返し線３５で蓋部８がブリスタ
ー７の開口部を覆うように折り返すと、蓋部８はブリス
ター７開口部全面を覆い隠すとともにフランジ部９にも
重なる。 【００２６】密封工程では、後述の熱圧着を容易に行う
ために、まず上記ブリスター包装容器６の折り返し線３
５で、蓋部８をブリスター７の方に折り返して折り目を
つける（図９）。すなわち、蓋部８がブリスター７の方
に倒れかかっている状態にする。このときに、外装フィ
ルム２１の接着層３１及び耐電解液層３２にクラックが
発生しないよう、図１１に示すように、折り曲げ補助具
３６を用いて折り返し線３５の部分を加熱しながら折り
返す。この折り曲げ補助具３６は、クラックが発生しに
くいように先端が０．３〜３ｍｍの曲率半径を有し、３
〜４５度の角度となっている。そして、内蔵のヒータに
より先端近辺が加熱され、外装フィルム２１の少なくと
も折り返し部分を４０〜１２０℃に加熱し接着層３１及
び耐電解液層３２を軟化させる。折り曲げ補助具３６自
体の温度は、外装フィルム２１の設定加熱温度よりも５
〜１０℃高く設定しておけば、短時間の接触で外装フィ
ルム２１を所定温度にまで充分加熱できる。それから、
図の矢印の方向に外装フィルム２１を折り返して、折り
目がついたら折り曲げ補助具３６を取り外す。折り目
は、蓋部８を９０度以上折り返した状態が好ましく、よ
り好ましくは１２０度以上である。折り返しすぎると、
この後積層素子５をブリスター７に挿入しにくいので、
折り返しは１６５度以下であることが好ましい。 【００２７】こうしてブリスター包装容器６に折り目を
つけたら、ブリスター７に積層素子５を挿入する。図８
は挿入状態をわかりやすくするために、折り目がついて
いない状態での挿入を示している。ブリスター７は、挿
入された積層素子５がブリスター７内で移動しないよ
う、積層素子５外形とほぼ同程度の大きさであり、深さ
も積層素子５の厚みとほぼ同じである。積層素子５の電
極タブ２２，２２は、フランジ部９よりも長く、フラン
ジから外方に突き出している。 【００２８】積層素子５の挿入後、蓋部８を完全に折り
返して積層素子５表面とフランジ部９に重ね合わせて、
図１２に示すように、ブリスター７周囲の二辺のフラン
ジ部９ａ，９ｂを蓋部８と熱圧着する。なお、このとき
には折り曲げ補助具３６による折り返し部分の加熱は行
わない。熱圧着された部分はクロスハッチングで示す。
熱圧着するフランジ部９ａ，９ｂは、電極タブ２２が突
き出しているフランジ部９ａと、図の奥側のフランジ部
９ｂである。熱圧着しないフランジ部９ｃは、熱圧着さ
れているフランジ部９ａ，９ｂよりもブリスター７外縁
から幅広く延びている。 【００２９】この熱圧着されていないフランジ部９ｃと
蓋部８との間から積層素子５に電解液を供給する。それ
から図１３に示すように、フランジ部９ｃの外端の辺を
熱圧着して、チャンバーに入れて圧をかけ、電解液をセ
パレータにしみ込ませる。そしてチャンバーから出し
て、フランジ部９ｃの熱圧着部分を切り取って、積層素
子５内に残存していた空気を抜き出す。 【００３０】この後に、図１４に示すようにフランジ部
９ｃを再度熱圧着して、シート状電池１が完成する。 【００３１】これまで説明してきたように、本実施の形
態では、ブリスター包装容器６の蓋部８を折り返し線３
５で折り返すときに、折り曲げ補助具３６により折り返
し部分が加熱されて外装フィルム２１の樹脂が軟化する
ので、折り返された部分にクラックが発生することがな
い。特に、電解液を注入する時には折り返し部分の内面
側に電解液が付着してクラックが拡大してしまうおそれ
があるが、このときにもクラックが発生していないの
で、このようなおそれがない。従って、シート状電池と
して完成後にクラックが拡大したりアルミ箔３３部分が
電解液に侵されたりして、外部から水分が浸入したり逆
に外部に電解液が漏れたりすることは発生しない。ま
た、折り曲げ補助具３６を用い加熱して折り返しを行う
ので、折り返しを容易に素早く行うことができ、折り返
し部分も直線的にきれいに折ることができる。 【００３２】（他の実施の形態）上記の実施形態は一つ
の例であり、本発明は本例に限定されない。即ち積層素
子５の製法はセパレータを袋状にしてそこに負極及び正
極シートを挿入して積層するやり方などでもよいし、電
極タブの取り出し方や形状等もどのようなものであって
も構わない。また、外装フィルム２１の構成ももっと多
層としても構わないし、２層や３層でも構わない。密封
工程も、最初に折り目をつける工程を省いてもよいし、
別の工程を入れても良い。フランジ部の形状も三辺ほぼ
同じでも構わないし、別の形状構成でも構わない。折り
返し部分の加熱も、超音波やレーザ等を用いても良い
し、所定の温度にできればどのような方法でも構わな
い。さらに、一つのブリスター包装容器６に複数のブリ
スター７を設けて、複数のシート状電池１を同時に作製
しても構わない。また、折り返し線３５とブリスター７
との間にフランジ部分を有していても良い。折り曲げ補
助具３６の形状も、薄板状等でも構わない。折り目をつ
けた後、積層素子５をブリスター７に挿入して熱圧着を
行うときに、折り返し線３５に折り曲げ補助具３６を当
てて４０〜１２０℃に加熱して、折り曲げ補助具３６を
抜きながらあるいは抜いた直後に熱圧着を行ってもよ
い。 【００３３】 【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に述べる効果を奏する。 【００３４】積層素子を挿入するブリスター包装容器を
折り返す際に、折り返し部を加熱して行うので、折り返
し部にクラックが生じることを防止でき、製品電池とし
たときもクラックがないので、水分浸入及び電解液漏れ
が生じず、安定した電池特性を示す。
造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、携帯電話やノート型コンピュータ
等のような携帯型電子機器の小型化、高機能化が進み、
これらを長時間使用したいという要望も大きくなってい
る。そのため、こういった電子機器に用いられる電源に
も小型、軽量、薄型、大容量、高電圧といった特性が求
められている。このような特性を有する電池としては、
シート状リチウム電池を挙げることができる。 【０００３】シート状リチウム電池は、基本的には、正
極シート及び負極シートの間にセパレータと電解質を介
在させた状態で適当な外装シートにて封止した構造を有
している。セパレータと電解質には、両者の機能を一つ
に兼ね備えている固体あるいはゲル状電解質と、セパレ
ータに液体電解質を含浸させたものとがある。シート状
リチウム電池はこのような構造をしているので、薄くで
きる、積み重ねられる、缶が不要なので軽い、形状を自
由にできる、といった特長を有している。 【０００４】このようにシート状リチウム電池は優れた
特性を有しているが、特開平１０−１７２５６５号公報
に示されているような正負両極シートをそれぞれ１枚ず
つ積層した電池では、容量を大きくするためには正負両
極シートの面積を大きくする必要があり、製品電池自体
も面積が大きくなってしまう。製品電池自体は小さな面
積のままで大容量とするためには正負両極シートを複数
枚積層すれば良く、このようなやり方としては、１）小
片に打ち抜いた正負両極シートを複数枚交互に積層する
方法、２）一方のシートを長尺とし、他方のシートを小
片に打ち抜いて長尺シートの上に並べて折り畳んで重ね
る方法とが知られている。 【０００５】上記の正負両極シートを複数枚積層した積
層素子は、特開２００１−５２６５９号公報に示される
ように、内面側に熱融着性フィルムを有するラミネート
フィルムを用いたブリスターパッケージとして外装及び
固定され、シート同士がずれないようになり、外気と遮
断される。ブリスターパッケージとは、プラスチックシ
ートに凹部（ブリスター）を形成して、そこに収容物を
入れ、プラスチックシートや紙等で蓋をする包装容器で
ある。シート状電池の場合は、蓋部分もブリスターと同
じ素材であることが好ましく、取り扱いの容易さから蓋
部分とブリスターとを一体に形成したものが多く用いら
れている。この場合は、蓋部分をブリスター近傍で折り
返して、ブリスターに蓋をして熱圧着を行う。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、折り返
し部分は１８０度折り曲げられるため、クラックが生じ
やすいという問題がある。このように生じたクラック
は、熱圧着を行うと消滅するが、熱圧着条件によっては
一部が残ったり再度発生したりすることがあり、また、
熱圧着を行わない部分はクラックが残ったままになるの
で、このクラック部分より液体電解質が外部にしみ出た
り、外部から水分が電池内部に浸入して電池特性を悪化
させることがあった。さらに、折り返し部の一部は熱圧
着が行われる前に液体電解質に接触し、そのため、熱圧
着によりクラックは完全には消滅せず、上述の不具合が
生じていた。 【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、シート状電池の
外装フィルムにクラックが発生することを防止して積層
電池素子の密封を行うシート状電池の製造方法を提供す
ることにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、負極シートと正極シートとを
該両極シートの間にセパレータを挟んで積層して積層素
子を作製する積層素子作製工程と、上記積層素子を収納
するための窪みと、該窪みの外縁から外方に延びていて
該窪み近傍で折り返されることで該窪みの開口部を覆う
蓋部とを備え且つ少なくとも一層の熱可塑性樹脂層を有
するフィルムからなるブリスター包装容器の上記窪みに
上記積層素子を収納した状態で、該蓋部を折り返して該
窪み外縁に存するフランジ部に熱圧着することにより密
封する密封工程とを包含するシート状電池の製造方法を
前提とする。 【０００９】そして、上記密封工程では、上記蓋部の折
り返し部分を４０〜１２０℃に加熱して折り目をつけた
後に上記熱圧着を行うものとする。 【００１０】ここで、折り返し部分を４０〜１２０℃に
加熱するとは、折り返し部分の温度が４０〜１２０℃に
なるように加熱することである。 【００１１】請求項１の発明であれば、ブリスター包装
容器の折り返し部分を４０〜１２０℃に加熱して折り返
しを行うため、折り返し部分の樹脂、特に重なり合って
ヒートシールされる樹脂が軟化している状態で折り返し
されることになり、クラックの発生を防止することがで
きる。従って、シート状電池として完成後も、クラック
による電解液漏れや電池特性低下が生じることはない。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 【００１３】図１は、本実施形態のシート状電池の斜視
図である。シート状電池１は、積層素子が外装フィルム
２１に包まれていて、外部には二つの電極タブ２２，２
２のみが突き出している。図１のＡ−Ａ線断面図の一例
が図２であり、他の例が図３である。図２は、積層素子
作製工程において、複数の小片とした負極シート２と正
極シート３との間に複数の小片としたセパレータ４を挟
んで積層した積層素子を有するシート状電池１の断面図
であり、図３は、積層素子作製工程において、複数の小
片とした負極シート２と正極シート３との間に一枚の帯
状のセパレータ４をジグザグ状にして挟んで積層した積
層素子を有するシート状電池１の断面図である。 【００１４】上記積層素子を示した図が図４，図５であ
る。図４は、両極シート２，３とセパレータ４とを積層
し終えた状態であり、積層素子５には、各両極シート
２，３から一つずつ電極端子２３が突き出している。こ
れらの電極端子２３を正極と負極とに分けてまとめてそ
れぞれ電極タブ２２を取り付けたものが図５である。 【００１５】上記負極シート２は、負極集電体の両面あ
るいは片面に負極活物質を塗工したものであり、上記正
極シート３は、正極集電体の両面あるいは片面に正極活
物質を塗工したものである。 【００１６】負極集電体としては、銅、ニッケル、銀、
ＳＵＳなどの導電性金属の、厚さ５〜１００μｍ、特に
８〜５０μｍの箔や穴あき箔、厚さ２０〜３００μｍ、
特に２５〜１００μｍのエキスパンドメタルやメッシュ
メタルなどが好ましい。負極活物質は、炭素質材料であ
って、各種の天然黒鉛や人造黒鉛、例えば、繊維状黒
鉛、鱗状黒鉛、球状黒鉛などの黒鉛類を好ましく挙げる
ことができる。このような黒鉛類にポリテトラフルオロ
エチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレ
ン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポリマーなどの結
着剤を混合して負極集電体の両面に塗工する。負極活物
質の層厚みは、２０〜５００μｍが好ましく、５０〜２
００μｍがさらに好ましい。また、製品電池となったと
きの負極活物質層の密度は、３．０〜３．３ｇ／ｃｍ2
であると、高密度のため電池特性が優れるので好まし
い。 【００１７】次に上記正極集電体を構成する材質として
は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンなどの導
電性金属の、厚さ１０〜１００μｍ、特に１５〜５０μ
ｍの箔や穴あき箔、厚さ２５〜３００μｍ、特に３０〜
１５０μｍのエキスパンドメタルやメッシュメタルなど
を好ましいものとして挙げることができる。 【００１８】上記正極活物質としては、負極との電位差
が少なくとも１Ｖであるもの、例えば、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ
2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ
2、ＬｉＮｉＯ2、Ｌｉ−Ｃｏ−Ｐ系複合酸化物（ＬｉＣ
ｏ0.5Ｐ0.5Ｏ2、ＬｉＣｏ0. 4Ｐ0.6Ｏ2、ＬｉＣｏ0.6Ｐ
0.4Ｏ2、ＬｉＣｏ0.3Ｎｉ0.3Ｐ0.4Ｏ2、ＬｉＣｏ0.2Ｎ
ｉ0.2Ｐ0.6Ｏ2など）、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＭｏＯ3など
が挙げられる。これらのうちでも電池の起電力や充放電
電圧を特に高くすることができるＬｉ−Ｃｏ系複合酸化
物が特に好ましい。正極活物質は、粒子径が１５〜５０
μｍであると、電池特性が向上するので好ましい。この
ような正極活物質にポリテトラフルオロエチレン、ポリ
ビニリデンフルオライド、ポリエチレン、エチレン−プ
ロピレン−ジエン系ポリマーなどの結着剤を混合して塗
工する。正極活物質の層厚みは、２０〜５００μｍが好
ましく、５０〜２００μｍがさらに好ましい。また、製
品電池となったときの正極活物質層の密度は、３．０〜
３．３ｇ／ｃｍ2であると、高密度のため電池特性が優
れるので好ましい。 【００１９】負極活物質及び正極活物質の塗工方法は、
特に限定されないが、ロールコーティング法やダイコー
ティング法などを挙げることができる。 【００２０】また、セパレータは、正極と負極の短絡を
防いで、イオン電導性を有しているものであればどのよ
うなものでも構わないが、取り扱い易さ、電気特性や電
解液に対する安定性の観点などからポーラスなポリマフ
ィルムであることが好ましい。セパレータとして用いら
れるポリマフィルムを構成するポリマとしては、例え
ば、ポリスチレン、ポリブタジエンおよびそれらの共重
合体、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピレン
オキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマ、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデン
カーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ビニリデ
ンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合
体などを挙げることができる。このようなポリマを適当
な溶剤に溶解させて、成膜、乾燥させてフィルムとす
る。なお、フィルム成膜用の溶液に可塑剤等の添加剤を
加えても良い。このようにしてポーラスなセパレータを
作製する。セパレータの厚みは５〜１００μｍが好まし
く、２０〜６０μｍであると電池特性が良好となり、さ
らに好ましい。 【００２１】なお、電池として完成したときには、セパ
レータには非水系の電解液が含浸されている。このよう
な電解液には、塩類を有機溶媒に溶解させた電解液を使
用することできる。このような塩類としては、ＬｉＣｌ
Ｏ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＡｌＣ
ｌ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎなどが例示され、これらの
一種あるいは二種以上の混合物が使われる。有機溶媒と
しては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジメチルスルホキシド、ス
ルホラン、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシメ
タン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフ
ラン、１，３−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロ
フラン、ジエチルエーテルなどが例示され、これらの一
種あるいは二種以上の混合物を使用することができる。 【００２２】また、セパレータとして、正極シート３と
負極シート２とを実質的に隔離している公知の固体電解
質層を用いてもよい。 【００２３】次に、密封工程について説明する。 【００２４】図６にブリスター包装容器を構成する外装
フィルムの拡大断面図を示す。この外装フィルム２１
は、厚さ３０〜５０μｍのアルミ箔３３の一面に樹脂よ
りなる外部保護層３４が積層され、アルミ箔３３の他面
に樹脂よりなる耐電解液層３２とさらにその上に熱可塑
性樹脂よりなる接着層３１が積層された四層構造となっ
ている。外部保護層３４の樹脂としては、ナイロン樹脂
やポリエステル樹脂等を挙げることができ、接着層３１
の樹脂としては、変性ポリオレフィン樹脂等ヒートシー
ル性を有する樹脂を挙げることができる。外装フィルム
２１の厚みは、８０〜２００μｍであることが好まし
い。 【００２５】図７に、上記外装フィルム２１に絞り成形
加工を施したブリスター包装容器６を示す。ブリスター
包装容器６は矩形のフィルムに、積層素子５外形よりや
や大きい矩形のブリスター（窪み）７が形成されてい
る。ブリスター７の各辺はブリスター包装容器６の各辺
に略平行であって、ブリスター７の一つの辺（外縁）か
ら外方へ蓋部８が延びている。また、残りの三辺には、
フランジ部９が形成されている。このように、少なくと
もブリスター７外縁の蓋部８以外の部分にフランジが形
成されている。この蓋部８がある側のブリスター７の辺
は、蓋部８を折り返す直線（折り返し線３５）の一部で
ある。この折り返し線３５はブリスター包装容器６を二
分割しているので、折り返し線３５で蓋部８がブリスタ
ー７の開口部を覆うように折り返すと、蓋部８はブリス
ター７開口部全面を覆い隠すとともにフランジ部９にも
重なる。 【００２６】密封工程では、後述の熱圧着を容易に行う
ために、まず上記ブリスター包装容器６の折り返し線３
５で、蓋部８をブリスター７の方に折り返して折り目を
つける（図９）。すなわち、蓋部８がブリスター７の方
に倒れかかっている状態にする。このときに、外装フィ
ルム２１の接着層３１及び耐電解液層３２にクラックが
発生しないよう、図１１に示すように、折り曲げ補助具
３６を用いて折り返し線３５の部分を加熱しながら折り
返す。この折り曲げ補助具３６は、クラックが発生しに
くいように先端が０．３〜３ｍｍの曲率半径を有し、３
〜４５度の角度となっている。そして、内蔵のヒータに
より先端近辺が加熱され、外装フィルム２１の少なくと
も折り返し部分を４０〜１２０℃に加熱し接着層３１及
び耐電解液層３２を軟化させる。折り曲げ補助具３６自
体の温度は、外装フィルム２１の設定加熱温度よりも５
〜１０℃高く設定しておけば、短時間の接触で外装フィ
ルム２１を所定温度にまで充分加熱できる。それから、
図の矢印の方向に外装フィルム２１を折り返して、折り
目がついたら折り曲げ補助具３６を取り外す。折り目
は、蓋部８を９０度以上折り返した状態が好ましく、よ
り好ましくは１２０度以上である。折り返しすぎると、
この後積層素子５をブリスター７に挿入しにくいので、
折り返しは１６５度以下であることが好ましい。 【００２７】こうしてブリスター包装容器６に折り目を
つけたら、ブリスター７に積層素子５を挿入する。図８
は挿入状態をわかりやすくするために、折り目がついて
いない状態での挿入を示している。ブリスター７は、挿
入された積層素子５がブリスター７内で移動しないよ
う、積層素子５外形とほぼ同程度の大きさであり、深さ
も積層素子５の厚みとほぼ同じである。積層素子５の電
極タブ２２，２２は、フランジ部９よりも長く、フラン
ジから外方に突き出している。 【００２８】積層素子５の挿入後、蓋部８を完全に折り
返して積層素子５表面とフランジ部９に重ね合わせて、
図１２に示すように、ブリスター７周囲の二辺のフラン
ジ部９ａ，９ｂを蓋部８と熱圧着する。なお、このとき
には折り曲げ補助具３６による折り返し部分の加熱は行
わない。熱圧着された部分はクロスハッチングで示す。
熱圧着するフランジ部９ａ，９ｂは、電極タブ２２が突
き出しているフランジ部９ａと、図の奥側のフランジ部
９ｂである。熱圧着しないフランジ部９ｃは、熱圧着さ
れているフランジ部９ａ，９ｂよりもブリスター７外縁
から幅広く延びている。 【００２９】この熱圧着されていないフランジ部９ｃと
蓋部８との間から積層素子５に電解液を供給する。それ
から図１３に示すように、フランジ部９ｃの外端の辺を
熱圧着して、チャンバーに入れて圧をかけ、電解液をセ
パレータにしみ込ませる。そしてチャンバーから出し
て、フランジ部９ｃの熱圧着部分を切り取って、積層素
子５内に残存していた空気を抜き出す。 【００３０】この後に、図１４に示すようにフランジ部
９ｃを再度熱圧着して、シート状電池１が完成する。 【００３１】これまで説明してきたように、本実施の形
態では、ブリスター包装容器６の蓋部８を折り返し線３
５で折り返すときに、折り曲げ補助具３６により折り返
し部分が加熱されて外装フィルム２１の樹脂が軟化する
ので、折り返された部分にクラックが発生することがな
い。特に、電解液を注入する時には折り返し部分の内面
側に電解液が付着してクラックが拡大してしまうおそれ
があるが、このときにもクラックが発生していないの
で、このようなおそれがない。従って、シート状電池と
して完成後にクラックが拡大したりアルミ箔３３部分が
電解液に侵されたりして、外部から水分が浸入したり逆
に外部に電解液が漏れたりすることは発生しない。ま
た、折り曲げ補助具３６を用い加熱して折り返しを行う
ので、折り返しを容易に素早く行うことができ、折り返
し部分も直線的にきれいに折ることができる。 【００３２】（他の実施の形態）上記の実施形態は一つ
の例であり、本発明は本例に限定されない。即ち積層素
子５の製法はセパレータを袋状にしてそこに負極及び正
極シートを挿入して積層するやり方などでもよいし、電
極タブの取り出し方や形状等もどのようなものであって
も構わない。また、外装フィルム２１の構成ももっと多
層としても構わないし、２層や３層でも構わない。密封
工程も、最初に折り目をつける工程を省いてもよいし、
別の工程を入れても良い。フランジ部の形状も三辺ほぼ
同じでも構わないし、別の形状構成でも構わない。折り
返し部分の加熱も、超音波やレーザ等を用いても良い
し、所定の温度にできればどのような方法でも構わな
い。さらに、一つのブリスター包装容器６に複数のブリ
スター７を設けて、複数のシート状電池１を同時に作製
しても構わない。また、折り返し線３５とブリスター７
との間にフランジ部分を有していても良い。折り曲げ補
助具３６の形状も、薄板状等でも構わない。折り目をつ
けた後、積層素子５をブリスター７に挿入して熱圧着を
行うときに、折り返し線３５に折り曲げ補助具３６を当
てて４０〜１２０℃に加熱して、折り曲げ補助具３６を
抜きながらあるいは抜いた直後に熱圧着を行ってもよ
い。 【００３３】 【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に述べる効果を奏する。 【００３４】積層素子を挿入するブリスター包装容器を
折り返す際に、折り返し部を加熱して行うので、折り返
し部にクラックが生じることを防止でき、製品電池とし
たときもクラックがないので、水分浸入及び電解液漏れ
が生じず、安定した電池特性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るシート状電池の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図の一例である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図の他の例である。
【図４】積層素子の斜視図である。
【図５】図４の積層素子に電極タブを取り付けたものの
斜視図である。 【図６】外装フィルムの拡大断面図である。 【図７】ブリスター包装容器の斜視図である。 【図８】積層素子を挿入したブリスター包装容器の斜視
図である。 【図９】折り目をつけたブリスター包装容器の斜視図で
ある。 【図１０】ブリスター包装容器に折り曲げ補助具をあて
て折り返している側面図である。 【図１１】外装フィルムに折り曲げ補助具を接触させた
部分の拡大断面図である。 【図１２】シート状電池の二辺のフランジ部が熱圧着さ
れた状態の斜視図である。 【図１３】シート状電池の三辺のフランジ部が熱圧着さ
れた状態の斜視図である。 【図１４】完成したシート状電池を蓋部側から見た斜視
図である。 【符号の説明】 １ シート状電池 ２ 負極シート ３ 正極シート ４ セパレータ ５ 積層素子 ６ ブリスター包装容器 ７ ブリスター（窪み） ８ 蓋部 ９ フランジ部 ９ａ，９ｂ，９ｃ フランジ部 ２１ 外装フィルム ３１ 接着層（熱可塑性樹脂層）
斜視図である。 【図６】外装フィルムの拡大断面図である。 【図７】ブリスター包装容器の斜視図である。 【図８】積層素子を挿入したブリスター包装容器の斜視
図である。 【図９】折り目をつけたブリスター包装容器の斜視図で
ある。 【図１０】ブリスター包装容器に折り曲げ補助具をあて
て折り返している側面図である。 【図１１】外装フィルムに折り曲げ補助具を接触させた
部分の拡大断面図である。 【図１２】シート状電池の二辺のフランジ部が熱圧着さ
れた状態の斜視図である。 【図１３】シート状電池の三辺のフランジ部が熱圧着さ
れた状態の斜視図である。 【図１４】完成したシート状電池を蓋部側から見た斜視
図である。 【符号の説明】 １ シート状電池 ２ 負極シート ３ 正極シート ４ セパレータ ５ 積層素子 ６ ブリスター包装容器 ７ ブリスター（窪み） ８ 蓋部 ９ フランジ部 ９ａ，９ｂ，９ｃ フランジ部 ２１ 外装フィルム ３１ 接着層（熱可塑性樹脂層）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 厨子 敏博
兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線
工業株式会社伊丹製作所内
(72)発明者 丸本 光弘
兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線
工業株式会社伊丹製作所内
(72)発明者 御書 至
兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線
工業株式会社伊丹製作所内
Ｆターム(参考） 5H011 AA17 BB03 CC10 DD06 DD13
FF06 HH02 JJ12 KK04
5H029 AJ15 AK02 AK03 AK05 AL08
AM03 AM04 AM05 BJ04 BJ06
CJ05 DJ02 EJ12 HJ14
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 負極シートと正極シートとを該両極シー
トの間にセパレータを挟んで積層して積層素子を作製す
る積層素子作製工程と、 上記積層素子を収納するための窪みと、該窪みの外縁か
ら外方に延びていて該窪み近傍で折り返されることで該
窪みの開口部を覆う蓋部とを備え且つ少なくとも一層の
熱可塑性樹脂層を有するフィルムからなるブリスター包
装容器の上記窪みに上記積層素子を収納した状態で、該
蓋部を折り返して該窪み外縁に存するフランジ部に熱圧
着することにより密封する密封工程とを包含するシート
状電池の製造方法であって、 上記密封工程では、上記蓋部の折り返し部分を４０〜１
２０℃に加熱して折り目をつけた後に上記熱圧着を行う
ことを特徴とするシート状電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306031A JP2003115288A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | シート状電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306031A JP2003115288A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | シート状電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003115288A true JP2003115288A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19125734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001306031A Pending JP2003115288A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | シート状電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003115288A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278331A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Samsung Sdi Co Ltd | パウチ状のリチウム二次電池及びその製造方法 |
| JP2008078118A (ja) * | 2006-09-18 | 2008-04-03 | Lg Chem Ltd | 向上した安全性を有するパウチ型二次電池 |
| KR101811837B1 (ko) | 2015-01-16 | 2017-12-22 | 주식회사 엘지화학 | 잉여 실링부를 포함하는 파우치형 전지셀 |
| CN111769335A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-13 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种热压工艺及热压装置 |
-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001306031A patent/JP2003115288A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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